(57)【要約】【課題】耐熱鋼板で全周型バーナを形成すると、周方向の温度分布が均一化されるものの火力調整幅が狭いという問題と、セラミックプレートで全周型バーナを形成すると、火力調整幅を広く確保できるものの、周方向の温度分布を均一化できないという問題を同時に解決し、火力調整幅を広く確保しながら周方向の温度分布を均一化できる技術を提供する。【解決手段】セラミックプレートの製造方法は、存在位置によって穴の伸びている方向が変化しているセラミックプレート５６を製造する。その製造方法は、プレート状のセラミック素材に同一方向に伸びている穴群を形成する工程と、そのセラミック素材を曲げ変形させながら次焼成する工程とを含んでいる。【選択図】  図１９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
存在位置によって穴の伸びている方向が変化しているセラミックプレートを製造する方法であって、
プレート状のセラミック素材に同一方向に伸びている穴群を形成する工程と、
そのセラミック素材を曲げ変形させながら焼成する工程、
とを含むセラミックプレートの製造方法。
【請求項２】
穴群を形成したセラミック素材をその形状を保ったまま１次焼成し、１次焼成されたセラミックプレートを曲げ変形させながら２次焼成することを特徴とする請求項１に記載のセラミックプレートの製造方法。
【請求項３】
１次焼成されたセラミックプレートを型に倣わせることによって１次焼成されたセラミックプレートを２次焼成中に曲げ変形させることを特徴とする請求項１または２に記載のセラミックプレートの製造方法。
【請求項４】
下型と上型の間に１次焼成されたセラミックプレートを置き、２次焼成中に上型によってセラミックプレートを下型に倣わせることを特徴とする請求項３に記載のセラミックプレートの製造方法。
【請求項５】
一様の曲率で湾曲しているセラミックプレートを製造することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のセラミックプレートの製造方法。
【請求項６】
複数の平板部が連なるセラミックプレートを製造することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のセラミックプレートの製造方法。
【請求項７】
平坦なセラミック素材の曲げ変形によって引伸ばされる側の面に向かって横断面が縮小しているテーパー状の貫通穴を形成しておき、横断面が厚み方向に一様な貫通穴を有するセラミックプレートを製造することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のセラミックプレートの製造方法。
【請求項８】
平坦なセラミック素材の曲げ変形によって引伸ばされる側の面において扁平円状に開口する貫通穴を形成しておき、真円状に開口する貫通穴を有するセラミックプレートを製造することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のセラミックプレートの製造方法。
【請求項９】
存在位置によって貫通穴の伸びている方向が変化していることを特徴とするバーナに用いるセラミックプレート。
【請求項１０】
一様な曲率で湾曲しているとともに、放射状に伸びる貫通穴群が形成されていることを特徴とする請求項９に記載のセラミックプレート。
【請求項１１】
曲率中心角が１８０度以下であることを特徴とする請求項１０に記載のセラミックプレート。
【請求項１２】
複数の平板部が連なっているとともに、各平板部に面直角方向に伸びる貫通穴群が形成されていることを特徴とする請求項９に記載のセラミックプレート。
【請求項１３】
表面に形成されている凹部に貫通穴が連なっていることを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載のセラミックプレート。
【請求項１４】
セラミックプレートの端面同士を合わせたときに、一方のセラミックプレートの表面を他方のセラミックプレートに向けて延長した面と、他方のセラミックプレートの表面が一致することを特徴とする請求項９〜１３のいずれかに記載のセラミックプレート。
【請求項１５】
組合わされた複数のセラミックプレートを備えており、各セラミックプレートには、存在位置によって伸びている方向が変化している貫通穴群が形成されていることを特徴とする全周型バーナ。
【請求項１６】
各セラミックプレートが湾曲していることを特徴とする請求項１５に記載の全周型バーナ。
【請求項１７】
各セラミックプレートが屈曲していることを特徴とする請求項１５に記載の全周型バーナ。
【請求項１８】
