(57)【要約】【課題】簡単な構造によってバーナの燃焼板側の枠板の焼損や、バーナ内への逆着火が起こるのを防止し、バーナの維持、管理を容易にする。【解決手段】バーナ１０は、矩形状の主板１の周囲に側板２ａ〜２ｃ等からなる枠板２を結合して、一方が閉鎖され、一端が開放された箱状に形成されたバーナ本体３と、バーナ本体３の開放端部に取り付けた網状の燃焼板５と、バーナ本体３の内部空間７における開放端部寄りの位置に取り付けた整流板６と、内部空間７における整流板６と前記主板１との間に設けられた燃料偏向板１１とを備えている。燃料供給管４から燃料導入空間２０に送入された混合ガスは、燃料偏向板１１の周囲板１１ｂの通気孔２１からバーナ本体３の内周壁３ａに噴出し、環状のスリット１９を通る間にバーナ本体３の枠板２を冷却し、整流板６を経た後燃焼板５から外側に噴出されて燃焼される。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が閉鎖されると共に他端が開放されており、かつ閉鎖端部に気体燃料を内部に導入する燃料供給管を設けた箱状のバーナ本体と、該バーナ本体の開放端部に取り付けられた燃焼板と、前記燃料供給管のバーナ本体への入口部に対向し、かつバーナ本体の内端壁面との間に所定間隔をあけてバーナ本体の内部に設けた燃料偏向板とを備えたバーナにおいて、
前記燃料偏向板は、前記バーナ本体の閉鎖端部の内端壁面に沿って前記バーナ本体の内周壁側の略全域に広がり、外周部がバーナ本体の内周壁との間に、該内周壁の全体周囲に沿いかつ前記燃料供給管とバーナ本体の開口部側とを連通する環状のスリットを形成してバーナ本体に支持されていることを特徴とする点火プラグ。
【請求項２】
前記燃料偏向板は、その外周部に沿って配設されて燃料偏向板と前記バーナ本体の閉鎖端部の内端壁面とを結合し、該内端壁面と前記燃料偏向板と共に前記燃料供給管に連絡された燃料導入空間を形成する周囲板を備え、該周囲板にはその全周にわたって前記燃料導入空間と前記スリットに連通する複数の通気孔が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバーナ。
【請求項３】
前記燃料偏向板は、その外周部に沿って配設されて燃料偏向板と前記バーナ本体の開放端部とを結合し、前記スリットと連絡された環状の燃料流通空間を前記バーナ本体の内周壁との間に形成する周囲板を備え、該周囲板にはその全周にわたって前記燃料流通空間とバーナ本体の開放端部側とを連通する複数の通気孔が設けられていることを特徴とする請求項１記載のバーナ。
【請求項４】
前記燃料偏向板と前記燃焼板との間には、それらに対し所定間隔をあけて、複数の通気孔を有する整流板がバーナ本体に支持されて設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のバーナ。
【請求項５】
前記バーナ本体の外周囲には、断熱材が装着されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のバーナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼板等の板材を製品の製造工程に移送する過程で材料の表面を予熱する等の被加熱表面の大きな平面、曲面を加熱するのに適するバーナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の大きな被加熱面を加熱するバーナとして、図６に示すように、Ａ矢視で長方形の主板１の周囲に枠板２（両側板２ａ，２ｂと端板２ｃ，２ｄ）を結合して形成され、一端（図６で上端）が閉鎖され他端側（下端側）が開放された箱状のバーナ本体３を備え、該バーナ本体３の閉鎖端部に燃料供給管４を設けると共に開放端部とその内側にそれぞれ燃焼板５と整流板６を取り付け、また、前記主板１と整流板６との間にあって前記燃料供給管４の前記内部空間７への入口部に間隔をあけて対向させた燃料偏向板８を前記主板１に支持して設け、燃料供給管４から送入した燃料ガスと空気との混合ガスが、前記燃料偏向板８でその周囲に拡散した後整流板６を通して整流されて燃焼板５の通気孔からバーナ本体３の外側に噴出され、図示しない点火プラグの火花によって着火し、燃焼されるようにしたバーナ９が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記バーナ９においては、前記燃焼板５の前方（図６で下方）で混合ガスが燃焼して生じた燃焼ガスによって、燃焼板５の前方において燃焼板５に略平行な状態にされた被加熱材料が加熱されるが、逆に、加熱された被加熱材料からの反射熱や輻射熱によってバーナ本体３の開口部側における枠板２の端縁が高温に過熱されて変形、亀裂し、バーナ９の寿命が短縮される問題があり、また、前記反射熱または輻射熱によって、バーナ９の内部空間７内の混合ガスに着火（逆着火）し、前記燃焼板５の前面（表面）で混合ガスが正常に燃焼しないおそれがある。
