JP2004510938A - バーナーノズル面用ねじ込み遮熱材 - Google Patents

Abstract

合成ガス発生室（１６）内で合成ガスを製造するためのバーナーノズルアセンブリ（２０）は、高融点材料から作られた環状遮熱材（７６）によって、熱ガス腐食から保護されている冷却水ジャケット（６０）面を有する。この遮熱材は、表面の一方内で、対応して嵌合ねじを有する整列された溝（１００）と噛み合うねじ込み保持部材（７４）の手段によって、冷却水ジャケット面に固定されている。

Description

【０００１】
発明の背景
発明の分野
本発明は水及び酸素の存在下での化石燃料源の燃焼によって一酸化炭素、二酸化炭素及び水素の部分酸化合成ガスを発生させる装置に関する。特に、本発明は合成ガス燃焼室内で使用される燃料注入バーナーアセンブリの燃焼側表面を保護するための遮蔽手段に関する。更に詳しくは、本発明は冷却水ジャケットの表面に遮熱材を固定するための手段に関する。
【０００２】
発明の背景
一酸化炭素及び水素からなる合成ガス混合物は、水素化反応のための水素のようなガス状供給原料の源として及び炭化水素、酸素含有有機化合物又はアンモニアの合成用の供給ガスの源として、商業的に重要である。
【０００３】
一般的に、合成ガス運転に於いて、微細に粒子化した石炭及び水のポンプ輸送可能なスラリーから主としてなる燃料流は、酸化剤と共に、合成ガス発生装置の耐火物内張燃焼室の中に噴霧される。酸化剤ガスには、石炭の燃焼反応を維持するための、実質量の遊離酸素が含有されている。燃料及び酸化剤の燃焼反応成分は、かなり高い圧力、典型的に約８０バールの圧力下で、合成ガス燃焼室の中に噴霧される。熱ガス流が、燃焼室内で、約７００℃〜約２５００℃の範囲内の温度及び約１〜約３００気圧、更に特に約１０〜約１００気圧の範囲内の圧力で製造される。ガス発生装置からの放出未精製ガス流には、水素、一酸化炭素、二酸化炭素のようなガスが含有されており、燃料源及び反応条件に依存して、メタン、硫化水素及び窒素のような他のガスが含有される。
【０００４】
一酸化炭素、二酸化炭素及び水素を製造するための、酸素富化空気又は比較的純粋の酸素による、石炭のような硫黄含有炭化水素燃料の部分燃焼は、バーナー技術に於いて通常遭遇しない独特の問題を呈する。例えば反応剤の非常に迅速で且つ完全な混合を実施すること及び過熱からバーナー又は混合機を保護するための特別の保護措置をとることが必要である。典型的に、燃焼室を作動させる燃料注入ノズルは、ノズルの軸芯に沿った第一の酸化剤ガス流を同心円的に取り囲むスラリー燃料流を有するように配置されている。第二の酸化剤ガス流は、より大きい実質的に同心円の環として、燃料流環を取り囲んでいる。外側の酸化剤ガスチャンネルの放射状に取り囲む外壁は、ノズル排出軸に対して実質的に垂直である平面内に整列された実質的に平らな端面のヒートシンクで終わる環状冷却水ジャケットである。冷水は、燃焼室の外側から、伝導熱取り出しのためのヒートシンク端面の裏側との直接接触状態になるように移動する。
【０００５】
酸素及び硫黄汚染物質のバーナー金属との反応性のために、バーナー要素が、迅速な酸化及び腐食が起こる温度に達することを防止することは回避できない。これに関して、炭化水素と酸素との間の反応が完全にバーナー自体の外側で起こり、バーナー要素の表面での又はその付近での燃焼性混合物の局在化濃縮を防止することが必須である。反応がバーナーからの放出の点を越えて起こっても、バーナー要素は、燃焼帯域からの輻射線により及び燃焼ガスの乱流再循環により加熱に曝される。
【０００６】
更に、再循環ガス流とノズル放出流との合流により、非常に腐食性の硫黄化合物からなる熱い乱流燃焼生成物の移動しない渦が発生すると信じられる。これらの熱い腐食性化合物は、乱流方式でノズル排出オリフィスを取り囲み、合流点で遮熱材面を摩擦する。
【０００７】
