(57)【要約】  【課題】  逆火を防止することにより燃焼面付近の部材の耐久性を向上させる。  【解決手段】  容器内加熱用バーナ２０は、ガス供給装置に接続され、とりべ２４に取り付けられる。容器内加熱用バーナ２０は、ガス通過部３０と、ガス噴出部３２と、メタルニット３４と、接続部３６とを備える。ガス通過部３０には、ガス供給装置により供給されるガスが通過する。ガス噴出部３２は、ガス通過部３０に接続され、部材によって中空に構成される。メタルニット３４は、ガス噴出部３２の表面に接する。接続部３６は、ガス噴出部３２およびメタルニット３４がとりべ２４の内面に対向するようとりべ２４に接続する。ガス噴出部３２は、複数のガス噴出孔を有する。それらの複数のガス噴出孔は、メタルニット３４によって覆われている。ガス噴出孔の直径は、ガス噴出部３２の厚さ以下である。【選択図】      図２
2010060148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス供給装置に接続され、容器の口に取り付けられる容器内加熱用バーナであって、
前記ガス供給装置により供給されるガスが通過するガス通過部と、
前記ガス通過部に接続される中空のガス噴出部と、
前記ガス噴出部の表面に接するメタルニットと、
前記ガス噴出部および前記メタルニットが前記容器の内面に対向するよう前記容器と接続する接続部とを備え、
前記ガス噴出部は、複数のガス噴出孔を有し、
前記複数のガス噴出孔は、前記メタルニットによって覆われており、
前記ガス噴出孔の直径は、前記ガス噴出部の厚さ以下である、容器内加熱用バーナ。
【請求項２】
前記ガス通過部は、
前記ガス供給装置により供給される酸素含有ガスが通過する酸素含有ガス通過管と、
前記酸素含有ガス通過管に収容され、前記ガス供給装置により供給される可燃性ガスが通過する可燃性ガス通過管とを有し、
前記ガス噴出部は、
前記可燃性ガス通過管に接続される可燃性ガス噴出体と、
前記酸素含有ガス通過管に接続され、前記可燃性ガス噴出体を収容する混合ガス噴出体とを有し、
前記可燃性ガス噴出体は、前記可燃性ガス通過管を通過した前記可燃性ガスが前記混合ガス噴出体の内部に噴出するための複数の内部噴出孔を有し、
前記複数のガス噴出孔は、前記混合ガス噴出体に設けられている、請求項１に記載の容器内加熱用バーナ。
【請求項３】
前記酸素含有ガス通過管は、前記ガス供給装置により供給される空気が通過する管である、請求項２に記載の容器内加熱用バーナ。
【請求項４】
前記内部噴出孔の中心軸は、前記ガス噴出孔の中心軸に一致する、請求項２に記載の容器内加熱用バーナ。
【請求項５】
前記ガス噴出部は、
錐台形の部分と、
筒形の部分とを有し、
前記複数のガス噴出孔の少なくとも一部は、前記錐台形の部分のうち、前記接続部が接続したとき前記容器の底面に対して傾斜する面に設けられている、請求項１に記載の容器内加熱用バーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内加熱用バーナに関し、特に、逆火を防止することにより燃焼面付近の部材の耐久性を向上できる容器内加熱用バーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、面燃焼バーナを開示する。この面燃焼バーナは、燃焼面と、この燃焼面の背後の予混合ガス室とから構成してあり、この予混合ガス室に予混合ガス供給管が接続してある。そして、予混合ガスが予混合ガス供給管から予混合ガス室に導入されて燃焼面の表面で燃焼され、これにより生じた高温の燃焼排ガスの熱と燃焼面表面からの輻射熱とにより、溶湯加熱室内の溶湯が加熱されて所定の温度に維持される。
【０００３】
特許文献１に開示された考案によると、溶湯上部の被加熱面に対し、平行に、しかも離隔距離を小さくし、輻射伝熱が行われるので、熱伝達効率のよい溶湯加熱ができる。
【０００４】
特許文献２は、メタルニットと金属製多孔板とを積層して構成したバーナエレメントを有する表面燃焼バーナを開示する。この表面燃焼バーナにおいて、耐熱金属繊維製編物と金属製多孔板とは、全面に亘り一体的に溶接されている。
【０００５】
特許文献２に開示された発明によると、燃焼の安定を達成し、高負荷燃焼を実現できる。
【０００６】
特許文献３は、予混合気を噴出するための多数の小孔を管体の長さ方向に沿って設けると共に、多数の小孔の前方周囲を耐熱金属繊維により形成した布状素材の幕で覆って、その周縁を管体に溶接し、幕の表面を燃焼面としたことを特徴とする表面燃焼型ラインバーナを開示する。
