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JPS63254349A - Improved fluid heating device - Google Patents

Improved fluid heating device

Info

Publication number
JPS63254349A
JPS63254349A JP62086928A JP8692887A JPS63254349A JP S63254349 A JPS63254349 A JP S63254349A JP 62086928 A JP62086928 A JP 62086928A JP 8692887 A JP8692887 A JP 8692887A JP S63254349 A JPS63254349 A JP S63254349A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
burner plate
plate
heat exchanger
burner
exchanger tube
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.)
Pending
Application number
JP62086928A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noriyuki Oda
紀之 織田
Ietomo Enami
江波 戸智
Yoshimasa Arai
新井 義正
Kozo Sakurai
桜井 耕三
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 JP62086928A priority Critical patent/JPS63254349A/en
Publication of JPS63254349A publication Critical patent/JPS63254349A/en
Pending 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

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は給湯器、風呂釜、温水ボイラなどに使用される
流体用加熱装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fluid heating device used in water heaters, bathtubs, hot water boilers, and the like.

「従来技術とその問題点」 従来、上記したような流体用加熱装置においては、バー
ナの下流の燃焼室にて燃料を燃焼させた後、燃焼ガスを
伝熱管群間に導き、主に対流熱伝達を利用して、伝熱管
内を流れる水などの流体を加熱するようになっていた。
"Prior art and its problems" Conventionally, in the above-mentioned fluid heating device, after fuel is combusted in a combustion chamber downstream of a burner, combustion gas is guided between a group of heat transfer tubes, and mainly convection heat is generated. Conduction was used to heat fluids such as water flowing inside heat transfer tubes.

近年、これらの流体用加熱装置を極力コンパクトにする
ため、燃焼室をできる限り小型化するとともに、それに
続く熱交換部の単位容積あたりの伝熱量を増加すること
が要請されている。
In recent years, in order to make these fluid heating devices as compact as possible, there has been a demand to reduce the size of the combustion chamber as much as possible and to increase the amount of heat transferred per unit volume of the heat exchange section that follows it.

そこで本発明者らは、先に特願昭80−223980に
おいて、燃焼手段の下流に順次第一伝熱管群、通気性輻
射体、第二伝熱管群を配置してなる流体用加熱装置を提
案した。この加熱装置は、燃焼ガスからの対流熱伝達を
主とするそれまでの技術に比べて、高温の固体輻射体か
らの輻射熱伝達をも併用することにより、きわめて高い
伝熱効率を得たもので、加熱装置全体のコンパクト化に
大きく寄tトするものであった。
Therefore, the present inventors previously proposed, in Japanese Patent Application No. 80-223980, a fluid heating device in which a first heat transfer tube group, an air permeable radiator, and a second heat transfer tube group are sequentially arranged downstream of a combustion means. did. This heating device achieved extremely high heat transfer efficiency by also using radiant heat transfer from a high-temperature solid radiator, compared to previous technology that focused on convective heat transfer from combustion gas. This greatly contributed to making the entire heating device more compact.

しかし、こうした輻射体を用いる流体用加熱装置におい
ては、バーナプレートなどの燃焼手段にも苛酷な熱的条
件を強いるものであった。すなわち燃焼ガスによって高
温に加熱された輻射体は、第一伝熱管群に強力な輻射熱
を照射するのみならず、第−伝熱管群の間隙を通してそ
のL流に位置するバーナプレートなどの燃焼手段にも同
様に強力な輻射熱を照射して、これを過熱する。
However, in such fluid heating devices using radiators, severe thermal conditions are also imposed on combustion means such as burner plates. In other words, the radiator heated to a high temperature by the combustion gas not only irradiates the first heat exchanger tube group with strong radiant heat, but also irradiates the combustion means such as the burner plate located in the L flow through the gap of the second heat exchanger tube group. Similarly, it is irradiated with powerful radiant heat to overheat it.

しかもバーナプレートの下流面のうちで第一伝熱管群の
影になっている部分には輻射体からの輻射熱が照射され
ないうえに、冷たい被加熱流体が第一伝熱管群の管内を
流れているために、逆に第一伝熱管群によって輻射冷却
されることとなる。
Moreover, the part of the downstream surface of the burner plate that is in the shadow of the first heat exchanger tube group is not irradiated with radiant heat from the radiator, and the cold heated fluid flows inside the tubes of the first heat exchanger tube group. Therefore, radiation cooling is performed by the first heat exchanger tube group.

