JP2001248803A - 近接した乱流ガスジェット及びコヒーレントガスジェットを提供するためのシステム - Google Patents
近接した乱流ガスジェット及びコヒーレントガスジェットを提供するためのシステムInfo
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- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
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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
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- 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
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- F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
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- F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
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- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 互いに近接したコヒーレントガスジェット及
び乱流ガスジェットの両方を噴射容積の内部へ効果的に
供給することができるシステムを提供することである。 【解決手段】 噴射容積の内部へ、1つ又は複数の乱流
ガスジェットに近い1つ又は複数のコヒーレントガスジ
ェットの形態でガスを供給するためのシステムであっ
て、乱流ガスジェットが直接通される噴射容積の内部へ
通される前に、フレームエンベロープを用いて成形容積
の中でコヒーレントガスジェットが形成されるシステム
を提供する。
び乱流ガスジェットの両方を噴射容積の内部へ効果的に
供給することができるシステムを提供することである。 【解決手段】 噴射容積の内部へ、1つ又は複数の乱流
ガスジェットに近い1つ又は複数のコヒーレントガスジ
ェットの形態でガスを供給するためのシステムであっ
て、乱流ガスジェットが直接通される噴射容積の内部へ
通される前に、フレームエンベロープを用いて成形容積
の中でコヒーレントガスジェットが形成されるシステム
を提供する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に気体力学に関
し、更に詳細には、コヒーレントガスジェット技術に関
する。
し、更に詳細には、コヒーレントガスジェット技術に関
する。
【0002】
【従来の技術】気体力学の分野における最近の著しい進
歩は、実質的に初速度を維持したままジェットの直径を
殆ど増加させずに長い距離を進行できる、ガスのレーザ
のようなジェットを生成するコヒーレントジェット技術
の開発である。コヒーレントジェット技術の非常に重要
な商業的用途の1つは、(溶融金属のような)液体の内
部へのガスの導入であり、それによりガスランス(gas l
ance)は大きな距離だけ液体の表面から離され、より安
全なオペレーション及びより効率的なオペレーションを
可能にする。何故ならば、殆どのガスが液体の表面から
偏向して液体に入らない従来の実施例と比較して、より
多くのガスが液体に浸透するからである。
歩は、実質的に初速度を維持したままジェットの直径を
殆ど増加させずに長い距離を進行できる、ガスのレーザ
のようなジェットを生成するコヒーレントジェット技術
の開発である。コヒーレントジェット技術の非常に重要
な商業的用途の1つは、(溶融金属のような)液体の内
部へのガスの導入であり、それによりガスランス(gas l
ance)は大きな距離だけ液体の表面から離され、より安
全なオペレーション及びより効率的なオペレーションを
可能にする。何故ならば、殆どのガスが液体の表面から
偏向して液体に入らない従来の実施例と比較して、より
多くのガスが液体に浸透するからである。
【0003】工業的なオペレーションでは、時にはコヒ
ーレントガスジェット及び乱流ガスジェットの両方を有
することが望ましい。例えば、製鋼では、燃焼及び/又
は脱炭の目的で1つ又は複数の乱流ガスジェットを使用
