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JP5080398B2 - Liquid tank heating device - Google Patents

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JP5080398B2
JP5080398B2 JP2008207214A JP2008207214A JP5080398B2 JP 5080398 B2 JP5080398 B2 JP 5080398B2 JP 2008207214 A JP2008207214 A JP 2008207214A JP 2008207214 A JP2008207214 A JP 2008207214A JP 5080398 B2 JP5080398 B2 JP 5080398B2
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heat exchange
liquid tank
chamber
exchange pipe
pipe
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俊夫 谷口
昭一 神谷
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タニコー株式会社
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Description

本願発明は、上面開口の液槽に貯留させた被加熱液体を加熱する加熱装置の技術分野に属し、特に、業務用の厨房機器である茹で麺器に使用される液槽加熱装置に関する。   The present invention belongs to the technical field of a heating apparatus that heats a liquid to be heated stored in a liquid tank having an upper surface opening, and particularly relates to a liquid tank heating apparatus used in a boiled noodle device, which is a commercial kitchen device.

従来から、うどん、ラーメン、スパゲッティ等の麺類を茹でる業務用の茹で麺器として広く利用されている液槽加熱装置は、上面側を開放させた円筒型又は矩形箱型の湯槽といわれる部分に水を貯めた後に沸騰させ、湯槽に麺籠を入れた状態で又は直接に麺類を投入して茹で上げるものである。この湯槽の加熱は、ガスや電気等を熱源として、直接的にまたは加熱媒体(例えば、熱気体や熱油)との熱交換によって行われている。   Conventionally, liquid bath heating devices that have been widely used as commercial noodle bowls that boil noodles such as udon, ramen, spaghetti, etc. Is stored and boiled, and the noodle cake is put in a hot water tank or directly, and the noodles are added directly and boiled. The hot water bath is heated directly or by heat exchange with a heating medium (for example, hot gas or hot oil) using gas or electricity as a heat source.

この熱交換による加熱装置としては、例えば、特許文献1として挙げた発明の名称「調理用湯槽の熱交換装置」が開示されている。この装置は、上方開放の箱形湯槽の底部に湯槽内の長手方向に突出するように熱交換ユニットを配置すると共に、この熱交換ユニットにバーナーによる加熱気体を導入した熱交換により湯槽の貯留水を加熱及び保温する構成である。そして、上記熱交換ユニット内部には熱伝導性に富んだ銅製フィンを配設している。   As a heating device by this heat exchange, for example, the title of the invention cited as Patent Document 1 “a heat exchange device for a hot water tank for cooking” is disclosed. This device arranges a heat exchange unit at the bottom of a box-shaped hot water bath that is open upward so as to protrude in the longitudinal direction of the hot water bath, and stores the water in the hot water bath by heat exchange that introduces a heating gas by a burner into the heat exchange unit. Is heated and kept warm. And the copper fins which were rich in heat conductivity are arrange | positioned inside the said heat exchange unit.

上記装置は、熱交換ユニット毎に熱源を設置しているためにランニングコストが嵩み、熱源数を削減した場合には熱交換効率が減少する問題があった。また、熱交換ユニットは液槽に対して一方向に並列させて配置する構成であるため、均一な液体加熱が不十分となる問題があった。   Since the apparatus has a heat source for each heat exchange unit, there is a problem in that the running cost increases and the heat exchange efficiency decreases when the number of heat sources is reduced. Moreover, since the heat exchange unit is arranged in parallel with the liquid tank in one direction, there is a problem that uniform liquid heating is insufficient.

また、特許文献2として挙げた発明の名称「液体加熱装置」は、液槽内の長手方向に熱交換用の昇温させた気体を導入する筒状の排気管を平行に複数配置し、各排気管の内部には銅製フィンを一体的に配設した構成である。特にフィンは排気管の長手方向における温度勾配に応じてその伝熱面積が設定されていることを特徴としている。   In addition, the title “Liquid Heating Device” of the invention cited as Patent Document 2 has a plurality of cylindrical exhaust pipes that introduce a heated gas for heat exchange in the longitudinal direction in the liquid tank. In the exhaust pipe, copper fins are integrally disposed. In particular, the fin is characterized in that its heat transfer area is set according to the temperature gradient in the longitudinal direction of the exhaust pipe.

さらに、特許文献3として挙げた発明の名称「液体加熱装置」は、上記特許文献2に開示されたフィン形状に変更を加えたものである。この液体加熱装置のフィンは、排気管の長手方向における温度勾配に応じてその伝熱面積が設定されていることに加え、排気内を流れる燃焼ガスを下方側に指向する誘導手段を設けたことを特徴としている。   Furthermore, the title “Liquid Heating Device” cited as Patent Document 3 is a modification of the fin shape disclosed in Patent Document 2 above. In addition to the heat transfer area being set according to the temperature gradient in the longitudinal direction of the exhaust pipe, the fins of this liquid heating device are provided with guiding means for directing the combustion gas flowing in the exhaust to the lower side It is characterized by.

