JPH0219368B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はセラミツク粒子からなる助燃体を用い
た表面燃焼バーナの改良に関するものである。

［従来の技術］ 表面燃焼バーナには一般に不規則多角形状のセ
ラミツク粒子を特殊結合剤にて固めた助燃体が使
用される。近時においては、この種の助燃体では
不規則に変化する粒子間隙間による燃料ガスと空
気の混合作用並びにガス流れの均一化により助燃
体表面において良好な青火が得られるとともに、
被加熱物の形状に応じた種々の形態の表面燃焼バ
ーナが得られることが知られるようになつた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような表面燃焼バーナにお
いては従来は次のような問題点があつた。

(1) 助燃体は不規則多角形状の粒子を利用するた
め均一な粒子径・粒度分布の粒子で構成するこ
とが困難である。

(2) このため、助燃体の粒子層内のガス流路面積
が不均一となりやすく燃焼表面の炎に偏りを生
じ品質のバラツキの大きい助燃体となる。

(3) 又、粒子は不規則多角形状であるために結合
剤の付着量にバラツキを生じ、安定した強度が
得にくい上に、結合剤の使用量が多くなりコス
ト高となるといつた問題もある。

(4) さらに粒子が不規則多角形状であることによ
り、助燃体成形時の粒子の流れがわるく型枠へ
の均一な充填がむずかしく複雑な形状の助燃体
の製作が困難であつた。

(5) しかも、不規則多角形状の粒子であると空気
と燃料ガスとの混合ガス中に含まれるゴミ、塵
埃等が付着しやすく、流路が閉塞する危険が大
きいといつた問題もある。

(6) 更に、上記の如き助燃体を予混合記供給管を
備えたケースに取付けて表面燃焼バーナとした
場合、接着によつて行われたものは、助燃体と
ケースの熱膨脹率の差等により両者の接着部分
が外れたり、また、締付金具を用いて取付けた
ものは、締付金具の熱膨脹・収縮による助燃体
への応力によつて助燃体が破損するという問題
を生じている。

［発明の目的］ 本発明は上記事情に鑑み、燃焼性・強度・耐久
性等において品質の安定した表面燃焼バーナを提
供することを目的としてなされたもので、球状の
セラミツク粒子から成る助燃体を、ケーシング部
材の開口端部に断熱材を介して装着すると共に、
上記助燃体の燃焼面側側縁部に環状の断熱材を当
接し、これを締付金具にて押圧した状態で上記助
燃体をケーシング部材に固定してなるセラミツク
粒子からなる助燃体を用いた表面燃焼バーナであ
る。

［実施例］ 以下、本発明を図面に示した実施例に基づいて
説明する。第１図は本発明における一実施例の説
明図であつて、図面中の符号５は上流側を縮径部
に形成した円筒状のケーシング部材、６はケーシ
ング部材５の縮径部５ａに設けられる空気と燃料
ガスとの混合装置であり、例えばミキシングバル
ブあるいは図のように縮径部５ａ一端より空気を
供給し、供給孔７を多数設けた燃料ガス供給管を
縮径部に挿入して燃料を供給し、その先端にて混
合効果を奏する構成等が採用される。１は円筒状
ケーシング部材５下流の開口端部に設けられる球
状のセラミツク粒子からなる助燃体であつて所定
の粒度分布を有するセラミツク粒子２をバインダ
ーで例えば10mm厚さの円板に形成される。バイン
ダーは例えばアルミナ系のアルミナゾル、シリカ
系のコロイダルシリカ、水ガラス、ケイ酸塩等が
使用される。

該助燃体１はケーシング部材５下流の開口端部
において、環状の第１の断熱材１１を介した状態
でケーシング部材５開口端部内周に設けた受け金
具１３とこの開口端部に嵌め込まれる締金具１４
にて押圧固定される。

８はパイロツト用の燃料ガス供給管であつてそ
の先端は第２図に示すような多数の通気孔９を有
する散気口１０に形成され助燃体１上流側平面に
近接して設けられている。１２はケーシング部材
５端部と助燃体１の燃焼表面側側端部を被覆する
ように設けられる円盤状の第２の断熱材である。