組合わされた複数のセラミックプレートで筒が形成されていることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれかに記載の全周型バーナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックプレートと、その製造方法と、それを利用した全周型バーナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】筒状の全周型バーナが知られている。全周型バーナのバーナ筒には多数の炎孔群が形成されている。バーナ筒の炎孔群から空気とガスの混合気が噴出し、バーナ筒の全周で混合気が燃焼する。全周型バーナは、温度分布が均一であり、温水暖房機等の熱交換器を加熱するのに適している。
特許文献１には、耐熱鋼板製の円筒状バーナが記載されている。耐熱鋼板製の円筒状バーナは、金属プレートを曲げて筒状に形成できることから放射状に伸びる炎孔群を形成しやすいものの、耐熱性に課題を残している。
特許文献２には、セラミックプレートを組合わせてバーナ筒を形成する技術が開示されている。セラミックプレートを組合わせてバーナ筒を形成すると、高い耐熱性を得ることができる。しかしながら下記のように、従来の技術では、放射状に伸びる炎孔群を形成することができない。
【０００３】
【特許文献１】
実公昭４２−２２１４４号公報
【特許文献２】
実公昭４４−２６３４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】耐熱鋼板製の筒状バーナは、耐熱鋼板とはいうものの、耐熱性に課題を残している。
全周型バーナで多量のガスを燃焼する場合には、バーナプレートの温度はむしろ低くなっている。火力が強い場合には、バーナプレートの炎孔から噴出する混合気の勢いが強いので、燃焼炎とバーナプレートの距離が離れるからである。火力を弱めると、燃焼炎がバーナプレートに接近し、バーナプレートの温度はむしろ高くなってしまう。耐熱鋼板製のバーナプレートを用いた全周型バーナで燃焼火力を弱くすると、耐熱鋼板とはいうものの耐熱鋼板が過熱されて変形することから、バーナプレート自体や炎孔が変形してしまう。耐熱鋼板製の全周型バーナでは火力を充分に弱くすることができず、火力の調整範囲が狭い。このために、例えば温水暖房機等の熱交換器を加熱して水を目標温度に加熱する場合に、目標温度に対するオーバーシュートとアンダーシュートが大きくなる。このため、熱交換器の出口の湯温が目標温度を中心にして大きくばらついてしまう。
【０００５】
セラミックの耐熱温度は、耐熱鋼板よりも高い。このため、セラミック製の全周型バーナでは、火力を充分に弱くすることができ、火力の調整範囲が広い。このために、例えば温水暖房機等の熱交換器を加熱して水を目標温度に加熱する場合に、目標温度に対するオーバーシュートとアンダーシュートを小さくすることができる。熱交換器の出口の湯温を目標温度を中心とする小さな温度範囲内に維持することが可能となる。
セラミック製の筒状バーナを一体に製造することが不可能ではないにしてもひどく生産性が悪い。複数枚のセラミックプレートを組合わせて筒状バーナを形成したほうが生産性が高い。
組合わせることによって筒状バーナを形成するセラミックプレートには、多数の炎孔が形成されているが、その炎孔の軸（穴の延びている方向）同士は平行に揃っている。組合わせることによって筒状バーナを形成するためには、円弧状に湾曲したセラミックプレートを用いることが有利であるが、円弧状に湾曲したセラミックプレートに対して放射状に伸びる炎孔群を形成することはひどく難しい。
【０００６】
炎孔群を有するセラミックプレートを製造するためには、焼成前のプレート状のセラミック素材に炎孔群を形成しておかなければならない。このとき、炎孔群の軸同士が平行で揃っていれば、炎孔群を成形した型を焼成前のセラミック素材から抜くことができ、生産性が高い。しかしながら、炎孔群（穴群）の伸びている方向が場所によって変化していると、例えば炎孔群の伸びている方向が放射状に広がっているセラミックプレートを生産性よく製造しようとすると、途端に難しくなる。型を利用して存在場所によって伸びている方向が変化している穴群を成形すると、炎孔群を成形した型を焼成前のセラミック素材から抜くことができなくなってしまう。一方、軸同士が平行に揃って伸びる炎孔群を成形した焼成前のセラミック素材を曲げることによって放射状に広がる炎孔群を製造しようとすると、焼成前のセラミック素材を曲げる際にひびが入ってしまう。
【０００７】
炎孔群を有するセラミックプレートを組合わせて全周型のバーナを製造する場合、特許文献２に記載されているように、平行に伸びる炎孔群（存在位置が変わっても伸びる方向が変わらない炎孔群）を持つプレートに分割し、それを組合わせて全周型のバーナを製造している。
なお、湾曲したセラミックプレートを製造すること自体は可能であり、特許文献３，４等に記載されているが、１枚の湾曲したセラミックプレートに形成されている炎孔群は平行に伸びており、穴の存在位置が変わっても穴の伸びる方向は変わらない（さもなければ従来の技術では製造できない）。
【０００８】
【特許文献３】
実開昭５６−２８５３３号公報
【特許文献４】
実開昭５８−１０５２８号公報
【０００９】
