JPS59501993A

JPS59501993A - 自己通風型熱放射ガス・バーナ組立体

Info

Publication number: JPS59501993A
Application number: JP58503607A
Authority: JP
Inventors: ク−パ−・チヤ−ルズ・フランク
Original assignee: モ−ガン・サ−ミツク・リミテツド
Priority date: 1982-11-11
Filing date: 1983-11-08
Publication date: 1984-11-29
Also published as: US4608012A; DE3373529D1; WO1984001992A1; JPH04100619U; EP0126113A1; EP0126113B1

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】熱放射ガス・バーナ組立体本発明は、セラミック・フオームとして知られている細かな気孔を有しているセラミック材料から作られた熱放射バーナ要素を利用し、その気孔を経てガスと、空気又は酸素との燃焼混合体が放出するように通過させられ、バーナ要素の表面において燃焼させるガス・バーナに関するものである。

セラミック・フオームは、網状組織とされたポリウレタン・フオーム、又は、同様の可燃性のフオーム（？￥ｉり材料の前駆体としてのマトリックスに、水様のセラミックのでいしよう、又は、スラリーを含浸させること、乾燥させること、含浸された材料を、可燃性マトリックスを燃え尽きさせ且つ元のポリウレタン、又は、他のマトリックスのａｍ状構造物の裏張り、又は、被覆に対応する多孔性のセラミック構造体を残すように燃焼させることによって作られるものである。

前駆体であるフオーム・マトリックス及びセラミック含浸剤の選択によって、セラミック・フオームの気孔率が決定されることができ、また、直線状の単位当たりの気孔の個数、例えば、直線コ５■、又は、直線１インチ当たりの気孔数によって等級を付けられる。

ガスは、セラミック・フオームの小さな気孔を容易には通過せず、熱放射ガス・バーナ要素に対するこのよ−うな材料を使用するための従来の提案は、特別な構造、例えば、比較的に粗い且つ細かな多孔性の層の構造を含んで怠り、また、普通の供給圧力の代わりに、加えられた圧力の下において、空気、又は、ガスと空気との混合体の使用を含んでいた０本発明は、箱状の基台の上に取付けられた熱放射バーナ要素として、単に、セラミック・フオーム材料を使用するだけであり、また、箱状の基台の中に、ガスと混合させ、バーナ要素を通過させるために、空気の流れを誘導させるように、ガス噴出口を介して噴射された、主供給源、又は、びんに詰められたガスの供給圧だけを利用した自己通気をさせられるガス・バーナを提供するものである０本発明によると、自己通風型熱放射ガス・バーナ組立体は、空気入口を有し且つ空気入口を経て空気の流れを誘導するようにガス中インゼクタ噴出口を空気入口の中に向ける箱状の基台の混合室から成立っており、この混合室は、セラミック・フオーム材料製の熱放射バーナ要素を上に置かれており、ガスーインゼクタ噴出口の内直径は０．３〜２．０露であり、セラミックーフオーム材料の名目上の気孔率は、直ＭコＳ■当たりｌＳ〜ｑｏ個の気孔数であり、バーナ・フオーム材料の厚さは、ｇ〜３０■であり、また、これらの範囲内の寸法が、ガス圧力が低ければ低い程、噴出口の寸法は益々大きくな、るという関係を有して、特定のガス及び圧力範囲に対して選択される。

本発明のバーナにおいて使用されるセラミック・フオーム材料が作られるポリウレタン、又は、同様の前駆体としてのマトリック・フオームは１名目上の気孔率を、直線単位当たりの気孔数で述べて製造者によって供給される。実際には、直線二！■当たり士！気孔数のような大きな変動する公差の因子のあることが見出された。このことは、前駆体としてのフオームの不正確な性質によるものであり、この性質は、熱論、生ずるセラミック働フオーム材料にも受継がれる。それ故、この明細書中において与えられる気孔率の値は、製作公差に影響される名目値であることを、理解しなければならない。

