JP2008128612A

JP2008128612A - 水素・酸素混合ガス燃料バーナ

Info

Publication number: JP2008128612A
Application number: JP2006316835A
Authority: JP
Inventors: 炳霖 ▲楊▼; Heirin Yo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-11-24
Filing date: 2006-11-24
Publication date: 2008-06-05
Also published as: CN101187473A; CN101187473B

Abstract

【課題】水素・酸素混合ガスを燃焼させて効率の良い温風吹き出し燃焼バーナを提供する。
【解決手段】燃焼室１０内部にノズル１４を設け、このノズル１４によって燃焼室１０を加熱し、特に天井板そして燃焼室１０内に設けられた燃焼フィン２２を加熱する。燃焼室１０の上部には温風室１２が設けられており、両室の間に設けられた熱交換板３４が加熱されることによって、燃焼室１０の熱エネルギーを温風室１２へ伝達する。温風室１２内には温風フィン３２が設けられており、温風室１２の背面に設けられたブロア２８からの圧送空気を加熱して温風として吹き出すことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、水素・酸素混合ガス燃焼バーナ、特に加熱された温風を効率よく吹き出すことのできる改良された水素・酸素混合ガス燃焼バーナの改良に関するものである。

燃焼バーナは、加熱炉、産業用ヒータ、溶接機などに多用されている。このような燃焼バーナは更に加熱した温風を吹き出す装置にも用いられ、このような装置は、ビニールハウスなどの温度調節装置、寒冷地における暖房機、建物建設時の乾燥機などとして広く用いられている。

通常の燃焼バーナは、都市ガス、プロパンガスなどを燃料とし、これに空気を供給して所定の燃焼を継続し、一般的には燃焼室の内部にブロアによって圧送空気を送り込み、この圧送空気が燃焼を助けるとともに、燃焼室内で加熱された温風を燃焼バーナから吹き出す。

しかしながら、近年において、燃焼ガスとして、水素・酸素混合ガスが用いられるようになってきた。

本発明者は特願２００６−１８７２４５として、電気分解を用いた水素・酸素混合ガスの製造装置を発明し、各種の用途に提供している。

このような水素・酸素混合ガスは、燃焼効率が極めて良好であるとともに、もともと電気分解によって得られた水素及び酸素を用いるため、燃焼のために空気を必要とすることがない。

このような水素・酸素混合ガス燃焼バーナを従来のような燃焼室に圧送空気を供給するバーナとして用いた場合、圧送空気によって水素・酸素混合ガスの燃焼が妨げられ、容易に失火してしまうことが確認された。

従って、本発明は、上記水素・酸素混合ガスを用いながら効率よく温風を吹き出すことができる改良された燃焼バーナを提供するものである。

上記目的を達成するために、本発明は、水素・酸素混合ガスが供給される燃焼ノズルが内部に設けられ、燃焼ノズルによって混合ガスを燃焼して加熱される燃焼室と、燃焼室の上部に隣接して設けられ前面が開口して温風吹き出し口を形成する温風室と、温風室の背面に設けられ、温風室に圧送空気を送り込むブロアと、燃焼室と温風室との間に設けられ、燃焼ノズルで加熱された熱量を温風室へ伝達する熱交換板と、を含むことを特徴とする。

