特開 2017-187235 ガス燃焼式加熱器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-187235(P2017-187235A)

(43)【公開日】2017年10月12日

(54)【発明の名称】ガス燃焼式加熱器

(51)【国際特許分類】

   F24H 1/20 20060101AFI20170919BHJP

【ＦＩ】

   F24H1/20 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】6

(21)【出願番号】特願2016-76974(P2016-76974)

(22)【出願日】2016年4月7日

(71)【出願人】

【識別番号】000126632

【氏名又は名称】株式会社アタゴ製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100107906

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 克彦

(72)【発明者】

【氏名】大友 昇

(72)【発明者】

【氏名】柏瀬 毅

【テーマコード（参考）】

3L122

【Ｆターム（参考）】

3L122AA02

3L122AA34

3L122AB30

(57)【要約】

【課題】
被加熱液体をより効率良く加熱することが可能なガス燃焼式加熱器を提供する。
【解決手段】
ガス燃焼式加熱器５０は、燃料ガスを燃焼させ、燃焼ガスを生成する燃焼部１０、熱交換部２０、及び燃焼部１０と熱交換部２０を連結する連結部３０を備えて構成される。燃焼部１０から連結部３０を経由して熱交換部２０へ至る燃焼ガスの通過経路は、連結部３０を介してコの字状に折り返されており、燃焼部１０、熱交換部２０及び連結部３０のそれぞれが周囲の被加熱液体に直接接するように構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料ガスを燃焼させ、燃焼ガスを生成する燃焼部（１０）と、
熱交換部（２０）と、
前燃焼部（１０）と前記熱交換部（２０）を連結する連結部（３０）と、を備え、
前記燃焼部（１０）から前記連結部（３０）を経由して前記熱交換部（２０）へ至る燃焼ガスの通過経路が、前記連結部（３０）を介して折り返されており、前記燃焼部（１０）、前記熱交換部（２０）及び前記連結部（３０）のそれぞれが被加熱液体に直接接するように構成されたことを特徴とするガス燃焼式加熱器。

【請求項2】

前記熱交換部（１０）は、一端が前記連結部（３０）に接続された燃焼ガス通過管（２１）と、燃焼ガス通過管（２１）内に配置されたコルゲートフィン（２２）と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のガス燃焼式加熱器。

【請求項3】

前記燃焼ガス通過管（２１）の他端に接続された排気ヘッダー（４１）を備えることを特徴とする請求項２に記載のガス燃焼式加熱器。

【請求項4】

前記燃焼部（１０）及び前記熱交換器（２０）の外周部に接続された取り付けフランジ（４２）を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のガス燃焼式加熱器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガス燃焼式加熱器に関し、特にタンク内に貯留された水等の液体を加熱するためのガス燃焼式加熱器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来例のガス燃焼式加熱器１００の断面構造図を図５に示す。このガス燃焼式加熱器１００は、基本的には、外筒１０１と、外筒１０１内に挿入され、燃焼室となる内筒１０２とで二重管式の熱交換部を形成し、液体貯留タンク２００内に貯留された液体と燃焼ガスとの熱交換により液体を加熱するようにしたものである。

【0003】

詳しくは、燃料ガス導入管１０３が、内筒１０２の後端部から挿入されており、燃料ガス導入管１０３の先端部がガスバーナー１０４になっている。内筒１０２の先端部には、ガスバーナー１０４で生成される燃焼ガスを内筒１０２から外筒１０１に通過させるための複数の通気孔１０５が開口されている。また、外筒１０１の外周部には、ガス燃焼式加熱器１００の本体を液体貯留タンク２００に取り付けるための取り付けフランジ１０６が接合されている。さらに、取り付けフランジ１０６の外側に位置する外筒１０１の後端部には排気管１０７が接続されている。

