KR101215090B1 - 연소 가열기 - Google Patents

Abstract

이 연소 가열기(1)는, 내부에 연소용 가스(G)의 공급로(21)를 가지는 내관(20)과, 내관의 외주에 연소 공간(30)을 사이에 두고 배치된 외관(10)을 가지며, 연소용 가스를 분출하는 구멍부(24)가 내관의 관벽에 형성된다. 또한, 내관의 외주에 복사 촉진면(20B)을 가진다. 이 구조에 의해, 내관의 과도한 고온화가 억제되고, 또한 연소 가열기의 가열 효율도 향상된다.

Description

연소 가열기{Combustion heater}

본 발명은, 연료 가스와 연소용 공기의 예혼합 가스 등을 연소시키는 연소 가열기에 관한 것이다. 본원은 2008년 2월 1일에 일본 출원된 특허출원 제2008-22976호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

종래부터 내열재제의 원관(방열관) 내에서 연료 가스와 연소용 공기의 전예혼합기(全豫混合氣)를 연소시키고, 이 불꽃으로 이 방열관을 적열시키는 래디언트 튜브 버너가 제조되고 있으며, 불꽃이 노출되지 않는 가늘고 긴 발열원으로서 가열로, 난방 등에 사용되고 있다. 또한, 연소용 가스를 내관 중에서 연소시키고, 연소 가스의 분류(噴流)를 직교적으로 설치한 차폐면에 충돌시켜 흐름의 방향을 바꾸어 방열관으로부터 열을 추출하는 연소 버너가 공지되어 있다.

이 종류의 연소 가열기에서는, 연소가 방열관의 도중 부분에서 종료하기 때문에, 전체 길이를 따라 균일한 온도 분포를 얻기 어려움과 동시에, 질소 산화물(NOx)의 발생이 많은 결점이 있다. 그래서, 특허문헌 1에는, 내부가 예혼합기의 공급로로 되어 있는 다공질관과, 다공질관의 외주에 동축적으로 설치한 방열관으로 이루어지고, 다공질관으로부터 방사형으로 분출시켜 층류가 되어 있는 예혼합 가스를 방열관과 다공질관의 중간에 화염 전파 속도와 예혼합기의 유속이 적합화되는 원통면에서 연소시킴으로써, 방열관의 전체를 균일하게 고온화할 수 있고, 대발열량화가 용이하며, 저NOx를 실현 가능한 연소 가열기가 개시되어 있다.

특허문헌 1: 일본공개특허 평6-241419호 공보

그러나, 상술한 바와 같은 종래기술에는 이하와 같은 문제가 존재한다.

방열관인 외관의 내부에 배치되는 내관은, 외주를 흐르는 연소 가스에 의해 매우 고온이 되기 때문에, 내관 안을 흐르는 미연 가스의 온도가 지나치게 상승하여, 미연 가스가 연료와 산화제의 혼합 가스인 경우에는 자발 착화가 생겨 소손(燒損)을 일으킬 가능성이 있다.

또한, 내관이 열에 의해 왜곡됨으로써 잔류 변형 등이 생겨 원하는 연소 특성(가열 특성)을 얻을 수 없게 될 가능성도 있다.

본 발명은 이상과 같은 점을 고려하여 이루어진 것으로, 내관의 과도한 고온화를 억제하고, 또한 가열 효율도 향상시키는 것이 가능한 연소 가열기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이하의 구성을 채용하고 있다.

본 발명의 연소 가열기는, 내부에 연소용 가스의 공급로를 가지는 내관과, 내관의 외주에 연소 공간을 사이에 두고 배치된 외관을 가지며, 상기 연소용 가스를 분출하는 구멍부가 상기 내관의 관벽에 형성된 연소 가열기로서, 상기 내관의 외주에 복사 촉진면(輻射促進面)을 가진다.

본 발명의 연소 가열기에서는, 가열되어 온도 상승한 내관으로부터 복사열(방사열)로서 열의 방사가 촉진되기 때문에, 내관의 과도한 고온화를 억제할 수 있다. 또한, 내관으로부터 방사된 복사열에 의해 외관이 가열되기 때문에, 외관을 통한 가열 효율도 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또, 내관이 저온인 경우, 복사에 의한 열전달량은 작기 때문에, 공급로의 연소용 가스(미연 가스)의 가열에는 거의 지장은 없다(복사에 따른 열전달은 온도의 4승에 비례함).

상기 복사 촉진면으로서는, 상기 내관의 외주면에 설치된 피막층인 구성을 적합하게 채용할 수 있다.

이에 의해, 본 발명에서는, 도장, 코팅 등에 의해 내관의 외주면에 복사 촉진재를 피복함으로써 용이하게 복사 촉진면을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기 외관의 내주면에 상기 복사 촉진면을 가지는 구성도 적합하게 채용할 수 있다.

이에 의해, 본 발명에서는, 연소 공간의 화염으로부터의 복사열 및 내관(복사 촉진면)으로부터의 복사열을 효과적으로 외관에 흡수시켜 외관을 통한 가열 효율을 한층 더 향상시키는 것이 가능하게 된다.

상기 구성에서는, 상기 복사 촉진면이 상기 내주면에 설치된 피막층인 구성을 적합하게 채용할 수 있다.

이에 의해, 본 발명에서는, 도장, 코팅 등에 의해 외관의 내주면에 복사 촉진재를 피복함으로써 용이하게 복사 촉진면을 형성할 수 있다.

또, 상기 복사 촉진면으로서는, 피막층 이외에도, 복사 촉진재에 의해 내관, 외관이 형성되는 구성이어도 된다.

또한, 상기 복사 촉진면으로서는, 세라믹 바인더를 이용하여 형성되는 구성을 적합하게 채용할 수 있다.

또, 본 발명은, 상기 연소 공간에서 상기 외관과 상기 내관에 연결되고, 상기 외관과 상기 내관 사이에서 전열(傳熱)시키는 전열부재가 설치되는 구성도 적합하게 채용할 수 있다.

이에 의해, 본 발명에서는, 내관의 열을 전열부재를 통해 외관에 전열시킬 수 있기 때문에, 내관의 과도한 고온화를 억제할 수 있음과 동시에, 외관을 통한 가열 효율도 향상시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에서는, 상기 내관의 외주면은 상기 외관의 내주면과의 거리가 가장 짧은 제1 영역과, 상기 제1 영역보다도 긴 제2 영역을 가지며, 상기 구멍부는 상기 제1 영역에 배치되어 상기 외관의 내주면 상에 상기 연소용 가스의 정체점을 형성하는 구성도 적합하게 채용할 수 있다.

