JPH02263006A - 可燃性混合物燃焼装置と方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は長いスパンにわたって−様な熱を放出できる線
型燃焼装置に関するものであり、さらに詳しくいえば、
高い燃焼効率をもち、燃焼に必要（６〜１１） な過剰空気が最小である燃焼装置に関する。燃焼装置の
設計は、普通には、混合マニホルドの中で逆火をもたら
した、極端な運転条件の下でさえ、バーナの穴を通る火
炎の逆行を許さない。本バーナは、安定な燃焼を保ちな
がら縦軸の周りにどんな角度でも作動できる。

〔従来の技術〕

パッケージバーナ、空気流バーナ（補給空気型）すの現
在意図されている用途の場合、最大入力を実用的な高さ
に保ち、なお完全燃焼を達成する示“ こと檜、通常は好都合である。はとんどのオーブン用途
において、熱エネルギーを高熱量バーナからオープン環
境へ分配するために再循還空気装置が用いられる。すな
わち、現在の技術のほとんどのバーナにおいては、エネ
ルギーの集中放出があなければならない。

線。

現在の；年ニハーナの一例がマクソン・コーポレーショ
ン（Ｍａｘｏｎ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）によって製
作されたリノフレーム（商標）ガスバーナである。

これらのバーナは、バーナ構造の一体部分であるガス／
空気マニホルドを用いている。これらのバーナの各セク
ションは一つに組立てられるように意図されているので
、すべてのバーナの下流で必要とされるガス／空気混合
物の総量は、そのバーナのマニホルドを通過しなければ
ならない。高い混合速度が一連のバーナの初めの幾つか
のバーナを通過する混合物の分布に影響を与えるので、
これらの型のバーナ６２ｍ（７ｆｔ）及び３　ｍ　（１
０ｆｔ）より長い長さで組立てることは実際的でない。

２ｍないし３ｍの長さを超えると、バーナは加熱と冷却
の交互のサイクルの間バーナのゆがみと応力を最低限に
するために、バーナは、別々に燃料を供給されるより短
い長さ（交差−点火端板セットによって接続される）に
分割される必要がある。

また、現在の技術の線型バーナは、空気／ガス予混合物
を供給する装置に注意深く調和させられる必要がある。

現在の線型バーナに関連するその他の欠点がある。第１
は、大ていの線型バーナがガスと空気の予混合物を用い
るので、何らかの理由で火炎が混合物マニホルドの中に
逆行すると、逆火といわれる火災又は爆発が起ることが
ある。本発明の燃焼装置の開発に導いた本願発明者の仕
事は、高温環境（２０４℃ないし９２６℃）におけるメ
タンと空気及びプロパンと空気の混合物における層流及
び乱流火炎逆火の研究を含んでいた。多くの要因がノズ
ルまたはバーナポートにおいて逆火に影響を与える。逆
火は、冷却過程によるだけで大巾に制御できることが示
された。逆火を減らすために現在の線型バーナによって
用いられる方法は、バナポートを高くして用いることで
ある。高くなったポートの表面を燃焼過程の間低温に保
てば、高くなったポートの内径の外径に対する比は、逆
火に影響を与える。空所（炎の基部とバーナの表面との
間の空間）、混合物温度、及び燃料と空気の混合比もま
たメタン／空気またはプロパン／空気（ガス／空気）の
混合物における逆火に影響を与える。上のすべての要因
が逆火に影響を与え、それが広く受入れられて諸研究に
おいて実証されたが、本願の発明者はガス／空気混合物
の臨界境界速度勾配が逆火において主な制御要因である
ことを導いた。ガス／空気混合物がバーナポートまたは
口を出るときガス／空気混合物の速度が火炎速度を超え
ると、火炎は上昇する傾向金もっている。ガス／空気混
合物速度が火炎伝ばの速度よシ小さいとき、火炎はバー
ナのポートまたは口を下って逆行する傾向をもっている
。予混合型バーナにおいては、この逆行は、バーナ本体
またはマニホルドの内部に引火を生じさせる可能性があ
る。

本発明の燃焼装置は、空気／ガス混合物の速度勾配を制
御する方法を提供し、この方法は、火炎の離昇を制御し
、化学量論的燃焼、ガス／空気混合物温度及びターンダ
ウンの広範囲の割合を通して逆火をなくす。さらに１本
発明の殆どの実施例において、ガスと空気は約４２７℃
（８００°Ｆ）以上の混合物温度において燃焼可能な比
で予混合されない。

現在の技術を用いる線型バーナの場合には、直線メート
ル当りの入力（熱量）は、オーブンの長さの１７７Ｌ当
りの概略エネルギー要求量まで下けられてもよいが、全
長が２ｍないし３ｍを超えるとき、従来の線型バーナを
用いるのに他の制限がある。混合物速度がバーナハウジ
ングの本体を通って増加するとき、ガス／空気混合物の
分布が影響されて非均−な燃焼になる。これらの線型バ
ーすのそのほかの制限が長いバーナセクションを相互接
続するとき、バーナが熱膨張のために円弧状に曲がる傾
向をもっていることである。これらのバナは、さらに、
それらがガス／空気比に敏感であることで制限される。

現在の線型ノ仁−す及びパッケージ型バー　すの制限は
、必然的にこのようなバーナを用いる工業オープンの性
能を制限する。例えは、本発明の発明者は米国特許第４
．２３５．０２３号の［高熱伝達オプン」、米国特許第
４．５４６．５３３号の「放射壁オーブン及び被覆され
た物体を乾燥する方法」ならびに米国特許第４．７８５
．５５２号の「コンベンション安定化放射オーブン（エ
アラジアント（商標）オーブン）」を開発した。放射型
オーブンにおいては、燃焼のエネルギーをやや限られた
空間内で解放する従来のパンケージ型バーナが用いられ
た。このエネルギーを分配するファンを用いる方法が用
いられ、その方法はどれかの形で一様に加熱された空気
を放射壁の裏側に分配する。

「高熱伝達オープン」においては、ファンからの空気の
質量移動は、個々のパッケージバーナからの熱をよく分
配するが、「高熱伝達オーブン」の長さに基づいた多重
バーナ及びマニホルドを必要とし、これらの追加の装置
がオーブンの価格を増大する。

これらの特許によって説明された設計は、それぞれのオ
ーブンを通過する車両またはその他の物体の表面の温度
を均一に保つのに非常に効率的であるとわかったが、加
熱された空気を１放射壁」及び「エアラジアント（商標
）」オーブンの放射表面の内側にわたって分配するのに
ファンが必要であシ、通常は、多重バーナが１高熱伝達
オーフン」において必要である。これらのオーブンにお
ける望ましく、かつ有益な改良が、ファンを必要としな
いで燃焼の熱を内側放射壁表面にわたって分配できれば
、生じ得るであろう。捷た、多重バナは、燃焼の熱をオ
ーブンの長さ全体を通じて一様に放出できれば、「高熱
伝達オーブン」においてなくすことができよう。

本発明の燃焼装置の開発は、熱を米国特許第４、５４６
．５５３号及び米国特許第４．７８５．５５２号に記載
されたオーブンにおける放射壁にヒータハウス内部たは
「放射壁」モジュールの内部空胴内に循環ファンを必要
とせずに伝達できるようにする方法を提供する。また、
本発明の燃焼装置は「高熱伝達オーブン」の全長にわた
って燃焼熱を均一に分配できる。この燃焼装置は、長い
スパンにわたって燃焼のエネルギー全放出するのが望ま
しい用途又はバーナ環境の温度が非常に高くなつている
用途などの多くの用途をもっている。現在の線型バーナ
が動作長さに関して制限をもっているが、本発明のバー
ナは本質的にどんな長さの放射壁または「高熱伝達オー
ブン」をも着火できる。

長さの制限要因は、ガスまたは空気の分布によったり、
熱膨張及び熱収縮の問題に基づくのではなく、火炎が着
火点からバーナの他方の端まで伝わるのに必要な時間に
基づくであろう。本発明の燃焼装置（バーナ）は、現在
、従来の線型バーナに存在するこれらの制限及びその他
の問題を克服し本ｆ３Ａ細書に開示された追加の動作上
の利点を与える。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の一つの目的は、燃焼のエネルギーを直線経路に
沿って一様に放出できるガス燃焼装置を提供することで
ある。

本発明のもう一つの目的は、酸素のないふんいきで高温
で動作できる直線的な構成のガス燃焼装置を提供するこ
とである。

本発明のもう一つの目的は、製造許容誤差を厳密に維持
でき、しかも同時に製作費が安く、耐久性のある構造で
、動作が効率的であるガス燃焼装置を提供することであ
る。

本発明のもう一つの目的は、最低限の過剰空気で完全燃
焼を事実」−達成できる燃料を燃焼する装置と方法を提
供することである。

本発明のもう一つの目的は、燃焼装置を高温度の環境で
動作させるときでも、逆火なしに作動する装置と方法全
提供することである。

本発明のもう一つの目的は、ユニットとしてオブン内の
相当の距離にわたって伸びることのできる線型バー　す
を提供することである。

本発明のもう一つの目的は、部品に認め得る応力を生じ
させずにかなりの温度変化に耐えることのできる燃焼装
置を提供することである。

本発明のもう一つの目的は、バーナ要素を加熱したり冷
却したシするとき、バーナ要素が容易に膨張、収縮でき
る燃焼装置を提供することである。

本発明のもう一つの目的は、長いスパンにわたって−様
なターンダウンを維持できるガス燃焼装置を提供するこ
とである。

本発明のもう一つの目的は、容易に据え付は及び取シ外
しされるガス燃焼装置を提供することである。

本発明のもう一つの目的は、逆火なしに安定な燃焼を維
持しながら長手軸の周りの任意の角度で動作させること
のできるガス燃焼装置全提供することである。

本発明のもう一つの目的は、広範囲の燃焼前のガスと空
気の予混合及び燃焼の点におけるノズル混合を通して効
率的に動作するガス燃焼装置を提供することであり、こ
の範囲はノズル混合の全くない１００％予混合から予混
合の全くない１００係ノズル混合までにわたっている。

本発明のもう一つの目的は、従来の硬化プロセスからの
廃棄ガスに含まれる揮発性有機化合物を焼却できるガス
燃焼装置を提供することである。

本発明のもう一つの目的は、ターンダウンをガス圧力だ
けまたはガスの圧力と空気の圧力の組合わせのいずれか
を調節することによって達成できるガス燃焼装置を提供
することである。

本発明のもう一つの目的は、可燃性混合物をオゾンまた
は他の高温環境における高温にさらさないようにするた
めにガスと空気が独立に供給されるガス燃焼装置を提供
することである。

本発明のもう一つの目的は、空気をガスの個別流れの中
に一緒に混入し１次に不完全に混合した流れを混ぜるこ
とによってガスと空気を不完全に混合するガス燃焼装置
を提供することである。