【０００７】
特許文献３に開示された発明によると、温度分布を均一化でき、かつ、炎の安定性を向上できる。
【０００８】
【特許文献１】実用新案登録第３１１１３３０号公報
【特許文献２】特開２００１−２３５１１７号公報
【特許文献３】特開２０００−２４９３１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１〜３に開示された発明では、燃焼面付近の部材のメンテナンスを頻繁に行わなくてはならないという問題点がある。その原因は、バーナの外部から受ける輻射熱などにより、本来の燃焼面に加え、その内部でもガスが燃焼することにある。そのようにしてガスが燃焼すると、本来の燃焼面でもその内部でもガスが燃焼するため、燃焼面付近の部材の耐久性は大幅に低下する。なお、このような現象を『逆火』と称する。
【００１０】
本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、逆火を防止することにより燃焼面付近の部材の耐久性を向上できる容器内加熱用バーナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明のある局面に従うと、容器内加熱用バーナ２０，１２０は、ガス供給装置２２．１２２に接続され、容器２４の口に取り付けられる。容器内加熱用バーナ２０，１２０は、ガス通過部３０，３１と、ガス噴出部３２，３３と、ガス噴出部３２，３３の表面に接するメタルニット３４と、接続部３６とを備える。ガス通過部３０，３１は、ガス供給装置２２，１２２により供給されるガスが通過する。ガス噴出部３２，３３は、ガス通過部３０，３１に接続され、中空である。接続部３６は、ガス噴出部３２，３３およびメタルニット３４が容器２４の内面に対向するよう容器２４と接続する。併せて、ガス噴出部３２，３３は、複数のガス噴出孔５０，１５０を有する。複数のガス噴出孔５０，１５０は、メタルニット３４によって覆われている。ガス噴出孔５０，１５０の直径は、ガス噴出部３２，３３の厚さ以下である。
【００１２】
ガス噴出孔５０，１５０の直径がガス噴出部３２，３３の厚さ以下になると、ガス噴出孔５０，１５０から噴出するガスの移動方向は、ガス噴出孔５０，１５０の影響を受ける。影響を受けたことにより、そのガスの多くは、ガス噴出部３２，３３とメタルニット３４との間に溜まらず、メタルニット３４の外にただちに移動する。メタルニット３４の外側でそのガスは燃焼する。メタルニット３４がガス噴出部３２，３３の表面に接し、かつ、ガス噴出孔を覆っているので、その燃焼によって生じた炎は消えにくくなる。これにより、消えにくい炎がメタルニット３４の外側に生じ、かつ、メタルニット３４とガス噴出部３２，３３との間では炎が生じにくくなる。その結果、逆火を防止することにより燃焼面付近の部材の耐久性を向上できる。
【００１３】
また、上述のガス通過部３１は、酸素含有ガス通過管１３０と、可燃性ガス通過管１３２とを有していることが望ましい。併せて、ガス噴出部３３は、可燃性ガス噴出体１４２と、混合ガス噴出体１４０とを有することが望ましい。酸素含有ガス通過管１３０は、ガス供給装置１２２により供給される酸素含有ガスが通過する。可燃性ガス通過管１３２は、酸素含有ガス通過管１３０に収容され、ガス供給装置１２２により供給される可燃性ガスが通過する。可燃性ガス噴出体１４２は、可燃性ガス通過管１３２に接続される。混合ガス噴出体１４０は、酸素含有ガス通過管１３０に接続され、可燃性ガス噴出体１４２を収容する。併せて、可燃性ガス噴出体１４２は、複数の内部噴出孔１６０を有する。内部噴出孔１６０は、可燃性ガス通過管１３２を通過した可燃性ガスが混合ガス噴出体１４０の内部に噴出するためのものである。併せて、複数のガス噴出孔１５０は、混合ガス噴出体１４０に設けられている。
【００１４】
可燃性ガス噴出体１４２が混合ガス噴出体１４０に収容されているので、可燃性ガス通過管１３２を通過した可燃性ガスは、内部噴出孔１６０から混合ガス噴出体１４０の中に噴出する。これにより、内部噴出孔１６０から混合ガス噴出体１４０の中に噴出した可燃性ガスの周囲に多くの酸素含有ガスが存在することとなる。可燃性ガス通過管１３２の中の可燃性ガスは、酸素含有ガス通過管１３０の中の酸素含有ガスによってガス通過部３１の外側から保護されていることになる。可燃性ガスが保護されていることから、そのような保護がない場合に比べ、可燃性ガス通過管１３２の内部の可燃性ガスが発火によって燃焼し始める可能性は低い。その分、逆火が生じる可能性は低下する。