これら特許文献2及び3の液体加熱装置は、燃焼室を液槽に対して一方側に偏って配置すると共に、かかる燃焼室からの燃焼ガスを液槽の他方側に向かって延設する排気路を流通させる構成である。このため、燃焼ガスの流通経路が長くなる上に排気断面積も小さく、排気路を液槽底部側に水平状態をもって配設していることもあり、排気抵抗が大きくなる問題があった。この結果、熱源の燃焼効率が減少し、液体加熱のための熱交換効率が減少する問題があった。また、排気路が長いために熱源側と終端側との熱勾配による温度差が生じる結果、液体の加熱にバラツキが生じ易く、内部に配置するフィン長さや形状での調整にも限界があった。
特開2005−218741(第3―4頁、第2図) 特開2000−157425(第3―5頁、第2図、第5図) 特開2001−275852(第3―6頁、第2図、第4図)
In these liquid heating devices of Patent Documents 2 and 3, the combustion chamber is disposed so as to be biased to one side with respect to the liquid tank, and the exhaust passage from which the combustion gas from the combustion chamber extends toward the other side of the liquid tank It is the structure which distributes. For this reason, there is a problem in that the exhaust gas resistance is increased because the flow path of the combustion gas becomes longer and the exhaust cross-sectional area is smaller and the exhaust passage is disposed horizontally on the bottom side of the liquid tank. As a result, there is a problem that the combustion efficiency of the heat source decreases and the heat exchange efficiency for liquid heating decreases. In addition, since the exhaust path is long, a temperature difference due to the thermal gradient between the heat source side and the end side is generated, resulting in variations in the heating of the liquid, and there is a limit to the adjustment of the fin length and shape disposed inside. .
JP 2005-218741 (page 3-4, FIG. 2) JP 2000-157425 (page 3-5, FIG. 2, FIG. 5) JP 2001-275852 (Pages 3-6, FIGS. 2, 4)

上記したように、従来の開示技術の何れの構成においても、熱源からの熱気体の供給は、熱交換パイプの一方側端部から他方側端部へ流通させる構成である。このため、熱交換パイプの温度勾配が大きくなって、供給側と排気側とではその交換温度に大きな差が生じていた。このことは、液槽内の温度分布にも影響し、湯面全域の均一な沸騰状態形成の障害となっていた。その結果、麺籠の投入による茹で麺調理においては、投入場所に因る所謂「茹でムラ」が発生して麺類調理品の食味にまで影響することになり、麺類の茹で業務の障害となっていた。   As described above, in any configuration of the conventional disclosed technique, the supply of the hot gas from the heat source is configured to circulate from the one end portion to the other end portion of the heat exchange pipe. For this reason, the temperature gradient of the heat exchange pipe is increased, and a large difference occurs in the exchange temperature between the supply side and the exhaust side. This also affected the temperature distribution in the liquid tank, which was an obstacle to the formation of a uniform boiling state over the entire surface of the molten metal. As a result, in boiled noodle cooking by adding noodle bowls, the so-called “boiled unevenness” due to the place of addition occurs, which affects the taste of the noodle cooking products, which is an obstacle to the operation of the noodle dishes. It was.

そこで、本願発明は上記の課題に着目して為されたものであり、液槽内の均一な加熱を可能にすると共に、熱交換効率を向上させることを主眼とし、加えて、熱源の排気抵抗も減少させることを目的とした液槽加熱装置を提供する。   Therefore, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and is intended to enable uniform heating in the liquid tank and to improve the heat exchange efficiency, and in addition to the exhaust resistance of the heat source. The liquid tank heating device aiming at reducing the temperature is also provided.

上記の課題を解決するために、本願発明の液槽加熱装置は以下の構成を採用している。
すなわち、被加熱液体(以下、「液体」と略称する。)を貯留する液槽と、該液槽内の底部の中央部又は対向側面の中間に沿って配設し、その内部に熱気体を充満させるチャンバーと、該チャンバーから液槽内の両側面壁へ向かって略水平方向に配管して排気路に連通させた熱交換パイプと、前記チャンバー内に熱気体を供給する内部配置又は外部配置の熱源と、から成ることを特徴としている。前記熱源、例えば、ガスバーナー等は、熱気体の温度低下や装置全体のコンパクトな設計を考慮すれば、チャンバーの内部配置とすることが好適である。また、チャンバーから配管する熱交換パイプは、等長で液槽内部の対向両側方向へ配管する一対により構成したことを特徴としている。
In order to solve the above problems, the liquid tank heating apparatus of the present invention employs the following configuration.
That is, a liquid tank for storing a liquid to be heated (hereinafter abbreviated as “liquid”) and a central part of the bottom part of the liquid tank or an intermediate part between the opposite side surfaces, and hot gas is provided inside the liquid tank. A chamber to be filled, a heat exchange pipe that is piped in a substantially horizontal direction from the chamber toward both side walls in the liquid tank and communicated with an exhaust passage, and an internal arrangement or an external arrangement for supplying hot gas into the chamber It is characterized by comprising a heat source. The heat source, such as a gas burner, is preferably arranged inside the chamber in consideration of the temperature drop of the hot gas and the compact design of the entire apparatus. In addition, the heat exchange pipe that is piped from the chamber is characterized by a pair of pipes that are of equal length and that are piped in opposite directions inside the liquid tank.

