JPS61243212A

JPS61243212A - 砂質助燃体を用いた表面燃焼バ−ナ

Info

Publication number: JPS61243212A
Application number: JP8431085A
Authority: JP
Inventors: Yuji Yoshinari; 佑治吉成; Tomohiro Sako; 左古　智尋; Shigehiro Watanabe; 茂広渡辺; Kunio Miura; 邦夫三浦
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 1985-04-18
Filing date: 1985-04-18
Publication date: 1986-10-29

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】［発明の技術分野］本発明は表面燃焼バーナ、特に砂質粒子よりなる砂質助
燃体を使用した表面燃焼用バーナに関するものである。

［発明の技術的背景とその問題点］この種の燃焼システムでは、燃焼系内において熱平衡が
くずれると、逆火を起す危険性があることが知られてい
る。逆火現象は空気と燃料の混合ガスの平均流速が混合
ガスの燃焼速度（火焔伝播）より小さくなった時に起る
ものであるため、ガス流速を高めるようにすれば回避し
得る。このときの燃焼速度は、熱媒体の性質と燃焼温度
の函数として与えられるものである。

周知のように、一般的な表面燃焼バーナの多くは繊維状
のセラミックスより成る燃焼用パネルを含んでいる。そ
の例を挙げると、特開昭５５−５６５１２号、同５６−
１６０１８号、同５６−５９１１６号、同５６−１３０
５２４号、同５８−１７９７６６号、同５８−７８００
９号、同５７−１６９０１６号、同５７−１５５０１３
号あるいは、実開昭５９−１７５８４４号の他、多数の
公知技術がある。

しかるに、これら公知のものには、初期燃焼が不安定で
あったり、多孔質素材の温度上昇によって逆火を誘発し
たりするだけでなく、燃焼表面の温度を７００〜８００
℃以上に高められない等の欠点がある。しかも、従来の
耐熱素材においては、不燃カーボンが表面に４１着した
り、経年変化により均一な燃焼が得られなくなるといっ
た不具合が発生し、製造コストの面でも、高度な技術を
要する素材や構造物を使用しているために高価なものと
ならざるを得ない。

［発明の目的］本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的
は逆火のおそれがなく安全であって、不燃カーボン等の
付着を容易に除去できることにより燃焼面の経年的変化
を防止することができ、かつ従来に比べ低廉な表面燃焼
バーナを提供することにある。

［発明の概要］上記目的を達成するために本発明では、砂等を保形して
得た砂質助燃体、〜側を開口した状態において、前記砂
質助燃体を包囲し、しかも、前記開口と反対の側に前記
砂質助燃体を挾んでチャンバーを保有するケーシング部
材、前記チャンバーに連通ずる給気管、及びこの給気管
に接続した燃料ガスと空気との混合供給要素を備えてい
ることを特徴とする。

［発明の実施例コ以下、本発明を図面に示した実施例に基づいて説明する
。第１図は本発明の表面燃焼バーナにおける一実施例の
説明図、第３図は本発明における助燃体の実施態様を示
した説明図である。図面中の符号（１）は砂等砂質粒子
（至）を第３図に示すごとき保形手段により３０Ｍ程の
厚さに形成される砂質助燃体である。即ち第３図（ａ　
）は、アルミナゾル、水ガラス、ケイ酸塩等の無機質結
合体で前記砂質粒子（至）を糊着することにより所望の
形状に形成されるバインダ一式砂質助燃体であって、（
３）は後述のケーシング部材である。該助燃体の内部は
粒子間相互の空隙により多数の通気孔が均一に形成され
ている。第３図（ｂ）は後述ケーシング部材（３）に設
けられる適度の網目を有する金網（１７＋からなる支持
体の上に前記砂質粒子囮を適当な厚さに載置した状態の
金網式砂質助燃体である。この砂質粒子は第３図（ａ　
）のようにバインダーで糊着されることなく自由に追加
・減少・取替えができるようになっている。該助燃体に
あっても、その内部には粒子間相互の空隙間により多数
の通気孔が均一に形成されている。第３図（Ｃ）はパン
チングメタル（１８１等鋼性のある第２の支持体の上に
前記金網式砂質助燃体を載置した状態のパンチングメタ
ル式砂質助燃体である。この助燃体は調性のある第２の
支持体で支持されているため助燃体の形成が確実で安定
した助燃体とすることができる。他は第３図（ｂ　）と
同様であるので説明を省略する。

