JPH0611116A - ガスバーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気中のＮＯｘおよびＣＯ成分を最少にした
ガスバーナを提供する。 【構成】 ガスバーナは燃料ガスと空気の混合気を供給
する接続と、バーナーパックを有する。このバーナーパ
ックは面に直角の方向に変形部を有する少くとも１枚の
金属プレートとその両側に配置される少くとも１枚のフ
ラットプレートからなる複数の積層体を含み、この積層
体は固体のフィラーにより分離されており、その主面が
ガス／空気混合気の流れ方向に平行となっており、夫々
の積層体について、上記変形プレートとフラットプレー
トにより限定される流路からの上記混合気の流れ方向が
同一となっている。本発明によれば夫々のバーナプレー
ト積層体は２枚以上の変形プレートを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガスバーナー、空気と燃
料ガスの混合装置および同様のガスバーナと混合装置を
有する設備の加熱に関する。

【０００２】

【従来の技術】増々厳しくなっている環境上の要件に関
連してそれらの要件に合わせるために改善されたバーナ
ーおよびバーナーシステムの開発が必要となっている。
バーナー装置のＮＯｘの排出（実質的には窒素酸化物）
が環境の酸性化の点で重要な問題となっている。排気中
のＮＯｘ成分は予混合バーナの使用と付加燃焼ガスの供
給そしてまたは排気のバーナーへの循環により低減出来
る。その結果、焔温度はより均一になりそれと同時にＮ
Ｏｘの形成は低減する。金属またはセラミックもそれを
焔内に配置して使用される。それら材料は焔からの熱を
より低温の表面に輻射しそして熱伝導により焔の温度を
より均一にする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】空気と燃料ガスを予め
混合する現在のガスバーナの一般的な欠点はバーナ本体
従って、ガスと空気の混合気が流れ出す目的物、の単位
表面当りの最大負荷または容量が比較的低いことであ
る。

【０００４】燃料ガス中のＮＯｘ成分が低く且つ予混合
を含む現在のガスバーナーではバーナヘッドは多孔性の
セラミックプレートまたは穴の空いたセラミックプレー
トまたは耐熱ファイバプレートまたは多孔性の金属プレ
ートを含み、これらは金属ワイヤそしてまたはファイバ
または電解的に製造された多孔性材料でつくられる。こ
れら実施例の夫々は欠点を有する。セラミックプレート
は脆く、ファイバプレートは機械的強度が低く、多孔性
の金属プレートはワイヤそしてまたは金属ファイバから
なり、それらはその熱をその背後の冷えた材料に向けて
輻射出来ないから或る負荷では熱くなりすぎる。

【０００５】オランダ特許出願第６４０２２３７号に示
されているガスバーナではバーナプレートの積層体は１
枚の変形されたすなわち波形プレートとその両側に２枚
のフラットプレートまたはストリップを含む。このバー
ナーは焔温度の高い化学量論的空気量でのみ動作し、従
って排気ガスのＮＯｘ成分は大きく、約６０ｐｐｍにも
達することがある。

【０００６】本発明の目的はＮＯｘおよびＣＯ成分の少
いガスバーナを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的は上記従来のガ
スバーナーにおいて、各積層体が２枚以上の変形プレー
トを含むようにすることで達成される。

【０００８】本発明は燃料ガスと空気の混合気を供給す
るための接続部と、バーナーパックを備えたガスバーナ
を提供する。このバーナーパックは、夫々その面に対し
直角方向に変形された少くとも１枚の金属プレートとそ
の両側となる少くとも１枚のフラットプレートからなる
複数の積層体を含み、夫々の積層体は固体フィラで分離
されておりそしてそれらの主面はガス／空気混合体の流
れ方向にほゞ平行となっており、一つの積層体について
上記変形プレートとフラットプレートで限定される流路
からのガス／空気混合体の流れ方向が同一である。

【０００９】

【作用】このように、単位燃料ガス当りの空気の量が増
加し、焔温度を著しく低下させることが出来、約２ｐｐ
ｍまでＮＯｘ成分を減少させることが出来る。

【００１０】更に、ガスバーナの最大ロードまたは流量
は従来の低ＮＯｘガスバーナのそれの１０−１５倍とす
ることが出来る。

【００１１】変形プレートが波形である場合には少くと
も２個の隣接する積層体のプレートにおける波形の長手
方向中心線は角度をもつ。

【００１２】この例では単位面積当りの流量とロードは
非常に大きくなり、良好な焔の安定性が得られる。種々
のガス流が互いに交わり、それ故燃焼室において混合気
の燃焼中強力な回転が生じ、排ガスが種々の方向に吹き
つけることにより焔にもどされて循環パターンをつく
る。

【００１３】本発明のガスバーナの特に効率のよい実施
例ではバーナーパックの焔側のフラットバーナプレート
の少くとも一部が波形プレートの長手方向縁部を越えて
伸びる。これによりガスバーナにより生じる騒音の発生
が防止される。

【００１４】また本発明は本発明のガスバーナで用いる
に適した空気と燃料ガスとの混合装置に関する。

【００１５】本発明によればこの混合装置は１個以上の
混合モジュールからなり、これらモジュールの夫々は空
気の流れ方向に直角であって曲げブレードのリングを有
する混合プレートを有する。これらブレードはそのプレ
ートを切って曲げることにより形成されるのであり、軸
方向で閉じたチューブが混合プレートのブレードが形成
するリングに対し同心配置される。このチューブはガス
供給管に接続し、そして、複数の半径方向の排気穴で形
成されるリングが設けられる。

