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Patent Searching and Data


Title:
COMBUSTION HEATER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/096554
Kind Code:
A1
Abstract:
A combustion heater (1) comprises an inner tube (20) having a supply passage (21) for a combustion gas (G) therein and an outer tube (10) disposed around the outer periphery of the inner tube with a combustion space (30) interposed therebetween. A hole part (24) for jetting the combustion gas is formed in the wall of the inner tube. A radiation promoting surface (20B) is formed on the outer periphery of the inner tube. By the structure, the excessive heating of the inner tube is suppressed, and the heating efficiency of the combustion heater is increased.

Inventors:
KATO SOICHIRO (JP)
TAKAHASHI KATSUYOSHI (JP)
MIZUTANI TAKU (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/051642
Publication Date:
August 06, 2009
Filing Date:
January 30, 2009
Export Citation:
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Assignee:
IHI CORP (JP)
KATO SOICHIRO (JP)
TAKAHASHI KATSUYOSHI (JP)
MIZUTANI TAKU (JP)
International Classes:
F23C3/00; F23D14/12
Foreign References:
JPH0590119U1993-12-07
JPH02150608A1990-06-08
JPH06213408A1994-08-02
JPH06241419A1994-08-30
Other References:
See also references of EP 2244012A4
Attorney, Agent or Firm:
SHIGA, Masatake et al. (Marunouchi Chiyoda-k, Tokyo 20, JP)
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Claims:
 内部に燃焼用ガスの供給路を有する内管と、この内管の外周に燃焼空間を隔てて配置された外管とを有し、前記燃焼用ガスを噴出する孔部が前記内管の管壁に形成され、前記内管の外周に輻射促進面を有する燃焼加熱器。
 前記輻射促進面は、前記内管の外周面に設けられた被膜層である請求項1記載の燃焼加熱器。
 前記外管の内周面に前記輻射促進面を有する請求項1記載の燃焼加熱器。
 前記輻射促進面は、前記内周面に設けられた被膜層である請求項3記載の燃焼加熱器。
 前記輻射促進面は、セラミックバインダーを用いて形成される請求項1記載の燃焼加熱器。
 前記燃焼空間で前記外管と前記内管とに連結され、前記外管と前記内管との間で伝熱させる伝熱部材が設けられる請求項1記載の燃焼加熱器。
 前記内管と前記外管とは、同心に配置される請求項1記載の燃焼加熱器。
 前記内管は、前記外管に対して偏心して配置される請求項1記載の燃焼加熱器。
Description:
燃焼加熱器

 本発明は、燃料ガスと燃焼用空気との予 合ガス等を燃焼させる燃焼加熱器に関する 本願は、2008年2月1日に日本に出願された特 2008-22976号に基づき優先権を主張し、その内 容をここに援用する。

 従来より、耐熱材製の円管(放熱管)内で 燃料ガスと燃焼用空気との全予混合気を燃 させ、この炎でこの放熱管を赤熱させるラ アントチューブバーナが製造されており、 が露出しない細長い発熱源として加熱炉、 房などに使用されている。また、燃焼用ガ を内管中で燃焼させ、燃焼ガスの噴流を直 的に設置した遮蔽面に衝突させて流れの向 を変え、放熱管から熱を取り出す燃焼バー が公知である。

 この種の燃焼加熱器では、燃焼が放熱管の 中部分で終了するため、全長に沿って均一 温度分布が得られ難いとともに、窒素酸化 (NOx)の発生が多いという欠点がある。そこ 、特許文献1には、内部が予混合気の供給路 なっている多孔質管と、多孔質管の外周に 軸的に配設した放熱管とからなり、多孔質 から放射状に噴出させ層流となっている予 合ガスを、放熱管と多孔質管との中間にお て、火炎伝播速度と予混合気の流速とが釣 合う円筒面において燃焼させることにより 放熱管の全体を均一に高温化でき、大発熱 化が容易であり、低NOxを実現可能な燃焼加 器が開示されている。

特開平6-241419号公報

 しかしながら、上述したような従来技術に 、以下のような問題が存在する。
 放熱管である外管の内部に配置される内管 、外周を流れる燃焼ガスにより非常に高温 なるため、内管内を流れる未燃ガスの温度 上昇しすぎ、未燃ガスが燃料と酸化剤との 合ガスであった場合には自発着火が生じて 損を引き起こす可能性がある。
 また、内管が熱により歪むことにより残留 形等が生じ、所望の燃焼特性(加熱特性)が られなくなる可能性もある。

 本発明は、以上のような点を考慮してな れたもので、内管の過度の高温化を抑制し また加熱効率も向上させることが可能な燃 加熱器を提供することを目的とする。

 上記の目的を達成するために本発明は、以 の構成を採用している。
 本発明の燃焼加熱器は、内部に燃焼用ガス 供給路を有する内管と、内管の外周に燃焼 間を隔てて配置された外管とを有し、前記 焼用ガスを噴出する孔部が前記内管の管壁 形成された燃焼加熱器であって、前記内管 外周に輻射促進面を有する。
 本発明の燃焼加熱器では、加熱されて温度 昇した内管から輻射熱(放射熱)として熱の 射が促進されるため、内管の過度の高温化 抑制することができる。また、内管から放 された輻射熱により外管が加熱されるため 外管を介した加熱効率も向上させることが 能になる。なお、内管が低温である場合、 射による熱伝達量は小さいため、供給路の 焼用ガス(未燃ガス)の加熱には、ほとんど支 障はない(輻射による熱伝達は、温度の4乗に 例する)。

