JPH08270914A - バーナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 燃料及び酸化ガス用の別々の供給配管を
備え、酸化ガスがシリンダー状のうず室に接線方向に供
給され、該うず室が混合チャンネルを通してバーナーボ
ールに接続され、燃料が混合チャンネルにうず室の接続
部において半径方向に供給され、一体化された熱交換器
を任意的に備えたガス状の燃料用のバーナー、及び上記
のバーナーにより作られ、そして周囲の区域からバーナ
ーを隔離し、かつ周囲の区域を間接的に加熱するところ
の板を任意的に備えた複合バーナーシステム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、 ‐側壁、底部面及び頂部面を持つまっすぐなシリンダー
の形のうず室(swirl chamber) 、 ‐うず室の軸上でうず室の後ろに配置され、バーナーの
表面に開口し、そしてうず室の頂部面内の開口部を通っ
てバーナーに接続するところのバーナーボール、 ‐うず室への酸化ガス用の少なくとも一つの供給配管、
及び ‐うず室と同軸に配置されるところの、燃焼されるべき
ガスのための供給配管を含むバーナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】同一の種類のバーナーは、ドイツ国特許
出願公開第３，３０５，１８６号公報に開示されてい
る。そのバーナーにおいて、バーナーボール(bowl)そし
て従って燃焼炎及び燃焼生成物は直接に、周囲の区域及
びその中に存在する物体と連絡している。

【０００３】多くの適用において、バーナーで加熱され
るべき物体が、放出される燃焼生成物と接触すること、
あるいは裸炎と直接に接触されることは望ましくない。
それ故、周囲の区域からバーナーをしゃ閉するところの
しゃ閉板をバーナーの前面に据えることを考えるかもし
れない。このようにして、周囲の区域及びその中に存在
する物体と燃焼生成物又は裸炎との接触が妨げられる。
この板は、通常ガス状の燃焼生成物及び高温バーナーの
熱輻射により加熱される。結果として、板は輻射し、そ
してそれ故、周囲の区域に、そしてより特には、熱され
るべき物体にその熱を放出するであろう。バーナーか
ら、下記で輻射板と言われる板への良好な熱伝達のため
に、その間の距離は可能な限り小さく選ばれることが望
ましい。しかし、ドイツ国特許出願公開第３，３０５，
１８６号公報に開示されたバーナーの欠点は、しゃ閉板
がバーナーの前面に備えられ、そして板とバーナーの間
の距離が例えば５ｍｍよりさえ小さく選ばれるとき（又
は１０ｍｍ未満のときでさえ）、その燃焼挙動が悪影響
を受け、そして炎が消えさえし得ることである。

【０００４】燃焼炎が存在するバーナーの面は下記にお
いて、バーナーの頂部面と言われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、板が
１０ｍｍ以下の距離又は５ｍｍ以下の距離でさえバーナ
ーの前面に備えられるときですら、上記の欠点を持たず
又はより少ない程度でその欠点を持ち、かつ安定な燃焼
を与え続けるところの上記「発明の属する技術分野」の
欄で述べられたタイプのバーナーを提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的は、 ‐酸化ガス用供給配管が、うず室の側壁に接線方向に開
口し、 ‐混合チャンネルが、うず室内の開口部とバーナーボー
ルとの間に位置されており、 ‐燃料供給配管が、うず室を通って混合チャンネル中に
伸び、そして好ましくは軸に対して直角に配置された流
出物開口部を、うず室の頂部面内の開口部位置に備えら
れており、そして ‐軸に対して直角方向のうず室の断面が、うず室の頂部
面内の開口部の断面より大きな面積を持つところの本発
明により達成される。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明に従う寸法を持つバーナー
での燃焼は、しゃ閉輻射板がバーナーの頂部面から非常
に短い距離離れて位置されるときでさえ、非常に安定で
ある。この板とバーナーの頂部面との間の距離は、１０
ｍｍ及び５ｍｍでさえ、そして２〜１ｍｍでさえ、許容
され得ることが分かった。実際に、板が、間を隔てるい
かなる空間もなしにバーナーの頂部面に接続するとき、
燃焼を維持し得ることが分かった。但し、その場合に、
燃焼生成物は、他の方法において例えば、輻射板中の又
はバーナーの頂部面に接続しているケーシング中の溝に
より、搬送されなければならない。更に、バーナーは、
大きなバーナーターンダウン比を持つことが分かった。
放出される力は、全体の変調範囲を通して起る安定な燃
焼を伴って１５のファクターで変化し得る。

