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JP3153443B2 - 表面燃焼バーナの製造方法 - Google Patents
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JP3153443B2 - 表面燃焼バーナの製造方法 - Google Patents

表面燃焼バーナの製造方法

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JP3153443B2
JP3153443B2 JP15889195A JP15889195A JP3153443B2 JP 3153443 B2 JP3153443 B2 JP 3153443B2 JP 15889195 A JP15889195 A JP 15889195A JP 15889195 A JP15889195 A JP 15889195A JP 3153443 B2 JP3153443 B2 JP 3153443B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、給湯器等の各種燃焼装
置に用いられる表面燃焼バーナの製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、給湯器等の各種燃焼装置に用いら
れる表面燃焼バーナとして、ガスバーナ本体の一方の面
を覆うように燃焼プレートが取着され、該燃焼プレート
から噴出するガスが該燃焼プレートの表面で燃焼する構
成となっているものが知られている。
【0003】近年、前記燃焼プレートに、炭化珪素をコ
ーティングしたSi−C−O系炭化珪素繊維を積層して
得られた成形体を用いることが検討されている。前記炭
化珪素繊維としては、SiC1.200.42の組成を有する
Si−C−O系炭化珪素繊維(日本カーボン株式会社
製、ニカロン(商標))が知られている。この繊維は柔
軟な連続フィラメントヤーンであり、それ自体は熱分解
し易いが、化学蒸着法(CVD法と略記される)または
化学気相浸透法(Chemical VaporInf
iltration、CVI法と略記される)により、
その表面に炭化珪素をコーティングすることにより、優
れた耐熱性が得られる。
【0004】前記炭化珪素をコーティングしたSi−C
−O系炭化珪素繊維を積層して得られた成形体を前記燃
焼プレートに用いるときには、前記繊維の間隙からガス
が噴出するので燃焼プレートの全面を燃焼面とすること
ができるが、前記成形体における前記繊維の積層状態に
よっては、さらに前記燃焼プレートを貫通する炎口を設
け、主として該炎口からガスを噴出、燃焼させるように
することが望まれる。
【0005】しかしながら、前記Si−C−O系炭化珪
素繊維の表面に炭化珪素をコーティングすると該炭化珪
素繊維が脆化する傾向がある。このようなSi−C−O
系炭化珪素繊維を積層して得られた成形体に穿孔して前
記炎口を形成しようとすると、前記成形体の表面に穿孔
のための工具が当接したときに、前記のように脆化して
いる炭化珪素繊維が該工具の周辺で大きく削り取られた
り、前記成形体から剥離したりして、口径が大きくな
り、所定形状の炎口が形成されにくいとの不都合があ
る。また、前記成形体に前記のようにして前記炎口を形
成すると、前記炎口が密に配置される部分では、前記成
形体の表面に前記工具が当接したときの衝撃により、前
記成形体が折損することがあるとの不都合がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記不都合
を解消するために、表面に炭化珪素がコーティングされ
たSi−C−O系炭化珪素繊維からなる成形体に、所定
形状の炎口を容易に形成して燃焼プレートとすることが
できる表面燃焼バーナの製造方法を提供することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の表面燃焼バーナの製造方法は、Si−C−
O系炭化珪素繊維を積層して所定の形状の成形体を形成
する成形体形成工程と、該成形体を高温低圧下に反応用
原料ガスを含む気流に対向させて該繊維表面に炭化珪素
を析出させることにより炭化珪素被膜でコーティングす
るコーティング工程と、前記コーティング工程で得られ
た成形体の表面に、前記炭化珪素被膜でコーティングさ
れた炭化珪素繊維の熱劣化温度より低い温度で燃焼する
可燃性材料を含む液状材料を塗布、固化させて、該可燃