이 연소 가열기에서는, 유속이 제로에 가까운 정체점 주변의 연소용 가스에 점화(착화)함으로써 용이하게(즉, 비용 상승을 초래하지 않고) 안정된 화염을 형성하여 유지할 수 있다. 종래에는, 정체점을 형성하기 위해 가스의 유속을 크게 할 필요가 있고, 이 경우 연소 가스의 배기 경로를 충분히 확보할 수 없음과 동시에, 화염이 외관의 내주면에 도달하여 축방향의 양단측에만 화염이 형성될 가능성이 있다. 이에 대해, 본 발명에서는 외관의 내주면과의 거리가 짧은 제2 영역에 구멍부를 형성함으로써, 구멍부와 마주하는 외관의 내주면에 화염을 안정적으로 형성?유지할 수 있음과 동시에, 예를 들면 제1 영역과 반대쪽의 영역을 포함하는 제2 영역과 외관의 내주면 사이에 연소 가스의 배기 경로를 확보하는 것이 가능하게 된다.

또, 본 발명에서는, 외관의 내주면의 정체점에 화염이 형성?유지되기 때문에, 외관을 통해 효율적으로 가열하는 것이 가능하게 된다.

상기 내관으로서는, 상기 외관에 대해 편심된 위치에 배치되고, 상기 구멍부가 상기 내관의 편심방향으로 위치하는 외주면에 형성되는 구성을 적합하게 채용할 수 있다.

이에 의해, 본 발명에서는, 내관의 외주면과 외관의 내주면 사이의 거리가 짧은 제1 영역을 용이하게 형성할 수 있다.

내관을 외관에 대해 편심되게 배치하는 경우, 상기 내관을 상기 외관의 중심축 둘레에, 둘레방향으로 간격을 두고 복수 설치하는 구성도 적합하게 채용할 수 있다.

이에 의해, 본 발명에서는, 외관의 내주면에 대해 둘레방향으로 간격을 두고 복수 화염을 형성?유지하는 것이 가능하게 되어, 보다 효과적으로 가열하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에서는, 상기 내관과 상기 외관이 동심으로 배치되는 구성에도 적용 가능하다.

또한, 본 발명에서는, 기단(基端)측에서 캔틸레버 지지된 상기 내관의 선단측을 이 내관과 상기 외관 사이에서 지지하여, 상기 내관의 외주면과 상기 외관의 내주면 사이의 간격을 유지하는 지지부재를 가지는 구성을 적합하게 채용할 수 있다. 이 지지부재로서는 판형상으로 할 수도 있고, 또한 외관과 내관 사이에 현가(懸架)된 로드형상으로 할 수도 있다.

이에 의해, 본 발명에서는, 내관의 선단부에 흔들림이 생겨 기단측과 선단측에서 내관의 외주면과 외관의 내주면 사이의 간격이 일정하게 되지 않음을 방지하여, 구멍부가 형성된 제1 영역과 외관의 내주면 사이의 간격을 일정하게 유지하는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 정체점을 안정되게 계속적으로 형성할 수 있고, 결과적으로 안정하고 계속적으로 화염을 형성?유지하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에서는, 상기 연소 공간에 축방향을 따라 상기 구멍부와 마주하여 설치되고, 상기 구멍부로부터 분출된 상기 연소용 가스의 정체점을 형성하는 정체점 형성부재를 가지는 구성을 적합하게 채용할 수 있다.

따라서, 본 발명의 연소 가열기에서는, 정체점 형성부재의 표면에 형성되어 유속이 제로에 가까운 정체점 주변의 연소용 가스에 점화(착화)함으로써, 용이하게(즉, 비용 상승을 초래하지 않고) 안정된 화염을 형성하여 유지할 수 있다. 종래에는, 정체점을 형성하기 위해 가스의 유속을 크게 할 필요가 있고, 이 경우 연소 가스의 배기 경로를 충분히 확보할 수 없음과 동시에, 화염이 외관의 내주면에 도달하여 축방향의 양단측에만 화염이 형성될 가능성이 있다. 이에 대해, 본 발명에서는 구멍부와 마주하는 정체점 형성부재의 표면에 화염을 안정적으로 형성?유지할 수 있음과 동시에, 내관과 정체점 형성부재가 마주하지 않는 영역에 연소 가스의 배기 경로를 확보하는 것이 가능하게 된다.

상기 정체점 형성부재는 상기 외관의 중심축 상에 배치되고, 상기 내관은, 상기 구멍부를 상기 중심축으로 향하게 하여 이 중심축 둘레에 복수 배치되는 구성을 적합하게 채용할 수 있다.

이에 의해, 본 발명에서는, 외관의 중심축 둘레에 연소용 가스의 정체점 및 화염을 안정적으로 형성?유지하는 것이 가능하게 되고, 온도 분포를 억제하면서 외관을 가열할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 기단측에서 캔틸레버 지지된 상기 내관 및 상기 정체점 형성부재의 선단측을 상기 외관과의 사이에서 지지하여, 상기 내관 및 상기 정체점 형성부재의 외주면과 상기 외관의 내주면 사이의 간격을 유지하는 지지부재를 가지는 구성을 적합하게 채용할 수 있다. 이 지지부재로서는 판형상으로 할 수도 있고, 또한 외관과 내관 사이에 현가된 로드형상으로 할 수도 있다.

이에 의해, 본 발명에서는, 내관 및 정체점 형성부재의 선단부에 흔들림이 생겨 기단측과 선단측에서 내관 및 정체점 형성부재의 외주면과 외관의 내주면 사이의 간격이 일정하게 되지 않음을 방지하여, 구멍부 및 정체점 형성부재와 외관의 내주면 사이의 간격을 일정하게 유지하는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 정체점을 안정되게 계속적으로 형성할 수 있고, 결과적으로 안정되고 계속적으로 화염을 형성?유지하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에서는, 가장 선단측에 위치하는 상기 구멍부보다도 선단측에 배치된 상기 지지부재가 상기 연소 공간 전체를 폐색(閉塞)하는 크기로 설치되는 구성도 적합하게 채용할 수 있다.

이에 의해, 본 발명에서는, 저온의 외관 선단부에 연소용 가스가 체류하여 미연 상태가 되어 CO가 생기거나 하는 사태를 회피하는 것이 가능하게 된다.

상기 지지판은, 상기 외관에 대해 축방향으로 상대 이동 가능하게 설치되는 구성을 적합하게 채용할 수 있다.

이에 의해, 본 발명에서는, 외관과 내관의 온도 차에 의해, 특히 축방향으로 열팽창량에 큰 차이가 생긴 경우에서도, 지지판이 외관으로 상대 이동하기 때문에, 지지판에 변형 등이 생기지 않고 내관의 외주면과 외관의 내주면 사이의 간격을 유지하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에서는, 상기 내관에 상기 정체점과 이격된 위치에 상기 연소용 가스를 분출하는 제2 구멍부가 설치되는 구성도 적합하게 채용할 수 있다.

