JPS6033413A - 繊維セラミックバ−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】 産業上の利用分野 本発明はアルミナ−シリカ系のような耐火性セラミック
繊維を骨格として構成された繊維セラミックスとを用い
たバーナプレート、特に、板状のセラミックス構造体表
面に凸起構造を持たせた上、裏面より表面へ貫通する多
数の炎孔を設けて燃焼ガスを西紀の表面で効果的に燃焼
させることによ　− リ、大きな輻射熱を放出するようになされたバーナプレ
ートに関するものである。

従来例の構成とその問題点 輻射型バーナとしてはセラミックプレートに炎孔ヲ設け
たシュバンクバーナプレート、金属金網の表面にて燃料
ガスを燃焼させ金網を赤熱させるメタリックバーナが良
く知られている。

シュバンクバーナプレートにおいてはプレートが加熱冷
却による熱衝撃によって亀裂を生じ易いという大魚があ
り寿命が短い。又セラミックプレート自体の熱伝導性が
比較的大きい為に燃焼表面の温度を９００’Ｃ以上にす
るとプレート裏面の温度が上昇して燃料ガスに着火し、
いわゆる逆火の危険性が出てくる。シュバンクバーナプ
レートにおいて高輻射型のプレートを実現するためプレ
ートのセラミックスの熱伝導率を下げて燃焼表面温度を
上げようとする試みがなされているが熱伝導率として０
．１ｆａｔ／ｍ−ｈ・℃位が限度であり、熱衝撃による
亀裂の発生を防止することが難しい。また炎孔を薄い壁
を持ったハニカム構造として炎孔壁３　・　− の熱勾配を下げるなどの方法が知られているが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壕で
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ざい為燃焼表面の
温度を上げて大きな輻射熱の利用を期待することｄ、実
際上無理である。

以上のような欠点を克服できるバーナプレートとして、
アルミナ−シリカ系の耐火セラミック繊維と粘土の混合
物を板状に成形し、焼成して得た繊維セラミックスを用
いたものが製造されていもこのバーナプレートは、０．
１１ｅａｌ／ｍ−ｈ・℃より小さい熱伝導率を実現でき
、９００℃以上に赤熱し得る特性を有する。そして燃焼
表面には凹凸模様が形成されるとともに、裏面から表面
に貫通する多数の炎孔が形成され、その炎孔を通って供
給されるガスが凹凸模様上で燃焼することにより、良好
な燃焼状態が得られるよう工夫されている。

しかしながら、従来の繊維セラミックスを用いたバーナ
プレートは、高温における均一な燃焼を得るためには構
造が不完全であり、素材である繊維セラミックスの特性
を十分に活かすことができるものでは々かった。

発明の目的 本発明は繊維セラミックスにより構成され。

９００℃以上の高温においても、均一々燃焼を維持し得
るバーナプレートを提供することを目的とする。

発明の構成 本発明によるバーナプレートは、耐火性無機繊維を骨格
とする繊維セラミックスによシ構成され燃焼表面に、基
底の一辺が２ｍｍ〜ｓｍｍで高さが２ｍｍ　−３ｍｒ＋
の六角錐状の凸起が連続して形成されるとともに、その
凸起基底の六角形の各辺の中心及び凸起の頂上部に裏面
から貫通する炎孔が設けられたことを特徴とする。

上記構成によれば、六角錐状凸起の基底部の炎孔に加え
て頂上部にも炎孔が設けられたことにより、燃焼が安定
し、高温で均一な燃焼を維持することが可能となる。

５置・ 実施例の説明 第１図は本発明の一実施例におけるバーナプレートの断
面を示し、繊維セラミックスにより構成された、板状部
１及びその表面の凸起２とからなる。凸起２は、第２図
の拡大平面図に示されたように、六角錐状であり、バー
ナプレート表面に連続して形成されており燃焼表面を構
成する。各凸起２の基底における六角形の各辺の中心に
は、バーナプレート裏面から貫通する炎孔３ａが設けら
れている。また、凸起２の頂上部にも同様に炎孔３ｂが
設けられている。

