JPS63286657A - Hot-water supplier - Google Patents
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- JPS63286657A JPS63286657A JP62120849A JP12084987A JPS63286657A JP S63286657 A JPS63286657 A JP S63286657A JP 62120849 A JP62120849 A JP 62120849A JP 12084987 A JP12084987 A JP 12084987A JP S63286657 A JPS63286657 A JP S63286657A
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- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「技術分野」
本発明は、燃焼ガス流路内に伝熱管を配置し、この伝熱
管内に水を流してＪを取出すようにした給湯器に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a water heater in which a heat transfer tube is disposed in a combustion gas flow path, and water is caused to flow through the heat transfer tube to take out water.
「従来技術およびその問題点」
例えば第３図に示すような給湯器が従来から多用されて
いる。この給湯器は、ケーシング１内に拡散燃焼型のバ
ーナ２が配置！され、このバーナ２にて燃焼せしめられ
て形成される燃焼ガスの流路にフィン３を有する伝熱管
４が配置され、ざらにケーシング１の外壁に接して冷却
管５が配置されてなっている。伝熱管４と冷却管５は、
連続した流路を構成し、被加熱流体としての水は、冷却
管５内に通された後、伝熱管４内に通されて取出される
ようになっている。"Prior Art and its Problems" For example, a water heater as shown in FIG. 3 has been widely used in the past. This water heater has a diffusion combustion type burner 2 placed inside the casing 1! A heat transfer tube 4 having fins 3 is arranged in a flow path of the combustion gas formed by combustion in the burner 2, and a cooling pipe 5 is arranged roughly in contact with the outer wall of the casing 1. . The heat exchanger tube 4 and the cooling tube 5 are
A continuous flow path is formed, and water as a fluid to be heated is passed through the cooling pipe 5 and then into the heat transfer tube 4 to be taken out.
この給湯器では、バーナ２によって主成した燃焼ガスは
、対流熱伝達によって伝熱管４を加熱する。伝熱管４は
、フィン３によって受熱効率を高められ、伝熱管４内を
流れる水が効率的に加熱され、系外に湯として取出され
る。このとき、燃焼ガスによつケーシング１の壁部も加
熱されるが、ケーシング１の外壁には冷却管５がこれに
接しで配置されでいるため、冷却管５内を流れる水とで
熱交ｔ９？！れ、ケーシング１は冷却される。これによ
り、ケーシング１の過熱を防ぎ、その外側に配置される
各種の機器・計器類の熱損傷も防止するようにしでいる
。In this water heater, the combustion gas mainly produced by the burner 2 heats the heat exchanger tubes 4 by convection heat transfer. The heat receiving efficiency of the heat transfer tubes 4 is increased by the fins 3, and the water flowing inside the heat transfer tubes 4 is efficiently heated and taken out of the system as hot water. At this time, the wall of the casing 1 is also heated by the combustion gas, but since the cooling pipe 5 is placed in contact with the outer wall of the casing 1, the water flowing inside the cooling pipe 5 exchanges heat. t9? ! Then, the casing 1 is cooled. This prevents overheating of the casing 1 and also prevents heat damage to various devices and instruments arranged outside the casing 1.
この場合、水は、先に冷却管５内を流れでケーシング１
を冷却した猪に、伝熱管４内を流れて燃焼ガスから熱伝
達を受ける。このため、燃焼ガスが接触する部分のうち
ではケーシング１の壁部が最も低温の部分となる。とこ
ろで、燃焼ガスは、燃料の燃焼によって生じる多量の水
分を含んでいる。この水分は、燃焼ガスの熱によって通
常は水蒸気となっているが、燃焼ガスが低温の物体に接
触すると、温度が降下してトレイン（水滴）として凝縮
する。したがって、上記の給湯器ではケーシング１の内
壁にトレインが多量付着することになり、ケーシング１
が腐食したつ、あるいはトレインが下方に滴下ないしは
流下してバーナ２などを損傷させることがあった。In this case, the water first flows through the cooling pipe 5 into the casing 1.
The cooled boar receives heat from the combustion gas flowing through the heat transfer tube 4. Therefore, the wall portion of the casing 1 is the coldest portion among the portions that come into contact with the combustion gas. Incidentally, combustion gas contains a large amount of moisture generated by combustion of fuel. This moisture normally turns into water vapor due to the heat of the combustion gas, but when the combustion gas comes into contact with a cold object, the temperature drops and it condenses as a train (water droplets). Therefore, in the water heater described above, a large amount of train adheres to the inner wall of the casing 1.
The train may corrode, or the train may drip or flow downward, damaging the burner 2 and the like.
特に、拡散燃焼型のバーナ２の代りに予混合燃焼型のバ
ーナを用いた場合１、バーナプレートとしではセラミッ
クスの多孔板が多用されるが、このようなセラミックス
製のバーナプレートにトレインが滴下ないしは流下する
と、トレインによって冷却された部分と他の部分との間
に大きな熱応力が働き、バーナプレートが容易に破損し
てしまうという問題があった。In particular, when a premixed combustion type burner is used instead of the diffused combustion type burner 2, ceramic perforated plates are often used as the burner plate. When flowing down, large thermal stress acts between the part cooled by the train and other parts, causing a problem in that the burner plate is easily damaged.
