JPH03274308A - ガスバーナの逆火防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は、工業用加熱炉、家庭用ガス燃焼器具等の加熱
源として用いられるガスバーナの逆火防止方法に関する
ものである。

（従来技術） 従来、ガスバーナはガスと空気の混合機構によって、内
部混合型、外部混合型、および半混合型の三種類に大別
されるが、これらのうち内部混合型および半混合型は燃
焼条件によって逆火を起こしやすいことが知られている
。すなわち、ガスバーナの先端において混合気が断続噴
出したり、混合気の噴出速度が燃焼速度より小さくなっ
た場合には逆火が起こり、逆火した炎はガスバーナ内部
からガス配管を遡り、燃料と空気との混合部にまで後退
することになって、燃焼効率の劣化は勿論のことガス爆
発を誘導する危険な状態に至ることがある。このため、
燃焼流を最低にしたときに混合気の噴出速度を燃焼速度
より充分大きくする方法や、燃焼速度は混合気の噴出速
度を大きくしたり燃焼流の通過部の口径が大きいほど大
きくなるので、燃焼前の混合気の温度が上昇しないよう
にガスバーナの燃焼側を温度が上昇しないような断熱あ
るいは冷却手段をとる方法が採用されている。

すなわち、このような燃焼条件の管理あるいは温度セン
サー、圧力センサー等の検出器により逆火を防止あるい
は逆火による損害を防止する手段がとられている。

しかしながら、これらの方法は特別の管理あるいは装置
を必要としている欠点を有しており、実用上充分な逆火
防止方法とは言えないものである。

また従来より、ガスバーナの混合気配管内に、例えば相
互に連通ずる複数の細胞状小室の空間を画定するように
配置された三次元寸法の網目組織形態の多孔性セラミッ
ク材料（いわゆる“セラミックフオーム”）を配して、
逆火を防止するようにした装置も提案されている（例え
ば特公昭５６−７１２４号公報参照〉。

しかしながら、このようなセラミックフオームにおいて
は、混合気を流通させる貫通孔がいわば３次元的に非常
に複雑に入り組んだ形状をしているので、そこを通過す
る際の混合気の圧力損失が大きくなりがちである。この
圧力損失が大きくなると、混合気の噴出速度が低下し、
逆火を招きやすくなってしまう。

上記の圧力損失を抑えるためには、空孔率のより大きい
セラミックフオームを利用すればよいが、空孔率が大き
いほどセラミックフオームは物理的強度が低くなってし
まい、耐久性、信頼性の低下を招く。

なお、混合気の「断続噴出」とは、燃焼の促進のために
ガスバーナに振動を与えた場合とか、塵芥等がガスバー
ナを閉塞したとき等に、混合気がガスバーナの先端から
断続的に噴出することを意味するものである。

（発明の目的） 本発明はこれらの欠点を解消するもので、特に燃料と空
気の混合気が断続噴出したり噴出速度が遅い場合、ある
いは混合気の温度が上昇した場合に発生しやすい逆火を
防止する方法を提供することを目的とするものである。

（発明の構成と主たる作用効果） 本発明の逆火防止方法は、ガスバーナの混合気配管内に
、多数の貫通孔を有する多孔体であるセラミックハニカ
ム構造体を、その貫通孔の軸方向がガス流方向と斜交す
る向きに配し、このセラミックハニカム構造体の貫通孔
を通して混合気を導入するようにしたことを特徴とする
ものである。

これにより、熱の伝導がセラミックハニカム構造体によ
り遮断され、逆火の発生を防止することができる。

また上記のセラミックハニカム構造体は、貫通孔の形状
が複雑に入り組むものではないから、前述したセラミッ
クフオームに比べると、比較的低い開孔率（全面積に対
して貫通孔の面積の占める割合）のものでも、混合気の
圧力損失を小さく抑えることができる。よってこのセラ
ミックハニカム構造体を用いれば、混合気の噴出速度を
高く維持して、極めて確実な逆火防止効果を得ることが
でき、またその物理的強度が確保されるから、逆火防止
機能の信頼性も高く保たれる。

その上さらに、セラミックハニカム構造体を、その貫通
孔の軸方向がガス流方向と斜交する向きに配したことに
より、輻削熱も良好に遮断され、逆火防止効果は著しく
高められるようになる。

（実　施　例） 以下、図面により本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図に示すように本発明は、窯業用加熱炉、金属精錬
炉、金属熱処理用炉等の炉壁８に設けられるバーナタイ
ルあるいは羽目と称される燃焼ガス導入部７に、ガスバ
ーナ１の先端である燃焼ガス噴出口２が臨設され、この
燃焼ガス噴出口２と導入部７との間に燃焼用二次空気導
入口５が形成され、かつガスバーナ１の他端に燃焼ガス
導入口３および一時空気導入口４が設けられた、いわゆ
る半混合型ガスバーナにおいて、このガスバーナ１の燃
焼ガス噴出口２と燃焼ガス導入口３との混合気配管６内
に、セラミックハニカム構造体ｌＯを設けたものである
。

