JP5785113B2 - Heat exchanger with combustor for fluid heating - Google Patents

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Description

本発明は、流体加熱用燃焼器付熱交換器に関し、詳細には、水や油、空気などの流体を加熱する小型で熱効率の良い流体加熱用の燃焼器付熱交換器に関するものである。   The present invention relates to a heat exchanger with a combustor for fluid heating, and more particularly, to a heat exchanger with a combustor for fluid heating that is small and has high thermal efficiency for heating fluid such as water, oil, and air.

従来から水などの流体を加熱する装置は種々提案されている。例えば、特許文献1、2には、水槽内に配置された燃焼ガス通路或いは煙管内にバーナによって発生された高温の燃焼ガスを吹き込んで、水槽内の水を加熱する流体加熱装置が開示されている。しかし、これらの流体加熱装置においては、燃焼ガスを発生させるバーナとは別に、熱交換器として機能する燃焼ガス通路或いは煙管などを水槽内に配置しなければならず、装置が複雑で大掛かりなものとなるという不都合がある。また、燃焼ガス通路或いは煙管内を通過する燃焼ガスから水槽内の水への熱の伝達効率がそれほど高くなく、バーナが発生する燃焼ガスはまだ十分な熱量を持ったまま排気口から外部へと排出されてしまうので、効率の良い加熱ができないという欠点もあった。   Conventionally, various apparatuses for heating a fluid such as water have been proposed. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose a fluid heating apparatus that heats water in a water tank by blowing high-temperature combustion gas generated by a burner into a combustion gas passage or a smoke pipe disposed in the water tank. Yes. However, in these fluid heating devices, apart from the burner that generates combustion gas, a combustion gas passage or a smoke pipe that functions as a heat exchanger must be arranged in the water tank, and the device is complicated and large. There is an inconvenience that it becomes. In addition, the heat transfer efficiency from the combustion gas passing through the combustion gas passage or the smoke pipe to the water in the water tank is not so high, and the combustion gas generated by the burner still has a sufficient amount of heat from the exhaust port to the outside. Since it was discharged, there was a drawback that efficient heating could not be performed.

このため、例えば特許文献3においては、全一次予混合強制燃焼式バーナを用い、バーナから発生する燃焼ガスを水槽内に配置した噴出体に設けられた多数の噴出口から水槽内に設けられた吸熱面に対して噴出させ、伝熱係数の増大を図ることが提案されている。また、特許文献4では、水槽の底面をバーナで直接加熱するとともに、バーナの燃焼ガスを水槽内に立設された噴出体内に導き、噴出体に設けられた多数の噴出口から水槽内に設けられた被加熱面に対して噴出させることによって、伝熱性能の向上を図ることが提案されている。   For this reason, in Patent Document 3, for example, an all-primary premixed forced combustion burner is used, and the combustion gas generated from the burner is provided in the water tank from a large number of outlets provided in a jet body arranged in the water tank. It has been proposed to increase the heat transfer coefficient by ejecting the heat absorbing surface. Moreover, in patent document 4, while the bottom face of a water tank is directly heated with a burner, the combustion gas of a burner is guide | induced to the jet body standing in the water tank, and it provides in a water tank from many jet nozzles provided in the jet body. It has been proposed to improve heat transfer performance by ejecting the heated surface.

しかし、これらの流体加熱装置は、いずれも、多数の噴出口を備えた噴出体などを水槽内に設置する必要があり、構造が複雑で装置が大掛かりなものとなる上に、それほど高い伝熱効率が得られないという不都合がある。   However, all of these fluid heating devices require installation of a jet body with a large number of jet nozzles in the water tank, which makes the structure complicated and large-scale, and has a very high heat transfer efficiency. There is an inconvenience that cannot be obtained.

特開平6−221675号公報JP-A-6-221675 特開平10−325603号公報JP 10-325603 A 特開2000−257852号公報JP 2000-257852 A 特開2005−69614号公報JP 2005-69614 A

本発明は、上記従来の流体加熱装置の欠点を解消するために為されたもので、燃焼ガス通路や煙管などの大掛かりな設備を必要とせず、構造が簡単かつ小型で伝熱効率の良い流体加熱装置を提供することを課題とするものである。   The present invention was made in order to eliminate the drawbacks of the conventional fluid heating apparatus described above, and does not require large-scale equipment such as a combustion gas passage or a smoke pipe, and is simple in structure, small in size, and excellent in heat transfer efficiency. It is an object to provide an apparatus.

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究と試行錯誤を重ねた結果、通常は被加熱流体を収容する流体容器内に設置される煙管などの燃焼ガス通路を伝熱管として燃焼器と一体化させて燃焼器の外側に配置し、かつ、前記伝熱管と燃焼器との間に形成される燃焼ガス通路内に熱伝導体を配置することによって、燃焼器が発生する燃焼ガスが持っている熱を前記熱伝導体を介して伝熱管に効率良く伝えることができ、大掛かりな設備を必要とせずに、構造が簡単かつ小型で、伝熱効率の良い流体加熱装置が得られることを見出して本発明を完成した。   As a result of intensive research and trial and error in order to solve the above-mentioned problems, the present inventors usually use a combustion gas passage such as a smoke pipe installed in a fluid container that accommodates a heated fluid as a heat transfer tube. Are disposed outside the combustor, and a heat conductor is disposed in a combustion gas passage formed between the heat transfer tube and the combustor, so that the combustion gas generated by the combustor can be reduced. It is possible to efficiently transfer the heat it has to the heat transfer tube via the heat conductor, and it is possible to obtain a fluid heating device with a simple structure, a small size, and good heat transfer efficiency without requiring large-scale equipment. As a result, the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、先端部が閉止され、基端部に開口を有し、先端部と基端部との間に燃焼ガス排気口を備える伝熱管と;燃焼ガスを発生し、発生した燃焼ガスを開口した先端部から排出する燃焼器であって、前記伝熱管の基端部の開口から少なくともその先端部が前記伝熱管内に挿入された状態で前記伝熱管に取り付けられ、燃焼器の外周面と前記伝熱管の内周面との間に、燃焼器の先端部から前記燃焼ガス排気口へと向かう燃焼ガス通路を形成する燃焼器と;前記燃焼ガス通路に配置され、前記伝熱管の内周面と接触する1又は複数の熱伝導体とを有する流体加熱用燃焼器付熱交換器を提供することによって、上記の課題を解決するものである。   That is, the present invention includes a heat transfer tube having a distal end closed, an opening at a proximal end, and a combustion gas exhaust port between the distal end and the proximal end; A combustor that discharges gas from a distal end portion that is open, and is attached to the heat transfer tube with at least its distal end portion inserted into the heat transfer tube from the opening of the proximal end portion of the heat transfer tube. A combustor that forms a combustion gas passage from a tip of the combustor to the combustion gas exhaust port between an outer peripheral surface and an inner peripheral surface of the heat transfer tube; and disposed in the combustion gas passage, the heat transfer tube The above-mentioned problems are solved by providing a heat exchanger with a combustor for fluid heating having one or a plurality of heat conductors in contact with the inner peripheral surface.

上記のとおり、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器においては、燃焼器の外側に、燃焼器内で発生した燃焼ガスが通過する燃焼ガス通路を形成する伝熱管が設けられており、かつ、その燃焼ガス通路には、伝熱管の内周面と接触する1又は複数の熱伝導体が配置されている。このため、燃焼ガス通路を通過する燃焼ガスが持っている熱は前記熱伝導体を介して効率良く前記伝熱管に伝えられ、簡単な構造で極めて効率の良い伝熱が可能となる。なお、上記熱伝導体は、接触面での熱伝導がスムースに行われるように伝熱管の内周面と密に接触している。熱伝導体を伝熱管の内周面と密に接触させるには、熱伝導体をろう付けなどの手段で伝熱管に取り付けても良いし、伝熱管と一体に形成しても良い。前記熱伝導体は燃焼器の外周面とは通常接触していないが、接触していても良い。ただし、前記熱伝導体は燃焼器の外周面に対しては固定されておらず、後述するように、燃焼器は伝熱管に対して抜き差し自在である。   As described above, in the heat exchanger with a combustor for fluid heating of the present invention, a heat transfer tube that forms a combustion gas passage through which the combustion gas generated in the combustor passes is provided outside the combustor, And the combustion gas channel | path is arrange | positioned with the 1 or several heat conductor which contacts the internal peripheral surface of a heat exchanger tube. For this reason, the heat of the combustion gas passing through the combustion gas passage is efficiently transmitted to the heat transfer tube via the heat conductor, and extremely efficient heat transfer is possible with a simple structure. The heat conductor is in close contact with the inner peripheral surface of the heat transfer tube so that heat conduction on the contact surface is performed smoothly. In order to bring the heat conductor into close contact with the inner peripheral surface of the heat transfer tube, the heat conductor may be attached to the heat transfer tube by means such as brazing, or may be formed integrally with the heat transfer tube. The heat conductor is not normally in contact with the outer peripheral surface of the combustor, but may be in contact. However, the heat conductor is not fixed to the outer peripheral surface of the combustor, and the combustor can be inserted into and removed from the heat transfer tube as will be described later.

燃焼ガス通路に配置される前記熱伝導体は、燃焼ガス通路を閉塞することなく、伝熱管の内周面と接触していれば良く、その形状や数には特段の制限はない。例えば、燃焼ガスが通過する通路を形成するように折り曲げた1又は複数の板状の熱伝導体、若しくは、短冊状に裁断された複数の板状の熱伝導体を、伝熱管の内周面と接触させて燃焼ガス通路に配置しても良い。或いは、複数の柱状、円錐状、角錐状、円錐台状、若しくは角錐台状の熱伝導体をその一方端を伝熱管の内周面と接触させて、互いに間隔をあけて千鳥状又は碁盤目状に燃焼ガス通路に配置しても良い。さらには、これら種々の形状の熱伝導体の1種若しくは複数種を混在させても良い。板状の熱伝導体を用いる場合には、その板面は平面であっても曲面であっても良く、柱状の熱伝導体としては、その断面形状が円形、楕円形、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形のいずれであっても、任意の他の形状であっても良い。さらには、板状の熱伝導体を燃焼ガス通路に配置する場合には、熱伝導体の板面は、燃焼ガス通路における燃焼ガスの通過方向に対して平行であっても良いし、傾斜していても良い。   The heat conductor disposed in the combustion gas passage only needs to be in contact with the inner peripheral surface of the heat transfer tube without closing the combustion gas passage, and the shape and number thereof are not particularly limited. For example, one or a plurality of plate-like heat conductors bent so as to form a passage through which combustion gas passes, or a plurality of plate-like heat conductors cut into strips are used as the inner peripheral surface of the heat transfer tube. And may be disposed in the combustion gas passage. Alternatively, a plurality of columnar, conical, pyramidal, frustoconical, or truncated pyramid-shaped heat conductors are in contact with the inner peripheral surface of the heat transfer tube and spaced apart from each other in a staggered or grid pattern It may be arranged in the combustion gas passage in a shape. Further, one or more of these various shapes of heat conductors may be mixed. When using a plate-like heat conductor, the plate surface may be flat or curved, and the columnar heat conductor has a circular, elliptical, triangular, quadrilateral, pentagonal cross-sectional shape. Any polygonal shape such as a hexagon or any other shape may be used. Further, when a plate-shaped heat conductor is disposed in the combustion gas passage, the plate surface of the heat conductor may be parallel to or inclined with respect to the direction of passage of the combustion gas in the combustion gas passage. May be.

熱伝導体としては、熱伝導性を有し、燃焼ガスと接触して燃焼ガスの熱を伝熱管に効率良く伝達することができるものであれば、どのような材料を使用しても良いが、熱伝導率の高い材料を用いるのが好ましく、例えば、アルミニウム、銅、ステンレス、鉄、チタンなどの金属を使用することができ、中でもアルミニウム又は銅を用いるのが好ましい。   As the heat conductor, any material may be used as long as it has thermal conductivity and can efficiently transfer the heat of the combustion gas to the heat transfer tube when in contact with the combustion gas. It is preferable to use a material having high thermal conductivity. For example, metals such as aluminum, copper, stainless steel, iron, and titanium can be used, and among these, aluminum or copper is preferably used.

このように、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器は、いわば、熱交換器の内側に燃焼器が配置され、両者が一体化した構造となっているので、簡単な構造で、非常に小型でコンパクトな流体加熱装置である。また、本発明によれば、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器を、少なくともその伝熱管の部分が流体容器内に位置するように、流体容器に取り付けるか流体内に浸漬するだけで各種の流体を加熱することができ、別途、燃焼ガス通路や煙管などを流体容器内に設置する必要がない。   As described above, the heat exchanger with a combustor for fluid heating according to the present invention has a structure in which the combustor is arranged inside the heat exchanger and the both are integrated. It is a small and compact fluid heating device. Further, according to the present invention, the heat exchanger with a combustor for fluid heating of the present invention is simply attached to a fluid container or immersed in a fluid so that at least a portion of the heat transfer tube is located in the fluid container. Various fluids can be heated, and there is no need to separately install a combustion gas passage or a smoke pipe in the fluid container.

また、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器においては、前記燃焼器は前記伝熱管に対して抜き差し自在に取り付けられているのが好ましい。燃焼器が伝熱管に対して抜き差し自在に取り付けられている場合には、燃焼器を適宜伝熱管から引き抜いて伝熱管から取り外すことができるので、内側に1又は複数の熱伝導体が配置されている伝熱管内部の清掃、保守、点検などを容易に行うことができるという利点が得られる。なお、上述したとおり、燃焼ガス通路内に配置される熱伝導体は、伝熱管に対しては固定されているが、燃焼器に対しては固定されていないので、燃焼器を伝熱管から引き抜いて取り外すことも、逆に、燃焼器を伝熱管に差し込んで取り付けることも、いずれも簡単に行うことができる。   Moreover, in the heat exchanger with a combustor for fluid heating according to the present invention, it is preferable that the combustor is detachably attached to the heat transfer tube. When the combustor is detachably attached to the heat transfer tube, the combustor can be appropriately pulled out of the heat transfer tube and removed from the heat transfer tube, so that one or more heat conductors are arranged inside. The advantage is that cleaning, maintenance, inspection and the like inside the heat transfer tube can be easily performed. As described above, the heat conductor disposed in the combustion gas passage is fixed to the heat transfer tube, but is not fixed to the combustor, so the combustor is pulled out from the heat transfer tube. In either case, the combustor can be easily inserted into the heat transfer tube and attached.

