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JPH06201112A - 酸素−燃料バーナー - Google Patents

酸素−燃料バーナー

Info

Publication number
JPH06201112A
JPH06201112A JP5194580A JP19458093A JPH06201112A JP H06201112 A JPH06201112 A JP H06201112A JP 5194580 A JP5194580 A JP 5194580A JP 19458093 A JP19458093 A JP 19458093A JP H06201112 A JPH06201112 A JP H06201112A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
passage
fuel burner
oxy
burner
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5194580A
Other languages
English (en)
Inventor
Serge Laurenceau
ローランソー，セルジユ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Liquide SA, LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical Air Liquide SA
Publication of JPH06201112A publication Critical patent/JPH06201112A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/235—Heating the glass
    • C03B5/2353—Heating the glass by combustion with pure oxygen or oxygen-enriched air, e.g. using oxy-fuel burners or oxygen lances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/5211—Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace
    • C21C5/5217—Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace equipped with burners or devices for injecting gas, i.e. oxygen, or pulverulent materials into the furnace
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/32—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid using a mixture of gaseous fuel and pure oxygen or oxygen-enriched air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
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    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 事故を減少させ、高温での作業を可能にする
長寿命の酸素−燃料バーナーの提供。 【構成】 少なくとも１本の酸素通路用の第１通路
（４）及び少なくとも１本の燃料通路用の第２通路
（３）を限定する酸素−燃料バーナーで、第１通路及び
第２通路は、燃焼室内に配置されるのに適したバーナー
端部（２）内に達している。バーナー端部（２）は、第
１通路（４）及び第２通路（３）の下流部分を形成する
セラミック材料製のバーナーノズル構造体（７，１０，
１４）を有し、バーナーノズル構造体の上流端部は、柔
軟な接続部（１８）によって、第１通路及び第２通路の
上流部分を形成する金属製支持構造体（６，８，１２）
に取りつけられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも１本の酸素