本発明のガス・バーナにおいて使用されるセラミック拳フオーム材料の気孔率は、満足な性能のためζこ際どい特長のものである０直線２１１１１１１当たり１０個の気孔数のセラミック・フオーム材料が使用される時は、安定な燃焼と、許容し得る熱放射出力との必要な組合わせを得ることはできない。なぜならば、バーナが背部において点火し、換言すれば、焔前線がバーナ要素の外面から内面へ、バーナ基台の方に移動するからである。直線λ！四当たりＩＩＳ個の気孔数の気孔率のセラミック・フオーム材料が使用される時には、気孔の寸法は、十分な量のガスと空気との混合物を通過させ。

安定な燃焼を与えるのには、余りに小さくなり、混合室の中には過剰な背圧があり、安定な燃焼のために正しい比率を与えるために、十分な空気が誘起されることを阻止する。

直線２３箇当たり／ｊ−’１０個の気孔数の範囲の気孔率を有するセラミックーフオーム材料が、満足に自己通風するガスψバーナを製造するために使用されることのできることが、見出されたが、最善の結果は、直！！コ！■当たり約３Ｑ個の気孔数の気孔率によって得られた。

バーナ要素のセラミック・フオーム材料の厚さは、熱放射出力が、ある与えられた気孔率に対する材料の厚さの関数として、任意の大きな範囲才で変動しない限りは、際わどいものではない。しかしながら、ざ■以下の厚さのバーナ要素は、背部に詔いて点火する傾向のあることが見出されている。このことは、セラミック材料の比較的に高い熱伝導率、従って、要素を通して高い熱の後方への伝達によるものであるものと信じられる。一般的に、３１７１１１以上の厚さのバーナ要素を使用しても、何らの利点もない。３０■よりもより大きな厚さのバーナ要素においては、背圧が増加し、このことは、不安定な燃焼状態とすることがあり得る。

それ故、ｇ−２０Ｍの範囲内のバーナ要素の厚さが望ましい。

ＯＪ−コ、０■の内孔直径という特別な範囲内におけるガス・インゼクタの噴出口の寸法の選択は１、当業界に右いて周知であるように、ガス消費量及び熱出力のような判定基準に従って行なわなければならない。選択された寸法は、また、ガス供給圧力及び使用されるガスの型式にも依存するが、ガスの例は、ブタン、プロパン、天然ガス及び都市ガス、すなわち、石炭又は他の燃料から製造されたガスである。

以下、本発明を実施例を示す添附図面に基づいて説明するが、各図は、それぞれ、次ぎの図を示すものである。すなわち第１図は、熱放射バーナ要素を省略してガス・バーナの箱状の基台を示す平面図：第２図は、第１図の１−１Ｍによる断面図；第３図は、完全なガス・バーナ組立体の縦断面図；第４図は、第２図と同様であるが、熱放射バーナ要素の他の形状を示す図：である。

第１〜３図によって示されたガス・バーナ組立体は、金属製のトレイ状の箱ｌから成立っている基台を有しているが、これは混合室を形成していると共に一端部を貫いてベンチュリ口３を有している空気入口管λを差し込まれてあり、才た、ベンチュリ口３の中には、ガス・インゼクタ噴出ログが向けられているが、この噴出ログは、底部を開放された９箱ｌの端部の上の空気入ロブラケツ）＆によって支持されている。第１図においては、ブラケット５の頂部は、噴出ログ及びベンチュリ口３を示すために破断されている。空気入口管コは、箱ｌに沿って半分以上を延びており、また、分布板乙の下部において開口しているが、分布板６は、ブラケット３の開放している底部を経て大気中の空気に伴われるガス噴流によって管２を介して導入されるガスと空気との混合体の直接的な上方流を阻止する。

混合室ｌを包囲する熱放射バーナ要素は、単に、箱の頂部を閉塞しているセラミック・フオーム材料の飾り板７である。この板７の直下に、箱ｌの中への逆火を防止するための焔のトラップとしての１枚の金網Ｓがある。

