JPH07504266A - 多孔性金属ファイバープレート - 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】 多孔性金属ファイバープレート 本発明は、多孔性金属ファイバープレートに関する。そのようなプレートは、そ の中でファイバーがお互いに焼結されており、そして、とりわけフィルター媒介 物として使用される。

更に、ガス混合物のための輻射表面燃焼バーナーのための薄膜としてこれらのフ ァイバーウェブを使用することは、クロム及びアルミニウムを含む綱ファイバー が、高温に対する抵抗をそれらに生じさせるために使用される限りにおいて、欧 州特許第１５７，４３２号公報から公知である。

これらの不織鋼ファイバーウェブ、ファイバーマット又は焼結ファイバープレー トの多孔度は常には完全に均質ではないので、プレートの全表面に亘って均一な 横方向のガス流が常には保証されることはできない。多くの利用、例えばプレー ト厚みを横切って生ずる小さな圧力降下と組合って、制御された均一な流れが所 望される流動床処理のためのガス透過性支持プレート及びバーナー膜にとって上 記のことは欠点であることが判明した。

公知のガス透過性金属ファイバープレートのこの欠点を避けること、そして従っ て制御された均一なガス流を伴うプレートを提供することが本発明の目的である 。本発明によれば、この目的は、合計して、プレートの合計表面積の５〜３５％ の全自由通路面積を占める横断する穴即ち通路の規則的パターンがその中に作ら れており、各々の穴が０．０３〜１０閣２の間の表面積を持つところの多孔性金 属ファイバープレートを提供することにより達成される。

従って、ガス流は、主としてこれらの穴を通される。この特徴は、なかんず（プ レートを横切る小さな圧力降下を達成することに鑑みて好ましい。

該プレートが非常に高い温度で利用されることを必要とする限りにおいて、使用 される金属ファイバーはこれらの温度に耐えなければならない。等価ファイバー 直径は、約８〜１５０μｍの間の範囲である得る。等価ファイバー直径はここで 、完全には円形でない又は全熱円形でさえない実際のファイバーの平均横断面表 面に相当する横断面表面を有する架空の完全にシリンダー状のファイバーの直径 を意味する。プレートの厚みは、好ましくは０．８〜４閣の間であり、そしてプ レートは、所望の多孔度において選ばれた圧力降下に抵抗するために十分に硬く かつ強い。例えば、１．２及び３閣のプレート厚みが適切である。それ故、多孔 性プレートは、その底部表面又はその頂部表面の近くに別途の支持体（例えば、 鋼プレート）を必要としない。

このように、底部及び頂部表面は自由に近づき得るままになっている。

燃焼されるべきガスのための供給手段を持つハウジング、ガス流のための分散部 品、及びバーナー薄膜としての多孔性金属ファイバープレートを含み、バーナー 薄膜出口表面への制御可能でかつ均一なガス流を可能とし、そして結果として全 バーナー表面に亘って均一な燃焼プロセスを可能にし、そして薄膜を横切るガス 流中の低い圧力降下を伴うガスバーナー装置を提供することが本発明の他の目的 である。

更に、本発明の更なる目的は、耐久性のあるバーナー薄膜の提供にある。ここで 、ある表面領域は、他の領域に比べて、過負荷又は過加熱の故、及び多孔度の不 均一性（それにより制御不可能な差別的なガス白熱通過及び燃焼領域を生じる） の故に、早期に劣化することがない。

本発明の他の重要な目的は、非常に広範な出力範囲に亘ってバーナー薄膜として 使用することができ、そしてそれ故表面輻射及び青炎モードの両者に適している 多孔性金属ファイバープレートの設計に関する。

本発明の更なる目的は、著しく低い一酸化炭素及びＮＯｘ放出及び高いエネルギ ー放出量を提供するバーナー薄膜プレートの設計を扱う。

更に、本発明の他の目的は、流入するガス流の予備濾過に関してあまり制限のな いガスバーナーの設計に関する。

ガス流中に生ずる共鳴の危険性が少なく、それ故運転中に出現する笛吹き作用を 回避するためのガス燃焼装置の提供は、本発明の更なる目的として考慮されるべ きことである。

いくつかの実施態様に基づいて、以下に更に詳細が説明される。特定の又は部分 的な問題又は目的のための本発明に従う追加の解決策及びそれらの解決策の特徴 、並びにそれらが伴う利点が、また明らかにされるであろう。