そこで、前記バーナ本体３の枠板２の外周に冷却水管を配管したり、冷却水ジャケットや空冷室を設けてそれらに冷却水、冷却エアーを流すことによって、前記枠板２の少なくとも前端部の周りを冷却することが行われている。
しかし、この場合には、バーナ本体３の構造が複雑になると共に、冷却水や冷却エアーをバーナ９に供給する設備が必要となり、製造コストが高くなるばかりでなく、バーナ９を含めた設備の維持、管理に手間が掛かる問題がある。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な構造によってバーナ本体の燃焼板側の枠板の周囲を確実に冷却して、バーナの燃焼ガスで加熱される被加熱加熱材料からの反射熱で前記枠板が焼損したり、バーナ内への逆着火が起こるのを防止できると共に、維持、管理が容易なバーナを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
すなわち、請求項１に係るバーナは、一端が閉鎖されると共に他端が開放されており、かつ閉鎖端部に気体燃料を内部に導入する燃料供給管を設けた箱状のバーナ本体と、該バーナ本体の開放端部に取り付けられた燃焼板と、前記燃料供給管のバーナ本体への入口部に対向し、かつバーナ本体の内端壁面との間に所定間隔をあけてバーナ本体の内部に設けた燃料偏向板とを備えたバーナにおいて、前記燃料偏向板は、前記バーナ本体の閉鎖端部の内端壁面に沿って前記バーナ本体の内周壁側の略全域に広がり、外周部がバーナ本体の内周壁との間に、該内周壁の全体周囲に沿いかつ前記燃料供給管とバーナ本体の開口部側とを連通する環状のスリットを形成してバーナ本体に支持されていることを特徴としている。
【０００６】
請求項２に係わるバーナは、請求項１に記載のバーナにおいて、前記燃料偏向板が、その外周部に沿って配設されて燃料偏向板と前記バーナ本体の閉鎖端部の内端壁面とを結合し、該内端壁面と前記燃料偏向板と共に前記燃料供給管に連絡された燃料導入空間を形成する周囲板を備え、該周囲板にはその全周にわたって前記燃料導入空間と前記スリットに連通する複数の通気孔が設けられていることを特徴としている。
【０００７】
請求項３に係るバーナは、請求項１に記載のバーナにおいて、前記燃料偏向板が、その外周部に沿って配設されて燃料偏向板と前記バーナ本体の開放端部とを結合し、前記スリットと連絡された環状の燃料流通空間を前記バーナ本体の内周壁との間に形成する周囲板を備え、該周囲板にはその全周にわたって前記燃料流通空間とバーナ本体の開放端部側とを連通する複数の通気孔が設けられていることを特徴としている。
【０００８】
請求項４に係るバーナは、請求項１〜３のいずれかに記載のバーナにおいて、前記燃料偏向板と前記燃焼板との間には、それらに対し所定間隔をあけて、複数の通気孔を有する整流板がバーナ本体に支持されて設けられていることを特徴としている。
【０００９】
請求項５に係るバーナは、請求項１〜４のいずれかに記載のバーナにおいて、前記バーナ本体の外周囲には、断熱材が装着されていることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るバーナについて図１〜図５を参照して説明する。なお、従来のバーナと同一または同様の構成部分には同一の符号を付して説明する。
図１〜図３は本発明の第１の実施の形態に係るバーナ１０を示す。このバーナ１０は、平面視で矩形状の主板１の周囲に、左右（図１、図２で左右）の側板２ａ，２ｂと前後（図１で上下）の側板２ｃ，２ｄとからなる枠板２を結合して、一端（図２で上端）が閉鎖され、他端（図２で下端）が開放された箱状に形成されたバーナ本体３と、耐熱性金属線を編んで網状に形成され、前記バーナ本体３の開放端部に前記主板１に平行にして取り付けた燃焼板５と、平面領域の全体にわたって多数の通気孔を有し、バーナ本体３の内部空間７における開放端部寄りの位置に燃焼板５と間隔をあけそれと平行にして取り付けた整流板６と、前記内部空間７における整流板６と前記主板１との間に位置しそれらと間隔をあけて設けられている燃料偏向板１１とを備えている。