また、本発明は、燃焼室に複数の燃焼ノズルが配置され、各燃焼ノズルは燃焼室内部に設けられた燃焼フィンによって仕切られていることを特徴とする。

更に、本発明は、温風室に、熱交換板の熱量を圧送空気に伝達するための温風フィンが設けられていることを特徴とする。

更に、本発明は、燃焼室に設けられた燃焼ノズルがノズルの方向を調整できることを特徴とする。

更に、本発明は、燃焼室の前面に扉が設けられ、扉の開閉角度が任意に調整可能であることを特徴とする。

更に、本発明は、扉の下端が燃焼室に回動自在に軸支され、扉の上端開口が任意に調整可能であることを特徴とする。

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態を説明する。

図１は本発明に係る水素・酸素混合ガス燃焼バーナの内部構造を示す要部断面図であり、また図２はII方向から見た本実施形態の前面側側面図である。

本発明で特徴的なことは、加熱温風を吹き出す燃焼バーナが燃焼室１０と温風室１２とに分離されていることである。

燃焼室１０は、ほぼ矩形の筐体からなり、その内部には燃焼ノズル１４が複数個整列配置されている。本実施形態では８本の燃焼ノズル１４が燃焼室１０内に設けられている。各燃焼ノズルは燃焼室１０を横断する共通配管１６に固定されており、この共通配管１６にはガス供給管１８から水素・酸素混合ガスが供給されている。したがって、各燃焼ノズル１４に供給された水素・酸素混合ガスは図示していない点火装置によって燃焼室１０内で燃焼することができる。このときの水素・酸素混合ガス供給量は制御弁２０によって調整され、所望の熱量を燃焼室１０に与えることができる。燃焼室１０内は、各ノズル１４を隔離する燃焼フィン２２によって仕切られている。したがって、図１に示されるようにノズル１４が点火したときの炎１００は、燃焼室１０の天井壁を加熱し、更に燃焼ノズル１４の両側方にある燃焼フィン２２を加熱することとなる。前述した制御弁２０の調整によって、炎１００は天井板２４と各燃焼フィン２２とに向けられるが、このときの燃焼ノズル１４の向きは制御弁２０による燃焼ガス量の調節量と関係する。このために本実施形態では、各ノズル１４を担持した共通配管１６は燃焼室１０の中で回動可能に設けられており、これによって制御弁２０の制御によって定まる燃焼ガス量に応じて燃焼ノズル１４の向きを適宜調整することができる。

このような回動機構を得るために、共通配管１６はガス供給管１８との接続部に回動リングが設けられ、ガスの漏洩を防ぎながら共通配管１６の回転を可能としている。また、共通配管１６は燃焼室１０の側面に軸受で支持されており、任意の角度を自由に選択するよう回動可能である。

燃焼フィン２２は、各ノズル１４を完全に区分けして仕切ってもよいが、図示のように、ノズル１４の先端側のみを隔離し、下方を開放しても良く、このように下方開放型の燃焼フィン２２によれば、８本のノズル１４に対して点火用のスパーク発生器を１ヶ所で行うことが可能となり、点火した炎は燃焼室１０の下部開口を通って他の燃焼ノズルに伝搬し、これらを直ちに点火することができる。

燃焼室１０の前面には、扉２６が設けられており、扉２６の下端は燃焼室１０に回動自在に軸支されている。したがって扉２６は燃焼室１０を完全に密封することもでき、また開閉角度を任意に設定することにより、扉２６の上端開口を任意の開口量とすることができる。

本発明において、燃焼室１０の上部には温風室１２が隣接して設けられている。温風室１２はその背面に設けられたブロア２８の圧送空気を加熱して外部へ放出するものであり、このために前面は温風を吹き出す温風吹き出し口３０を形成する開口となっており、またその背面にはブロア２８の吹き出し口が配置されている。そして温風室１２内部には温風フィン３２が圧送空気の送り出し方向に沿って整列配置されている。これによって、ブロア２８から送り出された圧送空気は温風フィン３２の間を通り抜けるときに、温風フィン３２の熱を奪い、加熱された温風として燃焼バーナから外部へ放出されることとなる。

温風フィン３２は、実施形態において燃焼室１０の燃焼フィン２２より高い密度で配置されており、本実施形態では２倍の密度で設けられている。これによって、圧送空気の吹き出し量が多い場合においても、確実に燃焼室１０の放熱エネルギーを効果的に空気に伝達することができる。

前述した燃焼室１０と温風室１２との間には熱交換板３４が設けられており、本実施形態においては、この熱交換板３４が燃焼室１０の天井板２４と一体に設けられている。熱交換板３４は燃焼ノズル１４によって常に高温にさらされるので、その厚みも燃焼室１０或いは温風室１２を形成する筐体の壁面の厚みよりも大きく設定することが好適である。また熱交換板３４の材質も高温に耐えることのできる例えばチタンなどを用いることが好適である。したがって、本発明によれば、燃焼室１０内において、水素・酸素混合ガスを燃焼するノズル１４により熱交換板３４が高温に加熱され、その熱が温風室１２の内部において温風フィン３２の温度を上昇させ、これによって圧送される空気を加熱した温風として外部に効率よく放出することが可能となる。

