CN101932879B

CN101932879B - 燃烧加热器

Info

Publication number: CN101932879B
Application number: CN2009801034727A
Authority: CN
Inventors: 加藤壮一郎; 高桥克昌; 水谷琢
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2008-02-01
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2029-01-30
Also published as: CN101932879A; US9625147B2; CA2713030C; US20110048412A1; KR20100110869A; RU2454604C2; TWI372225B; BRPI0906723A2; CA2713030A1; EP2249082B1; KR101215091B1; EP2249082A1; WO2009096562A1; RU2010133543A; TW200940908A; EP2249082A4

Abstract

本发明的燃烧加热器(1)包括内部具有燃烧用气体的供给通路(21)的内管(20)，和在内管的外周隔开燃烧空间(30)地配置的外管(10)。在内管的管壁上形成有喷出燃烧用气体(G)的孔部(24)。在外管的内周面(10A)上形成有燃烧用气体的滞流点(S)，并且以在滞流点的周围形成循环流的喷出特性喷出燃烧用气体。根据该燃烧加热器，能够不导致成本增加地稳定形成火焰，并能够提高加热效率。

Description

燃烧加热器

技术领域

本发明涉及使燃料气体和燃烧用空气的预混合气体等燃烧的燃烧加热器。本申请基于2008年2月1日在日本申请的专利申请2008-22974号和专利申请2008-22975号主张优先权，在本文中引用其内容。

背景技术

传统上，制造使燃料气体和燃烧用空气的全预混合气体在耐热材料制的圆管(放热管)内燃烧，以该火焰使该放热管变得红热的辐射管燃烧器，作为火焰不露出的细长发热源而被使用于加热炉、暖气设备等。另外，还公知使燃烧用气体在内管中燃烧，使燃烧气体的喷流冲击在正交设置的遮蔽面上，改变流动的方向，从放热管获得热的燃烧加热器。

在这种燃烧加热器中，具有的缺点是：由于燃烧在放热管的中间部分结束，所以难以沿着全长得到均一的温度分布，并且容易产生氮氧化物(NOx)。因此，在专利文献1中公开了一种燃烧加热器，其由内部是预混合气体的供给通路的多孔质管和同轴地配设在多孔质管的外周的放热管组成，使从多孔质管放射状喷出的成为层流的预混合气体在放热管和多孔质管的中间的火焰传播速度和预混合气体的流速相平衡的圆筒面上燃烧，从而能够使放热管整体均一地高温化，大发热量化变得容易，能够实现低NOx。

专利文献1：特开平6-241419号公报

然而，在上述现有技术中，存在如下问题。

如果不另外设置火焰保持机构，则持续使预混合气体的流速和燃烧速度相平衡是困难的。另外，从多孔质体流出的预混合气体根据位置的不同流速和流量是不同的，形成稳定的火焰是困难的。

另外，管状火焰形成于从发热管离开的位置，难以通过发热管获得热量，加热效率可能会降低。

进一步地，上述技术需要在内管的一部分中设置多孔质管，因此会有制造上费时费力，导致成本增加的问题。

发明内容

本发明是考虑了以上方面而做出的，其目的是提供不会导致成本增加，能够稳定地形成火焰，使加热效率提高的燃烧加热器。

为了达成上述目的，本发明采用以下的构成。

本发明的燃烧加热器包括内部具有燃烧用气体的供给通路的内管，和在内管的外周隔开燃烧空间地配置的外管，在前述内管的管壁上形成有喷出前述燃烧用气体的孔部。另外，所述燃烧空间中的所述燃烧用气体的流动定为在所述燃烧空间中形成所述燃烧用气体的滞流点，并且在所述滞流点的周围形成循环流。

而且，作为用于实现上述目的的具体的构成，本发明采用了以下的构成。

本发明的燃烧加热器包括内部具有燃烧用气体的供给通路的内管，和在内管的外周隔开燃烧空间地配置的外管，在前述内管的管壁上形成有喷出前述燃烧用气体的孔部。另外，以在前述外管的内周面上形成前述燃烧用气体的滞流点，并且在滞流点的周围形成循环流的喷出特性喷出前述燃烧用气体。

在具有上述喷出特性的燃烧加热器中，通过使流速接近于零的滞流点周边的燃烧用气体点火，能够容易(即，不会导致成本增加)地形成并保持稳定的火焰。另外，由于在滞流点周围形成循环流，因此能够实现稳定的燃烧。在传统技术中，一旦气体的流量变大，不能够充分确保燃烧气体的排气路径，并且火焰的稳定性也有可能下降，在本发明中，能够在外管的内周面上稳定地形成并保持火焰。

在前述内管和前述外管同心地配置，前述孔部配置于在前述外管的内周面上的特定位置上形成前述滞流点的位置的情况下，能够在外管的内周面上的特定位置稳定地形成并保持火焰。

另外，在前述内管的外周面具有与前述外管的内周面的距离最短的第1区域，和该距离比前述第1区域长的第2区域，在与外管的内周面的距离最短的第1区域上形成有孔部的情况下，能够在包含与第1区域相反侧的区域的第2区域和外管的内周面之间确保燃烧气体的排气路径。

进一步地，在本发明中，火焰能够形成并保持在外管的内周面的滞流点上，因此能够经由外管有效地进行加热。

前述内管相对于前述外管配置在任意的位置，在偏心地配置的情况下，前述孔部优选采用形成在位于前述内管的偏心方向的外周面上的构成。由此，本发明能够容易地形成内管的外周面和外管的内周面的距离最短的第1区域。

另外，用于解决课题的手段的以下说明中，是针对内管相对于外管偏心地配置的情况。

也优选采用围绕前述内管的中心轴在周向上隔开间隔地配设有多个的构成。

由此，本发明中，能够相对于外管的内周面在周向上隔开间隔地形成并保持多个火焰，能够更有效地加热。

另外，在本发明中，在将前述内管偏心配置的情况下，优选采用在前述内管中设有配置在偏离前述第1区域的位置、向离开前述滞流点的位置喷出前述燃烧用气体的第2孔部。

由此，在本发明中，能够将形成并保持在滞流点的火焰传递至从第2孔部喷出的燃烧用气体。因此，在本发明中，不会发生如使用多孔质体的情况下的压力损失。另外，不比加长内管及外管即能够增加投入热量，因此，能够防止如加成了内管和外管的情况下的机器的大型化。并且，由于本发明能够抑制压力损失，所以即使在低压的城市气体管道中也能够使用。

