JPS5836248B2 - 燃焼機器用バ−ナ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は燃焼機器用バーナーにかかシ、特に、長期間灯
油などの液体燃料を安定して燃焼させることのできる、
多孔質セラミックスからなるバーナーを提供しようとす
るものである。

従来の石油ストーブにおいては、ガラス芯が広く使用さ
れて来ている。

発明者らは、このガラス芯をより発熱量の大きな石油温
風暖房機に使用することを試みた。

しかしながら、ガラス芯は比較的短時間にタールなどが
付着しやすいものであシ、実際にそれを使用した場合、
頻繁に空焼きをしてタール分を焼去しなければならなか
った。

そして空焼きの際に燃焼温度が非常に高くなるために、
ガラス芯の寿命が短くなるという欠点があった。

そこで、発明者らは、ガラス芯に比べて耐熱性や保形性
に非常に優れている多孔質セラミックスを使用して、新
しいタイプのバーナーを実用化するために、種々検討し
て来た。

その結果、多孔質セラミックスの灯油吸上速度係数ｈδ
／ｔｏ（ただし、ｈｏ＝液面から灯油を吸上げる高さ（
ｃＩｆＬ） ，ｔｏ：灯油が液面よう高さｈ。

に達するのに要する時間（分）。

）が小さいと、良質な灯油を使用している限シにおいて
はタール分の付着量が少ないけれども、品質のよくない
灯油やｌＩｆ−以上たった古い灯油などの変質灯油を使
用したときには、タールなどが非常に多く発生するだけ
でなく、バーナーの発熱量が不安定になることが、明ら
かになった。

宮らに、バーナーを多孔質セラミックス？構成した場合
、燃焼、消火という熱サイクルだけでなく、保守点検の
際に誤１って取扱者がそれに触れる機会が多く、そのた
めセラミックスの粒子が欠落ちたりするおそれがある。

本発明は、上述した種々の問題点特に粒子の脱落防止、
品質のよくない灯油に対する耐性を解決することのでき
る多孔質七ランクバーナーを実現したものであり、以下
、その詳細について説明する。

第１図にその基本的な構造の一例を示す。

図に示すように、吸油部１を燃料油２に浸漬すると、こ
こから燃料油２が吸い上げられる。

燃料油が頂部のテーパ一部分３に達すると、テーパー面
４と頂而５から気化する。

テーパ一部分３には一次空気６が周囲から送り込普れて
おり、テーパー面４に沿って流れる一次空気によって燃
料油の気化が促進される。

この気化成分に着火すると、炎をあげて燃える。

上述のような形式で使用されるバーナーで、品質のよく
ない燃料油を燃焼させたときに、それにタールなどが付
着しないようにするためには、吸い上げ速度係数ｈ８／
ｔｏが２０ｃＩＩｌ２／分以上、油面から２ｃＩＩｌの
高さにおける吸い上げ量が１．５ｇ／ＣｒＩｌ２／分以
上、気化率が４０％以上でなければならないことは実験
によって見出した。

発明者らは、上述のような条件を満足する材料を種々検
討した結果、粒度が４０〜２００メッシュの範囲内にあ
る、主成分がペタライトからなる原料、さらには、それ
に珪酸ソーダと、可燃物からなる発泡体のうちの少なく
とも一つを添加してなる原料を焼成して得た多孔質セラ
ツクスが適していることを見出した。

ペタライトは天然原料の一つであシ、Ｌ ｉ ２ ０
＋Ａｌ２０３ ・ＳｉＯ２系の材料であって、その熱膨
張係数はＩＸＩＯ’／’Ｃ以下と非常に小さい。

このような熱膨張率の小宮い材料は、バーナーに使用し
て急熱急冷が加えられても十分にそれに耐えることがで
きる。

かかる耐熱衝撃性のよいペタライトを、バーナー用セラ
ミック材料として使用していることが、本発明の一つの
大きな特徴である。

実際の使用にあたって、ペタライトに不純物としてカオ
リンなどが５〜１０重量多程度含１れていても、バーナ
ーとしての性能になんら問題とならない。

以下、図面を用いて実施例をあげてその詳細について説
明する。

実施例 １ ５０〜１５０メッシュの主成分がペタライトからなる原
料にバインダーとして濃度１０％のポリビニルアルコー
ル醇液を１５重量★を加え、十分に混合し、１００ｋｇ
／ｉ の圧力で所定の形状に成形してから、空気中にお
いて１２ｏｏ℃で２時間焼成した。

