專利名稱：燃燒加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使燃料氣體和燃燒用空氣的預(yù)混合氣體等燃燒的燃燒加熱器。本申請(qǐng) 基于2008年2月1日在日本申請(qǐng)的專利申請(qǐng)2008-22974號(hào)和專利申請(qǐng)2008-22975號(hào)主 張優(yōu)先權(quán)，在本文中引用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，制造使燃料氣體和燃燒用空氣的全預(yù)混合氣體在耐熱材料制的圓管(放 熱管)內(nèi)燃燒，以該火焰使該放熱管變得紅熱的輻射管燃燒器，作為火焰不露出的細(xì)長(zhǎng)發(fā) 熱源而被使用于加熱爐、暖氣設(shè)備等。另外，還公知使燃燒用氣體在內(nèi)管中燃燒，使燃燒氣 體的噴流沖擊在正交設(shè)置的遮蔽面上，改變流動(dòng)的方向，從放熱管獲得熱的燃燒加熱器。在這種燃燒加熱器中，具有的缺點(diǎn)是由于燃燒在放熱管的中間部分結(jié)束，所以難 以沿著全長(zhǎng)得到均一的溫度分布，并且容易產(chǎn)生氮氧化物(NOx)。因此，在專利文獻(xiàn)1中公 開了一種燃燒加熱器，其由內(nèi)部是預(yù)混合氣體的供給通路的多孔質(zhì)管和同軸地配設(shè)在多孔 質(zhì)管的外周的放熱管組成，使從多孔質(zhì)管放射狀噴出的成為層流的預(yù)混合氣體在放熱管和 多孔質(zhì)管的中間的火焰?zhèn)鞑ニ俣群皖A(yù)混合氣體的流速相平衡的圓筒面上燃燒，從而能夠使 放熱管整體均一地高溫化，大發(fā)熱量化變得容易，能夠?qū)崿F(xiàn)低NOx。專利文獻(xiàn)1 特開平6-241419號(hào)公報(bào)然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，存在如下問(wèn)題。如果不另外設(shè)置火焰保持機(jī)構(gòu)，則持續(xù)使預(yù)混合氣體的流速和燃燒速度相平衡是 困難的。另外，從多孔質(zhì)體流出的預(yù)混合氣體根據(jù)位置的不同流速和流量是不同的，形成穩(wěn) 定的火焰是困難的。另外，管狀火焰形成于從發(fā)熱管離開的位置，難以通過(guò)發(fā)熱管獲得熱量，加熱效率 可能會(huì)降低。進(jìn)一步地，上述技術(shù)需要在內(nèi)管的一部分中設(shè)置多孔質(zhì)管，因此會(huì)有制造上費(fèi)時(shí) 費(fèi)力，導(dǎo)致成本增加的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮了以上方面而做出的，其目的是提供不會(huì)導(dǎo)致成本增加，能夠穩(wěn)定 地形成火焰，使加熱效率提高的燃燒加熱器。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用以下的構(gòu)成。本發(fā)明的燃燒加熱器包括內(nèi)部具有燃燒用氣體的供給通路的內(nèi)管，和在內(nèi)管的外 周隔開燃燒空間地配置的外管，在前述內(nèi)管的管壁上形成有噴出前述燃燒用氣體的孔部。 另外，所述燃燒空間中的所述燃燒用氣體的流動(dòng)定為在所述燃燒空間中形成所述燃燒用氣 體的滯流點(diǎn)，并且在所述滯流點(diǎn)的周圍形成循環(huán)流。而且，作為用于實(shí)現(xiàn)上述目的的具體的構(gòu)成，本發(fā)明采用了以下的構(gòu)成。本發(fā)明的燃燒加熱器包括內(nèi)部具有燃燒用氣體的供給通路的內(nèi)管，和在內(nèi)管的外
4周隔開燃燒空間地配置的外管，在前述內(nèi)管的管壁上形成有噴出前述燃燒用氣體的孔部。 另外，以在前述外管的內(nèi)周面上形成前述燃燒用氣體的滯流點(diǎn)，并且在滯流點(diǎn)的周圍形成 循環(huán)流的噴出特性噴出前述燃燒用氣體。在具有上述噴出特性的燃燒加熱器中，通過(guò)使流速接近于零的滯流點(diǎn)周邊的燃燒 用氣體點(diǎn)火，能夠容易(即，不會(huì)導(dǎo)致成本增加)地形成并保持穩(wěn)定的火焰。另外，由于在 滯流點(diǎn)周圍形成循環(huán)流，因此能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的燃燒。在傳統(tǒng)技術(shù)中，一旦氣體的流量變大， 不能夠充分確保燃燒氣體的排氣路徑，并且火焰的穩(wěn)定性也有可能下降，在本發(fā)明中，能夠 在外管的內(nèi)周面上穩(wěn)定地形成并保持火焰。在前述內(nèi)管和前述外管同心地配置，前述孔部配置于在前述外管的內(nèi)周面上的特 定位置上形成前述滯流點(diǎn)的位置的情況下，能夠在外管的內(nèi)周面上的特定位置穩(wěn)定地形成 并保持火焰。另外，在前述內(nèi)管的外周面具有與前述外管的內(nèi)周面的距離最短的第1區(qū)域，和 該距離比前述第1區(qū)域長(zhǎng)的第2區(qū)域，在與外管的內(nèi)周面的距離最短的第1區(qū)域上形成有 孔部的情況下，能夠在包含與第1區(qū)域相反側(cè)的區(qū)域的第2區(qū)域和外管的內(nèi)周面之間確保 燃燒氣體的排氣路徑。進(jìn)一步地，在本發(fā)明中，火焰能夠形成并保持在外管的內(nèi)周面的滯流點(diǎn)上，因此能 夠經(jīng)由外管有效地進(jìn)行加熱。前述內(nèi)管相對(duì)于前述外管配置在任意的位置，在偏心地配置的情況下，前述孔部 優(yōu)選采用形成在位于前述內(nèi)管的偏心方向的外周面上的構(gòu)成。由此，本發(fā)明能夠容易地形 成內(nèi)管的外周面和外管的內(nèi)周面的距離最短的第1區(qū)域。另外，用于解決課題的手段的以下說(shuō)明中，是針對(duì)內(nèi)管相對(duì)于外管偏心地配置的 情況。也優(yōu)選采用圍繞前述內(nèi)管的中心軸在周向上隔開間隔地配設(shè)有多個(gè)的構(gòu)成。由此，本發(fā)明中，能夠相對(duì)于外管的內(nèi)周面在周向上隔開間隔地形成并保持多個(gè) 火焰，能夠更有效地加熱。另外，在本發(fā)明中，在將前述內(nèi)管偏心配置的情況下，優(yōu)選采用在前述內(nèi)管中設(shè)有 配置在偏離前述第1區(qū)域的位置、向離開前述滯流點(diǎn)的位置噴出前述燃燒用氣體的第2孔 部。由此，在本發(fā)明中，能夠?qū)⑿纬刹⒈３衷跍鼽c(diǎn)的火焰?zhèn)鬟f至從第2孔部噴出的 燃燒用氣體。因此，在本發(fā)明中，不會(huì)發(fā)生如使用多孔質(zhì)體的情況下的壓力損失。另外，不 比加長(zhǎng)內(nèi)管及外管即能夠增加投入熱量，因此，能夠防止如加成了內(nèi)管和外管的情況下的 機(jī)器的大型化。并且，由于本發(fā)明能夠抑制壓力損失，所以即使在低壓的城市氣體管道中也 能夠使用。作為前述第2孔部，優(yōu)選采用配置在夾著前述第1區(qū)域的兩側(cè)，并且在沿著前述第 1區(qū)域的方向上與前述孔部交替配置的構(gòu)成。由此，本發(fā)明能夠等分布地進(jìn)行火焰的形成及保持和火焰的傳遞。另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選采用具有支撐部件，所述支撐部件在前述內(nèi)管和前述外管 之間支撐以底端側(cè)單臂支撐的前述內(nèi)管的頂端側(cè)，保持前述內(nèi)管的外周面和前述外管的內(nèi) 周面的間隔的構(gòu)成。該支撐部件可以是板狀，也可以是懸架在外管和內(nèi)管之間的桿狀。
