JP2017187235A

JP2017187235A - Gas combustion type heater

Info

Publication number: JP2017187235A
Application number: JP2016076974A
Authority: JP
Inventors: 大友　昇; Noboru Otomo; 昇大友; 毅柏瀬; Takeshi Kashiwase
Original assignee: Atago Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Atago Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2016-04-07
Filing date: 2016-04-07
Publication date: 2017-10-12

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas combustion type heater capable of further efficiently heating liquid to be heated.SOLUTION: A gas combustion type heater 50 includes a combustion unit 10 configured to combust fuel gas and generate combustion gas, a heat exchange unit 20, and a connection unit 30 connecting the combustion unit 10 and the heat exchange unit 20. A passage route of combustion gas reaching the heat exchange unit 20 from the combustion unit 10 via the connection unit 30 is folded back into a U shape through the connection unit 30, and each of the combustion unit 10, the heat exchange unit 20 and the connection unit 30 is configured to directly contact with liquid to be heated therearound.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ガス燃焼式加熱器に関し、特にタンク内に貯留された水等の液体を加熱するためのガス燃焼式加熱器に関する。 The present invention relates to a gas combustion type heater, and more particularly to a gas combustion type heater for heating a liquid such as water stored in a tank.

従来例のガス燃焼式加熱器１００の断面構造図を図５に示す。このガス燃焼式加熱器１００は、基本的には、外筒１０１と、外筒１０１内に挿入され、燃焼室となる内筒１０２とで二重管式の熱交換部を形成し、液体貯留タンク２００内に貯留された液体と燃焼ガスとの熱交換により液体を加熱するようにしたものである。 FIG. 5 shows a sectional structural view of a conventional gas combustion type heater 100. This gas combustion type heater 100 basically forms a double pipe type heat exchange section with an outer cylinder 101 and an inner cylinder 102 inserted into the outer cylinder 101 and serving as a combustion chamber, and stores liquid. The liquid is heated by heat exchange between the liquid stored in the tank 200 and the combustion gas.

詳しくは、燃料ガス導入管１０３が、内筒１０２の後端部から挿入されており、燃料ガス導入管１０３の先端部がガスバーナー１０４になっている。内筒１０２の先端部には、ガスバーナー１０４で生成される燃焼ガスを内筒１０２から外筒１０１に通過させるための複数の通気孔１０５が開口されている。また、外筒１０１の外周部には、ガス燃焼式加熱器１００の本体を液体貯留タンク２００に取り付けるための取り付けフランジ１０６が接合されている。さらに、取り付けフランジ１０６の外側に位置する外筒１０１の後端部には排気管１０７が接続されている。 Specifically, the fuel gas introduction pipe 103 is inserted from the rear end portion of the inner cylinder 102, and the front end portion of the fuel gas introduction pipe 103 is a gas burner 104. A plurality of vent holes 105 for allowing the combustion gas generated by the gas burner 104 to pass from the inner cylinder 102 to the outer cylinder 101 are opened at the distal end portion of the inner cylinder 102. Further, an attachment flange 106 for attaching the main body of the gas combustion type heater 100 to the liquid storage tank 200 is joined to the outer peripheral portion of the outer cylinder 101. Further, an exhaust pipe 107 is connected to the rear end portion of the outer cylinder 101 located outside the mounting flange 106.

このガス燃焼式加熱器１００によれば、外筒１０１と内筒１０２で熱交換部が構成され、内筒１０２内で生成される燃焼ガスが、内筒１０２の先端部で放射状にＵターンし、外筒１０１を通過して戻り、低温化した排気ガスとして外部に排気される。したがって、燃焼ガスの通過経路は、同軸で放射状となる。 According to this gas combustion type heater 100, the outer cylinder 101 and the inner cylinder 102 constitute a heat exchange section, and the combustion gas generated in the inner cylinder 102 makes a U-turn radially at the tip of the inner cylinder 102. Then, it returns through the outer cylinder 101 and is exhausted to the outside as exhaust gas having a reduced temperature. Therefore, the passage route of the combustion gas is coaxial and radial.

