JP2007509304A - ヒータ用のバーナー - Google Patents

Abstract

本発明は、液体炭化水素の燃焼のためのヒータ用のバーナー１０を提供する。バーナー１０は、液体炭化水素を燃焼するための燃焼ゾーン１７と、ある量の液体炭化水素を収容するための少なくとも１つのタンク部１３、１５とを備える燃焼チャンバを有する。各タンク部１３、１５は、燃焼ゾーン１７に隣接して配置され、各タンク部１３、１５から燃焼ゾーン１７の内部に液体炭化水素が供給されるようになっている。各タンク部１３、１５は、少なくとも一部分が、各タンク部１３、１５の内部を横切る複数の部分を備える充填材料によって占められている。

Description

本発明は、大まかには、ヒータ用のバーナーに関するものである。このバーナーは、液体炭化水素の燃焼のためにアレンジされている。

慣例上、個人住宅のような建築物の暖房には、ガス、オイル、木材、および電気ヒータを要する。一般的に、木材による暖房（ヒータ）は、煙の排出のための送気管が必要とされたり、木材を蓄えることが必要とされるといった不便さがある。アパートメント、ユニットおよびタウンハウスのような多くの居所においては、排気管を設置したり、木材の蓄積は、問題を引き起こしたり、まったく不可能かもしれない。ガスによる暖房（ヒータ）は、ガスのコネクションが必要とされるというように、類似する問題がある。オイルによる暖房もまた、送気管が必要とされる。電気による暖房（ヒータ）は、一般的に、どちらかといえば運転費用がかかり、また、電気のコネクションが必要とされる。

興味深く、また主として環境上クリーンな代案の１つは、アルコールのような液体炭化水素を燃焼するようにアレンジされたヒータである。例えば、エタノールを燃焼させると、排出される生成物は、主として、二酸化炭素と水蒸気に限定される。

エタノール用の簡単なバーナーは、従来、暖炉用の熱源を供給するために用いられている。このバーナーは、内部においてエタノールを燃焼させるオープンタンクを有している。しかしながら、エタノールや他の液体炭化水素は、比較的簡単に燃えるものであり、また、蒸気の状態または空気と混合された状態では、爆発性になる可能性があるため、安全性がさらに高い液体炭化水素用のバーナーが求められている。

本発明は、第１の態様として、液体炭化水素を燃焼するためのヒータ用のバーナーを提供するものであり、バーナーは、液体炭化水素を燃焼するための燃焼ゾーンと、ある量の液体炭化水素を収容するための少なくとも１つのタンク部とを備える燃焼チャンバを有し、各タンク部は、燃焼ゾーンに隣接して配置され、各タンク部から燃焼ゾーンの内部に液体炭化水素が供給されるようになっており、各タンク部は、少なくとも一部分が、各タンク部の内部を横切る複数の部分を備える充填材料によって占められている。

液体炭化水素の表面を覆う可燃性ガスは、典型的には、発火させるための限界値を越える温度を必要とする。充填材料は、典型的には、使用中に燃焼区域において発生し、各タンク部の内部に向かう熱の少なくともある程度の部分を分散するようになっており、それにより、タンク部の内部における熱の極大値を減少させ、そして、それにより、タンク部の内部における発火のおそれを減少させる。さらに、タンクの内部における液体炭化水素の燃焼がほぼ回避されるため、燃料効率も上昇する。

例えば、充填材料は、１００以上または１０００以上といった多数の粒子であって、それらの間に空間が形成される粒子を含んでいてもよい。あるいは、充填材料は、ワイヤーや、ファイバーや、スチールウールのような金属ウールのメッシュあるいはガーゼといった、メッシュやガーゼを含んでいてもよい。充填材料は、金属材料、プラスチック材料、鉱物、またはいかなる他の適当な材料を含んでいてもよい。スチールウールは、一般に用いられているスチールウールと比較して優れた腐食に対する特性を有するステンレススチールウールであってもよい。