凸起２の基底の一辺は２ｍｍ〜３１ｍ　ｓ高さは２ｍｍ
−３ｍｍである。捷た炎孔３ａ、３ｂは０．８ｍｍ−Ｌ
６１１１ｍの径である。各寸法は燃料ガスや燃焼条件に
応じて調節される。

炎孔３ａ　、　３ｂは都市ガスを燃料ガスとする場合１
．２Ｍ径までのものを用いる。炎孔径が１．２ｍｍ以上
になると炎孔を′Ｊｉｆ１じて都市ガスの燃焼界面が裏
面に走り、逆火の危険性が生じる。プロパンガスを燃料
ガスとするバーナにおいては、１．６ｍｍ径ま６　・　
−・ での炎孔にても逆火を起すことなく安定な燃焼が得られ
た。

バーナプレートに用いるセラミック原料としては例えば
、熱膨張係数の小さいリチウムを含んだ粘土とムライト
原料の本節粘土の混合物と用いることができる。これら
セラミック原料粉末と無機繊維の複合物を吸引脱水によ
り成形する際セラミック原料粉末の粒度はセラミック焼
結体の均一性を損なわぬ程度に粗い方が脱水成形を容易
にすることができる。輻射型バーナに用いるセラミック
バーナプレートでは熱膨張による微小クラックの発生を
抑えると同時に発生したクラックの伝播をも抑えること
が望ましく、繊維を主体とした多孔質の繊維セラミック
スでは特にクラックの伝播を抑える効果が大きい。

セラミック繊維としては例えば、アルミナ−シリカ系の
セラミック繊維を用いることができ、０．１ｍｍ〜５５
ｍｍ長に裁断した平均径４μｍ程度のものが良い。０．
１ｍｍより短い無機繊維では多孔質の繊維セラミックス
′の形成が不十分であＬ５ｍｍ以７−・ 上の長繊維物ではセラミックプレートに焼成した際プレ
ート表面で繊維がけばだって燃焼時の外観が損なわれる
と共にバーナプレートの炎孔内面に向ってけばだった場
合は実効的な炎孔断面積の減少となり、燃焼表面でのガ
スの燃焼を不均一にし。

かつ燃焼性を妨げ排ガス中のＣｏ量を増加させる。

耐火性セラミック繊維とセラミック混合原料粉繊維量の
増加に伴って小さくなる。バーナプレートとして用い得
るには曲げ強度がｏ、５ＭＰａ以上であることが望まし
く、セラミック繊維量が９０％以上の量比では０．５Ｍ
Ｐａ以上の曲げ強度が得難く実用上好ましくない。

以上のような七ラミックプレートの燃焼表面に連続した
六角錐状の凸起を形成し、燃料ガスの通路と々る炎孔の
配置と燃焼ガスの燃焼性、セラミックプレート燃焼表面
の赤熱性の関係について試験した結果、底面六角形の辺
の中心と六角錐凸起の頂上部に炎孔を設けることにより
、より均一性のよい燃焼表面の赤熱性が得られたのであ
る。

以下本発明のバーナプレートのより具体的な実施例につ
いて説明する。

１００メツシユ〜２００メツシユに篩分けしたベタライ
ト粉末５．４７と平均粒径２μｍの水液処理された本節
粘度８．０７を混合し、３氾の水に分散してセラミック
原料粉末の懸濁液を調整した。

