(57)【要約】  放射バーナー（１）は、少なくとも１つの放射バーナープレート（２）と少なくとも２層のスクリーン（３）とを備え、放射バーナープレート（２）は、予混合室を画成する本体（６）に結合された周辺バンド（４）で包囲されている。周辺バンド（４）は上側フランジ（５）を備え、上側フランジの下に位置しかつ下方に延在する断熱体（７）をさらに備えている。断熱体（７）は、放射スクリーン（３）の限定的移動を可能にする内部周辺構造を有している。断熱体（７）は、２以上の断熱層を備えた多層断熱構造体からなり、各断熱層は、少なくとも１つのスクリーン層（３）と係合しかつ該スクリーン層を支持するように構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの放射バーナープレート（２）と少なくとも２層のスクリーン（３）とを備えた放射バーナー（１）であって、
前記放射バーナープレート（２）は、予混合室を画成する本体（６）に結合された周辺バンド（４）で包囲され、前記周辺バンドは上側フランジ（５）を備え、前記周辺バンドの前記上側フランジの下に位置しかつ下方に延在する断熱体（７）をさらに備え、前記断熱体（７）は、前記放射スクリーン（３）の限定的移動を可能にする内部周辺構造を有するものにおいて、
前記断熱体（７）は、２以上の断熱層を備えた多層断熱構造体からなり、前記各断熱層は、少なくとも１つのスクリーン層（３）と係合しかつ該スクリーン層を支持するように構成されていることを特徴とする放射バーナー。
【請求項２】
前記断熱体（７）は、前記上側フランジ（５）の下を起点として前記１つまたは複数の放射バーナープレート（２）に及び下方に向かうにつれて増大する厚みを有することを特徴とする請求項１に記載の放射バーナー。
【請求項３】
前記断熱層は、隣接する断熱層との接触をもたらす少なくとも２つの接触面を有し、１つの接触面は、少なくとも１つの平坦面を有し、少なくとも他の接触面は、凹凸接触面を有することを特徴とする請求項１または２に記載の放射バーナー。
【請求項４】
前記放射スクリーン層の少なくとも１つは、金属グリッドであることを特徴とする先行する請求項の何れか一項に記載の放射バーナー。
【請求項５】
前記放射スクリーン層の少なくとも１つは、互いに平行に離間した丸棒または角棒の配列であることを特徴とする先行する請求項の何れか一項に記載の放射バーナー。
【請求項６】
前記放射スクリーン層の少なくとも２つは、互いに平行に離間した丸棒または角棒の配列であることを特徴とする先行する請求項の何れか一項に記載の放射バーナー。
【請求項７】
互いに平行に離間した丸棒または角棒の配列である前記少なくとも２つの放射スクリーン層は、互いに平行な方向に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の放射バーナー。
【請求項８】
互いに平行に離間した丸棒または角棒の配列である前記少なくとも２つの放射スクリーン層は、互いに交差する方向、好ましくは９０度で交差する方向に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の放射バーナー。
【請求項９】
前記多層断熱構造体は、セラミック材料から作製されることを特徴とする先行する請求項の何れか一項に記載の放射バーナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射板およびスクリーンを備えている放射バーナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射板およびスクリーンを備える放射バーナーは、例えば、特許文献１または特許文献２から知られている。これらのスクリーンは、放射バーナープレートと協働し、約５０％の効率に達するバーナーの放射出力をもたらしている。これまで、例えば、特許文献３または特許文献１に記載されているように、バーナーの放射出力は、放射バーナープレートを改善することによって高められてきた。放射バーナープレートのこの改善または同様の改善は、バーナーの温度レベルおよびその結果としての放射出力を高めた。バーナーの放射出力を高める他の方法としては、例えば、特許文献４に記載されるように、２層のスクリーンを用いることが提案されている。この方法では、放射スクリーンは、金属手段によって適所に保持されている。これらの金属接続部は、熱橋（thermal bridge）および熱損失をもたらし、その結果、熱応力を生じさせることによって、早期の放射体欠損を引き起こすことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４，７９９，８７９号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第０５３９２７９号明細書