 前記輻射促進面としては、前記内管の外周 に設けられた被膜層である構成を好適に採 できる。
 これにより、本発明では、塗装、コーティ グ等により内管の外周面に輻射促進材を被 することにより、容易に輻射促進面を形成 ることができる。

 また、本発明では、前記外管の内周面に前 輻射促進面を有する構成も好適に採用でき 。
 これにより、本発明では、燃焼空間の火炎 らの輻射熱及び内管(輻射促進面)からの輻 熱を効果的に外管に吸収させて、外管を介 た加熱効率を一層向上させることが可能に る。

 上記構成では、前記輻射促進面が前記内周 に設けられた被膜層である構成を好適に採 できる。
 これにより、本発明では、塗装、コーティ グ等により外管の内周面に輻射促進材を被 することにより、容易に輻射促進面を形成 ることができる。
 なお、前記輻射促進面としては、被膜層以 にも、輻射促進材により内管、外管が形成 れる構成であってもよい。
 また、前記輻射促進面としては、セラミッ バインダーを用いて形成される構成を好適 採用できる。

 さらに、本発明は、前記燃焼空間で前記外 と前記内管とに連結され、前記外管と前記 管との間で伝熱させる伝熱部材が設けられ 構成も好適に採用できる。
 これにより、本発明では、内管の熱を伝熱 材を介して外管に伝熱させることができる め、内管の過度の高温化を抑制できるとと に、外管を介した加熱効率も向上させるこ が可能になる。

 また、本発明では、前記内管の外周面は、 記外管の内周面との距離が最も短い第1領域 と、前記第1領域よりも長い第2領域とを有し 前記孔部は、前記第1領域に配置されて前記 外管の内周面上に前記燃焼用ガスのよどみ点 を形成する構成も好適に採用できる。
 この燃焼加熱器では、流速がゼロに近いよ み点周辺の燃焼用ガスに点火(着火)するこ により、容易に(すなわち、コストアップを くことなく)安定した火炎を形成して保持す ることができる。従来では、よどみ点を形成 するためにガスの流速を大きくする必要があ り、この場合燃焼ガスの排気経路を十分に確 保できないとともに、火炎が外管の内周面に 達し、軸方向の両端側のみに火炎が形成され る可能性がある。これに対し、本発明では外 管の内周面との距離が短い第2領域に孔部を 成することにより、孔部と対向する外管の 周面に火炎を安定して形成・保持すること できるとともに、例えば第1領域と逆側の領 を含む第2領域と外管の内周面との間に燃焼 ガスの排気経路を確保することが可能になる 。
 さらに、本発明では、外管の内周面のよど 点に火炎が形成・保持されることから、外 を介して効率的に加熱することが可能にな 。

 前記内管としては、前記外管に対して偏心 た位置に配置され、前記孔部が前記内管の 心方向に位置する外周面に形成される構成 好適に採用できる。
 これにより、本発明では、内管の外周面と 管の内周面との距離が短い第1領域を容易に 形成することができる。
 内管を外管に対して偏心して配置する場合 前記内管を前記外管の中心軸周りに、周方 に間隔をあけて複数配設する構成も好適に 用できる。
 これにより、本発明では、外管の内周面に して周方向に間隔をあけて複数火炎を形成 保持することが可能になり、より効果的に 熱することが可能になる。
 また、本発明では、前記内管と前記外管と 同心に配置される構成にも適用可能である

 また、本発明では、基端側で片持ち支持さ た前記内管の先端側をこの内管と前記外管 の間で支持して、前記内管の外周面と前記 管の内周面との間隔を保持する支持部材を する構成を好適に採用できる。この支持部 としては、板状とすることもでき、また外 と内管との間に懸架されたロッド状とする ともできる。
 これにより、本発明では、内管の先端部に れが生じ、基端側と先端側とで内管の外周 と外管の内周面との間隔が一定にならなく ることを防止して、孔部が形成された第1領 域と外管の内周面との間隔を一定に保持する ことが可能になる。そのため、よどみ点を安 定して継続的に形成することができ、結果と して安定、且つ継続的に火炎を形成・保持す ることが可能になる。

 また、本発明では、前記燃焼空間に軸方向 沿って前記孔部と対向して設けられ、前記 部から噴出された前記燃焼用ガスのよどみ を形成するよどみ点形成部材を有する構成 好適に採用できる。
 従って、本発明の燃焼加熱器では、よどみ 形成部材の表面に形成され流速がゼロに近 よどみ点周辺の燃焼用ガスに点火(着火)す ことにより、容易に(すなわち、コストアッ を招くことなく)安定した火炎を形成して保 持することができる。従来では、よどみ点を 形成するためにガスの流速を大きくする必要 があり、この場合燃焼ガスの排気経路を十分 に確保できないとともに、火炎が外管の内周 面に達し、軸方向の両端側のみに火炎が形成 される可能性がある。これに対し、本発明で は孔部と対向するよどみ点形成部材の表面に 火炎を安定して形成・保持することができる とともに、内管とよどみ点形成部材とが対向 しない領域に燃焼ガスの排気経路を確保する ことが可能になる。

