專利名稱：燃燒加熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃燒加熱系統(tǒng)，將令燃料燃燒而加熱被加熱物的多個燃燒加熱器相互連結(jié)而成。本申請基于2010年11月4日在日本提出申請的特愿2010 — 247371號主張優(yōu)先權(quán)，并在此引用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
以往以來下述燃燒加熱器已經(jīng)得到廣泛普及:利用由于燃料氣體的燃燒而產(chǎn)生的燃燒熱加熱輻射體，利用來自輻射體的輻射面的輻射熱對工業(yè)材料及食品等加熱。對于這樣的燃燒加熱器，例如提出有為了提高輻射強度而輻射面使用輻射率高的材料及形狀的技術(shù)(例如參照專利文獻I)。

上述的以往的燃燒加熱器中，利用設(shè)置于輻射面的表面的燃料氣體排出口令燃料氣體燃燒，對于排放氣體不進行回收而向周圍的環(huán)境排氣。因而，無法回收排熱而熱效率變低，此外，由于燃料氣體排出口的形成而輻射面的面積變小，所以難以提高輻射強度。進而，有可能由于排放氣體的熱而裝置周邊的溫度上升、充滿了排放氣體而無法實現(xiàn)周圍的環(huán)境的改善。因此，提出有提高了熱效率的被稱為微燃燒器的燃燒加熱器。該燃燒加熱器為，將燃料氣體的導(dǎo)入路、燃燒室、以及燃燒后的排放氣體的導(dǎo)出路的范圍都形成為密閉構(gòu)造，令導(dǎo)入路和導(dǎo)出路鄰接，利用排放氣體的熱預(yù)熱燃燒前的燃料氣體而提高熱效率(例如參照專利文獻2)。專利文獻I日本特開2004- 324925號公報 專利文獻2日本特開2007 - 212082號公報。發(fā)明所要解決的課題
上述的專利文獻2那樣的燃燒加熱器具有用于有效地利用排放氣體的熱并且回收排放氣體的密閉構(gòu)造。在此，如果為了增加燃燒加熱器的熱量及加熱面積而簡單地在二維方向(平行于加熱面的方向)中加大燃燒加熱器，則有可能為了穩(wěn)定地維持密閉性而制造成本增大。此外，有可能分隔燃燒加熱器內(nèi)的導(dǎo)入路和導(dǎo)出路的分隔板的熱變形變大而溫度分布偏置、不完全燃燒導(dǎo)致的CO(—氧化碳)排出濃度增加而不能充分地發(fā)揮燃燒加熱器的性能。因此，本申請發(fā)明者嘗試了將多個燃燒加熱器相互連結(jié)而令其熱量及加熱面積增加。在連結(jié)多個燃燒加熱器的燃燒加熱系統(tǒng)中，要求利用一次的點火將連結(jié)的全部的燃燒加熱器點火的功能。但是，在專利文獻2那樣的燃燒加熱器中，由于必須保持密閉性，所以有可能無法容易地形成火焰延燒構(gòu)造(用于令燃燒在多個燃燒加熱器間傳播的構(gòu)造)。此外，由于在燃燒加熱器中外周壁具有火焰穩(wěn)定功能，所以如果為了設(shè)置火焰延燒構(gòu)造而將外周壁切去，則有可能火焰穩(wěn)定性降低而CO排出濃度增加、無法得到本來的熱效率
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于這樣的課題，其目的在于提供一種燃燒加熱系統(tǒng)，即便在將多個燃燒加熱器連結(jié)時也能夠同時實現(xiàn)火焰延燒性和火焰穩(wěn)定性。用于解決課題的手段
本發(fā)明的燃燒加熱系統(tǒng)具有連結(jié)多個燃燒加熱器而成的構(gòu)造，所述燃燒加熱器具有:加熱板；與加熱板對置配置的配置板；配置在加熱板和配置板之間的環(huán)狀的外周壁；配置在加熱板和配置板之間的分隔板；令燃料氣體向沿外周壁布置且為外周壁的一部分的火焰穩(wěn)定部位撞擊而令火焰穩(wěn)定的燃燒室；以配置板和分隔板作為側(cè)壁而令燃料氣體向燃燒室流動的導(dǎo)入路；以加熱板和分隔板作為側(cè)壁而令排放氣體從燃燒室向外部流動、并且經(jīng)由分隔板利用排放氣體的熱預(yù)熱燃料氣體的導(dǎo)出路。此外，本發(fā)明的燃燒加熱系統(tǒng)具有連通路，其配置在多個燃燒加熱器的連結(jié)部并且令各燃燒室相互連通。此外，火焰穩(wěn)定部位和連通路沿加熱板和配置板的對置方向并列設(shè)置。此時，外周壁的高度可以是火焰穩(wěn)定所需要的火焰穩(wěn)定部位的高度和基于連通路的消焰距離而決定的連通路的高度的總和。此外，連通路可以配置于下述位置:使得連結(jié)的多個燃燒加熱器的各自的燃燒室間的距離最短。此外，本發(fā)明的燃燒加熱系統(tǒng)可以進而具有與導(dǎo)入路連接而令燃料氣體向燃燒加熱器內(nèi)流動的第I配管部、與導(dǎo)出路連接而令排放氣體向燃燒加熱器的外部流動的第2配管部、令多個燃燒加熱器的各自的第2配管部相互連通的連通管。此外，連通管也可以具有比流路面積比第2配管部大的擴大部。此外，也可以第I配管部以及第2配管部的一方配置在另一方的內(nèi)部而形成雙套管。發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，即便在連結(jié)多個燃燒加熱器時也能夠同時實現(xiàn)火焰延燒性和火焰穩(wěn)定性。