平行に伸びる炎孔群を持つセラミックプレートを組合わせて形成した全周型バーナの燃焼炎は、周方向に一様にならず、特定方向に向かって集中する。例えば、４枚のセラミックプレートから構成される全周型バーナでは、４方向に向かって燃焼炎が集中し、セラミックプレート間の境界部近傍では燃焼炎が形成されない。セラミック製の全周型バーナでは、耐熱性が高いものの、燃焼炎の周方向の分布が不均一になる。全周型バーナの燃焼炎の周方向の分布が不均一であると、全周型バーナの周りに配置される熱交換器に加熱されない部分が生じてしまい、熱交換効率が悪くなる。
【００１０】
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、耐熱鋼板で全周型バーナを形成すると、周方向の温度分布が均一化されるものの火力調整幅が狭いという問題と、セラミックプレートで全周型バーナを形成すると、火力調整幅を広く確保できるものの、周方向の温度分布を均一化できないという問題を同時に解決し、火力調整幅を広く確保しながら周方向の温度分布を均一化できる技術を創作したものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段および作用と効果】請求項１に記載のセラミックプレートの製造方法では、存在位置によって穴の伸びている方向が変化しているセラミックプレートを製造する。その製造方法は、プレート状のセラミック素材に同一方向に伸びている穴群を形成する工程と、そのセラミック素材を曲げ変形させながら焼成する工程とを含んでいる。
上記のセラミックプレートの製造方法では、焼成前のセラミック素材に対して同一方向に平行に伸びている穴群を形成する。同一方向に平行に伸びている穴群であれば生産性よく製造することができる。穴群が形成されたそのセラミック素材は曲げ変形させながら焼成される。
そうして製造されたセラミックプレートの穴群は、その存在位置によって伸びる方向が変化している。例えば湾曲したセラミックプレートを製造すると、放射状に伸びる穴群が形成される。このセラミックプレートを用いて全周型バーナを製造すると、火力調整幅を広く確保でき、しかも周方向の温度分布を均一化できる。
なおここでいう穴は、炎孔等の貫通穴であることもあれば、底が閉じた穴であることもある。また、曲げ変形されたセラミックプレートが結果として湾曲していることか否かは様々であり、湾曲する表面を研削することによって平面化されていたり、焼成前のセラミック素材を湾曲させておき、それを曲げ変形することによって平面化されていることもある。存在位置によって穴の伸びている方向が変化していることが重要であり、本方法によると、穴の存在位置によって伸びている方向が変化している穴群を有するセラミックプレートを生産性よく製造することができる。
【００１２】
穴群を形成したセラミック素材をその形状を保ったまま１次焼成し、１次焼成されたセラミックプレートを曲げ変形させながら２次焼成することが好ましい（請求項２）。
１次焼成されたセラミックプレートを曲げ変形させながら２次焼成すると、セラミックプレートに割れが入りにくくなる。
【００１３】
１次焼成されたセラミックプレートを型に倣わせることによって２次焼成中に曲げ変形させることが好ましい（請求項３）。
１次焼成されたセラミックプレートを２次焼成中に型に倣わせることによって曲げ変形させると、製造されたセラミックプレートの形状を精度良く仕上げることができる。
【００１４】
型に倣わせるにあたっては、下型と上型の間に１次焼成されたセラミックプレートを置き、２次焼成中に上型によってセラミックプレートを下型に倣わせることが好ましい（請求項４）。
下型と上型の間に１次焼成されたセラミックプレートを置き、２次焼成中に上型によってセラミックプレートを下型に倣わせると、大きく湾曲したセラミックプレートの形状を精度良く仕上げることができる。
下型に倣わせる力は、上型の自重によることが好ましい。この場合、型構造が簡単化される。２次焼成の温度をコントロールすることによってセラミックプレート自体の自重で変形するようにできることから、上型の存在を省略できることもある。
【００１５】
本発明は、一様の曲率で湾曲しているセラミックプレートを製造するときに特に有効である（請求項５）。
この製造方法によれば、一様の曲率で湾曲しているとともに、放射状の穴群が形成されたセラミックプレートを製造することができる。
【００１６】
本発明では、複数の平板部が連なるセラミックプレートを製造することもできる（請求項６）。
この製造方法によれば、複数の平板部が連なるセラミックプレートを製造することができる。この場合、各平板部の穴同士は平行に伸びているが、複数の平板部の全体を通して観察すると、穴群が放射状に広がっている。
【００１７】
セラミック素材を曲げ変形する場合、セラミック素材の一方の面は引伸ばされる側となり、他方の面は圧縮される側となる。この場合、横断面が厚み方向に一様な穴を形成しておいてセラミックプレートを曲げ変形すると、穴の横断面は引伸ばされる側において引伸ばされ、製造されたセラミックプレートに形成された穴の横断面は厚み方向に一様にならない。