本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器に用いられる燃焼器としては、燃焼ガスを発生し、その発生した燃焼ガスを開口した先端部から排出するものであれば、どのような燃焼器であっても良いが、好適には、先端部が開口したバーナ管と、前記バーナ管の先端部よりも基端部側に設けられた混合ガス噴出部とを有しているバーナを燃焼器として用いるのが良い。燃焼器が上記のようなバーナである場合には、バーナ管の外周面が燃焼器の外周面となり、バーナ管の外周面と前記伝熱管の内周面との間に前記燃焼ガス通路が形成されることになる。   As a combustor used in the heat exchanger with a combustor for fluid heating of the present invention, any combustor may be used as long as it generates combustion gas and discharges the generated combustion gas from the open end. Preferably, a burner having a burner tube having an open front end and a mixed gas jetting portion provided on the base end side of the burner tube is used as a combustor. It is good to use. When the combustor is a burner as described above, the outer peripheral surface of the burner tube becomes the outer peripheral surface of the combustor, and the combustion gas passage is formed between the outer peripheral surface of the burner tube and the inner peripheral surface of the heat transfer tube. Will be.

バーナにおける混合ガス噴出部としては、噴出する混合ガスを着火燃焼させることができる限り、どのような形状、構造を有するものを用いても良く、例えばノズルなどの混合ガス噴出口を備えたものであっても良いが、金属繊維製或いはセラミック繊維製の多孔質部材や、多孔質セラミック、発泡金属などの表裏連通した多数の細孔を有する多孔質部材を混合ガス噴出部として用いる場合には、バーナが面燃焼バーナとなり、より高い燃焼効率が実現できるので好ましい。   As the mixed gas ejection part in the burner, any shape and structure may be used as long as the ejected mixed gas can be ignited and burned, for example, provided with a mixed gas ejection port such as a nozzle. However, when using a porous member made of a metal fiber or ceramic fiber, or a porous member having a large number of pores connected to the front and back, such as a porous ceramic or a foam metal, as the mixed gas ejection part, The burner becomes a surface combustion burner, which is preferable because higher combustion efficiency can be realized.

上記バーナ管は、好適な一態様において、混合ガス噴出部よりも基端部側に混合ガス入口を備えている。バーナ管が混合ガス入口を備えている場合には、当該混合ガス入口から燃焼ガスと燃焼用空気との混合ガスをバーナ管内に供給し、混合ガス噴出部から噴出させて、点火、燃焼させることができる。   In a preferred embodiment, the burner pipe includes a mixed gas inlet on the base end side with respect to the mixed gas ejection part. When the burner pipe has a mixed gas inlet, a mixed gas of combustion gas and combustion air is supplied from the mixed gas inlet into the burner pipe, and is blown out from the mixed gas jetting portion to be ignited and burned. Can do.

また、上記バーナ管は、好適な他の一態様において、混合ガス噴出部よりも基端部側に、燃料ガス入口及び燃焼用空気入口を備えている。バーナ管が燃料ガス入口と燃焼用空気入口を備えている場合には、燃料ガスと燃焼用空気とを、それぞれの入口からバーナ管内に供給し、バーナ管内で混合させて混合ガスとし、その混合ガスを混合ガス噴出部から噴出させて、点火、燃焼させることができる。   Moreover, the burner pipe | tube is provided with the fuel gas inlet and the combustion air inlet in the base end part side rather than the mixed gas ejection part in another suitable one aspect | mode. When the burner pipe has a fuel gas inlet and a combustion air inlet, the fuel gas and the combustion air are supplied from the respective inlets into the burner pipe and mixed in the burner pipe to form a mixed gas. Gas can be ejected from the mixed gas ejection part, and can be ignited and burned.

上記バーナ管は、バーナ管の管壁を隔てて前記燃焼ガス通路と間接的に接触する位置又は前記燃焼ガス通路内となる位置に、バーナ管の内周面、又は外周面、或いはその双方と接触する熱伝導性部材を備えているのが好ましい。バーナ管の内側及び/又は外側にこのような熱伝導性部材が設けられている場合には、燃焼ガス通路を通過する燃焼ガスの熱が、上記熱伝導性部材及びバーナ管の管壁を介して、バーナ管内を通過する混合ガス或いは燃料ガス又は燃焼用空気に伝えられ、混合ガスを予熱することができるという利点が得られ、バーナの燃焼効率をより高めることができる。   The burner pipe has an inner peripheral surface or an outer peripheral surface of the burner pipe, or both at a position where the burner pipe is indirectly contacted with the combustion gas passage through a pipe wall of the burner pipe or a position in the combustion gas passage. It is preferable to have a thermally conductive member in contact. When such a heat conductive member is provided inside and / or outside of the burner pipe, the heat of the combustion gas passing through the combustion gas passage is passed through the heat conductive member and the tube wall of the burner pipe. Thus, it is transmitted to the mixed gas or fuel gas or combustion air passing through the burner pipe, and the advantage that the mixed gas can be preheated is obtained, and the combustion efficiency of the burner can be further increased.

燃焼器として機能する上記のようなバーナは、バーナ管の外側に燃焼管を有していても良い。すなわち、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器は、その好適な一例において、前記バーナ管の外側に、先端部が開口し、その先端部が前記バーナ管の先端部よりも先端部側に突出した燃焼管を備えている。燃焼器がこのような燃焼管を備えたバーナである場合には、燃焼管の外周面が燃焼器の外周面となり、燃焼管の外周面と前記伝熱管の内周面との間に前記燃焼ガス通路が形成されることになる。   The above-described burner functioning as a combustor may have a combustion tube outside the burner tube. That is, in a preferred example of the heat exchanger with a combustor for fluid heating according to the present invention, the tip end portion is opened outside the burner tube, and the tip end portion is on the tip end side with respect to the tip end portion of the burner tube. A combustion tube protruding in the When the combustor is a burner having such a combustion tube, the outer peripheral surface of the combustion tube becomes the outer peripheral surface of the combustor, and the combustion is performed between the outer peripheral surface of the combustion tube and the inner peripheral surface of the heat transfer tube. A gas passage is formed.

燃焼器として機能するバーナがバーナ管の外側に燃焼管を有している場合には、混合ガス或いは燃料ガス及び燃焼用空気をバーナ管内に直接供給する代わりに、燃焼管を介してバーナ管内に供給するようにしても良い。すなわち、燃焼管に混合ガス供給口を設け、この混合ガス供給口から燃焼管内に混合ガスを供給し、燃焼管の内周面とバーナ管の外周面との間に形成される混合ガス通路を通過させて、バーナ管に設けられている混合ガス入口からバーナ管内に供給するようにしても良い。或いは、燃焼管に燃料ガス供給口と燃焼用空気供給口とを設け、それぞれの供給口から、燃料ガスと燃焼用空気とを燃焼管内に供給し、燃焼管の内周面とバーナ管の外周面との間に形成される混合ガス通路内で両者を混合させて混合ガスとし、バーナ管に設けられている混合ガス入口からバーナ管内に供給しても良い。   If the burner functioning as a combustor has a combustion pipe outside the burner pipe, instead of supplying the mixed gas or fuel gas and combustion air directly into the burner pipe, the burner pipe is inserted into the burner pipe. You may make it supply. That is, a mixed gas supply port is provided in the combustion tube, and a mixed gas passage is formed between the inner peripheral surface of the combustion tube and the outer peripheral surface of the burner tube. You may make it pass and supply in a burner pipe | tube from the mixed gas inlet provided in the burner pipe | tube. Alternatively, a fuel gas supply port and a combustion air supply port are provided in the combustion pipe, and fuel gas and combustion air are supplied from the respective supply ports into the combustion pipe, and the inner peripheral surface of the combustion pipe and the outer periphery of the burner pipe They may be mixed in a mixed gas passage formed between the two surfaces to form a mixed gas and supplied into the burner tube from a mixed gas inlet provided in the burner tube.

上記のように、燃焼管の内周面と前記バーナ管の外周面との間に形成される混合ガス通路を経由して、バーナ管内に混合ガスを供給する場合には、前記混合ガス供給口と前記混合ガス入口との間、或いは、前記燃料ガス供給口及び燃焼用空気供給口と前記混合ガス入口との間であって、前記燃焼管の管壁を隔てて前記燃焼ガス通路と間接的に接触する位置又は前記燃焼ガス通路内となる位置に、燃焼管の内周面及び/又は外周面と接触する熱伝導性部材が設けられているのが好ましい。燃焼管の内周面及び/又は外周面にこのような熱伝導性部材が設けられている場合には、燃焼ガス通路を通過する燃焼ガスの熱が、燃焼管の管壁及び上記熱伝導性部材を介して、混合ガス通路を通過する混合ガス、又は燃料ガス及び燃焼用空気に伝えられ、混合ガス、又は燃料ガス及び燃焼用空気を予熱することができ、バーナの燃焼効率をより高めることができるという利点が得られる。   As described above, when the mixed gas is supplied into the burner pipe via the mixed gas passage formed between the inner peripheral surface of the combustion pipe and the outer peripheral surface of the burner pipe, the mixed gas supply port Between the fuel gas supply port and the combustion air supply port and the mixed gas inlet, and indirectly between the combustion gas passage and a wall of the combustion pipe. It is preferable that a thermally conductive member in contact with the inner peripheral surface and / or the outer peripheral surface of the combustion pipe is provided at a position in contact with the internal combustion chamber or a position in the combustion gas passage. When such a heat conductive member is provided on the inner peripheral surface and / or the outer peripheral surface of the combustion tube, the heat of the combustion gas passing through the combustion gas passage is transferred to the tube wall of the combustion tube and the heat conductivity. It is transmitted to the mixed gas or fuel gas and combustion air that passes through the mixed gas passage through the member, so that the mixed gas or fuel gas and combustion air can be preheated, and the combustion efficiency of the burner is further increased. The advantage that it can be obtained.

また、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器は、その好ましい一態様において、前記伝熱管の先端部から前記混合ガス噴出部までの距離Mが、前記伝熱管の加熱対象流体を加熱可能な部分の長さLに対して、M≦(1/2)Lの関係にあるのが望ましい。MとLとが上記の関係にある場合には、燃焼ガスが伝熱管の比較的先端部分で発生することになり、高い温度を維持したまま、熱伝導体が配置された燃焼ガス通路内へと進行するので、伝熱管へのより高い熱伝達効率が実現できるという利点が得られる。これに対し、MとLとが、M>(1/2)Lの関係にある場合には、燃焼ガスは伝熱管の比較的基端部に近い方で発生することになり、発生した燃焼ガスは、熱伝導体が配置された燃焼ガス通路内へと進行する前に、その持っている熱の一部をバーナ管や燃焼管を熱し排気ガスを加熱することに費やしてしまうので、伝熱管へのより高い熱伝達効率は期待できない。   Moreover, in the heat exchanger with a combustor for fluid heating of the present invention, in a preferred embodiment, the distance M from the tip of the heat transfer tube to the mixed gas ejection portion can heat the fluid to be heated of the heat transfer tube. It is desirable that M ≦ (1/2) L with respect to the length L of such a portion. When M and L are in the above relationship, combustion gas is generated at a relatively distal end portion of the heat transfer tube, and into the combustion gas passage where the heat conductor is disposed while maintaining a high temperature. Therefore, there is an advantage that higher heat transfer efficiency to the heat transfer tube can be realized. On the other hand, when M and L are in a relationship of M> (1/2) L, the combustion gas is generated relatively closer to the base end of the heat transfer tube, and the generated combustion Before the gas travels into the combustion gas passage in which the heat conductor is arranged, a part of the heat is consumed in heating the burner tube and the combustion tube and heating the exhaust gas. Higher heat transfer efficiency to the heat pipe cannot be expected.

なお、伝熱管の加熱対象流体を加熱可能な部分とは、文字どおり、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器を用いて流体を加熱するときに、加熱体として利用することができる伝熱管の部分をいい、例えば、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器に、加熱対象流体容器への取付用のフランジが設けられている場合には、伝熱管の先端部からそのフランジ部分までの長さが、伝熱管の加熱対象流体を加熱可能な部分の長さLとなる。また、取付用のフランジが設けられていない場合には、基本的には、伝熱管の先端部から伝熱管に設けられている燃焼ガス排気口までの部分が加熱対象流体の加熱に利用することができるので、その部分の長さが伝熱管の加熱対象流体を加熱可能な部分の長さLということになる。   The portion of the heat transfer tube capable of heating the fluid to be heated literally means a heat transfer tube that can be used as a heating body when the fluid is heated using the heat exchanger with a combustor for fluid heating of the present invention. For example, when the heat exchanger with a combustor for fluid heating of the present invention is provided with a flange for attachment to the fluid container to be heated, from the tip of the heat transfer tube to the flange portion Is the length L of the portion of the heat transfer tube that can heat the fluid to be heated. In addition, when no mounting flange is provided, basically, the portion from the tip of the heat transfer tube to the combustion gas exhaust port provided in the heat transfer tube should be used for heating the fluid to be heated. Therefore, the length of the portion is the length L of the portion of the heat transfer tube that can heat the fluid to be heated.

本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器は、内側に燃焼ガス通路を有する伝熱管の部分が加熱対象である流体と接触するように、加熱対象である流体を収容する容器の壁面、底面、若しくは上面に取り付けるか、加熱対象である流体内に浸漬して使用することができる。本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器が燃料として用いる混合ガスとしては、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器によって燃焼させることができる限り特段の制限はないが、好適には、液化石油ガス、液化天然ガス、或いは都市ガスなどの燃料ガスと空気との混合ガスを用いることができる。なお、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器は、好適には、例えば水、油などの液体や、空気などの気体などの加熱に用いられ、例えば、湯沸かし器、ボイラー、温水槽、食器洗浄機、茹で麺機、フライヤー、空気加熱器などとして使用することができるが、どのような流体の加熱に用いても良いことは勿論である。   The heat exchanger with a combustor for fluid heating according to the present invention includes a wall surface and a bottom surface of a container for storing a fluid to be heated so that a portion of the heat transfer tube having a combustion gas passage on the inside contacts the fluid to be heated. Or attached to the upper surface, or immersed in a fluid to be heated. The mixed gas used as the fuel by the heat exchanger with a combustor for fluid heating of the present invention is not particularly limited as long as it can be burned by the heat exchanger with a combustor for fluid heating of the present invention. Alternatively, a mixed gas of fuel gas such as liquefied petroleum gas, liquefied natural gas, or city gas and air can be used. The heat exchanger with a combustor for fluid heating according to the present invention is preferably used for heating a liquid such as water or oil, or a gas such as air, for example, a water heater, a boiler, a hot water tank, or tableware. Although it can be used as a washing machine, boiled noodle machine, fryer, air heater, etc., it can of course be used for heating any fluid.