通路用の第１通路、及び少なくとも１本の燃料通路用の
第２通路を限定し、第１通路と第２通路が燃焼室内に延
びるのに適したバーナーの端部に達している酸素−燃料
バーナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】酸素−燃料バーナーは、その改良された
熱的性能及び窒素酸化物の排出を制御するとの理由で、
数多くの分野、特に化学、冶金、ガラス工業の分野で、
しばらくの間に急速な発展をとげた。しかしながら酸素
−燃料バーナーは、２３００℃以上にも達することが可
能な高い燃焼温度、及び熱腐食問題も加わった利用工業
の工程で到達する温度の理由で、温度耐性の問題に直面
している。空気バーナーの技術から派生された解決法
は、補助流体の循環によってバーナーノズルを保護し冷
却することからなるが、これらの方法が不十分なことは
明らかである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、著しく改良
された使用寿命を有し、事故の危険性を大巾に減少で
き、１３００℃を大きく超える温度での作業を可能にす
る、新しい構造の酸素−燃料バーナーを提供することを
目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このため本発明の一特徴
によれば、バーナーの端部は、第１通路及び第２通路の
下流部分を形成するセラミック材料製のバーナーノズル
構造体を有し、前記下流部分の上流端部は、柔軟な接続
手段によって、第１通路及び第２通路の上流部分を形成
する金属製支持構造体に取りつけられる。
【０００５】本発明のさらに特定の特長によれば、− 第１通路及び第２通路は同心であり、ノズル構造体
は、少なくとも二つの同心金属製支持体要素の端部に、
片持ち式に取りつけられた対応する少なくとも二つの同
心セラミック製ノズル要素を有し、− 各ノズル要素は、少なくとも一つの柔軟な接続シス
テムによって、対応する金属製支持体要素の端部に取り
つけられる。 本発明の他の特徴及び利点は、例として与えられている
が何の限定を受けない一実施例について、添付の図面を
参照しながらなされる以下の記載から明らかになるであ
ろう。
【０００６】
【実施例】図１に部分的に示されたバーナーは、その内
部に延びる燃焼室（図示せず）の一方の壁に、取りつけ
位置でバーナーを取りつける、炭素繊維製パッキング９
０を介挿したフランジ１、及び図示された実施態様で
は、例えば天然ガスのような燃料の中央通路３、ほぼ純
粋な酸素の中間環状通路４、例えば天然ガスのような燃
料の外側環状通路５が開口するバーナー端部２を有す
る。
【０００７】バーナー端部２は、フランジ１に固定さ
れ、外形が主として円錐台形状の外側ノズル要素７によ
って延ばされている外側金属製管状要素６を有する。金
属製管状要素６及びノズル要素７は、外側通路５の外側
を限定し、外側通路５は、中間金属製円筒要素８によっ
て内側を限定され、半径方向仕切り板又はフィン９によ
って金属製管状要素６に中心決めされ、かつ中間補助ノ
ズル要素１０によって延ばされており、支持用、場合に
よってはガス流の方向づけ用のフィン１１は、外側ノズ
ル要素７と中間補助ノズル要素１０との間に配置され
る。
【０００８】中間円筒要素８及び中間補助ノズル要素１
０は中間通路４の外側を限定し、中間通路４は、半径方
向仕切り板１３によって中間円筒要素８に位置決めさ
れ、中央中空ノズル要素１４によって延ばされている中
央中空金属製要素１２によって内側を限定され、支持用
及びガス流の方向づけ用のフィン１５は、中間補助ノズ
ル要素１０と中央ノズル要素１４との下流端部間に配置
される。
【０００９】中央金属製要素１２及び中央ノズル要素１
４は、中央通路３の下流部分を形成するが、多段末広形
状をもつのが有利であり、中央金属製要素１２の上流端
部は、ガス源（図示せず）に接続された中央管１６に接
続される。同様に中間円筒要素８の上流端部は、中央管
１６と同心で、中間通路４及び外側通路５のそれぞれの
ガス源（図示せず）に接続される上流部分を限定する管
１７に接続される。
【００１０】本発明の一実施態様によれば、支持体とし
ての要素６，８及び１２は金属製であるけれども、ノズ
ルとしての要素７，１０及び１４は、例えば焼結と型成
形によって製造される剛性セラミック製である。金属製
要素とセラミック製要素の間の熱膨張の差を補償し、組
立時にこれらセラミック製要素の相対的な機械的ぜい性
を考慮に入れるために、各ノズル要素と対応する支持体