コノヨうにバーナプレートには輻射体から強力に輻射加
熱される部分と、第一伝熱管群から輻射冷却される部分
とが共存し、バーナプレート面内に複雑かつシャープな
熱応力分布が発生し、バーナプレートに熱変形や熱損傷
をもたらす。
The burner plate coexists with a part that is strongly radiated heated by the radiator and a part that is cooled by radiation from the first heat exchanger tube group, and a complex and sharp thermal stress distribution occurs within the burner plate surface. This causes thermal deformation and damage to the burner plate.

「発明の目的」 本発明はバーナプレートの過熱を防止し、ないしはバー
ナプレートに前述のような過大な熱応力分布が発生する
のを防止し、さらには伝熱管群への伝熱効率の向上をは
かった流体用加熱装置を提供しようとするものである。
``Object of the Invention'' The present invention aims to prevent overheating of a burner plate, prevent the generation of an excessive thermal stress distribution as described above, and further improve the efficiency of heat transfer to a group of heat transfer tubes. The present invention is intended to provide a fluid heating device.

「発明の概要」 本発明による流体用加熱装置は、バーナプレートと、バ
ーナプレートの近接下流に配置された伝熱管群と、伝熱
管群の間隙に通気可能に設けられた輻射体とを備え、バ
ーナプレートの下流面は光沢面であることを特徴とする
"Summary of the Invention" A fluid heating device according to the present invention includes a burner plate, a group of heat transfer tubes disposed adjacent to and downstream of the burner plate, and a radiator provided in a gap between the group of heat transfer tubes so as to be ventilated, The downstream surface of the burner plate is characterized by a glossy surface.

「作 用」 輻射体からの輻射線は、伝熱管群の間隙を通してバーチ
プレートに照射されるが、本発明では。
"Function" The radiation from the radiator is irradiated onto the birch plate through the gap between the heat exchanger tubes, but in the present invention.

バーナプレートの下流面を光沢面、特には輻射率が0.
3以下の光沢面としたので、バーナプレートに照射され
た輻射線の大部分は反射される。そのため、照射された
輻射線のうちの少量だけがバーナプレートの加熱に寄与
することになり、バーナプレートの過熱が防止される。
The downstream surface of the burner plate should be a glossy surface, especially one with an emissivity of 0.
Since the burner plate has a glossy surface of 3 or less, most of the radiation irradiated onto the burner plate is reflected. Therefore, only a small amount of the applied radiation contributes to the heating of the burner plate, and overheating of the burner plate is prevented.

とりわけ、予混合型バーナを採用する場合にはバーナプ
レートの過熱は危険な逆火をもたらすが、本発明によれ
ばかかる′19態も防1Fできる。
In particular, when a premix burner is employed, overheating of the burner plate causes dangerous backfire, but according to the present invention, such a situation can be prevented.

また、輻射体からの輻射線は/ヘーナプレート全体面の
法線方向に最も強く照射されるが、その他にバーナプレ
ート全体面に対して斜め方向から照射される分も無視で
きない。本発明によれば、光沢面によってかかる斜め照
射の輻射線も大部分が反射されるやこの反射線の方向に
は一般に伝熱管群が位置しており、輻射体からの輻射線
が直接照射しない伝熱管裏面をバーナプレートからの反
射線によって照射加熱できることとなる。
Further, although the radiation from the radiator is most strongly irradiated in the normal direction to the entire surface of the burner plate, the radiation radiated obliquely to the entire surface of the burner plate cannot be ignored. According to the present invention, most of the obliquely irradiated radiation is reflected by the glossy surface, and a group of heat transfer tubes is generally located in the direction of this reflected line, so that the radiation from the radiator is not directly irradiated. The back surface of the heat transfer tube can be irradiated and heated by the reflected beam from the burner plate.

