JPS58120577A - ガス燃焼用セラミツクバ−ナプレ−ト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルミナ成分、シリカ成分と耐熱性セラミック
繊維との複合物に添加物としてリチウム成分を添加した
繊維セラミックと密度の異る二層の板状体となし、より
緻密質の要部を表面として裏面より表面に貫通する多数
の炎孔を設けて燃料ガスを噴出させ表面部でのガスの燃
焼により緻密質表面をより高温に保持することによって
大きな熱輻射を得る。ようになされたガス燃焼用セラミ
ックバーナプレートに関するものである。

ガス燃焼用輻射型バーナプレートとしては、セラミック
プレートに炎孔を設けたシー・くンクシクーす、金属金
網の表面にて燃焼ガスを燃焼させ金網を赤熱させるメタ
リック・く−ナなどが知られている。シュバンクバーナ
においてはプレートの加熱冷却による熱衝撃により亀裂
が生じ易いという欠点があり寿命時間か短い。又プレー
ト自体の熱伝導率が比較的大きい為燃焼表面の温度を９
００℃以上にするとプレート裏面の特に炎孔附近の温度
が上昇して燃焼ガスに着火し、逆火の危険性か出てくる
。したかって熱輻射性を大きくするためには９００℃以
上の燃焼面温度が望まれるにもかかわらずセラミックプ
レートの寿命、ノ＜−すの安全性という点から燃焼面温
度は９００℃以下に抑えられているのが現状である。シ
ーツくンク・（−すにおいて高輻射型のプレートを実現
させるためプレートのセラミック構造を多孔質にすると
か炎孔を薄い壁をもったノ・ニカム構造として炎孔壁の
熱勾配を下げるなどの方法が知られで■るが９００℃に
て安全に燃焼させることは困難である。メタリックバー
ナにおいては点火後赤熱温度に至るまでの立ち上り時間
が短く、加工が容易であるなどの特徴を有するが、高温
における耐腐食性が小さい為燃焼表面の温度を上げて大
きな熱輻射性を期待することは実際上無理である。

本発明はかかる輻射型バーナにおいて従来のシュパンク
バーナ、メタリックバーナに比してより高い温度（９０
０℃以上）に赤熱し得るガス燃焼用高輻射型バーナプレ
ートに係るもので、　Ａ　Ｊ２０３成分を６０．５重量
％〜９ｏ重量％　、　８１０２成分を４９．５重量％〜
１ｏ重量％の範囲内の組成物に添加物としてリチウム成
分を加えたものをアルミナ繊維、アルミナ−シリカ系繊
維などと複合した繊維セラミックを密度の異ガる゛二層
の板状に構成し、より緻密質の要部を表面層として、裏
面には繊維質の多い構成にすると９６０℃程度に表面部
を加熱保持してガス燃焼を行なわせる場合、ガス種の変
化や同一ガス種における燃料成分の変動などによる表面
部温度の変動に対して逆火の傾向が小さく、排ガス中の
一酸化炭素の量も少なくなることが見い出されたことに
基づいてなされたものである。

本発明によって得られるガス燃焼用バーナプレートは表
面温度を９００℃以上に保ち得るよう熱伝導率は０　、
１１ａＬ／ｍ、ｈ　、℃　　以下と小さく特に裏面部で
は熱伝導率が０．０５ｋｍｌ／ｍ、ｈ、℃よりも小さい
繊維セラミックで構成したものである。耐熱性繊維と複
合せるセラミック混合粉末はＡ１２ｏ３粉末と５ｉＱ２
粉末の混合物に添加物として酸化リチウム。

炭酸リチウム又はリチウム成分を含むベタライト。

スポンジュメンなどを加え水中でスラリー状で混合する
。Ａ１２ｏ３．Ｓｉｏ２のセラミック粉末とは耐熱性繊
維の混合量の異るスラリー中でビンを備えた金型に耐熱
性繊維量の異るスラリーを半量ずつ注型することにより
、密度の異る二層として構成された複合成形体を得るこ
とができるのである。脱水し乾燥した後、空気中９００
Ｃ〜１３ｏｏ℃にて加熱焼成して、よシ緻密質の表面層
を持った繊維セラミックで構成されたバーナプレートが
得られる。繊維セラミックに用いるＡｌ２Ｏ３成分、Ｓ
　ｘ０２成分は微粒子状にて反応性に富んだものを用い
るのが望ましりＡＩＶ２ｏ３成分としてγ型Ａ４２ｏ３
粉末、θ型Ａ１２ｏ３粉末など又Ｓｉｏ２成分として非
晶質Ｓｉｏ２粉末を用いることにより、リチウム成分を
含んだ複合物にて良好なる焼結度をもった複合セラミッ
ク構造体が得られた。

耐熱性セラミック繊維に複合するＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ□
混合粉混合粉人中２Ｏ３成分が６０．６重量より少な１
時はバーナプレートの耐熱性が悪く長時間の燃焼加熱に
よってプレートの変形が生じる。又Ａｌ２Ｏ３成分が９
０重量−以上の時はセラミック繊維の結合性が悪くプレ
ートの曲強度が５醪／−以下と小さく実用上好ましくな
い。リチウム成分は繊維セラミック中に酸化物（Ｌ１２
０）として０．１重量％〜６重量％含まれることにより
ガス燃焼の際の排ガス中の一酸化炭素量が減少すること
が明らかにされた。リチウム成分が０．１重量％より少
ない時はその効果が小さく、６重ｊｔ％より多い時はプ
レートの曲強度が小さくなる。繊維セラミック構造体に
含まれる耐熱性繊維はアルミナ、アルミナ−シリカ系繊
維が望ましく、バーナプレート表面層部には総量に対し
て４０重葉係〜６０重量％程度複合し、裏面部では９６
重量係程度まで複合しても差し支えない。Ａｌ２Ｏ３，
５ｉ０２微粉末とリチウム成分を含んだ混合粉末を表面
層と裏面層の二重層板状としてバーナプレート型中で脱
水成形し２００℃にて乾燥した後９００℃〜１３０ｏ亡
で空気中焼成することにより繊維セラミック構造体とす
る。