得られた焼結体の吸い上げ速度係数は約２５〜３５ｃ１
ｒｉ２／分、油面から２ｃｍの高さにおける吸い上げ量
は約１．５ 〜１． ８ ｉ ／ｃｍ２／分、気孔率は
約４５〜５５％であった。

上述のようにして得られた焼結体は、その壕１で使用す
ることのできるものであるが、その表面を引っかくと粒
子が脱落しやすく、機械的な強度についてはその用途に
よってさらに向上させる必要がある。

焼成時の温度を１２００’Ｃ以上にすれば粒子の脱落は
なくなるが、得られた焼結体の収縮が犬きくなシ、その
結果焼結体内部の気孔の断而積が小さくなるために、吸
い上げ速度係数、吸い上げ量、気孔率がともに要求埴以
下になる。

発明者らはこの点をさらに改善するために種々実験し検
討した結果、粒子の結合剤として珪酸ソーダを添加すれ
ば、上述のような問題点が容易に解決宮れることを見つ
けた。

ペタライトに対する珪酸ソーダの添加量としては、それ
が少なければ粒子の脱落の防止に対して効果がなくなシ
、多すぎると焼成時の収縮が大きくなって、吸い上げ速
度係数、吸い上げ量および気孔率の要求［直を満たさな
くなる。

珪酸ソーダの添加量を検討した結果、前記主成分がペタ
ライトである原料に対して、ＳｉＯ２が０．２〜２重量
％，Ｎａ２０７５Ｋ０．１−１重量俸の範囲の珪酸ソー
ダを添加することにより、焼結体粒子の脱落もなく、吸
い上げ速度係数、吸い上げ量および気孔率ともに要求直
を満足させることができる。

これを実施例２として詳述する。実施例 ２ ５０〜１５０メッシュの主成分がペタライトからなる原
料に珪酸ソーダとして水ガラスを加え、（ここで珪酸ソ
ーダとしては、水ガラスのような液体以外に粉末状のも
のを用いてもなんらさしつかえない）、十分に混合し、
その後さらに濃度３多のポリビニルアルコール酵液を１
２重量多加えさらに十分に混合して、ｌＯＯｋｇ／Ｃｒ
ｒＩ２ の圧力で所定の形状に成形した。

この成形体を空気中において１２００℃で２時間焼成し
た。

吸上速度係数、吸上量、気孔率は第２図の実験結果に示
すとおりである。

すなわち、珪酸ソーダの添加量が上記ＳｉＯ２ ０．２
〜２重量％ｔ Ｎａ２００．１〜１重量饅の範囲におい
て焼結体粒子の欠落がなく、吸上速度係数２０〜３０ｃ
ＩｒＬ２／分、吸上量１．７〜１． ５ ９ ／Ｃｒｎ
２／分、気孔率５０〜４５％であり、それぞれ要求匝を
満たしている。

タールの付着は吸上速度係数、吸上量、気孔率が大きい
ほど少ない。

吸上速度係数、吸上量は気孔の大きさ、気孔率に比例し
て大きくなるが、気孔が大きくなるにつれて吸上速度係
数、吸上量の吸上高さに対する低下の度合が大きくなる
。

バーナーに使用した場合、寸法の制限を受けるため、気
孔を無制限に大きくすることはできない。

第３図はこの様子を示すものである。

気孔率の１直が大きくなるにつれて焼結体の抗折強度が
低下する。

そのため、気孔率があ１シ大きくなりすぎると焼結体が
折れやすくなり、実用上問題となる。

発明者らの、気孔の大きさ、気孔率に関する実験、検討
の結果、４０〜２００メッシュの粒径の主戒分がペタラ
イトである原料に４０〜２００メッシュの可然物を発泡
体として加え、混合、戒形し、焼戒することにより最適
の気孔が形威されることを見つけた。

また、気孔率の値が７５優を超えると抗折強度が実験上
問題となる程度に低下し、４０饅未満になるとタールが
付着しやすくなることを見つけた。

発明者らは４０〜７５多の範囲の気孔率を有するセラミ
ックスを得るために種々実験、検討した結果、４０〜２
００メッシュの、主成分がペタライトからなる原料に、
４０〜２００メッシュの可然物を、前記主戒分がペタラ
イトである原料に対して６０体積φを越えない量だけ力
ｌえて混合し、戒形し、焼戒することにより得られるこ
とを見つけた。

