專利名稱：燃燒加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使燃料氣體和燃燒用空氣的預(yù)混合氣體等燃燒的燃燒加熱器。本申請 基于2008年2月1日在日本申請的專利申請2008-22976號主張優(yōu)先權(quán)，在本文中引用其 內(nèi)容。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，制造使燃料氣體和燃燒用空氣的全預(yù)混合氣體在耐熱材料制的圓管(放 熱管)內(nèi)燃燒，以該火焰使該放熱管變得紅熱的輻射管燃燒器，作為火焰不露出的細長發(fā) 熱源而被使用于加熱爐、暖氣設(shè)備等。另外，還公知使燃燒用氣體在內(nèi)管中燃燒，使燃燒氣 體的噴流沖擊在正交設(shè)置的遮蔽面上，改變流動的方向，從放熱管獲得熱的燃燒加熱器。在這種燃燒加熱器中，具有的缺點是由于燃燒在放熱管的中間部分結(jié)束，所以難 以沿著全長得到均一的溫度分布，并且容易產(chǎn)生氮氧化物(NOx)。因此，在專利文獻1中公 開了一種燃燒加熱器，其由內(nèi)部是預(yù)混合氣體的供給通路的多孔質(zhì)管和同軸地配設(shè)在多孔 質(zhì)管的外周的放熱管組成，使從多孔質(zhì)管放射狀噴出的成為層流的預(yù)混合氣體在放熱管和 多孔質(zhì)管的中間的火焰?zhèn)鞑ニ俣群皖A(yù)混合氣體的流速相平衡的圓筒面上燃燒，從而能夠使 放熱管整體均一地高溫化，大發(fā)熱量化變得容易，能夠?qū)崿F(xiàn)低NOx。專利文獻1 特開平6-241419號公報然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，存在如下問題。配置在作為放熱管的外管的內(nèi)部的內(nèi)管由于沿外周流動的燃燒氣體而溫度變得 非常高，因此在內(nèi)管內(nèi)流動的未燃氣體的溫度過度上升，在未燃氣體是燃料和氧化劑的混 合氣體的情況下，可能會產(chǎn)生自發(fā)點火而引起燒毀。另外，內(nèi)管由于熱量而應(yīng)變，從而產(chǎn)生殘留變形等，可能無法獲得期望的燃燒特性 (加熱特性)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮了以上方面而做出的，其目的是提供能夠抑制內(nèi)管的過度高溫化， 另外能夠使加熱效率提高的燃燒加熱器。為了達成上述目的，本發(fā)明采用以下的構(gòu)成。本發(fā)明的燃燒加熱器包括內(nèi)部具有燃燒用氣體的供給通路的內(nèi)管，和在內(nèi)管的外 周隔開燃燒空間地配置的外管，在前述內(nèi)管的管壁上形成有噴出前述燃燒用氣體的孔部， 在前述內(nèi)管的外周上具有輻射促進面。在本發(fā)明的燃燒加熱器中，由于促進了作為從加熱而溫度上升的內(nèi)管的輻射熱 (放射熱)的熱的放射，從而能夠抑制內(nèi)管的過度的高溫化。另外，外管被從內(nèi)管放射的 輻射熱加熱，因此能夠使經(jīng)由外管的加熱效率也提高。另外，在內(nèi)管為低溫的情況下，由輻 射產(chǎn)生的熱傳遞量較小，因此對供給通路的燃燒用氣體(未燃氣體)的加熱幾乎沒有妨礙 (由輻射產(chǎn)生的熱傳遞與溫度的4次方成比例)。
作為前述輻射促進面，優(yōu)選采用設(shè)在前述內(nèi)管的外周面上的覆膜層的構(gòu)成。由此，本發(fā)明通過涂覆、涂層等在內(nèi)管的外周面上覆蓋輻射促進材料，從而能夠容 易地形成輻射促進面。另外，本發(fā)明也可以優(yōu)選采用前述外管的內(nèi)周面上具有前述輻射促進面的構(gòu)成。由此，在本發(fā)明中，來自燃燒空間的火焰的輻射熱和來自內(nèi)管(輻射促進面)的輻 射熱能夠有效地被外管吸收，使經(jīng)由外管的加熱效率進一步提高。在上述構(gòu)成中，優(yōu)選采用前述輻射促進面是設(shè)置在前述內(nèi)周面上的覆膜層的構(gòu) 成。由此，本發(fā)明通過涂覆、涂層等在外管的內(nèi)周面上覆蓋輻射促進材料，從而能夠容 易地形成輻射促進面。另外，作為前述輻射促進面，除了覆膜層之外，也可以是以輻射促進材料形成內(nèi) 管、外管的構(gòu)成。另外，作為前述輻射促進面，優(yōu)選采用利用陶瓷粘合劑形成的構(gòu)成。進一步地，本發(fā)明優(yōu)選采用在前述燃燒空間中設(shè)置有連結(jié)前述外管和前述內(nèi)管、 在前述外管和前述內(nèi)管之間傳熱的傳熱部件的構(gòu)成。由此，本發(fā)明能夠?qū)?nèi)管的熱量經(jīng)由傳熱部件向外管傳遞，因此，能夠抑制內(nèi)管的 過度的高溫化，并且使經(jīng)由的外管加熱效率也提高。另外，本發(fā)明優(yōu)選采用前述內(nèi)管的外周面具有與前述外管的內(nèi)周面距離最短的第 1區(qū)域和該距離比前述第1區(qū)域距離長的第2區(qū)域，前述孔部配置在前述第1區(qū)域中，在前 述外管的內(nèi)周面上形成前述燃燒用氣體的滯流點的構(gòu)成。在該燃燒加熱器中，通過對流速接近零的滯流點周邊的燃燒用氣體點火，能夠容 易(即，不會導(dǎo)致成本增加)地形成并保持穩(wěn)定的火焰。