由此，在本發(fā)明中，能夠防止因在內(nèi)管的頂端部產(chǎn)生振動(dòng)，從而防止在底端側(cè)和頂 端側(cè)內(nèi)管的外周面和外管的內(nèi)周面的間隔不再恒定，能夠?qū)⑿纬捎锌撞康牡?區(qū)域和外管 的內(nèi)周面的間隔保持為恒定。因此，能夠穩(wěn)定持續(xù)地形成滯流點(diǎn)，結(jié)果，能夠穩(wěn)定且持續(xù)地 形成并保持火焰。作為前述支撐部件，優(yōu)選采用在比位于最頂端側(cè)的前述孔部更靠近頂端側(cè)，以至 少封閉與前述第1區(qū)域相對(duì)向的前述燃燒空間的大小設(shè)置的構(gòu)成。由此，在本發(fā)明中，從位于最頂端側(cè)的孔部噴出的朝向頂端側(cè)的燃燒用氣體沖擊 支撐部件，被導(dǎo)入第2區(qū)域側(cè)的燃燒空間。因此，滯流點(diǎn)的火焰也導(dǎo)入第2區(qū)域側(cè)的燃燒空 間，能夠容易地使該燃燒空間的燃燒用氣體點(diǎn)火。進(jìn)一步地，本發(fā)明中，優(yōu)選采用前述孔部在前述第1區(qū)域中隔開間隔地排列多個(gè)， 前述支撐部件以封閉與前述第1區(qū)域相對(duì)向的前述燃燒空間的大小設(shè)置在夾著與前述孔 部的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的滯流點(diǎn)的排列方向的兩側(cè)的構(gòu)成。由此，本發(fā)明中，從各孔部噴出的燃燒用氣體導(dǎo)入第2區(qū)域側(cè)的燃燒空間中。因 此，滯流點(diǎn)的火焰也導(dǎo)入第2區(qū)域側(cè)的燃燒空間，能夠使該燃燒空間的燃燒用氣體更容易 點(diǎn)火。另外，作為用于實(shí)現(xiàn)上述目的的具體的構(gòu)成，本發(fā)明采用了以下的構(gòu)成。本發(fā)明的燃燒加熱器包括內(nèi)部具有燃燒用氣體的供給通路的內(nèi)管，和在內(nèi)管的外 周隔開燃燒空間地配置的外管，在前述內(nèi)管的管壁上形成有噴出前述燃燒用氣體的孔部。 該燃燒加熱器具有滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件，所述滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件沿著軸向與前 述孔部相對(duì)向地設(shè)置在前述燃燒空間中，形成從前述孔部噴出的前述燃燒用氣體的滯流點(diǎn) 及循環(huán)流。在具有上述構(gòu)造的燃燒加熱器中，通過(guò)使在滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件的表面形成 的流速接近于零的滯流點(diǎn)周邊的燃燒用氣體點(diǎn)火，能夠容易(即，不會(huì)導(dǎo)致成本增加)地形 成并保持穩(wěn)定的火焰。另外，由于在滯流點(diǎn)周圍形成循環(huán)流，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的燃燒。在 傳統(tǒng)技術(shù)中，如果氣體的流速變大，則不能充分地確保燃燒氣體的排氣路徑，并且火焰的穩(wěn) 定性可能會(huì)下降，但在本發(fā)明中，能夠在與孔部相對(duì)向的滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件的表面 上穩(wěn)定地形成和保持火焰，并且能夠在內(nèi)管和滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件不相對(duì)向的區(qū)域確 保燃燒氣體的排氣路徑。另外，本發(fā)明優(yōu)選采用前述滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件配置在前述外管的中心軸 上，前述內(nèi)管以前述孔部朝向前述中心軸的方式圍繞該中心軸配置有多個(gè)的構(gòu)成。由此，本發(fā)明能夠圍繞外管的中心軸穩(wěn)定地形成和保持燃燒用氣體的滯流點(diǎn)及火 焰，能夠抑制溫度分布并加熱外管。另外，作為前述滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件，優(yōu)選采用在內(nèi)部具有前述燃燒用氣體 的供給通路，并且具有前述孔部，前述孔部朝向圍繞所述中心軸配置有多個(gè)的前述內(nèi)管的 各外周面噴出前述燃燒用氣體，形成滯流點(diǎn)的構(gòu)成。由此，除了配置在外管的中心的滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件的表面之外，在圍繞中 心軸配置有多個(gè)的內(nèi)管的表面上也能夠穩(wěn)定地形成并保持燃燒用氣體的滯流點(diǎn)及火焰。作為前述滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件，優(yōu)選采用在前述燃燒空間相互隔開間隔地設(shè) 有多個(gè)，且與相鄰的前述內(nèi)管的外周面相對(duì)向地形成了前述孔部的前述內(nèi)管的構(gòu)成。
由此，對(duì)于多個(gè)內(nèi)管，能夠在與相鄰的內(nèi)管的孔部相對(duì)向的外周面上穩(wěn)定地形成 并保持燃燒用氣體的滯流點(diǎn)及火焰。在該構(gòu)成中，也優(yōu)選采用前述內(nèi)管圍繞前述外管的中心軸相互隔開間隔地配置有 多個(gè)的構(gòu)成。由此，在本發(fā)明中，圍繞外管的中心軸能夠穩(wěn)定地形成并保持燃燒用氣體的滯流 點(diǎn)及火焰，抑制溫度分布，并加熱外管。另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選采用在前述內(nèi)管上離開前述滯流點(diǎn)的位置設(shè)有噴出前述 燃燒用氣體的第2孔部的構(gòu)成。由此，在本發(fā)明中，能夠?qū)⑿纬刹⒈３衷跍鼽c(diǎn)的火焰?zhèn)鬟f至從第2孔部噴出的 燃燒用氣體。因此，在本發(fā)明中，不會(huì)發(fā)生如使用多孔質(zhì)體的情況下的壓力損失。另外，不 加長(zhǎng)內(nèi)管及外管即能夠增加投入熱量，因此，能夠防止加長(zhǎng)了如內(nèi)管和外管的情況下的機(jī) 器的大型化。并且，本發(fā)明能夠抑制壓力損失，即使在低壓的城市氣體管道中也能夠使用。作為前述第2孔部，優(yōu)選采用配置在夾著與前述滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件相對(duì)向 的區(qū)域的兩側(cè)，并且在沿著前述相對(duì)向的區(qū)域的方向上與前述孔部交替地配置的構(gòu)成。由此，本發(fā)明能夠等分布地形成和保持火焰以及使火焰的傳遞。另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選采用具有支撐部件，所述支撐部件在與前述外管之間支撐 以底端側(cè)單臂支撐的前述內(nèi)管和前述滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件的頂端側(cè)，保持前述內(nèi)管和 前述滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件的外周面和前述外管的內(nèi)周面的間隔的構(gòu)成。該支撐部件可 以是板狀，也可以是懸架在外管和內(nèi)管之間的桿狀。由此，在本發(fā)明中，能夠防止在內(nèi)管和滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件的頂端部產(chǎn)生振 動(dòng)，從而防止在底端側(cè)和頂端側(cè)內(nèi)管和滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件的外周面和外管的內(nèi)周面 的間隔不再恒定，能夠?qū)⒖撞亢蜏鼽c(diǎn)及循環(huán)流形成部件和外管的內(nèi)周面的間隔保持為恒 定。因此，能夠穩(wěn)定持續(xù)地形成滯流點(diǎn)，結(jié)果，能夠穩(wěn)定且持續(xù)地形成并保持火焰。作為前述支撐部件，優(yōu)選采用在比位于最頂端側(cè)的前述孔部更靠近頂端側(cè)，以至 少封閉與前述孔部相對(duì)向的前述燃燒空間的大小設(shè)置的構(gòu)成。