JPH05172313A - 表面燃焼バーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 前面に燃焼面を構成する多孔質部材１１と、
該多孔質部材１１の外周近傍裏面から後方向に延在する
ケーシング１３と、該多孔質部材とケーシングとで形成
される混合ガス室４０と、該混合ガス室に燃焼ガス混合
物を供給するための開口とを有する表面燃焼バーナ１に
おいて、該ケーシング内に少なくとも１本の柱状体２、
２を立設し、ネジ４等の適宜の固定手段により該多孔質
部材１１を該柱状体２の先端部に一体に係合する。 【効果】 多孔質部材１１をより安定した状態でケーシ
ング１３に支持することができ、多孔質部材の熱による
変形を実質的に阻止することができ、それにより大きな
燃焼面積を持つ表面燃焼バーナを得ることができる。さ
らに、多孔質部材は周辺部を除きそのほぼ全面積が燃焼
面としての機能を果たすことができ、熱効率の向上が図
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面燃焼バーナに関
し、特に、大きな表面積を有する多孔質部材をその有効
燃焼面積を減少することなく安定した状態で支持しうる
構造を持つ表面燃焼バーナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、燃焼ガス混合体が拡散するに充分
な表裏連通した細孔を有する、例えばセラミック製の平
面多孔質部材を有し、その裏面に燃焼ガス混合体が供給
され該燃焼ガス混合体が拡散しつつ平面多孔質部材の前
面に達して、その前面近傍で着火され燃焼するようにな
っている、表面燃焼バーナは知られている。この種の表
面燃焼バーナは、平面多孔質部材を加熱して白熱させ、
エネルギの大部分を輻射熱として放出されるものであ
り、かつ通常セラミック等の多孔質部材の熱伝導率は小
さく表面の燃焼温度を相当に高くしても裏面の温度はあ
まり上昇しないことから逆火の発生を防止でき、熱効率
の高いまた安全なバーナとして家庭用燃焼機器に限らず
広い分野で用いられている。

【０００３】表面燃焼バーナの代表的構成を図３を参照
しつつ説明するに、図３に示す表面燃焼バーナ１０にお
いて、方形状あるいは円形状の平面多孔質部材１１は、
耐熱性パッキング１２を介して筒状のケーシング１３の
前方側に装着されている。ケーシング１３の前方端は内
側に向けて断面Ｌ字状に屈曲しフランジ１４を形成して
おり、該フランジ１４は多孔質部材１１の周縁近傍を一
定幅で覆うことにより多孔質部材１１を係止し、その前
方向への位置決めがなされている。

【０００４】ケーシング１３の内部には、燃焼ガス混合
体を拡散させ平面多孔質部材１１の裏面に均一に分配す
るための燃焼ガス分配手段２０が位置している。該燃焼
ガス分配手段２０はケーシング１３と同じ材料により構
成され、平面多孔質部材１１と平行に位置する邪魔板２
１及び該邪魔板２１の外周部分に適宜の手段により固着
された環状部材２２とからなっている。該環状部材２２
は、図２に示されるようにコ字状の断面形状を有してお
り、そこに循環経路２６を形成すると共に、その内周壁
部分２３には邪魔板２１をはさんで前方及び後方にそれ
ぞれ複数の開口２４、２５が刻設されている。環状部材
２２の外周部の形状はケーシング１３の内周壁部分の形
状と同形状であり、ケーシング１３内に後方から圧入さ
れて、該平面多孔質部材１１の裏面をその前面を前記の
ケーシングのフランジ１４に押圧する状態で支持してい
る。

【０００５】燃焼ガス分配手段２０は、ケーシング１３
の内周壁部分の形状と同形状である裏面板３０により支
持されている。該裏面板３０の外周縁部は屈曲部３１を
構成しており、該屈曲部３１の先端とケーシング１３の
後端部とは、その全周にわたり溶接止め３５されてい
る。また、裏面板３０の中央部分には円筒管３２が適宜
の手段により固着されており、該円筒管３２は図示しな
い適宜の配管手段を介して燃焼ガス供給源に接続してい
る。

