(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナの炎口網とバックネットに未燃焼ガスを酸化反応させる触媒を担持した燃焼バーナにおいて、上記バックネットに定常燃焼での逆火現象の発生をなくすために焼成工程温度が８００〜８５０℃の焼成工程を加えたことを特徴とする燃焼バーナ。
【請求項２】
バーナの炎口網とバックネットに未燃焼ガスを酸化反応させる触媒を担持した燃焼バーナにおいて、
上記触媒は貴金属触媒、上記バックネットはオーステナイト系ステンレス鋼材であり、
上記バックネットに定常燃焼での逆火現象の発生をなくすために焼成工程温度が８００〜８５０℃の焼成工程を加えたことを特徴とする燃焼バーナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば灯油等の液体燃料を気化させて燃焼させる強制気化式燃焼装置に用いて好適なら燃焼バーナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の燃焼バーナ、例えば、強制気化式燃焼装置に用いられる燃焼バーナは、図７および図８に示すように構成するものであり、図７は強制気化式燃焼装置の燃焼バーナの概略分解斜視図、図８は強制気化式燃焼装置の概略構成図である。
【０００３】
図７および図８に基づいて、従来の強制気化式燃焼装置の燃焼バーナについて説明する。
【０００４】
この種の燃焼バーナ１は、バーナトップ２と、このバーナトップ２と組み合わせられるボトム３と、上記バーナトップ２とボトム３とに挟み込まれる仕切り板４と、この仕切り板４に取り付けられる整流板５とを有している。上記バーナトップ２には、耐熱性、耐酸化性に優れた炎口網６と、逆火防止および混合ガスの静圧化を計るためのバックネット７とが取り付けられている。
【０００５】
この燃焼バーナ１は、消火時には気化器８に灯油を圧送していた電磁ポンプ９が停止されるとともに、図示しない対流用送風機も停止する。さらに、燃焼バーナ１内に残留した気化ガスは燃焼バーナ１内で燃焼し続ける。燃焼バーナ１内に残留している気化ガスが燃焼するにつれて、気化器８の残留気化ガスの圧力も小さくなるので、気化器８からの噴射圧力も小さくなる。
【０００６】
これに伴って一次空気の吸引量も少なくなるので、燃焼バーナ１における燃焼炎の勢いも徐々に弱まり、燃焼炎を介して、フレームロッド１０と燃焼バーナ１とのフレーム抵抗値も高くなる。このフレーム抵抗値が予め設定された値になると、気化器８のソレノイドニードルバルブ１１が作動して、気化器８のノズル穴１２を閉止して気化器８内の残留気化ガスの放出を防止している。
【０００７】
一方燃焼バーナ１において、気化器８のノズル穴１２の閉止によって燃焼は停止されるが、燃焼バーナ１内に極僅かの未燃焼ガスが残留し、当該未燃焼ガスが５００〜６００℃程度の炎口網６に接触して、アルデヒド類の中間生成物が生成され、刺激を伴う異臭が発生するので、炎口網６とバックネット７に、未燃焼ガスを酸化反応させる触媒、例えば白金パラジウムを担持させて、消火直後に発生する未燃焼ガスは、燃焼炎によって活性な温度にまで高められた触媒に接触して酸化されるので、アルデヒド類の中間生成物が生成されない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術の強制気化式燃焼装置の燃焼バーナにおいては、燃焼バーナの炎口網とバックネットの少なくとも一方を未燃焼ガスを酸化反応させる触媒を担持させたバーナで定常燃焼時に至ってはバーナ温度の上昇で、炎口網及びバックネットは触媒が酸化反応する温度にまで到達維持されるので、消火時に臭気の要因となる未燃焼ガスを酸化反応燃焼して臭気の低減を計っている。
【０００９】
しかしながら、白金などの貴金属触媒は低い温度から活性（酸化反応）を示すため、通常、炎口網の上で炎を形成し正常に燃焼しているものが、時間の経過と共に燃焼熱によって、バーナは高温度に達し、これに伴って炎口網及びこれの真下に配設されている触媒を担持したバックネットも伝導熱や輻射熱によって高温度に高められるために、灯油の気化ガスと燃焼用一次空気との混合ガスが、炎口網上で酸化燃焼する前にバックネットで低い温度で高活性を有する触媒の酸化反応が起こり、逆火燃焼して運転を停止する恐れが課題となっている。
