JP5611815B2 - 内燃バーナー - Google Patents

Description

この発明は、高温高速にてガスストリームを生じさせることが可能な内燃バーナーに関する。より具体的にはこの発明はミネラル繊維の形成方法に用いられるバーナーを扱うものであり、この形成方法において、バーナーのみにより、あるいはバーナーとブッシングタイプの引張手段やスピニング手段のような他の手段との共同により、放出されるガスストリームによって、繊維が引張られる。

グラスファイバーに一般に用いられる紡糸方法は、内部遠心法として知られる方法である。この方法は、紡糸スピナとしても知られ高速で回転するとともにその外縁に多数の孔が穿孔された遠心機内に、引張可能な材料の糸を溶融状態で導入することにある。この多数の孔を通って、材料が遠心力の影響によってフィラメントの形状に紡がれる。そして、環状のバーナーを用いて、これらのフィラメントは、それらを薄く引き出して繊維へと変える遠心機の壁に沿う高温かつ高速（１０００℃より高い温度、及び約２５０ｍ／ｓの速度）の環状のガスの引張りの流れの動作にさらされる。内部遠心法を用いた紡糸方法の更なる詳細について、特許出願ＷＯ ９９／６５８３５及び ＷＯ ９７／１５５３２を参照できる。

ロックファイバーに一般に用いられる紡糸方法は、外部遠心法として知られる方法である。紡糸される材料は、回転するスピナホイールの外縁の周囲の帯域上に溶融状態で注がれ、これらのホイールによって加速され、遠心力の影響の下でそれ自体から分離され一部が繊維に変えられる。ガスストリームは、ホイールの外縁の周囲の帯域に接線方向に出され、紡糸された材料を拾い集め、それを紡糸されていない材料から分離し受け部材へ運ぶ。外部遠心法を用いた紡糸の情報については、例えば特許出願ＥＰ １９５ ７２５を参照できる。

外部遠心法を用いた紡糸方法では、スピナホイールの外縁で出される接線方向のガスストリームは、概して例えば平均速度が１００ｍ／ｓの周囲の温度（２０〜４０℃）に近い温度まで冷却された燃焼ガスの流れまたは冷たい空気の流れによって構成される。

しかしながら、ホイールから噴出された際の繊維の温度（１０００°Ｃ程度）と、繊維に触れるガスストリームの冷たい温度との実質的な温度の傾度により繊維の引張りの質に影響が生じる。

このような装置で製造される繊維の質を非常に著しく改良するために、特にそれらを細かくするとともに紡糸されない材料に含まれるグレーン（サイズが１００ミクロンよりも大きく最終製品に残る粒子を表す文言として「グレーン」を使用する）を減じるために、より熱いガスストリームを吹きつけることの利点が実証された。これは特に特許出願ＥＰ ４６５ ３１０の主題であり、それは、２５０〜９００°Ｃの温度範囲、より好ましくは３００〜６００°Ｃの温度範囲、さらに好ましくは５００°Ｃ程度の、ガスストリームを用いることを提案している。

他方、一般的に内部遠心法に用いられる標準の内燃バーナーの製造に関して、さらに例えば特許出願 ＥＰ ０ ０９１ ３８０が参照され得る。

しかしながら、このようなバーナーの燃焼チャンバの外壁は冷却される必要があり、チャンバの周りに、厚みが小さくない耐熱性材料を追加したり、ウォータージャケットを備えるといった、適切な冷却手段を設備する必要がある。このため、冷却手段を一体に備えるバーナーのサイズの最適化は困難となる。

特に、このようなバーナーは大きすぎるため、外部遠心法を用いる装置内に収容されなければならないガスストリーム吹付システムにおける、狭い範囲内に、収容することができない。

したがって、本発明の目的は、熱い空気（７００〜１７００°Ｃ）を供給し、その壁からの発熱を制限する冷却手段を有するとともに、バーナーの占有するスペースが小さく、その側面の１つに沿う寸法が好適には５ｃｍに制限される、内燃バーナーを提供することである。

本発明によれば、内燃バーナーは燃料及びオキシダントが供給される燃焼チャンバを備え、前記チャンバは、閉じた第１の端部と開口するとともにそれを通って燃料ガスが排出される反対側の排出の第２の端部とを有するケーシングを備え、前記ケーシングは２つの前記端部に接続される少なくとも２つの対向する壁を備え、前記バーナーは、オキシダントと燃料が供給されてそれぞれ異なったタイプの炎を発生するように異なる構造を成す少なくとも２つの燃焼装置を前記チャンバ内の前記閉じた第１の端部に備え、冷却ガスを前記壁に沿って導入することでその壁を冷却するシステムを備えることを特徴とする。

２つの異なるタイプの炎を発生する２つの異なる燃焼装置の存在により、バーナーで短い安定した炎を継続して燃焼させることが、確保できる。

特に、前記燃焼装置のうちの１つの燃焼装置は、短いけれども一定速度においていくぶん不安定な炎を供給するように構成され、他方の燃焼装置は、それゆえ、前記第１の装置が継続的な燃焼を維持することを確保するように構成される。第２装置は、代りに、長く、ソフトで、いずれの速度においても安定的な、炎を有する。