【０００６】従って、ケーシング１３と平面多孔質部材
１１と裏面板３０とにより、一つの密閉空間である混合
ガス室４０が形成され、該混合ガス室４０は、燃焼ガス
分配手段２０を構成する環状部材２２とケーシング１３
とで区画される前記した循環経路２６、及び、平面多孔
質部材１１と邪魔板２１とで区画される前方混合ガス室
４１、邪魔板２１と裏面板３０とにより区画される後方
混合ガス室４２とに区画される。

【０００７】この表面燃焼バーナの燃焼は次のようにし
て行われる。適宜のガス源からの燃焼ガス混合体は円筒
部材３２から後方混合ガス室４２内に圧入される。圧入
された燃焼ガス混合体は邪魔板２１に衝突してその流れ
方向を変え、環状部材２２の内周壁部分２３に設けた開
口２５から循環経路２６内に入り、そこで再度向きを変
え、開口２４から前方混合ガス室４１に流入する。その
間に燃焼ガスと空気とは充分に混合されかつ均一化され
る。均質化した燃焼ガス混合体は平面多孔質部材１１の
裏面からその連続する多孔内を通過して前面に達し、前
記したケーシング１３のフランジ１４で覆われた部分を
除いた多孔質部材１１の前面において着火され、燃焼す
る。その燃焼により平面多孔質部材１１の前面は白熱化
し、輻射熱を放出する。

【０００８】多孔質部材１１は、通常、鉄、クロム、ケ
イ素、アルミニウム、イットリウム等の合金からなる長
繊維の焼結体であって１２００℃以上の耐熱性をもつも
のであり、また、耐熱性パッキングもセラミックファイ
バーシートのように同様に高い耐熱性を持つものが用い
られる。しかしそのような材料は熱による変形を受ける
ことから単一の表面燃焼バーナで使用する多孔質部材の
大きさには従来ある程度の制限があり、一定面積以上の
燃焼面積を必要とする燃焼機器を作成する場合には、図
４、図５に示すように、単位となる表面燃焼バーナ１
０、１０を必要個数第２のケーシング５０により一体に
寄せ集めて作成しているのが通常である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のような表面燃焼
バーナは、熱の有効利用及び安全性の観点からきわめて
有効なものである。しかしながら、大きな発熱表面積を
持つ表面燃焼バーナを必要とする場合に、上記のように
単一の表面燃焼バーナでそれを作成することはできず、
複数のバーナを寄せ集めた場合には、図４、図５からも
明らかなように、各バーナ単体の周辺部に存在するケー
シングの側壁部分及びフランジ部分１４ａ、１４ｂのよ
うに燃焼に直接には作用しない部分がバーナの表面に多
く存在することとなり、結果的に燃焼効率の低下を引き
起こしている。

【００１０】本発明は、上記のような従来の表面燃焼バ
ーナの持つ不都合を解消することを目的としており、よ
り具体的には、多孔質部材をより安定した状態でケーシ
ングに支持することができそれにより有効燃焼面積を減
少することなく従来よりも大きな表面積の多孔質部材を
燃焼面として持つことを可能とした表面燃焼バーナを得
ることを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決しかつ目的を達成するために、前面に燃焼面を構成す
る多孔質部材と、該多孔質部材の外周近傍裏面から後方
向に延在するケーシングと、該多孔質部材とケーシング
とで形成される混合ガス室と、該混合ガス室に燃焼ガス
混合物を供給するための開口とを有する表面燃焼バーナ
において、該ケーシング内に少なくとも１本の柱状体が
立設されており、かつ、適宜の係止手段により該多孔質
部材と該柱状体の先端部とが一体に固定されていること
を特徴とする、表面燃焼バーナを開示する。

【００１２】該係止手段をネジ結合とし、その表面を耐
熱性接着剤で被覆しておくことは特に好ましい態様であ
る。ネジ結合に用いるネジの素材は、ステンレス鋼のよ
うな耐熱材料が望ましく、また、耐熱性接着剤としては
セラミックス系接着剤が耐熱性の点から特に好ましい。