【００１６】これにより、空気とガスは夫々の混合モジ
ュールで強制的に混合され、それ故、排ガス中のＮＯｘ
およびＣＯ成分は最少となり、一方混合装置の単位面積
当りの混合容量は高いものとなる。従来の混合装置に対
する本発明の混合装置の単位面積当りの混合容量の比は
約１５−２０：１である。更に、本発明の混合装置は従
来の混合装置に必要なスペースの約１５分の１である、
非常に小さいスペースに配置しうる。更に、本発明の混
合装置はモジュールの数を選ぶことで任意のロードまた
は容量のものが構成出来る。

【００１７】本発明によれば、空気とガスの混合気を供
給するための接続を有するガスバーナは混合フランジを
有し、その空気とガスを供給するためのダクトの中心線
はバーナの長手方向中心線に直角であってバーナの中心
線に対し外向きとなった面内にある。

【００１８】このダクトの位置により、種々のガスはら
せん形にバナーナーハウジングに入りそして互いに混合
される。

【００１９】この強制的な混合は、混合フランジの空気
供給ダクトにベンチュリ部を設けそして混合フランジと
バーナーハウジングの壁の間にスロット形のスペースを
つくりそこにガス供給管を接続する。

【００２０】混合フランジ内のベンチュリ部を通じて排
ガスと混合にもよい空気の流れが高速となるため、燃料
ガスはスロット形スペースを介し空気流に吸い込まれ、
そこに生じる回転により空気／排ガス混合体と強力に混
合される。

【００２１】本発明はまた加熱装置に関し、これは本発
明のガスバーナ、本発明の混合装置および熱電対を有
し、その測定プローブがガスバーナ内の焔中に置かれ
る。この熱電対は温度コントローラに接続し、このコン
トローラが比例制御弁と混合装置間のガス管内の修正制
御弁に接続する。

【００２２】このガスバーナと混合装置により、この加
熱装置は非常に低いＮＯｘとＣＯ成分の濃度で動作し、
最大熱量とロードは高くなる。この加熱装置の比例コン
トローラは燃料ガスの量についての最大から最小までの
空気の量の比を約１５：１として高い信頼性をもって動
作出来る。熱電対、温度コントローラおよび修正弁を用
いての制御により、最大／最小空気と燃料ガスの比は約
３０：１まで高精度で調整可能である。

【００２３】燃料ガスに対する空気の比は常にほゞ一定
であって約１５：１である。この比はプロセスエアの加
熱のためにこの装置内での天然ガスの燃焼にも適用され
る。他のガスそしてまたは他の装置については他の比を
適用しうる。

【００２４】本発明はまたガスバーナ、空気供給装置お
よびガス供給管を有する加熱装置に関しており、これら
はガスバーナに接続する混合装置に接続する。そして比
例制御弁が混合装置内のガス管に設けられる。

【００２５】本発明のこの加熱装置は本発明によるガス
バーナ、本発明の混合装置および分岐管により混合装置
とガスバーナの間の管に接続される補助バーナを有し、
熱電対の測定プローブがこの補助バーナの焔内に置かれ
る。この熱電対は温度コントローラに接続しそしてこの
コントローラが比例弁に接続した修正制御弁に接続す
る。

【００２６】熱電対、温度コントローラおよび修正制御
弁を有する制御装置により燃料ガス量に対する空気量の
比を制御するための補助バーナを用いることにより、上
記の比は最大ロードおよび流量からその約１／３０であ
る最小ロードまでの全範囲で非常に低いＮＯｘおよびＣ
Ｏ成分をもつて安定的に維持される。

【００２７】本発明の加熱装置によれば、ＣＯ成分を含
まずＮＯｘが約２ｐｐｍ（排ガス１００部についてＮＯ
ｘ ２部）の排ガスとすることが出来る。これは流量範
囲の大部分について適用しうるものである。

【００２８】

【実施例】図１は本発明のバーナーのバーナーパックの
前面を概略的に示しており、図２（ａ）、２（ｂ）、２
（ｃ）はこのバーナーパックの変形したプレートの構造
および他の実施例を示す。

【００２９】バーナーパック１は金属プレート３と４の
４個の積層体２ａ−２ｄから成り、その表面は混合気の
流れの方向に平行であって交互に配置されており、プレ
ート３は平坦でプレート４は波形となるように変形され
て平坦なプレートと波形のプレートとの間に流路が形成
されるようになっており、積層体２ａ−２ｄ間には固体
フィラ５が配置されている。

【００３０】しかしながら，図２（ａ）に示す波形プレ
ート４ａはジグザグ形のプレート４ｂ（図２（ｂ））ま
たは間隔をとった波形プレート４ｃ（図２（ｃ））とし
てもよい。更に、これら変形したプレートはその球形バ
ルジ、長手方向の縁部両側にゆるく切られたリップであ
ってプレートの面から折り曲げられたリップ、長手方向
縁部につけられた半球形バルジ、あるいは平坦なプレー
トと変形したプレートの間に流路をつくるようにその平
坦面に対して横切る方向の他の変形された部分を備えて
もよい。

【００３１】その結果、波形プレート４ａが好適であ
り、その溝６の方向が、混合気の流れ方向に直角である
変形したプレート４ａの長手方向の縁７に対し鋭角をな
す。この実施例において、２つの隣接する積層体２ａ−
２ｂと２ｃ−２ｄのプレート４ａの溝６の中心線は互い
に約９０゜ずれそして鋭角は約４５゜である。

【００３２】図１および図２（ａ）−２（ｃ）のバーナ
ーパックにおいて、平坦なプレート３と変形したプレー
ト４の長手方向の縁はバーナーパックのガス流路に対し
てほゞ直角でありそしてガスバーナーの長手方向中心線
に対しても直角である。

