JP2001330215A - 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２０が配置され、この表
面燃焼バーナ２０が輻射放熱板１１に対して接離する方
向に移動可能になっており、この表面燃焼バーナ２０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
ナ部材が配置され、この表面燃焼バーナ部材が輻射放熱
板との間隔を調節自在になっており、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】そして、表面燃焼バーナ部材が輻射放熱板
との間隔を調節自在になっていて、表面燃焼バーナ部材
に対して接離する方向に移動されることによって、表面
燃焼バーナ部材と輻射放熱板との間の間隔が調節され
る。

【００１８】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。

【００１９】そして、この輻射間接加熱バーナは、表面
燃焼バーナと輻射放熱板との間隔が調節されることによ
って、燃焼負荷に合った最適な加熱を行うことが出来
る。

【００２０】第２の発明による輻射間接加熱バーナは、
上記第１の発明の構成に加えて、前記表面燃焼バーナ部
材の支持部が輻射間接加熱バーナの基台部分に螺合され
ていて、表面燃焼バーナ部材の支持部の軸回りの回転に
よって表面燃焼バーナ部材が輻射放熱板に対して接離す
る方向に移動されることを特徴としており、表面燃焼バ
ーナ部材の支持部がその軸回りに回転されることによっ
て、表面燃焼バーナ部材と輻射放熱板との間の間隔が、
任意に調節される。

【００２１】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、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。

【００２２】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
材内に燃料ガスと酸化剤との予混合気が供給され、この
予混合気の供給流路と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が隣接して
配置されていて、予混合気の供給流路の途中に、燃焼ガ
スの排気流路から燃焼ガスの一部を予混合気の供給流路
内に導入する排気ガス再循環機構が設けられていること
を特徴としている。

【００２３】この第４の発明によれば、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（排気
ガス）が排気される際に、この排気される燃焼ガスの一
部が、予混合気の供給流路の途中に設けられた排気ガス
再循環機構によって、燃焼ガスの排気流路から隣接する
予混合気の供給流路内に導入されて予混合気の供給流路
内を流れる予混合気に混合され、これによって、排気ガ
スの再循環が行われて、表面燃焼バーナ部材に供給され
る予混合気中の酸素濃度が低下されることにより、燃焼
ガス（排気ガス）中のＮＯｘ値が低減される。

【００２４】第５の発明による輻射間接加熱バーナは、
上記第４の発明の構成に加えて、前記排気ガス再循環機
構が、予混合気の供給流路と燃焼ガスの排気流路との間
を仕切る壁部に形成されて予混合気の供給流路と燃焼ガ
スの排気流路とを連通する通気孔と、予混合気の供給流
路内の通気孔よりも上流側に設けられたノズル部材を有
していることを特徴としている。

【００２５】この第５の発明によれば、予混合気の供給
流路内において、表面燃焼バーナ部材の方向に流れる予
混合気がノズル部材から吹き出すことによってノズル部
材の下流側に低圧力状態が発生され、これによって、排
気流路内を通って排気される燃焼ガス（排気ガス）の一
部が通気孔から予混合気の供給流路内に吸引されて、こ
の供給流路内を流れる予混合気に混合される。

【００２６】第６の発明による輻射間接加熱バーナは、
上記第４の発明の構成に加えて、前記燃焼ガスの排気流
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
燃焼ガスによって表面燃焼バーナ部材に供給される予混
合気が予熱されるので、排熱回収による熱効率の向上が
図られる。

【００２７】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、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。

【００２８】第８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。

【００２９】第９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。

【００３０】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。

【００３１】第１０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の予混合気を分
散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
供給された予混合気が表面燃焼バーナ部材内に均一に拡
散されるので、均一な燃焼が行われるようになる。

【００３２】第１１の発明による輻射間接加熱バーナ
は、上記第１０の発明の構成に加えて、前記分散部材
が、予混合気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、この板材に供
給管から噴射される予混合気がぶつかることによりそれ
ぞれ四方に分散されて、表面燃焼バーナ部材内に均一に
拡散される。

【００３３】第１２の発明による輻射間接加熱バーナ
は、前記第８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。

【００３４】第１３の発明による輻射間接加熱バーナ
は、前記第８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。