由此，在本發(fā)明中，從位于最頂端側(cè)的孔部噴出的朝向頂端側(cè)的燃燒用氣體沖擊 支撐部件，被導(dǎo)入寬度大的燃燒空間。因此，滯流點(diǎn)的火焰也導(dǎo)入該燃燒空間，能夠容易地 使該燃燒空間的燃燒用氣體點(diǎn)火。 另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選采用配置在位于最頂端側(cè)的前述孔部更頂端側(cè)的前述支 撐部件以封閉前述燃燒空間的整體的大小設(shè)置的構(gòu)成。由此，在本發(fā)明中，能夠避免燃燒用氣體滯留在低溫的外管頂端部，成為未燃狀態(tài) 而產(chǎn)生CO。進(jìn)一步地，本發(fā)明中，優(yōu)選采用前述支撐板設(shè)置為相對(duì)于前述外管軸向相對(duì)移動(dòng) 自如的構(gòu)成。由此，本發(fā)明中，即使在由于外管和內(nèi)管的溫度差而特別是在軸向上熱膨脹量產(chǎn) 生大的差異的情況下，由于支撐板相對(duì)于外管移動(dòng)，因此不會(huì)在支撐板上產(chǎn)生變形等，能夠 保持內(nèi)管的外周面和外管的內(nèi)周面的間隔。另外，本發(fā)明中，優(yōu)選采用前述內(nèi)管的前述供給通路在前述頂端側(cè)封閉的構(gòu)成。由此，發(fā)明中能夠?qū)崿F(xiàn)從底端側(cè)供給燃燒用氣體，并且排出排氣氣體的小型且低
7價(jià)格的燃燒加熱器。本發(fā)明能夠在不導(dǎo)致成本增加的情況下，穩(wěn)定地形成火焰，提高燃燒加熱器的加 熱效率。


圖IA是第1實(shí)施方式的燃燒加熱器的正面截面圖。圖IB是第1實(shí)施方式的燃燒加熱器的側(cè)面截面圖。圖2A是從第1區(qū)域側(cè)看到的內(nèi)管的平面圖。圖2B是配設(shè)有內(nèi)管的燃燒加熱器的側(cè)面截面圖。圖3A是第3實(shí)施方式的燃燒加熱器的正面截面圖。圖3B是第3實(shí)施方式的燃燒加熱器的側(cè)面截面圖。圖4是第4實(shí)施方式的燃燒加熱器的要部詳細(xì)圖。圖5是示意性地顯示第5實(shí)施方式的外管及內(nèi)管的圖。圖6是同心配置的外管和內(nèi)管的截面圖。圖7是同心配置的外管和內(nèi)管的截面圖。圖8是同心配置的另一個(gè)方式的外管和內(nèi)管的截面圖。圖9A是第6實(shí)施方式的燃燒加熱器的正面截面圖。圖9B是第6實(shí)施方式的燃燒加熱器的側(cè)面截面圖。圖9C是第6實(shí)施方式的燃燒加熱器的側(cè)面截面圖。圖IOA是第7實(shí)施方式的燃燒加熱器的正面截面圖。圖IOB是第7實(shí)施方式的燃燒加熱器的側(cè)面截面圖。圖IOC是第7實(shí)施方式的燃燒加熱器的要部擴(kuò)大圖。圖IOD是第7實(shí)施方式的燃燒加熱器的要部擴(kuò)大圖。圖IlA是第8實(shí)施方式的燃燒加熱器的正面截面圖。圖IlB是第8實(shí)施方式的燃燒加熱器的側(cè)面截面圖。圖IlC是第8實(shí)施方式的燃燒加熱器的要部擴(kuò)大圖。圖12A是第9實(shí)施方式的燃燒加熱器的正面截面圖。圖12B是第9實(shí)施方式的燃燒加熱器的側(cè)面截面圖。圖12C是第9實(shí)施方式的燃燒加熱器的要部擴(kuò)大圖。圖13A是從第10實(shí)施方式的燃燒加熱器的非流線形體側(cè)看到的內(nèi)管的平面圖。圖13B是第10實(shí)施方式的燃燒加熱器的內(nèi)管的側(cè)面截面圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明G燃燒用氣體；S滯流點(diǎn)；1、101燃燒加熱器；10、110外管(放熱管)；10AU10A內(nèi) 周面；20,120內(nèi)管(滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件)；20A、120A外周面；21、121供給通路；22第 1區(qū)域；23第2區(qū)域；24、124孔部；25、125第2孔部；30、130燃燒空間；40、41、140支撐板 (支撐部件)；150非流線形體(滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件)；150A凹曲面；220內(nèi)管(滯流 點(diǎn)及循環(huán)流形成部件)
具體實(shí)施例方式以下參照?qǐng)D1至圖13對(duì)本發(fā)明的燃燒加熱器的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。其中，在用于 以下說(shuō)明的各附圖中，為了將各部件做成能夠識(shí)別的大小，對(duì)各部件的比例進(jìn)行了適當(dāng)變更。(第1實(shí)施方式)圖IA是第1實(shí)施方式的燃燒加熱器1的正面截面圖，圖IB是側(cè)面截面圖。燃燒加熱器1大致由作為頂端封閉的耐熱金屬制的放熱管的外管10和耐熱金屬 制的內(nèi)管20構(gòu)成，內(nèi)管20在底端側(cè)(圖IA的左側(cè))由未圖示的支撐構(gòu)件單臂支撐而配設(shè) 在外管10的內(nèi)部，在內(nèi)部具有燃燒用氣體G的供給通路21。燃燒用氣體G可以使用將燃料和空氣預(yù)混合的氣體，或?qū)⑷剂虾秃醒鯕獾臍怏w 預(yù)混合的氣體，燃料可以使用甲烷或丙烷等。另外，也可以通過(guò)設(shè)置使液體燃料預(yù)蒸發(fā)的部 分來(lái)使用。外管10呈頂端封閉的有底圓筒形狀，在底端側(cè)與排出燃燒了的氣體的排氣管11 連接。內(nèi)管20與外管10相同，頂端呈封閉的有底圓筒形狀，底端側(cè)與供給上述燃燒用氣 體G的預(yù)混合氣體供給機(jī)構(gòu)(未圖示)連接，供給有例如空氣過(guò)剩率為1.0-1.6左右的全 預(yù)混合氣體。該內(nèi)管20的頂端側(cè)在外管10的內(nèi)側(cè)偏心地配置，在外周面20A和外管10的內(nèi)周 面IOA之間形成燃燒空間30。內(nèi)管20的外周面20A具有與外管10的內(nèi)周面IOA的距離最短的第1區(qū)域22和 該距離比第1區(qū)域22長(zhǎng)的第2區(qū)域23。更具體地說(shuō)，在外周面20A中，在內(nèi)管20的位于偏 心方向(圖1中的下方，參照?qǐng)D1B)的部分上沿著軸向形成有距離外管10的內(nèi)周面IOA距 離最短的第1區(qū)域(母線)22，在其它區(qū)域形成有比第1區(qū)域22距離內(nèi)周面IOA更長(zhǎng)的第 2區(qū)域23。在該第1區(qū)域22中，沿著徑向貫通管壁地形成有位于內(nèi)管20的頂端側(cè)、沿著第1 區(qū)域22互相隔開間隔的多個(gè)孔部24 (此處為5個(gè))。在內(nèi)管20的與孔部24相對(duì)向的位置 附近設(shè)置有未圖示的點(diǎn)火裝置。另外，比形成有孔部24的區(qū)域更靠近底端側(cè)(圖IA中的左側(cè))的外周面20A是 通過(guò)燃燒的氣體(火焰)對(duì)供給通路21的燃燒用氣體G進(jìn)行預(yù)熱的預(yù)熱區(qū)域P。接下來(lái)，對(duì)上述燃燒加熱器1的燃燒動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。從預(yù)混合氣體供給機(jī)構(gòu)供給至內(nèi)管20的供給通路21的燃燒用氣體G從孔部24 朝向外管10的內(nèi)周面IOA噴出。此處，孔部24形成在與外管10的內(nèi)周面IOA距離最短的第1區(qū)域22上，因此，從 孔部24噴出的燃燒用氣體G沖擊在相對(duì)向的外管10的內(nèi)周面IOA上，每個(gè)孔部24在內(nèi)周 面IOA上形成滯流點(diǎn)S，以該滯流點(diǎn)S為界沿著內(nèi)周面IOA分歧。接著，由點(diǎn)火裝置使滯流點(diǎn)S附近的燃燒用氣體G點(diǎn)火，從而形成火焰。另外，在 滯流點(diǎn)S分歧的燃燒用氣體G從截面積較小的第1區(qū)域22的附近流向截面積較大的與第 1區(qū)域相反側(cè)的燃燒空間，如圖IB所示，在燃燒空間30的夾著內(nèi)管20的兩側(cè)形成火焰F。此時(shí)，在滯流點(diǎn)S上氣體的流速為零，另外，通過(guò)在朝向滯流點(diǎn)S的噴流周圍形成 的循環(huán)流，能夠穩(wěn)定地保持形成的火焰。
