JP2001330214A - 輻射間接加熱バーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 輻射放熱板の加熱が均一に行われて、熱応力
の発生による変形や亀裂が生じる虞がなく、さらに、火
炎形状の変化や失火などの燃焼の不具合が発生する虞が
ない輻射間接加熱バーナを提供する。 【解決手段】 輻射放熱板の内側に形成された燃焼室内
に燃料ガスと酸化剤が供給されてその燃焼によって加熱
された輻射放熱板からの輻射熱により間接加熱を行う輻
射間接加熱バーナにおいて、輻射放熱板１１の内側のこ
の輻射放熱板１１と所要の間隔を開けて対向する位置
に、表面燃焼を行う表面燃焼バーナ２２が取り付けられ
て、この表面燃焼バーナ２２の輻射放熱板１１と反対側
に形成される空間内に燃料ガスと酸化剤が供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、燃焼によって発
生する熱が輻射放熱面に伝えられてこの輻射放熱面から
の輻射熱によって間接的に加熱を行う輻射間接加熱バー
ナに関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】図５は、特公昭４７−
３８４９５号公報に記載されている球面状の輻射放熱面
を有する従来の輻射間接加熱バーナを示す概略断面図で
あり、図６は、実公昭５４−１６８２７号公報に記載さ
れた平面状の輻射放熱面を有する従来の輻射間接加熱バ
ーナを示す概略断面図である。

【０００３】この図５および６の輻射間接加熱バーナ
は、何れも、排熱回収式のバーナであって高い熱効率を
備えているものであり、そして、これらは、ガス燃焼方
式による間接加熱装置であるラジアントチューブの設置
スペースが大きく設置箇所が限定されるといった問題
や、マッフルカバーを使用するマッフル炉や管状のレト
ルトを使用するレトルト炉のマッフルや管状のレトルト
を形成するために炉体が大きくなってしまうといった問
題を解決するために開発されたものである。

【０００４】すなわち、図５の輻射間接加熱バーナは、
燃焼室１が半球状に成形された耐熱鋼製の輻射放熱板２
によって密閉されていて、燃焼室１内に、空気供給管３
から燃焼用空気が供給されるとともに、この空気供給管
３内に挿通されているガス供給管４から燃料ガスが供給
されることにより、燃焼室１内において燃焼が行われる
ようになっている。

【０００５】そして、この燃焼室１内における燃焼によ
って輻射放熱板２が加熱されて赤熱し、その輻射熱によ
って被加熱物の加熱が行われるようになっている。

【０００６】なお、燃焼室１内における燃焼によって発
生した排気ガスは、空気供給管３に外嵌された状態で取
り付けられている排気管５を通って排気され、このと
き、空気供給管３内を流れる燃焼用空気との間で熱交換
が行われて、燃焼用空気が予熱されるようになってい
る。

【０００７】また、図６の輻射間接加熱バーナは、燃焼
室１’が平面状に成形された耐熱鋼製の輻射放熱板２’
によって密閉されていて、燃焼室１’内に、予混合気供
給管６から燃焼用空気と燃料ガスとが混合された予混合
気が供給されることにより、燃焼室１’内において燃焼
が行われるようになっている。

【０００８】そして、この燃焼室１’内における燃焼に
よって輻射放熱板２’が加熱されて赤熱し、その輻射熱
によって被加熱物の加熱が行われるようになっている。

【０００９】なお、燃焼室１’内における燃焼によって
発生した排気ガスは、予混合気供給管６に外嵌された状
態で取り付けられている排気管５’を通って排気され、
このとき、予混合気供給管６の途中に設けられている熱
交換部７において予混合気供給管６内を流れる予混合気
との間で熱交換が行われて、予混合気が予熱されるよう
になっている。

【００１０】しかしながら、上記従来の輻射間接加熱バ
ーナは、何れも、燃焼室内における燃焼によって発生す
る火炎および燃焼ガスが輻射放熱板に均一に当たらない
ために、輻射放熱板に局所的な高温部が生じるという問
題がある。

【００１１】このために、輻射放熱板の温度勾配が大き
く、温度分布が不均一になり、輻射放熱板に発生する熱
応力によって輻射放熱板が変形したり、さらには、亀裂
が生じて使用が出来なくなるといった虞が生じる。

【００１２】さらに、上記従来の輻射間接加熱バーナ
は、何れも、バーナの保炎部分が輻射放熱板に直接対向
しているために、この保炎部分を形成する部材が輻射放
熱板からの輻射熱によって変形して、火炎形状の変化や
失火などの燃焼における不具合を発生させる虞がある。

