JPS6280416A - セラミツクバ−ナエレメント - 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） 本発明は高負荷燃焼を行わせるに適したセラミックバー
ナエレメントに関するものである。

（従来の技術） ガスバーナに用いられるセラミックバーナエレメントと
しては、通気性のないセラミック板に多数の貫通孔を透
設したものが知られているが、セラミック板の熱伝導率
が大きいので表面燃焼温度を高めるとその裏面も高温と
なって逆火を生じ易い欠点があるうえ、混合ガスが貫通
孔のみを通じてセラミックバーナニレメン１〜の表面に
噴出するため高負荷燃焼を行わせると炎の吹消えが生じ
易く、燃焼負荷範囲が狭い欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記のような従来の問題点を解決して、従来よ
りもはるかに高負荷燃焼を行わせることのできるセラミ
ックバーナニレメンＩ・を目的として完成されたもので
ある。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明は燃料ガスと燃料用空気との混合ガスが拡散する
に十分な表裏連通した細孔を有するセラミック多孔体に
その表面に対して実質的に垂直に多数の貫通孔を透設し
たセラミ・ツクバーナエレメントであって、該貫通孔の
燃焼面側の断面積を中央部における断面積よりも大とし
たことを特徴とするものである。

（実施例） 次に本発明を図示の実施例について更に詳細に説明する
と、（１）は燃料ガスと空気との混合ガスを供給する混
合ガス供給孔（２）を備えたバーナへ・ノドであり、本
発明のセラミソクバーナエ１．−メンｌ−は該バーナヘ
ッド（ｌｌの開口部に取イ′ＮＪけられている。

セラミックバーナニレメンＩ・は混合ガスが拡散するに
十分な表裏連通した細孔を有するセラミック多孔体（３
）からなるもので、このセラミック多孔体（３）は平均
細孔径が２５μ以上、好ま１．＜は２５〜５００μの細
孔を総容積で３０体積％以十含むＡｌ２Ｏ３質、７．ｒ
　Ｏ２質、長石質等からなるものとすることが好ましく
、これらのセラミックス粉末を釉薬及び無機性結合剤と
調合し、成形後焼成する等の方法により得られるもので
ある。セラミック多孔体く３）の平均細孔径の好ましい
範囲を２５μ以−ト、更に好ましくは２５〜５００μと
したのは、２５μ未満ではセラミック多孔体（３）を通
過する混合ガスの圧力損失が大となり、逆に５００μを
越えると強度が低下するからである。また、細孔がセラ
ミック多孔体（３）に占める割合を総量で３０体積％以
−Ｌとしたのは、細孔率がこれ以下では熱伝導率が大き
くなり過ぎて従来のバーナと同様に逆火の危険を生ずる
からである。なお、セラミック多孔体（３）には５ｉｎ
２、Ａ１□０３系セラミックファイ′マ等の耐熱性無機
質繊維を２〜５０重量％含有させて強度及び耐熱衝撃性
を向上させることもできる。（５）及び（６）はこのよ
うなセラミック多孔体（３）にその表面に対して実質的
に垂直に多数透設された貫通孔である。貫通孔（５）は
燃焼面（４）側の断面積を中央部の断面積より大きくし
たもので、貫通孔（６）はストレートな断面形状を有す
るものである。第１図に示す第１の実施例では貫通孔（
５）は燃焼面（４）に臨む大径部と下部の小径部とから
なるものとしたが、第２図に示す第２の実施例のように
貫通孔（５）の上部をテーパ状に拡開させてもよい。ま
た第３図のようにストレート状の貫通孔（６）を省略し
て上部をテーバ状にした貫通孔（５）のみからなるもの
としてもよい。更にまた、第４図及び第５図に示すよう
に、貫通孔（５）、（６）の混合ガス入口側にも中央部
分よりも断面積が大きい部分を形成してもよい。即ち、
第４図は貫通孔（５）、（６）の燃焼面（４）とは反対
側の下面にもテーパ状の拡開部（７）を形成した第４の
実施例を示し、第５図はすべての貫通孔（５）の上下に
テーバ状の拡開部（７）を形成した第５の実施例を示す
ものである。なお貫通孔（５）、（６）はその中央部に
おける断面の相当直径が０．０５〜５．０■程度であり
、相互間の間隔を２〜３０ｗ程度とすることが好ましい
。