【００３５】

【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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】この排気管１４の中心には、予混合気供給
管１５が同軸状に挿通されていて、図示しない混合器か
ら燃料ガスと空気等の酸化剤が混合された予混合気が供
給されるようになっている。

【００４０】さらに、この排気管１４の排気孔１４ａが
形成されている側の端面に、円筒形の開口部１４ｂが形
成されていて、この開口部１４ｂの内周面に雌ねじ部１
４Ａが形成されている。

【００４１】予混合気供給管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１６が形成されてお
り、この支持盤１６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。

【００４２】また、予混合気供給管１５の支持盤１６が
設けられている側と反対側の端部に、予混合気供給孔１
５ａが形成されており、さらに、この予混合気供給孔１
５ａが形成されている側の端部の外周面に雄ねじ部１５
Ａが形成されている。

【００４３】そして、この予混合気供給管１５の雄ねじ
部１５Ａが排気管１４に形成された雌ねじ部１４Ａに螺
合されることによって、予混合気供給管１５が排気管１
４に対して同軸状に支持されているとともに、予混合気
供給管１５が、その軸回りに回転された際に、雄ねじ部
１５Ａと雌ねじ部１４Ａとの螺合によって排気管１４に
対して軸方向にスライドするようになっている。

【００４４】予混合気供給管１５の外壁面に、この予混
合気供給管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。

【００４５】輻射放熱板１１の内側において、予混合気
供給管１５の開口端１５ｂには、支持盤１６に対して平
行に配置されるフランジ状の分散板１８が取り付けられ
ており、この分散板１８が、支持盤１６との間に介装さ
れたスペーサ１９によって、支持盤１６に対して予混合
気供給管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。

【００４６】支持盤１６には、半球状の表面燃焼バーナ
２０が、その内側に分散板１８を収容した状態で、その
端縁部が支持盤１６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。

【００４７】この表面燃焼バーナ２０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
れていて、後述するように、予混合気供給管１５から供
給される予混合気が、その金属繊維面で燃焼されるよう
になっているものである。

【００４８】表面燃焼バーナ２０と輻射放熱板１１との
間には、この表面燃焼バーナ２０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２１が形成され、この燃焼
ガス流通部２１内に発火部が位置するように、スパーク
ロッド２２が基盤１２上に立設されている。

【００４９】同様に、この燃焼ガス流通部２１内に火炎
検出部が位置するように、フレームロッド２４が基盤１
２上に立設されている。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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２３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。

【００５３】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、予混合気供給孔１５ａから図
示しない混合器によって燃料ガスと空気等の酸化剤とが
あらかじめ混合された予混合気が予混合気供給管１５内
に供給されて、スパークロッド２２によって着火される
ことにより、表面燃焼バーナ２０において表面燃焼を行
う。

【００５４】すなわち、予混合気供給孔１５ａから予混
合気供給管１５内に供給される予混合気は、支持盤１６
と分散板１８との間の隙間から表面燃焼バーナ２０の内
側に噴射され、このとき、分散板１８によって分散され
ることにより表面燃焼バーナ２０内に均一に拡散され
る。

【００５５】そして、この予混合ガスが、スパークロッ
ド２２による着火によって表面燃焼バーナ２０の表面に
おいて燃焼される。このとき、フレームロッド２４によ
る火炎検出も行われる。

【００５６】このようにして表面燃焼バーナ２０におけ
る表面燃焼が行われて、このとき発生する輻射熱と、表
面燃焼バーナ２０から輻射放熱板１１との間の燃焼ガス
流通部２１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２０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。

【００５７】燃焼ガス流通部２１内に吹き出された燃焼
ガスは、この燃焼ガス流通部２１から支持盤１６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。

【００５８】このとき、燃焼ガス（排気ガス）が予混合
気供給管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）と予混合気供給管１５内を通
過する予混合気との間で熱交換が行われて、予混合気が
予熱されるとともに、燃焼ガス（排気ガス）の温度が低
下される。

【００５９】なお、この輻射間接加熱バーナ１０は、予
混合気供給管１５がその軸回りに回転されることによっ
て、その雄ねじ部１５Ａと排気管１４の雌ねじ部１４Ａ
との螺合により予混合気供給管１５がその軸方向にスラ
イドされて、これにより、予混合気供給管１５の先端部
に取り付けられている表面燃焼バーナ２０と輻射放熱板
１１との間隔が調節される。