在傳統(tǒng)技術(shù)中，為了形成滯流點， 需要使氣體的流速變大，該情況下，不能充分地確保燃燒氣體的排氣路徑，并且火焰會到達 外管的內(nèi)周面，可能僅在軸向的兩端側(cè)形成火焰。與此相對，在本發(fā)明中，通過在與外管的 內(nèi)周面距離短的第2區(qū)域形成孔部，能夠在與孔部相對向的外管的內(nèi)周面上穩(wěn)定地形成和 保持火焰，并且能夠在例如包含與第1區(qū)域相反側(cè)的區(qū)域的第2區(qū)域和外管的內(nèi)周面之間 確保燃燒氣體的排氣路徑。進一步地，本發(fā)明在外管的內(nèi)周面的滯流點形成和保持火焰，從而能夠經(jīng)由外管 有效地加熱。作為前述內(nèi)管，優(yōu)選采用配置在相對于前述外管偏心的位置，前述孔部形成在位 于前述內(nèi)管的偏心方向的外周面上的構(gòu)成。由此，在本發(fā)明中，能夠容易地形成內(nèi)管的外周面和外管的內(nèi)周面的距離短的第1 區(qū)域。在將內(nèi)管相對于外管偏心配置的情況下，優(yōu)選采用將前述內(nèi)管繞前述外管的中心 軸在周向上隔開間隔地配設(shè)多個的構(gòu)成。由此，在本發(fā)明中，能夠相對于外管的內(nèi)周面在周向上隔開間隔地形成和保持多 個火焰，從而能夠更有效地加熱。另外，本發(fā)明也能夠適用前述內(nèi)管和前述外管同心地配置的構(gòu)成。另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選采用具有支撐部件，所述支撐部件在該內(nèi)管和前述外管之間支撐以底端側(cè)單臂支撐的前述內(nèi)管的頂端側(cè)，保持前述內(nèi)管的外周面和前述外管的內(nèi)周 面的間隔的構(gòu)成。該支撐部件可以是板狀，也可以是懸架在外管和內(nèi)管之間的桿狀。由此，在本發(fā)明中，能夠防止在內(nèi)管的頂端部產(chǎn)生振動，從而防止在底端側(cè)和頂端 側(cè)內(nèi)管的外周面和外管的內(nèi)周面的間隔不再恒定，能夠?qū)⑿纬捎锌撞康牡?區(qū)域和外管的 內(nèi)周面的間隔保持為恒定。因此，能夠穩(wěn)定持續(xù)地形成滯流點，結(jié)果，能夠穩(wěn)定且持續(xù)地形 成并保持火焰。另外，本發(fā)明優(yōu)選采用具有在前述燃燒空間中沿著軸向與前述孔部相對向地設(shè)置 的、形成從前述孔部噴出的前述燃燒用氣體的滯流點的滯流點形成部件的構(gòu)成。從而，在本發(fā)明的燃燒加熱器中，通過使在滯流點形成部件的表面形成的流速接 近于零的滯流點周邊的燃燒用氣體點火，能夠容易(即，不會導(dǎo)致成本增加)地形成并保持 穩(wěn)定的火焰。在傳統(tǒng)技術(shù)中，為了形成滯流點，需要使氣體的流速變大，該情況下，不能充分 地確保燃燒氣體的排氣路徑，并且火焰會到達外管的內(nèi)周面，可能僅在軸向的兩端側(cè)形成 火焰。與此相對，本發(fā)明能夠在與孔部相對向的滯流點形成部件的表面上穩(wěn)定地形成和保 持火焰，并且能夠在內(nèi)管和滯流點形成部件不相對向的區(qū)域確保燃燒氣體的排氣路徑。優(yōu)選采用前述滯流點形成部件配置在前述外管的中心軸上，前述內(nèi)管使前述孔部 朝向前述中心軸，繞該中心軸配置有多個的構(gòu)成。由此，本發(fā)明能夠圍繞外管的中心軸穩(wěn)定地形成和保持燃燒用氣體的滯流點及火 焰，能夠抑制溫度分布并加熱外管。另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選采用具有支撐部件，所述支撐部件在與前述外管之間支撐 以底端側(cè)單臂支撐的前述內(nèi)管及前述滯流點形成部件的頂端側(cè)，保持前述內(nèi)管和前述滯流 點形成部件的外周面和前述外管的內(nèi)周面的間隔的構(gòu)成。該支撐部件可以使板狀，也可以 是懸架在外管和內(nèi)管之間的桿狀。由此，本發(fā)明能夠防止在內(nèi)管及滯流點形成部件的頂端部發(fā)生振動，從而防止在 底端側(cè)和頂端側(cè)內(nèi)管及滯流點形成部件的外周面和外管的內(nèi)周面的間隔不再恒定，能夠?qū)?孔部和滯流點形成部件與外管的內(nèi)周面的間隔保持恒定。因此，能夠穩(wěn)定持續(xù)地形成滯流 點，結(jié)果，能夠穩(wěn)定且持續(xù)地形成和保持火焰。另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選采用配置在位于最頂端的前述孔部更頂端側(cè)的前述支撐 部件設(shè)置以封閉前述燃燒空間的大小設(shè)置的構(gòu)成。由此，在本發(fā)明中，能夠避免燃燒用氣體滯留在低溫的外管頂端部成為未燃狀態(tài) 而產(chǎn)生CO。優(yōu)選采用前述支撐板設(shè)置為相對于前述外管在軸向相對移動自如的構(gòu)成。由此，在本發(fā)明中，即使在由于外管和內(nèi)管的溫度差而特別是在軸向上熱膨脹量 產(chǎn)生大的差別的情況下，由于支撐板相對于外管移動，在支撐板上不會發(fā)生變形等，能夠保 持內(nèi)管的外周面和外管的內(nèi)周面的間隔。