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JPS63251751A - Devices for fluid heating - Google Patents

Devices for fluid heating

Info

Publication number
JPS63251751A
JPS63251751A JP8547187A JP8547187A JPS63251751A JP S63251751 A JPS63251751 A JP S63251751A JP 8547187 A JP8547187 A JP 8547187A JP 8547187 A JP8547187 A JP 8547187A JP S63251751 A JPS63251751 A JP S63251751A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
radiator
thermal conducting
heat exchanger
heat transfer
combustion gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP8547187A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0457936B2 (en
Inventor
Noriyuki Oda
紀之 織田
Tetsuo Takehara
徹雄 竹原
Yasushi Maeno
裕史 前野
Kozo Sakurai
桜井 耕三
Yoshihiro Sugano
菅野 義裕
Daisuke Koshimizu
大介 越水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Gas Co Ltd
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd, Tokyo Gas Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP8547187A priority Critical patent/JPS63251751A/en
Publication of JPS63251751A publication Critical patent/JPS63251751A/en
Publication of JPH0457936B2 publication Critical patent/JPH0457936B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the efficiency of thermal conduction without increasing incomplete combustion constituents by fins by a method wherein a first thermal conducting pipe, a radiator and a second thermal conducting pipe are arranged in sequence in a flowing direction of combustion gas and each of fin heights in the first thermal conducting pipe and the second thermal conducting pipe is specified. CONSTITUTION:A device 11 for heating fluid has a casing 12 connected to a discharging port. The interior of the casing 12 is constituted by a lower mixing chamber 14 and an upper combustion chamber 15 partitioned with a burner plate 13 arranged below. A plurality of first thermal conducting pipes 16 are laterally arranged in parallel to each other near upper part of the burner plate 13, and the first thermal conducting pipes 16 are composed of a radiator 18 having aeration characteristics at their upper portions for use in performing an efficient recovery of radiation heat from the radiator 18. A plurality of second thermal conducting pipes 19 are arranged at the upper part of the radiator 18 and the second thermal conducting pipes 19 may efficiently recover heat of combustion gas of which temperature is slightly decreased after passing through the radiator 18. The first thermal conducting pipes 16 have no fins or have a fin height of less than about 3mm and the second thermal conducting pipes 19 have a fin height of over about 3mm and less than about 20mm.

Description

【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は、湯沸器、風呂釜、温水ボイラ等に使用される
流体加熱用の装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION TECHNICAL FIELD The present invention relates to a device for heating a fluid used in water heaters, bathtubs, hot water boilers, and the like.

「従来技術およびその問題点」 従来の湯沸器、風呂釜、温水ボイラ等に使用される流体
加熱用の装置は、ケーシングの一方の端部にバーナー等
の燃焼手段を耐雷し、ケーシングの内部を燃焼室および
燃焼ガスの流路とし、この燃焼ガスの流路に沿って伝熱
管を多段構造に配列してできでおり、燃焼ガスの接触に
よって伝熱管を加熱する、いわゆる対流熱伝達を利用し
たものであった。
"Prior Art and its Problems" Conventional fluid heating devices used in water heaters, bathtubs, hot water boilers, etc. have a combustion means such as a burner installed at one end of the casing, and the inside of the casing is is the combustion chamber and the flow path for the combustion gas, and heat transfer tubes are arranged in a multi-stage structure along the flow path of the combustion gas.The heat transfer tubes are heated by contact with the combustion gas, which uses so-called convection heat transfer. That's what I did.

これに対し、燃焼室の小型化、燃焼熱の効果的利用を図
って、対流熱伝達に加えて輻射熱伝達をも用いて伝熱管
内を流れる被加熱流体を加熱する流体加熱用の装置が特
願昭60−223980号として本出願人により提案さ
れでいる。この流体加熱用の装置は、燃焼手段によって
形成される燃焼ガスの流れ方向に、第一の伝熱管、通気
性の輻射体、第二の伝熱管を順次耐雪して構成されてい
る。
In response to this, there is a special fluid heating device that heats the fluid flowing inside the heat transfer tube by downsizing the combustion chamber and effectively utilizing combustion heat, and using radiant heat transfer in addition to convective heat transfer. It was proposed by the present applicant as Application No. 1983-223980. This fluid heating device is constructed by snow-proofing a first heat exchanger tube, an air-permeable radiator, and a second heat exchanger tube in order in the flow direction of the combustion gas formed by the combustion means.