作为前述第2孔部，优选采用配置在夹着前述第1区域的两侧，并且在沿着前述第1区域的方向上与前述孔部交替配置的构成。

由此，本发明能够等分布地进行火焰的形成及保持和火焰的传递。

另外，在本发明中，优选采用具有支撑部件，所述支撑部件在前述内管和前述外管之间支撑以底端侧单臂支撑的前述内管的顶端侧，保持前述内管的外周面和前述外管的内周面的间隔的构成。该支撑部件可以是板状，也可以是悬架在外管和内管之间的杆状。

由此，在本发明中，能够防止因在内管的顶端部产生振动，从而防止在底端侧和顶端侧内管的外周面和外管的内周面的间隔不再恒定，能够将形成有孔部的第1区域和外管的内周面的间隔保持为恒定。因此，能够稳定持续地形成滞流点，结果，能够稳定且持续地形成并保持火焰。

作为前述支撑部件，优选采用在比位于最顶端侧的前述孔部更靠近顶端侧，以至少封闭与前述第1区域相对向的前述燃烧空间的大小设置的构成。

由此，在本发明中，从位于最顶端侧的孔部喷出的朝向顶端侧的燃烧用气体冲击支撑部件，被导入第2区域侧的燃烧空间。因此，滞流点的火焰也导入第2区域侧的燃烧空间，能够容易地使该燃烧空间的燃烧用气体点火。

进一步地，本发明中，优选采用前述孔部在前述第1区域中隔开间隔地排列多个，前述支撑部件以封闭与前述第1区域相对向的前述燃烧空间的大小设置在夹着与前述孔部的每一个对应的滞流点的排列方向的两侧的构成。

由此，本发明中，从各孔部喷出的燃烧用气体导入第2区域侧的燃烧空间中。因此，滞流点的火焰也导入第2区域侧的燃烧空间，能够使该燃烧空间的燃烧用气体更容易点火。

另外，作为用于实现上述目的的具体的构成，本发明采用了以下的构成。

本发明的燃烧加热器包括内部具有燃烧用气体的供给通路的内管，和在内管的外周隔开燃烧空间地配置的外管，在前述内管的管壁上形成有喷出前述燃烧用气体的孔部。该燃烧加热器具有滞流点及循环流形成部件，所述滞流点及循环流形成部件沿着轴向与前述孔部相对向地设置在前述燃烧空间中，形成从前述孔部喷出的前述燃烧用气体的滞流点及循环流。

在具有上述构造的燃烧加热器中，通过使在滞流点及循环流形成部件的表面形成的流速接近于零的滞流点周边的燃烧用气体点火，能够容易(即，不会导致成本增加)地形成并保持稳定的火焰。另外，由于在滞流点周围形成循环流，因此，能够实现稳定的燃烧。在传统技术中，如果气体的流速变大，则不能充分地确保燃烧气体的排气路径，并且火焰的稳定性可能会下降，但在本发明中，能够在与孔部相对向的滞流点及循环流形成部件的表面上稳定地形成和保持火焰，并且能够在内管和滞流点及循环流形成部件不相对向的区域确保燃烧气体的排气路径。

另外，本发明优选采用前述滞流点及循环流形成部件配置在前述外管的中心轴上，前述内管以前述孔部朝向前述中心轴的方式围绕该中心轴配置有多个的构成。

由此，本发明能够围绕外管的中心轴稳定地形成和保持燃烧用气体的滞流点及火焰，能够抑制温度分布并加热外管。

另外，作为前述滞流点及循环流形成部件，优选采用在内部具有前述燃烧用气体的供给通路，并且具有前述孔部，前述孔部朝向围绕所述中心轴配置有多个的前述内管的各外周面喷出前述燃烧用气体，形成滞流点的构成。

由此，除了配置在外管的中心的滞流点及循环流形成部件的表面之外，在围绕中心轴配置有多个的内管的表面上也能够稳定地形成并保持燃烧用气体的滞流点及火焰。

作为前述滞流点及循环流形成部件，优选采用在前述燃烧空间相互隔开间隔地设有多个，且与相邻的前述内管的外周面相对向地形成了前述孔部的前述内管的构成。

由此，对于多个内管，能够在与相邻的内管的孔部相对向的外周面上稳定地形成并保持燃烧用气体的滞流点及火焰。

在该构成中，也优选采用前述内管围绕前述外管的中心轴相互隔开间隔地配置有多个的构成。

由此，在本发明中，围绕外管的中心轴能够稳定地形成并保持燃烧用气体的滞流点及火焰，抑制温度分布，并加热外管。

另外，在本发明中，优选采用在前述内管上离开前述滞流点的位置设有喷出前述燃烧用气体的第2孔部的构成。

由此，在本发明中，能够将形成并保持在滞流点的火焰传递至从第2孔部喷出的燃烧用气体。因此，在本发明中，不会发生如使用多孔质体的情况下的压力损失。另外，不加长内管及外管即能够增加投入热量，因此，能够防止加长了如内管和外管的情况下的机器的大型化。并且，本发明能够抑制压力损失，即使在低压的城市气体管道中也能够使用。

作为前述第2孔部，优选采用配置在夹着与前述滞流点及循环流形成部件相对向的区域的两侧，并且在沿着前述相对向的区域的方向上与前述孔部交替地配置的构成。

由此，本发明能够等分布地形成和保持火焰以及使火焰的传递。

另外，在本发明中，优选采用具有支撑部件，所述支撑部件在与前述外管之间支撑以底端侧单臂支撑的前述内管和前述滞流点及循环流形成部件的顶端侧，保持前述内管和前述滞流点及循环流形成部件的外周面和前述外管的内周面的间隔的构成。该支撑部件可以是板状，也可以是悬架在外管和内管之间的杆状。