かかる構成により、チャンバー内に充満した熱気体は、チャンバーを基点として対を成す複数の熱交換パイプを介して液槽の底部側全面を均等に覆うように流通する。この熱気体の流通により、液槽内部の液体との熱交換が実施されることとなる。   With such a configuration, the hot gas filled in the chamber circulates so as to uniformly cover the entire bottom side of the liquid tank through a plurality of heat exchange pipes that are paired starting from the chamber. Through the circulation of the hot gas, heat exchange with the liquid inside the liquid tank is performed.

チャンバー及び熱交換パイプの好適な形状としては、チャンバーを液槽底部から山形に突出させた略畝状を呈し、畝の稜線を対称とする傾斜面から対を成す等長の熱交換パイプを配管する形態である。かかる形態では、チャンバーの傾斜面と熱交換パイプの連結開口は、その断面積が熱交換パイプの断面積より大きくなると共に下方へ傾斜する形状となる。この連結開口の形状により、上昇圧力が作用する熱気体はチャンバーから熱交換パイプの内部側にスムーズに導入することとなり、連結開口部分での熱交換パイプのパイプ長さも熱エネルギーが高い液槽の上位側が下位側より長くなる。この他にも、チャンバーを液槽底部の中央部にドーム状に隆起させて形成し、熱交換パイプをこのチャンバーの傾斜部分から四方に延びるように配管する形態を採用しても良い。   As a suitable shape of the chamber and the heat exchange pipe, the chamber is formed in a substantially bowl shape projecting in a mountain shape from the bottom of the liquid tank, and an equal-length heat exchange pipe that is paired with an inclined surface symmetric with the ridge line of the bowl is piped It is a form to do. In such a form, the connection opening between the inclined surface of the chamber and the heat exchange pipe has a shape in which the cross-sectional area is larger than the cross-sectional area of the heat exchange pipe and is inclined downward. Due to the shape of the connection opening, the hot gas acting on the rising pressure is smoothly introduced from the chamber to the inside of the heat exchange pipe, and the length of the heat exchange pipe at the connection opening is also high in the liquid tank with high thermal energy. The upper side is longer than the lower side. In addition to this, it is also possible to adopt a form in which the chamber is formed in a dome-like shape at the center of the bottom of the liquid tank and the heat exchange pipe is piped so as to extend in four directions from the inclined portion of the chamber.

また、熱交換パイプと連通する排気路を、液槽の外側面を囲むように配設したことを特徴としている。この排気路は、熱交換パイプと連通するだけでなく、チャンバーの一部、例えば、畝状を成す端部側と連通するようにしても良い。かかる構成により、熱気体は液槽の底面側に加えて、液槽の側面側も流通することとなる。   Further, the exhaust passage communicating with the heat exchange pipe is arranged so as to surround the outer surface of the liquid tank. The exhaust path may not only communicate with the heat exchange pipe but also communicate with a part of the chamber, for example, the end side having a bowl shape. With this configuration, the hot gas circulates on the side surface side of the liquid tank in addition to the bottom surface side of the liquid tank.

さらに、熱交換パイプの内部には、パイプ延長方向に沿って複数個の熱交換用のフィンを配設している。このフィンは、熱気体との接触面積がパイプ内の下位領域より上位領域に向かって大きくなるように配設したことを特徴としている。   Furthermore, a plurality of heat exchange fins are disposed along the pipe extension direction inside the heat exchange pipe. The fin is characterized in that the contact area with the hot gas is arranged so as to be larger toward the upper region than the lower region in the pipe.

フィンのより具体的な配設形態としては、フィンを帯板状に形成する共に液槽の上位に向かって漸次長くなるようにしている。上述のように熱交換パイプをチャンバーの傾斜面に配管すれば、熱交換パイプは液槽の上位側が長くなるため、このパイプ長に沿った配設とすれば良い。   As a more specific arrangement form of the fins, the fins are formed in a band plate shape and gradually become longer toward the upper part of the liquid tank. If the heat exchange pipe is piped on the inclined surface of the chamber as described above, the heat exchange pipe becomes longer on the upper side of the liquid tank.

また、フィンは、チャンバー側の板幅を短くなるようにして配設しても良い。かかるフィンの形態は、熱交換パイプにおける熱気体の温度勾配に応じて温度が高いチャンバー側のフィンの伝熱面積を小さく、温度が低い反チャンバー側の伝熱面積を大きく設定するものある。この結果、熱交換パイプの全長に渡り熱エネルギーがより均一となる。   Further, the fins may be disposed so as to shorten the plate width on the chamber side. In the form of such fins, the heat transfer area of the fin on the chamber side having a high temperature is set small according to the temperature gradient of the hot gas in the heat exchange pipe, and the heat transfer area on the side opposite to the chamber having a low temperature is set large. As a result, the heat energy becomes more uniform over the entire length of the heat exchange pipe.

さらに、フィンの一部を熱交換パイプの外部に露出させても良い。このフィンにより熱交換パイプを介さず直接的な液体への伝熱が可能となる。なお、露出させるフィンは、通常は銅製であるために錆等を考慮し、表面をメッキ処理等することが好適である。   Furthermore, you may expose a part of fin outside the heat exchange pipe. This fin enables direct heat transfer to the liquid without using a heat exchange pipe. Since the fin to be exposed is usually made of copper, it is preferable that the surface is plated in consideration of rust or the like.