【０００８】燃料及び酸化ガスは、バーナー中のような
ずっと下流域で混合され、従って、該バーナーは、前も
って混合しないタイプ即ちノズル混合タイプのものであ
る。バーナーの寸法は、使用に依存して広範な範囲の間
で変化し得る。工業的使用、例えば乾燥用炉において、
頂部面におけるバーナーボールの開口部の寸法は、５ｃ
ｍと２０〜５０ｃｍの間であり得る。家庭的使用におい
て、及びより大きな表面を一様に加熱するための並んで
配列された複数のバーナーを含む複合バーナーシステム
における使用において、上記の寸法は、例えば５ｍｍ〜
１００ｍｍの間、好ましくは１０〜５０ｍｍの間であり
得る。好ましく複合バーナーシステムに組入れられたと
き、本発明のバーナーの能力は、最大５００Ｗ、好まし
くは最大４００Ｗ、そしてより好ましくは最大３００Ｗ
である。バーナーボールの断面は、頂部面から混合チャ
ンネルの一端への接続部の方向に狭まる。この端は下記
において、混合チャンネルの出口と言われる。

【０００９】軸に対して直角方向のバーナーボールの断
面は好ましくは円形である。バーナーボールの内壁は、
凸面、円錐形又は凹面であり得る。凸面の内壁は、いわ
ゆるフラットフレームバーナーをもたらす。このタイプ
のバーナーは、例えば家庭的使用のためのガス料理器具
においての使用のために非常に適している。しかし、フ
ラットフレームバーナーは、輻射板でしゃ閉されたバー
ナーに適していないことが分かった。もし、バーナー
が、その前面に据えられた輻射板を加熱するために使用
されるなら、バーナーボールは好ましくは凹面である。
これは、輻射板への燃焼熱のより良好な伝達を与えるこ
とが分かった。８００℃以上の温度が、凹面のバーナー
ボールを持つバーナーの使用で達成できることが分かっ
た。特定の実施態様において、バーナーボールはシリン
ダー状であり、ここで、直径は任意的に、段階的に増加
する。好ましくは、バーナーの頂部面内に円形の溝があ
り、該溝は、バーナーボールと同心円的に走る。その場
合に燃焼はまた、バーナーの外側の環状の溝中で起り、
そしてこのことは、より大きな加熱面積、そして従って
本来のバーナーの寸法と等しい寸法で高度に均一に広げ
られた加熱をもたらすことが分かった。

【００１０】混合チャンネルの出口において、バーナー
ボールの直径と該出口の直径が好ましくは等しい。該直
径は、バーナーボールの開口部の直径の１０％〜８０
％、好ましくは２５％〜６０％である。下記で入口と言
われる、出口の反対側に配置された混合チャンネルの端
は、うず室の頂部面内の開口部に接続される。この入口
の直径及びうず室内の開口部の直径は、好ましくは互い
に等しい。好ましくはうず室の頂部側の開口部とうず室
の間の直径の比は、０．３〜０．７であり、好ましくは
０．４５〜０．５５である。

【００１１】混合チャンネルの長さは、輻射板が短い距
離でバーナーの前面に据えられる時でさえ、酸化ガスと
燃焼されるべきガスとの良好な混合及び安定な燃焼を得
るように、バーナーボールの開口部の直径の少なくとも
７０％であり、そしてそれゆえに、上記直径に依存し
て、少なくとも７ｍｍ、好ましくは少なくとも１０ｍ
ｍ、より好ましくは少なくとも１５ｍｍである。

【００１２】混合チャンネルは円錐形又はシリンダー状
であり得、あるいは入口から出口へと一つ又はそれ以上
の段階で広くされ得る。混合チャンネルの直径と長さの
間の比は１：１〜１：３、好ましくは１：１．５〜１：
２．５、最も好ましくは１：１．８〜１：２．２であ
る。

【００１３】混合チャンネルにおいて、回転する動きを
伴って開口部に入る酸化ガスは、うず室の開口部位置に
おいて供給された燃料と混合され、そしてそのようにし
て形成された混合物の燃焼が開始される。これは、混合
物の完全な燃焼を得るために有利である。

【００１４】夫々のバーナーにおいて、酸化ガスは、う
ず室の側部に開口し、そして側壁に対して接線方向にう
ず室中にガスを導入するところの一つ又はそれ以上の供
給装置を通してうず室に供給される。そのような設計
は、英国特許第１，４１４，０４３号公報から、とりわ
けその図２から公知であり、そこで、二つの供給配管
が、述べられたような方向において直径方向の反対の位
置に側壁を通して通過する。英国特許第１，４１４，０
４３号公報において、燃料及び酸化ガスは、うず室の入
口より前で混合されることが指摘される。接線方向の供
給配置を持つバーナーがまた、オランダ国特許出願公開
第１５５３５４号公報に述べられている。そのバーナー
に酸化ガスは供給されず、燃料が供給され、そしてま
た、混合チャンネルは存在せず、そして混合はバーナー
ボール中のずっと下流域で起り、そしてこのことは燃焼
効率に関して好ましくない。うず室の高さは、輻射箇所
の良好な加熱を得るために重大であることが分かった。
うず室の高さ対混合チャンネルの長さの比は好ましくは
１：８〜１：２、そしてより好ましくは１：６〜１：
２．５の間に存在する。