したがって輻射体とバーナプレートとの間に位置する伝
熱管は、上流側と下流側の両面からまんべんなく輻射加
熱を受け、輻射熱伝達効率の向上が図られるのみならず
、この伝熱管に作用する熱応力も緩和され、それに伴な
い、伝熱管からバーナプレートへの輻射冷却も緩和され
るので、バーナプレートにとっても局部加熱・局部冷却
の度合が大きく低下し、ひいてはバーナプレートに亀裂
や破損、あるいは熱損傷が発生するのを防止できる。
Therefore, the heat exchanger tube located between the radiator and the burner plate receives radiant heating evenly from both the upstream and downstream sides, which not only improves the radiant heat transfer efficiency but also causes thermal stress that acts on the heat exchanger tube. As the radiation cooling from the heat transfer tubes to the burner plate is also relaxed, the degree of local heating and local cooling of the burner plate is greatly reduced, which can lead to cracks, breakage, or thermal damage to the burner plate. can be prevented from occurring.

バーナプレート下流面は多数の凹凸を有する光沢面とす
るのが好ましい。前述の通り、輻射体からの輻射線はバ
ーナプレート全体面の法線方向に最も強く照射されるが
、バーナプレート下流面が平面状であると、この強い輻
射線は元の輻射体の方向に反射され、結局、輻射体とバ
ーナプレートとのuJlを往復し、最終的にはバーナプ
レートの局部加熱につながる。
The downstream surface of the burner plate is preferably a glossy surface having many irregularities. As mentioned above, the radiation from the radiator is most strongly irradiated in the direction normal to the entire surface of the burner plate, but if the downstream surface of the burner plate is flat, this strong radiation is directed toward the original radiator. It is reflected and eventually travels back and forth through uJl between the radiator and the burner plate, eventually leading to local heating of the burner plate.

これに対し、バーナプレート下流面が多数の凹凸を有す
ると、反射の方向は輻射体の元の位置へではなく、バー
ナプレート下流面の凹凸に応じて偏寄した方向に返され
る。したがって、輻射体からの輻射線とバーナプレート
からの反射線が、輻射体の特定位置とバーナプレートの
特定位置との間で相互に往復することがなく、バーナプ
レートの局部加熱が防止される。この反射線が伝熱管の
裏面からの加熱にも寄与することはいうまでもない。
On the other hand, if the downstream surface of the burner plate has many irregularities, the direction of reflection is not returned to the original position of the radiator, but in a direction biased according to the irregularities of the downstream surface of the burner plate. Therefore, the radiation from the radiator and the reflected ray from the burner plate do not reciprocate between the specific position of the radiator and the specific position of the burner plate, and local heating of the burner plate is prevented. It goes without saying that this reflected line also contributes to heating from the back side of the heat exchanger tube.

「発明の具体的態様」 バーナプレートとしては、好適には平板状のバーナプレ
ートが採用されるが、全体として太きくわん曲した曲面
状のものでもよく、この場合、燃焼ガスの下流方向に向
かって凸面状でも凹面状でもよい、高いバーナプレート
面負荷、高い燃焼室負荷を達成するには予混合型のバー
ナプレートが望ましいが、拡散燃焼型のバーナプレート
も採用可能である。
"Specific Embodiments of the Invention" As the burner plate, a flat burner plate is preferably employed, but it may also have a thick curved surface as a whole. In order to achieve a high burner plate surface load and a high combustion chamber load, a premix type burner plate is desirable, but a diffuse combustion type burner plate can also be adopted.

バーナプレートの材質は、炭素鋼、ステンレス鋼などの
金属材料が好適である。バーナプレート下流面を光沢面
とするには、クロム、ニッケル。
The material of the burner plate is preferably a metal material such as carbon steel or stainless steel. Use chromium or nickel to make the downstream surface of the burner plate shiny.

亜鉛などでメッキをほどこしたり、パフによる表面仕上
げなどで表面を研磨したりするのが好ましい、ステンレ
ス鋼、特には冷間圧延あるいは冷間引抜きステンレス鋼
は格別の表面処理をしなくても所要の光沢面を備えてい
るものが多い。
Stainless steels, especially cold-rolled or cold-drawn stainless steels, which are preferably plated with zinc or the like or polished with a puff surface finish, can meet the required surface conditions without special surface treatment. Many have a glossy surface.

コージライト賀、アルミナ賀、ムライト質など各種のセ
ラミックス製のバーナプレートはそのままでは一般には
光沢を有しないが、下流面を全屈化処理などして所要の
光沢面としたものは採用可能である。
Burner plates made of various ceramics such as cordierite, alumina, and mullite generally do not have luster as they are, but it is possible to use burner plates that have the downstream surface fully curved to achieve the required gloss. .