【特許文献３】米国特許第４，５６９，６５７号明細書
【特許文献４】米国特許第３，８４７，５３６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、２層の放射スクリーンを用いる利点を、熱橋を介する横方向熱損失の制限と組み合わせた新規の放射バーナーであって、これによって、熱エネルギーを燃焼チャンバの内側に集中させ、その結果、放射バーナーの前方に放射される大量のエネルギーを得るようにした、新規の放射バーナーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
特許請求の範囲に記載の本発明の一態様は、少なくとも１つの放射バーナープレートと少なくとも２層のスクリーンとを備えた放射バーナーであって、前記放射バーナープレートが予混合室を画成する本体に結合された周辺バンドで包囲され、前記周辺バンドが上側フランジを備える放射バーナーを提供する。周辺バンドは、上側フランジの下に位置しかつ下方に延在する断熱体をさらに備えている。断熱体は、前記放射スクリーンの限定的移動を可能にする内部周辺構造を有している。断熱体は、２以上の断熱層を備えた多層断熱構造体からなり、各断熱層は、少なくとも１つのスクリーン層と係合しかつ該スクリーン層を支持するように構成されている。
このような断熱体によって、互いに異なるスクリーン層が放射バーナー内において自在に膨張可能であると同時に、多重片すなわち多層構造体の各層が好ましくは１つのスクリーン層を断熱することで、互いに異なるレベル（深さ）に位置するスクリーン層が、放射バーナープレートの放射面に対する距離に起因して互いに異なる膨張を受けても、互いに対して自在に膨張可能となる。この多層断熱体のさらに他の利点は、放射バーナーの容易な組立、すなわち、簡単な製造をもたらすことにある。さらに、もし断熱体の一層が破損した場合、他の断熱層がその破損した部分を適所に保持し、放射バーナーの運転を維持することができる。
【０００６】
好ましくは、前記断熱体は、セラミック、例えば、コーディエライト，またはジルコニア、具体的には、部分安定化ジルコニア（ＰＳＺ）、アルミナ、炭化ケイ素、または他の高水準技術セラミックから製造される。セラミック断熱層は、セラミック材料を押し出すことによって得られるが、さらに複雑なセラミック断熱層を得ようとするなら、セラミック材料を型成形することが好ましい。
【０００７】
前記断熱体は、放射バーナーの深さ全体に亘って等しい厚みを有している。代替的態様では、断熱体は、１つ（または複数）の放射バーナープレートのレベルにおいて厚くなっており、より薄くなるまで斜めに狭められている。他の代替的態様では、断熱体は、１つ（または複数の）放射バーナープレートから周辺バンドの上側フランジに向かって段階的に狭くなっている。これらの代替的態様は、より高い温度に晒されてより厚い断熱体を必要とする（放射バーナーの近くに位置する）スクリーン層に対して、良好な断熱が得られるという追加的な利点をもたらすことになる。同時に、（１つ（または複数の）放射バーナーから離れる方向において）狭くなっているこの断熱体は、外部に対してより開放された放射面をもたらすことになる。
【０００８】
前記断熱体の互いに異なる層は、全て同じ深さを有している。代替的態様では、断熱体の互いに異なる層は、放射バーナープレートから周辺バンドの上側フランジに向かって段階的にまたは斜めに減少する深さを有している。他の代替的態様では、同じ深さを有する断熱層と異なる深さを有する断熱層とが組み合わされている。
【０００９】
他の好ましい態様では、断熱体は、１つ（または複数の）放射バーナープレートも包囲している。