 前記よどみ点形成部材は、前記外管の中心 上に配置され、前記内管は、前記孔部を前 中心軸に向けて、この中心軸周りに複数配 される構成を好適に採用できる。
 これにより、本発明では、外管の中心軸周 に燃焼用ガスのよどみ点及び火炎を安定し 形成・保持することが可能になり、温度分 を抑制しつつ外管を加熱することができる

 また、本発明では、基端側で片持ち支持さ た前記内管及び前記よどみ点形成部材の先 側を前記外管との間で支持して、前記内管 び前記よどみ点形成部材の外周面と前記外 の内周面との間隔を保持する支持部材を有 る構成を好適に採用できる。この支持部材 しては、板状とすることもでき、また外管 内管との間に懸架されたロッド状とするこ もできる。
 これにより、本発明では、内管及びよどみ 形成部材の先端部に振れが生じ、基端側と 端側とで内管及びよどみ点形成部材の外周 と外管の内周面との間隔が一定にならなく ることを防止して、孔部及びよどみ点形成 材と外管の内周面との間隔を一定に保持す ことが可能になる。そのため、よどみ点を 定して継続的に形成することができ、結果 して安定、且つ継続的に火炎を形成・保持 ることが可能になる。

 また、本発明では、最も先端側に位置する 記孔部よりも先端側に配置された前記支持 材が前記燃焼空間全体を閉塞する大きさで けられる構成も好適に採用できる。
 これにより、本発明では、低温の外管先端 に燃焼用ガスが滞留し未燃状態となってCO 生じたりする事態を回避することが可能に る。

 前記支持板は、前記外管に対して軸方向に 対移動自在に設けられる構成を好適に採用 きる。
 これにより、本発明では、外管と内管の温 差により、特に軸方向に熱膨張量に大きな が生じた場合でも、支持板が外管に相対移 するため、支持板に変形等が生じることな 、内管の外周面と外管の内周面との間隔を 持することが可能になる。

 また、本発明では、前記内管に前記よどみ と離間した位置に前記燃焼用ガスを噴出す 第2孔部が設けられる構成も好適に採用でき る。
 これにより、本発明では、よどみ点に形成 保持された火炎を第2孔部から噴出した燃焼 用ガスに火移りさせることが可能になる。そ のため、本発明では、多孔質体を用いる場合 のように圧力損失が生じない。また内管及び 外管を長くすることなく、投入熱量を増加さ せることが可能になるため、内管及び外管を 長くした場合のような機器の大型化を防ぐこ とが可能になる。そして、本発明では、圧力 損失を抑えることができるため、低圧の都市 ガスラインでも使用可能となる。

 前記第2孔部としては、前記第1領域を挟ん 両側に配置されるとともに、前記第1領域に う方向に前記孔部と交互に配置される構成 、前記よどみ点形成部材と対向する領域を んだ両側に配置されるとともに、前記対向 る領域に沿う方向に前記孔部と交互に配置 れる構成を好適に採用できる。
 これにより、本発明では、火炎の形成・保 及び火炎の火移りを等分布で生じさせるこ が可能になる。

 また、本発明では、前記内管の前記供給路 前記先端側で閉塞されている構成も好適に 用できる。
 これにより、本発明では、基端側から燃焼 ガスを供給するとともに、排気ガスを排気 きる小型で低価格の燃焼加熱器を実現する とができる。

 本発明の燃焼加熱器によれば、内管の過 の高温化を抑制し、また加熱効率も向上さ ることが可能になる。

第1実施形態に係る燃焼加熱器1の正面 面図である。 第1実施形態に係る燃焼加熱器1の側面 面図である。 内管を第1領域側から視た平面図であ 。 内管が配設された燃焼加熱器の側面断 面図である。 第3実施形態に係る燃焼加熱器の正面 面図である。 第3実施形態に係る燃焼加熱器側面断 図である。 第4実施形態に係る燃焼加熱器の要部詳 細図である。 第5実施形態に係る外管及び内管を模式 的に示した図である。 第6実施形態に係る燃焼加熱器の正面 面図である。 第6実施形態に係る燃焼加熱器の側面 面図である。 第6実施形態に係る燃焼加熱器の要部 大図である。 第7実施形態に係る燃焼加熱器の正面 面図である。 第7実施形態に係る燃焼加熱器の側面 面図である。 第7実施形態に係る燃焼加熱器の要部 大図である。 第7実施形態に係る燃焼加熱器の要部 大図である。 第8実施形態に係る燃焼加熱器の正面 面図である。 第8実施形態に係る燃焼加熱器の側面 面図である。 第8実施形態に係る燃焼加熱器の要部 大図である。 内管が外管と同心に配置された燃焼加 器の要部詳細図である。

符号の説明

 G…燃焼用ガス、 S…よどみ点、 1…燃焼 加熱器、 10…外管(放熱管)、 10A…内周面、 10B、20B…輻射促進層(輻射促進面)、 20…内 、 20A…外周面、 21…供給路、 22…第1領域 、 23…第2領域、 24…孔部、 25…第2孔部、 30…燃焼空間、 40、41…支持板(支持部材)

 以下、本発明の燃焼加熱器の実施の形態 、図1ないし図8を参照して説明する。なお 以下の説明に用いる各図面では、各部材を 識可能な大きさとするため、各部材の縮尺 適宜変更している。