以下、これについて実施例３として説明する。

実施例 ３ ５０〜１５０メッシュの主戒分がペタライトからなる原
料に、可然物として５０〜１５０メッシュの炭素粉を加
え、バインダーとして濃度１０係のポリビニルアルコー
ル溶液を１５重量多および水ガラス０．３重量φをそれ
ぞれ加え、十分に混合し、１ ０ ０ ｋｇ／ｃｒｒｉ
’ の圧力で所定の形状に成形してから、空気中にお
いて１２００℃で２時間焼成した。

得られた焼結体の吸上速度係数、吸上量、気孔率は、第
４図に示すように炭素粉の添加量が６０体積φを超えな
い範囲において、それぞれ３０〜３５ｃｒＩｌ２／分、
１．７〜２．２！！／ｃｒＩＬ２／分、５０〜７５多で
あった。

実施例 ４ 実施例３において炭素量４５重量係として得られた焼結
体について、通常の良質な灯油、および１年以上放置し
た変質灯油を用いたタール生戒試験を石油ストーブによ
る実機 験として実施した。

その結果、第５図ａに示すように良質な灯油を使用した
場合には、従来製品、本発明品共にタール生或量変化に
はあ捷り差違が認められなかった。

しかし、変質灯油の場合には、同図ｂに示すように大き
な違いが生じ、これから本発明による顕著な効果が認め
られた。

すなわちｈ３ ／ｔｏ〉２ ０（ｃｍ２／分）とすれば
、品質のよくない灯油であっても、タールの生成が少な
い。

実施例 ５ 鉛筆（４Ｈ）の芯をとがらし、それを実施例１３の試料
に荷重１０ｇを加えてひつかいた。

このひつかき試験による粒子の脱落状態を観察したとこ
ろ、水ガラスを含昔せなかったものは、かなりの粒子が
脱落したが、水ガラスを０．３重量饅以上含１せたもの
ではその脱落が認められなかった。

以上のようにして得られた本発明にかかる多孔質セラミ
ックスとこれ筐で広く使用されているガラス芯について
、２４時間毎に消火、着火を繰り返すという方法で耐用
テストをしたところ、本発明品は１０００時間経過して
もタール分の付着がきわめて少なかったのに対して、ガ
ラス芯については約５００時間でタール分が非常に多量
に付着してし筐い、その表面を削らなければ使用するこ
とができない状態であった。

これから、本発明にかかる多孔質セラミックスを用いて
バーナーを構成すると、長期にわたって燃料油を安定に
燃焼させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による多孔質セラミックスにより構或さ
れるバーナーの基本的な構造図である。 第２図は珪酸ソーダの添加量と吸上速度係数、吸上量、
および気孔率との関係を示す図、第３図は気孔の犬き寧
と吸上高さ、吸上時間との関係を示す図、第４図は炭素
粉の添加量と吸上速度係数吸上量、および気孔率との関
係を示す図、第５図は本発明による多孔質セラミックス
と従来品についてのタール生成試験の結果を示す図であ
る。 １・・・・・・吸油部、２・・・・・・燃料油、３・・
・・・・テーパ一部分、４・・・・・・テーパー而、５
・・・・・・頂面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粒度が４０〜２００メッシュの主成分がペタライト
   であり、前記ペタライトに対して珪酸ソーダとしてＳｉ
   ０２或分を０．２〜２重量量多，およびＮａ２０成分を
   ０．１〜１重量優を含む多孔質焼結体で構成されており
   、かつこの多孔質焼結体の液体燃料の吸上速度係数ｈ８
   ／ｔｏ（ただし、ｔｏは液而より高さｈ。 ｉで液体燃料を吸上げるに要する時間）が２０ＣｒｒＬ
   ２／分以上であることを特徴とする燃焼器用バーナー。 ２ ４０〜２００メッシュの粒度のペタライトに合計
   量の６０体積俤を越えない量の可燃物の粉末を均一に混
   合して、成形し、燃或してなることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の燃焼機器用バーナー。 ３ −可燃物粉末が４０〜２００メッシュの粒度である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の燃焼機
   器用バーナー。 ４ 可燃物粉末が炭素粉末であることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項寸たは第３項に記載の燃焼機器用バー
   ナー