図１は、本発明に従う円形の穴を持つ多孔性プレートの略図である。

図２は、ガスのための供給手段及びプレートを通るガスのための輸送及び流れ手 段を持つハウジング中に本発明のプレートを組立てる一つの可能な方法を示す。

図３は、ガス流が通過するためのパイプ形状をした装置を図式的に示す。

図４〜７は、多孔性プレート中に配列されるべき横断する通路のいくつかの代替 的なパターンの平面図に関する。

図８は、消音層がバーナー薄膜と分散部品との間に締め付けられている本発明に 従うガスバーナー装置の横断面を示す。

図９は、たくさんの消音層が（一般に空の内部空間と共に）含まれているガスバ ーナー装置の横断面を示す。

図１に従う多孔性金属ファイバープレート１は、互いに規則的な間隔ｐ（ピッチ ）で配置された穴２を含む。これらの穴は、好ましくは形状においてシリンダー 状であり、そしてとりわけ円形のシリンダー状である。好ましくは、各々の穴２ の面積は同一であり、そして０．０３〜３■２の間であり、より好ましくは０． ４〜１．５■２の間であり、特に０．５〜０．８ｗ２の間である。以下に示され るであろうように、これらの寸法は、なかんずくプレート１の厚み、その多孔度 及び予定される使用に依存して選ばれるべきである。例えば穴２が円形の横断面 を持つ時、各々の円の直径は約０．５■２の表面積のために０．８閣であろう。

打ち抜き操作が滑らかなシリンダー壁を保証する故に、穴２は好ましくは打ち抜 き操作で作られる。所望なら、穴はまた、三角形、正方形、長方形又は他の形で 打ち抜かれ得る。また、穴は、レーザー光線で作られ得る。従って、原則として 、少なくとも０．２論の直径を持つ非常に小さな穴が、薄いプレートのために可 能である。

図４〜７は、他の好ましい通路の形、即ち種々の形のスロット及びプレート表面 に亘るそれらの規則的な分布を例示する。隣接する長方形のスロット９の適切な 規則的パターンの二つの例が図４に示されている（右側、対応する左側）。円形 の通路２及び長方形のスロット９は、図５に示すように表面全体に亘って交互に 繰り返すことができる。

同様に、長円形又は楕円形のスロット１１は、図７に示されたように円形の穴２ と交互に繰り返すことができる。十字形のスロット１０のパターンがまた、図６ に例示されたように可能である。種々の形を持つ通路の非常にたくさんの規則的 な分布は、なかんず（更に説明されるであろうガス流における笛吹き作用を最小 にすること又は回避することに鑑みて考えられる。

スロット９．１０．１１の各々は、好ましくは１〜１０■２の間の表面積を持っ ている。長方形の、又は実質的に長方形のスロットは、０．３〜２■の間のスロ ット幅ｒｗＪ及び３〜２０謹の間の長さｒＬＪを持つであろう。好ましくは、０ ．５■≦Ｗ≦１■及び５閣≦Ｌ≦１０閣の関係が適用されるであろう。いずれに しても、例えば図４又は５に従う長方形のスロット９を持つプレートにおいて、 この全自由通路面積は、プレートの合計表面積の２０〜３０％を占める。

隣接する穴２の間のピッチｐは、それらの合計表面積がプレートの合計表面積の ５〜２５％、そして好ましくは８〜１６％を占めるように選ばれる。１０％、１ ２％及び１５％の値が適切である。表面に亘って均一な流れを確保するために、 連続する穴は好ましくは、各々の穴２が三角形の角を占めるところの隣接する正 三角形のパターンで配列される。

（穴２の間の）プレートの多孔度は、常に６０〜９５％の間であり、好ましくは ７８〜８８％の間である。プレート表面は平であることができ、（浮き彫りにさ れた）レリーフを持つことができ、あるいは例えば曲げられ又は波形を付けられ ることができる。

多孔性のプレートを製造するため及びプレート自身の製造に使用され得る金属フ ァイバー、及びとりわけ非常に高温に対して抵抗力のある金属ファイバーは、同 じく欧州特許出願筒３９０．２５５号公報中に述べられている。一般に、ステン レス鋼ファイバーが適している。高温使用のために、例えばガスバーナーでの使 用のために、クロム及びアルミニウムを含む鋼ファイバーが使用され、好ましく は少量のイツトリウムをも含む綱ファイバーが使用される。