이에 의해, 본 발명에서는, 정체점에 형성?유지된 화염을 제2 구멍부로부터 분출한 연소용 가스로 번지게 하는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 본 발명에서는 다공질체를 이용하는 경우와 같이 압력 손실이 생기지 않는다. 또한, 내관 및 외관을 길게 하지 않고 투입 열량을 증가시키는 것이 가능하게 되기 때문에, 내관 및 외관을 길게 한 경우와 같은 기기의 대형화를 억제하는 것이 가능하게 된다. 그리고, 본 발명에서는 압력 손실을 억제할 수 있기 때문에, 저압의 도시 가스 라인에서도 사용 가능하게 된다.

상기 제2 구멍부로서는, 상기 제1 영역을 사이에 둔 양측에 배치됨과 동시에, 상기 제1 영역을 따르는 방향으로 상기 구멍부와 교대로 배치되는 구성이나, 상기 정체점 형성부재와 마주하는 영역을 사이에 둔 양측에 배치됨과 동시에, 상기 마주하는 영역을 따르는 방향으로 상기 구멍부와 교대로 배치되는 구성을 적합하게 채용할 수 있다.

이에 의해, 본 발명에서는, 화염의 형성?유지 및 화염의 번짐을 등분포로 발생시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에서는, 상기 내관의 상기 공급로가 상기 선단측에서 폐색되어 있는 구성도 적합하게 채용할 수 있다.

이에 의해, 본 발명에서는 기단측으로부터 연소용 가스를 공급함과 동시에, 배기 가스를 배기할 수 있는 소형이며 저가격의 연소 가열기를 실현할 수 있다.

본 발명의 연소 가열기에 따르면, 내관의 과도한 고온화를 억제하고, 또한 가열 효율도 향상시키는 것이 가능하게 된다.

도 1a는 제1 실시형태에 관한 연소 가열기(1)의 정면 단면도이다.
도 1b는 제1 실시형태에 관한 연소 가열기(1)의 측면 단면도이다.
도 2a는 내관을 제1 영역쪽에서 본 평면도이다.
도 2b는 내관이 설치된 연소 가열기의 측면 단면도이다.
도 3a는 제3 실시형태에 관한 연소 가열기의 정면 단면도이다.
도 3b는 제3 실시형태에 관한 연소 가열기의 측면 단면도이다.
도 4는 제4 실시형태에 관한 연소 가열기의 주요부 상세도이다.
도 5는 제5 실시형태에 관한 외관 및 내관을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 6a는 제6 실시형태에 관한 연소 가열기의 정면 단면도이다.
도 6b는 제6 실시형태에 관한 연소 가열기의 측면 단면도이다.
도 6c는 제6 실시형태에 관한 연소 가열기의 주요부 확대도이다.
도 7a는 제7 실시형태에 관한 연소 가열기의 정면 단면도이다.
도 7b는 제7 실시형태에 관한 연소 가열기의 측면 단면도이다.
도 7c는 제7 실시형태에 관한 연소 가열기의 주요부 확대도이다.
도 7d는 제7 실시형태에 관한 연소 가열기의 주요부 확대도이다.
도 8a는 제8 실시형태에 관한 연소 가열기의 정면 단면도이다.
도 8b는 제8 실시형태에 관한 연소 가열기의 측면 단면도이다.
도 8c는 제8 실시형태에 관한 연소 가열기의 주요부 확대도이다.
도 9는 내관이 외관과 동심으로 배치된 연소 가열기의 주요부 상세도이다.

이하, 본 발명의 연소 가열기의 실시형태를 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한다. 이하의 설명에 이용하는 각 도면에서는, 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해 각 부재의 축척을 적절히 변경하고 있다.

(제1 실시형태)

도 1a는 제1 실시형태에 관한 연소 가열기(1)의 정면 단면도이고, 도 1b는 측면 단면도이다.

연소 가열기(1)는, 선단이 폐색된 내열 금속제의 방열관으로서의 외관(10)과, 기단측(도 1a의 좌측)에서 도시하지 않은 지지 수단에 의해 캔틸레버 지지되어 외관(10)의 내부에 설치되고, 내부에 연소용 가스(G)의 공급로(21)를 가지는 내열 금속제의 내관(20)으로 개략 구성되어 있다.

연소용 가스(G)로서는 연료와 공기를 예혼합한 가스나, 연료와 산소 함유 가스를 예혼합한 가스를 이용할 수 있고, 연료로서는 메탄이나 프로판 등이 이용된다. 또한, 액체 연료도 예증발시키는 개소를 설치함으로써 사용 가능하다.

외관(10)은 선단이 폐색된 바닥이 있는 원통 형상을 가지며, 기단측에는 연소된 가스를 배기하는 배기관(11)이 접속되어 있다. 또한, 외관(10)의 내주면(10A)에는, 복사를 촉진시키는 복사 촉진층(복사 촉진면)(10B)이 성막되어 있다. 이 복사 촉진층(10B)에 대해서는 후술한다.

내관(20)은, 외관(10)과 마찬가지로, 선단이 폐색된 바닥이 있는 원통 형상을 가지며, 기단측에는 상술한 연소용 가스(G)를 공급하는 예혼합기 공급 기구(도시생략)가 접속되고, 예를 들면 공기 과잉률 1.0~1.6 정도의 전예혼합기가 공급된다.

이 내관(20)은 선단측에서 외관(10)의 내측에 편심되게 배치되고, 외주면(20A)과 외관(10)의 내주면(10A) 사이에 연소 공간(30)을 형성한다. 내관(20)의 연소 공간(30)에 임하는 외주면(20A)에는, 상기 복사 촉진층(10B)과 마찬가지로, 복사를 촉진시키는 복사 촉진층(복사 촉진면)(20B)이 성막되어 있다.

복사 촉진층(10B, 20B)은, 예를 들면 세라믹 바인더를 이용하여 용사(熔射)에 의해 내주면(10A), 외주면(20A)에 피복하여 설치된 피복층으로 형성되어 있다. 이 피복층으로서는, 예를 들면 내열 온도가 800℃ 정도인 것이 사용된다. 또한, 복사 촉진층(10B, 20B)을 용사로 형성함으로써 고밀착력, 장수명을 도모할 수 있다.