【００３３】図１のバーナーパック１は図において上の
積層体２ａ内の混合気が矢印８のように上向きに角度約
４５゜をもって右方に流れ、第２の積層体２ｂでは矢印
９で示すように４５゜の角度をもって上向きに左に流
れ、第３の積層体２ｃでは矢印１０で示すように約４５
゜の角度をもって上向きに左に流れ、そして第４の積層
体２ｄでは矢印１１で示すように約４５゜の角度をもっ
て上向きに右に流れる。従って、燃焼ガスは燃焼室の壁
に当ってもどされて強く回転して焔の安定化と有害物成
分に利点を与える。

【００３４】図２（ｄ）から、バーナーパック１の焔側
の平坦なプレート３は波形プレート４の長手方向縁を越
えていることがわかる。このプレート３の寸法によりガ
スバーナーの騒音の発生を防止出来る。

【００３５】バーナーパック１を容易につくることが出
来るようにフィラ５は平坦なプレート３を積層して形成
される。

【００３６】本発明によれば、バーナーパック１の代り
にフラットプレート１２（図３（ａ），３（ｂ），３
（ｄ））を使用することが出来る。その場合、プレート
リップ１３，１４，１５が部分的に切られそしてこのプ
レートの面に対し鋭角をなすように曲げられる。これら
リップ１３，１４，１５は混合気の流れの方向および流
れのパターンを変えることでより良好な焔の安定性を与
えるものである。場合によってはプレート１２に膨脹ス
ロット１６を設け、そしてプレート１２の下には金網ま
たは金属スポンジ１７または他の多孔性の材料を設けて
焔のフラッシュバックを防止してもよい。

【００３７】図４（ａ）−４（ｇ）は焔スタビライザの
種々の実施例を示す。図４（ａ）は図１によるバーナー
パック１と同じでもよいバーナーパック１９を有するバ
ーナー１８を示す。燃焼室１８には第２の焔スタビライ
ザが形成され、燃焼室２０は比較的狭い部分２１と比較
的広い部分２２を有し、両部分間に肩部２３が形成さ
れ、その下流に回転または循環パターン２４を形成させ
て焔安定化効果を与える。

【００３８】図４（ｂ）は図１，２によるバーナーパッ
ク１に対応するバーナーパック２５の拡大断面図であっ
て、パック２５のプレート２６間に耐熱金網でなるＵ字
形に曲げられた部分２８の脚部２７がそう入されて焔安
定化効果を得ている。金網２８の部分は熱の放散にも用
いられる。

【００３９】図４（ｃ）によれば、焔スタビライザはＹ
形のストリップ２９からなり、これらストリップはバー
ナーパック３０の全幅および全高を越えて伸びている。
ストリップ２９は角度約４５゜のＶ形ヘッド３１を有
し、その結果、混合気の流れ３２により循環パターン３
３が形成される。これが焔の安定化効果を与える。また
ストリップ２９は脚３４を有し、それによりバーナーパ
ック３０のストリップ間にそう入される。バーナーパッ
ク３０の側縁に沿ってストリップ３５が配置される。こ
れらストリップは上縁３６で内側に曲げられており、こ
の上縁３６がＶ形ヘッド３１と同じ効果を与える。

【００４０】図４（ｄ）のバーナーパック３７はストリ
ップ３８を有し、これらストリップは全幅および全高を
越えて両側に配置され、その上縁３９はパック３７の上
に約４５゜の角度で内向きに曲げられており、その結
果、混合気の流れ４０が内向きとされて循環または回転
パターン４１が形成されて図４（ｃ）の実施例と同じく
焔が安定する。

【００４１】図４（ｅ），４（ｆ）の実施例ではバーナ
ーパック４２と４３は燃焼室の壁Ｗの肩部４４と４５の
すぐ下流に配置される。図４（ｅ）によれば、Ｊ形スト
リップ４６が肩部４４の下流にほゞバーナーパック４２
の側縁の高さに配置される。これらＪ形ストリップは燃
焼室の壁に固定されてその全幅および全高を越えて伸び
ている。Ｊ形ストリップ４６により、混合気流４８に循
環パターンおよび回転４７が生じる。図４（ｆ）によれ
ば、循環パターンおよび回転５０は燃焼室を肩部４５の
高さのとろこで拡大することにより混合気流４９内に形
成される。パターン４７と５０は焔の安定化効果を有す
る。

【００４２】図４（ｇ）によればバーナーパック５１の
側部と燃焼室の壁Ｗの間にストリップ５２が設けられ、
それらストリップの上縁部５３は内向きに曲げられてお
り、それにより混合気流５４を生じさせる。更にストリ
ップ５５が燃焼室に、バーナーの長手方向中央線に対し
大きな角度で配置される。これらは実際にはバーナーの
中心線に対して直角でありそして上縁５３の下流で内向
きとなっている。これは混合気流５４を焔を安定化する
循環パターン５７に変換する。

【００４３】図５は本発明による燃料ガスと空気の混合
装置を示しており、これは本発明によるガスバーナーに
用いるに適したものである。このバーナーのバーナーパ
ック１は図１、２に示すものであり、そして図３（ａ）
−３（ｃ）および図４（ａ）−４（ｇ）に示す焔スタビ
ライザを備えてもよい。

【００４４】図５の混合装置５８は９個の混合モジュー
ル５９からなり、図６はその斜視図である。混合モジュ
ール５９は両端に接続フランジ６１を有する短いチュー
ブ６０からなる。ほゞ中間部においてチューブ６０に直
角にチューブ６２が接続しており、そのチューブは閉じ
た自由端を有しそしてチューブ６０内のダクト６３に接
続されそして混合プレート６４が自由端近辺に装着され
る。この混合プレートは環状に配置された案内ブレード
６５を有し、これらブレードはプレート６４の部分を折
り曲げてつくられており、従ってブレードに対応する位
置に開口６６が形成される。チューブ６２は閉じた自由
端と混合プレート６４の間に環形に配置されそして半径
方向に向いた放出穴６７を有する。接続フランジ６１は
固定穴６８を更に有する。