これら及びその他の理由のために、先行技術のバーナーは、これらの要素が水冷されているときでも、反応剤がより予備混合され、延焼（ｆｌａｍｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）の速度を越えた流速でバーナーから放出される場合でも、バーナー先端（ｔｉｐｓ）の周りの金属腐食に起因する破損によって特徴付けられる。
【０００８】
インゼクターノズルへのこれらの有害な影響を改善するための努力が開示されている。例えば、特許文献１には、複数のセラミックタイルを有し、それぞれが、ノズルの周りの環状物の各弧状セグメントの端面を覆っている遮熱材が開示されている。このタイルは、個々の要素として耐火性セラミック又は他の高融点材料から形成されている。個々のタイルは、高温度ろう付化合物によって冷却剤ジャケット端面に固定されている。
【０００９】
特許文献２には、インゼクターノズルの水ジャケット端面の上に機械的に固定されたセラミック遮熱材が開示されている。この遮熱材は、ノズルオリフィスの周りの一体化リング又は環として構成されている。この遮熱材の外側面は、実質的に平滑で、遮断されておらず、反応ガスとの最小の接触及び反応的組合せのための減少した機会を与える。遮熱材の内面、即ち、水ジャケット端面に近接している側には、複数個のソケット対が含まれており、各対は、遮熱材環の周りに半径方向整列になっている。差し込み溝は、遮熱材の外周から、外側遮熱材面と内側遮熱材面との間で且つそれらに対して平行に、そして各ソケット対を通って延びている。対応する数の装着植え込みボルトが、水ジャケット端面から突き出ている。植え込みボルトは、ソケットと位置合わせ状態になるように適切に配置されている。各植え込みボルトには、それぞれの差し込み溝穴に対して軸方向に整列する開口（ａｐｅｒｔｕｒｅ）が含まれている。遮熱材が水ジャケット端面に対する位置にあり、端面植え込みボルトが遮熱材ソケットを貫通して、差し込みワイヤーが、放射状溝穴に沿って挿入され、遮熱材を水ジャケット端面に複数の結合点で固定している。
【００１０】
特許文献３には、一対のリングを有する遮熱材が開示されており、この場合、各リングは、全水ジャケット面環の放射状部分のみに対面するか又はこれを遮蔽するノズル軸の周りの全環である。内側リングは、ノズル軸の周りのメッシング（ｍｅｓｈｉｎｇ）セグメントによって金属ノズル構造物に機械的に固定されている。これらのセグメントの外部要素（ラグ）は、ノズルリップの外側コーン表面からの一体の突起物である。外部コーンリップから突き出ている３個のラグのそれぞれは、独立リングフィンの弧状部分である。内側遮熱材リングの内周は、それぞれの外部ラグ要素を受け取り、通すための、壁内の対応する数のカットを有する溝で構成されている。組み立てたとき、内側遮熱材リングは、内側リングの外周内のノッチ内で、ノズル冷却ジャケット面に適用されている金属のスポット溶接したロッドによって回転に対して固定されている。更に、内側遮熱材リングの外周は、外側遮熱材リングの内周上の対応するステップレッジ（ｓｔｅｐ ｌｅｄｇｅ）又はラップに重なっている、ほぼ半分の厚さのステップレッジ又はラップで構成されている。外側遮熱材リングは、水ジャケット面の外周から突き出ている外部ラグ要素の第二の組によって、水ジャケット面に固定されている。外部遮熱材リングの周囲の周りのカフブラケット（ｃｕｆｆ ｂｒａｃｋｅｔ）は、水ジャケットラグの外側組を受け取るための構造溝を提供する。外側遮熱材リングは、また、仮付け溶接されたロッド又はバーによって所定の位置に保持されている。
【００１１】
特許文献４には、モザイク表面被覆方法で互いに隣接して配置された個々のセラミック小板を有する遮蔽バーナー被覆が開示されている。
【００１２】
特許文献５には、ノズル出口に隣接する下流端で燃料インゼクターノズルと組み合わさっている環状耐火物インサートが開示されている。燃料インゼクターノズルの下流端に形成された凹部は、この環状耐火物インサートに適合している。
【００１３】