一方０．１ｍｍ〜ｆｓｍｍ長に切断粉砕したシリカ−ア
ルミナ組成のセラミック繊１３０ｆを用意し、少量の界
面活性剤と共にセラミック原料粉末の懸濁液に加えて攪
拌混合した。攪拌しながら０．５モルＡ２Ｃ℃３・６Ｈ
２ｏの溶液３　、６ｍｌを加えｔ懸濁液中に十分混合し
た後、０．５規定ＮａＯＨ溶液１ｏ、Ｂｍｌと０．５％
でんぷん溶液１２　、６ｍｌを加えてセラミック原料粉
末を水中にて凝集させた。この凝集スラリーを１０ｊ２
の水中に移して希釈した後援やかに攪拌しながら７０　
ｍｍＸ　１００　ｍｍ　Ｘ　２０　ｍｍの金型中にて脱
水成形した。

脱水金型の底部には、−辺を１．４ｍｍとする六角形を
底面に持つ深さ３ｍｍの六角錐状の連続的々凹９　・　
− みを施し、その底面六角形の辺上には第２図に示す如く
各辺の中心に１．３５ｍｍ径の円孔を１ケ、および六角
錐のｌｉ’ｊ　Ｊ二部に同じく１，３５ｎ＋＋ｎ径の円
孔１ケを穿孔した型板を用いた。この底部の型板にはさ
らに下部より型板の円孔配置と同じ配置にて１．０５　
ｍｍ径で長さ２０ｍｍのビ′ンを備えた板をはめこみ可
動とし、脱水成形後に底部の型板より抜きとって、繊維
セラミック成形体中に１．０５ｍｍ径の貫通孔を残すよ
うに操作した。

脱水成形後金型より取り出したものは６０％程度の水を
含んでおり、これを１２０℃にて３時間乾燥した。乾燥
後の成形体を１２３０℃にて２．６時間の焼成すること
により得られた繊維セラミックスは、嵩比重０．３９の
板状体であった。その片側表面には底面の一辺を１．３
胴とした高さ２　ｍ　８　ｍｍの六角錐状の連続した凸
起を有し、底面六角形の各辺上および凸起頂上部には１
．０ｍｍ径の円孔が両面に貫通していた。

このようにして得られた繊維セラミックバーナプレート
をベンチ、リー管を付したガス混合室よりなるバーナ金
枠に六角錐凸起面を外表面として取り付け、５０ＩＩ１
ｍＨ２０ガス圧の都市ガス（６ｏ）を燃焼させた。六角
錐凸起は均一に９６０℃まで赤熱され逆火を起すことな
く安定に燃焼した。

又１．６ｍｍ径の円孔を穿孔した型板を金型底部に用い
、これに１．３６ｍｍ径で長さ２０ｍｍのピンを備えだ
板をはめこんで脱水成形したものを同じく１２３０”Ｃ
ＩＣで２．６時間焼成した。このバーナプレートは底面
六角形の各辺上および六角錐凸起の頂上部において１．
３ｍｍ径の炎孔がプレート両面に貫通したもので、２０
０ｍｍＨ２Ｏガス圧のプロパンガスを炎孔より燃焼表面
に噴出させ点火すると、表面温度が９５０℃程度にて安
定に燃焼が維持された。

発明の効果 本発明によるバーニブレートは、繊維セラミック板状体
の表面に六角錐の連続した凸起を設け、底面六角形辺上
と凸起頂上部にそれぞれ炎孔を穿設したものであり、燃
焼表面の赤熱性と長寿命とを備えた高輻射型であってか
つ均一な燃焼を維持１１　・　゛ することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る繊維セラミックバーナプレートの
断面図、第２図は第１図の繊維セラミックバーナプレー
トの部分拡大平面図である。 １・・・・・・板状部、２・・・・・・凸起、３ａ、３
ｂ・・・・・・炎孔。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 〔３２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 耐火性無機繊維を骨格として構成された繊維セラミック
   スからなり、燃焼表面に基底の一辺を２ｍｍ〜３ｍｍと
   し高さ２ｍｍ〜ａｍｍの連続した六角錐状気との混合気
   体を裏面より表面に通過させて燃焼させるための炎孔を
   備えたことを特徴とする繊維セラミックバーナプレート
   。