【００１５】
もしくは、上述の酸素含有ガス通過管１３０は、ガス供給装置１２２により供給される空気が通過する管であることが望ましい。
【００１６】
もしくは、上述の内部噴出孔１６０の中心軸は、ガス噴出孔１５０の中心軸に一致することが望ましい。
【００１７】
内部噴出孔１６０の中心軸がガス噴出孔１５０の中心軸に一致するため、内部噴出孔１６０から噴出した可燃性ガスの多くはガス噴出孔１５０へ直ちに向かう。しかも、内部噴出孔１６０から可燃性ガスが噴出するため、ガス噴出孔１５０の周囲から混合ガス噴出体１４０の外部へ噴出するガスは、内部噴出孔１６０から噴出した可燃性ガスによって加速される。これにより、ガス噴出孔１５０から噴出した混合ガスの大部分は直ちにメタルニット３４の外側に達する。その結果、効果的に逆火を防止することにより燃焼面付近の部材の耐久性を向上できる。
【００１８】
また、上述のガス噴出部３２は、錐台形の部分５２と、筒形の部分５４とを有することが望ましい。併せて、複数のガス噴出孔５０の少なくとも一部は、錐台形の部分５２のうち、接続部３６が接続したとき容器２４の底面に対して傾斜する面に設けられていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る容器内加熱用バーナは、逆火を防止することにより燃焼面付近の部材の耐久性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２１】
〈第１の実施形態〉
以下、本発明の第１の実施形態にかかるバーナシステムについて説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態にかかるバーナシステムの構成を示す概念図である。図２は、本実施形態にかかる容器内加熱用バーナ２０をとりべ２４に取り付けられた状態で示す断面図である。図３は、本実施形態にかかるバーナの平面図である。図４は、本実施形態にかかるバーナの先端部分を示す断面図である。図５は、本実施形態の第１の変形例にかかるバーナの先端部分を示す図である。図６は、本実施形態の第２の変形例にかかるバーナの先端部分を示す図である。図７は、本実施形態の第３の変形例にかかるバーナの先端部分を示す図である。図８は、本実施形態の第４の変形例にかかるバーナの先端部分を示す図である。
【００２３】
本実施形態にかかるバーナシステムは、容器内加熱用バーナ２０と、ガス供給装置２２とを備える。容器内加熱用バーナ２０は、とりべ２４に取り付けられ、その内部を加熱し、水分を蒸発させる。ガス供給装置２２は、容器内加熱用バーナ２０に接続され、可燃性ガスと酸素との混合ガスを容器内加熱用バーナ２０に供給する。ただし、この混合ガスは、可燃性ガスと酸素との他に、空気なども含んでいる。
【００２４】
図１〜図４を参照して、容器内加熱用バーナ２０の構成について説明する。本実施形態にかかる容器内加熱用バーナ２０は、ガス通過部３０と、ガス噴出部３２と、メタルニット３４と、接続部３６と、断熱材３８と、パイロットバーナ４２と、のぞき窓４４と、排気筒４６とを備える。
【００２５】
ガス通過部３０は、ガス供給装置２２の主ガス管２２０に接続され、ガス供給装置２２が供給した混合ガスを通過させる。ガス噴出部３２は、ガス通過部３０を通過した混合ガスが噴出する部分である。本実施形態にかかるガス噴出部３２は、ステンレスの塊から削りだされたもので、中空である。メタルニット３４は、ガス噴出部３２の表面に接している。メタルニット３４は、金属製の布である。本実施形態にかかるメタルニット３４は、金属製の糸を材料として、衣類に用いる布と同様の製法で製造される。この金属製の糸は、耐熱性金属の繊維を材料として、衣類に用いる糸と同様の製法で製造される。接続部３６は、ガス通過部３０をとりべ２４に接続するための部材である。断熱材３８は、ガス通過部３０の中を通過する混合ガスが加熱されることを防止するための部材である。断熱材３８がなければ、とりべ２４の内部から放射された輻射熱によってこの混合ガスは加熱されることになる。これによって混合ガスの温度が上昇することは、ガス噴出部３２の内部で混合ガスが発火する原因になる。このような事態を防止するため、断熱材３８が取り付けられている。パイロットバーナ４２は、ガス供給装置２２の副ガス管２２２に接続されている。パイロットバーナ４２は、容器内加熱用バーナ２０が燃焼を開始するための点火装置である。のぞき窓４４は、とりべ２４の内部で燃焼が継続されているか否か判断するためのものである。排気筒４６は、とりべ２４の内部で燃焼があった結果生じた二酸化炭素などを排出するための筒である。