また、上記の給湯器では、水は、燃焼ガスに接触しでい
る伝熱管４内を通るときに最も高温となるため、出湯温
度を高めようとすると、伝熱管４において管内沸騰が起
きやすかった。管内沸騰が起こると、水による伝熱管の
冷却効果が著しく低下し、伝熱管が熱損傷する恐れがあ
る。かくして上記の給湯器では、出湯温度を充・分に高
めることができなかった。ざらに、近年の傾向として、
伝熱管を燃焼手段により近づけで、伝熱効率を高めると
共に、装置のコンパクト化を図ろうとする各種の試みが
なされており、その場合には、伝熱管は燃焼ガスからの
熱流束をさらに強く受ける。したがって、上記管内沸騰
がさらに起こりやすくなり、この問題を解決する技術が
望まれている。In addition, in the above-mentioned water heater, the water reaches its highest temperature when passing through the heat transfer tube 4 where it comes into contact with the combustion gas, so when trying to increase the hot water temperature, boiling inside the heat transfer tube 4 was likely to occur. . When boiling inside the tube occurs, the cooling effect of water on the heat exchanger tube is significantly reduced, and there is a possibility that the heat exchanger tube may be thermally damaged. Thus, with the above-mentioned water heater, it was not possible to sufficiently raise the temperature of the hot water. Roughly speaking, as a recent trend,
Various attempts have been made to bring the heat transfer tube closer to the combustion means to increase heat transfer efficiency and make the device more compact. In such cases, the heat transfer tube is subjected to a stronger heat flux from the combustion gas. Therefore, the boiling inside the tube is more likely to occur, and a technique to solve this problem is desired.
「発明の目的」
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、ケー
シング内壁へのトレインの付着をできるだけ防止し、か
つ、管内沸騰が生じに＜＜シた給湯器を提供することに
ある。``Object of the Invention'' The object of the present invention is to provide a water heater that solves the problems of the prior art described above, prevents the train from adhering to the inner wall of the casing as much as possible, and prevents boiling inside the pipes. It is in.
「発明の構成」
本発明の給湯器は、ケーシング内に、燃焼ガスの流れ方
向に沿って、ローフイン付きまたはフィンなしとされた
第一伝熱管と、この第一伝熱管よりフィン高さの高いフ
ィンを有する第二伝熱管とを配置し、さらに上記ケーシ
ングの壁部に接して第三伝熱管を配置してなり、水を第
一伝熱管、第二伝熱管、第三伝熱管の順に通過させるよ
うにしたことを特徴とする。"Structure of the Invention" The water heater of the present invention includes a first heat exchanger tube with loaf-in or no fins in the casing along the flow direction of combustion gas, and a first heat exchanger tube with a fin height higher than that of the first heat exchanger tube. A second heat exchanger tube having fins is disposed, and a third heat exchanger tube is further disposed in contact with the wall of the casing, and water passes through the first heat exchanger tube, the second heat exchanger tube, and the third heat exchanger tube in this order. It is characterized by being made to do.
したがって、本発明では、燃焼手段に最も近接した第一
伝熱管が、燃焼ガスから最も強い熱流束を受けることに
なる。ところが、第一伝熱管には熱交換による昇温かま
だ充分になされていない初期の水が流されるので、流れ
る水の温度は沸点よりも著しく低く、第一伝熱管が強い
熱流束を受けでも管内沸騰を防止できる。Therefore, in the present invention, the first heat transfer tube closest to the combustion means receives the strongest heat flux from the combustion gas. However, since the initial water that has not yet been sufficiently heated by heat exchange is flowing through the first heat exchanger tube, the temperature of the flowing water is significantly lower than the boiling point, and even if the first heat exchanger tube receives a strong heat flux, the temperature inside the tube is Can prevent boiling.
また、第二伝熱管、特にはそのうちでも燃焼ガス流に関
して下流に位雷する部分では、それより上流における熱
交換によって燃焼ガス温度はそれなりに低下しているが
、燃焼ガス温度、管内水温が高く、第二伝熱管のフィン
も露点以上に保たれて、結局、この第二伝熱管にあける
トレインの発生は大幅に抑制される。In addition, in the second heat transfer tube, especially in the part of the tube that is located downstream with respect to the combustion gas flow, although the combustion gas temperature is reduced to a certain degree by heat exchange upstream, the combustion gas temperature and the water temperature in the tube are high. , the fins of the second heat exchanger tube are also kept above the dew point, and as a result, the occurrence of holes in the second heat exchanger tube is greatly suppressed.
ざらに、第一伝熱管内および第二伝熱管内を通過後の水
が、ケーシングの壁部に接触した第三伝熱管内を流れる
ので、第三伝熱管を通る水は既に充分に昇温しでいる。Roughly speaking, the water that has passed through the first heat exchanger tube and the second heat exchanger tube flows through the third heat exchanger tube that is in contact with the wall of the casing, so the temperature of the water passing through the third heat exchanger tube has already risen sufficiently. I'm in the middle of the day.