【0004】

このガス燃焼式加熱器１００によれば、外筒１０１と内筒１０２で熱交換部が構成され、内筒１０２内で生成される燃焼ガスが、内筒１０２の先端部で放射状にＵターンし、外筒１０１を通過して戻り、低温化した排気ガスとして外部に排気される。したがって、燃焼ガスの通過経路は、同軸で放射状となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３−１７４３９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来例のガス燃焼式加熱器１００は、コンパクトに構成できる反面、燃焼室である内筒１０２が被加熱液体に直接接していないため、被加熱液体への伝熱が不十分であるという問題があった。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述の課題に鑑み、本発明によるガス燃焼式加熱器は、燃料ガスを燃焼させ、燃焼ガスを生成する燃焼部（１０）と、熱交換部（２０）と、前燃焼部（１０）と前記熱交換部（２０）を連結する連結部（３０）と、を備え、前記燃焼部（１０）から前記連結部（３０）を経由して前記熱交換部（２０）へ至る燃焼ガスの通過経路が、前記連結部（３０）を介して折り返されており、前記燃焼部（１０）、前記熱交換部（２０）及び前記連結部（３０）のそれぞれが被加熱液体に直接接するように構成されたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明のガス燃焼式加熱器によれば、燃焼部、熱交換部及び連結部のそれぞれが被加熱液体に直接接するように構成されているので、被加熱液体をより効率良く加熱することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態におけるガス燃焼式加熱器の側面の透視図である。

【図2】図１のＡ−Ａ線で切断した断面端面図である。

【図3】本発明の実施形態におけるガス燃焼式加熱器を取り付けたタンクの側面図である。

【図4】本発明の実施形態におけるガス燃焼式加熱器を取り付けたタンクの上面図である。

【図5】従来例におけるガス燃焼式加熱器を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態におけるガス燃焼式加熱器５０を図１乃至図４に基づいて説明する。図１は、ガス燃焼式加熱器５０の側面の透視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線で切断した断面端面図であり、ガスバーナー１１（燃焼面）を臨む方向に見た図である。

【0011】

図示のように、ガス燃焼式加熱器５０は、燃料ガスを燃焼させ、燃焼ガスを生成する燃焼部１０、熱交換部２０、及び燃焼部１０と熱交換部２０を連結する連結部３０を備えて構成される。燃焼部１０、熱交換部２０及び連結部３０は熱伝導率が高い金属、例えば銅、アルミニウム、ステンレス等を用いて形成される。

【0012】

そして、燃焼部１０から連結部３０を経由して熱交換部２０へ至る燃焼ガスの通過経路は、連結部３０を介してコの字状に折り返されており、燃焼部１０、熱交換部２０及び連結部３０のそれぞれが周囲の被加熱液体に直接接するように構成されている。

【0013】

換言すれば、燃焼部１０と熱交換部２０は、連結部３０にそれぞれ連結される形で一体化されており、燃焼ガスの流れは、互いに並行する燃焼部１０と熱交換部２０の各中心軸上に沿ってＵターンする形で形成される。連結部３０が直方体で形成される場合には、燃焼部１０と熱交換部２０は連結部３０を構成する直方体の同じ面に連結される。なお、図１中の矢印で燃焼ガスの流れを示してある。

【0014】

このガス燃焼式加熱器５０によれば、燃焼部１０、熱交換部２０及び連結部３０のそれぞれが被加熱液体に直接接するように構成されているので、被加熱液体をより効率良く加熱することが可能になる。

【0015】

次に、ガス燃焼式加熱器５０の各部の構成を詳しく説明する。燃焼部１０は、直方体等の箱体の中に、ガスバーナー１１を収納して構成される。連結部３０は、燃焼ガスの通過路となる直方体等の箱体からなる。燃焼部１０の先端開放部は、連結部３０に溶接等により接続される。燃焼部１０の後端中央部からは燃料ガス導入管１２が挿入されている。燃焼部１０に挿入された燃料ガス導入管１２の先端には、セラミックバーナー等のガスバーナー１１が接続されている。このガスバーナー１１の上面が燃焼面になっている。