さらに、長いソフトな炎を供給する燃焼装置は、短い炎を発生するいくつかの装置と相互に作用し、小さな容積における完全燃焼を確保し、バーナー内に均一に熱を分布することが可能である。これは、炎が安定的だが長すぎて不均一（中央では非常に熱く、端では冷たい）な燃焼を導入するとともにバーナーがバーナー内で完全燃焼することのない、単一の燃焼装置を用いる他の方法では、不可能である。

最後に、冷却システムは、壁の内面をバーナーから隔離して保護するカーテンの形でバーナーの壁に沿って冷却ガスを導入することを可能にする。このシステムは、重くて大きな冷却手段の必要を高めることなく、燃焼チャンバのケーシングの効果的な熱的保護を構成する。

前記冷却システムは、前記壁を貫通するとともにそれを通って空気が流入させられる複数の貫通孔と、前記燃焼チャンバの内部にあって、いくつかの前記孔に対向して前記孔からの空気を受けるように構成されたキャビティを形成する一方で前記キャビティから前記チャンバ内へ空気を導くように構成されたガイド溝を形成する、複数のデフレクト片と、を備える。

一態様によれば、前記チャンバの壁はその外面において前記チャンバの外側に複数の段を有し、前記段は前記壁の短手方向に沿い、そこに前記貫通孔が形成される。

複数の前記段の間には、とうもろこしの穂のように形成されるとともに前記バーナーの前記排出の端部に向かって傾斜した、踊り場が形成される。

キャビティは、チャンバの内側において壁に沿って設けられ、傾斜した踊り場とデフレクト片とよって定められ、貫通孔を通りガイド溝に向かってキャビティに入る空気に乱流を導入することを可能にする。この乱流空気は、その内部にて燃焼及びそれゆえの放熱が発生するチャンバの内側に直接接して、デフレクト片を冷却する。

さらに、それを通って空気がキャビティから出るガイド溝もまた、チャンバの内側の冷却に寄与する。デフレクト片は、有利には、前記チャンバの燃焼側の内側の面と共面になるように方向付けられ、それゆえガイド溝からの空気がチャンバの壁と実質的に平行な方向の流れを示し、最適な冷却が保証される。

なお、孔の数、孔のサイズ、及びしたがって壁を通る空気の通路の表面領域は、特に壁の厚さ及びバーナーの高さに適するように適応され、バーナーの壁を正確に冷却する。特に孔のサイズは、後側の直径が大きいときに燃焼装置の近くで大きくできる。

この発明によれば、各燃焼装置はそれぞれ、第１の面と該第１の面の反対側の燃焼側の第２の面とを有するボディを備え、前記ボディは、一方の面から他方の面に前記ボディの厚みを貫通する、いくつかのオキシダント供給ダクトと、前記ボディの面に垂直なＹ軸方向の１つの燃料供給ダクトと、を有し、該燃料供給ダクトは前記オキシダント供給ダクトに対して中央に位置し、前記第２の面を越えるとともに前記オキシダント供給ダクトを越えて突出する延長部を備え、その突出した部分には複数の孔が形成される。

燃焼装置の一実施形態によれば、前記ボディは、前記ボディの前記第２の面を越えて突出するとともに前記オキシダント供給ダクトの出口の一部または全部を囲む、囲いを備える。

同実施形態では、前記燃焼装置の１つにおいて、前記ダクトは前記中央のダクトのＹ軸に対して傾斜し、各オキシダント供給ダクトは、前記装置の前記ボディの前記第１の面に入口を有し、前記装置の前記ボディの前記第２の面の表面に開口する出口を有し、前記ダクトの前記入口及び前記出口は、前記オキシダント供給ダクトの周りにおいて同じ径の円形に配置されている。

燃焼装置の他の実施形態では、前記燃焼装置の１つのにおいて、前記オキシダント供給ダクトは中央の前記燃料供給ダクトのＹ軸に対して傾斜し、各ダクトは、前記装置の前記ボディの前記第１の面に入口を有し、前記装置の前記ボディの前記第２の面の表面に開口する出口を有し、前記入口及び前記出口は、前記オキシダント供給ダクトの周りに、前記出口によって形成される円の方が小さい、互いに異なる径の円形状に配置される。

前記燃焼装置は、実質的に平行六面体形状のバーナーケーシングの場合には実質的に列に配置され、実質的に円環状のバーナーケーシングの場合には円形状に配置される。実質的に列に、とは、全体的に線形になっている配置を意味し、完全に揃っていてもよいし、例えばジグザグに、ずれていてもよい。