する一方で、攪拌の目的で溶融金属の中へガスを噴射す
るためにコヒーレントガスジェットを使用することが時
には望ましい。もし互いに近接して進行するならば、乱
流ガスジェットは他のガスジェットに混乱を起こすこと
ができる。既存の技術に関して、コヒーレントガスジェ
ット及び乱流ガスジェットの両方を同時に使用すること
が望ましい工業的なオペレーションは、2つの高価なガ
ス供給システムの使用を必要とする。
ーレントガスジェット及び乱流ガスジェットの両方を有
することが望ましい。例えば、製鋼では、燃焼及び/又
は脱炭の目的で1つ又は複数の乱流ガスジェットを使用
する一方で、攪拌の目的で溶融金属の中へガスを噴射す
るためにコヒーレントガスジェットを使用することが時
には望ましい。もし互いに近接して進行するならば、乱
流ガスジェットは他のガスジェットに混乱を起こすこと
ができる。既存の技術に関して、コヒーレントガスジェ
ット及び乱流ガスジェットの両方を同時に使用すること
が望ましい工業的なオペレーションは、2つの高価なガ
ス供給システムの使用を必要とする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、互いに近接したコヒーレントガスジェット及び乱流
ガスジェットの両方を噴射容積の内部へ効果的に供給す
ることができるシステムを提供することである。
は、互いに近接したコヒーレントガスジェット及び乱流
ガスジェットの両方を噴射容積の内部へ効果的に供給す
ることができるシステムを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】(この開示を読んで当業
者に明らかになるであろう)上記及び他の目的は本発明
により達成され、その1つの側面は、非常に近接した乱
流ガスジェットとコヒーレントガスジェットを噴射容積
の内部へ供給するための方法であって、(A)ガスジェ
ットを成形容積の内部に通し、燃料の流れをガスジェッ
トに対して環状である成形容積の内部に通し、酸化剤の
流れをガスジェットに対して環状である成形容積の内部
に通し、(B)酸化剤を燃料で燃焼させてフレームエン
ベロープをガスジェットのまわりに形成し、(C)ガス
ジェットとフレームエンベロープを成形容積から噴射ス
ペースの内部へ通し、前記ガスジェットはコヒーレント
ガスジェットであり、及び(D)少なくとも1つの乱流
ガスジェットを噴射スペースの内部へコヒーレントガス
ジェットの近くに通し、フレームエンベロープがコヒー
レントガスジェットと乱流ガスジェットの間にあること
から成る方法である。
者に明らかになるであろう)上記及び他の目的は本発明
により達成され、その1つの側面は、非常に近接した乱
流ガスジェットとコヒーレントガスジェットを噴射容積
の内部へ供給するための方法であって、(A)ガスジェ
ットを成形容積の内部に通し、燃料の流れをガスジェッ
トに対して環状である成形容積の内部に通し、酸化剤の
流れをガスジェットに対して環状である成形容積の内部
に通し、(B)酸化剤を燃料で燃焼させてフレームエン
ベロープをガスジェットのまわりに形成し、(C)ガス
ジェットとフレームエンベロープを成形容積から噴射ス
ペースの内部へ通し、前記ガスジェットはコヒーレント
ガスジェットであり、及び(D)少なくとも1つの乱流
ガスジェットを噴射スペースの内部へコヒーレントガス
ジェットの近くに通し、フレームエンベロープがコヒー
レントガスジェットと乱流ガスジェットの間にあること
から成る方法である。
【0006】本発明の他の側面は、非常に近接した乱流
ガスジェットとコヒーレントガスジェットを噴射容積の
内部へ供給するための装置であって、(A)成形容積と
通じる出力を有するコヒーレントガスのノズルを含むコ
ヒーレントガスジェットの供給手段であって、前記成形
容積が噴射容積と通じる供給手段、(B)燃料をコヒー
レントガスのノズルに対して環状である成形容積に供給
するための手段、(C)酸化剤をコヒーレントガスのノ
ズルに対して環状である成形容積に供給するための手
段、及び(D)コヒーレントガスジェットの供給手段に
近接した乱流ガスジェットの供給手段であって、前記乱
流ガスジェットの供給手段が、噴射容積と直接通じる出
力を有する乱流ガスのノズルを含む供給手段から成る装
置である。
ガスジェットとコヒーレントガスジェットを噴射容積の
内部へ供給するための装置であって、(A)成形容積と
通じる出力を有するコヒーレントガスのノズルを含むコ
ヒーレントガスジェットの供給手段であって、前記成形
容積が噴射容積と通じる供給手段、(B)燃料をコヒー
レントガスのノズルに対して環状である成形容積に供給