【００１０】
好ましい態様では、断熱体の他の層と接触する（「接触面」とも呼ばれる）断熱層の表面は、極めて滑らかになっている。これらの接触面は、張力を必要とせずに相互移動することができる。他の好ましい態様では、各断熱層は、１つの滑らかな接触面および１つの凹凸接触面を備えている。これは、これらの接触面の一方を下にして凹凸面に対向させることができるというさらに他の利点をもたらすことになる。それに対し、隣接する断熱層の滑らかでかつ平坦な表面は、今まで通り、張力を必要としない接触面の相互移動をもたらすことになる。好ましくは、断熱層の接触面の１つの凹凸はリブである。さらに好ましくは、これらの凹凸リブは、周辺バンドと平行である。好ましい代替的態様では、これらのリブは、ジグザグ状または波状であり、かつ周辺バンドと平行になっている。
【００１１】
一連の凹凸面および滑らかな平坦面が１つの断熱層に用いられてもよいが、その場合、この断熱層が、多重ブロックから構成されることは、明らかである。
【００１２】
好ましくは、放射スクリーンは、例えば、セラミックなどの高耐熱材料、特に、酸化アルミニウムまたは酸化ジルコニウム、チタン酸アルミニウム、酸化ケイ素、コランダムまたはムライト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、もしくは、シリコンインフィルトレート（silicon-infiltrated）炭化ケイ素のような金属溶浸セラミックから製造される。代替的に、放射スクリーンは、他の性質の耐熱材料、例えば、５０重量％を超える２ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）または２ケイ化タングステン（ＷＳｉ２）のような金属ケイ化物を含んでいる材料から作製されていてもよい。代替的に、放射スクリーンは、カンタルＡＰＭまたはＡＰＭＴなどといった種類の高級ステンレス鋼、耐高温腐食設計のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金、あるいは、アベスタ２５３ＭＡ、アベスタ１５３ＭＡ、インコネル６０１、インコロイ８００ＨＴ、インコロイＭＡ９５６などのようなクロム／ニッケル鋼など、高耐熱の鋼種から製造される。
【００１３】
好ましい態様では、スクリーン層の少なくとも１つは、金属グリッド、好ましくは、織った金属グリッドである。好ましい代替的態様では、スクリーン層の少なくとも１つは、互いに平行に離間した丸棒または角棒の配列から作製される。さらに他の好ましい態様では、互いに異なるスクリーン層は、同一方向に沿って互いに平行に配置される。好ましい代替的態様では、互いに異なるスクリーン層は、互いに角度差を有して、かつ互いに平行に配置される。さらに好ましくは、第１の放射スクリーンと第２の放射スクリーンとの角度差は９０度である。
【００１４】
放射バーナープレートは、好ましくは、例えばコーディエライトまたはジルコニア、部分安定化ジルコニア（ＰＳＺ）、アルミナ、炭化ケイ素、または他の高級工業用セラミックなど、高耐熱性ならびに優れた機械的特性および熱力学的特性を有するセラミック材料で製作される。
【００１５】
以下、添付の図面を参照して、本発明の例示的実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】２つのスクリーン層を備える放射バーナーの例の断面図である。
【図２】２つのスクリーン層を備える放射バーナーの代替的な例の断面図である。
【図３】本発明の断熱体の他の実施形態の断面図である。
【図４】本発明の断熱体の他の実施形態の断面図である。
【図５】本発明の断熱体の他の実施形態の断面図である。
【図６】本発明の断熱層のさらに他の代替的実施形態の断面図である。
【図７】本発明の断熱層のさらに他の代替的実施形態の断面図である。
【図８】本発明の断熱層の種々の実施形態の断面図である。
【図９】本発明の断熱層の種々の実施形態の断面図である。
【図１０】本発明の断熱層の種々の実施形態の断面図である。
【図１１】本発明の断熱層の好ましい例示的実施形態の斜視図である。
【図１２】好ましい実施形態のよる２つの断熱層の積層体の断面図である。