そこで、平坦なセラミック素材の曲げ変形によって引伸ばされる側の面に向かって横断面が縮小しているテーパー状の貫通穴を形成しておき、その素材を焼成することによって横断面が厚み方向に一様な貫通穴を有するセラミックプレートを製造することが好ましい（請求項７）。
上記の製造方法によると、曲げ変形にもかかわらず、貫通穴の横断面が厚み方向に一様なセラミックプレートを製造することができる。
【００１８】
セラミック素材を曲げ変形する場合、セラミック素材の一方の面は引伸ばされる側となり、他方の面は圧縮される側となる。この場合、セラミック素材の引伸ばされる側の面に真円状に開口する貫通穴を形成しておいてセラミックプレートを曲げ変形すると、セラミックプレートが引伸ばされた側の面において貫通穴の開口が引伸ばされ、真円状の開口を得ることができない。
そこで、平坦なセラミック素材の曲げ変形によって引伸ばされる側の面において扁平円状に開口する貫通穴を形成しておき、それを曲げ変形することによって真円状に開口する貫通穴を有するセラミックプレートを製造することが好ましい（請求項８）。
上記の製造方法によると、曲げ変形にもかかわらず、真円状に開口する貫通穴を有するセラミックプレートを製造することができる。
【００１９】
本発明によって、存在位置によって貫通穴の伸びている方向が変化しているセラミックプレートが得られ、そのセラミックプレートを組合わせることによってバーナが形成できる（請求項９）。
このバーナは耐熱性が高く、大火力から小火力までの広い範囲で燃焼量が調整でき、湯温等を細かく調整でき、しかも周方向に均一な燃焼が可能になる。
【００２０】
全周型のバーナに用いるセラミックプレートは、一様な曲率で湾曲しているとともに、放射状に伸びる貫通穴群が形成されていることが好ましい（請求項１０）。
このセラミックプレートによると、燃焼炎が放射状に広がり、燃焼炎が特定方向に集中することが防止される。
【００２１】
一様な曲率で湾曲しているセラミックプレートは、曲率中心角が１８０度以下であることが好ましい（請求項１１）。
セラミックプレートの曲率中心角が１８０度以下であると、曲げ変形に用いる型構成が簡単化され、曲げ変形後のセラミックプレートを簡単に離型することができる。
【００２２】
複数の平板部が連なっているとともに、各平板部に面直角方向に伸びる貫通穴群が形成されているセラミックプレートによって全周型のバーナを形成することもできる（請求項１２）。
１枚のセラミックプレート自体が屈曲していると、少ない枚数のセラミックプレートを組合わせることによって、頂点数の多い多角形断面の筒状バーナを形成することが可能となる。筒状バーナの頂点数の多いほど、燃焼炎の周方向の均一性が向上する。
【００２３】
バーナ用のセラミックプレートでは、表面に形成されている凹部に貫通穴が連なっていることが好ましい（請求項１３）。
この場合、燃焼音が静粛化される。
【００２４】
バーナ用のセラミックプレートでは、セラミックプレートの端面同士を合わせたときに、一方のセラミックプレートの表面を他方のセラミックプレートに向けて延長した面と、他方のセラミックプレートの表面が一致することが好ましい（請求項１４）。
このようなセラミックプレートによれば、セラミックプレート同士を組合せた場合に、その表面がスムーズに連続する。また、セラミックプレートの端面同士を直接に接触させることができ、間にシール材等を配置する必要がない。
【００２５】
本発明はまた新規な全周型バーナを提供する。この全周型バーナは、組合わされた複数のセラミックプレートを備えており、各セラミックプレートには、存在位置によって伸びている方向が変化している貫通穴群が形成されている。
この全周型バーナは、高い耐熱性を有し、燃焼量の調整範囲が広く、燃焼炎が特定方向に集中することがない。
【００２６】
複数のセラミックプレートを組合せた全周型バーナの場合、各セラミックプレートが湾曲していることが好ましい（請求項１６）。湾曲している代わりに、屈曲していてもよい（請求項１７）。組合わされた複数のセラミックプレートによって円筒ないし断面が楕円や扁平円や多角形の筒が形成されていることが好ましい（請求項１８）。
【００２７】
【発明の実施の形態】後述する実施例の主要な特徴を記載する。
（形態１）  バーナは全周型である。円筒状のバーナ本体は、それぞれが湾曲している４枚のセラミックプレートを組合せて構成されている。
（形態２）  円筒状のバーナ本体に形成されている炎孔は、外表面に対して直角に伸びている。即ち、放射状に伸びている。
（形態３）セラミックプレートの軸方向の端面が、分布管に固定されている基部押えプレートと端部押えプレートによって挟持されることによって、複数のセラミックプレートの組合せ状態が保持されて円筒状のバーナ本体が形成されている。