내관(20)의 외주면(20A)은, 외관(10)의 내주면(10A)과의 거리가 가장 짧은 제1 영역(22)과, 제1 영역(22)보다도 긴 제2 영역(23)을 가지고 있다. 보다 구체적으로는, 외주면(20A) 중에서 내관(20)의 편심 방향(도 1 중 하방, 도 1b 참조)으로 위치하는 부분에는 외관(10)의 내주면(10A)과의 거리가 가장 짧은 제1 영역(모선(母線))(22)이 축방향을 따라 형성되고, 다른 영역에는 제1 영역(22)보다도 내주면(10A)과의 거리가 긴 제2 영역(23)이 형성된다.

이 제1 영역(22)에는, 내관(20)의 선단측에 위치하고, 제1 영역(22)을 따라 서로 간격을 두고 복수(여기서는 5개)의 구멍부(24)가 직경방향을 따라 관벽을 관통하여 형성되어 있다. 외관(10)의 구멍부(24)와 마주하는 위치의 근방에는, 도시하지 않은 착화 장치가 설치되어 있다.

구멍부(24)가 형성된 영역보다도 기단측(도 1a에서는 좌측)의 외주면(20A)은, 연소된 가스(화염)에 의해 공급로(21)의 연소용 가스(G)를 예열하기 위한 예열 영역(P)으로 되어 있다.

다음에, 상기 연소 가열기(1)에서의 연소 동작에 대해 설명한다.

예혼합기 공급 기구로부터 내관(20)의 공급로(21)에 공급된 연소용 가스(G)는, 구멍부(24)로부터 외관(10)의 내주면(10A)으로 향하여 분출된다.

여기서, 구멍부(24)는 외관(10)의 내주면(10A)과의 거리가 가장 짧은 제1 영역(22)에 형성되어 있기 때문에, 구멍부(24)로부터 분출된 연소용 가스(G)는 마주하는 외관(10)의 내주면(10A)과 충돌하여, 각 구멍부(24)마다 내주면(10A) 상에 정체점(S)을 형성하고, 이 정체점(S)을 경계로 내주면(10A)을 따라 분기된다.

그리고, 착화 장치에 의해 정체점(S) 근방의 연소용 가스(G)에 착화함으로써, 화염이 형성된다. 또한, 정체점(S)에서 분기한 연소용 가스(G)는 단면적이 작은 제1 영역(22)의 근방으로부터 단면적이 큰 제1 영역(22)과는 반대쪽의 연소 공간으로 흐르고, 도 1b에 도시된 바와 같이, 연소 공간(30)의 내관(20)을 사이에 둔 양측에 화염(F)이 형성된다.

이 때, 정체점(S)에서의 가스의 유속은 제로이기 때문에, 또한 정체점(S)으로 향하는 분류 주위에 형성되는 순환류에 의해 형성한 화염은 안정적으로 유지된다.

그리고, 연소 가스는 연소 공간(30)을 흘러 배기관(11)으로부터 배기되는데, 연소 공간(30)부터 배기관(11)에 이르는 도중에 내관(20)의 예열 영역(P)에서 내관(20)의 관벽을 통해 연소용 가스(미연 가스)(G)와의 열 교환이 이루어진다.

이에 의해, 공급로(21)에서의 연소용 가스(G)는 고온에 예열된 상태로 구멍부(24)로부터 분출하게 되어 화염(F)의 안정성이 높아지며, 좁은 연소 공간(30)에 분출되어도 미연분을 일으키지 않고 안정되게 연소할 수 있다.

또한, 연소 가스에 의한 열 및 화염(F)에 의한 열로 특히 내관(20)은 고온이 되지만, 내관(20)의 외주면(20A)에 복사 촉진층(20B)이 설치되어 있기 때문에, 내관(20)의 열방사율이 증가하여 복사열로서의 방사(복사)가 촉진된다. 한편, 외관(10)에 있어서도 내주면(10A)에 복사 촉진층(10B)이 설치되어 있기 때문에, 내관(20)으로부터의 복사열 및 화염(F)으로부터의 복사열의 흡수가 촉진된다.

이상과 같이 본 실시형태에서는, 내관(20)이 가지는 복사 촉진층(20B)에 의해 내관(20)의 열이 복사열로서 방사 촉진된다. 그 때문에, 내관(20)의 과도한 고온화를 억제하는 것이 가능하게 됨과 동시에, 온도가 낮은 경우에서도 복사능력이 떨어짐으로써 내관(20)이 가지는 열의 대부분을 내부의 연소용 가스(G)의 가열(예열)에 이용할 수 있어 가열 특성을 유지할 수 있다. 따라서, 복사 촉진층(20B)의 구조(재질, 두께, 분포 등)를 조정함으로써 연소용 가스(G)에 대한 예열온도를 조정하는 것도 가능하게 된다.

또한, 이 복사열에 의해 외관(10)을 가열할 수 있고, 외관(10)을 통한 가열 효율도 향상시킬 수 있다. 특히, 본 실시형태에서는, 외관(10)의 내주면(10A)에도 복사 촉진층(10B)이 설치되어 있기 때문에, 연소 공간(30)의 열을 효과적으로 외관(10)에 흡수시키는 것이 가능하게 되고, 외관(10)을 통한 가열 효율을 한층 더 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 내관(20)의 관벽에 형성된 구멍부(24)로부터 연소용 가스(G)를 분출시키고, 정체점(S)에 화염(F)을 유지시키기 때문에, 다공질관을 설치하는 경우와 같이 비용 상승을 초래하지 않고 유량을 변화시킨 경우에서도 용이하게 안정된 화염(F)을 형성하는 것이 가능하게 된다. 덧붙여, 본 실시형태에서는, 연소량을 증가시키기 위해서는 구멍부(24)의 수를 늘리는 것만으로 된다. 따라서, 구성 부품도 적고 구조도 단순하기 때문에, 연소 가열기(1)의 제조 비용도 억제할 수 있음과 동시에, 다공질관을 이용한 경우와 같이 연소용 가스(G)의 공급압을 대폭으로 올릴 필요도 없어, 저압의 도시 가스 라인이어도 충분히 적용 가능하게 된다. 또, 본 실시형태에서는, 내관(20)의 외주면(20A)과 외관(10)의 내주면(10A) 사이의 거리가 짧은 제1 영역(22)을 외관(10)에 대해 내관(20)을 편심되게 배치한다는 간단한 구성으로 형성하고 있기 때문에, 용이하고 저비용으로 안정적으로 화염(F)을 형성?유지하는 것이 가능하게 된다.