この流体加熱用の装置においては、燃焼ガスによって白
熱化した輻射体の輻射熱が伝熱管に照射され、燃焼ガス
からの対流熱伝達と輻射体からの輻射熱伝達とで伝熱管
が効率的に加熱される。また、第一の伝熱管を燃焼手段
に近接した場合、急激な温度低下によりCO等の不完全
燃焼成分が発生するが、この不完全燃焼成分は高温の輻
射体を通るときに完全燃焼するので、第一の伝熱管を燃
焼手段に近接配置することができ、これにより装置のコ
ンパクト化が可能となる。
In this fluid heating device, the heat exchanger tube is irradiated with the radiant heat of the radiator that becomes incandescent by the combustion gas, and the heat exchanger tube is efficiently heated by convective heat transfer from the combustion gas and radiant heat transfer from the radiator. . Furthermore, when the first heat transfer tube is placed close to the combustion means, incompletely combusted components such as CO are generated due to the sudden temperature drop, but these incompletely combusted components are completely combusted when they pass through the high-temperature radiator. , the first heat exchanger tube can be placed close to the combustion means, thereby making it possible to make the device more compact.

ところで、上記の流体加熱用の装置においても熱伝達効
率をより向上させるためには、伝熱管の外周にフィンを
設け、燃焼ガスとの接触面積を大きくして対流熱伝達を
良好にすることが望まれている。しかし、伝熱管の外周
にフィンを設けた場合には、フィンが過熱されて熱変形
を起こしたつ、フィンによってガスの温度低下を起こし
CO等の不完全燃焼成分が増大したりする可能性があり
、フィンをどのような態様で設けるかが重要な問題とな
っていた。
By the way, in order to further improve the heat transfer efficiency in the above fluid heating device, it is possible to provide fins on the outer periphery of the heat transfer tube to increase the contact area with the combustion gas and improve convective heat transfer. desired. However, when fins are provided around the outer periphery of the heat transfer tube, there is a possibility that the fins may become overheated and thermally deformed, or the fins may lower the temperature of the gas, increasing incomplete combustion components such as CO. An important issue has been how to provide the fins.

「発明の目的」 本発明の目的は、燃焼ガスの流れ方向に、第一の伝熱管
、通気可能とされた輻射体、第二の伝熱管を順次配置し
た流体加熱用の装置において、フィンを所定の態様で設
けることにより、フィンの熱変形、熱損iを生じること
なく、かつ、フィンによる不完全燃焼成分の増大をもた
らすことなく、熱伝達効率を向上させることにある。
``Object of the Invention'' The object of the present invention is to provide a fluid heating device in which a first heat transfer tube, a ventilated radiator, and a second heat transfer tube are sequentially arranged in the flow direction of combustion gas. By providing the fins in a predetermined manner, the purpose is to improve heat transfer efficiency without causing thermal deformation of the fins or heat loss i, and without causing an increase in incomplete combustion components due to the fins.

「発明の構成」 本発明による流体加熱用の装置は、燃焼手段により形成
される燃焼ガスの流れ方向に、第一の伝熱管、通気可能
とされた輻射体、第二の伝熱管の順に配置されてなり、
前記第一の伝熱管はフィンなしもしくはフィン高さ3m
m以下とされ、前記第二の伝熱管はフィン高さか3mm
超とされていることを特徴とする。
"Structure of the Invention" A device for heating a fluid according to the present invention includes a first heat exchanger tube, a ventilated radiator, and a second heat exchanger tube arranged in this order in the flow direction of the combustion gas formed by the combustion means. It's been done,
The first heat exchanger tube has no fins or has a fin height of 3 m.
m or less, and the second heat exchanger tube has a fin height of about 3 mm.
It is characterized by being considered super.

本発明において、第一の伝熱管は、燃焼手段と輻射体と
に挾まれており、燃焼手段からの高温(例えば1500
〜1600℃)の燃焼ガスに直tiざらされ、かつ、輻
射体からの強烈な輻射熱を浴びる。伝熱効率の点では、
フィン付きとし、かつ、フィン高さも高いことが一般に
は望まれるが、フィン高さが高すぎると、管内を水など
の低温流体が流されているとはいうものの、フィンの伝
熱抵抗のため管内流体による受熱が追いつがず、フィン
の外周端線部が過熱し、ついには熱変形に至る。そこで
、本発明では、第一の伝熱管をフィンなしもしくはフィ
ン高ざ3mm以下とすることにより、フィンの熱変形を
防止している。なあ、第一の伝熱管のフィン高さは、2
mm以下とすることがざらに好ましい。
In the present invention, the first heat transfer tube is sandwiched between the combustion means and the radiator, and receives high temperature (for example, 1500
They are directly exposed to combustion gas (~1600℃) and are exposed to intense radiant heat from radiators. In terms of heat transfer efficiency,
Generally, it is desired that the tube be equipped with fins and have a high fin height, but if the fin height is too high, the heat transfer resistance of the fins will cause problems even though low-temperature fluid such as water is flowing inside the tube. The heat received by the fluid in the pipe cannot keep up, and the outer peripheral edge of the fin becomes overheated, eventually leading to thermal deformation. Therefore, in the present invention, thermal deformation of the fins is prevented by providing the first heat exchanger tube without fins or with a fin height of 3 mm or less. By the way, the fin height of the first heat exchanger tube is 2
It is generally preferable that the thickness be less than mm.