另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選采用在前述內(nèi)管中在與前述滯流點離開的位置設(shè)有噴出 前述燃燒用氣體的第2孔部的構(gòu)成。由此，在本發(fā)明中，能夠?qū)⑿纬刹⒈３衷跍鼽c的火焰?zhèn)鬟f至從第2孔部噴出的 燃燒用氣體。因此，在本發(fā)明中，不會發(fā)生如使用多孔質(zhì)體的情況下的壓力損失。另外，由 于不必加長內(nèi)管及外管即能夠增加投入熱量，因此，能夠防止加長了內(nèi)管和外管的情況下的機器的大型化。并且，本發(fā)明能夠抑制壓力損失，即使在低壓的城市氣體管道中也能夠使用。作為前述第2孔部，優(yōu)選采用配置在夾著前述第1區(qū)域的兩側(cè)，并且在沿著前述第 1區(qū)域的方向上與前述孔部交替配置的構(gòu)成，或者配置在夾著與前述滯流點形成部件相對 向的區(qū)域的兩側(cè)，并且在沿著前述相對向的區(qū)域的方向上與前述孔部交替配置的構(gòu)成。由此，本發(fā)明能夠形成和保持火焰，以及使火焰的傳遞等分布地發(fā)生。另外，本發(fā)明優(yōu)選采用前述內(nèi)管的前述供給通路在前述頂端側(cè)被封閉的構(gòu)成。由此，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)從底端側(cè)供給燃燒用氣體并且排出排氣氣體的小型的低價 格的燃燒加熱器。根據(jù)本發(fā)明的燃燒加熱器，能夠抑制內(nèi)管的過度的高溫化，并使加熱效率提高。


圖IA是第1實施方式的燃燒加熱器1的正面截面圖。圖IB是第1實施方式的燃燒加熱器1的側(cè)面截面圖。圖2A是從第1區(qū)域側(cè)看到的內(nèi)管的平面圖。圖2B是配設(shè)有內(nèi)管的燃燒加熱器的側(cè)面截面圖。圖3A是第3實施方式的燃燒加熱器的正面截面圖。圖3B是第3實施方式的燃燒加熱器的側(cè)面截面圖。圖4是第4實施方式的燃燒加熱器的要部詳細圖。圖5是示意性地顯示第5實施方式的外管及內(nèi)管的圖。圖6A是第6實施方式的燃燒加熱器的正面截面圖。圖6B是第6實施方式的燃燒加熱器的側(cè)面截面圖。圖6C是第6實施方式的燃燒加熱器的要部擴大圖。圖7A是第7實施方式的燃燒加熱器的正面截面圖。圖7B是第7實施方式的燃燒加熱器的側(cè)面截面圖。圖7C是第7實施方式的燃燒加熱器的要部擴大圖。圖7D是第7實施方式的燃燒加熱器的要部擴大圖。圖8A是第8實施方式的燃燒加熱器的正面截面圖。圖8B是第8實施方式的燃燒加熱器的側(cè)面截面圖。圖8C是第8實施方式的燃燒加熱器的要部擴大圖。圖9是內(nèi)管和外管同心地配置的燃燒加熱器的要部詳細圖。附圖標(biāo)記說明G燃燒用氣體；S滯流點；1燃燒加熱器；10外管(放熱管)；IOA內(nèi)周面；10B、20B 輻射促進層(輻射促進面)；20內(nèi)管；20A外周面；21供給通路；22第1區(qū)域；23第2區(qū)域； 24孔部；25第2孔部；30燃燒空間；40,41支撐板(支撐部件)
具體實施例方式以下參照圖1至圖8對本發(fā)明的燃燒加熱器的實施方式進行說明。其中，在用于以 下說明的各附圖中，為了將各部件做成能夠識別的大小，對各部件的比例進行了適當(dāng)變更。
6
(第1實施方式)圖IA是第1實施方式的燃燒加熱器1的正面截面圖，圖IB是側(cè)面截面圖。燃燒加熱器1大致由作為頂端封閉的耐熱金屬制的放熱管的外管10和耐熱金屬 制的內(nèi)管20構(gòu)成，內(nèi)管20在底端側(cè)(圖IA的左側(cè))由未圖示的支撐構(gòu)件單臂支撐而配設(shè) 在外管10的內(nèi)部，在內(nèi)部具有燃燒用氣體G的供給通路21。燃燒用氣體G可以使用將燃料和空氣預(yù)混合的氣體，或?qū)⑷剂虾秃醒鯕獾臍怏w 預(yù)混合的氣體，燃料可以使用甲烷或丙烷等。另外，也可以通過設(shè)置使液體燃料預(yù)蒸發(fā)的部 分來使用。外管10呈頂端封閉的有底圓筒形狀，在底端側(cè)與排出燃燒了的氣體的排氣管11 連接。另外，在外管10的內(nèi)周面IOA上，成膜有促進輻射的輻射促進層(輻射促進面)10B。 后面將描述輻射促進層10B。內(nèi)管20與外管10相同，頂端呈封閉的有底圓筒形狀，底端側(cè)與供給上述燃燒用氣 體G的預(yù)混合氣體供給機構(gòu)(未圖示)連接，供給有例如空氣過剩率為1.0-1.6左右的全 預(yù)混合氣體。該內(nèi)管20的頂端側(cè)在外管10的內(nèi)側(cè)偏心地配置，在外周面20A和外管10的內(nèi)周 面IOA之間形成燃燒空間30。在內(nèi)管20的與燃燒空間30相鄰的外周面20A上，與前述輻 射促進層IOB相同地，成膜有促進輻射的輻射促進層(輻射促進面)20B。輻射促進層10B、20B是由使用例如陶瓷粘合劑通過噴鍍而覆蓋在內(nèi)周面10A、外 周面20A上而設(shè)置的覆蓋層形成。作為該覆蓋層。例如使用耐熱溫度為800°C左右的覆蓋 層體。另外，通過噴鍍形成輻射促進層10B、20B，可以謀求高粘結(jié)力、長壽命。內(nèi)管20的外周面20A具有與外管10的內(nèi)周面IOA的距離最短的第1區(qū)域22和 該距離比第1區(qū)域22長的第2區(qū)域23。