一態様によれば、前記燃料がガスまたは混合ガスからなり、前記オキシダントが圧縮空気で構成される。

他の態様によれば、有利には、バーナーの壁は５ｃｍ以下の間隔で互いに離間している。

バーナーケーシングは、好ましくは金属で構成される。

前記バーナーは、気密ケーシングで構成される収納スペースに配置されるようになっている。気密ケーシングは、少なくとも１つの圧縮空気供給入口を有するとともに、気密ケーシングを通って前記燃焼装置に接続される燃料供給管を有する。気密ケーシングは、好適には、少なくとも部分的に、既存のミネラルウールの製造装置を構成する要素で、例えばロックウール製造装置のハウジングで、形成され得る。

本発明のバーナーは、例えばミネラルウールの、特にロックウールまたはグラスウールの、紡糸装置に用いられる。このような装置は、もちろん、複数のバーナーを備え得る。

最後に、この発明は、外部または内部遠心法を適用する特に標準形態の装置を用い、少なくとも１つの本発明のバーナーを用いる、ミネラルウールの製造方法に係る。標準形態の装置とは、既存の設備おける慣習的な構成及び寸法を有する装置の意味である。このため、本発明のバーナーは、既存の装置に収容されるように適応できる。

この方法の一態様によれば、一定の速度において不安定な第１のタイプの炎と、この第１のタイプの炎が継続的な燃焼を維持することを確保する第２のタイプの炎が、バーナーの内部にて生成される。

他の態様によれば、バーナーの壁を冷却するために、圧縮空気によって構成される冷却ガスが供給される。

本発明の他の詳細な事柄及び利点は、添付の図面を参照して以下に説明される。

図１乃至図３に示される内燃バーナー１は、図８にその一部が示されるとともに外部遠心法を用いて繊維を引張る装置１０を備えるロックウール製造装置のような、ミネラルウール製造用の装置に使用されるためのものである。

図４及び図５に示されるバーナー１は、図９にその一部が示されるとともに内部遠心法を用いて繊維を引張る装置１１を備える、グラスウール等のミネラルウール製造用の装置に、使用されるためのものである。

本発明のバーナーは、その作用のために、密封され圧縮空気で満たされたスペースに収容されるようになっている。この空気はバーナーを冷却するのに用いられる。有利なことには、この空気は、バーナーにオキシダントを供給するのにも用いられる。

図１乃至図５に示されるように、本発明のバーナー１は、燃焼チャンバ２と、複数の燃焼装置３ａ及び／または３ｂを備える。燃焼ガスを発生するために、この燃焼装置から炎が発生する。

燃焼チャンバ２はケーシング２０を備える。ケーシング２０は、オキシダントと燃料を供給するための１つの端部２１と、燃焼ガスを排出するための１つの端部２２との、対向する２つの端部を有する。ケーシングは好ましくは金属で製造され、例えば厚さ１ｍｍのシートメタルから構成される。ケーシングの厚さが大きくなるほど、冷却されることが困難となる。

図１のバーナー、すなわち図２に断面図が示されるバーナーは、実質的に平行六面体のケーシングを有し、外部遠心法を採用する装置内に位置することが可能となっている。

図３は、図１の他の形態の概略図を示す。ここではケーシングは実質的に全体が平行六面体形状であり、その端部２１，２２は円弧形状を成す。この形状により、外部遠心方法を採用する標準の装置の、ガスストリーム搬送システム内で利用できる現在のスペースに、バーナーが収容できるようになっている。

図４の断面図はバーナーのケーシング２０を示している。この円環形状（図５に断面を示す）により、バーナーが内部遠心法を採用する装置内に収容可能になっている。

燃焼装置３ａ，３ｂは、燃焼チャンバの１つの端部２１に配され、このチャンバを閉じている。図１は、チャンバの内側の燃焼面３２とは反対側の、燃焼装置の後面３１を示す。

反対側の、燃焼チャンバの排出の端部２２は、開口し、燃焼ガスの排出を許容している。チャンバは、既に知られているように、燃焼に必要な容積を提供するための一定長さ以上に延びている。

好ましくは、排出の端部２２におけるチャンバの外側に筒先２３が設けられている。筒先２３は、燃焼ガスがチャンバから排出される際に燃焼ガスを案内するのを補助する。

ケーシング２０は、チャンバの長手方向に沿って延びるとともに２つの端部２１，２２に接続される２つの壁２４，２５を有する。これらの壁には、厚さ方向に、複数の貫通孔２６が設けられている。貫通孔２６は、後でわかるように、燃焼チャンバ２の冷却に使用される。

壁の外面２４ａ及び２５ａは、平面ではなく、多くの段２７が形成されている。段２７は、平行六面体のケーシング（図１または図２に示す）の場合には、壁の幅方向に沿って延びる。あるいは、段２７は、円環状のケーシング（図４に示す）の場合には、壁の全周方向に沿って延びる。これらの段２７によって外面に一連の踊り場２７ａが構成される。これらの踊り場２７ａは、とうもろこしの穂（ｅａｒ ｏｆ ｃｏｒｎ）のように構成され、バーナーの縦軸Ｘに対して対称になっている。各段の間の踊り場２７ａは、Ｘ軸及び排出端部２２に対して傾斜している。