ヒータは、商業スペースや住宅といった建築物の少なくとも一部を暖めるためのヒータであってもよい。例えば、バーナーは、暖炉の一部を形成してもよい。

バーナーは、典型的には、燃焼ゾーンにおけるガス交換を制御するための燃焼制御手段を有する。

例えば、制御手段は、燃焼チャンバの内部への酸素の拡散を許す開口と、開口を閉じるもの（クロージャ）とを有していてもよい。このようなアレンジメント（取り合わせ）は、単に開口を閉じ、それによって、燃焼のために要求される酸素の供給を中断することにより、バーナーの炎の活動をいつでも消すことができるといった有利な点を持つ。したがって、この特徴は、さらに、意味のある（重要な）安全性に対するアドバンテージを与える。

制御手段は、バーナーの燃焼特性を調節するように、燃焼チャンバの内部への酸素の拡散を調節するようにアレンジしてもよい。したがって、この構成は、熱および炎の出力の調整と液体炭化水素の消費の調整とを可能にする。

例えば、燃焼制御手段は、燃焼を制御可能するため、および／または、燃焼ゾーン内の炎を消すため、開度および／またはその開度の閉度を調節するようにアレンジされたシャッターを有していてもよい。燃焼チャンバは、開口が設けられた蓋部を有していてもよく、また、シャッターは、蓋部の開口を横切ってスライドするようになっていてもよい。シャッターは、典型的には、ガイドによって支持され、そして、開口に対し、典型的には、まっすぐな方向に移動する。シャッターは、スライド移動を許可するヒンジによって燃焼チャンバと接続されていてもよい。この場合、ヒンジは、垂直軸の周りを動くようにすることができる。

あるいは、シャッターは、開口に対し、垂直の構成成分を持った方向に移動してもよい。この場合、ヒンジは、典型的には、水平軸の周りを動くようになっている。

シャッターは、燃焼チャンバの内部に配置されていてもよく、また、蓋部の内面を横切ってスライドするようにしてもよい。この具体的な実施形態において、シャッターおよび蓋部は、バーナーの上に配置される物の妨げにならないようになっている。さらに、シャッターと関連するであろうメカニズムは、バーナーの安全性をさらに改善させるために、燃焼チャンバの外部から簡単にアクセスできないように配置させてもよい。さらに、シャッターは、蓋部のガイドによって支持される複数のローラであって、シャッターが動かされるときのスライド運動のなめらかさを改善する複数のローラを有し、そして、それによって、スパークの形成のおそれが低減される。

シャッターが動かなくなる可能性を低減するために、使用中に蓋部と接触を持つシャッターの一部は、これと接触する蓋部よりもやわらかい材料を含んでいてもよい。一つの具体的な実施形態において、シャッターは、開口が閉じられたときに、蓋部がシャッターと重なるようになっている。この重なりにより、燃焼チャンバの内部へ、燃焼に十分な量の酸素が拡散するおそれがさらに低減され、さらにバーナーの安全性が改善する。さらに、シャッターは、使用中に、蓋部のスロットを介して突出するハンドル部を有していてもよく、そして、バーナーでは、スロットに沿うハンドルの動きにより、蓋部の開口をシャッターが横切るようにスライドさせるようにすることができる。このチャンバは、スロットを介した酸素の拡散が実質的に抑制されるように構成されてもよい。

燃焼チャンバは、ステンレススチールを含み、さらに、より軟らかい材料は真ちゅうのようなものであって良い。スペーサーは、バーナーをサポートする物品（アイテム）が、バーナーと直に接触しないようにするため、バーナーとアイテムとの間に配置されるように、バーナーの外部に配置されてもよく、そして、そのアイテムは、木材のような可燃性材料を含んでいてもよい。例えば、スペーサーを含むバーナーは、可燃性材料の内部に配置されるようになっていてもよい。バーナーは、内部にバーナーが配置され、可燃性材料と直に接触しないように設けられたトレーを含んでいてもよい。

