JPS58184413A - 内燃式バ−ナ− - 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】 この発明は高温高速のガス流を生ずる内燃式のバーナー
に、より詳細には、バーナーのみによってか或はバーナ
ーと他の手段例えば遠心手段との協同によって放出され
るガス流の作用により繊維を紡糸する鉱物繊維形成工程
に用いる上述の形式のバーナーに関するものである。

この形式のバーナーは、特に、燃焼可能な混合物（燃料
混合物）および低火炎伝播速１度において作動する。普
通はこの形式のバーナーにおいて、燃料−空気混合物は
燃焼室の一端のグリッドを経て供給され、そこで燃焼す
る。燃焼生成物は高速高温で燃焼室の他端から排出され
る。

この形式のバーナーは特に仏画特許第 １．２９．２．．２．２λ号およびその追加特許第９０
，６６０号明細書に記載されている。

低伝播速度の燃料混合物、例えば空気と天然ガス、ブタ
ンまたはプロパンの混合物の混合にこの形式のバーナー
において経験される困難は、（グ　） 作動上の成る不安定性に基因している。特に、バーナー
の作動中に詔いても、バーナーの火炎の位置を定めるこ
とは困難である。この不都合はバーナーの始動時に一層
大きくなる。大きな騒音は別としても、成る作動条件の
下の不安定性のため、火炎が消えることもある。

上述の仏画特許明細書に示された特徴によって、この形
式のバーナーの作動条件が多少とも改善される。特に、
グリッドの近傍に棒を存在させることによって、ガスが
より良く混合され、点火が改善される。特に火炎の位置
が特定され、安定性が高くなる。

この改善にも拘らず、なお多くの困難が存在する。バー
ナーの始動は複雑な操作であり、作動状態或いは燃料の
変化に対するバーナーの適合性に問題がある。

更に、成る用途にとっては、限られた外部サイズのバー
ナーから強力な高温のガス流を得ることが肝要である。

この制約条件は特に鉱物繊維の製造にバーナーを用いる
場合に見られる。

従来型のバーナーでは、これら一つの要求を同時に満た
すことは困難である。限られたサイズのバーナーに供給
される燃料混合物の量を増大させると、火炎はグリッド
から離れる傾向を示し、また大量の混合物が繊維の前紡
に使用できない弱い火炎の形で、バーナーの外部尋こお
いて燃焼する。

繊維の前紡工程にバーナーを用いるには、工程の種類と
係りなく、全ての発生ガスについて一様な条件が必要と
される。特に、繊維が安定した特性をもつには、形成さ
れたガス流全体を通じていかなる時にもガスの流速およ
び温度を完全に一様に保つことが必要である。いかなる
原因によるものでも、火炎の不安定性によって、ガス流
は不均質になり、一定の品質の前紡が行われなくなる。

この発明の目的は、従来型のバーナーの作動によっても
たらされた問題を少くとも部分的に解決する新しい形式
の内燃式の共−ナーを提供することにある。

この発明の別の目的は、選択された作動条件或は使用し
た燃料の種類に拘りなく、良好な安定条件の下に火炎の
伝播が行われるようにしたバーナーを提供することにあ
る。

この発明の別の目的は、従来のバーナーに比べて良好な
作動状態、特に熱負荷すなわち室容積に対する燃料′ガ
スの流速の比率を完全燃焼の維持により確保するように
した、小形のバーナーを提供することにある。

これらの目的および他の利点は、ガス流の循環形態の変
更により燃焼室中の燃焼状態が変更されるようにしたこ
の発明のバーナーによって達成される。

この発明の１つの特徴によれば、燃料混合物の供給およ
び燃焼生成物の排出は、燃焼室の同じ側において行われ
る。

この発明の別の特徴によれば燃料混合物は燃焼生成物の
排出に対し向流として供給される。

この発明の別の特徴によれば、燃料混合物は、燃焼室の
第１の壁部に沿って最初に流れ、次にその壁部と反対側
の別の壁部に沿って排出開口に流れるように供給される
。

この発明によれば、従来技術と異なって、バーナーのグ
リッドにより火炎を安定させるようにはしない。この発
明によれば、混合ガスは好ましくはグリッドを経て燃焼
室に供給されるのではないが、それにも拘らず、火炎の
安定性が改善される。

これらの特徴は、所要の結果と逆の結果をもたらすよう
に思われることについて注目に価する。排出ガスに対す
る向流として混合ガスを供給するこの発明の構成は、バ
ーナー出口において高速ガス流を得ること＼相反するよ
うに思われる。しかし、燃料混合物を向流として供給す
ることが高速の発生を妨げないだけでなく、実際にはそ
の逆であることが、実験により示されている。

