JP4086435B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は燃焼装置に関するものであり、特に詳しくは可燃性と燃焼用空気とを元混合し、表面燃焼プレートの無数の微細な孔を通過させてその表面で燃焼させ、燃焼を短時間で完結するようにした燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の燃焼装置として、図５に示したように、表面燃焼プレート１を前面に備えた混合室２に燃焼用空気が供給可能に送風機３を設置すると共に、送風機３が送る燃焼用空気の通路４に図示しない燃料供給管から可燃性ガスを供給する燃料供給口５を開設し、燃焼用空気の通路４と混合室２とで混合された可燃性ガスと燃焼用空気との混合ガスを、表面燃焼プレート１の図示しない無数の微細な孔から通過させてその表面に火炎６を面状に形成し、混合ガスを燃焼させる燃焼装置が周知である。
【０００３】
なお、７、８、９はそれぞれ表面燃焼プレート１の前方に設置された点火手段、火炎検出電極、アース電極である。
【０００４】
点火手段７は、図示しない放電機構などを備えて構成され、パイロットガス入口１０から図示しないパイロットガス室に入り、表面燃焼プレート１を通過したパイロットガスに点火して図示しないパイロット炎を表面燃焼プレート１の前面に形成する機能を備えている。
【０００５】
また、火炎検出電極８とアース電極９との間には所定の電圧が印加され、表面燃焼プレート１の前面に図示しないパイロット炎が形成されると、パイロット炎によって形成されたガスのプラスイオンとマイナスイオンとがそれぞれ反対側の電極の方に移動して火炎検出電極８とアース電極９との間に電流が流れるので、その電流を検出して図示しないパイロット炎の形成を検出するものである。
【０００６】
上記構成の燃焼装置は、火炎６が短く形成されるので、ボイラなどの加熱手段として使用する際に装置の小型化が図れると云った利点がある。また、燃焼が短時間で完結するため、排ガス中のＮＯ_X の生成が抑えられると云った利点もあり、用途が拡がってきている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、表面燃焼プレートを使用した従来の燃焼装置は、セラミックスなどからなる表面燃焼プレートの大型化が強度や加工上の制約があって困難であり、また、燃焼装置としての構造強度を確保する上でも表面燃焼プレートを１列配置とする他なかったため、燃焼装置の一層の大型化を図るのが困難であると云った問題点があり、この点の解決が課題となっていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明は、可燃性ガスと燃焼用空気との混合ガスをプレートの厚み方向に通過させ、その表面に火炎を形成する表面燃焼プレート複数を並設した多プレート式燃焼装置において、前記複数の表面燃焼プレートを有底箱部材の周回段部に載置すると共に、この有底箱部材の側壁に端部が固定されたプレート支持板により下側から支持し、下面が開口し上面に多数の小孔を有する直方体状の箱部材と、その左右側面に取り付けられた押え板とからなるプレート固定部材を、前記表面燃焼プレート間に配設して前記押え板により表面燃焼プレートの端部を押え、その状態で外周縁が前記有底箱部材の外周縁に一致し、内周縁が前記周回段部の内周縁に一致するように形成された押えフレームを、有底箱部材の外周に重ね合わせて取り付けることで前記表面燃焼プレートとプレート固定部材とが有底箱部材の開口部に装着された構成の燃焼装置を提供するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明になる燃焼装置の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
【００１２】
図１は本発明の要部、すなわち前記図５に示した送風機３などによって通路４から供給される燃焼用空気と、通路４に開口した燃料供給口５などから供給される可燃性ガスとが混合される混合室２の前面に配設される表面燃焼プレート１の一配置例を示した説明図であり、この燃焼装置においては合計１０枚の表面燃焼プレート１が２列に、すなわち各列に５枚が配設された例を示している。そして、表面燃焼プレート１がより多く列設される方向の表面燃焼プレート１同士の間には、後述するプレート固定部材４１が配設されている。
【００１３】
図２・図３に示したように、表面燃焼プレート１・プレート固定部材４１と共に混合室２を形成する有底箱部材２１は、矩形の開口部２２を囲繞形成している第１の周回側壁２３の上端から外側に延設された周回フランジ２４と、第１の周回側壁２３の下端から内側に延設された周回段部２５と、周回段部２５の内周縁から図面下方に延設されて底板に至る第２の周回側壁２６とを備えている。なお、第１の周回側壁２３の高さは、表面燃焼プレート１の厚さと同じ寸法に形成されている。