由此，在本发明中，能够防止在内管和滞流点及循环流形成部件的顶端部产生振动，从而防止在底端侧和顶端侧内管和滞流点及循环流形成部件的外周面和外管的内周面的间隔不再恒定，能够将孔部和滞流点及循环流形成部件和外管的内周面的间隔保持为恒定。因此，能够稳定持续地形成滞流点，结果，能够稳定且持续地形成并保持火焰。

作为前述支撑部件，优选采用在比位于最顶端侧的前述孔部更靠近顶端侧，以至少封闭与前述孔部相对向的前述燃烧空间的大小设置的构成。

由此，在本发明中，从位于最顶端侧的孔部喷出的朝向顶端侧的燃烧用气体冲击支撑部件，被导入宽度大的燃烧空间。因此，滞流点的火焰也导入该燃烧空间，能够容易地使该燃烧空间的燃烧用气体点火。

另外，在本发明中，优选采用配置在位于最顶端侧的前述孔部更顶端侧的前述支撑部件以封闭前述燃烧空间的整体的大小设置的构成。

由此，在本发明中，能够避免燃烧用气体滞留在低温的外管顶端部，成为未燃状态而产生CO。

进一步地，本发明中，优选采用前述支撑板设置为相对于前述外管轴向相对移动自如的构成。

由此，本发明中，即使在由于外管和内管的温度差而特别是在轴向上热膨胀量产生大的差异的情况下，由于支撑板相对于外管移动，因此不会在支撑板上产生变形等，能够保持内管的外周面和外管的内周面的间隔。

另外，本发明中，优选采用前述内管的前述供给通路在前述顶端侧封闭的构成。

由此，发明中能够实现从底端侧供给燃烧用气体，并且排出排气气体的小型且低价格的燃烧加热器。

本发明能够在不导致成本增加的情况下，稳定地形成火焰，提高燃烧加热器的加热效率。

附图说明

图1A是第1实施方式的燃烧加热器的正面截面图。

图1B是第1实施方式的燃烧加热器的侧面截面图。

图2A是从第1区域侧看到的内管的平面图。

图2B是配设有内管的燃烧加热器的侧面截面图。

图3A是第3实施方式的燃烧加热器的正面截面图。

图3B是第3实施方式的燃烧加热器的侧面截面图。

图4是第4实施方式的燃烧加热器的要部详细图。

图5是示意性地显示第5实施方式的外管及内管的图。

图6是同心配置的外管和内管的截面图。

图7是同心配置的外管和内管的截面图。

图8是同心配置的另一个方式的外管和内管的截面图。

图9A是第6实施方式的燃烧加热器的正面截面图。

图9B是第6实施方式的燃烧加热器的侧面截面图。

图9C是第6实施方式的燃烧加热器的侧面截面图。

图10A是第7实施方式的燃烧加热器的正面截面图。

图10B是第7实施方式的燃烧加热器的侧面截面图。

图10C是第7实施方式的燃烧加热器的要部扩大图。

图10D是第7实施方式的燃烧加热器的要部扩大图。

图11A是第8实施方式的燃烧加热器的正面截面图。

图11B是第8实施方式的燃烧加热器的侧面截面图。

图11C是第8实施方式的燃烧加热器的要部扩大图。

图12A是第9实施方式的燃烧加热器的正面截面图。

图12B是第9实施方式的燃烧加热器的侧面截面图。

图12C是第9实施方式的燃烧加热器的要部扩大图。

图13A是从第10实施方式的燃烧加热器的非流线形体侧看到的内管的平面图。

图13B是第10实施方式的燃烧加热器的内管的侧面截面图。

附图标记说明：

G燃烧用气体；S滞流点；1、101燃烧加热器；10、110外管(放热管)；10A、110A内周面；20、120内管(滞流点及循环流形成部件)；20A、120A外周面；21、121供给通路；22第1区域；23第2区域；24、124孔部；25、125第2孔部；30、130燃烧空间；40、41、140支撑板(支撑部件)；150非流线形体(滞流点及循环流形成部件)；150A凹曲面；220内管(滞流点及循环流形成部件)

具体实施方式

以下参照图1至图13对本发明的燃烧加热器的实施方式进行说明。其中，在用于以下说明的各附图中，为了将各部件做成能够识别的大小，对各部件的比例进行了适当变更。

(第1实施方式)

图1A是第1实施方式的燃烧加热器1的正面截面图，图1B是侧面截面图。

燃烧加热器1大致由作为顶端封闭的耐热金属制的放热管的外管10和耐热金属制的内管20构成，内管20在底端侧(图1A的左侧)由未图示的支撑构件单臂支撑而配设在外管10的内部，在内部具有燃烧用气体G的供给通路21。

燃烧用气体G可以使用将燃料和空气预混合的气体，或将燃料和含有氧气的气体预混合的气体，燃料可以使用甲烷或丙烷等。另外，也可以通过设置使液体燃料预蒸发的部分来使用。

外管10呈顶端封闭的有底圆筒形状，在底端侧与排出燃烧了的气体的排气管11连接。

内管20与外管10相同，顶端呈封闭的有底圆筒形状，底端侧与供给上述燃烧用气体G的预混合气体供给机构(未图示)连接，供给有例如空气过剩率为1.0-1.6左右的全预混合气体。

该内管20的顶端侧在外管10的内侧偏心地配置，在外周面20A和外管10的内周面10A之间形成燃烧空间30。

内管20的外周面20A具有与外管10的内周面10A的距离最短的第1区域22和该距离比第1区域22长的第2区域23。更具体地说，在外周面20A中，在内管20的位于偏心方向(图1中的下方，参照图1B)的部分上沿着轴向形成有距离外管10的内周面10A距离最短的第1区域(母线)22，在其它区域形成有比第1区域22距离内周面10A更长的第2区域23。

在该第1区域22中，沿着径向贯通管壁地形成有位于内管20的顶端侧、沿着第1区域22互相隔开间隔的多个孔部24(此处为5个)。在内管20的与孔部24相对向的位置附近设置有未图示的点火装置。

