JP2001074215A - 回転式表面燃焼バーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被加熱物を内壁側から略均一に加熱するため
の回転式表面燃焼バーナを提供する。 【解決手段】 バーナ本体１２に方形状の燃焼面１３を
有し、被加熱物１１の中心軸Ｌを回転中心として、前記
バーナ本体１２を回転させて被加熱物１１を加熱するよ
うにする。バーナ本体１２は扁平な直方体状として回転
軸１４を有し、被加熱物１１の内側に装入し、被加熱物
１１の中心軸Ｌに前記回転軸１４を合わせるように配置
させ、適宜な駆動制御手段により、回転軸１４を介して
バーナ本体１２を回転させるようにする。これにより、
燃焼面１３を円筒状内壁１１ａ全体に対向させて、放射
熱を満遍なく行き渡らせ、均一な加熱を行えるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加熱物を内壁側
から加熱するための回転式表面燃焼バーナに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、燃料と空気の予混合気をセラ
ミック多孔体や耐熱合金繊維マット等に送り込み、この
表面で燃焼させるようにした表面燃焼バーナ（シュバン
クバーナ、メタルファイババーナ等）が知られている。
かかる表面燃焼バーナ１によって、円筒内壁Ｗを有する
被加熱物２を、円筒内壁Ｗを介し均一に加熱するために
は、その加熱すべき円筒内壁Ｗと表面燃焼バーナ１の燃
焼面Ｆとが等距離となるように表面燃焼バーナ１の燃焼
面Ｆを円筒状とすると共に、その燃焼面Ｆの温度分布、
放射分布が一定となるようにすることが必要とされる。
例えば、被加熱物２を固定したまま加熱する場合には、
図４に示すように表面燃焼バーナ１における円筒状の燃
焼面Ｆを、被加熱物２の円筒内壁Ｗに対し、等距離とな
るように配置する。しかしながら、このような表面燃焼
バーナ１では、単位表面積当たりの燃焼量（発熱量）に
制限があり、ある燃焼量以下では、ＣＯ等の未燃物質を
生成したり、失火するおそれがある。従って、前記表面
燃焼バーナ１を最低熱量以下（単位表面積当たりの燃焼
量が最低燃焼量以下）で燃焼させて、被加熱物２を加熱
できるようにするには、（１）表面燃焼バーナ１におけ
る燃焼面Ｆの表面積を一部縮小したものとする（図５参
照）か、（２）表面燃焼バーナ１をオンオフ燃焼させ
る、といった手段を採用することが考えられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、（１）
の場合には、表面燃焼バーナ１の燃焼面Ｆが偏在するこ
とになり、加熱箇所が偏り、温度分布が悪化する。一
方、（２）の場合には、オンオフ燃焼することにより被
加熱物２の温度が変化することが欠点であり、特に炉内
で加熱が行われる場合、着火時に炉内の未燃ガスや漏洩
ガスを空気により置換するプレパージが行われることか
ら、再燃焼までの遅れ時間によりその変化幅が拡大す
る。また、図４に示すような円筒状被加熱物２の幅方向
の加熱を変える場合には、表面燃焼バーナ１の燃焼面Ｆ
をリング状に分割し、それぞれの燃焼量を変える必要が
ある。本発明は、このような課題を改善するために提案
されたものであって、被加熱物を内壁側から略均一に加
熱するための回転式表面燃焼バーナを提供することを目
的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために、本発明は、内壁に通ずる内側空間を有する被加
熱物を、内壁から加熱するための回転式表面燃焼バーナ
であって、バーナ本体に方形状の燃焼面を有し、前記バ
ーナ本体を前記被加熱物の中心軸を回転中心として回転
させて被加熱物を加熱するようにした。また本発明は、
内壁に通ずる内側空間を有する被加熱物を、内壁から加
熱するための回転式表面燃焼バーナであって、バーナ本
体にスリット状の燃焼面を有し、前記バーナ本体を前記
被加熱物の中心軸を回転中心として回転させて被加熱物
を加熱するようにした。前述の構成において、方形状の
燃焼面をバーナ本体において互いに対向するように設け
ることができる。また、前記スリット状の燃焼面をバー
ナ本体に少なくとも二つ設けることができる。また、前
記バーナ本体を回転することによって周囲雰囲気を攪拌
するように攪拌部材をバーナ本体に設けることができ
る。また本発明は、内壁に通ずる内側空間を有する被加
熱物を、内壁から加熱するための回転式表面燃焼バーナ
であって、被加熱物を、所望の加熱分布にて加熱するべ
く、バーナ本体における燃焼面の形状を構成し、前記バ
ーナ本体を回転させて被加熱物を加熱するようにした。
また本発明は、被加熱物を、内壁から加熱するための回
転式表面燃焼バーナであって、バーナ本体に燃焼面を設
けて前記被加熱物の中心軸を回転中心として、前記バー
ナ本体を回転させて被加熱物を加熱する際、被加熱物の
内壁形状に応じて、回転軸から燃焼面までの距離を可変
とした。さらに本発明は、被加熱物を、内壁から加熱す
るための回転式表面燃焼バーナであって、バーナ本体に
燃焼面を設けて前記被加熱物の中心軸を回転中心とし
て、前記バーナ本体を回転させて被加熱物を加熱する
際、被加熱物の内壁形状に応じて、回転軸から燃焼面ま
での距離を自動的に制御する構成とした。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる回転式表面
燃焼バーナのいくつかの実施の形態を示し、図面に基づ
いて、以下説明する。図１に回転式表面燃焼バーナ１０
を示し、この回転式表面燃焼バーナ１０は、円筒状内壁
１１ａを有する被加熱物１１を、円筒状内壁１１ａを介
して加熱するためのものであって、バーナ本体１２に方
形状の燃焼面１３を有し、前記被加熱物１１の中心軸Ｌ
を回転中心として、前記バーナ本体１２を回転させて被
加熱物１１を加熱するようにしている。