本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器によれば、構造が簡単、小型で伝熱効率の良い流体加熱装置が実現されるので、燃料ガスの使用量を減らし省エネルギーであるとともに、COの削減にも寄与することができるという利点が得られる。また、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器は、コンパクトに構成されているので、使用材料を減らし、省資源にも寄与するものである。加えて、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器において、燃焼器が伝熱管に対して抜き差し自在に取り付けられている場合には、燃焼器を適宜伝熱管から引き抜いて取り外すことができるので、内側に熱伝導体を有する伝熱管の清掃、保守、点検などが容易に行えるという利点が得られる。さらに、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器によれば、内側に燃焼ガス通路を有する伝熱管部分が加熱対象である流体と接触するように、被加熱流体を収容する容器の壁面、底面、若しくは上面に取り付けるか、或いは被加熱流体内に浸漬するだけで、容器内の流体を効率良く加熱することがきるので、極めて使い勝手が良いという利点が得られる。因みに、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器を業務用の食器洗浄機に用いる場合には、洗浄用の熱水を供給するガスブースタ部分の構造を簡単化することができるので、従来は外付けされていたガスブースタを食器洗浄機の本体内に組み込むことが可能となり、食器洗浄機の配置勝手が良くなるという利点が得られる。 According to the fluid heating burner with a heat exchanger of the present invention, the structure is simple, since the compact good fluid heating device with heat transfer efficiency is achieved, together with an energy-saving reduces the amount of fuel gas, the CO 2 The advantage that it can also contribute to reduction is obtained. Moreover, since the heat exchanger with a combustor for fluid heating according to the present invention is configured compactly, it reduces the amount of materials used and contributes to resource saving. In addition, in the heat exchanger with a combustor for fluid heating according to the present invention, when the combustor is detachably attached to the heat transfer tube, the combustor can be appropriately removed from the heat transfer tube and removed. There is an advantage that the heat transfer tube having the heat conductor on the inside can be easily cleaned, maintained, inspected, and the like. Furthermore, according to the heat exchanger with a combustor for heating fluid according to the present invention, the wall surface of the container for storing the fluid to be heated so that the heat transfer tube portion having the combustion gas passage on the inside contacts the fluid to be heated, Since the fluid in the container can be efficiently heated only by being attached to the bottom surface or the top surface or being immersed in the fluid to be heated, there is an advantage that it is extremely easy to use. Incidentally, when the heat exchanger with a combustor for fluid heating according to the present invention is used in a commercial dishwasher, the structure of the gas booster part for supplying hot water for cleaning can be simplified, so that The gas booster that has been externally attached can be incorporated into the main body of the dishwasher, and the arrangement of the dishwasher can be improved.

本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器の一例を伝熱管と燃焼器とに分離して示す断面図である。It is sectional drawing which isolate | separates and shows an example of the heat exchanger with a combustor for fluid heating of this invention into a heat exchanger tube and a combustor. 図1の燃焼器を伝熱管に取り付けた状態を示す断面図であるIt is sectional drawing which shows the state which attached the combustor of FIG. 1 to the heat exchanger tube. 図2のX−X’断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line X-X ′ of FIG. 2. 図3のZ−Z’断面図である。FIG. 4 is a Z-Z ′ sectional view of FIG. 3. 図2のY−Y’断面図である。FIG. 3 is a Y-Y ′ sectional view of FIG. 2. 本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器の他の一例を伝熱管と燃焼器とに分離して示す断面図である。It is sectional drawing which isolate | separates and shows another example of the heat exchanger with a combustor for fluid heating of this invention into a heat exchanger tube and a combustor. 図6の燃焼器を伝熱管に取り付けた状態を示す断面図であるIt is sectional drawing which shows the state which attached the combustor of FIG. 6 to the heat exchanger tube. 図6に示す伝熱管の管壁をその長手方向に切断して平面状に展開して示した図である。It is the figure which cut | disconnected the tube wall of the heat exchanger tube shown in FIG. 本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器の更に他の一例を伝熱管と燃焼器とに分離して示す断面図である。It is sectional drawing which isolate | separates and shows another example of the heat exchanger with a combustor for fluid heating of this invention isolate | separated into a heat exchanger tube and a combustor. 図9の燃焼器を伝熱管に取り付けた状態を示す断面図であるIt is sectional drawing which shows the state which attached the combustor of FIG. 9 to the heat exchanger tube. 本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器の更に他の一例を伝熱管と燃焼器とに分離して示す断面図である。It is sectional drawing which isolate | separates and shows another example of the heat exchanger with a combustor for fluid heating of this invention isolate | separated into a heat exchanger tube and a combustor. 図11の燃焼器を伝熱管に取り付けた状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which attached the combustor of FIG. 11 to the heat exchanger tube. 本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器を加熱源として使用した食器洗浄機の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the dishwasher which used the heat exchanger with a combustor for fluid heating of this invention as a heating source.

以下、図面を用いて本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器を説明するが、本発明が図示のものに限られないことは勿論である。   Hereinafter, although the heat exchanger with a combustor for fluid heating of the present invention will be described with reference to the drawings, the present invention is not limited to the illustrated one.

図1は、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器の一例を伝熱管と燃焼器とに分離して示す断面図である。図1において、1は本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器であり、2は伝熱管である。伝熱管2の先端部2fは閉止されており、基端部2bには開口2hが形成されている。3は伝熱管2の先端部2fと基端部2bとの間に設けられた燃焼ガス排気口、4は本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器1を容器壁面などに取り付ける際に利用される取付用のフランジであり、フランジ4は伝熱管2の先端部2fと燃焼ガス排気口3との間の適宜の位置に取り付けられている。伝熱管2の断面形状は通常円形であり、円形であるのが異方性がなくて好ましいが、必ずしも円形に限られる訳ではなく、内部に挿入される燃焼器の断面形状に合わせて適宜の断面形状とすることができる。なお、本明細書において、先端部とは流体加熱用燃焼器付熱交換器1の先端部側の端部(図1においては左側の端部)を意味し、基端部とは流体加熱用燃焼器付熱交換器1の基端部側の端部(図1においては右側の端部)を意味する。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a heat exchanger with a combustor for fluid heating according to the present invention separated into a heat transfer tube and a combustor. In FIG. 1, 1 is the heat exchanger with a combustor for fluid heating of the present invention, and 2 is a heat transfer tube. The front end 2f of the heat transfer tube 2 is closed, and an opening 2h is formed in the base end 2b. 3 is a combustion gas exhaust port provided between the distal end portion 2f and the base end portion 2b of the heat transfer tube 2, and 4 is used when the heat exchanger 1 with a combustor for fluid heating of the present invention is attached to a vessel wall surface or the like. The flange 4 is attached at an appropriate position between the front end 2 f of the heat transfer tube 2 and the combustion gas exhaust port 3. The cross-sectional shape of the heat transfer tube 2 is usually circular, and it is preferable that the circular shape is free of anisotropy. However, the shape is not necessarily limited to a circular shape, and may be appropriately set according to the cross-sectional shape of the combustor inserted therein. It can be a cross-sectional shape. In addition, in this specification, a front-end | tip part means the edge part (left side edge part in FIG. 1) of the front-end | tip part side of the heat exchanger 1 with a fluid heating combustor, and a base end part is for fluid heating. It means the end of the heat exchanger with a combustor 1 on the base end side (the right end in FIG. 1).

5a、5b、5cは、伝熱管2の内周面と接触するように伝熱管2の内周面に取り付けられた熱伝導体である。熱伝導体5a、5b、5cとしては、熱伝導率の高い材料を用いるのが好ましく、例えば、アルミニウム、銅、ステンレス、鉄、チタンなどの金属を使用することができ、中でもアルミニウム又は銅を用いるのが好ましい。なお、本例においては、伝熱管2に取り付けられている熱伝導体5a、5b、5cは互いにその形状が異なるものであるが、これについては後述する。   Reference numerals 5 a, 5 b, and 5 c are heat conductors attached to the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2 so as to come into contact with the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2. As the heat conductors 5a, 5b, and 5c, it is preferable to use a material having high thermal conductivity. For example, metals such as aluminum, copper, stainless steel, iron, and titanium can be used, and among these, aluminum or copper is used. Is preferred. In this example, the heat conductors 5a, 5b, and 5c attached to the heat transfer tube 2 have different shapes from each other, which will be described later.

6は燃焼器としてのバーナであり、7はバーナ6を構成するバーナ管である。バーナ管7の先端部7fは開口しており、バーナ管7の基端部7bは閉止部材8によって後述する保護管11を挿入した状態で閉止されている。また、バーナ管7の基端部側には混合ガス入口9が設けられている。10はスパークロッド、11はスパークロッド10の保護管、12は支持筒、13は混合ガス噴出部である。混合ガス噴出部13は、図1に示すとおり、バーナ管7の先端部7fと混合ガス入口9との間に配置されており、支持筒12とバーナ管7の内周面とによって支持されている。Gは、バーナ管7の内周面と支持筒12の外周面との間に形成される混合ガス通路であり、混合ガス入口9から供給された混合ガスは、この混合ガス通路Gを通って混合ガス噴出部13から噴出されることになる。14はスパークロッド10の対極であり、例えば、混合ガス噴出部13に取り付けられている。スパークロッド10と対極14間の電気抵抗を検知することによって、スパークロッド10を火炎検知ロッドとしても用いることができる。なお、バーナ管7の断面形状は通常円形であり、円形であるのが異方性がなくて好ましいが、必ずしも円形に限られる訳ではなく、バーナ管7が挿入される伝熱管2の断面形状に合わせて適宜の断面形状とすることができる。   6 is a burner as a combustor, and 7 is a burner pipe constituting the burner 6. The distal end portion 7f of the burner tube 7 is opened, and the proximal end portion 7b of the burner tube 7 is closed by a closing member 8 in a state where a protective tube 11 described later is inserted. A mixed gas inlet 9 is provided on the base end side of the burner pipe 7. Reference numeral 10 denotes a spark rod, 11 denotes a protective tube for the spark rod 10, 12 denotes a support cylinder, and 13 denotes a mixed gas ejection portion. As shown in FIG. 1, the mixed gas ejection portion 13 is disposed between the tip 7 f of the burner tube 7 and the mixed gas inlet 9, and is supported by the support cylinder 12 and the inner peripheral surface of the burner tube 7. Yes. G is a mixed gas passage formed between the inner peripheral surface of the burner tube 7 and the outer peripheral surface of the support cylinder 12, and the mixed gas supplied from the mixed gas inlet 9 passes through this mixed gas passage G. It will be ejected from the mixed gas ejection part 13. Reference numeral 14 denotes a counter electrode of the spark rod 10, which is attached to, for example, the mixed gas ejection part 13. By detecting the electrical resistance between the spark rod 10 and the counter electrode 14, the spark rod 10 can also be used as a flame detection rod. The cross-sectional shape of the burner tube 7 is usually circular, and it is preferable that the circular shape is free of anisotropy. However, the cross-sectional shape of the heat transfer tube 2 into which the burner tube 7 is inserted is not necessarily limited to a circular shape. It can be made into an appropriate cross-sectional shape according to.

本例において、混合ガス噴出部13は表裏連通した多数の細孔を有する多孔質部材で構成されており、バーナ6は、多孔質部材の多数の細孔から噴出する混合ガスが主として多孔質部材の表面近傍で燃焼する面燃焼バーナである。上記のような多孔質部材としては、例えばメタルニットなどの金属繊維製或いはセラミック繊維製の多孔質部材や、多孔質セラミック、発泡金属などを用いることができる。なお、混合ガス噴出部13は、必ずしも多孔質部材を用いるものに限られず、後述するノズルなどを混合ガス噴出口として有するものであっても良い。   In this example, the mixed gas ejection part 13 is composed of a porous member having a large number of pores communicating with each other, and the burner 6 is mainly composed of a porous member in which the mixed gas ejected from the numerous pores of the porous member is a porous member. It is a surface combustion burner that burns in the vicinity of the surface. As the porous member as described above, for example, a metal fiber or ceramic fiber porous member such as metal knit, porous ceramic, foam metal, or the like can be used. In addition, the mixed gas ejection part 13 is not necessarily limited to the one using a porous member, and may have a nozzle or the like to be described later as a mixed gas ejection port.

αはバーナ管7の混合ガス噴出部13よりも先端部側に形成される燃焼室、15はバーナ管7の混合ガス噴出部13よりも先端部側に位置する高耐熱性部分であり、燃焼室α内で発生する燃焼ガスの温度が高温になるので、それ以外の部分よりも耐熱性の高い材料で構成されている。バーナ管7の混合ガス噴出部13よりも先端部側の部分だけを高耐熱性部分とする代わりに、バーナ管7の先端部側のより広い範囲又はバーナ管7の全体を耐熱性の高い材料で構成して高耐熱性部分としても良いことはいうまでもない。   α is a combustion chamber formed on the tip side of the mixed gas ejection part 13 of the burner tube 7, and 15 is a high heat-resistant part located on the tip side of the mixed gas ejection part 13 of the burner tube 7. Since the temperature of the combustion gas generated in the chamber α becomes high, it is made of a material having higher heat resistance than other portions. Instead of using only the portion on the tip end side of the mixed gas jetting portion 13 of the burner tube 7 as a high heat resistant portion, a wider range on the tip end side of the burner tube 7 or the entire burner tube 7 is a material having high heat resistance. Needless to say, it may be configured as a high heat resistant part.