圖1是用于說明燃燒加熱器的構(gòu)造的組裝圖。圖2A是圖1的A — A線的剖視圖。圖2B是圖2A的區(qū)域Xl的放大圖。圖3A是用于說明多個突起部的立體圖。圖3B是圖3A的B — B線的立體剖視圖。圖4是表示燃燒加熱系統(tǒng)的外觀例的立體圖。圖5A是用于說明燃燒加熱系統(tǒng)的構(gòu)造的平面圖。圖5B是圖5A的C — C線的剖視圖。圖5C是圖5B的區(qū)域X2的放大圖。圖6是用于說明火焰延燒部的立體圖。圖7是用于說明火焰的傳播的平面圖。圖8A是用于說明連通管的立 體圖。圖8B是圖8A的D —D線的剖視圖。
圖9A是用于說明壓力波的傳播的垂直剖視圖。圖9B是用于說明壓力波的傳播的垂直剖視圖。附圖標(biāo)記說明 100...燃燒加熱系統(tǒng) 110…燃燒加熱器 118…加熱板
120…配置板 122…外周壁 124…分隔板 126…燃燒室 128…導(dǎo)入路 130…導(dǎo)出路
132、132a、132b…第I配管部
134、134a、134b…第2配管部
170…火焰延燒部
172…火焰穩(wěn)定部位
174…連通路
176…點火裝置
180…連通管 182…擴大部。
具體實施例方式以下參照附圖詳細說明本發(fā)明的適宜的實施方式。下述實施方式所示的尺寸、材料、其他具體的數(shù)值等是為了令發(fā)明容易理解的例示，除了特別地否定時本發(fā)明不由這些特征限定。另外，在本說明書以及附圖中，對于實質(zhì)上具有相同的功能或者構(gòu)成的元件標(biāo)注相同的符號而省略重復(fù)說明。此外，對于與本發(fā)明沒有直接關(guān)系的元件省略圖示。燃燒加熱器具有本體容器，該本體容器以燃燒室、燃料氣體(未燃燒氣體:燃燒前的氣體)的導(dǎo)入路、排放氣體(燃燒氣體:燃燒后的氣體)的導(dǎo)出路密閉的狀態(tài)形成。此外，該燃燒加熱器通過利用在導(dǎo)出路中流動的排放氣體的熱對在導(dǎo)入路中流動的燃料氣體進行預(yù)熱，在燃燒室中實現(xiàn)超額焓燃燒。這樣的燃燒加熱器對排放氣體的熱進行回收，所以熱效率高，由于排放氣體被回收，所以不會影響周圍的環(huán)境。此外，由于無需在輻射面形成燃料氣體排出口，所以輻射面的面積不會減少而輻射強度高。在這樣的燃燒加熱器中，特別地在盤式的燃燒加熱器中，負責(zé)傳熱的分隔板由比構(gòu)成本體容器的一對的平板(加熱板、配置板)小型的平板構(gòu)成。此外，盤式的燃燒加熱器以在一對的平板之間設(shè)置空隙地配置的簡單的構(gòu)成來實施導(dǎo)入路和導(dǎo)出路之間的熱交換。進而，盤式的燃燒加熱器中，具有輻射面的平板的形狀的自由度高。由于這樣的能夠同時實現(xiàn)高熱效率和排放氣體的回收功能的良好的使用性，能夠預(yù)見在今后將原樣地將結(jié)束了燃燒后的排放氣體向周圍的環(huán)境排放的以往的燃燒加熱器替換為本實施方式那樣的盤式的燃燒加熱器的機會增加。但是，上述以往的燃燒加熱器大多較為大型，另一方面，當(dāng)前的盤式燃燒加熱器大多較為小型，難以馬上將以往的大型燃燒加熱器置換為較小型的盤式燃燒加熱器。如果為了增加盤式燃燒加熱器的熱量及加熱面積而簡單地在二維方向(平行于加熱面的方向)中加大燃燒加熱器，則有可能為了穩(wěn)定地維持密閉性而制造成本增大。此外，有可能分隔燃燒加熱器內(nèi)的導(dǎo)入路和導(dǎo)出路的分隔板的熱變形變大而溫度分布偏置、不完全燃燒導(dǎo)致的CO排出濃度增加而無法充分地發(fā)揮燃燒加熱器的性能。因此，本申請發(fā)明者著眼于連結(jié)多個燃燒加熱器而成的燃燒加熱系統(tǒng)。另外，連結(jié)是指將燃燒加熱器設(shè)置為相連的狀態(tài)，也包含將多個燃燒加熱器一體地形成的情況。但是，在燃燒加熱器中，必須保持密閉性，所以有可能無法容易地形成火焰延燒構(gòu)造(在多個燃燒加熱器間傳播燃燒用的構(gòu)造)。此外，燃燒加熱器中外周壁具有火焰穩(wěn)定功能，所以如果為了設(shè)置火焰延燒構(gòu)造而隨意地去除外周壁則有可能火焰穩(wěn)定性降低而CO排出濃度增加、無法得到本來的熱效率。本實施方式中的連結(jié)多個燃燒加熱器而成的燃燒加熱系統(tǒng)的目的在于同時實現(xiàn)火焰延燒性和火焰穩(wěn)定性。以下，為了容易理解，首先說明構(gòu)成燃燒加熱系統(tǒng)100的各燃燒加熱器110，其后詳細描述燃燒加熱系統(tǒng)100的特別是火焰延燒功能。(燃燒加熱器110)