バーナプレートの下流面に適宜な配置間隔で凸条、四条
、突起または凹孔などを設けることにより、バーナプレ
ート下流面に多数の凹凸を形成することができる。こう
した凸条、凹条、突起または凹孔などはその位置、形状
、配列方向などを工夫して、輻射線がほぼ平行に入射し
てもバーナプレートからの反射線の方向は種々に変化す
るようにするのがよい。こうすると、伝熱管裏面のバー
ナプレートからの反射線による加熱が、局所化すること
を避けられる。
By providing protrusions, four stripes, protrusions, or recessed holes at appropriate intervals on the downstream surface of the burner plate, a large number of unevenness can be formed on the downstream surface of the burner plate. The position, shape, arrangement direction, etc. of these protrusions, grooves, protrusions, or holes are designed so that even if the radiation is incident almost parallel, the direction of the reflected line from the burner plate will change in various ways. It is better to In this way, localized heating due to reflected rays from the burner plate on the back surface of the heat exchanger tube can be avoided.

バーナプレート下流面に凹凸を設ける好ましい態様は1
貫通孔を有する板状のバーナプレート本体の下流面に、
所要の光沢面を備えた金属材料、例えば冷間引抜きステ
ンレス鋼製の金網などの網状体を配設するものである。
A preferred embodiment of providing unevenness on the downstream surface of the burner plate is 1.
On the downstream surface of the plate-shaped burner plate body having a through hole,
A net-like body such as a wire gauze made of a metal material, for example cold-drawn stainless steel, with the required glossy surface is provided.

こうした網状体は素線断面が円形であり、素線がその走
行方向に沿って波状に走行し、さらに素線が複数方向に
走行していることなどが相まって、きわめて変化に富ん
だ傾斜面を備えるバーナプレート下流面が形成できる。
In such a network, the strands have a circular cross section, the strands run in a wavy manner along the running direction, and the strands run in multiple directions, resulting in an extremely varied slope surface. A downstream surface of the burner plate can be formed.

バーナプレート本体の下流面にかかる網状体などの面状
体を配設するにあたっては、接着、溶着、溶接など適宜
な手法でバーナプレート本体と面状体とを一体化するこ
とが挙げられる。しかし両者の一体化は必須ではなく、
例えば平板状のバーナプレート本体にごく近接している
が離れている下流に面状体を張架などしてもよい、この
場合、面状体は伝熱管よりは上流に位置せしめられると
ともに、バーナプレート本体と面状体とが離れすぎて火
炎が不安定とならぬように留意する必要がある。バーナ
プレートの下流面に凹凸を形成するには、上記の他に、
バーナプレートを波板状としたりすることも挙げられる
When disposing a planar body such as a net-like body on the downstream surface of the burner plate main body, the burner plate main body and the planar body may be integrated by an appropriate method such as adhesion, welding, or welding. However, the integration of the two is not essential;
For example, a planar body may be suspended downstream of the flat burner plate body, which is very close to it but is far away from it. In this case, the planar body is positioned upstream of the heat exchanger tubes and Care must be taken to ensure that the flame does not become unstable due to the distance between the plate body and the planar body. In addition to the above, in order to form unevenness on the downstream surface of the burner plate,
It is also possible to make the burner plate shaped like a corrugated plate.

本発明における輻射体として好適なのは、輻射体自身が
通気性を有するものである。このような通気性輻射体の
典型例は板面の表裏に貫通する多数の平行なセルを有す
るセラミックス製ハニカム板である。この場合、セル断
面形状は正方形、六角形、三角形など適宜に選択でき、
さらには波板同士、または波板と平板とを多数積層して
形成されたようなものでもよい、このようなハニカム板
は通気抵抗が小さく、かつ、機械的強度も優れていて好
ましい。
A suitable radiator in the present invention is one in which the radiator itself has air permeability. A typical example of such a breathable radiator is a ceramic honeycomb plate having a large number of parallel cells penetrating the front and back sides of the plate. In this case, the cell cross-sectional shape can be selected as appropriate, such as square, hexagon, or triangle.
Furthermore, it may be formed by laminating a large number of corrugated plates or a large number of corrugated plates and flat plates.Such a honeycomb plate is preferable because it has low ventilation resistance and excellent mechanical strength.