するための手段、(C)酸化剤をコヒーレントガスのノ
ズルに対して環状である成形容積に供給するための手
段、及び(D)コヒーレントガスジェットの供給手段に
近接した乱流ガスジェットの供給手段であって、前記乱
流ガスジェットの供給手段が、噴射容積と直接通じる出
力を有する乱流ガスのノズルを含む供給手段から成る装
置である。
【0007】ここで使用されるように、用語「コヒーレ
ントジェット」は、ノズルからの噴出ガスにより形成さ
れ、長さに沿う速度及び運動量の特性を有し、ノズルか
らの噴出時に元の速度及び運動量の特性と同等であるガ
スジェットを意味する。
ントジェット」は、ノズルからの噴出ガスにより形成さ
れ、長さに沿う速度及び運動量の特性を有し、ノズルか
らの噴出時に元の速度及び運動量の特性と同等であるガ
スジェットを意味する。
【0008】ここで使用されるように、用語「環状」は
リングの形状を意味する。
リングの形状を意味する。
【0009】ここで使用されるように、用語「フレーム
エンベロープ(flame envelope)」は、少なくとも1つの
ガス流と実質的に同軸である環状燃焼の流れを意味す
る。
エンベロープ(flame envelope)」は、少なくとも1つの
ガス流と実質的に同軸である環状燃焼の流れを意味す
る。
【0010】ここで使用されるように、コヒーレントガ
スジェットを参照するとき、用語「長さ」は、コヒーレ
ントガスジェットの所期の衝突ポイント又はガスジェッ
トが途絶えてコヒーレントでなくなる位置にガスが噴出
されるノズルからの距離を意味する。
スジェットを参照するとき、用語「長さ」は、コヒーレ
ントガスジェットの所期の衝突ポイント又はガスジェッ
トが途絶えてコヒーレントでなくなる位置にガスが噴出
されるノズルからの距離を意味する。
【0011】ここで使用されるように、用語「乱流ジェ
ット」は、ノズルからの噴出ガスにより形成され、長さ
に沿う速度及び運動量の特性を有し、ノズルからの噴出
時に元の速度及び運動量の特性から変化するガスジェッ
トを意味する。
ット」は、ノズルからの噴出ガスにより形成され、長さ
に沿う速度及び運動量の特性を有し、ノズルからの噴出
時に元の速度及び運動量の特性から変化するガスジェッ
トを意味する。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明は、互いに近接したコヒー
レントガスジェット及び乱流ガスジェットを、ガスジェ
ットのタイプ又はそれによって達成可能な長所の何れも
妥協することなく同時に供給することを可能にするシス
テムである。2つの異なるガスジェットタイプの両方
が、同じランスを使用して供給されることが最も好まし
い。
レントガスジェット及び乱流ガスジェットを、ガスジェ
ットのタイプ又はそれによって達成可能な長所の何れも
妥協することなく同時に供給することを可能にするシス
テムである。2つの異なるガスジェットタイプの両方
が、同じランスを使用して供給されることが最も好まし
い。
【0013】図を参照して、本発明は更に詳細に記載さ
れる。ガス源(図示されない)からのガス1は、コヒー
レントガスの通路3から成るコヒーレントガスジェット
の供給手段2、及び(図1に示されるように)合流/分
岐ノズルであることが好ましいコヒーレントガスのノズ
ル4を通過する。ガス1は、コヒーレントガスジェット
を形成するための如何なる有用なガスでもよい。そのよ
うなガスの中で、酸素、窒素、アルゴン、二酸化炭素、
水素、ヘリウム、水蒸気、炭化水素ガス、及びそれらの
混合物を挙げることができる。コヒーレントガスのノズ
ル4は成形容積5と通じ、ガス1はガスジェット30と
して成形容積5の内部を通る。
れる。ガス源(図示されない)からのガス1は、コヒー
レントガスの通路3から成るコヒーレントガスジェット
の供給手段2、及び(図1に示されるように)合流/分
岐ノズルであることが好ましいコヒーレントガスのノズ
ル4を通過する。ガス1は、コヒーレントガスジェット
を形成するための如何なる有用なガスでもよい。そのよ
うなガスの中で、酸素、窒素、アルゴン、二酸化炭素、
水素、ヘリウム、水蒸気、炭化水素ガス、及びそれらの
混合物を挙げることができる。コヒーレントガスのノズ
ル4は成形容積5と通じ、ガス1はガスジェット30と
して成形容積5の内部を通る。
【0014】燃料源(図示されない)からの燃料6は、
コヒーレントガスの通路3及びコヒーレントガスのノズ
ル4に対して環状かつ同軸である通路7を通過する。燃
料は、メタン、プロパン、又は天然ガスのような如何な
る有効な気体燃料でもよい。燃料通路7は成形容積5と