図２に示したように、本発明に従う多孔性プレート１は、ガスのための供給手段 ４を持つハウジング３中に標準的な方法で組立てられることができる。この装置 がガスバーナーとしての機能を意図される時、可燃性ガス混合物（例えば天然ガ ス／空気）が供給され得る。更に、そのように形成された装置は、入って来るガ ス流のための分散部品５を含むことができる。標準的に言えば、それは、例えば 適切な圧力を持つガスの均一流が多孔性プレート１の入口側に達するようなその 中に配置された適切な穴又は通路を持つプレートであろう。分散プレート５中の 自由通路の表面積は２〜１０％の間になることができる。シリンダー状バーナー の場合に（図３）、分散プレート５はまた、エンドプレート８のための支持部品 として役に立つ。分散部品５は、多分波形を付けられることができ、そしてまた ガス流中の音の起り得る共鳴を打ち消すために、あるいは例えばバーナープレー ト中の損傷（ヒビ割れ）の結果としてプレート１のガス入口側にバツクファイア するなら炎防止装置又は障壁として作用することができる。所望なら、穴２は、 円錐状の入口６及びシリンダー状の出ロア、又は逆に（さかさまにしたプレート ）即ちシリンダー状の入口と円錐状の出口を持つことができる。

また分散部品５は好ましくは、図３に従うシリンダー状の装置中に、エンドプレ ート８と共にガス供給のために備えられる。穴パターン２を持つ薄膜プレート１ の可とう性の故に、比較的小さい直径のシリンダーが平らなプレートから曲げて 作られ得る。

バーナーハウジング及び加熱されるべき空間（例えばボイラー）中に備えられた 構造物のある形式によって、共鳴が例えば１０００ｋＷ／ｍ２を越える比較的高 い出力で起こり得ることが分かった。また、ガスが薄膜を通って吸い込まれる（ 吸引される）かあるいは送り出されるかについての事実と共に、ガス混合物供給 中の過剰空気が共鳴する傾向において影響を持つらしい。最後に、薄膜中に使用 された穴のパターン自体はまた、共鳴現象において役割を演じる得る。

共鳴現象は、バーナー薄膜の比較的冷たい下側（入口側）と非常に暑い上側（出 口側すなわち燃焼表面）の間のガス混合物の高い圧力勾配に多分関係している。

流速変数例えば過剰の空気とガス混合物流速を変えることによって、振動現象は 多分、炎前面（即ち炎基部の高さ）と穴に入るガス混合物の間で生ずる。それ故 、炎の舌状部は、バーナー表面上部で上下に踊ることができ、あるいは穴の中（ 又は穴の下でさえ）の位置と穴の上（燃焼表面より上）の位置との間でそれらの 炎基部と共に振動さえし得る。このことは、１０００〜１５００Ｈｚの範囲のう るさいびゆ−と鳴る音を伴い得る。この欠点はまた、バーナーを吹き出しガス系 から吸い込みガス系へと変える時、遭遇され得る。

前述したように、この欠点を除去すること及びびゆ−と鳴る音の発生をあまり重 大でなくすることが本発明の目的である。しかし、取られる手段は、穴の開いた バーナー薄膜の概念の他の利点のいずれをも減じるべきではない。とりわけ、こ の手段は、バーナー全体に亘る全圧力降下の激しい上昇又は炎前面の（局所的な ）不安定化をもたらすべきでない。

本発明に従う解決策は、順々に連続して流れに沿って配備された次の部品、即ち 燃焼されるべきガスのための供給手段、分散部品、ガスが通過し得る少なくとも 一つの消音層、及び合計してプレートの表面積の５〜３５％をなす穴の規則的な パターンが備えられ、各穴が０．０３〜１０１１１Ｉ２の表面積を持つところの 、バーナー薄膜としての多孔性プレートを含むハウジングを含むところのガスバ ーナー装置を提供することより成る。