従って、先行技術の装置の欠点を越えた改良であり、構成が簡単で且つ運転が経済的である、合成ガス発生用の遮熱バーナーについてのニーズがなお存在している。
【００１４】
【特許文献１】
米国特許第５，９３４，２０６号明細書
【特許文献２】
米国特許第５，９５４，４９１号明細書
【特許文献３】
米国特許第５，９４７，７１６号明細書
【特許文献４】
米国特許第５，２７３，２１２号明細書
【特許文献５】
米国特許第５，９４１，４５９号明細書
【００１５】
発明の要約
要するに、本発明は、従来の合成ガスバーナーノズル遮蔽装置の改良である。このバーナーノズルアセンブリは、流体炭素質燃料及び酸素含有流を、合成ガス発生室の中へ流入させるためのバーナー出口を有し、バーナー出口を同心的に取り囲む冷却室を含む。冷却室には、合成ガス発生室の方に向けて配置された平らな端面を有する環状ヒートシンクが含まれる。この環状端面は、一般的に、ノズル放出軸に対して実質的に垂直である平面内に整列されている。冷水が、燃焼室の外から、伝導熱抜き出しのためのヒートシンク端面の裏側と直接接触状態になるように循環される。ノズルアセンブリには、ヒートシンクの環状表面に隣接する、好ましくは、この表面と接触状態にある一つの表面を有する内側表面を有する遮熱材が含まれる。遮熱材は、合成ガス発生室の方に向けて配置された外側表面を有する。遮熱材をバーナーノズルアセンブリに、ヒートシンクの環状表面と遮熱材の内側表面との間の緊密な接触を容易に行う方式で固定するために、ねじ込み保持手段が使用される。
【００１６】
本発明の目的は、先行技術の装置の欠点の改良であり、構成が単純で運転が経済的である、合成ガス発生用の遮熱したバーナーを提供することである。
【００１７】
本発明の他の目的は、より大きい運転寿命が期待される合成ガス発生バーナーノズルを提供することである。
【００１８】
本発明の他の目的は、低下した腐食速度を有する合成ガス発生用ガス発生バーナーノズルを提供することである。
【００１９】
本発明の別の目的は、ノズルの金属要素を、腐食性燃焼ガスから保護するためのバーナーノズル遮熱材の提供である。
【００２０】
本発明のこれらの及びその他の目的及び利点は、下記の説明及び添付する図面（図面中、類似の部分は同様の参照番号を有する）を考慮して、当業者に一層明らかになるであろう。本発明の概念は、本明細書に開示された構成に限定されると考えるべきではなく、その代わりに付属する特許請求の範囲によって限定されることはいうまでもない。
【００２１】
発明の詳細な説明
図１を参照して説明するに、合成ガス発生容器１０の部分切断図を示す。容器１０は、取り囲まれた燃焼室１６の周りの、構造的シェル１２及び内部耐火物ライナー１４を含む。シェル壁から外側に突き出て、反応器容器内で細長い燃料注入バーナーアセンブリ２０を支持するための、バーナー装着ネック１８が存在している。バーナーアセンブリ２０は、バーナーの面２２が、耐火物ライナー１４の内側表面と実質的に同一平面になるように、整列され、位置決めされている。バーナー装着フランジ２４によって、バーナーアセンブリ２０が運転の間に突き出るようになるのを防止するために、バーナーアセンブリ２０が容器１０の装着ネックフランジ１９に固定されている。
【００２２】
如何なる理論によっても結びつけられることを望まないが、図１及び２は、燃焼室内の内部ガス循環パターンを部分的に示していると信じられる。ガス流方向矢印２６は、燃焼室１６内の高温度及び燃焼条件によって駆動される。燃料及び誘導反応速度に依存して、反応コア２８に沿った温度は、２５００℃のように高く達するであろう。反応ガスが、合成ガス発生室１６の端部の方に冷却されるとき、ガスの大部分は、米国特許第２，８０９，１０４号によって記載された合成ガス方法のものと同様に、急冷室の中に引き込まれる。しかしながら、ガスの小パーセンテージは、コア２８から、反応室包囲壁に対して冷却の方に半径方向に広がる。再循環ガス層は、反応室の上部中心の方に上方に押され、そこで、これは燃焼塔の下向き乱流の中に引き込まれる。図２の先行技術モデルに関して、再循環ガスと高速度コア２８との合流で、環状乱流２９が作られ、これは、バーナーヘッド面２２を乱流的に摩擦し、それによって、バーナーヘッド面材料と燃焼生成物再循環流中に運ばれる高度に反応性で腐食性の化合物との間の化学反応性のための機会が増大される。