ヒータは、典型的には、あるアイテムに対し、バーナーの少なくとも一部が、そのアイテムの表面よりも下側に配置されるように、そのアイテムの内部に配置されている。例えば、ヒータは、そのアイテムの表面が燃焼チャンバの上部とおおよそ同じレベル（高さ）となるように、そのアイテムの内部に配置されるようになっていてもよい。ヒータは、暖炉の内部や、任意の建築物の一部や、テーブルのような家具アイテムの内部に配置されるようになっていてもよい。このヒータは、典型的には、燃料ラインのような接続を持たず、そして、典型的には、手動で（燃料を）補充するようになっている。これは、建築物にヒータを比較的簡単に設置できるという格別なアドバンテージとなる。さらに、典型的には、排気管は不要である。

燃焼チャンバは、液体炭化水素が燃焼チャンバの各タンク部の内部に充填されることを可能にするための燃料注入口を有していてもよい。燃料注入口は、典型的には、燃焼制御手段の開口から離れている。

さらに、燃料注入口は、シャッターのような閉じるもの（クロージャ）を有していてもよく、また、バーナーは、燃焼制御手段のシャッターが全開のときに、燃料注入口のシャッターは閉じられ、そして、燃焼制御手段のシャッターの少なくとも一部が閉じられているときにのみ、燃料注入口は全開するようになっていてもよい。具体的な実施形態において、燃焼制御手段のシャッターおよび燃料注入手段のシャッターは、一体になっている。

燃料注入口は、格子を有していてもよく、この格子を通じて、タンク部の内部に液体炭化水素を充填するようにしてもよい。格子は、充填中に液体炭化水素の内部にエアポケットが形成されたり、燃料をタンク部の内部に充填するときに気泡が形成されたりするおそれを低減するように作用する。

具体的な例において、燃焼チャンバは、燃焼ゾーンが間に配置される２つのタンクを有する。この例において、燃焼ゾーンは、燃焼制御手段の開口の下に配設される。これらのタンク部は、これらのタンク部から燃料が燃焼ゾーンの内部に通過することを可能にする複数の孔を有する壁部によって、燃焼ゾーンと分けられている。

バーナーは、任意のタイプのアルコールを含む任意の液体炭化水素の燃焼のためにアレンジできる。具体的な実施形態において、バーナーは、燃焼が主として環境にやさしいという長所をもつ、エタノールや変性アルコール（加メチルエタノール）の燃焼のためにアレンジされている。

本発明は、第２の態様として、上述したバーナーを有するヒータを提供する。

本発明は、第３の態様として、液体炭化水素の燃焼のためのヒータを提供するものであり、バーナーは、液体炭化水素を燃焼するための燃焼ゾーンと、ある量の液体炭化水素を収容するための少なくとも１つのタンク部とを備える燃焼チャンバであって、各タンク部は、燃焼ゾーンに隣接して配置され、各タンク部から燃焼ゾーンの内部に液体炭化水素が供給されるようになっている、燃焼チャンバと、
クロージャを備える燃料注入部と、
燃焼チャンバのガス交換口を通じて、燃焼ゾーンのガス交換を制御するための燃焼制御手段とを有し、
燃料注入口のクロージャは、燃焼制御手段が燃焼チャンバのガス交換口の少なくとも一部を閉じるときにのみ、各タンクの内部への燃料の充填が可能となるようにアレンジされている。

燃焼制御手段は、典型的には、燃焼チャンバのガス交換口を通じてガス交換を制御するためのシャッターを有する。燃料注入口のクロージャもまた、典型的には、シャッターを備える。典型的には、ガスを制御するためのシャッターおよび燃料注入口のシャッターは、連結されているが、一体に形成されていてもよい。

本発明は、具体的な実施形態としての以下の説明から、さらに十分に理解されるだろう。この説明は、添付の図面を参照して提供される。

図１および図２を参照し、具体的な一実施形態に係るヒータ用のバーナーについて説明する。この実施形態においては、バーナー１０は、蓋部１２および本体部１４を有している。蓋部１２および本体部１４は、ステンレススチールにより構成されている。蓋部１２は開口１６を備えており、この開口１６の下側に、バーナーの燃焼ゾーン１７が配設されている。

