WO2017208746A1 - 水素炎着色装置 - Google Patents

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WO2017208746A1
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coloring
hydrogen
hydrogen flame
burner
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学 佐枝
勇人 加藤
好伸 阿部
小池　国彦
健治 浅井
光則 川邊
Original Assignee
岩谷産業株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/84—Flame spreading or otherwise shaping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/06—Ornamental features, e.g. grate fronts or surrounds

Definitions

  • the present invention relates to a hydrogen flame coloring apparatus that turns a transparent hydrogen flame generated by burning hydrogen into a visible flame or a beautiful flame.
  • Hydrogen flame has little visible light and is almost transparent, so it is difficult to catch visually. For this reason, since it is difficult to visually confirm and detect the combustion state of the hydrogen flame, it has been proposed to color the hydrogen flame.
  • Patent Documents 1 and 2 are configured to hold a flame-colored salt at the tip of the burner nozzle by filling, and by applying and drying.
  • the hydrogen flame comes into contact with the salt at the tip of the nozzle, and the flame is colored by the flame reaction of the salt.
  • the flame colored in such a configuration appears to be colored only in the outer flame part of the flame because the salt exhibiting a flame reaction is held at the tip of the cylindrical nozzle. Further, as described in Patent Document 1, if the amount of salt applied is increased due to diffusion combustion, the flame brightness level can be increased, but the flame brightness level is rapidly attenuated.
  • the invention of Patent Document 1 solves this difficulty by forming a groove at the tip of the nozzle and drawing the rising part of the flame into the inside of the nozzle. It is difficult to maintain. For this reason, for example, it was not possible to use a hydrogen flame with a large flame for the purpose of production in an event. In addition, there has never been a device that uses hydrogen flames to produce or a device that handles large hydrogen flames.
  • the main object of the present invention is to enable coloring with respect to the hydrogen flame to be performed with high brightness and stability and to maintain the colored state over a long period of time.
  • Means therefor include a burner that burns hydrogen to generate a hydrogen flame, and a colored portion that is placed in the direction in which the hydrogen flame is emitted from the flame outlet of the burner, and the colored portion performs a flame reaction.
  • This is a hydrogen flame coloring apparatus comprising a color developing member in which a color forming material to be carried is supported on a porous body and a penetrating portion through which the hydrogen flame passes.
  • the hydrogen flame emitted from the burner is in contact with the colored portion not only the outer flame portion but also the inner flame portion.
  • the hydrogen flame heats the coloring member and escapes through the penetrating portion.
  • the hydrogen flame which is originally a sharp flame shape due to the high burning rate, is blocked by the hand that goes to the coloring member, while extending through the penetrating part so as to lick the coloring member. It is done.
  • the colored material of the heated colored member is partially vaporized and excited by heat, and develops color by a flame reaction, thereby coloring the entire colorless hydrogen flame.
  • the porous body constituting the coloring member supports more coloring material and prolongs the coloring action.
  • presentation apparatus carrying a hydrogen flame coloring apparatus Sectional drawing of a coloring member.
  • the perspective view of a coloring part Explanatory drawing which shows an action state.
  • the perspective view of the coloring part which concerns on another example.
  • FIG. 1 shows an example of a production device 12 using a hydrogen flame coloring device 11, for example, a production device 12 that lights a torch, a bonfire, a bonfire, etc. used in various events and ceremonies, store sales, shrines and temples, gardens, and the like.
  • the rendering device 12 is configured by mounting a hydrogen flame coloring device 11 on an exterior body 13.
  • the exterior body 13 has an opening 13a in the direction in which a flame such as a torch is emitted, in the illustrated example, and has an accommodating space 13b inside.
  • the shape of the exterior body 13 is appropriately set according to the purpose of use.
  • the exterior body 13 in the illustrated example has a circular cylindrical shape in plan view in which the opening 13a at the upper end has the largest diameter.