【００１４】
また、第２の周回側壁２６の長手方向の寸法が大きい第２の側壁２６Ａ同士（図２では手前側の第２の側壁２６Ａは示していない）の間には４対、合計８本（図２、図３では左側の一対、２本しか示していない）のプレート支持板２７が所定の間隔に架設されて、周回段部２５に周端部の一辺または二辺が載せられた１０枚の表面燃焼プレート１を支持するようになっている。
【００１５】
接近して対に設置されるプレート支持板２７（Ａ）と２７（Ｂ）（図面左側に位置するプレート支持板に（Ａ）、図面右側に位置するプレート支持板に（Ｂ）を付した）とは、第１の所定の間隔Ｌ１だけ離間し、一対のプレート支持板２７（Ａ）、２７（Ｂ）と、隣接する図示しない他の一対のプレート支持板２７（Ａ）、２７（Ｂ）とは第２の所定の間隔だけ離して設置される。
【００１６】
すなわち、第１の一対のプレート支持板２７（Ａ）、２７（Ｂ）と、例えばこのプレート支持板２７（Ｂ）側に隣接する第２の一対のプレート支持板２７（Ａ）、２７（Ｂ）とは、第１の一対のプレート支持板２７（Ａ）、２７（Ｂ）のプレート支持板２７（Ｂ）と、第２の一対のプレート支持板２７（Ａ）、２７（Ｂ）のプレート支持板２７（Ａ）との外側間距離が表面燃焼プレート１の対応する一辺の寸法だけ離して設置される。
【００１７】
また、両側、すなわち第１の周回側壁２３の長手方向の寸法が小さい第１の側壁２３ａに接近して設置されるプレート支持板２７は、第１の側壁２３ａから表面燃焼プレート１の対応する一辺の寸法だけ離れた位置に、プレート支持板２７の反対側の端面が位置するように設置される。
【００１８】
また、全てのプレート支持板２７は、周回段部２５に周端部の一辺または二辺が載せられた表面燃焼プレート１を下側から支持できるように、その上面が周回段部２５と面一に端部が第２の側壁２６Ａに固定されている。
【００１９】
図２・図３に示したプレート固定部材４１は、金属製（例えば、ＳＵＳ４３０などの耐熱鋼製）のプレート固定部材であり、一面（図面下側）が矩形に開口し、その対向する面（図面上側）に上下方向に貫通した多数の小孔４２を有する直方体状の箱部材４３と、その両側面（図面左右）にスポット溶接によって取り付けられたＬ字状の押え板４４とからなる。
【００２０】
プレート固定部材４１の箱部材４３は、押え板４４が設けられていない両端の突出部４３Ａを、対向している第２の側壁２６Ａ側、すなわち周回段部２５の長手方向の寸法が大きい段部２５Ａに載せることができる長さに、また、突出部４３Ａを段部２５Ａに載せたときに、突出部４３Ａの上面が第１の周回側壁２３より高くならないように、さらに押え板４４の張り出し部４５の下面が周回段部２５に載せられた表面燃焼プレート１の上面と一致するように形成されている。
【００２１】
なお、押え板４４の張り出し部４５には切り込み４６が適宜の間隔で、張り出し部先端から箱部材４３への取り付け部側まで多少入り込んだ長さに設けられ、熱膨張に伴う変形への対策が施されている。
【００２２】
また、箱部材４３の両側面に取り付けられているＬ字状の押え板４４同士の取り付け部分外側間寸法Ｌ２が、前記寸法Ｌ１より僅かに小さい寸法に形成されて、箱部材４３と押え板４４の取り付け部分とが、一対のプレート支持板２７（Ａ）、２７（Ｂ）の間に落とし込めるようになっている。
【００２３】
したがって、図面一番左端に設置する表面燃焼プレート１（Ａ）は、その左端を左側の第１の側壁２３ａに接触させて周回段部２５に載置すると、その右端はプレート支持板２７（Ａ）の右端に一致し、表面燃焼プレート１（Ａ）の右側に設置する表面燃焼プレート１（Ｂ）は、その左端をプレート支持板２７（Ｂ）の左端に一致させるとその右端はプレート支持板２７（Ｂ）右側の図示しないプレート支持板２７（Ｃ）の右端に一致し、同様に表面燃焼プレート１（Ｂ）の右側に設置する表面燃焼プレート１（Ｃ）、さらにその右側に設置する表面燃焼プレート１（Ｄ）それぞれは、プレート支持板２７（Ｃ）の右側の図示しないプレート支持板２７（Ｄ）と２７（Ｅ）、プレート支持板２７（Ｆ）と２７（Ｇ）によって表面燃焼プレート１（Ｂ）と同様に支持され、表面燃焼プレート１（Ｄ）の右側、すなわち図面一番右側に設置する表面燃焼プレート１（Ｅ）は、その左端を一番右側の図示しないプレート支持板２７（Ｈ）の左端に一致させると、その右端は図示しない右側の第１の側壁２３ａに接して周回段部２５に設置される。
【００２４】
なお、２列に設置する表面燃焼プレート１の前後方向の寸法は、第１の周回側壁２３の長手方向の寸法が大きい第１の側壁２３Ａ同士（図２では手前側の第１の側壁２３Ａは示していない）との間の寸法の１／２に形成され、手前側に設置する表面燃焼プレート１と、奥の側に設置する表面燃焼プレート１との間に隙間ができないようになっている。