段２７には孔２６が形成される。

チャンバ２の内面２４ｂ，２５ｂは、複数の片２８を連続的して有している。片２８は、端部のうち１つに支持され、段２７及び踊り場２７ａに面している。これらの片はキャビティ２９を構成し、このキャビティ２９の中に孔２６が通じている。

片における、チャンバの内面に取り付けられる端部の反対側の端部は、自由端であり、キャビティ２９の出口において片と壁の内面との間に細いガイド溝２９ａが形成される。

そして、孔２６、キャビティ２９、及びガイド溝２９ａは、その内部にて燃焼の結果として熱が伝えられる燃焼チャンバの壁２４，２５のための冷却システムを構成する。

圧縮空気は、孔２６を通じてキャビティ２９に勢い良く流れ込むようにされ、デフレクターとして機能する片２８の存在による乱流をキャビティ内に形成し、ガイド溝２９ａを通って流出して、片２８の面２８ａにより大部分が形成されるチャンバの壁の内側２４ｂ，２５ｂをおおう。

その面２８ａが燃焼に直接接触する片２８は、キャビティ内の空気の存在により冷却される。

この例においては片２８の方向は実質的にＸ軸に平行に調整され、このため溝２９ａを出る空気は壁の内面２４ｂ、２５ｂを冷却するために壁の内面２４ｂ、２５ｂと平行に流れるように方向付けられる。

一方で、チャンバの壁に沿って動く空気は、燃焼の熱いガスがチャンバ内の容積を満たすことを防止する。すなわち、チャンバの壁がオーバーヒートから保護される。他方で、燃焼装置３ａ，３ｂの近くで吸い込まれた空気は、追加のオキシダントを供給することにより、燃焼に寄与する。最後に、燃焼装置の炎の下流で吸い込まれた空気は、流出する１７００℃程度の高温の燃焼ガスを冷却するのに使用され得る。

孔２６を通って入る空気は、圧縮空気であり、そのための装置内にバーナー１を適当に配備することによって供給される。この配備については図８及び図９を参照して後述される。

燃焼装置について説明する。
燃焼装置の数及び配置は、バーナー製造方法に応じて、すなわち外部遠心法または内部遠心法のいずれに適用されるかに応じて、調整される。

図６ａ、７ａ、及び６ｂ，７ｂに燃焼装置３ａ，３ｂの実施例の２つの形態をそれぞれ示す。これらの２つの形態は、２つの異なった炎のタイプにそれぞれ対応している。

バーナーの作用のために、各形態において少なくとも１つの燃焼装置を有することが重要である。

各燃焼装置３ａ、３ｂは、金属成分であり、第１の面３１と、この第１の面３１の反対側であって燃焼側となる第２の面３２と、を有する、固形ボディ３０を共通して備えている。

いくつかのオキシダント供給ダクト３３、及びボディの面３１，３２に垂直なＹ軸の円筒状の燃料供給ダクト３４が、固形ボディを厚さ方向に一方の面から他方に貫通している。これらのダクトは、固形ボディ３０のかたまりを機械加工して形成される。

燃料供給ダクト３４は、複数のオキシダント供給ダクト３３の中心に位置している。

ダクト３４は、また、円筒状の中空の延長部３５を有する。延長部３５は、ボディの第２の面３２を越えるとともにオキシダント供給ダクト３３を越えて、突出している。延長部３５は、例えば、固形ボディ３０の面３２に溶接され、あるいはダクト３３の壁に羅合される。

延長部３５は、その、面３２の反対側の自由端３５ａにおいて、閉じられている。さらに延長部３５の壁には複数の孔３６が形成され、これらの孔３６を通って燃料が流出されるようになっている。

ダクト３４は、面３１において燃料供給管に気密に接続されるようになっている。一方、供給ダクト３３は、入口３３ａを通じて勢い良く流れ込む圧縮空気を面３１において受けて、出口３３ｂを通じて面３２において再び排出するようになっている。

ダクト３３は、面３１にて、入口３３ａにおいて、圧縮オキシダントを有するキャビティに直接接続され（好ましくは供給モードで）、あるいは圧縮オキシダント供給管に接続されるようになっている。

ダクト３４に導入させられるガス状の燃料は、延長部３５に沿ってそのパス（ｐａｔｈ）を継続し、Ｙ軸に実質的に垂直に孔３６を通ってジェット状で排出される。噴出燃料は、点火の影響により、ダクト３３からの空気などのオキシダントと混合されるようになっている。燃料とオキシダントの結合により炎及び燃焼が増大する。

装置の形態３ａは、固形ボディ３０がさらに囲い３７を備える点で、３ｂと異なる。この囲い３７は、好ましくは円環状であり、ボディの第２の面３２を越えて突出し、オキシダント供給ダクトの出口３３ｂを取り囲む。

囲いは単体で形成されるが、複数の接触または非接触のプレートから簡単に製造できる。囲い３７の機能はオキシダントを燃料排出領域に制限することである。

図７ａ及び図７ｂは、装置の上視図である。連続線は可視の燃焼面３２に対応し、破線は反対側の面３１に対応している。円筒形状のオキシダント供給ダクト３３は、断面の形状及び大きさが同じ入口３３ａ及び出口３３ｂを有することがわかる。