この発明のバーナーの使用によって得られる改善の１つ
の理由は、点火が生ずる仕方にあるものと思われる。

従来の装置において、グリッドまたはこれと等価の多数
の小孔を形成した壁の使用は、高度に局在化された乱流
が各小孔に存在することにより正当化される。これらの
乱流は、ガス流速が著しく減少し、時には零になる同数
の個所を生じさせる。全体としてのガス流に比べた伝播
速度が低くとも、これらの減速された流れによって火炎
が維持される。小孔数を倍にすると、燃料混合物中の潜
在的な点火個所の数も倍になる。しかし、流速が高くな
ると、グリッドは必ずしも適切でなくなり、上述した棒
のような余分のバッフルは、燃焼室中のより乍流側にお
いてグリッドの効果を補足する。

この発明によるバーナーの場合、燃料混合物の点火は異
なった仕方で行われる。多くの現象、特に（イ）燃焼ガ
スとの接触と、（へ））バーナー壁部との接触が、この
点火に寄与する。

燃焼ガスと燃料混合物との向流により、燃料混合物は、
燃焼室に入ると直ちに、その点火を開始させる高温ガス
と接触し、それと表面的に混合される。

燃料混合物は、供給開口に近接したバーナー壁部に沿っ
て流れるようにも向けられる。従来の装置においては、
グリッドの領域の温度は余り高くない。最も高温の領域
はバーナー出口の方に位置している。この温度分布は、
燃焼室に入った後直ちに点火を生じさせることに寄与し
ない。その反対に、この発明によれば、流入ガスがそれ
に溢って流れる壁部は、燃焼ガスがそれに接触して流れ
るところの反対側の壁部からの放熱によって高温にされ
る。

燃焼室に流入したガスがそれに沿って流れるところの壁
部の温度は、複雑な平衡によって上昇する。流入ガスは
、予加熱されていても、燃焼室中の平均温度よりも著し
く低い温度にあり、供給開口の近傍の壁部を冷却させる
傾向を示す。

この効果は、バーナーのグリッドが燃焼室内に存在する
にも拘らず比較的低い一度にある従来技術において見ら
れる効果と同一である。

この発明によれば、燃焼ガスがそれに沿ってが供給され
るので、第一の壁から第１の壁に強い放射が生じ、それ
により第１の壁が非常に高い温度となる。この温度は、
点火されたガスが近い位置にあることのみに依存した場
合、すなわち上記の放射がなされなかった場合の温度よ
りも著しく高い値になる。

燃料混合物が非常に高温の壁部上に導かれることによっ
て混合物の早期の点火が促進される。

従って、この発明によるバーナーの作動の特徴は、燃焼
室内の熱交換が増大したことに存する。この活溌な熱交
換は、バーナーの性能の改善の７つの理由である。

このように、燃料混合物をすみやかに高温とすることに
よって、燃焼が改善される。火炎がグリッド上に固定さ
れないことも利点になる。

従来技術の場合、点火されないガスは、火炎を支持する
働きをする個所に直ちに遭遇するわ、、）。

けではないため、火、炎が何らかの理由のためグリッド
を離れると、火炎がちらつき、時には消滅するおそれが
相当に存在する。

この発明の実施態様によれば、ガス経路上の火炎の位置
は一定のレベルに限定されていないため、火炎の支持点
は特定的に流入オリフィスのところにはない。但し、流
入オリフィスの縁部は、従来技術によるグリッドの各小
孔と同じ働きをそれよりも少い程度においてすることは
あり得る。火炎の支持は第−義的に、流入ガスがそれに
清って流れる燃焼室の壁部の可変の広がりによって行わ
れる。

火炎の支持物として壁部を用いることの１つの利点は、
上述したように、その温度が点火されるガスとの接触の
結果というよりは全体としての燃焼室、特に対向壁部か
らの熱の吸収の結果であることに存する。そのためにこ
の温度は、ガスの状態の瞬時的な変化に対する応答性が
低くなり、点火がより一様に行われる。

燃焼室壁を用いることの別の効果は、有効潜在点火域の
増大にあり、これは安定した作動の下では有用であり、
ガスの完全燃焼が促進される。これは作動状態またはガ
ス組成が変更された場合には一層有利であり、燃焼室の
最も適切な部分に支持域が設置される。

この構成と向流の設定とによって、バーナーの良好な作
動を保ちながら熱負荷を増大させることができる。

流入するガスがそれに沿って流れる壁部は、満足な結果
を得るために、粗面部分をもった耐火材料製とすること
が望ましい。粗面部分の表面の粗さの程度は余り高くす
る必要はないが、流入ガスが粗面と接触してそれと相互
作用するように、すなわち多数の非常に小さい乱流が壁
表面に沿い形成されるようにすれば充分である。

この発明によるバーナーの利点、その作動方法、好まし
い使用形態並びに効果は、添付図面に示した実施例につ
いての以下の詳細な説明によって一層明らかとなるであ
ろう。

第１図に示した従来のバーナーは、バーナ一本体を形成
する耐火壁λ、３により形成された燃焼室／を有してい
る。壁コ、３の外面は金属ケーシングぐにより保護され
ている。

