JP2697155B2 - バーナ板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、放射エネルギーを利用するバーナの燃焼部
分たるバーナ板に関し、特に表面燃焼方式のバーナ板の
改良に関するものである。

［従来の技術］ 従来のシュバングバーナあるいは焼結金属バーナ（微
細な金属粉を焼結したバーナ）等で代表される表面燃焼
方式バーナは、通気性を有する放射性固体とバーナ本体
とが一体構造あるいは単層構造となっているものであ
り、このため燃焼帯が放射性固体の表面部に形成され
る。すなわち、放射性固体の内部を通過してきた予混合
気が出口表面にきわめて近い層内で燃焼し、そのエネル
ギーで固体自体が放射体となるものであるから、火炎が
放射性固体の表面から浮上せず表面に付着した状態で燃
焼する。そのため、非常に効率よく燃料のもつエネルギ
ーを放射面に伝えることができ、表面温度を均一に保つ
ことができるという特長を有している。

このバーナ本体の断面における温度分布曲線は、第５
図に示すように燃焼帯４の部分できわめて高く、燃料ガ
スの上流側すなわちバーナ本体の背面側にいくに従って
急激に低下する。したがって、表面燃焼方式バーナでは
表面部での温度が最も高くなるので、表面部の耐熱性、
耐酸化性がバーナの耐久性及び高負荷燃焼の面から重要
になってくる。

［発明が解決しようとする課題］ このような見地から、従来においても、例えばセラミ
ックス繊維の焼結板によりバーナ板を構成したものがあ
るが、セラミックス繊維の単層焼結板では機械的強度に
劣るため大面積にできないという課題があった。

一方、従来の金属粉焼結板では空隙率が低く（普通、
40〜50％位）、表面部の耐熱性、耐酸化性に問題がある
ため、表面温度を上げることができず、高負荷燃焼がで
きないという課題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもの
であり、大面積にでき、しかも耐熱性、耐久性に富み、
高負荷燃焼が可能なバーナ板を提供することを目的とし
ている。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明に係るバーナ板は、
繊維素材として、表面側すなわち燃料ガスの下流側の表
面層にはセラミックス繊維を、また上流側の背面層には
金属繊維を用いて２層に複合焼結したものである。

［作 用］ 本発明のバーナ板は、燃焼帯を形成する高温部の表面
層にのみ耐熱性、耐酸化性にすぐれたセラミックス繊
維、例えばアルミナ繊維を用い、低温部の背面層には金
属繊維、例えばステンレス繊維を用いて２層に複合焼結
したものであるため、金属繊維焼結体により背面層の機
械的強度を高く保つことができるので、空隙率を上げる
ことができ、大面積にできるとともに面負荷を上げるこ
とができる。

さらに、背面層の上記特長に呼応して表面層はセラミ
ックス繊維焼結体により耐熱性、耐酸化性が向上するの
で、表面温度の高い高負荷燃焼が可能になり耐久性が向
上する。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図により説明する。第１図
は本発明のバーナ板の断面図、第２図はこのバーナ板を
用いたバーナを示す正面図、第３図はその側面図であ
る。

図において、１はバーナ板であり、セラミックス繊維
焼結体の表面層11と金属繊維焼結体の背面層12の２層構
造を有する複合焼結板である。すなわち、繊維素材とし
て、表面層11には例えばアルミナ繊維を用い、背面層12
には、例えばSUS316のステンレス繊維を用いている。こ
れらの繊維には、例えば繊維径12μm,繊維長50mmの長繊
維を用いている。

バーナ板１を製造するには、背面層12のステンレス繊
維層の上に表面層11のアルミナ繊維層を重ね、同時に焼
結する。第１図中の13はこのときの表面層11と背面層12
の混合領域を表している。

表面層11の厚さは燃焼帯４による高温領域が小さいの
で1mm以下で十分である。このバーナ板１は外径350mm,
全板厚4mmの円板に焼結してつくられている。

このようにバーナ板１は、低温部の背面層12が金属繊
維焼結体であるため、機械的強度が高く、したがって空
隙率を上げることができる。空隙率は最大95％にもでき
る。