詳細は、多くの実施態様に基づいて説明されるであろう。

その為に図８及び９を引用する。実施態様は、実施例としてのみ理解されるべき である。

図８に従うガスバーナー装置は、順々に連続して流れに沿って配備された次の部 品、即ちガス混合物のための供給ダクト１５、及び該供給ダクト１５のベント端 ２２に対して置かれている、穴が開けられた金属プレートの形の分散部品５を持 つハウジング１６を含む。ハウジング１６は、溶接部１７で供給ダクトに取り付 けられている。分散プレート５は、例えば０．４０厚みで、そして各々０．４鵬 の直径を持つ穴１８が備えられている。穴即ち通路１８は、１．２５＋ｍの三角 形の一辺（即ち、穴の間のピッチ）を持つ隣接する正三角形のパターンの角の点 に据えられることができる。これは、プレート５の約１０％の自由通路表面積を 意味する。状況により、この自由表面積は、同様に５〜２０％の間にあることが できた。５％未満では、圧力降下は高いガス流速であまりに高くなり、２０％を 越えては、ガス混合物のための分散効果が低い流速で不十分となる。

分散部品５の出口側に対して、例えば０．１２５ｍのワイヤ直径及び４８メツシ ユのガス透過性を持つステンレス鋼ワイヤの溶接されたワイヤ網１３が置かれて いる。状況により、透過性は、３０〜６０メツシユの間で選ばれ得る。

また、二つ以上の網１３（好ましくは異なった透過性網）、が互いに重ねられ得 る。

消音層として働く溶接されたワイヤ網（又は複数のワイヤ網）１３から下流に、 穴１２の規則的パターンを備えている多孔性薄膜プレート１がある。この多孔性 プレートは、再び好ましくは、ファイバーが耐熱性、即ち運転中に生ずる高いバ ーナ一温度に対する抵抗及び熱衝撃に対する抵抗を持つところの焼結された金属 ファイバープレートである。

それ故、ファイバーは、好ましくは適切なりロム及びアルミニウム含有量を持つ 鋼ファイバー、即ち、例えば既に述べたような鉄クロム合金ファイバーである。

例えば、プレート１は２ｍｏ厚であり、かつ穴の間で８０．５％の多孔度を持つ 。下記の実施例２において、ファイバー直径は２２μｍであり、そしてシリンダ ー型打ち抜き穴の直径は０．８ｍであり、同時に穴の中心間の間隔（即ちピッチ ）は１．５ｍであった。プレート１は、ハウジング１６に対して、その二つの間 に挿入されたセラミックスマット１４と共にしっかりと締め付けられている。

ガス混合物が吸い込まれる（吸引される）状況のため及び／又は加熱されるべき 燃焼空間に関係する特定の構成パラメーターのために特別に形作られたバーナー 中での特定のガス流プロフィールに伴う共鳴を最小にするために、例えば図９に 示すように、消音層１３と分散部品５及び／又は薄膜１の夫々の間に空隙２３又 は２４を備えることを考慮することができる。この方法で、種々の実施態様の装 置がこのように作られる。例えば、装置は、分散部品５と表面で接触する一つの 消音層１３を含み得る。他の実施態様において、層１３は、部品５及び多孔性プ レート１の両者と表面で接触し得る。

他の可能性は、二つのワイヤ網２５及び２６の間に挿入された多孔性物質を持つ 二つのワイヤ網２５及び２６で作られた積層物としての消音層１３を作ることで ある。所望なら、多孔度、そしてそれ故またこの積層物全体に亘る圧力降下は、 入って来る混合物のガス圧力の影響のもとに、あるいは外部の操作手段（図示せ ず）により変化され得る。

例えば、多孔性物質２７は、ファイバーの弾性のある塊例えば鋼ウールであり得 る。混合物におけるより激しい分散効果のみならず、積層物のこの横方向の圧縮 の個々の緩和は、高流速での薄膜１に亘る圧力降下を減少し得、それ故再び共鳴 の危険性があまり重大でなくなる。

他の実施態様によれば、消音層１３は、全体的に又は部分的にファイバーの多孔 性の塊２７よりなることができる。

所望なら、この塊は、プレート１と部品５の間の全空隙を満たすことができる。

好ましくは、鉱物質ファイバーが使用されるべきである（例えばロックウール又 は鋼ウール）。

最後に、多孔性プレート１はまた、お互いに焼結されたワイヤ網の積層物を含み 得る。耐熱性ワイヤの織られた又は編まれたワイヤ網が、この目的のために使用 され得る。

適切な積層物構造は、米国特許第３，７８０，８７２号明細書中に述べられてい る。概して、これらの積層物は、焼結されたファイバーウェブから作られたもの より堅いであろう。それ故、それらは好ましくは平らなバーナー中に据えられる 。勿論、穴のパターンはまた、上記したようなこれらの積層物を通して打ち抜か れる。

