专利名称：燃烧器的制作方法
技术领域：
在现有的此种燃烧器中，(1)将空气和燃料以爆炸界限范 围内的浓度混合，将此混合气体以电火花等点火手段点火并形成火焰， 然后使上述空气和燃料的混合气体继续燃烧的燃烧器，(2)使在预热 的空气中混合燃料而成的预热混合气体通过燃烧催化剂燃烧的燃烧 器，(3)将主燃烧器的加热管的外侧由辅助燃烧器加热到通常燃料的 着火温度以上，在主燃烧器中使燃料和空气的混合气体与上述已加热 的加热管接触而使燃烧继续的燃烧器，(4)通过使燃料和空气的混合 气体与已加热到燃料的着火温度以上的管接触而燃烧使燃烧的气体在 管的端部进行U型转弯来加热管，使燃烧继续的燃烧器(日本特开平 10—26309号公报)等已被众所周知。在上述现有的燃烧器中，作为在现在已进行开发的家庭用 小型燃料电池系统的燃料改进装置中使用的锅炉的燃烧器，不能够满 足要求。
0005其理由是，因为在此种装置中使用的燃烧器中，除了要求 小型且燃烧室的容积小以外，还要求周围的壁面的温度是110~180°C 左右的低温，所以对燃烧来说处于非常不利的条件下，同时，要求NOx 浓度低的完全燃烧。再有，是因为燃烧室的容积小意味着易受压力变动的影压力变动，燃料的流动会暂时停止因 而火焰消失，导致燃烧停止，不产生蒸气。在上述燃烧中使用液体燃料(例如灯油)的情况下，虽然 此燃料自身是在常温的状态下供给的，但是燃烧用空气是预热到 200 250。C左右供给的。在此实施例的结构中也能够使用气体燃料。已点火的混合气体开始燃烧，该燃烧气体在陶瓷燃烧筒14 的内部沿其内周壁向上方流动。其结果，陶瓷燃烧筒14自身将被升温 到催化剂活性温度以上。因此，即使在陶瓷燃烧筒14已被进行了升温 的时刻停止由点火棒28进行的点火，通过来自文丘里管型混合器23 的混合气体与已被上升到催化剂活性温度以上的陶瓷燃烧筒14的内 周面接触，也将与此混合气体立即产生氧化反应，继续燃烧。对于在上述实施例中所示的燃烧器4，如果列举作为家庭 用的燃料电池系统的产生蒸气用的燃烧器的一个例子的各构件的尺 寸，则陶瓷燃烧筒14的内径是20mm，厚度是2.5mm，长度是40 mm， 而覆盖体10的内径是50mm,而且，
图1所示的H的尺寸是10mm， L的尺寸是15mm。
[0044以上，图l所示的燃烧器，是表示适用于家庭用的燃料电 池系统的产生蒸气用的锅炉主体1的例子的燃烧器，是使充满在此锅 炉主体1的热媒体套管5中的水沸腾，并将产生的蒸气由与热媒体套 管5的上部连接着的蒸气管导出的燃烧器。在此情况下，为了长期使 用覆盖体10,需要尽可能地将从高温气体接受热传递给热媒体套管5 一侧，但是在本实施例中，通过在钢制的覆盖体IO的外周面上涂覆放 射促进性涂料，例如放射率在92%以上的放射涂料，即使在燃烧部11 中产生理论燃烧温度为1600。C的燃烧气体，也能够使覆盖体10的壁 部的温度在950。C以下，所以通过涂覆放射促进性涂料，覆盖体10能 够经得起长期的使用。
[0045图2是表示使用本发明的燃烧器4的锅炉的一个实施例的 图，在锅炉主体1的内筒2内且在燃烧部11的上方，为配置了由多个 水管33、 33…构成的热交换部34。另外，在内筒2的内侧连接着排气 管40。
在热交换部34的上方设置有水箱35，在此水箱35上连接着水的 供给管36。而且，热交换部34的各水管33的入口部33a与水箱35 连接着，其出口部与出口室37连接着。此出口室37是形成在支承热 交换部34的支承板39的上部与水箱35的底部之间的空间，在气液混 合的状态下从锅炉主体1的热媒体套管5蒸发出来的气体和在气液混 合的状态下从热交换部34的出口蒸发出来的气体都在出口室37被进 行气液分离。而且，由于出口室37由导管38与热媒体套管5的下部
10连通着，所以被进行了分离的液状的媒体(热水)进行循环并吸收用 于蒸发的热。另一方面，液体大部分被进行了分离的气液混合的蒸气，
在锅炉主体1的内筒2和水箱35的外筒部之间的空间上升，在水箱 35的上部被进行气液分离，被进行了分离的蒸气从蒸气排出管41排 出到外部，被进行了分离的热水存留在水箱35内。