【００１０】
本発明は、これらの課題を解決した燃焼バーナを提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の燃焼バーナは上記課題を解決したもので、バーナの炎口網とバックネットに未燃焼ガスを酸化反応させる触媒を担持した燃焼バーナにおいて、上記バックネットに定常燃焼での逆火現象の発生をなくすために焼成工程温度が８００〜８５０℃の焼成工程を加えたことを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、例えば、灯油等の液体燃料を気化させるための気化器と、気化した燃料と空気とを混合させ燃焼させるバーナと、混合ガスに点火し燃焼を開始させる点火ヒータと、燃焼を検知する検知手段とを備えた強制気化式燃焼装置において、バーナの炎口網とバックネットとの少なくとも一方を未燃焼ガスを酸化反応させる触媒を担持させた後に、予備焼成してなるものである。
【００１３】
以下、本発明の燃焼バーナの実施の形態を強制気化式燃焼装置の燃焼バーナに実施場合について図１乃至図６とともに説明するが、上記従来の技術の項で説明した従来の構成と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。
【００１４】
図１は本発明の燃焼バーナの実施の形態を示す要部平面図、図２は図１の燃焼バーナのＡ−Ａ線の要部断面図、図３は図１の燃焼バーナのＢ−Ｂ線の要部断面図、図４は燃焼バーナのバックネットの焼成温度と焼成時間の関係を示した説明図、図５は燃焼バーナのバックネットの浄化率と焼成工程の有無を比較した説明図、図６は燃焼バーナバックネットの焼成温度と浄化特性の関係を比較した説明図である。
【００１５】
図１乃至図３の燃焼バーナ１において、気化器８のノズル穴１２の閉止によって燃焼は停止されるが、燃焼バーナ１内に極僅かの未燃焼ガスが残留し、当該未燃焼ガスが５００〜６００℃程度の炎口網６に接触して、アルデヒド類の中間生成物が生成され、刺激を伴う異臭が発生する。
【００１６】
そのために、炎口網６とバックネット７に、未燃焼ガスを酸化反応させる触媒、例えば白金パラジウムを担持させて、消火直後に発生する未燃焼ガスを、燃焼炎によって活性な温度にまで高められた触媒に接触して酸化されるようにして、アルデヒド類の中間生成物が生成されないようにする。
【００１７】
しかしながら、炎口網６の上で炎を形成し正常に燃焼しているものが、時間の経過と共に燃焼熱によって、燃焼バーナ１は高温度に達し、これに伴って炎口網６及びこれの真下に配設されている触媒を担持したバックネット７も伝導熱や輻射熱によって高温度に高められるために、灯油の気化ガスと燃焼用一次空気との混合ガスが、炎口網６上で酸化燃焼する前にバックネット７で低い温度で高活性を有する触媒の酸化反応が起こり、逆火燃焼して運転を停止する恐れが生じる場合がある。
【００１８】
そこで、低温度地域の活性を消失させ、高温度地域の活性を、維持させるために、いたずらに高温度でかつ長時間保持し、予備焼成することは触媒自身が半融現象を起し高温劣化によって活性を失い、本来の目的を達成できないので、予備焼成温度の設定は細心の条件管理が必要である。
【００１９】
また、触媒を担持させるバックネット７の材料がオーステナイト系のステンレス鋼板の場合は、８６０℃以上になると、材料自身が酸化進行して酸化スケールを生成し、スケールの脱落によって触媒効果はなくなる。
【００２０】
このようなことから、予備焼成温度と実機燃焼テストおよび素材表面について説明する。
【００２１】
触媒を担持したバックネット７の予備焼成温度を６５０℃、７５０℃、８００℃、８５０℃で、それぞれ２０分間焼成したものと、８５０℃の温度に到達後電源ＯＦＦして炉冷したものを、実機石油ファンヒータに組み込み燃焼試験を行ったもので、いずれも点火初期はバーナおよび燃焼室内温度も十分安定していないため、触媒の酸化反応による逆火はおこらなかった。
【００２２】