圖1是用于說明燃燒加熱器110的構(gòu)造的組裝圖。圖2A是圖1的A — A線的剖視圖。圖2B是圖2A的區(qū)域Xl的放大圖。另外，圖2A的紙面上下方向是燃燒加熱器110的鉛直方向。如圖2A所示，燃燒加熱器110包含加熱板118、配置板120、外周壁122、分隔板124、燃燒室126、導(dǎo)入路128、導(dǎo)出路130、第I配管部132、第2配管部134。另外，在本實施方式中，燃燒加熱器110舉例說明二維方向中的外形為220mmX 140mm (若如后所述地沿長度方向連結(jié)兩個則為440mmX 140mm)程度的燃燒加熱器。但是，燃燒加熱器110的外形并不限定于該大小，能夠設(shè)定為任意的大小。本實施方式中的燃燒加熱器110是向本體容器供給民用燃氣等和作為燃燒用氧化劑氣體的空氣預(yù)先混合而成的燃料氣體(預(yù)混合氣體)的預(yù)混合類型。另外，并不限定于這種情況，燃燒加熱器110也可以是在燃燒室126及燃燒室126的稍前方的導(dǎo)入路128中將兩者混合而進行擴散燃燒的擴散類型。加熱板118以及配置板120由耐熱性以及耐氧化性高的材料例如不銹鋼(SUS:Stainless Used Steel)及導(dǎo)熱率高的材料例如黃銅(銅鋅合金)等形成。加熱板118以及配置板120相互對置地配置并且相互大致平行(為了引起本實施方式中的超額焓燃燒的實質(zhì)的平行)地配置。此外，加熱板118以及配置板120作為被由燃燒室126生成的燃燒熱加熱的輻射體起作用。但是，配置板120并不限定為作為輻射體起作用的構(gòu)成，例如也可以為隔熱構(gòu)造。外周壁122在俯視中內(nèi)周形成為跑道形狀(由大致平行的兩個線段和連接該兩個線段的兩個圓弧(半圓)構(gòu)成的形狀)，外周形成為矩形。外周壁122配置在加熱板118以及配置板120之間。此外，也能夠?qū)⑼庵鼙?22的外周面用作輻射面。外周壁122配置在加熱板118和配置板120之間，俯視中形成為環(huán)狀。燃燒加熱器110的本體容器包括外周壁122、從上下封閉外周壁122的加熱板118、和配置板120。該本體容器中，上下壁面(加熱板118、配置板120的板面)的面積大于外周面(外周壁122的外周面)的面積。即，上下壁面占據(jù)本體容器的外表面的大部分。該上下壁面中，例如上側(cè)的面(加熱板118的上表面)為輻射面，如果在燃燒室126中燃料氣體燃燒，則首先借助該燃燒加熱加熱板118，接著利用輻射及空氣的對流而從輻射面?zhèn)鬟f熱而加熱燃燒加熱器110的外部的被加熱物。此外，在如燃燒加熱系統(tǒng)100那樣地連結(jié)多個燃燒加熱器110時，在該多個燃燒加熱器110全部的輻射面中，能夠得到大致同等的輻射熱。在本實施方式中，將上下壁面中上側(cè)的面(加熱板118的上表面)作為輻射面，但并不限定于此，也可以僅將下側(cè)的面(配置板120的下表面)作為輻射面、或?qū)⑸舷卤诿娴膬擅孀鳛檩椛涿妗７指舭?24形成為外形小于加熱板118以及配置板120且沿著外周壁122的內(nèi)周面的形狀。分隔板124在加熱板118以及配置板120之間與加熱板118以及配置板120大致平行地配置。在分隔板124和加熱板118之間，以及分隔板124和配置板120之間分別形成有空隙。此外，分隔板124由耐熱性以及耐氧化性高的材料例如不銹鋼及導(dǎo)熱率高的材料例如黃銅等形成。分隔板124只要分別在與加熱板118以及配置板120之間形成空隙則也可以傾斜地對置配置。此外，分隔板124、加熱板118、以及配置板120其厚度沒有限制，不限定為平板也可以凹凸地形成。使用圖1的組裝圖說明加熱板118、配置板120、外周壁122、以及分隔板124的位置關(guān)系。在配置板120上從上方重疊分隔板124和外周壁122。詳細而言,如圖2A所示,配置板120固定于第I配管部132的端部，相對于此分隔板124固定于比第I配管部132更向上方突出的第2配管部134的端部。因此，配置板120和分隔板124分離第I配管部132的端部和第2配管部134的端部之間的距離。