【００１５】上記の接線方向の供給配置は、ガスが壁に
直接に沿って供給され、壁により偏向され、そして速い
回転する動きにされることを確保する。たった今述べた
ような回転する酸化ガスは、開口部を通ってうず室から
出る。酸化ガスとして、例えば空気又は酸素が使用され
る。実際には、空気が好ましく使用される。下記で述べ
る空気とは、任意の他の適切な酸化ガスを包含する意に
とられるべきである。ガス状の燃料、例えば天然ガス、
ブタン又はプロパン、石炭ガス又はそのようなガスの混
合物が、酸化ガス用の供給配管とは別の供給配管を通し
て供給される。該供給配管は好ましくは、うず室の底部
面を通され、例えば、うず室の軸に沿って、うず室を通
って伸び、そして混合チャンネルの入口の位置において
終了する。ガス供給配管は、混合チャンネル中に、短い
距離、例えば０．１〜１０ｍｍ伸びることができる。

【００１６】燃料は、素早く回転する空気が混合チャン
ネルに入るところのうず室の頂部側における開口部の位
置に供給される。供給配管は、開口部から半径方向に燃
料を出させる、供給配管の円周に、好ましくはうず室の
軸に対して直角に配置された流出開口部を備え、これは
円形又は細長い形でありうる。半径方向から約１０度ま
でそれることが許容され得る。他の実施態様において、
燃料はまた、うず室中に、あるいは混合チャンネルの入
口付近において混合チャンネル中に接線方向に供給され
る。

【００１７】供給配管の寸法は、混合チャンネル中で燃
料‐空気混合物の所望の前進速度を得るように選ばれ
る。この速度は、２〜１０ｍ／秒、好ましくは３〜７ｍ
／秒である。最適な燃焼挙動は、空気のうず巻き動作と
結合して、この範囲の速度で得られる。相対的仕様が前
に述べられているところの混合チャンネルの直径及びう
ず室の寸法に基いて、うず室への供給配管中の空気の速
度は、約４〜２０ｍ／秒、好ましくは５〜１５ｍ／秒で
あるべきことになる。空気と燃料の量比は化学量論比と
して選ばれ、それに対して３０％まで、好ましくは５〜
２０％で過剰の空気が加えられる。燃料だまり及び空気
だまりにおいて要求される圧力は、ベルヌーイの法則を
使用してこれから決定され得る。うず室への空気供給配
管の直径はうず室の直径の５〜５０％であり、好ましく
はその１０〜２５％である。

【００１８】供給配管から出る供給された燃料は、燃料
と空気のよく混ざり合った混合が達成されるように速い
回転する動きをもたらされたところの空気と接触する。

【００１９】うず室、混合チャンネル及びバーナーボー
ルは、適切な耐火物質のブロック中に切欠きにより形成
され得る。その場合において、そのようなブロックの形
及び外側の寸法は、要求、例えば、バーナーが使用され
るべき設備により設置上強いられるような要求に合うよ
うに自由に選ばれ得る。そのようなブロックはまた、組
立ると所望の形状及び寸法の空間を仕切るところの複数
の部品から構成され得る。

【００２０】上記の部品はまた、特定の壁の厚みを持つ
一つ又はそれ以上の鋳造された物体から独立して作られ
得る。本発明のバーナーはブロック中の空間として残さ
れることが好ましい。バーナーを作る空間の壁はまた適
切な金属から作られ得るけれども、それは断熱セラミッ
ク物質から成ることがまた好ましい。

【００２１】本発明のバーナーは、複合バーナーシステ
ムにおける使用のために特に適している。そのようなシ
ステムは、多数の隣接する個々のバーナーから成り、該
バーナーは一緒になって、殆ど任意の所望の形状及び大
きさの熱放出表面を作り得る。燃焼は任意的に、バーナ
ーの頂部面を覆うしゃ閉板を配置することにより周囲の
区域から遮断され得る。このようにして、閉じた複合バ
ーナーシステムが得られる。しゃ閉板は、もし、煙道ガ
スが周囲の区域に導入されるべきでないなら気密性であ
り、あるいはもし、これが不都合ではないが、周囲の区
域と裸炎の直接接触がやはり避けられるべきであるなら
多孔性であり得る。そのような複合バーナーシステムは
また、単一のブロック中に複数のバーナーのための空間
を残すことにより作られ得る。本発明のバーナーは、輻
射板とバーナーの頂部面の間の距離が小さい閉じたバー
ナーシステム中でさえ良好な燃焼を保証するところのそ
の特別の性質のために、そのような閉じたバーナーシス
テムにおいて使用するために非常に適している。