９００’Ｃより低い温度で焼成した場合はＡｌ２Ｏ３゜
５ｉＱ２粉末粒子゛の反応が不十分でバーナプレートの
強度が全体として５　Ｋｐ／−以下となると共にバーナ
プレート使用時の加熱によって大きな変形が生じるので
好ましくない。一方１３００℃以上で焼成すると耐熱性
セラミック繊維の形状がくずれ易くなる。

本発明の繊維セラミックによるガス燃焼用バーナプレー
トとその製造法について実施例によシ具体的に説明する
。

実施例 θ型Ａ１２ｏ３粉末６２と非晶質のＳｉｏ２微粉末２ｖ
を混合したものを５００ｍ１の水に分散し、０．１Ｍ〜
６伽長にカッターにて切断したアルミナ−シリカ系繊維
１６２を加えて均一に分散したもの８コを調製した。こ
れにさらに炭酸リチウム（Ｌｉ２Ｃｏ３）をそれぞれｏ
　ｙ　、　０．０２　ｙ　、　ｏ、ｏｊｓ　ｔ。

０．２７　？　、　０．６７　ｆ　、　１．７１グ、　
２．８５ｊ’　、　３．１２１添加して十分攪拌混合し
た後６％澱粉溶液５ｍｌを加えて凝集させ１０Ｊの水中
に移して希釈された８種類のスラリーとした。一方間様
にθ型Ａｌ！２０３粉末１．６２と非晶質の５ｌｏ２微
粉末０．６２を混合し５００ｍ１の水に懸濁液として分
散させたものにアルミナ−シリカ系繊維２０２を加えて
均一に分散したもの８コを調製した。これにさらに炭酸
リチウムをそれぞれＯｆ　、０．０２ｆ、０．０５？、
０．２７Ｆ、０．５４ｉ１．６３ｔ、２．７２ｔ、３９
添加して十分攪拌混合した。６％澱粉溶液を加えて凝集
させた後１０１の水中に移して希釈した同様に８種類の
スラリーを調製した。底部に炎孔に相当する径１−１５
１１１１０φのビンを上下方向に可動して貫通させた７
２Ｘ１００ｍ（７）金型にて、先ずＡｌ２Ｏ３成分。

ＳｉＯ２成分がそれぞれ６ｆ、２？である上記の凝集ス
ラリーを注型して厚み１１０ｆｆ１までに成形した後Ｌ
１２ＣＯ３添加量がほぼ同一のＡｌ２Ｏ３成分１．６ｆ
　、　８１０２成分０．５２の上記凝集スラリーを続い
て注型し最終的には２５ｆｆｌｌｎの厚みに脱水成形し
た。

脱水成形後上記のビンを金型外へ抜きとり成形物を１６
０℃にて５時間乾燥した。これを空気中１２６０℃にて
１．６時間加熱し急冷した。得られたバーナプレートは
表面層が裏面に比べてより緻密な繊維セラ′ミーツクで
あり、繊維セラミック中にはリチウム成分を酸化リチウ
ムとしてそれぞれ０゜０．０５重量％　、　０．１重量
％　、　０．５重量％、１重量％、３重量％、６重量％
、６６重量％含んだものである。得られたバーナプレー
トの面強度と熱伝導率の測定結果を第１表に示す。これ
ら各量のリチウム成分を含有した繊維セラミックのバー
ナプレートをベンチュリー管に取付けたバーナ枠にセラ
ミックウールのクッションを介して取付け、７゜聰水柱
圧の都市ガスをノズルより噴出させてバーナプレート表
面にて燃焼させたところ、表面温度を９６０’Ｃ程度に
上げても逆火を起すことなくガス圧力の変動に対しても
極めて安定な燃焼が認め結果を表に示す。

表　バーナプレートの特性 表に示す如くリチウム成分かＬｉ２Ｏとして０．１重量
％より多いと排ガス中のＣＯ／ＣＯ２比が０．０６以下
となる。またこれらのバーナプレートは全体として嵩密
度が小さくバーナ枠へは軽く簡単に取付けられ、高い熱
輻射特性と安定なガス燃焼性を有し、かつ長寿命のセラ
ミンクバーナプレー′トとしてガス燃焼用バーナに供せ
られるものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例のバーナプレートの断面図である
。 １・・・・・・炎孔、２・・・・・・緻密質表面層、３
・・・・・・裏面層、４・・・・・・燃焼表面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ａｌ２Ｏ３成分６０．５重量％〜９ｏ重量％　、　８１
   ０２成分４９．５重量％〜１０重量％の範囲内よりなる
   セラミック組成物と耐熱性セラミック繊維との複合物に
   添加物として０．１重量％〜５重量％のリチウム成分を
   酸化物として含んだセラミツ罐造体を設け、裏面より表
   面に貫通せる多数の炎孔を有し、燃焼部表面がセラミッ
   ク板状体裏面よりも緻密質であるガス燃焼用セラミック
   バーナプレート。