【００６０】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２０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。

【００６１】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２０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。

【００６２】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２０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
ガスによって予混合気が予熱されることにより、排熱回
収による熱効率の向上が図られる。。

【００６３】そして、この輻射間接加熱バーナ１０は、
表面燃焼バーナ２０と輻射放熱板１１との間隔が可変に
なっていることによって、表面燃焼バーナ２０の燃焼量
に対応した適度な燃焼空間を形成することが出来る。

【００６４】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には、輻射間接加熱バーナの予混合気
供給管と排気管の端部部分の断面が示されている。

【００６５】この図２において、予混合気供給管１５’
の排気管１４内に位置する部分の管壁に、この予混合気
供給管１５’の管内を排気管１４の管内に連通させる排
気ガス再循環用通気孔１５Ｂが形成され、さらに、この
予混合気供給管１５’の内壁の排気ガス再循環用通気孔
１５Ｂが形成されている部分の上流側（図２において下
方側）に、ノズル１５Ｃが設けられている。

【００６６】この図２の輻射間接加熱バーナは、予混合
気供給管１５’内において、表面燃焼バーナ２０に供給
される予混合気がノズル１５Ｃから吹き出すことによっ
てノズル１５Ｃの下流側（図２において上方側）に低圧
力状態が発生され、これによって、排気管１４内を通っ
て排気される排気ガスの一部が排気ガス再循環用通気孔
１５Ｂから予混合気供給管１５’内に吸引されて、この
予混合気供給管１５’内を流れる予混合気と混合され
る。

【００６７】このようにして、排気ガスの再循環が行わ
れ、表面燃焼バーナ２０に供給される予混合気中の酸素
濃度が低下されることによって、排気ガス中のＮＯｘ値
が低減される。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】基盤１２および排気管１４，雌ねじ部１４
Ａ，予混合気供給管１５，雄ねじ部１５Ａ，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る。

【００７１】すなわち、排気管１４の開口部１４ｂの内
周面に雌ねじ部１４Ａが形成され、予混合気供給管１５
の予混合気供給孔１５ａが形成されている側の端部の外
周面に雄ねじ部１５Ａが形成されており、この雄ねじ部
１５Ａと雌ねじ部１４Ａが螺合されていることによっ
て、予混合気供給管１５が排気管１４に対して同軸状に
支持されているとともに、予混合気供給管１５が、その
軸回りに回転された際に、雄ねじ部１５Ａと雌ねじ部１
４Ａとの螺合によって排気管１４に対して軸方向にスラ
イドするようになっている。

【００７２】輻射放熱板３１は、その外フランジ部３１
Ａに方形の基盤１２の外縁部が耐熱性のパッキン１３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
って、内部が密閉されている。

【００７３】予混合気供給管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１６’
が形成されており、この支持盤１６’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。

【００７４】輻射放熱板３１の内側において、予混合気
供給管１５の端部には、図１の例と同様に、分散板１８
が取り付けられており、支持盤１６’と分散板１８がス
ペーサ１９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。

【００７５】支持盤１６’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、分散板１８を支持盤１６’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。

【００７６】この表面燃焼バーナ３３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、予混合気供給管１５から供給さ
れる予混合気から供給される予混合気をその金属繊維面
で燃焼させるようになっている。

【００７７】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。

【００７８】図４は、支持盤１６’および断熱壁３２，
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。

【００７９】この図４において、支持盤１６’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１６’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１６’と基
盤１２間の隙間とが連通されている。

【００８０】さらに、支持盤１６’および断熱壁３２，
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、このスパークロッド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。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。

【００８１】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。

【００８２】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２３
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。

【００８３】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、予混合気供給管１５から表面燃焼バーナ３３内に
予混合気が供給されることによって、表面燃焼バーナ３
３における表面燃焼が行われる。

【００８４】すなわち、予混合気供給孔１５ａから予混
合気供給管１５内に供給される予混合気は、支持盤１
６’と分散板１８との間の隙間から表面燃焼バーナ３３
の内側に噴射される。