【００１１】
前記バーナ本体３の閉鎖端部となる主板１には、端部にフランジ４ａを有する燃料供給管４がバーナ本体３の内部空間７に連通するようにして固定して設けられている。また、前記バーナ本体３の主板１の外面（上面）には、前、後部（図１で上下部）にバーナ連結孔１２ａを有する一対の連結板１２，１２が固定されると共に、左右端部寄りの位置にボルト孔１３ａを有する一対の取付板１３，１３が、バーナ本体３の長手方向（図１で上下方向）に沿い、かつ前後の両端部を前記取付板１３，１３に連結して固定されている。
【００１２】
また、前記バーナ本体３の主板１の外面には所定厚さの断熱材１４が装着されて、その外側を、前記枠板２の主板１の外側へ突出した部分に固着した保持板１５で覆われている。前記枠板２の外周部には、前記断熱材１４と略同じ厚さを有し、前記枠板２の高さと略同じ幅を有する所定長さの断熱材板１６が、複数個隙間なく配列して設けられている。各断熱材板１６は、その外側に装着した断面コ字状の支持板１７を、枠板２の外側に突出して設けたボルト１８に支持して、ダブルナット１８ａで締め付けることによって側板２ａ〜２ｄに固定されている。
【００１３】
また、前記燃料偏向板１１は、前記バーナ本体３の主板１の内壁面１ａに平行に沿ってバーナ本体３の内部空間７の略全域に広がり、その外周部がバーナ本体３の内周壁３ａとの間に、該内周壁３ａの全体に沿い矩形型環状のスリット１９を形成する矩形状の偏向板部材１１ａと、該偏向板部材１１ａの外周部に沿って矩形型環状に配設されて、偏向板部材１１ａを前記主板１の内端壁面に結合する周囲板１１ｂとを備え、前記主板１の内端壁面１ａとの間に前記燃料供給管４に連絡された燃料導入空間２０を形成している。前記周囲板１１ｂには、その全周囲にわたって前記偏向板１１ａに近い下端側位置に貫通された多数の通気孔２１があけられ、該通気孔２１を介して燃料導入空間２０と前記スリット１９とが連通している。前記通気孔２１は円孔、スリット状孔、その他の適宜形状の孔とすることができる。
なお、図示しないが、バーナ本体３または他の適当な支持部には、バーナ１０から噴射される燃料に着火させるための点火プラグが、バーナ本体３の開口端部の前方に先端を臨ませて設けられている。
【００１４】
前記構成のバーナ１０を所要の加熱装置に設備して使用する場合には、バーナ本体３に固定されている取付板１３，１３を、そのボルト孔１３ａに挿通したボルトによって前記加熱装置の所要位置に固定することにより、バーナ１０を加熱装置に取り付ける。該加熱装置を作動させる際には、ブロア等によってバーナ１０の燃料供給管４から燃料ガスと空気を混合した混合ガス（気体燃料）がバーナ本体３の燃料導入空間２０に送入される。燃料導入空間２０に入った混合ガスは、前記燃料偏向板１１の周囲板１１ｂの通気孔２１を通ってバーナ本体３の側板２ａ〜２ｄの内周壁３ａと周囲板１１ｂとの間の環状空間３ｂに入り、さらに、前記スリット１９を経て前記偏向板部材１１ａと前記整流板６との間に至り、該整流板６によってバーナ本体３の開口部の全域に広げられ整流された後、燃焼板５を通してバーナ本体３の開口端部からその前方に噴射され、前記点火バーナによって着火、燃焼される。
【００１５】
前記混合ガスの燃焼による高温の燃焼ガスによって、バーナ１０の燃焼板５の前面に対向されて移動する鋼板等の被加熱材料が加熱される。その際、バーナ１０では、加熱された被加熱材料からの反射熱または輻射熱によって、自体のバーナ本体３の枠板２の先端部（燃焼板５側における端部）が加熱されることになるが、前記燃料導入空間２０から前記通気孔２１を通して混合ガスが高流速でバーナ本体３の内周壁３ａに当たり、その衝突噴流で枠板２が急速に冷却されるため、前記枠板２は高温に過熱されることがなく、また、前記枠板２が混合ガスで冷却されることにより、バーナ本体３の燃焼板５の内側を流動する混合ガスが高温になるのを防止される。
【００１６】
前記のように、実施の形態に係るバーナ１０によれば、バーナ本体３内に送入された混合ガスが、燃料偏向板１１の通気孔２１によってバーナ本体３の内周壁３ａに向かって高流速で噴射されて、その衝突噴流による伝熱によって前記内周壁３ａを急冷却しながら、さらに、前記燃料偏向板１１の外周部と前記内周壁３ａとの間のスリット１９から前記内周壁３ａに沿ってバーナ本体３の開口部側に流れるので、その流れる混合ガスによってバーナ本体３の枠板２の前端部が良好に冷却され、バーナ１０によって加熱された被加熱材料からの反射熱または輻射熱によって、前記バーナ本体３の枠板２の前端部が高熱に過熱されて変形、亀裂したり、バーナ本体３の開口部側内を流動する混合ガスが高温になって逆着火が起こるのを防止し、バーナ１０を燃焼板５の前方で正常に燃焼作動させることができる。