通気性輻射体の別の例には「セラフオーム」などの商品
名で市販されているセラミックス製三次元網状体、連通
気泡体、網状物積層体、焼結金属体などが挙げられる。
Other examples of air-permeable radiators include three-dimensional ceramic nets, open-cell foams, laminates of nets, and sintered metal bodies commercially available under trade names such as "Cerafoam."

またリジッドなものに限定する必要はなく、所要の耐熱
性を備える可撓性織布体、可撓性編布体などでもよい。
Furthermore, it is not necessary to limit the material to a rigid material, and a flexible woven material, a flexible knitted material, etc. having the required heat resistance may be used.

輻射体自身が非通気性であっても全体として輻射体層の
近傍を、特には輻射体層の両面間を貫流して燃焼ガスが
通気可能となるように設けられていてもよい、このよう
な例には、所定の通気間隙を隔てて多数本のセラミック
ス棒状体を燃焼ガス・流れ方向に直交するように、かつ
、全体として面状をなすように配設したもの、あるいは
多数枚のセラミックス細幅板をルーバ状に配設したもの
などが挙げられる。
Even if the radiator itself is non-breathable, it may be provided so that the combustion gas can pass through the vicinity of the radiator layer as a whole, particularly between both surfaces of the radiator layer. For example, a large number of ceramic rods are arranged at a predetermined ventilation gap so as to be perpendicular to the combustion gas flow direction and form a planar shape as a whole, or An example is one in which narrow plates are arranged in a louver shape.

輻射体は高温で効果的に輻射熱を発生させうるように、
炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、コージラ
イト、ムライト、スボジュメン、チタン酸アルミニウム
などが好ましい材質として挙げられ、特に高耐熱、高強
度、高熱伝導性のセラミックス、例えば炭化ケイ素、窒
化ケイ素、窒化アルミニウムといったセラミックスが好
適である。温度条件などによっては耐熱鋼などの金属材
料製でもよい。
Radiators can effectively generate radiant heat at high temperatures.
Preferred materials include silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, cordierite, mullite, subodumene, and aluminum titanate. In particular, ceramics with high heat resistance, high strength, and high thermal conductivity, such as silicon carbide, silicon nitride, and aluminum nitride, are preferred. Ceramics are preferred. Depending on the temperature conditions, it may be made of a metal material such as heat-resistant steel.

「発明の実施例」 以下に実施例の図面を参照しながら本発明の詳細な説明
するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。
"Embodiments of the Invention" The present invention will be described in detail below with reference to drawings of embodiments, but the present invention is not limited to the following embodiments.

第1図および第2図に示す流体用加熱装置10は上方が
図示せぬ排気口に接続されたケーシング11で全体が囲
まれており、ケーシング11の下方には混合室12を介
してファンケーシング13が接続されている。ファンケ
ーシング13には空気を送るためのファン14と燃料ガ
スを供給するためのノズル15が設けられ、混合室12
内で燃料ガスと空気との予混合気が作られる。
The fluid heating device 10 shown in FIGS. 1 and 2 is entirely surrounded by a casing 11 whose upper part is connected to an exhaust port (not shown), and a fan casing is provided below the casing 11 via a mixing chamber 12. 13 are connected. The fan casing 13 is provided with a fan 14 for sending air and a nozzle 15 for supplying fuel gas.
A premixture of fuel gas and air is created within the tank.

混合室12の上縁部には全体として平面状をなす云−ナ
プレート16が横架されて混合室12と燃焼室25とを
区画している。バーナプレート16は炭素鋼平板からな
り、多数の炎孔が」二下面間を貫通している。バーナプ
レート16の少なくとも上面には、ニッケルメッキがほ
どこされたのちパフ仕上げされており、輻射率0.10
の光沢面とされている。
An air plate 16 having a generally planar shape extends horizontally from the upper edge of the mixing chamber 12 to partition the mixing chamber 12 and the combustion chamber 25 . The burner plate 16 is made of a carbon steel flat plate, and has a large number of flame holes passing through its two lower surfaces. At least the upper surface of the burner plate 16 is nickel plated and then puff finished, with an emissivity of 0.10.
It is said to have a shiny surface.