ガスバーナー装置が比較的低い出力での運転のためにのみ予定されているとき、 又は共鳴する傾向自体回避されることを必要としないとき、削り屑又は切断され たファイバーで、あるいは上記のようなワイヤ網で作られた焼結された多孔性プ レートがそのまま、また利用され得る。この場合に、消音層２は要求されず、そ してベルキー特許出願第９．２００．２０９号公報中に述べられた実施態様又は それに類似の実施態様が適用できる。鉄クロム合金ファイバーに代えて、セラミ ックスファイバー又はワイヤがまた使用され得る。

実施例１ 本発明に従って製造されかつ以下に与えられた特徴を持つ平らな焼結された多孔 性金属ファイバープレートが、ガスバーナー装置のための薄膜として使用され得 る。従来与えられたバーナー薄膜に対して本発明の概念の特徴及び利点が以下に 説明される。

使用されるべき鋼ファイバーは、高温度に対して耐性があり、そしてこの目的の ために、例えばクロム１５〜２２重量％、アルミニウム４〜５．２重量％、イツ トリウム０．０５〜０．４重量％、ケイ素０．２〜０．４重量％及び炭素最大０ ．０３重量％を含む。これらは、８〜３５μｍ１例えば約２２μｍの直径を持つ 。ファイバーは、例えば米国特許第３．３７９，０００号明細書から公知の、及 び米国特許第４，０９４，６７３号明細書に言及されているような東引抜き（ｂ ｕｎｄｌｅｄ　ｄｒａｗｉｎｇ）技術により得られつる。これらは、米国特許第 ３．４６９，２９７号明細書又は同３，１２７．６６８号明細書中に述べられた 方法、又は上記明細書から公知の方法に類似する方法に従って、不織ファイバー ウェブに加工される。その後、それらのウェブは、圧縮及び焼結することによっ て７８〜８８％の間の多孔度を持つ多孔性プレート１へと一体化される。８０． ５％、８３％及び８５．５％の多孔度が非常に一般的である。

また、多孔性プレート中の耐熱性ファイバーとして、より太い金属ファイバー、 例えば３５〜１５０μｍの間の等価直径を持ちかつ所望の耐熱性合金（例えば鉄 クロム合金）のプレートからのワイヤ状削り屑又は切断物から成るファイバーを 使用することができる。これらのファイバーはむしろ屑ウールのように見え、そ して例えば米国特許第４，９３０．１９９号明細書中に開示されたような削り出 しプロセスに従って製造され得る。

今、この多孔性プレート１は型内に据えられ、そして適切な打ち抜き装置（打ち 抜きビン付き圧断機）を用いて、それは完全に境界を定められた、例えば直径０ ．８ｍの円形のシリンダー状通路即ち穴２の規則的なパターンを備えられる。各 一対の隣接する穴の間の２閣のピッチでは、はぼ１５％の自由表面積が得られる 。穴のないプレートに比較して、この設計は可とう性を増加させ、そして従って 同時にそれは、例えばシリンダーに形作るプロセスを容易にする。また、穴は、 運転中の変動する熱応力の結果として薄膜プレート１中に形成されうるヒビ割れ の広がり又は伝搬に対する障壁を形成する。所望なら、穴のパターンは、例えば 欧州特許第３９０，２５５号公報に述べられたようなワツフルパターン（ｗａｆ ｆｌｅ　ｐａｔｔｅｒｎ）で補われ得る。

穴が固体の鋼プレート中に打ち抜かれるべきであるときはいつでも、プレートの 厚みは常に、穴の直径より小さくなければならない。しかし、驚くべきことに、 このことは本発明に従う多孔性プレート中の穴の打ち抜きのためには必要ではな いことが分かった。このように、穴即ち通路の直径又は大きさに対するプレート 厚の比のために、広い範囲の選択がある。