通じ、燃料の流れは燃料通路7からガスジェット30に
対して環状である成形容積5の内部を通る。
コヒーレントガスの通路3及びコヒーレントガスのノズ
ル4に対して環状かつ同軸である通路7を通過する。燃
料は、メタン、プロパン、又は天然ガスのような如何な
る有効な気体燃料でもよい。燃料通路7は成形容積5と
通じ、燃料の流れは燃料通路7からガスジェット30に
対して環状である成形容積5の内部を通る。
【0015】酸化剤源(図示されない)からの酸化剤8
は、コヒーレントガスの通路3に対して環状であり燃料
通路7と同軸である通路9を通過する。酸化剤8は空
気、空気の酸素濃度を越える酸素濃度を有する富酸素空
気、又は少なくとも99モルパーセントの酸素濃度を有
する工業用酸素でよい。酸化剤8は、少なくとも25モ
ルパーセントの酸素濃度を有する流体であることが好ま
しい。酸素通路9は成形容積5と通じ、酸化剤の流れ8
は酸素通路9から、燃料の流れに対して環状であること
が好ましい成形容積5の内部を通る。
は、コヒーレントガスの通路3に対して環状であり燃料
通路7と同軸である通路9を通過する。酸化剤8は空
気、空気の酸素濃度を越える酸素濃度を有する富酸素空
気、又は少なくとも99モルパーセントの酸素濃度を有
する工業用酸素でよい。酸化剤8は、少なくとも25モ
ルパーセントの酸素濃度を有する流体であることが好ま
しい。酸素通路9は成形容積5と通じ、酸化剤の流れ8
は酸素通路9から、燃料の流れに対して環状であること
が好ましい成形容積5の内部を通る。
【0016】燃料の流れ及び酸化剤の流れが燃焼し、ガ
スジェット30に対して環状で同軸であるフレームエン
ベロープ31を形成する。フレームエンベロープ31は
ガスジェット30の速度より小さい速度を有することが
好ましく、一般に約91.4〜457.1メートル/秒
(300〜1500フィート/秒)の範囲の速度を有す
る。図1に示された本発明の実施例は、酸化剤の流れを
燃料の流れの方向に向け、従って、より有効なフレーム
エンベロープもたらすデフレクタ10を有する好ましい
実施例である。成形容積5は噴射容積11と通じ、ガス
ジェット30及びフレームエンベロープ31は成形容積
5から流出し噴射容積11の内部に流入する。例えば、
噴射容積11は、基本的な酸素加熱炉、又はバス精錬加
熱炉、ステンレス製鋼転炉、銅用転炉、若しくは高炭素
マンガン鉄精錬加熱炉のような他の加熱炉の頭隙(heads
pace)でもよい。
スジェット30に対して環状で同軸であるフレームエン
ベロープ31を形成する。フレームエンベロープ31は
ガスジェット30の速度より小さい速度を有することが
好ましく、一般に約91.4〜457.1メートル/秒
(300〜1500フィート/秒)の範囲の速度を有す
る。図1に示された本発明の実施例は、酸化剤の流れを
燃料の流れの方向に向け、従って、より有効なフレーム
エンベロープもたらすデフレクタ10を有する好ましい
実施例である。成形容積5は噴射容積11と通じ、ガス
ジェット30及びフレームエンベロープ31は成形容積
5から流出し噴射容積11の内部に流入する。例えば、
噴射容積11は、基本的な酸素加熱炉、又はバス精錬加
熱炉、ステンレス製鋼転炉、銅用転炉、若しくは高炭素
マンガン鉄精錬加熱炉のような他の加熱炉の頭隙(heads
pace)でもよい。
【0017】内側に向けられた酸化剤流と一緒であるこ
とが好ましいフレームエンベロープ31が原因で、ガス
ジェット30はコヒーレントガスジェットであり、コヒ
ーレントガスジェットをその長さにわたって維持する。
コヒーレントガスジェット30は超音速を有することが
好ましく、約304.7〜609.4メートル/秒(1
000〜2000フィート/秒)の範囲の速度を一般に
有する。
とが好ましいフレームエンベロープ31が原因で、ガス
ジェット30はコヒーレントガスジェットであり、コヒ
ーレントガスジェットをその長さにわたって維持する。
コヒーレントガスジェット30は超音速を有することが
好ましく、約304.7〜609.4メートル/秒(1
000〜2000フィート/秒)の範囲の速度を一般に
有する。
【0018】乱流ガスの通路13、及び噴射容積11と
直接通じる乱流ガスのノズル14から成る少なくとも1
つの乱流ガスジェット供給手段12は、コヒーレントガ
スジェットの供給手段2に近い。図示された実施例で
は、そのような4つの乱流ガス供給手段が円形の配置
で、中心に位置するコヒーレントガスジェットの供給手
段のまわりに図示される。「近い」という言葉は、乱流
ガスのノズル14と成形容積5の間のランス面15に沿
う最も近い距離(図2で「L」として示される)が5.
