燃燒加熱器的制造方法
【專利摘要】燃燒加熱器(110)具備：加熱板(126)；配置板(120)，其與加熱板相向配置；外周壁(122)，其沿加熱板以及配置板的外周配置；分隔板(124)，其在由加熱板、配置板以及外周壁包圍的空間內(nèi)，與加熱板以及配置板相向配置，通過與配置板之間的空隙形成導入部(134)，并且通過與加熱板之間的空隙形成導出部(142)；連通部(136)，其將導入部與導出部連通；燃燒室(138)，其在連通部附近的導出部側燃燒燃料氣體；以及火焰保持部(140)，其設于燃燒室，維持燃燒室中燃料氣體的燃燒。
【專利說明】燃燒加熱器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及使燃料燃燒以加熱被燒成物的燃燒加熱器。
[0002]本申請基于在日本于2011年7月27日申請的日本特愿2011-163867號而要求優(yōu)先權，將其內(nèi)容援引于此。
【背景技術】
[0003]一直以來，利用使燃料氣體燃燒的燃燒熱加熱輻射體，利用來自輻射體的輻射面的輻射熱加熱工業(yè)材料、食品等的氣體加熱器得到廣泛普及。
[0004]另外，提案有利用排氣的熱量將燃燒前的燃料氣體預熱以提高熱效率的技術(例如，專利文獻I)。在專利文獻I中，記載了如下構成，該構成具備與配置于本體外周的外周壁相接的燃燒室、將燃料氣體從本體中央導引至燃燒室的導入部、以及將燃燒后的排氣集中于本體中央并導引至本體外的導出部，使導入部與導出部以分隔板為邊界而鄰接。
[0005]現(xiàn)有技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本特許第4494346號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的問題
例如，在上述專利文獻I的構成等的燃燒加熱器中，通過在燃燒室中使從導入部流入的燃料氣體沖突并滯留于外周壁而保持火焰。在該情況下，必須使燃燒室接近外周壁。
[0007]另外，例如，如果能夠使燃燒室與外周壁隔離，則抑制從燃燒室經(jīng)由外周壁向燃燒加熱器外的散熱，能夠期待進一步的熱效率提高。
[0008]如此，若燃燒室的配置自由度能夠增加，則進一步的效率化的可能性變大，因而在燃燒加熱器的燃燒室配置中，追求設計上的自由度的提高。
[0009]本發(fā)明的目的在于提供能夠提高燃燒室的配置自由度的燃燒加熱器。
[0010]用于解決問題的方案
本發(fā)明的第一方式所涉及的燃燒加熱器具備:加熱板；配置板，其與加熱板相向配置；外周壁，其沿加熱板以及配置板的外周配置；分隔板，其在由加熱板、配置板以及外周壁包圍的空間內(nèi)，與加熱板以及配置板相向配置，通過與配置板之間的空隙形成導入部，并且通過與加熱板之間的空隙形成導出部；連通部，其將導入部與導出部連通；燃燒室，其在連通部附近的導出部側燃燒燃料氣體；以及火焰保持部，其設于燃燒室，維持燃燒室中燃料氣體的燃燒。
[0011]在本發(fā)明的第二方式所涉及的燃燒加熱器中，在上述第一方式中，連通部是設于分隔板的一個或多個貫通孔。
[0012]在本發(fā)明的第三方式所涉及的燃燒加熱器中，在上述第一或第二方式中，火焰保持部還可以包含設于加熱板的與連通部相向的位置的凹陷。[0013]在本發(fā)明的第四方式所涉及的燃燒加熱器中，在上述第一至第三的任一方式中，火焰保持部還可以包含催化劑。
[0014]在本發(fā)明的第五方式所涉及的燃燒加熱器中，在上述第一至第四的任一方式中，火焰保持部還可以包含多孔體。
[0015]發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，能夠提高燃燒室的配置自由度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是示出本發(fā)明的第一實施方式中的燃燒加熱系統(tǒng)的外觀例的立體圖。
[0017]圖2是用于說明本發(fā)明的第一實施方式中的燃燒加熱系統(tǒng)構造的圖。
[0018]圖3是圖1的II1-1II線截面圖。
[0019]圖4A是用于說明連通部以及火焰保持部的圖。
[0020]圖4B是用于說明連通部以及火焰保持部的圖。
[0021]圖5是圖3的局部放大圖。
[0022]圖6是用于說明本 發(fā)明的第二實施方式中的燃燒加熱器的圖。