この実施形態において、燃焼ゾーン１７は、バーナーの２つのタンク部１３および１５の間に配置されており、そして、ステンレススチール壁１８および２０は、タンク部１５および１７を燃焼ゾーン１７から分けている。壁１８および２０は、それらを通って、液体炭化水素がタンク部１５および１７から燃焼ゾーン１７の内部に出ることを可能にする複数の孔１９を備えている。タンク部１５および１７は、ステンレススチールウール（図示せず）で満たされており、それは、タンク部１５および１７の内部における熱を分散し、発火のおそれを減少させ、さらに、それにより、液体炭化水素の内部のエアポケットの形成を減少させる。選択される実施形態において、バーナーは、他の適当な形状をとれることがわかるだろう。例えば、バーナーは、１のタンク部または２以上のタンク部を有していてもよい。

さらに、タンク部は、熱伝導性があり、タンク部の内部に燃料の蓄積を可能とする他の材料で満たされていてもよい。代案の例は、任意のタイプのメタルウール（ステンレスである必要はない）や、多数のメタルボールのような小さな粒子である。さらに、タンク部を満たすマテリアルは、金属製である必要はなく、非金属のマテリアルを含んでいてもよい。

この実施形態において、バーナー１０は、燃焼が主として環境にやさしいという長所をもつ、エタノールや変性アルコールを燃焼するようにアレンジされている。

バーナーは、また、ガイド２４および１６にガイドされたシャッター２２を有している。シャッター２２は、蓋部１２のスロット３０を通じて突出しているハンドル部２８を備えている。ハンドル部２８をスロット３０に沿って移動させることにより、シャッターは、開口１６を調節し、そしてそれによって、開口１６を通じた酸素および排気の交換を制御する（また、燃焼チャンバの内部における酸素の対流も制御する）。これは、バーナーの熱出力および燃料の消費を制御することを可能にする。さらに、シャッターは、燃焼チャンバの内部への酸素の進入が実質的に停止されるように、開口１６を完全に閉じることができるため、それによって、燃焼ゾーン内の炎は消される。シャッター２２は開口１６よりも大きく、そのため閉位置において内部でシャッター２２が蓋部１２に重なり、この重なりのために、燃焼チャンバの内部へ燃焼に必要な量の酸素が拡散する可能性がさらに減少する。

壁部１８は、ハンドル部２８およびスロット３０の下に配置され、バーナー１０の内部にスロットを通じて酸素が拡散することを防ぐようになった凹部３４を備える平坦部３２を有している。この実施形態において、シャッター２２は、ガイド２４および２６によって支えられている複数の真ちゅうローラ（図示せず）を有しており、そのため、シャッターがスライドしている間、ローラはガイド２４および２６の内部で転がり、摩擦を減少できる。さらに、ローラは、ソフトマテリアルである真ちゅうにより構成されているため、動かなくなるおそれが低減される。

代わりの実施形態において、シャッターは、いかなる他の種類および形状であってもよいことがわかるだろう。例えば、シャッターは、本体部１４または蓋部１２に対し、ヒンジにより接続されていてもよい。あるいは、シャッターは、本体部の蓋から取り外し可能な蓋であってもよい。

蓋部１２は、燃料注入口３４を有し、それは内部格子（図示せず）を備え、それを通して燃料を充填する際は燃料が通過し、それにより燃料の中にエアポケットが形成される可能性を低減させる。シャッター２２、開口３４および開口１６は、シャッター２２が燃料注入口３４を開いているときは、シャッター２２が開口１６の少なくとも一部を閉じ、そして、それによって、燃焼ゾーンの炎を減らし、バーナー１０へ液体炭化水素を充填している間の安全性が向上する。さらに、燃料注入口３４は、蓋３６を備えており、そして、この具体的な実施形態においては、壁２０は、燃料レベルインジケーターとして機能するスケールを備えている。