燃焼室ｌは、燃焼ガスを排出させるための通孔Ｓを一端
に備えている。この端では耐火壁コ。

３は、通孔Ｓの壁も形成する金属フランジ６により被覆
されている。冷却装置７はフランジ乙の素材に適したレ
ベルにフランジ温度を保持する。

燃料混合物は導管ｇを経て供給室９に供給され、グリッ
ド１０を経て燃焼室／に流入する。

上述した先行特許による改良された型式において、例え
ばシリカ製の棒状のバッフルが混合ガスの通路上におい
て、グリッドｌθから少し下流側に配設される。これら
のバッフルは第１図には図示されていない。

容易にわかるように、この装置において混合ガスは、供
給端から、燃焼ガスの膨張開口を有する端側に流れる。

線状の配列に最小の乱流が付随する。定常動作時には火
炎、はグリッド１０のオリフィスに、すなわち温度が比
較的低い燃焼室ｌの個所に固定される。その理由は、燃
焼ガスとの接触はほとんど存在せず、燃焼混合物の通過
が多少の冷却を与えるためである。更に火炎の支持点は
、燃焼室に入るガス通路上にあり、特に流速が高い場合
には、安定性が得られない。

別の形式による従来のバーナーは、燃焼室ｌの構造が第
１図に示したものと異なっている。

すなわち、繊維材料を分散させるための遠心装置を含む
繊維形成装置に用いる環状バーナーの場合には、空間的
条件のため、ベンドの形状の室が必要となり得る。しか
し、この形式のバーナーにおいても、燃焼室の一端から
供給が行われ、その他端から燃焼ガスが排出され、ガス
は一般に一端から他端に向かって流れ、この発明による
向流はなく、流入ガスがそれに沿って流れる壁は加熱さ
れない。

第２図に略示したこの発明の実施例によれば、燃焼室ｌ
の一端は閉止されている。燃料混合物・、・１：′ は、膨張開口５と同、、じバーナーの表面上に配設した
導管ｇを経て供給される。

燃料混合物が通過する導管ｇは、耐火材料中の供給ダク
）／／とじて延長している。ダクト／／は供給オリフィ
スｌコを経て燃焼室ｌに至っている。

燃料混合物はダクトｌｌから燃焼室ｌに自由に流れる。

火炎を支持する働きをするグリッドは設けられていない
。図示しない逆火止めグリッドを安全対策として必要に
応じ配してもよい。

火炎はこのグリッドと接触した時に伝搬されない。

混合ガスは、耐火壁３に沿って延びる通路上において燃
焼室／に入る。

火炎はこの混合ガスの運動によって、開口Ｓから運び去
られ、開口ｊに向かって流れる燃焼ガスの圧力及び噴流
の初速により壁に沿うように保持される。

燃焼室／中のガスの流れを助けるために、閉止端／３を
形成する耐火壁は好ましくは湾曲状とする。燃焼室／中
のガスの流れる方向を変えることはこれにより一様に行
われ、特に燃焼室／の全容積がガスにより掃引される。

そのため成る量のガスが多少とも動かなくなる不活性域
が除かれる。

第一図において、燃焼室ｌの閉止端／３は半円形である
が、それ以外にも、ガスの流れおよびその反転を助ける
任意の形状としてもよい。

ガスは、ケーシング／ｌに沿って流れる間に、開口Ｓの
方に向けられる。開口Ｓの断面積が限られているため、
ガス流が加速される。

この形式のバーナーにおいては、点火は室／に混合ガス
を導くダクトｌ／のオリフィスｌλの後方において生ず
る。点火は耐火壁３に沿ったオリフィス／Ｊの近傍にお
いても生ずる。開口Ｓの方に流れる燃焼ガスとの接触、
燃焼により高温になった壁３との接触および特に燃焼室
ｌの他の壁特に対向壁からの放射熱の吸収によって、混
合ガスが燃焼室／に入るのとほぼ同時に混合ガスが点火
する。

オリフィス／コの近くで壁に沿い火炎を固定させるため
に、この個所において、特に粗面となるように表面形状
を変更することができる。

この粗面の突出部分がガス流中に入るため、ガスの後方
に小さな乱流を生ずる。これらの乱流中では、ガスの全
体的な速度は大幅に変動するが、ガスの点火の伝播を早
める非常に低速の個所が存在する。

これらの粗面ば種々の形態とすることができ、−例とし
て、尖端、溝その他でもよい。粗面ば、燃焼室／の壁に
沿った任意の個所、特にオリフィス／λの近傍の部分、
またはこれらの全部の壁部分に形成し得る。

実際に、例えば耐火セメントを成形することにより形成
される耐火壁は、火炎を固定させるに足る粗さを有し、
特別に粗くした部分を設ける必要はない。

第コ、３図において、排出されるガスがそれに沿い流れ
る耐火壁コは、平たんな形状を有している。燃焼混合物
の入口域と反対側の個所においてこの壁部の温度を更に
高為るには、排出ガスとの接触を更に促進する輪郭を壁
コに付与することが望ましい。すなわちこの壁部分を室
／の内部の方に少し進入させるか或はガスの通路の断面
を少し狭くする。もちろん、この変形された輪郭によっ
てガス流が著しく乱されないようにすべきである。

