(57)【要約】  本発明は、予混合ガスバーナーに関する。予混合ガスバーナーは、バーナーデッキ（１０）を備えており、バーナーデッキ（１０）は、繊維系基板（１４）および繊維系基板（１４）を支持する穿孔プレート（１２）またはスクリーンを備えている。予混合ガスバーナーは、熱電対を形成する少なくとも２つの接触ワイヤ（１８）をさらに備えている。接触ワイヤ（１８）は、予混合ガスバーナーが作動しているときにバーナーデッキの温度を測定するために、バーナーデッキ（１０）に直接的または間接的に固定されている。繊維系基板は、熱電対の接触ワイヤ（１８）がバーナーデッキ（１０）に直接的または間接的に固定されている領域において、穿孔プレート（１２）またはスクリーンに局所的に少なくとも部分的に直接的または間接的に接続されている。
2014519001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
青炎モードで操作するための予混合ガスバーナーであって、前記予混合ガスバーナーは、バーナーデッキを備えており、前記バーナーデッキは、繊維系基板および前記繊維系バーナー基板を支持する穿孔プレートまたはスクリーンを備えており、前記バーナーデッキは、熱電対を形成する少なくとも２つの接触ワイヤをさらに備えており、前記接触ワイヤは、前記予混合ガスバーナーが作動しているときに前記バーナーデッキの温度を測定するために、前記バーナーデッキに直接的または間接的に固定されている、予混合ガスバーナーにおいて、
前記繊維系基板は、前記熱電対の前記接触ワイヤが前記バーナーデッキに直接的または間接的に固定されている領域において、前記穿孔プレートまたは前記スクリーンに局所的に少なくとも部分的に直接的または間接的に接続されていることを特徴とする、予混合ガスバーナー。
【請求項２】
前記熱電対の前記接触ワイヤが前記バーナーデッキに直接的または間接的に固定されている箇所の周囲において、前記繊維系基板に孔が形成されており、
前記穿孔プレートまたは前記スクリーンへの前記繊維系基板の前記少なくとも部分的な接続は、少なくとも前記繊維系基板の前記孔の縁において行われていることを特徴とする、請求項１に記載の予混合ガスバーナー。
【請求項３】
前記バーナーは、追加部材をさらに備えており、前記追加部材は、前記バーナーデッキに固定されており、
前記熱電対の前記接触ワイヤは、前記追加部材に固定されており、これによって、前記バーナーデッキへの熱電対の前記接触ワイヤの間接的固定をもたらすようになっており、
前記接触ワイヤが前記バーナーデッキに間接的に固定されている箇所の周囲において、前記繊維系基板を支持する前記穿孔プレートまたは前記スクリーンに孔が形成されている
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の予混合ガスバーナー。
【請求項４】
前記追加部材は、金属プレート構造体または金属プレートであることを特徴とする、請求項３に記載の予混合ガスバーナー。
【請求項５】
前記追加金属プレート構造体は、前記穿孔プレートまたは前記スクリーンが配置されている前記バーナーデッキの側に固定されていることを特徴とする、請求項４に記載の予混合ガスバーナー。
【請求項６】
前記追加金属プレート構造体は、前記繊維系基板が配置されている前記バーナーデッキの側に固定されていることを特徴とする、請求項４に記載の予混合ガスバーナー。
【請求項７】
前記追加金属プレート構造体は、前記繊維系基板と前記繊維系基板を支持する前記穿孔プレートまたは前記スクリーンとの間に固定されていることを特徴とする、請求項４に記載の予混合ガスバーナー。
【請求項８】
前記追加部材は、ヘッドであり、前記ヘッドは、前記温度が測定される前側および前記前側と反対の後側を有しており、前記接触ワイヤは、前記ヘッドの前記後側に接続されており、前記ヘッドは、前記繊維系径基板を支持する前記穿孔プレートまたは前記スクリーンに接続可能な部分を備えており、これによって、前記接触ワイヤは、前記ヘッドによって前記予混合ガスバーナーに接続可能になっていることを特徴とする、請求項３に記載の予混合ガスバーナー。
【請求項９】
前記ヘッドは、前記繊維系基板の孔内および前記繊維系バーナー基板を支持する前記前記穿孔プレートまたは前記スクリーンの孔内に締め付けられていることを特徴とする、請求項８に記載の予混合ガスバーナー。
【請求項１０】
前記熱電対の前記少なくとも２つの接触ワイヤは、前記接触ワイヤの大きさに適合する貫通孔内に接続されており、前記貫通孔は、前記繊維系基板を支持する前記穿孔プレートまたは前記スクリーン、または前記追加部材または前記追加金属プレート構造体に設けられていることを特徴とする、先行する請求項のいずれかに記載の予混合ガスバーナー。
【請求項１１】
少なくとも３つの接触ワイヤが、前記バーナーデッキに固定されており、熱電対装置を形成するのに用いられるようになっていることを特徴とする、先行する請求項のいずれかに記載の予混合ガスバーナー。