(第1実施形態)
 図1Aは、第1実施形態に係る燃焼加熱器1の正 面断面図であり、図1Bは側面断面図である。
 燃焼加熱器1は、先端が閉塞された耐熱金属 製の放熱管としての外管10と、基端側(図1Aの 側)で図示しない支持手段により片持ちで支 持されて外管10の内部に配設され、内部に燃 用ガスGの供給路21を有する耐熱金属製の内 20とから概略構成されている。

 燃焼用ガスGとしては、燃料と空気とを予 混合したガスや、燃料と酸素含有ガスとを予 混合したガスを用いることができ、燃料とし ては、メタンやプロパンなどが用いられる。 また、液体燃料も予蒸発させる箇所を設ける ことで使用可能である。

 外管10は、先端が閉塞された有底円筒形 を呈しており、基端側には燃焼したガスを 気する排気管11が接続されている。また、外 管10の内周面10Aには、輻射を促進させる輻射 進層(輻射促進面)10Bが成膜されている。こ 輻射促進層10Bについては後述する。

 内管20は、外管10と同様に、先端が閉塞され た有底円筒形状を呈しており、基端側には、 上述した燃焼用ガスGを供給する予混合気供 機構(図示せず)が接続され、例えば空気過剰 率1.0~1.6程度の全予混合気が供給される。
 この内管20は、先端側において外管10の内側 に偏心して配置され、外周面20Aと外管10の内 面10Aとの間に燃焼空間30を形成する。内管20 の燃焼空間30に臨む外周面20Aには、上記輻射 進層10Bと同様に、輻射を促進させる輻射促 層(輻射促進面)20Bが成膜されている。

 輻射促進層10B、20Bは、例えばセラミック インダーを用い、熔射により内周面10A、外 面20Aに被覆して設けられた被覆層で形成さ ている。この被覆層としては、例えば耐熱 度が800℃程度のものが用いられる。また、 射促進層10B、20Bを熔射で形成することによ 、高密着力、長寿命を図ることができる。

 内管20の外周面20Aは、外管10の内周面10Aと の距離が最も短い第1領域22と、第1領域22より も長い第2領域23とを有している。より具体的 には、外周面20Aのうち、内管20の偏心方向(図 1中、下方向、図1B参照)に位置する部分には 外管10の内周面10Aとの距離が最も短い第1領 (母線)22が軸方向に沿って形成され、他の領 には第1領域22よりも内周面10Aとの距離が長 第2領域23が形成される。

 この第1領域22には、内管20の先端側に位置 、第1領域22に沿って互いに間隔をあけて複 (ここでは5つ)の孔部24が径方向に沿って管壁 を貫通して形成されている。外管10の孔部24 対向する位置の近傍には、図示しない着火 置が設けられている。
 なお、孔部24が形成された領域よりも基端 (図1Aでは左側)の外周面20Aは、燃焼したガス( 火炎)により供給路21の燃焼用ガスGを予熱す ための予熱領域Pとされている。

 次に、上記の燃焼加熱器1における燃焼動作 について説明する。
 予混合気供給機構から内管20の供給路21に供 給された燃焼用ガスGは、孔部24から外管10の 周面10Aに向けて噴出される。
 ここで、孔部24は外管10の内周面10Aとの距離 が最も短い第1領域22に形成されていることか ら、孔部24から噴出された燃焼用ガスGは、対 向する外管10の内周面10Aと衝突し、各孔部24 に内周面10A上によどみ点Sを形成し、このよ み点Sを境として内周面10Aに沿って分岐され る。

 そして、着火装置により、よどみ点S近傍の 燃焼用ガスGに着火することにより、火炎が 成される。また、よどみ点Sで分岐した燃焼 ガスGは断面積が小さい第1領域22の近傍から 断面積が大きい第1領域22とは逆側の燃焼空間 に流れ、図1Bに示すように、燃焼空間30の内 20を挟んだ両側に火炎Fが形成される。
 このとき、よどみ点Sにおけるガスの流速は ゼロであるため、また、よどみ点Sに向かう 流周囲に形成される循環流により、形成し 火炎は安定して保持される。

 そして、燃焼ガスは、燃焼空間30を流れて 気管11から排気されるが、燃焼空間30から排 管11に至る中途において、内管20の予熱領域 Pで内管20の管壁を介して、燃焼用ガス(未燃 ス)Gとの熱交換が行われる。
 これにより、供給路21における燃焼用ガスG 、高温に予熱された状態で孔部24から噴出 ることになり、火炎Fの安定性が増し、狭隘 燃焼空間30に噴出されても、未燃分を生じ せることなく、安定に燃焼することができ 。

 また、燃焼ガスによる熱、及び火炎Fによ る熱で特に内管20は高温になるが、内管20の 周面20Aに輻射促進層20Bが設けられているた 、内管20の熱放射率が増加し輻射熱としての 放射(輻射)が促進される。一方、外管10にお ても内周面10Aに輻射促進層10Bが設けられて るため、内管20からの輻射熱及び火炎Fから 輻射熱の吸収が促進される。

 以上のように本実施の形態では、内管20 有する輻射促進層20Bにより、内管20の熱が輻 射熱として放射促進される。そのため、内管 20の過度の高温化を抑制することが可能にな とともに、温度が低い場合でも輻射能力が ちることで内管20が有する熱の大部分を内 の燃焼用ガスGの加熱(予熱)に用いることが き、加熱特性を維持することができる。従 て、輻射促進層20Bの構造(材質、厚さ、分布 )を調整することにより、燃焼用ガスGに対 る予熱温度を調整することも可能になる。