【００１３】この発明は、上記のような従来の輻射間接
加熱バーナが有している問題点を解決するために為され
たものである。すなわち、この発明は、輻射放熱板の加
熱が均一に行われて、熱応力の発生による変形や亀裂が
生じる虞がなく、さらに、火炎形状の変化や失火などの
燃焼の不具合が発生する虞がない輻射間接加熱バーナを
提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１の発明による輻射間
接加熱バーナは、上記目的を達成するために、輻射放熱
板の内側に形成された燃焼室内に燃料ガスと酸化剤が供
給されてその燃焼によって加熱された輻射放熱板からの
輻射熱により間接加熱を行う輻射間接加熱バーナにおい
て、前記輻射放熱板の内側の輻射放熱板と所要の間隔を
開けて対向する位置に、表面燃焼を行う表面燃焼バーナ
部材が取り付けられて、この表面燃焼バーナ部材の輻射
放熱板と反対側に形成される空間内に燃料ガスと酸化剤
が供給されることを特徴としている。

【００１５】この第１の発明による輻射間接加熱バーナ
は、炉壁に形成されたバーナ取付孔等に取り付けられて
使用される。

【００１６】そして、この輻射間接加熱バーナの表面燃
焼バーナ部材の内側に空気等の酸化剤と燃料ガスが供給
されて着火されることにより、表面燃焼バーナ部材にお
いて表面燃焼が行われ、このときの表面燃焼バーナ部材
における表面燃焼による輻射熱と表面燃焼バーナ部材か
ら輻射放熱板との間の空間内に吹き出される高温の燃焼
ガスとによって、この表面燃焼バーナ部材に対向する輻
射放熱板が加熱されて、この輻射放熱板からの輻射熱に
より、炉内の加熱を行う。

【００１７】以上のように、上記第１の発明によれば、
燃焼が表面燃焼バーナ部材における均一な表面燃焼によ
って行われてその輻射熱と燃焼ガスの熱により輻射放熱
板の加熱が行われるので、輻射放熱板の加熱が均一に行
われ、これによって輻射放熱板における熱応力の発生が
抑えられて輻射放熱板の変形や亀裂の発生が防止される
とともに、輻射放熱板における加熱面の温度勾配が小さ
くなるので、均一な温度場を形成することが出来るよう
になる。

【００１８】第２の発明による輻射間接加熱バーナは、
前記第１の発明の構成に加えて、略半球状の前記輻射放
熱板に対して前記表面燃焼バーナ部材が、輻射放熱板よ
りも小さい径を有する略半球状に形成されていることを
特徴としており、略半球状の輻射放熱板と略半球状の表
面燃焼バーナ部材との間の隙間がほぼ均一に保たれるこ
とによって、表面燃焼バーナ部材における表面燃焼とそ
の燃焼ガスの熱によって、輻射放熱板に対する加熱を均
一に行うことが出来るようになる。

【００１９】第３の発明による輻射間接加熱バーナは、
前記第１の発明の構成に加えて、略平板状の前記輻射放
熱板に対して前記表面燃焼バーナ部材が、略平板状に形
成されていることを特徴としており、略平板状の輻射放
熱板と略平板状の表面燃焼バーナ部材との間の隙間がほ
ぼ均一に保たれることによって、表面燃焼バーナ部材に
おける表面燃焼とその燃焼ガスの熱により、輻射放熱板
に対する加熱を均一に行うことが出来るようになる。

【００２０】第４の発明による輻射間接加熱バーナは、
前記第１の発明の構成に加えて、前記表面燃焼バーナ部
材が、耐熱金属繊維が板状に成形されることによって構
成されていることを特徴としており、耐熱金属繊維素材
によって形成された表面燃焼バーナ部材は、それが如何
なる方向に設置されても火炎形成には影響をほとんど受
けないので、輻射間接加熱バーナを設置する際の設置方
向に関する制約が少なくなる。

【００２１】また、保炎性能に優れた耐熱金属繊維を表
面素材とする表面燃焼バーナ部材が用いられることによ
って、燃焼の安定性が向上する。

【００２２】第５の発明による輻射間接加熱バーナは、
前記第１の発明の構成に加えて、前記表面燃焼バーナ部
材における表面燃焼によって発生する燃焼ガスが、表面
燃焼バーナ部材と前記輻射放熱板との間の空間を通って
排気されることを特徴としており、これによって、高温
の燃焼ガスによる輻射放熱板の均一な加熱が行われる。