本願発明にかかる液槽加熱装置は、上記の構成であるため、以下の効果を奏する。
まず、チャンバーを液槽底部に配置すると共に、このチャンバーを基点として複数の熱交換パイプをそれぞれ液槽内の側壁に向かって対を成すように配管し、さらには熱交換パイプの排気路が液槽の外側を囲う構成である。このため、液槽に貯留する液体が熱気体から吸熱するための断面積が大きくなる上、流通方向も液槽底面及び側面を囲う複数経路となり、液槽全体に対する熱交換効率が向上すると共に液槽内の液体の均一加熱が可能となる。
Since the liquid tank heating device according to the present invention has the above-described configuration, the following effects can be obtained.
First, the chamber is arranged at the bottom of the liquid tank, and a plurality of heat exchange pipes are arranged in pairs toward the side walls in the liquid tank with this chamber as a base point. It is the structure which encloses the outer side of a tank. For this reason, the cross-sectional area for the liquid stored in the liquid tank to absorb heat from the hot gas increases, and the flow direction also becomes a plurality of paths surrounding the bottom and side surfaces of the liquid tank, improving the heat exchange efficiency for the entire liquid tank and the liquid The liquid in the tank can be heated uniformly.

また、熱交換パイプの断面積増と熱気体の流通経路を複数確保したことにより、熱気体の排気抵抗も減少する結果、熱源の燃焼効率が向上する。これも、結果的には熱交換効率の向上に寄与すると共に、装置全体のランニングコストの削減の効果も発揮する。   Moreover, as a result of increasing the cross-sectional area of the heat exchange pipe and a plurality of hot gas flow paths, the exhaust resistance of the hot gas is also reduced, so that the combustion efficiency of the heat source is improved. As a result, this contributes to the improvement of the heat exchange efficiency and also exhibits the effect of reducing the running cost of the entire apparatus.

また、本願発明の液槽加熱装置は、各熱交換パイプ内部に配置するフィンの長さを、液槽上位領域側を下位領域側より長くなる設定としているため、熱交換パイプ内でより高温側となる熱を効率的に回収でき、熱交換パイプ単体の熱交換効率が向上する。さらに、熱交換パイプのチャンバー側と排気路側でフィンの伝熱面積を変えて配設した場合には、熱交換パイプの全長に渡って温度勾配がより均等化して熱エネルギーが均一となる結果、液槽内の液体の均一加熱に寄与する。これに加え、かかる形態のフィンの一部を熱交換パイプから露出させた場合には、フィンが熱交換の直接的な媒体となるため、これも熱交換効率の向上に寄与する。   In the liquid tank heating device of the present invention, the length of the fins arranged inside each heat exchange pipe is set such that the liquid tank upper region side is longer than the lower region side, so that the higher temperature side in the heat exchange pipe The heat exchange efficiency of the single heat exchange pipe is improved. Furthermore, when the heat transfer area of the fin is changed on the chamber side and the exhaust path side of the heat exchange pipe, the temperature gradient is more uniform over the entire length of the heat exchange pipe, resulting in uniform thermal energy. Contributes to uniform heating of the liquid in the liquid tank. In addition, when a part of the fin of this form is exposed from the heat exchange pipe, the fin becomes a direct medium for heat exchange, which also contributes to improvement of heat exchange efficiency.

以下に、本願発明にかかる液槽加熱装置(以下、「本装置」と略称する。)の最良の実施形態について、図面に基づき詳細に説明する。   Hereinafter, the best embodiment of a liquid tank heating device (hereinafter abbreviated as “this device”) according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本装置の全体外観を示す一部切り欠き斜視図であり、図2及び図3は本装置の主要部を示す一部切り欠き斜視図であり、図4は主要部の正面方向からの断面図であり、図5は本装置のフィンの変形例を示す斜視図(A)と断面図(B)である。   1 is a partially cutaway perspective view showing the overall appearance of the apparatus, FIGS. 2 and 3 are partially cutaway perspective views showing the main part of the apparatus, and FIG. 4 is a front view of the main part. FIG. 5 is a perspective view (A) and a cross-sectional view (B) showing a modification of the fin of the present apparatus.

本装置1は、液槽内部に貯留した液体、主に水を加熱して沸騰させて湯を生成し、その湯により麺等を茹でるものである。本装置1は、装置全体の剛性を維持するフレーム2と、このフレーム2によって保持された主要部3と、から構成している。   This apparatus 1 heats and boiles the liquid stored in the liquid tank, mainly water, produces | generates hot water, and boiles noodles etc. with the hot water. The apparatus 1 includes a frame 2 that maintains the rigidity of the entire apparatus, and a main portion 3 held by the frame 2.

フレーム2は、図1に示すように、装置全体を支持する4本の脚部21を下部側に配設すると共に、上盤22を開放して内部に主要部3を取り付け保持し、上盤22の端部側から排気口23を立設した構成である。なお、フレーム2は、本願発明の主眼ではなく、従来技術と同様にステンレス等の防塵性を有する金属から適宜に構築するものであるため、以降は詳細な説明は省略する。   As shown in FIG. 1, the frame 2 is provided with four legs 21 supporting the entire apparatus on the lower side, and the upper board 22 is opened and the main part 3 is attached and held inside. The exhaust port 23 is erected from the end portion side of 22. The frame 2 is not the main point of the present invention, but is appropriately constructed from a metal having a dustproof property, such as stainless steel, as in the prior art.

