專利名稱：燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在現(xiàn)有的此種燃燒器中，(1)將空氣和燃料以爆炸界限范 圍內(nèi)的濃度混合，將此混合氣體以電火花等點火手段點火并形成火焰， 然后使上述空氣和燃料的混合氣體繼續(xù)燃燒的燃燒器，(2)使在預(yù)熱 的空氣中混合燃料而成的預(yù)熱混合氣體通過燃燒催化劑燃燒的燃燒 器，(3)將主燃燒器的加熱管的外側(cè)由輔助燃燒器加熱到通常燃料的 著火溫度以上，在主燃燒器中使燃料和空氣的混合氣體與上述已加熱 的加熱管接觸而使燃燒繼續(xù)的燃燒器，(4)通過使燃料和空氣的混合 氣體與已加熱到燃料的著火溫度以上的管接觸而燃燒使燃燒的氣體在 管的端部進行U型轉(zhuǎn)彎來加熱管，使燃燒繼續(xù)的燃燒器(日本特開平 10—26309號公報)等已被眾所周知。在上述現(xiàn)有的燃燒器中，作為在現(xiàn)在已進行開發(fā)的家庭用 小型燃料電池系統(tǒng)的燃料改進裝置中使用的鍋爐的燃燒器，不能夠滿 足要求。
0005其理由是，因為在此種裝置中使用的燃燒器中，除了要求 小型且燃燒室的容積小以外，還要求周圍的壁面的溫度是110~180°C 左右的低溫，所以對燃燒來說處于非常不利的條件下，同時，要求NOx 濃度低的完全燃燒。再有，是因為燃燒室的容積小意味著易受壓力變動的影壓力變動，燃料的流動會暫時停止因 而火焰消失，導(dǎo)致燃燒停止，不產(chǎn)生蒸氣。在上述燃燒中使用液體燃料(例如燈油)的情況下，雖然 此燃料自身是在常溫的狀態(tài)下供給的，但是燃燒用空氣是預(yù)熱到 200 250。C左右供給的。在此實施例的結(jié)構(gòu)中也能夠使用氣體燃料。已點火的混合氣體開始燃燒，該燃燒氣體在陶瓷燃燒筒14 的內(nèi)部沿其內(nèi)周壁向上方流動。其結(jié)果，陶瓷燃燒筒14自身將被升溫 到催化劑活性溫度以上。因此，即使在陶瓷燃燒筒14已被進行了升溫 的時刻停止由點火棒28進行的點火，通過來自文丘里管型混合器23 的混合氣體與已被上升到催化劑活性溫度以上的陶瓷燃燒筒14的內(nèi) 周面接觸，也將與此混合氣體立即產(chǎn)生氧化反應(yīng)，繼續(xù)燃燒。對于在上述實施例中所示的燃燒器4，如果列舉作為家庭 用的燃料電池系統(tǒng)的產(chǎn)生蒸氣用的燃燒器的一個例子的各構(gòu)件的尺 寸，則陶瓷燃燒筒14的內(nèi)徑是20mm，厚度是2.5mm，長度是40 mm， 而覆蓋體10的內(nèi)徑是50mm,而且，

圖1所示的H的尺寸是10mm， L的尺寸是15mm。
[0044以上，圖l所示的燃燒器，是表示適用于家庭用的燃料電 池系統(tǒng)的產(chǎn)生蒸氣用的鍋爐主體1的例子的燃燒器，是使充滿在此鍋 爐主體1的熱媒體套管5中的水沸騰，并將產(chǎn)生的蒸氣由與熱媒體套 管5的上部連接著的蒸氣管導(dǎo)出的燃燒器。在此情況下，為了長期使 用覆蓋體10,需要盡可能地將從高溫氣體接受熱傳遞給熱媒體套管5 一側(cè)，但是在本實施例中，通過在鋼制的覆蓋體IO的外周面上涂覆放 射促進性涂料，例如放射率在92%以上的放射涂料，即使在燃燒部11 中產(chǎn)生理論燃燒溫度為1600。C的燃燒氣體，也能夠使覆蓋體10的壁 部的溫度在950。C以下，所以通過涂覆放射促進性涂料，覆蓋體10能 夠經(jīng)得起長期的使用。
[0045圖2是表示使用本發(fā)明的燃燒器4的鍋爐的一個實施例的 圖，在鍋爐主體1的內(nèi)筒2內(nèi)且在燃燒部11的上方，為配置了由多個 水管33、 33…構(gòu)成的熱交換部34。另外，在內(nèi)筒2的內(nèi)側(cè)連接著排氣 管40。
在熱交換部34的上方設(shè)置有水箱35，在此水箱35上連接著水的 供給管36。而且，熱交換部34的各水管33的入口部33a與水箱35 連接著，其出口部與出口室37連接著。此出口室37是形成在支承熱 交換部34的支承板39的上部與水箱35的底部之間的空間，在氣液混 合的狀態(tài)下從鍋爐主體1的熱媒體套管5蒸發(fā)出來的氣體和在氣液混 合的狀態(tài)下從熱交換部34的出口蒸發(fā)出來的氣體都在出口室37被進 行氣液分離。而且，由于出口室37由導(dǎo)管38與熱媒體套管5的下部
10連通著，所以被進行了分離的液狀的媒體(熱水)進行循環(huán)并吸收用 于蒸發(fā)的熱。另一方面，液體大部分被進行了分離的氣液混合的蒸氣，
在鍋爐主體1的內(nèi)筒2和水箱35的外筒部之間的空間上升，在水箱 35的上部被進行氣液分離，被進行了分離的蒸氣從蒸氣排出管41排 出到外部，被進行了分離的熱水存留在水箱35內(nèi)。