【００１３】また、本発明によるバーナを構成するケー
シング、多孔質部材等を構成する素材は、従来構造のバ
ーナに用いられる素材をそのまま用いることができる。

【００１４】

【実施例】以下、一実施例の説明に基づき、本発明をよ
り詳細に説明する。図１は本発明による表面燃焼バーナ
１の一実施例の断面図であり、図２は図１に示す該表面
燃焼バーナ１から多孔質部材１１を除去した状態を示す
斜視図である。この実施例のものは、全体としてより大
きな表面積を持つものであること、該燃焼ガス分配手段
２０に設けられた邪魔板２１上に複数本の柱状体２、２
が溶着等の手段により一体に立設されていること、該柱
状体２、２に対して多孔質部材１１がそこに形成された
開孔３、３を介してネジ４、４により固定されているこ
と、及び該ネジの表面は耐熱性接着剤５で被覆してある
ことを除いて、図１に記載のものと同一の構成を有して
いるので、同様の部材には同一の符号を付すとともに、
その詳細な説明は省略する。

【００１５】以下、相違点について詳細に説明する。上
記のように燃焼ガス分配手段２０に設けられた邪魔板２
１の多孔質部材１１に面した表面上には、適宜の間隔を
おいて好ましくはそれぞれが等しい間隔を保って位置し
うるようにして、複数本の柱状体２、２（この実施例で
は４２本）が溶着等の手段により一体に立設される。こ
の柱状体の高さは、多孔質部材１１がケーシング１３内
に装着されたときその裏面に該柱状体の先端がほぼ接す
る高さとし、かつその先端にはネジ溝が刻設されてい
る。立設する柱状体の本数は、多孔質部材の面積、素
材、厚さ、あるいはバーナの使用条件等を考慮して実験
的に適宜選定する。

【００１６】一方、多孔質部材１１には、ケーシングに
装着したときに該柱状体２、２の先端に接する位置にテ
ーパ付き開孔３、３を形成されている。この実施例の表
面燃焼バーナの組付けに際し、燃焼ガス分配手段２０の
前方面に多孔質部材１１を多孔質部材に設けた開孔３と
柱状体の位置とを一致させた状態で位置させた後、ネジ
４を用いて多孔質部材と燃焼ガス分配手段２０とを一体
化する。その際に、ネジ穴内にセラミックス系接着剤の
ような耐熱性接着剤を塗布あるいは注入した状態でネジ
をネジ込むようにしてもよい。ネジの締め付け後に、ネ
ジ４の頭部部分に同様な耐熱性接着剤を塗布しておく。

【００１７】その組付け体をケーシング１３内に挿入
し、最後に裏面板３０を装着した後、周辺部を溶着す
る。この表面燃焼バーナ１は図３に示したバーナと同様
な燃焼作用を行う。しかしながら、本発明による表面燃
焼バーナにあっては、多孔質部材１１のケーシング１３
との支持係合の態様が異なっていることから、特有の効
果がもたらされる。すなわち、従来の表面燃焼バーナに
おいて、図２、３、４に示すように多孔質部材はその周
辺部分のみでケーシングに対し係合固定がなされていた
のに対し、本発明のものにあっては周辺部に加えさらに
燃焼面裏面の内方部位部においてもケーシングに対して
係合固定がなされている。従って、多孔質部材のケーシ
ングに対する装着状態はきわめて安定したものとなって
いる。

【００１８】本発明に基づく柱状体２を持つケーシング
１３に装着固定した表面燃焼バーナにあっては、その多
孔質部材は、周辺部分での固定と柱状体部分での固定あ
るいは柱状体部分相互間での固定のように複数の部分に
分割した形で実質上支持され固定されることとなるの
で、熱変形に対しての抵抗力は十分大きいものとなり、
そのことにより、多孔質部材をその表面積が従来のもの
よりも相当に大きいものとして形成したとしても、多孔
質部材の熱燃焼による変形を十分に防止することが可能
となる。