第３図（ｄ　）は金網（１７）又はパンチングメタル（
２）からなる支持体、砂質粒子（ト）及び板状のセラミ
ックファイバー［Ｆ］を順次層状に重ねることにより形
成された積層状の助燃体である。本助燃体は砂質粒子を
支持体と板状セラミックファイバーで保持する形態をと
っているので、燃焼面を自由な形状（例えば、燃焼面を
垂直状態あるいは下向きの状態）に支持することができ
る。他は第３図（ｂ　）と同様であるので説明を省略す
る。第１図の図面中の符号（２）は後述のケーシング部
材（３）により前記助燃体の裏面に形成せしめられるチ
ャンバーである。このチャンバーは供給された混合ガス
が前記助燃体裏面に対して均等に圧力がかかり混合ガス
を供給できるように、助燃体裏面全体を覆う形で形成さ
れている。（３）はケーシング部材であって、該ケーシ
ング部材は一部を開口した状態で前記砂質助燃体（１）
を包囲して設けられ、しかして、前記開口側に面する助
燃体の表面が表面燃焼のための燃焼面に形成され該燃焼
面と反対の助燃体裏面側に混合ガス分配用のチャンバー
が形成される。（４）はケーシング部材に設けられ前記
チャンバーと連通せしめられる混合ガスの給気管である
。（５）は給気管中に設けられ、燃料ガスと空気とを所
定の割合に混合するため、例えばミキシングバルブ等か
らなる混合要素である。

第２図は第３図（Ｃ）の金網とパンチングメタルを層状
に重ね、支持体とした砂質助燃体を第１図の表面燃焼バ
ーナに使用した場合の一部拡大説明図であって、■は砂
質粒子、面は金網、［相］はパンチングメタル、（３）
はケーシング部材、■はセラミックファイバーである。

前記セラミックファイバーのはケーシング部材（３）と
金網α９及びパンチングメタル囮との接合部において、
混合ガスがショートパス現象を生じるのを防止するため
に設けられる。

次に本発明における表面燃焼バーナの作用について説明
する。燃料ガスと空気が混合要素に供給される。混合要
素では燃料ガスと空気を所定の割合いで混合を行い混合
ガスとして、チャンバーに過して助燃体表面に至り良好
な表面燃焼が行われる。

第４図はこのときの助燃体における通気速度と圧力損失
の関係の測定値を図に表し、従来のセラミックファイバ
ーによる助燃体と砂質助燃体とを比較したものであり、
図中の曲線Ａ１１は０．５〜１、ＯＳの粒度分布を持つ
砂質助燃体、Ａ１２は１，０〜２、ＯＲの粒度分布を持
つ砂質助燃体、Ｂ１はセラミックファイバーによる助燃
体における場合である。図かられかるように従来に比べ
本発明の砂質助燃体においては、圧力損失が小さく、通
気速度を高めることが容易であることがわかる。

第５図は表面燃焼負荷と空気比の関係の測定値を図に表
したものである。図中のＡ２１．８２１はそれぞれ砂質
助燃体、セラミックファイバーの助燃体における燃焼面
の目視観察において良好と判断される上限の空気比を示
す曲線であり、Ａ２２．Ｂ２２は同じく、下限の空気比
を示す曲線である。この図から従来のものに比べ本発明
の助燃体の方が燃焼領域が広く、かつ低空気比の良好な
燃焼状態を得ることができ低空気比において逆火の心配
がないことがわかる。

第６図は砂質助燃体の温度測定値の分布図であり、図中
Ａ３１は砂質助燃体の場合、８３１はセラミックファイ
バーの助燃体の場合の曲線である。Ａ３２は燃焼負荷を
上げた場合の曲線である。この図かられかるように、砂
質助燃体の赤熱部分は助燃体の燃焼表面側数順の厚さで
あり、助燃体のほとんどは常湿の状態にあり、粒度分布
が小さい程温度が低いことがわかる。これは砂質粒子個
々の熱容量が小さい上に表面積が大きく、各粒子は点接
触の状態により熱伝導も小さいので粒子間を通過する混
合ガスにより冷却されているためと思われる。