【００２３】第６の発明による輻射間接加熱バーナは、
前記第１の発明の構成に加えて、前記表面燃焼バーナ部
材における表面燃焼によって発生する燃焼ガスの排気流
路と酸化剤の供給流路とが隣接して配置され、燃焼ガス
の排気流路と酸化剤の供給流路との間に熱交換部材が配
置されていることを特徴としており、これによって、排
気される燃焼ガスによって酸化剤が予熱されるので、排
熱回収による熱効率の向上が図られる。

【００２４】なお、予熱が酸化剤にのみ行われることに
よって、逆火が発生する虞がなく、酸化剤を高い温度ま
で予熱することが出来るので、酸化剤と燃料ガスの予混
合気を予熱する場合に比べて、燃焼効率を上昇させるこ
とができるようになる。

【００２５】第７の発明による輻射間接加熱バーナは、
前記第１の発明の構成に加えて、前記表面燃焼バーナ部
材の輻射放熱板と反対側に形成される空間内に、この空
間内に供給される燃料ガスと酸化剤をそれぞれ分散させ
て互いに混合させる分散部材が取り付けられていること
を特徴としており、この分散部材によって、輻射間接加
熱バーナに供給された燃料ガスと酸化剤がそれぞれ分散
されて均一に混合されるので、均一な燃焼が行われるよ
うになる。

【００２６】第８の発明による輻射間接加熱バーナは、
前記第７の発明の構成に加えて、前記分散部材が、燃料
ガスと酸化剤のそれぞれの供給管の軸線方向と直交する
向きに配置された板材であることを特徴としており、こ
の板材にそれぞれの供給管から供給された燃料ガスと酸
化剤がぶつかって、それぞれ四方に分散されて互いに混
合される。

【００２７】第９の発明による輻射間接加熱バーナは、
前記第７の発明の構成に加えて、前記燃料ガスまたは酸
化剤の分散部材が、燃料ガスまたは酸化剤の供給管の噴
射口に設けられたパンチングメタルであることを特徴と
しており、輻射間接加熱バーナに供給された燃料ガスま
たは酸化剤がパンチングメタルを通過することによって
分散される。

【００２８】第１０の発明による輻射間接加熱バーナ
は、前記第３の発明の構成に加えて、前記表面燃焼バー
ナ部材の隅部に、この表面燃焼バーナ部材と前記輻射放
熱板との間の空間内から燃焼ガスを排気するための排気
孔が形成されていることを特徴としており、これによっ
て、表面燃焼バーナ部材の燃焼部分の面積を大きく設定
することができるので、燃焼効率の向上を図ることが出
来る。

【００２９】第１１の発明による輻射間接加熱バーナ
は、前記第３の発明の構成に加えて、前記表面燃焼バー
ナ部材の隅部に、スパークロッドが挿通される貫通孔が
形成されていることを特徴としており、これによって、
表面燃焼バーナ部材の燃焼部分の面積を大きく設定する
ことができるので、燃焼効率の向上を図ることが出来
る。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の最も好適と思わ
れる実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説
明を行う。

【００３１】図１は、この発明による輻射間接加熱バー
ナの実施形態における一例を示す側断面図である。この
図１の輻射間接加熱バーナ１０は、耐熱鋼またはＳｉＣ
等のセラミックスによって成形された半球状の輻射放熱
板１１の外フランジ部１１Ａに、円形の基盤１２の外縁
部がボルト締めによって固定されている。

【００３２】このとき、輻射放熱板１１の外フランジ部
１１Ａと基盤１２の外縁部との間に耐熱性のパッキン１
３が挟持されることによって、輻射放熱板１１の内部が
密閉されている。

【００３３】基盤１２の中央部には、排気管１４が基盤
１２の中心線と同軸方向に延びるように一体的に形成さ
れていて、この排気管１４の端部に排気孔１４ａが形成
されている。

【００３４】この排気管１４の中心には、酸化剤供給管
１５が同軸状に挿通されており、さらに、この酸化剤供
給管１５の中心に燃料供給管１６が挿通されている。

【００３５】酸化剤供給管１５の輻射放熱板１１の内側
に突出している端部には、後述する表面燃焼バーナを支
持するためのフランジ状の支持盤１５Ａが形成されてお
り、この支持盤１５Ａと基盤１２との間に、排気管１４
内に連通される所要の幅の隙間が形成されている。