또한, 다공질관을 이용하여 가스의 공급압을 높인 경우에는, 화염이 외관에 도달하여 유지할 수 없게 됨과 동시에, 연소된 가스의 배기 경로를 충분히 확보할 수 없게 될 가능성이 있는데, 본 실시형태에서는 제1 영역(22)과 반대쪽의 영역(제2 영역)과 마주하는 연소 공간(30)에서 충분한 배기경로를 확보할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 정체점(S)이 외관(10)의 내주면(10A) 상에 형성되고, 화염(F)도 내주면(10A) 상을 따라 유지되기 때문에, 관형상의 화염과 같이 외관(10)으로부터 이격되게 형성된 경우와 같이 열을 추출하기 어려워지지 않고 외관(10)을 통한 가열 효율을 향상시킬 수 있다.

(제2 실시형태)

이어서, 연소 가열기(1)의 제2 실시형태에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.

이 도면에 있어서, 도 1에 도시된 제1 실시형태의 구성요소와 동일한 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.

제2 실시형태와 상기 제1 실시형태가 다른 점은, 구멍부(24)와는 별도로 가스의 압력 손실을 저하시키기 위한 제2 구멍부를 설치한 것이다.

도 2a는 내관(20)을 제1 영역(22)쪽에서 본 평면도이고, 도 2b는 이 내관(20)이 설치된 연소 가열기(1)의 측면 단면도이다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 내관(20)의 관벽에는, 제1 영역(22)에 위치하여 구멍부(24)가 설치됨과 동시에, 제1 영역(22)을 따르는 방향으로 구멍부(24)와 교대로 제1 영역(22)을 사이에 둔 양측에 위치하여 제2 구멍부(25)가 설치되어 있다.

이들 제2 구멍부(25)로부터는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 정체점(S)으로부터 이격된 위치를 향하여 연소 가스(G)가 분출된다.

또한, 제2 구멍부(25)는, 제2 구멍부(25)로부터 분출된 연소용 가스(G)로 정체점(S)에서 형성된 화염(S)으로부터 안정적으로 번지는 위치에 설치된다.

다른 구성은, 내관(20)의 외주면(20A)에 복사 촉진층(20B)이 설치되고, 외관(10)의 내주면(10A)에 복사 촉진층(10B)이 설치되는 점도 포함하여 상기 제1 실시형태와 같다.

상기 구성의 연소 가열기(1)에서는, 상기 제1 실시형태와 마찬가지의 작용?효과를 얻을 수 있음과 더불어, 정체점(S)에 형성?유지된 화염(F)을 제2 구멍부(25)로부터 분출한 연소용 가스(G)로 번지게 하는 것이 가능하게 되어, 용이하게 유량을 크게 한 상태로 가스를 연소시킬 수 있다. 그 때문에, 본 실시형태에서는, 다공질체를 이용하는 경우와 같이 압력 손실이 생기지 않는다. 또한, 유량을 늘리기 위해서 내관(20) 및 외관(10)을 길게 하지 않고 투입 열량을 증가시키는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 내관(20) 및 외관(10)을 길게 한 경우와 같은 기기의 대형화를 억제하는 것이 가능하게 됨과 동시에, 압력 손실을 억제할 수 있기 때문에, 저압의 도시 가스 라인에서도 사용 가능하게 된다.

또한, 본 실시형태에서는, 구멍부(24)와 제2 구멍부(25)가 제1 영역(22)을 따라 교대로, 또한 제2 구멍부(25)가 제1 영역(22)을 사이에 둔 양측에 배치되기 때문에, 화염(F)의 형성?유지 및 화염의 번짐을 거의 등분포로 안정된 상태로 발생시키는 것이 가능하게 된다.

(제3 실시형태)

이어서, 연소 가열기(1)의 제3 실시형태에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.

또, 이 도면에 있어서, 도 1에 도시하는 제1 실시형태의 구성요소와 동일한 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.

제3 실시형태와 상기 제1 실시형태가 다른 점은, 내관(20)의 선단측에 지지판을 설치한 것이다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 내관(20)의 구멍부(24)보다도 선단측에는 축방향과 직교하는 방향을 따라 내열 금속 등으로 형성된 지지판(지지부재)(40)이 설치되어 있다. 이 지지판(40)은, 도 3b에 도시된 바와 같이, 관통공(40A)으로 내관(20)의 외주면(20A)에 끼워맞추어져 고정되고, 외주면(40B)에서 외관(10)의 내주면(10A)에 축방향으로 이동 가능하게 지지된다.

즉, 지지판(40)은, 연소 공간(30)의 전체를 폐색하는 크기를 가지고 내관(20)과 일체적으로 구성되며, 외관(10)에 대해 축방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다.

다른 구성은, 내관(20)의 외주면(20A)에 복사 촉진층(20B)이 설치되고, 외관(10)의 내주면(10A)에 복사 촉진층(10B)이 설치되는 점도 포함하여 상기 제1 실시형태와 마찬가지다(단, 도 3a의 부분 확대도 및 도 3b에서는, 복사 촉진층(10B, 20B)은 도시생략).

상기 구성의 연소 가열기(1)에서는, 상기 제1 실시형태와 같은 작용?효과를 얻을 수 있음과 더불어, 기단측에서 캔틸레버 지지된 내관(20)의 선단측이 지지판(40)으로 지지됨으로써, 내관(20)의 외주면(20A)(즉, 제1 영역(22))과 외관(10)의 내주면(10A) 사이의 간격이 일정하게 유지된다. 또한, 외관(10)과 내관(20)의 온도 차에 기인하여, 고온이 되는 내관(20)이 열팽창한 경우에서도 내관(20)과 일체적으로 구성된 지지판(40)이 외관(10)의 내주면(10A)과 축방향으로 상대 이동하기 때문에, 변형이나 왜곡을 발생시키는 것이 방지된다.

또한, 가장 선단측에 위치하는 구멍부(24)로부터 분출된 연소용 가스(G)는, 마주하는 외관(10)의 내주면(10A)과 충돌하여, 각 구멍부(24)마다 내주면(10A) 상에 정체점(S)을 형성하고, 이 정체점(S)을 경계로 내주면(10A)을 따라 분기되는데, 지지판(40)에 의해 제1 영역(22)과 마주하는 연소 공간(30)이 폐색되어 있기 때문에, 지지판(40)으로 향하여 분기된 연소용 가스(G)는, 지지판(40)에 충돌한 후에 제1 영역(22)과 반대쪽(제2 영역(23))과 마주하는 연소 공간(30)으로 유도된다. 그 때문에, 정체점(S)으로 유지되는 화염에 의해 주변의 연소용 가스(G)에 착화시키기 쉬워진다.

또, 본 실시형태에서는, 지지판(40)에 의해 연소 공간(30)이 구획되어 있기 때문에, 비교적 저온인 외관(10)의 선단부에 연소용 가스(G)가 체류하여 미연 상태가 되어 CO가 생기거나 하는 사태를 회피하는 것이 가능하게 된다.