本発明のもう一つの目的は、バーナへの定格入力をガス
オリフィスの直径を変え、対応して突気供給量を変える
ことによって容易に変えることのできるガス燃焼装置を
提供することである。

本発明のもう一つの目的は、高圧燃焼空気送風機を用い
る必要なしに、従来の遠心送風機を比較的低い空気圧力
で効率的に用いることによって動作できるガス燃焼装置
を提供することである。

本発明のもう一つの目的は、空気供給捷たは燃焼に関連
する雑音を最低限にして動作するガス燃焼装置を提供す
ることである。

本発明のもう一つの目的は、燃焼のための１次空気を吸
引するためにベンチュリーを用い、従って燃焼空気送風
機または空気マニホルドの必要をなくすことによって効
率的に動作できるガス燃焼装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

簡単に説明すると、本発明のバーナの第１実施例は、両
端で閉じられ、上板によって覆われる開放最上部を有す
る溝形の細長い縦に伸びて水平方向に配置されたマニホ
ルドハウジングを備えている。小さめのガスマニホルド
ダクトがハウジングの長さの中に縦方向に事実上全体に
わたって伸び、ガスの源から加圧されたガスを供給され
る。ガスダクトの周りのハウジングは、突気源からの加
圧空気を入れる突気供給室を形成している。ガスと空気
の両方が適当な弁によって選択的に調整される。

上板の上には、細長いＵ字形の２次突気プレナムが支え
られている。空気プレナムは、泊１１長い溝形バーナ本
体を有する燃焼装置を支持し、この本体の直立する向か
い合った壁と端が薄いウェハ状上側室を形成するように
スペーサを有する１対の並置され、間隔をあけ、平らで
矩形の内側及び外側の水平に配置された板の周辺ヘリを
受けるＵ字形の内方に開いている周辺を形成する。二つ
の板はそれぞれに間隔をあけた穴を備え、一つの板の穴
は他方の板の穴から横にずらされている。複数の縦に間
隔をあけて直立したベンチュリー管がガスダクトから空
気供給室を通って上方に伸び、２次空気室内で間隔のあ
いたガス管と一線になるように上板に接合する。ガス管
は、２次窄気室を通って伸びて、間隔の離れた場所でバ
ーナ本体の底壁の中の穴と位置を合わされる。これらの
ベンチュリー管とガス管は、間隔の離れた場所でガスダ
クトからバーナ本体のバーナ室の中にガスを供給する。

ベンチュリー管の各々の側面の中のオリフィスが空気供
給室からの１次空気を、このガスが上方にバーナ室の中
に移動するとき、ガスと混合できるようにする。下側ま
たは内側板の事実上全長の下に縦方向に伸びるこのバー
ナ室から混合物は、内側板にある穴を通過し、薄いウエ
ノ・状上側室に入る。次に、ガスと空気の混合物は、外
側板の穴を外向きに通過して、混合物が現れると燃焼す
る。

Ｕ字形２次空気プレナムの向かい合った直立部分からの
空気は、外側板の穴から出てくる可燃性混合物と混ぜる
ためにプレナム内の穴を通って外側板の上を内方に向け
られる。したがって、バナハウジング内のガス／空気混
合物は、混合物の着火温度以上の混合物温度で・・ウジ
ング内で独立に燃焼できないように、濃縮比になってい
ることができる。さらに、ガスと空気は、燃焼装置に独
立に送られるので、可燃性混合物がガスマニホルドの中
に存在しない。

燃焼装置の設計は、ガス／空気混合物（所望の任意の比
になっている）を上側板の中の各人またはバーナポート
の周りの周辺から内方に流すことができる。本発明の燃
焼装置は、バーナ板にあるバーナポートに入ってバーナ
ポー［ｒ出てゆくガス／空気混合物の速度プロフィルの
独立制御を行う。ガス／空気混合物の吐出し速度を制御
するために選択されたバーナポートの任意の直径の場合
に、平行な板の間の空間に対する寸法を選択して、バー
ナポートへの混合物の入口速度をポートの周辺の周りの
ガス／空気混合物に対する出口面積を増減することによ
って制御できる。

特定の直径を有する大寸たはバーナポートの総数を外側
またはバーナ板に対して選択できることは、ガス／空気
混合物の穴からの出口速度勾配が最大入力のときの火炎
速度すなわち火炎伝ばの速度より小さいことを確実にす
る。これは火炎がバナの表面から上がらないかまたは火
炎が安定する前にわずかな範囲までしか上がらないこと
を保証する。従って、安定な火炎をバーナのターンダウ
ン比の広い範囲にわたって維持できる。試験によって火
炎の基部をポートの直径（小さなポートの場合５．４　
ｍｍより小さい）の約７に等しい燃焼表面より上の高さ
に設定するとき、安定な燃焼を維持できることを実証し
た。穴の周辺の周りの流れ面積を平行な板の間の距離を
選択的に調節するととによって制御できるので、穴の周
辺の周りの混合物の速度は、常に最小入力のときの火炎
速度より大きくすることができ、このことが火炎の逆行
、従って逆火が起ることを防止する。

上に説明した実施例においては、燃焼用の２次空気が上
側板の両側から空気プレナムのポートを通って内方に送
られ、ガス／空気混合物ヲノ＜−すのバーナポートで混
ぜ合わせる。この設計は、燃焼のための過剰空気を殆ど
必要とせす、そのことが間接着火熱伝達装置におけるバ
ーナの効率を大きくする。この主な実施例は、第２の実
施例に示されるように、ガスだけを燃焼装置に送り、す
べての燃焼空気を空気プレナムを通して供給するように
容易に改造できる。

第３の実施例においては、第１の実施例におけるように
各々がずらされている穴全有する二つの間隔’に６けた
板を支えるガスノ・ウジングがガスだけをマニホルドか
ら受ける。このガスノ１ウジングは、二つの間隔をおけ
た穴のあいた板をやはり支える上側空気プレナムの中に
受けられ、上側板は燃焼表面捷たはバーナ表面を形成す
る。空気プレナムの間隔をあけた板は５間に混合室が形
成されるようにガスハウジングの間隔をあけた板の上方
に配置される。ガスハウジングを通って流れるガスは、
ガスハウジングの２枚の板の表面の上に均等に分布され
てガスが空気プレナムから送られる空気と混ぜられる混
合室の中に入る。空気プレナムの上側及び下側板は、最
初の実施例のバーナハウジングにおけるものと同じ機能
を果す、すなわち、それらは出口速度と独立にバ・−ナ
ポートへのガス／空気混合物入口速度を制御するのを助
ける。

第４の実施例においては、ガスが入口ガスマニホルドを
通って、構造と機能が第１の実施例のハウジングと本質
的に同じであるバーナハウジングに送られる。この実施
例における主な違いは、燃焼空気がベンチュリを通るガ
スに混入されることである。この実施例は一土だ、間隔
をあけた平行な板を用いることによってバーナの穴を通
る火炎の逆行を防止するために働く。この設計は、空気
マニホルドをなくしているので、バーナラ動作させる環
境は、燃焼のための酸素を含んでいなければならない。

第５の実施例が燃焼可能な比のガスと空気を予混合する
ガス／空気マニホルドを用いる。予混合ガス及び空気は
、次に、最初の実施例のものと本質的に同じであるバー
ナハウジングに送られる。

上述の各実施例及びそれらの変形において、平行なバー
ナ板がバーナの穴に出入ジする混合物の速度勾配を制御
するのに用いられている。

本発明のその他の目的、特徴及び利点は冷付図面と共に
行う以下の説明から明らかになるであろう。

〔実施例〕

本発明を例示するために選ばれた実施例を詳細に説明す
ると、第１図の数字ｌＯは底壁１２及び１対の向かい合
った直立側壁１３をもっている細長い縦に伸びる水平に
配置された溝形マニホルドハウジング９を備えている混
合物マニホルド組立体１１を有する燃焼装置を総括的に
示している。

マニホルドハウジング９の両端は、壁２６のような端壁
によって閉じられている。側壁１３及び端壁２６のよう
な端壁の上縁は、底壁１２に平行かつ上方にある水平面
内に周辺を形成するフランジ１４のような上向きに突き
出たフランジを備えている。上板１５は、縦方向に間隔
をあけた穴１７の二つの平行な外側列と縦方向に間隔を
あけた穴１６の中央列とを備えている。中央列の穴１６
の下及びマニホルドハウジング９の範囲内に縦にマニホ
ルドハウジング９の長さに事実上全体にわたって伸びる
ガスダク）ｔたはガスマニホルド１８の上側壁２０は、
ガス穴１６と垂直にそれぞれ位置を合わせられている複
数の間隔のあいたオリフィス１９を備えている。各ガス
オリフィス１９は、外ねじを切られかつガスオリフィス
１９の中にねじ式に受けられることができるように六角
頭を備えたガス絞９手段７のようなガス絞り手段を備え
ている。ガス絞り手段の大きさを変えることによって、
絞り手段を通過するガスの量を望むように変えることが
できる。

空気ヲマニホルドハウジング９の空気室２４に吐出すよ
うに遠心送風機２７がマニホルドノ・ウジング９の端壁
２６に取り付けられて、燃焼装置を通る空気の源となっ
ている。この送風機２７は、空気を外部源から適当なダ
クトへマニホルドハウジングを通して所望の場合に送る
ためにノーウジング９の外に取り付けることができる。

複数のベンチュリ管または混合管２１が各絞シ手段７の
上に取り付けられて、ガスマニホルド１８の上側表面２
０から上方に伸びておシ、これらの混合管２１はそれぞ
れ上端で上板１５にあるガス穴とそれぞれ通じている。

各ベンチュリ管２１の中間部分にオリフィスまたは開口
２２がある。ベンチュリはまたガスダクトまたはガスマ
ニホルドを支持する機能を果している。

ガスマニホルド１８、ベンチュリ２１及び上板１５は、
第３図に示されたように配置され、一つに溶接されてい
るのが好ましいが、マニホルド１８からオリフィス１９
及び１６を通るガスの流れを考えて、当該技術で周知の
任意の慣用の手段によって結合できる。ベンチュリ管２
１は、のど２３のところに空気オリフィス２２のあるベ
ンチュリの形にすることができるが、ベンチュリ管２１
はまた向かい合わせの穴を有する円筒形にして、なお詳
細をあとで説明するように、所望の機能を達成できる。

したがって、これらの要素を連通ずることによって加圧
された空気を含み、かつガスマニホルド１８及びベンチ
ュリ管２１の中に入っているガスから分離されている空
気供給室２４ができる。ガスを絞り手段７を通して方向
づけるとき、ガスはオリフィス２２を経てベンチュリ管
２１の中に入る空気を引ずつでその空気と混合する。