そして、ケーシングは、少なくとも第三伝熱管を流れる
水よりも低い温度に冷却されることはないので、ケーシ
ング内壁でのドレイン付着が大幅に抑制・防止できる。Since the casing is not cooled to a temperature lower than that of the water flowing through at least the third heat exchanger tube, it is possible to significantly suppress and prevent drainage from adhering to the inner wall of the casing.
したがって、トレインによるケーシングの腐食や燃焼手
段の損傷などの問題を解決できる。Therefore, problems such as corrosion of the casing and damage to the combustion means caused by the train can be solved.
一般に、伝熱管は、熱回収効率を高める上ではフィン付
きとし、しかもフィン高さも高い方が有利であるが、第
一伝熱管は、燃焼手段に近く、高温の燃焼ガスにＭ接ざ
らされるため、管内に水が流されではいるものの、フィ
ンの伝熱抵抗のため水による受熱が追いつかす、フィン
外周端縁部が過熱され、ついには熱損傷に至ることがあ
る。そこで、本発明では、第一伝熱管をローフイン付き
またはフィンなしとして、かかるドラフルを防止してい
る。なお、第一伝熱管をローフイン付きとする場合でも
、フィン高さは３ ｍｍ以下とするのが好ましく、２
ｍｍ以下とするのがざらに好ましい。In general, it is advantageous for heat transfer tubes to have fins and to have high fin heights in order to increase heat recovery efficiency, but the first heat transfer tube is close to the combustion means and is in contact with high temperature combustion gas. Therefore, although water is flowing into the pipe, the heat reception by the water catches up due to the heat transfer resistance of the fins, and the outer peripheral edges of the fins may become overheated, eventually leading to thermal damage. Therefore, in the present invention, the first heat exchanger tube is provided with a loaf-in or without fins to prevent such draughts. In addition, even when the first heat exchanger tube is provided with loaf-in, it is preferable that the fin height is 3 mm or less;
It is generally preferable that the thickness be less than mm.
燃焼ガスは第一伝熱管と熱交換したのちに第二伝熱管と
接触するので、第二伝熱管付近での燃焼ガス温度は第−
伝熱管域よりは低下している。このため、第二伝熱管に
フィン高ざの高いフィンを設けても、フィンの熱損傷が
生じにくくなっている。むしろ、第一伝熱管に接触しで
ある程度温度が低下した燃焼ガスから積極的に熱回収を
行なうには、伝熱効率をフィンによって高めることが好
ましい。このため、本発明では、第二伝熱管は、第一伝
熱管よりもフィン高ざの高いフィンを宵するものとする
。なあ、第二伝熱管のフィンは、高さが３ｍｍよりも高
いことが好ましく、ざらには５ｍｍ以上とすることが好
ましい。Since the combustion gas contacts the second heat exchanger tube after exchanging heat with the first heat exchanger tube, the temperature of the combustion gas near the second heat exchanger tube is -
It is lower than the heat exchanger tube area. Therefore, even if fins with a high fin height are provided in the second heat exchanger tube, thermal damage to the fins is less likely to occur. Rather, in order to actively recover heat from the combustion gas whose temperature has decreased to some extent by contacting the first heat transfer tube, it is preferable to increase the heat transfer efficiency by using fins. Therefore, in the present invention, the second heat exchanger tube has fins having a higher fin height than the first heat exchanger tube. The height of the fins of the second heat exchanger tube is preferably higher than 3 mm, more preferably 5 mm or more.
ざらに、本発明において、第二伝熱管は、ケーシングを
冷却してその過熱を防ぎ、がっ、ケーシングからち熱エ
ネルギを回収して熱回収率を高めるため、ケーシングに
接して配置される。ケーシングのうちで最も高温となる
のは火炎先端の側壁部であるため、第三伝熱管は、少な
くともこの火炎先端の側壁部ないしはそれから１５ｍｍ
程度以内の近傍に配＝されることが好ましい。In general, in the present invention, the second heat transfer tube is disposed in contact with the casing to cool the casing and prevent it from overheating, and to recover thermal energy from the casing to increase the heat recovery rate. Since the part of the casing that reaches the highest temperature is the side wall at the flame tip, the third heat transfer tube should be installed at least at the side wall at the flame tip or 15 mm from it.
It is preferable that they be arranged within the same vicinity.
なあ、第三伝熱管は、ケーシングの外壁に接しで配置す
るのが好ましいが、ケーシングの内壁に接しで配置しで
もよい、また、第三伝熱管はケーシングの壁部に沿って
燃焼ガス流路を一周するように設けてもよいが、このこ
とは必須ではなく、例えばケーシングの対向する壁部に
のみ設けてもよい。It is preferable that the third heat transfer tube be placed in contact with the outer wall of the casing, but it may be placed in contact with the inner wall of the casing.Also, the third heat transfer tube may be placed in contact with the combustion gas flow path along the wall of the casing. may be provided so as to go around the entire circumference, but this is not essential; for example, they may be provided only on opposing walls of the casing.