（形態４）セラミックプレートの製造に当たっては、最初に平板状のセラミック素材に面直角方向に伸びる貫通穴を形成する。続いて、平板状を維持したままセラミック素材を１次焼成する。最後に２次焼成型にセットしたセラミック素材を２次焼成して２次焼成型の形状に倣わせる。
【００２８】
【実施例】本発明のバーナ１０に係る一実施例について、図面を参照しながら説明する。バーナ１０は、全周型である。
図１に示されているように、バーナ１０は、バーナ取付プレート１２、基部押えプレート２２、バーナ本体１４、分布管１６、端部押えプレート１８等から構成されている。
図２は、図１のバーナ１０から、バーナ本体１４と端部押えプレート１８を取外した状態を示している。バーナ取付プレート１２は、図３に良く示されているように円盤状であり、４つの貫通穴１２ａを有している。貫通穴１２ａは、バーナ１０を熱交換器３０に固定するためのものである（熱交換器３０については、後述にて詳細に説明する）。バーナ取付プレート１２には、外周部にフランジ２２ａが形成された基部押えプレート２２が、スポット溶接２３によって固定されている。
【００２９】
図２に示されているように、分布管１６には、多数の分布孔１６ｄが形成されている。分布管１６の基部は、バーナ取付プレート１２の中央部分に形成されている開口１２ｂによって外部と連通している。なお、図２では、分布孔１６ｄは一様の密度で配置されているが、その配置密度を調整することにより、バーナ本体１４の燃焼強さの分布を調整することができる。バーナ取付プレート１２の開口から分布管１６内にガスと空気の混合気を供給すると、分布孔１６ｄからの噴出は、分布管１６の基部よりも端部の方がより強い傾向を示す。分布管１６の端部は行き止まりになっているので、内部の圧力がより高くなるからである。そこで、分布孔１６ｄの分布密度を端部で低くし、基部で高くすることにより、分布管１６から噴出する混合気の分布を均一にすることができる。分布管１６から噴出する混合気の分布を均一にすることができると、バーナ本体１４の燃焼強さの分布も均一になる。
【００３０】
図３に示されているように、分布管１６の軸直角方向から見た形状は方形状である。分布管１６の基部（バーナ取付プレート１２側）には、外方に向いた４枚の基部取付片１６ａが形成され、端部（端部押えプレート１８側）には、内方に向いた４枚の端部取付片１６ｂが形成されている。分布管１６の基部取付片１６ａは、基部押えプレート２２に形成された方形状の開口２２ｂに入り込んで配置される。そして、分布管１６は、その基部取付片１６ａがバーナ取付プレート１２にスポット溶接２４で固定されることにより、バーナ取付プレート１２に取付けられる。端部取付片１６ｂのそれぞれには、スクリュウ穴１６ｃが１つずつ形成されている。
【００３１】
バーナ本体１４は、図４に示すセラミック製の４つのセラミックプレート２６を、図５に示すように組合せることによって構成されている。セラミックプレート２６には、図１に示されている多数の炎孔２６ａが開口しているが、図４、図５では、それらの炎孔２６ａを省略している。炎孔２６ａは、セラミックプレート２６の外表面に対して直角に伸びるように形成されている。なお、炎孔２６ａは、セラミックプレート２６の全面に亘って開口しているが、図１では、その一部のみを図示している。セラミックプレート２６をどのようにして製造するかについては、後述にて詳細に説明する。
【００３２】
図１、図６に示されているように、セラミックプレート２６が組合わされたバーナ本体１４は、基部押えプレート２２と端部押えプレート１８の間に配置される。端部押えプレート１８は、スクリュウ２８によって分布管１６の端部取付片１６ｂに取付けられる。端部押えプレート１８を分布管１６に取付けると、端部押えプレート１８と基部押えプレート２２が、バーナ本体１４をその軸方向に押え付ける。このため、バーナ本体１４のセラミックプレート２６は、組合わされた状態に保持される。
端部押えプレート１８と基部押えプレート２２は、バーナ本体１４の端部開口を閉じる機能を有している。分布管１６は、バーナ本体１４内に混合気を供給するためのものである。端部押えプレート１８、基部押えプレート２２、分布管１６は、従来の全周型バーナにおいても存在している。すなわち、本実施例のバーナ１０は、従来から存在する基部押えプレート２２、端部押えプレート１８、分布管１６を利用して、セラミックプレート２６の組合せを保持している。このため、セラミックプレート２６の組合せ状態を保持するための部材を別に設ける必要がない。このため、構成が単純である。また、セラミックプレート２６の組合せ状態を保持するための部材をバーナ本体１４の外周外に配置する必要がなく、燃焼炎の周方向の均一性を乱すことがない。
【００３３】
基部押えプレート２２と端部押えプレート１８は、それぞれフランジ２２ａ、１８ａを有している。フランジ２２ａ、１８ａの内径と、バーナ本体１４の外径との間には隙間がある。フランジ２２ａ、１８ａが設けられていることにより、セラミックプレート２６を組合せて装着するときに、その作業を容易に行うことができる。
