JP3015931B2 - 燃焼プレート - Google Patents

燃焼プレート

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JP3015931B2
JP3015931B2 JP7113670A JP11367095A JP3015931B2 JP 3015931 B2 JP3015931 B2 JP 3015931B2 JP 7113670 A JP7113670 A JP 7113670A JP 11367095 A JP11367095 A JP 11367095A JP 3015931 B2 JP3015931 B2 JP 3015931B2
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正高 藤谷
洋二 浅井
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株式会社成田製陶所
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は蛍光灯の加熱処理、マ
ーク焼付け、曲げ加工或いは食品加工機器等に用いる燃
焼器に適用される燃焼プレートに関する。
【0002】
【従来の技術】従来燃焼プレートは熱伝導率の小さいセ
ラミックプレートに直径1.0mmφ乃至1.4φの小
孔をプレート全面に亘って均一に多数設けて通気性を出
し、その表面で燃焼させるものがある。又、実公平4−
19305号公報にはセラミックプレートに多数の凹溝
を形成してこれに囲われる凸部を設け、凸部と凹溝に炎
孔を設け、凹溝の総炎孔数を凸部の総炎孔数より少なく
し安定燃焼を得るようにしたものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の燃焼プレー
トでは炎孔の直径が小さなもので1.0mmφ程度で、
それ以下のものは製造上の問題や燃焼特性の点でほとん
ど製造されなかった。従って、前者の燃焼プレートでは
ターンダウン、表面負荷が小さく、ガス噴出による冷却
効果も生じないなどの改善すべき点を持っており、その
利用分野は負荷の低い燃焼器に限られていた。この燃焼
プレートではバーナを下向きとして高負荷燃焼をさせた
場合、燃焼熱が上方へ移動して燃焼面に熱の蓄積が生
じ、ガス噴出速度が早くても冷却効果もないために逆火
を生じやすく問題となる。
【0004】又後者の燃焼プレートでは凹溝の総炎孔数
を凸部の総炎孔数より少なくしたので、自然吸引による
燃焼では熱量を減少させることができるが、このプレー
トで高負荷燃焼をさせた場合ガス噴出速度は早いが冷却
効果が小さく、前記のようにバーナを下向きとして燃焼
させた場合には逆火を生じやすく、又表面温度の高いバ
ーナを得ることはできず問題となる。
【0005】かつ又、工業用赤外線バーナでバーナ本体
に冷却用エアー通路を設けて、このエアー通路内の冷却
用エアーでバーナ本体を冷却するものがあるが、逆火を
起こさないように燃焼プレートの表面温度を870℃以
下にしなければならない等の問題があった。
【0006】しかるに、本願の発明者は技術向上に伴
い、コージライト・ムライト質耐火物等耐火度の高い耐
火材で直径0.7ψmm程度の小さな炎孔まで製造が可
能となり本発明を完成した。
【0007】この発明の目的は耐火度の高い耐火材から
なる燃焼プレートの表面に形成する多数の菱形状等適宜
形状の突起をめくらとし、それを囲む凹溝にのみ設ける
炎孔の直径をガス噴出速度の上昇と火炎伝播速度とが
つり合う直径0.7mmψ〜0.95mmψとし、燃焼
プレートの開孔率を全体として5%〜20%として、
ス噴出速度を上昇させて火炎伝播速度とつり合いを持た
せ、突起を赤熱させ、凹溝におけるガス噴出による冷却
効果と相埃って逆火現象を防ぎ、従来の表面温度より2
00℃以上高い1100℃以上の表面温度を得ること
ができる燃焼プレートを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1の燃
焼プレートは、コージライト・ムライト質耐火物等耐火
度の高い耐火材からなる燃焼プレート1の表面に多数の
菱形、四角形等適宜形状で無炎孔とした山形の突起2を
周囲に凹溝3を存して縦横に形成した燃焼プレートにお
いて、各凹溝3にガス噴出速度の上昇と火炎伝播速度と
がつり合う直径0.7mmφ〜0.95mmφの炎4
を穿設して燃焼プレートの開孔率を全体として5%〜2
0%としたことを特徴とするものである。
【0009】
【作用】この発明の請求項1の燃焼プレートによれば
菱形等適宜形状の突起2はめくらで、突起2を囲む凹溝
3にのみ直径0.7mmφ〜0.95mmφの多数の小
炎孔4を設け、燃焼プレートの開孔率を全体として5%