次に、本願発明の主眼である主要部3について詳細に説明する。主要部3は、所定量の水又は湯を貯留する液槽4と、この液槽4の底部側に配設し、液槽4とは水密分離すると共に熱気体が充満するチャンバー5と、このチャンバー5に配管する複数の熱交換パイプ6と、チャンバー5及び熱交換パイプ6と連通して熱気体を装置外に排出する排気路7と、から構成している。   Next, the main part 3 which is the main point of the present invention will be described in detail. The main part 3 is disposed on the bottom side of the liquid tank 4 for storing a predetermined amount of water or hot water, and the chamber 5 is separated from the liquid tank 4 in a watertight manner and filled with hot gas. A plurality of heat exchange pipes 6 piped to the chamber 5 and an exhaust path 7 that communicates with the chamber 5 and the heat exchange pipe 6 and exhausts hot gas to the outside of the apparatus.

まず、液槽4は上方開口の箱形であって、所定量の水又は湯を貯留可能としている。本実施例の液槽4はステンレス材により形成され、麺類を収納した複数の麺籠等を懸架可能な開口面積及び深さを備えたものである。   First, the liquid tank 4 has a box shape with an upper opening, and can store a predetermined amount of water or hot water. The liquid tank 4 of the present embodiment is made of a stainless steel material and has an opening area and a depth at which a plurality of noodle bowls storing noodles can be suspended.

チャンバー5は、液槽底部から断面視において上方が鋭角となる略三角形を成すように山形に隆起し、かかる断面形状をもって液槽4の底部の対向壁面の中間に沿って延び、その稜線の両側に傾斜面51を有する畝状を呈して形成している。チャンバー5は、液槽側に隆起した長手方向の一端面を閉塞すると共に、他端面を後述する排気路7と連通させている。また、チャンバー5の内部には、その長手方向に沿って熱気体を供給する熱源となるガスバーナー52を配設している。このガスバーナー52の燃焼により熱気体が生成されることとなる。なお、ガスバーナー52の火元は、一方側に偏ることなくチャンバー5の長手方向に渡って複数個を等間隔で配置している。   The chamber 5 protrudes in a mountain shape from the bottom of the liquid tank so as to form a substantially triangular shape with an acute angle when viewed in cross section, and extends along the middle of the opposing wall surface of the bottom of the liquid tank 4 with such a cross-sectional shape. It is formed in a bowl shape having an inclined surface 51. The chamber 5 closes one end surface in the longitudinal direction protruding to the liquid tank side, and communicates the other end surface with an exhaust passage 7 described later. A gas burner 52 serving as a heat source for supplying hot gas is disposed along the longitudinal direction of the chamber 5. Hot gas is generated by the combustion of the gas burner 52. A plurality of fire sources of the gas burner 52 are arranged at equal intervals over the longitudinal direction of the chamber 5 without being biased to one side.

チャンバー5には、その内部と連通する複数の同じ長さの熱交換パイプ6を配管している。この熱交換パイプ6は鉛直側が長い矩形断面形を有し、チャンバー5の傾斜面51に連結している。また、畝状を成す長手方向とは直交すると共に、液槽内の両側面壁に向かって略水平に配管している。本実施例の熱交換パイプ6はチャンバー5の長手方向の中心線を対称として左右両側に等長の5対、合計10本を言わばチャンバー5から左右に分岐する外観を呈して配管し、各熱交換パイプ6の延出した終端側は後述する排気路7と連通している。また、上記構成の熱交換パイプ6はチャンバー5の傾斜面51に連結する態様であるため、チャンバー5との連結開口61の断面積が熱交換パイプ6の断面積より大きくなると共に下方傾斜面と成り、そのパイプ長も側面視において上位側が下位側より長くなっている。   The chamber 5 is provided with a plurality of heat exchange pipes 6 having the same length communicating with the interior thereof. The heat exchange pipe 6 has a rectangular cross section with a long vertical side, and is connected to the inclined surface 51 of the chamber 5. Moreover, while being orthogonal to the longitudinal direction which comprises a bowl shape, it is piping substantially horizontally toward the both-sides wall surface in a liquid tank. The heat exchanging pipe 6 of this embodiment is provided with the appearance of an external branching from the chamber 5 to the left and right, that is, a total of 10 pairs of 5 pairs of equal lengths on the left and right sides with the center line in the longitudinal direction of the chamber 5 symmetrical. The extended end side of the exchange pipe 6 communicates with an exhaust path 7 described later. Further, since the heat exchange pipe 6 having the above configuration is connected to the inclined surface 51 of the chamber 5, the cross-sectional area of the connection opening 61 with the chamber 5 is larger than the cross-sectional area of the heat exchange pipe 6, and The pipe length is longer in the upper side than in the lower side in a side view.