ガス取入口継手及びガスマニホルド１８の端キャップを
含むガス配管継手（図示なし）及び遠心ファン２７の壁
２６への取り付は要素は、当該技術で周知であるのでこ
れ以上ここでは説明しない。

底壁３０及び横に伸びるフランジ３２に終る側壁を備え
た直立のＵ字形すなわち溝形外側ハウジング２９を有す
る空気マニホルド又はハウジンク２９が上板１５によっ
て支えられている。底壁３０は、上板１５の空気穴１７
と位置が合っていて、その穴よシ直径が小さい空気穴３
３を備えている。

壁３０にある小さい方の穴３３は、その小さい穴３３が
プレナム２８への適当な空気の流れを得る大きさを限定
するように、マニホルド１１の上板１５にある空気穴１
７と重なる。穴３３の直径は、上板１５と底壁３ｏとの
間に薄い座金捷たは穴あき板（図示なし）を挿入するこ
とによって小さくすることができ、それによって穴３３
ｆ：通る空気の流れを少なくする。壁３ｏは捷だ、それ
ぞれに穴１６と通ずる間隔をあけた中央に配置された縦
列のオリフィス３４を備えている。空気マニホルド２８
には壕だ、底壁３６及び横方向に伸びるフランジ３８に
終る向がい合った直立側壁３７をもった直立するＵ字形
すなわち溝形内側ハウジンク゛３５がある。フランジ３
２は５向がい合った内側壁３７が向かい合った内側壁３
７が外側壁２９がら内方に間隔をあけ、また底壁３６が
壁３ｏがら第３図に見られるように間隔をあけて、両端
で閉じた空気プレナムオたは室３９を形成するようにフ
ランジ３８を支えている。

フランジ３２及び３８は、恒久的取り付けのために溶接
もしくはリベットで付けるかまたは所望の通りにボルト
または他の取り外し可能な手段によって固着できる。壁
３６は、それぞれオリフィス３４と位置の合っている複
数の間隔をあけた中央穴４０を備えている。６管４１が
、それぞれオリフィス３４を取り囲み、かつオリフィス
３４と穴４０を接続し、その結果それらの間に通路４２
を形成するように壁３０及び３６に溶接される。

空気マニホルド２８の各側面にある内側壁３７の上側部
分に沿って間隔をあけた燃焼空気ポートｔたは２次空気
吐出しポート４３がある。間隔の離れた２次空気吐出し
ポート４３は、内側壁３７の全長に沿って向か合った関
係に作られている。

ハウジング３５の底壁３６には、バーナハウジング４４
が支えられている。バーナハウジンク′４４は、穴４０
とそれぞれ位置の合っている縦に間隔をあけた中央穴４
．６のある底壁４５を備えている一管４１は壁４５ｊで
伸びると共にそれらの上段でオリフィス４６の周辺の周
シで壁４５に溶接される。ハウジング４４はまた、向か
い合った直立する側壁４７及び内方に開いてＵ字形をし
た保狩周辺枠４８に終る端壁（図示なし）を備えている
。

じゃま板４９が壁４５の上側に付けられて、じゃま板４
９の頂点５０がオリフィス４６の各々を横切って伸びか
つ湾曲腕５１が第４図に示すようにハウジング４４の縦
方向に伸びている。

保持枠４８の中に二つの並置された矩形の間隔をあけた
平らな金属の平行な板が受けられ、下側板５２及び上側
板またはバーナ板５３から成っている。板５２及び５３
は板５２及び５３の各側面に沿って置かれるのが好まし
いスペーサＳによって間隔ケあけた関係に保持されてい
る。したがって、板５２及び５３は、板の全長に沿って
平行で間隔をあけた関係に保持されている。周辺の保持
枠４８は、ハウジング４４の開放上端を閉じる２枚の板
５２及び５３を保持している。板５２及び５３が加熱さ
れると、それらの板は、枠の中に膨張し、板が冷えると
板は枠４８から少し引っ込む。

第５図に最もよく示されているように、下側板５２は、
１対の等しく間隔をあけた穴５４の縦方向に伸びる列を
あけられている。上側板５３は、２列の穴またはバーナ
ポート５５を備えている。

同様に穴５４及び５５が千鳥形配列されており、すなわ
ち、穴５４に入るガスまたはガス／空気混合物が穴５５
に入る前に板５２と５３の間で室５６の中に横方向に移
動しなければならないように互いにずらされている。板
５２及び５３は、向がい合って並列に配置された平らで
平行で細長い矩形の金属部材であり、それらは約２０ゲ
ージと約１１ゲージの間のステンレス鋼薄板で作られ、
穴゛またはバーナポート５５の中心間の距離が約１２７
朋（＋インチ）で穴５４の中心間の距離が約２５４ｍｍ
であり、板５３の中にポート５５があるとき、内側板５
２が穴５４の数の約半分をもつようになっている。

板５２と５３の間の空間またはウェハ状の薄い室５６は
水平寸法Ｙと垂直寸法ＸＶもっている。

寸法Ｙは、一定で１％定のバーナに対して調節できない
が、寸法Ｘは、異なる寸法のスペーサｓを用いて変える
ことができる。

ハウジング４４と壁３５の間には横向きのそらせ板５８
に終り、内方に伸びる細長い上方に伸びる空気じゃま板
５７が取り付けられている。

第３図において、マニホルド２８及び混合物マニホルド
組立体１１は、取り付はブラケット５９、ボルト６０及
びナツト６１によって一つに固着されている。しかし、
マニホルド組立体１１及びマニホルド２８がクランプま
たはその他の取り外し可能な手段などの任意の所望の手
段によって結合できることは明らかである。ガスケット
（図示なし）を上板１５と壁３００間に置くことができ
る。

オリフィス１７のところの低い空気圧力（通常は３．８
ｃｍ水柱より小さい）及び管４１の中のガス／空気混合
物の低い圧力のために、上板１５と壁３０が正しく一緒
にはまる限り、ガスケットなどを組込むことは絶対に必
要なわけではない。

ダクト１８の中の入力ガス圧力は、当該技術において周
知の任意の従来のガス弁手段（図示なし）を用いて選択
的に調節できる。同様に、室２４の中の空気圧力は、当
該技術においてこれも周知であるように、遠心送風機２
７を制御することによって選択的に調節できる。

動作について説明する。ガスはガスマニホルド１８、ベ
ンチュリまたは混合管２１を通ってバーナハウジング４
４のバーナ室の中に送られる。同時に、送風機２７は、
空気をマニホルド組立体１１の空気供給室２４を通して
送る。空気は穴１７及び３３を通り、空気プレナム２８
の２次空気室３９の中に移動する。マニホルド組立体１
１の中の空気圧力が一定の場合、ポート４３に供給され
る燃焼空気の量はオリフィス３３の直径によって制御す
ることができる。空気プレナム２８の長さ全体にわたる
分配を確実にするために、オリフィス３３をよぎる圧力
降下を考慮する必要がある。空気プレナム２８からの２
次空気は、２次空気ポート４３を通過し、最終的に燃焼
のためにバーナポート５５の近くでガス／空気混合物と
混ぜる。所望ならば、取シ除くことのできるじゃま板５
７が、上側板またはバーナ表面５３を横切って水平方向
に空気を向け、細大のときに火炎の安定性に影響を与え
る可能性のある空気が表面５３に直接当たることを防止
する。

混合物マニホルド組立体１１がガスと空気を燃焼のため
に独立に送出するが、ガスとバーナハウジング４４に入
る燃焼空気の一部分との制御された量の予混合がガスマ
ニホルド１８からバーナハウジング４４に導く各ベンチ
ュＩＪ　４たは混合管２１の中で達成される。空気とガ
スとの予混合の量は、混合管２１の壁を通るオリフィス
２２の大きさによって制御される。混合管２１は、のど
２３にある空気通路をもったベンチュリにすることがで
きる。混合管２１のオリフィス２２は、混合物マニホル
ド組立体１１の中の空気圧力にさらされるので、マニホ
ルド組立体１１と混合管２１との中の圧力差によって空
気の流れが起る。しかし、マニホルド組立体１１の中の
空気圧力が一定のままである場合、吸込１れる空気の量
は、混合管２１の中のガスの速度が増すにつれて大きく
なる。ガス圧力を大きくするにつれて、比例する量の空
気が混合管の中に吸込まれ、ついにはバーナハウジング
４４の中に入る。ベンチュリ型の管が多分空気をより効
率的に吸込むが、燃焼装置１０は混合管２１の壁が円筒
形でもよく作動する。混合管２１への空気の供給は、正
の圧カケ加えられているので、ベンチュリの形は空気が
正の空気圧力へ空間から吸込才れる場合はど重要でない
。各混合管２工に入る空気の量は、マニホルド組立体１
１の中の空気圧力、オリフィス２２の総面積、及び犬き
くなった速度でオリフィスからガス圧力をもって吐出さ
れるガスの吸込み作用の効果によって左右される。

オリフィス２２に入る空気の圧力を一定にすることに利
点がある。ガス圧力が下げられると、オリフィス２２の
直径を固定した場合、空気のガスに対する比は好ましい
実施例においてバーナが絞られるにつれて増加する。こ
れは混合管２１の吸込み作用と関係なく一定流量の空気
が存在するので起る。したがって、ガス入力が減らされ
ている間、混合管２１に供給される空気は、同じ割合で
減らず、空気対ガスの比が増加し、細太における火炎安
定性をよくする。

次に、ガス／空気混合物がバーナハウジング４４に管４
１を通って入る。じゃま板４９は、ガス／空気混合物の
流れをハウジング４４の内部で縦に均一に分配する。次
に混合物は下側板５２の穴５４に入り、板５２と５３の
間の薄い室５６の中に横方向に移動し、バーナ板５３の
穴５５の中に入る。

バーナ板５３は、燃焼表面−またはバーナ表面を構成す
る。板５２と５３及び片寄せた穴５４と５５の配置は穴
５５を通り板５２と５３の間の室５６中に入る火炎の逆
行をすべて防止するように動作する。火炎の逆行と続く
逆火は、ポート５５に入るガス／空気混合物の速度を制
御することによって防止される。しかし板５３からの火
炎能弁はホト５５に入る混合物の速度を制御することに
よって防止できる。

ガス／空気混合物は、ポート５５０周辺長さ及びスペー
サＳの厚さに基づいた速度でポート５５に入る。各ポー
トの流れ面積は（π）×（ポート５５の直径）×（寸法
Ｘ）に等しい。スペーサＳの厚さ（寸法Ｘ）は常にポー
ト５５の直径÷４より小さい必要がある。