9
接著，燃燒氣體流過(guò)燃燒空間30，從排氣管11排出，在從燃燒空間30到排氣管11 的途中，在內(nèi)管20的預(yù)熱區(qū)域P，經(jīng)由內(nèi)管20的管壁，進(jìn)行與燃燒用氣體(未燃?xì)怏w)G的 熱交換。由此，供給通路21中的燃燒用氣體G以被高溫預(yù)熱的狀態(tài)從孔部24噴出，火焰 F的穩(wěn)定性增加，即使是噴出至狹窄的燃燒空間30，也不會(huì)產(chǎn)生未燃燒成分，能夠穩(wěn)定地燃
；Bs
JyCi。在以上所述的本實(shí)施方式中，在外管10的內(nèi)周面IOA上形成燃燒用氣體G的滯流 點(diǎn)S，并且以在滯流點(diǎn)S周圍形成循環(huán)流的噴出特性噴出燃燒用氣體G。結(jié)果，從形成于內(nèi) 管20的管壁上的孔部24噴出燃燒用氣體G，將火焰F保持在滯流點(diǎn)S上，因此，不會(huì)導(dǎo)致如 設(shè)置了多孔質(zhì)管的情況下的成本增加，即使在改變流量的情況下，也能夠容易地形成穩(wěn)定 的火焰F。并且，在本實(shí)施方式中，為了增加燃燒量，僅增加孔部24的數(shù)量即可。從而，構(gòu)成 部件少、構(gòu)造簡(jiǎn)單，因而能夠抑制燃燒加熱器1的制造成本，不會(huì)如使用多孔質(zhì)管那樣需要 大幅度提高燃燒用氣體G的供給壓，即使在低壓的城市氣體管道中也能夠十分地適用。進(jìn) 一步地，在本實(shí)施方式中，由于通過(guò)相對(duì)于外管10使內(nèi)管20偏心地配置這樣的簡(jiǎn)單的構(gòu)成 來(lái)形成內(nèi)管20的外周面20A與外管10的內(nèi)周面IOA的距離最短的第1區(qū)域22，因此能夠 容易且以低成本穩(wěn)定地形成和保持火焰F。另外，在使用多孔質(zhì)管提高氣體的供給壓的情況下，火焰能夠到達(dá)外管但不能夠 保持，并且有可能不能夠充分地確保燃燒了的氣體的排氣路徑，但在本實(shí)施方式中，與第1 區(qū)域22相反側(cè)的區(qū)域(第2區(qū)域)相對(duì)向的燃燒空間30，以及相鄰的孔部間不存在噴流的 空間能夠確保充分的排氣路徑。另外，在本實(shí)施方式中，由于滯流點(diǎn)S形成于外管10的內(nèi)周面IOA上，火焰F也沿 著內(nèi)周面IOA上被保持，因此，不會(huì)如管狀火焰那樣從外管10離開地形成時(shí)不易獲取熱量， 通過(guò)外管10能夠提高加熱效率。(第2實(shí)施方式)接著，參照?qǐng)D2來(lái)說(shuō)明燃燒加熱器1的第2實(shí)施方式。其中，在該圖中，對(duì)與圖1所示的第1實(shí)施方式的構(gòu)成要素相同的要素賦予相同的 附圖標(biāo)記，省略其說(shuō)明。第2實(shí)施方式與上述第1實(shí)施方式的不同之處在于，與孔部24分開地設(shè)置有用于 使氣體的壓力損失降低的第2孔部。圖2A是從第1區(qū)域22側(cè)看內(nèi)管20的平面圖，圖2B是配設(shè)有該內(nèi)管20的燃燒加 熱器1的側(cè)面截面圖。如圖2A所示，在內(nèi)管20的管壁上，設(shè)有位于第1區(qū)域22的孔部24，并且在沿著第 1區(qū)域22的方向上，與孔部24交替且位于夾著第1區(qū)域22的兩側(cè)設(shè)有第2孔部25。如圖2B所示，從這些第2孔部25朝向與滯流點(diǎn)S離開的位置噴出燃燒氣體G。另外，第2孔部25設(shè)定的位置為，火焰從在滯流點(diǎn)S形成的火焰F穩(wěn)定地傳遞至 從第2孔部25噴出的燃燒用氣體G。其它的構(gòu)成，與上述第1實(shí)施方式相同。在上述的構(gòu)成的燃燒加熱器1中，能夠使火焰從形成及保持于滯流點(diǎn)S的火焰F
10傳遞至從第2孔部25噴出的燃燒用氣體G，能夠在流量變大的狀態(tài)下容易地使氣體燃燒。 因此，在本實(shí)施方式中，不會(huì)產(chǎn)生如采用多孔質(zhì)體的情況下的壓力損失。另外，不必為了增 大流量而加長(zhǎng)內(nèi)管20和外管10即能夠使投入熱量增加。結(jié)果，能夠防止加長(zhǎng)內(nèi)管20和外 管10時(shí)的機(jī)器的大型化，并且能夠抑制壓力損失，在低壓的城市氣體管道中也能夠使用。另外，在本實(shí)施方式中，孔部24和第2孔部25沿著第1區(qū)域22交替且第2孔部 25配置在夾著第1區(qū)域22的兩側(cè)，能夠形成和保持火焰F，并在幾乎等分布穩(wěn)定的狀態(tài)下 使火焰?zhèn)鬟f。(第3實(shí)施方式)接著，參照?qǐng)D3對(duì)燃燒加熱器1的第3實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。其中，在該圖中，對(duì)與圖1所示的第1實(shí)施方式的構(gòu)成要素相同的要素賦予相同的 附圖標(biāo)記，省略其說(shuō)明。第3實(shí)施方式與上述第1實(shí)施方式的不同之處在于，在內(nèi)管20的頂端側(cè)設(shè)有支撐 板。如圖3A所示，在內(nèi)管20的比孔部24更靠近頂端側(cè)的位置，沿著與軸向垂直的方 向設(shè)有由耐熱金屬等形成的支撐板(支撐部件)40。該支撐板40如圖3B所示，以貫通孔 40A嵌合固定在內(nèi)管20的外周面20A上，在外周面40B軸向移動(dòng)自如地支撐在外管10的內(nèi) 周面IOA上。S卩，支撐板40具有使燃燒空間30的整體封閉的大小，與內(nèi)管20—體地構(gòu)成，設(shè)置 為相對(duì)于外管10在軸向上移動(dòng)自如。在上述的構(gòu)成的燃燒加熱器1中，通過(guò)由支撐板40支撐以底端側(cè)單臂支撐的內(nèi)管 20的頂端側(cè)，從而將內(nèi)管20的外周面20A(即第1區(qū)域22)和外管10的內(nèi)周面IOA之間的 間隔保持為恒定。另外，即使由于外管10和內(nèi)管20的溫度差而使高溫的內(nèi)管20熱膨脹的 情況下，與內(nèi)管20—體地構(gòu)成的支撐板40與外管10的內(nèi)周面IOA在軸向上相對(duì)移動(dòng)，因 此，能夠防止發(fā)生變形或應(yīng)變。另外，從位于最頂端側(cè)的孔部24噴出的燃燒用氣體G沖擊相對(duì)向的外管10的內(nèi) 周面10A，每個(gè)孔部24在內(nèi)周面IOA上形成滯流點(diǎn)S，以該滯流點(diǎn)S為界沿著內(nèi)周面IOA分 歧，由于支撐板40而使與第1區(qū)域22相對(duì)向的燃燒空間30封閉，因此朝向支撐板40分歧 的燃燒用氣體G沖擊在支撐板40上，然后，被導(dǎo)入與第1區(qū)域22的相反側(cè)(第2區(qū)域23) 相對(duì)向的燃燒空間30中。因此，通過(guò)保持在滯流點(diǎn)S的火焰，容易使周邊的燃燒用氣體G 點(diǎn)火。進(jìn)一步地，在本實(shí)施方式中，支撐板40對(duì)燃燒空間30進(jìn)行劃分，因此，可以避免燃 燒用氣體G滯留在比較低溫的外管10的頂端部成為未燃狀態(tài)而產(chǎn)生CO。其中，在上述實(shí)施方式中，盡管采用板狀的支撐板40作為支撐部件來(lái)構(gòu)成，但不 限于此，也可以使用例如軸向移動(dòng)自如地支撐在外管10的內(nèi)周面IOA上的環(huán)狀部件和將該 環(huán)狀部件與內(nèi)管20連結(jié)起來(lái)的桿部件組成的支撐部件。(第4實(shí)施方式)接著，參照?qǐng)D4對(duì)作為上述第3實(shí)施方式的變形例的第4實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。其中，在該圖中，對(duì)與圖3所示的第3實(shí)施方式的構(gòu)成要素相同的要素賦予相同的 附圖標(biāo)記，省略其說(shuō)明。