  • the burner 21 is cylindrical and has a circular flame mouth 21a facing upward.
  • a plurality of such burners 21 are provided, and these burners 21 are disposed so as to form a circular surface in plan view as a whole at intervals.
  • the size of the circular surface formed by the plurality of burners 21 is a size that fits in the upper part of the accommodation space 13 b of the exterior body 13.
  • a burner 21 having a flame opening 21a having an appropriate diameter is used, and the arrangement interval of the burners 21 is also set as appropriate.
  • All the burners 21 are supplied with hydrogen from the gas supply pipe 22. Hydrogen is supplied in a state of 100 vol% hydrogen until it exits the burner 21, and diffuses and burns in the burner 21.
  • These burners 21 are supported by the support base 23 with the same height H of the flame ports 21a, and are held in the accommodation space 13b of the exterior body 13.
  • the height H of the flame outlet 21a of the burner 21 in the exterior body 13 is set to a position where a predetermined distance L can be taken between the bottom of the colored portion 31 placed above this.
  • the colored portion 31 is composed of a coloring member 32 and a through portion 33 through which the hydrogen flame F passes.
  • the coloring member 32 has a porous material 32b carrying a coloring material 32a that exhibits a flame reaction.
  • the coloring portion 31 of the example shown in FIG. 1 is provided with a plurality of coloring members 32, and the through portion 33 through which the hydrogen flame F passes is formed by a space that can be naturally placed between the coloring members 32 when the plurality of coloring members 32 are arranged. It is an example. As shown in FIG. 3, the plurality of coloring members 32 are in the shape of different shapes. In particular, in the case of a fluctuating flame shape, it is preferable that the coloring member 32 has various shapes so that a wide variety of gaps are formed when arranged.
  • the hydrogen flame F passing through the penetrating part 33 becomes thin.
  • the coloring member 32 when the penetrating portion 33 through which the hydrogen flame F passes is formed in a space formed between the coloring members 32 when the plurality of coloring members 32 are arranged, the coloring member 32.
  • the size in a plan view is from the extent corresponding to the diameter of the flame outlet 21a of the burner 21 to a size several times larger than that.
  • the porous body 32b carrying the coloring material 32a can be appropriately used as long as it has heat resistance, but in the existing one, for example, lava is used.
  • lava the Sakurajima lava (Osumi fall pumice) produced in Kagoshima Prefecture is white and very porous, and has the property of not cracking even when there is a temperature change, so it can be suitably used.
  • the coloring material 32a an appropriate metal salt is used according to the color to be colored.
  • sodium chloride is used for coloring yellow
  • copper (I) chloride is used for coloring green
  • strontium chloride is used for coloring red.
  • the coloring material 32a such as these is dissolved in water to form an aqueous solution, which is impregnated into the porous body 32b and dried. By repeating the impregnation and drying a plurality of times, as shown in FIG. 2, a large number of color forming materials 32a can be supported on the porous body 32b.
  • Such a coloring member 32 is made of metal so that a through-hole 33 can be formed between them as shown in FIG. 1 and all the coloring members 32 are exposed to the hydrogen flame F by the plurality of burners 21. They are arranged side by side on the net 34 as appropriate.
  • the metal net 34 has a flat plate shape and is held horizontally in a holding cylinder 35 supported above the burner 21, in other words, parallel to the surface formed by the flame port 21 a of the burner 21.
  • the holding cylinder 35 has a short cylindrical shape with openings at both upper and lower ends, and is held in the accommodation space 13b of the exterior body 13.
  • a mounting step 35a is formed on the inner peripheral surface of the holding cylinder 35, and the metal net 34 is held with its outer peripheral portion placed on the mounting step 35a.
  • the distance L between the metal net 34 and the flame outlet 21a of the burner 21 is set so that the temperature of the hydrogen flame F that touches the colored portion 31 is approximately in a specific range. That is, the temperature of the hydrogen flame F is set to be higher than the melting point of the coloring material 32a in the coloring member 32 and lower than the boiling point.