【００２３】
図１及び３を参照して説明するに、バーナーアセンブリ２０は、３個の同心ノズルシェル及び１個の外側冷却水ジャケットからなるインゼクターノズルアセンブリ３０を含む。内部ノズルシェル３２は、軸穴開口３３から、上部アセンブリ軸導管４２に沿って供給される酸化剤ガスを放出する。中間ノズルシェル３４は、上部アセンブリポート４４に供給される石炭スラリーを、燃焼室１６の中に案内する。流動化された固体として、この石炭スラリーは、内部シェル壁３２と中間シェル壁３４とによって規定される環状空間３６から押し出される。外側酸化剤ガスノズルシェル４６は、外側ノズル放出環４８を取り囲んでいる。上部アセンブリポート４５は、外側ノズル放出環に追加の酸化ガスの流れを供給する。
【００２４】
中心化フィン５０及び５２は、それぞれ、内側及び中間ノズルシェル壁３２及び３４の外側表面から横方向に伸びて、それらのそれぞれのシェルを、バーナーアセンブリ２０の縦軸に対して同軸で集中するように保持している。フィン５０及び５２の構造は、内側及び中間シェルの周りで断続的帯域を形成し、それぞれの環状空間内の流体流れに小さい抵抗を与えるものである。
【００２５】
米国特許第４，５０２，６３３号（その全開示を、参照して本明細書に含める）に一層詳細に記載されているように、内部ノズルシェル３２及び中間ノズルシェル３４は、共に、流れ容量変化の目的のために、外側ノズルシェル４６に対して軸方向に調節可能である。中間ノズル３４が、外側ノズル４６の円錐形に先細りになっている内側表面から軸方向に移動したとき、外側放出環４８は拡大して、より大きい酸素ガス流量を可能にする。同様に、内側ノズル３２の外側先細り表面が、中間ノズル３４の内側に円錐形の表面の方に軸方向で下がったとき、石炭スラリー放出面積３６が減少する。
【００２６】
外側ノズルシェル４６を取り囲んで、環状末端閉止部６２を有する冷却剤流体ジャケット６０が存在している。冷却剤流体導管６４によって、水のような冷却剤が、上部アセンブリ供給ポート５４から、末端閉止板６２の内側表面に直接供給される。流れ輸送邪魔板６６によって、外側ノズルシェルの周りの冷却剤流れの経路が制御され、実質的に均一な熱抽出が確保され、冷却剤が筋状に流れ、局在化したホットスポットを作ることが防止される。末端閉止部６２には、反応材料を注入バーナーアセンブリ２０の中に供給するための出口オリフィス又は放出開口を規定するノズルリップ７０が含まれている。
【００２７】
図３〜４を参照して説明するに、冷却ジャケットの平面状端部６２には、燃焼室１６に対面して配置されている環状表面７２が含まれている。環状表面７２から突き出て、遮熱材７６をバーナーノズルインゼクターアセンブリ３０に固定するためのねじ込み保持手段７４が存在している。ねじ込み保持手段７４には、環状表面７２に一体化されていてよい、即ち、環状表面７２を構成する固体金属片から機械加工されているねじ込み突起が含まれている。また、保持手段７４は、環状表面７２に固定された別個の部材であってよく、この場合、突起７４は、溶接する、ねじ止めする、ろう付する等のような、当業者に公知の方法を使用して、環状表面７２に固定することができる。環状表面７２から伸びたねじ込み突起７４は、リングのような連続部材又は複数個の間隔をあけて離れた個別の部材、好ましくは少なくとも１個の弧状表面を含むのもであってよく、円筒形又は三日月形状であってよい。
【００２８】
典型的には、冷却ジャケットの環状表面７２は、コバルトベースの金属合金材料から構成されている。この材料に伴う問題点は、高硫黄石炭を使用したとき、これが密閉された燃焼室内で反応して硫黄含有化合物を生成することである。反応室１６内で、これらの硫黄化合物は、コバルトベースの金属合金材料と反応して、腐食を起こす傾向がある。自己消費性腐食は、最終的に、バーナーアセンブリ２０の破損になることに繋がる。コバルトは環状表面７２のための好ましい構成材料であるが、モリブデン又はタンタルのような、他の高温度融点合金を使用することもできる。