【００８５】このとき、予混合気は分散板１８によって
分散されることにより、表面燃焼バーナ３３内に均一に
拡散される。そして、この予混合気が、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。

【００８６】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。

【００８７】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１
６’の隅部に形成された各排気孔ｈ１から支持盤１６’
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。

【００８８】このとき、燃焼ガス（排気ガス）が予混合
気供給管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）と予混合気供給管１５内を通
過する予混合気との間で熱交換が行われて、予混合気が
予熱されるとともに、燃焼ガス（排気ガス）の温度が低
下される。

【００８９】なお、この輻射間接加熱バーナ１０は、予
混合気供給管１５がその軸回りに回転されることによっ
て、その雄ねじ部１５Ａと排気管１４の雌ねじ部１４Ａ
との螺合により予混合気供給管１５がその軸方向にスラ
イドされ、これによって、予混合気供給管１５の先端部
に取り付けられている表面燃焼バーナ３３と輻射放熱板
３１との間隔が調節される。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】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、排気ガスによ
って予混合気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。

【００９３】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１６’および断熱壁３２，
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。

【００９４】そして、この輻射間接加熱バーナ３０は、
表面燃焼バーナ３３と輻射放熱板３１との間隔の調節に
よって、表面燃焼バーナ３３の燃焼量に対応した適度な
燃焼空間を形成することが出来る。

【００９５】なお、この図３の例においても、図２の例
の場合と同様に、予混合気供給管１５’に排気ガス再循
環用通気孔とノズルを形成して、この排気ガス再循環用
通気孔とノズルにより、排気管１４内の排気ガスを再循
環させて予混合気供給管１５’から供給される予混合気
に混合させることにより、排気ガスの低ＮＯｘ化を図る
ことが出来る。

【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 １４Ａ …雌ねじ部 １５，１５’ …予混合気供給管 １５Ａ …雄ねじ部 １５Ｂ …排気ガス再循環用通気孔（排気ガス
再循環機構，通気孔） １５Ｃ …ノズル（排気ガス再循環機構，ノズ
ル部材） １６，１６’ …支持盤 １７ …熱交換用フィン（熱交換部材） １８ …分散板（分散部材） １９ …スペーサ ２０ …表面燃焼バーナ（表面燃焼バーナ部
材） ２１ …燃焼ガス流通部 ２２ …スパークロッド ２３ …パッキン ２４ …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 (13)

【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
   材が配置され、この表面燃焼バーナ部材が輻射放熱板と
   の間隔を調節自在になっており、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】 前記表面燃焼バーナ部材の支持部が輻射
   間接加熱バーナの基台部分に螺合されていて、表面燃焼
   バーナ部材の支持部の軸回りの回転によって表面燃焼バ
   ーナ部材が輻射放熱板に対して接離する方向に移動され
   る請求項１に記載の輻射間接加熱バーナ。
3. 【請求項３】 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。
4. 【請求項４】 前記表面燃焼バーナ部材内に燃料ガスと
   酸化剤との予混合気が供給され、この予混合気の供給流
   路と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が隣接して配置されていて、
   予混合気の供給流路の途中に、燃焼ガスの排気流路から
   燃焼ガスの一部を予混合気の供給流路内に導入する排気
   ガス再循環機構が設けられている請求項１に記載の輻射
   間接加熱バーナ。
5. 【請求項５】 前記排気ガス再循環機構が、予混合気の
   供給流路と燃焼ガスの排気流路との間を仕切る壁部に形
   成されて予混合気の供給流路と燃焼ガスの排気流路とを
   連通する通気孔と、予混合気の供給流路内の通気孔より
   も上流側に設けられたノズル部材を有している請求項４
   に記載の輻射間接加熱バーナ。
6. 【請求項６】 前記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４に記
   載の輻射間接加熱バーナ。
7. 【請求項７】 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。
8. 【請求項８】 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。
9. 【請求項９】 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。
10. 【請求項１０】 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の予混合気を分散させる分散部材が
    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。
11. 【請求項１１】 前記分散部材が、予混合気の供給管の
    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
    １０に記載の輻射間接加熱バーナ。
12. 【請求項１２】 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８に記載の輻射間接加熱バーナ。
13. 【請求項１３】 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８に記載の輻射間接加熱バーナ。