（作用） このように構成されたものは、バーナヘッド（１）の内
部に燃料ガスと燃焼用空気との混合ガスを供給すれば、
混合ガスはセラミック多孔体（３）に多数透設された貫
通孔（５）、（６）を通じてセラミックバーナエレメン
トの表面に噴出し燃焼することは従来と同様である。し
かし本発明のセラミックバーナエレメントはセラミック
多孔体（３）からなるものであるから熱伝導率が小さく
、表面燃焼温度を高くしても裏面の温度はあまり上昇し
ないので逆火を生ずることがないうえ、混合ガスはセラ
ミック多孔体（３）の混合ガスが拡散するに十分な表裏
連通した細孔を通じて貫通孔（５）、（６）以外の部分
からも表面に噴出して燃焼するのでセラミックバーチェ
１／メントの表面全体に安定した連続炎が形成されるこ
ととなり吹消えを生じにくい。しかも本発明においては
主燃焼が行われる貫通孔（５）の燃焼面（４）側の断面
積を中央部の断面積よりも大きくなるようにしたので、
主燃焼が行われる貫通孔（５）の表面積を拡大すること
ができ、これらの相乗効果によって例えばＬＮＧを燃料
として用いた場合の最大燃焼負荷を従来のセラミックバ
ーナニレメンＩ・をはるかに越える１０００万ｋｃａｌ
　／　ｎ（・ＨＲまでも向上させることができる。なお
第４及び第５の実施例のように貫通孔（５）の混合ガス
入口側の断面積をも拡大させたものは、混合ガスの流動
抵抗をより減少させて圧力損失を小さくすることができ
るとともに、縮流効果により混合ガスが貫通孔（５）、
（６）を流れる際に生ずる共鳴音を抑制して燃焼騒音を
低減させる効果を生ずるものである。

次に本発明の効果を確認するため、平均細孔径２５μの
細孔を３２体積％有するＡ１□ｏ３質のセラミック多孔
体に第１図〜第５図に示されるとおりの貫通孔（５）、
（６）を透設したセラミックバーナニレメン１〜を作成
し、各セラミックバーナエレメントをバーナヘッドに取
付けてその燃焼負荷範囲を調べた。なお貫通孔の中央部
の孔径は２１ｍ、相互の間隔は４璽豫である。一方、同
質のセラミック多孔体にストレー１−な貫通孔のみを多
数透設した比較例１のセラミックバーナニレメンＩ・と
、はとんど通気性のないセラミック板に第１図と同一形
状の１通孔を透設した比較例２のセラミックバーナエレ
メントを作成し、同様に燃焼負荷範囲を調べた。その結
果、実施例１〜５のセラミックバーナエレメントはいず
れも逆火を生じない最低燃焼負荷が１０万ｋｃａｌ／ｎ
（・ＨＲで炎の吹消えが生じない最高燃焼負荷が１００
０万ｋｃａｌ／　ｎ（・ＨＲであり、比較例１のセラミ
ックバーナエレメントの燃焼負荷範囲が１０万〜６００
万ｋｃａｌ　／　ｒｄ　・ＨＲであり、比較例２のセラ
ミックバーナエレメントの燃焼負荷範囲が１０万〜１０
０万ｋｃａｌ／　ｍ　・ＨＲであるに比較して著しく広
い燃焼負荷範囲を有することが確認された。

−（発明の効果） 本発明は以上の説明からも明らかなように、混合ガスが
拡散するに十分な表裏連通した細孔を有するセラミック
多孔体からなるものとするとともにその表面に対して実
質的に垂直に透設した多数の貫通孔の断面形状を工夫す
ることにより従来のセラミックバーナエレメントよりも
はるかに高負荷燃焼を行わせることができるようにした
ものであるから、従来の欠点を解決したセラミックバー
ナエレメントとして産業の発展に寄与するところは極め
て大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す断面図、第２図、
第３図、第４図、第５図は同じく第２乃至第５の実施例
を示す断面図である。 （３）：セラミック多孔体、（４）：燃焼面、（５）、
（６）：貫通孔。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、燃料ガスと燃料用空気との混合ガスが拡散するに十
   分な表裏連通した細孔を有するセラミック多孔体にその
   表面に対して実質的に垂直に多数の貫通孔を透設したセ
   ラミックバーナエレメントであって、該貫通孔の燃焼面
   側の断面積を中央部における断面積よりも大としたこと
   を特徴とするセラミックバーナエレメント。 ２、貫通孔の中央部における断面が０．０５〜５．０ｍ
   ｍの相当直径を有し、２〜３０ｍｍの間隔でセラミック
   多孔体上に透設されたものである特許請求の範囲第１項
   記載のセラミックバーナエレメント。 ３、セラミック多孔体が平均細孔径２５μ以上の細孔を
   総容積で３０体積％以上含有するものである特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載のセラミックバーナエレメン
   ト。 ４、セラミック多孔体が２〜５０重量％の耐熱性無機質
   繊維を含有するものである特許請求の範囲第１項又は第
   ２項又は第３項記載のセラミックバーナエレメント。 ５、耐熱性無機質繊維がセラミックファイバである特許
   請求の範囲第４項記載のセラミックバーナエレメント。 ６、貫通孔が混合ガス入口側にも中央部分よりも断面積
   が大きい部分を有するものである特許請求の範囲第１項
   又は第２項又は第３項又は第４項又は第５項記載のセラ
   ミックバーナエレメント。