箱ｌ、飾り板り及び板乙の下方において開口している管コの配置は、ガスと空気との混合体が、飾り板７の気孔を通過し、板りの熱放射面デから出て、そこで燃焼する前に、混合体を混合室の中に右いて循環させることを確実とするが、この熱放射面ｔは、その熱放射面積を増加させるために、うね状とされ、又は、他の輪郭とされることもできる。平面状表面、又は、擬態化された燃料効果が使用されることもできる。

第４図によって示された実施例においては、混合室ｌを包囲している熱放射バーナ要素は、セラミック・フオーム材料製の円筒形管ｉｏであり、頂部は同じ材料製のキャップｉｉによって閉塞されてあり、また、管ｉｏは、金属製又は固体のセラミック材料の取付は板ｌコの中に載置されており、全網製の焔トラップざによって下部を防護されている。

バーナ組立体が、必要に応じて、水平、又は、他のように置かれた熱放射バーナ要素と共に使用されることもでき、また、箱状の基台ｌは、必ずしも最下部である必要のないことは、熱論、理解されるところである。

バーナ組立体の構成部材の寸法及び割合は、要求に合うように設計され、また、熱放射バーナ要素のセラミック・フオーム材料の気孔率及び厚さ並びにガス噴出ログの寸法は、ある与えられた主ガス供給管、又は、びん詰めされたガスからの供給圧力に、上述の範囲内において適するように選択される。

擬態化された燃料の外観を熱放射バーナ要素に与えるために、！！素の表面の一部分が、耐火性うわ薬又は他の耐火材料によってシールされ、彩色され、又は。

無彩色とされ、また、固体燃料に似るように形成されることもできる。熱論、任意の与えられた要素に対して、このことは、要素の表面に右いて燃焼すべきガスと、燃料との混合体に対する利用可能な気孔通路を減少させることとなり、才た、バーナ組立体の設計又は調節は、安定な燃焼を得るために変えられなければならない。

本発明によるバーナの例が、次の表に示されているが、熱放射バーナ要素に対しては、すべて、／７ｔｗｓ×ｌユク■の平面寸法の長方形の板の形状である。

表なお、上表にあける（水柱二インチ）は、それぞれ、次ぎの（水柱二ｍ１）に対応している。

ｇ　：　２０３．コタ＝ココ１．１１０　＝　２５ダ、Ｏｌコ　＝　３０亭、Ｓ１６　ミ　弘０６＋ｆ与えられた噴出口寸法の番号は、英国のＧｅｏｒｇｅＢｒａｙ　＆　Ｃｏ、によって供給される「Ｂｒａｙ　Ｇａｓ工ｎｊｅｃｔｏｒ帽に対するものであり、また、番号は、内径に関係されて右り、番号が大きい程、内径が大きくなるが、番号は、内径の直接的な寸法ではない。使用者が正確に測定することができないこのような小さな内孔によって、噴出口の製作者によって設定される標準を利用することが、必要である。

上に与えられた例においては、与えられたＢｒａｙ　噴出口番号は、次のおおよその内径を有している。

ムＡ！＝０．７２−　ム　デ０＝０．１３園りｚ＝ｏ、ｔｔ■　？！＝θ、ｔ７ ■ ｌ０＝０．７り■　／１ａＯ＝／、／ン■ｔｓ＝ｏ、ｔり閣　ココ０　：　／、３　／■すべての上の例は、逆火無し薔こ安定な燃焼を与え、また、ｑｏαの距離に右いて高温計熱電対によって公知の方法によって測定されたｊ　００−　ｊ −００Ｂ、　Ｔ、　Ｕ、の熱放射出力に対して、許容し得る騒音レベルであった。