〜20%としたので、プレート表面温度が上昇しても
炎孔4内を通過するガス噴出速度が上昇して火炎伝播速
度とつり合いを持ち、ガス噴出による凹溝部分の冷却効
果と相埃って逆火現象を起こすことがなく、又溝3の
炎孔4より噴出するガスは無炎孔の突起2において燃焼
気の再循環が生じ燃焼速度の遅い燃料ガスを高負荷燃焼
させた時においても高温の再循環燃焼気による燃料ガス
と燃焼用空気との混合気への着火が持続され、より高い
高負荷燃焼が可能となる。この発明の燃焼プレートによ
れば、従来の表面温度より200℃以上高い約1100
℃以上の表面温度を得ることができる。又前記菱形状等
突起2に炎孔はなく、全体が赤熱するので、赤外線放射
エネルギーはその表面温度の上昇と赤熱面積の増加によ
る相乗効果により一層増大する。
【0010】
【実施例】以下にこの発明を図に示す実施例に基づいて
説明する。
【0011】図1および図2に示す第1実施例におい
て、燃焼プレート1はコージライト・ムライト質耐火物
等耐火度の高い耐火材からなり、矩形状としてその表面
に多数の菱形状で無炎孔とした突起2を囲りに細巾の凹
溝3を存して縦横に形成し、その凹溝3に直径0.7m
mφ〜0.95mmφの多数の炎孔4を表裏に貫通し
て穿設し、プレートの開孔率を全体として約5%〜20
%とする。又この実施例の菱形状突起2は中央を頂点と
する四角錐状とし、それを囲う凹溝3に12個の小炎孔
4を穿設してある。実施例で突起2を菱形状としたが、
これに限られるものではなく、四角形状等多角形状とし
てもよい。
【0012】図3および図4に示す第2実施例で、燃焼
プレート1の突起2、凹溝3の構成は第1実施例と同じ
とし、凹溝3に設ける多数の炎孔4のうち、凹溝3が
交差する部位の炎孔をめくらとして菱形状突起2の四方
に無炎孔部5を設けて開孔率を減少させより一層の高負
荷燃焼を可能とする。
【0013】前記第1実施例、第2実施例の炎孔配置を
B、Cとし、炎孔ピッチの広い場合をP、炎孔ピッチの
狭い場合をGとした場合において、炎孔を0.7mm
φ、0.8mmφ、0.9mmφ、0.95mmφ、と
した場合の開孔率%を表1に示す。
【0014】
【表1】
【0015】図5乃至図7において、この発明の燃焼プ
レート1を適用したガスバーナを示す。このガスバーナ
では本体6の前面部に燃焼プレート1をセラミックウー
ル7を介在して備え、燃焼プレート1の両側を枠8で押
え、枠8をボルト9で本体6の周縁部の上部にセラミッ
クファイバー10を備えてねじで固定し、燃焼熱の発散
とバーナ枠の酸化を防ぐようにしてある。なお、11は
混合室の拡散板で、12は整流板である。燃焼ガスとし
てはプロパン、ブタン、13A等高発熱量の燃料が使用
される。
【0016】この発明の第1実施例の燃焼プレートによ
ば、凹溝3に設ける小炎孔4を従来のプレートの炎孔
より小径の0.7mmφ〜0.95mmφとしたので、
ガス噴出速度を従来のプレートに比べて速くしてプレー
ト表面温度が上昇しても火炎伝播速度とつり合いを持っ
て逆火現象を防ぐことができる。
【0017】又凹溝内の小炎孔4より噴出するガスによ
り突起を囲う凹溝内で冷却効果が生じ、菱形状突起を無
炎孔としたので、図7に矢印で示すように燃焼炎の間に
燃焼気の再循環が生じ、燃焼速度の遅い燃料ガスを高負
荷燃焼させた時においても高温の再循環燃焼気による燃
料ガスと燃焼用空気との混合気への着火が持続され、よ
り高い高負荷燃焼が可能となる。
【0018】又発明の第2実施例の燃焼プレートの場合
も、第1実施例とほぼ同じ作用で、凹溝3の交差する部
位の炎孔をめくらとした分、開孔率を表1に示すように
小さくでき、従ってその分ガスの噴出速度を高めて、冷
却効果を保持しながら高負荷燃焼を可能とする。このこ
とは後述の表2で逆火温度が高くなっていることから高
負荷燃焼が可能である。この発明の燃焼プレートによれ
ば、従来の表面温度より200℃以上高い約1100℃
以上の表面温度を得ることができる。
【0019】次に従来の燃焼プレートA、本発明の第1
実施例の燃焼プレートB、第2実施例の燃焼プレートC
を使用したバーナの逆火温度、CO/CO値の測定を
行った。測定条件はプレート面積46×133mmのプ
レートを2枚連ね、簡易炉でLPガス、標準圧力で、4
800kcal/hrの発熱量でブラスト燃焼させ、逆
火の起る温度(逆火温度)と、CO/CO値を測定
し、表2に示した。なお、表中、Pは炎孔ピッチの広い
場合、Gは炎孔ピッチの狭い場合の炎孔のピッチであ
る。
【0020】
【表2】
【0021】表2によれば従来の燃焼プレートAに対し
て本発明の燃焼プレートB、Cは炎孔径が小さく、又、
炎孔数が順に少なくなるので炎孔負荷が増加して、逆火
温度は逆に順に高くなることが明らかである。又CO/
CO値も本発明の燃焼プレートは0.0005〜0.