この実施形態において、バーナーは、主として、腐食に対して耐性があるステンレススチール（例外としては、シャッター２２の真ちゅうのローラがある）によって構成されている。しかしながら、この実施形態のバリエーションにおいて、バーナーは、いかなる他の適当な金属あるいは非金属材料によって構成してもよく、また、セラミックス材料によって構成してもよい。

本体１４は、Ｖ字状の底部３８を備えており、そして、それにより、液体炭化水素が重力により燃焼ゾーンの方向に移動するようになっている。蓋部１２は、本体部１４の内部に、スライドしながら取り付けられるリップ４０および４２を備えており、そして、それによって、本体部１４との間に、大量の酸素が拡散しないタイトな接続が構成される。

バーナー１０は、このバーナーを、木製のプレートのような可燃性の媒体の内部に取り付けることを可能にするブラケットのようなスペーサー（図示せず）も有している。このケースにおいて、スペーサーは、燃焼チャンバを、可燃性の媒体に対して、直に接触しないようにアレンジされている。バーナー１０は、典型的には、例えば、暖炉やテーブルのような家具アイテムといった、建築物の一部分のアイテム（物品）のキャビティの内部への挿入されるようにアレンジされている。典型的には、バーナーの上端は、そのアイテムの表面と同一平面となる。

本発明は、特別な例を参照して記載されているが、この分野の当業者によって、本発明が多くの他の種類として実施可能であることが認められるだろう。例えば、バーナーは、他の液体炭化水素の燃焼のためにアレンジされたものであってもよい。さらに、バーナーは、いかなる容積、サイズであってもよく、また、例えば円形状、長方形状、および三角形状を含むいかなる形状であってもよい。

図１は、具体的な一実施形態に係るヒータ用バーナーの（ａ）側面図、（ｂ）さらなる側面図、（ｃ）上面図、および（ｄ）斜視図である。 図２は、図１に示されたバーナーの構成部品の分解斜視図である。

Claims (30)