排出ガスと壁とのより良好な接触と、その結果としての
より高い温度とによって、壁面からの放熱はより広汎に
なる。

第、、？ａ　、　、７１）図に示したこの発明の別の実
施例によるバーナーは、燃焼混合ガスを室／に導く形態
のみについて、第２図に示した実施例と相違する。

バーナ一本体は複式ケーシング＋、／Ｕ（ジャケット）
によって覆われ、燃焼混合ガスは燃焼室ｌに入る前にそ
の複式ケーシングを通って流れる。耐火材料と接触して
いるケーシング底は、周囲温度よりも著しく高い温度に
あり、燃焼混合物は予加熱されるので、バーナーの性能
は更゛１：。

に改善される。　　□ 第３ａ、３ｂ図に示した実施例によれば、混合ガスは導
管ｇによりバーナー後部に供給される。

混合ガスはフランジ１６とケーシング／７とにより限定
された隔室１５に入り、それからオリフィス／１を経て
複式ケーシングｌ、／ｕに流入する。

第３ａ図において、燃料混合物は、複式ケーシング上部
に供給され、次にバーナー側面に治って、複式ケーシン
グ底部に導かれ、次に第３ｂ図に示した供給室２０に入
る。

混合物は、複式ケーシングＦ、／ｕから、フランジ６の
通孔／９を経て供給室コＯに入る。

ダクトｌ／に至るフランジ６のオリフィス、２Ｊの上方
に逆火止めグリッドＪ／が配役されている。ダクトｌｌ
およびオリフィス、２ｊはスリーブ２３により６立てさ
れる。

供給室コＯは、グリッドλｌに近付くためのハツチ：１
．４１によって、バーナー前面において閉ざされる。グ
リッドコｌは、燃焼ガスに連行されたスケールにより塞
がれた場合、交換が必要になる。この困難を除くために
、グリッド２／鴫　２０１ をダイヤフラムに代えることが有利な場合があり、この
ダイヤフラムは、その場所においての混合物の流速が災
炎の伝播速度よりも大きくなるように調節される。

バーナーの種々の要素を固定する装置、例えばねじ、ボ
ルトその他は、図面を簡略にするために図面では割愛さ
れている。

燃焼生成物と接触しているフランジ乙の縁部は、バーナ
ーの唇状部２Ｓを形成している。これらの唇状部２５は
ダクト２６を流れる液体冷却材によって冷却される。

上述した複数のバーナーが、成る横断方向寸法の燃焼ガ
ス流を生成させるために通常用いられる。バーナーの全
体的な構造は上述した通りであり、いくつかの要素は、
全幅に亘る一様な作動を保証するために、規則的な間隔
で反復される。

第１図はバー゛ナーの曲面の一連の整列されたオリフィ
ス／Ｕの内面を表わしている。複数の流れが燃焼室中に
おいて完全に合流し、膨張開口Ｓから排出された流れが
どこでも一様になるように、オリフィス１２の間隔を狭
くする。

また、燃焼混合物が共通に供給されるように、全部のオ
リフィス／コに対して供給室２θを好ましくは共通にす
る。

これらの構成とする目的は、バーナーの全幅に亘り燃料
混合物の流れを一様にすることにある。この混合物がど
こでも同一の温度条件の下に燃焼室に入ることも重要で
ある。混合物が複式ケーシング＠、／４’に入る際にバ
ーナ一本体に沿うその経路をモニターすることは有用で
ある。

第Ｓ図にバーナー２７に沿った燃料混合物の３つの分流
の原理を示す。分流の経路は矢印によって示され、どの
場合もほとんど同じである。

そのため、これら３つの分流の温度はほぼ同一である。

燃料ガスの供給が第３図に示す形式の経路に従うように
、バッフルとして作用する仕切りが複式ケーシングの内
部に配されている。

第＆、ｊ図に示したバーナーは、最初は平たんなガス流
を生ずるように設計されている。第６図に示したバーナ
ーは、遠心装置を含む工程において繊維を形成するため
に用いられる形式である。この場合に発生したガス流は
遠心装置の外面に溢って一様に流れなければならない。

この理由から、第６図に示したバーナーは、一般に環状
の構造を備えている。

バーナーの一般的形状と係りなく、バーナーの断面によ
って、上述した構成と同様の構成が得られる。より詳細
には、燃料混合物は、ダクトｌ／を経てオリフィス／２
により燃焼室／λに入り、燃焼生成物は、オリフィス７
．２と同一の燃焼室１２の側にある膨張開口Ｓを経て排
出される。