なお、第一伝熱管のうちでバーナなどの燃焼手段に最も
近い、すなわち、燃焼ガス流の最上流側にあるものは、
燃焼手段から１００ ｍｍ以内の距離とするのが好まし
い、これにより、伝熱効率を高めると共に、装置のコン
パクト化を図ることができる。この場合、燃焼手段から
の距離とは、フィンなし第一伝熱管では伝熱管最上流線
までの、フィン付き第一伝熱管ではフィン最上流線まで
の燃焼手段下流端からの距ｇＩＩを指す。Of the first heat exchanger tubes, the one closest to the combustion means such as a burner, that is, the one on the most upstream side of the combustion gas flow,
It is preferable that the distance be within 100 mm from the combustion means, thereby increasing the heat transfer efficiency and making the device more compact. In this case, the distance from the combustion means refers to the distance gII from the downstream end of the combustion means to the most upstream line of the heat exchanger tube in the case of the first heat exchanger tube without fins, and to the most upstream line of the fin in the case of the first heat exchanger tube with fins.
また、第一伝熱管と第二伝熱管との間には輻射体を配置
するのが好ましい、これにより、輻射体から各伝熱管に
輻射熱が照射され、伝熱効率を著しく向上できる。ざら
に、燃焼ガスが輻射体域を通過するときに、含有する不
完全燃焼成分が充分に酸化されて、ＧＯなどの不完全燃
焼成分の残存量を低減することもできる。また、このこ
とは、第一伝熱管を燃焼手段にざらに近づけることを可
能とする。Moreover, it is preferable to arrange a radiant body between the first heat exchanger tube and the second heat exchanger tube.Thereby, radiant heat is irradiated from the radiator to each heat exchanger tube, and heat transfer efficiency can be significantly improved. In general, when the combustion gas passes through the radiator region, the incompletely combusted components contained therein are sufficiently oxidized, so that the amount of remaining incompletely combusted components such as GO can be reduced. This also allows the first heat exchanger tube to be brought closer to the combustion means.
このように輻射体を配置する場合には、ケーシングも輻
射体からかなりの輻射熱を受ける。そこで輻射体配置位
百の側方ないしはそれから１５ｍｍ程度以内の近傍のケ
ーシング壁部にも第三伝熱管を配置するのが好ましい。When the radiator is arranged in this manner, the casing also receives considerable radiant heat from the radiator. Therefore, it is preferable to arrange the third heat transfer tube on the side of the radiator arrangement position or also on the casing wall in the vicinity within about 15 mm from the radiator arrangement position.
燃焼手段としては、拡散燃焼型のバーナも使用できるが
、より好ましくは、予混合燃焼型のバーナが採用され、
それによって高い面負荷、高い燃焼室負荷が図られる。Although a diffusion combustion type burner can be used as the combustion means, it is more preferable to use a premix combustion type burner.
This results in a high surface load and a high combustion chamber load.
「発明の実施例」
以下に、本発明による給湯器の一実施例を図面によって
説明する。"Embodiment of the Invention" An embodiment of the water heater according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図に示すように、この給湯器１０は、開口上方が図
示しない排気口に接続されるケーシング１１を有し、こ
のケーシング１１内は、下方に配置された面状のバーナ
プレート１２を境にしで、下側が混合室１３、上側が燃
焼室１４とされている。バーナプレート１２は上下方向
に貫通する多数の炎孔を有し、燃料ガスと空気との予混
合気を炎孔から噴出してバーナプレート１２の上側に面
状の火炎を形成する。生成した燃焼ガスは、ケーシング
１１内を下側から上側に向かって流れる。なお、混合室
１３に空気を供給するファン、燃料ガスを供給する燃料
ガスノズル、火炎形成のための点火手段などは図示を省
略しである。As shown in FIG. 1, this water heater 10 has a casing 11 whose upper opening is connected to an exhaust port (not shown). The lower side is a mixing chamber 13, and the upper side is a combustion chamber 14. The burner plate 12 has a large number of flame holes penetrating in the vertical direction, and a premixed mixture of fuel gas and air is ejected from the flame holes to form a planar flame on the upper side of the burner plate 12. The generated combustion gas flows inside the casing 11 from the bottom to the top. Note that a fan for supplying air to the mixing chamber 13, a fuel gas nozzle for supplying fuel gas, an ignition means for forming a flame, and the like are not shown.
バーナプレート１２の上部には、複数本（ただしケーシ
ング１１外で互いに連結されてシリーズに接続された流
路を形成する管）からなる第一伝熱管１５が、相互に平
行に横架配置されている。第一伝熱管１５は、上下方向
に一段または複数段（この実施例では二段）に配置され
、複数段の場合、上下の伝熱管がなるべく重ならないよ
うに、例えば千鳥配列とすることが好ましい。第一伝熱
管１５のうち、最下段の伝熱管の下縁（フィン付きの場
合はフィンの下縁）からバーナプレート１２の上面まで
の距Ｈａは、１００ ｍｍ以下、好ましくは５〜５０ｍ
ｍとされるが、最下段の伝熱管をバーナプレート１２の
上面に接するように、すなわち、距Ｈａをゼロとして配
置することもできる。Above the burner plate 12, a plurality of first heat transfer tubes 15 (tubes connected to each other outside the casing 11 to form a series-connected flow path) are horizontally arranged in parallel with each other. There is. The first heat exchanger tubes 15 are arranged in one or more stages (two stages in this embodiment) in the vertical direction, and in the case of multiple stages, it is preferable to arrange them in a staggered arrangement, for example, so that the upper and lower heat exchanger tubes do not overlap as much as possible. . Among the first heat exchanger tubes 15, the distance Ha from the lower edge of the lowest heat exchanger tube (the lower edge of the fin in the case of fins) to the upper surface of the burner plate 12 is 100 mm or less, preferably 5 to 50 m.