なお、図示してはいないが、ブロア２８の風量も調整可能である。

以上説明したように、本発明によれば、水素・酸素混合ガスを燃焼室１０内にて燃焼させ、その熱を燃焼室１０の上部に設けた温風室１２において、ブロア２８によって圧送された空気に熱変換して外部に送り出すので、圧送空気によって燃焼ノズル１４の炎が失火することもなく、燃焼室１０はほとんど密閉してしまい、熱効率を著しく向上することが可能となる。また、温風室１２は燃焼部を一切有しておらず、燃焼室１０の熱エネルギーを熱交換板３４によって受け取るのみなので、ブロア２８から任意の風量の圧送空気を受けることができ、用途に応じた効率の良い温風吹き出しを可能とすることができる。

本実施形態において燃焼室１０の扉２６は、燃焼室１０を密閉することもできるし、また燃焼エネルギーが燃焼室１０の容量を超えるような場合には、扉２６の上端を開放して燃焼室１０内の燃焼エネルギーを外部に放出し、この場合には温風室１２から吹き出される圧送空気に放出することによって、無駄に外部に逃がすことなく、放出温風の温度上昇に役立てることが可能となる。

図示した実施形態において、燃焼室１０と温風室１２とはそれぞれ矩形の筐体からなるが、両室を円形筐体とし、下部の半円室を燃焼室として用い、上部の半円室を温風室とし、両半円室の間に熱交換板３４を設けることも可能であり、燃焼室１０及び温風室１２の形状は燃焼バーナの用途に応じて任意に選択可能である。

本発明に係る水素・酸素混合ガス燃焼バーナの内部構造を示す要部断面図である。図１の燃焼バーナの前面II方向から見た側面図である。

符号の説明

１０燃焼室、１２温風室、１４燃焼ノズル、１６共通配管、１８ガス供給管、２０制御弁、２２燃焼フィン、２６扉、２８ブロア、３０温風吹き出し口、３２温風フィン、３４熱交換板。

Claims

水素・酸素混合ガスが供給される燃焼ノズルが内部に設けられ、燃焼ノズルによって混合ガスを燃焼して加熱される燃焼室と、
燃焼室の上部に隣接して設けられ前面が開口して温風吹き出し口を形成する温風室と、
温風室の背面に設けられ、温風室に圧送空気を送り込むブロアと、
燃焼室と温風室との間に設けられ、燃焼ノズルで加熱された熱量を温風室へ伝達する熱交換板と、を含む、水素・酸素混合ガス燃焼バーナ。
請求項１記載の水素・酸素混合ガス燃焼バーナにおいて、
燃焼室には複数の燃焼ノズルが配置され、各燃焼ノズルは燃焼室内部に設けられた燃焼フィンによって仕切られていることを特徴とする水素・酸素混合ガス燃焼バーナ。
請求項１または２記載の水素・酸素混合ガス燃焼バーナにおいて、
温風室には、熱交換板の熱量を圧送空気に伝達するための温風フィンが設けられていることを特徴とする水素・酸素混合ガス燃焼バーナ。
請求項１〜３のいずれか１に記載の水素・酸素混合ガス燃焼バーナにおいて、
燃焼室に設けられた燃焼ノズルはノズルの方向を調整できることを特徴とする水素・酸素混合ガス燃焼バーナ。
請求項１〜４のいずれか１に記載の水素・酸素混合ガス燃焼バーナにおいて、
燃焼室の前面には扉が設けられ、扉の開閉角度が任意に調整可能であることを特徴とする水素・酸素混合ガス燃焼バーナ。
請求項５記載の水素・酸素混合ガス燃焼バーナにおいて、
扉の下端が燃焼室に回動自在に軸支され、扉の上端開口が任意に調整可能であることを特徴とする水素・酸素混合ガス燃焼バーナ。