燃焼室ｌの形状は上述したバーナーと異なっているが、
その作用は、以下に示す理由によりほぼ同一である。

ガスの最初の方向Ｑ燃焼室／中において逆になる。流入
ガスは排出ガスに対する向流として流れる。第６図に示
した矢印は、燃焼室ｌ中のガスの一般的な方向を表わし
ている。

ガスの点火はグリッド上に局在化されず、周囲の放射、
特に流入ガスがそれに沿って流れ、燃焼ガスと接触する
ところの対向壁からの放射により高温になった燃焼室の
壁との接触によって生ずる。

上述したバーナーの場合と同様・に、環状のバーナーが
遠心装置の全周に亘り一様な燃焼ガス流を生ずることが
非常に重要である。この目的で供給ダクトｌｌは一様な
充分密な間隔に配することが非常に重要である。圧力を
均等化する単一の環状供給室、２０によってこれらのダ
クト／／中に一様な流れが生ずる。

ダクト／／の入口に逆火止めグリッドλｌを配設しても
よい。

ダイアフラムとして働くリング３夕をダクトｌ／の入口
に配し、リング３Ｓの寸法によりガスの速度が調節され
るようにしてもよい。

バーナーと接触するガスの部分的な予加熱は複式ケーシ
ングク、／すの構造によって得られる。

燃料混合物は導管２ｇを経て供給され、供給室２０まで
ケーシングｑに沿って流れる。

オリフィスｌλを経て燃焼室に入る混合ガスは、耐火壁
３に沿って流れ、耐火壁コに沿って排出される。

通常は耐火セメントである壁材料は、火炎との保合を促
進する小さな多数の粗面部分を有している。

耐火室の形成は、真直な室の場合にも、曲った室の場合
にも、有利には成形工程によって行われる。室自体に対
応する凹所はダイスを用いて形成し、このダイスは耐火
セメントの硬化の後に取除く。例えば、発泡ポリスチレ
ンから出来ているダイスを取除くために適宜な溶剤が用
いられる。

鉱物繊維の形成の工程にこの発明のバーナーを用いるこ
とについては上述した通りである。

一つの異なる繊維の前紡工程のためにこれらのバーナー
を用いることは第７．を図に略示されている。

すなわち第７図にはバーナー２９により発生させたガス
流Ｇによりガラス、玄武岩、その他の材料のフィラメン
トを紡出することが図示されている。溶融材料のフィラ
メントはダイス３０により分配される。

ガスの噴流は、ダイス３０により供給される溶融材料の
各々のフィラメントについて、ノズル３／から放出され
る。これらの噴流はガス流Ｇと直交し、このガス流中に
進入し、相互作用域を形成する。この相互作用域は、溶
融材料のフィラメントの導入および紡糸を助ける一様な
乱流が存在していることによって特徴付けられる。

この繊維形成技術はいくつかの仏画特許特に仏画特許第
λ、コ、２　、？、、？　／　ｇ号、第コ、３　ｔ　２
，２２．２号および第、ｌ、Ｊ　？　４（、！　Ｆ　０
号明細書に記載されている。

この紡糸方法の利点の１つは、広い範囲の材料、特に紡
糸時の温度が比較的高い玄武岩、硬質ガラス、高炉スラ
グのような各種の材料に適用し得ることにある。これら
の材料を満足のゆくように紡糸するには、高速で高温の
紡糸流を提供することが、必要でないにしても有用であ
る。製造ラインには第を図に示した種類の複数の縦続さ
れた組立体が含まれているため、この発明によるバーナ
ーは特に適切であり、使用可能なスペースが限られてい
るため、小さな容積のバーナーを用いる必要がある。

第７図に示したバーナーは第３ａ図に示す形式のもので
ある。その膨張開口は突部３２として延長され、この突
部によってガス流が所要の方向に向けられる。バーナー
出口のガス温度が高いため、突部３．２に冷却装置を設
けることが必要になる。

その他の繊維けん伸工程、特にエーロコール型の工程に
は高温高速の平たんなガス流を用いることが必要になる
。これらの工程に招いて、繊維に形成しようとする材料
は、ダイスにより供給されるフィラメントの冷却によっ
て、固体の１次フィラメントの形状にする。これらの１
次フィラメントは、バーナーにより放出される燃焼ガス
流中に浸漬される。燃焼ガスの温度および速度によって
フィラメントが軟化され紡糸される。

この発明によるバーナーの使用はこの形式の工程にとっ
ても有用である。

第ｇ図にこの発明による環状バーナーの使用法を示す。

一部所面によって図示したこのバーナーは、連続したス
ロットの形状の膨張開口５が遠心装置３３の全周に亘す
ガス流を排出するように設計されている。この形式の繊
維形成装置は多くの％杵に記載されている。この装置の
詳細については特に仏画特許第コ、ｕ　４４３．’Ｉ　
Ｊ　６号明細書を参照されたい。

この形式の装置の作用は次の通りである。溶融材料は、
遠心装置３３を担持した中空の立て通路３１に、重力流
れにより供給される。溶融材料は、遠心装置３３と同心
的に配設されて、それと共に回転するバスケット３６の
底部に収納される。溶融材料は、バスケット３６の底部
に分布され、通し孔を備えた周囲壁の方に向けられる。