【０００６】かかる回転式表面燃焼バーナ１０におい
て、バーナ本体１２は扁平な直方体状として回転軸１４
を設け、被加熱物１１の内側に装入し、被加熱物１１の
中心軸Ｌに前記回転軸１４を合わせるように配置させ、
適宜な駆動制御手段により、回転軸１４を介してバーナ
本体１２を回転させるようにしている。このバーナ本体
１２に設けられた燃焼面１３には、セラミック多孔体や
耐熱合金繊維マット等の素材を装着して、燃料と空気の
予混合気を送り込んで、表面全体を燃焼面としている。
この場合、前記燃焼面１３は直方体の両面に形成され、
適宜な回転数でバーナ本体１２を回転させることで、燃
焼面１３を円筒状内壁１１ａ全体に対向させて、放射熱
を満遍なく行き渡らせ、均一な加熱を行えるようにして
いる。なお、内径の異なる被加熱物１１に対しては、適
宜な制御手段により駆動手段を制御して前記回転数を変
えることで、被加熱物１１の均一な加熱を行うことがで
きる。

【０００７】以上のように構成される回転式表面燃焼バ
ーナ１０において、バーナ本体１２を被加熱物１１の内
側に装入し、被加熱物１１の中心軸Ｌに前記回転軸１４
を合わせるように配置させ、適宜な駆動手段により、回
転軸１４を介してバーナ本体１２を回転させるようにす
る。前記バーナ本体１２における燃焼面１３に、燃料と
空気の予混合気を送り込んで全面に行き渡らせ点火すれ
ば、燃焼面１３の表面全体に略均一な火炎が形成され、
面燃焼を実行させることができる。そしてかかる状態
で、所定の回転数で回転させれば、円筒状内壁１１ａを
満遍なく加熱することができる。なお、内径の異なる被
加熱物１１に対しては、適宜な制御手段により前記回転
数を変えることで、被加熱物１１を所望の加熱状態とす
ることができる。

【０００８】また本発明は、図２に示すように実施する
こともできる。すなわち図２に示す回転式表面燃焼バー
ナ２０では、円筒状のバーナ本体２１を有し、このバー
ナ本体２１を、被加熱物１１の中心軸Ｌにバーナ本体２
１の回転軸２２を合わせるように配置している。この場
合、前記バーナ本体２１には、回転軸２２の軸方向に指
向するように、スリット状の燃焼面２３、２３が一対形
成されている。なお、かかる燃焼面２３は、加熱対象で
ある被加熱物１１の内径に応じて、熱量を調整するべ
く、任意の位置に任意の数を設けたり、前記燃焼面２３
の幅寸法を適宜設定することができる。

【０００９】以上のような面燃焼バーナ２０において
も、前記被加熱物１１の円筒状内壁１１ａの中心軸Ｌを
回転中心として、図示しない駆動手段によりバーナ本体
２１を回転させ、スリット状の燃焼面２３、２３によ
り、被加熱物１１の円筒状内壁１１ａを加熱することが
できる。前記バーナ本体２１は、所定の回転数で回転す
ることにより、スリット状の燃焼面２３、２３が満遍な
く円筒状内壁１１ａを加熱することができる。

【００１０】また本発明は、図３に示すように実施する
こともできる。この場合の回転式表面燃焼バーナ３０で
は、直方体形状のバーナ本体３１に、異形の燃焼面３２
を設けている。この場合の燃焼面３２は、図示するよう
に円筒状内壁１１ａを上方に行くに従って加熱量を大き
くするべく、逆三角形状に形成している。なお、燃焼面
３２の形状は、加熱すべき被加熱物１１を、要求される
加熱状態とするために、適宜設定するようにしている。