【００２２】閉じた複合バーナーシステム、とりわけ、
凹面のバーナーボールを持つ本発明に従うバーナーから
なるものにおいて、慣用の単一の大きい面積のバーナー
を用いる加熱より、輻射板の相当により一層一様な加熱
が達成され得る。とりわけ、８００℃以上の非常に高い
温度に一様に加熱された大きな面積を持つバーナーを作
ることが可能であることが分かった。

【００２３】その理由のために、本発明はまた、一つ又
はそれ以上の本発明のバーナーを含む複合バーナーシス
テムに関する。とりわけ、本発明はまた、多数の隣接す
る本発明のバーナー、好ましくは凹面のバーナーボール
を持つバーナーから作られており、該バーナーの頂部面
が一つの平面中に存在し、そして該バーナーが該バーナ
ーの頂部面を覆って配置された耐熱板により閉じられる
ところのケーシング中に組入れられ、そして該ケーシン
グ中で夫々のバーナーが燃料及び酸化ガスのための別々
の供給配管を備えている閉じた複合バーナーシステムに
関する。輻射板は、現在の技術水準におけるバーナーを
採用する閉じたバーナーシステムにおいてより、本発明
のバーナーシステムにおいて、とりわけ凹面のバーナー
ボールを持つバーナーから成るシステムにおいて、より
高い温度に達し得る。適切なバーナーシステムは長方形
又は正方形であり、そして例えば１０ｃｍ×１０ｃｍ〜
４０ｃｍ×８０ｃｍの面積を持ち、そしてその中に、例
えば１０ｃｍ×１０ｃｍ当り２×２〜５×５のバーナー
が組込まれる。より大きな直径を持つバーナーシステム
は好ましくは、例えば１０ｃｍ×１０ｃｍ又は１０ｃｍ
×２０ｃｍの構成要素から作られ、そしてその中に、例
えば２×２〜３×３又は２×４〜３×６の本発明のバー
ナーが組込まれる。

【００２４】本発明の複合バーナーにおいて、酸化ガス
は好ましくは、個々のバーナーの供給配管が接続されて
いるところの空間に共通の配管を通して供給される。

【００２５】複合バーナーにおける燃料供給のために、
好ましくはまた、個々のバーナーへの供給配管が接続さ
れるところの空間への供給のための共通の配管が使用さ
れる。

【００２６】バーナーは、自体公知かつ通常の方法にお
いて、燃料‐空気混合物を着火するための装置を備えて
いる。これについての例はスパーク及びグロー装置であ
る。複合バーナーシステムにおいて、着火装置は所望な
ら、複数の位置に備えられ得る。また、溝が、バーナー
の頂部面において着火装置から、そこから更に離れて位
置されたバーナーまで備えられ得る。そしてそれを通っ
て、着火前端が伝播し得る。バーナー又はバーナーシス
テムは好ましくはまた、保護として炎検出装置を備えら
れる。

【００２７】燃焼中、着火された混合物は、混合チャン
ネルを通りながら、そして次に、バーナーボールの内壁
に沿って旋回して、バーナーボールの内壁が加熱され、
輻射を始める。本発明のバーナーの構造は、うず室への
バックファイアを防ぐ。

【００２８】高温の燃焼生成物はバーナーボールから流
出し、そしてもし、バーナーが閉じたバーナーシステム
中に組込まれるなら、バーナーを覆って備えられた輻射
板を加熱し得る。輻射板とバーナーの頂部面の間の距離
は、１０ｍｍから、好ましくは最大５ｍｍ、より好まし
くは最大２ｍｍ、そして最も好ましくは最大１ｍｍであ
る。輻射板への熱伝達が距離の増加につれて減少する故
に、１０ｍｍより大きい距離は、非常に良好に実行でき
るが、あまり魅力がない。

【００２９】板への熱伝達は、板とバーナーの間の小さ
な距離のために、非常に良好であり、従って、最大の加
熱効果及び高いエネルギー効率が達成される。

【００３０】輻射板は、高い熱伝達性、耐熱衝撃性であ
り、そして低い熱膨脹係数を持つところの物質から成ら
なければならない。そのような物質の例は、適切な金属
又は合金又は熱伝達性セラミックス物質である。炭化ケ
イ素が輻射板のための物質として使用されることが好ま
しい。