08センチメートル(2インチ)以下であり、一般に約
0.635〜5.08センチメートル(0.25〜2イ
ンチ)の範囲であることを意味する。図示されるよう
に、乱流ガスのノズルは合流/分岐ノズルであることが
好ましい。
直接通じる乱流ガスのノズル14から成る少なくとも1
つの乱流ガスジェット供給手段12は、コヒーレントガ
スジェットの供給手段2に近い。図示された実施例で
は、そのような4つの乱流ガス供給手段が円形の配置
で、中心に位置するコヒーレントガスジェットの供給手
段のまわりに図示される。「近い」という言葉は、乱流
ガスのノズル14と成形容積5の間のランス面15に沿
う最も近い距離(図2で「L」として示される)が5.
08センチメートル(2インチ)以下であり、一般に約
0.635〜5.08センチメートル(0.25〜2イ
ンチ)の範囲であることを意味する。図示されるよう
に、乱流ガスのノズルは合流/分岐ノズルであることが
好ましい。
【0019】ガス源(図示されない)からのガス33
は、乱流ガスの供給手段13及び乱流ガスのノズル14
を通過する。ガス33は乱流ガスジェットを形成するた
めの如何なる有用なガスでもよい。そのようなガスの中
で、酸素、窒素、アルゴン、二酸化炭素、水素、ヘリウ
ム、水蒸気、炭化水素ガス、及びそれらの混合物を挙げ
ることができる。
は、乱流ガスの供給手段13及び乱流ガスのノズル14
を通過する。ガス33は乱流ガスジェットを形成するた
めの如何なる有用なガスでもよい。そのようなガスの中
で、酸素、窒素、アルゴン、二酸化炭素、水素、ヘリウ
ム、水蒸気、炭化水素ガス、及びそれらの混合物を挙げ
ることができる。
【0020】ガスは乱流ガスのノズル14から流出し、
噴射スペース11の内部へ1つ又は複数の乱流ガスジェ
ット32として直接流入する。本発明における使用に対
して乱流ガスジェットを形成するための特に好ましいガ
スの1つは、空気、富酸素空気、又は工業用酸素のよう
な、燃焼反応を実行するために使用できる酸素含有ガス
である。そのようなジェットの乱れは、そのような燃焼
反応のより効率的な燃焼を達成するのに役立つ。
噴射スペース11の内部へ1つ又は複数の乱流ガスジェ
ット32として直接流入する。本発明における使用に対
して乱流ガスジェットを形成するための特に好ましいガ
スの1つは、空気、富酸素空気、又は工業用酸素のよう
な、燃焼反応を実行するために使用できる酸素含有ガス
である。そのようなジェットの乱れは、そのような燃焼
反応のより効率的な燃焼を達成するのに役立つ。
【0021】コヒーレントジェット30と乱流ジェット
32の接近にもかかわらず、コヒーレントジェットの一
貫性の途絶はない。この安定性は、成形容積の中のコヒ
ーレントジェットの初期形成、及びコヒーレントジェッ
トと乱流ジェットの間のスペースの中のフレームエンベ
ロープ31の存在のためである。
32の接近にもかかわらず、コヒーレントジェットの一
貫性の途絶はない。この安定性は、成形容積の中のコヒ
ーレントジェットの初期形成、及びコヒーレントジェッ
トと乱流ジェットの間のスペースの中のフレームエンベ
ロープ31の存在のためである。
【0022】本発明のテストが、図示された実施例に類
似した本発明の実施例を使用して実行された。
似した本発明の実施例を使用して実行された。
【0023】4つの乱流超音速酸素ジェットが、12度
だけ外向きに角度をつけられた4つの乱流ガスのノズル
から得られ、縮小された基本的な酸素加熱炉ランスをシ
ミュレートする。ノズルは、(ノズル出口の中心線間
の)直径4.39センチメートル(1.73インチ)の
円のまわりに均等に間隔をおいて配置された。各ノズル
は、直径約0.831センチメートル(0.327イン
チ)のスロート及び直径約1.082センチメートル
(0.426インチ)の出口を用いて合流/分岐してい
た。テストに対して、各ノズルを通る酸素流量は、約6
89475.7パスカル(100ポンド/平方インチ)
のノズルの上流の供給圧力を用いて標準状態で約28
3.2立方メートル/時(10,000立方フィート/
時)であった。出口におけるジェット速度は、約48