【００４５】図５の混合装置５８はこの例ではフランジ
６０を有する３個の混合モジュール５９を積重ねそし
て、フランジ６１の穴６８を通じて接続ボルトによりそ
れらを固定することでつくられる。このように、そのよ
うな積層体を３個形成し、そしてそれを、ガス供給管
（図示せず）に接続する接続チューブ７０を有するガス
配分ボックス６９に上側で接続する。ガス配分ボックス
６９の底側（図示せず）はこれら混合モジュール５９の
上側の接続フランジ６１に接続する。これらモジュール
内のダクト６３の下端は適正にシールされる（図示せ
ず）。このため、配分ボックス６９とモジュール５９の
間の接続およびモジュール５９間の接続は適正にシール
される。

【００４６】混合装置５８は次のように動作する。混合
装置５８は例えばブロワとガスバーナ（図示せず）の間
の空気供給管７１内に配置される。空気は管７１を通り
れそしてモジュール５９間をそれに沿って矢印９２の方
向に流れる。更に、空気は混合プレート６４で向きを変
えられて案内ブレード６５の下の穴６６を通り回転流と
して流れる。燃料ガスは導管（図示せず）と接続チュー
ブ７０によりボックス６９に供給され、ダクト６３そし
てチューブ６２を通り穴６７で半径方向外向きに流れ
る。そこで燃料ガスは回転する空気と混合されて均一な
混合気となり、ガスバーナに送られる。

【００４７】図７は本発明による加熱装置を示す。この
装置は排気ダクト７４とバーナ７５を有するボイラ７３
を含む。ベンチレータすなわちブロワ７７からの空気管
７６がこのバーナー７５に接続する。この空気管７６に
は流量制御弁７８が配置され、バーナー７５には比例制
御弁８０を有するガス供給管７９が接続する。比例制御
弁８０はリポート（reporting ）ライン８１により空気
管７６に接続しそしてリポートライン８２によりガスバ
ーナ７５の燃焼室に接続する。排気管７４は復路ライン
８３によりブロワ７７への空気供給管８４に接続する。
ライン８３と８４には固定的に調整された弁８５と８６
が夫々設けてある。

【００４８】図７の加熱装置は次のように動作する：
ブロワ７７が弁８５を有するライン８４を通じて空気を
吸い込み、それによりある量の排ガスが弁８５を有する
ライン８３を通して空気に加えられる。ブロワ７７は空
気と排ガスの混合物をバーナ７５に接続する管７６へと
強制的に流し、そこで空気／排ガスの量が流量制御弁７
８により所望の値に調整される。燃料ガスは管７９を通
じてバーナー７５に供給され、そこでその量が比例制御
弁８０により調整される。このガスの量はリポートライ
ン８１により空気管７６内のそしてリポートライン８２
によりボイラ７３の燃焼部の圧力に感応する弁を有する
比例制御弁８０内で調整される。結果としての空気と排
ガスの混合体が導管７６を通じてバーナーにそして燃料
ガスが管７９を通じてバーナー７５に供給される。

【００４９】図８（ａ），８（ｂ）は図７の加熱装置の
バーナー７５の、本発明による混合フランジを示す。バ
ーナー７５の側壁１０６（図９）に混合フランジ８８が
装着される。パッキング８９が側壁１０６とフランジ８
８の間に配置されてシールを行う。これは図８（ｂ）の
底面図に示してある。

【００５０】混合フランジ８８はベースプレート９０と
それから上向きの２個のニップル９１，９２とから成
り、大きい方のニップル９１は空気管７６の接続用であ
り、小さい方のニップル９２はガス管７９の接続用であ
る。側壁１０６には環形の穴９３があり、この穴はニッ
プル９１に対して同心である。

【００５１】ニップル９１はステップのついた穴９４を
有し、そのセンターラインは９４ａである。穴９４は空
気管７６の接続用のねじ部分９５、部分９５より径の大
きい部分９６、部分９５より径の小さい部分９７および
部分９７より径の小さい部分９８から成る。部分９７，
９８およびバーナーの側壁の穴９３を通り一種のベンチ
ュリ管が形成され、空気が部分９８を比較的高速で流れ
そしてガスは混合フランジ８８と側壁１０６の間のスロ
ット９９を通り吸引される。このベンチュリ管の機能は
後述する。

【００５２】ニップル９２も１００ａをセンタラインと
するステップ形の穴１００を有し、この穴はガス管７９
の接続用のねじ部分１０１、部分１０１より径の大きい
部分１０２、および部分１０１より径の小さい部分１０
３から成り、この部分１０３がスロット９９に接続す
る。

【００５３】空気は比較的高速で部分９７，９８−９３
を流れるから、ニップル９２によりスロット９９に供給
されるガスは空気流に直角の方向に強く吸引され、従っ
て、ガスがバーナーに入る前にそれと空気との混合が行
われる。

【００５４】図９は図７の加熱装置のバーナー７５を示
す。バーナー７５はセンタライン１０４ａ、前壁１０５
および側壁１０６，１０７を有するハウジング１０４を
含む。センタライン９４ａと１００ａはセンタライン１
０４ａに平行でそれに対して外向きとなった面内にあ
り、混合フランジ８８はバーナーの長手方向中心面とハ
ウジング１０４の側壁１０６の間に装着される。側壁８
７は方形または矩形断面をもつ左部分１０６と環形の断
面を有する右部分１０７から成る。左部分１０６は混合
フランジ８８の装着を容易にするため方形または矩形断
面を有するが、環形でもよくそして右部分１０６と一体
的につくられてもよい。ハウジング１０４の部分１０６
と１０７は固定フランジ１０８で分離されてハウジング
部分１０６ａと１０７ａを形成する。更に、左部分１０
６には配分プレート１０９が装着される。これは多孔性
の材料でつくられ、あるいは多数の規則的に配置された
穴（図示せず）を有する。