0007と非常に小さくJIS規格に定めるCO/CO
値0.01を充分満足する良好な燃焼を得ることがで
きる。なお、この測定例の測定条件では、表2で従来の
燃焼プレートの炎孔径1.0φ以上の場合、逆火温度が
約1100℃、本発明の燃焼プレートの炎孔径0.80
φの場合、逆火温度が約1300℃とあるが これは従
来のプレートと本発明のプレートを比較する上記測定条
件の実験例で実際の燃焼プレートの使用における逆火温
度ではない。
【0022】
【発明の効果】この発明の請求項1の燃焼プレートによ
れば表面の多数設ける菱形状等突起は無炎孔で、その囲
りの凹溝に設ける多数の小炎孔の直径を0.7mmφ〜
0.95mmφとして従来の燃焼プレートより細径と
、燃焼プレートの開孔率を全体として5%〜20%と
したので、小炎孔内を通過するガス噴出速度を上昇させ
て火炎伝播速度とつり合いを持たせることができ、凹溝
において噴出ガスによる冷却効果も相埃ってプレート表
面温度が1100℃で燃焼させても火炎伝播速度とつ
り合いを持ち逆火現象を起こすことを防止できる。すな
わち、小孔より噴出させるガス噴出速度が従来のプレー
トに比べてかなり早く、プレート表面温度が約1100
℃で燃焼させても周囲の凹溝を効果的に冷却することが
でき、火炎伝播速度とつり合いを持ち逆火現象を起こす
ことなく安定燃焼を保つことができる。従って、蛍光灯
加熱処理、マーク焼付、曲げ加工或いは食品加工機器等
においてバーナを下向き燃焼させる場合に燃焼面に熱の
蓄積が起こり高温になり易いが、この発明の燃焼プレー
トによれば逆火は生じない。
【0023】工業用赤外線バーナでバーナ本体に冷却通
路を設けたものにこの燃焼プレートを使用すれば、冷却
用エアーの冷却と、燃焼プレート自体の冷却効果と相埃
って1100℃まで逆火を起こさないようにして燃焼
させることができる。
【0024】又炎孔より噴出したガスは無炎孔の突起に
おいて燃焼気の再循環が生じ燃焼速度の遅い燃料ガスを
高負荷燃焼させた時において高温の再循環の燃焼気に
よる燃料ガスと燃焼用空気との混合気への着火が持続
し、より高い高負荷燃焼ができる。又、突起部分に炎孔
がなく、全体が赤熱するので赤外線放射エネルギーはそ
の表面温度の上昇と赤熱面積の増加による相乗効果によ
り一層増大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例の燃焼プレートの正面図
である。
【図2】同要部拡大正面図である。
【図3】この発明の第2実施例の燃焼プレートの正面図
である。
【図4】同要部拡大正面図である。
【図5】この発明燃焼プレートを備えたガスバーナの平
面図である。
【図6】同拡大横断面図である。
【図7】燃焼プレートの拡大断面図である。
【符号の説明】
1 燃焼プレート 2 突起 3 凹溝 4 炎孔 5 無炎孔部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−142915(JP,A) 特開 昭58−120574(JP,A) 特開 昭57−129312(JP,A) 特開 昭60−233410(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23D 14/14 - 14/18 C04B 35/195

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コージライト・ムライト質耐火物等耐火
    度の高い耐火材からなる燃焼プレート(1)の表面に多
    数の菱形、四角形等適宜形状で無炎孔とした山形の突起
    (2)を周囲に凹溝(3)を存して縦横に形成した燃焼
    プレートにおいて、 各凹溝(3)にのみガス噴出速度
    の上昇と火炎伝播速度とがつり合う直径0.7mmφ〜
    0.95mmφの小炎孔(4)を穿設して燃焼プレート
    の開孔率を全体として5%〜20%としたことを特徴と
    する燃焼プレート。
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JP5513425B2 (ja) * 2011-03-02 2014-06-04 リンナイ株式会社 燃焼プレート
JP6216365B2 (ja) * 2015-12-28 2017-10-18 川崎重工業株式会社 平面燃焼バーナ用バーナプレート

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