7.6メートル/秒(約1600フィート/秒)(マッ
ハ2)であった。
だけ外向きに角度をつけられた4つの乱流ガスのノズル
から得られ、縮小された基本的な酸素加熱炉ランスをシ
ミュレートする。ノズルは、(ノズル出口の中心線間
の)直径4.39センチメートル(1.73インチ)の
円のまわりに均等に間隔をおいて配置された。各ノズル
は、直径約0.831センチメートル(0.327イン
チ)のスロート及び直径約1.082センチメートル
(0.426インチ)の出口を用いて合流/分岐してい
た。テストに対して、各ノズルを通る酸素流量は、約6
89475.7パスカル(100ポンド/平方インチ)
のノズルの上流の供給圧力を用いて標準状態で約28
3.2立方メートル/時(10,000立方フィート/
時)であった。出口におけるジェット速度は、約48
7.6メートル/秒(約1600フィート/秒)(マッ
ハ2)であった。
【0024】窒素が、コヒーレントジェットに対するガ
スとして使用された。ランス軸に設けられたノズルは、
直径約0.51センチメートル(0.20インチ)のス
ロート及び直径約0.66センチメートル(0.26イ
ンチ)の出口を用いて合流/分岐していた。ノズルを通
る窒素流量は、約689475.7パスカル(100ポ
ンド/平方インチ)のノズルの上流の供給圧力を用いて
標準状態で約113.3立方メートル/時(4,000
立方フィート/時)であった。ノズル出口におけるジェ
ット速度は、約518.2メートル/秒(約1700フ
ィート/秒)(マッハ2)であった。
スとして使用された。ランス軸に設けられたノズルは、
直径約0.51センチメートル(0.20インチ)のス
ロート及び直径約0.66センチメートル(0.26イ
ンチ)の出口を用いて合流/分岐していた。ノズルを通
る窒素流量は、約689475.7パスカル(100ポ
ンド/平方インチ)のノズルの上流の供給圧力を用いて
標準状態で約113.3立方メートル/時(4,000
立方フィート/時)であった。ノズル出口におけるジェ
ット速度は、約518.2メートル/秒(約1700フ
ィート/秒)(マッハ2)であった。
【0025】フレームエンベロープは、天然ガスの内環
(外径1.410センチメートル、内径0.953セン
チメートル)、及び環状酸素の外環(外径1.803セ
ンチメートル、内径1.588センチメートル)を備え
ていた。デフレクタは2次的な酸素を主要な窒素ジェッ
トの方向に進路を変え、より効率的なフレームエンベロ
ープを提供した。天然ガス及び2次的な酸素の流量は、
各々約14.2立方メートル/時(500立方フィート
/時)であった。
(外径1.410センチメートル、内径0.953セン
チメートル)、及び環状酸素の外環(外径1.803セ
ンチメートル、内径1.588センチメートル)を備え
ていた。デフレクタは2次的な酸素を主要な窒素ジェッ
トの方向に進路を変え、より効率的なフレームエンベロ
ープを提供した。天然ガス及び2次的な酸素の流量は、
各々約14.2立方メートル/時(500立方フィート
/時)であった。
【0026】ピトー管の読み取り値は、ノズルから2
0.32センチメートル(8インチ)のジェット軸で取
られる。窒素の流れのみ(天然ガス、環状酸素、又は乱
流ガスのノズルに対する酸素なし)では、ピトー管の読
み取り値は13789.5パスカル(2ポンド/平方イ
ンチ)であった。天然ガス及び環状酸素を出してフレー
ムエンベロープを供給したとき、コヒーレント窒素ジェ
ットが得られ、220632.2パスカル(32ポンド
/平方インチ)のピトー管の読み取り値に423.6メ
ートル/秒(1390フィート/秒)(マッハ1.4)
のガス速度が対応した。酸素(1ジェットあたり約28
3.2立方メートル/時)の4つの外部の乱流ジェット
を開いたとき、窒素ジェットに対するピトー管の読み取
り値は基本的に同じままであった。コヒーレント窒素ジ
ェットは、4つの外部の乱流酸素ジェットの内部への高
い吸込み率に影響されなかった。
0.32センチメートル(8インチ)のジェット軸で取
られる。窒素の流れのみ(天然ガス、環状酸素、又は乱