【００３１】煙道ガスは、輻射板とバーナーの頂部面の
間の空間を通って排出配管に搬送され得る。

【００３２】溝が、頂部面中に備えられ得る。そのよう
な溝の存在は、輻射板と頂部面との間に小さな空間のみ
があるときでさえ、燃焼ガスが容易に搬送され得ること
を確保する。従って、複合バーナーのバーナーボールの
内壁が、燃焼ガスを搬送するための溝を備えており、該
溝は、頂部面まで又は頂部面中に伸びることが、また好
ましい。その場合において、板と個々のバーナーの頂部
面の間の距離は好ましくは最大１ｍｍであり、より好ま
しくは板が上記頂部面上に据えられる。夫々のバーナー
が個々の熱交換器を備え、そして該熱交換器に燃焼ガス
を搬送するための通路がバーナーブロック中に存在する
とき、これは、非常に良好な効果をもたらし得る。

【００３３】更により高い効率が、燃焼ガスが酸化ガス
にその残余の熱を渡すように空気用の供給配管と燃焼ガ
ス用の排出配管が適切に接続されているところの熱交換
器を備えている本発明の閉じた複合バーナーシステムの
好ましい実施態様において達成される。自体公知のガス
用の熱交換器が、本発明のバーナーシステム中に採用さ
れ得る。熱交換器はバーナーシステム中に一体化される
ことができ、あるいはバーナーシステムの外側に取り付
けられることができる。

【００３４】好ましい実施態様において、貫通接続(thr
ough connection)が、バーナーボールの外側でバーナー
バーナーボディー中に存在し、該接続は、バーナーの頂
部面からうず室下の容器まで通じており、空気供給配管
がまた、バーナーボディーを通して通じている。このよ
うにして、供給された空気は、それがうず室に入る直前
に、燃焼ガスにより予熱される。この場合に、空気供給
配管は好ましくは、良好な熱伝達を得るように螺旋状に
される。このようにして、高さが１０ｃｍより小さくあ
り得る、又は８ｃｍより小さくさえあり得るところの、
一体化された熱交換器を持つ高度にコンパクト化された
バーナーシステムが得られうる。好ましくは、二重螺旋
が使用され、該螺旋の各々はうず室の反対側上で終り、
酸化ガスのうずのための二重の推進力を提供する。

【００３５】より好ましい実施態様において、空気チャ
ンネルはシェル中の整列された環状の溝を含み、該溝は
バーナーの軸にその中心を有し、そして夫々はその軸に
対して垂直な平面中に存在し、類似の隆起が互い違いの
関係にあり、従って、二つの隣り合う溝は隆起により分
けられており、そして分ける隆起中の穴によって接続さ
れており、二つの隣り合う隆起中の穴は直径方向で向い
合って位置されている。この配置において、長い通路が
供給された空気のために確保され、そして該通路は、他
の構造を持つ熱交換器、とりわけ螺旋状の空気チャンネ
ルを持つ熱交換器と比較して、バーナーの所定の長さに
おいて燃焼ガスからこの空気により大きな熱伝達を提供
し、あるいは所望の熱伝達を達成するためにバーナーの
より短い長さを可能にする。

【００３６】本発明のバーナーは、家庭的又は工業的使
用のための加熱器具における個々のバーナーとして、あ
るいは複合バーナー中の構成要素として使用され得る。
本発明の閉じたバーナーは、印刷工業における及び紙及
び織物工業における乾燥適用のために、食料品工業にお
ける生産物処理のために、スペースヒーティングのため
に、そして台所におけるグリル又は電気器具の代わりの
セラミックスホットプレートとして、とりわけ適してい
る。本発明の閉じたバーナーの特に有利な適用は、炉中
の壁の適用である。これは、例えば、電気加熱構成要素
が耐火壁中に組込まれるところの通常の炉よりはるかに
簡単な炉の設計を達成する。壁として少なくとも一つの
本発明のバーナーを採用する炉はまた、輻射板の外側の
表面だけが、環境の汚れ作用にさらされる故に、慣用の
ものよりよりはるかに少ないメンテナンスを要求する。
複数の個々のバーナー又は加熱構成要素よりも、清掃す
ることが一層容易である。

【００３７】本発明の複合バーナーにより提供される更
に新規な可能性は、物体例えば炉壁を、少しの距離例え
ばその物体から５ｍｍ以下のところに該バーナーを配置
することにより、加熱することの可能性である。この位
置において、この物体は、本発明に従う閉じた複合バー
ナー中のしゃ閉する輻射板と同じように加熱される。バ
ーナーが上述のような炉壁の一部を形成する状態と対照
的に、この後者の状態において、炉壁上のバーナーの位
置は慎重に選ばれ、そして所望なら容易に変更され得
る。