【請求項１２】
請求項１〜１１に記載の予混合ガスバーナーの使用。
【請求項１３】
請求項１〜１１に記載の予混合ガスバーナーおよび前記熱電対を備えているバーナー制御システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のバーナー制御システムの使用。
【請求項１５】
請求項１３に記載のバーナー制御システムを備えている加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維系基板および該繊維系基板を支持するスクリーンまたは穿孔プレートを備えるバーナーデッキを有する、青炎モードで操作するための予混合ガスバーナーに関する。この予混合ガスバーナーは、バーナーデッキに固定された熱電対を形成する接触ワイヤをさらに備えている。
【背景技術】
【０００２】
青炎モードで操作する予混合ガスバーナーは、知られている。予混合ガスがバーナー基板上で燃焼すると、青色の炎が目に見える。燃料ガスは、熱量を含んでおり、そのエネルギーを他の媒体に、例えば、熱交換器を通して水加熱器内の水に伝達することになる。異なる形式のバーナーは、それらのエネルギーを放射を介して伝達する赤炎モードで操作する放射バーナーである。（青炎モードまたは赤炎モードで操作するための）これらの形式のバーナーは、それらの操作モードに対して最適化されるために、構造が異なっている。
【０００３】
青炎モードで操作するための予混合ガスバーナーの燃焼を制御する１つの方法は、バーナーデッキにおけるまたはバーナーデッキ上の温度の測定を利用することである。
【０００４】
特許文献１は、バーナーの表面の温度を検知するための熱電対を備えるガスバーナーを開示している。バーナーデッキは、穿孔金属プレートまたはセラミックバーナーを有している。熱電対は、バーナーデッキの下側（非燃焼側）に固定されている。
【０００５】
特許文献２は、穿孔プレートディフューザを有する予混合ガスバーナーであって、１つまたは複数の熱電対が穿孔プレートディフューザに取り付けられている、予混合ガスバーナーを開示している。
【０００６】
特許文献３は、熱電対がバーナーの内側（ガス供給側）または外側（燃焼側）に溶接される先行技術を記載している。さらに、特許文献３は、予混合バーナー用の温度センサを開示している。温度センサは、熱電対をもたらす２つの接触ワイヤと、該２つの接触ワイヤを受け入れる保護シースと、金属材料製ヘッドと、を備えている。ヘッドは、環境に面するように意図された前側であって、その温度が測定されることが意図されている前側と、前側と反対の後側であって、２つの接触ワイヤがこの後側に熱交換可能に接続されている、後側と、を有している。ヘッドは、熱電対が前記金属ヘッドによってバーナーに接続可能となるように、バーナーのバーナー壁に接続可能な前部分を備えている。この温度センサは、バーナーデッキとして穿孔プレートを有する予混合ガスバーナーに用いられるようになっている。
【０００７】
（特許文献１，２、および特許文献３の開示部分および先行技術部分に記載されているような）当技術分野において知られている温度測定の課題は、これらの温度測定システムが、スクリーンまたは穿孔プレートによって支持された繊維系基板が予混合ガスバーナーのバーナーデッキとして用いられるとき、信頼性のある温度結果をもたらさないことにある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】英国特許出願公開第２２７０７４８号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１０３９２２０号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第２１８０２５３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、先行技術の欠点を解消することにある。本発明の具体的な目的は、スクリーンまたは穿孔プレートによって支持された繊維系基板をバーナーデッキとして有している、青炎モードで操作するための予混合ガスバーナーであって、信頼性および再現性のある温度値をもたらす温度測定システムを備えている、予混合ガス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】
【００１０】