【００１９】また、柱状体に対する固定は、ネジ部材の
ような適宜の固定手段を該多孔質部材の表面側から挿入
して行うだけであり、フランジのような大きな面積を持
つ部材を多孔質部材の表面上に配置することがないの
で、多孔質部材の表面積を有効に燃焼面積として利用す
ることができ、実質的に有効燃焼面積の増大に寄与す
る。さらに、ケーシングに柱状体を固定し、多孔質部材
には対応する位置に開孔を設けるという単純な作業の追
加だけで、大面積を持つ表面燃焼バーナを製造すること
が可能となり、従来のものと比べ、制作費用が大幅に低
減する。

【００２０】ネジ係合部分に耐熱性の接着剤を塗布する
ことにより、固定状態が一層安定すると共に、ネジを介
して熱が混合ガス室内に伝導されるのを防止することも
でき、逆火の発生も防止される。上記の説明は、本発明
の一実施例の説明にすぎず、他に多くの変形例が存在す
る。例えば、混合ガス室の構成は図示のもののように邪
魔板を持つものに限ることはなく、要は混合ガス室内部
に柱状体が立設できる形状のものであればどのような形
状の混合ガス室であつてもよいことは容易に理解されよ
う。また、柱状体の形状も任意であり、角錐体、頭部を
切断した円錐体、等多孔質部材を支持しうる強度を有す
るものであればどのような形状であってもよい。また、
その素材も任意である。

【００２１】さらに、上記したように、柱状体の本数も
特に制限はなく、柱状体と多孔質部材との係止手段もネ
ジ係合に限らず差し込みピン等の手段により係合固定し
てもよい。さらに、柱状体を多孔質部材に形成した開孔
内にまで達する長さに形成し、柱状体の先端部分が直接
多孔質部材と係合することにより、多孔質部材の移動を
阻止するようにしても目的はある程度達成される。その
場合に燃焼ガス混合体の漏洩を防止するために開孔内に
耐熱性接着剤を最後に充填することは極めて好ましい態
様である。

【００２２】また、特に図示しないが、ケーシングの周
辺部の一部に肉圧部を設け、その部分にネジ穴を形成
し、多孔質部材の前面からそのネジ穴を用いて、ネジ係
合するようにしてもよく、その場合には、ケーシングの
周辺部のフランジが不要となることから、一層有効燃焼
面積を増大することが可能となる。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、上記の構成を有するので、多
孔質部材をより安定した状態でケーシングに支持するこ
とができ、多孔質部材の熱による変形を実質的に阻止す
ることが可能となることから、大きな燃焼面積を持つ表
面燃焼バーナを得ることができる。さらに、多孔質部材
は周辺部を除きそのほぼ全面積が燃焼面としての機能を
果たすことができ、その点からも熱効率の向上が図れ
る。また、固定手段の表面を耐熱性接着剤で被覆してい
ることから、固定部材からの伝熱によるガス混合室内で
の発火、即ち、逆火の発生は防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による表面燃焼バーナの一実施例の断
面図。

【図２】 本発明のよるケーシングを示す斜視図。

【図３】 従来例を示す断面図。

【図４】 他の従来例を示す断面図。

【図５】 従来例を示す斜視図。

【符号の説明】

１…表面燃焼バーナ、２…柱状体、３…開孔、４…固定
用ネジ、５…耐熱性接着剤、１１…多孔質材料、１３…
ケーシング、２０…燃焼ガス分配手段、４０…混合ガス
室

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前面に燃焼面を構成する多孔質部材と、
   該多孔質部材の外周近傍裏面から後方向に延在するケー
   シングと、該多孔質部材とケーシングとで形成される混
   合ガス室と、該混合ガス室に燃焼ガス混合物を供給する
   ための開口とを有する表面燃焼バーナにおいて、該ケー
   シング内に少なくとも１本の柱状体が立設されており、
   かつ、適宜の固定手段により該多孔質部材と該柱状体の
   先端部とが一体に係合されていることを特徴とする、表
   面燃焼バーナ。
2. 【請求項２】 該係合手段がネジ結合による係合手段で
   ある、請求項１記載の表面燃焼バーナ。
3. 【請求項３】 該係合手段の表面が耐熱性接着剤で被覆
   してあることを特徴とする、請求項１又は２記載の表面
   燃焼バーナ。