However, the lowest heat exchanger tube may be arranged so as to be in contact with the upper surface of the burner plate 12, that is, the distance Ha may be set to zero.
第一伝熱管１５は、この実施例では、ローフインチュー
ブとされている。すなわち、第一伝熱管１５の外周には
、多数のローフィシ２５が軸方向に所定のピッチをもっ
て形成されている。このローフイン２５のフィン高さ旧
は、第一伝熱管１５が高温の燃焼ガスにざらされること
を考慮して、２ ｍｍ以下とされている。なお、第一伝
熱管１５には、ローフイン２５のないペアチューブも採
用できる。In this embodiment, the first heat exchanger tube 15 is a loaf-in tube. That is, on the outer periphery of the first heat exchanger tube 15, a large number of low fissures 25 are formed at a predetermined pitch in the axial direction. The fin height of the loaf-in 25 is set to be 2 mm or less in consideration of the fact that the first heat exchanger tube 15 is exposed to high temperature combustion gas. Note that a paired tube without the loaf-in 25 can also be used as the first heat exchanger tube 15.
第一伝熱管１５の上部には、複数本（ただしケーシング
１１外で互いに連結されてシリーズに接続された流路を
形成する管）の第二伝熱管１６が配置されでいる。この
第二伝熱管１６は、第一伝熱管１５の間を通って若干温
度の低下した燃焼ガスから効果的に熱回収するものであ
る。第二伝熱管１６としでは、伝熱管の外周に多数のハ
イフィン２６を設けたものが採用される。このハイフィ
ン２６は、そのフィン高さＨ２が、第一伝熱管１５に設
けたローフイン２５のフィン高さ旧よりも高く、３ｍｍ
を超える高さとされでいる。また、ハイフィン２６のう
ちでも上段のものと下段のものとではフィン高さを異な
らしめ、下段よりも上段の方を高いフィン高さとするこ
とが熱回収効率上好ましい、なお、第二伝熱管１６には
、多数の平行なプレートフィンに複数の平行な伝熱管が
貫通したプレートフィンチューブも採用できる。A plurality of second heat exchanger tubes 16 (tubes connected to each other outside the casing 11 to form a series-connected flow path) are arranged above the first heat exchanger tubes 15. This second heat exchanger tube 16 effectively recovers heat from the combustion gas whose temperature has decreased slightly after passing between the first heat exchanger tubes 15 . As the second heat exchanger tube 16, one in which a large number of high fins 26 are provided on the outer periphery of the heat exchanger tube is adopted. This high fin 26 has a fin height H2 higher than the fin height of the low fin 25 provided in the first heat exchanger tube 15, which is 3 mm.
It is said to be taller than . In addition, it is preferable in terms of heat recovery efficiency that the fin heights of the upper and lower fins of the high fins 26 are different, and the fin height of the upper fin is higher than that of the lower fin. A plate fin tube in which a plurality of parallel heat transfer tubes pass through a large number of parallel plate fins can also be used.
さらに、ケーシング１１には、その外壁に接して第三伝
熱管１７が配置されている。この第三伝熱管１７は、燃
焼ガスにより過熱されぬようにケーシング１１ヲ冷却す
るとともに、このケーシング１１からも熱回収するもの
である。ケーシング１１のうち、特に火炎先端部近傍、
第一伝熱管１５近傍、および輻射体１日近傍が高温とな
る。そこで、第三伝熱管１７は、ケーシング１１の少な
くともこれらの側方に付言する部分には配置される。Further, a third heat exchanger tube 17 is arranged in the casing 11 in contact with the outer wall thereof. This third heat transfer tube 17 cools the casing 11 so that it will not be overheated by the combustion gas, and also recovers heat from the casing 11. In the casing 11, especially near the flame tip,
The vicinity of the first heat exchanger tube 15 and the vicinity of the radiator become high temperature. Therefore, the third heat exchanger tubes 17 are arranged at least in the portions of the casing 11 attached to these sides.
本発明では、第一伝熱管１５、第二伝熱管１６、第三伝
熱管１７がこの順に連結され、連続した流路を構成しで
いることが必要である。この場合、流路は、第一伝熱管
１５、第二伝熱管１６、第三伝熱管１７へと連続した一
本の流路であってもよく、あるいは第一伝熱管１５、第
二伝熱管１６、第三伝熱管１７へと連続して並列的に配
設された複数の流路であってもよく、ざらには連続した
流路の一部が途中で分岐して再び集合された流路であっ
てもよい、そして、本発明では、第一伝熱管１５の端部
に流入口を設け、第三伝熱管１７の端部に流出口を設け
て、水を、第一伝熱管１５、第二伝熱管１６、第三伝熱
管１７の順に流すようにしている。In the present invention, it is necessary that the first heat exchanger tube 15, the second heat exchanger tube 16, and the third heat exchanger tube 17 are connected in this order to form a continuous flow path. In this case, the flow path may be a single flow path continuous to the first heat exchanger tube 15, the second heat exchanger tube 16, and the third heat exchanger tube 17, or the first heat exchanger tube 15 and the second heat exchanger tube 16. It may be a plurality of channels arranged continuously and in parallel to the third heat exchanger tube 17, or in general, a part of the continuous channels may be branched in the middle and then assembled again. In the present invention, an inlet is provided at the end of the first heat exchanger tube 15 and an outlet is provided at the end of the third heat exchanger tube 17, so that the water can flow into the first heat exchanger tube 15. , the second heat exchanger tube 16 and the third heat exchanger tube 17 in this order.