また、フィン高さが例えば5mm以上もあるようなフィ
ンチューブを第一の伝熱管に採用すると、低温のフィン
に接触して急激に温度低下する燃焼ガスの量が増加して
、第一の伝熱管tlを流れる燃焼ガス中に不完全燃焼に
よるCO濃度が増加し、これが充分に酸化されないまま
下流に流れ、結果として排ガス中のCO量が多くなる。
Furthermore, if a finned tube with a fin height of 5 mm or more is used as the first heat transfer tube, the amount of combustion gas that contacts the low-temperature fins and rapidly decreases in temperature increases, causing the first heat transfer to increase. The CO concentration due to incomplete combustion increases in the combustion gas flowing through the heat tube tl, and this flows downstream without being sufficiently oxidized, resulting in an increase in the amount of CO in the exhaust gas.

しかし、第一の伝熱管をフィンなしもしくはフィン高さ
3mm以下とすることにより、第一の伝熱管#iを流れ
る燃焼ガス温度は充分高く維持され、結果として排ガス
中のCO量も殆どなくなる。
However, by making the first heat transfer tube without fins or having a fin height of 3 mm or less, the temperature of the combustion gas flowing through the first heat transfer tube #i is maintained sufficiently high, and as a result, the amount of CO in the exhaust gas is almost eliminated.

また、第一の伝熱管がフィンを有する場合、フィンの外
周縁部における隣りあうフィンと2インの間隔(フィン
の肉厚を除いた間隔)は、フィン高ざ以下とすることが
特に好ましい、これにより、m封体からの輻射熱を効率
よく受熱できる。
Further, when the first heat exchanger tube has fins, it is particularly preferable that the 2-inch interval between adjacent fins at the outer peripheral edge of the fin (the interval excluding the wall thickness of the fin) is equal to or less than the fin height. Thereby, the radiant heat from the m enclosure can be efficiently received.

すなわち、輻射体からの輻射熱は、伝熱管本体の外周面
やフィン両側面に照射されるが、そのすべてがそのまま
受熱されるわけではなく、少なからざる割合で乱反射さ
れてしまう、しかし、上述のようにフィンの間隔をフィ
ン高さ以下とすると、乱反射された輻射熱の多くが再び
近傍のフィン面や伝熱管本体の外周面にとらえられ、全
体として輻射体から照射された輻射線の多くがこの第一
の伝熱管に吸収されるようになる。
In other words, the radiant heat from the radiator is irradiated onto the outer circumferential surface of the heat transfer tube body and both sides of the fins, but not all of the heat is received as is, and a considerable percentage is diffusely reflected.However, as mentioned above, When the spacing between the fins is set below the fin height, most of the diffusely reflected radiant heat is captured again by the nearby fin surfaces and the outer peripheral surface of the heat exchanger tube body, and as a whole, most of the radiation emitted from the radiator is absorbed by this radiant heat. It will be absorbed by the first heat exchanger tube.

一方、輻射体の配置域を通過することにより、燃焼ガス
の温度は100〜150℃低下するが、まだ充分高温(
例えば600〜900℃)である、ここで効率的に熱回
収するため1本発明では、第二の伝熱管はフィン付きと
し、フィン高さ3mm超、好ましくは5mm以上とする
On the other hand, the temperature of the combustion gas decreases by 100 to 150 degrees Celsius by passing through the radiator arrangement area, but it is still sufficiently hot (
In order to efficiently recover heat, the second heat exchanger tube is provided with fins, and the fin height is more than 3 mm, preferably 5 mm or more.

しかし、第二の伝熱管域においても、第一の伝熱管域よ
りも低温であるとはいうものの、依然としてかなりの高
温であるため、フィン外周端縁部の過熱ひいては熱変形
に至る恐れがある。このため、第二の伝熱管のフィン高
さは20mm以下とすることが好ましい。
However, although the temperature in the second heat exchanger tube area is lower than that in the first heat exchanger tube area, the temperature is still quite high, so there is a risk of overheating of the outer edge of the fin, which may lead to thermal deformation. . For this reason, it is preferable that the fin height of the second heat exchanger tube be 20 mm or less.

なお、本発明のより好ましい態様においては、第二の伝
熱管においで、最も輻射体に近い側はフィン高さ5〜I
 Ommとし、最も輻射体に遠い側はフィン高さ10〜
20mmとする。
In a more preferred embodiment of the present invention, in the second heat exchanger tube, the side closest to the radiator has a fin height of 5 to I.
Omm, and the side farthest from the radiator has a fin height of 10~
The length shall be 20 mm.

第一、第二の伝熱管とも材質は、銅、ステンレスなどの
金属材料が望ましいが、反応焼結SiCなど、適宜なセ
ラミックス材料であっても採用可能である。
The material for both the first and second heat transfer tubes is preferably a metal material such as copper or stainless steel, but any appropriate ceramic material such as reaction sintered SiC may also be used.