更具體地說，在外周面20A中，在內(nèi)管20的位于偏 心方向(圖1中的下方，參照圖1B)的部分上沿著軸向形成有距離外管10的內(nèi)周面IOA距 離最短的第1區(qū)域(母線)22，在其它區(qū)域形成有比第1區(qū)域22距離內(nèi)周面IOA更長的第 2區(qū)域23。在該第1區(qū)域22中，沿著徑向貫通管壁地形成有位于內(nèi)管20的頂端側(cè)、沿著第1 區(qū)域22互相隔開間隔的多個孔部24 (此處為5個)。在外管10的與孔部24相對向的位置 附近設(shè)置有未圖示的點火裝置。另外，比形成有孔部24的區(qū)域更靠近底端側(cè)(圖IA中的左側(cè))的外周面20A是 通過燃燒的氣體(火焰)對供給通路21的燃燒用氣體G進行預(yù)熱的預(yù)熱區(qū)域P。接下來，對上述燃燒加熱器1的燃燒動作進行說明。從預(yù)混合氣體供給機構(gòu)供給給內(nèi)管20的供給通路21的燃燒用氣體G從孔部24 朝向外管10的內(nèi)周面IOA噴出。此處，孔部24形成在與外管10的內(nèi)周面IOA距離最短的第1區(qū)域22上，因此，從 孔部24噴出的燃燒用氣體G沖擊在相對向的外管10的內(nèi)周面IOA上，每個孔部24在內(nèi)周 面IOA上形成滯流點S，以該滯流點S為界沿著內(nèi)周面IOA分歧。接著，由點火裝置使滯流點S附近的燃燒用氣體G點火，從而形成火焰。另外，在 滯流點S分歧的燃燒用氣體G從截面積較小的第1區(qū)域22的附近流向截面積較大的與第 1區(qū)域相反側(cè)的燃燒空間，如圖IB所示，在燃燒空間30的夾著內(nèi)管20的兩側(cè)形成火焰F。
此時，在滯流點S上氣體的流速為零，另外，通過朝向滯流點S的噴流周圍形成的 循環(huán)流，能夠穩(wěn)定地保持形成的火焰。接著，燃燒氣體流過燃燒空間30，從排氣管11排出，在從燃燒空間30到排氣管11 的途中，在內(nèi)管20的預(yù)熱區(qū)域P，經(jīng)由內(nèi)管20的管壁，進行與燃燒用氣體(未燃氣體)G的 熱交換。由此，供給通路21中的燃燒用氣體G以被高溫預(yù)熱的狀態(tài)從孔部24噴出，火焰 F的穩(wěn)定性增加，即使是噴出至狹窄的燃燒空間30，也不會產(chǎn)生未燃燒成分，能夠穩(wěn)定地燃
；Bs
JyCi。另外，由于來自燃燒氣體的熱量及來自火焰F的熱量，特別地使內(nèi)管20變得高溫， 但由于在內(nèi)管20的外周面20A上設(shè)有輻射促進層20B，因此內(nèi)管20的熱放射率增加，促進 了作為熱輻射的放射(輻射)。另一方面，外管10中，由于在內(nèi)周面IOA上設(shè)有輻射促進層 10B,因此促進了對來自內(nèi)管20的輻射熱和來自火焰F的輻射熱的吸收。在以上所述的本實施方式中，通過內(nèi)管20所具有的輻射促進層20B，促進了內(nèi)管 20的熱量作為輻射熱的放射。因此，可以抑制內(nèi)管20的過度的高溫化，并且即使在溫度低 的情況下，由于輻射能力下降，內(nèi)管20所具有的熱量的大部分能夠用于內(nèi)部的燃燒用氣體 G的加熱(預(yù)熱)，能夠維持加熱特性。從而，通過調(diào)整輻射促進層20B的構(gòu)造(材質(zhì)，厚度， 分布等)，還可以調(diào)整對燃燒用氣體G的預(yù)熱溫度。另外，能夠通過該輻射熱對外管10進行加熱，并使經(jīng)由外管10的加熱效率也提 高。特別地，在本實施方式中，在外管10的內(nèi)周面IOA上也設(shè)有輻射促進層10B，可以由外 管10有效地吸收燃燒空間30的熱量，能夠使經(jīng)由外管10的加熱效率進一步提高。另外，在本實施方式中，由于從形成于內(nèi)管20的管壁上的孔部24噴出燃燒用氣體 G，將火焰F保持在滯流點S上，所以不會如設(shè)置多孔質(zhì)管那樣導(dǎo)致成本增加，即使在改變流 量的情況下，也能夠容易地形成穩(wěn)定的火焰。并且，在本實施方式中，為了增加燃燒量，僅增 加孔部24的數(shù)量即可。從而，構(gòu)成部件少、構(gòu)造簡單，因而能夠抑制燃燒加熱器1的制造成 本，不會如使用多孔質(zhì)管那樣需要大幅度提高燃燒用氣體G的供給壓，即使在低壓的城市 氣體管道中也能夠充分地適用。進一步地，在本實施方式中，由于通過相對于外管10使內(nèi) 管20偏心地配置這樣的簡單的構(gòu)成來形成內(nèi)管20的外周面20A與外管10的內(nèi)周面IOA 的距離最短的第1區(qū)域22，因此能夠容易且以低成本穩(wěn)定地形成和保持火焰F。另外，在使用多孔質(zhì)管提高氣體的供給壓的情況下，火焰能夠到達外管但不能夠 保持，并且有可能不能夠充分地確保燃燒了的氣體的排氣路徑，但在本實施方式中，與第1 區(qū)域22相反側(cè)的區(qū)域(第2區(qū)域)相對向的燃燒空間30能夠確保充分的排氣路徑。另外，在本實施方式中，由于滯流點S形成于外管10的內(nèi)周面IOA上，火焰F也沿 著內(nèi)周面IOA上被保持，因此，不會如管狀火焰那樣從外管10離開地形成時不易獲取熱量， 通過外管10能夠提高加熱效率。(第2實施方式)接著，參照圖2來說明燃燒加熱器1的第2實施方式。其中，在該圖中，對與圖1所示的第1實施方式的構(gòu)成要素相同的要素賦予相同的 附圖標(biāo)記，省略其說明。