【００２９】
ねじ込み突起７４は、内側表面７８及び外側表面８０を含む。本明細書で使用される、用語「内側」及び「外側」は、バーナーアセンブリの軸開口３３に対する位置の説明であり、ここで、「内側」表面は開口３３により近く配置されており、「外側」表面は相対的に開口３３から遠くに配置されている。図３Ｂ及び３Ｃを参照して説明するに、ねじ込み突起７４は、内側表面７８及び／又は外側表面８０の少なくとも一方に一組のねじ８２を含む。
【００３０】
本発明の遮熱材７６は、第一表面８４及び反対側の第二表面８６を含む。第一表面８４は、冷却ジャケット６０の環状表面７２に隣接して、望ましくはこれと接触して配置されるように適合されており、第二表面８６は、燃焼室１６の方に配置されている。遮熱材７６は、第一表面８４内に形成された環状溝８８を有する。溝８８は、それぞれ内側壁９０及び外側壁９２を、実質的に平行に対峙させることによって規定される。図３Ｂ及び３Ｃから明らかなように、溝８８は、ねじ込み突起７４と合致するように配置されており、実質的に、突起７４の高さＨに対応する深さを有する。望ましくは、溝８８の深さは、冷却ジャケットの環状表面７４が遮熱材の第一表面８４と接触することを確実にするために、突起の高さＨよりも僅かに大きい。これによって、遮熱材７６から、冷却流体ジャケット６０内を循環する冷却水への熱移動が容易になる。溝８８の壁９０又は９２の少なくとも一方には、突起上のねじ８２と協同的に噛み合うように適合されたねじ９４が含まれており、それによって遮熱材７６を環状表面７２の近くに固定し、保持する。
【００３１】
望ましくはねじ込み突起７４は、弧状外側表面を含む。好ましくはねじ込み突起７４は円形形状である。この突起はリングのような単一片部材であるか又はそれぞれ弧状外側表面を有する複数個の突起からなっていてよい。突起（群）上のねじ８２は、内側表面７８上に配置されていてよいが、外側表面８０が好ましい。図４に示すように、複数個のねじ込み突起７４を使用するとき、これらは、突起のねじ８２が環状溝８８のねじ９４と噛み合うように、円形パターンで配置されているのが好ましい。
【００３２】
遮熱材７６は窒化ケイ素、炭化ケイ素、ジルコニア、モリブデン、タングステン又はタンタルのような高温度融点材料から形成される。代表的な市販材料には、コロラド州ゴールデン（Ｇｏｌｄｅｎ）のクアーズ社（Ｃｏｏｒｓ Ｃｏｒｐ．）の、ジルコニアＴＺＰ及びジルコニアＺＤＹ製品が含まれる。特徴的に、これらの高温度材料は、約１４００℃以下の温度に耐え、高い熱伝導係数を含み、そして高温度の高度に還元／硫化環境中で実質的に不活性のままである。
【００３３】
図５を参照して説明するに、本発明の他の態様の断面図を示す。この態様は、環状表面７２に環状溝１００を含み、遮熱材７６に、遮熱材７６をバーナーノズルインゼクターアセンブリ３０に固定するためのねじ込み突起１０２が含まれている以外は、前記説明したものと同様である。ねじ込み突起１０２は、遮熱材７６をバーナーノズルインゼクターアセンブリ３０に固定するために、第一表面８４から環状表面７２の方に伸びている。ねじ込み突起１０２は、リングのような連続部材であるか又は好ましくは、環状溝１００に対応し、これと合致するようなパターンで配列された複数個の間隔をあけて離れた個別の部材からなっていてよい。それぞれの部材は、典型的に、少なくとも１個の弧状表面を有する。
【００３４】
溝１００は、対峙し、実質的に平行である、内側壁１０４及び外側壁１０６によって規定される。壁１０４又は１０６の少なくとも一方は、ねじ１０８を含む。
【００３５】
ねじ込み突起１０２は、内側表面１１０及び外側表面１１２を含む。ねじ込み突起７４は、内側表面１１０及び／又は外側表面１１２の少なくとも一方に、一組のねじ１１４を含む。