16は熱伝導性部材であり、バーナ管7の内周面及び外周面のそれぞれに、例えばろう付けなどの手段により取り付けられており、バーナ管7の内周面及び外周面の双方と接触している。バーナ管7の内周面に取り付けられている熱伝導体16は、混合ガス噴出部13と混合ガス入口9との間の混合ガス通路G内に位置し、また、バーナ管7の外周面に取り付けられている熱伝導体16は、後述する燃焼ガス通路V内に位置することになる。なお、熱伝導体16は、バーナ管7の内側又は外側のいずれか一方だけに取り付けても良く、その場合には、バーナ管7の内周面又は外周面のいずれか一方だけと接触することになる。熱伝導性部材16は、熱伝導性の良い金属で形成するのが好ましく、例えば、前述した熱伝導体5a、5b、5cと同様に、アルミニウム、銅、ステンレス、鉄、チタンなどを用いて形成することができ、中でもアルミニウム又は銅を用いるのが好ましい。なお、本例において、熱伝導性部材16は短冊状に切断された板状であるが、板状に限られず、熱伝導体5a、5b、5cと同様に、種々の形状とすることができる。   Reference numeral 16 denotes a heat conductive member which is attached to each of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the burner tube 7 by means of brazing, for example, and is in contact with both the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the burner tube 7. ing. The heat conductor 16 attached to the inner peripheral surface of the burner tube 7 is located in the mixed gas passage G between the mixed gas ejection portion 13 and the mixed gas inlet 9, and is also disposed on the outer peripheral surface of the burner tube 7. The attached heat conductor 16 is located in a combustion gas passage V to be described later. The heat conductor 16 may be attached only to either the inner side or the outer side of the burner tube 7, and in that case, it contacts only one of the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the burner tube 7. become. The heat conductive member 16 is preferably formed of a metal having good heat conductivity. For example, the heat conductive member 16 is formed of aluminum, copper, stainless steel, iron, titanium, or the like, similar to the heat conductors 5a, 5b, and 5c described above. Among these, aluminum or copper is preferably used. In addition, in this example, although the heat conductive member 16 is plate shape cut | disconnected in strip shape, it is not restricted to plate shape, It can be made into various shapes similarly to the heat conductors 5a, 5b, and 5c. .

本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器1は、図1に一点鎖線で示すとおり、燃焼器であるバーナ6を、その先端部を先にして、伝熱管2の基端部2bの開口2hから伝熱管2内に差し込み、少なくともその先端部が伝熱管2内に挿入された状態で、フランジ17を伝熱管2の基端部2bに固定して伝熱管2に取り付けることによって組み立てられる。燃焼器であるバーナ6を伝熱管2に取り付ける手段に特段の制限はなく、ボルト、ネジ等、汎用される適宜の取り付け手段を用いれば良い。   The heat exchanger with a combustor 1 for fluid heating according to the present invention has a burner 6 that is a combustor, as shown by an alternate long and short dash line in FIG. The heat transfer tube 2 is inserted into the heat transfer tube 2 and is assembled by fixing the flange 17 to the base end portion 2b of the heat transfer tube 2 and attaching the flange 17 to the heat transfer tube 2 with at least a tip portion thereof being inserted into the heat transfer tube 2. There is no particular limitation on the means for attaching the burner 6 as a combustor to the heat transfer tube 2, and any appropriate appropriate attachment means such as bolts and screws may be used.

図2は、燃焼器であるバーナ6を、その先端部を先にして、伝熱管2の開口2hから伝熱管2の内部に差し込んで伝熱管2に取り付けた状態を示す断面図である。図2に示すとおり、燃焼器であるバーナ6は、伝熱管2に取り付けられることによって、燃焼器であるバーナ6の外周面(すなわち本例においてはバーナ管7の外周面)と伝熱管2の内周面との間に、バーナ6の先端部から伝熱管2に設けられている燃焼ガス排気口3へと向かう燃焼ガス通路Vを形成する。また、図2に示すとおり、燃焼ガス通路Vに配置される熱伝導体5a、5b、5cは、伝熱管2の内周面に固定され、伝熱管2の内周面と接触しているが、バーナ管7の外周面には固定されていない。なお、本例においては、熱伝導体5a、5b、5cとバーナ管7の外周面との間には間隙が残されており、熱伝導体5a、5b、5cはバーナ管7の外周面とは接触していないけれども、燃焼器であるバーナ6の抜き差しに支障とならない範囲で、熱伝導体5a、5b、5cをバーナ管7の外周面と接触させるようにしても良い。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the burner 6 that is a combustor is attached to the heat transfer tube 2 by inserting the burner 6 into the heat transfer tube 2 through the opening 2h of the heat transfer tube 2 first. As shown in FIG. 2, the burner 6 that is a combustor is attached to the heat transfer tube 2, whereby the outer peripheral surface of the burner 6 that is a combustor (that is, the outer peripheral surface of the burner tube 7 in this example) and the heat transfer tube 2. Between the inner peripheral surface, a combustion gas passage V is formed from the tip of the burner 6 toward the combustion gas exhaust port 3 provided in the heat transfer tube 2. In addition, as shown in FIG. 2, the heat conductors 5 a, 5 b, 5 c arranged in the combustion gas passage V are fixed to the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2 and are in contact with the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2. The burner tube 7 is not fixed to the outer peripheral surface. In this example, a gap is left between the heat conductors 5a, 5b, 5c and the outer peripheral surface of the burner tube 7, and the heat conductors 5a, 5b, 5c are connected to the outer peripheral surface of the burner tube 7. However, the heat conductors 5a, 5b, and 5c may be brought into contact with the outer peripheral surface of the burner tube 7 as long as it does not interfere with the insertion and removal of the burner 6 that is a combustor.

バーナ管7の内側に取り付けられている熱伝導性部材16は、混合ガス噴出部13と混合ガス入口9との間であって、燃焼ガス通路Vとバーナ管7の管壁を隔てて間接的に接触する位置にある。また、バーナ管7の外側に取り付けられている熱伝導性部材16は、同じく混合ガス噴出部13と混合ガス入口9との間であって、燃焼ガス通路V内の位置にある。   The heat conductive member 16 attached to the inner side of the burner pipe 7 is indirectly between the mixed gas ejection part 13 and the mixed gas inlet 9 with the combustion gas passage V and the wall of the burner pipe 7 being separated. It is in the position that touches. Further, the heat conductive member 16 attached to the outside of the burner pipe 7 is also located between the mixed gas jetting portion 13 and the mixed gas inlet 9 and in the combustion gas passage V.

Mは、伝熱管2の先端部2fから混合ガス噴出部13までの距離である。なお、混合ガス噴出部13が、伝熱管2の長手方向に沿った方向に長さを有している場合には、距離Mは、伝熱管2の先端部2fから混合ガス噴出部13の最も先端部側にある部分までの距離をいうものとする。Lは、伝熱管2の加熱対象流体を加熱可能な部分の長さであり、本例の場合、伝熱管2の先端部2fからフランジ4までの長さがこれに相当する。図に示すとおり、本例の流体加熱用燃焼器付熱交換器1においては、Mは(1/2)Lよりも小さく、M≦(1/2)Lの関係を満足している。MとLとがこのような関係にある場合には、前述したとおり、燃焼ガスが伝熱管2の比較的先端部分で発生することになり、高い温度を維持したまま、熱伝導体5a、5b、5cが配置された燃焼ガス通路V内へと進行するので、伝熱管2へのより高い熱伝達効率が実現できるという利点が得られる。   M is the distance from the front end portion 2 f of the heat transfer tube 2 to the mixed gas ejection portion 13. In addition, when the mixed gas ejection part 13 has a length in the direction along the longitudinal direction of the heat transfer tube 2, the distance M is the largest of the mixed gas ejection part 13 from the front end 2 f of the heat transfer tube 2. It shall be the distance to the part on the tip side. L is the length of the portion of the heat transfer tube 2 that can heat the fluid to be heated. In this example, the length from the tip 2f of the heat transfer tube 2 to the flange 4 corresponds to this length. As shown in the figure, in the heat exchanger with a combustor 1 for fluid heating of this example, M is smaller than (1/2) L and satisfies the relationship of M ≦ (1/2) L. When M and L have such a relationship, as described above, combustion gas is generated at the relatively tip portion of the heat transfer tube 2, and the heat conductors 5a and 5b are maintained while maintaining a high temperature. Since it progresses into the combustion gas passage V where 5c is arrange | positioned, the advantage that the higher heat transfer efficiency to the heat exchanger tube 2 is realizable is acquired.

図3は図2のX−X’断面図である。図に示すとおり、バーナ管7の外周面と伝熱管2の内周との間に形成される燃焼ガス通路Vには、熱伝導体5aが配置されている。熱伝導体5aは、薄い板状の部材を断面が交互に逆向きのコの字となるように折り曲げたものであり、その伝熱管2の内周面と接触する部分において伝熱管2の内周面に取り付けられ、固定されている。一方、熱伝導体5aとバーナ管7の外周面との間には間隙があり、熱伝導体5aはバーナ管7の外周面とは接触しておらず、バーナ管7の外周面に固定されていない。なお、バーナ管7を含めたバーナ6を伝熱管2に対して抜き差しする支障にならない程度であれば、熱伝導体5aはバーナ管7の外周面と接触していても良い。   3 is a cross-sectional view taken along the line X-X ′ of FIG. 2. As shown in the figure, a heat conductor 5 a is disposed in the combustion gas passage V formed between the outer peripheral surface of the burner tube 7 and the inner periphery of the heat transfer tube 2. The heat conductor 5a is formed by bending a thin plate-like member so that the cross-sections are alternately reverse U-shaped, and the inner portion of the heat transfer tube 2 is in contact with the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2. Attached to the circumference and fixed. On the other hand, there is a gap between the heat conductor 5a and the outer peripheral surface of the burner tube 7, and the heat conductor 5a is not in contact with the outer peripheral surface of the burner tube 7, and is fixed to the outer peripheral surface of the burner tube 7. Not. The heat conductor 5 a may be in contact with the outer peripheral surface of the burner tube 7 as long as it does not hinder the insertion and removal of the burner 6 including the burner tube 7 with respect to the heat transfer tube 2.

図4は、図3のZ−Z’断面図である。ただし、便宜上、伝熱管2を平面状に展開して示してある。5aは、図3において説明した薄い板状の部材を断面が交互に逆向きのコの字となるように折り曲げて形成されている熱伝導体であり、5b、5cは、それとは形状の異なる熱伝導体である。すなわち、熱伝導体5bは、比較的に長さの短い板状の熱伝導体であり、その複数個を互いに間隔をあけて直線状に配置するとともに、隣接する列間では、整列のピッチを半ピッチずらして配置されている。また、熱伝導体5cは、円柱状の熱伝導体であり、隣接する熱伝導体間に間隙をあけて千鳥状に配置されている。熱伝導体5b、5cも、伝熱管2の内周面と接触するように伝熱管2の内周面に取り付けられ、固定されているが、バーナ管7の外周面とは接触しておらず、バーナ管7の外周面には固定されていない。なお、バーナ6を伝熱管2に対して抜き差しする支障にならない程度であれば、熱伝導体5b、5cはバーナ管7の外周面と接触していても良いことは熱伝導体5aと同じである。本例においては、燃焼ガス通路Vには3種類の熱伝導体5a〜5cが配置されているが、燃焼ガス通路Vに配置される熱伝導体の形状や種類には特段の制限はなく、燃焼ガス通路Vを通過する燃焼ガスの熱を効率良く伝熱管2に伝達することができる限り、どのような形状の熱伝導体を配置しても良く、配置する熱伝導体の種類も1種類或いは2種類であっても良く、4種類以上であっても良い。   4 is a cross-sectional view taken along the line Z-Z ′ of FIG. 3. However, for convenience, the heat transfer tube 2 is shown in a flat shape. Reference numeral 5a denotes a heat conductor formed by bending the thin plate-like member described in FIG. 3 so that the cross-sections are alternately reversed in a U-shape, and 5b and 5c are different in shape. It is a heat conductor. That is, the heat conductor 5b is a plate-like heat conductor having a relatively short length, and a plurality of the heat conductors 5b are arranged in a straight line at intervals, and the alignment pitch is set between adjacent rows. Arranged by a half pitch. The heat conductor 5c is a cylindrical heat conductor, and is arranged in a staggered manner with a gap between adjacent heat conductors. The heat conductors 5b and 5c are also attached and fixed to the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2 so as to be in contact with the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2, but are not in contact with the outer peripheral surface of the burner tube 7. The burner tube 7 is not fixed to the outer peripheral surface. Note that the heat conductors 5b and 5c may be in contact with the outer peripheral surface of the burner tube 7 as long as it does not hinder the insertion and removal of the burner 6 with respect to the heat transfer tube 2. is there. In this example, three types of heat conductors 5a to 5c are arranged in the combustion gas passage V, but the shape and type of the heat conductor arranged in the combustion gas passage V are not particularly limited, As long as the heat of the combustion gas passing through the combustion gas passage V can be efficiently transferred to the heat transfer tube 2, any shape of heat conductor may be arranged, and one kind of heat conductor is arranged. Or two types may be sufficient and four or more types may be sufficient.

図5は、図2のY−Y’断面図である。図に示すとおり、熱伝導性部材16は、バーナ管7の内周面及び外周面のそれぞれに取り付けられており、それぞれバーナ管7の内周面及び外周面と接触している。バーナ管7の内周面に取り付けられている熱伝導性部材16は、バーナ管7の内周面と支持筒12の外周面との間に形成される混合ガス通路G内に位置しており、バーナ管7の外周面に取り付けられている熱伝導性部材16は、バーナ管7の外周面と伝熱管2の内周面との間に形成される燃焼ガス通路V内に位置している。   FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line Y-Y ′ of FIG. 2. As shown in the figure, the heat conductive member 16 is attached to each of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the burner tube 7, and is in contact with the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the burner tube 7, respectively. The heat conductive member 16 attached to the inner peripheral surface of the burner tube 7 is located in a mixed gas passage G formed between the inner peripheral surface of the burner tube 7 and the outer peripheral surface of the support cylinder 12. The heat conductive member 16 attached to the outer peripheral surface of the burner tube 7 is located in the combustion gas passage V formed between the outer peripheral surface of the burner tube 7 and the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2. .