【００２５】
そして、プレート固定部材４１の下部を、対に設けたプレート支持板２７（Ａ）とプレート支持板２７（Ｂ）との間に落とし込み、両端の突出部４３Ａを段部２５Ａに載置すると、プレート固定部材４１の左側に設置された表面燃焼プレート１の右端はプレート固定部材４１の左側の押え板４４の張り出し部４５によって押えられ、右側に設置される表面燃焼プレート１の左端はプレート固定部材４１の右側の押え板４４の張り出し部４５によって押えられる。
【００２６】
その状態で、外周縁が周回フランジ２４の外周縁に一致し、内周縁が周回段部２５の内周縁に一致する大きさに形成された押えフレーム４７を、周回フランジ２４に重ね合わせ、ねじ４８を押えフレーム４７に設けた設けた穴４７ａに刺し通し、周回フランジ２４のねじ穴２４ａに螺合させることで、表面燃焼プレート１とプレート固定部材４１とが有底箱部材２１の開口部２２に装着される。
【００２７】
上記構成の燃焼装置においては、混合室２で混合された可燃性ガスと燃焼用空気は各表面燃焼プレート１の図示しない小孔を通過してその表面で燃焼すると共に、プレート固定部材４１の小孔４２をも通過してその表面でも燃焼するので、燃焼面積の大きい火炎が形成でき、且つ、プレート固定部材４１は小孔４２を通過する混合ガスにより冷却され、プレート固定部材４１の温度上昇が抑えられるので、逆火する危険がない。
【００２８】
したがって、上記のように多数の表面燃焼プレート１を有底箱部材２１の周回段部２５に載置すると共に、プレート固定部材４１を組み付け、この状態で押えフレーム４７を取り付けることで、大火力の燃焼装置の製作が可能となる。
【００２９】
なお、プレート固定部材４１は、アルミナ系、シリカ系、ジルコニア系などのセラミックスによって図４に示した形状などのように形成することもできる。プレート固定部材４１は、図４のように形成しても、金属で作成したものと同等の作用効果が期待できる。また、金属製の物と違って使用時に赤熱することもない。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【００３１】
例えば、表面燃焼プレート１は、手前の列、中間の列、奥の列と云うように３列以上に設けるようにしても良い。
【００３２】
また、プレート固定部材４１は、手前側に列設した表面燃焼プレート１と、奥側に列設した表面燃焼プレート１との間に設けるようにしても良い。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の燃焼装置によれば、火力の火炎が短く形成されるために装置の小型化と排ガス中のＮＯ_X の生成が抑制できる表面燃焼プレートを使用した燃焼装置の大火力化が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の要部を示す説明図である。
【図２】 一部を破断して示す説明図である。
【図３】 断面で示す説明図である。
【図４】 押え部材の他の構成例を示した説明図である。
【図５】 従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１ 表面燃焼プレート
２ 混合室
３ 送風機
４ 通路
５ 燃料供給口
６ 火炎
７ 点火手段
８ 火炎検出電極
９ アース電極
１０ パイロットガス入口
２１ 有底箱部材
２２ 開口部
２３ 第１の周回側壁
２３ａ （寸法が小さい）第１の側壁
２３Ａ （寸法が大きい）第１の側壁
２４ 周回フランジ
２４ａ ねじ穴
２５ 周回段部
２５Ａ （寸法が大きい）段部
２６ 第２の周回側壁
２６Ａ （寸法が大きい）第２の側壁
２７ プレート支持板
４１ プレート固定部材
４２ 小孔
４３ 箱部材
４３Ａ 突出部
４４ 押え板
４５ 張り出し部
４６ 切り込み
４７ 押えフレーム
４７ａ 穴
４８ ねじ

Claims (1)

1. 可燃性ガスと燃焼用空気との混合ガスをプレートの厚み方向に通過させ、その表面に火炎を形成する表面燃焼プレート複数を並設した多プレート式燃焼装置において、前記複数の表面燃焼プレートを有底箱部材の周回段部に載置すると共に、この有底箱部材の側壁に端部が固定されたプレート支持板により下側から支持し、下面が開口し上面に多数の小孔を有する直方体状の箱部材と、その左右側面に取り付けられた押え板とからなるプレート固定部材を、前記表面燃焼プレート間に配設して前記押え板により表面燃焼プレートの端部を押え、その状態で外周縁が前記有底箱部材の外周縁に一致し、内周縁が前記周回段部の内周縁に一致するように形成された押えフレームを、前記有底箱部材の外周に重ね合わせて取り付けることで前記表面燃焼プレートとプレート固定部材とが有底箱部材の開口部に装着されたことを特徴とする燃焼装置。

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