 また、この輻射熱により外管10を加熱する とができ、外管10を介した加熱効率も向上さ せることができる。特に、本実施形態では、 外管10の内周面10Aにも輻射促進層10Bが設けら ているため、燃焼空間30の熱を効果的に外 10に吸収させることが可能になり、外管10を した加熱効率を一層向上させることができ 。
 また、本実施形態では、内管20の管壁に形 された孔部24から燃焼用ガスGを噴出させ、 どみ点Sに火炎Fを保持させるため、多孔質管 を設ける場合のようにコストアップを招くこ となく、流量を変えた場合でも容易に安定し た火炎Fを形成することが可能になる。加え 、本実施形態では、燃焼量を増加させるた には、孔部24の数を増やすだけで済む。従っ て、構成部品も少なく、構造もシンプルであ ることから、燃焼加熱器1の製造コストも抑 ることができるとともに、多孔質管を用い 場合のように、燃焼用ガスGの供給圧を大幅 上げる必要もなく、低圧の都市ガスライン あっても十分に適用可能になる。さらに、 実施形態では、内管20の外周面20Aと、外管10 の内周面10Aとの距離が短い第1領域22を、外管 10に対して内管20を偏心させて配置するとい 簡単な構成で形成しているため、容易、且 低コストで安定して火炎Fを形成・保持する とが可能になる。

 また、多孔質管を用いてガスの供給圧を めた場合には、火炎が外管に達して保持で なくなるとともに、燃焼したガスの排気経 を充分に確保できなくなる可能性があるが 本実施形態では第1領域22と逆側の領域(第2 域)と対向する燃焼空間30において十分な排 系路を確保することができる。

 また、本実施形態では、よどみ点Sが外管 10の内周面10A上に形成され、火炎Fも内周面10A 上に沿って保持されることから、管状火炎の ように外管10から離間して形成された場合の うに熱が取り出しにくくなることなく、外 10を介した加熱効率を向上させることがで る。

(第2実施形態)
 続いて、燃焼加熱器1の第2実施形態につい 図2を参照して説明する。
 なお、この図において、図1に示す第1実施 態の構成要素と同一の要素については同一 号を付し、その説明を省略する。
 第2の実施の形態と上記の第1の実施の形態 が異なる点は、孔部24とは別に、ガスの圧力 損失を低下させるための第2孔部を設けたこ である。

 図2Aは、内管20を第1領域22側から視た平面図 であり、図2Bは、この内管20が配設された燃 加熱器1の側面断面図である。
 図2Aに示すように、内管20の管壁には、第1 域22に位置して孔部24が設けられるとともに 第1領域22に沿う方向に孔部24と交互に、且 第1領域22を挟んだ両側に位置して第2孔部25 設けられている。
 これら第2孔部25からは、図2Bに示すように よどみ点Sから離間した位置に向けて燃焼ガ Gが噴出される。
 また、第2孔部25は、第2孔部25から噴出され 燃焼用ガスGによどみ点Sで形成された火炎S ら安定して火移りする位置に設けられる。
 他の構成は、内管20の外周面20Aに輻射促進 20Bが設けられ、外管10の内周面10Aに輻射促進 層10Bが設けられる点も含めて上記第1実施形 と同様である。

 上記の構成の燃焼加熱器1では、上記第1実 形態と同様の作用・効果が得られることに えて、よどみ点Sに形成・保持された火炎Fを 第2孔部25から噴出した燃焼用ガスGに火移り せることが可能になり、容易に流量を大き した状態でガスを燃焼させることができる そのため、本実施形態では、多孔質体を用 る場合のように圧力損失が生じない。また 量を増やすために内管20及び外管10を長くす ことなく、投入熱量を増加させることが可 になる。その結果、内管20及び外管10を長く した場合のような機器の大型化を防ぐことが 可能になるとともに、圧力損失を抑えること ができるため、低圧の都市ガスラインでも使 用可能となる。
 また、本実施形態では、孔部24と第2孔部25 が第1領域22に沿って交互に、また第2孔部25 第1領域22を挟んだ両側に配置されることか 、火炎Fの形成・保持及び火炎の火移りをほ 等分布で安定した状態で生じさせることが 能になる。

(第3実施形態)
 続いて、燃焼加熱器1の第3実施形態につい 図3を参照して説明する。
 なお、この図において、図1に示す第1実施 態の構成要素と同一の要素については同一 号を付し、その説明を省略する。
 第3の実施形態と上記の第1実施形態とが異 る点は、内管20の先端側に支持板を設けたこ とである。

 図3Aに示すように、内管20の孔部24よりも先 側には、軸方向と直交する方向に沿って耐 金属等で形成された支持板(支持部材)40が設 けられている。この支持板40は、図3Bに示す うに、貫通孔40Aで内管20の外周面20Aに嵌合固 定され、外周面40Bで外管10の内周面10Aに軸方 に移動自在に支持される。
 すなわち、支持板40は、燃焼空間30の全体を 閉塞する大きさを有して内管20と一体的に構 され、外管10に対して軸方向に移動自在に けられている。
 他の構成は、内管20の外周面20Aに輻射促進 20Bが設けられ、外管10の内周面10Aに輻射促進 層10Bが設けられる点も含めて上記第1実施形 と同様である(ただし、図3Aの部分拡大図及 図3Bにおいては、輻射促進層10B、20Bは図示略 )。