図2に示される本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器1は以下のように動作する。すなわち、図示しない混合ガス供給源から燃料用ガスと空気との混合ガスを混合ガス入口9に供給すると、供給された混合ガスはバーナ管7の内周面と支持筒12の外周面との間に形成された混合ガス通路G内を流れ、混合ガス噴出部13から噴出する。タイミングを見計らってスパークロッド10に電圧を印加すると、スパークロッド10と対極14との間で放電して混合ガスに着火し、混合ガスは燃焼する。なお、スパークロッド10に代えて、例えば電熱ヒータ等の他の点火手段を用いて混合ガスに着火するようにしても良い。   The heat exchanger with a combustor 1 for fluid heating of the present invention shown in FIG. 2 operates as follows. That is, when a mixed gas of fuel gas and air is supplied to the mixed gas inlet 9 from a mixed gas supply source (not shown), the supplied mixed gas is between the inner peripheral surface of the burner pipe 7 and the outer peripheral surface of the support cylinder 12. The gas flows in the mixed gas passage G formed in the gas and is ejected from the mixed gas ejection part 13. When a voltage is applied to the spark rod 10 at an appropriate timing, the gas is discharged between the spark rod 10 and the counter electrode 14 to ignite the mixed gas, and the mixed gas burns. Instead of the spark rod 10, the mixed gas may be ignited using other ignition means such as an electric heater.

燃焼によって発生した燃焼ガスは、燃焼室α内で更に燃焼反応を進行させ、高温の燃焼ガスとなって、伝熱管2の閉止された先端部2fに衝突して進行方向を反転し、伝熱管2の内周面とバーナ管7の外周面との間に形成されている燃焼ガス通路Vへと進行する。燃焼ガス通路Vを通過する燃焼ガスは、熱伝導体5a、5b、5cと広い面積で次々に接触し、持っていた熱を効率良く熱伝導体5a、5b、5cに伝達する。熱伝導体5a、5b、5cに伝達された熱は、さらに、熱伝導体5a、5b、5cと接触している伝熱管2に伝達され、伝熱管2の周囲に存在する水などの流体を加熱することになる。燃焼ガス通路Vを通過した燃焼ガスは、燃焼ガス排気口3から外部へと排出されるが、排出される前に持っている熱をバーナ管7の外周面に取り付けられている熱伝導性部材16に伝達し、熱伝動性部材16に伝達された熱は、バーナ管7の管壁を介して、バーナ管7の内周面に取り付けられている熱伝導性部材16に伝わり、混合ガス通路G内を通過する混合ガスを予熱する。このように、本例においては、混合ガス入口9から混合ガス通路G内に供給される混合ガスは、燃焼ガス通路Vを通過する燃焼ガスによって予熱され、温度が上昇した状態でバーナ管7内の混合ガス噴出部13から噴出され、燃焼するので、より高い燃焼効率を実現することができる。   The combustion gas generated by the combustion further proceeds in the combustion reaction in the combustion chamber α, becomes a high-temperature combustion gas, collides with the closed tip portion 2f of the heat transfer tube 2, reverses the traveling direction, and the heat transfer tube It progresses to the combustion gas passage V formed between the inner peripheral surface of 2 and the outer peripheral surface of the burner pipe 7. The combustion gas passing through the combustion gas passage V contacts the heat conductors 5a, 5b and 5c one after another over a wide area, and efficiently transfers the heat it has to the heat conductors 5a, 5b and 5c. The heat transferred to the heat conductors 5a, 5b, and 5c is further transferred to the heat transfer tube 2 that is in contact with the heat conductors 5a, 5b, and 5c, and a fluid such as water existing around the heat transfer tube 2 is removed. Will be heated. The combustion gas that has passed through the combustion gas passage V is discharged from the combustion gas exhaust port 3 to the outside, and the heat conductive member that is attached to the outer peripheral surface of the burner pipe 7 before being discharged. The heat transferred to the heat transfer member 16 is transferred to the heat conductive member 16 attached to the inner peripheral surface of the burner tube 7 via the tube wall of the burner tube 7 and mixed gas passage The mixed gas passing through G is preheated. Thus, in this example, the mixed gas supplied from the mixed gas inlet 9 into the mixed gas passage G is preheated by the combustion gas passing through the combustion gas passage V, and the temperature rises in the burner pipe 7. Since it is ejected from the mixed gas ejection part 13 and combusts, higher combustion efficiency can be realized.

図6は、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器の他の一例を伝熱管と燃焼器とに分離して示す断面図であり、先に述べたのと同じ部材には同じ符号を付してある。本例の流体加熱用燃焼器付熱交換器1においては、バーナ6を構成するバーナ管7の外側に燃焼管18を備えており、燃焼器が、バーナ6と燃焼管18から構成されている点が先に述べた例とは異なっている。燃焼管18の先端部18fは開口しており、先端部18fはバーナ管7の先端部7fよりも先端部側に突出している。燃焼管18の基端部18bは、バーナ管7に固定され、閉止されている。19は燃焼管18を伝熱管2に取り付ける際に使用される取付用のフランジである。20は、燃焼管18のバーナ管7の先端部7fよりも先端部側に形成されている高耐熱性部分であり、その内側の燃焼室αで高温の燃焼ガスが発生するために、他の部分よりも耐熱性の高い材料で構成されている。図に示すよりも広い範囲を耐熱性の高い材料で構成して、高耐熱性部分20としても良いことは勿論である。燃焼管18は、その内側にバーナ6を配置することができれば良く、その断面形状はバーナ6の断面形状に合わせて適宜の形状とすることができる。21は混合ガス噴出部13に設けられているノズルであり、ノズル21は混合ガス噴出部13におけるガス噴出口として機能する。なお、ノズル21に代えて、先に示した例におけると同様に多孔質部材で混合ガス噴出部13を構成しても良いことは勿論である。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing another example of the heat exchanger with a combustor for fluid heating according to the present invention, separated into a heat transfer tube and a combustor, and the same reference numerals are used for the same members as described above. It is attached. In the heat exchanger with a combustor 1 for fluid heating of this example, a combustion pipe 18 is provided outside the burner pipe 7 constituting the burner 6, and the combustor is constituted by the burner 6 and the combustion pipe 18. This is different from the example described above. The front end portion 18 f of the combustion tube 18 is open, and the front end portion 18 f protrudes further toward the front end portion than the front end portion 7 f of the burner tube 7. A base end portion 18 b of the combustion pipe 18 is fixed to the burner pipe 7 and closed. Reference numeral 19 denotes an attachment flange used when attaching the combustion tube 18 to the heat transfer tube 2. Reference numeral 20 denotes a high heat-resistant portion formed on the tip end side of the tip portion 7f of the burner tube 7 of the combustion tube 18. Since high-temperature combustion gas is generated in the combustion chamber α on the inside, It is made of a material with higher heat resistance than the part. Of course, a wider range than that shown in the figure may be made of a material having high heat resistance to form the high heat resistant portion 20. The combustion tube 18 only needs to be able to dispose the burner 6 inside thereof, and the cross-sectional shape thereof can be set to an appropriate shape in accordance with the cross-sectional shape of the burner 6. Reference numeral 21 denotes a nozzle provided in the mixed gas ejection section 13, and the nozzle 21 functions as a gas ejection outlet in the mixed gas ejection section 13. Of course, instead of the nozzle 21, the mixed gas ejection part 13 may be formed of a porous member as in the example shown above.

伝熱管2は、先に述べた例と基本的に同じであるが、熱伝導体5a、5b、5cではなく、熱伝導体5d、5e、5bが、伝熱管2の先端部2fからこの順に、伝熱管2の内周面と接触するように伝熱管2の内周面に取り付けられている点が先の例とは異なっている。なお、熱伝導体5bは、先に説明した熱伝導体5bと同じものである。   The heat transfer tube 2 is basically the same as the above-described example, but the heat conductors 5d, 5e, and 5b are not the heat conductors 5a, 5b, and 5c but the heat transfer tubes 2 are arranged in this order from the front end portion 2f of the heat transfer tube 2. The point which is attached to the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2 so as to contact the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2 is different from the previous example. The heat conductor 5b is the same as the heat conductor 5b described above.

本例の流体加熱用燃焼器付熱交換器1は、図6に一点鎖線で示すとおり、燃焼器であるバーナ6を内側に配置した燃焼管18を、その先端部を先にして、伝熱管2の基端部2bの開口2hから伝熱管2内に差し込んで、少なくともその先端部が伝熱管2内に挿入された状態で、フランジ19を伝熱管2の基端部2bに固定し、バーナ6及び燃焼管18からなる燃焼器を伝熱管2に取り付けることによって組み立てられる。   In the heat exchanger with a combustor for fluid heating of this example, as shown by a one-dot chain line in FIG. 6, a heat transfer tube with a combustion tube 18 in which a burner 6, which is a combustor, is disposed inside, with its tip end first. 2 is inserted into the heat transfer tube 2 through the opening 2h of the base end portion 2b, and the flange 19 is fixed to the base end portion 2b of the heat transfer tube 2 with at least the tip portion inserted into the heat transfer tube 2. 6 and a combustion tube 18 are assembled by attaching to the heat transfer tube 2.

図7は、図6に示すバーナ6をその内側に配置した燃焼管18を、その先端部を先にして、伝熱管2の開口2hから伝熱管2の内部に差し込んで、伝熱管2に取り付けた状態を示す断面図である。図7に示すとおり、燃焼器であるバーナ6を内部に配置した燃焼管18は、伝熱管2に取り付けられることによって、燃焼管18の外周面と伝熱管2の内周面との間に、燃焼管18の先端部から伝熱管2に設けられている燃焼ガス排気口3へと向かう燃焼ガス通路Vを形成する。また、図7に示すとおり、燃焼ガス通路Vに配置される熱伝導体5d、5e、5bは、伝熱管2の内周面に固定され、伝熱管2の内周面と接触しているが、燃焼管18の外周面には固定されていない。なお、本例においても、熱伝導体5d、5e、5bと燃焼管18の外周面との間には間隙が残されており、熱伝導体5d、5e、5bは燃焼管18の外周面とは接触していないけれども、燃焼器であるバーナ6と燃焼管18の抜き差しに支障とならない範囲であれば、熱伝導体5d、5e、5bは燃焼管18の外周面と接触しても良い。   7, the combustion tube 18 in which the burner 6 shown in FIG. 6 is arranged is inserted into the heat transfer tube 2 through the opening 2 h of the heat transfer tube 2 with the tip portion first, and attached to the heat transfer tube 2. It is sectional drawing which shows the state. As shown in FIG. 7, the combustion tube 18 in which the burner 6 that is a combustor is disposed is attached to the heat transfer tube 2, so that between the outer peripheral surface of the combustion tube 18 and the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2, A combustion gas passage V is formed from the tip of the combustion tube 18 toward the combustion gas exhaust port 3 provided in the heat transfer tube 2. Further, as shown in FIG. 7, the heat conductors 5 d, 5 e, 5 b arranged in the combustion gas passage V are fixed to the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2 and are in contact with the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2. The outer peripheral surface of the combustion pipe 18 is not fixed. In this example as well, a gap is left between the heat conductors 5d, 5e, 5b and the outer peripheral surface of the combustion tube 18, and the heat conductors 5d, 5e, 5b are connected to the outer peripheral surface of the combustion tube 18. However, the heat conductors 5d, 5e, and 5b may be in contact with the outer peripheral surface of the combustion tube 18 as long as they do not interfere with the insertion and removal of the burner 6 that is a combustor and the combustion tube 18.

本例において、伝熱管2の先端部2fから混合ガス噴出部13までの距離Mは、伝熱管2の加熱対象流体を加熱可能な部分の長さLの(1/2)よりも短く、M≦(1/2)Lの関係にあるので、燃焼ガスは伝熱管2の比較的先端部分で発生することになり、高い温度を維持したまま、熱伝導体5d、5e、5bが配置された燃焼ガス通路V内へと進行し、伝熱管2へのより高い熱伝達効率が実現できるという利点が得られる。因みに、本例においても、伝熱管2の先端部2fからフランジ4までの長さが伝熱管2の加熱対象流体を加熱可能な部分の長さLに相当する。   In this example, the distance M from the front end portion 2f of the heat transfer tube 2 to the mixed gas ejection portion 13 is shorter than (1/2) of the length L of the heat transfer tube 2 that can heat the fluid to be heated. Since ≦ (1/2) L, the combustion gas is generated at the relatively tip portion of the heat transfer tube 2, and the heat conductors 5d, 5e, and 5b are arranged while maintaining a high temperature. Proceeding into the combustion gas passage V, the advantage that higher heat transfer efficiency to the heat transfer tube 2 can be realized. Incidentally, also in this example, the length from the front-end | tip part 2f of the heat exchanger tube 2 to the flange 4 is equivalent to the length L of the part which can heat the heating object fluid of the heat exchanger tube 2. FIG.

図8は、図6に示す伝熱管2の管壁をその長手方向に切断して伝熱管2を平面状に展開して示した図である。図に示すとおり、熱伝導体5dは、短冊状に裁断された板状部材をその長手方向に沿って交互に逆向きの「くの字」状に折り曲げた形状をしており、複数枚の熱伝導体5dが互いに平行に伝熱管2に取り付けられている。また、熱伝導体5eは円錐台形状をしており、千鳥状に配置されている。熱伝導体5bは、先に説明したのと同じである。   FIG. 8 is a view showing the heat transfer tube 2 in a flat shape by cutting the tube wall of the heat transfer tube 2 shown in FIG. 6 in the longitudinal direction. As shown in the figure, the heat conductor 5d has a shape in which plate-like members cut into strips are alternately bent along the longitudinal direction thereof into reverse “shapes”. Thermal conductors 5d are attached to the heat transfer tube 2 in parallel with each other. Further, the heat conductor 5e has a truncated cone shape and is arranged in a staggered manner. The heat conductor 5b is the same as described above.