【００３６】酸化剤供給管１５の支持盤１５Ａと反対側
の排気管１４よりも外側に位置している端部には、酸化
剤供給孔１５ａが形成されている。

【００３７】そして、酸化剤供給管１５の外壁面に、こ
の酸化剤供給管１５の外壁面と排気管１４の内壁面との
間に形成される排気流路内に位置するように、熱交換用
フィン１７が取り付けられている。

【００３８】輻射放熱板１１の内側において、燃料供給
管１６の端部は、酸化剤供給管１５の端部よりも輻射放
熱板１１側に突出しており、この燃料供給管１６の酸化
剤供給管１５の端部よりも突出している端部に、支持盤
１５Ａに対して平行に配置されるフランジ状の空気分散
板１８が取り付けられている。

【００３９】そして、この空気分散板１８は、支持盤１
５Ａとの間に介装されたスペーサ１９によって、支持盤
１５Ａに対して酸化剤供給管１５内に連通された所要の
幅の隙間を形成するように保持されている。

【００４０】燃料供給管１６の空気分散板１８と反対側
の端部には、燃料供給孔１６ａが形成されている。

【００４１】空気分散板１８の支持盤１５Ａと反対側に
は、円盤状のガス分散板２０が空気分散板１８に対して
平行に配置されており、このガス分散板２０は、空気分
散板１８との間に介装されたスペーサ２１によって、空
気分散板１８に対して燃料供給管１６内に連通された所
要の幅の隙間を形成するように保持されている。

【００４２】支持盤１５Ａには、半球状の表面燃焼バー
ナ２２が、その内側に空気分散板１８およびガス分散板
２０を収容するように、その端縁部が支持盤１５Ａの外
周部に固定されることによって輻射放熱板１１と同心状
に取り付けられている。

【００４３】この表面燃焼バーナ２２は、その表面素材
が特殊耐熱金属繊維を半球状に加工したものや、特殊耐
熱金属繊維をニット状に編んで半球状にしたものが使用
され、後述するように、燃料供給管１６から供給される
燃料ガスを酸化剤供給管１５から供給される空気等の酸
化剤によってその金属繊維面で燃焼させるものである。

【００４４】表面燃焼バーナ２２と輻射放熱板１１との
間には、この表面燃焼バーナ２２と輻射放熱板１１とが
同心状に配置されていることによって、均一な幅を有す
るボウル状の燃焼ガス流通部２３が形成され、この燃焼
ガス流通部２３内に発火部が位置するように、スパーク
ロッド２４が基盤１２上に立設されている。

【００４５】同様に、この燃焼ガス流通部２３内に火炎
検出部が位置するように、フレームロッド２６が基盤１
２上に立設されている。

【００４６】次に、この輻射間接加熱バーナ１０の燃焼
動作について説明を行う。

【００４７】この輻射間接加熱バーナ１０は、炉壁Ｈの
円形のバーナ取付孔Ｈａ内に、輻射放熱板１１が外側か
ら炉内（図において上方側）に突出するように嵌合され
て、その外フランジ部１１Ａが基盤１２の外縁部ととも
にボルト締めされることにより、炉壁Ｈに固定される。

【００４８】このとき、輻射放熱板１１の外フランジ部
１１Ａと炉壁Ｈとの間に耐熱性を有するパッキン２５が
挟持されることによって、輻射放熱板１１と炉壁Ｈとの
間が密閉される。

【００４９】このようにして、炉壁Ｈに取り付けられた
輻射間接加熱バーナ１０は、酸化剤供給孔１５ａから酸
化剤供給管１５内に空気等の酸化剤が供給され、燃料供
給孔１６ａから燃料供給管１６内に燃料ガスが供給され
ることによって、表面燃焼バーナ２２における表面燃焼
を行う。

【００５０】すなわち、酸化剤供給孔１５ａから酸化剤
供給管１５内に供給される酸化剤は、支持盤１５Ａと空
気分散板１８との間の隙間から表面燃焼バーナ２２の内
側に噴射され、また、燃料供給孔１６ａから燃料供給管
１６内に供給される燃料ガスは、空気分散板１８とガス
分散板２０との間の隙間から表面燃焼バーナ２２の内側
に噴射される。

【００５１】このとき、酸化剤が空気分散板１８によっ
て、また、燃料ガスがガス分散板２０によってそれぞれ
分散されることにより、酸化剤と燃料ガスが表面燃焼バ
ーナ２２内において均一に混合される。そして、この混
合ガスが、スパークロッド２４による着火によって表面
燃焼バーナ２２の表面において燃焼される。