【００３６】
遮熱材７６を環状表面７２に固定するために、ねじ１０８は、突起１０２上のねじ１１４に対応し、これと噛み合うように適合されている。
【００３７】
図６を参照して説明するに、本発明の他の態様の断面図を示す。この態様に於いて、冷却ジャケットの環状表面７２は、環状溝１２０を含む。環状溝１２０は、対峙し、実質的に平行である、内側壁１２２及び外側壁１２４の第一対によって規定される。壁１２２及び／又は１２４の少なくとも一方は、ねじ１２６を含む。
【００３８】
遮熱材７６は、環状表面７２に隣接して、望ましくはこれと接触して配置されるように適合された第一表面１２８を有する。遮熱材７６は、第一表面１２８に形成された環状溝１３０を有する。溝１３０は、対峙し、実質的に平行である、内側壁１３２及び外側壁１３４の第二対によって規定される。壁１３２及び／又は１３４の少なくとも一方は、ねじ１３６を含む。溝１２０及び１３０は、それぞれ、環状表面７２及び遮熱材７６内に、ねじ込み保持手段１３８が２個の溝１２０及び１３０に連結されたとき、実質的に合致するような方式で配置されている。
【００３９】
ねじ込み保持手段１３８は、好ましくは、２個の溝１２０及び１３０のねじが、ねじ込み保持手段１３８と噛み合ったとき、遮熱材７６の第一表面１２８が、冷却ジャケットの環状表面７２に隣接して存在し、好ましくは、これと接触状態であるように、溝１２０及び１３０の組み合わせた深さよりも小さい厚さＴを有するリングである。保持リング１３８の幅Ｗは、溝１２０及び１３０の幅より小さくてよく、好ましくは、溝１２０及び１３０の幅より小さい。この方式で成形された保持リング１３８は、それぞれ、溝１２０及び１３０のねじ１２６及び１３６と一層自由に噛み合うことができる。
【００４０】
ねじ込み保持リング１３８は、それぞれ、溝１２０及び１３０のねじ１２６及び１３６と協同的に噛み合う、嵌合ねじ１４０を含む。ねじ１４０は、保持リング１４０の内側表面１４２、外側表面１４４又は表面１４２及び１４４の両方に配置することができる。好ましくは、ねじ１４０は、保持リング１３８の外側表面１４４に配置されている。それは、これによって、嵌め合い表面全ての製造が容易になるからである。
【００４１】
ねじ込み保持リング１３８は、望ましくは、環状表面７２材料及び遮熱材７６と適合性である材料から作られる。好ましくは、ねじ込み保持リング１３８は、金属及び合金用統一番号付けシステム（Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｎｕｍｂｅｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｅｔａｌｓ ａｎｄ Ａｌｌｏｙｓ）によって定義されるようなＲ３０１８８金属のような極めて高い耐熱性材料から作られる。この材料は、クロム及びタングステンと共に合金にされたコバルトベースの金属である。モリブデン又はタンタルのような他の高温度融点合金を使用することもできる。
【００４２】
本発明を詳細に説明したことによって、当業者は、本明細書に開示され、記載された本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、本発明の種々の面に対して修正を行うことができることを認めるであろう。従って、本発明の範囲は、例示され、説明された特別の態様に限定されることは意図されず、本発明の範囲は付属する特許請求の範囲及びそれらの均等物によって決定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は合成ガス発生燃焼室及びバーナーの部分断面図である。
【図２】
図２はバーナーノズル面での燃焼室ガス動力学の詳細である。
【図３】
図３は本発明の遮熱材の一態様を取り付けた、図１のバーナーノズルの断面図である。
【図３Ａ】
図３Ａは軸３Ａに沿った、図３の断面図の拡大分解組立図である。
【図３Ｂ】