【００５５】更に、ケーシング１１０がハウジング１０
４の側壁１０５に同心的に装着され、そしてこれは点火
ガスの供給管を接続するためのニップル１１１、点火プ
ラグ１１２およびバーナ７５の焔をモニタするためのＵ
Ｖ検出チューブ１１３を有する。ケーシング１１０は側
壁１０５の穴１１４を通して点火焔と焔のＵＶ検出用の
チューブ１１５に接続する。このチューブ１１５はその
右端で環形のバーナーパック１１６に同心に装着される
（図１０）。

【００５６】図１０のバーナーパック１１６はフラット
なストリップ１１７とその上に重ねられたストリップ１
１８をスパイラル状のコイルとしたものであり、そして
ストリップ１１８はストリップ１１７と１１８の間に流
路が形成されるように１１７に対し変形されている。本
発明によれば、スパイラル状のフラットストリップ１１
７のバーナーパック１１６の焔側が変形したスパイラル
状のストリップ１１８の長手方向の縁部１２０を越えて
いる。このように、ガスバーナにより生じる可能性のあ
る雑音の発生が防止される。フラットストリップ１１７
と変形したストリップ１１８は図１，２ａ，２ｂ，２ｃ
のバーナーパック１のフラットストリップ３および変形
ストリップ４と同じ材料でつくることが出来る。変形ス
トリップ１１８は波形とするとよいが図１および図２
（ａ）−２（ｃ）の実施例の内の一つでもよい。変形ス
トリップ１１８は好適には波形１１９を有し、その長手
方向が変形ストリップ１１８の長手方向の縁部１２０に
対し４５゜の角度となるようにするとよい。バーナ７５
の燃焼室１２１はバーナーパック１１６の外側または右
側にある。焔安定化プレート１１６ａはバーナー７５の
燃焼室１２１内でバーナーパック１１６から間隔を置い
て配置される。このプレート１１６ａは中心開口１１６
ｂそしてまたはその周辺の開口１１６ｃを有する。

【００５７】バーナー７５は次のように動作する： ス
ロット９９（図８（ａ））の下流に形成される空気、排
ガスおよび燃料ガスの混合物はハウジング部分１０６ａ
に接線方向から入り、それによりそこに乱流が発生して
均一な混合気となる混合気は配分プレートを通り右のハ
ウジング部分１０７にそしてバーナーパック１１６を通
り燃焼室１２１に流れる。波形１１９とそれらのスパイ
ラル形の流路により形成される角度４５゜の流路によっ
て、混合気は長手軸１０４ａのまわりに回転する流れと
して燃焼室に吹込まれ。燃焼室内でこの回転流により完
全燃焼が生じる。そこでの排ガスのＮＯｘ‐およびＣＯ
‐成分は少ない。バーナーパック１１６はまたフラッシ
ュバックを防止する。

【００５８】バーナーが点火されると、まず点火ガスが
ニップル１１１とチューブ１１５を介して供給され、そ
してプラグ１１２により点火される。次にパック１１６
により供給される混合気がこの点火焔により点火され、
そしてその焔がＵＶ検出器チューブ１１３とチューブ１
１５でモニタされ、その後、点火焔が消される。

【００５９】図１１は本発明の加熱装置を示しており、
これは製品の乾燥、工場、大きな建物等の暖房に用いら
れるｉ．ａ．であるいわゆるプロセスエアを加熱するに
適したものである。

【００６０】図１１の装置は管１２３を流れるプロセス
エアを加熱するための手段である。そのため、バーナー
１２４は管１２３内に配置され、この管１２３は図３，
４の焔安定化エレメントを１個以上含んでもよい図１，
２のバーナーパック１を有する。バーナー１２４は管１
２５により混合装置１２６に接続する。この混合装置は
図５，６の混合装置に対応し、それにベンチレータ１２
８により供給される空気を供給する管１２７と燃料ガス
用の供給管１２８が接続する。

【００６１】図１１の装置は更に管１２７内に流量制御
弁１３０、管１２９内に比例制御弁１３１、管１２９内
に修正制御弁１３２およびセンサ１３３ａを有する熱電
対１３３を有し、更に、熱電対１１３と修正制御弁１３
２の間の管１２５内に温度／電圧コントローラ１３４を
含み、熱電対１３３のセンサ１３３ａはバーナー１２４
の焔にさし込まれる。最後に、管１２３と比例制御弁の
間に管圧を帰還するための管１３６および空気管１２７
と比例制御弁１３１の間にデータ帰還のための管１３７
が設けられる。

【００６２】図１１の装置はバーナー１２４に供給され
る空気とガスの量の比を、排ガス中のＣＯおよびＮＯｘ
成分が最少となるように制御するものである。図１１の
装置における要点は、そのような制御をバーナー１２４
内の焔の温度により行うことである。図１１の装置では
この制御は低ロードすなわち、ガスの供給量が最大量の
約１／１５から約１／３０までの最少量までのロードと
流量で有効である。

【００６３】図１１の装置は次のように動作する： 所
望の焔温度すなわちそれに対応する電圧が温度コントロ
ーラ１３４で調整される。熱電対１３３は焔の温度によ
りきまる電圧を与える。温度コントローラ１３４におい
て、熱電対１３３からの電圧は調整された電圧と比較さ
れる。両者が等しければ焔温度はすなわち空気：ガス比
は正しい。焔の温度が何らかの理由で低下すると、熱電
対１３３の電圧は温度コントローラ１３４で調整された
電圧より低くなり、温度コントローラ１３４は修正制御
弁１３２のサーボモータを、熱電対１３３の電圧が再び
調整電圧値となるまで供給ガスの量を増加しそしてコン
トローラ１３４が再び修正制御弁１３２の位置を変えな
いように制御する。