これに代えて、例えば輻射率が0,28である冷間圧延
ステンレス鋼平板にてバーナプレー)1Bを構成しても
よい、この場合にはメッキ処理などを要しない。
Alternatively, the burner plate 1B may be constructed of a cold-rolled stainless steel flat plate having an emissivity of 0.28, for example. In this case, no plating treatment is required.

バーナプレート16に近接した上方には複数本の伝熱管
1日が相互に平行に横架されて第一伝熱管群19を構成
している。第一伝熱管群19の上方にも複数本の伝熱管
20が相互に平行に、かつ、断面千鳥配置となるように
横架されて第二伝熱管群21を構成している。第一伝熱
管群18と第二伝熱管群21との間隙には、板面の表裏
間を貫通する多数のセルを有する炭化ケイ素セラミック
ス酸のハニカム板22がバーナプレート16と平行に横
架されている。
Above the burner plate 16, a plurality of heat exchanger tubes are suspended horizontally in parallel to each other to form a first heat exchanger tube group 19. Also above the first heat exchanger tube group 19, a plurality of heat exchanger tubes 20 are horizontally suspended parallel to each other and in a staggered cross-sectional arrangement to form a second heat exchanger tube group 21. In the gap between the first heat exchanger tube group 18 and the second heat exchanger tube group 21, a silicon carbide ceramic acid honeycomb plate 22 having a large number of cells penetrating between the front and back of the plate surface is horizontally suspended parallel to the burner plate 16. ing.

この実施例ではバーナプレート16とハニカム板22の
間に位置する伝熱管18はその外周にフィンを有しない
ペアチューブ型とされているが、必要に応じフィンつき
チューブ型としてもよく、その場合にはフィン高さのそ
れほど高くないローフイン型とするのがよい。
In this embodiment, the heat exchanger tubes 18 located between the burner plate 16 and the honeycomb plate 22 are of a pair tube type without fins on the outer periphery, but they may be of a finned tube type if necessary. It is best to use a lo-fin type with a not so high fin height.

また、ハニカム板22の上方に位置する複数の伝熱管2
0は共通の平板フィン23を貫通して、全体としてプレ
ートフィンチューブを構成している。平板フィン23の
外形は各伝熱管20からのフィン高さがほぼ等しくなる
ような円弧状をなし、隣りあう円弧間は滑らかな曲線状
となるように形成されている。なお、この実施例のよう
な平板フィン23に代えて、より単純な断面四角形の平
板フィンを用いてもよく、また各伝熱管20ごとにそれ
ぞれ独立したフィンを有するフィンつきチューブ型とし
てもよい。
In addition, a plurality of heat exchanger tubes 2 located above the honeycomb plate 22
0 passes through a common flat plate fin 23 and constitutes a plate fin tube as a whole. The outer shape of the flat plate fins 23 is formed into an arc shape such that the height of the fins from each heat transfer tube 20 is approximately equal, and the spaces between adjacent arcs are formed into a smooth curve. Note that, instead of the flat plate fins 23 as in this embodiment, flat plate fins having a simpler square cross section may be used, or each heat transfer tube 20 may be of a finned tube type having independent fins.

伝熱管群18内で各伝熱管18はケーシング11の外側
で図示を略した接続管によってシリーズに連結されてい
る。伝熱管群21内の各伝熱管20も同様にしてシリー
ズに連結され、さらに伝熱管群19と伝熱管群21とも
同様にシリーズに連結され、全体として一木の流路とさ
れて内部を水などの低温の被加8流体が流される。
In the heat exchanger tube group 18, the heat exchanger tubes 18 are connected in series on the outside of the casing 11 by connecting tubes (not shown). Each heat exchanger tube 20 in the heat exchanger tube group 21 is connected in series in the same way, and furthermore, the heat exchanger tube group 19 and the heat exchanger tube group 21 are also connected in series in the same way, and the whole is made into a single flow path and the inside is water-filled. A low-temperature applied fluid such as 8 is flowed.

これらの伝熱管ないしはフィンの材質は、熱伝導率の高
い銅製とするのが好適であるが、アルミニウム、アルミ
ニウム合金、ステンレス鋼などの他の金属材料でもよく
、さらには反応焼結炭化ケイ素に代表される高熱伝導性
かつ高耐食性のセラミックスも採用できる。
The material of these heat transfer tubes or fins is preferably copper, which has high thermal conductivity, but other metal materials such as aluminum, aluminum alloy, and stainless steel may also be used, and furthermore, reaction sintered silicon carbide is a typical material. Ceramics with high thermal conductivity and high corrosion resistance can also be used.