なお、分布管１６、端部押えプレート１８、基部押えプレート２２によるセラミックプレート２６の保持は、バーナ本体１４を軸方向に押え付けることによって行われるものに限られない。例えば、端部押えプレート１８のフランジ１８ａと、基部押えプレート２２のフランジ２２ａよって、バーナ本体１４の端部外周部を締め付けることによってセラミックプレート２６の組合せ状態を保持することもできる。
【００３４】
図７は、熱交換器３０を模式的に示している。熱交換器３０は、外筒３２、バーナ１０、凝縮パイプ３４、加熱パイプ３６、第１ヘッダー３７、第２ヘッダー３８、第３ヘッダー４０等から構成されている。
外筒３２は円筒状であり、一方の端部に円盤状の端部プレート３２ａが設けられており、他方の端部に排気口３２ｂが開口している。また、外筒３２の排気口３２ｂ側の底部には、ドレイン３２ｃが設けられている。外筒３２の端部プレート３２ａ側の半分は加熱室３２ｄとされており、排気口３２ｂ側の半分は凝縮室３２ｅとされている。加熱室３２ｄと凝縮室３２ｅは、外筒３２の内面に形成された円盤状の仕切板３２ｆによって仕切られている。
凝縮パイプ３４は、２本が束になった螺旋状であり、凝縮室３２ｅ内に配置されている。凝縮パイプ３４の一端は第１ヘッダー３７に接続されており、他端は第２ヘッダー３８に接続されている。加熱パイプ３６も２本が束になった螺旋状であり、バーナ１０を取り巻くようにして加熱室３２ｄ内に配置されている。加熱パイプ３６の一端は第２ヘッダー３８に接続されており、他端は第３ヘッダー４０に接続されている。
【００３５】
バーナ１０にはガスと空気の混合気が供給され、バーナ本体１４の炎孔２６ａから噴出する。図８に示されているように、炎孔２６ａから噴出した混合気は、燃焼して燃焼炎４２を形成する。燃焼炎４２は、バーナ本体１４の周りで放射状に燃焼する。仕切板３２ｆが設けられていることにより、燃焼ガスが加熱パイプ３６を通過してから、凝縮室３２ｅに入るようにされている。
第１ヘッダー３７には、水道水等の冷水が供給される。第１ヘッダー３７に供給された冷水は、凝縮パイプ３４を通過する。また、バーナ１０で混合気が燃焼することによって発生する燃焼ガスは、凝縮室３２ｅと排気口３２ｂを通過して外部に排出される。燃焼ガスには、水蒸気が含まれている。このため、凝縮室３２ｅを通過する燃焼ガス中の水蒸気は、凝縮パイプ３４を通過している水道水によって潜熱が回収されて凝縮水４４になる。凝縮水４４は、ドレイン３２ｃから外部に排出される。一方、水蒸気から潜熱を回収した水道水は、温度が上昇してから第２ヘッダー３８に流入する。
【００３６】
２本の凝縮パイプ３４を通過してから第２ヘッダー３８に流入する水道水の温度は、それぞれの凝縮パイプ３４で差がある。この温度差は、第２ヘッダー３８内で水道水が混合することによって均一になる。温度が均一になった水道水は、加熱パイプ３６を通過する。加熱パイプ３６を通過する水道水は、バーナ１０で燃焼している燃焼炎４２によって加熱され、高温の温水になる。温水は、第３ヘッダー４０で混合して均一な温度になり、熱交換器３０の外部に送水される。温水温度は、コントローラ（図示省略）によってバーナ１０の燃焼強さが制御されることによって所定温度に維持される。温水は、暖房等に用いられる。
【００３７】
本実施例のバーナ本体１４を構成するセラミックプレート２６は、セラミック製である。このため、バーナ本体１４の耐熱性は、それを耐熱鋼製とした場合よりも高い。このため、耐熱鋼製のバーナ本体よりも、燃焼炎４２とバーナ本体１４の距離（図８の「ｄ」）を近づけることができる。よって、より弱い燃焼が可能になる。図９は、この効果を例示している。
図９の横軸はＴＤＲ（Ｔｕｒｎ  Ｄｏｗｎ  Ｒａｔｉｏ、絞り比）であり、縦軸はバーナの温度である。耐熱鋼製バーナのＴＤＲ範囲の下限は、耐熱鋼の許容温度から、３０％程度である。これに対して、セラミック製バーナの場合には、ＴＤＲ範囲の下限を１０％程度まで引き下げることができる。バーナ１０で弱く燃焼を行うことができると、図１０に示されているように、熱交換器３０を出る温水温度のバラツキを小さくすることができる。より弱く燃焼を行うことができると、燃焼強さの調整や、燃焼のオン／オフを行うときの制御上のオーバーシュートやアンダーシュートが小さくなるからである。
【００３８】
また、上述したように、本実施例のセラミックプレート２６の炎孔２６ａは、セラミックプレート２６の外表面に対して直角に伸びるように形成されている。このため、燃焼炎４２は、放射状に燃焼する。従って。バーナ本体１４を取り巻くように配置される加熱パイプ３６を均等に効率良く加熱することができる。
【００３９】
セラミックプレート２６をどのようにして製造するのかについて説明する。
まず最初に、図１１に示されているように、互いに軸が並行な２本の回転ローラ５０で粘土状のセラミック素材５２（例えば、コージライト）を取り込む。回転ローラ５０に取り込まれたセラミック素材５２は平板状になる。平板状になったセラミック素材５２は、カッター５４によって切り出され、長方形状のセラミック素材５６になる。