【００３８】好ましくは、しゃ閉する細片が、バーナー
の頂部面と加熱されるべき物体との間の開口部をしゃ閉
するためにバーナー頂部面の周囲に沿って配置される。
このように、燃焼ガスはバーナーボディーを通るように
強制され、従って、これらのガスと供給された空気の間
の最適な熱交換を提供する。

【００３９】本発明は、次の図により説明されるであろ
う。

【００４０】図１は、本発明のバーナーの軸に沿った該
バーナーの断面図である。

【００４１】図２は、図１に示されたバーナーの混合チ
ャンネルの入口における軸に対して直角方向の断面図で
ある。

【００４２】図３は、本発明のバーナーが適用されると
ころの本発明の複合された閉じたバーナーの断面図であ
る。

【００４３】図４は、夫々の個々のバーナーがそれ自身
の熱交換器を備えているところの本発明の複合された閉
じたバーナーシステムの断面図である。

【００４４】図１において、バーナーは、部品１及び２
より成るブロック中に残された空間により形成される。
夫々のバーナーはうず室３より成り、該うづ室は混合チ
ャンネル４を通ってバーナーボール５と連絡し、そして
該バーナーボール５は頂部面６において終わる。空気
は、ブロックの部品２中に残された供給チャンネル７を
通して供給される。ここで、該チャンネルはこの断面図
に示されておらず、そして該チャンネルはうず室３の壁
に接線方向に接続している。該チャンネルの通路は図式
的に点線により示されている。該チャンネル及びうず室
３へのその接続部は、図２中に示されている。

【００４５】うず室へそのように供給された空気は、接
線方向の入口により速い回転する動きにされる。速く回
転する空気は、開口部８を通って混合チャンネル４に向
けられる。該開口部８の横断面の面積はうず室の頂部面
の面積より小さい。供給チャンネル９を通って、燃焼さ
れるべきガスが、開口部８において混合チャンネル４に
供給される。この位置において、うず室３の外へ流れ出
る空気は、空気と燃焼されるべきガスとのよく入り混ざ
った混合がもたらされるように激しくうず巻く。この効
果は、この開口部におけるガス供給配管の存在により狭
められている流出物開口部により増幅される。ガス供給
チャンネル９の端に、うず室の軸に対して直角に配置さ
れているところの多数の流出物穴１０が備えられる。

【００４６】ガス‐空気混合物は、慣用の着火装置（図
中に示されていない）により着火され、そうすると燃焼
が混合チャンネル４中で起り、そしてバーナーボール５
において継続され、そして該バーナーボール５は、炎で
完全に満たされるようになる。結果として、バーナーボ
ールの壁は、高温に達する。炎の柱は、頂部面６を越え
て広がりさえし得る。

【００４７】図２において、２０３はうず室の壁であ
り、供給チャンネル２１１は該壁に接線方向に接続して
いる。空気供給配管への接続の位置は２１１により示さ
れている。うず室の中央において、ガスがそれから半径
方向に流れるところの開口部２１０を含んでいるガス供
給配管２０９がある。

【００４８】図３は、部品３０１及び３０２から成るブ
ロック中に残された空間により形成されるところの図１
に示されたタイプの６個のバーナーを示す。空気だまり
３１３からの空気が、空気供給チャンネル（この図中に
示されていない）を通して供給され、その後、図１及び
２に見られるように、それはうず室３０３に接線方向に
入る。

【００４９】燃焼されるべきガスは、ガスだまり３１４
からバーナーに供給チャンネル３０９を通って供給され
る。燃焼は、バーナーボールの壁を高温に達するように
するバーナーから距離３１６離れて配置された輻射板３
１５は高温に達し、そしてバーナーボールの壁からの輻
射、高温の燃焼ガスとの接触の結果として、そして多分
炎との直接接触の結果として輻射を開始する。もし、例
えば、天然ガスが空気と燃焼されるなら、板の温度は、
８００℃以上に上昇する。

【００５０】燃焼ガスは、頂部面３０６と輻射板３１５
の間の空間３１６に入り、そこから中央の熱交換器（図
中に示されていない）に搬送される。燃焼空気は、この
熱交換器により予熱され、そして空気配管３１７を通っ
て空気だまり３１３に供給される。ガスは、中央ガス配
管３１８を通ってガスだまり３１４に供給される。