第2實施方式與第1實施方式的不同之處在于，與孔部24分開地設(shè)置有用于使氣體的壓力損失降低的第2孔部。圖2A是從第1區(qū)域22側(cè)看內(nèi)管20的平面圖，圖2B是配設(shè)有該內(nèi)管20的燃燒加 熱器1的側(cè)面截面圖。如圖2A所示，在內(nèi)管20的管壁上，設(shè)有位于第1區(qū)域22的孔部24，并且在沿著第 1區(qū)域22的方向上，與孔部24交替且位于夾著第1區(qū)域22的兩側(cè)設(shè)有第2孔部25。如圖2B所示，從這些第2孔部25朝向與滯流點S離開的位置噴出燃燒氣體G。另外，第2孔部25設(shè)定的位置為，火焰從在滯流點S形成的火焰F穩(wěn)定地傳遞至 從第2孔部25噴出的燃燒用氣體G。其它的構(gòu)成，包括在內(nèi)管20的外周面20A上設(shè)有輻射促進層20B，在外管10的內(nèi) 周面IOA上設(shè)有輻射促進層IOB等方面與上述第1實施方式相同。在上述的構(gòu)成的燃燒加熱器1中，除了能夠獲得與上述第1實施方式相同的作用 和效果之外，還能夠使火焰從形成及保持于滯流點S的火焰F傳遞至從第2孔部25噴出的 燃燒用氣體G，能夠在流量變大的狀態(tài)下容易地使氣體燃燒。因此，在本實施方式中，不會產(chǎn) 生如采用多孔質(zhì)體的情況下的壓力損失。另外，不必為了增大流量而加長內(nèi)管20和外管10 即能夠使投入熱量增加。結(jié)果，能夠防止加長內(nèi)管20和外管10時的機器的大型化，并且能 夠抑制壓力損失，在低壓的城市氣體管道中也能夠使用。另外，在本實施方式中，孔部24和第2孔部25沿著第1區(qū)域22交替且第2孔部 25配置在夾著第1區(qū)域22的兩側(cè)，能夠形成和保持火焰F，并在幾乎等分布穩(wěn)定的狀態(tài)下 使火焰?zhèn)鬟f。(第3實施方式)接著，參照圖3對燃燒加熱器1的第3實施方式進行說明。其中，在該圖中，對與圖1所示的第1實施方式的構(gòu)成要素相同的要素賦予相同的 附圖標(biāo)記，省略其說明。第3實施方式與上述第1實施方式的不同之處在于，在內(nèi)管20的頂端側(cè)設(shè)有支撐 板。如圖3A所示，在內(nèi)管20的比孔部24更靠近頂端側(cè)的位置，沿著與軸向垂直的方 向設(shè)有由耐熱金屬等形成的支撐板(支撐部件)40。該支撐板40，如圖3B所示，以貫通孔 40A嵌合固定在內(nèi)管20的外周面20A上，在外周面40B軸向移動自如地支撐在外管10的內(nèi) 周面IOA上。即，支撐板40具有使燃燒空間30的整體封閉的大小，與內(nèi)管20 —體地構(gòu)成，設(shè)置 為相對于外管10在軸向上移動自如。其它的構(gòu)成，包括在內(nèi)管20的外周面20A上設(shè)有輻射促進層20B，在外管10的內(nèi) 周面IOA上設(shè)有輻射促進層IOB等方面與上述第1實施方式相同(只是，在圖3A的部分?jǐn)U 大圖和圖3B中，圖示省略了輻射促進層10B、20B)。在上述的構(gòu)成的燃燒加熱器中，除了能夠獲得與上述第1實施方式相同的作用和 效果之外，通過由支撐板40支撐以底端側(cè)單臂支撐的內(nèi)管20的頂端側(cè)，從而將內(nèi)管20的 外周面20A(即第1區(qū)域22)和外管10的內(nèi)周面IOA之間的間隔保持為恒定。另外，即使由 于外管10和內(nèi)管20的溫度差而使高溫的內(nèi)管20熱膨脹的情況下，與內(nèi)管20 —體地構(gòu)成 的支撐板40與外管10的內(nèi)周面IOA在軸向上相對移動，因此，能夠防止發(fā)生變形或應(yīng)變。
另外，從位于最頂端側(cè)的孔部24噴出的燃燒用氣體G沖擊相對向的外管10的內(nèi) 周面10A，每個孔部24在內(nèi)周面IOA上形成滯流點S，以該滯流點S為界沿著內(nèi)周面IOA分 歧，由于支撐板40而使與第1區(qū)域22相對向的燃燒空間30封閉，因此朝向支撐板40分歧 的燃燒用氣體G沖擊在支撐板40上，然后，被導(dǎo)入與第1區(qū)域22的相反側(cè)(第2區(qū)域23) 相對向的燃燒空間30中。因此，通過保持在滯流點S的火焰，容易使周邊的燃燒用氣體G 點火。進一步地，在本實施方式中，支撐板40對燃燒空間30進行劃分，因此，可以避免燃 燒用氣體G滯留在比較低溫的外管10的頂端部成為未燃狀態(tài)而產(chǎn)生CO。其中，在上述實施方式中，盡管采用板狀的支撐板40作為支撐部件來構(gòu)成，但不 限于此，也可以使用例如軸向移動自如地支撐在外管10的內(nèi)周面IOA上的環(huán)狀部件和將該 環(huán)狀部件與內(nèi)管20連結(jié)起來的桿部件組成的支撐部件。(第4實施方式)接著，參照圖4對作為上述第3實施方式的變形例的第4實施方式進行說明。其中，在該圖中，對與圖3所示的第3實施方式的構(gòu)成要素相同的要素賦予相同的 附圖標(biāo)記，省略其說明。如圖4所示，在本實施方式中的內(nèi)管20的外周面20A上，在比支撐板40更靠底端 側(cè)的位置，夾著與孔部24對應(yīng)的滯流點S的孔部24的排列方向的兩側(cè)分別設(shè)有支撐板41。 