 上記の構成の燃焼加熱器1においては、上 記第1実施形態と同様の作用・効果が得られ ことに加えて、基端側で片持ちで支持され 内管20の先端側が支持板40で支持されること より、内管20の外周面20A(すなわち第1領域22) と、外管10の内周面10Aとの間隔が一定に保持 れる。また、外管10と内管20との温度差に起 因して、高温となる内管20が熱膨張した場合 も、内管20と一体的に構成された支持板40が 外管10の内周面10Aと軸方向に相対移動するた 、変形や歪を生じることが防止される。

 また、最も先端側に位置する孔部24から 出された燃焼用ガスGは、対向する外管10の 周面10Aと衝突し、各孔部24毎に内周面10A上に よどみ点Sを形成し、このよどみ点Sを境とし 内周面10Aに沿って分岐されるが、支持板40 より第1領域22と対向する燃焼空間30が閉塞さ れていることから、支持板40に向けて分岐さ た燃焼用ガスGは、支持板40に衝突した後に 1領域22と逆側(第2領域23)と対向する燃焼空 30に導かれる。そのため、よどみ点Sで保持 れる火炎により、周辺の燃焼用ガスGに着火 せやすくなる。

 さらに、本実施形態では、支持板40によっ 燃焼空間30が区画されているため、比較的低 温である外管10の先端部に燃焼用ガスGが滞留 し未燃状態となってCOが生じたりする事態を 避することが可能になる。
 なお、上記実施形態では、支持部材として 状の支持板40を用いる構成としたが、これ 限定されるものではなく、例えば外管10の内 周面10Aに軸方向に移動自在に支持されたリン グ部材と、このリング部材と内管20とを連結 るロッド部材とからなる支持部材を用いて よい。

(第4実施形態)
 続いて、上記第3実施形態の変形例としての 第4実施形態について、図4を参照して説明す 。
 なお、この図において、図3に示す第3実施 態の構成要素と同一の要素については同一 号を付し、その説明を省略する。

 図4に示すように、本実施形態における内管 20の外周面20Aには、支持板40よりも基端側で 部24に対応するよどみ点Sを挟む孔部24の配列 方向両側に支持板41がそれぞれ設けられてい 。この支持板41は、第1領域22と対向する燃 空間30を閉塞する大きさで設けられている。 具体的には、各支持板41は、孔部24から噴出 れた燃焼用ガスGが逆側の燃焼空間30に流れ 排気管11から排気可能なように、支持板40の うに燃焼空間30を全体的に閉塞するのでは く、第1領域22の周辺の燃焼空間30のみを閉塞 する。また、各支持板41は、且つ外管10に対 る内管20の位置を保持可能なように、内管20 管壁から第1領域22の周辺においてのみ外管1 0に向けて突出し、内周面10Aに支持される、 えば扇形形状に形成される。
 他の構成は、内管20の外周面20Aに輻射促進 20Bが設けられ、外管10の内周面10Aに輻射促進 層10Bが設けられる点も含めて上記第3実施形 と同様である。

 上記の構成の燃焼加熱器1においては、上 記第3実施形態と同様の作用・効果が得られ ことに加えて、各孔部24から噴出された燃焼 用ガスGが支持板41に衝突した後に第1領域22と 逆側(第2領域23)と対向する燃焼空間30にそれ れ導かれる。そのため、よどみ点Sで保持さ る火炎により、周辺の燃焼用ガスGにより効 果的に着火させやすくなる。

(第5実施形態)
 続いて、燃焼加熱器1の第5実施形態につい 、図5を参照して説明する。
 図5は、外管10及び内管20を模式的に示した である。
 この図に示すように、本実施形態における 焼加熱器1においては、内管20が外管10内の 焼空間30に、外管10の中心軸周りに周方向に 隔をあけて、且つそれぞれが外管10と偏心 て複数(図5では、60°間隔で6つ)配置されてい る。
 また、各内管20には、外周面20Aと外管10の内 周面10Aとが最も短い距離となる第1領域22に位 置して、孔部24(図5では図示せず)が軸方向に 隔をあけて複数形成されている。
 他の構成は、内管20の外周面20Aに輻射促進 20Bが設けられ、外管10の内周面10Aに輻射促進 層10Bが設けられる点も含めて上記第1実施形 と同様である。

 上記の構成の燃焼加熱器1においては、複数 設けられた内管20(の孔部)からそれぞれ燃焼 ガスGが噴出されて、外管10の内周面10A上に どみ点を形成することになり、燃焼用ガスG 着火することにより、外管10の内周面に沿 た軸周りに複数の安定した火炎が形成され 。
 従って、本実施形態では、上記第1実施形態 と同様の作用・効果が得られることに加えて 、より高温に外管10を加熱することが可能に る。

(第6実施形態)
 続いて、燃焼加熱器1の第6実施形態につい 図6を参照して説明する。
 なお、この図において、図1に示す第1実施 態の構成要素と同一の要素については同一 号を付し、その説明を省略する。
 上記第1乃至第5実施形態では、いずれも、 どみ点Sを外管10の内周面10A上に形成する構 としたが、第6実施形態では、ブラフボディ( よどみ点および循環流形成部材)の表面に形 する場合について説明する。