すべてのポート５５の（合計周辺長さ）ｘ（板５２と５
３の離間距離（寸法Ｘ））［よって決められるガス／空
気混合物の合計流れ面積は、燃焼装置１０の最低動作入
力における火炎伝は速度を超えるポート５５の周辺入口
における速度を作る。

前に検討したその他の要因が火炎の消えるのに影響を与
えることがあるが、この点における速度勾配のプロフィ
ルが常に火炎伝は速度よシ大きく保たれれば、火炎の逆
行が防止される。これらの条件が満たされるとき、燃焼
装置１０ば、火炎逆行による逆火を起こすことができな
い。

火炎の安定性、すなわち確立されて、脈動したり消えた
シすることなく一定の燃焼速度で燃える火炎前面を保証
するためには、すべてのポート５５の合計断面積は、強
火のときの吐出し速度が火炎伝は速度に等しいか又はほ
とんど等しくなってい・ることかできるようなものにす
ることができる。

しかし、ポート５５の吐出し口の混合物速度が火炎伝は
速度より絶対的に小さくなるようにバーナの安定度を達
成することが不可欠ではない。ガス／空気混合物が穴５
５から直ちに発散するために。

安定な燃焼が穴５５の上方のわずかな距離の範囲内に形
成された火炎の基部で起りうる。この空所（プツトスペ
ース）もまた、逆火を防止するのに寄与する要因であり
うるが、このバーナは逆火を妨げるために空所に左右さ
れない。ポート５５のすべての流れ面積は、火炎伝ばの
速度より小さい出口速度を作る量にすることができ、ポ
ート５５の入口における周辺の周りのガス／空気混合物
の速度がさらに高くなった場合にもなお逆火を防止する
であろう。ポート５５の吐出し口からのガス／空気混合
物速度が火炎伝ばの速度より大きい必要はないが、ノ仁
−す設計の消炎能力のために、実際の用途では、低い着
火速度のときを除いてポート５５からの速度は、通常、
火炎伝ばの速度より高い。

ポート表面５３からポート５５の直径の十の距離におい
て、発散角が４５であると仮定した場合、（これは薄い
オリフィスであるということから妥当である）混合物の
流れ形状の直径は、ポート５５の直径の２倍になるであ
ろう。これは明らかに実際のポート５５の面積の４倍の
断面積の混合物の流れ形状を生ずるであろう。−例とし
て、　３．１７５ｍｍ　（ｏ、　１２　ｓインチ〕のポ
ート５５の直径が選択されれば、ポート５５０面積は０
．０７９１７ば（００１２２７平方インチになろう。し
かし、ポート５５０丁度１、６　ｍｍ　（πインチ）上
方では、流れの面積は、０．３２２０ば（０，０４９０
９平方インチ）、又はポート５５の面積より４倍大きい
。バーナの最大燃焼速度のときに、少なくともｌ、　６
　ｍｍ　（πインチ）の空間が火炎の基部とポート表面
５３との間に存在することが望筐しい。試験によってポ
ート５５と接触する火炎に対する計算直径の十のポート
５５の直径が用いられるとき、完全で安定した燃焼が達
成されることが実証された。

混合物速度を計算するとき、温度の上昇による混合物の
膨張を考慮しなければならない。混合物のこの温度上昇
は、燃焼装置が運転され、試験によって容易に決定され
るか又は熱伝達理論を含む計算によって近似することの
できるであろう環境温度とともに変化する。また、オリ
フィスの吐出しの係数は、オリフィスの直径を計算する
のに考慮されなければならない。純粋な学問的興味を満
足させるためには、すべての理論的流体流れの変数が考
慮されるかもしれないが、実際問題としては、ガスバー
ナの設計は、正確な科学ではない。

設計において、火炎の逆流が絶佳に防止され、燃焼装置
１０が完全燃焼を達成するために、過剰空気なしで動作
できるならば、バーナ表面５３に関する火炎の基部の正
確な位置は、本発明の燃焼装置１０において臨界的では
ない。したがって、ポート５５の直径を決めるのに巾が
ある。すなわち、燃焼装置１０の性能は、火炎の基部が
バーナ表面５３に接するか又は火炎が安定であり、火炎
が消える範囲まで能弁しない限シ、表面５３よシ上に確
立されればどんな観測量によっても影響されない。

燃焼装置１０の融通性を立ｉ正するためには、燃焼装置
１０の長さの３０ｃｒｎ（１フイート）当り板５３の中
に３、ｌ　７５　ｔｒｒｍ　（０，１２５インチ）の直
径のポートを４８個、そして燃焼装置の３０σ（１フイ
ート）当シ板５２の中に３１７５朋（Ｑ、１２５インチ
）の直径のポート５４ｉ２４個、板の間の間隔を０．５
１　ｍｔｔｒ　（０，０２インチ）の（寸法Ｘ）にして
用いる試験バーナがマニホルド２８の最大空気圧力、２
５．４　謁水柱、で１６．５３４　ｋｃａｌ／ｈ／ｉｎ
（２０，ＯＯＯＢＴＵ／ｈｒ、　／ｆ　ｔ　）ないし３
３，０６８ｋｃａｌ／ｈ／ｉｍ　（４０，ＯＯＯＢＴＵ
／ｈｒ、　ｆ　ｔ、　）の最大入力の範囲内でよく作動
する。計算及び試験は、（寸法Ｘ）が１．２７　ｍｌ１
１（０，０５インチ）まで大きくされる可能性があり、
バーナの逆火がなお絶対に防止されることを示した。

もう一つの試験バーナにおいて、板５２に含まれるポー
ト５４の数は３．１７５朋（０，１２５インチ）の直径
のものを２４個のままにされ、板５３に含１れたポート
５５の数は、４８個のままにされたが、ポート５５の直
径は０．６３５　ｍｍ　（０，２５インチ）に縮小され
、なお良好な試験結果を得た。

まとめると燃焼装置１０を本発明のオーフンを加熱する
のに用いるとき、以下のことは火炎の逆行なしに安定な
火炎をもたらす空気及び空気／ガス混合物の流れ面積の
寸法の範囲ならびに空気及びガス圧力の範囲である。

混合管２１の直径　　１２．７〜３１．８＋＊ｍ（６１
１のバーナ）混合管のオリフィス２２ 空気オリフィス３３ ０、　Ｏｆ）−２，４９ｍｍ　（６１１のバーナ）１１
．１１〜１７．４６朋（６１ａのバーナ）ガス圧力 空気圧力 ターンダウン比 ５．０８〜５０．８１＋１ｌｌｌＡｑ １０．２〜３８．１　ｊ＋ｉ＋Ａｑ 外側板と内側板との間の圧力降下は２枚の板を通る速度
に左右されるので、オリフィスの大きさ及びバーナの熱
量入力に左右される。しかし、この圧力降下の範囲は、
外側板５３のバーナポート５５における圧力降下に対し
て約００５龍水柱ないし約４８群水柱であり、その範囲
は内側板５２の穴５４に対しては約０．０５　ｍｍ水柱
ないし約９朋水柱である。

燃焼装置１０のオリフィスの上の寸法及び圧力は、限界
を表わしているのでなく、オーブンのための熱源を与え
る用途において、よく作動することを試験によって実証
された寸法の範囲ケ示している。内側板５２における圧
力降下は、１０龍水柱を超えてはならず、外側板５３に
おける圧力降下は５朋水柱を超えてはならず、一方両方
の板５２及び５３における合計圧力降下は１５ｍｍ水柱
を超えてはならない。板５２又は５３の厚さは、約０２
５４闘から約１５２朋である必要がある。穴５４と５５
の直径の範囲は、約１．６　ｔｎｍから約６４龍１でに
することができる。

試験された入力の範囲は、はとんどのオーブンの要求条
件に適当なものより大きい。−例として、３０５ｍの長
さのオーブンの合計熱負荷が７５６ρ００ｋｃａｌ／ｈ
であれば、例えは、２４，８００　ｋｃａ　Ｉ／ｈ／ｍ
の最大入力をもった燃焼装置１０を用いることができた
。燃焼装置１０をオーブンの両側に用いれば、最大入力
は、加熱の間は、１，５１２，０００ｋｃａｌ／ｈであ
り、そのとき燃焼装置１０は、６対１のタンダウン比に
して、１２，４００　ｋｃａｌ／ｈ／ｉｍ　　の中間範
囲捷で入力を調整して下げる。燃焼装置１０はさらにコ
ンベア停止又はプロセスの減速に順応するためにオーブ
ンへの総入力を２７８，０００　ｋｃａ　Ｉ／ｂに調整
１１・　　　　　　　　　　　　　　未燃焼装置１０は
、最小の過剰空気（１２％〆満）で完全な燃焼を維持す
ることができる。前述のように、本発明の重要な特徴は
、入力の開側ｊをガス圧力だけを調節するようにガス弁
（図示なし）を操作して達成できる。燃焼のだめの空気
圧力は、ターンダウンの間変えられたり、下げられたり
する必要はない。この特徴は、副側１設計を簡単にし、
同時にバーナの長さ全体にわたって分布をよくするのを
確実にするように空気マニホルド２８の中の圧力を一冗
にすることができるようにする。燃焼装置１０への入力
を細めるとき、ポート４３からの空気の吐出しか一定な
ので、過剰空気がタンダウンの間燃焼装置１０に供給さ
れる。・ある用途において、過剰空気が燃焼装置１０の
動作効率を下げるならば、空気の供給もまだ一定の燃料
／空気比を保つように調整でき、このことはすべての動
作入力において最少の過剰空気を保証する。

燃焼装置１０をそれの最高定格入力で又はその近くで平
常運転をする間、火炎の基部がバーナ板５３の上方でじ
ゃま板５７の７ランジ５８の下に確立される。火炎はじ
ゃま板５７の周りに現れ、燃焼に必要な残りの空気がポ
ート４３を通して供給される。バーナの幾何学的形状に
よって作られる混合効果はかなり短い火炎長さで完全な
燃焼が起ることができるようにする。

燃焼装置１００１ｍ当りの入力がその用途によって決め
られる。例えは、３０ｍの燃焼装置１０をオーブンの各
側に用いて１，４８１，７６０　ｋｃａｌ／ｈ　　のオ
ーブンへの全熱入力（又は熱伝達効率を考慮に入れたの
ちバーナ長さの２４，８００　ｋｃａｌ／ｈ／ｉｎ）を
生ずることを決めれば、燃焼装置１０の最大入力が確立
される。燃焼装置工０は、６対１のｋｃａｌ／ｈｈター
ンダウン比に対して設計される。試験は燃焼装置１０が
このターンダウン比において安定で完全な燃焼を達成で
きることを実証した。