【００６４】バーナーの焔温度が調整値より高くなれ
ば、熱電対１３３の電圧はコントローラ１３４での調整
値より高くなり、そしてコントローラ１３４は修正制御
弁１３２のサーボモータを、熱電対電圧が再びコントロ
ーラ１３４での調整値になるまでガスの供給量を減少さ
せるように制御する。

【００６５】空気：ガスの比が１：１から１５：１まで
の範囲でのバーナーのロードと流量は比例制御弁１３１
で制御される。この範囲では修正制御弁１３２は開放さ
れる。比例制御弁１３１は管１３７を通り制御弁１３１
に影響する空気管の圧力と管１３６を通り制御弁１３１
に影響するプロセスエア管１２３の圧力とによりきまる
量のガスを供給する。

【００６６】図１１の装置では流量制御弁１３０、比例
制御弁１３１、修正制御弁１３２、熱電対１３３および
温度／電圧コントローラ１３４は周知であるからその説
明は行わない。

【００６７】図１２の装置並びに図１１の装置はプロセ
スエアの加熱用に設計されている。図１２の装置は図１
１の装置にほゞ対応し、図１１の装置は図１２の装置の
簡略化された実施例である。図１２の装置、従って図１
１の装置は、プロセスエア管１２３、バーナー１２４、
空気用のブロワ１２８およびガス供給管１２９を含む。
図１２のこれら部分は図１１の装置と同じである。

【００６８】上記を以外に、図１２の装置は更に管１２
５内に流量制御弁１３８、ガス管１２９内に比例制御弁
１３９、管１４１により温度コントローラ１４２に接続
する修正制御弁１４０を有する。温度コントローラ１４
２は管１４３によりいわゆる補助バーナ１４４に接続す
る。補助バーナ１４４は燃焼ガスを排出するための管１
４５により主バーナ１２４に接続する。補助バーナ１４
４は更に管１４６により混合気管１２５に、そして冷却
気を供給するための管１４７により空気管１２７に接続
する。

【００６９】修正制御弁１４０は更に管１４８により混
合気管１２５に、管１４９により空気供給管１２７にそ
して管１５０により比例制御弁１３９に接続する。比例
制御弁１３９は管１５１によりプロセスエアダクト１２
３に接続する。修正制御弁１４０は三方弁であり、それ
ぞれの孔に管１４８，１４９，１５０が接続する。これ
ら３個の孔は一つのチャンネル（図示せず）に通じてお
り、そこに回転可能なシャフトが配置され、そのシャフ
トは周辺溝を有し、それにおいて３個の孔が一つのチャ
ンネルになる。このシャフトを回転することにより、比
例制御弁１３９に接続する管１５０の圧力が変わり、そ
してこのようにその管の位置が修正される。比例制御弁
１３９は管１２９内に配置された蝶弁であり、その位置
は管１５０と１５１内の圧力変化により変る。流量制御
弁１３８、比例制御弁１３９、修正制御弁１４０および
電圧コントローラ１４２はそれ自体周知であり市販され
ている装置である。

【００７０】図１２の装置の補助バーナ１４４は図１３
に詳細に示されている。補助バーナ１４４は例えば円筒
状のケーシング１５２内に配置され、このケーシングの
パッキング１５３ａと１５４ａを有する端部はそのケー
シングのフランジ１５５と１５６に装着をされたリッド
１５３と１５４によりシールされている。リッド１５３
は空気と燃料ガスの混合気を供給するための管１４６
（図１２）用の中央接続（管）スタッド１５７を有し、
リッド１５４は管１４５（図１２）によりバーナー１２
４の燃焼室に接続する中央排ガス（管）スタッド１５８
を有する。

【００７１】補助バーナ１４４のケーシング１５２内に
は図１３において左から右に次の部品が配置されてい
る： 焔フラッシュバックプレート１５９、ケーシング
１５２の外壁の接続ニップル１６２内にブッシング絶縁
体１６１と共に配置されそしてケーシング１５２内の穴
１６３を通りスパイラルグローワイヤ１６４に接続する
電流供給電極１６０、焔安定化プレート１６５。このプ
レート１６５は穴明きセラミックプレート、閉じたセラ
ミックリング１６６から成り、このリング内にグローワ
イヤ１６４が配置されると共に、凹部１６７を有し、凹
部１６７の反対側にはケーシング１５２の外壁の接続ニ
ップル１６９にのぞき窓１６８が装着される。

【００７２】補助バーナ１４４は更に、穴明きセラミッ
クプレート１７０、ファイバフラックス（fibrefrax ）
の絶縁ケーシング１７１、熱電対１７３、のぞき窓１７
８および輻射プレート１８１を有し、プレート１７０と
１６５の間にリング１６６が配置されており、絶縁ケー
シング１７１の壁厚は大きくそしてケーシング１５２の
内壁に配置されて補助バーナ１４４内に燃焼室１７２を
限定し、熱電対１７３はケーシング１５２の外壁の接続
ニップル１７４に装着されそしてケーシング１５２と１
７１内の穴１７６と１７７を通りその測定プローブ１７
５が燃焼室１７２内に突出するようになっており、のぞ
き窓１７８は熱電対と接続ニップル１７９とは反対の側
でケーシング１５２の外壁に装着されており、ケーシン
グ１７１内でのぞき窓１７８とプローブ１７５の間に穴
１８０が設けられており、輻射プレート１８１はプロー
ブ１７５から低温の面への熱輻射を防止するものである
穴明きセラミックプレートから成る。