流ガスのノズルに対する酸素なし)では、ピトー管の読
み取り値は13789.5パスカル(2ポンド/平方イ
ンチ)であった。天然ガス及び環状酸素を出してフレー
ムエンベロープを供給したとき、コヒーレント窒素ジェ
ットが得られ、220632.2パスカル(32ポンド
/平方インチ)のピトー管の読み取り値に423.6メ
ートル/秒(1390フィート/秒)(マッハ1.4)
のガス速度が対応した。酸素(1ジェットあたり約28
3.2立方メートル/時)の4つの外部の乱流ジェット
を開いたとき、窒素ジェットに対するピトー管の読み取
り値は基本的に同じままであった。コヒーレント窒素ジ
ェットは、4つの外部の乱流酸素ジェットの内部への高
い吸込み率に影響されなかった。
【0027】これらの結果は、1つ又は複数の乱流ジェ
ットの近くにコヒーレントジェットを得るためのカギ
は、コヒーレントジェットと乱流ジェットの間に本発明
の確定したフレームエンベロープを有することであるこ
とを示す。ここで提示された実施例に対して、単一のコ
ヒーレント窒素ジェットが、4つの乱流酸素ジェットの
リングを用いて維持された。同様の結果が、フレームエ
ンベロープに囲まれた2つ又は3つ以上のコヒーレント
ジェット、及び酸素、アルゴン、二酸化炭素、又は天然
ガスのような他のガスを使用するコヒーレントジェット
に対して期待できる。
ットの近くにコヒーレントジェットを得るためのカギ
は、コヒーレントジェットと乱流ジェットの間に本発明
の確定したフレームエンベロープを有することであるこ
とを示す。ここで提示された実施例に対して、単一のコ
ヒーレント窒素ジェットが、4つの乱流酸素ジェットの
リングを用いて維持された。同様の結果が、フレームエ
ンベロープに囲まれた2つ又は3つ以上のコヒーレント
ジェット、及び酸素、アルゴン、二酸化炭素、又は天然
ガスのような他のガスを使用するコヒーレントジェット
に対して期待できる。
【0028】特定の好ましい実施例を参照して本発明を
詳細に記載したが、請求項の範囲内に本発明の他の実施
例が存在することを当業者は認識するであろう。例え
ば、フレームエンベロープを形成するために、酸化剤を
内側の環状手段を使用して供給でき、燃料を外側の環状
手段を使用して供給でき、又は1つ以上の供給手段を各
燃料又は酸化剤に対して利用することができる。
詳細に記載したが、請求項の範囲内に本発明の他の実施
例が存在することを当業者は認識するであろう。例え
ば、フレームエンベロープを形成するために、酸化剤を
内側の環状手段を使用して供給でき、燃料を外側の環状
手段を使用して供給でき、又は1つ以上の供給手段を各
燃料又は酸化剤に対して利用することができる。
【図1】本発明のランスの先端の特に好ましい実施例の
断面図である。
断面図である。
【図2】図1に示された装置の平面図である。
【図3】オペレーション中の本発明の方法を図示する断
面図である。
面図である。
10 デフレクタ 11 噴射容積 12 乱流ガスジェット供給手段 13 通路 14 ノズル 15 ランス面 30 コヒーレントガスジェット 31 フレームエンベロープ 32 乱流ガスジェット 33 ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バル・サルマ アメリカ合衆国ニューヨーク州エアモン ト、コブルストーン・レイン2 (72)発明者 ロナルド・ジョーゼフ・シーリンズ アメリカ合衆国ニューヨーク州ノース・セ イレム、フィンチ・ロード90 (72)発明者 プラビン・チャンドラ・マトゥル アメリカ合衆国ニューヨーク州ブロンク ス、ウエイン・アベニュー3450、アパート メント16ジェイ
Claims (10)
- 【請求項1】 非常に近接した乱流ガスジェットとコヒ
ーレントガスジェットを噴射容積の内部へ供給するため
の方法であって、 (A)ガスジェットを成形容積の内部に通し、燃料の流
れをガスジェットに対して環状である成形容積の内部に
通し、酸化剤の流れをガスジェットに対して環状である
成形容積の内部に通し、 (B)酸化剤を燃料で燃焼させてフレームエンベロープ
をガスジェットのまわりに形成し、 (C)ガスジェットとフレームエンベロープを成形容積