1. 液体炭化水素の燃焼のためのヒータ用のバーナーであって、前記バーナーは、
   前記液体炭化水素を燃焼するための燃焼ゾーンと、ある量の前記液体炭化水素を収容するための少なくとも１つのタンク部とを備える燃焼チャンバであって、各タンク部は、前記燃焼ゾーンに隣接して配置され、各タンク部からは前記燃焼ゾーンの内部に前記液体炭化水素が供給されるようになっており、各タンク部は、少なくとも一部分が、各タンク部の内部を横切る複数の部分を備える充填材料によって占められている、燃焼チャンバを有する、バーナー。
2. 請求項１において、前記充填材料は、使用中に前記燃焼ゾーンにおいて発生し、各タンク部の内部に向かう熱の少なくともある程度の部分を分散するようにアレンジされており、それにより、前記タンク部の内部における熱の極大値を減少させ、さらに、それにより、前記タンク部の内部における発火のおそれを減少させる、バーナー。
3. 請求項１または２において、前記充填材料は、１００個以上の粒子であって、それらの間に空間を形成する粒子を含む、バーナー。
4. 請求項１または２において、前記充填材料は、メッシュを含む、バーナー。
5. 請求項１または２において、前記充填材料は、メッシュガーゼを含む、バーナー。
6. 請求項１または２において、前記充填材料は、スチールウールを含む、バーナー。
7. 請求項１ないし６のいずれかにおいて、前記充填材料は、金属材料を含む、バーナー。
8. 請求項１ないし７のいずれかにおいて、当該バーナーは暖炉の一部である、バーナー。
9. 請求項１ないし８のいずれかにおいて、第１の燃焼ゾーンにおける燃焼のガス交換を制御するための燃焼制御手段を有する、バーナー。
10. 請求項９において、前記制御手段は、前記燃焼チャンバの内部への酸素の拡散を可能にする開口と、前記開口のためのクロージャとを有している、バーナー。
11. 請求項１０において、前記燃焼制御手段は、前記燃焼ゾーンの燃焼を制御するように前記開口の開度を調節するために設けられたシャッターを有している、バーナー。
12. 請求項１０または１１において、前記シャッターは、前記開口を閉じることにより、燃焼ゾーン内の炎を消せるようになっている、バーナー。
13. 請求項１２において、前記シャッターは、前記開口が閉じられたときに、蓋部が前記シャッターと重なるように配置されている、バーナー。
14. 請求項１ないし１３のいずれかにおいて、当該バーナーの外部に隣接して配置され、当該バーナーと当該バーナーを支持する物品との間が直に接触しないようにするために設けられたスペーサーを有する、バーナー。
15. 請求項１ないし１４のいずれかにおいて、内部に当該バーナーが配置され、当該バーナーと当該バーナーを支持する物品との間が直に接触しないように設けられたトレーを有する、バーナー。
16. 請求項１４または１５において、前記物品は可燃性である、バーナー。
17. 請求項１ないし１６のバーナーであって、物品の内部に配置されるようになっており、当該バーナーの少なくとも一部が、前記物品の表面よりも下側に配置される、請求項１ないし１６のバーナー。
18. 暖炉の内部に配置されるようになっている、請求項１ないし１７のバーナー。
19. 家具アイテムの内部に配置されるようになっている、請求項１ないし１８のバーナー。
20. 請求項１ないし１９のいずれかにおいて、前記燃焼チャンバは、前記液体炭化水素が前記燃焼チャンバの各タンク部の内部に充填されることを可能にするための燃料注入口を有している、バーナー。
21. 請求項２０において、前記燃料注入口は、前記燃焼制御手段の前記開口から離れている、バーナー。
22. 請求項２０または２１において、前記燃料注入口は、クロージャを有している、バーナー。
23. 請求項１０、または請求項１０に従属させた請求項１１ないし２２のいずれかにおいて、前記燃焼制御手段の前記シャッターが全開のとき、前記燃料注入口の前記シャッターは閉じられ、そして、前記燃焼制御手段の前記シャッターの少なくとも一部が閉じられているときにのみ、前記燃料注入口は全開する、バーナー。
24. 請求項２３において、前記燃焼制御手段の前記シャッターおよび前記燃料注入口手段の前記シャッターは、一体になっている、バーナー。
25. 請求項１ないし２４のいずれかにおいて、前記燃焼ゾーンが間に配置される２つのタンク部を有する、バーナー。
26. 請求項２４において、前記タンク部は、壁部によって、前記燃焼ゾーンと分けられており、それら壁部は、前記燃料が前記タンク部から前記燃焼ゾーンの内部への通過を可能とする複数の孔を有する、バーナー。
27. 請求項１ないし２６のいずれかに記載のバーナーを有する、ヒータ。
28. 液体炭化水素の燃焼のためのヒータ用のバーナーであって、前記バーナーは、
    前記液体炭化水素を燃焼するための燃焼ゾーンと、ある量の前記液体炭化水素を収容するための少なくとも１つのタンク部とを備える燃焼チャンバであって、各タンク部は、前記燃焼ゾーンに隣接して配置され、各タンク部から前記燃焼ゾーンの内部に前記液体炭化水素が供給されるようになっている、燃焼チャンバと、
    クロージャを備える燃料注入部と、
    前記燃焼チャンバのガス交換口を通じて、前記燃焼ゾーンのガス交換を制御するための燃焼制御手段とを有し、
    前記燃料注入口の前記クロージャは、前記燃焼制御手段が前記燃焼チャンバの前記ガス交換口の少なくとも一部を閉じるときにのみ、各タンクの内部への前記燃料の充填が可能となるようにアレンジされている、バーナー。
29. 請求項２８において、前記燃焼制御手段は、典型的には、前記燃焼チャンバの前記ガス交換口を通じて前記ガス交換を制御するためのシャッターを有し、前記燃料注入口のクロージャもまた、シャッターを備える、バーナー。
30. 請求項２９において、ガスを制御するための前記シャッターおよび前記燃料注入口の前記シャッターは連結されている、バーナー。

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