本発明では、一般に、燃焼ガスの流路の上流側のケーシ
ングの端部に、バーナー等の燃焼手段が配Mされて、全
体としてコンパクトな流体加熱用の装置とされる。バー
ナーとしては、拡散燃焼型等のものも使用できるが、よ
り好ましく(さ、燃焼用空気と燃料ガスとを予め混合し
、この混合ガスをバーナープレートより噴出させて燃焼
させる予混合バーナーが採用され、高い面負荷、高い燃
焼室負荷が図られる。
In the present invention, a combustion means such as a burner is generally arranged at the end of the casing on the upstream side of the combustion gas flow path, resulting in an overall compact fluid heating device. Although a diffuse combustion type burner can be used as the burner, it is more preferable to use a premix burner that mixes combustion air and fuel gas in advance and blows out this mixed gas from a burner plate to burn it. , high surface load, and high combustion chamber load.

第一の伝熱管と第二の伝熱管は、それぞれ一本のみであ
ってもよいが、一般にはそれぞれ複数本からなって伝熱
管群を構成するのが好ましい。
The number of the first heat exchanger tube and the second heat exchanger tube may be only one each, but it is generally preferable that each of the first heat exchanger tube and the second heat exchanger tube consists of a plurality of tubes to constitute a heat exchanger tube group.

第一の伝熱管群と第二の伝熱管群は、それぞれ複数本に
分かれて槽数の独立した流路を形成するものを採用して
もよいが、例えばケーシングの外側または内側で端部を
順次連結した流路を形成するものを採用するのが好まし
い、この場合、伝熱管は、燃焼ガスに接触するようにケ
ーシングの内部に配置するだけでなく、一部の伝熱管は
、ケージジグに外側から接するよいうに配置して、ケー
シング外壁からも熱交換を行なうとともに、ケーシング
を冷却するようにしてもよい。
The first heat exchanger tube group and the second heat exchanger tube group may each be divided into a plurality of tubes to form independent flow paths for the number of tanks, but for example, the ends of the tubes may be separated from each other on the outside or inside of the casing. It is preferable to adopt one that forms sequentially connected flow paths. In this case, the heat exchanger tubes are not only placed inside the casing so as to be in contact with the combustion gas, but also some heat exchanger tubes are placed outside in the cage jig. The outer wall of the casing may be arranged so that it is in contact with the outer wall of the casing, so that heat exchange is performed from the outer wall of the casing and the casing is also cooled.

ざらに、輻射体としては、高温で効果的な輻射熱を発生
させるようにするため、例えば炭化ケイ素、富化ケイ素
、富化アルミニウム、コージライト、ムライト、リチウ
ムアルミニウムシリケート、アルミニウムチタネート等
のセラミックスが好ましい。
In general, as the radiator, ceramics such as silicon carbide, enriched silicon, enriched aluminum, cordierite, mullite, lithium aluminum silicate, aluminum titanate, etc. are preferable in order to generate effective radiant heat at high temperatures. .

このような輻射体は、燃焼ガスの流通を妨げないように
し、かつ、燃焼ガスとの接触面積を広くとるようにする
ため、通気可能なものが採用される。具体的には輻射体
自身が通気性を有するもの、例えばハニカム体、三次元
網状体、連通気泡体、網状物積層体、可視性織布体等が
挙げられるが、この中でも特に板状のハニカム体が好ま
しい、板状のハニカム体は、板面に表裏に貫通する多数
の平行セルを有するもので、セル形状は、正方形、長方
形、六角形等適宜選択できる。また、板状のハニカム板
は、波板同士、波板と平板を多数積層して形成されたよ
うなものであってもよい、また、輻射体自身が通気性を
有しなくでも、個々の輻射体が相互に所定の間隔をおい
て配置され、全体として通気可能とされた輻射体を構成
していでもよい、このようなものとしては、多数のセラ
ミックス製棒状体を相互に平行かつ千鳥状に配置したも
の、あるいは多数のセラミックス製細巾板をルーバ状に
配置したものなどが例示される。
A ventilable radiator is used for such a radiator in order not to obstruct the flow of combustion gas and to ensure a wide contact area with the combustion gas. Specifically, examples include those in which the radiator itself has air permeability, such as honeycomb bodies, three-dimensional mesh bodies, open-cell foam bodies, mesh laminates, and visible woven fabric bodies. Among these, plate-shaped honeycomb bodies are particularly suitable. A plate-shaped honeycomb body, preferably a honeycomb body, has a large number of parallel cells penetrating the plate surface from the front and back, and the cell shape can be appropriately selected from square, rectangle, hexagon, etc. In addition, the plate-shaped honeycomb plate may be formed by laminating a large number of corrugated plates or corrugated plates and flat plates, and even if the radiator itself does not have air permeability, individual The radiators may be arranged at a predetermined distance from each other to form a ventilated radiator as a whole. In this case, a large number of ceramic rods are arranged parallel to each other and in a staggered pattern. Examples include those arranged in the form of a louver, or those arranged in a louver shape with a large number of narrow ceramic width plates.