次に、図１２に示されているように、セラミック素材５６を下型５８にセットする。下型５８の断面は凹状であり、底面５８ａには、それに対して垂直な複数の下型穴５８ｂが形成されている。下型穴５８ｂの軸直角方向断面は真円状である。
そして、図１３に示されているように、セラミック素材５６の上に、押え板６０をセットする。押え板６０には、押え板穴６０ａが形成されている。押え板穴６０ａは、下型５８の下型穴５８ｂよりも径が大きいとともに、軸が下型穴５８ｂと一致するように配置されている。
【００４０】
続いて、図１４に示されているように、下型５８の上に上型６２をセットする。上型６２には、下方を向く複数のピン６４が設けられている。ピン６４のピン下部６４ｂの径は、下型５８の下型穴５８ｂのそれよりも僅かに小さい寸法とされている。ピン６４のピン上部６４ａの径は、押え板６０の押え板穴６０ａのそれよりも僅かに小さい寸法とされている。ピン下部６４ｂとピン上部６４ａの間には、テーパー部６４ｃが形成されている。ピン６４の軸は、下型穴５８ｂと押え板穴６０ａの軸と一致するように配置されている。
そして、図１５に示されているように、上型６２を下降させ、ピン６４によってセラミック素材５６に面直角方向に貫通する炎孔２６ａを形成する。ピン６４によって押し出されたセラミック素材５６の断片５６ａは、下方に落下する。
図１６は、炎孔２６ａが形成されたセラミック素材５６を図示している。炎孔２６ａの皿穴部２６ｂは、ピン６４のテーパー部６４ｃに対応して形成されている。
【００４１】
次に、炎孔２６ａが形成された平板状のセラミック素材５６に１次焼成を施す。１次焼成として好ましい温度は、１０００℃程度である。１次焼成に間は、平板状のセラミック素材５６の形状を拘束しない。
続いて、図１７に示されているように、炎孔２６ａの皿穴部２６ｂを下側にした状態で１次焼成したセラミック素材５６を焼成下型７０にセットする。焼成下型７０の成形面７０ａは、１／４円弧の凹状に形成されている。そして、図１８に示されているように、セラミック素材５６の上に焼成上型７２を載置する。焼成上型７２の成形面７２ａは、円弧状に形成されている。
この状態で２次焼成を施す。２次焼成として好ましい温度は、１３２０℃程度である。図１９に示されているように、２次焼成を施すと、柔らかくなったセラミック素材５６は、焼成上型７２の重量によって変形しながら、焼成下型７０と焼成上型７２に倣って成形される。図２０は、成形されたセラミックプレート２６を示している。このようにして成形を行ったので、セラミックプレート２６の炎孔２６ａは、放射状に伸びている。即ち、炎孔２６ａの伸びる方向は、放射状に広がっている。なお、炎孔２６ａの皿穴部２６ｂは、その深さを調整して燃焼炎４２のリフト（燃焼炎４２とセラミックプレート２６外表面との距離）を変化させる機能を有している。この部分の形状は皿状に限られるものではなく、単なる凹状であってもよい。
【００４２】
図２１に示されているように、２次焼成において、焼成上型７２を用いずに、焼成下型７０のみによって曲げ変形させることもできる。焼成下型７０のみを用いても、２次焼成するとセラミック素材５６がそれ自体の重量によって焼成下型７０の成形面７０ａに倣う。
また、焼成用の型を用いずに曲げ変形させることもできる。例えば、セラミック素材５６の短手方向の両端を支持部材上に載置し、その状態で２次焼成をする。このようにすると、セラミック素材５６はそれ自体の重量によって曲げ変形される。
図２２に示されているように、セラミック素材５６を平板部が連なる屈曲形状に成形することもできる。
以上説明したようにしてセラミックプレート２６を成形すると、成形後の形状がどのようなものであっても、炎孔２６ａは、面直角方向に対して伸びる。このため、炎孔２６ａから吹き出す燃焼炎４２の方向が特定方向に集中しない。
【００４３】
図２３に示されているように、２次焼成中にセラミック素材５６を曲げ変形させ、２次焼成後に平面研削することもできる。図２４は、平面研削したセラミック素材５６を図示している。曲げ変形と、表面加工を組合わせると、外表面に対して炎孔２６ａが伸びる方向を自由に設定することができる。
焼成前のセラミック素材に、平行して伸びる炎孔群を形成し、２次焼成中に曲げ変形して平坦化することもできる。このようにしても、図２４に示したように、放射状に広がる炎孔群を有するフラットなセラミックプレートを製造することができる。
【００４４】
図２５に示すように、曲げ変形前のセラミック素材５６にテーパー状の炎孔２６ａを設けておき、その後に曲げ変形することによって、図２６に示すように、横断面（軸直角断面）が厚み方向に一様な炎孔２６ａを形成してもよい。逆に、曲げ変形前のセラミック素材５６に横断面が厚み方向に一様な炎孔２６ａを設けておき、その後に曲げ変形することによってテーパー状の炎孔２６ａを形成することもできる。
【００４５】