【００５２】このようにして表面燃焼バーナ２２におい
て表面燃焼が行われ、このとき発生する輻射熱と、表面
燃焼バーナ２２から輻射放熱板１１との間の燃焼ガス流
通部２３に吹き出される高温の燃焼ガスとによって、こ
の表面燃焼バーナ２２に対向する輻射放熱板１１が加熱
されて、この輻射放熱板１１からの輻射熱により、炉内
の加熱が行われる。このとき、フレームロッド２６によ
る火炎検出も行われる。

【００５３】なお、燃焼ガス流通部２３内に吹き出され
た燃焼ガスは、燃焼ガス流通部２３から支持盤１５Ａと
基盤１２との間の隙間を通って排気管１４内に流れ出
し、排気孔１４ａから排気ガスとして排気される。

【００５４】このとき、燃焼ガス（排気ガス）が酸化剤
供給管１５の外壁面と排気管１４の内壁面との間の排気
流路内を通過する際に、熱交換用フィン１７によって、
燃焼ガス（排気ガス）と酸化剤供給管１５内を通過する
酸化剤との間で熱交換が行われて、酸化剤が予熱される
とともに、燃焼ガス（排気ガス）の温度が低下される。

【００５５】以上のように、上記輻射間接加熱バーナ１
０は、燃焼が表面燃焼バーナ２２における均一な表面燃
焼によって行われて、その輻射熱と燃焼ガスの熱により
輻射放熱板１１の加熱が行われるので、輻射放熱板１１
の加熱が均一に行われ、これによって輻射放熱板１１に
おける熱応力の発生が抑えられて輻射放熱板１１の変形
や亀裂の発生が防止されるとともに、輻射放熱板１１に
おける加熱面の温度勾配が小さくなるので、均一な温度
場を形成することが出来る。

【００５６】さらに、耐熱金属繊維素材によって形成さ
れた表面燃焼バーナ２２は、如何なる方向に設置されて
も火炎形成にはほとんど影響を受けないので、輻射間接
加熱バーナ１０を設置する際の設置方向に関する制約が
少なくなる。

【００５７】また、保炎性能に優れた耐熱金属繊維を表
面素材とする表面燃焼バーナ２２が用いられていること
によって、安定した燃焼が行われる。さらにまた、排気
ガスによって酸化剤が予熱されることによって、排熱回
収による熱効率の向上が図られる。

【００５８】なお、このとき、予熱が酸化剤にのみ行わ
れるので、逆火が発生する虞がなく、酸化剤を高い温度
まで予熱することが出来るので、酸化剤と燃料ガスの予
混合気を予熱する場合に比べて、燃焼効率を上昇させる
ことができる。

【００５９】図２は、図１の例の変形例を示す側断面図
である。この図２の輻射間接加熱バーナは、燃料供給管
１６の表面燃焼バーナ２２内に突出する側の端部に、図
１の空気分散板１８の代わりに、支持盤１５Ａに対して
平行に配置された円盤状のパンチングメタル１８’が固
定されている。

【００６０】そして、このパンチングメタル１８’は、
支持盤１５Ａとの間に介装されたスペーサ１９’によっ
て支持盤１５Ａに対して酸化剤供給管１５内に連通され
た所要の幅の隙間を形成するように保持されており、酸
化剤供給管１５から供給される酸化剤が支持盤１５Ａと
の間の隙間からパンチングメタル１８’を通して表面燃
焼バーナ２２内に噴出されるようになっている。

【００６１】このパンチングメタル１８’上には、燃料
供給管１６の開口部に対向する位置にガス分散板２０’
が、スペーサ２１’によってパンチングメタル１８’に
対して所定の隙間を空けて平行に取り付けられており、
このガス分散板２０’によって、燃料供給管１６から供
給される燃料ガスがパンチングメタル１８’の表面と平
行な方向に噴出されるようになっている。

【００６２】この図２の例においては、酸化剤供給管１
５から供給されてパンチングメタル１８’から表面燃焼
バーナ２２内に噴出される酸化剤と、燃料供給管１６か
ら供給されてガス分散板２０’によってパンチングメタ
ル１８’に対して平行な方向に噴出される燃料ガスとが
ほぼ直角向きにぶつかって、均一に混合される。

【００６３】図３は、この発明による輻射間接加熱バー
ナの実施形態における他の例を示す側断面図である。

【００６４】この図３の輻射間接加熱バーナ３０は、図
１の輻射放熱板が半球状の形状を有していたのに対し、
輻射放熱板３１が、耐熱鋼またはＳｉＣ等のセラミック
スによって加熱面（図３において上側の面）が平面にな
っている方形の箱状に成形されている。