燃焼装置３ａと３ｂとは、中心の燃料ダクト３４に対するオキシダント供給ダクト３３の角度において、異なる。

一方の燃焼装置３ａ（図７ａ）において、入口３３ａ及び出口３３ｂは中心のダクト３４の周囲を円形に囲むよう配置され、後面３１及び燃焼面３２においてそれぞれ同径の円形に配置されている（破線Ｃａ参照）。

さらに、ダクト３３は中央のダクト３４のＹ軸に対して傾斜する軸を有し、入口３３ａ及び出口３３ｂは互いに正確には対向しない。この傾斜により、燃焼面３２を出る空気の流れが渦をまくとともにＸ軸に対して対照的な形状を成すことが確保される。

最後に、囲い３７がダクト３３を出る空気を案内し、空気が円筒状の渦巻きの形で排出される。

装置３ａは、その構造により、長く安定した炎を発生させることを可能にする。

燃焼装置３ｂ（図７ｂ））の場合にも、供給ダクト３３はＹ軸に対して傾斜している。しかしながら、オキシダント供給ダクト３３の入口３３ａは、出口３３ｂが配置される円形（破線Ｃａ参照）よりも大きい直径を有する円形（破線Ｃｂ参照）のレイアウトで配置されている。

このダクト３３の配置により、ダクト３３は、面３２において、Ｙ軸に関して回転する空気の渦を発生する。この渦は、サイクロンまたは旋風と結合した渦のように、面３２における基部においては狭く、面３２から遠ざかると広がる。

装置３ｂは、その配置により、強いが装置３ａほどは長く安定しない炎を発生させることを可能にする。

燃焼装置３ａ、３ｂは互いに交互に並んで実質的に列になって位置し実質的に平行六面体の図１のバーナーを構成するとき、例えば３つの燃焼装置が存在する。

有利なことには、円筒状の空気の渦の装置３ａは、サイクロンの空気の渦の２つの装置３ｂの中央に位置している。これは、一度バーナーが例えば点火プラグにより点火されると、ソフトで安定した炎を発生するバーナー３ａが、特に低温低圧の状況（特に、３００〜５００°Ｃの温度であって、１００ｍｍＨ_２Ｏ程度の圧力）及び特に高温高圧の状況（特に１７００°Ｃの温度であって、５００〜６００ｍｍＨ_２Ｏの圧力）で消滅する傾向にある装置３ｂを継続して燃焼させ続けることを、確保するからである。

図４の環状バーナーにおいては、例えば１０程度の燃焼装置３ａ，３ｂが、交互に、円形状に設けられる（図５）。

バーナーによって排出された燃焼ガスの温度は、１７００°Ｃ程の高い範囲である。燃焼ガスの速度は、オキシダントと燃料の混合物の特性及び供給される流量に基づき、所望の燃焼範囲に適するように調節される。

バーナーが対象の装置に収容されている際の、オキシダント及び燃料のバーナーへの供給と、バーナーの冷却とについて、説明する。

図８は、外部遠心法により繊維を引張る装置１０を備える標準形態のロックウール紡糸装置の一部を示す断面図である。

引張装置１０は、複数のスピナホイールを有している。これらのうちの１つが図８において符号１２で示される。このホイールは回転軸１３によって駆動される。ホイールは、その周りに、外周の特に１２０〜３００度を覆う引張縁１４を備えている。この引張縁１４から、引張ガスが吹きつけられる。

装置は、本発明の図３に対応するバーナー１を複数備える。そのうち１つは図８の断面図に示される。引張縁１４の全体に高温ガスを供給するように、例えば３つのバーナーがホイール１２の周りに設けられている。好ましくは、バーナーは、多くの紡糸されていない材料を発生させる標準の装置の、少なくともホイールの周りに、設けられる。

バーナーは、有利には、回転軸１３の壁と装置のハウジングとの間の、高さ５ｃｍを越えない、空のスペースに、収容される。

バーナー１から流出する燃焼ガスは、ホイール１２が回転する面に対して直角に、Ｐの方向に、吐出される。溶融状態の紡糸材料は、ホイールの外周の帯域上に提供され（ｔｉｐｐｅｄ ｏｕｔ）、ホイールの回転によってそれ自体から分離し、バーナ−１から排出される引張縁１４からのガスストリームによって引張り出される。

図９は、本発明における内部遠心法を用いる他の円環形状のバーナー１を示す。紡糸装置１１は、紡績用スピナとして知られる遠心機１５を備える。この遠心機１５内に溶融状態の紡糸材料が注がれる。スピナに付与される遠心力により、材料が、スピナの周面に設けられたオリフィスを通って、フィラメントの形状で、排出される。フィラメントは、図４に示すような円環状のバーナー１からのガスにより、順番に繊維形状に引張られる。ガスは、フィラメントの方向に対して実質的に接線方向に向き、Ｐ’に沿って方向付けられている。