該支撐板41設(shè)置為使與第1區(qū)域22相對向的燃燒空間30封閉的大小。具體而言，各支撐 板41不像支撐板40那樣將燃燒空間30整體地封閉，只是將第1區(qū)域22周邊的燃燒空間 30封閉，使得從孔部24噴出的燃燒用氣體G流到相反側(cè)的燃燒空間30，并能夠從排氣管11 排出。另外，各支撐板41僅在第1區(qū)域22的周邊從內(nèi)管20的管壁向外管10突出，被支持 在內(nèi)周面IOA上，形成例如扇形形狀，使得能夠保持內(nèi)管20相對于外管10的位置。其它的構(gòu)成，包括在內(nèi)管20的外周面20A上設(shè)有輻射促進層20B，在外管10的內(nèi) 周面IOA上設(shè)有輻射促進層IOB等方面與上述第3實施方式相同。在上述的構(gòu)成的燃燒加熱器1中，除了能夠獲得與上述第3實施方式相同的作用 和效果之外，從各孔部24噴出的燃燒用氣體G沖擊在支撐板41上，然后，分別被引導(dǎo)到與 第1區(qū)域22的相反側(cè)(第2區(qū)域23)相對向的燃燒空間30中。因此，通過保持在滯流點 S的火焰，能夠容易地使周邊的燃燒用氣體G更有效地點火。(第5實施方式)接著，參照圖5對燃燒加熱器1的第5實施方式進行說明。圖5是示意性地示出外管10及內(nèi)管20的圖。如該圖所示，在本實施方式的燃燒加熱器1中，在外管10內(nèi)的燃燒空間30中，繞 外管10的中心軸在周向隔開間隔且分別與外管10偏心地配置有多個內(nèi)管20 (在圖5中， 隔開60°間隔配置有6個)。另外，在各內(nèi)管20中，位于外周面20A與外管10的內(nèi)周面IOA距離最短的第1區(qū) 域22中，在軸向上隔開間隔地形成有多個孔部24 (在圖5中未圖示)。其它的構(gòu)成，包括在內(nèi)管20的外周面20A上設(shè)有輻射促進層20B，在外管10的內(nèi) 周面IOA上設(shè)有輻射促進層IOB等方面與上述第1實施方式相同。在上述的構(gòu)成的燃燒加熱器1中，從設(shè)置有多個的內(nèi)管20(的孔部)分別噴出燃燒用氣體G，在外管10的內(nèi)周面IOA上形成滯流點，通過使燃燒用氣體G點火，能夠沿外管 10的內(nèi)周面在軸周圍形成多個穩(wěn)定的火焰。從而，在本實施方式中，除了能夠獲得與上述第1實施方式相同的作用和效果之 外，還能夠?qū)⑼夤?0加熱到更高的溫度。(第6實施方式)接著，參照圖6對燃燒加熱器1的第6實施方式進行說明。其中，在該圖中，對與圖1所示的第1實施方式的構(gòu)成要素相同的要素賦予相同的 附圖標(biāo)記，省略其說明。在上述第1至第5實施方式的任意一個中，構(gòu)成為使滯流點S形成于外管10的內(nèi) 周面IOA上，但在第6實施方式中，對將其形成于非流線形體(滯流點及循環(huán)流的形成部 件)的表面的情況進行說明。如圖6A所示，本實施方式的燃燒加熱器1具有以底端側(cè)(圖6A的左側(cè))由未圖 示的支撐構(gòu)件單臂支撐、配設(shè)在外管10的內(nèi)部的燃燒空間30中、在內(nèi)部具有燃燒用氣體G 的供給通路21的耐熱金屬制的多個內(nèi)管20及非流線形體(滯流點及循環(huán)流形成部件)50。如圖6B所示，內(nèi)管20繞外管10的中心軸相互隔開間隔地配置有多個(在此處為 隔開60°間隔配置有6個)。各內(nèi)管20在頂端側(cè)、與非流線形體50相對向且朝向外管10的中心軸的位置，沿 著軸向相互隔開間隔地在徑向貫通管壁而形成有多個孔部24(此處為5個)。非流線形體50被配置為軸線與外管10的中心軸一致，周圍被內(nèi)管20所圍繞，在 與各內(nèi)管20 (孔部24)相對向的位置，沿著軸向形成有繞內(nèi)管20的軸形成的凹曲面50A。其它的構(gòu)成，包括在內(nèi)管20的外周面20A上設(shè)有輻射促進層20B，在外管10的內(nèi) 周面IOA上設(shè)有輻射促進層IOB等方面與上述第1實施方式相同(只是，在圖6B和圖6C 中，圖示省略了輻射促進層10B、20B)。在上述的構(gòu)成的燃燒加熱器1中，如圖6C所示，供給給內(nèi)管20的供給通路21的 燃燒用氣體G分別從孔部24朝向非流線形體50的凹曲面50A噴出。從孔部24噴出的燃燒用氣體G沖擊相對向的非流線形體50的凹曲面50A，每個孔 部24在凹曲面50A上形成滯流點S,以該滯流點S為界，沿著凹曲面50A分歧。并且，通過點火裝置使滯流點S附近的燃燒用氣體G點火，能夠在滯流點S形成和 保持火焰。此時，在滯流點S的氣體的流速為零，并且，通過朝向滯流點S的噴流的周圍形 成的循環(huán)流而形成的火焰穩(wěn)定地保持在滯流點S。并且，在滯流點S分歧的燃燒用氣體G從氣體壓力高的非流線形體50的附近流向 相對于內(nèi)管20的與非流線形體50相反側(cè)的外管10的內(nèi)周面IOA側(cè)的燃燒空間30中。并且，盡管燃燒氣體流過燃燒空間30，從排氣管11排出，但是在從燃燒空間30至 排氣管11的途中，在內(nèi)管20的預(yù)熱區(qū)域P經(jīng)由內(nèi)管20的管壁，進行與燃燒用氣體(未燃 氣體)G的熱交換。由此，供給通路21中的燃燒用氣體G以被高溫預(yù)熱的狀態(tài)從孔部24噴出，能夠增 加火焰F的穩(wěn)定性，即使噴出至狹窄的燃燒空間30，也能夠不產(chǎn)生未燃成分，從而穩(wěn)定地燃
