(57)【要約】【課題】  予混合ガス流路と燃焼ガス流路との間でガスリークが発生しないものを低コストで作成できる燃焼器及びその製造方法を提供する。【解決手段】  燃焼室７と、燃料と少なくとも酸素を含む気体との予混合ガスを燃焼室７へ流入させる予混合ガス流路８と、燃焼室７からの燃料ガスを流出させる燃焼ガス流路９とを備えた燃焼器１であって、保持部材２内に管状体３を渦巻き状に収容し、管状体３の内部を予混合ガス流路８として形成し、管状体３と保持部材２の内壁面とで囲まれる間隙によって燃焼ガス流路９を形成した。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室と、燃料と酸化剤を該燃焼室へ供給する供給路と、該燃焼室内の燃焼ガスを排出する排出路とを備えた燃焼器であって、
前記供給路と前記排出路の少なくともいずれか一方が継ぎ目のない単一の管状体で形成されていることを特徴とする燃焼器。
【請求項２】
請求項１記載の燃焼器であって、
前記管状体は保持部材内に収容され、
該保持部材内に前記燃焼室と前記供給路と前記排出路とが形成されたことを特徴とする燃焼器。
【請求項３】
請求項２記載の燃焼器であって、
前記供給路と前記排出路の一方が前記管状体で形成され、
該供給路と該排出路の他方が該管状体と前記保持部材の内壁面とで囲まれる間隙によって形成されたことを特徴とする燃焼器。
【請求項４】
請求項３記載の燃焼器であって、
前記管状体は、前記燃焼室を中心として渦巻き状に配置されていることを特徴とする燃焼器。
【請求項５】
請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の燃焼器であって、
前記保持部材は、上面が開口され、前記管状体が収容される収容室を有する保持部材本体と、
該保持部材本体の該収容室を覆う蓋体とから構成され、
該保持部材本体の内壁面と該蓋体の内壁面との間で該管状体が挟持されたことを特徴とする燃焼器。
【請求項６】
燃焼室と、燃料と酸化剤を該燃焼室へ供給する供給路と、該燃焼室からの燃焼ガスを排出する排出路とを備えた燃焼器の製造方法であって、
前記供給路、または前記排出路となる継ぎ目のない単一の管状体を渦巻き状に成形する工程と、
渦巻き状に成形された該管状体を保持部材本体内に配置し、該保持部材本体の内壁面と蓋体の内壁面との間で該管状体を挟持する工程とを備えたことを特徴とする燃焼器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼による化学反応熱を利用する燃焼器及び燃焼器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の燃焼器としては、特許文献１に開示されたものがある。この燃焼器１００は、図５及び図６に示すように、容器本体１０１ａと容器本体１０１ａの開口を塞ぐ蓋体１０１ｂとからなる円盤状の容器１０１と、容器１０１内のほぼ中心に形成され、点火栓（図示せず）を有する燃焼室１０２と、この燃焼室１０２を中心として容器１０１内に渦巻き状に形成された予混合ガス流路１０３と、この予混合ガス流路１０３に隣接され、同じく燃焼室１０２を中心として容器１０１内に渦巻き状に形成された燃焼ガス流路１０４とを備えている。隣接する予混合ガス流路１０３と燃焼ガス流路１０４の間は仕切壁１０５によって仕切られている。
【０００３】
上記構成において、燃料と酸化剤からなる予混合ガスが予混合ガス流路１０３に圧送され、燃焼室１０２で予混合ガスに点火されると、予混合ガスが燃焼室１０２内で燃焼ａする。この燃焼ａによって生成された燃焼ガスは、燃焼ガス流路１０４を通って容器１０１の外部に排出される。燃焼室１０２には予混合ガスが連続的に供給されるため、燃焼室１０２では予混合ガスが燃焼し続ける。そして、予混合ガス流路１０３を通って流入する予混合ガスは仕切壁１０５を介して燃焼ガスの熱を受けるため、予熱された状態で燃焼室１０２に供給される。これにより予混合ガスは、燃焼室１０２で安定して燃焼する。このような燃焼ａによる熱を加熱器等の種々の目的に利用するものである。
【０００４】