特開２０１３−１７４３９７号公報JP 2013-174597 A

従来例のガス燃焼式加熱器１００は、コンパクトに構成できる反面、燃焼室である内筒１０２が被加熱液体に直接接していないため、被加熱液体への伝熱が不十分であるという問題があった。 Although the conventional gas combustion type heater 100 can be configured compactly, the inner cylinder 102 that is a combustion chamber is not in direct contact with the liquid to be heated, so that there is a problem that heat transfer to the liquid to be heated is insufficient. there were.

上述の課題に鑑み、本発明によるガス燃焼式加熱器は、燃料ガスを燃焼させ、燃焼ガスを生成する燃焼部（１０）と、熱交換部（２０）と、前燃焼部（１０）と前記熱交換部（２０）を連結する連結部（３０）と、を備え、前記燃焼部（１０）から前記連結部（３０）を経由して前記熱交換部（２０）へ至る燃焼ガスの通過経路が、前記連結部（３０）を介して折り返されており、前記燃焼部（１０）、前記熱交換部（２０）及び前記連結部（３０）のそれぞれが被加熱液体に直接接するように構成されたことを特徴とする。 In view of the above-described problems, a gas combustion type heater according to the present invention combusts a fuel gas to generate combustion gas, a heat exchange unit (20), a pre-combustion unit (10), and the above-mentioned A connecting part (30) for connecting the heat exchanging part (20), and a combustion gas passage route from the combustion part (10) to the heat exchanging part (20) via the connecting part (30) Is folded back via the connecting part (30), and each of the combustion part (10), the heat exchanging part (20) and the connecting part (30) is in direct contact with the liquid to be heated. It is characterized by that.

本発明のガス燃焼式加熱器によれば、燃焼部、熱交換部及び連結部のそれぞれが被加熱液体に直接接するように構成されているので、被加熱液体をより効率良く加熱することが可能になる。 According to the gas combustion type heater of the present invention, each of the combustion section, the heat exchange section, and the connecting section is configured to be in direct contact with the liquid to be heated, so that the liquid to be heated can be heated more efficiently. become.

本発明の実施形態におけるガス燃焼式加熱器の側面の透視図である。It is a perspective view of the side of a gas combustion type heater in an embodiment of the present invention. 図１のＡ−Ａ線で切断した断面端面図である。It is the cross-sectional end view cut | disconnected by the AA line of FIG. 本発明の実施形態におけるガス燃焼式加熱器を取り付けたタンクの側面図である。It is a side view of the tank which attached the gas combustion type heater in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるガス燃焼式加熱器を取り付けたタンクの上面図である。It is a top view of the tank which attached the gas combustion type heater in the embodiment of the present invention. 従来例におけるガス燃焼式加熱器を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the gas combustion type heater in a prior art example.

以下、本発明の実施形態におけるガス燃焼式加熱器５０を図１乃至図４に基づいて説明する。図１は、ガス燃焼式加熱器５０の側面の透視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線で切断した断面端面図であり、ガスバーナー１１（燃焼面）を臨む方向に見た図である。 Hereinafter, a gas combustion type heater 50 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a perspective view of the side of the gas combustion heater 50. FIG. 2 is a cross-sectional end view taken along the line AA in FIG. 1 and is a view seen in a direction facing the gas burner 11 (combustion surface).

図示のように、ガス燃焼式加熱器５０は、燃料ガスを燃焼させ、燃焼ガスを生成する燃焼部１０、熱交換部２０、及び燃焼部１０と熱交換部２０を連結する連結部３０を備えて構成される。燃焼部１０、熱交換部２０及び連結部３０は熱伝導率が高い金属、例えば銅、アルミニウム、ステンレス等を用いて形成される。 As shown in the figure, the gas combustion heater 50 includes a combustion unit 10 that burns fuel gas and generates combustion gas, a heat exchange unit 20, and a connection unit 30 that connects the combustion unit 10 and the heat exchange unit 20. Configured. The combustion unit 10, the heat exchange unit 20, and the connection unit 30 are formed using a metal having high thermal conductivity, such as copper, aluminum, and stainless steel.