如圖4所示，在本實(shí)施方式中的內(nèi)管20的外周面20A上，在比支撐板40更靠底端 側(cè)的位置，夾著與孔部24對(duì)應(yīng)的滯流點(diǎn)S的孔部24的排列方向的兩側(cè)分別設(shè)有支撐板41。 該支撐板41設(shè)置為使與第1區(qū)域22相對(duì)向的燃燒空間30封閉的大小。具體而言，各支撐 板41不像支撐板40那樣將燃燒空間30整體地封閉，只是將第1區(qū)域22周邊的燃燒空間 30封閉，使得從孔部24噴出的燃燒用氣體G流到相反側(cè)的燃燒空間30，并能夠從排氣管11 排出。另外，各支撐板41僅在第1區(qū)域22的周邊從內(nèi)管20的管壁向外管10突出，被支持 在內(nèi)周面IOA上，形成例如扇形形狀，使得能夠保持內(nèi)管20相對(duì)于外管10的位置。在上述的構(gòu)成的燃燒加熱器1中，從各孔部24噴出的燃燒用氣體G沖擊在支撐板 41上，然后，分別被引導(dǎo)到與第1區(qū)域22的相反側(cè)(第2區(qū)域23)相對(duì)向的燃燒空間30 中。因此，通過(guò)保持在滯流點(diǎn)S的火焰，能夠容易地使周邊的燃燒用氣體G更有效地點(diǎn)火。(第5實(shí)施方式)接著，參照?qǐng)D5對(duì)燃燒加熱器1的第5實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖5是示意性地示出外管10及內(nèi)管20的圖。如該圖所示，在本實(shí)施方式的燃燒加熱器1中，在外管10內(nèi)的燃燒空間30中，繞 外管10的中心軸在周向隔開間隔且分別與外管10偏心地配置有多個(gè)內(nèi)管20(在圖5中， 隔開60°間隔配置有6個(gè))。另外，在各內(nèi)管20中，位于外周面20A與外管10的內(nèi)周面IOA距離最短的第1區(qū) 域22中，在軸向上隔開間隔地形成有多個(gè)孔部24 (在圖5中未圖示)。在上述的構(gòu)成的燃燒加熱器1中，從設(shè)置有多個(gè)的內(nèi)管20(的孔部)分別噴出燃 燒用氣體G，在外管10的內(nèi)周面IOA上形成滯流點(diǎn)，通過(guò)使燃燒用氣體G點(diǎn)火，能夠沿外管 10的內(nèi)周面在軸周圍形成多個(gè)穩(wěn)定的火焰。從而，在本實(shí)施方式中，除了能夠獲得與上述第1實(shí)施方式相同的作用和效果之 外，還能夠?qū)⑼夤?0加熱到更高的溫度。另外，上述例子中所示的各構(gòu)成部件的各種形狀和組合等只是一個(gè)舉例，在不脫 離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，可以基于設(shè)計(jì)要求等進(jìn)行各種變更。例如，在上述第2實(shí)施方式中，對(duì)孔部24之外設(shè)置第2孔部25的構(gòu)成進(jìn)行了說(shuō)明， 但不限于此，例如對(duì)于第3實(shí)施方式至第5實(shí)施方式所示的內(nèi)管20，在孔部24之外也可以 設(shè)置第2孔部而構(gòu)成。另外，在上述實(shí)施方式中，任一內(nèi)管20都相對(duì)于外管10偏心地配置，從而形成了 外周面20A相對(duì)于外管10的內(nèi)周面IOA的最短距離的第1區(qū)域22的構(gòu)成，但不限于此，例 如也可以是如圖6所示，內(nèi)管20和外管10同心地配置，在外管10的內(nèi)周面IOA上設(shè)有向 燃燒空間30突出的突條42，在與外周面20A距離最短的第1區(qū)域22中設(shè)置與該突條42相 對(duì)向的孔部24，或者，也可以是如圖7所示，內(nèi)管20和外管10同心地配置，在內(nèi)管20的外 周面20A上設(shè)置向燃燒空間30突出、成為與內(nèi)周面IOA的距離最短的第1區(qū)域22的突條 43，在該突條43上設(shè)置孔部24。進(jìn)一步地，即使在如圖6及圖7所示，內(nèi)管20和外管10同心地配置的情況下，并非 一定要在內(nèi)管20的外周面20A和外管10的內(nèi)周面IOA之間形成最短距離小的第1區(qū)域， 即使在例如圖8所示的，內(nèi)管20的外周面20A和外管10的內(nèi)周面IOA等間隔地配置的構(gòu) 成中也能夠適用本發(fā)明。在這種情況下，在與內(nèi)管20的孔部24相對(duì)向的外管10的內(nèi)周面
12IOA上的特定位置上形成滯流點(diǎn)S，并且在該滯流點(diǎn)S的周圍形成循環(huán)流，從而通過(guò)朝向滯 流點(diǎn)S的噴流周圍形成的循環(huán)流來(lái)穩(wěn)定地保持所形成的火焰，獲得與上述實(shí)施方式同樣的 作用和效果。接下來(lái)，對(duì)于本發(fā)明的其它實(shí)施方式在以下進(jìn)行說(shuō)明。以下所示的實(shí)施方式在燃 燒加熱器中設(shè)置了用于形成燃燒用氣體的滯流點(diǎn)和循環(huán)流的滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件。(第6實(shí)施方式)圖9A是第1實(shí)施方式的燃燒加熱器101的正面截面圖，圖9B是側(cè)面截面圖。燃燒加熱器101大致由外管110、多個(gè)內(nèi)管120、以及非流線形體(滯流點(diǎn)及循環(huán) 流形成部件)150構(gòu)成，其中，外管110作為頂端封閉的耐熱金屬制的放熱管，內(nèi)管120是在 底端側(cè)(圖9A的左側(cè))由未圖示的支撐構(gòu)件單臂支撐而配設(shè)在外管110的內(nèi)部的燃燒空 間130中，在內(nèi)部具有燃燒用氣體G的供給通路121的耐熱金屬制的內(nèi)管。燃燒用氣體G可以使用將燃料和空氣預(yù)混合的氣體，或?qū)⑷剂虾秃醒鯕獾臍怏w 預(yù)混合的氣體，燃料可以使用甲烷或丙烷等。另外，也可以通過(guò)設(shè)置使液體燃料預(yù)蒸發(fā)的部 分來(lái)使用。外管110呈頂端封閉的有底圓筒形狀，在底端側(cè)與排出燃燒了的氣體的排氣管 111連接。內(nèi)管120與外管110相同，頂端呈封閉的有底圓筒形狀，底端側(cè)與供給上述燃燒用 氣體G的預(yù)混合氣體供給機(jī)構(gòu)(未圖示)連接，供給有例如空氣過(guò)剩率為1.0-1. 6左右的 全預(yù)混合氣體。如圖9B所示，該內(nèi)管20繞外管110的中心軸相互隔開間隔地配置有多個(gè)(在此 處為隔開60°間隔配置有6個(gè))。在各內(nèi)管120的頂端側(cè)、與非流線形體150相對(duì)向且朝向外管110的中心軸的位 置上，沿著軸向互相隔開間隔地徑向貫通管壁而形成有多個(gè)孔部124(此處為5個(gè))。在與 外管110的孔部124相對(duì)向的位置附近設(shè)置有未圖示的點(diǎn)火裝置。另外，比形成有孔部124的區(qū)域更靠近底端側(cè)(圖9A中的左側(cè))的外周面120A 是通過(guò)燃燒的氣體(火焰)對(duì)供給通路121的燃燒用氣體G進(jìn)行預(yù)熱的預(yù)熱區(qū)域P。非流線形體150被配置為軸線與外管110的中心軸一致，周圍被內(nèi)管120所圍繞， 在與各內(nèi)管120(孔部124)相對(duì)向的位置，沿著軸向形成有繞內(nèi)管120的軸形成的凹曲面 150A。接下來(lái)，對(duì)上述燃燒加熱器101的燃燒動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。如圖9C所示，從預(yù)混合氣體供給機(jī)構(gòu)供給至內(nèi)管120的供給通路121的燃燒用氣 體G分別從孔部124向非流線形體150的凹曲面150A噴出。從孔部124噴出的燃燒用氣體G沖擊相對(duì)向的非流線形體150的凹曲面150A，每 個(gè)孔部124在凹曲面150A上形成滯流點(diǎn)S,以該滯流點(diǎn)S為界，沿著凹曲面150A分歧。