「発明の実施例」 以下に、本発明による流体加熱用の装置の実施例を説明
する。
Embodiments of the Invention In the following, embodiments of a device for heating a fluid according to the present invention will be described.

第1図および第2図には、本発明装置の第一の実施例が
示されでいる。この流体加熱用の装置11は、上方が図
示しない排気口に接続されたケーシング12ヲ有してお
り、このケーシング12内は、下方に配置されたバーナ
ープレート13を境にして、下側が混合室14、上側が
燃焼室15として構成されている。バーナープレート1
3は、ケーシング12の上下方向に多数の炎孔を有する
面状に形成され、混合室14にて燃料ガスと空気とで作
られた予混合気を炎孔から噴出して面状の火炎を形成す
る。なあ、予混合室14に燃焼用空気を供給するファン
、燃料ガスを供給する燃料ガスノズル、火炎形成のため
の点火手段は図示を省略しである。そして、このような
火炎を形成した後、生成される燃焼ガスは、燃焼室15
の下側から上側に向かって流れる。
1 and 2 show a first embodiment of the device according to the invention. This fluid heating device 11 has a casing 12 whose upper part is connected to an exhaust port (not shown), and inside this casing 12, with a burner plate 13 disposed below as a boundary, a mixing chamber is located on the lower side. 14, the upper side is configured as a combustion chamber 15. burner plate 1
3 is formed into a planar shape having a large number of flame holes in the vertical direction of the casing 12, and blows out a premixture made of fuel gas and air in the mixing chamber 14 from the flame holes to generate a planar flame. Form. Note that a fan for supplying combustion air to the premixing chamber 14, a fuel gas nozzle for supplying fuel gas, and an ignition means for flame formation are not shown. After forming such a flame, the generated combustion gas flows into the combustion chamber 15.
flows from the bottom to the top.

バーナープレート13の上部近接位置には、複数本から
なる第一の伝熱管16が相互に平行に横架配冒されてい
る。第一の伝熱管16は、燃焼ガスの対流熱と、輻射体
1日からの輻射熱を効率的に回収するものである。この
第一の伝熱管16は、上下方向に一段または複数段(こ
の実施例では二段)にk=され、複数段の場合は、上下
の伝熱管がなるべく重ならないように、例えば千鳥配列
とすることが好ましい、第一の伝熱管16のうち、最下
段の伝熱管の下線からバーナ−プレート13上面までの
距離は100mm以下、好ましくは5〜50mmとされ
る。
A plurality of first heat exchanger tubes 16 are horizontally arranged in parallel with each other at a position close to the upper part of the burner plate 13 . The first heat transfer tube 16 efficiently recovers the convection heat of the combustion gas and the radiant heat from the radiator. The first heat exchanger tubes 16 are arranged in one or more stages (two stages in this embodiment) in the vertical direction, and in the case of multiple stages, the upper and lower heat exchanger tubes 16 are arranged in a staggered arrangement, for example, so that they do not overlap as much as possible. Among the first heat exchanger tubes 16, the distance from the underline of the lowest heat exchanger tube to the upper surface of the burner plate 13 is preferably 100 mm or less, preferably 5 to 50 mm.

第一の伝熱管16は、この実施例の場合、ローフインチ
ューブで構成されている。すなわち、第2図に示すよう
に、第一の伝熱管16の外周には、断面台形状または四
角形状の多数のローフイン17が所定のピッチP!もっ
て形成されている。このローフイン17の外周線部にお
ける間隔A(ピッチPから周縁部肉厚を除いた距M)が
フィンの高さHoと等しいか、高ざH0以下とされるこ
とが好ましい、そして、この実施例の場合、高すHoが
1.5mm、間隔Aか1.Ommとされている。ざらに
、ローフインチューブの長平方向端部は、高ざHが漸減
する漸化部Bを経て肉厚直管部Cとなっており、この肉
厚直管部Cにおいてケーシング12に接続している。な
あ、本発明において、フィン高ざHとはこのような漸化
部Bや肉厚直管部Cにおける値を意図するものではない
、なお、第一の伝熱管16としては、上記のローフイン
チューブの外に、ローフイン17のないペアチューブラ
採用することもできる。
In this embodiment, the first heat exchanger tube 16 is comprised of a loaf-in tube. That is, as shown in FIG. 2, on the outer periphery of the first heat exchanger tube 16, a large number of loaf-ins 17 having a trapezoidal or square cross section are arranged at a predetermined pitch P! It is formed with It is preferable that the interval A (distance M obtained by subtracting the thickness of the peripheral part from the pitch P) at the outer peripheral line of the loaf-in 17 is equal to the height Ho of the fin, or is less than or equal to the height H0, and in this embodiment In the case of , the height Ho is 1.5 mm and the interval A or 1. It is said to be Omm. Roughly speaking, the long end of the loaf-in tube passes through a gradual part B where the height H gradually decreases, and becomes a thick straight pipe part C, and is connected to the casing 12 at this thick straight pipe part C. There is. Incidentally, in the present invention, the fin height H is not intended to be the value in the gradual part B or the thick straight pipe part C. In addition to the tube, a pair of tubes without the loaf-in 17 can also be used.