【００５１】図４において、夫々のバーナー空間は、単
一のブロック４０１中に残された空間である。熱交換器
４１９は、夫々のバーナーのためにこのブロック４０１
の上流に取付けられている。仕切り４２０は、熱交換器
４１９から空気だまり４１３を隔てている。空気だまり
４１３からの空気は、仕切り４２０中を通るチャンネル
４０７を通って熱交換器４１９の夫々に供給される。燃
料は、ガス供給配管４０９を通ってバーナーの夫々にガ
スだまり４１４から供給される。ガスだまり及び空気だ
まりの適用は任意であり、そしてガス及び空気の供給
は、夫々のバーナー用の別々の配管により容易に提供さ
れ得る。

【００５２】熱交換器は、二つの同軸のシリンダー状の
シェル４２１及び４２２から成り、該シェルは、ガス供
給チャンネル４０９の周囲に取付けられる。螺旋状の溝
４２３が外側のシェル４２２中に残されており、そして
該溝は、仕切り４２０中の空気供給配管４０７において
始まり、そしてうず室４０３の接線方向の入口４１１に
おいて終わる。燃焼空気は、この溝４２３を通ってうず
室に供給される。シリンダー状の室が、外側のシェル４
２２の外側の周囲に配置されている。バーナーに最も近
い側において、この室は、熱交換器４１９にブロック４
０１を通してバーナーの頂部面４０６から伸びるチャン
ネルを通って燃焼ガスのための容器４１６に通じる。こ
のチャンネルの位置は、点線４２７により図式的に示さ
れている。他の側において、室４２４は、燃焼ガスのた
めの共通の排出と、チャンネル４２５を通して連絡す
る。燃焼ガスは、上記の排出にシリンダー状の室４２４
を通して移動し、そのプロセスにおいて該ガスは、シェ
ル４２２にその熱を伝達する。室４２４の壁は、好まし
くは表面積を拡大するためにフィンが設けられるか又は
溝が付けられる。これは改善された熱伝達をもたらす。
このシェルは、熱を良好に伝達する物質から成る。シェ
ルへ交換された熱は、溝４２３を通って供給される空気
によりシェルから吸収され、そして該空気はそのように
加熱されてうず室に入る。この方法において、うず室の
入口での空気の温度は、約６００℃もの高温であり得
る。従って、非常に高い燃焼効率が得られる。シリンダ
ー状のシェル４２１は断熱物質から成り、そして供給さ
れたガスが余りに高くかつ危険な温度水準に到達するこ
とを防ぐために、構成要素４２２、４２３及び４２４か
ら成る厳格な意味での熱交換部品から燃料供給配管４０
９を遮る。

【００５３】図４において、最も右のバーナーにおける
斜線は、引用番号の明確さを高めるように他のバーナー
におけるものと異なる。これは、このバーナーが他のバ
ーナーと異なる設計を持つことを意味しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のバーナーの軸に沿った該バー
ナーの断面図である。