【００２６】
図４に示すように、本実施形態においては、ガス噴出部３２に、ガス噴出孔５０が設けられている。ガス噴出孔５０から前述した混合ガスが噴出する。なお、図４から明らかなように、ガス噴出部３２は、錐台形の部分５２と、円筒形の部分５４とを有する。「錐台形」とは、錐体をその底面に平行な平面で切り、小錐体とその他の部分とに分離したとき、後者の部分の形状を意味する。錐台形の部分５２にも、円筒形の部分５４にも、ガス噴出孔５０が設けられている。
【００２７】
また、上述したメタルニット３４は、ガス噴出孔５０を覆っている。本実施形態についてより正確に述べると、メタルニット３４は、ガス噴出部３２のほぼ全体を覆っているために、ガス噴出孔５０も覆うことになっている。図２には一部が取り除かれた状況を示しているが、本実施形態におけるメタルニット３４は、ガス噴出部３２のほぼ全体を覆っている。メタルニット３４は、ガス通過部３０とガス噴出部３２との接合部６０においてガス噴出部３２に点付け溶接されている。さらに、ガス噴出孔５０の直径は、ガス噴出部３２の厚さ以下である。
【００２８】
なお、ガス供給装置２２の構成は周知である。したがって、その詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００２９】
次に、本実施形態にかかるバーナシステムの動作を説明する。容器内加熱用バーナ２０がとりべ２４に取り付けられ、ガス供給装置２２が起動されたとする。起動されたガス供給装置２２は、副ガス管２２２から混合ガスを供給し、かつ、パイロットバーナ４２を点火させる。ガス通過部３０は、混合ガスを通過させる。この混合ガスは、ガス供給装置２２の主ガス管２２０から供給されたガスである。ガス通過部３０を通過した混合ガスは、ガス噴出部３２において噴出し、メタルニット３４の外に漏れ出す。メタルニット３４の外に漏れ出した混合ガスはパイロットバーナ４２の炎に引火して燃焼を開始する。
【００３０】
ガス噴出部３２から噴出した混合ガスにパイロットバーナ４２の炎が引火すると、その炎はメタルニット３４の全体に広がる。炎が引火した後、ガス噴出部３２は、混合ガスを噴出し続ける。炎が広がった後、その炎によって、メタルニット３４の温度は次第に上昇する。その結果、メタルニット３４は赤外線を放射するようになる。メタルニット３４の表面の炎とこの赤外線とによってとりべ２４の内部は加熱され、そこに付着した水分は水蒸気となる。この蒸気は、二酸化炭素と共に排気筒４６から排出される。
【００３１】
とりべ２４の内部が十分加熱されると、とりべ２４の内部からも赤外線が放射され始める。その赤外線は、メタルニット３４に到達する。赤外線がメタルニット３４に到達すると、メタルニット３４の温度は上昇する。しかしながら、メタルニット３４がガス噴出部３２に接しているため、ガス噴出孔５０から突出した混合ガスは直ちにメタルニット３４の外に放出され、そこで燃焼する。メタルニット３４の内側においてガスが燃焼することはほとんど無い。ガス噴出部３２の内部で混合ガスが燃焼しないことは言うまでもない。その結果、逆火が防止される。また、ガス噴出孔５０の直径がガス噴出部３２の厚さ以下なので、ガス噴出孔５０の内壁により混合ガスの噴出方向は規制される。混合ガスの噴出方向が規制されるので、ガス噴出孔５０から噴出した混合ガスがガス噴出部３２とメタルニット３４との間に広がることはあまりない。この点からも、逆火は防止される。
【００３２】
以上のようにして、本実施形態かかるバーナシステムは、逆火を防止しつつ、とりべ２４の内部を加熱する。とりべ２４の内部は、このようにして溶湯と同程度の温度になるまで加熱されるので、その中に溶湯が注入されても、大きなヒートショックを受けずに済む。
【００３３】
しかも、図４から明らかな通り、本実施形態にかかるガス噴出部３２は、錐台形の部分５２と、円筒形の部分５４とを有する。錐台形の部分５２の表面がとりべ２４の底面に対して傾いているので、とりべ２４の底面の中心部に炎や赤外線が集中することはあまり無い。