図８及び図９にそれぞれ示されるバーナー１は、装置３ａ，３ｂにオキシダントを有効に供給するとともに、バーナーの壁を冷却するために、圧縮空気が供給されるスペース４に収容されて位置している。

スペース４は、例えば金属で構成される密封ケーシング４０で構成され、特に図８においては、ハウジングのメタルシート及び軸１３の壁によって構成される。ケーシングは少なくとも１つの空気供給入口４１を有する。

燃焼装置３ａ，３ｂにガス等の燃料を供給する管４２は、気密状態で、ケーシング４０を通り、供給ダクト３４に接続される。

好ましくは、燃焼装置にオキシダントを供給するダクト３３には、スペース４から圧縮空気が直接供給される。

最後に、スペース４に満たされた空気は、孔２６を通って、バーナーの壁に勢い良く流れこみ、上述したように、それらを冷却する。

したがって、本発明のバーナーは、互いに異なる形態の組み合わせを少なくとも１つ備える複数の燃焼装置を有することと、燃焼装置のサイズが小さいことと、バーナーの壁を穿孔するとともに形状を調整したことにより、その目的に係らず、小さな容積で、燃焼チャンバ内での完全燃焼とその壁の冷却とが、可能となる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 燃料及びオキシダントが供給される燃焼チャンバ（２）を備える内燃バーナーであって、
前記チャンバ（２）は、閉じた第１の端部（２１）と、開口するとともにそれを通って燃料ガスが排出される反対側の排出の第２の端部（２２）と、を有するケーシング（２０）を備え、
前記ケーシング（２０）は、２つの前記端部（２１，２２）に接続される少なくとも２つの対向する壁（２４，２５）を備え、
このバーナーは、オキシダントと燃料が供給されてそれぞれ異なったタイプの炎を発生するように異なる構造を成す少なくとも２つの燃焼装置（３ａ，３ｂ）を、前記チャンバ（２）内であって前記閉じた第１の端部（２１）に、備え、かつ、その壁に沿って冷却ガスを導入することによりその壁（２４，２５）を冷却するシステムを備えることを特徴とする、内燃バーナー（１）。
［２］ 前記冷却システムは、前記壁（２４，２５）の内面を前記炎から分離する冷却ガスの保護カーテンを発生するように構成されたことを特徴とする［１］記載のバーナー。
［３］ 前記冷却システムは、
前記壁（２４，２５）を貫通し、それを通って空気が流れ込むための、複数の貫通孔（２６）と、
前記燃焼チャンバ（２）の内部にあって、いくつかの前記孔（２６）に対向して前記孔からの空気を受けるように構成されたキャビティ（２９）を形成する一方で、前記キャビティから前記チャンバ内へ空気を導くように構成されたガイド溝（２９ａ）を形成する、複数のデフレクト片（２８）と、
を備えたことを特徴とする［１］または［２］に記載のバーナー。
［４］ 前記チャンバの壁（２４，２５）はその外面（２４ａ，２５ａ）において、前記チャンバの外側に、複数の段（２７）を有し、
前記段（２７）は、前記壁の短手方向に沿い、そこに前記貫通孔（２６）が形成されたことを特徴とする、［１］乃至［３］のいずれかに記載のバーナー。
［５］ 複数の前記段（２７）の間には、とうもろこしの穂のように形成されるとともに前記バーナーの前記排出の端部２２に向かって傾斜した踊り場（２７ａ）が形成されたことを特徴とする［４］記載のバーナー。
［６］ 前記デフレクト片（２８）は、前記ガイド溝（２９ａ）からの空気の流れが、前記チャンバの燃焼側の内側の面（２４ｂ、２５ｂ）と実質的に平行となるように、方向付けられたことを特徴とする［３］記載のバーナー。
［７］ 前記燃焼装置（３ａ，３ｂ）は、それぞれ、第１の面（３１）と、該第１の面（３１）と反対側の燃焼側の第２の面（３２）と、を有するボディ（３０）を備え、