【図２】図２は、図１に示されたバーナーの混合チャン
ネルの入口における軸に対して直角方向の断面図であ
る。

【図３】図３は、本発明のバーナーが適用されるところ
の本発明の複合された閉じたバーナーの断面図である。

【図４】図４は、夫々の個々のバーナーがそれ自身の熱
交換器備えているところの本発明の複合された閉じたバ
ーナーシステムの断面図である。

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ‐側壁、底部面及び頂部面を持つまっすぐなシリンダー
   の形のうず室（３，２０３，３０３，４０３）、 ‐うず室の軸上でうず室の後ろに配置され、バーナーの
   表面（６，３０６，４０６）に開口し、そしてうず室の
   頂部面内の開口部（８）を通ってそこに接続するところ
   のバーナーボール（５）、 ‐うず室への酸化ガス用の少なくとも一つの供給配管
   （７）、及び ‐うず室に対して同軸に配置された燃料供給配管（９，
   ２０９，３０９，４０９）を含むガス状燃料用バーナー
   であって、 ‐酸化ガス用供給配管が、うず室の側壁に接線方向に開
   口し、 ‐混合チャンネル（４）が、うず室内の開口部とバーナ
   ーボールとの間に位置されており、 ‐燃料供給配管が、うず室を通って混合チャンネル中に
   伸び、そして好ましくは軸に対して直角に配置された流
   出物開口部（１０，２１０）を、うず室の頂部面内の開
   口部位置に備えており、そして ‐軸に対して直角方向のうず室の断面が、うず室の頂部
   面内の開口部の断面より大きい面積を持つことを特徴と
   するガス状燃料用バーナー。
2. 【請求項２】 バーナーボールが凹面形状を有し、かつ
   うず室の側壁の長さと混合チャンネルの長さの比が１：
   ８〜１：２に存在するところの請求項１記載のバーナ
   ー。
3. 【請求項３】 うず室の壁（１，３０１，４０１及び
   ２，３０２，４０２）、混合チャンネル及びバーナーボ
   ールが、セラミックス物質から成るところの請求項１又
   は２記載のバーナー。
4. 【請求項４】 周囲の区域からバーナーを覆い隠すとこ
   ろの耐熱板（３１５，４１５）が、頂部面を覆って備え
   られているところの請求項１〜３のいずれか一つに記載
   のバーナー。
5. 【請求項５】 該しゃ閉板とバーナーの頂部側の間の距
   離が、最大５ｍｍであるところの請求項４記載のバーナ
   ー。
6. 【請求項６】 しゃ閉板とバーナーの頂部側の間の距離
   が、最大２ｍｍであるところの請求項５記載のバーナ
   ー。
7. 【請求項７】 バーナーの頂部面が、溝を備えていると
   ころの請求項１〜６のいずれか一つに記載のバーナー。
8. 【請求項８】 板が、間を隔てるいかなる空間もなしに
   バーナーの頂部面に接続しているところの請求項７記載
   のバーナー。
9. 【請求項９】 夫々の個々のバーナーが、一体化された
   熱交換器を備えているところの請求項４〜８のいずれか
   一つに記載のバーナー。
10. 【請求項１０】 熱交換器が、ガス供給配管に同心円的
    に取り付けられかつうず室の空気供給配管に接続する空
    気チャンネルを備えたシェル、及びバーナーの頂部面と
    しゃ閉板の間の空間に通ずる燃焼ガス用チャンネルを含
    むところの請求項９記載のバーナー。
11. 【請求項１１】 バーナーの頂部面としゃ閉板の間の空
    間が、バーナーボールで外側でバーナーを通って伸びる
    チャンネルを通る燃焼ガス用のチャンネルに通ずるとこ
    ろの請求項１０記載のバーナー。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれか一つに記載
    のバーナーを多数隣接して含む複合バーナーシステム。
13. 【請求項１３】 請求項１〜３のいずれか一つに記載の
    バーナーを多数隣接させて作られた閉じた複合バーナー
    システムであって、バーナーの頂部面（３０６，４０
    ６）が一つの平面内に存在し、そしてバーナーが、該バ
    ーナーの頂部面上方に配置された耐熱板（３１５，４１
    ５）により周囲の区域から隔離されるところのケーシン
    グ中に組込まれ、そして夫々のバーナーが、燃料及び酸
    化ガス用の別々の供給配管を備えているところの閉じた
    複合バーナーシステム。
14. 【請求項１４】 しゃ閉板と、バーナーの頂部側が存在
    する平面との間の距離が、最大５ｍｍであるところの請
    求項１３記載のバーナーシステム。
15. 【請求項１５】 しゃ閉板と、バーナーの頂部側が存在
    する平面との間の距離が、最大２ｍｍであるところの請
    求項１４記載のバーナーシステム。
16. 【請求項１６】 バーナーの頂部側が、溝を備えている
    ところの請求項１３〜１５のいずれか一つに記載のバー
    ナーシステム。
17. 【請求項１７】 しゃ閉板が、間を隔てるいかなる空間
    もなしに個々のバーナーの頂部面に接続しているところ
    の請求項１６記載のバーナーシステム。
18. 【請求項１８】 夫々の個々のバーナーが、一体化され
    た熱交換器（４１９）を備えているところの請求項１２
    〜１７のいずれか一つに記載のバーナーシステム。
19. 【請求項１９】 夫々の熱交換器が、ガス供給配管に同
    心円的に取り付けられかつうず室の空気供給に接続する
    酸化ガス用のチャンネルを備えたシェル、及びバーナー
    の頂部面としゃ閉板の間の空間に通ずる燃焼ガス用チャ
    ンネルを含むところの請求項１８記載のバーナーシステ
    ム。
20. 【請求項２０】 バーナーの頂部面としゃ閉板の間の空
    間が、バーナーボールの外側でバーナーを通って伸びる
    チャンネルを通る燃焼ガス用のチャンネルに通ずるとこ
    ろの請求項１９記載のバーナーシステム。
21. 【請求項２１】 壁の少なくとも一部分が、請求項１３
    〜２０のいずれか一つに記載の閉じたバーナーシステム
    から成るところの炉。
22. 【請求項２２】 物体の前面に請求項１２、１８又は１
    ９のいずれか一つに記載のバーナーシステムをバーナー
    と物体の間の隙間を１０ｍｍ以下残して配置すること、
    そしてバーナーシステムにより物体を加熱することを含
    む物体の加熱方法。
23. 【請求項２３】 隙間が、バーナー頂部面の周囲に配置
    されたしゃ閉細片により環境から隔てられているところ
    の請求項２２記載の方法。
24. 【請求項２４】 実質的に図中に述べられかつ説明され
    たようなバーナー又はバーナーシステム。