【００３４】
なお、容器内加熱用バーナ２０は、図４に示すガス噴出部３２に代え、他の形状のガス噴出部を備えてもよい。図５は、ガス通過部３０に円錐形のガス噴出部７０が設けられている場合の容器内加熱用バーナ２０の先端部分を示す概念図である。図６は、ガス通過部３０にドーム形のガス噴出部７２が設けられている場合の容器内加熱用バーナ２０の先端部分を示す概念図である。図７は、ガス通過部３０に円筒形のガス噴出部７４が設けられている場合の容器内加熱用バーナ２０の先端を示す概念図である。図８は、円筒形のガス噴出部７４に加え、ガス通過部３０と円筒形のガス噴出部７４との間に、中間噴出部７６が接続されている場合の容器内加熱用バーナ２０の先端部分を示す概念図である。中間噴出部７６は、ガス噴出部３２と同様、鋼板により構成された中空で孔が開いた構造物とその孔を覆うメタルニットとを有する。
【００３５】
〈第２の実施形態〉
以下、本発明の第２の実施形態にかかるバーナシステムについて説明する。
【００３６】
図９は、本実施形態にかかるバーナシステムの構成を示す概念図である。図１０は、本実施形態にかかる容器内加熱用バーナ１２０の先端部分の断面図である。なお、図２の場合と同様に、図９においては、メタルニット３４の一部が取り除かれた状況が示されているが、実際のメタルニット３４は、後述するガス噴出部３３全体を覆っている。
【００３７】
本実施形態にかかるバーナシステムは、容器内加熱用バーナ１２０と、容器内加熱用バーナ１２０に接続されるガス供給装置１２２とを備える。第１の実施形態における容器内加熱用バーナ２０と同様、容器内加熱用バーナ１２０は、とりべ２４に取り付けられ、その内部を加熱し、水分を蒸発させる。第１の実施形態におけるガス供給装置１２２とは異なり、ガス供給装置１２２は、可燃性ガスと空気（空気に限らず、純粋な酸素や酸素を含有するガスすなわち酸素含有ガスであってもよい。）とを容器内加熱用バーナ１２０へ個別に供給する。
【００３８】
図９および図１０に示すように、本実施形態かかる容器内加熱用バーナ１２０は、ガス通過部３０およびガス噴出部３２に代えて、ガス通過部３１およびガス噴出部３３を有する。ガス通過部３１は、空気および可燃性ガスを個別に通過させる。ガス噴出部３３は、空気と可燃性ガスとの混合ガスを噴出させる。
【００３９】
図１０に示すように、ガス通過部３１は、酸素含有ガス通過管１３０と可燃性ガス通過管１３２とを有する。酸素含有ガス通過管１３０は、ガス供給装置１２２の空気供給管２３０に接続され、ガス供給装置１２２が供給した空気を通過させる管である。可燃性ガス通過管１３２は、ガス供給装置１２２の可燃性ガス供給管２３２に接続され、ガス供給装置１２２が供給した可燃性ガスを通過させる。酸素含有ガス通過管１３０の内部には、可燃性ガス通過管１３２が収められている。これにより、とりべ２４の内壁から放射された赤外線が断熱材３８を通過してガス通過部３１に到達したとしても、可燃性ガスの温度上昇は抑制される。
【００４０】
ガス噴出部３３は、混合ガス噴出体１４０と、可燃性ガス噴出体１４２とを有する。混合ガス噴出体１４０は、酸素含有ガス通過管１３０に接続される。混合ガス噴出体１４０は、複数のガス噴出孔１５０を有しており、可燃性ガスと空気との混合ガスはそれらから噴出する。混合ガス噴出体１４０は、可燃性ガス噴出体１４２を収容する。可燃性ガス噴出体１４２は、可燃性ガス通過管１３２に接続される。可燃性ガス噴出体１４２は、複数の内部噴出孔１６０を有しており、可燃性ガス通過管１３２を通過した可燃性ガスはそれらから噴出する。
【００４１】
本実施形態において、ガス噴出孔１５０の直径は、混合ガス噴出体１４０を構成する鋼板の厚さ以下である。内部噴出孔１６０の直径は、可燃性ガス噴出体１４２を構成する鋼板の厚さ以下である。また、ガス噴出孔１５０の直径は、内部噴出孔１６０の直径より大きい。
【００４２】