そして、燃焼部１０から連結部３０を経由して熱交換部２０へ至る燃焼ガスの通過経路は、連結部３０を介してコの字状に折り返されており、燃焼部１０、熱交換部２０及び連結部３０のそれぞれが周囲の被加熱液体に直接接するように構成されている。 And the passage route of the combustion gas from the combustion part 10 to the heat exchange part 20 via the connection part 30 is folded back in a U shape via the connection part 30, and the combustion part 10, the heat exchange part 20. And each of the connection parts 30 is comprised so that the surrounding to-be-heated liquid may be contact | connected directly.

換言すれば、燃焼部１０と熱交換部２０は、連結部３０にそれぞれ連結される形で一体化されており、燃焼ガスの流れは、互いに並行する燃焼部１０と熱交換部２０の各中心軸上に沿ってＵターンする形で形成される。連結部３０が直方体で形成される場合には、燃焼部１０と熱交換部２０は連結部３０を構成する直方体の同じ面に連結される。なお、図１中の矢印で燃焼ガスの流れを示してある。 In other words, the combustion unit 10 and the heat exchanging unit 20 are integrated in such a manner as to be connected to the connecting unit 30, and the flow of the combustion gas is the center of each of the combustion unit 10 and the heat exchanging unit 20 parallel to each other. A U-turn is formed along the axis. When the connection part 30 is formed in a rectangular parallelepiped, the combustion part 10 and the heat exchange part 20 are connected to the same surface of the rectangular parallelepiped that forms the connection part 30. In addition, the flow of combustion gas is shown by the arrow in FIG.

このガス燃焼式加熱器５０によれば、燃焼部１０、熱交換部２０及び連結部３０のそれぞれが被加熱液体に直接接するように構成されているので、被加熱液体をより効率良く加熱することが可能になる。 According to this gas combustion type heater 50, since each of the combustion part 10, the heat exchange part 20, and the connection part 30 is comprised so that a to-be-heated liquid may be directly contacted, it can heat a to-be-heated liquid more efficiently. Is possible.

次に、ガス燃焼式加熱器５０の各部の構成を詳しく説明する。燃焼部１０は、直方体等の箱体の中に、ガスバーナー１１を収納して構成される。連結部３０は、燃焼ガスの通過路となる直方体等の箱体からなる。燃焼部１０の先端開放部は、連結部３０に溶接等により接続される。燃焼部１０の後端中央部からは燃料ガス導入管１２が挿入されている。燃焼部１０に挿入された燃料ガス導入管１２の先端には、セラミックバーナー等のガスバーナー１１が接続されている。このガスバーナー１１の上面が燃焼面になっている。 Next, the structure of each part of the gas combustion type heater 50 will be described in detail. The combustion unit 10 is configured by storing a gas burner 11 in a box such as a rectangular parallelepiped. The connection part 30 consists of box bodies, such as a rectangular parallelepiped used as the passage of combustion gas. The open end of the combustion unit 10 is connected to the connecting unit 30 by welding or the like. A fuel gas introduction pipe 12 is inserted from the center of the rear end of the combustion unit 10. A gas burner 11 such as a ceramic burner is connected to the tip of the fuel gas introduction pipe 12 inserted into the combustion unit 10. The upper surface of the gas burner 11 is a combustion surface.

また、燃焼部１０の後端下部から点火ロッド１３が挿入されており、点火ロッド１３の先端の点火プラグ１４がガスバーナー１１の端部上に延びている。さらに、燃焼部１０の後端上部から点火検出ロッド１５が挿入され、点火センサー１６がガスバーナー１１の端部上に延びている。ガスバーナー１１が収納された燃焼部１０は燃焼室となっており、この燃焼室は連結部３０の箱内空間に連通している。 An ignition rod 13 is inserted from the lower end of the combustion unit 10, and a spark plug 14 at the tip of the ignition rod 13 extends on the end of the gas burner 11. Further, an ignition detection rod 15 is inserted from the upper part of the rear end of the combustion unit 10, and the ignition sensor 16 extends on the end of the gas burner 11. The combustion section 10 in which the gas burner 11 is housed is a combustion chamber, and this combustion chamber communicates with the space in the box of the connection section 30.