から噴射スペースの内部へ通し、前記ガスジェットはコ
ヒーレントガスジェットであり、及び (D)少なくとも1つの乱流ガスジェットを噴射スペー
スの内部へコヒーレントガスジェットの近くに通し、フ
レームエンベロープがコヒーレントガスジェットと乱流
ガスジェットの間にあることから成る方法。 - 【請求項2】 前記燃料の流れが前記酸化剤の流れに対
して環状であることを特徴とする、請求項1に記載の方
法。 - 【請求項3】 前記酸化剤の流れが前記燃料の流れに対
して環状であることを特徴とする、請求項1に記載の方
法。 - 【請求項4】 前記コヒーレントガスジェットが窒素、
酸素、アルゴン、二酸化炭素、又は天然ガスの1つ又は
複数の混合物から成ることを特徴とする、請求項1に記
載の方法。 - 【請求項5】 前記乱流ガスジェットが酸素を含むこと
を特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 非常に近接した乱流ガスジェットとコヒ
ーレントガスジェットを噴射容積の内部へ供給するため
の装置であって、 (A)成形容積と通じる出力を有するコヒーレントガス
のノズルを含むコヒーレントガスジェットの供給手段で
あって、前記成形容積が噴射容積と通じる供給手段、 (B)燃料をコヒーレントガスのノズルに対して環状で
ある成形容積に供給するための手段、 (C)酸化剤をコヒーレントガスのノズルに対して環状
である成形容積に供給するための手段、及び (D)コヒーレントガスジェットの供給手段に近接した
乱流ガスジェットの供給手段であって、前記乱流ガスジ
ェットの供給手段が、噴射容積と直接通じる出力を有す
る乱流ガスのノズルを含む供給手段から成る装置。 - 【請求項7】 前記コヒーレントガスノズルが合流/分
岐ノズルであることを特徴とする、請求項6に記載の装
置。 - 【請求項8】 前記コヒーレントガスノズルの外周から
前記乱流ガスノズルの外周までの距離が約0.635〜
5.08センチメートル(0.25〜2インチ)の範囲
であることを特徴とする、請求項6に記載の装置。 - 【請求項9】 複数の乱流ガスノズルを含むことを特徴
とする、請求項6に記載の装置。 - 【請求項10】 前記酸化剤を前記成形容積の内部の前
記燃料の方向に向けるための手段を更に含むことを特徴
とする、請求項6に記載の装置。
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Publication Number | Publication Date |
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JP4645972B2 (ja) * | 2005-12-14 | 2011-03-09 | 修 廣田 | 噴射炎バーナー及び炉並びに火炎発生方法 |
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GB0613044D0 (en) * | 2006-06-30 | 2006-08-09 | Boc Group Plc | Gas combustion apparatus |
WO2013182214A1 (de) * | 2012-06-05 | 2013-12-12 | Loesche Gmbh | Verfahren zum betrieb eines multigasbrenners sowie multigasbrenner |
KR20180034598A (ko) * | 2015-07-31 | 2018-04-04 | 누베라 퓨엘 셀스, 엘엘씨 | 낮은 NOx 방출물을 갖는 버너 조립체 |
SE539913C2 (en) * | 2016-06-15 | 2018-01-09 | Silvent Ab | A silenced blowing nozzle and a method for its manufacture |
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