本発明の第１の態様は、青炎モードで操作するための予混合ガスバーナーである。予混合ガスバーナーのバーナーデッキは、繊維系基板および該繊維系基板を支持する穿孔プレートまたはスクリーンと、熱電対を形成する少なくとも２つの接触ワイヤと、を備えている。接触ワイヤは、予混合ガスバーナーが作動しているときにバーナーデッキの温度を測定するために、バーナーデッキに直接的または間接的に固定されている。「バーナーデッキの温度の測定」という語句は、温度がバーナーデッキのある箇所の温度を代表する測定値であり、この測定温度が再現性を有していることを意味している。繊維系基板は、熱電対の接触ワイヤがバーナーデッキに直接的または間接的に固定されている領域において、穿孔プレートまたはスクリーンに局所的に少なくとも部分的に直接的または間接的に接続されている。熱電対の接触ワイヤがバーナーデッキに直接的または間接的に固定されている領域において繊維系基板が穿孔プレートまたはスクリーンに局所的に少なくとも部分的に直接的または間接的に接続されていることによって、該領域における燃焼を安定させ、その結果、熱電対による信頼性および再現性のある温度測定がもたらされることが分かっている。
【００１１】
接触ワイヤは、バーナーデッキに直接的または間接的に固定されることが可能になっている。「バーナーデッキに直接的に固定される」という語句は、接触ワイヤがバーナーデッキ（すなわち、繊維系基板または繊維系基板を支持する穿孔プレートまたはスクリーン）に直接接触し、バーナーデッキ（すなわち、繊維系基板または繊維系基板を支持する穿孔プレートまたはスクリーン）に固定されることを意味している。「バーナーデッキに間接的に固定される」という語句は、接触ワイヤが、バーナーデッキ（すなわち、繊維系基板、繊維系基板を支持する穿孔プレートまたはスクリーン、またはその両方）に固定された追加部材に固定されることを意味している。
【００１２】
「繊維系基板が穿孔プレートまたはスクリーンに直接的に接続される」という語句は、熱電対の接触ワイヤがバーナーデッキに直接的または間接的に固定されている領域において、繊維系基板と穿孔プレートまたはスクリーンとの間に直接的な接触および直接的な接続が存在することを意味している。この目的を果たすために、いくつかの技術を利用することができる。例えば、繊維系基板は、穿孔プレートまたはスクリーンに溶接されてもよいし、（耐熱性接着剤、例えば、セラミック接着剤を用いて）接着されてもよいし、ステープル留めまたはリベット止めされてもよいし、縫合されてもよいし、または締め付けられてもよい。
【００１３】
「繊維系基板が穿孔プレートまたはスクリーンに間接的に接続される」という語句は、繊維系基板が、他の要素（例えば、プレート構造体）に接続され、該他の要素自体が繊維系基板を支持する穿孔プレートまたはスクリーンに接続されることを意味している。一例では、繊維系基板が、繊維系基板と繊維基板を支持する穿孔プレートまたはスクリーンとの間に局所的に配置された追加プレート要素に接続され、該追加プレート要素が、穿孔プレートまたはスクリーンに接続されるようになっている。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態では、熱電対の接触ワイヤがバーナーデッキに直接的または間接的に接続されている領域における繊維系基板の少なくとも部分的な接続は、バーナーデッキへの接触ワイヤの接続部の中心点の投影を囲む５０ｍｍの直径を有する円によって画定された領域内にある。
【００１５】
好ましくは、１つまたは複数の熱電対の接触ワイヤがバーナーデッキに直接的または間接的に接続されている領域における繊維系基板の少なくとも部分的な接続は、バーナーデッキへの１つまたは複数の熱電対の中心点の投影を囲む２４ｍｍの直径を有する円によって画定された領域内にある。さらに好ましくは、熱電対の接触ワイヤがバーナーデッキに直接的または間接的に接続されている領域における繊維系基板の少なくとも部分的な接続は、バーナーデッキへの１つまたは複数の熱電対の中心点の投影を囲む１５ｍｍの直径を有する円によって画定された領域内にある。最も好ましくは、１つまたは複数の熱電対の接触ワイヤがバーナーデッキに直接的または間接的に接続されている領域における繊維系基板の少なくとも部分的な接続は、バーナーデッキへの１つまたは複数の熱電対の中心点の投影を囲む１０ｍｍの直径を有する円によって画定された領域内にある。
【００１６】
熱電対の接触ワイヤがバーナーデッキに直接的または間接的に固定されている領域において繊維系基板が「少なくとも部分に」接続されることは、穿孔プレートまたはスクリーンへの繊維系バーナーデッキの直接的または間接的な固定または接続が、例えば、ある領域の全体にわたって行われてもよいし、またはスポット接続部、例えば、多数のスポット溶接部を介して行われてもよいことを意味している。
【００１７】
繊維系基板は、例えば、編布、織布、または不織布とすることができる。バーナーデッキは、焼結繊維材料から作製されてもよい。
【００１８】
本発明の実施形態では、バーナーデッキを支持する穿孔プレートは、ステンレス鋼から作製されている。本発明の他の実施形態では、バーナーデッキを支持するスクリーンは、織られた接触ワイヤスクリーンである。バーナーデッキを支持する穿孔プレートは、（好ましくは、ステンレス鋼から作製される）エキスパンドメタルプレートとすることもできる。
