JP2621887B2 - 表面燃焼バーナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、燃焼表面を形成する通気性のセラミック焼
結体の１個を、その裏面が空燃混合ガスの給気室に臨む
状態で設けた表面燃焼バーナに関する。

〔従来の技術〕

従来、第３図に示すように、１個のセラミック焼結体
（３）を形成するに、空燃混合ガスの給気室（４）に臨
む裏面（3b）から燃焼表面（3a）にわたってほぼ等しい
径の細孔（６）を三次元網目状に連なる状態で形成して
いた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、燃焼表面（3a）での均一燃焼性や高温化とセ
ラミック焼結体（３）の圧損減少の全てを図り、燃焼性
能向上、輻射加熱能力向上、及び、給気のための設備費
と運転費の節減を十分に達成することができなかった。

さらに説明すると、セラミック焼結体（３）は、それ
に実用できる強度を備えさせるためには一定以上の厚み
が必要であり、他方、均一燃焼性を向上するためには細
孔（６）をできるだけ小径にする必要があり、したがっ
て、細孔（６）を小径にして均一燃焼性を向上するほ
ど、セラミック焼結体（３）の圧損が大きくなり、燃焼
用空気供給のための高圧ブロワに要する設備費と運転費
が高価になる。

逆に、セラミック焼結体の圧損を実用に供しえる程度
に抑えると共に、セラミック焼結体の厚みを実用強度が
得られるように十分大きくすると、細孔の直径が0.5mm
以下にはできず、均一燃焼性が劣化すると共に、第４図
に点線で示す実験結果から判るように表面温度を850℃
程以上にはできず、輻射加熱能力を十分に高くすること
が不可能である。

本発明の目的は、表面燃焼バーナにおいて、逆火の発
生、並びに、セラミック焼結体の熱膨張・収縮に基づく
損傷を極力防止しながら、均一燃焼性の十分な向上、表
面温度の十分な高温化、及び、セラミック焼結体の十分
な圧損減少の全てを図る点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴構成は、燃焼表面を形成すると共に、裏
面が空燃混合ガスの給気室に臨む１個のセラミック焼結
体を構成するに、前記燃焼表面側に形成された小径の細
孔と、前記裏面側に形成された大径の細孔とを三次元網
目状に連ねてあることにあり、その作用効果は次の通り
である。

〔作 用〕

つまり、本発明では、セラミック焼結体が従来からの
基本的特徴を踏襲して、前記細孔が三次元網目状に連ね
られているために、セラミック焼結体としての緻密度が
比較的低いので、燃焼に伴う熱膨張・収縮に基づくセラ
ミック焼結体の損傷が極力防止できる上に、燃焼表面側
に形成された小径の細孔と、裏面側に形成された大径の
細孔とを三次元網目状に連ねてあることに起因して、燃
焼表面側から裏面側まで略直線的に貫通した状態の細孔
において、燃焼表面側の細孔を小径にかつ裏面側の細孔
を大径に形成した構成（例えば、特開昭60−82711号公
報）に比して、より高い逆火の抑止効果が得られる。こ
れは、単に、燃焼表面側の細孔を小径にかつ裏面側の細
孔を大径に形成しただけでも逆火の発生が抑制されるこ
とは、前記公報などからも知られているが、本発明で
は、三次元網目状に連ねてある細孔の径を不連続に又は
連続的に変化させているために、たとえ逆火が生じて
も、三次元網目状の細孔に設けられた折れ曲がり点にて
逆火が遮断され易いためである。

しかも、燃焼表面側の細孔を小径にかつ裏面側の細孔
を大径に形成することによって、燃焼表面での均一燃焼
性向上と表面温度の高温化を燃焼表面側の細孔の小径化
で十分に図り、しかも、１個のセラミック焼結体を必要
強度確保のために十分に厚くしながら、裏面側の大径の
細孔の作用によりセラミック焼結体の圧損を十分に小さ
く抑えることができる。

さらに説明すると、各種実験によって、セラミック焼
結体の圧損を実用に供しえる程度に抑えると共に、セラ
ミック焼結体を実用強度が得られる厚みに成形しなが
ら、燃焼表面側の細孔の直径をどの程度に小さくできる
かを調べたところ、0.5mm未満に燃焼表面側の細孔の直
径を減少させることができる事実を見出した。

さらに、燃焼表面側の細孔の直径を0.3mmにして、表
面温度をどの程度高温化できるかを実験で調べたとこ
ろ、第４図に実線で示す結果が得られ、表面温度を1100
℃程度に高温化して常用できる事実を確認でき、前述従
来技術の850℃程度に比して著しく表面温度を高温化で
きた。