【００７３】混合装置１２６によりつくられる混合気は
混合気供給管１２５（図１２）から管１４６へと分岐し
て接続（管）スタッド１５７を介して補助バーナ１４４
に入る。この混合気は焔フラッシュバックプレート１５
９とリング１７０の内部空間内の焔安定化プレート１６
５を通りそしてグローワイヤ１６４により点火される。
これにより燃焼室１７２内全体で燃焼が生じる。補助バ
ーナ１４４の排ガスは管１５８と１２５により図１２の
装置のガスバーナ１２４に送られる。

【００７４】図１２と１３の装置は次のように動作す
る： 電圧コントローラ１４２は主ガスバーナ１２４の
所望の焔温度に調整され、従って特定の電圧に調整され
る。主ガスバーナ１２４と同じ混合気を受ける補助バー
ナ１４４において、この焔温度は熱電対１７３の、測定
プローブ１７５により測定され，その結果の電圧が温度
および電圧コントローラ１４２に与えられる。熱電対か
らの電圧がコントローラ１４２での調整電圧に等しけれ
ば、その温度は正しく、従ってコントローラ１４２は修
正制御弁１４０に影響しない。

【００７５】焔温度、従って、熱電対１７３の電圧が減
少または増加すると、コントローラ１４２は測定値と調
整値の差によりきまる結果を修正制御弁１４０に送り、
その結果、制御弁１４０が回転し、それにより比例制御
弁１３９の開度が管１５０により与えられる制御圧力に
より変化し、それによりガス供給量が、測定値と調整値
の一致が得られるまで増減される。

【００７６】図１２の装置は排気中のＣＯおよびＮＯｘ
成分が最少となるようにバーナ１２４への空気とガスの
比を制御する。図１２の装置の特徴はバーナ１２４への
空気とガスの比の制御が補助バーナ１４４内の焔の温度
により行われることである。

【００７７】図１２，１３の装置ではこの制御は最大ロ
ードおよび流量から、空気とガスの供給量の最大値の約
１／３０である最小ロードおよび流量まで動作する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガスバーナのバーナーパケットの
正面図である。

【図２】（ａ）はバーナーパケットの構造を示す図であ
る。（ｂ），（ｃ）はバーナーパケットの変形プレート
の他の実施例を示す図である。

【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は図１のガスバーナの
焔安定化プレートを示す図である。

【図４】（ａ）−（ｇ）はガスバーナ用の焔スタビライ
ザの他の実施例を示す図である。

【図５】空気ダクト内の９個のモジュールから成る混合
装置の斜視図である。

【図６】本発明の混合装置の１個のモジュールの斜視図
である。

【図７】本発明の加熱装置を示す図である。

【図８】（ａ），（ｂ）は図７の加熱装置の混合装置の
断面および底面図である。

【図９】図７の加熱装置のバーナーの縦断面図である。

【図１０】図９のバーナーパックの断面の半分を示す図
である。

【図１１】本発明の加熱装置を示す図である。

【図１２】本発明の他の加熱装置を示す図である。

【図１３】図１２の装置の補助バーナの縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１，１９，２５，３０，３７，４２，４３，５１，１１
６ バーナーパック ２ａ−２ｄ 積層体 ３ フラットバーナープレート ４ 変形バーナープレート ５ フィラー ６ 波形 １８，７５ バーナ ２０ 燃焼室 ５８ 混合装置 ５９ 混合モジュール ６４ 混合プレート ６５ 案内ブレード ６９ 配分ボックス ７３ ボイラ ７４ 排気管 ７７ ブロワ ７８ 流量制御弁 ８０ 比例制御弁