図２７に示すように、曲げ変形前のセラミック素材５６の曲げ変形によって引伸ばされる側の面において扁平円（楕円）状に開口する貫通穴２６ａを形成しておくこともできる。このようにすると、その後に曲げ変形することによって、図２８に示すように、真円状に開口する貫通穴を有するセラミックプレートを製造することができる。炎孔２６ａの開口が真円状であると、燃焼効率が高められ、燃焼騒音が静粛化される。
【００４６】
セラミックプレート２６の組合わせに用いる端面の形状を平面でなく、複数の面から構成することもできる。例えば、図２９に示されているように、端面７８を３つの平面から構成する。このようにすると、セラミックプレート２６を組合わせる際に、互いの位置決めが容易になる。本実施例では、セラミックプレートの端面同士を合わせたときに、一方のセラミックプレートの表面を他方のセラミックプレートに向けて延長した面と、他方のセラミックプレートの表面が一致する。全体として滑らかに連続する筒状バーナを形成することができる。
【００４７】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
従って、例えば、以下に記載するように構成することができる。
【００４８】
（１）バーナ本体は、筒状に限られるものではない。例えば、半球状のセラミック同士を組合せ、中空球状のバーナ本体とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るバーナの側面図。
【図２】実施例に係る分布管の側面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図。
【図４】実施例に係るセラミックプレートの組合せ前の状態を示す模式的斜視図。
【図５】実施例に係るセラミックプレートを組合せた状態を示す模式的斜視図。
【図６】図１のＶＩ−ＶＩ線矢視図。
【図７】実施例に係る熱交換器の模式図構造図。
【図８】実施例に係るバーナの燃焼状態の説明図。
【図９】実施例に係る耐熱鋼製とセラミック製のバーナのＴＤＲ範囲を比較するグラフ。
【図１０】実施例に係る耐熱鋼製とセラミック製のバーナで温水温度のバラツキを比較するグラフ。
【図１１】実施例に係るセラミック素材をローラ成形している状態の模式的斜視図。
【図１２】実施例に係るセラミック素材を下型にセットした状態の断面図。
【図１３】実施例に係る下型にセットしたセラミック素材に押え板を載置した状態の断面図。
【図１４】実施例に係る下型に上型をセットした状態の断面図。
【図１５】実施例に係る上型が下降した状態の断面図。
【図１６】実施例に係る炎孔が形成されたセラミック素材の断面図。
【図１７】実施例に係るセラミック素材を焼成下型にセットした状態の断面図。
【図１８】実施例に係る焼成下型にセットしたセラミック素材に焼成上型を載置した状態の断面図。
【図１９】実施例に係る焼成下型と焼成上型でセラミック素材を曲げ変形させた状態の断面図。
【図２０】実施例に係る曲げ変形されたセラミックプレートの断面図。
【図２１】実施例に係るセラミック素材を焼成下型のみで曲げ変形させた状態の断面図。
【図２２】実施例に係る焼成下型と焼成上型でセラミック素材を屈曲曲げ変形させた状態の断面図。
【図２３】実施例に係る曲げ変形したセラミック素材の断面図。
【図２４】実施例に係る曲げ変形後に切断したセラミック素材の断面図。
【図２５】実施例に係るテーパー状の炎孔を形成したセラミック素材の断面図。
【図２６】実施例に係るテーパー状の炎孔を形成してから曲げ変形させたセラミック素材の断面図。
【図２７】実施例に係る扁平円状の炎孔を形成したセラミック素材の斜視図。
【図２８】実施例に係る扁平円状の炎孔を形成してから曲げ変形させたセラミック素材の斜視図。
【図２９】実施例に係るセラミックプレートの組合せ面の形状を例示する図。
【符号の説明】
１０：バーナ
１２：バーナ取付プレート、１２ａ：貫通穴
１４：バーナ本体
１６：分布管、１６ａ：基部取付片、１６ｂ：端部取付片、１６ｃ：スクリュウ穴、１６ｄ：分布孔
１８：端部押えプレート、１８ａ：フランジ
２２：基部押えプレート、２２ａ：フランジ、２２ｂ：開口
２３、２４：スポット溶接
２６：セラミックプレート、２６ａ：炎孔、２６ｂ：皿穴部
２８：スクリュウ
３０：熱交換器
３２：外筒、３２ａ：端部プレート、３２ｂ：排気口、３２ｃ：ドレイン、３２ｄ：加熱室、３２ｅ：凝縮室、３２ｆ：仕切板
３４：凝縮パイプ
３６：加熱パイプ
３７：第１ヘッダー
３８：第２ヘッダー
４０：第３ヘッダー
４２：燃焼炎
５０：回転ローラ
５２：セラミック素材
５４：カッター
５６：セラミック素材
５８：下型、５８ａ：底面、５８ｂ：下型穴
６０：押え板、６０ａ：押え板穴
６２：上型
６４：ピン、６４ａ：ピン上部、６４ｂ：ピン下部、６４ｃ：テーパー部
７０：焼成下型、７０ａ：成形面
７２：焼成上型、７２ａ：成形面
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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