  • the temperature of the hydrogen flame F can be adjusted not only by the distance between the metal net 34 and the flame opening 21a of the burner 21, but also by the degree of air entrainment, the shape of the burner 21, and the flow rate of hydrogen.
  • the coloring material 32a for example, sodium chloride has a melting point of 800 ° C., a boiling point of 1413 ° C., and copper (I) chloride has a melting point of 430 ° C. and a boiling point of 1490 ° C.
  • the temperature is preferably about 950 ° C. to 1000 ° C., at most about 1250 ° C. This is because the flame temperature varies. Even if the temperature of the hydrogen flame F that contacts the colored portion 31 is high, it is preferable that the temperature is lower by 50 degrees or more than the boiling point of the coloring material 32a.
  • the rendering device 12 configured as described above is used as follows.
  • the metal net 34 is set on the holding cylinder 35 of the hydrogen flame coloring apparatus 11, and the coloring member 32 is arranged on the metal net 34 to form the penetrating portion 33.
  • the penetrating portion 33 can be formed simply by arranging them, so that the colored portion 31 can be easily formed.
  • the coloring member 32 is composed of a porous body 32b made of lava and all the coloring members 32 have different shapes, the through portions 33 having various shapes can be obtained simply by arranging them appropriately.
  • the colored portion 31 is disposed at a position indicated by an imaginary line in FIG. 4 where the temperature of the hydrogen flame F is higher than the melting point of the coloring material 32a and lower than the boiling point. In this way, the entire colored portion 31 is exposed to the hydrogen flame F, the coloring member 32 carried on the coloring portion 31 is heated, and the hydrogen flame F passes through the through portion 33 between the coloring members 32 and rises. To do.
  • the coloring member 32 When the coloring member 32 is heated, the supported coloring material 32a is heated and partially vaporized and excited to show a flame reaction, and the hydrogen flame F emits light in a predetermined color. This light colors the entire flame Fa that has risen through the penetrating portion 33 between the coloring members 32. That is, the transparent hydrogen flame F burned by the plurality of burners 21 arranged at intervals is in contact with the entire colored portion 31 and becomes a large flame Fa that is colored as a whole (imaginary line in FIG. 4). FIG. 1).
  • the porous body 32b carrying the coloring material 32a is white lava, even when the flame Fa is viewed from an angle at which the coloring member 32 can be seen, the color of the flame Fa can be seen well.
  • the porous body 32b that carries the coloring material 32a, and as shown in a partially enlarged view in FIG. 2, more coloring material 32a can be impregnated and held inside. Therefore, a coloring action can be obtained over a long period of time. Further, the fact that the hydrogen flame F uniformly contacts the whole of the plurality of coloring members 32 means that the carried coloring material 32a is used effectively without waste, and this also allows the coloring action to be continued for a long time.
  • the lifetime of the coloring action can be extended from the structural side as well as the temperature side.
  • the colored flame Fa is obtained in a process in which the hydrogen flame F is partially blocked from rising by the coloring member 32, is transmitted so as to lick the surface of the coloring member 32, and rises upward through the penetration portion 33.
  • the flame Fa has a slow speed and becomes a large and flickering flame Fa as a whole.
  • the flame Fa obtained by coloring the hydrogen flame F is a large flame colored with high brightness and can be used suitably for production. Since the color of the flame Fa can be changed by changing the coloring material 32a to be carried, this point is also suitable for production.
  • the fuel is hydrogen, it does not generate carbon monoxide or carbon dioxide gas even if it is burned, and this is safe and good for the environment.
  • the specifications of the bonfire used in the hydrogen combustion test are almost the same as those used in the National Athletic Meet, etc.
  • the diameter of the bonfire is approximately 1m in a circular shape in plan view, and the number of burners is several tens according to the test situation. It was. Hydrogen combustion was carried out in comparison with propane and methane combustion.