要素との間の接続は、柔軟な接続システムによって確実
に行われる。図示された実施例では、柔軟な接続システ
ムは、各ノズル要素の相対的な軸方向の移動自由度を有
し、対応する支持体要素に軸方向の押しつけによって取
りつけることのできる複数の弾性接続部からなる。
【００１１】図２にさらによく見られるように、各支持
体要素（この場合には外側管状要素６）は、その下流端
部又は末端部に、環状半径方向端面２０及び組み合わさ
れるノズル要素７の上流端部２２を受け入れる軸方向内
側円筒形凹所２１を形成するフランジ１９を有する。上
流端部２２の前方に、ノズル要素７は、環状溝２４をも
った外側半径方向に延びるフランジ２３を有し、環状溝
２４はそれにより、支持体要素６の半径方向環状端面２
０と対向する前方環状半径方向端面をもった後部フラン
ジ部分２５を形成する。
【００１２】後部フランジ部分２５とフランジ１９は、
その周囲に引張りロッド２８の座をそれぞれ提供する角
度的に隔てられた軸方向の溝２６，２７を有し、引張り
ロッド２８は、ノズル要素の溝２４に受け入れられるヘ
ッド部２９、及び引張りロッドに貫通され、スプリング
３１の力でフランジ１９の後部環状面３３に押しつけら
れている支持片３２とナット３０の間に介挿されたスプ
リング３１の、圧縮の調整用ナット３０を受け入れる反
対側上流端ねじ部を有する。
【００１３】本発明の一実施態様によれば、セラミック
繊維のフェルト３４が、フランジ１９と２５の向い合っ
た環状面の間の介挿される。セラミック材料の断熱挿入
片３５も、引張りロッド２８のヘッド部２９とフランジ
部分２５の対向面との間に介挿されるのが好ましい。引
張りロッド２８をその位置に確実に保持するため、押し
つけ支持片３２は、支持体要素６のフランジ１９の後部
基部に形成された環状凹所に受け入れられる、前方に延
びた低い突出部３６を有するのが好ましい。
【００１４】ノズル要素７，１０及び１４の軸方向寸法
は、バーナーの端部部材の区域で金属製支持体部材と、
柔軟な接続システムによって接続を行うように定めら
れ、バーナーの端部材の温度は、ノズル要素の出口レベ
ルにおけるよりは高くない。
【００１５】外側要素６と７との接続システム１８を効
果的に保護し、外側ノズル要素と金属製支持体要素とを
一層よく断熱するために、バーナー端部２は、外側金属
管状要素６から半径方向に隔てられて軸方向に延びる取
りつけフランジ１にその上流部分で固定され、外側にセ
ラミック繊維の被覆３８を備えた金属製外側管状キャッ
プ３７を有する。他方では、外側ノズル要素７の周縁と
管状キャップ３７との間の空間は、セラミック繊維フェ
ルト製の環状シースブロック３９で満たされている。
【００１６】バーナー端部２の金属製要素は、ハステロ
イＢ、ハステロイＣ２７６又はインコネルで構成され、
セラミック要素は、炭化ケイ素、窒化ケイ素又はアルミ
ナで構成されるのが好ましい。セラミック製ノズル要素
の最大寸法は、３０ＭＷに達するのに十分な出力のバー
ナーについて、直径ほぼ３００ｍｍ、長さほぼ４００ｍ
ｍである。
【００１７】本発明は、特定の実施態様を参照して述べ
られてきたが、本発明はこれに限定されるものではな
く、かえって特許請求の範囲の範囲内で、当業者にとっ
て明らかな修正及び変形を受け入れるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様による化学的化合物焼却炉
用バーナーの端部の略断面図。
【図２】本発明の一実施態様による柔軟な接続システム
の一部分の拡大された長手方向断面図。
【符号の説明】
１ 取りつけフランジ ２ バーナー端部 ３ 中央通路（燃料通路） ４ 中間環状通路（酸素通路） ５ 外側環状通路（燃料通路） ６ 外側金属製管状要素 ７ 外側ノズル要素 ８ 中間金属製円筒要素 ９，１３ 半径方向仕切り板（フィン） １０ 中間補助ノズル要素 １１，１５ 支持用フィン １２ 中央中空金属製要素 １４ 中央中空ノズル要素 １６ 中央管 １７ 管 １８ 柔軟な接続システム １９，２３，２５ フランジ ２０ 半径方向環状端面 ２１ 軸方向内側円筒形凹所 ２２ 外側ノズル要素７の上流端部 ２４ 環状溝 ２６，２７ 軸方向の溝 ２８ 引張りロッド ２９ 引張りロッド２８のヘッド部 ３０ ナット ３１ スプリング ３２ 押しつけ支持片 ３３ フランジ１９の後部環状面 ３４ セラミック繊維のフェルト ３５ セラミック材料の断熱挿入片 ３６ 低い突出部 ３７ 金属製管状周縁キャップ ３８ セラミック繊維の被覆 ３９ セラミック繊維製フェルトの環状シースブロック