【００１９】
実験によって、本発明による予混合ガスバーナーの熱電対が信頼性および再現性のある温度測定をもたらすことが分かっている。
【００２０】
予混合ガスバーナーは、フラット式であってもよいし、一方向に湾曲したバーナーデッキを有していてもよいし、円筒形、円錐形、切頭円錐式、または当技術分野に知られているどのような形状を有するものであってもよい。好ましくは、接触ワイヤは、バーナーデッキの中心区域に接続されるようになっている。
【００２１】
本発明の特定の実施形態では、熱電対の接触ワイヤは、ハウジング内に配置されている。さらに特定の実施形態では、ハウジングは、セラミック材料から構成されている。
【００２２】
適切な温度測定を得るために、熱電対の位置またはその周辺において、繊維系基板および／または繊維系基板を支持する穿孔プレートまたはスクリーンの多孔率を局所的に修正することができる。例えば、穿孔プレートの局所的に修正された穿孔パターン、繊維系基板の局所的な孔、繊維系基板の局所的に異なる厚み、または繊維系基板の局所的に異なる構造が、挙げられる。
【００２３】
本発明の好ましい実施形態では、熱電対の接触ワイヤがバーナーデッキに直接的または間接的に固定されている箇所の周囲において、繊維系基板に孔が形成されている。穿孔プレートまたはスクリーンへの繊維系基板の少なくとも部分的な（直接的または間接的な）接続は、少なくとも繊維系基板の孔の縁において行われている。本発明の好ましい実施形態では、繊維系バーナー基板の孔は、バーナーデッキへの１つまたは複数の熱電対の中心点の投影を囲む５ｍｍから５５ｍｍの直径範囲内、好ましくは、５ｍｍから２４ｍｍの直径範囲内にある。孔は、円形、楕円形、矩形、正方形、または他の形状とすることができる。好ましくは、穿孔プレートが繊維系基板を支持するために用いられる場合、接触ワイヤを固定するための穿孔プレートの孔（例えば、貫通孔）を除けば、繊維系基板の孔の位置において、穿孔プレートにどのような孔も形成されていない。
【００２４】
繊維系基板の孔の存在によって、状態を変化させるための熱電対の反応の速度を高めることが分かっている。その結果、より高い測定温度が得られるが、これは、測定システムの感度が改良されたことを意味している。孔の縁における繊維系基板の少なくとも部分的な固定によって、繊維系基板の下から予混合チャンバ内への炎の逆流を阻止する安全特徴部が得られることが判明している。この炎の逆流は、フラッシュバック（逆火）として知られている。
【００２５】
本発明の他の実施形態では、接触ワイヤがバーナーデッキに間接的に固定される箇所の周囲において、繊維系基板を支持する穿孔プレートまたはスクリーンに孔が形成されている。熱電対の接触ワイヤは、追加部材に固定されている。追加部材は、バーナーデッキに固定され、これによって、バーナーデッキへの熱電対の接触ワイヤの間接的な固定がもたらされることになる。特定の実施形態では、追加部材は、セラミックハウジングとすることができ、該セラミックハウジングに熱電対の接触ワイヤが固定されている。本発明の好ましい実施形態では、接触ワイヤがバーナーデッキに間接的に固定される箇所の周囲に形成された（繊維系基板を支持する）穿孔プレートまたはスクリーンの孔は、バーナーデッキへの熱電対の中心点の投影を囲む５ｍｍから５５ｍｍの直径範囲内、好ましくは、５ｍｍから２４ｍｍの直径範囲内にある。孔は、円形、楕円形、矩形、正方形、または他の形状とすることができる。
【００２６】
特定の実施形態では、追加部材は、金属プレート構造体または追加プレートである。追加プレートは、円形、正方形、矩形、多角形、または楕円形とすることができる。好ましくは、バーナーデッキの表面への追加部材（例えば、金属プレート構造体または追加プレート）の垂直投影は、バーナーデッキへの熱電対の中心点の投影を囲む５ｍｍから６０ｍｍの直径範囲内、好ましくは、１０ｍｍから３０ｍｍの直径範囲内にある。追加部材は、追加部材が固定されることになるバーナーデッキの形状および曲率を賦形するために、屈曲形状を有することができる。好ましくは、追加金属プレート構造体は、耐熱性を有しており、好ましくは、低熱伝導率を有している。本発明の特定の実施形態では、追加金属プレート構造体は、ステンレス鋼を含んでおり、さらに特定の実施形態では、ステンレス鋼から作製されている。さらに好ましくは、金属プレートは、繊維系基板を支持する穿孔プレートまたはスクリーンと同じ材料から作製されている。本発明の一実施形態では、追加金属プレート構造体は、繊維系バーナー基板を支持する穿孔プレートまたはスクリーンと同じ厚みを有している。好ましくは、追加金属プレート構造体は、０．１ｍｍから１．５ｍｍの間の厚みを有している。さらに好ましくは、０．１ｍｍから０．７５ｍｍの間である。