第４図は背面層12の横断面を電子顕微鏡写真（倍率10
0）から模式的に示したものであり、同図から明らかな
ように、交錯したステンレスの長繊維２によって微細な
空隙３が均一に設けられていることがよくわかる。

また、背面層12の機械的強度及び空隙率の増大化が可
能であることから、バーナ板１の面積を広くすることが
でき、かつ単位面積当りの負荷（面負荷）を増すことが
できる。

次に、表面層11は上記の背面層12上に複合されたセラ
ミックス繊維焼結体を形成しているので、燃焼帯４はこ
の表面層11にて形成される。このため、表面層11は高温
となるが、セラミックス繊維焼結体であるので、耐熱
性、耐酸化性を有し、したがって表面温度を上げても、
すなわち高負荷燃焼としても十分に耐え得る。例えば、
面負荷は、従来の金属粉焼結板の場合、最大15kcal/cm²
・ｈであるのに対し、本発明の場合は最大80kcal/cm²・
ｈにもできる。なお、表面層11の空隙率は背面層12のそ
れに近いものにできる。

上記バーナ板１を用いたバーナの構成は第２図、第３
図に示されている。図において、10はバーナ板１を取り
付けたバーナ本体、15は燃料ガスの供給装置で、燃料ガ
スをガスボンベ16からバーナ本体10内に設けられたノズ
ル17に供給するようになっている。燃料ガスにはプロパ
ンガスを用いている。18は空気を供給するブロワーで、
バーナ本体10の上流側でノズル17から噴出する燃料ガス
と空気との予混合気体をつくるようになっている。20は
点火プラグで、21は点火プラグ20及び燃料ガス用電磁弁
19の電源である。

上記のように構成されたバーナにおいて、燃料ガスと
空気との予混合気体は、バーナ板１の表面層11全面から
均一に噴出する。次いで、点火プラグ20により点火すれ
ば、火炎はバーナ板１全体に伝播し、焼結帯４はセラミ
ックス繊維焼結体からなる表面層11に形成され燃焼を開
始する。

なお、バーナの加熱方向は自由であり、横向き、上向
き、下向きなどにより左右されない。また、燃料につい
ても可燃性混合気体であれば何でも良く、家庭用に用い
られている6B,13Aか、またはプロパン、メタン、ブタン
等に限らず、可燃性の低カロリー廃ガス（CO等）でも差
し支えない。したがって、本発明によるバーナ板は、あ
らゆる用途の加熱手段、あるいは廃ガス処理手段として
用いることができ、高放射熱、高熱効率のバーナを実現
し得る。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、表面燃焼方式のバーナ
板において、高温部の表面層にセラミックス繊維を、低
温部の表面層に金属繊維を用いた複合焼結板であるの
で、背面層の機械的強度及び空隙率を上げることがで
き、したがって大面積で面負荷の高いバーナ板が得られ
る。さらに、高温部の表面層がセラミックス繊維焼結体
であるので、耐熱性、耐酸化性が向上し、背面層の機械
的強度及び空隙率の増大化と相俟って高負荷燃焼が可能
となり、耐久性も向上する。さらに、セラミックス焼結
板は金属のものに比べ高温で高い放射率を示すなどの多
大の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明のバーナ板を用いたバーナの正面図、第３図は同側面
図、第４図は背面層の横断面を示す拡大模式図、第５図
は従来のバーナ本体の断面における温度分布曲線を示し
た図である。 １……バーナ板 ２……金属長繊維 ３……空隙 ４……燃焼帯 11……表面層（セラミックス繊維焼結体） 12……背面層（金属繊維焼結体）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料ガスの下流側にあたる表面層と上流側
   にあたる背面層とがそれぞれセラミックス繊維焼結体及
   び金属繊維焼結体である複合焼結板からなることを特徴
   とするバーナ板。