  • the coloring member of the colored part is prepared by using white lava from Sakurajima, Kagoshima Prefecture as a porous material, impregnated with salt water and dried, and prepared by impregnating with copper chloride solution and dried. Used. Impregnation and drying were performed several times.
  • the gas flow rate to the burner was set to the flow rate of methane and hydrogen based on the calories burned by propane. Hydrogen is 200 m 3 / hr, propane is 8 m 3 / hr, and methane is 50 m 3 / hr.
  • the hydrogen flame was an almost transparent flame, and propane was a flame having sufficient luminance.
  • the hydrogen flame F may be ejected upward, for example, laterally.
  • the colored portion is placed beside the burner 21.
  • the flame ports 21a of the plurality of burners 21 and the metal net 34 on which the coloring member 32 is placed do not have to be parallel, and may be appropriately set depending on the orientation of the burner 21 and the type of the coloring material 32a. Even when the plurality of burners 21 are arranged, the heights of all the flame ports 21a are not made to be the same, but may be arranged to form curved surfaces or steps.

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Abstract

透明の水素炎に対する着色が高輝度で良好に行えるとともに長期間にわたって発色状態を継続させることができるようにする。水素を燃焼させて水素炎（Ｆ）を発する複数のバーナ（２１）と、バーナ（２１）の炎口（２１ａ）より水素炎（Ｆ）が発せられる方向の先に置かれた着色部（３１）を備える。着色部（３１）は、発色部材（３２）と水素炎（Ｆ）を通す貫通部（３３）で構成し、発色部材（３２）は炎色反応を呈する発色材（３２ａ）を溶岩からなる塊状の多孔質体（３２ｂ）に担持させて形成する。貫通部（３３）は発色部材（３２）を並べたときに発色部材（３２）の間にできる空間で形成する。

Description

水素炎着色装置
　この発明は、水素を燃焼させて発生する透明の水素炎を、見える火炎や魅せる火炎にする水素炎着色装置に関する。
　水素炎は可視光が少なく、ほぼ透明であるため目視では捉えにくい。このため目視による水素炎の燃焼状態の確認や検知は困難であるので、水素炎を着色することが提案されていた。