各熱交換パイプ6の内部には、蝋付け、シーム溶接、高周波溶接等により固着した銅製帯板状のフィン62をパイプ延長方向に沿うように配設している。フィン62は熱交換パイプ6の内側の両側面から中心側に向かって断面コ字状を成す複数個を突出させて形成したものである。また、フィン62の長さは、熱交換パイプ6の側面形状に倣って、下位領域から上位領域に向かって漸次長くる設定である。別言すれば、熱交換パイプ内の下位領域に配置されるフィン62の熱気体との接触面積が上位領域に向かって大きくなる設定である。   Inside each heat exchange pipe 6, copper strip-like fins 62 fixed by brazing, seam welding, high frequency welding or the like are arranged along the pipe extending direction. The fins 62 are formed by projecting a plurality of U-shaped cross sections from both side surfaces inside the heat exchange pipe 6 toward the center side. The length of the fin 62 is set so as to gradually increase from the lower region to the upper region, following the shape of the side surface of the heat exchange pipe 6. In other words, the contact area of the fins 62 arranged in the lower region in the heat exchange pipe with the hot gas increases toward the upper region.

かかるフィン62の配置により、熱交換パイプ内では上位領域と下位領域の熱気体の混合が抑制され、より温度の高い熱を上位配設のフィン62で回収可能となる。なお、フィン62の長さは、本実施例に限定するものでなく、製造コスト等を考慮して全てを同じ長さに設定しても良い。   Due to the arrangement of the fins 62, mixing of the hot gas in the upper region and the lower region is suppressed in the heat exchange pipe, and heat having a higher temperature can be recovered by the fins 62 disposed in the upper region. Note that the length of the fins 62 is not limited to the present embodiment, and all the fins 62 may be set to the same length in consideration of the manufacturing cost.

上記フィン62は必要により、図5(A)にあるように、熱交換パイプ6の中心部へ向かう板幅をチャンバー側が狭く、排気路側を広くした2段階に設定する変形フィン63としても良い。また、チャンバー側から排気路側に向かって広くなる、例えば、熱交換パイプ6の長手方向における温度勾配に応じて伝熱面積を設定し、パイプ全長に渡って熱エネルギーがより均一となるように、その幅が漸次変化するように設定しても良い。   If necessary, the fin 62 may be a deformed fin 63 in which the plate width toward the center of the heat exchange pipe 6 is set in two stages with the chamber side being narrow and the exhaust path side being wide, as shown in FIG. In addition, the heat transfer area becomes wider from the chamber side toward the exhaust path side, for example, according to the temperature gradient in the longitudinal direction of the heat exchange pipe 6, so that the heat energy becomes more uniform over the entire pipe length, You may set so that the width | variety may change gradually.

さらに、フィン62は上記構成に加え、図5(B)に示すように、その一部を熱交換パイプ6の上端面から露出させた露出フィン64を付加するようにも良い。この露出フィン64は、露出させる部分の断面積より、熱交換パイプ内の部分の断面積を大きくなるように設定している。なお、露出させる部分に関しては、緑青等の付着を考慮してメッキ等により表面処理することが望ましい。また、露出フィン64は、図2や図3に示すように、特定の熱交換パイプ6に付加するようにして、その領域の熱交換効率を調整するように用いても良い。   Further, in addition to the above configuration, the fin 62 may be provided with an exposed fin 64 in which a part thereof is exposed from the upper end surface of the heat exchange pipe 6 as shown in FIG. The exposed fins 64 are set so that the cross-sectional area of the portion in the heat exchange pipe is larger than the cross-sectional area of the exposed portion. Note that the exposed portion is preferably surface-treated by plating or the like in consideration of adhesion of patina or the like. Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the exposed fin 64 may be added to a specific heat exchange pipe 6 so as to adjust the heat exchange efficiency in that region.

なお、チャンバー5の液槽側に隆起する畝状部分とこれに連結する熱交換パイプ6の具体的な構築に関しては、防塵製を有するステンレス等の金属から溶接にて形成し、後述する排気路7との固定に関しても溶接にて固着して構成している。また、アルミ鋳物等によりチャンバー5と複数の熱交換パイプ6を一体的に形成し、液槽底面や排気路7とパッキン等を介して水密に固定する構成にしても良く、液槽4や排気路7も含めた主要部全体をアルミ鋳物にて一体的に形成する構成でも良い。さらには、熱交換性を考慮してチャンバー5と熱交換パイプ6の全体をメッキ処理した銅材で構成しても良い。   In addition, regarding the concrete construction of the bowl-shaped portion protruding to the liquid tank side of the chamber 5 and the heat exchange pipe 6 connected thereto, an exhaust passage which will be described later is formed by welding from a metal such as stainless steel having dustproofness. 7 is also fixed by welding. Alternatively, the chamber 5 and the plurality of heat exchange pipes 6 may be integrally formed of an aluminum casting or the like, and may be configured to be watertightly fixed via the bottom of the liquid tank or the exhaust path 7 and packing. The whole main part including the path 7 may be formed integrally with an aluminum casting. Further, the entire chamber 5 and the heat exchange pipe 6 may be made of a plated copper material in consideration of heat exchange.