另外，比形成有孔部24的区域更靠近底端侧(图1A中的左侧)的外周面20A是通过燃烧的气体(火焰)对供给通路21的燃烧用气体G进行预热的预热区域P。

接下来，对上述燃烧加热器1的燃烧动作进行说明。

从预混合气体供给机构供给至内管20的供给通路21的燃烧用气体G从孔部24朝向外管10的内周面10A喷出。

此处，孔部24形成在与外管10的内周面10A距离最短的第1区域22上，因此，从孔部24喷出的燃烧用气体G冲击在相对向的外管10的内周面10A上，每个孔部24在内周面10A上形成滞流点S，以该滞流点S为界沿着内周面10A分歧。

接着，由点火装置使滞流点S附近的燃烧用气体G点火，从而形成火焰。另外，在滞流点S分歧的燃烧用气体G从截面积较小的第1区域22的附近流向截面积较大的与第1区域相反侧的燃烧空间，如图1B所示，在燃烧空间30的夹着内管20的两侧形成火焰F。

此时，在滞流点S上气体的流速为零，另外，通过在朝向滞流点S的喷流周围形成的循环流，能够稳定地保持形成的火焰。

接着，燃烧气体流过燃烧空间30，从排气管11排出，在从燃烧空间30到排气管11的途中，在内管20的预热区域P，经由内管20的管壁，进行与燃烧用气体(未燃气体)G的热交换。

由此，供给通路21中的燃烧用气体G以被高温预热的状态从孔部24喷出，火焰F的稳定性增加，即使是喷出至狭窄的燃烧空间30，也不会产生未燃烧成分，能够稳定地燃烧。

在以上所述的本实施方式中，在外管10的内周面10A上形成燃烧用气体G的滞流点S，并且以在滞流点S周围形成循环流的喷出特性喷出燃烧用气体G。结果，从形成于内管20的管壁上的孔部24喷出燃烧用气体G，将火焰F保持在滞流点S上，因此，不会导致如设置了多孔质管的情况下的成本增加，即使在改变流量的情况下，也能够容易地形成稳定的火焰F。

并且，在本实施方式中，为了增加燃烧量，仅增加孔部24的数量即可。从而，构成部件少、构造简单，因而能够抑制燃烧加热器1的制造成本，不会如使用多孔质管那样需要大幅度提高燃烧用气体G的供给压，即使在低压的城市气体管道中也能够十分地适用。进一步地，在本实施方式中，由于通过相对于外管10使内管20偏心地配置这样的简单的构成来形成内管20的外周面20A与外管10的内周面10A的距离最短的第1区域22，因此能够容易且以低成本稳定地形成和保持火焰F。

另外，在使用多孔质管提高气体的供给压的情况下，火焰能够到达外管但不能够保持，并且有可能不能够充分地确保燃烧了的气体的排气路径，但在本实施方式中，与第1区域22相反侧的区域(第2区域)相对向的燃烧空间30，以及相邻的孔部间不存在喷流的空间能够确保充分的排气路径。

另外，在本实施方式中，由于滞流点S形成于外管10的内周面10A上，火焰F也沿着内周面10A上被保持，因此，不会如管状火焰那样从外管10离开地形成时不易获取热量，通过外管10能够提高加热效率。

(第2实施方式)

接着，参照图2来说明燃烧加热器1的第2实施方式。

其中，在该图中，对与图1所示的第1实施方式的构成要素相同的要素赋予相同的附图标记，省略其说明。

第2实施方式与上述第1实施方式的不同之处在于，与孔部24分开地设置有用于使气体的压力损失降低的第2孔部。

图2A是从第1区域22侧看内管20的平面图，图2B是配设有该内管20的燃烧加热器1的侧面截面图。

如图2A所示，在内管20的管壁上，设有位于第1区域22的孔部24，并且在沿着第1区域22的方向上，与孔部24交替且位于夹着第1区域22的两侧设有第2孔部25。

如图2B所示，从这些第2孔部25朝向与滞流点S离开的位置喷出燃烧气体G。

另外，第2孔部25设定的位置为，火焰从在滞流点S形成的火焰F稳定地传递至从第2孔部25喷出的燃烧用气体G。

其它的构成，与上述第1实施方式相同。

在上述的构成的燃烧加热器1中，能够使火焰从形成及保持于滞流点S的火焰F传递至从第2孔部25喷出的燃烧用气体G，能够在流量变大的状态下容易地使气体燃烧。因此，在本实施方式中，不会产生如采用多孔质体的情况下的压力损失。另外，不必为了增大流量而加长内管20和外管10即能够使投入热量增加。结果，能够防止加长内管20和外管10时的机器的大型化，并且能够抑制压力损失，在低压的城市气体管道中也能够使用。

另外，在本实施方式中，孔部24和第2孔部25沿着第1区域22交替且第2孔部25配置在夹着第1区域22的两侧，能够形成和保持火焰F，并在几乎等分布稳定的状态下使火焰传递。

(第3实施方式)

接着，参照图3对燃烧加热器1的第3实施方式进行说明。

第3实施方式与上述第1实施方式的不同之处在于，在内管20的顶端侧设有支撑板。

如图3A所示，在内管20的比孔部24更靠近顶端侧的位置，沿着与轴向垂直的方向设有由耐热金属等形成的支撑板(支撑部件)40。该支撑板40如图3B所示，以贯通孔40A嵌合固定在内管20的外周面20A上，在外周面40B轴向移动自如地支撑在外管10的内周面10A上。

即，支撑板40具有使燃烧空间30的整体封闭的大小，与内管20一体地构成，设置为相对于外管10在轴向上移动自如。

在上述的构成的燃烧加热器1中，通过由支撑板40支撑以底端侧单臂支撑的内管20的顶端侧，从而将内管20的外周面20A(即第1区域22)和外管10的内周面10A之间的间隔保持为恒定。另外，即使由于外管10和内管20的温度差而使高温的内管20热膨胀的情况下，与内管20一体地构成的支撑板40与外管10的内周面10A在轴向上相对移动，因此，能够防止发生变形或应变。