　下記特許文献１、２に開示の技術は、バーナノズルの先端に炎色反応を呈する塩類を充填によって、また塗布と乾燥によって保持する構成である。この構成では、バーナから水素炎を発生させると、水素炎がノズル先端の塩類に接して、塩類の炎色反応で水素炎に着色がなされる。
　このような構成で着色された火炎は、炎色反応を呈する塩類が円筒形のノズルの先端に保持されているため、火炎の外炎部のみが着色されて見える。また、特許文献１に記載されているように、拡散燃焼するため塩類の塗布量を増大すると火炎の輝度レベルを上昇させることができるが、火炎の輝度レベルの急激な減衰が生じる。この難点を、特許文献１の発明はノズルの先端に溝を形成して、火炎の立ち上がり部をノズルの内部に引き込むことで解決しているが、それでも、長時間あるいは長期間にわたった発色を維持させることは困難である。このため、例えばイベントにおいて演出目的で火炎の大きな水素炎を使用するようなことはできなかった。付言すれば、水素炎を使って演出を行う装置や、大きな水素炎を扱う装置はこれまでになかった。
特公昭５９－３３８０５号公報 特公昭６０－９２０６号公報
　そこでこの発明は、水素炎に対する着色が高輝度かつ安定して行えるとともに、長期間にわたって発色状態を継続させることができるようにすることを主な目的とする。
　そのための手段は、水素を燃焼させて水素炎を発するバーナと、該バーナの炎口より前記水素炎が発せられる方向の先に置かれた着色部を備え、該着色部が、炎色反応を呈する発色材を多孔質体に担持させた発色部材と、前記水素炎を通す貫通部で構成された水素炎着色装置である。
　この構成では、バーナから発せられる水素炎は、その外炎部だけでなく内炎部も含めた全体が着色部に接する。着色部においては水素炎が発色部材を熱するとともに、貫通部を通って先方に抜ける。このときに、燃焼速度が速いため本来シャープな火炎形状である水素炎は、発色部材に行く手を遮られる一方で発色部材をなめるようにして貫通部を通ってのびるため、ゆらぐ火炎形状に変質させられる。熱せられた着色部材の発色材は、熱で一部が気化、励起して、炎色反応による発色を行い、無色の水素炎全体を着色する。発色部材を構成する多孔質体はより多くの発色材を担持して、着色作用の長期化をはかる。
　この発明によれば、水素炎全体に対し高輝度な着色が良好に行えるうえに、長期間にわたって発色状態を継続させることができる。このため水素炎を、たとえば各種のイベントなどにおいて雰囲気を盛り上げる演出などに好適に使用させることができる。
水素炎着色装置を搭載した演出装置の断面図。 発色部材の断面図。 着色部の斜視図。 作用状態を示す説明図。 他の例に係る着色部の斜視図。
　図１に、水素炎着色装置１１を用いた演出装置１２の一例、たとえば各種イベントや式典、店舗営業、神社仏閣、庭園などで用いられる聖火や炬火、かがり火などを灯す演出装置１２を示している。この図に示すように演出装置１２は、外装体１３に水素炎着色装置１１を搭載して構成されている。
　外装体１３は、聖火などの火炎を出す方向、図示例では上方に開口１３ａを有し、内部に収容空間１３ｂを有する。外装体１３の形状は、使用目的に応じて適宜設定される。図示例の外装体１３は、上端の開口１３ａが最も大径となる平面視円形の筒状である。
　水素炎着色装置１１は、水素を燃焼させて水素炎Ｆを発するバーナ２１と、バーナ２１の炎口２１ａより水素炎Ｆが発せられる方向の先、つまり上方に置かれた着色部３１を備えている。
　バーナ２１は円筒状で、円形の炎口２１ａを上に向けている。このようなバーナ２１を複数備え、これらバーナ２１が、間隔をあけて全体として平面視円形の面を形成するように配設されている。複数のバーナ２１によって形成される円形の面の大きさは、外装体１３の収容空間１３ｂの上部に収まる大きさである。バーナ２１には適宜の径の炎口２１ａを有するものが使用され、バーナ２１の配設間隔も適宜設定される。
　すべてのバーナ２１にはガス供給管２２より水素が供給される。水素は、バーナ２１を出るまで水素１００ｖｏｌ％の状態で供給され、バーナ２１において拡散燃焼する。
