JP5436769B2 - ２つの加熱面を備えたコンパクトな輻射ガスバーナ装置及びその応用 - Google Patents

２つの加熱面を備えたコンパクトな輻射ガスバーナ装置及びその応用 Download PDF

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Description

本発明は、概してエネルギー分野に関し、特にガスの利用に関する。
より具体的には、本発明は、円筒状の第１のチャンバと、この第１のチャンバに可燃混合気を供給する第１のインジェクタとを備え、第１のチャンバが外周加熱面を有する輻射ガスバーナ装置に関する。
この種のバーナは、例えば、特許文献１に開示されている。
ベルギー特許公報第１００５７３９号
個々のバーナの形状は、熱がどのように集中し、分散するかについて、固有の加熱特性に対応している。
異なる加熱特性を利用することが必要な応用例では、形状の異なる複数のバーナを設ける必要がある。
上記の必要のため、従来は、複数のバーナを配置した全体積空間（bulk space）が、異なる夫々のバーナの体積空間の合計よりも大きくなるような配置がなされていた。
本発明の目的は、上記のような欠点のない輻射ガスバーナ装置を提供することにある。
そのため、本発明に係る輻射ガスバーナ装置は、円筒状の第１のチャンバと、この円筒状の第１のチャンバに可燃混合気を供給する第１のインジェクタとを備え、第１のチャンバが外周加熱面（external peripheral heating surface）を有する輻射ガスバーナ装置において、さらに、円筒状で且つ中空（hollow）の第２のチャンバと、当該第２のチャンバに可燃混合気を供給する第２のインジェクタとを備えている。第２のチャンバは、第１のチャンバの内側に配置されており、また、第１のチャンバと第２のチャンバとの間に設けられた壁によって第１のチャンバから隔てられている。また、第２のチャンバは、内周加熱面（internal heating surface）を有している。第１及び第２のインジェクタは、互いに独立して、第１及び第２のチャンバへの供給を行うよう構成されている。また、第１のチャンバ（１）及び前記第２のチャンバ（３）は、いずれも前記壁（５０）及び前後の壁（５１）によって閉じられている。
第１及び第２のチャンバは、互いに同軸であることが好ましく、さらに、いずれも、例えば回転円筒（cylinder of revolution）の形状を有することが好ましい。
本発明は、燃料電池を利用して熱及び電力を発生する独立型の設備（stand-alone facility）への上記輻射ガスバーナ装置の応用にも関する。
この応用では、燃料電池を内周加熱面の内側に配置することができる。
また、上記の設備は、外周加熱面の周囲に熱交換器を備え、この熱交換器が、外周加熱面で発生した全熱流束を受け取るように構成することができる。
本発明によれば、２つの加熱面を有し、コンパクトな輻射ガスバーナ装置を提供することができる。
本発明の他の特徴及び効果は、添付図面を参照した以下の説明によって明らかになるであろう。なお、図面はもっぱら説明のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
上述したように、本発明における輻射ガスバーナ装置（radiant gas burner device）は、円筒状の第１のチャンバ１と、この第１のチャンバ１に可燃混合気を供給する第１のインジェクタ２とを備える。可燃混合気は、例えば、空気Ａと天然ガスＧＮとからなる。
第１のチャンバ１は、円筒状の壁５０と前後の壁５１とで囲まれており、外周加熱面１０を備え、編み上げられた鋼線、又は、穿孔された鋼板若しくはセラミックス板により構成されている。
本発明における輻射ガスバーナ装置は、さらに、第２のチャンバ３と、この第２のチャンバ３に可燃混合気を供給する第２のインジェクタ２とを備える。可燃混合気は、例えば、空気Ａと天然ガスＧＮとからなる。
第２のチャンバ３は、円筒状で且つ中空であり、第１のチャンバ１の内側に配置されている。この第２のチャンバ３は、円筒状の壁５０と前後の壁５１とで囲まれており、内周加熱面３０を備え、編み上げられた鋼線、又は、穿孔された鋼板若しくはセラミックス板により構成されている。
第１及び第２のチャンバ１，３は、例えば、互いに同軸であり、いずれも実質的に回転円筒形状を有している。
さらに、可燃混合気を供給するための第１及び第２のインジェクタ２，４は、互いに独立して、第１及び第２のチャンバ１，３への供給を別々に行うように構成されている。
そのため、外周加熱面１０及び内周加熱面３０で発生する熱流束をそれぞれ別々に調整することが可能である。
外周加熱面１０及び内周加熱面３０の形状を考慮すると、これらの面で発生する各熱流束は、散逸特性が異なっている。すなわち、外周加熱面１０からの熱流束は温度勾配が大きいのに対し、内周加熱面３０からの熱流束は均一な高温を得るのに好ましい。
そのため、本発明における輻射ガスバーナ装置は、燃料電池を利用して熱及び電力を発生する独立した設備に応用することが理想的である。この場合、燃料電池は、内周加熱面３０の内側に配置される。また、外周加熱面１０は、上記の設備に備えられた熱交換器の内側に配置され、この熱交換器が、外周加熱面１０で発生した全熱流束を受け取るように構成される。
本発明における輻射ガスバーナ装置の概略斜視図である。 図１に示した輻射ガスバーナ装置を切り欠いて示す図である。

Claims (6)

  1. 円筒状の第１のチャンバ（１）と、前記第１のチャンバ（１）に可燃混合気を供給する第１のインジェクタ（２）とを備え、前記第１のチャンバ（１）が外周加熱面（１０）を有する輻射ガスバーナ装置において、
    円筒状で且つ中空の第２のチャンバ（３）と、
    前記第２のチャンバ（３）に可燃混合気を供給する第２のインジェクタ（４）と
    を更に備え、
    前記第２のチャンバ（３）は、前記第１のチャンバ（１）の内側に配置されており、また、前記第１のチャンバ（１）と前記第２のチャンバ（３）との間に設けられた壁（５０）によって前記第１のチャンバ（１）から隔てられており、
    前記第２のチャンバ（３）は、内周加熱面（３０）を有しており、
    前記第１及び第２のインジェクタ（２，４）は、互いに独立して、前記第１及び第２のチャンバ（１，３）への供給を行うよう構成され、
    前記第１のチャンバ（１）及び前記第２のチャンバ（３）は、いずれも前記壁（５０）及び前後の壁（５１）によって閉じられていること
    を特徴とする輻射ガスバーナ装置。
  2. 前記第１及び第２のチャンバ（１，３）が、互いに同軸であることを特徴とする請求項１に記載の輻射ガスバーナ装置。
  3. 前記第１及び第２のチャンバ（１，３）が、いずれも、回転円筒の形状を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の輻射ガスバーナ装置。
  4. 請求項１から３までのいずれか１項に記載の輻射ガスバーナ装置の、燃料電池を用いて熱及び電力を発生する独立型の設備への応用。
  5. 前記内周加熱面（３０）の内側に前記燃料電池が配置されていることを特徴とする請求項４に記載の応用。
  6. 前記設備は、前記外周加熱面（１０）の周囲に熱交換器を備えていることを特徴とする請求項４又は５に記載の応用。
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