しかし、燃焼されるべきガス混合物が多孔性プレート１を通過するとき、本発明 の概念の大きな利点が現れる。実際、今ガス混合物は主に穴２を通って流れる。

その故に特定の流速において薄膜１全体に亘るその圧力降下は、（穴のないプレ ートの場合より）著しくより低く、あるいはそれにより高流速−そしてその結果 としてより大きな熱排出量又は出力−が特定の圧力降下値において達成され得る 。

例えば化学量論的ガス燃焼混合物に関するガス混合物中の過剰空気のような因子 に依存して、出力範囲は輻射表面燃焼のために１５０〜９００　ｋ　Ｗ　／　ｍ 　２の間で選ばれることができ、そして最大４０００　ｋ　Ｗ／ｍ２の排出量又 は出力を持つ青炎表面バーナーの出力範囲まで増加されることができる。

プレート１の多孔度は、ガスの少しの部分が常に穴２の間の孔を通って暑い出口 表面まで浸透するという事実をもたらす。以下に説明するように、これは、広範 な負荷又は出力範囲に亘って均一な及び安定な燃焼をおおいに促進する。特に、 より高流速で、プレートを通して穴の間を通過するガスの部分が比例して増加す る。穴の高さで青炎を吹き散らす傾向を防ぐことが必要なのは、正にこれら高流 速においてでありそして従って、もし過剰空気のパーセントがガス混合物中で同 一のままであるなら、より高い出力においてである。穴２の間のプレートの表面 でのガスの燃焼は、いわば、全プレート表面に亘る安定な（青）炎前面を維持し 、そしてプレート表面から吹き散らされることからこの前面（即ちその中の青炎 の舌状部）を保護する。各々の穴の上の舌状の炎は、いわば、プレート表面に固 定されたそれらの基部、即ち根と共に残存する。

多孔性プレート内のファイバーの主として水平な配向はまた、薄膜の絶縁効果を 促進する。実際Ｉζ、熱伝導は、主としてプレートの外側表面（輻射側）で起り 、そしてプレートの奥行き方向（厚みの方向）においてはるかにより少ない。更 に、ガス入口側上でファイバーの層に直接接触する冷たいガス供給の継続してい る均一な冷却効果がある。

一方、プレート表面の高さでのこの均一な熱分散は、連なる穴２の間のプレート の出口側で広範な負荷又は出力範囲に亘ってガス層の均一な燃焼及び安定な燃焼 状態を促進する。そのガス入口側で例えば支持用鋼プレートに取り付けられてお り、かつその中で支持プレートと共に多孔性の層が同一パターンの穴を持つとこ ろの多孔性薄膜層１では、この絶縁効果は概してより小さく、そして達成され得 る出力はより低いであろう。一方、他の異なった実施態様、即ち多くの小さな穴 の規則的なパターン（例えば０．３園の穴直径及び１．２５ｎｍの隣接する穴の ピッチ即ち中心から中心までの距離）を持つガス分散プレート支持物に取り付け られている穴のない多孔性薄膜では、所定の圧力降下のために達成できるガス流 量は、本発明に従うプレートでのものより制限されたものとなるであろう。更に 、この配置では、バーナー表面積単位当りの高い出力は達成できない。

公知の穴のないプレート薄膜に対して他の利点は、ガスは主としてより大きな通 路（穴）２を通り、プレート１中の小さな孔を通って非常に制限された程度にの み通過する故に、供給されるガスを予め濾過する必要性ははるかに小さい（必要 であるとしても）という事実に関する。また、本発明に従う薄膜プレートは、穴 又は通路を欠いている多孔性プレートでの場合より、逆流を用いて清浄されるべ き頻度ははるかに小さい。

いずれのバーナー状態でもガス入口側に向うバツクファイアが生じないように、 プレート厚、その多孔度及び通路又は穴の大きさは、勿論全てお互いに釣り合わ せなければならない。

燃焼試験において、２２μｍの直径を持つ公知のフェクラロイ（ＦＥＣＲＡＬＬ ＯＹ）ファイバーにより作られた焼結されたファイバープレート１に関して次の 観察が認められた。プレートは２ｒｍ厚で、８０．５％の多孔度を持っており、 そして図２に例示されたタイプのガス燃焼装置に造り上げられた。穴のパターン は、図２に示すような薄膜１に打ち抜かれた。即ちシリンダー状の穴の直径は、 ０．８閣であり、そして、隣接する正三角形の規則的な格子中にピッチｐ”２Ｂ を持つ規則的な幾何学的パターンの穴であった。分散プレート５　（０，４ｍ厚 ）は、プレート１から５■離れており、そして０．４ｍ直径の穴及び１，５腸の ピッチを備えていた。このことは、６，５％の自由通路表面積をもたらした。運 転中、音の共鳴又はびゅ−という音はながった。

