JPH065126B2 - 燃焼装置 - Google Patents

燃焼装置

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JPH065126B2
JPH065126B2 JP59207405A JP20740584A JPH065126B2 JP H065126 B2 JPH065126 B2 JP H065126B2 JP 59207405 A JP59207405 A JP 59207405A JP 20740584 A JP20740584 A JP 20740584A JP H065126 B2 JPH065126 B2 JP H065126B2
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JP
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combustion
heat
chamber
exhaust
premixed
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次郎 鈴木
西野  敦
正人 保坂
康弘 竹内
之良 小野
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C13/00Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spray-Type Burners (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は気体燃料及び気化装置を有する液体燃料燃焼装
置に関する。
従来例の構成とその問題点 高い輻射効率を得る目的で気体あるいは液体の燃料を用
いて燃焼面を高温化する装置は各種考案されているが、
代表的な2種類の従来の方式の燃焼部を第1図,第2図
に示す。第1図はシュバンク方式と呼ばれるもので輻射
効率30〜50%である高温となった燃焼面1より、高
温の排気ガスが上昇する為に輻射効率に限度が生じる。
又第2図に示す従来例はガラス面1を介して輻射熱を得
る方式であるが、この方式では、燃焼体2の表面aが高
温となって高い輻射を出すもので、裏面bからは比較的
低温の排気が排出されている。シュバンク方式に比べて
高い輻射効率が得られ40〜60%に達する。しかし、
この方式では、輻射面が燃焼体2の表面aであり、燃料
ガスが前記表面aへ送られるため、燃料ガスをシールす
るガラス面1が不可欠である。このガラス面は前記表面
aの輻射の一部を吸収し、有効に透過しないもので、輻
射効率を更に上昇させるためには阻害要因となってい
る。又、従来例として述べた上記2種の方式に、液体燃
料を気化した燃料ガスを用いた場合、燃料面にいたる予
混合ガス経路は比較的低温であるために、燃料が前記経
路中で凝縮しやすい欠点を有している。とくに着火した
のち、前記経路が十分に温度が上昇する間は、著しい燃
料ガスの凝縮を生じるもので、臭気,異常燃焼の原因と
なっていた。
発明の目的 本発明は輻射効率の向上を図り、暖房,乾燥等の効果を
高め、また未燃成分のもれを防止し、衛生上の改良を図
る。
発明の構成 本発明は燃料と燃焼用空気の予混合部と、前記予混合部
下流に設けられた円筒形の熱透過体と、多数の燃焼孔を
有するたとえば長方形の燃焼面を有するものであって、
前記燃焼面を前記熱透過体の直径部に設けて、前記熱透
過体を予混合気室と排気室に2分割した構成の燃焼装置
である。
実施例の説明 本発明の一実施例を第3図とともに説明する。第3図に
おいて、1は石油タンクである。石油タンク1よりポン
プ2で燃料は気化器3へ送られている。気化器3で液体
の燃料は電熱により気化し、送風機4の空気と混合され
予混合ガスとなる。予混合ガスは予混合気経路5を通っ
て円筒状の熱透過体6の予混合気室7に供給される。予
混合気室7は熱透過性材料たとえばガラスマイカなどで
形成されるもので特に赤外域の波長の透過率の高い材料
が適する。また、予混合気室7の下流には多数の燃焼孔
8を有す長方形の燃焼体9が設けられている。燃焼体9
は耐熱性合金あるいはセラミック,セメント系の金網,
多孔体,ハニカム等任意の材料,形状が考えられるもの
で、燃料の種類,燃焼量,燃焼負荷高率などの点を考慮
して、選択すればよいものである。
前述の予混合ガスは燃焼孔8で燃焼し、燃焼面9全体を
加熱する。燃焼体9より放射する輻射の一部は熱透過性
材料で形成される。予混合気室7の壁面である熱透過体
6を通過して外部の被加熱物へ達する、一方熱透過体6
に吸収されやすい波長の長い赤外線は熱透過体6自身を
高温化し、高温となった壁面より輻射を二次輻射として
放出し被加熱物を加熱するものである。通常輻射熱源と
被加熱物の間に前述のようにガラス等の熱透過体材料を
おけば輻射熱源のエネルギーは100%被加熱物に達す
ることはない。なぜならば二次輻射を放射するべく熱透
過性材料自身が高温化し、対流によって周囲の空気に熱
を与えてしまうからである。
本発明ではこのような対流によるロスを防止するととも
に更に積極的に輻射効率を改善する手段として以下に述
べる作用を利用している。
燃焼体9より排出する排気ガスは排気室10を流れる
が、この比較的高温である排気は熱透過体6を高温化す