前記ボディは、一方の面から他方の面にその厚みを貫通する、複数のオキシダント供給ダクト（３３）と、前記ボディの面３１，３２に垂直なＹ軸方向の燃料供給ダクト（３４）と、を有するとともに、
該供給ダクト３４は、前記オキシダント供給ダクト（３３）に対して中央部分に位置するとともに、前記第２の面（３２）を越えて前記オキシダント供給ダクト（３３）を越えて突出する延長部（３５）を備え、
その突出した部分には複数の孔（３６）が形成される、
ことを特徴とする［１］乃至［６］のいずれか記載のバーナー。
［８］ 前記ボディ（３０）は、前記ボディ（３０）の前記第２の面（３２）を越えて突出し、前記オキシダント供給ダクトの出口（３３ｂ）の一部または全部を囲む、囲い（３７）を備えることを特徴とする［７］記載のバーナー。
［９］ 前記燃焼装置の１つ（３ａ）において、前記ダクト（３３）は前記中央のダクト３４のＹ軸に対して傾斜し、各オキシダント供給ダクト（３３）は、前記装置の前記ボディの前記第１の面に入口（３３ａ）を有し、前記装置の前記ボディの前記第２の面（２２）の表面に開口する出口（３３ｂ）を有し、
前記ダクトの前記入口（３３ａ）及び前記出口（３３ｂ）は、前記オキシダント供給ダクト（３４）の周りにおいて、同じ径の円形に配置されていることを特徴とする［７］または［８］記載のバーナー。
［１０］ 前記燃焼装置の１つ（３ｂ）において、前記ダクト（３３）は前記中央のダクト（３４）のＹ軸に対して傾斜し、各オキシダント供給ダクト（３３）は、前記装置の前記ボディの前記第１の面に入口（３３ａ）を有し、前記装置の前記ボディの前記第２の面（２２）の表面に開口する出口（３３ｂ）を有し、
前記入口（３３ａ）及び前記出口（３３ｂ）は、前記オキシダント供給ダクト（３４）の周りにおいて、前記出口（３３ｂ）によって形成される円の方が小さい、互いに異なる径の円形状に、配置されることを特徴とする［７］記載のバーナー。
［１１］ 前記燃焼装置（３ａ，３ｂ）は、
実質的に平行六面体形状のバーナーケーシング（２０）の場合には、実質的に列に配置され、
実質的に円環状のバーナーケーシング（２０）の場合には、円形状に配置される、
ことを特徴とする［１］乃至［１０］のいずれか記載のバーナー。
［１２］ 前記燃料がガスまたは混合ガスからなり、前記オキシダントが圧縮空気で構成されることを特徴とする［１］乃至［１１］のいずれか記載のバーナー。
［１３］ 複数の前記壁（２４，２５）は５ｃｍ以下の間隔で互いに離間していることを特徴とする［１］乃至［１２］のいずれか記載のバーナー。
［１４］ 前記ケーシング（２０）は金属で構成されることを特徴とする［１］乃至［１３］のいずれか記載のバーナー。
［１５］
［１］乃至［１３］のいずれか記載のバーナーを１つ以上有する紡糸装置。
［１６］
前記紡糸装置は、ミネラルウール、特にロックウールまたはグラスウール、の紡糸装置であることを特徴とする、［１５］記載の紡糸装置。
［１７］ 前記バーナーは、収納スペース（４）内に配置され、この収納スペースは気密ケーシング（４０）からなり、この気密ケーシングは、少なくとも１つの圧縮空気供給入口（４１）と、気密ケーシングを通って前記燃焼装置（３ａ，３ｂ）に接続される燃料供給管（４２）と、を有する、ことを特徴とする［１５］または［１６］記載の紡糸装置。
［１８］
外部または内部遠心法を用いる特に標準形態の装置を用い、［１］乃至［１４］のいずれかに記載の少なくとも１つのバーナー（１）を用いることを特徴とする、ミネラルウールの製造方法。
［１９］ 一定の速度において不安定な第１のタイプの炎と、前記第１のタイプの炎が継続的な燃焼を維持することを確保する第２のタイプの炎とが、前記バーナー内で生じることを特徴とする［１８］記載の方法。
［２０］ 前記バーナーの壁を冷却するために、圧縮空気で構成される冷却ガスが供給されることを特徴とする［１８］または［１９］に記載の方法。