以上の構成においてその作用について説明す
る。燃焼開始前にケーシング部材５縮径部側から
空気が供給され、プリパージが行われる。プリパ
ージが終了すると引続きケーシング部材５縮径部
５ａから空気を供給しながらパイロツト用燃料ガ
ス供給管８より燃料ガスを供給して点火装置（図
示しない）によりパイロツト燃焼を開始する。こ
のとき供給管８の先端は散気口１０が取付けられ
ているので空気と燃料ガスとの混合が良好であ
り、しかも、散気口１０が助燃体１に近接して設
けられているので全体として空気量が過剰である
にもかかわらず、過度に希釈されることなく散気
口１０下流域の助燃体１表面で良好なパイロツト
炎が形成される。次にメイン燃焼に移行すると混
合装置６より燃料ガスが供給され混合装置の作用
効果によりケーシング部材縮径部５ａから供給さ
れた空気と混合し、混合ガスとなつて助燃体１に
至る。助燃体１は上述したように球状の粒子層で
構成され、その粒子２間の隙間は不規則に変化す
る均等なガス流路であるので通過する混合ガスは
混合とガス流れの均一化が促進される。

ここで、上記表面燃焼バーナの燃焼時、上記断
熱材１１，１２を介在させてなければ、混合ガス
が助燃体１の側面と締付金具１４の間の隙間を通
つて外部に噴出（いわゆるシヨートパス）する。
この隙間は、上記助燃体１の粒子間に形成される
隙間より単純な流路で圧力損失が少ないため、近
接する助燃体内の流路を流れる混合ガスも、この
隙間から外部に噴出する。本来、上記隙間を通つ
て噴出する混合ガスは、流速が高く、火炎も大き
なものとなる。従つて、助燃体表面に形成される
燃焼火炎は、不均一なものとなり、上記隙間から
の火炎は、締付金具１４を直接加熱し、この金具
やケーシング部材５の加熱、更には、ケーシング
部材５内の混合ガスへの引火という問題を引き起
こす。

しかし、上記断熱材１１，１２により、上記シ
ヨートパスが有効に防止され、上記問題が有効に
防止される。

更に、表面燃焼バーナの点火→燃焼→消火とい
うサイクルにおいて、助燃体周囲のケーシング部
材５や締付金具１４は少なからず加熱され、熱膨
脹・収縮を繰り返すが、この熱膨脹・収縮によつ
て助燃体１に作用する応力は、上記断熱材１１，
１２によつて吸収・緩和されるため、助燃体に亀
裂が入る等の破損が防止でき、耐久性が向上す
る。

第３図は断面コツプ状の助燃体とした場合の実
施例である。該形状では小さなケーシング部材５
断面内に大きな表面積を持つ助燃体１を設けるこ
とができ、負荷の大きなバーナとすることができ
る。しかも、炎はケーシング部材５軸心上に集中
するように作用するので細長い燃焼性の優れた炎
を形成することができる。

第４図は断面が碗形の助燃体とした場合の実施
例であつて第３図と同様の作用効果の他、該助燃
体１には第３図のイのようなコーナー部がないた
め全体の混合ガス流れがより均一となり、コーナ
ー部でガス流速が低下し冷却効果が低く局部的な
赤熱現象を生じ不測の事態により亀裂発生、破損
といつた問題を生じない。

第５図は燃焼表面側を凹曲面とし、裏面を平面
とした助燃体の場合であつて、該助燃体１におい
ても第４図の場合と同様の効果が得られる他、外
周側が中心部に比べ粒子層が漸次厚くなるように
構成されるため混合ガス量がゆるやかに少なくな
り外周側炎は中心部の炎より小さい安定したパイ
ロツト効果を有する炎に形成され炎全体を安定し
た炎とすることができる。