以下に本発明装置の作動を説明する。The operation of the device of the present invention will be explained below.

ノズル15からの燃料ガスとファン14からの空気との
予混合気は、バーナプレート16の炎孔を通過して燃焼
室25に供給され、バーナプレート16の上面に面状の
火炎を形成し、1500〜1650℃といった高温の燃
焼ガスとなる。
The premixture of fuel gas from the nozzle 15 and air from the fan 14 passes through the flame hole of the burner plate 16 and is supplied to the combustion chamber 25, forming a planar flame on the upper surface of the burner plate 16. This results in high-temperature combustion gas of 1,500 to 1,650°C.

この燃焼ガスは第一伝熱管群18の配置域に導かれ、対
流熱伝達によって伝熱管18を加熱する。やや温度の低
下した燃焼ガスはハニカム板22内を流れ、このハニカ
ム板22をも加熱して白熱させる。
This combustion gas is guided to the area where the first heat exchanger tube group 18 is arranged, and heats the heat exchanger tubes 18 by convection heat transfer. The combustion gas whose temperature has decreased slightly flows through the honeycomb plate 22 and heats the honeycomb plate 22 as well, making it incandescent.

白熱したハニカム板22からは主に上流方向に輻射線が
照射される。この輻射線により伝熱管18は主に下流側
から強く輻射加熱を受ける。ノ\ニカム板22からの輻
射線は伝熱管18の間隙を通ってバーナプレート16に
もおおむね帯状に強く照射されるが、バーナプレート1
6下流面の光沢面によって、受けとった輻射熱のかなり
の部分が反射され、このバーナプレート16からの反射
線によって、伝熱管18は上流側からも輻射加熱される
Radiation is emitted from the incandescent honeycomb plate 22 mainly in the upstream direction. Due to this radiation, the heat exchanger tube 18 receives strong radiant heating mainly from the downstream side. The radiation from the Nikum plate 22 passes through the gap between the heat exchanger tubes 18 and is strongly irradiated to the burner plate 16 in a roughly band-like manner.
A considerable portion of the received radiant heat is reflected by the glossy surface of the downstream surface of the burner plate 16, and the heat exchanger tube 18 is also radiantly heated from the upstream side by the reflected line from the burner plate 16.

かくして伝熱管18は、そのほぼ全周方向からまんべん
なく加熱され、加熱効率が向上し、伝熱管長さの削減や
被加熱流体の加熱温度上昇をもたらす。
In this way, the heat exchanger tube 18 is heated evenly from almost its entire circumference, improving heating efficiency, resulting in a reduction in the length of the heat exchanger tube and an increase in the heating temperature of the heated fluid.

さらに伝熱管18に作用する熱膨張差も緩和されて伝熱
管18やケーシング11の耐久性が向上し、また、バー
ナプレート1Bは過熱されず、かつ、バーナプレート1
6の面内の温度分布も緩和されて、局部加熱による熱損
傷や過熱による逆火が防止される。
Furthermore, the thermal expansion difference acting on the heat exchanger tubes 18 is alleviated, improving the durability of the heat exchanger tubes 18 and the casing 11, and the burner plate 1B is not overheated, and the burner plate 1
The temperature distribution within the plane of 6 is also relaxed, thereby preventing thermal damage due to local heating and backfire due to overheating.

燃焼ガスの温度はハニカム板22を通過する間に例えば
100〜150℃程度低下するが、まだ例えば800℃
といった高温であり、このガスは第二伝熱管群21の配
置域を通過して伝熱管20を加熱する。
The temperature of the combustion gas decreases by, for example, 100 to 150°C while passing through the honeycomb plate 22, but it still remains at a temperature of, for example, 800°C.
This gas passes through the arrangement area of the second heat exchanger tube group 21 and heats the heat exchanger tubes 20.