[0046在这样的锅炉中，从燃烧器4的燃烧部11流入到锅炉主 体l的内筒2内的燃烧气体的热，能够从内筒2的里面直接作用在热 4某体套管5上，同时，在热交换部34内也被进行热交换而预热向热媒 体套管5供给的水，能够有效地使用在燃烧部11中产生的燃烧气体的 热。
[0047在上述实施例中，在燃烧器4的燃烧部11中，由于把陶 瓷燃烧筒14的长度取为适当的长度，所以在只在那里就能够使从燃料 供给部12的文丘里管型混合器23供给的混合气体燃烧到几乎没有未 燃烧部分的状态的情况下，能够省略用于构成燃烧室13的覆盖体10 (对于省略了覆盖体10的实施例将在后面叙述)。
[0048另外，即使在具有覆盖体10的情况下，如果进行在此覆 盖体10内构成的燃烧室内的燃烧，燃烧气体中的未燃烧部分能够完全 被燃烧，则也可以堵塞覆盖体10的通孔17且不放入催化剂层18。
[0049在以上的实施例中，在陶瓷燃烧筒14的出口侧设置了覆 盖体IO， 但如上所述，在燃烧器4的燃烧部11中，通过把燃烧器4 的长度取为i￡当的长度，在只在那里就能够使从燃料供给部12的文丘 里管型混合器23供给的混合气体燃烧到几乎没有未燃烧部分的状态 的情况下，能够省略用于构成燃烧室13的覆盖体10。将此作为第二 实施例表示在图3中，在图3所示的第二实施例中，陶瓷燃烧筒14 的出口侧，由在内部具有用于将来自陶瓷燃烧筒14的燃烧气体向半径 方向外侧导出的多个导向通路19的绝热体15d封闭着。从此绝热体 15d向圆周方向外侧导出的燃烧气体，在向图3的上方排出的过程中， 将在内筒2和外筒3之间的空间内在圆周方向隔开间隔地配置多个垂 直下降水管42而成的锅炉主体1的内筒2、和配置在此锅炉主体1的中央区域的多个水管33的各外壁加热。
[0050另夕卜，在图3的第二实施例中，与图1的第一实施例不同， 对于不能期待陶瓷燃烧筒14成为具有作为氧化催化剂发挥作用的温 度以上的情况的燃烧部11的上游区域，省略了陶瓷燃烧筒14，取而 代之在其省略的部分上，形成了绝热体15a与陶瓷燃烧筒14的内径相 同的燃烧路。这样的结构，因为能够节约陶瓷燃烧筒的材料费，所以 在成本方面有利。另外，此结构也可以作为改进器的加热用，或者利 用固态氧化物的燃料电池的起动时的加热用来使用。
权利要求
1. 一种燃烧器，其特征在于，在具有点火器的文丘里管型的燃料·空气混合器的下游，配置了具有氧化催化剂功能的陶瓷燃烧筒。
2. 如权利要求l所述的燃烧器，其特征在于，在文丘里管型燃料.空 气混合器的前端设置了使混合气体在陶瓷燃烧筒内成为涡流的涡流发 生器。
3. 如权利要求1或2所述的燃烧器，其特征在于，将陶瓷燃烧筒 的下游的前端部分由头部被封闭的圆筒状的覆盖体覆盖进而在此陶资 燃烧筒的前端周围形成燃烧室，在此覆盖体的圆筒状的基端部设置了 燃烧气体流出孔。
4. 如权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，在覆盖体的外周面 上涂覆了放射促进性的涂料。
5. 如权利要求3或4所述的燃烧器，其特征在于，在陶资燃烧筒 和覆盖体的基端部之间设置了氧化催化剂层。
全文摘要
一种燃烧器，由燃烧部(11)和与此燃烧部结合并供给将燃料和空气混合的燃料/空气混合气体的燃料供给部(12)构成，燃料供给部由在临界截面部的内周面上设置了燃料喷出孔(25)的文丘里管型混合器(23)、与此文丘里管型混合器的基端部连接着的燃烧用空气供给口(31)、在文丘里管型混合器的前端部可产生火花的点火器构成，燃烧部由与锅炉主体等结合的框体(16)和经绝热体(15a、15b、15c)支承在此框体上同时一端与上述燃料供给部的文丘里管型混合器的前端连通且另一端向锅炉主体等内突出的陶瓷燃烧筒(14)构成，通过将上述陶瓷燃烧筒做成具有作为氧化催化剂发挥作用的陶瓷制品，能获得不产生NOx及没有未燃烧部分的残留、小型且稳定的燃烧。
文档编号F23C3/00GK101443593SQ200780017380
公开日2009年5月27日 申请日期2007年5月17日 优先权日2006年5月30日
发明者丸子三郎, 小森信吾, 山崎典宗, 松田隆彦, 直井登贵夫 申请人:株式会社日本化工设备咨询