本実施形態において、内部噴出孔１６０の中心軸は、ガス噴出孔１５０の中心軸の延長線上にある。その上、上述したように、ガス噴出孔１５０の直径は、内部噴出孔１６０の直径より大きい。このため、内部噴出孔１６０から噴出した可燃性ガスの多くは、空気に囲まれた状態でまっすぐガス噴出孔１５０から噴出する。そのため、混合ガス噴出体１４０の内部に漂い続ける可燃性ガスは、それほど多くはない。また、混合ガス噴出体１４０の中の空気も、ガス噴出孔１５０から可燃性ガスと共に噴出する。空気が噴出するのは、次に述べる２つの理由による。その第１の理由は、酸素含有ガス通過管１３０から空気が供給され続けていることである。第２の理由は、エジェクタ効果の影響を受けていることである。エジェクタ効果は、内部噴出孔１６０から噴出する可燃性ガスが噴出することによる。なお、ガス噴出孔１５０の中心軸と内部噴出孔１６０の中心軸の延長線とが一致するようガス噴出部３３を製作するための方法は特に限定されるものではないが、たとえば、ガス噴出孔１５０の位置と、内部噴出孔１６０の位置と、酸素含有ガス通過管１３０に対する混合ガス噴出体１４０の接続位置と、可燃性ガス通過管１３２に対する可燃性ガス噴出体１４２の接続位置とを、ガス噴出孔１５０の中心軸と内部噴出孔１６０の中心軸の延長線とが一致するよう、予め設計しておくという方法がある。
【００４３】
本実施形態においては、ガス供給装置１２２は、可燃性ガスよりも高い圧力で空気を容器内加熱用バーナ１２０に供給する。そのため、内部噴出孔１６０から噴出した可燃性ガスが酸素含有ガス通過管１３０の中を逆流することはない。
【００４４】
なお、本実施形態にかかるガス供給装置１２２も公知である。したがって、その詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００４５】
また、その他の構成は第１の実施形態と同様である。それらの機能も第１の実施形態と同様である。したがって、それらについてもここでは繰り返さない。
【００４６】
次に、本実施形態にかかるバーナシステムの動作を説明する。容器内加熱用バーナ１２０がとりべ２４に取り付けられ、ガス供給装置１２２が起動されたとする。起動されたガス供給装置１２２は、空気供給管２３０から空気を供給し、可燃性ガス供給管２３２から可燃性ガスを供給し、かつ、パイロットバーナ４２を点火させる。酸素含有ガス通過管１３０は、ガス供給装置１２２が供給した空気を通過させる。可燃性ガス通過管１３２は、ガス供給装置１２２が供給した可燃性ガスを通過させる。酸素含有ガス通過管１３０を通過した空気と可燃性ガス通過管１３２を通過した可燃性ガスとは、混合ガス噴出体１４０の内部にて混合され、ガス噴出孔１５０から噴出し、メタルニット３４の外に漏れ出す。メタルニット３４の外に漏れ出した混合ガスはパイロットバーナ４２の炎に引火して燃焼を開始する。
【００４７】
ガス噴出部３３から噴出した混合ガスにパイロットバーナ４２の炎が引火すると、その炎はメタルニット３４の全体に広がる。炎が広がった後も、ガス噴出部３３は、引き続き混合ガスを噴出し続ける。炎が広がった後、その炎によって、メタルニット３４の温度は次第に上昇する。その結果、メタルニット３４は赤外線を放射するようになる。この赤外線によってとりべ２４の内部は加熱され、そこに付着した水分は水蒸気となる。この上記は、二酸化炭素と共に排気筒４６から排出される。
【００４８】
とりべ２４の内部が十分加熱されると、とりべ２４の内部からも赤外線が放射され始める。その赤外線は、メタルニット３４に到達する。赤外線がメタルニット３４に到達すると、メタルニット３４の温度は上昇する。しかしながら、メタルニット３４がガス噴出部３３に接しており、かつ、ガス噴出孔１５０から噴出する混合ガスの流速が内部噴出孔１６０から噴出した可燃性ガスによって加速されているため、ガス噴出孔５０から突出した混合ガスは直ちにメタルニット３４の外に放出され、そこで燃焼する。メタルニット３４の内側においてガスが燃焼することはほとんど無い。ガス噴出部３２の内部で混合ガスが燃焼しないことは言うまでもない。その結果、逆火が防止される。また、ガス噴出孔１５０の直径が混合ガス噴出体１４０の厚さ以下なので、ガス噴出孔１５０の内壁により混合ガスの噴出方向は規制される。混合ガスの噴出方向が規制されるので、ガス噴出孔１５０から噴出した混合ガスがガス噴出部３３とメタルニット３４との間に広がることはあまりない。この点からも、逆火は防止される。
【００４９】
以上のようにして、本実施形態かかるバーナシステムは、逆火を防止しつつとりべ２４の内部を加熱する。
【００５０】
なお、容器内加熱用バーナ１２０は、第１の実施形態に係る容器内加熱用バーナ２０と同様に、さまざまな形状のガス噴出部を備えてもよい。この場合、図５〜図８に示した形状のガス噴出部であってよいことは言うまでもない。
【００５１】