かさ高フィラメント３７の形でバスケット３６から放出
された溶融材料は遠心装置３３の周囲壁の内面上に蓄積
される。溶融材料は遠心力により周囲壁の小さなオリフ
ィスを通過し、多数のフィラメントの形で分離され、バ
ーナーから放出されたガス流Ｇによって連行される。

この形式の装置の適切な作用にきって肝要なパラメータ
ーの１つである遠心装置の温度は、溶融材料、バーナー
の排出ガスおよび誘導リング３Ｉｒによって制御される
。

補助のガス噴流Ｊによって、フィラメントと誘導リング
３ｇとの接触が回避される。

遠心放射と高温−高速ガス流による連行作用とによって
、一様な細い繊維が得られる。

この形式の繊維形成装置においては、最終温度および速
度挙動は重要であるが、この発明によるバーナーのいろ
いろの使用状態に詔いての使用上の融通性と、発生した
流れの一様さとは、特にすぐれた利点である。サイズが
小さいことも利点である。

上述した用途はもちろん制限的ではなく、特に鉱物繊維
の形成において、この発明によるバーナーは、高温−高
速のガス流を用いた非常に広い範囲の工程に利用される
。

次Ｉここの発明の特徴を示すため実施例について説明す
る。

実施例１ 第１図に示す従来型のバーナーおよび第３ａ図に示す形
式のこの発明によるバーナーを用いて試験を行った。

２つの燃焼室は同一の容積０．０　／　ｒ　ｍ”　（／
　ｔ　ｄｍ”　）および同一の断面積の出口をもつもの
とした。

従来型バーナーにおいて留意すべきことは、バーナーが
定常的な作動状態ζこ到達すると、火炎の不安定性に対
応した大きな騒音が発生することである。このバーナー
の制御は困難で、操作者に和尚の熟練が要求され５：る
１：。

作動条件を変え、特に通常の限界作動条件を定めるため
に、最大熱負荷において試験を行った。

従来型のバーナーについて、バーナーに導かれる燃料混
合物中の空気および天然ガス（グロニンゲン）の異なる
流量において、バーナー出口においてのガスの温度およ
び動圧を測定した。

その結果は次の通りであった。

ガスＮｍ’／ｈ　　りｏｑざ　　　１００　　１０Ａ空
気Ｎｍ”／’ｈ　　７００　　ｇｏｏ　　　／１００　
　／２！ｒＯ熱負荷が増すと排出ガス温度は低下する傾
向を示す。これは燃焼室中の平均滞留時間が短くなるた
めである。非常に強力なガス流すなわち高出力従って高
温−高速のガス流が得られない。

熱負荷が減少すると、作動が非常に不安定になり、これ
は直ちに高音量の騒音となって現わ１訓 れる。承認可能な操作範囲は比較的狭い。

この発明による／”Ｎｌ−ナーについての同様の試験に
よって、次の結果が得られた。

ガスＮｍ”／ｈ　　Ａｇ　　　７ｆ　　　９０　９１　
　　／／Ａ空気Ｎｍ”／ｈｔｂＯざθｏ　　ｑｏｏ　　
ｑｏｏ　　ｔｉ’ｙ。

温度　℃／３．ｊＯ／３００　　／！ｒｌ！：０　　／
１３０　１４００従来型のバーナーに比べると、出力に
対する温度の推移が実質的に異なっている。成る閾値以
上では、従来型のバーナーの場合と同様に温度が降下す
る傾向はあるが、この閾値は、従来型のバーナーでは得
られなかった出力に和尚している。

すなわち、ガス出力？　ｔｒ　Ｎｍ”／ｈおよび空気流
量ｇ　００　Ｎｍ”／ｈについては、どちらの場合にも
、１３００℃のオーダーの温度になる。従来型のバーナ
ーにおいてガス流量が約７００　Ｎｍ”／ｈになると、
成る程度満足な作動を得るには、空気流量を約／　２０
０　ＮｍＢ／ｈまで増大させる必要がある。

この発明のバーナーによれば、化学量論的比率により近
いガス／空気比が保たれ、非常に強力な流れに対する温
度は（９３０℃に達する。

この過程は、新しい可能性をそれが開くことにより好都
合である。玄武岩やスラグのような硬質材料を紡糸する
ための作動温度は通常は１１００℃以上である。そのた
めこの形式の材料の場合、実験に用いた従来型のバーナ
ーは繊維形成過程において使用できない。

しかし、この発明によるバーナーの性能はこの使用を可
能にする。才た、この温度条件は、出口においてのバー
ナーガス圧力従って速度が大きくなるように、供給条件
を実質的に変更することにより達成され、或は近似的に
達成される。