また、この実施例では、第一伝熱管１５と第二伝熱管１
６との間に輻射体１８を配置している。Ｎ封体１８には
、例えばセラミックスハニカム板など、通気性を有する
ものが好ましく採用され、第一伝熱管１５の上に載置す
るなどの手段によって、第一伝熱管１５の上方に配置さ
れる。なお、本発明において、輻射体１日の採用は、必
須なものではない。Moreover, in this embodiment, the first heat exchanger tube 15 and the second heat exchanger tube 1
A radiator 18 is disposed between the radiator 6 and the radiator 6. The N sealing body 18 is preferably made of a material having air permeability, such as a ceramic honeycomb plate, and is placed above the first heat exchanger tube 15 by placing it on the first heat exchanger tube 15 or the like. . Note that in the present invention, it is not essential to employ one radiator.
次に、上記給湯器の作用を説明する。Next, the operation of the water heater will be explained.
例えば１５℃程度の低温の水が、まず、第一伝熱管１５
に流される。第一伝熱管１５は、バーナプレート１２か
ら噴出して燃焼した１５００〜１６００℃程度の高温の
燃焼ガスにざらされており、対流熱伝達により燃焼ガス
が有している熱エネルギの一部を第一伝熱管１５内に流
れる水へ伝達する。また、燃焼ガスに接して高温となっ
ている輻射体１８からの輻射熱も受けてさらに加熱され
る。かくして、強い熱流束が第一伝熱管１５に吸収され
、第一伝熱管１５を流れる水を昇温させる。しかし、第
一伝熱管１５を流れる水は、系外からこの給湯器に入っ
てすぐの水で、沸点よりもかなり低温であるので、第一
伝熱管１５で管内沸騰が生じる恐れはほとんどない。For example, water at a low temperature of about 15°C is first poured into the first heat exchanger tube 15.
be swept away by The first heat exchanger tube 15 is exposed to high temperature combustion gas of about 1500 to 1600°C which is ejected from the burner plate 12 and burned, and a part of the thermal energy of the combustion gas is transferred to the first heat transfer tube 15 by convection heat transfer. - The heat is transmitted to the water flowing inside the heat transfer tubes 15. It also receives radiant heat from the radiator 18, which is at a high temperature in contact with the combustion gas, and is further heated. Thus, a strong heat flux is absorbed by the first heat exchanger tube 15, raising the temperature of the water flowing through the first heat exchanger tube 15. However, the water flowing through the first heat exchanger tube 15 has just entered the water heater from outside the system and has a temperature considerably lower than the boiling point, so there is little risk of internal boiling occurring in the first heat exchanger tube 15.
燃焼ガスは、第一伝熱管１５に接した後、輻射体１８を
通過する。輻射体１８は、燃焼ガスに接して例えば１０
００℃以上の高温となっており、その輻射熱を第一伝熱
管１５および第二伝熱管１６に照射する。After coming into contact with the first heat exchanger tube 15, the combustion gas passes through the radiator 18. The radiator 18 is, for example, 10 in contact with the combustion gas.
The temperature is as high as 00° C. or higher, and the first heat exchanger tube 15 and the second heat exchanger tube 16 are irradiated with the radiant heat.
また、輻射体１８を通過する際に、燃焼ガス中に存在す
るＧＯなどの不完全燃焼成分が充分に酸化される。Further, when passing through the radiator 18, incompletely combusted components such as GO present in the combustion gas are sufficiently oxidized.
水は、第一伝熱管１５内を流れた猪、第二伝熱管１６内
を流れる。第二伝熱管１６は、燃焼ガスからの対流熱伝
達および輻射体１８からの輻射熱伝達で加熱され、水は
ざらに昇温する。なお、燃焼ガスは茎−伝熱管１５の間
を通過して若干温度が低下しているが、第二伝熱管１６
は第一伝熱管１５のローフイン２５よつもフィン高さの
高いハイフィン２６７８有しているので、燃焼ガスとの
接触面積が広く、充分熱回収ができる。The water flows through the first heat exchanger tube 15 and the second heat exchanger tube 16 . The second heat transfer tube 16 is heated by convection heat transfer from the combustion gas and radiant heat transfer from the radiator 18, and the temperature of the water rises rapidly. Note that the combustion gas passes between the stem and the heat exchanger tube 15 and its temperature decreases slightly,
Since the high fin 2678 has a higher fin height than the loaf-in 25 of the first heat transfer tube 15, the contact area with the combustion gas is wide and sufficient heat recovery can be achieved.