図7に示される本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器1は以下のように動作する。すなわち、図示しない混合ガス供給源から燃料用ガスと空気との混合ガスを混合ガス入口9に供給すると、供給された混合ガスはバーナ管7の内側の混合ガス通路G内を流れ、混合ガス噴出部13のノズル21から噴出する。タイミングを見計らってスパークロッド10に電圧を印加すると、スパークロッド10とアース電極を兼ねるバーナ管7の先端部7fとの間で放電して混合ガスに着火し、混合ガスが燃焼する。燃焼によって発生した燃焼ガスは、燃焼室α内で更に燃焼反応を進行させ、高温の燃焼ガスとなって、伝熱管2の閉止された先端部2fに衝突して進行方向を反転し、伝熱管2の内周面と燃焼管18の外周面との間に形成されている燃焼ガス通路Vへと進行する。燃焼ガス通路Vを通過する燃焼ガスは、熱伝導体5d、5e、5bと広い面積で次々に接触し、持っていた熱を効率良く熱伝導体5d、5e、5bに伝達する。熱伝導体5d、5e、5bに伝達された熱は、さらに、熱伝導体5d、5e、5bが接触している伝熱管2に伝達され、伝熱管2の周囲に存在する水などの流体を加熱することになる。燃焼ガス通路Vを通過した燃焼ガスは、燃焼ガス排気口3から外部へと排出される。   The heat exchanger with a combustor 1 for fluid heating of the present invention shown in FIG. 7 operates as follows. That is, when a mixed gas of fuel gas and air is supplied to the mixed gas inlet 9 from a mixed gas supply source (not shown), the supplied mixed gas flows in the mixed gas passage G inside the burner pipe 7 and jets the mixed gas. It ejects from the nozzle 21 of the part 13. When a voltage is applied to the spark rod 10 at the expected timing, the gas is discharged between the spark rod 10 and the tip 7f of the burner tube 7 also serving as the ground electrode, and the mixed gas is ignited, and the mixed gas is combusted. The combustion gas generated by the combustion further proceeds in the combustion reaction in the combustion chamber α, becomes a high-temperature combustion gas, collides with the closed tip portion 2f of the heat transfer tube 2, reverses the traveling direction, and the heat transfer tube It progresses to the combustion gas passage V formed between the inner peripheral surface of 2 and the outer peripheral surface of the combustion pipe 18. The combustion gas passing through the combustion gas passage V contacts the heat conductors 5d, 5e and 5b one after another over a wide area, and efficiently transfers the heat it has to the heat conductors 5d, 5e and 5b. The heat transferred to the heat conductors 5d, 5e, and 5b is further transferred to the heat transfer tube 2 that is in contact with the heat conductors 5d, 5e, and 5b, and a fluid such as water existing around the heat transfer tube 2 is transferred. Will be heated. The combustion gas that has passed through the combustion gas passage V is discharged from the combustion gas exhaust port 3 to the outside.

図9は、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器のさらに他の一例を伝熱管と燃焼器とに分離して示す断面図であり、これまでに述べたのと同じ部材には同じ符号を付してある。本例の流体加熱用燃焼器付熱交換器1は、バーナ6を構成するバーナ管7がその外側に燃焼管18を有している点では、図6及び図7に示したものと同じであるが、本例においては、燃焼管18がその基端部18bの側に混合ガス供給口22を備え、燃焼管18の内周面とバーナ管7の外周面との間に、混合ガス供給口22からバーナ管7の混合ガス入口9へと向かう混合ガス通路Gが形成されている点で、図6及び図7に示したものと異なっている。   FIG. 9 is a cross-sectional view showing still another example of the heat exchanger with a combustor for fluid heating according to the present invention, separated into a heat transfer tube and a combustor, and the same members as described above are the same. The code | symbol is attached | subjected. The heat exchanger with a combustor 1 for fluid heating of this example is the same as that shown in FIGS. 6 and 7 in that the burner pipe 7 constituting the burner 6 has a combustion pipe 18 on the outside thereof. However, in this example, the combustion pipe 18 includes a mixed gas supply port 22 on the base end 18 b side, and a mixed gas supply is provided between the inner peripheral surface of the combustion pipe 18 and the outer peripheral surface of the burner pipe 7. 6 and 7 is different in that a mixed gas passage G is formed from the port 22 toward the mixed gas inlet 9 of the burner pipe 7.

また、混合ガス通路G内には、混合ガス供給口22と混合ガス入口9との間となる位置に、燃焼管18の内周面と接触する熱伝導性部材16が燃焼管18の内周面に取り付けられている。一方、同じく混合ガス供給口22と混合ガス入口9との間であって、燃焼ガス通路V内となる位置には、燃焼管18の外周面と接触する熱伝導性部材16が燃焼管18の外周面に取り付けられている。熱伝導性部材16は、燃焼管18の内周面又は外周面のいずれか一方だけに取り付けて、いずれか一方だけと接触させるようにしても良い。なお、23は仕切り壁であり、混合ガス通路Gを通過する混合ガスを、燃焼管18の開口する先端部18fではなく、バーナ管7に設けられている混合ガス入口9へと向かわせるために設けられたものである。   Further, in the mixed gas passage G, a heat conductive member 16 that is in contact with the inner peripheral surface of the combustion pipe 18 is located at a position between the mixed gas supply port 22 and the mixed gas inlet 9. It is attached to the surface. On the other hand, in the same position between the mixed gas supply port 22 and the mixed gas inlet 9 and in the combustion gas passage V, the heat conductive member 16 that contacts the outer peripheral surface of the combustion tube 18 is located in the combustion tube 18. It is attached to the outer peripheral surface. The heat conductive member 16 may be attached to only one of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the combustion tube 18 and may be brought into contact with only one of them. Reference numeral 23 denotes a partition wall for directing the mixed gas passing through the mixed gas passage G to the mixed gas inlet 9 provided in the burner pipe 7 instead of the front end portion 18 f of the combustion pipe 18. It is provided.

伝熱管2は、先に述べた例と基本的に同じであるが、熱伝導体5d、5f、5gが、伝熱管2の先端部2fからこの順に、伝熱管2の内周面と接触するように伝熱管2の内周面に取り付けられている点が先の例とは異なっている。熱伝導体5fは三角錐形状を有しており、複数個が碁盤目状に伝熱管2の内周面に取り付けられている。また、熱伝導体5gは、短冊状の薄い平板形状を有しており、複数枚が互いに平行に伝熱管2の内周面に取り付けられている。なお、熱伝導体5dは、先に説明した熱伝導体5dと同じものである。   The heat transfer tube 2 is basically the same as the example described above, but the heat conductors 5d, 5f, and 5g are in contact with the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2 in this order from the front end portion 2f of the heat transfer tube 2. Thus, the point attached to the internal peripheral surface of the heat exchanger tube 2 is different from the previous example. The heat conductor 5f has a triangular pyramid shape, and a plurality of heat conductors 5f are attached to the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2 in a grid pattern. The heat conductor 5g has a strip-like thin flat plate shape, and a plurality of the heat conductors 5g are attached to the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2 in parallel with each other. The heat conductor 5d is the same as the heat conductor 5d described above.

図10は、バーナ6と燃焼管18から構成される図9に示す燃焼器を、図9に一点鎖線で示すとおり、その先端部を先にして、伝熱管2の基端部2bの開口2hから伝熱管2内に差し込んで、少なくともその先端部が伝熱管2内に挿入された状態で、フランジ19を伝熱管2の基端部2bに固定して伝熱管2に取り付けた状態を示す断面図である。   FIG. 10 shows the combustor shown in FIG. 9 composed of the burner 6 and the combustion pipe 18 as shown by a one-dot chain line in FIG. A section showing a state in which the flange 19 is fixed to the base end portion 2b of the heat transfer tube 2 and attached to the heat transfer tube 2 with at least a distal end portion thereof being inserted into the heat transfer tube 2 by being inserted into the heat transfer tube 2 FIG.

図10に示すとおり、燃焼器であるバーナ6を内部に配置した燃焼管18は、伝熱管2に取り付けられることによって、燃焼管18の外周面と伝熱管2の内周面との間に、燃焼管18の先端部から伝熱管2に設けられている燃焼ガス排気口3へと向かう燃焼ガス通路Vを形成する。また、燃焼ガス通路Vに配置される熱伝導体5d、5f、5gは、伝熱管2の内周面に固定され、伝熱管2の内周面と接触しているが、燃焼管18の外周面には接触しておらず、熱伝導体5d、5f、5gは燃焼管18の外周面に対して固定されていない。ただし、バーナ6を内部に配置した燃焼管18を伝熱管2に対して抜き差しするのに支障とならない場合には、熱伝導体5d、5f、5gは燃焼管18の外周面に接触していても良い。また、燃焼管18の内側に取り付けられている熱伝導性部材16は、混合ガス供給口22と混合ガス入口9との間であって、燃焼ガス通路Vと燃焼管18の管壁を隔てて間接的に接触する位置にある。また、燃焼管18の外側に取り付けられている熱伝導性部材16は、同じく混合ガス供給口22と混合ガス入口9との間であって、燃焼ガス通路V内の位置にある。   As shown in FIG. 10, the combustion tube 18 in which the burner 6 that is a combustor is disposed is attached to the heat transfer tube 2, whereby between the outer peripheral surface of the combustion tube 18 and the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2, A combustion gas passage V is formed from the tip of the combustion tube 18 toward the combustion gas exhaust port 3 provided in the heat transfer tube 2. The heat conductors 5d, 5f, and 5g arranged in the combustion gas passage V are fixed to the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2 and are in contact with the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2, but the outer periphery of the combustion tube 18 The heat conductors 5d, 5f, and 5g are not fixed to the outer peripheral surface of the combustion tube 18 without contacting the surface. However, in the case where it does not hinder the insertion and removal of the combustion tube 18 in which the burner 6 is disposed, the heat conductors 5d, 5f, and 5g are in contact with the outer peripheral surface of the combustion tube 18. Also good. The heat conductive member 16 attached to the inside of the combustion pipe 18 is between the mixed gas supply port 22 and the mixed gas inlet 9 and separates the combustion gas passage V and the tube wall of the combustion pipe 18. It is in a position to contact indirectly. Further, the heat conductive member 16 attached to the outside of the combustion pipe 18 is located between the mixed gas supply port 22 and the mixed gas inlet 9 and in the combustion gas passage V.

本例においても、伝熱管2の先端部2fから混合ガス噴出部13までの距離Mは、伝熱管2の加熱対象流体を加熱可能な部分の長さLの(1/2)よりも短く、M≦(1/2)Lの関係にある。このため、燃焼ガスは、伝熱管2の比較的先端部分に位置する燃焼室α内で発生し、高い温度を維持したまま熱伝導体5d、5e、5bが配置された燃焼ガス通路V内へと進行するので、伝熱管2へのより高い熱伝達効率が実現できるという利点が得られる。   Also in this example, the distance M from the tip portion 2f of the heat transfer tube 2 to the mixed gas ejection portion 13 is shorter than (1/2) of the length L of the portion of the heat transfer tube 2 that can heat the fluid to be heated. There is a relationship of M ≦ (1/2) L. For this reason, the combustion gas is generated in the combustion chamber α located at a relatively distal end portion of the heat transfer tube 2, and enters the combustion gas passage V in which the heat conductors 5d, 5e, and 5b are arranged while maintaining a high temperature. Therefore, there is an advantage that higher heat transfer efficiency to the heat transfer tube 2 can be realized.

図10に示される本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器1は以下のように動作する。すなわち、図示しない混合ガス供給源から燃料用ガスと空気との混合ガスを燃焼管18に設けられた混合ガス供給口22に供給すると、供給された混合ガスは燃焼管18の内周面とバーナ管7の外周面との間に形成された混合ガス通路G内を流れ、バーナ管7の混合ガス入口9からバーナ管7内に流入し、混合ガス噴出部13のノズル21から噴出する。タイミングを見計らってスパークロッド10に電圧を印加すると、スパークロッド10とアース電極を兼ねるバーナ管7の先端部7fとの間で放電して混合ガスに着火し、混合ガスが燃焼する。燃焼によって発生した燃焼ガスは、燃焼室α内で更に燃焼反応を進行させ、高温の燃焼ガスとなって、伝熱管2の閉止された先端部2fに衝突して進行方向を反転し、伝熱管2の内周面と燃焼管18の外周面との間に形成されている燃焼ガス通路Vへと進行する。燃焼ガス通路Vを通過する燃焼ガスは、熱伝導体5d、5f、5gと広い面積で次々に接触し、持っていた熱を効率良く熱伝導体5d、5f、5gに伝達する。熱伝導体5d、5f、5gに伝達された熱は、さらに、熱伝導体5d、5f、5gが接触している伝熱管2に伝達され、伝熱管2の周囲に存在する水などの流体を加熱することになる。   The heat exchanger with a combustor 1 for fluid heating of the present invention shown in FIG. 10 operates as follows. That is, when a mixed gas of fuel gas and air is supplied from a mixed gas supply source (not shown) to the mixed gas supply port 22 provided in the combustion pipe 18, the supplied mixed gas is mixed with the inner peripheral surface of the combustion pipe 18 and the burner. It flows in the mixed gas passage G formed between the outer peripheral surface of the pipe 7, flows into the burner pipe 7 from the mixed gas inlet 9 of the burner pipe 7, and is ejected from the nozzle 21 of the mixed gas ejection section 13. When a voltage is applied to the spark rod 10 at the expected timing, the gas is discharged between the spark rod 10 and the tip 7f of the burner tube 7 also serving as the ground electrode, and the mixed gas is ignited, and the mixed gas is combusted. The combustion gas generated by the combustion further proceeds in the combustion reaction in the combustion chamber α, becomes a high-temperature combustion gas, collides with the closed tip portion 2f of the heat transfer tube 2, reverses the traveling direction, and the heat transfer tube It progresses to the combustion gas passage V formed between the inner peripheral surface of 2 and the outer peripheral surface of the combustion pipe 18. The combustion gas that passes through the combustion gas passage V contacts the heat conductors 5d, 5f, and 5g one after another over a wide area, and efficiently transfers the heat it has to the heat conductors 5d, 5f, and 5g. The heat transferred to the heat conductors 5d, 5f, and 5g is further transferred to the heat transfer tube 2 that is in contact with the heat conductors 5d, 5f, and 5g, and a fluid such as water existing around the heat transfer tube 2 is removed. Will be heated.