熱交換部２０は、熱媒である燃焼ガスが通過する、複数の燃焼ガス通過管２１を互いに平行になるように固定し、各燃焼ガス通過管２１の外壁面が被加熱液体と直接接するように構成される。燃焼ガス通過管２１は、被加熱液体との接触面積を増大させ、かつコンパクト化を図るために扁平管で形成することが好ましい。この例では、燃焼ガス通過管２１の本数は６本であるが、その数は適宜増減することができる。 The heat exchanging unit 20 fixes a plurality of combustion gas passage tubes 21 through which the combustion gas as a heat medium passes so as to be parallel to each other, so that the outer wall surface of each combustion gas passage tube 21 is in direct contact with the liquid to be heated. Consists of. The combustion gas passage tube 21 is preferably formed of a flat tube in order to increase the contact area with the liquid to be heated and to achieve a compact size. In this example, the number of the combustion gas passage pipes 21 is 6, but the number can be increased or decreased as appropriate.

また、図２に示すように、各燃焼ガス通過管２１の内部には、熱交換性能を高めるためにコルゲートフィン２２等のフィンを設けることが好ましい。コルゲートフィン２２は、アルミニウム等の金属からなる薄板を波状に折り曲げて形成し、コルゲートフィン２２の山と谷の先端部を燃焼ガス通過管２１の内壁に当接させ、半田付けもしくはロウ付けして固定したものである。これらの燃焼ガス通過管２１の一端は、溶接等により連結部３０に共通接続される。 In addition, as shown in FIG. 2, it is preferable to provide fins such as corrugated fins 22 in each combustion gas passage pipe 21 in order to improve heat exchange performance. The corrugated fin 22 is formed by bending a thin plate made of a metal such as aluminum into a corrugated shape, and the top and bottom of the corrugated fin 22 are brought into contact with the inner wall of the combustion gas passage tube 21 and soldered or brazed. It is fixed. One ends of these combustion gas passage pipes 21 are commonly connected to the connecting portion 30 by welding or the like.

一方、これらの燃焼ガス通過管２１の他端は、溶接等により、排気口４０を有した排気ヘッダー４１に接続されている。この場合、連結部３０は熱交換部２０の入口ヘッダーを構成し、排気ヘッダー４１は熱交換部２０の出口ヘッダーを構成している。 On the other hand, the other ends of these combustion gas passage pipes 21 are connected to an exhaust header 41 having an exhaust port 40 by welding or the like. In this case, the connecting part 30 constitutes an inlet header of the heat exchange part 20, and the exhaust header 41 constitutes an outlet header of the heat exchange part 20.

また、燃焼部１０及び熱交換器２０の後端外周部には、ガス燃焼式加熱器５０の本体を液体貯留タンク３００に取り付けるための取り付けフランジ４２が溶接等により接合されている。 An attachment flange 42 for attaching the main body of the gas combustion type heater 50 to the liquid storage tank 300 is joined to the outer peripheral portion of the rear end of the combustion unit 10 and the heat exchanger 20 by welding or the like.

図３は、ガス燃焼式加熱器５０を取り付けた液体貯留タンク３００の側面図、図４はその上面図である。なお、図示の便宜上、図３のガス燃焼式加熱器５０は図２のものを、図４のガス燃焼式加熱器５０は図１のものをそれぞれ縮小して描いてある。 FIG. 3 is a side view of the liquid storage tank 300 to which the gas combustion heater 50 is attached, and FIG. 4 is a top view thereof. For convenience of illustration, the gas combustion type heater 50 in FIG. 3 is drawn to be the same as that in FIG. 2, and the gas combustion type heater 50 in FIG.