マニホルド１１の中に入っている混合管２１の中で予混
合するために吸込まれた空気の量は、実験から求められ
た。せいぜい、ベンチュリ又は混合管２１への入口にお
ける空気圧力がバーナ表面５３における空気圧力と同じ
であるとき、ベンチュリ又は混合管２１を理論的に設計
することが困難なだけである。しかし、空気がより高い
圧力（２５，４ｔｎｍ水柱はど低いときでさえ）にある
とき、全吸込空気を理論的に予測することはほとんど不
可能である。混合管２１に入っている空気ポート２２の
直径は、試験作業において０．０３９６ｄの合計面積か
ら０．０６．ｌｓ”まで変えた。実際には、燃焼装置１
０の第２の実施例においては、混合Ｍ（２１の中に全く
空気が導入されない。しかし、いくらかの予混合物を用
いることが決められたとき、試験を行う対象となった管
２１の中へ空気を入れる最小のオリフィス２２は、二つ
の１．６　ｔｎｍ直径の穴であった。１６，５３４　ｋ
ｃａｌ／ｈ／ｉｎ　ないし３３，０６８ｋｃａｌ／ｈ／
ｉｍの強火におけるバーナ入力の範囲において、よい結
果がポート２２に対する０、３２Ｍの合計面積で達成さ
れた。

ガスと予混合する空気を導入するために１２７朋水柱と
３８１闘水柱の間のマニホルド組立体１１の空気圧力で
混合管２１ののどにある約０３２ｄの穴２２の面積を用
いて燃焼装置１０について行われた試験において、燃焼
装置１０は、完全燃焼して安定な状態で動作する。予混
合用の空気の約３０％ないし６０％は、これらの条件の
もとに供給され、より大きな比の燃焼用空気が前に説明
したように燃焼装置１０への入力を減らすとき供給され
る。

オリフィス２２を通る予混合空気を供給するのに必要な
空気圧力を決定するため及びバーナオリフィス５５を通
る圧力降下を決定するためには、オリフィス又は穴を通
るガスの圧力差及び速度に関する式は次の通シである。

こ＼で、 ■＝速度（ｍ／ｓ） ！＝重力の加速度　（９，８０ｍ／５ｅｃ２）ΔＰ＝圧
力差　　　　（Ｋ９／ｍ”） ρ＝原流体密度　　（Ｋｙ　／　ｍ’　）燃焼装置の設
計のだめに、圧力の単位をｍ水柱で表わすのがもつと有
用である。そのとき式は、次のように書くことができる
。

こ＼で、ΔＰは、ｃｒｎＡ　ｑで表わされ、他のすべて
の単位は式１における才＼である。ガスの混合物（メタ
ンと空気など）の性質を考慮するだめの式における密度
を大気圧に対する普遍気体方程式で置換えると、式は、
次のようになる。

■＝速度（ｍ／／５ｅＣ） ΔＰ＝圧力差（ｃｔｎＡｑ） Ｒ二気体定数 Ｔ＝湿温度宝） どれかのガスに対する気体定数は、普遍気体定数をガス
の分子量で割ることによって得られる商である。

大気圧（すべての計算が縮まない流れに基づいているの
で）及び１ｔｒ？の空気又は混合物（式１の密度がＫｙ
　／　ｍ’であったので）の場合。

定数を結合すると ６゜ こ＼で、■ ０．４３５６Ｊ四〒 ■−気体定数 ｍ−ガスの分子量 メタンと空気などのガスの混合物において、割合は既知
であるか、又は測定できる。加重平均分子量（見掛けの
分子量）を計算してもよく、Ｒから力ゝパ 得られた凡のイ直居合物に適用するために８４．７３／
ｍに等しい。メタンの分子量は１６．０４３、プロパン
の分子量は、４４．０９７　、空気の分子量は２８．９
７である。気体定数Ｒは、空気とメタン及び空気とや プロパンのどの混合物に対してｉ土葬できる。

オリフィスにおける圧力降下を求めるためには弐６を次
の形に書きかえることができる。

こ＼で Ｐ＝一つのオリフィス又は一連のオリ フィスにおける圧力降下（ｃｍＡｑ　）■−一つのオリ
フィス又は一連のオリ フィスを通る速度 Ｒ−気体定数 Ｔ−温度（■０ 流れの簡単な式と組合せた上の各式は、バーナ計算のほ
とんどを遂行できるようにする。

Ｖｏ＝　（Ｖ　）　（Ａ　） ■。一体積（ｍ’／ｈ） Ｖ−速度（ｍ　／　ｈ　） 八−面積（−） 以下の計算は、代表的燃焼装置１ｏの設計の例である。

強火における燃焼装置１ｏへの入力 は９１４４　ｋｃａｌ／ｍであること、−混合管２１の
オリフィス２２は、試 験に基づいて０．３２４ｄであること、ν、 一燃焼空気温度は６５．６℃であるー ー子混合量は、理論的空気（化学量論 的空気）の３０％（試験による）で り、 あセ。

一バーナポート５５より上の空所はポ ート５５の直径の％であること、 。　　リ、 一混合物の発散角度は、４５である。

燃焼送風機、２．５４ｃｒｎ静圧力を用いること、 とする。

強火において、空気／ガスの混合比は、マニホルド組立
体１１の圧力が一定なので、弱火における比を超えない
。したがって、比が一定のま＼で乍１十　　　牙り は ガス＝　０．８５　ｍ’　／　ｈ 空気３０％予混合一２．５５ｍ’／ｈ 合計混合物＝３．４０ｒｒ？／ｈ 燃焼に必要な空気、メタンの火炎速度及び天然ガスの発
熱量は、当業者に周知であるか、又は燃焼についての参
考書を調べることができる。室３９の中の空気が２．５
４σＡｑの静圧であるとき、混合管２】にあるオリフィ
ス２２の直径は、速度＝　０．４３５６　ｆｉ石Ｗ Ｏ，４３５６ｖ／７πｍ−ｉ扉面 ＝　２１．８５　ｍ／ｓ 体積＝（速度）（面積） ＝　（２１，８５ｍ／ｓ　）（０，００００３２４ｉ）
（３６００ｓ／ｈ）＝２．５５ｍ’／ｈ フランジ入口のだめの妥当なＣＤ（吐出し係数）０５で
ある。したがって、 ＝　（０，５）　（２，５５ｐｒｔ／ｈ　）＝　１．２
７５ｒｒ？／ｈ　　（６ｏｃ＃＜−ナの場合）０．６３
７ｉ／ｈ　　（３０ｃ＃＜−すの場合）密度を修正する
と ０．６３７（刊÷） ０．５４３ｔｒ？／ｈ／　（燃焼装置の３０ｃｍ）弱火
における入力が１２６０　ｋｃａｌ　　で３０％の予混
合の場合に１．３９−空気／ｍを必要とするので、１．
７８−の空気は空気比を３８％に増大し、これは、計算
が３０％の予混合に対してなされれば、逆火を防止する
のに安全側にある。

０、４６　ｍ　／　ｓの火炎速度において、バーナ表面
５３の上方ポート５５の直径の半分のところでの混合物
の速度は、強火のとき０．４６　ｍ　／　ｓより小さい
ことが必要である。

したがって、 ０．００２８２ｍ” 又は ＝　２　８．２　ｔｙｔｔｌ’ 合計４８個のオリスイスに対する１、２７ｃｒｎの中心
間距離にある２列のオリフィス５５の間隔を用いて、 直径の％のところにある 各オリフィスの上方の面 積） したがって、 板５３にあるオリフィス５５　０．５８８＝−＝０．１
４７０Ｉｌｌ の面積　　　　　　　　　　　　４ 実際の流れ面積を得るために０．８５のＣＤを用い決め
るために Ａ＝合計オリフィス円周×（寸法Ｘ） 合計円周＝（４８）（１，４９６） ＝７１．８０ｃｒｎ したがって ＝＝０．０００６５３９ｍ 二０．０６５３９（１） 強火のときの板５３を横切る速度を計算すると、各日の
面積の表から０．１７８１７７１１Ｚ’の面積と１４９
６（１）の円周を有する直径０．４７６　ｃｍ　（３／
１６インチ）を選ぶ。

逆火を防止するために板５２と５３の間の空所を＝＝　
ｔ　ｓ　０．６　ｃｍ／　ｓ ｌ、　５０６　ｍ／　ｓ 試験に基づいて板５２を横切る速度を計算するときには
、板５３と同様に流れ面積の％を板５２において用いる
ときよい結果が得られる。したがって、板５２のオリフ
ィス５４を通る速度は３０１ｍ　／　Ｓとなる。

板５２を横切る圧力降下を計算すると ０．０００４６１ｉ ＝＝　２．８２　ｍ／ｓ　ｅ　ｃ ＝０．０３６４キＡｑ 註：混合物に対するＲは３２９であると決められた。

板５３を横切る圧力降下を計算すると ＝　０．００９１　Ｃｍ、ＩＡ　ｑ 強火におけるすべてのオリフィス５ る速度と圧力降下を計算すると、 ５０周辺を回 ＝　ａ、　２０　ｔｙｎ）ｉｈ　ｑ 燃焼に必要な２次空気のための空気オリフィス１７の直
径を計算すると、 合計空気＝（０，８４−ガス）　（１０ｒｒ？空気／Ｒ
ガス）＝８．４−空気／ｈ １２％過剰　１．０ぜｉｈ 合計空気　９．４ｍ’／ｈ １次空気　２．５４ｍ’／ｈ ２次空気　６．８６靜／ｈ Ｖ＝０．４３５６　（２，５４８２，９２）（３３９）
Ｖ　＝　２１．８５ｍ／５ｅｃ＝７８，６６０ｍ／ｈｒ
ｂ＝Ｏ，０００１０２ｍ’ １．ｏ　２ｃｎｒｉ”／　（燃焼装置１０の３０ｃｍ）
したがって、６ｏＣｒｎ（２ｆｔ）の燃焼装置に二つの
１．１５ｃｒｎ（２９／６４インチ）直径のオリフィス
を用いる。上記の計算は、オリフィスの直径や流量など
の検討した設計変数を決めるのに必要な計算を例示する
ことだけを意図している。当業者は、これらの変数を決
める種々の方法のあることを理解している。

本発明のバーナは、板５３にあるポート５５へのガス／
空気混合物入口及び出口速度を制御することで完全な柔
軟性を与えるが、ガス／空気混合物の速度がポート５５
の吐出し口のところ又はその非常に近くにおける火炎伝
ばの速度より小さいことが必ずしも必要又は望ましくは
ないことを理解すべきである。幾つかの用途においては
、−例としてバーナが米国特許第４．５４６．５５３号
又は米国特許第４．７８５．５５２号によって記載され
た放射壁を加熱するのに用いられるとき、火炎基部をじ
ゃま板５７のフランジ５８の高さのわずか下に設定でき
、そのときバーナはその最高定格容量において又はその
近くで作動される。したがって、板５３におけるポート
５５の数及び直径の選択は、火炎の基部が板５３に関し
て安定する場所を板５３に事実主接するところから板５
３の上方の制御された寸法壕でにわたって制御する。高
エネルギ入力において動作している間、板５３′の上方
に火炎の基部を設定することの一つの利点は、板５３が
火炎の基部と直接接触していなければ、板５３が低温の
ままであることである。火炎の基部を高い燃焼速度で板
５３の上方に設定しても、火炎基部は、ターンダウンの
間、板に近づくか又は接触する。燃現装置１０をより低
い入力で動作させるとき、火炎基部が板５３と比較的密
接に接触していれば、火炎のよりよい安定性を維持でき
るとき、などの他の用途がある。