最も好ましくは、追加金属プレート構造体は、可能な限り薄くなっている。特定の実施形態では、追加金属プレート構造体は、繊維系基板が位置するバーナーデッキの側に固定されているとよい。本発明の代替的な実施形態では、追加金属プレート構造体は、繊維系基板と繊維系基板を支持する穿孔プレートまたはスクリーンとの間に固定されていてもよい。他の代替的実施形態では、追加金属プレート構造体は、前記穿孔プレートまたは前記スクリーンが位置するバーナーデッキの側に固定されていてもよい。この実施形態によって得られる特定の利点は、バーナーデッキの温度の変化に対する温度測定の迅速な反応が得られることである。好ましくは、追加金属プレート構造体は、熱電対の固定のための孔（例えば、貫通孔）を除けば、穿孔または孔のいずれも有していない。
【００２７】
さらに他の代替的実施形態では、追加部材は、ヘッドであり、該ヘッドは、温度が測定される前側と、前側と反対の後側を有している。接触ワイヤは、ヘッドの後側を介してまたはヘッドの後側に接続されるようになっている。ヘッドは、繊維系基板を支持する穿孔プレートまたはスクリーンに接続可能な部分を備えており、これによって、接触ワイヤは、ヘッドによって予混合ガスバーナーに接続可能になっている。この実施形態の特定の例では、ヘッドは、金属材料から構成されている。さらに好ましい実施形態では、ヘッドは、ステンレス鋼から構成されている。さらに好ましい実施形態では、ヘッドは、繊維系基板を支持する穿孔プレートまたはスクリーンと同じ熱膨張係数を有する材料から作製されている。さらに好ましくは、ヘッドは、繊維系基板を支持する穿孔プレートまたはスクリーンと同じ材料から作製されている。
【００２８】
本発明の特定の実施形態では、ヘッドは、繊維系基板の孔および繊維系基板を支持する穿孔プレートまたはスクリーンの孔内に締め付けられるようになっている。この実施形態の特別の利点は、バーナーデッキへの温度測定システムの迅速かつ容易な設置が可能になることである。
【００２９】
一例として、熱電対を形成する接触ワイヤは、金属接続片に接続されている。金属接続片は、支持穿孔プレートまたはスクリーンの孔内に嵌め込まれるようになっている。熱電対装置が支持穿孔プレートまたはスクリーンおよび繊維系基板を貫通する箇所に作製された孔の縁において、繊維系基板が支持穿孔プレートまたはスクリーンに接続されることになる。繊維系基板の接続は、スポット溶接、孔の周囲の全体にわたる溶接、または金属接続片によるクランプによって行うことができる。この実施形態の利点は、バーナーデッキへの温度測定システムの迅速な設置が得られることである。
【００３０】
本発明の第１の態様のさらに他の実施形態では、熱電対の少なくとも２つの接触ワイヤは、接触ワイヤの大きさに適合する貫通孔内に接続されている。貫通孔は、繊維系基板を支持する穿孔プレートまたはスクリーン、または追加部材または追加金属プレート構造体に設けることができる。本発明のこの実施形態によって、バーナーデッキにおける温度の変化に対する熱電対の測定の迅速な反応が得られることになる。バーナーが作動されているときにより高い温度が測定され、その結果、測定システムの感度が高くなる。バーナーデッキの温度の変化に対する反応も速くなる。
【００３１】
特定の実施形態では、少なくとも３つの接触ワイヤが、バーナーに固定され、熱電対装置を形成するように用いられている。少なくとも３つの接触ワイヤからなる装置の利点は、温度の二重チェックを行うことができることである。この使用は、熱伝達システムの機能停止チェックも含んでいる。さらに、測定誤差を減らすために、種々の熱電対の温度を平均化することができる、さらに信頼性の高いかつさらに正確な温度測定が得られることになる。さらに好ましい実施形態では、少なくとも４つの接触ワイヤが用いられるようになっており、その結果、さらに確実な測定システムが得られることになる。
【００３２】
本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様による予混合ガスバーナーの使用（用途）である。このような使用（用途）の例として、加熱システムおよび水加熱器、例えば、瞬間水加熱器が挙げられる。
【００３３】
本発明の第３の態様は、本発明の第１の態様による予混合ガスバーナーと熱電対を備えるバーナー制御システムである。この利点は、効率的かつ有効な温度値を制御システムに利用することができ、これによって、予混合ガスバーナーの信頼性のある制御が確実になることである。
【００３４】
本発明の第４の態様は、本発明の第３の態様によるバーナー制御システムの使用（用途）である。このような使用（用途）の例として、加熱システムまたは水加熱器、例えば、瞬間水加熱器が挙げられる。
【００３５】
以下、添付の図面を参照して、本発明の例示的な実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】繊維系基板が支持プレートまたはスクリーンに局所的に接続される本発明を実施する例を示す図である。