；Bs
JyCi。在這樣的本實施方式中，使燃燒用氣體G從形成于內(nèi)管20的管壁的孔部24朝向非流線形體50的凹曲面50A噴出，能夠?qū)⒒鹧鍲保持在滯流點S，因此不會如設(shè)置多孔質(zhì)管 的情況下那樣導(dǎo)致成本增加，即使在改變流量的情況下也能夠容易地形成和保持穩(wěn)定的火 焰。并且，在本實施方式中，為了增加燃燒量，僅增加孔部24的數(shù)量即可。從而，構(gòu)成部件 少，構(gòu)造也簡單，能夠抑制燃燒加熱器1的制造成本，不必如采用多孔質(zhì)管的情況那樣需要 大幅度地提高燃燒用氣體G的供給壓，即使在低壓的城市氣體管道中也能夠十分適用。另外，在各內(nèi)管20的外周面20A上設(shè)有輻射促進層20B，在外管10的內(nèi)周面IOA 上也設(shè)有輻射促進層10B，因此，能夠由外管10有效地吸收燃燒空間30的熱量，經(jīng)由外管 10的加熱效率進一步提高。(第7實施方式)接著，參照圖7對燃燒加熱器1的第7實施方式進行說明。其中，在該圖中，對與圖中所示的第6實施方式的構(gòu)成要素相同的要素賦予相同 的附圖標(biāo)記，省略其說明。第7實施方式和上述第6實施方式的不同之處在于在外管10的中心軸上配置有 與內(nèi)管20相同的圓管。即，如圖7C的部分?jǐn)U大圖所示，在本實施方式中，配置有內(nèi)管(滯流點形成部 件)120，其軸線與外管10的中心軸一致，并且與內(nèi)管20隔開間隔。內(nèi)管120呈頂端封閉的 有底圓筒形狀，底端側(cè)與將上述燃燒用氣體G供給至內(nèi)部的供給通路121的預(yù)混合氣體供 給機構(gòu)(未圖示)連接。另外，在內(nèi)管120的外周面120A上設(shè)有與上述輻射促進層20B相 同的輻射促進層120B。另外，內(nèi)管120中在與配置在周圍的各配管20相對向的位置上分別形成有使燃燒 用氣體G噴出的孔部124。如圖7D所示，該孔部124在軸向上相對于各內(nèi)管20形成在不與 孔部24相對向而與外周面20A相對向的位置。S卩，內(nèi)管20的孔部24也不與內(nèi)管120的孔 部124相對向而與外周面120A相對向。其它的構(gòu)成，包括在內(nèi)管20的外周面20A上設(shè)有輻射促進層20B，在外管10的內(nèi) 周面IOA上設(shè)有輻射促進層IOB等方面與上述第6實施方式相同(只是，在圖7B中，圖示 省略了輻射促進層10B、20B、120B)。在上述構(gòu)成的燃燒加熱器1中，從預(yù)混合氣體供給機構(gòu)供給至內(nèi)管20的供給通路 21的燃燒用氣體G分別從孔部24向內(nèi)管120的外周面120A噴出。在該外周面120A上形 成燃燒用氣體G的滯流點S，燃燒用氣體G在滯流點S分歧，沿著外周面120A流動。另一方面，供給至內(nèi)管120的供給通路121的燃燒用氣體G分別從孔部124朝向 內(nèi)管20的外周面20A噴出。在該外周面20A上形成燃燒用氣體G的滯流點S，燃燒用氣體 G在滯流點S分歧，沿著外周面20A流動。即，在本實施方式中，不僅是內(nèi)管120，內(nèi)管20也 作為滯流點形成部件而發(fā)揮作用。并且，通過使滯流點S附近的燃燒用氣體G點火，能夠在滯流點S形成和保持火 焰。此時，滯流點S的氣體的流速為零，因此形成的火焰能夠穩(wěn)定地保持在滯流點S。并且，在滯流點S分歧的燃燒用氣體G流向氣壓相對低的外管10的內(nèi)周面IOA側(cè) 的燃燒空間30。燃燒的氣體從排氣管11排出。這樣，在本實施方式中，除了能夠獲得與上述第6實施方式相同的作用和效果之 外，由于從內(nèi)管120也能夠噴出燃燒用氣體G，因此能夠更有效地進行加熱。另外，配置在周圍的內(nèi)管20的外周面20A上也形成滯流點S，能夠形成和保持火焰，因此，能夠在更廣的范 圍內(nèi)形成和保持穩(wěn)定的火焰。另外，內(nèi)管20的孔部24和內(nèi)管120的孔部124可以設(shè)置在相互相對向的位置上， 為了更穩(wěn)定地形成滯流點S，優(yōu)選設(shè)置在相互在外周面120A、20A上相對向的位置。(第8實施方式)接著，參照圖8對燃燒加熱器1的第8實施方式進行說明。其中，在該圖中，對與圖6所示的第6實施方式的構(gòu)成要素相同的要素賦予相同的 附圖標(biāo)記，省略其說明。如圖8B所示，在本實施方式中，在外管10的中心軸上不設(shè)置內(nèi)管，繞中心軸，而圍 繞中心軸在周向上相互隔開間隔地設(shè)有多個內(nèi)管20 (此處，隔開60°間隔設(shè)有6個)。如圖8C的部分?jǐn)U大圖所示，各內(nèi)管20在與相鄰的內(nèi)管20相對向的位置上分別設(shè) 有噴出燃燒用氣體G的孔部24。另外，在孔部24的軸向的位置上，與第7實施方式相同地，為了使噴出的燃燒用氣 體G沖擊相鄰的內(nèi)管20的外周面20A，如之前在圖7D的部分?jǐn)U大圖中所示，優(yōu)選為相鄰的 內(nèi)管20之間相互錯開配置。