穴５４の直径は、ポート５５の直径と同じである必要は
ない。ポート又は穴５４の数がポート５５の数と同じで
ある必要もない。この燃焼装置によって作られる所望の
結果を達成するためには、ホト５４又は５５のどちらも
のどの穴あきの領域も位置の揃うのを阻止するポート５
５とポート５４の中心線間のずれがありさえすれはよい
。試験は、板５２におけるポート５４の総面積が板５３
におけるポート５５の総面積より小さいことが大ていの
場合に望ましいことを示した。試験はポート５４の面積
がポート５５の面積の十であるとき良好な結果を達成す
ることを示した。したがって、これは板５２における圧
力降下が大きくなった場合、板５３のポート５５を通る
ガス／空気混合物の良好な分配を確実にする。

ポート５５の面積が直径の２乗に比例して増大し、周辺
が１乗に比例して増加するだけであるという事実は、こ
の設計のおかげである。ポート５５の直径が空気／ガス
混合物の吐出し速度を減らすためにより大きな吐出し領
域を与えるように大きくされるとき、固定空所（寸法「
Ｘ」）の場合、ポート５５への入口面積は、吐出し面積
の増加割合の平方根として増加するだけである。従来の
ホト型線バーナにおいては、ポートの直径を大きくする
と、ポートの入口及び出口の面積が同じに影響を受ける
ことは明らかである。特定の所望の火炎形状が燃焼装置
１０の用途の間で変ることがあるが、本発明の重要な考
慮は、火炎形状の特性を制御できることである。実験が
３．２１１１１１から７６ｍにわたる板５３のポート５
５の直径の場合について行われ、逆火をなくすこと及び
火炎能弁を制御することに同じように成功した。本発明
のバーナの主な利点は、強火のときの火炎長さが制限さ
れた（１００ｘｉよシ小さい）状態を保つことができる
ことである。

この燃焼装置１０は、また入力熱量をオリフィス１９の
直径及び空気オリフィス１７の直径を単に変えることに
よって変えることができることを営んでいる。燃焼のだ
めの空気圧力もまた空気オリフイス１７の直径変化の代
りに又はオリフィス１７の直径変化と組合わせて、変え
ることができる。この柔軟性によって一つの共通な燃焼
装置１゜を設計変更又は燃焼装置１０の寸法の変更の必
要なしに異なる最大入力で定格を定めることができる。

燃焼装置１０への最大入力が１６，５００　ｋｃａｌ／
ｍから４９，６００　ｋｃａｌ／ｉｎにわたシ動作範囲
全体にわたって完全で安定な燃焼を得た試験を行った。

燃焼装置１０への最大入力は、この装置をある用途にお
いて設置したのちに変えることができる。オリフィス１
９をソケットレンチで取除くことによって、オリフィス
１９を変えることができる。要求が最大入力を大きくす
ることであれば、空気オリフィス１７も大きくすること
ができる、要求が最大入力を小さくすることであれは、
空気オリフィス１７の直径を実効的に小さくするよシ小
さい穴を含むスペーサ（図示なし）を挿入できる。

マニホルドアセンブリ１１は、用途に必要な任意の長さ
に作ることができる。それはまた相フランジ（図示なし
）で相互接続されるように組立式に設計できる。マニホ
ルド組立体１１の中に入っている燃焼空気は、マニホル
ド組立体１１を冷却するとともに、バ・−すが米国特許
第４，５４６，５５３号又は米国特許第４．７８５．５
５２号によって記載された放射壁を直接加４熱するのに
用いられるときなどのように、バーナが比較的高い温度
の環境で作動されるとき、ガスマニホルド１８が過熱状
態にならないようにする。

マニホルド組立体１１は、マニホルド組立体１１に膨張
できるように長溝を切られているブラケット６２によっ
て支持表面に取シ付けられる。マニホルド組立体１１に
取り付けられたバーナハウジング４４は、バーナハウジ
ング４４がその中心近くでマニホルド組立体１１に接続
されているので、マニホルド組立体１１と独立に膨張収
縮できる。

代表的な取り付は中心距離は、６１ｃｒｎでバーナハウ
ジング４４の長さは突き合わせに配列されたバナハウジ
ング４４の間に膨張空間を与えるようＶＣ６１ｃｍよシ
わずかに小さい。

試験が一つの燃焼装置１ｏから次の燃焼装置１゜への火
炎の確実で一貫した持越しが存在することを示した。安
全のために、火炎は通常の火炎検知技術を用いて試験さ
れ、監視される。代表的な用途においては、端の燃焼装
置１ｏが電気的に発生される火花又は口火で点火され、
その燃焼装置１゜にある火炎が通常の火炎検知構成要素
を用いて検知され、監視される。連続的な長さのバーナ
において、−貫した持越しがあることを実証できれば、
大ていの安全規約が燃焼装置１０の反対端を監視するこ
とを要求しない。しかし、点火が起った最初の燃焼装置
１ｏを監視するだけでなく持越しがすべての燃焼装置に
対して絶対に完全であったことを保証するために一連の
燃焼装置における最後の燃焼装置をも監視することが事
情によって望まれるか又は要求される場合、第２の火炎
監視装置を最後の燃焼装置に付けることができる。点火
された最初の燃焼装置から最後の燃焼装置までの火炎持
越しの遅延があるために、形式のタイマを用いることが
通常必要である。

本発明の第２の実施例が第６図に示されている。

この実施例においては、燃焼装置１ｏは、マニホルド組
立体１１において混合管２１における空気オリフィス２
２がないことを除いて、前に述べた装置と同一である。

したがって、ガスだけが管２１を通ってバーナハウジン
グ４４に送出される。空気が加圧されて各オリフィス１
７を通って上側空気マニホルド２８に送出され、このマ
ニホルドにおいて燃焼のためのすべての空気が各ポート
４３を通して供給される。燃焼装置１ｏのこの実施例は
燃焼装置１０が極めて高い温度の環境において動作しな
ければならないときに用いられ、バーナハウジング４４
の中に少しでも酸素があれば、ガス（混合比に関係なく
）の自動点火が起るであろう。しかし、すべての燃焼空
気が燃焼点にある各ボート４３によって供給されるので
、ガスの点火がバーナハウジング４４の内部で起ること
は不可能である。ノズル混合を用いるとき、バーナは、
燃焼表面が、周囲温度が９２７℃（１，７，ＯＯ”Ｆ　
）である環境にさらされたとき、試験の問うまく動作し
た。

第７図は、本発明の第３の実施例を示している。

燃焼装置１１０は、構造と機能が第２の実施例で説明し
たマニホルド組立体１１に同じである混合物マニホルド
組立体（断片的部分で示されている）に取り付けられて
いる。燃焼装置１１０は、底壁１３０及び横に伸びるフ
ランジ１３２に終る側壁１３１を備えた直立するＵ字形
外側ハウジング１２９を有する空気マニホルド１２８を
備えている。底壁１３０は、混合物マニホルド組立体の
空気穴１１９と通ずる空気穴１３３を備えている。

底壁１３０はまた、混合物マニホルド組立体の中央ガス
穴１７０と通ずる中央に配置されたオリフィス１３４を
備えている。空気マニホルド１２８はまた、底壁１３６
及び内方に伸ひるＵ字形保持フランジ１３８に終る側壁
を有する直立Ｕ字形内側ハウジング１３５を備えている
。フランジ１３２は、第７図に示すように、内側壁１３
７が外側壁１３１から間隔をあけ、底壁１３６が底壁１
３０から間隔をあけて空気室１３９を形成するように、
７ランジ１３８を支えている。フランジ１３２及び１３
８はねじ付ポル）１６０及びナツト１６１若しくは他の
着脱可能な手段によって固着されるか又は望みに従って
恒久的取υ付けのために溶接若しくはリベットによって
付けることができる。

底壁１３６は、オリフィス１３４と心の合った中央穴１
４０を備えている。管１４１は、穴１３４及び１４０の
周辺の周りで壁１３０及び１３６に溶接されて、間に通
路１４２を形成する。空気マニホルド１２８の各側面に
ある内側壁１３７の上側部分に沿って間隔をあけた各空
気ポート１４３がある。間隔をあけたポート１４３は内
側壁１３７の全長に沿って伸びている。

保持フランジ１３８には、２枚の間隔をあけた平行な板
、下側板１６２及び上側板１６３が受けられる。板１６
２及び１６３は、スペーサ１６４によって間隔をあけた
関係で保持され、スペーサ１６４は、板１６２及び１６
３の両側に沿って置かれるのが好捷しい。したがって板
１６２及び１６３は、板の全長に沿って平行で間隔をあ
けた関係に保持され、かつフランジ１３８′の内側で空
気マニホルド１２８の内部に保持される。

板１６２は、それを貫通する一連の穴１６５を備えてい
る。同様に板１６３は穴又はバーナポート１６６を備え
ている。各人１６５及び１６６は。

千鳥形に配置され、穴１６５に入るガス又はガス／空気
混合物が穴１６６に入る前に、板１６２と１６３の間を
横に移動しなければならないように互いに対してずらさ
れている。

板１６２と１６３の間の総括的に数字１６７で表わされ
た空所又は室は、水平寸法Ｙ及び垂直寸法Ｘ（図示なし
）を第１の実施例に関して第５図で例示したと同じにも
っている。寸法Ｙは、一定であって特定のバーナに対し
て調節できないが、寸法Ｘは、異なる寸法のスペーサ１
６４を用いることによって変えることができる。

ハウジング１３５の底壁１″３６には、ガスハウジング
１４４が支えられている。ガスハウジング１４４は、穴
１４０と心の合っている中央オリフィス１４６を備えた
底壁１４５を備えている。管１４１は、壁１４５４で伸
びるとともにオリフィス１４６の周辺の周シで上側端壁
１４５において溶接されている。ハウジング１４４はま
た、内側に向けられたＵ字形保持フランジ１４８の形を
した上端で終る細長い側壁１４７を備えている。じゃま
板１４９は、壁１４５の上側に取り付けられ、頂点１５
０（図示なし）がオリフィス１４６を横切って伸び、湾
曲腕１５１（図示なし）がハウジング１４４の横方向に
伸びるように取り付けられている。