上記構成のチャンバー5の一端面と、全ての熱交換パイプ6の終端側は排気路7と連通している。排気路7は、チャンバー5の長手方向側と平行な液槽4の両壁面を両側から囲い、かつ各熱交換パイプ6の終端側と連通する2つの側路71と、2つの側路71が合流すると共にチャンバー5の他端面と連通する中央路72から構成している。排気路7は、前記の構成により上面視において略コ字状を呈して液槽4の外側面の3面を囲むように覆い、中央路72はフレーム2の排気口23へと連通している。
[作用]
One end surface of the chamber 5 configured as described above and the end side of all the heat exchange pipes 6 communicate with the exhaust path 7. The exhaust passage 7 surrounds both wall surfaces of the liquid tank 4 parallel to the longitudinal direction side of the chamber 5 from both sides, and includes two side passages 71 communicating with the end side of each heat exchange pipe 6, and two side passages 71. A central path 72 that joins and communicates with the other end surface of the chamber 5 is formed. The exhaust passage 7 has a substantially U-shape when viewed from above and covers the outer surface of the liquid tank 4 so as to surround three surfaces, and the central passage 72 communicates with the exhaust port 23 of the frame 2. .
[Action]

次に、上記構成の本装置1の作用を、以下に説明する。
先ず、液槽4に所定量の水を貯留した後、チャンバー内の熱源であるガスバーナー52を燃焼させる。ガスバーナー52の燃焼により生成された熱気体は熱交換パイプ6及び排気路7の側路71、中央路72の内部を流通した後(矢印a)、フレーム2の排気口23から外部に排気されることとなる(矢印b)。
Next, the operation of the apparatus 1 having the above configuration will be described below.
First, after storing a predetermined amount of water in the liquid tank 4, the gas burner 52 which is a heat source in the chamber is burned. The hot gas generated by the combustion of the gas burner 52 flows through the heat exchange pipe 6 and the side passage 71 of the exhaust passage 7 and the inside of the central passage 72 (arrow a), and is then exhausted to the outside from the exhaust port 23 of the frame 2. (Arrow b).

上記の熱気体の流通過程により、チャンバー5、熱交換パイプ6、排気路7とこれに隣接する液槽内の水が熱交換により加熱されて沸騰した湯が生成されると共に、湯の生成後は沸騰状態が維持されることとなる。この熱気体の流通過程においては、液槽底面の全域をほぼ覆うようにチャンバー5及びチャンバー5から分岐する熱交換パイプ6を配管しているため、液槽4の底面側のほぼ全域で均一な加熱が実施されることとなる。また、チャンバー5と熱交換パイプ6と連通する排気路7は、液槽4の外周3面を囲うように配設しているため、液槽4の側面側からも加熱が実施されることとなる。特に、排気路7からの加熱は湯の生成後の沸騰状態維持にも適しており、その熱交換効率の向上への寄与も大きなものである。   By the above hot gas circulation process, the water in the chamber 5, the heat exchange pipe 6, the exhaust path 7 and the liquid tank adjacent to the chamber 5 is heated by heat exchange to produce boiling water, and after the hot water is generated The boiling state is maintained. In the process of circulating the hot gas, the chamber 5 and the heat exchange pipe 6 branched from the chamber 5 are provided so as to substantially cover the entire area of the bottom surface of the liquid tank. Heating will be performed. Further, since the exhaust path 7 communicating with the chamber 5 and the heat exchange pipe 6 is disposed so as to surround the outer peripheral surface of the liquid tank 4, heating is also performed from the side surface side of the liquid tank 4. Become. In particular, the heating from the exhaust passage 7 is suitable for maintaining the boiling state after the hot water is generated, and greatly contributes to the improvement of the heat exchange efficiency.

個別の熱交換パイプ6に関しては、チャンバー5との連結開口部で上位領域が長く下位領域が短いパイプ長となっているため、より高い熱エネルギーを上位側に配設した長いフィン62により回収できる。つまり、このような熱交換パイプ単体の熱交換効率の向上は、本装置全体の熱交換効率の向上に寄与している。また、必要により熱交換パイプ6は、フィン62を変形フィン63に変更したり、露出フィン64を付加したりして、さらに熱交換効率を向上させるようにしても良い。   With regard to the individual heat exchange pipe 6, since the upper region is long and the lower region is short in the connection opening with the chamber 5, higher heat energy can be recovered by the long fins 62 arranged on the upper side. . That is, the improvement of the heat exchange efficiency of such a heat exchange pipe alone contributes to the improvement of the heat exchange efficiency of the entire apparatus. Further, the heat exchange pipe 6 may be further improved in heat exchange efficiency by changing the fins 62 to deformed fins 63 or adding exposed fins 64 as necessary.