并且，通過(guò)點(diǎn)火裝置使滯流點(diǎn)S附近的燃燒用氣體G點(diǎn)火，能夠在滯流點(diǎn)S形成和 保持火焰。此時(shí)，在滯流點(diǎn)S的氣體的流速為零，并且，通過(guò)朝向滯流點(diǎn)S的噴流的周圍形 成的循環(huán)流而形成的火焰穩(wěn)定地保持在滯流點(diǎn)S。并且，在滯流點(diǎn)S分歧的燃燒用氣體G從氣體壓力高的非流線形體150的附近流 向相對(duì)于內(nèi)管120的與非流線形體150相反側(cè)的外管110的內(nèi)周面IlOA側(cè)的燃燒空間130中。并且，盡管燃燒氣體流過(guò)燃燒空間130，從排氣管111排出，但是在從燃燒空間130 至排氣管111的途中，在內(nèi)管120的預(yù)熱區(qū)域P經(jīng)由內(nèi)管120的管壁，進(jìn)行與燃燒用氣體 (未燃?xì)怏w)G的熱交換。由此，供給通路121中的燃燒用氣體G以被高溫預(yù)熱的狀態(tài)從孔部124噴出，能夠 增加火焰F的穩(wěn)定性，即使噴出至狹窄的燃燒空間130，也能夠不產(chǎn)生未燃成分，從而穩(wěn)定 地燃燒。在這樣的本實(shí)施方式中，使燃燒用氣體G從形成于內(nèi)管120的管壁的孔部124朝 向非流線形體150的凹曲面150A噴出，能夠?qū)⒒鹧鍲保持在滯流點(diǎn)S，因此不會(huì)如設(shè)置多孔 質(zhì)管的情況那樣導(dǎo)致成本增加，即使在改變流量的情況下也能夠容易地形成和保持穩(wěn)定的 火焰F。并且，在本實(shí)施方式中，為了增加燃燒量，僅增加孔部124的數(shù)量即可。從而構(gòu)成 部件少，構(gòu)造也簡(jiǎn)單，能夠抑制燃燒加熱器101的制造成本，不必如采用多孔質(zhì)管的情況那 樣需要大幅度地提高燃燒用氣體G的供給壓，即使在低壓的城市氣體管道中也能夠十分適 用。并且，在本實(shí)施方式中，分別使用圍繞外管110的中心軸配置的多個(gè)內(nèi)管120來(lái)形成和 保持火焰，因此，不會(huì)使作為放熱管的外管110在周向上產(chǎn)生溫度分布，能夠?qū)崿F(xiàn)均一的加 熱處理。另外，在使用多孔質(zhì)管提高氣體的供給壓的情況下，火焰能夠到達(dá)外管但不能夠 保持，并且有可能不能夠充分地確保燃燒了的氣體的排氣路徑，但在本實(shí)施方式中，外管 110的內(nèi)周面IlOA附近的燃燒空間130，以及相鄰的孔部間不存在噴流的空間能夠確保充 分的排氣路徑。特別地，在本實(shí)施方式中，在滯流點(diǎn)S分歧的燃燒用氣體G的流路沿著內(nèi)管120的 外周面120A，因此能夠順暢地排出至外管110的內(nèi)周面IlOA附近的燃燒空間130中。并且，盡管在本實(shí)施方式中使用了軸狀的非流線形體作為滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部 件的構(gòu)成，但不限于此，也可以使用管體(圓管或例如六角形的角管)的構(gòu)成。(第7實(shí)施方式)接著，參照?qǐng)D10對(duì)燃燒加熱器101的第7實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。其中，在該圖中，對(duì)與圖6中所示的第1實(shí)施方式的構(gòu)成要素相同的要素賦予相同 的附圖標(biāo)記，省略其說(shuō)明。第7實(shí)施方式和上述第1實(shí)施方式的不同之處在于在外管110的中心軸上配置有 與內(nèi)管20相同的圓管。S卩，如圖IOC的部分?jǐn)U大圖所示，在本實(shí)施方式中，配置有內(nèi)管(滯流點(diǎn)及循環(huán)流 形成部件)220，其軸線與外管110的中心軸一致，并且與內(nèi)管120隔開間隔。內(nèi)管220呈頂 端封閉的有底圓筒形狀，底端側(cè)與將上述燃燒用氣體G供給至內(nèi)部的供給通路221的預(yù)混 合氣體供給機(jī)構(gòu)(未圖示)連接。另外，內(nèi)管220中在與配置在周圍的各配管120相對(duì)向的位置上分別形成有噴出 燃燒用氣體G的孔部224。如圖IOD所示，該孔部224在軸向上形成在相對(duì)于各內(nèi)管120 不與孔部124相對(duì)向而與外周面120A相對(duì)向的位置。即，內(nèi)管120的孔部124也不與內(nèi)管 220的孔部224相對(duì)向而與外周面220A相對(duì)向。其它的構(gòu)成與上述第1實(shí)施方式相同。
在上述構(gòu)成的燃燒加熱器101中，從預(yù)混合氣體供給機(jī)構(gòu)供給至內(nèi)管120的供給 通路121的燃燒用氣體G分別從孔部124向內(nèi)管220的外周面220A噴出。在該外周面220A 上形成燃燒用氣體G的滯流點(diǎn)S，燃燒用氣體G在滯流點(diǎn)S分歧，沿著外周面220A流動(dòng)。另一方面，供給至內(nèi)管220的供給通路221的燃燒用氣體G分別從孔部224向內(nèi) 管120的外周面120A噴出。在該外周面120A上形成燃燒用氣體G的滯流點(diǎn)S,燃燒用氣體 G在滯流點(diǎn)S分歧，沿著外周面120A流動(dòng)。即，在本實(shí)施方式中，不僅是內(nèi)管220，內(nèi)管120 也作為滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件而發(fā)揮作用。并且，通過(guò)點(diǎn)火裝置使滯流點(diǎn)S附近的燃燒用氣體G點(diǎn)火，能夠在滯流點(diǎn)S形成和 保持火焰。此時(shí)，滯流點(diǎn)S的氣體的流速為零，因此形成的火焰能夠穩(wěn)定地保持在滯流點(diǎn)S。并且，在滯流點(diǎn)S分歧的燃燒用氣體G流向氣壓相對(duì)低的外管110的內(nèi)周面IlOA 側(cè)的燃燒空間130。燃燒的氣體從排氣管111排出。這樣，在本實(shí)施方式中，除了能夠獲得與上述第1實(shí)施方式相同的作用和效果之 外，由于從內(nèi)管220也能夠噴出燃燒用氣體G，因此能夠更有效地進(jìn)行加熱，并且，配置在周 圍的內(nèi)管120的外周面120A上也形成滯流點(diǎn)S，能夠形成和保持火焰，因此，能夠在更廣的 范圍內(nèi)形成和保持穩(wěn)定的火焰。另外，內(nèi)管120的孔部124和內(nèi)管220的孔部224可以設(shè)置在相互相對(duì)向的位置 上，為了更穩(wěn)定地形成滯流點(diǎn)S，優(yōu)選設(shè)置在相互在外周面220A、120A上相對(duì)向的位置。(第8實(shí)施方式)接著，參照?qǐng)D11對(duì)燃燒加熱器1的第8實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。其中，在該圖中，對(duì)與圖9所示的第1實(shí)施方式的構(gòu)成要素相同的要素賦予相同的 附圖標(biāo)記，省略其說(shuō)明。如圖IlB所示，在本實(shí)施方式中，在外管101的中心軸上不設(shè)置內(nèi)管，繞中心軸，在 周向上相互隔開間隔地設(shè)有多個(gè)內(nèi)管120 (此處，隔開60°間隔設(shè)有6個(gè))。如圖IlC的部分?jǐn)U大圖所示，各內(nèi)管120在與相鄰的內(nèi)管120相對(duì)向的位置上分 別設(shè)有噴出燃燒用氣體G的孔部124。另外，在孔部124的軸向的位置上，與第7實(shí)施方式相同地，為了使噴出的燃燒用 氣體G沖擊相鄰的內(nèi)管120的外周面120A，如之前在圖IOD的部分?jǐn)U大圖中所示，優(yōu)選為相 鄰的內(nèi)管120之間相互錯(cuò)開配置。在上述的構(gòu)成的燃燒加熱器101中，除了能夠獲得與上述第7實(shí)施方式相同的作 用和效果之外，由于滯流點(diǎn)S和火焰形成于更靠近作為放熱管的外管110的位置，因此，經(jīng) 由外管110更容易獲得熱量，從而提高加熱效率。(第9實(shí)施方式)接著，參照?qǐng)D12對(duì)燃燒加熱器101的第9實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。