保持フランジ１４８には、２枚の間隔をあけた平行な板
、下側板１５２及び上側板１５３を受ける。板１５２及
び１５３は、スペーサＳによって離れた関係に保持され
、スペーサは、板１５２及び１５３の両側に沿って置か
れるのが好ましい。

したがって、板１５２及び１５３は、その全長に沿って
平行で間隔をあけた関係に保持され、フランジ１４８の
内側でバーナハウジング１４４の内部に保持されるので
、間に空間１６７を形成する。

板１５２はそれを貫通する一連の穴１５４を備え、板１
５３は穴１５５を備えている。穴１５４及び１５５は、
千鳥形に配置され、すなわち穴１５４に入るガス又はガ
ス／空気混合物が穴１５５に入る前に、板１５２と１５
３の間を横に移動しなけれはならないように互いに対し
てずらされている。第７図に見られるように、上述の各
要素の共動作動は、混合室１６８を構成する。

動作について説明する。ガスだけがガス・・ウジング１
４４へ送出され、空気が第２の実施１り号において説明
したものと同一の混合物マニホルド組立体（図示なし）
から空気マニホルド１８で送出される。ガスはガスハウ
ジング１４４に入りじゃま板１４９によって横方向に分
配される。次にガスは穴１５４を通り、板１５２と１５
３の間を抜けて穴１５５を通過する。しかし、板１５３
はこの実施例においてバーナ表面とならない。板１５２
及び１５３はバーナ表面の上にガスを均一に分配する働
きをする。オリフィス１５４は通常はオリフィス１５５
より総数及び直径が小さい。したがって、ガスは、板１
５２と１５３の間に均一に分配され、板１５３の全面積
を均一におおってオリフィス１５５から出る。

空気がオリフィス１３３を通って空気室１３９に入る。

燃焼用の空気のすべてが次にオリフィス１４３を通って
混合室１６８に吐出され、そこで空気がオリフィス１５
５を通って混合室１６８に入るガスと混合する。望むな
らば、ガスと空気の部分的予混合が室１６８の中で生じ
て、燃焼に必要な残りの空気をバーナが置かれている環
境のふんいきから２次空気として与えることができる。

ガス／空気混合物は、オリフィス１６５を通って空所１
６７に入９１次に板１６２及び１６３に平行に流れてオ
リフィス１６６に入る。オリフィス１６６に入る混合物
の速度は、オリフィス１６６の周辺を定めるオリフィス
１６６の直径及び板１６２と１６３の藺の空所１６７に
よって制御される。各オリフィス１６６に入るガス／空
気混合物のそれらの周辺の付近の速度は、常に火炎伝は
速度より大きいので、前の実施例におけると同様逆火が
防止される。板１６３は、燃焼装置１１０の燃焼表面を
構成する。

オリフィス１６６の直径を大きくすることによって１面
積は直径の２乗で増加するが、周辺は直径の１乗で増加
するだけである。したがって、オリフィス１６６の直径
を大きくするとき、火炎能弁を制御するだめの面積は、
逆火を制御するために、周辺より大きい割合で犬きくさ
れる。特定の直−径の各人１６６に対して逆火を制御す
るために、板１６２と１６３の間のあらかじめ定めた空
所１６７は、すべて、またガス／空気混合物の流量を直
径に比例して増やせば、オリフィス１６６の直径を大き
くすると、逆火を制御する。

全ポート又はオリフィス吐出し面積は、ポート１６６の
数と直径によって決められる。この燃焼装置の動作範囲
に対して安定で完全な燃焼をもたらす面積が用いられる
。前述の各燃焼装置の場合と同様に追加の２次空気がバ
ーナ表面１６３より上での燃焼に必要でないので、オリ
フィス１６６の全オリフィス面積は、オリフィス１６６
から出るガス／空気混合物の速度が火炎能弁を起さない
のを確実にするために、火炎伝は速度よりすっと太きく
ないものにすることが通常必要である。本発明の基本的
考え方、すなわち吸込み速度を吐出し速度と独立に吐出
しオリフィス１６６に対して制御する能力は、可燃性混
合物が室１６８の中に存在するので、燃焼装置のこの構
成において極めて重要である。混合物速度がオリフィス
１６６への入口におけるすべての動作条件において火炎
伝ばより大きいことを確実にすることによって、火炎の
室１６８に入る逆火を、板１６３の温度がガス／空気混
合物の点火温度より下にとどまっている限り防止できる
。

燃焼装置１１０は、はとんど一定のガス／空気比をター
ンダウンの範囲を通じて維持するためにガスと空気の両
方の調整を必要とする。穴及び他の設計変数の寸法及び
数を決定するのは前述の通りである。

第８図及び第９図に例示された第４の実施例においては
、燃焼装置２１０は、構造と機能が第３図のハウジング
４４と同一であるパーナノハウジング２４４を備えてい
る。燃焼用の１次空気は、べンチュリ２２１によって吸
込まれ空気／ガス混合物がハウジング２４４へ送出され
る。組立体２１１は、ガスマニホルド又はガス配管２１
８、それに係合されるねじ封管継手組立体２１２及びハ
ウジング２４４の底壁２４５へ一端で固着されるベンチ
ュリ組立体２２１を備えている。ベンチュリ組立体２２
１の自由端は、第８図に示されているように管継手組立
体２１２と間隔をあけて心が合っている。本明細書に記
載したようなベンチュリ装置は当業者に周知であり１．
・他の周知のこのような装置は満足に役目を果す。ガス
は配管２１８によって管継手組立体２１２のオリフィス
２２２に供給される。次にガスはベンチュリ２２１によ
ってハウジング２４４に向けられる。燃焼のための１次
空気はベンチュリ２２１の作用によって吸込捷れる６空
気とガスはベンチュリ２２１の中にある間に混合されて
バーナハウジング２４４の中に吐出される。分配じゃま
板２４９がガス／空気混合物をハウジング２４４の中に
均一に分配する。前の各実施例におけるように、心の合
っていないホト２５４と２５５を含む平行な板２５２と
２５３が逆火及び火炎の逆行を防止する基礎を与える。

ガス／空気混合物はオリフィス２５４に入り、次に各表
面に平行にかつ板２５２と２５３の間を流れる。次に、
空気／ガス混合物は各オリフィス２５５にそれらの周辺
を回って入る。前述の実施例におけるように、逆火は、
オリフィス２５５を回る吸込み速度を制御し、空気とガ
スの混合物のポート２５５からの吐出し速度が燃焼装置
の動作範囲全体を通じて安定な燃焼を確実にする点まで
能弁を制御できるような吐出し面積を与えるようにオリ
フィス又はポート２５５の直径と数を選択することによ
って防止される。

この実施例においては、マニホルド２８のような空気マ
ニホルドの必要はなくなっている。しかし、燃焼装置２
１０が作動させられる環境は燃焼のための酸素を含んで
いなければならない。燃焼装置２１０を取り巻くふんい
きが２０％の酸素を含む通常の大気に殆ど等しいが、ま
た少量の揮発性有機化合物を含むとき、燃焼装置２１０
を焼却と関連して用いることができよう。燃焼のための
空気の１００％が周囲の大気から供給されるので、燃焼
装置２１０はすべての燃焼エネルギーを燃焼空気を外部
から供給される必要のあるのと違って、周囲の大気の空
気を加熱するのに用いることができる。

火炎長さが設計に制限を与えない場合、燃焼用の空気の
すべてを環境からの２次空気として供給し、燃焼装置２
１０を生ガスバーナとして動作させることができる。第
８図に仮想線で示されているように、ベンチュリ組立体
２２１は取シ除かれているので直線ガス配！−２５６が
ハウジング２４４の底壁２４５と継手組立体２１２を接
続する。したがって、ガスだけがハウジング２４４に流
入する。試験は、火炎に消炎効果をもつすべての低温表
面に火炎が当ることなく完全燃焼できるようにするのに
十分に燃焼空間が大きい場合だけ完全燃焼を２次空気で
得ることができることを示した。

本発明の第５の実施例が第１０図に示されている。燃焼
装置３１０が底壁３１２及び横方向に伸びるフランジ３
１４に終る直立する側壁３１３をもつＵ字形混合物マニ
ホルド組立体３１１を備えている。中央に配置されたオ
リフィス３１６を備える板３１５がフランジ３１４に支
えられている。

管３２２が第１０図に示すように板３１５の底面に管の
上端でオリフィス３１６の周辺の周シに溶接されている
。管３２２は円筒形側壁３１７と底壁３１８を備えてい
る。底壁３１８には中にオリフィス３２０を備えたねじ
付混合物絞９部材３１９が配置されている。板３１５に
は構造と機能が前述のバーナハウジング４４と同一のバ
ーナハウジング３４４が取り付けられている。

この実施例においては、ガスと空気が任意の共通の市販
のガス／空気混合装置によって所望の比に混合される。

ガス／空気の予混合物がマニホルド組立体３１１を通し
てバーナハウジング３４４に供給される。ガスと空気の
混合物がオリフィス３２０を通って管３２２の中に入る
。マニホルド組立体３１１に取り付けられたすべてのバ
ーナに均一な分布を保証するために、ガス／空気混合物
の圧力降下がオリフィス３２０の両端間でとられ次に混
合物が管３２２の中に拡散されてオリアイス３１６を通
ってバーナハウジング３４４の中に入る。市販のガス／
空気混合器は、燃焼装置３１０のターンダウン範囲全般
にわたって適当な燃料／空気比を維持するように設計さ
れている。ガス／空気混合物がバーナハウジング３４４
に−たん入ると、それは板３５２と３５３の間及びバー
ナハウジング４４に関して前述したそれらの関連の穴の
間に分配される。２１以上のバーナモデルが各板にある
穴の直径と数の種々の組合わせを用いて試験された。周
辺面積が上側板にあるオリフィスの断面積より小さいた
めには、例えは第１の実施例の板５３にあるオリフィス
５５において、平行な各板の間の空所が吐出しオリフィ
スの直径の０．２５倍よシ小さくなければならない。実
験によって、火炎の一貫した消滅が混合物の吐出しホト
に入る周辺速度が常に３６．５７　ｃｍ　／　３より大
きいとき起る。これは、メタンとプロパンヲ空気に混合
したものの消炎について行われた他の研究と一致してい
る。平行な板の間の空所が火炎速度より大きい混合物速
度を確実にする面積に影舎を与えるのに十分薄くさえあ
ればよいけれども、実験は、平行な板の間の空所の厚さ
がバーナポートの直径が１．９１ｃｒｎ（０，７５０イ
ンチ）までの場合、０．１２７ｃＩｎ（０，０５０イン
チ）より大きい必要はないことを示している。バーナ表
面板にあるオリフィスの直径が小さい場合、板間の空所
は、大きくされる必要があり、試験の行われた実験バー
ナの幾つかについて優れた結果が平行板の間に０．０５
ｃｍ　（０，０２０インチ）の離間距離を用いることに
よって達成された。