另外，从位于最顶端侧的孔部24喷出的燃烧用气体G冲击相对向的外管10的内周面10A，每个孔部24在内周面10A上形成滞流点S，以该滞流点S为界沿着内周面10A分歧，由于支撑板40而使与第1区域22相对向的燃烧空间30封闭，因此朝向支撑板40分歧的燃烧用气体G冲击在支撑板40上，然后，被导入与第1区域22的相反侧(第2区域23)相对向的燃烧空间30中。因此，通过保持在滞流点S的火焰，容易使周边的燃烧用气体G点火。

进一步地，在本实施方式中，支撑板40对燃烧空间30进行划分，因此，可以避免燃烧用气体G滞留在比较低温的外管10的顶端部成为未燃状态而产生CO。

其中，在上述实施方式中，尽管采用板状的支撑板40作为支撑部件来构成，但不限于此，也可以使用例如轴向移动自如地支撑在外管10的内周面10A上的环状部件和将该环状部件与内管20连结起来的杆部件组成的支撑部件。

(第4实施方式)

接着，参照图4对作为上述第3实施方式的变形例的第4实施方式进行说明。

其中，在该图中，对与图3所示的第3实施方式的构成要素相同的要素赋予相同的附图标记，省略其说明。

如图4所示，在本实施方式中的内管20的外周面20A上，在比支撑板40更靠底端侧的位置，夹着与孔部24对应的滞流点S的孔部24的排列方向的两侧分别设有支撑板41。该支撑板41设置为使与第1区域22相对向的燃烧空间30封闭的大小。具体而言，各支撑板41不像支撑板40那样将燃烧空间30整体地封闭，只是将第1区域22周边的燃烧空间30封闭，使得从孔部24喷出的燃烧用气体G流到相反侧的燃烧空间30，并能够从排气管11排出。另外，各支撑板41仅在第1区域22的周边从内管20的管壁向外管10突出，被支持在内周面10A上，形成例如扇形形状，使得能够保持内管20相对于外管10的位置。

在上述的构成的燃烧加热器1中，从各孔部24喷出的燃烧用气体G冲击在支撑板41上，然后，分别被引导到与第1区域22的相反侧(第2区域23)相对向的燃烧空间30中。因此，通过保持在滞流点S的火焰，能够容易地使周边的燃烧用气体G更有效地点火。

(第5实施方式)

接着，参照图5对燃烧加热器1的第5实施方式进行说明。

图5是示意性地示出外管10及内管20的图。

如该图所示，在本实施方式的燃烧加热器1中，在外管10内的燃烧空间30中，绕外管10的中心轴在周向隔开间隔且分别与外管10偏心地配置有多个内管20(在图5中，隔开60°间隔配置有6个)。

另外，在各内管20中，位于外周面20A与外管10的内周面10A距离最短的第1区域22中，在轴向上隔开间隔地形成有多个孔部24(在图5中未图示)。

在上述的构成的燃烧加热器1中，从设置有多个的内管20(的孔部)分别喷出燃烧用气体G，在外管10的内周面10A上形成滞流点，通过使燃烧用气体G点火，能够沿外管10的内周面在轴周围形成多个稳定的火焰。

从而，在本实施方式中，除了能够获得与上述第1实施方式相同的作用和效果之外，还能够将外管10加热到更高的温度。

另外，上述例子中所示的各构成部件的各种形状和组合等只是一个举例，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以基于设计要求等进行各种变更。

例如，在上述第2实施方式中，对孔部24之外设置第2孔部25的构成进行了说明，但不限于此，例如对于第3实施方式至第5实施方式所示的内管20，在孔部24之外也可以设置第2孔部而构成。

另外，在上述实施方式中，任一内管20都相对于外管10偏心地配置，从而形成了外周面20A相对于外管10的内周面10A的最短距离的第1区域22的构成，但不限于此，例如也可以是如图6所示，内管20和外管10同心地配置，在外管10的内周面10A上设有向燃烧空间30突出的突条42，在与外周面20A距离最短的第1区域22中设置与该突条42相对向的孔部24，或者，也可以是如图7所示，内管20和外管10同心地配置，在内管20的外周面20A上设置向燃烧空间30突出、成为与内周面10A的距离最短的第1区域22的突条43，在该突条43上设置孔部24。

进一步地，即使在如图6及图7所示，内管20和外管10同心地配置的情况下，并非一定要在内管20的外周面20A和外管10的内周面10A之间形成最短距离小的第1区域，即使在例如图8所示的，内管20的外周面20A和外管10的内周面10A等间隔地配置的构成中也能够适用本发明。在这种情况下，在与内管20的孔部24相对向的外管10的内周面10A上的特定位置上形成滞流点S，并且在该滞流点S的周围形成循环流，从而通过朝向滞流点S的喷流周围形成的循环流来稳定地保持所形成的火焰，获得与上述实施方式同样的作用和效果。

接下来，对于本发明的其它实施方式在以下进行说明。以下所示的实施方式在燃烧加热器中设置了用于形成燃烧用气体的滞流点和循环流的滞流点及循环流形成部件。

(第6实施方式)

图9A是第1实施方式的燃烧加热器101的正面截面图，图9B是侧面截面图。

燃烧加热器101大致由外管110、多个内管120、以及非流线形体(滞流点及循环流形成部件)150构成，其中，外管110作为顶端封闭的耐热金属制的放热管，内管120是在底端侧(图9A的左侧)由未图示的支撑构件单臂支撑而配设在外管110的内部的燃烧空间130中，在内部具有燃烧用气体G的供给通路121的耐热金属制的内管。

外管110呈顶端封闭的有底圆筒形状，在底端侧与排出燃烧了的气体的排气管111连接。

内管120与外管110相同，顶端呈封闭的有底圆筒形状，底端侧与供给上述燃烧用气体G的预混合气体供给机构(未图示)连接，供给有例如空气过剩率为1.0-1.6左右的全预混合气体。