其它的構(gòu)成，包括在內(nèi)管20的外周面20A上設(shè)有輻射促進層20B，在外管10的內(nèi) 周面IOA上設(shè)有輻射促進層IOB等方面與上述第6實施方式相同(只是，在圖8B中，圖示 省略了輻射促進層10B、20B)。在上述的構(gòu)成的燃燒加熱器1中，除了能夠獲得與上述第6實施方式相同的作用 和效果之外，由于滯流點S和火焰形成于更靠近作為放熱管的外管10的位置，因此，經(jīng)由外 管10更容易獲得熱量，從而提高加熱效率。以上，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式進行了說明，當(dāng)然，本發(fā)明不限于這些 例子。上述例子中所示的各構(gòu)成部件的各種形狀和組合等只是一個舉例，在不脫離本發(fā)明 的主旨的范圍內(nèi)，可以基于設(shè)計要求等進行各種變更。例如，在上述第2實施方式中，對孔部24之外設(shè)置第2孔部25的構(gòu)成進行了說明， 但不限于此，對于例如第3實施方式至第8實施方式所示的內(nèi)管20，在孔部24之外也可以 設(shè)置第2孔部而構(gòu)成。 同樣地，在上述第3實施方式中，在內(nèi)管20的頂端側(cè)設(shè)置支撐板40，但在第4至第 8實施方式中，也可以通過在頂端側(cè)設(shè)置支撐板來達到與第3實施方式同樣的作用和效果。另外，在上述實施方式中，任一內(nèi)管20都相對于外管10偏心地配置，從而形成了 外周面20A相對于外管10的內(nèi)周面IOA的最短距離短的第1區(qū)域22的構(gòu)成，但不限于此， 也可以是同心地配置而構(gòu)成。另外，在上述實施方式中，對在內(nèi)管20的外周面20A及外管10的內(nèi)周面IOA兩 者上都設(shè)置了輻射促進層的構(gòu)成進行了說明，但不限于此，也可以是僅在內(nèi)管20的外周面 20A上設(shè)置輻射促進層的構(gòu)成。進一步地，在上述實施方式中，對輻射促進面由輻射促進層10B、20B(120B)形成 的構(gòu)成進行了說明，除此以外，也可以是例如外管10和內(nèi)管20、120由形成輻射促進層10B、 20BU20B的材料構(gòu)成，內(nèi)周面10A、外周面20A、120A本身具有輻射促進特性的構(gòu)成。另外，在上述實施方式中，任一內(nèi)管20都相對于外管10偏心地配置而構(gòu)成，但不
13限于此，也可以是例如圖9所示，將孔部24放射狀地配設(shè)、具有輻射促進層20B的內(nèi)管20 與具有輻射促進層IOB的外管10同心地配置的構(gòu)成。 如以上所說明的，根據(jù)本發(fā)明的燃燒加熱器，能夠抑制內(nèi)管的過度的高溫化，并且 使加熱效率提高。
權(quán)利要求
一種燃燒加熱器，其特征在于，包括內(nèi)部具有燃燒用氣體的供給通路的內(nèi)管，和在該內(nèi)管的外周隔開燃燒空間地配置的外管，在所述內(nèi)管的管壁上形成有噴出所述燃燒用氣體的孔部，在所述內(nèi)管的外周上具有輻射促進面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒加熱器，其特征在于，所述輻射促進面是設(shè)置在所述內(nèi) 管的外周面上的覆膜層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒加熱器，其特征在于，在所述外管的內(nèi)周面上具有所述 輻射促進面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃燒加熱器，其特征在于，所述輻射促進面是設(shè)置在所述內(nèi) 周面上的覆膜層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒加熱器，其特征在于，所述輻射促進面利用陶瓷粘合劑 形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒加熱器，其特征在于，在所述燃燒空間中設(shè)置有連結(jié)所 述外管和所述內(nèi)管，在所述外管和所述內(nèi)管之間傳熱的傳熱部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒加熱器，其特征在于，所述內(nèi)管和所述外管同心地配置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒加熱器，其特征在于，所述內(nèi)管相對于所述外管偏心地配置。
全文摘要
燃燒加熱器(1)包括內(nèi)部具有燃燒用氣體(G)的供給通路(21)的內(nèi)管(20)，和在內(nèi)管的外周隔開燃燒空間(30)地配置的外管(10)，在內(nèi)管的管壁上形成有噴出燃燒用氣體的孔部(24)。另外，在內(nèi)管的外周上具有輻射促進面(20B)。通過該構(gòu)造，能夠抑制內(nèi)管的過度的高溫化，并且提高燃燒加熱器的加熱效率。
文檔編號F23D14/12GK101932876SQ20098010344
公開日2010年12月29日 申請日期2009年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月1日
發(fā)明者加藤壯一郎, 水谷琢, 高橋克昌 申請人:株式會社Ihi