【００６５】基盤１２および排気管１４，酸化剤供給管
１５，燃料供給管１６，熱交換用フィン１７の構成につ
いては図１の例とほぼ同様であり、同一の符号が付され
ている。

【００６６】すなわち、輻射放熱板３１の外フランジ部
３１Ａに方形の基盤１２の外縁部が耐熱性のパッキン１
３を挟持した状態でボルト締めによって固定されること
により、輻射放熱板３１の内部が密閉されている。

【００６７】酸化剤供給管１５の輻射放熱板３１の内側
に突出している端部には、輻射放熱板３１の内壁面の横
断面形状とほぼ同じ外形を有する方形の支持盤１５Ａ’
が形成されており、この支持盤１５Ａ’と基盤１２との
間に、排気管１４内に連通される所要の幅の隙間が形成
されている。

【００６８】輻射放熱板３１の内側において、燃料供給
管１６の端部には、図１の例と同様に、空気分散板１８
とガス分散板２０が固定されており、支持盤１５Ａ’と
空気分散板１８，ガス分散板２０が、それぞれスペーサ
１９と２１とによって、互いに平行にかつ所要の幅の隙
間を形成するように保持されている。

【００６９】支持盤１５Ａ’上には、断熱材によって輻
射放熱板３１の内壁面の横断面形状とほぼ同じ外形を有
する方形の枠状に成形された断熱壁３２が固定され、さ
らに、この断熱壁３２上に、輻射放熱板３１の内壁面の
横断面形状とほぼ同じ外形を有する方形の表面燃焼バー
ナ３３が固定されて、空気分散板１８とガス分散板２０
とを支持盤１５Ａ’と断熱壁３２，表面燃焼バーナ３３
によって囲まれた空間内に収容している。

【００７０】この表面燃焼バーナ３３には、その表面素
材が特殊耐熱金属繊維を平板状に加工したものや、特殊
耐熱金属繊維をニット状に編んで平板状にしたものが用
いられ、後述するように、燃料供給管１６から供給され
る燃料ガスを酸化剤供給管１５から供給される空気等の
酸化剤によってその金属繊維面で燃焼させるものであ
る。

【００７１】この表面燃焼バーナ３３は、輻射放熱板３
１に対して所要の間隔を開けて平行に保持されている。

【００７２】図４は、支持盤１５Ａ’および断熱壁３
２，表面燃焼バーナ３３の構成を示す斜視図である。な
お、図３には、この図４のIII−III線において断面した
状態が示されている。

【００７３】この図４において、支持盤１５Ａ’および
断熱壁３２，表面燃焼バーナ３３の四つの隅部のうち、
三カ所に表面燃焼バーナ３３の表面側から支持盤１５
Ａ’の背面側に貫通する排気孔ｈ１が形成されており、
図３から分かるように、この排気孔ｈ１を介して、表面
燃焼バーナ３３と輻射放熱板３１間の隙間と支持盤１５
Ａ’と基盤１２間の隙間とが連通されている。

【００７４】さらに、支持盤１５Ａ’および断熱壁３
２，表面燃焼バーナ３３の残りの隅部に、スパークロッ
ドを挿通させるための貫通孔ｈ２が形成されており、図
３に示されるように、この貫通孔ｈ２に基盤１２上に立
設されたフレームロッドを兼用するスパークロッド３４
が挿通されることによって、スパークロッド３４が、そ
の先端の発火部を表面燃焼バーナ３３と輻射放熱板３１
の間の隙間内に位置させた状態で支持されている。

【００７５】なお、図４中、Ｂは、表面燃焼バーナ３３
を断熱壁３２に固定するためのボルトである。

【００７６】この輻射間接加熱バーナ３０は、図１の輻
射間接加熱バーナと同様に、炉壁Ｈ’に形成された方形
のバーナ取付孔Ｈａ’内に嵌合されて、その輻射放熱板
３１の加熱面が炉壁Ｈ’の内壁面とほぼ面一になるよう
に位置決めされた状態で、その外フランジ部３１Ａが基
盤１２の外縁部とともにボルト締めされることによっ
て、炉壁Ｈ’に固定される。

【００７７】このとき、輻射放熱板３１の外フランジ部
３１Ａと炉壁Ｈ’との間に耐熱性を有するパッキン２５
が挟持されることにより、輻射放熱板３１と炉壁Ｈ’と
の間が密閉される。