 図6Aに示すように、本実施形態の燃焼加 器1は、基端側(図6Aの左側)で図示しない支持 手段により片持ちで支持されて外管10の内部 燃焼空間30に配設され、内部に燃焼用ガスG 供給路21を有する耐熱金属製の複数の内管20 及びブラフボディ(よどみ点および循環流形 部材)50を有している。

 内管20は、図6Bに示すように、外管10の中心 周りに複数(ここでは60°間隔で6つ)互いに間 隔をあけて配置される。
 各内管20は、先端側でブラフボディ50と対向 し外管10の中心軸に向く位置に、軸方向に沿 て互いに間隔をあけて複数(ここでは5つ)の 部24が径方向に管壁を貫通して形成されて る。

 ブラフボディ50は、軸線を外管10の中心軸上 に合致させ、周囲を内管20に囲まれて配置さ ており、各内管20(孔部24)と対向する位置に 、内管20の軸周りに形成された凹曲面50Aが 方向に沿って形成されている。
 他の構成は、内管20の外周面20Aに輻射促進 20Bが設けられ、外管10の内周面10Aに輻射促進 層10Bが設けられる点も含めて上記第1実施形 と同様である(ただし、図6B及び図6Cにおいて は、輻射促進層10B、20Bは図示略)。

 上記の構成の燃焼加熱器1においては、内管 20の供給路21に供給された燃焼用ガスGは、図6 Cに示すように、それぞれ孔部24からブラフボ ディ50の凹曲面50Aに向けて噴出される。
 孔部24から噴出された燃焼用ガスGは、対向 るブラフボディ50の凹曲面50Aと衝突し、各 部24毎に凹曲面50A上によどみ点Sを形成し、 のよどみ点Sを境として凹曲面50Aに沿って分 される。

 そして、着火装置により、よどみ点S近傍の 燃焼用ガスGに着火することにより、よどみ Sにおいて火炎を形成・保持させる。このと 、よどみ点Sにおけるガスの流速はゼロであ るため、また、よどみ点Sに向かう噴流周囲 形成される循環流によって形成した火炎は どみ点Sに安定して保持される。
 そして、よどみ点Sで分岐した燃焼用ガスG 、ガス圧が高いブラフボディ50の近傍から、 内管20に対してブラフボディ50と逆側である 管10の内周面10A側の燃焼空間30に流れる。

 そして、燃焼ガスは、燃焼空間30を流れて 気管11から排気されるが、燃焼空間30から排 管11に至る中途において、内管20の予熱領域 Pで内管20の管壁を介して、燃焼用ガス(未燃 ス)Gとの熱交換が行われる。
 これにより、供給路21における燃焼用ガスG 、高温に予熱された状態で孔部24から噴出 ることになり、火炎Fの安定性が増し、狭隘 燃焼空間30に噴出されても、未燃分を生じ せることなく、安定に燃焼することができ 。

 このように本実施の形態では、内管20の管 に形成された孔部24からブラフボディ50の凹 面50Aに向けて燃焼用ガスGを噴出させ、よど み点Sに火炎Fを保持させるため、多孔質管を ける場合のようにコストアップを招くこと く、流量を変えた場合でも容易に安定した 炎Fを形成・保持することが可能になる。加 えて、本実施形態では、燃焼量を増加させる ためには、孔部24の数を増やすだけで済む。 って、構成部品も少なく、構造もシンプル あることから、燃焼加熱器1の製造コストも 抑えることができるとともに、多孔質管を用 いた場合のように、燃焼用ガスGの供給圧を 幅に上げる必要もなく、低圧の都市ガスラ ンであっても十分に適用可能になる。
 また、各内管20の外周面20Aに輻射促進層20B 設けられ、外管10の内周面10Aにも輻射促進層 10Bが設けられているため、燃焼空間30の熱を 果的に外管10に吸収させることが可能にな 、外管10を介した加熱効率を一層向上させる ことができる。

(第7実施形態)
 続いて、燃焼加熱器1の第7実施形態につい 図7を参照して説明する。
 なお、この図において、図に示す第6実施形 態の構成要素と同一の要素については同一符 号を付し、その説明を省略する。
 第7実施形態と上記の第6実施形態とが異な 点は、外管10の中心軸上に内管20と同様の円 を配置したことである。

 すなわち、図7Cの部分拡大図に示すよう 、本実施形態では、外管10の中心軸に軸線を 合致させ、且つ内管20と間隔をあけて内管(よ どみ点形成部材)120が配置されている。内管12 0は、先端が閉塞された有底円筒形状を呈し おり、基端側には、上述した燃焼用ガスGを 部の供給路121に供給する予混合気供給機構( 図示せず)が接続されている。また、内管120 外周面120Aには、上記輻射促進層20Bと同様の 射促進層120Bが設けられている。

 また、内管120は、周囲に配された各配管20 対向する位置に燃焼用ガスGを噴出する孔部1 24がそれぞれ形成されている。この孔部124は 図7Dに示すように、軸方向については、各 管20に対して孔部24とは対向せずに外周面20A 対向する位置に形成されている。すなわち 内管20の孔部24も、内管120の孔部124とは対向 せずに外周面120Aと対向している。
 他の構成は、内管20の外周面20Aに輻射促進 20Bが設けられ、外管10の内周面10Aに輻射促進 層10Bが設けられる点も含めて上記第6実施形 と同様である(ただし、図7Bにおいては、輻 促進層10B、20B、120Bは図示略)。