如图9B所示，该内管20绕外管110的中心轴相互隔开间隔地配置有多个(在此处为隔开60°间隔配置有6个)。

在各内管120的顶端侧、与非流线形体150相对向且朝向外管110的中心轴的位置上，沿着轴向互相隔开间隔地径向贯通管壁而形成有多个孔部124(此处为5个)。在与外管110的孔部124相对向的位置附近设置有未图示的点火装置。

另外，比形成有孔部124的区域更靠近底端侧(图9A中的左侧)的外周面120A是通过燃烧的气体(火焰)对供给通路121的燃烧用气体G进行预热的预热区域P。

非流线形体150被配置为轴线与外管110的中心轴一致，周围被内管120所围绕，在与各内管120(孔部124)相对向的位置，沿着轴向形成有绕内管120的轴形成的凹曲面150A。

接下来，对上述燃烧加热器101的燃烧动作进行说明。

如图9C所示，从预混合气体供给机构供给至内管120的供给通路121的燃烧用气体G分别从孔部124向非流线形体150的凹曲面150A喷出。

从孔部124喷出的燃烧用气体G冲击相对向的非流线形体150的凹曲面150A，每个孔部124在凹曲面150A上形成滞流点S，以该滞流点S为界，沿着凹曲面150A分歧。

并且，通过点火装置使滞流点S附近的燃烧用气体G点火，能够在滞流点S形成和保持火焰。此时，在滞流点S的气体的流速为零，并且，通过朝向滞流点S的喷流的周围形成的循环流而形成的火焰稳定地保持在滞流点S。

并且，在滞流点S分歧的燃烧用气体G从气体压力高的非流线形体150的附近流向相对于内管120的与非流线形体150相反侧的外管110的内周面110A侧的燃烧空间130中。

并且，尽管燃烧气体流过燃烧空间130，从排气管111排出，但是在从燃烧空间130至排气管111的途中，在内管120的预热区域P经由内管120的管壁，进行与燃烧用气体(未燃气体)G的热交换。

由此，供给通路121中的燃烧用气体G以被高温预热的状态从孔部124喷出，能够增加火焰F的稳定性，即使喷出至狭窄的燃烧空间130，也能够不产生未燃成分，从而稳定地燃烧。

在这样的本实施方式中，使燃烧用气体G从形成于内管120的管壁的孔部124朝向非流线形体150的凹曲面150A喷出，能够将火焰F保持在滞流点S，因此不会如设置多孔质管的情况那样导致成本增加，即使在改变流量的情况下也能够容易地形成和保持稳定的火焰F。并且，在本实施方式中，为了增加燃烧量，仅增加孔部124的数量即可。从而构成部件少，构造也简单，能够抑制燃烧加热器101的制造成本，不必如采用多孔质管的情况那样需要大幅度地提高燃烧用气体G的供给压，即使在低压的城市气体管道中也能够十分适用。并且，在本实施方式中，分别使用围绕外管110的中心轴配置的多个内管120来形成和保持火焰，因此，不会使作为放热管的外管110在周向上产生温度分布，能够实现均一的加热处理。

另外，在使用多孔质管提高气体的供给压的情况下，火焰能够到达外管但不能够保持，并且有可能不能够充分地确保燃烧了的气体的排气路径，但在本实施方式中，外管110的内周面110A附近的燃烧空间130，以及相邻的孔部间不存在喷流的空间能够确保充分的排气路径。

特别地，在本实施方式中，在滞流点S分歧的燃烧用气体G的流路沿着内管120的外周面120A，因此能够顺畅地排出至外管110的内周面110A附近的燃烧空间130中。

并且，尽管在本实施方式中使用了轴状的非流线形体作为滞流点及循环流形成部件的构成，但不限于此，也可以使用管体(圆管或例如六角形的角管)的构成。

(第7实施方式)

接着，参照图10对燃烧加热器101的第7实施方式进行说明。

其中，在该图中，对与图6中所示的第1实施方式的构成要素相同的要素赋予相同的附图标记，省略其说明。

第7实施方式和上述第1实施方式的不同之处在于在外管110的中心轴上配置有与内管20相同的圆管。

即，如图10C的部分扩大图所示，在本实施方式中，配置有内管(滞流点及循环流形成部件)220，其轴线与外管110的中心轴一致，并且与内管120隔开间隔。内管220呈顶端封闭的有底圆筒形状，底端侧与将上述燃烧用气体G供给至内部的供给通路221的预混合气体供给机构(未图示)连接。

另外，内管220中在与配置在周围的各配管120相对向的位置上分别形成有喷出燃烧用气体G的孔部224。如图10D所示，该孔部224在轴向上形成在相对于各内管120不与孔部124相对向而与外周面120A相对向的位置。即，内管120的孔部124也不与内管220的孔部224相对向而与外周面220A相对向。

其它的构成与上述第1实施方式相同。

在上述构成的燃烧加热器101中，从预混合气体供给机构供给至内管120的供给通路121的燃烧用气体G分别从孔部124向内管220的外周面220A喷出。在该外周面220A上形成燃烧用气体G的滞流点S，燃烧用气体G在滞流点S分歧，沿着外周面220A流动。

另一方面，供给至内管220的供给通路221的燃烧用气体G分别从孔部224向内管120的外周面120A喷出。在该外周面120A上形成燃烧用气体G的滞流点S，燃烧用气体G在滞流点S分歧，沿着外周面120A流动。即，在本实施方式中，不仅是内管220，内管120也作为滞流点及循环流形成部件而发挥作用。

并且，通过点火装置使滞流点S附近的燃烧用气体G点火，能够在滞流点S形成和保持火焰。此时，滞流点S的气体的流速为零，因此形成的火焰能够稳定地保持在滞流点S。

并且，在滞流点S分歧的燃烧用气体G流向气压相对低的外管110的内周面110A侧的燃烧空间130。燃烧的气体从排气管111排出。

这样，在本实施方式中，除了能够获得与上述第1实施方式相同的作用和效果之外，由于从内管220也能够喷出燃烧用气体G，因此能够更有效地进行加热，并且，配置在周围的内管120的外周面120A上也形成滞流点S，能够形成和保持火焰，因此，能够在更广的范围内形成和保持稳定的火焰。