또, 상기 실시형태에서는, 지지부재로서 판형상의 지지판(40)을 이용하는 구성으로 하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 외관(10)의 내주면(10A)에 축방향으로 이동 가능하게 지지된 링부재와, 이 링부재와 내관(20)을 연결하는 로드부재로 이루어지는 지지부재를 이용해도 된다.

(제4 실시형태)

이어서, 상기 제3 실시형태의 변형예로서의 제4 실시형태에 대해 도 4를 참조하여 설명한다.

또, 이 도면에 있어서, 도 3에 도시하는 제3 실시형태의 구성요소와 동일한 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에서의 내관(20)의 외주면(20A)에는, 지지판(40)보다도 기단측에서 구멍부(24)에 대응하는 정체점(S)을 사이에 둔 구멍부(24)의 배열방향 양측에 지지판(41)이 각각 설치되어 있다. 이 지지판(41)은, 제1 영역(22)과 마주하는 연소 공간(30)을 폐색하는 크기로 설치되어 있다. 구체적으로는, 각 지지판(41)은, 구멍부(24)로부터 분출된 연소용 가스(G)가 반대쪽의 연소 공간(30)으로 흘러 배기관(11)으로부터 배기 가능하도록, 지지판(40)과 같이 연소 공간(30)을 전체적으로 폐색하는 것이 아니라, 제1 영역(22)의 주변의 연소 공간(30)만을 폐색한다. 또한, 각 지지판(41)은, 외관(10)에 대한 내관(20)의 위치를 유지 가능하도록, 내관(20)의 관벽으로부터 제1 영역(22)의 주변에서만 외관(10)으로 향하여 돌출되고 내주면(10A)에 지지되는, 예를 들면 부채형 형상으로 형성된다.

다른 구성은, 내관(20)의 외주면(20A)에 복사 촉진층(20B)이 설치되고, 외관(10)의 내주면(10A)에 복사 촉진층(10B)이 설치되는 점도 포함하여 상기 제3 실시형태와 마찬가지이다.

상기 구성의 연소 가열기(1)에서는, 상기 제3 실시형태와 같은 작용?효과를 얻을 수 있음과 더불어, 각 구멍부(24)로부터 분출된 연소용 가스(G)가 지지판(41)에 충돌한 후에 제1 영역(22)과 반대쪽(제2 영역(23))과 마주하는 연소 공간(30)으로 각각 도출된다. 그 때문에, 정체점(S)으로 유지되는 화염에 의해 주변의 연소용 가스(G)에 의해 효과적으로 착화시키기 쉬워진다.

(제5 실시형태)

이어서, 연소 가열기(1)의 제5 실시형태에 대해 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5는 외관(10) 및 내관(20)을 모식적으로 도시한 도면이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에서의 연소 가열기(1)에서는, 내관(20)이 외관(10) 내의 연소 공간(30)에 외관(10)의 중심축 둘레에 둘레방향으로 간격을 두고, 또한 각각이 외관(10)과 편심되게 복수(도 5에서는 60°간격으로 6개) 배치되어 있다.

또한, 각 내관(20)에는, 외주면(20A)과 외관(10)의 내주면(10A)이 가장 짧은 거리가 되는 제1 영역(22)에 위치하여 구멍부(24)(도 5에서는 도시생략)가 축방향으로 간격을 두고 복수 형성되어 있다.

다른 구성은, 내관(20)의 외주면(20A)에 복사 촉진층(20B)이 설치되고, 외관(10)의 내주면(10A)에 복사 촉진층(10B)이 설치되는 점도 포함하여 상기 제1 실시형태와 마찬가지이다.

상기 구성의 연소 가열기(1)에서는, 복수 설치된 내관(2O)(의 구멍부)으로부터 각각 연소용 가스(G)가 분출되어 외관(10)의 내주면(10A) 상에 정체점을 형성하게 되고, 연소용 가스(G)에 착화함으로써 외관(10)의 내주면에 따른 축방향으로 복수의 안정된 화염이 형성된다.

따라서, 본 실시형태에서는, 상기 제1 실시형태와 같은 작용?효과를 얻을 수 있음과 더불어, 보다 고온으로 외관(10)을 가열하는 것이 가능하게 된다.

(제6 실시형태)

이어서, 연소 가열기(1)의 제6 실시형태에 대해 도 6을 참조하여 설명한다.

또, 이 도면에 있어서, 도 1에 도시하는 제1 실시형태의 구성요소와 동일한 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.

상기 제1 내지 제5 실시형태에서는 모두 정체점(S)을 외관(10)의 내주면(10A) 상에 형성하는 구성으로 하였지만, 제6 실시형태에서는 블러프 보디(정체점 및 순환류 형성부재)의 표면에 형성하는 경우에 대해 설명한다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 연소 가열기(1)는, 기단측(도 6a의 좌측)에서 도시하지 않은 지지 수단에 의해 캔틸레버 지지되어 외관(10)의 내부의 연소 공간(30)에 설치되고, 내부에 연소용 가스(G)의 공급로(21)를 가지는 내열 금속제의 복수의 내관(20) 및 블러프 보디(정체점 및 순환류 형성부재)(50)를 가지고 있다.

내관(20)은, 도 6b에 도시된 바와 같이, 외관(10)의 중심축 둘레에 복수(여기서는 60°간격으로 6개) 서로 간격을 두고 배치된다.

각 내관(20)은, 선단측에서 블러프 보디(bluff body; 50)와 마주하여 외관(10)의 중심축을 향하는 위치에, 축방향을 따라 서로 간격을 두고 복수(여기서는 5개)의 구멍부(24)가 직경방향으로 관벽을 관통하여 형성되어 있다.

블러프 보디(50)는, 축선을 외관(10)의 중심축 상에 합치시키고, 주위를 내관(20)에 둘러싸여 배치되어 있으며, 각 내관(20)(구멍부(24))과 마주하는 위치에는 내관(20)의 축둘레에 형성된 오목곡면(50A)이 축방향을 따라 형성되어 있다.

다른 구성은, 내관(20)의 외주면(20A)에 복사 촉진층(20B)이 설치되고, 외관(10)의 내주면(10A)에 복사 촉진층(10B)이 설치되는 점도 포함하여 상기 제1 실시형태와 마찬가지이다(단, 도 6b 및 도 6c에서는, 복사 촉진층(10B, 20B)은 도시생략).

상기 구성의 연소 가열기(1)에서는, 내관(20)의 공급로(21)에 공급된 연소용 가스(G)는, 도 6c에 도시된 바와 같이, 각각 구멍부(24)로부터 블러프 보디(50)의 오목곡면(50A)으로 향하여 분출된다.