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１本の酸素通路用の第１通路
    （４）、及び少なくとも１本の燃料通路用の第２通路
    （３）を限定し、前記第１通路と第２通路が、燃焼室内
    に延びるのに適したバーナーの端部（２）に達している
    酸素−燃料バーナーにおいて、バーナーの端部（２）
    が、第１通路（４）及び第２通路（３）の下流部分を形
    成するセラミック材料製のバーナーノズル構造体（７，
    １０，１４）を有し、前記下流部分の上流端部が柔軟な
    接続手段（１８）によって、第１通路及び第２通路の上
    流部分を形成する金属製支持構造体（６，８，１２）に
    取りつけられることを特徴とする酸素−燃料バーナー。
  2. 【請求項２】 第１通路（４）及び第２通路（３）が同
    心であり、ノズル構造体が、少なくとも二つの同心金属
    製支持体要素（６，８，１２）の端部に取りつけられた
    対応する少なくとも二つの同心セラミック製ノズル要素
    （７，１０，１４）を有することを特徴とする請求項１
    記載の酸素−燃料バーナー。
  3. 【請求項３】 各ノズル要素（７，１０，１４）が、少
    なくとも一つの柔軟な接続システム（１８）によって、
    対応する金属製支持体要素（６，８，１２）に取りつけ
    られることを特徴とする請求項２記載の酸素−燃料バー
    ナー。
  4. 【請求項４】 各ノズル要素の上流端部（２２，２５）
    が、対応する金属製支持体要素（６，８，１２）の末端
    部（１９）に対して軸方向の押しつけで取りつけられる
    ことを特徴とする請求項３記載の酸素−燃料バーナー。
  5. 【請求項５】 セラミック繊維製パッキング（３４）
    が、ノズル要素（７，１０，１４）の上流端部（２２，
    ２５）と対応する支持体要素の末端部との間に介挿され
    ることを特徴とする請求項４記載の酸素−燃料バーナ
    ー。
  6. 【請求項６】 柔軟な接続システム（１８）が、ノズル
    要素の上流端部（２５）を、対応する支持体要素の末端
    部（１９）に対して軸方向に押しつける弾性部材（３
    １）を有することを特徴とする請求項４記載の酸素−燃
    料バーナー。
  7. 【請求項７】 柔軟な接続システムが、引張りロッド用
    及び引張りロッドによって支えられた弾性部材（３１）
    用の反対方向の押しつけ部を限定する、それぞれ末端部
    及び上流端部におけるフランジ（１９，２５）の軸方向
    の溝（２７，２６）に受け入れられる引張りロッド（２
    ８）を有することを特徴とする請求項４記載の酸素−燃
    料バーナー。
  8. 【請求項８】 弾性部材（３１）が、セラミック製ノズ
    ル要素と反対側の引張りロッドに配置されることを特徴
    とする請求項７記載の酸素−燃料バーナー。
  9. 【請求項９】 セラミック材料の断熱要素（３５）が、
    ノズル要素のフランジ（２５）の押しつけ面と引張りロ
    ッド（２８）のヘッド部（２９）との間に介挿されるこ
    とを特徴とする請求項８記載の酸素−燃料バーナー。
  10. 【請求項１０】 少なくとも１本の酸素用通路（４）に
    よって隔てられた、両方とも燃料用の中央通路（３）及
    び外側通路（５）を有することを特徴とする請求項１記
    載の酸素−燃料バーナー。
  11. 【請求項１１】 外側ノズル要素が、セラミック繊維製
    シース（３９）によって取り囲まれていることを特徴と
    する請求項１記載の酸素−燃料バーナー。
  12. 【請求項１２】 バーナー端部（２）が、セラミック繊
    維の外側被覆（３８）を備えた金属製キャップ（３７）
    によって取り囲まれていることを特徴とする請求項１記
    載の酸素−燃料バーナー。
  13. 【請求項１３】 金属製キャップ（３７）が、その上流
    端部によって、外側支持体要素（６）の周縁から半径方
    向に延びる、燃焼室壁面にバーナーを取りつけるための
    フランジ（１）に取りつけられることを特徴とする請求
    項１２記載の酸素−燃料バーナー。
  14. 【請求項１４】 セラミック材料が、アルミナ、窒化ケ
    イ素及び炭化ケイ素からなるグループから選ばれること
    を特徴とする請求項１記載の酸素−燃料バーナー。
JP5194580A 1992-08-06 1993-08-05 酸素−燃料バーナー Pending JPH06201112A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9209778 1992-08-06
FR929209778A FR2694623B1 (fr) 1992-08-06 1992-08-06 Brûleurs oxycombustibles.

Publications (1)

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JPH06201112A true JPH06201112A (ja) 1994-07-19

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ID=9432684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5194580A Pending JPH06201112A (ja) 1992-08-06 1993-08-05 酸素−燃料バーナー

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0582521A1 (ja)
JP (1) JPH06201112A (ja)
CA (1) CA2101969A1 (ja)
FR (1) FR2694623B1 (ja)

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