第一の伝熱管16の上部には輻射体18が耐重されてい
る。この輻射体18は、燃焼ガスが輻射体18の内部を
流れて下流側に通過できるような通気性を有してあり、
燃焼ガス流路の断面のほぼ全tf2iカバーするように
なっている。この実施例において、輻射体18はセラミ
ックス製のハニカム板で構成されているが、その他、三
次元網状体、連通気泡体、網状物積層体等を用いること
もできる。この輻射体18により、第一の伝熱管16は
、燃焼ガスの対流熱とともに輻射熱をも受熱する。
A radiator 18 is supported on the upper part of the first heat exchanger tube 16 . This radiator 18 has ventilation so that combustion gas can flow inside the radiator 18 and pass downstream,
Almost the entire tf2i of the cross section of the combustion gas flow path is covered. In this embodiment, the radiator 18 is composed of a ceramic honeycomb plate, but other materials such as a three-dimensional mesh, an open-cell foam, a mesh laminate, etc. can also be used. Due to this radiator 18, the first heat exchanger tube 16 receives radiant heat as well as convection heat of the combustion gas.

輻射体1日のざらに上部には、複数本の第二の伝熱管1
9が配置されている。この第二の伝熱管19は、輻射体
18を通過して若干温度の低下した燃焼ガスの熱を効果
的に回収するもので、この実施例では、多数の平行なプ
レートフィン20に複数の平行な伝熱管が貫通したプレ
ートフィンチューブが採用されている。プレートフィン
20は、その周縁部が、各伝熱管からは(よ同心円状に
フィン高さが同じになるようにされ、滑らかな谷部を形
成するように切り出されている。そして、輻射体18に
最も近い上側周縁部のフィン高さH,が5〜I Omm
、輻射体18から最も遠い上側周縁部のフィン高ざHユ
が10〜20mmとされている。ただし、プレートフィ
ン20の外周縁は、必ずしも滑らかな谷部に形成する必
要はなく、例えば周縁部を直線状とした単純な長方形状
とすることも可能である。
At the top of the radiator, a plurality of second heat transfer tubes 1 are installed.
9 is placed. This second heat transfer tube 19 effectively recovers the heat of the combustion gas that has passed through the radiator 18 and whose temperature has slightly decreased. A plate fin tube with heat transfer tubes passing through it is used. The plate fins 20 are cut out from each heat transfer tube so that the fin heights are the same in a concentric circle and form a smooth valley. The fin height H of the upper peripheral edge closest to is 5 to I Omm.
The fin height H of the upper peripheral edge furthest from the radiator 18 is 10 to 20 mm. However, the outer peripheral edge of the plate fin 20 does not necessarily have to be formed into a smooth valley, and may be formed into a simple rectangular shape with a straight peripheral edge, for example.

なあ、この実施例において、第一の伝熱管16および第
二の伝熱管19は、実際にはシリーズに連結されて全体
として一本の流路を構成している。
In this embodiment, the first heat exchanger tube 16 and the second heat exchanger tube 19 are actually connected in series to constitute one flow path as a whole.

次に、上記構成による流体加熱用の装置11の作用を説
明する。
Next, the operation of the fluid heating device 11 having the above configuration will be explained.

混合室14で作られた予混合気は、バーナープレート1
3の炎孔を通過する際に点火手段によって火炎に形成さ
れ、1500〜1600℃の高温の燃焼ガスとなって燃
焼室15に送られる。
The premixture created in the mixing chamber 14 is transferred to the burner plate 1
When passing through the flame hole 3, it is formed into a flame by the ignition means, and is sent to the combustion chamber 15 as a high-temperature combustion gas of 1500 to 1600°C.

この燃焼ガスは、第一の伝熱管16の配M域に導かれ、
対流熱伝達によって燃焼ガスが有している熱エネルギー
の一部を第一の伝熱管16内に流れる流体、特には水等
の液体へ伝達する。ざらに、燃焼ガスは、第一の伝熱管
16相互間の間隙を通過し、高温のまま輻射体18内を
流れ、この輻射体18をも加熱して白熱化させる。これ
により、輻射体18は、例えば1000〜1200℃の
高温に保持され、主に第一の伝熱管16を輻射加熱する
。したがって、第一の伝熱管16内を流れる水等の液体
は、燃焼ガスによる対流熱伝達と、輻射体1日による輻
射熱伝達の両方によって受熱されることとなる。
This combustion gas is guided to the M distribution area of the first heat exchanger tube 16,
Convective heat transfer transfers a portion of the thermal energy contained in the combustion gas to the fluid flowing in the first heat transfer tube 16, in particular to a liquid such as water. Roughly speaking, the combustion gas passes through the gap between the first heat exchanger tubes 16 and flows inside the radiator 18 while remaining at a high temperature, and also heats the radiator 18 to become incandescent. Thereby, the radiator 18 is maintained at a high temperature of, for example, 1000 to 1200°C, and mainly radiates and heats the first heat exchanger tube 16. Therefore, the liquid such as water flowing through the first heat transfer tube 16 receives heat by both convective heat transfer by the combustion gas and radiant heat transfer by the radiator.