[0023]圖7是用于說明本發(fā)明的第三實施方式中的燃燒加熱器的圖。
[0024]圖8是用于說明本發(fā)明的第四實施方式中的燃燒加熱器的圖。
【具體實施方式】
[0025]以下，參照附圖詳細地說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。此外，在以下附圖中，為了使各部件為能夠識別的大小，適當變更各部件的比例尺。此外，在本說明書以及附圖中，對于具有實質(zhì)上相同的功能、構成的要素，通過附以相同符號以省略重復說明，另外與本發(fā)明無直接關系的要素省略圖示。
[0026](第一實施方式:燃燒加熱系統(tǒng)100)
圖1是示出第一實施方式中的燃燒加熱系統(tǒng)100的外觀的立體圖。本實施方式中的燃燒加熱系統(tǒng)100是城市氣(都市力' ^ )等與作為燃燒用氧化劑氣體的空氣在供給至本體容器之前混合的預混合類型。然而，燃燒加熱系統(tǒng)100不限于此種情況，也可以是所謂進行擴散燃燒的擴散類型。
[0027]如圖1所示，燃燒加熱系統(tǒng)100為將多個(在圖1中為兩個)燃燒加熱器110并列連接而成，接受城市氣等與空氣的混合氣體(以下，稱為“燃料氣體”)的供給，通過燃料氣體在各燃燒加熱器110中燃燒而被加熱。而且，在燃燒加熱系統(tǒng)100中，對由該燃燒產(chǎn)生的排氣進行回收。
[0028]圖2是用于說明本發(fā)明的第一實施方式中的燃燒加熱系統(tǒng)100構造的圖。如圖2所示，燃燒加熱系統(tǒng)100具備配置板120、外周壁122、分隔板124、以及加熱板126。
[0029]配置板120為由耐熱性以及耐氧化性高的素材(例如不銹鋼(SUS =StainlessUsed Steel))、導熱率低的素材等形成的平板狀部件。
[0030]外周壁122由具有其外周面與配置板120的外周面成為同一面的外形的薄板狀部件構成，如圖所示地層疊于配置板120。在該外周壁122，設有兩個孔122a(貫通孔)，孔122a的內(nèi)周具有跑道(track)形狀(由大致平行的兩個線段和連接該兩個線段的端部彼此的兩個圓弧(半圓)構成的形狀)，沿厚度方向(外周壁122與配置板120的層疊方向)貫通。
[0031]分隔板124與配置板120同樣地，由耐熱性以及耐氧化性高的素材(例如，不銹鋼)、導熱率高的素材(例如，黃銅等)形成。而且，分隔板124是具有嵌合于外周壁122的孔122a內(nèi)周面的外形的薄板狀部件。因此，分隔板124通過嵌合于外周壁122的孔122a而與配置板120大致平行地配置于外周壁122內(nèi)側。
[0032]加熱板126與配置板120同樣地，由使用耐熱性以及耐氧化性高的素材(例如，不銹鋼)、導熱率高的素材(例如，黃銅等)而形成的薄板狀部件構成。
[0033]而且，加熱板126具有其外周面與配置板120以及外周壁122的外周面成為同一面的外形，層疊于外周壁122以及分隔板124。此時，加熱板126以及配置板120相互大致平行(用于引起本實施方式中的超焓(超過- >夕> C )燃燒的實質(zhì)平行)地相向配置。另外，外周壁122沿加熱板126以及配置板120的外周配置，分隔板124在由加熱板126、配置板120以及外周壁122包圍的空間內(nèi)與加熱板126以及配置板120相向配置。
[0034]此種配置板120、分隔板124以及加熱板126若在之間形成空隙，則還可以傾斜地相向配置。另外，配置板120、分隔板124以及加熱板126對其厚度沒有限制，不限于平板，以厚度變化的方式形成也可。
[0035]如此，利用加熱板126以及配置板120閉塞外周壁122的上下而構成燃燒加熱系統(tǒng)100的本體容器。而且，與外周壁122的外表面面積相比，上下壁面(加熱板126以及配置板120的外表面)面積較大。即，上下壁面占據(jù)本體容器外表面的大部分。
[0036]另外,將兩個燃燒加熱器110并列連接而構成燃燒加熱系統(tǒng)100，在兩個燃燒加熱器110之間的連接部位，形成將連接了的燃燒加熱器110內(nèi)的密閉空間連通的火焰轉移部128。但是，雖說是密閉空間，但當在氣體中使用時，不一定需要完全密閉。在本實施方式的燃燒加熱系統(tǒng)100中，例如，通過點火器(未圖示)等點火裝置的一次點火，火焰蔓延至通過火焰轉移部128而連接的燃燒加熱器110而點火。如上所述，雖然在燃燒加熱系統(tǒng)100設置兩個燃燒加熱器110，但是由于兩個燃燒加熱器110為相同構成，故以下說明一個燃燒加熱器110。