此外，分隔板124配置在外周壁122的內(nèi)部。此時，在分隔板124的外周端部和外周壁122的筒狀的內(nèi)周面之間形成有作為燃燒室126的空隙。最后，在外周壁122上從上方重疊加熱板118。燃燒室126由外周壁122、加熱板118、配置板120、以及分隔板124的外周端部包圍，在比外周壁122靠內(nèi)側(cè)沿外周壁122形成。由于這樣地沿外周壁122形成燃燒室126，所以能夠充分地確保燃燒室126的體積，能夠降低燃燒負荷率。如圖2A所示，在本體容器中，沿厚度方向(垂直于加熱板118的上表面的方向)重疊形成導(dǎo)入路128和導(dǎo)出路130。導(dǎo)入路128是以配置板120和分隔板124作為側(cè)壁而被配置板120和分隔板124夾入的空間。導(dǎo)入路128令流入本體容器中央的燃料氣體向燃燒室126放射狀地流動。導(dǎo)出路130是以加熱板118和分隔板124為側(cè)壁而被加熱板118和分隔板124夾入的空間。導(dǎo)出路130令排放氣體從燃燒室126向本體容器中央聚集而向燃燒加熱器110的外部流動。此外，如圖2A所示，在本體容器內(nèi)，沿厚度方向重疊地形成導(dǎo)入路128和導(dǎo)出路130，所以能夠經(jīng)由分隔板124傳遞排放氣體的熱而預(yù)熱燃料氣體。第I配管部132與導(dǎo)入路128連接，令燃料氣體向燃燒加熱器110內(nèi)流動。具體而言，在配置板120的中心部，設(shè)置與第I配管部132的內(nèi)徑為相同直徑的孔158，該孔158與第I配管部132連接。第2配管部134配置在第I配管部132的內(nèi)側(cè)。S卩，由第I配管部132和第2配管部134形成雙套管。此外，第2配管部134與導(dǎo)出路130連接，令排放氣體向燃燒加熱器110的外部流動。具體而言，在分隔板124的中心部設(shè)置有與第2配管部134的外徑相同直徑的孔160，該孔160與第2配管部134連接。進而，第2配管部134還起到將在其內(nèi)部流動的排放氣體的熱傳遞給在第I配管部132中流動的燃料氣體的作用。在本實施方式中，在第I配管部132的內(nèi)側(cè)配置第2配管部134，但并不限定于此，也可以在第2配管部134的內(nèi)側(cè)配置第I配管部132，并且令第I配管部132以及第2配管部134分別從加熱板118側(cè)與導(dǎo)入路128以及導(dǎo)出路130連接。接著，具體說明燃料氣體以及排放氣體的流動。在將圖2A的區(qū)域Xl放大的圖2B中，用涂為淡灰色的箭頭表示燃料氣體的流動，用涂為深灰色的箭頭表示排放氣體的流動，用涂為黑色的箭頭表示熱的移動。如果向第I配管部132供給燃料氣體，則燃料氣體從配置板120的中心部流入導(dǎo)入路128，一邊沿水平方向放射狀地擴開一邊向燃燒室126流動。燃料氣體在燃燒室126中與外周壁122撞擊，在燃燒后成為高溫的排放氣體。排放氣體從燃燒室126通過導(dǎo)出路130而流入第2配管部134。分隔板124由較容易導(dǎo)熱的材料形成，通過導(dǎo)出路130的排放氣體的熱經(jīng)由分隔板124而被傳遞至通過導(dǎo)入路128的燃料氣體(傳熱)。在本實施方式中，在導(dǎo)出路130中流動的排放氣體和在導(dǎo)入路128中流動的燃料氣體隔著分隔板124而成為對置流(對面流)，所以能夠利用排放氣體的熱有效地預(yù)熱燃料氣體，能夠得到高的熱效率。通過這樣地預(yù)熱燃料氣體后燃燒的所謂超額焓燃燒，能夠令燃料氣體的燃燒穩(wěn)定化，能夠?qū)⒂捎诓煌耆紵a(chǎn)生的CO的濃度抑制為非常低的濃度。進而，為了能夠?qū)崿F(xiàn)燃燒室126中的穩(wěn)定的燃燒，在導(dǎo)入路128與燃燒室126的連接部，考慮能夠防止火焰向?qū)肼?28側(cè)進入的(燃燒反應(yīng)不會向?qū)肼?28內(nèi)傳播)程度的消焰距離(包含消焰等價直徑)，優(yōu)選令垂直于燃料氣體的流動的截面形狀(以下稱為流路截面形狀)中的特性尺寸為消焰距離以下。另外，特性尺寸是由燃料氣體即將流入燃燒室126之前的流路的截面形狀決定的尺寸。例如，在流路截面形狀為圓形形狀時，特性尺寸指圓形截面的直徑，在流路截面形狀為圓形以外時，特性尺寸指截面的等價水力直徑。等價水力直徑由4X流路截面積/潤濕邊長度求得。潤濕邊長度表示流路截面中的與燃料氣體接觸的壁(配置板120、分隔板124)部分的長度。例如，如果配置板120和分隔板124的距離為消焰距離以下，則能夠防止火焰進入導(dǎo)入路128內(nèi)，燃燒能夠穩(wěn)定化。