性材料からなる保護被覆層を形成する保護被覆層形成工
程と、表面に前記保護被覆層が形成された成形体に、該
保護被覆層を介して、該成形体を貫通する炎口を形成す
る炎口形成工程と、前記炎口が形成された成形体を前記
炭化珪素被膜でコーティングされた炭化珪素繊維の熱劣
化温度より低い温度で焼却して、該成形体から前記保護
被覆層を除去する保護被覆層除去工程とからなることを
特徴とする。
【0008】本発明では、前記可燃性材料として、でん
ぷん糊を用いる。
【0009】
【作用】本発明によれば、Si−C−O系炭化珪素繊維
を積層して得られた成形体であって、さらに前記繊維表
面に炭化珪素をコーティングされた成形体の表面に前記
保護被覆層が形成されるので、前記成形体はその表面に
穿孔のための工具が当接されても、前記繊維が該工具の
周囲で大きく削り取られたり、剥離することがない。ま
た、前記成形体は前記保護被覆層により補強されている
ので、前記炎口を密に配置しても、前記工具が当接され
るときの衝撃により折損することがない。
【0010】また、前記保護被覆層は、でんぷん糊等の
ような前記炭化珪素被膜でコーティングされた炭化珪素
繊維の熱劣化温度より低い温度で燃焼する可燃性材料か
らなるので、前記成形体を前記炭化珪素繊維が熱劣化し
ない程度の温度で焼却することにより、該成形体から容
易に除去され、所定形状の前記炎口を備える燃焼プレー
トが得られる。
【0011】
【実施例】次に、添付の図面を参照しながら本発明の表
面燃焼バーナについてさらに詳しく説明する。図1は本
実施例の表面燃焼バーナの構成を示す斜視図、図2は図
1のII−II線端面図、図3は炭化珪素をコーティン
グする方法を示す説明的断面図、図4は本実施例の表面
燃焼バーナの製造方法を示す説明的断面図である。
【0012】本実施例の表面燃焼バーナは、一般にグリ
ルと称される焼き魚等の焼物調理用の後方排気型燃焼装
置に用いられるものであって、被焼物が載置される燃焼
室の天井に、上火用バーナとして前記被焼物に対向する
ように配置されるものである。図1示のように本実施例
の表面燃焼バーナ1は、ノズル(図示せず)から噴出す
るガスと一次空気とを混合してガス混合気を供給するガ
ス混合管2を備える偏平な箱型のガスバーナ本体3の一
方の面を覆うように、炭化珪素をコーティングしたSi
−C−O系炭化珪素繊維を積層してなる燃焼プレート4
が、前記コーティングの際に該反応用原料ガスを含む気
流に対向する側の面を燃焼面にして取着された構成とな
っている。前記表面燃焼バーナ1は、図2に示すよう
に、ガスバーナ本体3と燃焼プレート4との空隙が、ガ
ス混合管2から供給されるガス混合気を流通させるため
のガス通路5となっており、燃焼プレート4には前記ガ
ス混合気を噴出、燃焼させるために燃焼プレート4を貫
通する小口径の炎口6が多数設けられる。
【0013】前記炎口6の口径はガス種により、0.8
〜1.2mmの範囲で適宜選択される。本実施例の表面
燃焼バーナ1では、主として炎口6から噴出するガス混
合気の燃焼により主たる燃焼炎が形成されるとともに、
炎口6が設けられていない部分においても前記繊維の間
隙から噴出するガス混合気の副次的燃焼により小火炎が
形成される。
【0014】次に、本実施例の表面燃焼バーナ1の製造
方法について説明する。
【0015】本実施例の製造方法では、まず、直径9〜
25μm、密度2.0〜3.0g/cm3 のSi−C−
O系炭化珪素繊維を、そのままで或いは水、セラミック
接着剤、合成樹脂接着剤〔例えば、ポリビニルアルコー
ル(PVA)〕等のバインダーを含浸させて積層し、所
定形状の型に充填したのち、プレスして厚さ1.5〜
6.0mmの燃焼プレート4となるべき成形体を形成す
る。
【0016】次に、前記成形体にCVD法により炭化珪
素をコーティングして前記Si−C−O系炭化珪素繊維
の表面にさらにSiC被膜を形成する。前記CVD法
は、図3示のように、高温低圧下のCVD炉内に、Si
−C−O系炭化珪素繊維を積層して得られた成形体7を
水平に配置し、成形体7の垂直上方から反応用原料ガス
(SiCl4 及びCH4 )を含むキャリヤガス(H2
の気流8を流下させることにより行う。前記CVD炉
は、1200〜1300℃の範囲の温度に加熱されると
ともに、20〜60トールの範囲の圧力になるように減
圧されている。
【0017】前記高温低圧条件下で、5〜30分間処理
すると、成形体7の前記気流8に対向する側の面7aで
は、Si−C−O系炭化珪素繊維の表面が0.1〜0.