本装置全体の熱気体の流通においては、熱気体の流通経路が液槽4の底面側及び側面下方を囲うように複数あるため、熱気体の排気経路の断面積が増えて排気抵抗が減少している。また、熱交換パイプ6がチャンバー5の傾斜面51に連結しているため、連結開口61は下方側に傾斜すると共に熱交換パイプの断面積より大きくなり、熱気体の上昇圧力を熱交換パイプ内に導き易くなるために排気抵抗が減少している。かかる排気抵抗の減少は、チャンバー5のガスバーナー52の燃焼促進及び燃焼効率の向上にも資することとなり、装置全体の熱交換効率の向上への寄与も大きなものである。   In the circulation of the hot gas in the entire apparatus, since there are a plurality of circulation paths of the hot gas so as to surround the bottom side and the lower side of the liquid tank 4, the cross-sectional area of the exhaust path of the hot gas increases and the exhaust resistance decreases. ing. Further, since the heat exchange pipe 6 is connected to the inclined surface 51 of the chamber 5, the connection opening 61 is inclined downward and becomes larger than the cross-sectional area of the heat exchange pipe, and the rising pressure of the hot gas is increased in the heat exchange pipe. Therefore, the exhaust resistance is reduced. Such a decrease in the exhaust resistance contributes to the acceleration of combustion of the gas burner 52 of the chamber 5 and the improvement of the combustion efficiency, and also greatly contributes to the improvement of the heat exchange efficiency of the entire apparatus.

本装置の全体外観を示す一部切り欠き斜視図である。It is a partially cutaway perspective view showing the overall appearance of the present apparatus. 本装置の主要部を示す一部切り欠き斜視図である。It is a partially cutaway perspective view which shows the principal part of this apparatus. 本装置の主要部を示す一部切り欠き斜視図である。It is a partially cutaway perspective view which shows the principal part of this apparatus. 主要部の正面方向からの断面図である。It is sectional drawing from the front direction of the principal part. 本装置のフィンの変形例を示す斜視図(A)と断面図(B)である。They are the perspective view (A) and sectional drawing (B) which show the modification of the fin of this apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 本装置
2 フレーム
21 脚部
22 上盤
23 排気口
3 主要部
4 液槽
5 チャンバー
51 傾斜面
52 ガスバーナー
6 熱交換パイプ
61 連結開口
62 フィン
63 変形フィン
64 露出フィン
7 排気路
71 側路
72 中央路
1 Device 2 Frame 21 Leg 22 Upper panel 23 Exhaust port 3 Main part 4 Liquid tank 5 Chamber 51 Inclined surface 52 Gas burner 6 Heat exchange pipe 61 Connection opening 62 Fin 63 Deformed fin 64 Exposed fin 7 Exhaust path 71 Side path 72 Central road

Claims (6)

被加熱液体を貯留する液槽と、
該液槽内の底部の中央部又は対向側面の中間に沿ってかつ液槽底部から山形に突出した畝状に形成して配設し、内部に熱気体を充満させるチャンバーと、
該チャンバーの畝の稜線から両側に位置する傾斜面から液槽内の両側面壁へ向かってそれぞれ略水平方向に配管して排気路に連通させた熱交換パイプと、
前記チャンバー内に熱気体を供給する内部配置又は外部配置の熱源と、
から成ることを特徴とする液槽加熱装置。
A liquid tank for storing the liquid to be heated;
A chamber that is formed and arranged in a bowl shape that protrudes in a mountain shape from the center of the bottom of the liquid tank or in the middle of the opposite side surface and from the bottom of the liquid tank, and is filled with hot gas inside,
A heat exchange pipe communicated with the exhaust passage to the pipe in a substantially horizontal direction respectively toward the inclined surface positioned on both sides on both sides walls of the liquid tank from ridge ridges of the chamber,
An internal or external heat source for supplying hot gas into the chamber;
A liquid tank heating device comprising:
熱交換パイプと連通する排気路を、液槽の外側面を囲むように配設したことを特徴とする請求項1記載の液槽加熱装置。The liquid tank heating apparatus according to claim 1, wherein an exhaust passage communicating with the heat exchange pipe is disposed so as to surround an outer surface of the liquid tank. 熱交換パイプの内部にパイプ延長方向に沿って複数個の熱交換用のフィンを配設すると共に、  While arranging a plurality of heat exchange fins along the pipe extension direction inside the heat exchange pipe,
該フィンと熱気体との接触面積がパイプ内の下位領域より上位領域に向かって大きくなるように配設したことを特徴とする請求項1、又は2記載の液槽加熱装置。  The liquid tank heating apparatus according to claim 1 or 2, wherein a contact area between the fin and the hot gas is arranged so as to be larger toward a higher region than a lower region in the pipe.
熱交換パイプ内に配設したフィンを帯板状に形成してパイプ延長方向に沿って配置すると共に、該フィンの長さを液槽の上位へ向かって漸次長くなるように配設したことを特徴とする請求項3記載の液槽加熱装置。The fins arranged in the heat exchange pipe are formed in a strip shape and arranged along the pipe extending direction, and the fins are arranged so that the length of the fins gradually increases toward the upper part of the liquid tank. The liquid tank heating device according to claim 3, wherein 熱交換パイプ内に配設したフィンを帯板状に形成してパイプ延長方向に沿って配置すると共に、該フィンの板幅をチャンバー側が短くなるように配設したことを特徴とする請求項3、又は4記載の液槽加熱装置。4. The fin disposed in the heat exchange pipe is formed in a strip shape and disposed along the pipe extending direction, and the plate width of the fin is disposed so that the chamber side is shortened. Or 4. The tank heating device according to 4. フィンの一部を熱交換パイプから外部へ露出させたことを特徴とする請求項3、4、又5記載の液槽加熱装置。6. The liquid tank heating device according to claim 3, wherein a part of the fin is exposed to the outside from the heat exchange pipe.
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