第６図は燃焼表面側を平面とし、裏面側を凹曲
面とした助燃体１の場合であつて、第５図と同様
に周面に良好なパイロツト炎を形成した平面バー
ナとすることができる。

第７図、第８図は第３図、第４図の助燃体を逆
方向に取付けた場合の実施例であつて、このよう
な助燃体表面を凸面とすることによりケーシング
部材断面の割に表面積面が大きく燃焼量の大きい
バーナとすることができる上に炎が周囲に広がり
短い炎を得ることができる。しかも、炎は拡散す
るので炎温度が高くならず第３図、第４図のよう
な凹面タイプに比べNoχ値が低下し、又炎部の
ガス流速も凹面タイプに比べ低下し、炎のリフト
現象が発生しにくい。

［発明の効果］ 本発明は球状のセラミツク粒子にて上記のよう
に助燃体を形成し、この助燃体を断熱材を介して
ケーシング部材に取付けた構成であるので下記の
ような効果が得られる。

(1) 球状のセラミツク粒子を採用することにより
粒径の自動選別が容易となり、均一な粒子径・
粒度分布の助燃体とすることができる。

(2) 従つて、助燃体粒子層のガス粒子径が常に均
一となり、燃焼表面に偏りのない、きれいな炎
が形成される品質の安定した助燃体とすること
ができる。

(3) さらに、球状の粒子であることにより助燃体
成形時の粒子の流れが良く複雑な形状の助燃体
の製作が容易である。

(4) しかも、粒子層の流路は滑らかであるので、
混合ガス中のゴミ、塵埃等の付着が低減し、流
路が閉塞するといつた問題が少なくなる。

(5) 更に、上記助燃体をケーシング部材に取付け
るに際してケーシング部材と締付金具との間に
断熱材を介在させることにより助燃体と締付金
具との間の隙間からの混合ガスのシヨートパス
を防止し、助燃体表面に安定した火炎を形成さ
せると共に上記両部材の過熱を防止し、ケーシ
ング部材内の混合ガスへの引火事故を防ぐこと
ができる。

(6) 更に、また、表面燃焼バーナの点火・消火に
伴い助燃体周囲の締付金具やケーシング部材が
熱膨脹・収縮するが、上記断熱材の介在によ
り、上記熱膨脹・収縮に起因する応力が、助燃
体に加わるのが、防止できるため、助燃体の耐
久性が向上し長寿命化が計れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における一実施例の説明図、第
２図は第１図の−矢視図、第３〜８図はそれ
ぞれ他の実施例の説明図である。 １…助燃体、２…セラミツク粒子、３…端板部
材、４…燃料供給口、５…ケーシング部材、６…
混合装置、７…供給孔、８…供給管、９…通気
孔、１０…散気口、１１…第１の断熱材、１２…
第２の断熱材、１３…受け金具、１４…締金具。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 球状のセラミツク粒子から成る助燃体１を、
   ケーシング部材５の開口端部に断熱材１１を介し
   て装着すると共に、上記助燃体１の燃焼面側側縁
   部に環状の断熱材１２を当接し、これを締付金具
   １４にて押圧した状態で上記助燃体１をケーシン
   グ部材５に固定してなることを特徴とするセラミ
   ツク粒子かるなる助燃体を用いた表面燃焼バー
   ナ。 ２ 前記助燃体の形状が平板状であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のセラミツク粒
   子からなる助燃体を用いた表面燃焼バーナ。 ３ 前記助燃体の燃焼表面が凹曲面を有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセミツ
   ク粒子からなる助燃体を用いた表面燃焼バーナ。 ４ 前記助燃体の燃焼表面が凸曲面を有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセラミ
   ツク粒子からなる助燃体を用いた表面燃焼バー
   ナ。 ５ 前記助燃体の形状が断面略コツプ形状である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセ
   ラミツク粒子からなる助燃体を用いた表面燃焼バ
   ーナ。 ６ 前記助燃体の粒子層がその中心部から外周に
   向うに従つて漸次厚くなつていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のセラミツク粒子か
   らなる助燃体を用いた表面燃焼バーナ。 ７ 前記助燃体の形状が有頂筒状であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のセラミツク
   粒子からなる助燃体を用いた表面燃焼バーナ。