【図２．３．４】図１の例において、繊維系基板を支持プレートまたはスクリーンに接続する方法の例を示す図である。
【図５】追加プレート構造体がバーナーデッキに装着される実施形態の一例を示す図である。
【図６．７．８】繊維系基板に孔が形成される例示的な実施形態を示す図である。
【図９．１０．１１】繊維系基板および穿孔プレートまたはスクリーンに孔が形成され、接触ワイヤが装着された追加金属プレート構造が用いられる実施形態を示す図である。
【図１２．１３】追加ヘッドが用いられる実施形態であって、接触ワイヤが追加ヘッドに取り付けられ、追加ヘッドがバーナーデッキに接続されるようになっている、実施形態を示す図である。
【図１４】本発明による予混合ガスバーナーに設けられた熱電対によって行われた温度測定を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明を実施する多数の例について、説明する
【００３８】
図１は、本発明を実施する第１の例を示している。繊維系基板１４を支持する穿孔プレート１２を備えるバーナーデッキ１０が示されている。繊維系基板１４は、熱電対の接触ワイヤ１8がバーナーデッキに接続されている領域１６において、穿孔プレートまたはスクリーン１２に接続されている。図１に示されているように、穿孔プレートへの繊維系基板の接続が可能になるのは、穿孔プレートに接続される繊維系基板の箇所が薄くなっている結果である。
【００３９】
熱電対の接触ワイヤがバーナーデッキに固定される箇所またはその周囲において、穿孔プレートまたは繊維系基板１４の多孔率を局所的に修正することができる。例えば、（図１に示されていないが）、熱電対の接触ワイヤがバーナーデッキに固定される箇所の周囲において、穿孔プレートに追加的な穿孔を行うかまたは穿孔プレートの穿孔を大きくすることができる。このような追加的な穿孔は、例えば、バーナーデッキへの１つまたは複数の熱電対の中心点の投影を囲む５〜７０ｍｍの直径、好ましくは、５〜５５ｍｍの直径、さらに好ましくは、５〜３０ｍｍの直径の円断面内に形成することができる。穿孔プレートに追加的な穿孔を行う利点は、１つまたは複数の熱電対を介して測定される信号が改良されることである。
【００４０】
図２は、本発明による予混合ガスバーナーの上面図２０を示している。繊維系基板１４は、熱電対の接触ワイヤがバーナーデッキに固定されている領域２４の全体にわたって、（図示されていない）穿孔プレートまたはスクリーンによって支持され、かつ接続されている。熱電対の接触ワイヤは、図示されていないが、穿孔プレートまたはスクリーンの底に固定されている。（図示されていない）代替的実施形態では、熱電対の接触ワイヤは、プレートの貫通孔内に固定されるようになっている。
【００４１】
図３は、代替的実施形態を示している。本発明による予混合ガスバーナーの上面図３０が示されている。繊維系基板１４は、熱電対の接触ワイヤがバーナーデッキに固定されている領域において、（図示されていない）穿孔プレートまたはスクリーンによって支持され、かつ多数のスポット接続部３２において、穿孔プレートまたはスクリーンに接続されている。熱電対の接触ワイヤは、図示されていないが、穿孔プレートまたはスクリーンの底に固定されている。（図示されていない）代替的実施形態では、熱電対の接触ワイヤは、プレートの貫通孔内に固定されるようになっている。スポット接続部は、例えば、スポット溶接部である。
【００４２】
図４は、代替的実施形態を示している。本発明の予混合ガスバーナーの上面図４０が示されている。繊維系基板１４は、（図示されていない）穿孔プレートまたはスクリーンによって支持され、かつ多数のスポット接続部４２において、穿孔プレートまたはスクリーンに接続されている。スポット接続部は、熱電対の接触ワイヤがバーナーデッキに固定されている領域における１つまたは複数の円形配置部である。熱電対の接触ワイヤは、図示されていないが、穿孔プレートまたはスクリーンの底に固定されている。（図示されていない）代替的実施形態では、熱電対の接触ワイヤは、プレートの貫通孔内に固定されるようになっている。スポット接続部は、例えば、スポット溶接部である。
【００４３】
図５は、本発明の代替的実施形態の断面図５０を示している。少なくとも２つの接触ワイヤ１８が、追加プレート５２に固定されている。追加プレートは、繊維系基板１４に接続されている（５４は、接続部を示している）。繊維系基板１４への追加プレート５２の接続によって、繊維系基板１４を支持する穿孔プレートまたはスクリーン１２への繊維系基板１４の直接的または間接的な固定がもたらされる。一例を挙げると、繊維系構造１４への追加プレート５２の溶接によって、繊維系基板１４が該基板を支持するプレートまたはスクリーン１２にも溶接されることになる。代替的に、追加プレート５２を繊維系基板１４に押圧し、繊維系基板を穿孔プレートまたはスクリーン１２に押圧するバネ５６を設けることも可能である。この場合、バネは、熱電対、追加プレート、繊維系基板、および穿孔プレートまたはスクリーンの組立の全体を固定することになる。この実施形態の代替例では、穿孔プレートまたはスクリーンに孔が形成されている箇所において、繊維系基板にも孔が設けられている。