第７図は本発明におけるバーナ本体部分における他の実
施例の説明図で゛ある。第７図（ａ）は円筒状に形成し
たバーナ本体であって、（２１）は砂の粒子、（２２）
及び（２３）は前記砂質粒子を挾んで円筒状の助燃体を
形成する金網等からなる支持体と円筒状のセラミックフ
ァイバーである。（２４）は前記円筒状に形成さ、れた
助燃体の一端を閉鎖する不透過性の蓋体、（２５）は助
燃体の他端に設けられる助燃体保持部である。（４）は
助燃体保持部を貫通して設けられる混合ガス供給体であ
る。上記構成により流動性のある砂状粒子を用いて安定
した円筒状の表面燃焼用のバーナ本体とすることができ
る。

なお、本実施例では砂質粒子とセラミックファイバーと
の層状態について述べたがこれに限定するわけでなく、
７ＩＪ密度の異なる砂質粒子を層状に形成しても同等の
効果が得られる。

第７図（ｂ）は一端面も助燃体で形成した円筒状のバー
ナ本体である。図面中の符号（２１）　。

（２２）　、　　（２３）　、　　（２５）　、　＋４
）は第７図（ａ　）ど同様であるので説明を省略する。

上記構成により助燃体保持部を除いた円筒状全体を安定
した表面燃焼用バーナ本体とすることができる。

第７図（Ｃ）は助燃体を垂直状態に保持した燃焼装置で
あって、（２１）は砂状粒子、（２２）。

ファイバーである。（２５）は前記垂直平面に形成され
た助燃体を支持するための保持部、（４）は前記保持部
を貫通して設けられる給気管である。上記構成により、
安定した垂直平面の形状をした表面燃焼用バーナ本体と
することができる。

以上第７図における他の構成・作用・効果は第１図と同
様であるので説明を省略する。

［発明の効果］本発明は以上のように構成することにより下記のような
効果が得られる。

（１）　　助燃体が砂質粒子で構成されているもので、
。

粒子間の隙間が助燃体全体にわたって均等に形成され、
燃焼面全体にわたって均一な燃焼帯が得られる。

（２）図に示す如く粒子間の通過する混合ガスの流速を
アップすることが容易である上に、粒子個々の熱害口が
小さくかつ、表面積が大きく、さらに粒子間の熱伝導度
が小さいため砂質粒子の冷却効果があり、表面燃焼の最
大の問題である逆火の発生を防止している。燃焼初期に
おいても、助燃体表面に良好な赤熱層が容易に形成され
、安定なゝ初期燃焼が得られる。

（３）不測の事態により助燃体表面と未燃カーボン等の
残滓が付着した場合にも、砂質粒子とともに容易に除去
することができ、新しく、砂質粒子を追加の補充するこ
とにより常に良好な助燃体（表面燃焼バーナ）として維
持することができる。

（４）　　助燃体向体は砂質粒子を主体とすることから
、従来の助燃体に比べ材料の入手が容易で、安価であり
、低コストの表面燃焼バーナとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の表面燃焼バーナにおける一実施例の説
明図、第２図は第１図の一部拡大説明図、第３図は本発
明における助燃体の実施態様を示した説明図、第４図は
本発明の助燃体における通気速度と圧力損失の関係の測
定値を示す説明図、第５図は表面燃焼負荷と空気比の関
係の測定値を示す説明図、第６図は砂質助燃体の温度測
定値を示す説明図、第７図は従来の実施例の説明図であ
る。（１）は砂質助燃体　　　（２）はチャンバー（３）は
ケーシング部材　（４）は給気管（５）は混合要素特許出願人　　　　　三浦工業株式会社代表者　三浦　
保第１図第２♂ 第３図１７又は１８第４図第６図表面深き第５図

Claims

【特許請求の範囲】

砂等を保形して得た砂質助燃体（１）、一側を開口した
状態において、前記砂質助燃体（１）を包囲し、しかも
、前記開口と反対の側に前記砂質助燃体（１）を挾んで
チャンバー（２）を保有するケーシング部材（３）、前
記チャンバー（２）に連通する給気管（４）、及びこの
給気管に接続した燃料ガスと空気との混合供給要素（５
）を備えていることを特徴とする砂質助燃体を用いた表
面燃焼バーナ。