この場合、第一の伝熱管16は、ローフイン17の高さ
が3mm以下、この実施例ではL5mmのローフインチ
ューブで構成されているため、輻射体18からの輻射熱
はこのローフイン17によって効率的に捕捉されるとと
もに、高温の燃焼ガスと強烈な輻射熱に晒されても、ロ
ーフイン17の外周端締部の熱変形、熱損傷が防止され
る。また、第一の伝熱管16をバーナープレート13に
近接装置したことにより、燃焼室15において不完全燃
焼によるCO等が発生することがあるが、第一の伝熱管
16をこのようなローフインチューブで構成すると、フ
ィンに接触して急激な温度低下をおこす燃焼ガスの量が
限定され、温度降下がスムーズに行われるため、COの
酸化が進んで、燃焼ガス中にあける残存CONの増大を
防止できる。ざらに、ローフイン17の間隔^をフィン
高さH0以下とすることにより、輻射熱を良好に吸収し
て熱伝達効率を高めることができる。
In this case, the first heat transfer tube 16 is configured with a loaf-in tube with a loaf-in 17 having a height of 3 mm or less, and in this embodiment, L5 mm, so that the radiant heat from the radiator 18 is efficiently transferred by the loaf-in 17. Even if the loaf-in 17 is captured and exposed to high-temperature combustion gas and intense radiant heat, thermal deformation and thermal damage to the outer peripheral end tightening portion of the loaf-in 17 are prevented. Furthermore, since the first heat exchanger tube 16 is placed close to the burner plate 13, CO, etc. may be generated in the combustion chamber 15 due to incomplete combustion. With this configuration, the amount of combustion gas that contacts the fins and causes a sudden temperature drop is limited, and the temperature drop occurs smoothly, preventing the oxidation of CO from proceeding and an increase in residual CON in the combustion gas. can. Roughly speaking, by setting the interval between the loaf-ins 17 to be equal to or less than the fin height H0, radiant heat can be absorbed well and heat transfer efficiency can be improved.

そして、燃焼ガスは、輻射体18を通過する間に、その
温度が100〜150℃程度低下して第二の伝熱管19
の配′M域に導かれる。第二の伝熱管19にも輻射体1
8から輻射熱が照射されるが、11射体18の上面の温
度は下面の温度よりもこれに対応しで低くなっているの
で、輻射体18から第一の伝熱管に照射される量に比べ
て、あよそ50〜70%程度の量が第二の伝熱管に照f
Aされる。このため、第二の伝熱管19においては、燃
焼ガスとの接触による対流熱伝達が主になされる。そし
て、第二の伝熱管19は、第一の伝熱管16のフィン冒
よりもフィン高ざの高いプレートフィシ20を有しでい
るので、燃焼ガスとの接触面積をより広くとることがで
き、対流熱伝達が良好になされる。ざらに、燃焼ガスの
温度が低下しているので、フィン高さが高くでもフィン
の周縁部における熱変形は防止される。なお、この実施
例の場合、輻射体18に最も近い上側周縁部のフィン高
さHlが5〜I Omm、輻射体18から最も遠い上側
周縁部のフィン高さHユが10〜20mmとされている
ので、フィンの熱変形、熱損傷を防止しつつ対流熱伝達
効率を可能な限り高めることができる。こうして、水な
どの流体は、第一の伝熱管16を通った後、さらに第二
の伝熱管191F!:通り、それぞれにおいて熱エネル
ギーを受け、所定の温度に加熱されて取出される。
Then, while the combustion gas passes through the radiator 18, its temperature decreases by about 100 to 150°C, and the temperature of the combustion gas decreases by about 100 to 150°C.
is guided to the M area. The radiator 1 is also used in the second heat exchanger tube 19.
Radiant heat is irradiated from radiator 8, but the temperature of the upper surface of radiator 11 is correspondingly lower than the temperature of the lower surface, so the amount of radiant heat is irradiated from radiator 18 to the first heat exchanger tube. Approximately 50 to 70% of the amount is irradiated to the second heat exchanger tube.
A will be given. Therefore, in the second heat transfer tube 19, convective heat transfer is mainly performed through contact with the combustion gas. Since the second heat exchanger tube 19 has a plate fin 20 having a higher fin height than the fin height of the first heat exchanger tube 16, it is possible to have a wider contact area with the combustion gas. , good convective heat transfer is achieved. In general, since the temperature of the combustion gas is lowered, thermal deformation at the peripheral edge of the fin is prevented even if the fin height is high. In the case of this embodiment, the fin height Hl of the upper peripheral edge closest to the radiator 18 is 5 to I Omm, and the fin height H of the upper peripheral edge farthest from the radiator 18 is 10 to 20 mm. Therefore, convective heat transfer efficiency can be increased as much as possible while preventing thermal deformation and thermal damage to the fins. In this way, after the fluid such as water passes through the first heat exchanger tube 16, it further passes through the second heat exchanger tube 191F! : Receives thermal energy in each passage, is heated to a predetermined temperature, and is extracted.