[0037]圖3是圖1的II1-1II線截面圖。如圖3所示，在配置板120，設有在燃燒加熱器110的中心部沿厚度方向貫通的流入孔132。流通燃料氣體的第一配管部130連接于該流入孔132，燃料氣體經(jīng)由流入孔132而被導引至燃燒加熱器110的本體容器內(nèi)。
[0038]在本體容器內(nèi)，導入部134與導出部142被分隔板124分隔而鄰接地形成。之后說明分隔板124、導入部134以及導出部142的位置關系。
[0039]導入部134由配置板120與分隔板124之間的空隙形成，將從流入孔132流入的燃料氣體放射狀地導引至燃燒室138。
[0040]在本實施方式中，連通部136是設于分隔板124的一個或多個貫通孔。而且，連通部136將導入部134與導出部142連通。
[0041]燃燒室138配置于由配置板120、加熱板126以及外周壁122包圍的空間內(nèi)。另夕卜，燃燒室138配置于連通部136附近的導出部142側。在燃燒室138的任意位置，設置發(fā)火裝置(未圖示)。而且，在燃燒室138中，從導入部134導入的燃料氣體燃燒，將由該燃燒產(chǎn)生的排氣朝導出部142導出。[0042]火焰保持部140設于燃燒室138，維持燃燒室138中燃料氣體的燃燒。在本實施方式中，火焰保持部140是設于加熱板126中與連通部138相向的位置的凹陷。
[0043]圖4A、圖4B是用于說明連通部136以及火焰保持部140的圖。在圖4A、圖4B中，示出使加熱板126和分隔板124的加熱板126與分隔板124的相向面朝向正面的正視圖。如圖4A所示，作為設于加熱板126的凹陷(以陰影線示出)的火焰保持部140例如形成為與分隔板124的外形相似的跑道形狀。另外，連通部136也以與火焰保持部140相向的方式配置為跑道形狀(在圖4A中，以虛線示出連接連通部136中心的假想線)。
[0044]而且，連通部136所配置的位置不限于跑道形狀，如圖4B所示，還可以以構成列的方式排列于分隔板124。在該情況下，火焰保持部140還可以是例如設于與各連通部136相向的位置的多個圓形凹陷。另外，連通部136以及火焰保持部140還可以配置為同心圓狀等任意位置。
[0045]另外，如圖3所示，導出部142由加熱板126與分隔板124之間的空隙形成，將由燃燒室138中的燃燒產(chǎn)生的排氣集中于燃燒加熱器110的中心部。
[0046]如上所述，在本體容器內(nèi)，導入部134與導出部142鄰接地形成，因而能夠將排氣的熱通過分隔板124而傳遞至燃料氣體，將燃料氣體預熱。
[0047]輻射面144為加熱板126外側的面，通過流通導出部142的排氣或燃燒室138中的燃燒而被加熱，對被燒成物傳遞輻射熱。
[0048]在分隔板124，設有在燃燒加熱器110的中心部沿厚度方向貫通的排氣孔146。在該排氣孔146，第二配管部148嵌合于內(nèi)周部分。而且，對輻射面144進行加熱之后的排氣經(jīng)由排氣孔146而被導出至燃燒加熱器110外。
[0049]第二配管部148配置于第一配管部130內(nèi)部。即，通過第一配管部130與第二配管部148形成雙重管。另外，第二配管部148還具有將排氣的熱量傳遞至流過第一配管部130的燃料氣體的功能。
[0050]在此，配置板120的形成流入孔132的部位(緣部)固定于第一配管部130端部，分隔板124的排氣孔146固定于與第一配管部130相比突出的第二配管部148頂端，配置板120與分隔板124隔離第一配管部130的頂端與第二配管部148的頂端的差分的量。
[0051]此外，在本實施方式中，流入孔132設于配置板120，排氣孔146設于分隔板124，但也可以是流入孔132設于分隔板124，排氣孔146設于加熱板126。在該情況下，將第一配管部130以及第二配管部148從加熱板126側貫通插入導入部134以及導出部142，第一配管部130配置于第二配管部148內(nèi)部也可。另外，第一配管部130或第二配管部148也可以各自另行設置，在該情況下，流入孔132配置于配置板120或分隔板124中的任一個，排氣孔146配置于加熱板126以及分隔板124中的任一個即可。