米国特許第４．５４６．５３３号及び米国特許第４、７
８５．５５２号によって記載された放射壁の直接加熱と
関連して用いられるとき、オープンからの排気を焼却す
ることが望ましい。これは燃焼用の２次空気を与えるた
めにオープンからの排気空気を用いることによって達成
できる。燃焼のだめの初期予混合を行うためにベンチュ
リを用いる場合、１次及び２次空気をバーナで置かれて
いる室内から供給できよう。このようにして、排気ガス
を焼却すれば、排気ガスは燃焼用の１次及び２次空気の
両方を補給する。排気空気は、放射熱放射体の内側にあ
る燃焼空洞に燃焼のための良好な混合をできるようにす
る水準で供給される。この動作条件の下では、排気ファ
ン（図示なし）を用いて燃焼空間を負の圧力の下におく
燃焼ゾーンから燃焼生成物を排出し、オープンからの排
気空気を燃焼ゾーンの中に引きれできるようにする。適
当な制御によってオープンの排気が約０．７秒の滞留間
開の間約６７７℃（１２５０下）の焼却温度のま＼にな
っていることを保証される。これらの条件は揮発性有機
化合物が排気空気の中で自動着火するのに必要な最低温
度を保証する。ガスだけが調整されるとき、燃焼装置１
０のターンダウン比は、６対工の程度になっており、こ
れは燃焼装置１０の大ていの用途で十分である。しかし
、ターンダウンのより大きな範囲をガスとともに空気を
調整又は半調整することによって達成できる。空気を調
整すれば、最低空気圧力は、マニホルド組立体１１の中
の分布を良好に保つに必要なものより小さい必要がない
。また、燃焼生成物が抜出されるべき用途においては、
それは低い入力における燃焼生成物にある過剰空気を防
止するために、ガスと組合わせた燃焼空気の調整によっ
て熱伝達効率を良くすることができるであろう。前述の
ように、燃焼装置１０は、効率的で完全な燃焼のために
多量の過剰空気を必要としないので、この燃焼プロセス
に必要な空気が煙突生成物に帰される損失を大きくする
ことによって、通気される用途において熱伝達効率を下
けるであろう。オープン又は熱伝達プロセスが直接に燃
焼生成物を利用する場合には、燃焼空気が通常は常にプ
ロセスに必要な補給空気より少ないので、効率が影響を
受けない。また、燃焼装置１０が燃料／空気比に敏感で
ないので、それは最大の熱伝達効率を達成するためのそ
の用途における融通性を与えないが、熱伝達効率が考慮
事項でないときだけガス圧力を調整することによって簡
単な制御を用いることができるようにする。

本発明の燃焼装置１０のほとんどの実施例は、酸素のな
いふんいきの中で動作できる。試験が主に窒素とＣＯ２
から成るふんいきの中で行われた。

これらの極端な動作条件の下では燃焼用の酸素のすべて
が混合物マニホルド組立体１１から供給され、周囲の環
境から燃焼に利用できる酸素が供給されないが、燃焼生
成物にある一酸化炭素は１００万分の２００より小さい
と測定された。燃焼生成物内のＣＯ２はメタンガスを燃
焼すると＠１１％もの高い値に及んだが、一方、ＣＯは
１００万分の２００より少ないままにすっとなっていた
。これらの試験は、燃焼装置１０が過剰空気なし及び混
合物マニホ゛ルド組立体１１を介して供給されない燃焼
空気の必要性をなしに完全燃焼を維持することができる
ことを示した。これらの特徴は、燃焼装置１０がすべて
の酸素が二酸化炭素によって置き換えられている室又は
環境内で動作できるようにしている。本願発明者の米国
特許箱４，５４６，５５３号の放射壁を介する熱伝達効
率は、本発明の燃焼装置が熱源に用いられるとき８８％
より大きいと測定された。なお、燃焼装置１０は縦軸の
周りに３６０任意の位置に回転でき、良好なバーナ動作
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好ましい実施例の斜視図、第２図は
、第１図の実施例の部分平面図、第３図は、第２図の線
３−３に沿ってとった横断面図、 第４図は、第２図の線４−４に沿ってとった縦断面図、 第５図は、第３図のバーナ板の一部分の図解式％式％ 第６図は、本発明の代りの実施例の横断面図、第７図は
、本発明のもう一つの代りの実施例の横断面図、 第８図は、本発明のなおもう一つの代りの実施例の側面
図、 第９図は、第８図の実施例の端面図、 第１０図は、本発明のもう一つの実施例の横断面図、 第１１図は、生ガスを燃す本発明のなおもう一つの実施
例の垂直断面図である。 １１−一混合物マニホルド組立体、１８−一ガスマニホ
ルド、２１−−ベンチュリ管、２７一−遠心送風機、２
８−空気プレナム、３９−一二次空気室、４４−−バー
ナハウジング、４９．５７−−じやま板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、空気と流体の可燃性混合物を燃焼する燃焼装置にお
   いて、 （ａ）各々が前記混合物が通過する間隔をあけた穴を定
   める周辺を備えている１対の向かい合つた内側及び外側
   板を備え、前記混合物はまず内側板の穴を通り次に前記
   １対の板の間を通つて流れ、従つて前記外側板の穴の周
   辺を通り過ぎて前記外側板の穴の中に移動し、（ｂ）前
   記混合物を前記内側板の穴に導く手段を備え、 （ｃ）前記１対の板は、前記１対の板の間を通つて前記
   外側板の穴から出る混合物が前記外側板の中の各穴を定
   める周辺に隣接して、前記外側板の穴を通る火炎の逆行
   を防止するのに十分な速度で流れるように、間隔を離さ
   れていることを特徴とする燃焼装置。 ２、（ａ）内側室と前記室と通ずる開口を備えたバーナ
   ハウジングと、 （ｂ）前記開口を覆つている１対の並置された板であつ
   て、前記１対の板の一方が内側板であり、前記１対の板
   の他方が前記内側板を覆つて伸びる外側板であり、前記
   外側板は中に複数の間隔をあけたバーナポートを備え、
   前記内側板は前記バーナポートのどの部分も前記穴のど
   の部分とも位置が合わないように十分にかつ前記バーナ
   ポートの各々が前記内側板の一部分を完全に覆うように
   前記バーナポートからずらされている複数の間隔をあけ
   た穴を備えている１対の板と、 （ｃ）空気と流体を前記室の中に正の圧力を与えるのに
   十分な圧力をかけて前記室の中に導入する手段を備え、 （ｄ）前記流体と前記空気が前記穴を通過し、次に前記
   内側板と前記外側板との間の空間を通り、そのあとで火
   炎を作るために燃やされる可燃性混合物として前記バー
   ナポートを通る前記内側板と前記外側板との間の十分な
   空間があり、前記内側板と前記外側板は互いに十分に接
   近しており、前記外側板の前記バーナポートは炎が前記
   室の中に逆行しないように十分に前記内側板の前記穴か
   らずらされて離されている燃焼装置。 ３、（ａ）互いに密接に隣接して配置され、それらの間
   に室を形成する１対の板であり、前記１対の板の一方が
   前記１対の板の前記一方に沿つて間隔をあけた場所で複
   数のバーナポートを備えている１対の板と、 （ｂ）加圧された流体燃料を前記室に導入して前記１対
   の板の間及び前記ポートから動かして前記各ポートにお
   いてまたはポートに隣接して燃焼する火炎を与える手段
   と、 （ｃ）前記１対の板は前記ポートの領域内で十分に近づ
   いて、前記１対の板が前記火炎の前記室に逆行しないよ
   うになつている燃焼装置。 ４、前記１対の板の前記他方が内側板であり、流体燃料
   を前記室に導入する前記手段が前記内側板に隣接したバ
   ーナハウジングを備え、前記バーナハウジングと前記内
   側板が前記ハウジング内に第２の室を定め、また前記内
   側板が前記バーナポートからずらされている複数の穴を
   備え、前記燃料が前記第２の室の中に、次に前記穴を通
   つて第１の室の中に、そしてそのあとで前記第１の室の
   中に横方向に送られて前記バーナポートを通して出てゆ
   く請求項３に記載の燃焼装置。 ５　複数の間隔をあけたバーナポートを貫通して設けら
   れた板と、前記バーナポートの各々の下に配置されて前
   記バーナポートの各々を定める前記外側板の周辺を越え
   て横に伸びる内側板手段を備え、前記内側板手段が前記
   バーナポートに作られた火炎を消し、そのような火炎が
   前記内側ポート手段を通つて逆行するのを防止するのに
   十分に前記内側板手段が前記外側板に近くなつている燃
   焼装置。 ６、（ａ）中に室を有するバーナハウジングと、（ｂ）
   前記室に加圧された可燃性ガスを供給する手段と、 （ｃ）開口を閉じる並置された外側及び内側の横に伸び
   る板とを備え、前記板が前記板にそれぞれずらされた穴
   を有し、前記穴のずれが前記穴のどちらのどの部分も前
   記穴の他方のどの部分とも位置の合わないようにするの
   に十分であり、前記板が前記可燃性ガスが前記室から前
   記内側板の穴を通り抜け、次に前記２枚の板の間を横に
   通り、そのあとで前記外側板の前記穴を外方に向けて通
   り、前記外側板の前記穴から抜けるガスが点火されると
   き火炎を生ずるのに十分に互いに間隔をあけられ、前記
   板は前記外側板の前記穴の周辺の周りの混合物の速度が
   前記火炎の前記室に逆行して入るのを防止するのに十分
   に近くなつていることを特徴とするガス燃焼装置。 ７、（ａ）互いに隣接して間に薄い室を形成し、各々が
   他方の板の穴と位置がずれている間隔のあいた穴を有す
   る１対の平らな板を配置する段階と、 （ｂ）可燃性燃料を一方の板の穴を通し、前記燃料が前
   記室の中で前記一方の板の穴から離れて他方の板の穴の
   方向に向き、かつそれを通つて横に移動して、前記他方
   の板の前記穴から出るのに十分な圧力を受けて前記室に
   入る段階と、（ｃ）前記他方の板の前記穴から出る燃料
   を点火する段階とを含み、 （ｄ）前記１対の板が互いに十分に近づいており、一方
   の板の穴が前記他方の板の穴から十分に間隔をあけ、前
   記他方の板の前記穴のところで出る点火された燃料が前
   記他方の板にある前記穴から燃料の流れる速度に急速な
   変化のある間でさえ、前記室を通つて逆火を起さないこ
   とを特徴とする熱を生ずるためにガスを燃焼する方法。