另外，内管120的孔部124和内管220的孔部224可以设置在相互相对向的位置上，为了更稳定地形成滞流点S，优选设置在相互在外周面220A、120A上相对向的位置。

(第8实施方式)

接着，参照图11对燃烧加热器1的第8实施方式进行说明。

其中，在该图中，对与图9所示的第1实施方式的构成要素相同的要素赋予相同的附图标记，省略其说明。

如图11B所示，在本实施方式中，在外管101的中心轴上不设置内管，绕中心轴，在周向上相互隔开间隔地设有多个内管120(此处，隔开60°间隔设有6个)。

如图11C的部分扩大图所示，各内管120在与相邻的内管120相对向的位置上分别设有喷出燃烧用气体G的孔部124。

另外，在孔部124的轴向的位置上，与第7实施方式相同地，为了使喷出的燃烧用气体G冲击相邻的内管120的外周面120A，如之前在图10D的部分扩大图中所示，优选为相邻的内管120之间相互错开配置。

在上述的构成的燃烧加热器101中，除了能够获得与上述第7实施方式相同的作用和效果之外，由于滞流点S和火焰形成于更靠近作为放热管的外管110的位置，因此，经由外管110更容易获得热量，从而提高加热效率。

(第9实施方式)

接着，参照图12对燃烧加热器101的第9实施方式进行说明。

其中，在该图中，对与图9所示的第6实施方式的构成要素相同的要素赋予相同的附图标记，省略其说明。

第9实施方式与上述第6实施方式的不同之处在于，在内管120及非流线形体150的顶端侧设有支撑板。

如图12A所示，在内管120的比孔部124更靠近顶端侧的位置，沿着与轴向垂直的方向设有由耐热金属等形成的支撑板(支撑部件)140。该支撑板140如图12B所示，嵌合固定在内管20的外周面120A及非流线形体150的外周面150A上，以外周面140B轴向移动自如地支撑在外管110的内周面110A上。

即，支撑板140具有使燃烧空间130的整体封闭的大小，与内管120及非流线形体150一体地构成，设置为相对于外管110在轴向上移动自如。

在上述的构成的燃烧加热器101中，以底端侧单臂支撑的内管120及非流线形体150的顶端侧由支撑板140来支撑，从而将内管120的外周面120A及非流线形体150的外周面150A和外管110的内周面110A之间的间隔保持为恒定。另外，即使由于外管110和内管120的温度差而使高温的内管120热膨胀的情况下，与内管120及非流线形体150一体地构成的支撑板140与外管110的内周面110A在轴向上相对移动，因此，能够防止发生变形或应变。

另外，如图12的部分扩大图所示，从位于最顶端侧的孔部124喷出的燃烧用气体G冲击相对向的非流线形体150的外周面150A，每个孔部124在外周面150A上形成滞流点S，以该滞流点S为界沿着外周面150A分歧，由于支撑板140而使与孔部124相对向的燃烧空间130封闭，因此朝向支撑板140分歧的燃烧用气体G冲击在支撑板140上，然后，被导入与非流线形体150相反侧的燃烧空间130中。因此，通过保持在滞流点S的火焰，容易使周边的燃烧用气体G点火。

进一步地，在本实施方式中，支撑板140对燃烧空间130进行划分，因此，可以防止燃烧用气体G滞留在比较低温的外管110的顶端部成为未燃状态而产生CO。

其中，在上述实施方式中，尽管采用板状的支撑板140作为支撑部件来构成，但不限于此，也可以使用例如轴向移动自如地支撑在外管110的内周面110A上的环状部件和将该环状部件与内管120及非流线形体150连结起来的杆部件组成的支撑部件。

另外，在上述实施方式中，在第6实施方式中示出的内管120及非流线形体150上设置支撑板140而构成，但不限于此，也可以是如图10所示的第7实施方式中的内管120、220上设置支撑板的构成，或者在图11所示的第3实施方式的内管120上设置支撑板的构成。

由此，能够获得与第9实施方式相同的作用和效果。

(第10实施方式)

接着，参照图13来说明燃烧加热器1的第10实施方式。

第10实施方式与上述第6实施方式的不同之处在于，与孔部124分开地设置有用于使气体的压力损失降低的第2孔部。

图13A是从非流线形体150(外管10的中心轴，参照图9)侧看内管120的平面图，图13B是侧面截面图。

如图13A所示，在内管120的管壁(外周面120A)上，在与外管110的中心轴相对向的轴位置122上设有孔部124，并且沿着轴位置122的方向上，与孔部124交替且位于夹着轴位置122的两侧设有第2孔部125。

如图13B所示，从这些第2孔部125朝向与滞流点S离开的位置喷出燃烧气体G。

另外，第2孔部125设定的位置为，火焰从在滞流点S形成的火焰F稳定地传递至从第2孔部125喷出的燃烧用气体G。

其它的构成，与上述第6实施方式相同。

在上述的构成的燃烧加热器101中，能够使火焰从形成及保持于滞流点S的火焰传递至从第2孔部125喷出的燃烧用气体G，能够在流量变大的状态下容易地使气体燃烧。因此，在本实施方式中，不会产生如采用多孔质体的情况下的压力损失。另外，为了增大流量，不用使内管120、非流线形体150和外管110变长，能够使投入热量增加。结果，能够防止如内管120、非流线形体150和外管110变长的机器的大型化，并且能够抑制压力损失，在低压的城市气体管道中也能够使用。

另外，在本实施方式中，孔部124和第2孔部125沿着轴位置122交替且第2孔部125配置在夹着轴位置122的两侧，能够形成和保持火焰，并在几乎等分布稳定的状态下使火焰传递。

例如，在上述第10实施方式中，对在第6实施方式所示的燃烧加热器101的孔部124之外设置了第2孔部125的构成进行了说明，但不限于此，对于例如第7实施方式至第9实施方式所示的内管120(内管220)，在孔部124之外也可以设置第2孔部而构成。另外，也可以是设置第3孔部以上，形成滞流点及循环流区域的构成。