セラミックハニカム構造体ｌＯの材質には、コージェラ
イト、ムライト、ジルコニア、アルミニュウムチタネー
ト、シリコンナイトライド等の熱膨脹係数が小さい耐熱
衝撃性のある材料が使用される。

ハニカム構造体ｌＯの形態としては、自動車排気ガス浄
化用等に用いられている多数の貫通孔を有するセラミッ
クハニカム構造体が採用される。この場合に重要なこと
は、燃焼ガスおよび一次空気等の圧力、流量等の燃焼条
件に適う圧力損失が少ない開口率を有するハニカム構造
体を選ぶことである。例えば、コージェライト製のセラ
ミックハニカム構造体の場合、隔壁の厚さが０．３０　
ｍでセル数が４６．５個／ｃｔＡあるいは隔壁の厚さが
０．１５　ａｍでセル数が６２個／ｄのもの等が用いら
れる。

また、セラミックハニカム構造体１０の貫通孔は前記の
開口率を考慮して三角形、四角形、六角形、円形等が選
ばれるが、この貫通孔の長さはガス燃焼による対流熱お
よび混合気配管６からの伝導熱の遮断およびガス燃埠に
よる輻射熱の遮断が充分となるように選択する必要があ
る。輻射熱を遮断するためには、光学的な厚みを有する
ことが必要で、第３図に示すように貫通孔の軸方向がガ
ス流方向と斜交することが有効である。この理由は、ガ
ス燃焼による燃焼火炎あるいは炉内高温部から放射され
る熱線を光学的な厚みを有するセラミックハニカム構造
体を通過させると大きなエンタルピ降下が生じ、その結
果逆火の防止が行なわれるからである。この場合、ガス
流方向と斜交させる角度は、混合ガスの圧力損失をでき
る限り小さくするような角度であることがより、好まし
いことは説明するまでもない。

したがって、混合気配管内に設けられるセラミックハニ
カム構造体は第１図に示されるように１個に限られるも
のではなく、第４図に示されるように、複数のセラミッ
クハニカム構造体を貫通孔が互いに斜交するようにして
もよい。

第２図は本発明の別の実施例を説明するためのもので、
第１図と同様炉壁８に設けられた燃焼ガス導入部７に、
ガスバーナ１１の先端の燃焼ガス噴出口１２と他端の燃
焼ガス導入口１３との間に空気導入口１４を備えたいわ
ゆる内部混合型ガスバーナにおいて、ガスバーナ１１の
燃焼ガス噴出口１２と空気導入口１４との間の混合気配
管１５内に、セラミックハニカム構造体１６を設けたも
のである。第１図により説明した実施例とはガスバーナ
の型式が異なるのみで、セラミックハニカム構造体は同
様に第３図、第４図に示すような形態のものが使用され
る。

以上、工業用の加熱炉に使用されるガスバーナの逆火防
止について説明したが、家庭用ガス燃焼器具等にも適用
可能であるのは勿論であり、例えば炉壁を有しない単な
るガスこんろのガスバーナの逆火防止にも適用可能であ
る。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によるガスバー
ナの逆火防止法は、単にガスバーナの混合気配管内に多
数の貫通孔を有するセラミックハニカム構造体を配置す
る簡単な方法で、確実に逆火防止が達成され、従来のよ
うに特別なガス燃焼管理および特別な検出器等を必要と
しないものであって、その実用上の価値はきわめて高い
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を半混合型ガスバーナに実施した
例を示す断面図、 第２図は本発明の方法を内部混合型ガスバーナに実施し
た例を示す断面図、 第３図は本発明に用いられるセラミックハニカム構造体
の一例を示す断面図、 第４図は同じくその他の例を示す断面図である。 １．１１・・・ガスバーナ　　　２，１２・・・燃焼ガ
ス噴出口３．１３・・・燃焼ガス導入口　４・・・・・
・−時空気導入口５・・・・・・二次空気導入口　６．
１５・・・混合気配管７・・・・・・燃焼ガス導入部　
８・・・・・・炉　　　壁１４・・・・・・空気導入口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガスバーナの混合気配管内に多数の貫通孔を有す
   るセラミックハニカム構造体を、その貫通孔の軸方向が
   ガス流方向と斜交する向きに配置し、前記貫通孔を通し
   て混合気を導入するようにしたことを特徴とするガスバ
   ーナの逆火防止方法。