ところで、予混合ガス流路１０３や燃焼ガス流路１０４は、切削加工で例えば容器本体１０１ａに渦巻き状の溝を形成し、この溝を蓋体１０１ｂで塞ぐことによって形成したり、又、鋳造によって渦巻き状の仕切り壁１０５及び溝を有する容器本体１０１ａを作成し、溝を蓋体１０１ｂで塞ぐことによって形成する。ここで、容器本体１０１ａの仕切り壁１０５と蓋体１０１ｂの内壁面との間に隙間があると、予混合ガスと燃焼ガスとが互いにガスリークし、燃焼効率が低下する。従って、予混合ガス流路１０３と燃焼ガス流路１０４とは、互いにガスリークしないように作成する必要がある。
【特許文献１】特開２００４−２００８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来例のように予混合ガス流路１０３と燃焼ガス流路１０４を切削加工や鋳造製造によって作成する場合には、非常に高度な技術が要求される。つまり、ガスリークが発生しないように予混合ガス流路１０３と燃焼ガス流路１０４を作成するには、仕切り壁１０５の高さを全ての位置で一定に作成することが要求される。しかし、切削加工や鋳造製造において、仕切り壁１０５の高さを全て一定に作成するには高度な技術が要求され、燃焼器１００の製造には非常にコストがかかるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、予混合ガス流路である供給路と燃焼ガス流路である排出路との間でガスリークが発生しないものを低コストで作成できる燃焼器及び燃焼器の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、燃焼室と、燃料と酸化剤を該燃焼室へ供給する供給路と、該燃焼室内の燃焼ガスを排出する排出路とを備えた燃焼器であって、前記供給路と前記排出路の少なくともいずれか一方が継ぎ目のない単一の管状体で形成されていることを特徴とする燃焼器である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の燃焼器であって、前記管状体は保持部材内に収容され、該保持部材内に前記燃焼室と前記供給路と前記排出路とが形成されたことを特徴とする燃焼器である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の燃焼器であって、前記供給路と前記排出路の一方が前記管状体で形成され、該供給路と該排出路の他方が該管状体と前記保持部材の内壁面とで囲まれる間隙によって形成されたことを特徴とする燃焼器である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の燃焼器であって、前記管状体は、前記燃焼室を中心として渦巻き状に配置されていることを特徴とする燃焼器である。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の燃焼器であって、前記保持部材は、上面が開口され、前記管状体が収容される収容室を有する保持部材本体と、該保持部材本体の該収容室を覆う蓋体とから構成され、該保持部材本体の内壁面と該蓋体の内壁面との間で該管状体が挟持されたことを特徴とする燃焼器である。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、燃焼室と、燃料と酸化剤を該燃焼室へ供給する供給路と、該燃焼室からの燃焼ガスを排出する排出路とを備えた燃焼器の製造方法であって、前記供給路、または前記排出路となる継ぎ目のない単一の管状体を渦巻き状に成形する工程と、渦巻き状に成形された該管状体を保持部材本体内に配置し、該保持部材本体の内壁面と蓋体の内壁面との間で該管状体を挟持する工程とを備えたことを特徴とする燃焼器の製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、単一の管状体はその内部の気密が確実に保持される構造であるため、燃料と酸化剤を供給する供給路と燃焼ガスが排出される排出路のいずれか一方を継ぎ目のない管状体で形成する場合にも、供給路と排出路の双方を管状体で形成する場合にも供給される燃料と酸化剤（予混合ガス）と燃焼ガス間でガスリークが発生することがない。そして、従来例のように、供給路や排出路の作成、及び、これら流路間の気密性の保持に高い加工技術や製造技術が必要なく、低コストで作成が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１〜図４は本発明の一実施形態を示し、図１は燃焼器１の平面図、図２は燃焼器１の正面図、図３は図１のＡ−Ａ線断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【００１６】