そして、バーナからの輻射熱量は燃焼表面の絶対温度
の４乗に比例するから（ステファンボルツマンの法
則）、輻射加熱能力を従来技術の2.2倍もの大きなもの
にできた。

〔発明の効果〕

その結果、逆火の発生をより効果的に防止でき、且
つ、セラミック焼結体の熱膨張・収縮に基づく損傷を極
力防止できながら、均一な表面燃焼による均等加熱性能
に優れ、表面温度の高温化による輻射加熱能力に優れ、
さらに、燃焼表面を形成するセラミック焼結体の圧損が
小さくて、給気のために設備費と運転費が安価な、全体
として加熱性能及び経済性のいずれにおいても一段と優
れた表面燃焼バーナを提供できるようになった。

〔実施例〕

次に、第１図により実施例を示す。

ケース（１）の一方に開口を形成すると共に他方に空
燃混合ガスの供給管（２）を接続し、ケース（１）の開
口に燃焼表面（3a）を形成する通気性のセラミック焼結
体（３）の１個を、その裏面（3b）が空燃混合ガスの給
気室（４）に臨む状態でケース（１）に内嵌して取付
け、セラミック焼結体（３）に空燃混合ガスを均等配分
するための整流板（５）を給気室（４）内に設け、セラ
ミック焼結体（３）の細孔（６）から燃焼表面（3a）に
供給した空燃混合ガスを表面燃焼させる表面燃焼バーナ
を形成してある。

１個のセラミック焼結体（３）において、燃焼表面
（3a）側に小径の細孔（6a）をかつ裏面（3b）側に大径
の細孔（6b）を夫々形成して、裏面（3b）から燃焼表面
（3a）の間において細孔（６）の径が不連続に変化する
ように構成してある。

燃焼表面（3a）側の小径の細孔（6a）は、平均径が0.
05〜0.5mm程度、望ましくは0.3mm以下であり、裏面（3
b）側の大径の細孔（6b）は、平均径が0.5〜1.0mm程度
であり、いずれの細孔（6a），（6b）も三次元網目状に
連なっている。

セラミック焼結体（３）は、炭化ケイ素、アルミナ、
コージライト、ムライト、アルミナシリカ、窒化ケイ
素、その他適当な材料から成っている。

〔別実施例〕

次に別実施例を説明する。

１個のセラミック焼結体（３）において、細孔（６）
の径を変化させるに、第２図に示すように、細孔（６）
の径が燃焼表面（3a）側ほど小径になるように裏面（3
b）から燃焼表面（3a）の間において連続的に変化させ
てもよく、この場合、圧損減少を一層効果的に実現でき
る。また、細孔（６）の寸法は加熱目的などに見合って
適当に選定できる。

表面燃焼バーナは、全体形状、寸法、構造、空燃混合
方式、その他において適当に変更でき、例えばセラミッ
ク焼結体（３）の複数個を夫々が燃焼表面（3a）を形成
するように適当に配置してもよい。

燃料ガスの種類は都市ガス、天然ガス、プロパン、そ
の他適当に選定でき、また、表面燃焼バーナの用途は工
業用や家庭用の赤外線（遠赤外線）輻射バーナ、ガス湯
沸器、その他いかなるものでもよい。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする
為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図は本発明
の別実施例を示す断面図、第３図は従来例の断面図であ
る。第４図は炭化ケイ素製のセラミック焼結体を有する
表面燃焼バーナにおける表面温度と面負荷の相関を示す
グラフである。 （３）……セラミック焼結体、（3a）……燃焼表面、
（3b）……裏面、（４）……給気室、（６），（6a），
（6b）……細孔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−82711（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−105723（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼表面（3a）を形成する通気性のセラミ
   ック焼結体（３）の一個を、その裏面（3b）が空燃混合
   ガスの給気室（４）に臨む状態で設けた表面燃焼バーナ
   であって、前記一個のセラミック焼結体（３）を構成す
   るに、前記燃焼表面（3a）側に形成された小径の細孔
   （6a）と、前記裏面（3b）側に形成された大径の細孔
   （6b）とを三次元網目状に連ねてある表面燃焼バーナ。
2. 【請求項２】前記裏面（3b）から前記燃焼表面（3a）の
   間において前記細孔（６）の径が不連続に変化している
   特許請求の範囲第１項に記載の表面燃焼バーナ。
3. 【請求項３】前記裏面（3b）から前記燃焼表面（3a）の
   間において、前記細孔（６）の径が連続的に変化してい
   る特許請求の範囲第１項に記載の表面燃焼バーナ。
4. 【請求項４】前記燃焼表面（3a）側の細孔（6a）の平均
   径が0.3mm以下である特許請求の範囲第１項ないし第３
   項のいずれかに記載の表面燃焼バーナ。