JPH0311542Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本考案は液体又は気体燃料により加熱する燃焼
装置に関し、更に詳しくはその一部であるバーナ
ータイルに、セラミツクフアイバーを、耐火骨材
と無機結合剤とを少なくとも有する骨格層によつ
て被覆してなるハニカム構造の複合体が使用され
てなる燃焼装置に関するものである。 ［考案が解決しようとする問題点］ 従来の燃焼装置においては、バーナータイルが
キヤスタブル又はプラスチツク耐火物で構成され
ているが、耐スポーリング性が不十分であり、そ
の結果バーナータイル内側と外周部の熱膨張の差
により、１か月程度の使用でクラツクが発生し、
噴流がクラツク部から流出して炉壁が損障した
り、バーナータイルが短寿命になる。また前記キ
ヤスタブル及びプラスチツク耐火物は一般に熱伝
導率が大きく、クラツクによる炉壁への熱流出と
も相まつてバーナータイル周囲から炉外への熱流
出は多大なものである。更に前記キヤスタブル及
びプラスチツク耐火物は比重が大きく、炉内への
搬入及び据え付けに多大の労力を要する。これら
従来の耐火物で形成されたバーナータイルに加え
て、実公昭49−54133号公報ではセラミツクフア
イバー成形品で形成されたバーナータイルが開示
されている。しかし、この種のバーナータイルは
熱伝導率は小さいが、強度が弱いため、バーナー
タイルにより燃焼装置を支えることができず、炉
壁の荷重がかかる部分に使用できない。また耐風
速性がないため、緩かな風速でしか使用できない
欠点があつた。 ［問題点を解決するための手段およびその作用］ 本考案は前記従来技術の欠点を除去改善するこ
とを目的とし、液体又は気体燃料と空気により燃
焼させる燃焼装置において、前記燃料及び空気の
燃焼部分が、シリカアルミナ質、結晶化アルミナ
質の少なくともいずれか１種であるセラミツクフ
アイバーをアルミナ、ムライト、シヤモツトの少
なくともいずれか１種である耐火骨材と、粘度、
コロイド状シリカ又はアルミナ、リン酸アルミニ
ウム、アルミナセメントの少なくともいずれか１
種である無機結合剤とを少なくとも有する骨格層
によつて被覆してなる第１図又は第２図の縦断面
図に示されたセル状骨格を有するハニカム構造の
複合体で形成されたバーナータイルで構成されて
なることを特徴とする燃焼装置を供給するもので
ある。 即ち、本考案の燃焼装置で使用されるハニカム
構造の複合体は、セラミツクフアイバーの長所で
ある耐熱性、断熱性、柔軟性を生かし、その繊維
集合物の外周を、耐火骨材と無機結合剤とを少な
くとも有する骨格層で被覆することにより、セラ
ミツクフアイバーの短所である機械的強度の向上
の加熱収縮の抑制を図るものである。耐火骨材と
無機結合剤とを少なくとも有する骨格層は従来の
キヤスタブル及びプラスチツクと同様に加熱膨張
が起こるが、繊維集合物の存在により緩和分散さ
れるため、クラツクには至らない。また断熱性は
繊維集合物の存在により熱伝導率を1/3〜1/8に低
減できる。更にまた繊維集合体100重量部に対し
て耐火骨材及び無機結合剤を200〜700重量部配合
することにより、嵩比重を0.8〜1.5ｇ／cm³の範囲
に保ち、従来のキヤスタブル及びプラスチツクの
嵩比重2.5〜3.1ｇ／cm³に比べ1/2〜1/3に低下させ
ることができる。以上のようにして耐スポーリン
グ性、断熱性、軽量性に優れた複合体で形成され
たバーナータイルで構成された燃焼装置を工夫す
るに至り、本考案を完成したものである。 以下に本考案の燃焼装置を説明するに当り、こ
の装置に使用されるセラミツクフアイバーハニカ
ム構造の複合体を図面に基づいて具体的に説明
し、併せてその優れた効果も説明する。まず第１
図及び第２図は本考案の特徴であるセラミツクフ
アイバーハニカム構造の複合体を示すものであ
る。１は耐火骨材と無機結合剤とを少なくとも有
する本考案で使用されるマトリツクス部であり、
２はセラミツクフアイバーから成る繊維集合物で
ある。また第３図は従来の燃焼装置で使用されて
いたキヤスタブル又はプラスチツクの構造を示す
ものであり、３は耐火骨材、４は無機結合剤から
成る従来の装置で使用されるマトリツクス部であ
る。 バーナータイルでは火炎の噴流部温度は1400〜
1600℃程度の高温になるのに対し、バーナータイ
ルの外周部は噴流部より数百度低く、特に昇温時
には温度差が著しい。 それゆえ、第３図に示すような耐火物の構造で
は内部の高温側の膨張が大きく、外周部では膨張
が小さいため必然的にクラツクが発生する。 これに対し第１図、第２図に示すようなハニカ
ム構造では、繊維集合物２は空気の介在により熱