本発明に係るバーナーの斜視図。 図１に示すバーナーの断面図。 図１のバーナーについて外部遠心法を用いる紡糸装置に収容させた形態の概略斜視図である。 本発明の燃焼装置を複数列有するバーナーの環状の構造における他の形態の断面図。 図４の環状バーナーの他の概略断面図。 本発明のバーナーの一部を形成する燃焼装置の形態であって図６ｂと関連する断面図。 本発明のバーナーの一部を形成する燃焼装置の形態であって図６ａと関連する断面図。 図６ａの装置の燃焼面を上方から見た断面図。 図６ｂの装置の燃焼面を上方から見た断面図。 図１のバーナーを組み入れたロックウール製造装置の一部を概略的に示す断面図。 図４のバーナーを組み入れたグラスウール製造装置の一部を概略的に示す断面図。

Claims (16)

1. 燃料及びオキシダントが供給される燃焼チャンバ（２）を備える内燃バーナーであって、
   前記燃焼チャンバ（２）は、閉じた第１の端部（２１）と、開口するとともにそれを通って燃料ガスが排出される反対側の排出の第２の端部（２２）と、を有するケーシング（２０）を備え、
   前記ケーシング（２０）は、２つの前記端部（２１，２２）に接続される少なくとも２つの対向する壁（２４，２５）を備え、
   このバーナーは、オキシダントと燃料が供給されてそれぞれ異なったタイプの炎を発生するように異なる構造を成す少なくとも２つの燃焼装置（３ａ，３ｂ）を、前記燃焼チャンバ（２）内であって前記閉じた第１の端部（２１）に、備え、かつ、その壁に沿って冷却ガスを導入することによりその壁（２４，２５）を冷却するシステムを備え、
   前記燃焼装置（３ａ，３ｂ）は、それぞれ、第１の面（３１）と、該第１の面（３１）と反対側の燃焼側の第２の面（３２）と、を有するボディ（３０）を備え、
   前記ボディは、一方の面から他方の面にその厚みを貫通する、複数のオキシダント供給ダクト（３３）と、前記ボディの面３１，３２に垂直なＹ軸方向の燃料供給ダクト（３４）と、を有するとともに、
   該燃料供給ダクト３４は、前記オキシダント供給ダクト（３３）に対して中央部分に位置するとともに、前記第２の面（３２）を越えて前記オキシダント供給ダクト（３３）を越えて突出する延長部（３５）を備え、
   その突出した部分には複数の孔（３６）が形成され、
   前記燃焼装置の１つ（３ｂ）において、前記オキシダント供給ダクト（３３）は前記中央の燃料供給ダクト（３４）のＹ軸に対して傾斜し、各オキシダント供給ダクト（３３）は、前記装置の前記ボディの前記第１の面に入口（３３ａ）を有し、前記装置の前記ボディの前記第２の面（２２）の表面に開口する出口（３３ｂ）を有し、
   前記入口（３３ａ）及び前記出口（３３ｂ）は、前記燃料供給ダクト（３４）の周りにおいて、前記出口（３３ｂ）によって形成される円の方が小さい、互いに異なる径の円形状に、配置されることを特徴とするバーナー（１）。
2. 前記冷却システムは、前記壁（２４，２５）の内面を前記炎から分離する冷却ガスの保護カーテンを発生するように構成されたことを特徴とする請求項１記載のバーナー。
3. 前記冷却システムは、
   前記壁（２４，２５）を貫通し、それを通って空気が流れ込むための、複数の貫通孔（２６）と、
   前記燃焼チャンバ（２）の内部にあって、いくつかの前記孔（２６）に対向して前記孔からの空気を受けるように構成されたキャビティ（２９）を形成する一方で、前記キャビティから前記燃焼チャンバ内へ空気を導くように構成されたガイド溝（２９ａ）を形成する、複数のデフレクト片（２８）と、
   を備えたことを特徴とする請求項１乃至または請求項２に記載のバーナー。
4. 前記デフレクト片（２８）は、前記ガイド溝（２９ａ）からの空気の流れが、前記燃焼チャンバの燃焼側の内側の面（２４ｂ、２５ｂ）と実質的に平行となるように、方向付けられたことを特徴とする請求項３記載のバーナー。
5. 前記ボディ（３０）は、前記ボディ（３０）の前記第２の面（３２）を越えて突出し、前記オキシダント供給ダクトの出口（３３ｂ）の一部または全部を囲む、囲い（３７）を備えることを特徴とする請求項１記載のバーナー。
6. 前記燃焼装置の１つ（３ａ）において、前記オキシダント供給ダクト（３３）は前記中央の燃料供給ダクト（３４）のＹ軸に対して傾斜し、各オキシダント供給ダクト（３３）は、前記装置の前記ボディの前記第１の面に入口（３３ａ）を有し、前記装置の前記ボディの前記第２の面（２２）の表面に開口する出口（３３ｂ）を有し、
   前記オキシダント供給ダクトの前記入口（３３ａ）及び前記出口（３３ｂ）は、前記燃料供給ダクト（３４）の周りにおいて、同じ径の円形に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項５記載のバーナー。
7. 前記燃焼装置（３ａ，３ｂ）は、
   実質的に平行六面体形状のケーシング（２０）の場合には、実質的に列に配置され、
   実質的に円環状のケーシング（２０）の場合には、円形状に配置される、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか記載のバーナー。
8. 前記燃料がガスまたは混合ガスからなり、前記オキシダントが圧縮空気で構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか記載のバーナー。
9. 複数の前記壁（２４，２５）は５ｃｍ以下の間隔で互いに離間していることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか記載のバーナー。
10. 前記ケーシング（２０）は金属で構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか記載のバーナー。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか記載のバーナーを１つ以上有する紡糸装置。
12. 前記紡糸装置は、ミネラルウールの紡糸装置であることを特徴とする、請求項１１記載の紡糸装置。
13. 前記バーナーは、収納スペース（４）内に配置され、この収納スペースは気密ケーシング（４０）からなり、この気密ケーシングは、少なくとも１つの圧縮空気供給入口（４１）と、気密ケーシングを通って前記燃焼装置（３ａ，３ｂ）に接続される燃料供給管（４２）と、を有する、ことを特徴とする請求項１１又は請求項１２記載の紡糸装置。
14. 外部または内部遠心法を用いる装置を用い、請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の少なくとも１つのバーナー（１）を用いることを特徴とする、ミネラルウールの製造方法。
15. 一定の速度において不安定な第１のタイプの炎と、前記第１のタイプの炎が継続的な燃焼を維持することを確保する第２のタイプの炎とが、前記バーナー内で生じることを特徴とする請求項１４記載の方法。
16. 前記バーナーの壁を冷却するために、圧縮空気で構成される冷却ガスが供給されることを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の方法。

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