実施例λ 実施例／の２種のバーナーの間の作動上の差異を示すた
め、温度を測定した。

この測定は、点火が起こる領域すなわち従来型のバーナ
ーの場合にはグリッドの近傍で、才たこの発明によるバ
ーナーの場合には流入ガスがそれに沿って流れるところ
の壁部に沿った個所でそれぞれ行った。

上述した全ての操作条件において、燃焼室側のグリッド
の表面で得た測定値は、ガスの引火点ＳＳＯ℃を越えな
かった。しかし、この発明のバーナーにおいて、ガスが
それに沿って流れる燃焼室の壁は、始動後に非常にすみ
やかに、ｌψ００℃のオーダーの温度になり、温度が約
７７００℃となる個所もあった。

この高温は主に、／７００℃よりも高い温度になる対向
壁部からの放射によるものである。

この到達温度の差は、上述したように、この発明による
バーナーがすぐれた性能をもつことの１つの理由でもあ
る。

実施例３ この発明によるバーナーの使用には、上述したように性
能の基づく利点のほかに、より大きな利点がある。

特に、内燃式のバーナーは、その出力レベルと係りなく
、非常に激しい共振現象が起こり得１・１　、・１す ることによって、厳密な作動条件に限定される。

これらの現象は、そのレベルが高いことと、周波数帯域
とのため、音響的に非常に不快である。

バーナーの近傍（側面から約コｍ）では時に１００ｄＢ
またはそれ以上のレベルになる。

この現象は、それが装置にもたらす損傷から見ても望ま
しくない。燃焼室の壁部を形成する耐火ライニングは、
調節不良の場合に起こり得る強い振動に通常は非常に敏
感である。従って、この現象の起こらない作動条件にバ
ーナーの作動を維持することが非常に重要になる。

従来型のバーナーについて行った測定の結果は、この現
象を回避するには比較的厳密な作動条件を保つ必要のあ
ることを示している。

第９図には、従来型の環状バーナーの成る程度満足な作
動を得るために順守すべき典型的な限界が示されている
。

燃焼室中のガス圧力は縦軸に、水柱部によって、また排
出ガスの温度は横軸に、それぞれプロットされている。

、、、、ＩＩ ′この線図において曲線Ａ１は、それ以下では火炎がグ
リッドから離れ、消火を含み得るちらつきを生ずる下限
を表わしている。曲線Ａ２は同じバーナーについて順守
すべき限界を表ねし、装置の共振状態に留意して実現可
能な最大値に対応する。この限界値においての音の強さ
は約１０ｔｌｄＢである。この限界を越えると、温度を
高くするためにガス／空気比を高くすると、音の強さが
急激に上昇する。この現、象は、実施例１に示すように
爆発に近くなる。

第９図から明らかなように、バーナーは最大限度の注意
力をもって調節するべきである。

定常的な作動状態が実現されたら、適切な状態は、さほ
どの困難なしに保つことができる。

その反対に、バーナーを始動させ定常的な作動状態に到
達することは非常に複雑であり、承認可能な作動の限界
を越えることを避けるには、操作者の熟練が要求される
。

第９図の線図において、曲線Ｂ、、Ｂ、は、第６゜を図
に示したこの発明によるバーナーの挙動を示す。バーナ
ーの特定の形状、特に燃焼室の容積を除けば、このバー
ナーの特性は、上述した従来型のバーナーの特性と同様
である。

一般的な挙動は同じ性質でも、上限および下限が広げら
れているため、可能な作動範囲が実質的に増大する。こ
れは完全に定常的な状態となっていないバーナーの始動
の際に特に有利である。通常は、複数の段階によって実
現される定常状態は、比較的少い数の段階により到達さ
れる。

以上の説明かられかるように、この発明のバーナーは、
従来のバーナーに比べて使用上の融通性に富み、自動化
が容易である。

前書的には、従来のバーナーは、成る与えられた音の強
さについて、操作者に非常に不快感を与える。この発明
によるバーナーの主要周波帯域は従来型のバーナーに比
べて非常に低く、耐えられる範囲にある。