第二伝熱管１６を流れた水は、ざらに第三伝熱管１７に
送られる。ケーシング１１は、内部を流れる燃焼ガスに
接触して高温となっており、第三伝熱管１７はこれから
受熱して水をざらに昇温させる。逆に、ケーシング１１
は第三伝熱管１７を流れる水により冷却され、その過熱
が抑制される。このため、ケーシング１１の外側に配置
される各種の計器類などの熱損傷が防止できる。また、
第三伝熱管１７を流れる水は、既に第一伝熱管１５およ
び第二伝熱管１６を流れて昇温された水なので、ケーシ
ング１１を過度に冷却することはなく、ケーシング１１
の内壁にトレインが付着することは大きく抑制される。The water flowing through the second heat exchanger tube 16 is roughly sent to the third heat exchanger tube 17. The casing 11 is brought into contact with the combustion gas flowing inside and has a high temperature, and the third heat transfer tube 17 receives heat from this and gradually raises the temperature of the water. On the contrary, casing 11
is cooled by the water flowing through the third heat transfer tube 17, and its overheating is suppressed. Therefore, heat damage to various instruments and the like disposed outside the casing 11 can be prevented. Also,
The water flowing through the third heat exchanger tube 17 has already flowed through the first heat exchanger tube 15 and the second heat exchanger tube 16 and has been heated, so the casing 11 is not excessively cooled and the casing 11 is heated.
The adhesion of the train to the inner wall of the tank is greatly suppressed.
こうしで、第一伝熱管１５、第二伝熱管１６および第三
伝熱管＋７１Ｆｒ通って充分に昇温された水は、湯とな
って取出される。In this way, the water that has passed through the first heat exchanger tube 15, the second heat exchanger tube 16, and the third heat exchanger tube +71Fr and has been sufficiently heated is taken out as hot water.
（試験例）
第１図に示した給湯器を上下さかさまにしで設ゴし、供
給熱１を６０，０００にｃａｌ／ｈｒとし、水を第一伝
熱管１５、第二伝熱管１６、第三伝熱管１７の順で通過
させた。なお、第一伝熱管１５どうし、第二伝熱管１６
どうし、第三伝熱管１７どうしは、それぞれシリーズに
接続した。(Test example) The water heater shown in Fig. 1 was installed upside down, the supplied heat 1 was set to 60,000 cal/hr, and water was supplied to the first heat exchanger tube 15, second heat exchanger tube 16, The three heat exchanger tubes 17 were passed through in this order. Note that the first heat exchanger tubes 15 and the second heat exchanger tubes 16
The third heat exchanger tubes 17 were connected in series.
水の流ｊ１８次第に減少させて、第三伝熱管１７の出口
における出湯温度を徐々に高めていったところ、出湯温
度が７８℃になったところで、第一伝熱管１５の管内沸
騰が生じた。また、下向きの排気口の下に設けた受皿に
滴下したドレイン量と出湯温度との関係を求めたところ
、第２図中の曲線へで示すような結果となった。When the water flow j18 was gradually decreased and the temperature of the hot water at the outlet of the third heat exchanger tube 17 was gradually increased, boiling inside the first heat exchanger tube 15 occurred when the hot water temperature reached 78°C. In addition, when we determined the relationship between the amount of drain dripping into the saucer provided under the downward exhaust port and the temperature of the hot water, the results were as shown by the curve in FIG. 2.
一方、水の通過順序を上記とは逆（こ、第三伝熱管１７
、第二伝熱管１６、第一伝熱管１５の順とした他は上記
と同様として比較した。水の流量を次第に減少させて、
第一伝熱管１５の出口における出湯温度を徐々に高めて
いったところ、出湯温度が５８°Ｃになったところで、
第一伝熱管１５の管内沸騰が生した。また、同様にして
トレイン量と出湯温度との関係を求めたところ、第２図
中の曲線Ｂで示すような結果となった。On the other hand, the water passage order is reversed from the above (this is the third heat exchanger tube 17
, the second heat exchanger tube 16, and the first heat exchanger tube 15 were used in this order, but the comparison was made in the same manner as above. Gradually reduce the water flow,
When the hot water temperature at the outlet of the first heat transfer tube 15 was gradually increased, when the hot water temperature reached 58°C,
Boiling occurred inside the first heat exchanger tube 15. Further, when the relationship between the train amount and the outlet temperature was determined in the same manner, the results were as shown by curve B in FIG. 2.
これから、水を第一伝熱管１５、第二伝熱管１６、第三
伝熱管１７の順で流すことにより、管内沸騰を抑制しつ
つ出湯温度を高めることができ、しかもトレインの発生
量を減少できることがわかる。From now on, by flowing water in the order of the first heat exchanger tube 15, second heat exchanger tube 16, and third heat exchanger tube 17, it is possible to increase the outlet temperature while suppressing boiling inside the tubes, and to reduce the amount of train generation. I understand.
なお、上記実施例では、燃焼ガスの流れ方向が下方から
上方の場合を示したが、上方から下方に燃焼ガスが流れ
るように上記装置をさかきにした構造にすることもでき
、ざらには、燃焼ガスが横方向に流れるように、上記表
＠を横向きとした構造にすることもできる。In the above embodiment, the flow direction of the combustion gas is from the bottom to the top, but the above device can also be structured so that the combustion gas flows from the top to the bottom. It is also possible to have a structure in which the above table is oriented horizontally so that the combustion gas flows horizontally.