る。本発明では排気室10と予混合気室7が一体となっ
ているため、排気熱は熱透過体6の全周が熱伝導によっ
て高温化し二次輻射の増加を図っている。
熱透過体6は最も表面積の少ない円形であり、自然対流
による放熱ロスが少ない。
円筒形の熱透過体6は燃焼面の上流および下流両方向へ
輻射を放出する。従来の装置が片面のみの輻射であるこ
とに比べて輻射量は大幅に上昇する。熱反射板12は下
流方向へ向う輻射を上流方向へ反射するものである。
また本発明のもう一つの特徴は未燃成分のもれの少ない
ことである。この理由は予混合気室7と排気室10が
一体でありかつ円筒形というつぎ目のない構造であるた
めである。通常熱膨張率の低い材料を用いる燃焼面9
に対してその側面を熱膨張率の高いスランレス等の金属
材で保持していない。また熱透過体6の円形端面のシー
ルは容易である。平板で構成される予混合気あるいは
排気室に比べ、円筒形は剛性が高く熱変形しにくい、
オールシール部がもれても、大気に未燃ガスが放出され
ず、排気室10を流下する間に再燃焼する。
なお、このような構成の本発明では燃焼体9の上流側
(第3図右側)を高温とし、下流面(第3図右側)を上
流面より低温とすることが当然好ましいものである。な
ぜならば被加熱物を加熱するためには上流側を高温化し
た方がより輻射効率が高いからである。この理由は、も
し下流側を高温化するならば、従来例で述べたシュバン
ク方式と同じ理由で、燃焼体9の下流面ではそれほど高
い輻射効率を示さない。(輻射熱=燃焼熱−排気熱ロー
ス−−対流熱ロス−周辺への熱伝導ロス)という概念か
ら想起できるように、このような方式で生じる高温の排
気熱ロスに高輻射率という要求にそぐわないものである
ためである。
一方、上流面を輻射面とすれば高い輻射効率が得られ
る。なぜならば、上流面で燃焼させれば、燃焼孔8を流
れつつ排気ガスは低温化する、すなわち、排気熱を再び
上流面へ回収し輻射に変換しうるからである。
このような理由で本発明では燃焼体9の上流を下流より
高温化している。また前述の燃焼体9の温度分布は燃焼
ガスと空気の混合比,流速,燃焼孔8の面積によって定
まるもので、一般に燃焼速度より低い速度の混合ガスが
燃焼孔8を通過するようにこれらの要素を任意に組み合
わせればできるものである。
また、本発明を特に液体燃料に用いた場合、予混合気室
7は排気ガスによって素早く高温化するために、一たん
電熱ヒータ等で気化した気化ガスが、前記の壁面で再凝
縮する量は少くなくなる。もし予混合気室7が高温化し
にくい構成であれば多量の凝縮した液体燃料が付着し、
消火時に臭気の原因となったり、あるいは、凝縮した燃
料が次第に再気化をおこなって過大な燃焼量となるなど
致命欠点を生じてしまうものである。又熱透過体6に多
量の凝縮が生じると、この部分で気化・凝縮のくり返し
により液体燃料の高沸点成分がタールとなって付着し熱
透過体6の熱透過性およびその外観を著しく損うもので
ある。本発明の構成では、燃焼体9の輻射により前記の
予混合気室7の内面を高温化するとともに排気ガスによ
り熱透過体6の全体を素早く加熱するため上述の不都合
点を改善しうるものである。
一般に可燃範囲に予混合されたガスが高温となりやすい
燃焼体9の上流に触れると逆火という現象を生じやすい
ものである。しかしながら、燃焼体9の少なくとも上流
側に白金族系の触媒を担持せしめると、白金族触媒の発
火抑制機構により燃焼体9が高温になっても予混合ガス
を発火させにくくなるもので、これは逆火の初期に生じ
るミクロ火炎が白金族触媒に極めて接近して生じる為に
火炎が大きく成長しにくいためである。又、前述の如く
火炎が白金族触媒に極めて接近して生じるために、触媒
を担持する燃焼体9は高温化しやすく、更に高い輻射効
率を示すようになる。
又本発明の円筒形の熱透過体6は内部の熱を外部に放出
しやすいもので、燃焼体9の異常高温による逆火を抑制
する効果も有する。
第3図において、燃焼体9の下流に点火用ヒータ11を
設けている。点火時に点火用モータ11に通電すれば、
燃焼体9は点火モータ11の輻射熱のみならず、自然対
流による熱により素早く高温化することが可能である。
このような構成を白金族系触媒を担持した燃焼体9に用
いれば予混合ガスは、高温となった燃焼体9で自発着火
しフレームレス燃焼を開始する。このようにすれば、高
圧放電等の手段によらず燃焼を開始できる。
また本発明では燃焼体9が長方形であるために点火用モ
ータを一本でも加熱しやすく、点火用ヒータ11は円筒
内部全体をあらかじめ加熱するために、点火初期の不完
全燃焼とくに液体気化燃料の凝縮を防止できるものであ
る。
又消火時に点火用ヒータ11を通電すれば消火後も触媒
の活性温度を保つことができるため、消火中の未然分の
排出を少なくすることも可能である。
前記の点火用モータとして、石英ガラス等の熱透過体で
作られた円筒中にコイルを入れた電気ヒータを用いたも
のである。この目的は素早い加熱速度を期待するためで
ある。ステンレスパイプにコイル状のヒータを入れたシ
ーズヒータでは燃焼体9の温度上昇が遅く、着火まで時
間がかかるが、透明な管にコイルヒータを入れればコイ
ルの輻射熱の一部はコイルヒータを囲む熱透過材を通っ
て触媒を担持する燃焼体9を加熱するために着火にいた
る時間が早いものである。又コイルは排気ガスに対して