但是，為了令配置板120和分隔板124的距離為消焰距離以下且均一，需要提高配置板120和分隔板124的表面精度及安裝精度，有可能增加制造成本。在本實施方式中，為了允許配置板120和分隔板124的距離大于消焰距離，在分隔板124的燃燒室126附近的下表面(配置板120偵D隔開既定的間隔L (圖3B參照)配置多個與配置板120抵接的突起部152。圖3A是用于說明多個突起部152的立體圖。此外，圖3A是燃燒加熱器110的透視圖。圖3B是從箭頭方向看圖3A的B — B線的截面的立體剖視圖。在圖3B中，為了令多個突起部152的構(gòu)造容易理解，在突起部152中，用虛線表示被分隔板124隱去的部分。此夕卜，箭頭154表示燃料氣體的流動的方向。導(dǎo)入路128由于設(shè)置于分隔板124的多個突起部152而其流路截面變窄。如圖2B以及圖3B所示，燃料氣體通過導(dǎo)入路128中鄰接的突起部152之間的空隙而流入燃燒室126。此時，突起部152彼此的間隔L為流路截面形狀的特性尺寸。即，能夠無需嚴(yán)格地設(shè)定配置板120和分隔板124的距離而由間隔L來設(shè)定流路截面形狀的特性尺寸。燃料氣體的消焰距離d由管壁模型的直徑的大小表示，由式(I)求得。(1 = 2λ Nu1/2/Cp P u Su…式(I)
在式(I)中，λ為導(dǎo)熱率、N u為努塞爾數(shù)，C P為定壓比熱，P u為燃料氣體的密度，S u為燃燒速度。本實施方式的燃燒加熱器110設(shè)計為上述的特性尺寸(突起部152彼此的間隔L)為消焰距離d以下，所以燃燒室126的穩(wěn)定的燃燒成為可能。此外，不限定為設(shè)置多個突起部152的構(gòu)成，也可以在分隔板124的燃燒室126附近的下表面設(shè)置一個圓環(huán)形的突起部。此時，突起部和配置板120的距離為特性尺寸。根據(jù)所述構(gòu)成，能夠以更為簡單的構(gòu)造令導(dǎo)入路128的特性尺寸為消焰距離d以下。如以上說明的那樣，在燃燒加熱器110單體中，從導(dǎo)出路130向?qū)肼?28傳遞熱，所以能夠令熱效率非常高。此外，由于能夠通過第2配管部134回收排放氣體，所以能夠防止影響周圍的環(huán)境。接著說明將這樣的燃 燒加熱器110以與所要求的熱量及加熱面積對應(yīng)的數(shù)量連結(jié)多個而構(gòu)成的燃燒加熱系統(tǒng)100。(燃燒加熱系統(tǒng)100)
圖4是表示燃燒加熱系統(tǒng)100的外觀例的立體圖。圖5A是用于說明燃燒加熱系統(tǒng)100的構(gòu)造的平面圖。圖5B是圖5A的C 一 C線的剖視圖。圖5C是圖5B的區(qū)域X2的放大圖。圖6是用于說明火焰延燒部170的立體圖。其中，在圖6中，為了便于說明而省略在燃燒加熱系統(tǒng)100的圖中近前側(cè)延伸的部位，此外，省略了關(guān)于省略的部分的截面的詳細的記載。如圖4所示，燃燒加熱系統(tǒng)100具有將多個燃燒加熱器110相互連結(jié)的構(gòu)造，令供給的燃料氣體燃燒而加熱各燃燒加熱器110，回收其排放氣體。在本實施方式中，為了得到大的熱量及加熱面積，組合多個熱量及加熱面積較小的燃燒加熱器110。由于能夠使用較小的燃燒加熱器110，所以與較大地設(shè)計燃燒加熱器110單體時相比，能夠抑制燃燒時的各自的熱變形。此外，即便隨著熱量及加熱面積的增加要求而進一步連結(jié)燃燒加熱器110，各自的燃燒能力也不受燃燒加熱器110的連結(jié)數(shù)增加的影響。因此，能夠維持其穩(wěn)定性及耐久性。在本實施方式中，為了便于說明，舉例了僅連結(jié)兩個燃燒加熱器110的情況，但能夠在燃燒加熱器110的長邊方向以及短邊方向任意地連結(jié)燃燒加熱器110，能夠構(gòu)成各種縱橫比的燃燒加熱系統(tǒng)100。此外，如圖5A以及圖6所示，在燃燒加熱系統(tǒng)100中的多個燃燒加熱器110的連結(jié)部位中形成將連結(jié)的多個燃燒加熱器110內(nèi)的密閉空間(燃燒室126、導(dǎo)入路128、導(dǎo)出路130)相互連通的火焰延燒部170。另外，該密閉空間在將燃燒加熱系統(tǒng)100在氣體中使用時不要求必須完全地密閉。此外，如果將加熱板118和配置板120和外周壁122之間完全密閉，則燃燒加熱器110即便在液體中也能夠使用。在將多個燃燒加熱器110相互連結(jié)的燃燒加熱系統(tǒng)100中，要求借助例如點火器等的點火裝置的一次的點火將連結(jié)的全部的燃燒加熱器Iio點火的功能。燃燒加熱器110必須保持密閉性地形成火焰延燒部170。此外，在燃燒加熱器110中，外周壁122具有火焰穩(wěn)定功能，所以如果在形成火焰延燒部170時簡單地去除外周壁122，則有可能在外周壁122處不形成停滯點(氣體的流動停滯的部位)，有可能伴隨著火焰穩(wěn)定性的惡化CO排出濃度增加而無法得到本來的熱效率。