【００４４】
図６は、本発明の代替的実施形態の断面図６０を示している。接触ワイヤ１８は、穿孔プレートまたはスクリーン１２の開口内および繊維系基板１４の貫通孔内に通されている。次いで、接触ワイヤ１８は、繊維系基板１４の上部において互いに接続され、熱電対装置を形成している。繊維系基板１４は、位置６２において支持プレートまたはスクリーン１２に固定されている。
【００４５】
図７は、本発明のさらに他の代替的実施形態の断面図７０を示している。接触ワイヤ１８は、繊維系基板１４を支持する穿孔プレート１２の貫通孔内に固定されている。熱電対の接触ワイヤ１８が支持プレート１２に固定されている領域において、繊維系基板に孔が形成されている。繊維系基板１４に形成された孔の縁において、繊維系基板は、（位置７２において）、支持穿孔プレートに固定されている。支持プレートへの繊維系基板の固定は、孔の全周に沿って行われてもよいし、またはスポットまたはドット状の固定部、例えば、スポット溶接部を介して行われてもよいし、または例えば、十字形状を有する溶接部を介して行われてもよい。穿孔プレート１２は、予混合燃焼ガスの通路としての穿孔７４を有している。しかし、繊維系基板の孔の下には、（接触ワイヤが固定される孔を除けば）、どのような穿孔も穿孔プレートに設けられていない。
【００４６】
図８は、代替的実施形態の断面図８０を示している。接触ワイヤ１８は、繊維系基板１４を支持する穿孔プレート１２の貫通孔内に固定されている。熱電対の接触ワイヤ１８が支持プレート１２に固定されている領域において、繊維系基板に孔が形成されている。繊維系基板は、支持プレート１２に形成された孔の縁において、（位置７２において）、支持穿孔プレート１２に固定されている。支持プレートへの繊維系基板の固定は、孔の全周に沿って行われてもよいし、またはスポットまたはドット状固定部、例えば、スポット溶接部を介して行われてもよい。穿孔プレート１２は、予混合燃焼ガスの通路としての穿孔７４を有している。しかし、繊維系基板の孔の下には、（接触ワイヤが固定される孔を除けば）、どのような穿孔も穿孔プレートに設けられていない。穿孔プレートは、球形状を有しており、該球形状の箇所７６において、接触ワイヤが穿孔プレートに接続されている。この球形状によって、熱電対は、繊維系バーナーデッキの高さの位置において、バーナーデッキの温度を測定することができる。
【００４７】
図９は、本発明のさらに他の代替的実施形態の断面図９０を示している。穿孔プレートまたはスクリーン１２および繊維系バーナーデッキ１４に、孔９２が形成されている。追加プレート９４が穿孔プレートまたはスクリーン１２に接続されている。熱電対を形成する接触ワイヤ１８は、追加プレート９４、例えば、追加プレート９４の貫通孔内に接続されている。孔９２の縁において、符号９６で示されているように、繊維系基板は、穿孔プレートまたはスクリーンに接続されている。
【００４８】
図１０は、図９の解決策の代替例を示している。断面図１０００は、穿孔プレートまたはスクリーン１２および繊維系バーナーデッキ１４に孔９２が形成され、繊維系バーナーデッキ１４が、穿孔プレートまたはスクリーン１２に固定されていることを示している。追加プレート９４が繊維系基板に接続されている。熱電対を形成する接触ワイヤ１８は、追加プレート９４、例えば、追加プレート９４の貫通孔内に接続されている。接続部９６は、例えば、溶接（例えば、スポット溶接）によって設けることができる。この接続部９６において、追加プレートを繊維系基板１４に接続する溶接部は、繊維系バーナー基板を穿孔プレートまたはスクリーンにも接続することになる。
【００４９】
図１１に示されているさらに他の実施形態では、追加穿孔プレート９４は、穿孔プレートまたはスクリーン１２と繊維系基板１４との間に接続されている。断面図１１００は、穿孔プレートまたはスクリーン１２および繊維系バーナーデッキ１４に孔９２が形成されていることを示している。追加プレート９４は、穿孔プレートまたはスクリーン１２および繊維系基板１４に接続されている。熱電対を形成する接触ワイヤ１８は、追加プレート９４、例えば、追加プレート９４の貫通孔内に接続されている。接続部９６は、例えば、溶接（例えば、スポット溶接）によって形成することができる。
【００５０】