「発明の効果」
以上説明した如く、本発明では、燃焼カスの流れ方向に
沿って第一伝熱管と第二伝熱管とを配置し、ざらにケー
シングの壁部に接して第三伝熱管を配置し、水を第一伝
熱管、第二伝熱管、第三伝熱管の順に通過させるように
したので、トレインの発生量を少なくしてケーシングの
腐食や燃焼手段の破損等を防止でき、かつ、管内沸騰を
抑制しつつ出湯温度をざらに高めることができる。"Effects of the Invention" As explained above, in the present invention, the first heat exchanger tube and the second heat exchanger tube are arranged along the flow direction of the combustion residue, and the third heat exchanger tube is arranged roughly in contact with the wall of the casing. Since the water is passed through the first heat exchanger tube, the second heat exchanger tube, and the third heat exchanger tube in this order, it is possible to reduce the amount of train generated and prevent corrosion of the casing and damage to the combustion means. , it is possible to roughly increase the outlet temperature while suppressing boiling inside the tube.
また予混合燃焼型の場合には拡散燃焼型よりも空気／燃
料比が理論燃焼比に近いため、露点が高くなりがちであ
るか、本発明ではかかる場合にも充分にトレインの発生
量を抑制できる。In addition, in the case of the premix combustion type, the air/fuel ratio is closer to the stoichiometric combustion ratio than in the diffusion combustion type, so the dew point tends to be higher, and the present invention can sufficiently suppress the amount of train generation even in such cases. can.
第１図は本発明による給湯器の一実施例を示す断面図、
第２図は同給湯器を用いて異なる順に水を流した場合の
出湯温度とトレイン発生量との関係を示す図、第３図は
従来の給湯器の一例を示す断面図である。
１１はケーシング、１２はバーナプレート、１５は第一
伝熱管、１６は第二伝熱管、１７は第三伝熱管、１８は
輻射体、２５はローフイン、２６はハイフィン。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a water heater according to the present invention;
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the hot water temperature and the amount of train generated when the same water heater is used to flow water in different orders, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a conventional water heater. 11 is a casing, 12 is a burner plate, 15 is a first heat exchanger tube, 16 is a second heat exchanger tube, 17 is a third heat exchanger tube, 18 is a radiator, 25 is a loaf-in, and 26 is a high-fin.
Claims (4)
ローフィン付きまたはフィンなしとされた第一伝熱管と
、この第一伝熱管よりフィン高さの高いフィンを有する
第二伝熱管とを配置し、さらに上記ケーシングの壁部に
接して第三伝熱管を配置してなり、水を第一伝熱管、第
二伝熱管、第三伝熱管の順に通過させるようにしたこと
を特徴とする給湯器。(1) Inside the casing, along the flow direction of combustion gas,
A first heat exchanger tube with low fins or without fins and a second heat exchanger tube having fins with a higher fin height than the first heat exchanger tube are arranged, and a third heat exchanger tube is arranged in contact with the wall of the casing. A water heater characterized in that the water heater is arranged such that water passes through the first heat exchanger tube, the second heat exchanger tube, and the third heat exchanger tube in this order.
はフィン高さが３ｍｍ以下のフィン付きまたはフィンな
しとされ、上記第二伝熱管はフィン高さが３ｍｍ超のフ
ィン付きとされている給湯器。(2) In claim 1, the first heat exchanger tube has fins with a fin height of 3 mm or less or has no fins, and the second heat exchanger tube has fins with a fin height of more than 3 mm. water heater.
記第一伝熱管のうちの燃焼手段に最も近いものが、燃焼
手段から１００ｍｍ以内の距離にある給湯器。(3) The water heater according to claim 1 or 2, wherein the one of the first heat transfer tubes closest to the combustion means is within 100 mm from the combustion means.
、上記第一伝熱管と上記第二伝熱管との間に輻射体が配
置されている給湯器。(4) The water heater according to any one of claims 1 to 3, wherein a radiant is disposed between the first heat exchanger tube and the second heat exchanger tube.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62120849A JPS63286657A (en) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | Hot-water supplier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62120849A JPS63286657A (en) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | Hot-water supplier |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63286657A true JPS63286657A (en) | 1988-11-24 |
Family
ID=14796471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62120849A Pending JPS63286657A (en) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | Hot-water supplier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63286657A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030090915A (en) * | 2002-05-23 | 2003-12-01 | 주식회사 경동보일러 | Gas boiler |
| JP2020169759A (en) * | 2019-04-02 | 2020-10-15 | 株式会社パロマ | Heat exchanger and water heater |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6284258A (en) * | 1985-10-08 | 1987-04-17 | Asahi Glass Co Ltd | Fluid heating device |
-
1987
- 1987-05-18 JP JP62120849A patent/JPS63286657A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6284258A (en) * | 1985-10-08 | 1987-04-17 | Asahi Glass Co Ltd | Fluid heating device |
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|---|---|---|---|---|
| KR20030090915A (en) * | 2002-05-23 | 2003-12-01 | 주식회사 경동보일러 | Gas boiler |
| JP2020169759A (en) * | 2019-04-02 | 2020-10-15 | 株式会社パロマ | Heat exchanger and water heater |
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