図１〜図４において、燃焼器１は、偏平円盤状の保持部材２と、この保持部材２内に配置された単一の管状体３とを備えている。保持部材２は、保持部材本体４と蓋体５とから成る。保持部材本体４は、円板状の底壁４ａとこの底壁４ａの外縁端に立設された円周側壁４ｂとからなり、上面が開口された収容室６が形成されている。蓋体５は、円板状であり、収容室６を塞ぐように保持部材本体４の上面にろう付けや溶接等で接合されている。収容室６のほぼ中心位置は、燃焼室７として形成されている。この燃焼室７には点火栓（図示せず）が設けられている。
【００１７】
管状体３は、継ぎ目のない断面円形状であり、燃焼室７を中心として収容室６内に渦巻き状に配置されている。この管状体３の内部は、燃料と酸化剤として少なくとも酸素を含む気体（例えば酸素、空気）との予混合ガスを保持部材２の外部より燃焼室７に流入させる供給路である予混合ガス流路８として形成されている。
【００１８】
又、隣接する管状体３の間で、且つ、上下が保持部材２の底壁４ａ及び蓋体５で囲まれた隙間や、管状体３と保持部材２の円周側壁４ｂの間で、且つ、上下が保持部材２の底壁４ａ及び蓋体５で囲まれた隙間は、燃焼室７からの燃焼ガスを保持部材２外に流出させる排出路である燃焼ガス流路９として形成されている。燃焼ガス流路９は円周側壁４ｂに形成された流路出口１０を介して保持部材２の外部に開口されている。
【００１９】
つまり、予混合ガス流路８及び燃焼ガス流路９は、燃焼室７を中心としてそれぞれ渦巻き状に形成され、且つ、互いに隣接する双方の流路８，９は、互いに管状体３を介して仕切られている。予混合ガス流路８の管径は、火炎の通れない隙間距離である消炎距離より小さく設定されている。
【００２０】
又、管状体３は、保持部材２の底壁４ａと蓋体５によって収容室６内で挟持された状態で収容されている。この挟持力によって、管状体３は保持部材２内で渦巻き状を保持した状態で固定されていると共に、管状体３と保持部材本体４の底壁（内壁面）４ａとの間や、管状体３と蓋体５の内壁面との間が隙間なく密着されている。
【００２１】
上記構成において、燃料と酸素（又は空気）からなる予混合ガスが予混合ガス流路８に圧送され、燃焼室７で予混合ガスに点火されると、予混合ガスが燃焼室７内で燃焼する。この燃焼によって生成された燃焼ガスは、燃焼ガス流路９を通って保持部材２の外部に排出される。燃焼室７には予混合ガスが連続的に供給されるため、燃焼室７では予混合ガスが燃焼し続ける。そして、予混合ガス流路８を通過する予混合ガスは管状体３を介して燃焼ガスの熱を受けるため適当な温度に予熱される。この予熱によって予混合ガスは、燃焼室７で安定して燃焼することになる。
【００２２】
このような燃焼過程において、予混合ガスは単一の管状体３の内部の予混合ガス流路８を流れ、燃焼ガスは管状体３の外部の燃焼ガス流路９を流れるが、単一の管状体３は継ぎ目がなく、その内部の気密が確実に保持される構造であるため、予混合ガスと燃焼ガス間でガスリークが発生することがない。そして、従来例のように、予混合ガス流路８や燃焼ガス流路９の作成、及び、これら流路８，９間の気密性の保持に高い加工技術や製造技術、検査技術の必要がなく、低コストで作成が可能である。たとえば、検査では、管状体３を渦巻き状に加工した時点で気密性の確認をするとともに、完成品の状態で、外周縁からのガス漏れの有無を確認するだけで済むため、従来からある気密検査の設備を使用することができることにより、コストをかけずに製造することができる。また、この実施形態のように管状体３を予混合ガス流路８とし、管状体３によって仕切られて形成された部位を燃焼ガス流路９とした場合には、燃焼ガスが保持部材２からリークしても特に問題はないため、完成品の検査も不要になり、さらなる低コスト化が可能である。
【００２３】
この実施形態では、予混合ガス流路８を単一の管状体３で形成したが、燃焼ガス流路９を単一の管状体で形成しても、予混合ガス流路８と燃焼ガス流路９の双方をそれぞれ単一の管状体で形成しても良い。尚、二穴管で形成しても良い。たとえば、保持部材内に２本の管状体を配置し、一方の管状体を燃料ガスを燃焼室に供給する供給路、他方の管状体を空気や酸素などの酸化ガスを燃焼室に供給する供給路、これら隣接する管状体の間で、且つ、上下が保持部材の底壁及び蓋体で囲まれた隙間や、管状体と保持部材の円周側壁の間で、且つ、上下が保持部材の底壁及び蓋体で囲まれた隙間は、燃焼室からの燃焼ガスを保持部材外に流出する排出路として構成することが可能である。この場合はあらかじめ燃料ガスと酸化ガスとを混合する必要がなくなる。