燃焼ガス通路Vを通過した燃焼ガスは、燃焼ガス排気口3から外部へと排出されることになるが、排出される前に持っている熱を燃焼管18の外周面に設けられている熱伝導性部材16に伝達し、伝達された熱は、燃焼管18の管壁を介して、燃焼管18の内側に取り付けられている熱伝導性部材16に伝わり、混合ガス通路G内を熱伝導性部材16と接触しながら通過する混合ガスを予熱する。このように、本例においては、混合ガス供給口22から混合ガス通路G内に供給される混合ガスは、燃焼ガス通路Vを通過する燃焼ガスによって予熱され、温度が上昇した状態でバーナ管7内の混合ガス噴出部13から噴出され、燃焼するので、より高い燃焼効率を実現することができる。   The combustion gas that has passed through the combustion gas passage V is discharged from the combustion gas exhaust port 3 to the outside, but the heat that is held before being discharged is the heat provided on the outer peripheral surface of the combustion tube 18. The heat transferred to the conductive member 16 is transferred to the heat conductive member 16 attached to the inside of the combustion pipe 18 via the tube wall of the combustion pipe 18, and is conducted in the mixed gas passage G. The mixed gas passing therethrough is preheated in contact with the sex member 16. Thus, in this example, the mixed gas supplied into the mixed gas passage G from the mixed gas supply port 22 is preheated by the combustion gas passing through the combustion gas passage V, and the burner pipe 7 is in a state where the temperature is increased. Since it is ejected from the mixed gas ejection part 13 and burns, higher combustion efficiency can be realized.

図11は、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器のさらに他の一例を伝熱管と燃焼器とに分離して示す断面図であり、これまでに述べたのと同じ部材には同じ符号を付してある。本例の流体加熱用燃焼器付熱交換器1は、バーナ管7の内側に、燃料ガス入口24と燃料ガス噴出口25を備えた燃料ガス供給管26が設けられ、更に、バーナ管7の燃料ガス噴出口25よりも基端部側に燃焼用空気入口27が設けられている点で、例えば、図1及び図2に示したものと異なっている。すなわち、燃料ガスは燃料ガス入口24から燃料ガス供給管26内に供給され、燃料ガス噴出口25からバーナ管7内に噴出する。一方、燃焼用空気は燃焼用空気入口27からバーナ管7内に供給され、燃料ガス噴出口25から噴出する燃料ガスとバーナ管7内で混合して、混合ガスとなる。この場合、バーナ管7の内周面と燃料ガス供給管26の外周面との間に形成される空間が、燃料ガスと燃焼用空気との混合部になることになる。生成された混合ガスは、混合ガス通路G内を通過して、混合ガス噴出部13から噴出する。このように、本例においては、燃料ガスと燃焼用空気とが予め混合された混合ガスがバーナ管7内に供給されるのではなく、燃料ガスと燃焼用空気とが、燃料ガス入口24及び燃焼用空気入口27からそれぞれバーナ管7内に供給され、バーナ管7内で混合しあって混合ガスとなる。   FIG. 11 is a cross-sectional view showing still another example of the heat exchanger with a combustor for fluid heating according to the present invention separated into a heat transfer tube and a combustor, and the same members as those described above are the same. The code | symbol is attached | subjected. In the heat exchanger with a combustor 1 for fluid heating in this example, a fuel gas supply pipe 26 having a fuel gas inlet 24 and a fuel gas outlet 25 is provided inside the burner pipe 7. For example, it differs from the one shown in FIGS. 1 and 2 in that a combustion air inlet 27 is provided on the base end side of the fuel gas outlet 25. That is, the fuel gas is supplied from the fuel gas inlet 24 into the fuel gas supply pipe 26 and is jetted from the fuel gas outlet 25 into the burner pipe 7. On the other hand, the combustion air is supplied into the burner pipe 7 from the combustion air inlet 27 and mixed with the fuel gas ejected from the fuel gas outlet 25 in the burner pipe 7 to become a mixed gas. In this case, a space formed between the inner peripheral surface of the burner pipe 7 and the outer peripheral surface of the fuel gas supply pipe 26 becomes a mixing portion of the fuel gas and the combustion air. The generated mixed gas passes through the mixed gas passage G and is ejected from the mixed gas ejection section 13. Thus, in this example, the mixed gas in which the fuel gas and the combustion air are mixed in advance is not supplied into the burner pipe 7, but the fuel gas and the combustion air are supplied to the fuel gas inlet 24 and the combustion gas. Each is supplied into the burner pipe 7 from the combustion air inlet 27 and mixed in the burner pipe 7 to become a mixed gas.

バーナ管7に混合ガスを直接供給するのではなく、本例のように、バーナ管7内に燃料ガスと燃焼用空気とを別々に供給し、両者をバーナ管7内で混合させて混合ガスを生成させる場合には、燃料ガスと燃焼用空気とを予め混合しておく混合装置を必要としないので、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器1をより小型化することができるという利点が得られる。燃料ガス入口24に燃料ガスを供給するには適宜の燃料ガス源を燃料ガス入口に接続すれば良く、燃焼用空気入口27に燃焼用空気を供給するには、適宜の燃焼用空気源を燃焼用空気入口27に接続するか、ブロアーなどの適宜の空気供給源を燃焼用空気入口27に接続すれば良い。   Instead of supplying the mixed gas directly to the burner pipe 7, as in this example, the fuel gas and the combustion air are separately supplied into the burner pipe 7, and both are mixed in the burner pipe 7 to mix the mixed gas. Is not required, the mixing device for premixing the fuel gas and the combustion air is not required. Therefore, the fluid heating combustor-equipped heat exchanger 1 of the present invention can be further reduced in size. Benefits are gained. To supply the fuel gas to the fuel gas inlet 24, an appropriate fuel gas source may be connected to the fuel gas inlet. To supply the combustion air to the combustion air inlet 27, the appropriate combustion air source is burned. It may be connected to the combustion air inlet 27 or an appropriate air supply source such as a blower may be connected to the combustion air inlet 27.

伝熱管2は、先に述べた例と基本的に同じであるが、熱伝導体5g、5gが、伝熱管2の先端部2fからこの順に、伝熱管2の内周面と接触するように伝熱管2の内周面に取り付けられている点が先の例とは異なっている。熱伝導体5gは、先に述べたものと同じで、短冊状の薄い平板形状を有しており、複数枚が互いに平行に伝熱管2の内周面に取り付けられているものである。なお、伝熱管2の内周面に取り付けられる熱伝導体は、熱伝導体5gに限られないことはいうまでもない。   The heat transfer tube 2 is basically the same as the example described above, but the heat conductors 5g and 5g are in contact with the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2 in this order from the front end 2f of the heat transfer tube 2. The point attached to the internal peripheral surface of the heat exchanger tube 2 differs from the previous example. The heat conductor 5g is the same as described above, has a strip-like thin flat plate shape, and a plurality of heat conductors are attached to the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2 in parallel with each other. In addition, it cannot be overemphasized that the heat conductor attached to the internal peripheral surface of the heat exchanger tube 2 is not restricted to the heat conductor 5g.

図12は、図11に示す燃焼器であるバーナ6を、その先端部を先にして、伝熱管2の開口2hから伝熱管2の内部に差し込んで伝熱管2に取り付けた状態を示す断面図である。図2に示すとおり、燃焼器であるバーナ6は、伝熱管2に取り付けられることによって、バーナ管7の外周面と伝熱管2の内周面との間に、バーナ6の先端部から伝熱管2に設けられている燃焼ガス排気口3へと向かう燃焼ガス通路Vを形成する。また、図12に示すとおり、燃焼ガス通路Vに配置される熱伝導体5g、5gは、伝熱管2の内周面に固定され、伝熱管2の内周面と接触しているが、バーナ管7の外周面には接触しておらず、バーナ管7の外周面には固定されていない。なお、燃焼器であるバーナ6の抜き差しに支障とならない範囲で、熱伝導体5g、5gをバーナ管7の外周面と接触させるようにしても良いことは先に例におけると同様である。   12 is a cross-sectional view showing a state in which the burner 6 which is the combustor shown in FIG. 11 is attached to the heat transfer tube 2 by inserting the burner 6 into the heat transfer tube 2 through the opening 2h of the heat transfer tube 2 first. It is. As shown in FIG. 2, the burner 6, which is a combustor, is attached to the heat transfer tube 2, so that the heat transfer tube extends from the tip of the burner 6 between the outer peripheral surface of the burner tube 7 and the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2. A combustion gas passage V directed to the combustion gas exhaust port 3 provided at 2 is formed. Further, as shown in FIG. 12, the heat conductors 5 g and 5 g arranged in the combustion gas passage V are fixed to the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2 and are in contact with the inner peripheral surface of the heat transfer tube 2. It is not in contact with the outer peripheral surface of the tube 7 and is not fixed to the outer peripheral surface of the burner tube 7. As in the above example, the heat conductors 5g and 5g may be brought into contact with the outer peripheral surface of the burner tube 7 within a range that does not hinder the insertion and removal of the burner 6 that is a combustor.

本例においても、伝熱管2の先端部2fから混合ガス噴出部13までの距離Mは、伝熱管2の加熱対象流体を加熱可能な部分の長さLの(1/2)よりも短く、M≦(1/2)Lの関係にある。このため、燃焼ガスは、伝熱管2の比較的先端部分に位置する燃焼室α内で発生し、高い温度を維持したまま熱伝導体5g、5gが配置された燃焼ガス通路V内へと進行するので、伝熱管2へのより高い熱伝達効率が実現できるという利点が得られる。なお、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器1においては、MとLとがM≦(1/2)Lの関係にあるのが好ましいが、M≦(1/2)Lの関係にあることは必須ではなく、熱伝達効率の低下を許容するならば、MとLとはM≦(1/2)Lの関係を満足しなくても良い。   Also in this example, the distance M from the tip portion 2f of the heat transfer tube 2 to the mixed gas ejection portion 13 is shorter than (1/2) of the length L of the portion of the heat transfer tube 2 that can heat the fluid to be heated. There is a relationship of M ≦ (1/2) L. For this reason, the combustion gas is generated in the combustion chamber α located at a relatively distal end portion of the heat transfer tube 2, and proceeds into the combustion gas passage V in which the heat conductors 5g and 5g are arranged while maintaining a high temperature. Therefore, an advantage that higher heat transfer efficiency to the heat transfer tube 2 can be realized. In the heat exchanger 1 with a combustor for fluid heating according to the present invention, it is preferable that M and L have a relationship of M ≦ (1/2) L, but a relationship of M ≦ (1/2) L. It is not essential that M and L need to satisfy the relationship of M ≦ (1/2) L as long as the reduction in heat transfer efficiency is allowed.

図12に示される本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器1は以下のように動作する。すなわち、図示しない燃料ガス供給源から燃料用ガスを燃料ガス入口24に供給するとともに、適宜の燃焼用空気源から燃焼用空気を燃焼用空気入口27に供給する。燃料ガス入口24から燃料ガス供給管26内に供給された燃料ガスは、燃料ガス噴出口25からバーナ管7内に噴出し、そこで、燃焼用空気入口27からバーナ管7内に供給された空気と混合し、混合ガスを生成する。生成した混合ガスはバーナ管7の内周面と支持筒12の外周面との間に形成された混合ガス通路G内を流れ、混合ガス噴出部13から噴出し、スパークロッド10によって点火されて燃焼する。燃焼によって発生した燃焼ガスは、燃焼室α内で更に燃焼反応を進行させ、高温の燃焼ガスとなって、伝熱管2の閉止された先端部2fに衝突して進行方向を反転し、伝熱管2の内周面とバーナ管7の外周面との間に形成されている燃焼ガス通路Vへと進行する。燃焼ガス通路Vを通過する燃焼ガスは、熱伝導体5g、5gと広い面積で次々に接触し、燃焼ガスが持っていた熱は熱伝導体5g、5gを介して伝熱管2に伝達され、伝熱管2の周囲に存在する水などの流体を加熱することになる。   The heat exchanger with a combustor 1 for fluid heating of the present invention shown in FIG. 12 operates as follows. That is, fuel gas is supplied from a fuel gas supply source (not shown) to the fuel gas inlet 24, and combustion air is supplied from an appropriate combustion air source to the combustion air inlet 27. The fuel gas supplied from the fuel gas inlet 24 into the fuel gas supply pipe 26 is ejected from the fuel gas outlet 25 into the burner pipe 7 where air supplied from the combustion air inlet 27 into the burner pipe 7 is injected. To produce a mixed gas. The generated mixed gas flows in the mixed gas passage G formed between the inner peripheral surface of the burner pipe 7 and the outer peripheral surface of the support cylinder 12, is ejected from the mixed gas ejection portion 13, and is ignited by the spark rod 10. Burn. The combustion gas generated by the combustion further proceeds in the combustion reaction in the combustion chamber α, becomes a high-temperature combustion gas, collides with the closed tip portion 2f of the heat transfer tube 2, reverses the traveling direction, and the heat transfer tube It progresses to the combustion gas passage V formed between the inner peripheral surface of 2 and the outer peripheral surface of the burner pipe 7. The combustion gas passing through the combustion gas passage V contacts the heat conductors 5g and 5g one after another over a wide area, and the heat that the combustion gas has is transferred to the heat transfer tube 2 via the heat conductors 5g and 5g. A fluid such as water existing around the heat transfer tube 2 is heated.

なお、図11、図12に示す例においては、バーナ管7の外側には燃焼管18が設けられていないけれども、バーナ管7の外側に燃焼管18が設けられている場合であっても、バーナ管7内に直接混合ガスを供給するのではなく、燃料ガスと燃焼用空気とをそれぞれバーナ管7内に供給し、バーナ管7内で両者を混合させて混合ガスとしても良い。また、バーナ管7の外周面と燃焼管18の内周面との間に形成される混合ガス通路G内に直接混合ガスを供給するのではなく、燃料ガスと燃焼用空気とをそれぞれ燃焼管18内に供給し、燃焼管18内の混合ガス通路G内で両者を混合させて混合ガスとしても良い。   In the examples shown in FIGS. 11 and 12, the combustion pipe 18 is not provided outside the burner pipe 7, but even when the combustion pipe 18 is provided outside the burner pipe 7, Instead of supplying the mixed gas directly into the burner pipe 7, fuel gas and combustion air may be supplied into the burner pipe 7 and mixed in the burner pipe 7 to form a mixed gas. Further, instead of supplying the mixed gas directly into the mixed gas passage G formed between the outer peripheral surface of the burner tube 7 and the inner peripheral surface of the combustion tube 18, fuel gas and combustion air are respectively supplied to the combustion tube. The gas may be supplied into 18 and mixed in the mixed gas passage G in the combustion pipe 18 to form a mixed gas.