其中，在該圖中，對(duì)與圖9所示的第6實(shí)施方式的構(gòu)成要素相同的要素賦予相同的 附圖標(biāo)記，省略其說(shuō)明。第9實(shí)施方式與上述第6實(shí)施方式的不同之處在于，在內(nèi)管120及非流線形體150 的頂端側(cè)設(shè)有支撐板。如圖12A所示，在內(nèi)管120的比孔部124更靠近頂端側(cè)的位置，沿著與軸向垂直的 方向設(shè)有由耐熱金屬等形成的支撐板(支撐部件)140。該支撐板140如圖12B所示，嵌合固定在內(nèi)管20的外周面120A及非流線形體150的外周面150A上，以外周面140B軸向移 動(dòng)自如地支撐在外管110的內(nèi)周面IlOA上。S卩，支撐板140具有使燃燒空間130的整體封閉的大小，與內(nèi)管120及非流線形體 150 一體地構(gòu)成，設(shè)置為相對(duì)于外管110在軸向上移動(dòng)自如。在上述的構(gòu)成的燃燒加熱器101中，以底端側(cè)單臂支撐的內(nèi)管120及非流線形體 150的頂端側(cè)由支撐板140來(lái)支撐，從而將內(nèi)管120的外周面120A及非流線形體150的外 周面150A和外管110的內(nèi)周面IlOA之間的間隔保持為恒定。另外，即使由于外管110和 內(nèi)管120的溫度差而使高溫的內(nèi)管120熱膨脹的情況下，與內(nèi)管120及非流線形體150 — 體地構(gòu)成的支撐板140與外管110的內(nèi)周面IlOA在軸向上相對(duì)移動(dòng)，因此，能夠防止發(fā)生 變形或應(yīng)變。另外，如圖12的部分?jǐn)U大圖所示，從位于最頂端側(cè)的孔部124噴出的燃燒用氣體 G沖擊相對(duì)向的非流線形體150的外周面150A，每個(gè)孔部124在外周面150A上形成滯流點(diǎn) S，以該滯流點(diǎn)S為界沿著外周面150A分歧，由于支撐板140而使與孔部124相對(duì)向的燃燒 空間130封閉，因此朝向支撐板140分歧的燃燒用氣體G沖擊在支撐板140上，然后，被導(dǎo) 入與非流線形體150相反側(cè)的燃燒空間130中。因此，通過(guò)保持在滯流點(diǎn)S的火焰，容易使 周邊的燃燒用氣體G點(diǎn)火。進(jìn)一步地，在本實(shí)施方式中，支撐板140對(duì)燃燒空間130進(jìn)行劃分，因此，可以防止 燃燒用氣體G滯留在比較低溫的外管110的頂端部成為未燃狀態(tài)而產(chǎn)生CO。其中，在上述實(shí)施方式中，盡管采用板狀的支撐板140作為支撐部件來(lái)構(gòu)成，但不 限于此，也可以使用例如軸向移動(dòng)自如地支撐在外管110的內(nèi)周面IlOA上的環(huán)狀部件和將 該環(huán)狀部件與內(nèi)管120及非流線形體150連結(jié)起來(lái)的桿部件組成的支撐部件。另外，在上述實(shí)施方式中，在第6實(shí)施方式中示出的內(nèi)管120及非流線形體150上 設(shè)置支撐板140而構(gòu)成，但不限于此，也可以是如圖10所示的第7實(shí)施方式中的內(nèi)管120、 220上設(shè)置支撐板的構(gòu)成，或者在圖11所示的第3實(shí)施方式的內(nèi)管120上設(shè)置支撐板的構(gòu) 成。由此，能夠獲得與第9實(shí)施方式相同的作用和效果。(第10實(shí)施方式)接著，參照?qǐng)D13來(lái)說(shuō)明燃燒加熱器1的第10實(shí)施方式。第10實(shí)施方式與上述第6實(shí)施方式的不同之處在于，與孔部124分開地設(shè)置有用 于使氣體的壓力損失降低的第2孔部。圖13A是從非流線形體150(外管10的中心軸，參照?qǐng)D9)側(cè)看內(nèi)管120的平面圖， 圖13B是側(cè)面截面圖。如圖13A所示，在內(nèi)管120的管壁(外周面120A)上，在與外管110的中心軸相對(duì) 向的軸位置122上設(shè)有孔部124，并且沿著軸位置122的方向上，與孔部124交替且位于夾 著軸位置122的兩側(cè)設(shè)有第2孔部125。如圖13B所示，從這些第2孔部125朝向與滯流點(diǎn)S離開的位置噴出燃燒氣體G。另外，第2孔部125設(shè)定的位置為，火焰從在滯流點(diǎn)S形成的火焰F穩(wěn)定地傳遞至 從第2孔部125噴出的燃燒用氣體G。其它的構(gòu)成，與上述第6實(shí)施方式相同。
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在上述的構(gòu)成的燃燒加熱器101中，能夠使火焰從形成及保持于滯流點(diǎn)S的火焰 傳遞至從第2孔部125噴出的燃燒用氣體G，能夠在流量變大的狀態(tài)下容易地使氣體燃燒。 因此，在本實(shí)施方式中，不會(huì)產(chǎn)生如采用多孔質(zhì)體的情況下的壓力損失。另外，為了增大流 量，不用使內(nèi)管120、非流線形體150和外管110變長(zhǎng)，能夠使投入熱量增加。結(jié)果，能夠防 止如內(nèi)管120、非流線形體150和外管110變長(zhǎng)的機(jī)器的大型化，并且能夠抑制壓力損失，在 低壓的城市氣體管道中也能夠使用。另外，在本實(shí)施方式中，孔部124和第2孔部125沿著軸位置122交替且第2孔部 125配置在夾著軸位置122的兩側(cè)，能夠形成和保持火焰，并在幾乎等分布穩(wěn)定的狀態(tài)下使 火焰?zhèn)鬟f。另外，上述例子中所示的各構(gòu)成部件的各種形狀和組合等只是一個(gè)舉例，在不脫 離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，可以基于設(shè)計(jì)要求等進(jìn)行各種變更。例如，在上述第10實(shí)施方式中，對(duì)在第6實(shí)施方式所示的燃燒加熱器101的孔部 124之外設(shè)置了第2孔部125的構(gòu)成進(jìn)行了說(shuō)明，但不限于此，對(duì)于例如第7實(shí)施方式至第 9實(shí)施方式所示的內(nèi)管120(內(nèi)管220)，在孔部124之外也可以設(shè)置第2孔部而構(gòu)成。另外， 也可以是設(shè)置第3孔部以上，形成滯流點(diǎn)及循環(huán)流區(qū)域的構(gòu)成。另外，在上述第6實(shí)施方式中，與外管110同心地配置滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件的 非流線形體150，圍繞外管110的中心軸配置多個(gè)內(nèi)管20，但不限于此，也可以是與外管110 同心地配置內(nèi)管20，圍繞外管110的中心軸配置多個(gè)非流線形體150的構(gòu)成。在該構(gòu)成中， 能夠獲得與上述第6實(shí)施方式相同的作用和效果。以上，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，當(dāng)然，本發(fā)明不限于這些舉 例。即，在不脫離本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)，可以對(duì)構(gòu)成進(jìn)行附加、省略、置換以及其它改變。 另外，本發(fā)明不由前述說(shuō)明限定，僅由權(quán)利要求的范圍限定。如以上所說(shuō)明的，根據(jù)本發(fā)明，能夠在不導(dǎo)致成本增加的情況下穩(wěn)定地形成火焰， 并且使燃燒加熱器的加熱效率提高。
權(quán)利要求
一種燃燒加熱器，包括內(nèi)部具有燃燒用氣體的供給通路的內(nèi)管，和在內(nèi)管的外周隔開燃燒空間地配置的外管，在所述內(nèi)管的管壁上形成有噴出所述燃燒用氣體的孔部，其特征在于，所述燃燒空間中的所述燃燒用氣體的流動(dòng)定為在所述燃燒空間中形成所述燃燒用氣體的滯流點(diǎn)，并且在所述滯流點(diǎn)的周圍形成循環(huán)流。