　これらのバーナ２１は炎口２１ａの高さＨをすべて同じにして支持台２３に支持され、外装体１３の収容空間１３ｂ内に保持される。外装体１３内におけるバーナ２１の炎口２１ａの高さＨは、これよりも上方に置かれる着色部３１底部との間に所定の距離Ｌをとれる位置に設定される。
　着色部３１は発色部材３２と、水素炎Ｆを通す貫通部３３で構成されている。発色部材３２は、図２に示したように炎色反応を呈する発色材３２ａを多孔質体３２ｂに担持させたものである。
　図１に示した例の着色部３１は、発色部材３２を複数設け、水素炎Ｆを通す貫通部３３を、複数の発色部材３２を並べたときに発色部材３２間におのずとできる空間で構成した例である。図３にも示したように、複数の発色部材３２はそれぞれ異なる形の塊状である。特に、ゆらぐ火炎形状とする場合には、発色部材３２の形状は、並べたときにバラエティに富んだ形状の隙間ができるように多様な形状にするのが好ましい。
　発色部材３２の大きさは適宜設定されるが、バーナ２１の炎口２１ａの大きさやバーナ２１の配設間隔を考慮して設定するとよい。すなわち、たとえば発色部材３２の大きさがバーナ２１の炎口２１ａの径、つまり水素炎Ｆの横断面の大きさに比べて大きすぎると、水素炎Ｆが発色部材３２の底面に広がりすぎることとなり、貫通部３３を通って上昇する火炎が小さなものとなってしまう。逆に、発色部材３２の大きさがバーナ２１の炎口２１ａの径に比して小さすぎると、発色部材３２の必要数が多くなって扱いが煩雑になるほか、貫通部３３が小さくなって貫通部３３を通過する水素炎Ｆが細くなってしまう。このため、図１に示した例のように、水素炎Ｆを通す貫通部３３を、複数の発色部材３２を並べたときに発色部材３２間にできる空間で構成する場合には、発色部材３２の平面視の大きさはバーナ２１の炎口２１ａの径に対応する程度から、それよりも数倍くらいまでの大きさであるのが好ましい。
　発色材３２ａを担持する多孔質体３２ｂは、耐熱性があるものであれば適宜使用できるが、既存のものでは、たとえば溶岩を用いる。溶岩のなかでも、鹿児島県産の桜島の溶岩（大隅降下軽石）は、白色である上に非常に多孔質であり、温度変化があっても割れない性質を有するので、好適に使用できる。
　発色材３２ａには、着色する色に応じて適宜の金属塩を使用する。例えば黄色に着色する場合には塩化ナトリウムを、緑色に着色する場合には塩化銅（Ｉ）を、赤色に着色する場合には塩化ストロンチウムを使用する。これらのような発色材３２ａを水に溶かして水溶液とし、これを多孔質体３２ｂに含浸させて乾燥させる。含浸と乾燥を複数回繰り返すことで、図２に示したように多くの発色材３２ａを多孔質体３２ｂに担持させることができる。
　このような発色部材３２は、図１に示したように相互間に貫通部３３ができるように、また複数のバーナ２１ですべての発色部材３２の全体が水素炎Ｆにさらされるように、金属網３４の上に適宜並べて構成される。金属網３４は平板状であり、バーナ２１の上方に支持される保持筒３５内に水平に、換言すればバーナ２１の炎口２１ａが形成する面と平行に保持される。
　保持筒３５は上下両端に開口を有した短円筒状であり、外装体１３の収容空間１３ｂに保持される。保持筒３５の内周面に載置段部３５ａが形成され、金属網３４はその外周部を載置段部３５ａにのせて保持される。
　金属網３４とバーナ２１の炎口２１ａとの間の距離Ｌは、着色部３１に触れる水素炎Ｆの温度が、おおよそ特定の範囲になるように設定される。つまり、水素炎Ｆの温度が、発色部材３２における発色材３２ａの融点以上で沸点より低い温度となるようにする。水素炎Ｆの温度は、金属網３４とバーナ２１の炎口２１ａとの間の距離のほか、エアの巻き込み具合やバーナ２１の形状、水素の流量によっても調節できる。
　発色材３２ａのうち、たとえば塩化ナトリウムの融点は８００℃、沸点は１４１３℃、塩化銅（Ｉ）の融点は４３０℃、沸点は１４９０℃であるので、水素炎Ｆのうち着色部３１に触れる部分の温度は９５０℃～１０００℃くらい、高くても１２５０℃くらいまでにするとよい。これは火炎の温度には幅があるためである。着色部３１に触れる水素炎Ｆの温度は高くても発色材３２ａの沸点より５０度以上は低い方が好ましい。