7μmの厚さのSiC被膜(図示せず)でコーティング
され、反対側の面7bでは前記繊維の表面が重力の影響
を受けて面7aより厚いSiC被膜(図示せず)でコー
ティングされる。Si−C−O系炭化珪素繊維は、その
表面に形成されるSiC被膜が厚くなるほど耐熱性が低
くなる傾向があるが、前記SiC被膜の厚さが0.1〜
0.7μmの範囲にある面7aでは1300〜1400
℃の温度で耐熱性を示し、SiC被膜の厚さが0.7μ
mを超える面7bでも800℃程度の温度まで耐熱性を
示す。
【0018】次に、図4(a)示のように、前記SiC
被膜が形成された成形体7の表裏両面に保護被覆層9を
形成する。本実施例では、前記保護被覆層9は、所定の
濃度のでんぷん糊に成形体7をディッピングすることに
より、成形体7の表裏両面にでんぷん糊を塗布し、自然
乾燥して固化させる。前記でんぷん糊は、前記成形体7
の内部に向けて浸透が少なく、できるだけ表面だけに保
護被覆層9を形成できるようにすることが好ましい。で
んぷん糊が前記成形体7の内部に深く浸透すると、保護
被覆層9の除去が煩雑になる。
【0019】次に、図4(b)示のように、前記保護被
覆層9が形成された成形体7に、前記保護被覆層9の上
から穿孔部材10を当接、貫通させて炎口6を形成す
る。炎口6は、ボール盤のような穿孔部材10を用いて
1個づつドリル加工により形成してもよく、パンチング
装置のような穿孔部材10を用いて一度に多数の炎口6
を形成するようにしてもよい。
【0020】成形体7は、その表裏両面が保護被覆層9
で保護されているので、前記穿孔部材10が当接されて
も、穿孔部材10の周囲の前記SiC被膜でコーティン
グされているSi−C−O系炭化珪素繊維が削り取られ
たり剥離したりすることがなく、所定形状の炎口6が形
成される。また、成形体7は、保護被覆層9で補強され
ているので、前記穿孔部材10の当接による衝撃を受け
ても、折損することがない。
【0021】尚、本実施例では前記SiC被膜が形成さ
れた成形体7の表裏両面に保護被覆層9を形成している
が、保護被覆層9は少なくとも前記穿孔部材10が当接
される面に施されていればよい。
【0022】次に、炎口6が形成された成形体7を焼却
することにより、前記でんぷん糊からなる保護被覆層9
を除去する。前記成形体7は、Si−C−O系炭化珪素
繊維の表面に形成されているSiC被膜の厚さが0.7
μmを超える面7bでも800℃程度の温度まで耐熱性
を示すので、前記範囲の温度の焼成では熱劣化すること
なく、保護被覆層9だけを容易に焼却して除去すること
ができ、所定形状の炎口6が形成された燃焼プレート4
が得られる。保護被覆層9の焼却による除去は、炎口6
が形成された成形体7を燃焼プレート4としてバーナ本
体3に組付けた後に行うようにしてもよい。
【0023】尚、前記実施例では、保護被覆層9をでん
ぷん糊により形成しているが、保護被覆層9を形成する
材料は、前記炭化珪素被膜でコーティングされた炭化珪
素繊維の熱劣化温度より低い温度で燃焼する可燃性材料
であって、該材料を含む液状材料を塗布、固化すること
により前記保護被覆層9を形成できるものであればどの
ような材料であってもよい。また、前記実施例では、成
形体7のコーティングをCVD法により行っているが、
CVI法により行うようにしてもよい。さらに、前記実
施例では、焼物調理用の後方排気型燃焼装置に用いられ
る表面燃焼バーナについて説明しているが、本発明の表
面燃焼バーナはこれに限定されるものではなく、給湯器
等の各種燃焼装置に用いることができる。
【0024】
【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
の表面燃焼バーナの製造方法によれば、表面に炭化珪素
がコーティングされたSi−C−O系炭化珪素繊維から
なる成形体に、所定形状の炎口を容易に形成して燃焼プ
レートとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例の表面燃焼バーナの構成を示す斜視
図。
【図2】図1のII−II線端面図。
【図3】炭化珪素をコーティングする方法を示す説明的
断面図。
【図4】本実施例の表面燃焼バーナの製造方法を示す説
明的断面図。
【符号の説明】
1…表面燃焼バーナ、 3…ガスバーナ本体、 4…燃
焼プレート、 6…炎口、 7…成形体、 8…反応用
原料ガスを含む気流、 9…保護被覆層。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−7037(JP,A) 特開 昭63−207915(JP,A) 特開 平5−270931(JP,A) 特開 昭60−99918(JP,A) 特開 平8−334216(JP,A) 特公 昭43−6910(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23D 14/12 - 14/18

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Si−C−O系炭化珪素繊維を積層して所
    定の形状の成形体を形成する成形体形成工程と、 該成形体を高温低圧下に反応用原料ガスを含む気流に対
    向させて該繊維表面に炭化珪素を析出させることにより
    炭化珪素被膜でコーティングするコーティング工程と、 前記コーティング工程で得られた成形体の表面に、前記
    炭化珪素被膜でコーティングされた炭化珪素繊維の熱劣
    化温度より低い温度で燃焼する可燃性材料を含む液状材
    料を塗布、固化させて、該可燃性材料からなる保護被覆
    層を形成する保護被覆層形成工程と、 表面に前記保護被覆層が形成された成形体に、該保護被
    覆層を介して、該成形体を貫通する炎口を形成する炎口
    形成工程と、 前記炎口が形成された成形体を前記炭化珪素被膜でコー
    ティングされた炭化珪素繊維の熱劣化温度より低い温度
    で焼却して、該成形体から前記保護被覆層を除去する保
    護被覆層除去工程とからなることを特徴とする表面燃焼
    バーナの製造方法。
  2. 【請求項2】前記可燃性材料がでんぷん糊であることを
    特徴とする請求項1記載の表面燃焼バーナの製造方法。
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