【００１７】
しかも、バーナ１０の燃焼用の混合ガスを燃料偏向板１１でバーナ本体３の内周壁面３ａに向けて流すことによりバーナ本体３の枠板２を冷却することができるので、従来のバーナ９のように、バーナ本体３の枠板２の先端部の外周に冷却水や冷却エアーを供給するための配管構造、設備が不要となり、構造が簡単で、安価に製造でき、メンテナンスの容易なバーナを実現することができる。
【００１８】
なお、前記バーナ１０においては、そのバーナ本体３の開口部の大きさによって加熱面積の大きさが定まるが、加熱面積をさらに大きくする必要がある場合には、例えば、前記バーナ１０におけるバーナ本体３の前後の側板２ｃ，２ｄを省いたものを１つの単位ユニットとして、この単位ユニットを複数個長手方向に直列に配置して、隣接する単位ユニットの前記バーナ本体３の連結板１２，１２同士を、それらに設けたボルト孔１２ａ，１２ａに通したボルトにナットを螺合して連結する。これにより、バーナは長さ方向に加熱面積を拡大させることができる。この場合、最も外側に位置する単位ユニットにはバーナ本体３の枠板２の前後の側板２ｃ，２ｄを設けることは勿論である。
【００１９】
次に、図４は本発明の第２の実施の形態に係るバーナ１０Ａを示す。
この実施の形態に係るバーナ１０Ａは、前記実施の形態に係るバーナ１０における前記燃料偏向板１１の周囲板１１ｂを省略し、前記偏向板部材１１ａの外周近部を、該外周部に沿って適宜間隔をあけて配置した複数の支持片１１ｃによって前記バーナ本体３の主板１の内端壁面１ａに支持した構成の燃料偏向板１１Ａを備えている。その他の構成は前記実施の形態に係るバーナ１０と同一となっているので、同一の部分には同一の符号を付してその構成の説明は省略する。
この実施の形態に係るバーナ１０Ａにおいても、前記実施の形態に係るバーナ１０と同様に、スリット１９を高流速で流れる混合ガスで前記バーナ本体３の枠板２を効果的に冷却することができるので、枠板２の前端部の変形、亀裂やバーナ本体３の内部への逆着火を防止できると共に、燃料偏向板１１Ａの構造が簡単であるので、一層安価に製造でき、メンテナンスもより容易なバーナを実現することができる。
この実施の形態に係るバーナ１０Ａにおいて、前記偏向板部１１ａの外周部の全周に沿うようにして周囲板１１ｆを前記主板１に固定し、該周囲板１１ｆの下端と偏向板部材１１ａの上面との間にスリット２１ａを設けた構成にすると、前記燃料導入空間２０に送入された混合ガスがスリット２１ａを通してバーナ本体３の内周壁３ａに衝突噴流されるので、枠板２の冷却効果が増大され、前記第１の実施の形態に係るバーナ１０と同様な作用効果を奏することができる。
【００２０】
また、図５は本発明の第３の実施の形態に係るバーナ１０Ｂを示す。
この実施の形態に係るバーナ１０Ｂは、前記実施の形態に係るバーナ１０においては、燃料偏向板１１がその周囲板１１ｂを偏向板部材１１ａの上方に向けて設けた構成になっているのに対し、燃料偏向板１１Ｂが周囲板１１ｄを偏向板部１１ａの下方に向けて前記バーナ本体３の開口端部まで延長して設けた構成になっている。そして、前記バーナ本体３の枠板２の先端側が前記開口端部に至る手前でバーナ本体３の内部空間７側に向けて折曲され、その折曲部２ｅが前記周囲板１１ｄの外面に接合され、周囲板１１ｄと前記枠板２との間に矩形型の環状空間（燃料流通空間）２２が形成され、該環状空間２２が周囲板１１ｄにあけた通気孔２１によって前記偏向板部材１１ａと前記整流板６との間の空間に連通されている。前記周囲板１１ｄの先端部側は前記バーナ本体３の枠板２の先端部を兼ねており、周囲板１１ｄの先端部に前記燃焼板５が固定されている。また、この実施例の偏向板部材１１は第２の実施の形態に係るバーナ１０Ａの偏向板部材１１ａと同様に支持片１１ｃでバーナ本体３の主板１に支持されている。
【００２１】
その他の構成は前記実施の形態に係るバーナ１０と同様であるので、同様の構成部材には同一の符号を付してその構成の説明は省略する。
この実施の形態に係るバーナ１０Ｂにおいても、燃料供給管４からバーナ本体３内に送入され、前記燃料偏向板１１Ｂの偏向板部材１１ａによってバーナ本体３の内周壁３ａ側に送られた混合ガスが前記環状空間２２を流れることによって、バーナ本体３の枠板２を効率よく冷却することができ、前記各実施の形態に係るバーナ１０，１０Ａと同様な作用、効果が奏される。