另外，在上述第6实施方式中，与外管110同心地配置滞流点及循环流形成部件的非流线形体150，围绕外管110的中心轴配置多个内管20，但不限于此，也可以是与外管110同心地配置内管20，围绕外管110的中心轴配置多个非流线形体150的构成。在该构成中，能够获得与上述第6实施方式相同的作用和效果。

以上，参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明，当然，本发明不限于这些举例。即，在不脱离本发明的精神的范围内，可以对构成进行附加、省略、置换以及其它改变。另外，本发明不由前述说明限定，仅由权利要求的范围限定。

如以上所说明的，根据本发明，能够在不导致成本增加的情况下稳定地形成火焰，并且使燃烧加热器的加热效率提高。

Claims

1.一种燃烧加热器，包括内部具有燃烧用气体的供给通路的内管，和在内管的外周隔开燃烧空间地配置的外管，在所述内管的管壁上形成有喷出所述燃烧用气体的孔部，其特征在于，

所述燃烧空间中的所述燃烧用气体的流动定为在所述燃烧空间中形成所述燃烧用气体的滞流点，并且在所述滞流点的周围形成循环流。

2.一种燃烧加热器，包括内部具有燃烧用气体的供给通路的内管，和在内管的外周隔开燃烧空间地配置的外管，在所述内管的管壁上形成有喷出所述燃烧用气体的孔部，其特征在于，

以在所述外管的内周面上形成所述燃烧用气体的滞流点，并且在滞流点的周围形成循环流的喷出特性喷出所述燃烧用气体。

3.根据权利要求2所述的燃烧加热器，其特征在于，所述内管和所述外管同心地配置，所述孔部配置于在所述外管的内周面上的特定位置形成所述滞流点的位置。

4.根据权利要求2所述的燃烧加热器，其特征在于，所述内管的外周面具有与所述外管的内周面的距离最短的第1区域，和该距离比所述第1区域长的第2区域，

所述孔部配置在所述第1区域上，在所述外管的内周面上形成有所述燃烧用气体的滞流点。

5.根据权利要求4所述的燃烧加热器，其特征在于，所述内管相对于所述外管配置在偏心的位置，所述孔部形成在位于所述内管的偏心方向的外周面上。

6.根据权利要求5所述的燃烧加热器，其特征在于，所述内管围绕所述外管的中心轴在周向上隔开间隔地配设有多个。

7.根据权利要求4所述的燃烧加热器，其特征在于，在所述内管上设有配置在偏离所述第1区域的位置、向离开所述滞流点的位置喷出所述燃烧用气体的第2孔部，并且所述第2孔部在夹着所述第1区域的两侧、沿着所述第1区域的方向与所述孔部交替地配置。

8.根据权利要求4所述的燃烧加热器，其特征在于，所述燃烧加热器具有支撑部件，所述支撑部件在所述内管和所述外管之间支撑所述内管的顶端侧，所述内管在底端侧被单臂支撑，保持所述内管的外周面和所述外管的内周面的间隔。

9.根据权利要求8所述的燃烧加热器，其特征在于，所述孔部在所述第1区域上隔开间隔地排列有多个，所述支撑部件设置在夹着与所述孔部的每一个对应的滞流点的排列方向的两侧，所述支撑部件的大小为能够封闭分别与所述第1区域相对向的所述燃烧空间。

10.根据权利要求8所述的燃烧加热器，其特征在于，配置在比位于最顶端侧的所述孔部更靠近顶端侧的所述支撑部件以封闭所述燃烧空间的整体的大小设置。

11.一种燃烧加热器，包括内部具有燃烧用气体的供给通路的内管，和在内管的外周隔开燃烧空间地配置的外管，在所述内管的管壁上形成有喷出所述燃烧用气体的孔部，其特征在于，

所述燃烧加热器具有滞流点及循环流形成部件，所述滞流点及循环流形成部件沿着轴向与所述孔部相对向地设置在所述燃烧空间中，形成从所述孔部喷出的所述燃烧用气体的滞流点及循环流。

12.根据权利要求11所述的燃烧加热器，其特征在于，所述滞流点及循环流形成部件配置在所述外管的中心轴上，所述内管以所述孔部朝向所述中心轴的方式围绕所述中心轴配置有多个。

13.根据权利要求12所述的燃烧加热器，其特征在于，所述滞流点及循环流形成部件对于所述多个内管中的每一个具有围绕所述内管的轴形成的凹曲面。

14.根据权利要求12所述的燃烧加热器，其特征在于，所述滞流点及循环流形成部件在内部具有所述燃烧用气体的供给通路，并且具有孔部，所述孔部朝向围绕所述中心轴配置有多个的所述内管的各外周面喷出所述燃烧用气体，形成滞流点。

15.根据权利要求11所述的燃烧加热器，其特征在于，所述滞流点及循环流形成部件是在所述燃烧空间中相互隔开间隔地设有多个，且与相邻的所述内管的外周面相对向地形成了所述孔部的所述内管。

16.根据权利要求15所述的燃烧加热器，其特征在于，所述内管围绕所述外管的中心轴相互隔开间隔地配置有多个。

17.根据权利要求11所述的燃烧加热器，其特征在于，在所述内管上设有向离开所述滞流点的位置喷出所述燃烧用气体的第2孔部，并且，所述第2孔部在夹着与所述滞流点及循环流形成部件相对向的区域的两侧，在沿着所述相对向的区域的方向上与所述孔部交替地配置。

18.根据权利要求11所述的燃烧加热器，其特征在于，所述燃烧加热器具有支撑部件，所述支撑部件在所述内管与所述外管之间以及所述滞流点及循环流形成部件与所述外管之间支撑所述内管的顶端侧和所述滞流点及循环流形成部件的顶端侧，所述内管在底端侧被单臂支撑，保持所述内管和所述滞流点及循环流形成部件的外周面和所述外管的内周面的间隔。

19.根据权利要求18所述的燃烧加热器，其特征在于，配置在比位于最顶端侧的所述孔部更靠近顶端侧的所述支撑部件以封闭所述燃烧空间的整体的大小设置。