しかし、７５０℃以下の焼成温度での焼成品では、点火３０分以降、逆火しやすい燃焼モードを故意に作成した条件での火力に変換すると、殆どがバックネット１３で燃焼する逆火現象を起こし、フレーム失火により運転が停止する。これは焼成温度が７５０℃以下では、触媒の低温域での活性の消失が不十分であるためである。
【００２３】
また、８００℃以上の焼成温度での焼成品では、上述の現象は長時間の運転でも確認されなかった。
【００２４】
次に各温度で焼成したバックネット７の表面を、ＳＥＭ観察およびＥＤＸ分析から調査したが、焼成温度が８５０℃より以下の焼成品においては、ｐｔの存在や、表面に形成された酸化皮膜に異常は認められなかったが、焼成温度が８６０℃による焼成品では、形成された酸化皮膜に剥離が発生していた。
【００２５】
次に焼成温度と浄化率の関係について説明すると、図４は、焼成温度と焼成時間の関係図で、焼成炉で８５０℃まで昇温後、電源ＯＦＦして炉中冷却を行ったものを示し、図５は、焼成工程の有無と浄化率の関係図で、図４での焼成温度を８５０℃までの昇温後、電源ＯＦＦして炉中冷却したサンプルの浄化特性をプロピレン評価ガスで行ったものである。
【００２６】
図５より、予備焼成をしない場合では、１６０℃ぐらいから、酸化反応の兆しを呈し、２５０℃においてはほぼ完全な反応が見られ、低い温度から活性を示している。一方焼成をしたものは、３５０〜４００℃頃から反応がみられ、約４３０℃以上から完全な酸化反応として立ち上がっている。
【００２７】
以上の結果から焼成したことにより、低温度域での活性（酸化反応）はなくなっていることがわかる。
【００２８】
図６は、焼成温度と浄化特性の関係を示したもので、焼成温度と浄化特性の関係をプロピレン評価ガスで行ったものであり、焼成温度は低いほど浄化率はよくなっているが、焼成温度を８５０℃では、他の温度に比べて悪くなっており、高温度での焼成は触媒毒になる恐れがある。
【００２９】
しかし、焼成温度が８５０℃に到達後、電源ＯＦＦした場合は、低い温度（６００℃）で焼成したのと、同等の性能が発揮され、焼成を一瞬の保持状態では、熱劣化の影響も避けることができる。
【００３０】
以上の結果から、バックネット、例えば金属網に触媒を担持した後、焼成温度を８００〜８５０℃の範囲で所定の時間の予備焼成工程を行うことで、定常燃焼での逆火現象の発生をなくすことができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の燃焼バーナは上記のような構成であるから、バックネツトへの貴金属の触媒担持は定常燃焼前に逆火を起こす恐れが有ったが、８００〜８５０℃で予備焼成する工程を追加することにより、低温度域での活性がなくなり、逆火の恐れは解消されるとともに、点火・消火時の臭い低減により効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る燃焼バーナの要部平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線の要部断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線の要部断面図である。
【図４】焼成温度と焼成時間の関係を示した説明図である。
【図５】浄化率と焼成工程の有無を比較した説明図である。
【図６】焼成温度と浄化特性の関係を比較した説明図である。
【図７】従来の強制気化式燃焼装置の燃焼バーナの概略分解斜視図である。
【図８】従来の強制気化式燃焼装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１  バーナ
２  バーナトップ
３  ボトム
４  仕切り板
５  整流板
６  炎口網
７  バックネット
８  気化器
９  電磁ポンプ
１０  フレームロッド
１１  ソレノイドニードルバルブ
１２  ノズル穴
【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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