[0052]接著，具體地說明燃料氣體以及排氣的流動。圖5是圖3的局部放大圖。圖5示出圖3左側的一部分的放大圖。在圖5中，留白箭頭表示燃料氣體的流動，以灰色涂色的箭頭表示排氣的流動，以黑色涂色的箭頭表示熱量的移動。若將燃料氣體導入第一配管部130，則燃料氣體從流入孔132流入導入部134，在沿水平方向放射狀地擴展的同時朝連通部136流動。而且，燃料氣體通過連通部136，與燃燒室138的火焰保持部140沖突，流速降低(滯留)。
[0053]在燃燒室138中因點火的火焰而燃燒之后，燃料氣體變?yōu)楦邷氐呐艢?，排氣在流過導出部142并對加熱板126的輻射面144傳熱之后，通過排氣孔146從第二配管部148被導出至外部。
[0054]分隔板124由比較易于導熱的素材形成，通過導出部142的排氣的熱量經(jīng)由分隔板124而傳遞至通過導入部134的燃料氣體。即，流過導出部142的排氣和流過導入部134的燃料氣體隔著分隔板124而成為相向流(逆流(counter flow))。因而，能夠利用排氣的熱量將燃料氣體高效地預熱，能夠獲得較高的熱效率。通過如此在預熱之后燃燒燃料氣體的所謂超焓燃燒，能夠使燃料氣體的燃燒穩(wěn)定化，將因不完全燃燒而產(chǎn)生的CO (—氧化碳)濃度抑制為極低濃度。
[0055]另外，本實施方式的燃燒加熱器110在加熱板126具備包括凹陷的火焰保持部140，若使燃料氣體與該凹陷沖突，則和與平面沖突的情況相比，燃料氣體難以擴散。因而，能夠使所述燃料氣體產(chǎn)生滯留，能夠保持火焰。因而，即使與外周壁122隔離地設置燃燒室138，也能夠保持火焰，燃燒室138的配置自由度即燃燒加熱器110的設計自由度高。而且，若像本實施方式這樣，使連通部136以及燃燒室138的位置與外周壁122分離地進行配置，則能夠抑制從外周壁122的散熱，提高熱效率。
[0056]另外，根據(jù)本實施方式的燃燒加熱器110，由于能夠以將凹陷設于加熱板126等簡易的構成進行火焰保持，故也不需要特別的制造成本以進行火焰保持。而且，燃燒加熱器110能夠通過凹陷吸收熱膨脹，而且輻射面積變大。因而，排氣的接觸面積變大，從排氣向加熱板126的傳熱效率提高，能夠提高輻射效率。
[0057]另外，在燃燒加熱器110中，通過使連通部136為貫通孔，能夠以對分隔板124進行穿孔等簡易的處理制作連通部136，能夠降低制造成本。而且，通過設置多個連通部136的構成，形成多個對輻射面144進行加熱的火焰。因此，燃燒加熱器110能夠使輻射面144的加熱均勻化。
[0058](第二實施方式)
接著，說明第二實施方式中的火焰保持部240。在第二實施方式中，由于火焰保持部240與上述第一實施方式不同,故在此對與上述第一實施方式相同的構成省略說明,僅僅對構成不同的火焰保持部240進行說明。
[0059]圖6是用于說明第二實施方式中的燃燒加熱器210的圖。如圖6所示，本實施方式的火焰保持部240例如包含白金、釩等催化劑而構成。如此，通過將催化劑配置于燃燒室138的構成，在燃燒加熱器210中，燃燒穩(wěn)定化，能夠擴大能夠燃燒的燃料氣體的濃度、溫度的范圍。
[0060]另外，在本實施方式中，也能夠實現(xiàn)與上述第一實施方式同樣的作用效果。S卩，燃燒加熱器210具備火焰保持部240，燃燒室138的配置自由度高。因此，例如，能夠使連通部136以及燃燒室138的位置與外周壁122分離地進行配置，能夠抑制從外周壁122的散熱，提聞熱效率。
[0061](第三實施方式)
接著，說明第三實施方式中的火焰保持部340。在第三實施方式中，由于火焰保持部340與上述第一實施方式不同,故在此對與上述第一實施方式相同的構成省略說明,僅僅對構成不同的火焰保持部340進行說明。
[0062]圖7是用于說明第三實施方式中的燃燒加熱器310的圖。如圖7所示，本實施方式的火焰保持部340包含多孔體而構成。多孔體例如包括將金屬編織物(metal knit)、燒結金屬、陶瓷、金屬絲網(wǎng)、沖孔金屬網(wǎng)(punching metal)、波形板組合的物體。通過將多孔體配置于燃燒室138的構成，在燃燒加熱器110中，火焰保持性提高，燃燒穩(wěn)定化。
[0063]另外，在本實施方式中，也能夠實現(xiàn)與上述第一實施方式同樣的作用效果。