図１２の断面１２００は、追加ヘッド１２１０が用いられる実施形態を示している。穿孔プレートまたはスクリーン１２および繊維系基板１４内に孔が形成されている。（接触ワイヤ１８が接続された）追加ヘッド１２１０は、穿孔プレートまたはスクリーンおよび繊維系基板の孔に挿入されている。（図１２に示されている）一実施形態では、追加ヘッドは、位置１２２０において、繊維系基板１４を穿孔プレートまたはスクリーン１２に締め付けている。追加ヘッドは、ステンレス鋼から作製することができる。好ましくは、ヘッドは、穿孔プレートまたはスクリーンと同じステンレス鋼合金から形成されており、その結果、ヘッドおよび穿孔プレートまたはスクリーンは、同じ熱膨張挙動を示すことになる。代替的または追加的に、繊維系基板は、孔の縁において穿孔プレートまたはスクリーンに溶接されてもよい。この溶接は、スポット溶接であってもよいし、または孔の周囲に沿った溶接であってもよい。
【００５１】
図１３の断面１３００は、追加ヘッド１３１０が用いられる実施形態を示している。ヘッドは、セラミック材料から作製することができる。ヘッドは、穿孔プレートまたはスクリーン１２および繊維系基板１４に形成された内孔に固定されている。熱電対の接触ワイヤがヘッド内に装着され、熱電対は、前記ヘッドの頂部に形成され、バーナーデッキの温度を測定することになる。繊維系バーナーデッキおよび穿孔プレートまたはスクリーンの孔の縁において、繊維系基板は、位置１３２０において穿孔プレートまたはスクリーンに固定されている。固定部１３２０は、溶接によって、例えば、スポット溶接または孔の周囲に沿った溶接によって形成することができる。
【００５２】
図１４は、図１０に示されているような構成による予混合ガスバーナーの熱電対による温度測定を示している。Ｘ軸は、バーナーの出力（単位：ｋＷ）であり、Ｙ軸は、図１０におけるような熱電対装置によって測定された温度（単位：℃）である。実験は、（水加熱器に一体化されていない）自由空気内におけるバーナーによって行われている。測定は、３つの異なるラムダ値（Ａ：ラムダ値が１．１５；Ｂ：ラムダ値が１．２５；Ｃ：ラムダ値が１．３５）に対して行われている。実験は、この構成によって得られた温度測定の信頼性および再現性を示している。試験結果は、出力と測定された温度値との間に極めて高い相関係数（Ａの場合：０．９９１５４；Ｂの場合：０．９８９５；Ｃの場合：０．９８６８７）を示している。
【００５３】
本発明の一実施形態では、繊維系バーナーデッキは、金属繊維編布である。他の実施形態では、繊維系バーナーデッキは、金属繊維織布である。他の実施形態では、繊維系バーナーデッキは、金属繊維不織布である。他の実施形態では、バーナーデッキは、焼結繊維材料から作製されている。
【００５４】
第１の実施形態では、４０μｍ未満の直径、例えば、２５μｍ未満の直径を有する、繊維系基板に用いられる金属繊維、例えば、ステンレス鋼繊維は、束伸線技術によって得られている。この技術は、例えば、米国特許第２，０５０，２９８号明細書、米国特許第３，２７７，５６４号明細書、および米国特許第３，３９４，２１３号明細書に開示されている。出発材料をなす接触ワイヤが、鉄または銅のような被膜によって覆われる。次いで、これらの被覆ワイヤの束は、金属パイプ内に封入される。この後、封入したパイプは、順次的なワイヤ伸線ステップによって減径され、これによって、小径を有する複合束が得られることになる。順次的なワイヤ伸線ステップは、さらなる伸線を可能にするために、適切な熱処理と交互に行われてもよいし、または交互に行われなくてもよい。複合束の内側において、元のワイヤは、被覆材料の素地内に個別に埋設された細径繊維に変換されている。このような束は、好ましくは、２０００本よりも多い繊維、例えば、５００本から１５００本の繊維を含んでいる。いったん所望の最終直径が得られたなら、被覆材料が、例えば、十分な酸洗剤の溶液または溶媒によって除去される。最終的に、裸の繊維束が得られることになる。
【００５５】
第２の実施形態では、バーナーデッキ用の金属繊維、例えば、ステンレス鋼繊維は、薄板材料を機械加工することによって、高費用効率で製造される。このようなプロセスは、例えば、米国特許第４，９３０，１９９号明細書に開示されている。薄金属板の細長片が出発材料である。この細長片は、回転可能に支持された主シャフトの円筒状外面の周りに多数回巻き付けられ、かつ固定される。主シャフトは、板材料の巻付け方向と反対の方向に一定速度で回転される。主シャフトの軸と直交して延在する刃先ラインを有するカッターが一定速度で送られる。カッターは、主シャフトの軸と平行の特定の面角度を有している。板材料の端面は、カッターによって切削されることになる。
【００５６】
本発明の種々の実施形態の要素および／または種々の実施例の要素は、本発明の範囲内において互いに組み合わされてもよい。
【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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