구멍부(24)로부터 분출된 연소용 가스(G)는, 마주하는 블러프 보디(50)의 오목곡면(50A)과 충돌하여, 각 구멍부(24)마다 오목곡면(50A) 상에 정체점(S)을 형성하고, 이 정체점(S)을 경계로 오목곡면(50A)을 따라 분기된다.

그리고, 착화 장치에 의해 정체점(S) 근방의 연소용 가스(G)에 착화함으로써, 정체점(S)에서 화염을 형성?유지시킨다. 이 때, 정체점(S)에서의 가스의 유속은 제로이기 때문에, 또한 정체점(S)으로 향하는 분류 주위에 형성되는 순환류에 의해 형성한 화염은 정체점(S)에 안정적으로 유지된다.

그리고, 정체점(S)에서 분기한 연소용 가스(G)는, 가스압이 높은 블러프 보디(50)의 근방으로부터 내관(20)에 대해 블러프 보디(50)와 반대쪽인 외관(10)의 내주면(10A)쪽의 연소 공간(30)으로 흐른다.

그리고, 연소 가스는 연소 공간(30)을 흘러 배기관(11)으로부터 배기되는데, 연소 공간(30)부터 배기관(11)에 이르는 도중에 내관(20)의 예열 영역(P)에서 내관(20)의 관벽을 사이에 두고 연소용 가스(미연 가스)(G)와의 열 교환이 이루어진다.

이에 의해, 공급로(21)에서의 연소용 가스(G)는 고온으로 예열된 상태로 구멍부(24)로부터 분출하게 되어 화염(F)의 안정성이 높아지며, 좁은 연소 공간(30)에 분출되어도 미연분을 발생시키지 않고 안정적으로 연소할 수 있다.

이와 같이 본 실시형태에서는, 내관(20)의 관벽에 형성된 구멍부(24)에서 블러프 보디(50)의 오목곡면(50A)으로 향하여 연소용 가스(G)를 분출시키고 정체점(S)에 화염(F)을 유지시키기 때문에, 다공질관을 설치하는 경우와 같이 비용상승을 초래하지 않고, 유량을 변화시킨 경우에서도 용이하게 안정된 화염(F)을 형성?유지하는 것이 가능하게 된다. 덧붙여, 본 실시형태에서는, 연소량을 증가시키기 위해 구멍부(24)의 수를 늘리는 것만으로 된다. 따라서, 구성 부품도 적고 구조도 단순하기 때문에, 연소 가열기(1)의 제조비용도 억제할 수 있음과 동시에, 다공질관을 이용한 경우와 같이 연소용 가스(G)의 공급압을 대폭으로 올릴 필요도 없어, 저압의 도시 가스 라인이어도 충분히 적용 가능하게 된다.

또한, 각 내관(20)의 외주면(20A)에 복사 촉진층(20B)이 설치되고, 외관(10)의 내주면(10A)에도 복사 촉진층(10B)이 설치되어 있기 때문에, 연소 공간(30)의 열을 효과적으로 외관(10)에 흡수시키는 것이 가능하게 되고, 외관(10)을 통한 가열 효율을 한층 더 향상시킬 수 있다.

(제7 실시형태)

이어서, 연소 가열기(1)의 제7 실시형태에 대해 도 7을 참조하여 설명한다.

이 도면에 있어서, 도면에 도시된 제6 실시형태의 구성요소와 동일한 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.

제7 실시형태와 상기 제6 실시형태가 다른 점은, 외관(10)의 중심축 상에 내관(20)과 같은 원관을 배치한 것이다.

즉, 도 7c의 부분 확대도에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에서는, 외관(10)의 중심축에 축선을 합치시키고, 또한 내관(20)과 간격을 두고 내관(정체점 형성부재)(120)이 배치되어 있다. 내관(120)은 선단이 폐색된 바닥이 있는 원통 형상을 가지며, 기단측에는 상술한 연소용 가스(G)를 내부의 공급로(121)에 공급하는 예혼합기 공급 기구(도시생략)가 접속되어 있다. 또한, 내관(120)의 외주면(120A)에는 상기 복사 촉진층(20B)과 마찬가지의 복사 촉진층(120B)이 설치되어 있다.

또한, 내관(120)은, 주위에 배치된 각 배관(20)과 마주하는 위치에 연소용 가스(G)를 분출하는 구멍부(124)가 각각 형성되어 있다. 이 구멍부(124)는, 도 7d에 도시된 바와 같이, 축방향에 대해서는 각 내관(20)에 대해 구멍부(24)와는 마주하지 않고 외주면(20A)과 마주하는 위치에 형성되어 있다. 즉, 내관(20)의 구멍부(24)도, 내관(120)의 구멍부(124)와는 마주하지 않고 외주면(120A)과 마주하고 있다.

다른 구성은, 내관(20)의 외주면(20A)에 복사 촉진층(20B)이 설치되고, 외관(10)의 내주면(10A)에 복사 촉진층(10B)이 설치되는 점도 포함하여 상기 제6 실시형태와 마찬가지이다(단, 도 7b에서는, 복사 촉진층(10B, 20B, 120B)은 도시생략).

상기 구성의 연소 가열기(1)에서는, 예혼합기 공급 기구로부터 내관(20)의 공급로(21)에 공급된 연소용 가스(G)는 각각 구멍부(24)로부터 내관(120)의 외주면(120A)으로 향하여 분출된다. 이 외주면(120A)에는 연소용 가스(G)의 정체점(S)이 형성되고, 연소용 가스(G)는 정체점(S)에서 분기하여 외주면(120A)을 따라 흐른다.

한편, 내관(120)의 공급로(121)에 공급된 연소용 가스(G)는 각각 구멍부(124)에서 내관(20)의 외주면(20A)으로 향하여 분출된다. 이 외주면(20A)에는 연소용 가스(G)의 정체점(S)이 형성되고, 연소용 가스(G)는 정체점(S)에서 분기하여 외주면(20A)을 따라 흐른다. 즉, 본 실시형태에서는, 내관(120)뿐만 아니라 내관(20)도 정체점 형성부재로서 작용한다.

그리고, 정체점(S) 근방의 연소용 가스(G)에 착화함으로써, 정체점(S)에서 화염을 형성?유지시킨다. 이 때, 정체점(S)에서의 가스의 유속은 제로이기 때문에, 형성한 화염은 정체점(S)에 안정적으로 유지된다.

그리고, 정체점(S)에서 분기한 연소용 가스(G)는, 가스압이 상대적으로 낮은 외관(10)의 내주면(10A)쪽의 연소 공간(30)으로 흐른다. 연소된 가스는 배기관(11)으로부터 배기된다.