プレートにおけるガス混合物中の圧力降下（ミリバール）は、得られる出力（ｋ Ｗ／ｍ２）と−次的に増加するより幾分か迅速に増加する。０．０５ミリバール の圧力降下において、１５０ｋＷ／ｍ２の出力が認められ、そして３ミリバール の圧力降下において、３５００　ｋＷ／ｍ２の出力が達成された。ガス混合物は 、８．１％天然ガスと９１．９％空気から成っていた。１０　ｋ　Ｗ　ｈ　／　 Ｎ　ｍ　３の比較的低い熱量を持つ天然ガスが使用され、そして３０％の過剰空 気が使用された。

輻射表面バーナー状態は、８００ｋＷ／ｍ２程度まで認められた。より高い出力 において、燃焼は青炎モードに変化した。薄膜表面（ガス出口側）の温度は、約 ７００　ｋＷ／ｍ２で約８５０℃まで上昇し、そしてより高い出力に向う時（胃 炎モード）約６００℃まで徐々に降下した。ガス入口側における薄膜温度は、１ ５０℃未満のままであり、そして胃炎モードにおいては１００℃未満まで減少さ えした。測定されたＮｏ　放出（ｐｐｍ）は、２０００ｋＷ／ｍ２までの全出力 範囲に亘って徐々に上昇した。しかし、それは７００ｋＷ／ｍ２においてほんの 約ＩＱｐｐｍであり、そして出力的２０００　ｋＷ／ｍ２以上のために、それは 約１５〜２０ｐｐｍで安定した。実際に、測定されたＮＯ値は、燃焼ガス中にお いて０％０２におけるそれらの値まで減少したデータである。これらの非常に小 さいＮＯ値は、炎舌状部の中心部の温度が比較的低いままであるように穴の上部 の炎舌状部が小さいままであるという事実により多分説明されるであろう。−酸 化炭素含有量は、全出力範囲に亘ってほぼゼロであった。

それ故、結論として、本発明でのバーナー使用のために、非常に広範な出力範囲 に亘って使用されることができ、そしてそれ故表面輻射及び青炎モードの両者の ために適している多孔性プレートの概念が、まず利用できることが分かった。加 えて、この概念は、著しく低い一酸化炭素及びＮＯ放出を提供し、そしてそれは 高いエネルギー放出量を提供する。

実施例２ 図８の実施態様において、多孔性プレート１は、４８メツシユのワイヤ網１３と 表面で接触している。天然ガスと空気のガス混合物は、２■厚の多孔性プレート １と１０％の自由通路表面積を持つ分散部品５（両者共上記されている）の間に 一緒にしっかりと挟み付けられたこのワイヤ網１３の、ハウジング１６中の密な 結合物中を通過された。

正方形のバーナー表面は、１５０ｍＸ１５０ｍの寸法であった。種々の割合の過 剰空気が使用され（１，１〜１．３）、そして流量は、出力が５′００〜５００ ０ｋＷ／ｍ２の範囲に展開されるように増加された。

下記の表において、共鳴結果が欄［１＋２＋３１中に与えられている。比較のた めに、燃焼試験は、プレート１と分散部品５のみの結合を持つ実施態様即ち欄［ １＋３１の　。

ため、及びワイヤ網１３がなく、かつプレート５がない実施態様即ち欄［１］た めに表中に繰り返されている。表中のマイナス印は、燃焼中のびゆ−という音の 所望する不存在を言い、一方プラス印は、うるさいびゆ−という音の存在を示す 。更に、びゅ−という音は、矢印２１で示唆されているような穴１２中の炎基部 ２０の振動を示す。

我々は、より少ない過剰空気（１．１）が、より多い過剰空気（１．２又は１． ３）がもたらすより容易に共鳴をもたらすことを表から推論し得る。更に、ワイ ヤ網１３の好ましい効果は、より高い出力負荷（１０００ｋＷ／ｍ２をこえる） で特に現れるようにみえる。