【００２２】
なお、前記各実施の形態に係るバーナ１０，１０Ａ，１０Ｂにおいては、図２、図４、図５に示す横断面構造において、前記燃焼板５が平面状に形成され、これに合わせてバーナ本体３が矩形状の内部空間７を有する箱形に形成されているが、バーナ本体３の横断面形状は、これに限らず、燃焼板を円弧状、その他の形状に形成し、これに合わせて全体として円弧状、その他の形状の空間を有する箱形に形成してもよい。このようにすれば、鋼板等を移送するローラの外周面を予熱したり、円弧状、その他の形状の表面を有する部材であってもそれらの表面を効果的に加熱することができる。
また、前記各実施の形態に係るバーナ１０，１０Ａ，１０Ｂは、本発明を予混合式バーナに適用した場合の例であるが、本発明はこれに限らず、非予混合式バーナに適用することもできる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下のような優れた効果を奏する。
請求項１に係るバーナによれば、バーナ本体内に送入された気体燃料が、燃料偏向板によってバーナ本体の内周壁側に向かって流れて、さらに、前記燃料偏向板の外周部とバーナ本体の内周壁との間のスリットからバーナ本体の内周壁に沿ってその開口部側に流れるので、その流れる気体燃料によってバーナ本体の開口端部側が良好に冷却され、バーナによって加熱された被加熱材料からの反射熱または輻射熱によって、前記バーナ本体の開口端部側が高熱に加熱されて変形、亀裂したり、バーナ本体内の気体燃料が高温になって逆着火が起こるのを防止することができる。
しかも、バーナの燃焼用燃料を燃料偏向板でバーナ本体の内周壁部に流すことによりバーナ本体の開口端部側を冷却することができるので、従来のバーナのように、バーナ本体の開口端部の外周に冷却水や冷却エアーを供給するための構造、設備が不要となり、構造が簡単で、安価に製造でき、維持管理の容易なバーナを実現することができる。
【００２４】
請求項２に係るバーナによれば、燃料偏向板とその外周部に沿って配設された周囲板とバーナ本体の閉鎖端部の内壁面とで形成された燃料導入空間に燃料供給管から送入された気体燃料を、前記周囲板の通孔から前記バーナ本体の枠板に向けて高流速で噴射させることができるので、該噴射した気体燃料によって極めて効率よく前記枠板を冷却してその変形、亀裂を効果的に防止することができる。
【００２５】
請求項３に係るバーナによれば、バーナ本体の内周の全体にわたり周囲板によってバーナの開口部側に向けて燃料流通空間が形成されるので、該燃料流通空間を流れる気体燃料によってバーナ本体の枠板を効率よく冷却することができる。
【００２６】
請求項４に係るバーナによれば、バーナ本体内の燃料偏向板と前記燃焼板との間に、複数の通気孔を有する整流板が設けられているので、バーナ本体の枠板に沿って流れて枠板の冷却に働いた気体燃料を、バーナの開口部の全体に広げて燃焼板の全体から均等に噴射させることができる。
【００２７】
請求項５に係るバーナによれば、バーナ本体の外周囲に断熱材が装着されているので、バーナ本体から周囲に高熱が放散されることがなく、安全であると共に、バーナの燃焼効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るバーナを示す平面図である。
【図２】図１のイ−イ断面図である。
【図３】図２のロ矢視図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るバーナを示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るバーナを示す断面図である。
【図６】従来のバーナを示す断面図である。
【符号の説明】
１　主板
２　枠板
３　バーナ本体
４　燃料供給管
５　燃焼板
６　整流板
７　内部空間
９，１０，１０Ａ，１０Ｂ　バーナ
１１，１１Ａ，１１Ｂ　燃料偏向板
１１ａ　偏向板部材
１１ｂ，１１ｄ、１１ｆ　周囲板
１４，１６　断熱材
１９，２１ａ　スリット
２１　通気孔
２２　環状空間（燃料流通空間）
【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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