今回開示された実施形態はすべての点で例示である。本発明の範囲は上述した実施形態に基づいて制限されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更をしてもよいのはもちろんである。
【００５２】
たとえば、混合ガス噴出体１４０の内面すなわち可燃性ガス噴出体１４２に対向する面において、ガス噴出孔１５０にテーパ１５１を設けてもよい。図１１は、テーパ１５１が設けられたときの容器内加熱用バーナ１２０の先端部分を示す断面図である。テーパ１５１が設けられることにより、酸素含有ガス通過管１３０から供給された空気はガス噴出孔１５０の外へ効率よく噴出できるようになる。
【００５３】
また、可燃性ガス噴出体１４２の外面すなわち混合ガス噴出体１４０に対向する面において、内部噴出孔１６０の周囲に隆起部１６１を設けてもよい。図１２は、隆起部１６１が設けられたときの容器内加熱用バーナ１２０の先端部分を示す断面図である。隆起部１６１が設けられることにより、内部噴出孔１６０から噴出した可燃性ガスの流速はあまり低下しなくなる。混合ガス噴出体１４０の内部において可燃性ガスが空気に衝突することが少なくなるためである。隆起部１６１を設けるための具体的な方法は特に限定されるものではない。
【００５４】
また、上述した容器内加熱用バーナ２０および容器内加熱用バーナ１２０は、とりべ２４以外の容器に取り付けられてもよい。その容器の用途は特に限定されない。その容器の構造も特に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるバーナシステムの構成を示す概念図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかるバーナをとりべに取り付けられた状態で示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかるバーナの平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態にかかるバーナの先端部分を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の第１の変形例にかかるバーナの先端部分を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の第２の変形例にかかるバーナの先端部分を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の第３の変形例にかかるバーナの先端部分を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の第４の変形例にかかるバーナの先端部分を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態にかかるバーナシステムの構成を示す概念図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態にかかるバーナの先端部分を示す断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態の第１の変形例にかかるバーナの先端部分を示す断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態の第２の変形例にかかるバーナの先端部分を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
２０，１２０  容器内加熱用バーナ
２２，１２２  ガス供給装置
２４  とりべ
３０，３１  ガス通過部
３２，３３，７０，７２，７４  ガス噴出部
３４  メタルニット
３６  接続部
３８  断熱材
４２  パイロットバーナ
４４  のぞき窓
４６  排気筒
５０  ガス噴出孔
５２  錐台形の部分
５４  円筒形の部分
６０  接合部
７６  中間噴出部
１３０  酸素含有ガス通過管
１３２  可燃性ガス通過管
１４０  混合ガス噴出体
１４２  可燃性ガス噴出体
１５０  ガス噴出孔
１５１  テーパ
１６０  内部噴出孔
１６１  隆起部
２２０  主ガス管
２２２  副ガス管
２３０  空気供給管
２３２  可燃性ガス供給管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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