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料ガスと空気の混合気を供給するための
   接続と、バーナーパックと、を含み、上記バーナーパッ
   クは面に直角の方向に変形部を有する少くとも１枚の金
   属の変形プレートとその両側に配置される少くとも１枚
   のフラットプレートからなる複数の積層体を含み、この
   積層体は固体フィラにより分離されその主面がガスと空
   気の混合気の流れ方向に平行となっており、夫々の積層
   体について上記変形プレートとフラットプレートにより
   限定される流路からの上記混合気の流れ方向が同一とな
   ったガスバーナにおいて、上記バーナープレート（３；
   ４ａ−４ｃ）の夫々の積層体（２ａ−２ｄ）は２枚以上
   の上記変形プレート（４ａ−４ｃ）を含むことを特徴と
   するガスバーナ。
2. 【請求項２】前記変形プレートは波形であり、少くとも
   ２個の隣接する積層体（２ａ−２ｂ；２ｃ−２ｄ）のプ
   レート（４ａ）における波形（６）の長手方向中心線が
   或る角度をなすことを特徴とする請求項１のガスバー
   ナ。
3. 【請求項３】前記バーナパック（１）の焔側の前記フラ
   ットバーナプレート（３）の少くとも一部は前記波形バ
   ーナプレート（４ａ−４ｃ）の長手方向縁部を越えて伸
   びることを特徴とする請求項１または２のガスバーナ。
4. 【請求項４】前記固体フィラ（５）の夫々はフラットバ
   ーナプレート（３）の積層体からなる請求項１乃至３の
   １に記載のガスバーナ。
5. 【請求項５】燃料ガスと空気の混合気を供給する接続を
   有し、前記バーナ（１）は１枚のフラットプレート（１
   ２）からなり、そのプレートには１個以上のリップ（１
   ３，１４，１５）がそれを部分的に切断して鋭角に曲げ
   ることにより形成されることを特徴とするガスバーナ。
6. 【請求項６】焔スタビライザ（２３，２８，２９，３
   ９，４５，４６，５３，５５）が前記バーナーパック
   （１，１９，２５，３０，３７，４２，４３，５１）の
   下流側に設けられて前記燃焼室（２０）内の燃焼ガス中
   に回転を生じさせることを特徴とする請求項１乃至４の
   １に記載のガスバーナ。
7. 【請求項７】前記ガスバーナの前記燃焼室（２０，２
   １，２２）の断面面積は１個以上の肩部（２３）が形成
   されるように前記混合気流の下流方向に急激に大きくな
   ることを特徴とする請求項１乃至６の１に記載のガスバ
   ーナ。
8. 【請求項８】１個以上の混合モジュール（５９）から成
   り、夫々の混合モジュールは空気の流れ方向（７２）に
   直角の混合プレート（６４）を有し、この混合プレート
   は曲げブレード（６５）のリングを有し、これらブレー
   ドは混合プレートを部分的に切ってそのプレートの面で
   曲げて形成されており、補助的に閉じた管（６２）が上
   記混合プレート（６４）上の上記ブレード（６５）のリ
   ングに対し同心的に配置されており、上記管はガス供給
   管（６３−６９−７０）に接続されており、半径方向の
   排気穴（６７）のリングが設けられていることを特徴と
   する、請求項１乃至６の１に記載のガスバーナに使用す
   るに適した空気と燃料ガスの混合装置（５８）。
9. 【請求項９】前記管（６２）は空気の流れ方向に直角で
   あって両側に接続フランジ（６１）を有するガスダクト
   （６２，６３）に接続することを特徴とする請求項７の
   混合装置。
10. 【請求項１０】空気と燃料ガスの混合気を供給するため
    の接続と、バーナーパックとを有するガスバーナであっ
    て、上記バーナーパックは上記ガスバーナの長手方向中
    心線に直角でありそしてフラットストリップとその上の
    スパイラル状コイル形のストリップとでなるスパイラル
    コイルからなり、上記スパライル状コイル形のストリッ
    プは上記フラットストリップとそれとの間に流路をつく
    るようにその面に対して直角の方向に変形されているご
    とくなった、ガスバーナにおいて、上記バーナーパック
    （１１６）の焔側の上記コイトルとされたフラットスト
    リップ（１１７）の少くとも一部が上記コイルとなった
    変形ストリップ（１１８）の長手方向の縁（１２０）を
    越えて伸びることを特徴とするガスバーナ。
11. 【請求項１１】前記変形ストリップは波形であり、この
    波形ストリップ（１１８）内の波形（１１９）の長手方
    向中心線は上記ストリップ（１１８）の前記長手方向縁
    （１２０）に対し鋭角をなすことを特徴とする請求項１
    ０のガスバーナ。
12. 【請求項１２】中心開口（１１６ｂ）そしてまたは周辺
    開口（１１６ｃ）を有する焔安定化プレート（１１６
    ａ）が前記バーナ（７５）の燃焼室（１２１）に配置さ
    れた前記バーナパケット（１１６）から離されているこ
    とを特徴とする請求項１０または１１のガスバーナ。
13. 【請求項１３】前記バーナ（７５）は混合フランジ（８
    ８）を有し、ガスおよび空気を供給するための前記ダク
    ト（９４，１００）の中心線（９４ａ，１００ａ）は上
    記バーナ（７５）の長手方向中心線に直角であって上記
    バーナの中心線に対して外側にずれた面内にあることを
    特徴とする請求項１０，１１または１２のガスバーナ。
14. 【請求項１４】前記混合フランジ（３８）の前記空気供
    給ダクト（９４）はベンチュリ管部分（９７，９８，９
    ３）を有し、上記混合フランジ（８８）と上記ベンチュ
    リ管部分（９７，９８）より径の大きい円形穴（３）が
    空気供給ダクト（９４）と部分（９７，９８）に対して
    同心的に配置された上記バーナハウジング（１０４）の
    壁（１０６）との間にスロット状のスペース（９９）が
    設けられ、それにガス供給ダクト（１００）が接続され
    ることを特徴とする請求項１０−１３の１に記載のガス
    バーナ。
15. 【請求項１５】ガスバーナ、空気供給装置およびガス供
    給管を有し、上記空気はガス供給装置が上記ガスバーナ
    に接続した混合装置に接続し、上記混合装置への上記ガ
    ス管に比例制御弁が設けられた加熱装置において、 請求項１−７の１に記載のガスバーナ（１２４）と、 請求項８または９の混合装置（１２６）を有すること、 上記ガスバーナ（１２４）の焔内に置かれる測定プロー
    ブ（１３４）を有する熱電対（１３３）を有すること、 上記熱電対（１３３）が温度コントローラ（１３４）に
    接続すること、 上記温度コントローラ（１３４）が前記ガス管（１２
    ９）内で上記比例弁（１３２）と上記混合装置（１２
    ６）の間の修正制御弁（１３２）に接続すること、を特
    徴とする加熱措置。
16. 【請求項１６】ガスバーナ、空気を供給するための装置
    とガス供給管を有し、上記装置と管が上記ガスバーナに
    接続し、比例制御弁が混合装置への上記ガス管内に設け
    られた加熱装置において、 請求項１−７の１に記載のガスバーナ（１２４）と請求
    項８または９の混合装置（１２６）を有すること、 分岐管（１４６）により上記混合装置（１２６）とガス
    バーナ（１２４）の間の管（１２５）に接続する補助バ
    ーナ（１４４）を有すること、 熱電対（１７３）の測定プローブ（１７５）が上記補助
    バーナ（１４４）の焔内に置かれること、 上記熱電対（７３）が温度コントローラ（１４２）に接
    続すること、 上記温度コントローラが上記比例弁（１３９）に接続し
    た修正制御弁（１４０）に接続すること、を特徴とする
    加熱装置。
17. 【請求項１７】前記補助バーナ（１４４）は前記混合気
    の流れ方向に直角の２枚の穴明きセラミック焔安定化プ
    レート（１６５，１７０）を有し、それらプレートの間
    にガス点火エレメント（１６４）が配置されること、 穴明きセラミックフラッシュバックプレート（１５）が
    上記焔安定化プレート（１６５，１７０）の上流側に配
    置されること、を特徴とする請求項１６の装置。