【図１３】本発明の断熱層のさらに他の代替的実施形態の斜視図である。
【図１４】本発明の断熱層のさらに他の代替的実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に示されるように、本発明による放射バーナー１は、少なくとも１つの放射バーナープレート２およびこの例では２層の放射スクリーン３を備え、前記放射バーナープレート２は、予混合室を画成する本体６に結合された周辺バンド４で包囲されている。周辺バンドは上側フランジ５を備えている。放射バーナーは、前記周辺バンド４の前記上側フランジ５の下に位置しかつ下方に延在する断熱体７をさらに備えている。断熱体７は、スクリーン３の層の限定的移動を可能にする内部周辺構造を有している。断熱体７は、多層構造体からなり、その各層は、少なくとも１つのスクリーン層３と係合しかつ該スクリーン層を支持するように構成されている。
このような断熱体７によって、互いに異なるスクリーン層３が放射バーナー内において自在に膨張可能であると同時に、多重片すなわち多層構造体の各層が好ましくは１つのスクリーン層を断熱することで、互いに異なるレベル（深さ）に位置するスクリーン層が、放射バーナープレートの放射面に対する距離に起因して互いに異なる膨張を受けても、互いに対して自在に膨張可能となる。この例では、断熱体は、燃焼室の深さ全体に亘って等しい厚みを有している。スクリーン層の移動を可能にする内部周辺構造の配置は異なっているが、２つの断熱層の深さは等しくなっており、この例では、金属メッシュからなる上側スクリーン層は、上側断熱層の中央に配置され、丸棒からなる下側スクリーン層は、断熱層の上部に配置されている。
【００１８】
図２に示される例は、本発明による代替的な断熱体を備えている。この例では、断熱体は、前記上側フランジの下を起点として１つまたは複数のバーナープレートに及んで下方に向かって斜めに増大する厚みを有している。図３では、断熱体は、段階的に増大する厚みを有している。図２の例示的な実施形態における２つのスクリーン層は、何れも互いに平行に離間して配列された丸棒群からなり、かつ、互いに９０度の角度差でかつ互いに平行に配置されている。
【００１９】
図４，５は、本発明による断熱層の積層体の各例を示している。図４は、互いに異なる断熱層が同一の深さを有する断熱積層体を示している。図５は、互いに異なる断熱層が同一の深さおよび異なる深さを有する断熱積層体を示している。
【００２０】
図６，７は、このような断熱積層体の主に最上部に用いられる代替的断熱層の各例を示している。
【００２１】
図８，９，１０は、断熱層の代替的実施形態の各断面を示している。
【００２２】
図１１は、本発明の断熱層の好ましい例示的実施形態を示す斜視図である。図１１の断熱層は、断熱層の上側接触面から突出したリブを有している。これらのリブは、周辺バンドと平行になっている。
【００２３】
図１２は、好ましい実施形態による２つの断熱層の積層体を示す断面図である。この例では、下側断熱層が図１１によるものである。
【００２４】
図１３，１４は、本発明の断熱層のさらに他の代替的実施形態を示す視図である。図１３の断熱層は、１つの接触面から突出したジグザグパターンのリブを有している。図１４では、リブは、波形状を有しており、周辺バンドと実質的に平行になっている。
【００２５】
このように、ここに記載されているのは、少なくとも１つの放射バーナープレートと少なくとも２層のスクリーンとを備えた放射バーナーであって、前記放射バーナープレートが予混合室を画成する本体に結合された周辺バンドで包囲され、前記周辺バンドが上側フランジを備える放射バーナーである。放射バーナーは、前記周辺バンドの上側フランジの下に位置しかつ下方に延在する断熱体をさらに備えている。断熱体は、前記放射スクリーンの限定的移動を可能にする内部周辺構造を有している。断熱体は多層構造体からなり、その各層は、少なくとも１つのスクリーン層と係合しかつ該スクリーン層を支持するように構成されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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