図示のように、ガス燃焼式加熱器５０は、取り付けフランジ４２を介して、液体貯留タンク３００の側面に取り付けられる。この場合、取り付けフランジ４２を境にして、それよりタンク内側の燃焼部１０、熱交換器２０及び連結部３０が被加熱液体に直接接することになる。 As illustrated, the gas combustion heater 50 is attached to the side surface of the liquid storage tank 300 via the attachment flange 42. In this case, with the mounting flange 42 as a boundary, the combustion section 10, the heat exchanger 20, and the connection section 30 inside the tank are in direct contact with the liquid to be heated.

この状態で、燃焼部１０で外部から導入された燃料ガスを燃焼させると、燃焼ガスは燃焼部１０から連結部３０を経由して熱交換部２０をＵターンして通過し、低温化した排気ガスとして、排気ヘッダー４１の排気口４０から排出される。 In this state, when the fuel gas introduced from the outside is burned in the combustion unit 10, the combustion gas passes through the heat exchange unit 20 through the connection unit 30 through the U-turn and passes through the heat exchange unit 20. The gas is discharged from the exhaust port 40 of the exhaust header 41.

この時、高温燃焼ガスから低温の被加熱液体に伝熱され、燃焼の継続とともに、被加熱液体に生じる自然対流熱伝達作用により連続的に被加熱液体が加熱される。 At this time, heat is transferred from the high-temperature combustion gas to the low-temperature liquid to be heated, and as the combustion continues, the liquid to be heated is continuously heated by the natural convection heat transfer effect generated in the liquid to be heated.

図３、図４の矢印は被加熱液体の自然対流を表している。そして、前述のように、燃焼部１０、熱交換部２０及び連結部３０のそれぞれが被加熱液体に直接接しているので、被加熱液体をより効率良く加熱することができる。 The arrows in FIGS. 3 and 4 represent natural convection of the heated liquid. And as mentioned above, since each of the combustion part 10, the heat exchange part 20, and the connection part 30 is directly in contact with the to-be-heated liquid, the to-be-heated liquid can be heated more efficiently.

１０燃焼部
１１ガスバーナー
１２燃料ガス導入管
１３点火ロッド
１４点火プラグ
１５点火検出ロッド
１６点火センサー
２０熱交換部
２１燃焼ガス通過管
２２コルゲートフィン
３０連結部
４０排気口
４１排気ヘッダー
４２取り付けフランジ
５０ガス燃焼式加熱器
３００液体貯留タンク DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Combustion part 11 Gas burner 12 Fuel gas introduction pipe 13 Ignition rod 14 Spark plug 15 Ignition detection rod 16 Ignition sensor 20 Heat exchange part 21 Combustion gas passage pipe 22 Corrugated fin 30 Connection part 40 Exhaust port 41 Exhaust header 42 Mounting flange 50 Gas Combustion heater 300 Liquid storage tank

Claims

A combustion section (10) for burning fuel gas and generating combustion gas;
A heat exchange section (20);
A connecting part (30) for connecting the pre-combustion part (10) and the heat exchange part (20);
The passage of combustion gas from the combustion section (10) to the heat exchange section (20) via the connection section (30) is folded back via the connection section (30), and the combustion section (10) A gas combustion type heater characterized in that each of the heat exchange part (20) and the connection part (30) is in direct contact with the liquid to be heated.

The heat exchange part (10) includes a combustion gas passage pipe (21) having one end connected to the connection part (30), and a corrugated fin (22) disposed in the combustion gas passage pipe (21). The gas combustion heater according to claim 1, further comprising:

The gas combustion type heater according to claim 2, further comprising an exhaust header (41) connected to the other end of the combustion gas passage pipe (21).

The gas combustion type heater according to any one of claims 1 to 3, further comprising a mounting flange (42) connected to an outer peripheral portion of the combustion section (10) and the heat exchanger (20).