更に、定常的作動状態にあるバーナーについて行った測
定により、成る与えられた熱負荷に対して一般的な音の
レベルが実質的に１０−／Ｉ襲も減少したことが示され
た。

【図面の簡単な説明】

第７図は従来の構造の内燃式のバーナーの断面図、第２
図はこの発明の一実施例によるバーナーの断面図、第３
ａ図はこの発明の別の実施例によるバーナーの断面図、
第３ｂ図は第３ａ図に示すバーナーの供給開口の詳細な
断面図、第ダ図は第３ａ図のＡ−Ａ線に漬った部分的な
断面図、第Ｓ図は複式ケーシング中の燃料ガスの流れを
示す第３ａ図のバーナーの斜視図、第を図はこの発明の
更に別の実施例による環状のバーナーの部分断面図、第
７図は平たんなガス流を生ずるバーナーを用いた繊維形
成装置の略斜視図、第Ｓ図は環状バーナーを用いた別の
繊維形成装置の半断面図、第９図は内燃式のバーナーの
良好な作動を得るために必要な条件を示すための線図で
ある。 ｌ・・燃焼室、コ、３・・耐火壁、Ｓ・・膨張開口、／
ｌ・・供給ダクト、／コ・・供給オリ７９− 工しシ１３ｈ −１ηり、−４ａ　　　１７　　　　　ｊ　　　ＩＺ二
Ｚ！５ 手続補正書 昭和５８年５　月１６　日 特許庁長官殿 １、　事件の表示 昭和ｓｔｒ年特許願第！１９１ＩＯ１号２、　発明の名
称 内燃式バーナー ３、　補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　　イゾヴエール・サン・ゴーパン：、′ ５、　補正の対象 ８１−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　燃焼室（１）と、供給オリフィス（１２）を経て燃
   焼室（１）に至る燃料混合物供給ダクト（／／）と、膨
   張オリフィス（５）とを有する内燃式のバーナーであっ
   て、燃焼室（１）の一端から延長する方向に燃焼室（１
   ）の壁（３）に沿って燃料混合物を供給し、ガス流の方
   向が燃焼室（１）のこの端において反転され、壁（３）
   と反対側の燃焼室（１）の壁（２）に沿って膨張オリフ
   ィス（５）の方に戻されることを特徴とする内燃式のバ
   ーナー。 ユ　供給オリフィス（１２）から遠隔の燃焼室（１）の
   先端においてガス流の方向の反転を助けるために壁形状
   を実質的に凹面状としたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の内燃式のバーナー。 ３　供給オリフィス（／Ｊ）の近傍の燃焼室（１）の壁
   （３）を耐火材料製とし、燃料混合物との接触部分にお
   いて粗面状としたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   ，２項いずれか記載の内燃式のバーナー。 夕　金属製の複式ケーシング（＜２．／＋）　　によっ
   て囲んだバーナ一本体を形成する耐火材料の凹所中に、
   燃焼室（１）を形成し、燃料混合物は複式ケーシング（
   ｑ、；ｔＩ）を通過して予加熱された後に燃焼室（１）
   に入るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   〜３項いずれか７項記載の内燃式のバーナー。 Ｓ　扁平なシート状の燃焼生成物の流れを生ずるための
   、特許請求の範囲第１−Ｕ項のいずれか１項記載の内燃
   式のバーナーであって、燃焼室（１）がシートの幅方向
   に対応して延長し、一連の同一の密な間隔に整列された
   供給オリフィス（ｉａ）が燃料混合物を燃焼室（１）の
   壁（３）に沿って燃焼室（１）に導き、燃焼ガスは供給
   された混合物と逆の方向に流れ、膨張開口（５）は単一
   の連続したスロットの形状を有することを特徴とする特
   許請求の範囲第１−４（項いずれか１項記載の内燃式の
   バーナＯ ム　一連の供給オリフィス（１２）をダクト（／ｌ）に
   より単一の供給室（２０）に連通させたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第５項記載の内燃式のバーナー。 ７　バーナ一本体が環状であり、単一の燃料室（１）も
   環状であり、膨張オリフィス（Ｓ）は連続した円形スロ
   ットの形状であり、燃料混合物はオリフィス（／２）を
   経て燃焼室（１）に至る一連のダクＩ−Ｃｌ／）によっ
   て供給され、これらのダクトは、膨張オリフィス（５）
   に向かう燃焼ガスがそれに沿って流れる第２の壁に対向
   した燃焼室（１）の壁部に一定の密な間隔に配設され、
   全部のダク）　（／／）は単一の環状供給室（，２０）
   に連通ずる特許請求の範囲第１〜ｑ項いずれか１項記載
   の内燃式のバーナＱ ざ　供給室（コθ）を逆火止め手段によりダクト（／／
   ）から隔だでたことを特徴とする特許請求の範囲第４，
   ７項いずれか記載の内燃式のバーナー。 ？　特許請求の範囲第１〜６項いずれか７項記載の、ガ
   ス流（Ｇ）を生ずる内燃式のバーナー（２９）と、ガス
   流（Ｇ）の方に向かい、その内部に進入して相互作用域
   を形成するガス噴流を生ずるノズル（３／）と、フィラ
   メント材料を前紡のため各々の上記相互作用域に供給す
   るダイス（３θ）とを有する鉱物繊維形成装置。 １０、　　複数のオリフィスを穿設した遠心手段（３３
   ）の外周に環状ガス流を生ずる特許請求の範囲第７項記
   載の内燃式のバーナーと、遠心手段（３３）の内部に、
   紡糸可能な鉱物質の材料を供給するように配設された、
   紡糸可能な材料の供給手段と、を有し、遠心手段（３３
   ）は高速で回転駆動され、上記オリフィスを通過する上
   記材料をフィラメントの形で環状ガス流中に放出し、こ
   の環状ガス流がフィラメントを紡糸し連行するようにし
   た鉱物繊維形成装置。