이와 같이, 본 실시형태에서는, 상기 제6 실시형태와 마찬가지의 작용?효과를 얻을 수 있음과 더불어, 내관(120)으로부터도 연소용 가스(G)가 분출되기 때문에, 보다 효과적으로 가열하는 것이 가능하게 된다. 또한, 주위에 배치된 내관(20)의 외주면(20A)에도 정체점(S)이 형성되어 화염이 형성?유지되기 때문에, 보다 광범위하게 안정된 화염을 형성?유지할 수 있다.

또, 내관(20)의 구멍부(24)와 내관(120)의 구멍부(124)는 서로 마주하는 위치에 설치해도 되지만, 정체점(S)을 보다 안정적으로 형성하기 위해서는 서로 외주면(120A, 20A)에 마주하는 위치에 설치하는 것이 바람직하다.

(제8 실시형태)

이어서, 연소 가열기(1)의 제8 실시형태에 대해 도 8을 참조하여 설명한다.

이 도면에 있어서, 도 6에 도시하는 제6 실시형태의 구성요소와 동일한 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.

도 8b에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에서는, 외관(1)의 중심축 상에 내관을 설치하지 않고, 중심축 둘레에, 둘레방향으로 서로 간격을 두고 내관(20)이 복수(여기서는 60°간격으로 6개) 설치되어 있다.

각 내관(20)은, 도 8c의 부분 확대도에 도시된 바와 같이, 인접하는 내관(20)과 마주하는 위치에 각각 연소용 가스(G)를 분출하는 구멍부(24)가 설치되어 있다.

또한, 구멍부(24)의 축방향 위치에 대해서는, 제7 실시형태와 마찬가지로 분출한 연소용 가스(G)가 인접하는 내관(20)의 외주면(20A)에 충돌하도록, 앞에 도 7d의 부분 확대도에 도시된 바와 같이, 인접하는 내관(20)끼리 교대로 배치하는 것이 바람직하다.

다른 구성은, 내관(20)의 외주면(20A)에 복사 촉진층(20B)이 설치되고, 외관(10)의 내주면(10A)에 복사 촉진층(10B)이 설치되는 점도 포함하여 상기 제6 실시형태와 마찬가지이다(단, 도 8b에서는, 복사 촉진층(10B, 20B)은 도시생략).

상기 구성의 연소 가열기(1)에서는, 상기 제6 실시형태와 마찬가지의 작용?효과를 얻을 수 있음과 더불어, 정체점(S) 및 화염이 보다 방열관으로서의 외관(10)에 근접한 위치에 형성되기 때문에, 외관(10)을 통해 보다 열을 추출하기 쉬워져 가열 효율을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명에 관한 적합한 실시형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는 것은 물론이다. 상술한 예에서 나타낸 각 구성부재의 여러가지 형상이나 조합 등은 일례로서, 본 발명의 주지에서 벗어나지 않는 범위에서 설계 요구 등에 기초하여 다양하게 변경 가능하다.

예를 들면, 상기 제2 실시형태에서는 구멍부(24) 이외에 제2 구멍부(25)를 설치하는 구성에 대해 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 제3 실시형태 내지 제8 실시형태에서 나타낸 내관(20)에 대해서도 구멍부(24) 이외에 제2 구멍부를 설치하는 구성으로 해도 된다.

마찬가지로, 상기 제3 실시형태에서는 내관(20)의 선단측에 지지판(40)을 설치하는 구성으로 하였지만, 제4 내지 제8 실시형태에서도, 선단측을 지지판을 지지하는 구성으로 함으로써 제3 실시형태와 마찬가지의 작용?효과를 얻는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 모두 내관(20)이 외관(10)에 대해 편심되게 배치됨으로써, 외주면(20A)이 외관(10)의 내주면(10A)에 대해 가장 거리가 짧은 제1 영역(22)이 형성되는 구성으로 하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 동심으로 배치하는 구성으로 해도 된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 내관(20)의 외주면(20A) 및 외관(10)의 내주면(10A)의 쌍방에 복사 촉진층을 설치하는 구성으로서 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 내관(20)의 외주면(20A)에만 복사 촉진층을 설치하는 구성이어도 된다.

또, 상기 실시형태에서는, 복사 촉진면이 복사 촉진층(10B, 20B(120B))으로 형성되는 구성으로서 설명하였지만, 그 이외에도, 예를 들면 외관(10) 및 내관(20, 120)이 복사 촉진층(10B, 20B, 120B)을 형성하는 재료로 구성되어, 내주면(10A), 외주면(20A, 120A) 자신이 복사 촉진 특성을 갖는 구성이어도 된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 모두 내관(20)을 외관(10)에 대해 편심되게 배치하는 구성으로 하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 도 9에 도시된 바와 같이, 구멍부(24)가 방사형으로 배치되어 복사 촉진층(20B)을 가지는 내관(20)을, 복사 촉진층(10B)을 가지는 외관(10)과 동심으로 배치하는 구성으로 해도 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 연소 가열기에 따르면, 내관의 과도한 고온화를 억제하고, 또한 가열 효율도 향상시키는 것이 가능하게 된다.

G…연소용 가스
S…정체점
1…연소 가열기
10…외관(방열관)
10A…내주면
10B, 20B…복사 촉진층(복사 촉진면)
20…내관
20A…외주면
21…공급로
22…제1 영역
23…제2 영역
24…구멍부
25…제2 구멍부
30…연소 공간
40, 41…지지판(지지부재)

Claims (8)

1. 내부에 연소용 가스의 공급로를 가지는 내관과, 이 내관의 외주에 연소 공간을 사이에 두고 배치된 외관을 가지며, 상기 연소용 가스를 분출하는 구멍부가 상기 내관의 관벽에 형성되고, 상기 내관의 외주에 복사 촉진면(輻射促進面)을 가지며,
   상기 내관의 축방향으로 이동 가능하게 지지된 지지부재가, 상기 내관의 상기 구멍부보다도 선단측에 상기 내관의 상기 축방향과 직교하는 방향을 따라 형성된 연소 가열기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복사 촉진면은, 상기 내관의 외주면에 설치된 피막층인 연소 가열기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 외관의 내주면에 상기 복사 촉진면을 가지는 연소 가열기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 복사 촉진면은, 상기 내주면에 설치된 피막층인 연소 가열기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 복사 촉진면은, 세라믹 바인더를 이용하여 형성되는 연소 가열기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 연소 공간에서 상기 외관과 상기 내관에 연결되고, 상기 외관과 상기 내관 사이에서 전열(傳熱)시키는 전열부재가 설치되는 연소 가열기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 내관과 상기 외관은 동심으로 배치되는 연소 가열기.
8. 제1항에 있어서,
   상기 내관은 상기 외관에 대해 편심되게 배치되는 연소 가열기.

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