【００２４】
この実施形態では、管状体３は保持部材２内に収容され、保持部材２内に燃焼室７と予混合ガス流路８と燃焼ガス流路９とが形成されたので、この実施形態にように予混合ガス流路８のみを管状体３で形成する場合にあっては、保持部材２内の管状体３以外のスペースを利用して燃焼ガス流路９を容易に作成できる。具体的には、この実施形態のように、燃焼ガス流路９を管状体３と保持部材２の内壁面（底壁４ａと蓋体５）とで囲まれる間隙によって形成することによって容易に作成できる。従って、燃焼器１の製造コストの低減に寄与する。尚、保持部材２内に燃焼ガス流路９のみを管状体３で形成する場合には、予混合ガス流路８を同様に容易に作成できる。
【００２５】
この実施形態では、管状体３は、燃焼室７を中心として渦巻き状に配置されているので、保持部材２の蓋体５上の温度分布をほぼ均一なものにできる。従って、燃焼器１を加熱器として利用する場合に最適な温度分布にできる。
【００２６】
この実施形態では、保持部材２は上面が開口され、管状体３が収容された収容室６を有する保持部材本体４と、保持部材本体４の収容室６を覆う蓋体５とから構成され、保持部材本体４の底壁４ａと蓋体５との間で管状体３が挟持されたので、管状体３を保持部材２内で容易に固定できる。従って、燃焼器１の製造コストの低減に寄与する。又、管状体３で仕切られた燃焼ガス流路９同士でのガスリークを防止できる。但し、燃焼ガス流路９同士で燃料ガスのリークが発生しても燃焼効率の低下をもたらすことはない。このようなガスリークを防止するよう管状体３を保持部材２に固定する必要がないため、この点からも燃焼器１の製造コストの低減に寄与する。
【００２７】
保持部材２や管状体３に使用される素材は、ＳＵＳ３１６やＳＵＳ３１０等の耐熱性ステンレス鋼、インコネル等の耐熱性合金等である。
【００２８】
予混合ガスの燃料としては、アルコール類、パラフィン系炭化水素等の炭化水素等の液体燃料、メタン、エタン、一酸化炭素、水素、アセチレン等の気体燃料である。
【００２９】
尚、前記実施形態では、保持部材２内に収容する管状体３を渦巻き状に配置することにより予混合ガス流路８及び燃焼ガス流路９を共に渦巻き状に形成したが、予混合ガス流路８及び燃焼ガス流路９を互いに隣接するよう配置できれば渦巻き状以外に形成しても良いことはもちろんである。
【００３０】
尚、前記実施形態では、管状体３の断面形状が円形状であり、予混合ガス流路８が断面円形状に形成されているが、断面円形状以外の形状に形成しても良いことはもちろんである。但し、断面円形状に形成した方が比表面積が小さく、実効ガス流通路が大きくなるため好ましい。
【００３１】
この実施形態では、保持部材本体４が底壁４ａと円周側壁４ｂとから構成されているが、燃焼ガス流路９の流路出口を管状体３によって仕切られて形成された部位に直接設けることで、円周側壁４ｂを除き、底壁４ｂのみでも同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態を示し、燃焼器の平面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示し、燃焼器の正面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示し、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の一実施形態を示し、図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】従来例の燃焼器の概略構成図である。
【図６】従来例の燃焼器の概略断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  燃焼器
２  保持部材
３  管状体
４  保持部材本体
４ａ  底壁
５  蓋体
６  収容室
７  燃焼室
８  予混合ガス流路（供給路）
９  燃焼ガス流路（排出路）
【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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