[0064](第四實施方式)
接著，說明第四實施方式中的連通部436。在第四實施方式中，由于連通部436與上述第一實施方式不同，故在此對與上述第一實施方式相同的構成省略說明，僅僅對構成不同的連通部436進行說明。
[0065]圖8是用于說明第四實施方式中的燃燒加熱器410的圖。如圖8所示，在本實施方式中，在分隔板124與外周壁122之間設置間隙，作為連通部436。在該情況下，通過如本實施方式這樣作為火焰保持部240而設置催化劑，或者設置多孔體，能夠使燃燒室138的配置遠離外周壁122，接近排氣孔146側。在此情況下，通過火焰保持部240抑制逆火，不需要防止逆火的節(jié)氣門等構成。
[0066]另夕卜，例如，還可以在分隔板124的與燃燒室138相比外周壁122側設置縮小導出部142的流路的突起部。通過此種構成，通過燃料氣體以環(huán)繞突起部的方式流動而在突起部的燃燒室138側產(chǎn)生滯留，火焰保持性進一步提高。
[0067]另外，在本實施方式中，也能夠實現(xiàn)與上述第一實施方式同樣的作用效果。
[0068]以上，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行了說明，但無需贅言，本發(fā)明不限于此種實施方式。顯然，本領域技術人員能夠在專利權利要求所記載的范疇內(nèi)想到各種變更例或修正例，認為它們也當然屬于本發(fā)明的技術范圍內(nèi)。
[0069]例如，在上述各實施方式中，雖然對通過凹陷、多孔體、催化劑中的任一個構成火焰保持部的情況進行了說明，但是火焰保持部也可以包含凹陷、多孔體、催化劑中的多個。另外，火焰保持部的構成不限于凹陷、多孔體、催化劑。不管怎樣，火焰保持部是在燃燒室內(nèi)使燃料氣體的流動停滯，能夠進行火焰保持的構成即可。
[0070]另外，在上述實施方式中，雖然將連續(xù)設置兩個燃燒加熱器110的燃燒加熱系統(tǒng)100舉作例子，但也可以不采用燃燒加熱系統(tǒng)100，以單體使用燃燒加熱器110。
[0071]產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
本發(fā)明能夠利用于使燃料燃燒以加熱被燒成物的燃燒加熱器。
[0072]符號說明 110燃燒加熱器 120配置板
122外周壁 124分隔板 126加熱板 134導入部 136,436連通部 138燃燒室
140、240、340火焰保持部
142導出部。
【權利要求】
1.一種燃燒加熱器，具備: 加熱板； 配置板，其與所述加熱板相向配置； 外周壁，其沿所述加熱板以及所述配置板的外周配置； 分隔板，其在由所述加熱板、所述配置板以及所述外周壁包圍的空間內(nèi)，與所述加熱板以及所述配置板相向配置，通過與所述配置板之間的空隙形成導入部，并且通過與所述加熱板之間的空隙形成導出部； 連通部，其將所述導入部與所述導出部連通； 燃燒室，其在所述連通部附近的所述導出部側燃燒所述燃料氣體；以及 火焰保持部，其設于所述燃燒室，維持所述燃燒室中所述燃料氣體的燃燒。
2.根據(jù)權利要求1所述的燃燒加熱器，其中，所述連通部是設于所述分隔板的一個或多個貫通孔。
3.根據(jù)權利要求1所述的燃燒加熱器，其中，所述火焰保持部包含設于所述加熱板的與所述連通部相向的位置的凹陷。
4.根據(jù)權利要求2所述的燃燒加熱器，其中，所述火焰保持部包含設于所述加熱板的與所述連通部相向的位置的凹陷。
5.根據(jù)權利要求1所述的燃燒加熱器，其特征在于，所述火焰保持部包含催化劑。
6.根據(jù)權利要求2所述的燃燒加熱器，其特征在于，所述火焰保持部包含催化劑。
7.根據(jù)權利要求3所述的燃燒加熱器，其特征在于，所述火焰保持部包含催化劑。
8.根據(jù)權利要求4所述的燃燒加熱器，其特征在于，所述火焰保持部包含催化劑。
9.根據(jù)權利要求1至8中的任一項所述的燃燒加熱器，其特征在于，所述火焰保持部包含多孔體。
【文檔編號】F23D14/02GK103688108SQ201280036562
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年7月25日 優(yōu)先權日:2011年7月27日
【發(fā)明者】佐藤公美, 加藤壯一郎, 山崎秀作, 三好一雄 申請人:株式會社 Ihi