　以上のように構成された演出装置１２はつぎのように使用される。
　まず、水素炎着色装置１１の保持筒３５に金属網３４をセットして、その上に発色部材３２を並べて、貫通部３３を形成する。発色部材３２は複数有するが並べるだけで貫通部３３も形成できるので、着色部３１の形成は容易である。しかも、発色部材３２は溶岩からなる多孔質体３２ｂで構成されており、すべての発色部材３２がそれぞれ異なる形であるので、適宜並べるだけで多様な形状の貫通部３３が得られる。
　このようにして準備した後、水素をバーナ２１に供給して燃焼させる。逆火を防止する為、水素の流速は水素の燃焼速度よりも速くする。水素を燃焼させると図４に破線で示したようにシャープな火炎形状の水素炎Ｆが発生する。この水素炎Ｆは透明であり色を認識することはできない。
　着色部３１を、水素炎Ｆの温度が発色材３２ａの融点以上で沸点未満の温度となる図４に仮想線で示した箇所に配置する。こうすることで、着色部３１全体が水素炎Ｆにさらされ、着色部３１に担持された発色部材３２が加熱されるとともに、発色部材３２間の貫通部３３を水素炎Ｆが通過して上昇する。
　発色部材３２が熱せられることによって、担持されている発色材３２ａは加熱されて一部が気化、励起して炎色反応を示して水素炎Ｆが所定の色で発光する。この光は発色部材３２間の貫通部３３を通って上昇した火炎Ｆａ全体を着色する。つまり、間隔をあけて配設された複数のバーナ２１で燃焼される透明の水素炎Ｆは、着色部３１の全体に接して、全体が着色された大きな火炎Ｆａとなる（図４の仮想線、図１参照）。
　発色材３２ａを担持している多孔質体３２ｂは白色の溶岩であるので、火炎Ｆａを発色部材３２が見える角度から見た場合でも、火炎Ｆａの色を良好に視認できる。
　そのうえ、発色材３２ａを担持しているのは多孔質体３２ｂであり、図２に一部を拡大して示したように、より多くの発色材３２ａを内部にまで含浸させ保持することができるので、長期間にわたって着色作用を得られる。また水素炎Ｆが複数の発色部材３２全体にまんべんなく接触することは、担持された発色材３２ａを無駄になく有効に使用することであり、これによっても着色作用の長期継続をはかることができる。
　水素炎Ｆにおける着色部３１に接する部分の温度は、発色材３２ａの融点以上沸点未満の特定の温度であるので、発色材３２ａは水素炎Ｆの熱で溶けるものの気化により飛散する発色材３２ａの量を抑えることができる。この点からも、発色材３２ａが蒸発する場合と比べて着色作用を長く持続させることができる。
　このように、構造面のほか温度面からも着色作用の長寿命化をはかれる。
　そして、着色された火炎Ｆａは、水素炎Ｆが発色部材３２で上昇を部分的に遮られ、発色部材３２の表面をなめるように伝わって貫通部３３を通って上方へのぼる過程で得られるので、火炎Ｆａは速度がゆっくりで、全体として大きな、ゆらめく火炎Ｆａとなる。
　以上のように水素炎Ｆを着色して得られた火炎Ｆａは、高輝度で、全体が着色された大きな火炎であるので、演出に好適に使用できる。担持させる発色材３２ａを変えれば火炎Ｆａの色を変化させることもできるので、この点でも演出に好適である。また、燃料が水素であるので、燃焼させても一酸化炭素や炭酸ガスを発生させることはなく、この点で安全で環境にもよい。
　次のような条件で水素燃焼試験を行ったところ、前述のように着色された火炎Ｆａが得られた。
　水素燃焼試験で用いた炬火台の仕様は、国民体育大会等で使用されたものとほぼ同様であり、炬火台の直径は平面視円形でおよそ１ｍ、バーナ数は試験状況に合わせ数十個程度とした。水素燃焼はプロパン及びメタンの燃焼と比較して実施した。
　着色部の発色部材は、鹿児島県桜島産の白色の溶岩を多孔質体として用い、これに食塩水を含浸して乾燥処理したものと、塩化銅溶液を含浸して乾燥処理したものを用意して使用した。含浸と乾燥は複数回行った。