【００７８】この輻射間接加熱バーナ３０の燃焼動作
は、図１の輻射間接加熱バーナ１０の場合とほぼ同様で
あり、酸化剤供給孔１５ａから酸化剤供給管１５内に空
気等の酸化剤が供給され、燃料供給孔１６ａから燃料供
給管１６内に燃料ガスが供給されることによって、表面
燃焼バーナ３３における表面燃焼が行われる。

【００７９】すなわち、酸化剤供給孔１５ａから酸化剤
供給管１５内に供給される酸化剤は、支持盤１５Ａと空
気分散板１８との間の隙間から表面燃焼バーナ３３の内
側に噴射され、燃料供給孔１６ａから燃料供給管１６内
に供給される燃料ガスは、空気分散板１８とガス分散板
２０との間の隙間から表面燃焼バーナ３３の内側に噴射
される。

【００８０】このとき、酸化剤が空気分散板１８によっ
て、また、燃料ガスがガス分散板２０によってそれぞれ
分散されることにより、酸化剤と燃料ガスが表面燃焼バ
ーナ３３内において均一に混合される。

【００８１】そして、この混合ガスが、スパークロッド
３４による着火によって表面燃焼バーナ３３の表面で燃
焼される。

【００８２】このようにして表面燃焼バーナ３３におい
て表面燃焼が行われ、このとき発生する輻射熱と表面燃
焼バーナ３３から輻射放熱板３１との間の隙間（燃焼ガ
ス流通部）に吹き出される高温の燃焼ガスとによって、
この表面燃焼バーナ３３に平行に対向する輻射放熱板３
１が加熱されて、この輻射放熱板３１からの輻射熱によ
り、炉内の加熱が行われる。

【００８３】なお、表面燃焼バーナ３３から輻射放熱板
３１との間の隙間（燃焼ガス流通部）内に吹き出された
燃焼ガスは、表面燃焼バーナ３３および断熱壁３２，支
持盤１５Ａ’の隅部に形成された各排気孔ｈ１から支持
盤１５Ａ’と基盤１２との間の隙間を通って排気管１４
内に流れ出し、排気孔１４ａから排気ガスとして排気さ
れる。

【００８４】このとき、燃焼ガス（排気ガス）が酸化剤
供給管１５の外壁面と排気管１４の内壁面との間の排気
流路内を通過する際に、熱交換用フィン１７によって、
燃焼ガス（排気ガス）と酸化剤供給管１５内を通過する
酸化剤との間で熱交換が行われて、酸化剤が予熱される
とともに、燃焼ガス（排気ガス）の温度が低下される。

【００８５】以上のように、上記輻射間接加熱バーナ３
０は、燃焼が表面燃焼バーナ３３における均一な表面燃
焼によって行われてその輻射熱と燃焼ガスの熱により輻
射放熱板３１の加熱が行われるので、輻射放熱板３１の
加熱が均一に行われ、これによって輻射放熱板３１にお
ける熱応力の発生が抑えられて輻射放熱板３１の変形や
亀裂の発生が防止されるとともに、輻射放熱板３１にお
ける加熱面の温度勾配が小さくなるので、均一な温度場
を形成することが出来る。

【００８６】さらに、耐熱金属繊維素材によって形成さ
れた表面燃焼バーナ３２は、如何なる方向に設置されて
も火炎形成にはほとんど影響を受けないために、輻射間
接加熱バーナ３０を設置する際の設置方向に関する制約
が少なくなる。

【００８７】また、保炎性能に優れた耐熱金属繊維を表
面素材とする表面燃焼バーナ３３が用いられることによ
って、燃焼の安定性が向上する。さらにまた、排気ガス
によって酸化剤が予熱されることによって、排熱回収に
よる熱効率の向上が図られる。

【００８８】なお、このとき、予熱が酸化剤にのみ行わ
れるので、逆火が発生する虞がなく、酸化剤を高い温度
まで予熱することが出来るので、酸化剤と燃料ガスの予
混合気を予熱する場合に比べて、燃焼効率を上昇させる
ことができる。

【００８９】さらにまた、排気ガスを排出するための排
気孔ｈ１とスパークロッド３４を取り付けるための貫通
孔ｈ２が、それぞれ、支持盤１５Ａ’および断熱壁３
２，表面燃焼バーナ３３の四隅部に配置されて形成され
ているので、表面燃焼バーナ３３の燃焼部分の面積を大
きく設定することができ、これによって、燃焼効率の向
上が図られる。

【００９０】なお、この図３の例においても、図２の例
の場合と同様に、空気分散板１８の代わりにパンチング
メタルを用いて、供給される酸化剤の分散を行うように
することも出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における一例を示す側断面図
である。