図13は本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器を加熱源として使用した食器洗浄機の一例を示す図である。図13において、28は食器洗浄機であり、29は洗浄槽、30は貯水槽、Pは貯水槽30で加熱された温水を洗浄槽29に供給するポンプである。図に示すとおり、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器1は、伝熱管2の部分が貯水槽30内に位置するように、フランジ4によって食器洗浄機28の壁面に取り付けられており、混合ガス入口9から供給される混合ガスは流体加熱用燃焼器付熱交換器1内で燃焼し、伝熱管2を介して貯水槽30内の水を加熱した後、燃焼ガスとなって燃焼ガス排気口3から外部に排気される。本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器1は、小型でコンパクトである上に、燃焼器と熱交換器とが一体化されているので、貯水槽30内の水を加熱するに際しては、伝熱管2の部分が貯水槽30内に位置するように食器洗浄機28の壁面に取り付けるだけで良い。このように、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器を食器洗浄機の加熱源として使用する場合には、従来は外付けされていたガスブースタを食器洗浄機の本体内に組み込むことが可能となる。ガスブースタを本体内に組み込んだ食器洗浄機は、その外形形状がシンプルとなり、厨房等に設置するに際しても配置勝手が非常に良いという利点を備えている。   FIG. 13 is a diagram showing an example of a dishwasher using the heat exchanger with a combustor for fluid heating of the present invention as a heating source. In FIG. 13, 28 is a dishwasher, 29 is a washing tank, 30 is a water storage tank, and P is a pump that supplies hot water heated in the water storage tank 30 to the washing tank 29. As shown in the figure, the heat exchanger with a combustor 1 for fluid heating according to the present invention is attached to the wall surface of the dishwasher 28 by the flange 4 so that the heat transfer tube 2 is located in the water storage tank 30. The mixed gas supplied from the mixed gas inlet 9 burns in the heat exchanger 1 with a fluid heating combustor and heats the water in the water storage tank 30 through the heat transfer tube 2 and then burns as a combustion gas. The gas is exhausted from the gas exhaust port 3 to the outside. The heat exchanger with a combustor 1 for fluid heating according to the present invention is small and compact, and since the combustor and the heat exchanger are integrated, when heating the water in the water storage tank 30, It is only necessary to attach the heat transfer tube 2 to the wall surface of the dishwasher 28 so that the portion of the heat transfer tube 2 is located in the water storage tank 30. Thus, when the heat exchanger with a combustor for fluid heating according to the present invention is used as a heating source for a dishwasher, a gas booster that has been externally attached can be incorporated into the main body of the dishwasher. It becomes possible. The dishwasher incorporating the gas booster in the main body has the advantage that the outer shape is simple and the arrangement is very good when it is installed in a kitchen or the like.

以上述べたとおり、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器は、高い伝熱効率で流体を効率良く加熱することができるので、省エネルギーであり、かつ、CO削減にも寄与するものである。さらに、本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器は構造が簡単で、小型でコンパクトに構成できるので、使用材料が少なく省資源にも役立つものである。本発明の流体加熱用燃焼器付熱交換器は、その伝熱管部分が被加熱流体と接触するように被加熱流体を収容する容器に取り付けるか、被加熱流体内に浸漬するだけで、被加熱流体を効率良く加熱することができるので、水や油、空気などの流体の加熱を極めて容易かつ簡便に行うことができ、その産業上の利用可能性は多大である。 As described above, the heat exchanger with a combustor for fluid heating according to the present invention can efficiently heat a fluid with high heat transfer efficiency, which is energy saving and contributes to CO 2 reduction. . Furthermore, the heat exchanger with a combustor for fluid heating according to the present invention has a simple structure and can be made compact and compact, so that it uses less materials and is useful for saving resources. The heat exchanger with a combustor for fluid heating according to the present invention can be heated by simply attaching it to a container containing the heated fluid so that the heat transfer tube portion is in contact with the heated fluid or immersing it in the heated fluid. Since the fluid can be efficiently heated, the fluid such as water, oil, and air can be heated easily and simply, and its industrial applicability is great.

1 流体加熱用燃焼器付熱交換器
2 伝熱管
3 燃焼ガス排気口
4、17、19 フランジ
5a〜5g 熱伝導体
6 バーナ
7 バーナ管
8 閉止部材
9 混合ガス入口
10 スパークロッド
11 保護管
12 支持筒
13 混合ガス噴出部
14 対極
15、20 高耐熱性部分
16 熱伝導性部材
18 燃焼管
21 ノズル
22 混合ガス供給口
23 仕切り壁
24 燃料ガス入口
25 燃料ガス噴出口
26 燃料ガス供給管
27 燃焼用空気入口
28 食器洗浄機
29 洗浄槽
30 貯水槽
α 燃焼室
G 混合ガス通路
V 燃焼ガス通路
P ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat exchanger with a combustor for fluid heating 2 Heat transfer tube 3 Combustion gas exhaust port 4, 17, 19 Flange 5a-5g Thermal conductor 6 Burner 7 Burner tube 8 Closing member 9 Mixed gas inlet 10 Spark rod 11 Protection tube 12 Support Tube 13 Mixed gas ejection part 14 Counter electrode 15, 20 High heat resistance part 16 Thermally conductive member 18 Combustion tube 21 Nozzle 22 Mixed gas supply port 23 Partition wall 24 Fuel gas inlet 25 Fuel gas injection port 26 Fuel gas supply tube 27 For combustion Air inlet 28 Dishwasher 29 Washing tank 30 Water storage tank α Combustion chamber G Mixed gas passage V Combustion gas passage P Pump

Claims (13)

先端部が閉止され、基端部に開口を有し、先端部と基端部との間に燃焼ガス排気口を備える伝熱管と;燃焼ガスを発生し、発生した燃焼ガスを開口した先端部から排出する燃焼器であって、前記伝熱管の基端部の開口から少なくともその先端部が前記伝熱管内に挿入された状態で前記伝熱管に取り付けられ、燃焼器の外周面と前記伝熱管の内周面との間に、燃焼器の先端部から前記燃焼ガス排気口へと向かう燃焼ガス通路を形成する燃焼器と;前記燃焼ガス通路に配置され、前記伝熱管の内周面と接触する1又は複数の熱伝導体とを有し、前記燃焼ガス通路に配置された前記熱伝導体が、板状の部材を前記伝熱管の長手方向と直交する面での断面が交互に逆向きのコの字となるように折り曲げられた形状を有しており、その前記伝熱管の内周面と接触する部分において前記伝熱管の内周面に取り付けられている流体加熱用燃焼器付熱交換器。 A heat transfer tube having a distal end portion closed and having an opening at the proximal end portion and having a combustion gas exhaust port between the distal end portion and the proximal end portion; a distal end portion that generates combustion gas and opens the generated combustion gas; From the opening of the base end portion of the heat transfer tube, and at least its distal end is inserted into the heat transfer tube, and is attached to the heat transfer tube, and the outer peripheral surface of the combustor and the heat transfer tube A combustor that forms a combustion gas passage from the tip of the combustor to the combustion gas exhaust port between the inner peripheral surface of the heat exchanger tube and the inner peripheral surface of the heat transfer tube. to one or more have a heat conductor, the combustion gas passage arranged the heat conductor, opposite the plate-shaped member in cross section alternately in the longitudinal direction orthogonal to the plane of the heat transfer tube The inner circumference of the heat transfer tube Fluid heating burner with a heat exchanger which is attached to the inner circumferential surface of the heat transfer tube in a portion in contact with. 前記燃焼器が前記伝熱管に対して抜き差し自在に取り付けられている請求項1記載の流体加熱用燃焼器付熱交換器。   The heat exchanger with a combustor for fluid heating according to claim 1, wherein the combustor is detachably attached to the heat transfer tube. 前記燃焼器が、先端部が開口したバーナ管と、前記バーナ管の先端部よりも基端部側に設けられた混合ガス噴出部とを有しているバーナである請求項1又は2記載の流体加熱用燃焼器付熱交換器。   3. The burner having a burner pipe having an open front end portion and a mixed gas jetting portion provided on a base end side of the front end portion of the burner pipe. Heat exchanger with combustor for fluid heating. 前記バーナ管が、前記混合ガス噴出部よりも基端部側に、混合ガス入口を備えている請求項3記載の流体加熱用燃焼器付熱交換器。   The heat exchanger with a combustor for fluid heating according to claim 3, wherein the burner pipe includes a mixed gas inlet on a base end side of the mixed gas ejection part. 前記バーナ管が、前記混合ガス噴出部よりも基端部側に、燃料ガス入口及び燃焼用空気入口を備えている請求項3記載の流体加熱用燃焼器付熱交換器。   4. The heat exchanger with a combustor for fluid heating according to claim 3, wherein the burner pipe is provided with a fuel gas inlet and a combustion air inlet on a base end side of the mixed gas ejection part. 前記バーナ管が、前記バーナ管の管壁を隔てて前記燃焼ガス通路と間接的に接触する位置又は前記燃焼ガス通路内となる位置に、前記バーナ管の内周面及び/又は外周面と接触する熱伝導性部材を備えている請求項3〜5のいずれかに記載の流体加熱用燃焼器付熱交換器。   The burner pipe is in contact with the inner peripheral surface and / or outer peripheral surface of the burner pipe at a position where the burner pipe is indirectly in contact with the combustion gas passage across the tube wall of the burner pipe or at a position in the combustion gas passage. The heat exchanger with a combustor for fluid heating according to any one of claims 3 to 5, further comprising a thermally conductive member. 前記バーナ管の外側に、先端部が開口し、その先端部が前記バーナ管の先端部よりも先端部側に突出した燃焼管を備えている請求項3〜5のいずれかに記載の流体加熱用燃焼器付熱交換器。   The fluid heating according to any one of claims 3 to 5, further comprising a combustion tube having an opening at the outer side of the burner tube, the tip of which protrudes more toward the tip than the tip of the burner tube. Heat exchanger with combustor. 前記バーナ管の外側に、先端部が開口し、その先端部が前記バーナ管の先端部よりも先端部側に突出した燃焼管を備え、前記燃焼管が、混合ガス供給口を備え、前記燃焼管の内周面と前記バーナ管の外周面との間に、前記混合ガス供給口から前記混合ガス入口へと向かう混合ガス通路を形成し、前記混合ガス供給口と前記混合ガス入口との間であって、前記燃焼管の管壁を隔てて前記燃焼ガス通路と間接的に接触する位置又は前記燃焼ガス通路内となる位置に、前記燃焼管の内周面及び/又は外周面と接触する熱伝導性部材が設けられている請求項4記載の流体加熱用燃焼器付熱交換器。   A combustion tube is provided on the outside of the burner tube, the tip of which opens, and the tip of the combustion tube protrudes toward the tip of the burner tube. The combustion tube includes a mixed gas supply port, and the combustion A mixed gas passage from the mixed gas supply port to the mixed gas inlet is formed between the inner peripheral surface of the tube and the outer peripheral surface of the burner tube, and between the mixed gas supply port and the mixed gas inlet And the inner peripheral surface and / or the outer peripheral surface of the combustion pipe are in contact with the combustion gas passage indirectly through the tube wall of the combustion pipe or in the combustion gas passage. The heat exchanger with a combustor for fluid heating according to claim 4, wherein a heat conductive member is provided. 前記バーナ管の外側に、先端部が開口し、その先端部が前記バーナ管の先端部よりも先端部側に突出した燃焼管を備え、前記燃焼管が、燃料ガス供給口と燃焼用空気供給口を備え、前記燃焼管の内周面と前記バーナ管の外周面との間に、前記燃料ガス供給口及び燃焼用空気供給口から前記混合ガス入口へと向かう混合ガス通路を形成し、前記燃料ガス供給口及び燃焼用空気供給口と前記混合ガス入口との間であって、前記燃焼管の管壁を隔てて前記燃焼ガス通路と間接的に接触する位置又は前記燃焼ガス通路内となる位置に、前記燃焼管の内周面及び/又は外周面と接触する熱伝導性部材が設けられている請求項4記載の流体加熱用燃焼器付熱交換器。   A combustion tube is provided outside the burner tube, with a distal end opening and a distal end projecting toward the distal end side of the burner tube. The combustion tube has a fuel gas supply port and a combustion air supply. A mixed gas passage that extends from the fuel gas supply port and the combustion air supply port to the mixed gas inlet between the inner peripheral surface of the combustion tube and the outer peripheral surface of the burner tube, Between the fuel gas supply port and the combustion air supply port and the mixed gas inlet, the position is in contact with the combustion gas passage indirectly through the wall of the combustion pipe or in the combustion gas passage. The heat exchanger with a combustor for fluid heating according to claim 4, wherein a heat conductive member in contact with the inner peripheral surface and / or the outer peripheral surface of the combustion pipe is provided at a position. 前記伝熱管の先端部から前記混合ガス噴出部までの距離Mが、前記伝熱管の加熱対象流体を加熱可能な部分の長さLに対して、M≦(1/2)Lの関係にある請求項3〜9のいずれかに記載の流体加熱用燃焼器付熱交換器。   The distance M from the tip of the heat transfer tube to the mixed gas jetting portion has a relationship of M ≦ (1/2) L with respect to the length L of the portion of the heat transfer tube that can heat the fluid to be heated. The heat exchanger with a combustor for fluid heating according to any one of claims 3 to 9. 前記伝熱管の先端部と前記燃焼ガス排気口との間に取付用のフランジを有している請求項1〜10のいずれかに記載の流体加熱用燃焼器付熱交換器。   The heat exchanger with a combustor for fluid heating according to any one of claims 1 to 10, further comprising a flange for mounting between a tip portion of the heat transfer tube and the combustion gas exhaust port. 被加熱流体を収容する被加熱流体槽を有し、前記伝熱管部分が前記被加熱流体槽内に位置するように、請求項11に記載の流体加熱用燃焼器付熱交換器が前記フランジを介して取り付けられている加熱流体使用機器。   The heat exchanger with a combustor for fluid heating according to claim 11, wherein the heat exchanger includes a heated fluid tank that contains a heated fluid, and the heat transfer tube portion is located in the heated fluid tank. Heated fluid use equipment that is attached via. 前記加熱流体使用機器が、湯沸かし器、ボイラー、温水槽、食器洗浄機、茹で麺機、フライヤー、又は空気加熱器である請求項12記載の加熱流体使用機器。   The heating fluid using device according to claim 12, wherein the heating fluid using device is a water heater, a boiler, a hot water tank, a dishwasher, a boiled noodle machine, a fryer, or an air heater.
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