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ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、　ＰＴ、ＳＥ ）、　ＡＵ、　ＢＲ，ＣＡ、ＪＰ、　ＫＲ，ＵＳ （７２）発明者　フエルプランケ、ウィリイーベルギー国、８５００　コルトリ ーク、プルグギロンラーン　９５ （７２）発明者　レフェベル、イグナスベルギー国、８５４０　ゾールリーク、 プラディースストラート　２２０ （７２）発明者　ロスフェルト、ロニイベルギー国、８７９０　ワレゲルン、ク イベルストラード４１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．多孔性金属ファイバープレート（１）において、穴又は通路（２）の規則的 パターンがその中に作られており、穴又は通路がプレートの合計表面積の５〜３ ５％の全自由通路面積を占め、各々の穴（２）が０．０３〜１０ｍｍ２の間の表 面積を持つことを特徴とするプレート。 ２．０．８〜４ｍｍの間の厚みを持つ請求項１記載のプレート（１）。 ３．穴（２）が、夫々０．０３〜３ｍｍ２の間の表面積の円形のシリンダー形状 を持つ請求項１記載のプレート。 ４．通路が、夫々１〜１０ｍｍ２の間の表面積を持つスロット（９〜１１）であ る請求項１記載のプレート。 ５．スロット（９、１１）及び円形の開口部（２）の両者が存在する請求項１記 載のプレート。 ６．連なる通路の間の多孔度が６０〜９５％の間である請求項１記載のプレート 。 ７．７８〜８８％の間の多孔度を持つ請求項６記載のプレート。 ８．金属ファイバーが高温度に対して耐性であり、かつ８〜１５０μｍの間の等 価直径を持つ請求項１記載のプレート。 ９．金属ファイバーがアルミニウム及びクロムを含む鋼ファイバーである請求項 ８記載のプレート。 １０．穴が０．５〜０．８ｍｍ２の間の表面積を持つ請求項３記載のプレート。 １１．該自由通路表面積が８〜１６％の間である請求項３記載のプレート。 １２．連なる穴（２）が正三角形のパターンで配置され、各々の穴（２）が三角 形の頂点を含む請求項１１記載のプレート。 １３．スロットが０．４〜２ｍｍの間の幅「ｗ」及び３〜２０ｍｍの間の長さ「 Ｌ」を持つ異質的に長方形である請求項４記載のプレート。 １４．スロットが、幅０．５ｍｍ≦ｗ≦１ｍｍ及び長さ５ｍｍ≦Ｌ≦１０ｍｍを 持つ請求項１３記載のプレート。 １５．全自由通路面積がプレートの合計表面積の２０〜３０％を占める請求項１ ３又は１４記載のプレート。 １６．ガス燃焼のための薄膜として請求項１記載のプレート（１）を用いる方法 。 １７．通路（２）が夫々０．０３〜３ｍｍ２の間の表面積の円形のシリンダー形 状を持つ請求項１６記載の、プレート（１）の使用方法。 １８．通路（２）が夫々１〜１０ｍｍの間の表面積を持つスロットである請求項 １６記載の、プレート（１）の使用方法。 １９．燃焼されるべきガスのための供給手段（４）を持つハウジング（３）、ガ スのための分散部品（５）、及び穴（２、９〜１１）の規則的なパターンを備え たバーナー薄膜としての多孔性プレート（１）を含み、穴がプレートの合計表面 積の５〜３５％の全自由通路面積を占め、夫々の穴又は通路が０．０３〜１０ｍ ｍ２の間の表面積を持つところのガスバーナー装置。 ２０．順次流れに沿って配備された次の部品、即ち燃焼されるべきガスのための 供給手段（１５）、分散部品（５）、ガスを透過し得る少なくとも一つの消音層 （１３）、及び穴（１２）の規則的なパターンが備えられたバーナー薄膜として の多孔性プレート（１）を含むハウジングを含み、穴は合計してプレートの表面 積の５〜３５％をなし、各々の穴又は通路が０．０３〜１０ｍｍ２の間の表面積 を持つところの請求項１９記載のガスバーナー装置。 ２１．消音層（１３）が少なくとも一つのワイヤ網を含む請求項２０記載の装置 。 ２２．消音層（１３）が全体的に又は部分的にファイバーの多孔性の塊（２７） を含む請求項２０の装置。