【図２】同例の変形例を示す側断面図である。

【図３】本発明の実施形態における他の例を示す側断面
図である。

【図４】同例における表面燃焼バーナの形態を示す斜視
図である。

【図５】従来例を示す概略側断面図である。

【図６】他の従来例を示す概略側断面図である。

【符号の説明】

１０ …輻射間接加熱バーナ １１ …輻射放熱板 １１Ａ …外フランジ部 １２ …基盤 １３ …パッキン １４ …排気管 １５ …酸化剤供給管 １５Ａ，１５Ａ’…支持盤 １６ …燃料供給管 １７ …熱交換用フィン（熱交換部材） １８ …空気分散板（分散部材） １８’ …パンチングメタル １９ …スペーサ ２０ …ガス分散板（分散部材） ２１ …スペーサ ２２ …表面燃焼バーナ（表面燃焼バーナ部
材） ２３ …燃焼ガス流通部 ２４ …スパークロッド ２６ …フレームロッド ３０ …輻射間接加熱バーナ ３１ …輻射放熱板 ３２ …断熱壁 ３３ …表面燃焼バーナ（表面燃焼バーナ部
材） ３４ …スパークロッド ｈ１ …排気孔 ｈ２ …貫通孔 Ｈ，Ｈ’ …炉壁 Ｈａ，Ｈａ’ …バーナ取付孔

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 輻射放熱板の内側に形成された燃焼室内
   に燃料ガスと酸化剤が供給されてその燃焼によって加熱
   された輻射放熱板からの輻射熱により間接加熱を行う輻
   射間接加熱バーナにおいて、 前記輻射放熱板の内側のこの輻射放熱板と所要の間隔を
   開けて対向する位置に、表面燃焼を行う表面燃焼バーナ
   部材が取り付けられて、この表面燃焼バーナ部材の輻射
   放熱板と反対側に形成される空間内に燃料ガスと酸化剤
   が供給されることを特徴とする輻射間接加熱バーナ。
2. 【請求項２】 略半球状の前記輻射放熱板に対して前記
   表面燃焼バーナ部材が、輻射放熱板よりも小さい径を有
   する略半球状に形成されている請求項１に記載の輻射間
   接加熱バーナ。
3. 【請求項３】 略平板状の前記輻射放熱板に対して前記
   表面燃焼バーナ部材が、略平板状に形成されている請求
   項１に記載の輻射間接加熱バーナ。
4. 【請求項４】 前記表面燃焼バーナ部材が、耐熱金属繊
   維が板状に成形されることによって構成されている請求
   項１に記載の輻射間接加熱バーナ。
5. 【請求項５】 前記表面燃焼バーナ部材における表面燃
   焼によって発生する燃焼ガスが、表面燃焼バーナ部材と
   前記輻射放熱板との間の空間を通って排気される請求項
   １に記載の輻射間接加熱バーナ。
6. 【請求項６】 前記表面燃焼バーナ部材における表面燃
   焼によって発生する燃焼ガスの排気流路と酸化剤の供給
   流路とが隣接して配置され、燃焼ガスの排気流路と酸化
   剤の供給流路との間に熱交換部材が配置されている請求
   項１に記載の輻射間接加熱バーナ。
7. 【請求項７】 前記表面燃焼バーナ部材の輻射放熱板と
   反対側に形成される空間内に、この空間内に供給される
   燃料ガスと酸化剤をそれぞれ分散させて互いに混合させ
   る分散部材が取り付けられている請求項１に記載の輻射
   間接加熱バーナ。
8. 【請求項８】 前記分散部材が、燃料ガスと酸化剤のそ
   れぞれの供給管の軸線方向と直交する向きに配置された
   板材である請求項７に記載の輻射間接加熱バーナ。
9. 【請求項９】 前記燃料ガスまたは酸化剤の分散部材
   が、燃料ガスまたは酸化剤の供給管の噴射口に設けられ
   たパンチングメタルである請求項７に記載の輻射間接加
   熱バーナ。
10. 【請求項１０】 前記表面燃焼バーナ部材の隅部に、こ
    の表面燃焼バーナ部材と前記輻射放熱板との間の空間内
    から燃焼ガスを排気するための排気孔が形成されている
    請求項３に記載の輻射間接加熱バーナ。
11. 【請求項１１】 前記表面燃焼バーナ部材の隅部に、ス
    パークロッドが挿通される貫通孔が形成されている請求
    項３に記載の輻射間接加熱バーナ。