第3図には、本発明の第2の実施例が示されでいる。こ
の実施例では、第二の伝熱管19がハイフィンチューブ
として構成された例である。すなわち、第二の伝熱管1
9は、その外周に多数のハイフィン21を有してなって
いる。このハイフィン21は、上下の伝熱管でそのフィ
ン高さが異なっており、下段のフィン高ざHlと上段の
フィン高ざH2は、H,<H,の関係となっている。そ
して、この実施例では、■、を5〜10mm、 H,!
to−20mmとしてい−る、この例によっても、輻射
体18を通過して温度の低下した燃焼ガスの熱を、効率
的に吸収することができる。その他の構成は第1実施例
に準じるので、説明を省略する。
A second embodiment of the invention is shown in FIG. In this embodiment, the second heat exchanger tube 19 is configured as a high fin tube. That is, the second heat exchanger tube 1
9 has a large number of high fins 21 on its outer periphery. The high fins 21 have different fin heights between the upper and lower heat exchanger tubes, and the lower fin height H1 and the upper fin height H2 have a relationship of H,<H. In this example, ■, is 5 to 10 mm, and H,!
Even in this example where the distance is set to -20 mm, the heat of the combustion gas whose temperature has decreased after passing through the radiator 18 can be efficiently absorbed. The rest of the configuration is similar to the first embodiment, so the explanation will be omitted.

「発明の効果」 以上説明したように、本発明の流体加熱用の装置によれ
ば、第一の伝熱管をフィンなしもしくはフィン高さが3
mm以下とし、第二の伝熱管をフィン高さが3mm超と
したので、フィンの熱変形、熱損傷やCO等の不完全燃
焼成分の増大を招くことなく、対流熱伝達を良好にして
、伝熱効率を高めることができる。
"Effects of the Invention" As explained above, according to the fluid heating device of the present invention, the first heat exchanger tube has no fins or has a fin height of 3.
Since the second heat transfer tube has a fin height of more than 3 mm, convective heat transfer is improved without causing thermal deformation of the fins, thermal damage, or an increase in incomplete combustion components such as CO. Heat transfer efficiency can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による流体加熱用の装置の一実施例を示
す断面図、第2図は藁1図における第一の伝熱管16の
うちの一つを取り出して一部を破断した正面図、第3図
は本発明による流体加熱用の装置の他の実施例を示す断
面図で、ある。 図中、11は流体加熱用の装置、12はケーシング、1
3はバーナープレート、14は混合室、15は燃焼室、
16は第一の伝熱管、17はローフイン、18は輻射体
、19は第二の伝熱管、20はプレートフィン、21は
ハイフィンである。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the fluid heating device according to the present invention, and FIG. 2 is a partially cutaway front view of one of the first heat transfer tubes 16 in FIG. , FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the device for heating a fluid according to the present invention. In the figure, 11 is a fluid heating device, 12 is a casing, 1
3 is a burner plate, 14 is a mixing chamber, 15 is a combustion chamber,
16 is a first heat exchanger tube, 17 is a loaf-in, 18 is a radiator, 19 is a second heat exchanger tube, 20 is a plate fin, and 21 is a high fin.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)燃焼手段により形成される燃焼ガスの流れ方向に
、第一の伝熱管、通気可能とされた輻射体、第二の伝熱
管の順に配置された流体加熱用の装置において、前記第
一の伝熱管はフィンなしもしくはフィン高さ3mm以下
とされ、前記第二の伝熱管はフィン高さが3mm超とさ
れていることを特徴とする流体加熱用の装置。
(1) A device for heating a fluid in which a first heat transfer tube, a ventilated radiator, and a second heat transfer tube are arranged in this order in the flow direction of combustion gas formed by the combustion means, A device for heating a fluid, wherein the heat transfer tube has no fins or has a fin height of 3 mm or less, and the second heat transfer tube has a fin height of more than 3 mm.
(2)特許請求の範囲第1項において、前記第二の伝熱
管はフィン高さが20mm以下とされている流体加熱用
の装置。
(2) The device for heating a fluid according to claim 1, wherein the second heat exchanger tube has a fin height of 20 mm or less.
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