[0046在這樣的鍋爐中，從燃燒器4的燃燒部11流入到鍋爐主 體l的內(nèi)筒2內(nèi)的燃燒氣體的熱，能夠從內(nèi)筒2的里面直接作用在熱 4某體套管5上，同時，在熱交換部34內(nèi)也被進行熱交換而預(yù)熱向熱媒 體套管5供給的水，能夠有效地使用在燃燒部11中產(chǎn)生的燃燒氣體的 熱。
[0047在上述實施例中，在燃燒器4的燃燒部11中，由于把陶 瓷燃燒筒14的長度取為適當(dāng)?shù)拈L度，所以在只在那里就能夠使從燃料 供給部12的文丘里管型混合器23供給的混合氣體燃燒到幾乎沒有未 燃燒部分的狀態(tài)的情況下，能夠省略用于構(gòu)成燃燒室13的覆蓋體10 (對于省略了覆蓋體10的實施例將在后面敘述)。
[0048另外，即使在具有覆蓋體10的情況下，如果進行在此覆 蓋體10內(nèi)構(gòu)成的燃燒室內(nèi)的燃燒，燃燒氣體中的未燃燒部分能夠完全 被燃燒，則也可以堵塞覆蓋體10的通孔17且不放入催化劑層18。
[0049在以上的實施例中，在陶瓷燃燒筒14的出口側(cè)設(shè)置了覆 蓋體IO， 但如上所述，在燃燒器4的燃燒部11中，通過把燃燒器4 的長度取為i￡當(dāng)?shù)拈L度，在只在那里就能夠使從燃料供給部12的文丘 里管型混合器23供給的混合氣體燃燒到幾乎沒有未燃燒部分的狀態(tài) 的情況下，能夠省略用于構(gòu)成燃燒室13的覆蓋體10。將此作為第二 實施例表示在圖3中，在圖3所示的第二實施例中，陶瓷燃燒筒14 的出口側(cè)，由在內(nèi)部具有用于將來自陶瓷燃燒筒14的燃燒氣體向半徑 方向外側(cè)導(dǎo)出的多個導(dǎo)向通路19的絕熱體15d封閉著。從此絕熱體 15d向圓周方向外側(cè)導(dǎo)出的燃燒氣體，在向圖3的上方排出的過程中， 將在內(nèi)筒2和外筒3之間的空間內(nèi)在圓周方向隔開間隔地配置多個垂 直下降水管42而成的鍋爐主體1的內(nèi)筒2、和配置在此鍋爐主體1的中央?yún)^(qū)域的多個水管33的各外壁加熱。
[0050另夕卜，在圖3的第二實施例中，與圖1的第一實施例不同， 對于不能期待陶瓷燃燒筒14成為具有作為氧化催化劑發(fā)揮作用的溫 度以上的情況的燃燒部11的上游區(qū)域，省略了陶瓷燃燒筒14，取而 代之在其省略的部分上，形成了絕熱體15a與陶瓷燃燒筒14的內(nèi)徑相 同的燃燒路。這樣的結(jié)構(gòu)，因為能夠節(jié)約陶瓷燃燒筒的材料費，所以 在成本方面有利。另外，此結(jié)構(gòu)也可以作為改進器的加熱用，或者利 用固態(tài)氧化物的燃料電池的起動時的加熱用來使用。
權(quán)利要求
1. 一種燃燒器，其特征在于，在具有點火器的文丘里管型的燃料·空氣混合器的下游，配置了具有氧化催化劑功能的陶瓷燃燒筒。
2. 如權(quán)利要求l所述的燃燒器，其特征在于，在文丘里管型燃料.空 氣混合器的前端設(shè)置了使混合氣體在陶瓷燃燒筒內(nèi)成為渦流的渦流發(fā) 生器。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的燃燒器，其特征在于，將陶瓷燃燒筒 的下游的前端部分由頭部被封閉的圓筒狀的覆蓋體覆蓋進而在此陶資 燃燒筒的前端周圍形成燃燒室，在此覆蓋體的圓筒狀的基端部設(shè)置了 燃燒氣體流出孔。
4. 如權(quán)利要求3所述的燃燒器，其特征在于，在覆蓋體的外周面 上涂覆了放射促進性的涂料。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的燃燒器，其特征在于，在陶資燃燒筒 和覆蓋體的基端部之間設(shè)置了氧化催化劑層。
全文摘要
一種燃燒器，由燃燒部(11)和與此燃燒部結(jié)合并供給將燃料和空氣混合的燃料/空氣混合氣體的燃料供給部(12)構(gòu)成，燃料供給部由在臨界截面部的內(nèi)周面上設(shè)置了燃料噴出孔(25)的文丘里管型混合器(23)、與此文丘里管型混合器的基端部連接著的燃燒用空氣供給口(31)、在文丘里管型混合器的前端部可產(chǎn)生火花的點火器構(gòu)成，燃燒部由與鍋爐主體等結(jié)合的框體(16)和經(jīng)絕熱體(15a、15b、15c)支承在此框體上同時一端與上述燃料供給部的文丘里管型混合器的前端連通且另一端向鍋爐主體等內(nèi)突出的陶瓷燃燒筒(14)構(gòu)成，通過將上述陶瓷燃燒筒做成具有作為氧化催化劑發(fā)揮作用的陶瓷制品，能獲得不產(chǎn)生NOx及沒有未燃燒部分的殘留、小型且穩(wěn)定的燃燒。
文檔編號F23C3/00GK101443593SQ200780017380
公開日2009年5月27日 申請日期2007年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月30日
發(fā)明者丸子三郎, 小森信吾, 山崎典宗, 松田隆彥, 直井登貴夫 申請人:株式會社日本化工設(shè)備咨詢