【0016】

また、燃焼部１０の後端下部から点火ロッド１３が挿入されており、点火ロッド１３の先端の点火プラグ１４がガスバーナー１１の端部上に延びている。さらに、燃焼部１０の後端上部から点火検出ロッド１５が挿入され、点火センサー１６がガスバーナー１１の端部上に延びている。ガスバーナー１１が収納された燃焼部１０は燃焼室となっており、この燃焼室は連結部３０の箱内空間に連通している。

【0017】

熱交換部２０は、熱媒である燃焼ガスが通過する、複数の燃焼ガス通過管２１を互いに平行になるように固定し、各燃焼ガス通過管２１の外壁面が被加熱液体と直接接するように構成される。燃焼ガス通過管２１は、被加熱液体との接触面積を増大させ、かつコンパクト化を図るために扁平管で形成することが好ましい。この例では、燃焼ガス通過管２１の本数は６本であるが、その数は適宜増減することができる。

【0018】

また、図２に示すように、各燃焼ガス通過管２１の内部には、熱交換性能を高めるためにコルゲートフィン２２等のフィンを設けることが好ましい。コルゲートフィン２２は、アルミニウム等の金属からなる薄板を波状に折り曲げて形成し、コルゲートフィン２２の山と谷の先端部を燃焼ガス通過管２１の内壁に当接させ、半田付けもしくはロウ付けして固定したものである。これらの燃焼ガス通過管２１の一端は、溶接等により連結部３０に共通接続される。

【0019】

一方、これらの燃焼ガス通過管２１の他端は、溶接等により、排気口４０を有した排気ヘッダー４１に接続されている。この場合、連結部３０は熱交換部２０の入口ヘッダーを構成し、排気ヘッダー４１は熱交換部２０の出口ヘッダーを構成している。

【0020】

また、燃焼部１０及び熱交換器２０の後端外周部には、ガス燃焼式加熱器５０の本体を液体貯留タンク３００に取り付けるための取り付けフランジ４２が溶接等により接合されている。

【0021】

図３は、ガス燃焼式加熱器５０を取り付けた液体貯留タンク３００の側面図、図４はその上面図である。なお、図示の便宜上、図３のガス燃焼式加熱器５０は図２のものを、図４のガス燃焼式加熱器５０は図１のものをそれぞれ縮小して描いてある。

【0022】

図示のように、ガス燃焼式加熱器５０は、取り付けフランジ４２を介して、液体貯留タンク３００の側面に取り付けられる。この場合、取り付けフランジ４２を境にして、それよりタンク内側の燃焼部１０、熱交換器２０及び連結部３０が被加熱液体に直接接することになる。

【0023】

この状態で、燃焼部１０で外部から導入された燃料ガスを燃焼させると、燃焼ガスは燃焼部１０から連結部３０を経由して熱交換部２０をＵターンして通過し、低温化した排気ガスとして、排気ヘッダー４１の排気口４０から排出される。

【0024】

この時、高温燃焼ガスから低温の被加熱液体に伝熱され、燃焼の継続とともに、被加熱液体に生じる自然対流熱伝達作用により連続的に被加熱液体が加熱される。

【0025】

図３、図４の矢印は被加熱液体の自然対流を表している。そして、前述のように、燃焼部１０、熱交換部２０及び連結部３０のそれぞれが被加熱液体に直接接しているので、被加熱液体をより効率良く加熱することができる。

【符号の説明】

【0026】

１０ 燃焼部
１１ ガスバーナー
１２ 燃料ガス導入管
１３ 点火ロッド
１４ 点火プラグ
１５ 点火検出ロッド
１６ 点火センサー
２０ 熱交換部
２１ 燃焼ガス通過管
２２ コルゲートフィン
３０ 連結部
４０ 排気口
４１ 排気ヘッダー
４２ 取り付けフランジ
５０ ガス燃焼式加熱器
３００ 液体貯留タンク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】