 上記構成の燃焼加熱器1においては、予混 合気供給機構から内管20の供給路21に供給さ た燃焼用ガスGは、それぞれ孔部24から内管12 0の外周面120Aに向けて噴出される。この外周 120Aには、燃焼用ガスGのよどみ点Sが形成さ 、燃焼用ガスGはよどみ点Sで分岐して外周 120Aに沿って流れる。

 一方、内管120の供給路121に供給された燃 用ガスGは、それぞれ孔部124から内管20の外 面20Aに向けて噴出される。この外周面20Aに 、燃焼用ガスGのよどみ点Sが形成され、燃 用ガスGはよどみ点Sで分岐して外周面20Aに沿 って流れる。つまり、本実施形態では、内管 120のみならず、内管20もよどみ点形成部材と て作用する。

 そして、よどみ点S近傍の燃焼用ガスGに着 することにより、よどみ点Sにおいて火炎を 成・保持させる。このとき、よどみ点Sにお けるガスの流速はゼロであるため、形成した 火炎はよどみ点Sに安定して保持される。
 そして、よどみ点Sで分岐した燃焼用ガスG 、ガス圧が相対的に低い外管10の内周面10A側 の燃焼空間30に流れる。燃焼したガスは、排 管11から排気される。

 このように、本実施形態では、上記第6実施 形態と同様の作用・効果が得られることに加 えて、内管120からも燃焼用ガスGが噴出され ため、より効果的に加熱することが可能に る。また、周囲に配置された内管20の外周面 20Aにもよどみ点Sが形成されて火炎が形成・ 持されるため、より広範囲に、且つ安定し 火炎を形成・保持することができる。
 なお、内管20の孔部24と、内管120の孔部124と は、互いに対向する位置に設けてもよいが、 よどみ点Sをより安定して形成するためには 互いに外周面120A、20Aに対向する位置に設け ことが好ましい。

(第8実施形態)
 続いて、燃焼加熱器1の第8実施形態につい 図8を参照して説明する。
 なお、この図において、図6に示す第6実施 態の構成要素と同一の要素については同一 号を付し、その説明を省略する。

 図8Bに示すように、本実施形態では、外管1 中心軸上に内管を設けずに、中心軸周りに 方向に互いに間隔をあけて内管20が複数(こ では60°間隔で6つ)設けられている。
 各内管20は、図8Cの部分拡大図に示すように 、隣り合う内管20と対向する位置にそれぞれ 焼用ガスGを噴出する孔部24が設けられてい 。
 また、孔部24の軸方向の位置については、 7実施形態と同様に、噴出した燃焼用ガスGが 隣り合う内管20の外周面20Aに衝突するように 先に図7Dの部分拡大図に示したように、隣 合う内管20同士で互い違いに配置することが 好ましい。
 他の構成は、内管20の外周面20Aに輻射促進 20Bが設けられ、外管10の内周面10Aに輻射促進 層10Bが設けられる点も含めて上記第6実施形 と同様である(ただし、図8Bにおいては、輻 促進層10B、20Bは図示略)。

 上記の構成の燃焼加熱器1においては、上 記第6実施形態と同様の作用・効果が得られ ことに加えて、よどみ点S及び火炎がより放 管としての外管10に近接した位置に形成さ ることになるため、外管10を介してより熱を 取り出しやすくなり、加熱効率を向上させる ことが可能になる。

 以上、添付図面を参照しながら本発明に る好適な実施形態について説明したが、本 明は係る例に限定されないことは言うまで ない。上述した例において示した各構成部 の諸形状や組み合わせ等は一例であって、 発明の主旨から逸脱しない範囲において設 要求等に基づき種々変更可能である。

 例えば、上記第2実施形態では、孔部24の他 第2孔部25を設ける構成について説明したが これに限定されるものではなく、例えば第3 実施形態~第8実施形態で示した内管20につい も、孔部24の他に第2孔部を設ける構成とし もよい。
 同様に、上記第3実施形態では、内管20の先 側に支持板40を設ける構成としたが、第4乃 第8実施形態においても、先端側を支持板を 支持する構成とすることにより、第3実施形 と同様の作用・効果を奏することが可能に る。

 また、上記実施形態では、いずれも内管2 0が外管10に対して偏心して配置されることに より、外周面20Aが外管10の内周面10Aに対して も距離が短い第1領域22が形成される構成と たが、これに限られるものではなく、同心 配置する構成としてもよい。

 また、上記実施形態では、内管20の外周面20 A及び外管10の内周面10Aの双方に輻射促進層を 設ける構成として説明したが、これに限られ ず、内管20の外周面20Aのみに輻射促進層を設 る構成であってもよい。
 さらに、上記実施形態では、輻射促進面が 射促進層10B、20B(120B)で形成される構成とし 説明したが、これ以外にも、例えば外管10 び内管20、120が輻射促進層10B、20B、120Bを形 する材料で構成され、内周面10A、外周面20A 120A自身が輻射促進特性を有する構成であっ もよい。

 また、上記実施形態では、いずれも内管2 0を外管10に対して偏心して配置する構成とし たが、これに限定されるものではなく、例え ば図9に示すように、孔部24が放射状に配され 輻射促進層20Bを有する内管20を、輻射促進層1 0Bを有する外管10と同心に配置する構成とし もよい。

 以上説明した通り、本発明の燃焼加熱器 よれば、内管の過度の高温化を抑制し、ま 加熱効率も向上させることが可能になる。