2.一種燃燒加熱器，包括內(nèi)部具有燃燒用氣體的供給通路的內(nèi)管，和在內(nèi)管的外周隔 開燃燒空間地配置的外管，在所述內(nèi)管的管壁上形成有噴出所述燃燒用氣體的孔部，其特 征在于，以在所述外管的內(nèi)周面上形成所述燃燒用氣體的滯流點(diǎn)，并且在滯流點(diǎn)的周圍形成循 環(huán)流的噴出特性噴出所述燃燒用氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃燒加熱器，其特征在于，所述內(nèi)管和所述外管同心地配置， 所述孔部配置于在所述外管的內(nèi)周面上的特定位置形成所述滯流點(diǎn)的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃燒加熱器，其特征在于，所述內(nèi)管的外周面具有與所述外 管的內(nèi)周面的距離最短的第1區(qū)域，和該距離比所述第1區(qū)域長(zhǎng)的第2區(qū)域，所述孔部配置在所述第1區(qū)域上，在所述外管的內(nèi)周面上形成有所述燃燒用氣體的滯 流點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃燒加熱器，其特征在于，所述內(nèi)管相對(duì)于所述外管配置在 偏心的位置，所述孔部形成在位于所述內(nèi)管的偏心方向的外周面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃燒加熱器，其特征在于，所述內(nèi)管圍繞所述外管的中心軸 在周向上隔開間隔地配設(shè)有多個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃燒加熱器，其特征在于，在所述內(nèi)管上設(shè)有配置在偏離所 述第1區(qū)域的位置、向離開所述滯流點(diǎn)的位置噴出所述燃燒用氣體的第2孔部，并且所述第 2孔部在夾著所述第1區(qū)域的兩側(cè)、沿著所述第1區(qū)域的方向與所述孔部交替地配置。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃燒加熱器，其特征在于，所述燃燒加熱器具有支撐部件，所 述支撐部件在所述內(nèi)管和所述外管之間支撐以底端側(cè)單臂支撐的所述內(nèi)管的頂端側(cè)，保持 所述內(nèi)管的外周面和所述外管的內(nèi)周面的間隔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃燒加熱器，其特征在于，所述孔部在所述第1區(qū)域上隔開間 隔地排列有多個(gè)，所述支撐部件以封閉分別與所述第1區(qū)域相對(duì)向的所述燃燒空間的大小 設(shè)置在夾著與所述孔部的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的滯流點(diǎn)的排列方向的兩側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃燒加熱器，其特征在于，配置在比位于最頂端側(cè)的所述孔 部更靠近頂端側(cè)的所述支撐部件以封閉所述燃燒空間的整體的大小設(shè)置。
11.一種燃燒加熱器，包括內(nèi)部具有燃燒用氣體的供給通路的內(nèi)管，和在內(nèi)管的外周隔 開燃燒空間地配置的外管，在所述內(nèi)管的管壁上形成有噴出所述燃燒用氣體的孔部，其特 征在于，所述燃燒加熱器具有滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件，所述滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件沿著軸 向與所述孔部相對(duì)向地設(shè)置在所述燃燒空間中，形成從所述孔部噴出的所述燃燒用氣體的 滯流點(diǎn)及循環(huán)流。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃燒加熱器，其特征在于，所述滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件 配置在所述外管的中心軸上，所述內(nèi)管以所述孔部朝向所述中心軸的方式圍繞所述中心軸配置有多個(gè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃燒加熱器，其特征在于，所述滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件 對(duì)于所述多個(gè)內(nèi)管中的每一個(gè)具有圍繞所述內(nèi)管的軸形成的凹曲面。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃燒加熱器，其特征在于，所述滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件 在內(nèi)部具有所述燃燒用氣體的供給通路，并且具有所述孔部，所述孔部朝向圍繞所述中心 軸配置有多個(gè)的所述內(nèi)管的各外周面噴出所述燃燒用氣體，形成滯流點(diǎn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃燒加熱器，其特征在于，所述滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件 是在所述燃燒空間中相互隔開間隔地設(shè)有多個(gè)，且與相鄰的所述內(nèi)管的外周面相對(duì)向地形 成了所述孔部的所述內(nèi)管。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的燃燒加熱器，其特征在于，所述內(nèi)管圍繞所述外管的中心 軸相互隔開間隔地配置有多個(gè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃燒加熱器，其特征在于，在所述內(nèi)管上設(shè)有向離開所述 滯流點(diǎn)的位置噴出所述燃燒用氣體的第2孔部，并且，所述第2孔部在夾著與所述滯流點(diǎn)及 循環(huán)流形成部件相對(duì)向的區(qū)域的兩側(cè)，在沿著所述相對(duì)向的區(qū)域的方向上與所述孔部交替 地配置。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃燒加熱器，其特征在于，所述燃燒加熱器具有支撐部件， 所述支撐部件在與所述外管之間支撐以底端側(cè)單臂支撐的所述內(nèi)管和所述滯流點(diǎn)及循環(huán) 流形成部件的頂端側(cè)，保持所述內(nèi)管和所述滯流點(diǎn)及循環(huán)流形成部件的外周面和所述外管 的內(nèi)周面的間隔。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的燃燒加熱器，其特征在于，配置在比位于最頂端側(cè)的所述 孔部更靠近頂端側(cè)的所述支撐部件以封閉所述燃燒空間的整體的大小設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明的燃燒加熱器(1)包括內(nèi)部具有燃燒用氣體的供給通路(21)的內(nèi)管(20)，和在內(nèi)管的外周隔開燃燒空間(30)地配置的外管(10)。在內(nèi)管的管壁上形成有噴出燃燒用氣體(G)的孔部(24)。在外管的內(nèi)周面(10A)上形成有燃燒用氣體的滯流點(diǎn)(S)，并且以在滯流點(diǎn)的周圍形成循環(huán)流的噴出特性噴出燃燒用氣體。根據(jù)該燃燒加熱器，能夠不導(dǎo)致成本增加地穩(wěn)定形成火焰，并能夠提高加熱效率。
文檔編號(hào)F23C3/00GK101932879SQ20098010347
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月1日
發(fā)明者加藤壯一郎, 水谷琢, 高橋克昌 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Ihi