伝熱管20ないしは平板フィン23は、ハニカム板22
からも輻射加熱される。かくして第一伝熱管群18内、
ついで第二伝熱管群20内と流れてきた水などの被加熱
流体は、例えば40〜80℃の湯として系外にとりださ
れる。
The heat exchanger tube 20 or the flat plate fin 23 is a honeycomb plate 22
It is also radiantly heated. Thus, within the first heat exchanger tube group 18,
Next, the fluid to be heated, such as water, that has flowed into the second heat transfer tube group 20 is taken out of the system as hot water at a temperature of, for example, 40 to 80°C.

第3図、第4図は本発明のそれぞれ異なる別の実施例を
示すが、さきの実施例と実質的に同一の部分には同じ符
号を付して説明を略す。
FIGS. 3 and 4 show different embodiments of the present invention, and parts that are substantially the same as those in the previous embodiment are designated by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted.

第3図の例では、バーナプレートが冷間圧延ステンレス
鋼製の平板状バーナプレート本体leaと、その下流面
にスポット溶接された冷間引抜きステンレス鋼製の金網
18bとから構成されており、この金網tabの輻射率
は0.15である。バーナプレート本体18aには多数
の炎孔が貫通するように形成されており、金網18bの
素線ピッチとバーナプレート本体18aの炎孔ピッチと
は一致しないように選択されている。このため、バーナ
プレートの下流面には事実上ランダムな凹凸が形成され
ている。
In the example shown in FIG. 3, the burner plate is composed of a flat burner plate main body lea made of cold-rolled stainless steel, and a wire mesh 18b made of cold-drawn stainless steel spot-welded to the downstream surface thereof. The emissivity of the wire mesh tab is 0.15. A large number of flame holes are formed so as to pass through the burner plate body 18a, and the wire pitch of the wire mesh 18b is selected so as not to match the flame hole pitch of the burner plate body 18a. Therefore, virtually random irregularities are formed on the downstream surface of the burner plate.

第4図の例は、輻射体としてハニカム板22の代りに板
状のセラミックス製三次元網状体22aを用いた他は第
3図の例と同じである。
The example shown in FIG. 4 is the same as the example shown in FIG. 3, except that a plate-shaped ceramic three-dimensional mesh body 22a is used instead of the honeycomb plate 22 as the radiator.

「発明の効果」 以上説明したように、本発明ではバーナプレートの下流
面を光沢面としたので、伝熱管への伝熱効率が向上する
とともに、バーナプレートの過熱や局部加熱がなくなり
、バーナプレートにおける熱損傷などの発生や逆火を防
止できる。
"Effects of the Invention" As explained above, in the present invention, the downstream surface of the burner plate is made of a glossy surface, which improves the heat transfer efficiency to the heat transfer tube, eliminates overheating and local heating of the burner plate, and eliminates overheating and local heating of the burner plate. It can prevent heat damage and backfire.

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

第1図は本発明による流体用加熱装置の一実施例の断面
図、第2図は第1図における■−■線に沿った断面図、
第3図および第4図は本発明による流体用加熱装置のそ
れぞれ異なる別の実施例の要部断面図である。 11:ケーシング、16:バーナプレート、18.20
:伝熱管、22:ハニカム板。
FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of a fluid heating device according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 1,
3 and 4 are sectional views of essential parts of different embodiments of the fluid heating device according to the present invention. 11: Casing, 16: Burner plate, 18.20
: Heat exchanger tube, 22: Honeycomb plate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、バーナプレートと、バーナプレートの近接下流に配
置された伝熱管群と、伝熱管群の間隙に通気可能に設け
られた輻射体とを備え、バーナプレートの下流面は光沢
面であることを特徴とする流体用加熱装置。 2、前記下流面は輻射率が0.3以下の光沢面である特
許請求の範囲第1項記載の流体用加熱装置。 3、前記下流面は多数の凹凸を有する光沢面である特許
請求の範囲第1項または第2項記載の流体用加熱装置。
[Claims] 1. A burner plate, a group of heat transfer tubes disposed adjacent to and downstream of the burner plate, and a radiator provided in a gap between the group of heat transfer tubes so as to be ventilated, and the downstream surface of the burner plate is A fluid heating device characterized by a glossy surface. 2. The fluid heating device according to claim 1, wherein the downstream surface is a glossy surface with an emissivity of 0.3 or less. 3. The fluid heating device according to claim 1 or 2, wherein the downstream surface is a glossy surface having many irregularities.
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