隔離されているので腐食もしにくい。
前記の点火用モータは排気室10に設けることが好まし
い。なぜならば予混合気室7に設ければ燃焼体9の上流
より放出する輻射を妨害するとともに、本発明の特徴で
ある未然ガスのもれのない構造を維持することが、予混
合気室7に貫通するヒータのため困難になるからであ
る。
熱透過体6を略垂直に設ければ、熱透過体6の外周を上
昇する自然対流は上昇するにともない高温になってい
く、もし熱透過体6が水平に設けられていたら、低温の
対流が熱透過体6全長に渡って生じ大量の放熱ロスを生
じる。本発明のごとく垂直に設ければ対流による冷却は
受けにくく、熱透過体6は高温に保たれるために、高い
輻射効率を得られる。
排気室10の下端に排気孔を設けたので、輻射効率の増
加が図れる。すなわち、燃焼体9より排出する排気ガス
は比較的高温のまま熱透過体6外周を上昇するため、熱
透過体6の壁面が外部の空気による冷却作用を受けにく
いもので、当然対流による熱エネルギのロスは生じにく
い、このため垂直な予熱混合気室7は容易に高温化し有
効に二次輻射を放出する。さらに第二の作用は、排気ガ
スの燃焼熱は、この場合予混合気室7の壁面を介しての
熱交換により予混合ガスの予熱源となっている点にあ
る。すなわち、燃焼用空気または燃料の予熱はよく知ら
れているように燃焼温度を高くする効果をもつ。したが
って排気熱を回収した本発明の構成では燃焼体9の高温
化が容易になされ、燃焼体9の輻射量自体が造加するも
のである。
発明の効果 本発明の実施により輻射効率の増加が実現し、体感特性
が良く、即暖性にすぐれた赤外暖房効果が得られる。ま
た各種赤外線乾燥装置に応用してもその乾燥効果を著し
く高めるものである。さらに液体燃料を気化した場合に
は臭気あるいは異常燃焼の防止も可能とする。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の燃焼装置の要部概略図、第2図は他の
従来例の燃焼装置の要部概略図、第3図は本発明の一実
施例の燃焼装置の垂直断面図、第4図は同装置の要部水
平断面図である。 6……熱透過材、7……予混合気室、9……燃焼体、1
0……排気室、11……点火用モータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 康弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小野 之良 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−145443(JP,A) 特開 昭59−131811(JP,A) 実開 昭55−73117(JP,U)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃料と燃焼用空気の予混合気を作る混合部
    と、円筒形のガラス又はセラミック製の透明な熱透過体
    と、白金族金属触媒を担持した長方形のハニカム状の燃
    焼体で前記熱透過体の内部を略半円状断面に分割して設
    けられた予混合気室および排気室と、前記予混合気室と
    前記混合部の連通部と、前記排気室に設けられた排気孔
    を有し、前記燃焼体の予混合気室側の表面温度が排気室
    側の表面温度よりも高くなる範囲に前記予混合気の流速
    を設定し、前記熱透過体の後方で前記燃焼体の排気室側
    の表面と対面させた鏡面を有する熱反射板を設けた燃焼
    装置。
  2. 【請求項2】燃焼体の少なくとも予混合気室側に白金族
    系触媒を担持させたことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の燃焼装置。
  3. 【請求項3】熱透過体の内部を貫通する直線状の点火用
    ヒータを設けたことを特徴とする特許請求の範囲第2項
    記載の燃焼装置。
  4. 【請求項4】点火用ヒータを前記熱透過体の排気室に設
    けたことを特徴する特許請求の範囲第3項記載の燃焼装
    置。
  5. 【請求項5】熱透過体および燃焼体を略垂直に設けたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の燃焼装置。
  6. 【請求項6】排気室の排気孔を前記熱透過体の下端に設
    けたことを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の燃焼
    装置。
JP59207405A 1984-09-06 1984-10-03 燃焼装置 Expired - Lifetime JPH065126B2 (ja)

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JPS59131811A (ja) * 1983-01-19 1984-07-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃焼装置
JPS59145443A (ja) * 1983-02-07 1984-08-20 Mitsubishi Electric Corp ガス暖房機

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