これらの熱放射出力は、同じような試験条件の下にあける月並みな固体板の自己通風型バーナの出力に匹敵するものである◇ 使用されたセラミック・フオーム材料の形式及びその密度は、本発明のガス・バーナの性能においては、際どい因子であるとは見出されなかった。選択されたセラミック・フオーム材料は、バーナの組立て及び作動温度までの繰返しの循環の間にあける機械的取扱いに耐えるように、適当な機械的及び熱的特性を有していなければならない０菫清石セラミックが、特に適していることが見出された。同様に、セラミック・フオーム材料のかさ密度は、際どいものではない。低密度の材料は、透光な機械的強度よりも、より低い強度を有する傾向があり、また、余りにも高い密度は、セラミック材料の連続的なウェブによって、それらの「盲にされた」気孔率の大きな割合を持つ傾向となる。直線２ＳＩＩＩ１１当たり３０個の気孔及び０．／、ｊ〜Ｏ，コｊｌ／♂の範囲のかさ密度の菫青石フオーム材料が、満足に作動をすることが見出された。

手続補正書（方式）％式％１、　事件の表示２、　発明の名称ガス・バーナ３、　補正をする者事件との関係　特許出願人名称　モーガン・サーミツク・リミテッド７、補正の内容（１）　別紙特許法比１ｇｑ−条のｊ第１項の規定による書面の通り（２）　別紙願書の翻訳文の通り（３）別紙明細書（第１頁）の翻訳文の通り明　細　書ガス・バーナ本発明は、セラミック・フオームとして知られている細かな気孔を有しているセラミック材料から作られた熱放射バーナ要素を利用し、その気孔を経てガスと、空気又は酸素との燃焼混合体が放出するように通過させられ、バーナ要素の表面において燃焼させるガス・バーナに関するものである。

セラミック・フオームは、綿状組織とされたポリウレタン１１７オーム、又は、同様の可燃性のフオーム（泡）材料の前駆体としてのマトリックスに、水様のセラミックのでいしよう、又は、スラリーを含浸させること、乾燥させること、含浸された材料を、可燃性マトリックスを燃え尽きさせ且つ元のポリウレタン、又は、他のマトリックスのａ胞状構造物の裏張り、又は、被覆に対応する多孔性のセラミック構造体を残すように燃焼させることによって作られるものである。前駆体であるフオーム・マトリックス及びセラミック含浸剤の選択によって、セラミック・フオームの気孔率が決定されることができ、また、直線状の単位当たりの気孔の個数、例えば、直線２３　ｗｇ　、又は、直＠ｉインチ当たりの気孔数によって等級を付けられる。

Claims

【特許請求の範囲】ｌ　自己通風型熱放射ガス・バーナ組立体に３いて、空気入口を有している箱状基台から成る混合室を有して右り、この混合室の中には、空気入口を経て空気流を誘導するガス・インゼクタ噴出口が向けられており、また、混合室は、セラミック・フオーム材料製の熱放射バーナ要素を上に載せられており、ガス・インゼクタ噴出口の内径は０．５〜２．０■であり、セラミック・フオーム材料の名目上の気孔率は、直線λ３■当たりｉ’ｚ〜ｌＩＯ個の気孔数であり、バーナーフオーム材料の厚さはｔ〜３０■であり、これらの範囲内の寸法が、ガス圧力が低ければ低い程、噴出口の寸法は益々大きくなるという関係を有して、特定のガス及び圧力範囲に対して選択されるようにすることを特徴とする熱放射ガス−バーナ組立体。ユ　セラミック・フオーム材料の名目上の気ｈ１が、直線コ！■当たり約３Ｑ個の気孔数である請求の範囲第１項記載の熱放射ガス・バーナ。３　混合室が、トレイ状の箱であり、その頂部にセラミックφフオーム材料製の熱放射バーナ要素によって閉塞されており、焔トラップが下方にあり、また、ガス・インゼクタが空気入ロブラケットによって支持されると共にベンチュリ管のどの中に向けられており、ベンチュリ管は、トレイ状の箱に沿って軸方向に延びていると共に分布板の下部の開放端部によって終って（／、２１あり、また、分布板は、熱放射バーナ要素へのガスと空気との混合体の直接的な流れを阻止するようになっている請求の範囲第１又は−項記載の熱放射ガス・バーナ組立体。