膨張せず、耐火骨材と無機結合剤とを少なくとも
有するマトリツクス部１自体は膨張するが、繊維
集合物２がその膨張を吸収し、クラツクが発生し
ない。ここで使用されるセラミツクフアイバーは
アルミナが40〜95重量％と残部の大部分がシリカ
から成る非晶質又は結晶質のアルミノシリケート
繊維、又は大部分が酸化ジルコニウムから成るジ
リコニア繊維等の溶融温度が少なくとも1700℃以
上の高耐熱無機繊維の総称である。また耐火骨材
としてはアルミナ、ムライト、シヤモツト等の熱
的安定性に優れた結晶質骨材が望ましい。一方、
無機結合剤としては木節粘土、蛙目粘土等の粘土
類、アルミナゾル、シリカゾル、水ガラス等のコ
ロイド状微粒子、リン酸塩、アルミナセメント、
フリツト等が適している。 セラミツクフアイバーハニカム構造の複合体の
製法としては、通称バルクと呼ばれる綿状のセラ
ミツクフアイバー集合体を裁断して小片状にし、
或いは、転動作用を加えて粒状とし、その外周を
耐火骨材、無機結合剤、水、又は必要に応じて有
機粘剤から成る混練物により薄く被覆して、バー
ナータイルの型枠に充填し乾繰させることにより
成形させる。このようにして作製されたバーナー
タイルは軽量で断熱性に優れ、機械的強度もあ
り、更に重要な性質として特に耐スポーリング性
に優れていることが判明した。それゆえ、このバ
ーナータイルを用いた加熱装置は長寿命となり、
軽量で熱効率に優れたものである。次に本考案の
実施例について説明する。 ［実施例 １］ アルミナ55％、シリカ45％の非晶質セラミツク
フアイバーのバルクを切断し、転動造粒により
0.1〜５mm径のサイズにした粒状物を20重量部、
70〜350μのムライトを50重量部、平均4.5μの仮焼
アルミナを15重量部、アルミナセメントを10重量
部、蛙目粘土を５重量部、更に解膠剤としてケイ
酸ソーダを0.1重量部加えて十分混合した後に、
前記混合物100重量部に対して35重量部の水を加
えて混練した。混練物を成形した時の物性は第１
表に示す通りとなつた。更にこの混練物を第４図
に示す通りのバーナータイルの型枠に充填し、バ
ーナータイルとなし、プロパンガスのバーナーに
接続して、大気開放下で着火し、10分後にバーナ
ータイルの内部温度を1500℃に昇温し、そのまま
１時間燃焼したがクラツクは全く発生しなかつ
た。 ［比較例］ 1600℃で常用される市販のアルミナセメント結
合キヤスタブルを実施例と同様のバーナータイル
型枠へ充填し、脱型乾燥をしてバーナータイル試
作品を得た。更に実施例と同条件で加熱したが、
1500℃に昇温後５分経過した時点で、バーナータ
イルに第４図及び第５図に示すようなクラツクが
発生した。前記実施例、比較例に使用した材料
（複合体又は耐火物）の物性は第１表に示す通り
である。

【表】 ［考案の効果］ 以上のように、本考案の燃焼装置の特徴である
セラミツクフアイバーハニカム構造の複合体で構
成されたバーナータイルを用いた燃焼装置は、ク
ラツクが発生しないため長寿命となり、一方、断
熱性が優れているため熱効率が高く産業上極めて
有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本考案の燃焼装置で使用
するセラミツクフアイバーハニカム構造の複合体
の模式縦断面図、第３図は従来の燃焼装置で使用
されていた耐火物の模式縦断面図、第４図は従来
例である比較例における燃焼装置のバーナータイ
ルのクラツク発生状態を示す側面図、第５図は同
じく従来例である比較例における燃焼装置のバー
ナータイルのクラツク発生状態を示す正面図であ
る。 １……本考案の装置で使用されるマトリツクス
部、２……セラミツクフアイバーの繊維集合物、
３……耐火骨材、４……従来例の装置で使用され
るマトリツクス、５……バーナータイル、６……
バーナー、７……ガス配管、８……エアー管、９
……クラツク。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 液体又は気体燃料と空気とにより燃焼させる燃
   焼装置において、 前記燃料及び空気の燃焼部分が、シリカアルミ
   ナ質、結晶化アルミナ質の少なくともいずれか１
   種であるセラミツクフアイバーを、アルミナ、ム
   ライト、シヤモツトの少なくともいずれか１種で
   ある耐火骨材と、粘土、コロイド状シリカ又はア
   ルミナ、リン酸アルミニウム、アルミナセメント
   の少なくともいずれか１種である無機結合剤とを
   少なくとも有する骨格層によつて被覆してなるセ
   ル状骨格を有するハニカム構造の複合体で形成さ
   れたバーナータイルで構成されて成ることを特徴
   とする燃焼装置。