　バーナへのガス流量は、プロパンの燃焼カロリーをベースにメタン、水素の流量を設定した。水素は２００ｍ３／ｈｒ、プロパンは８ｍ３／ｈｒ、メタンは５０ｍ３／ｈｒである。
　この結果、水素炎はほぼ透明の火炎であり、プロパンは十分な輝度を有する火炎であった。
　バーナの上方の所定位置に２種類の着色部を置いてそれぞれ燃焼させたところ、無色透明の水素炎を黄色（食塩水）と緑色（塩化銅溶液）に着色することができた。黄色は、プロパンと比較して遜色のない輝度であった。また、強い横風があっても大きな火炎の全体が着色されていた。
　着色状態を比較すべく、この燃焼試験とは別に、バーナの近傍に炎の着色用に食塩水と塩化銅溶液を噴霧して、着色部を置くこと以外の条件を前述と同様にして燃焼試験を行った。
　その結果、液を噴霧して着色した場合には、ムラのある部分的な着色しかできず、火炎全体が着色されることはなく、前述の着色部を用いて得た火炎と比べて見劣りするものであった。しかも、噴霧された溶液のすべてが着色に使用されることはなく、噴霧された溶液でバーナが汚れてしまうという難点もあった。この点、前述の着色部を用いた場合には、発色材が溶けても水滴のように垂れることはなかったので、バーナを汚すことなくきれいに保てた。
　以下、その他の例について説明する。この説明においては、前述の構成と同一の部位については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
　着色部３１は一つの発色部材３２で構成してもよい。この場合には、水素炎Ｆが通る穴や切り欠きからなる貫通部を有した発色部材（図示せず）が用いられる。複数の発色部材３２で着色部３１を構成する場合でも、穴や切り欠きからなる貫通部を有した発色部材（図示せず）を用いてもよい。
　図５は、一つの発色部材３２で構成した着色部３１の一例を示す斜視図である。この着色部３１は、塊状をなす複数の溶岩（多孔質体）を、金属線（図示せず）を用いるなどして所望の形状になるように溶岩同士の間に空間を形成しながら適宜連結して、この状態で発色材を担持させて形成される。
　このような発色部材３２を用いると、前述のような作用と効果を有するほか、準備に際して一つの発色部材３２を載置すればよいので、使用のための準備がより簡易迅速に行える利点がある。
　着色部３１の貫通部３３、またはそれ以外の部分を何かの模造形状などにして、火炎Ｆａの横断面形状を適宜の形状にすることもできる。
　また、水素炎Ｆは上方に噴き出すほか、たとえば横に噴き出すようにしてもよい。この場合には着色部はバーナ２１に対して横に置かれる。
　複数のバーナ２１の炎口２１ａと、発色部材３２をのせる金属網３４は平行にせずともよく、バーナ２１の向きや発色材３２ａの種類などとの関係で適宜設定するとよい。複数のバーナ２１を配置するに際しても、すべての炎口２１ａの高さを同一にして面一状にするのではなく、曲面や段差を形成する配置などとしてもよい。
　１１…水素炎着色装置
　２１…バーナ
　３１…着色部
　３２…発色部材
　３２ａ…発色材
　３２ｂ…多孔質体
　３３…貫通部
　Ｆ…水素炎

Claims (4)

  1. 　水素を燃焼させて水素炎を発するバーナと、
    該バーナの炎口より前記水素炎が発せられる方向の先に置かれた着色部を備え、
    該着色部が、炎色反応を呈する発色材を多孔質体に担持させた発色部材と、前記水素炎を通す貫通部で構成された
    水素炎着色装置。
  2. 　前記多孔質体が溶岩である
    請求項１に記載の水素炎着色装置。
  3. 　前記着色部に触れる前記水素炎の温度が、前記発色材の融点以上で沸点より低い温度である
    請求項１または請求項２に記載の水素炎着色装置。
  4. 　請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の水素炎着色装置に用いられる
    発色部材。
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