本實施方式的火焰延燒部170具有作為外周壁122的一部分的火焰穩(wěn)定部位172、和令連結(jié)的多個燃燒加熱器110中各自的燃燒室126彼此連通的連通路174。火焰穩(wěn)定部位172和連通路174沿加熱板118的垂直方向(加熱板118和配置板120的對置方向，即夕卜周壁122的高度方向)并列設(shè)置?；鹧娣€(wěn)定部位172設(shè)置于配置板120側(cè)，連通路174設(shè)置于加熱板118側(cè)。(火焰穩(wěn)定部位172)
在本實施方式中，如圖6所示，不在外周壁122的整個高度方向全部中形成連通路174，作為令火焰穩(wěn)定所需要的高度的火焰穩(wěn)定部位172，保留外周壁122的一部分。因此，在導(dǎo)入路128中流動的燃料氣體如放大圖5B的區(qū)域X2的圖5C所示，在燃燒室126中與火焰穩(wěn)定部位172撞擊而燃燒。火焰穩(wěn)定部位172具有對于在燃燒室126中確?；鹧娣€(wěn)定性而言足夠的高度，所以能夠進行與沒有連通路174的燃燒室126同樣的燃燒，能夠不排出CO地實現(xiàn)熱效率的維持。另外，燃燒室126為，令燃料氣體與外周壁122的配置板120側(cè)的內(nèi)周面撞擊而令其流動停滯，從而穩(wěn)定火焰。即，燃燒室126令燃料氣體與作為外周壁122的一部分的火焰穩(wěn)定部位172撞擊而穩(wěn)定火焰。(連通路174)
如圖5C所示，連通路174作為貫通孔形成，其在火焰穩(wěn)定部位172的上方令連結(jié)的多個燃燒加熱器110的燃燒室126相互連通。借助該構(gòu)成，能夠?qū)⑼ㄟ^點火而在一方的燃燒加熱器110中生成的火焰通過連通路174向另一方傳播，能夠以短時間將連結(jié)的全部的燃燒加熱器110點火。在本實施方式中，舉出了將連通路174形成在火焰穩(wěn)定部位172的上方的例子，但作為火焰穩(wěn)定部位172只要能夠確?；鹧娣€(wěn)定性，則也可以形成在火焰穩(wěn)定部位172的下方。此外，在本實施方式中，舉出了將連通路174的截面形狀形成為矩形的例子，但不限定于這種情況，也可以使用圓形及多邊形等各種形狀。此外，與導(dǎo)入路128的特性尺寸不同，需要設(shè)計連通路174的截面形狀使得火焰通過連通路174 (使得燃燒反應(yīng)在連結(jié)的多個燃燒加熱器110間傳播)。因此，連通路174的特性尺寸設(shè)定為大于上述式(I)的消焰距離d。例如，在消焰距離d為3mm時，如果令連通路174的截面形狀為高度3mmX幅IOmm的矩形，則其特性尺寸為4.6mm而能夠充分地傳播火焰。因而，如圖5C所示，構(gòu)成燃燒加熱系統(tǒng)100的燃燒加熱器110的外周壁122的高度h為火焰穩(wěn)定所需要的火焰穩(wěn)定部位172的高度h2和基于連通路174的消焰距離d而決定的連通路174的高度h3的和。進而，連通路174形成于下述位置:使得連結(jié)的多個燃燒加熱器110的各燃燒室126間的距離最短。例如，在圖5A中，連通路174形成在連結(jié)的多個燃燒加熱器110的連結(jié)部分且燃燒加熱系統(tǒng)100的短邊方向大致中央。在本實施方式中，燃燒加熱器110的外周壁122的內(nèi)周形成為跑道形狀，所以通過令連通路174位于連結(jié)該跑道形狀的圓弧的中心彼此的直線上，多個燃燒室126間的距離成為最短。通過這樣地縮短多個燃燒室126間的距離，能夠縮短連通路174的消焰距離d。從而，即便將連通路174的特性尺寸設(shè)定得小時，也能夠可靠地令火焰?zhèn)鞑?，能夠提高點火的可靠性。另外，連通路174的位置不限定于多個燃燒室126間的距離成為最短的位置，能夠在可火焰延燒的范圍中任意地設(shè)定。通過設(shè)置這樣的連通路174，能夠確認(rèn)在燃燒加熱系統(tǒng)100的運用條件下穩(wěn)定的火焰延燒。此外，不僅是基于連通路174附近的燃燒室126中的燃燒的火焰的傳播，還能夠利用在燃燒加熱器110內(nèi)產(chǎn)生的壓力波輔助火焰的傳播。圖7是用于說明火焰的傳播的平面圖。