【００１１】以上のような燃焼バーナ３０によれば、被
加熱物１１に対し、所望の温度分布とすることができ、
広範な応用が可能となる。

【００１２】以上、本発明について、被加熱物が円筒状
内壁を有するものである場合につき、変形可能な範囲で
面燃焼バーナを列挙し、説明したが、被加熱物が必ずし
も円筒形状のものでなくても適用可能であるのは勿論で
ある。例えば、図示はしないがバーナを、被加熱物の内
壁形状に応じて、回転軸から燃焼面までの距離を可変と
するようにしてもよい。また被加熱物の内壁形状に応じ
て、回転軸から燃焼面までの距離を自動的に制御する構
成とすることもできる。

【００１３】さらに本発明は、バーナ本体を回転するこ
とによって周囲雰囲気を攪拌するように攪拌翼をバーナ
本体に設けることができる。これによって加熱効率を高
め、一層、均一加熱を促進させることができる。

【００１４】

【発明の効果】以上、本発明によれば、 （１）加熱に必要な燃焼量が低い場合に、局部加熱を抑
えながら、面燃焼バーナの表面積を小さくすることがで
きる。 （２）表面燃焼バーナの形状を適切に設計することによ
り、複雑な燃料供給系を用いずに回転軸方向の加熱分布
を最適化することができる。 （３）被加熱物を回転させる手法と比較し、システムが
単純、汎用化でき、安価となる。（４）回転するバーナ
によって、周囲の雰囲気が攪拌され、温度分布がさらに
向上する。（５）バーナと回転軸の距離を調整すること
によって、被加熱物の形状に最適な加熱を行うことがで
きる。 （６）上記調整作業を自動化することによって、作業を
合理化することができる。

【００１５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる回転式表面燃焼バーナの一例を
示す、模式的な要部断面斜視説明図である。

【図２】本発明にかかる回転式表面燃焼バーナの別例を
示す、模式的な要部断面説明図である。

【図３】本発明にかかる回転式表面燃焼バーナの別例を
示す、模式的な要部断面説明図である。

【図４】現行の回転式表面燃焼バーナの一例を示す、模
式的な要部断面斜視説明図である。

【図５】現行の回転式表面燃焼バーナの別例を示す、模
式的な要部断面斜視説明図である。

【符号の説明】

１０、２０、３０ 回転式表
面燃焼バーナ １１ 被加熱物 １１ａ 円筒状内
壁 １２、２１、３１ バーナ本
体 １３、２３、３２ 燃焼面 １４、２２ 回転軸

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内壁に通ずる内側空間を有する被加熱
   物を、内壁から加熱するための回転式表面燃焼バーナで
   あって、バーナ本体に方形状の燃焼面を有し、前記バー
   ナ本体を前記被加熱物の中心軸を回転中心として回転さ
   せて被加熱物を加熱するようにしたことを特徴とする回
   転式表面燃焼バーナ。
2. 【請求項２】 内壁に通ずる内側空間を有する被加熱
   物を、内壁から加熱するための回転式表面燃焼バーナで
   あって、バーナ本体にスリット状の燃焼面を有し、前記
   バーナ本体を前記被加熱物の中心軸を回転中心として回
   転させて被加熱物を加熱するようにしたことを特徴とす
   る回転式表面燃焼バーナ。
3. 【請求項３】 前記方形状の燃焼面をバーナ本体にお
   いて互いに対向するように設けたことを特徴とする請求
   項１記載の回転式表面燃焼バーナ。
4. 【請求項４】 前記スリット状の燃焼面をバーナ本体
   に少なくとも二つ設けたことを特徴とする請求項２記載
   の回転式表面燃焼バーナ。
5. 【請求項５】 前記バーナ本体を回転することによっ
   て周囲雰囲気を攪拌するように攪拌部材をバーナ本体に
   設けることを特徴とする請求項１〜４記載のうち、いず
   れか１記載の回転式表面燃焼バーナ。
6. 【請求項６】 内壁に通ずる内側空間を有する被加熱
   物を、内壁から加熱するための回転式表面燃焼バーナで
   あって、被加熱物を、所望の加熱分布にて加熱するべ
   く、バーナ本体における燃焼面の形状を構成し、前記バ
   ーナ本体を回転させて被加熱物を加熱するようにしたこ
   とを特徴とする回転式表面燃焼バーナ。
7. 【請求項７】 被加熱物を、内壁から加熱するための
   回転式表面燃焼バーナであって、バーナ本体に燃焼面を
   設けて前記被加熱物の中心軸を回転中心として、前記バ
   ーナ本体を回転させて被加熱物を加熱する際、被加熱物
   の内壁形状に応じて、回転軸から燃焼面までの距離を可
   変としたことを特徴とする回転式表面燃焼バーナ。
8. 【請求項８】 被加熱物を、内壁から加熱するための
   回転式表面燃焼バーナであって、バーナ本体に燃焼面を
   設けて前記被加熱物の中心軸を回転中心として、前記バ
   ーナ本体を回転させて被加熱物を加熱する際、被加熱物
   の内壁形状に応じて、回転軸から燃焼面までの距離を自
   動的に制御する構成としたことを特徴とする回転式表面
   燃焼バーナ。