例如，如果點火裝置176對附近的燃燒室126點火，則如圖7中箭頭所示，沿外周壁122的內(nèi)周面，火焰順次地在燃燒室126內(nèi)傳播。借助對燃料氣體點火時在燃燒室126內(nèi)產(chǎn)生的壓力，產(chǎn)生朝向連結(jié)的其他的燃燒加熱器110的方向(圖7的紙面右方)的壓力波，借助該壓力波而火焰的傳播速度變高。此外，這樣的壓力波借助俯視半圓形狀的外周壁122的內(nèi)周面而被聚集，進而加速而流入連通路174，所以火焰能夠容易地向連結(jié)的其他的燃燒加熱器HO傳播。借助這樣地將火焰穩(wěn)定部位172和連通路174沿上下方向并列設(shè)置的構(gòu)成，能夠在點火時同時實現(xiàn)火焰延燒性和火焰穩(wěn)定性。此外，與燃燒加熱器110的連結(jié)數(shù)無關(guān)，能夠僅利用一次的點火將全部的燃燒加熱器110點火，能夠?qū)崿F(xiàn)成本降低和作業(yè)性的提高。此夕卜，定常燃燒時，在構(gòu)成燃燒加熱系統(tǒng)100的各燃燒加熱器110中，能夠如上所述地實現(xiàn)高的熱效率的維持和周圍的環(huán)境的提高。圖8A是用于說明連通管180的立體圖。此外，圖8A是燃燒加熱系統(tǒng)100的配管部分的立體圖。圖8B是圖8A的D — D線的剖視圖。圖8A、圖8B以及后述的圖9A、圖9B中，為了容易理解而僅示出了配管部分，該配管部分與燃燒加熱器110的本體容器連接。此外，在以下中，將第I配管部132以及第2配管部134中與配置有點火裝置176的燃燒加熱器110的本體容器連接的配管作為第I配管部132a以及第2配管部134a。此夕卜，將通過連通路174而與火焰延燒側(cè)的燃燒加熱器110的本體容器連接的配管作為第I配管部132b以及第2配管部134b。燃燒加熱系統(tǒng)100如圖8B所示具有令多個燃燒加熱器110的第2配管部134a、134b連通的連通管180。該連通管180具有流路面積比第2配管部134a、134b大的擴大部182。該流路面積是垂直于排放氣體的流動方向的方向中的流路的截面積。在本實施方式中，如圖8A、圖SB所示，連通管180的流路整體形成為比第2配管部134a、134b的流路寬。即，在連通管180整體范圍中形成擴大部182。另外，也可以令連通管180的一部分的流路面積大于第2配管部134a、134b的流路面積，僅將擴大部182設(shè)置在連通管180的一部分處。在燃燒加熱系統(tǒng)100中，如果借助點火裝置176將一方的燃燒加熱器110點火，則如上述所述，火焰沿著外周壁122的內(nèi)周面順次地在燃燒室126內(nèi)傳播，在對燃料氣體點火時產(chǎn)生的壓力波流入連通路174，火焰向連結(jié)的其他的燃燒加熱器110傳播。此時，有時從點火的燃燒加熱器110，壓力波以第2配管部134a、連通管180、第2配管部134b、火焰延燒側(cè)的燃燒加熱器110的順序傳遞。對于該壓力波的傳播使用圖9A、圖9B進行詳細描述。圖9A、圖9B是用于說明壓力波的傳播的垂直剖視圖。圖9A表示本實施方式的構(gòu)成，圖9B表示比較例的構(gòu)成。另外，為了易于理解，隨著壓力波變強而令多個橢圓的圓弧184相互接近地表示。在圖9B所示的比較例中，連通管10的流路面積與第2配管部134a、134b的流路面積相等。此時，發(fā)生的壓力波在連通管10內(nèi)幾乎不變?nèi)醯叵蛟诨鹧嫜訜齻?cè)的燃燒加熱器110的第2配管部134b中逆流的方向(與排放氣體的流動方向相反的方向)傳播。如果這樣地壓力波向火焰延燒側(cè)的燃燒加熱器110內(nèi)傳播，則該火焰延燒側(cè)的燃燒加熱器110中的排放氣體的流動被阻礙，抑制連通路174中的火焰的傳播，火焰延燒性降低。即，有時可火焰延燒的條件的范圍變窄而無法實現(xiàn)火焰延燒。在本實施方式的燃燒加熱系統(tǒng)100中，如圖9A所示，連通管180具有擴大部182。通過第2配管部134a、134b向火焰延燒側(cè)的燃燒加熱器110傳播的壓力波從第2配管部134a向擴大部182傳播后由于流路的擴大而衰減。此外，擴大部182的流路的截面積大，所以壓力波傳播的介質(zhì)(連通管180內(nèi)的排放氣體及空氣等的氣體)的體積也大。因此，與圖9B的比較例相比，由于在連通管180內(nèi)傳播而壓力波的能量容易削弱。此外，在連通管180和第2配管部134b的連接部分中，從流路面積大的配管向流路面積小的配管傳播壓力波，所以壓力波變得更難以傳播。這樣一來，燃燒加熱系統(tǒng)100能夠抑制經(jīng)由第2配管部134a、134b的壓力波的傳播的影響，能夠進一步提高基于通過連通路174而傳播的火焰的、向連結(jié)的其他的燃燒加熱器110的火焰延燒性。以上，參照

了本發(fā)明的適宜的實施方式，但本發(fā)明不限定于所述實施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在權(quán)利要求書記載的范圍內(nèi)想到各種的變更例或者修正例，這些當(dāng)然也屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。例如，在上述實施方式中，外周壁122的內(nèi)周面在俯視中形成為跑道形狀，但只要為環(huán)狀則為何種形狀都可以。外周壁122的內(nèi)周面也可以形成為在俯視中為圓環(huán)狀及矩形環(huán)狀。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
本發(fā)明能夠利用于將多 個令燃料燃燒而加熱被加熱物的燃燒加熱器相互連結(jié)而成的燃燒加熱系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種燃燒加熱系統(tǒng)，連結(jié)多個燃燒加熱器而成，所述燃燒加熱器具備:加熱板；與上述加熱板對置配置的配置板；配置在上述加熱板和上述配置板之間的環(huán)狀的外周壁；配置在上述加熱板和上述配置板之間的分隔板；沿上述外周壁布置且令燃料氣體與作為上述外周壁的一部分的火焰穩(wěn)定部位撞擊而穩(wěn)定火焰的燃燒室；將上述配置板和上述分隔板作為側(cè)壁而令燃料氣體朝向上述燃燒室流動的導(dǎo)入路；將上述加熱板和上述分隔板作為側(cè)壁而令排放氣體從上述燃燒室向外部流動且經(jīng)由上述分隔板利用排放氣體的熱預(yù)熱燃料氣體的導(dǎo)出路，其中， 具有連通路，配置于多個上述燃燒加熱器的連結(jié)部，并且令各個上述燃燒室相互連通， 上述火焰穩(wěn)定部位和上述連通路沿上述加熱板和上述配置板的對置方向并列設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒加熱系統(tǒng)，其特征在于， 上述外周壁的高度是火焰穩(wěn)定所必須的上述火焰穩(wěn)定部位的高度、和基于上述連通路的消焰距離而決定的上述連通路的高度的總和。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒加熱系統(tǒng)，其特征在于， 上述連通路配置于下述位置:使得連結(jié)的多個上述燃燒加熱器的各上述燃燒室間的距離最短。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒加熱系統(tǒng)，其特征在于， 還具有: 與上述導(dǎo)入路連接而令燃料氣體向上述燃燒加熱器流動的第I配管部； 與上述導(dǎo)出路連接而令排放氣體向上述燃燒加熱器的外部流動的第2配管部； 令多個上述燃燒加熱器的各自的上述第2配管部相互連通的連通管， 上述連通管具有流路面積比上述第2配管部大的擴大部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃燒加熱系統(tǒng)，其特征在于， 上述第I配管部以及上述第2配管部的一方配置在另一方的內(nèi)部而形成雙套管。
全文摘要
該燃燒加熱系統(tǒng)具有連結(jié)多個燃燒加熱器的構(gòu)造，燃燒加熱器具有加熱板、與加熱板對置配置的配置板、配置在加熱板和配置板之間的環(huán)狀的外周壁、配置在加熱板和配置板之間的分隔板、沿外周壁布置且令燃料氣體與外周壁的一部分的火焰穩(wěn)定部位撞擊而穩(wěn)定火焰的燃燒室、以配置板和分隔板為側(cè)壁而令燃料氣體向燃燒室流動的導(dǎo)入路；以加熱板和分隔板為側(cè)壁而令排放氣體從燃燒室向外部流動且經(jīng)由分隔板以排放氣體的熱預(yù)熱燃料氣體的導(dǎo)出路。此外，該燃燒加熱系統(tǒng)具有配置于多個燃燒加熱器的連結(jié)部且令各燃燒室相互連通的連通路。此外，火焰穩(wěn)定部位和連通路沿加熱板和配置板的對置方向并列設(shè)置。
文檔編號F23D14/02GK103180667SQ20118005191
公開日2013年6月26日 申請日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者佐藤公美 申請人:株式會社 Ihi