図３Ｂは遮熱材連結溝の内側表面上に配置されたねじを示す、図３Ａの遮熱材の態様の拡大分解組立図である。
【図３Ｃ】
図３Ｃは遮熱材連結溝の外側表面上に配置されたねじを示す、図３Ａの遮熱材の他の態様の拡大分解組立図である。
【図４】
図４は本発明の他の態様の平面図であり、図３の線４−４に沿った環状冷却表面が遮熱材中の対応するねじ込み溝と噛み合うための、表面から突出した複数個のねじ込み突起を示している。
【図５】
図５は本発明の他の態様を示す断面図であり、遮熱材には、環状冷却表面内の対応するねじ込み環状溝と噛み合うための、表面から延びたねじ込み突起が含まれている。
【図６】
図６は本発明の他の態様の断面図であり、遮熱材及び環状冷却表面の両方が溝を有し、ねじ込み保持リングが両方の溝に噛み合うように適合されている。

Claims (22)

1. 合成ガス発生室内で合成ガスを製造するための、高融点材料から作られた環状遮熱材によって熱ガス腐食から保護されている冷却水ジャケット面を有する、バーナーノズルアセンブリであって、環状遮熱材の一方の表面又は冷却水ジャケット面から伸びる、他方の表面の整列された溝内の嵌合ねじと対応して噛み合って環状遮熱材を冷却水ジャケット面に固定するねじ込み保持手段によって特徴づけられるバーナーノズルアセンブリ。
2. 合成ガス発生室内での炭素質燃料の部分酸化により合成ガスを製造するための、炭素質燃料及び酸素含有流を合成ガス発生室内へ流入させるバーナー出口を含む、バーナーノズルアセンブリであって、
   バーナー出口を同心的に取り囲み且つこれに隣接し、そして合成ガス発生室に対面する環状表面を有する冷却室、
   環状表面に隣接する内側表面及び合成ガス発生室の方に位置する外側表面を有する遮熱材並びに
   遮熱材を環状表面に隣接して固定するねじ込み保持手段
   によって特徴づけられるバーナーノズルアセンブリ。
3. 保持手段が、環状表面又は内側表面の少なくとも一方から伸びているねじ込み突起及び他方の表面上の環状溝を含んでなり、そして環状溝が対峙しかつ実質的に平行である壁を有し、ねじ込み突起及び環状溝が互いに協同的に整列されており、壁の少なくとも一方に、対応する嵌合ねじが含まれる請求項２に記載のバーナーノズル。
4. ねじ込み突起が内側表面及び外側表面を有するリングであり、そしてねじが外側表面上に存在する請求項３に記載のバーナーノズル。
5. ねじ込み突起が内側表面及び外側表面を有するリングであり、そしてねじが内側表面上に存在する請求項３に記載のバーナーノズル。
6. 保持手段が、複数個の、環状表面又は内側表面の少なくとも一方から伸びるねじ込み突起及び他方の表面上の環状溝を含んでなり、環状溝が対峙し実質的に平行である壁を有し、複数個のねじ込み突起及び環状溝が互いに協同的に整列されており、そして壁の少なくとも一方に、対応する嵌合ねじが含まれる請求項２に記載のバーナーノズル。
7. 複数個のねじ込み弧状突起が円形形状に均等に配置されている請求項６に記載のバーナーノズル。
8. ねじ込み突起が環状表面上に配置され、そして環状溝が内側表面内に存在する請求項３に記載のバーナーノズル。
9. ねじ込み突起が内側表面上に配置され、そして環状溝が環状表面内に存在する請求項３に記載のバーナーノズル。
10. 保持手段が、
    対峙し実質的に平行である第一対の壁（但し第一対の壁の少なくとも一方は、嵌合ねじを含む）を有する環状表面内の第一環状溝、
    対峙し実質的に平行である第二対の壁（但し第二対の壁の少なくとも一方は、嵌合ねじを含む）を有する、内側表面内の第二環状溝並びに
    第一環状溝及び第二環状溝の壁内のねじと噛み合うように適合されたねじ込み嵌合手段
    を含んでなる請求項２に記載のバーナーノズル。
11. ねじ込み嵌合手段が、内側表面及び外側表面を有するリングであり、そしてねじが外側表面上に存在する請求項１０に記載のバーナーノズル。
12. ねじ込み嵌合手段が、内側表面及び外側表面を有するリングであり、そしてねじが内側表面上に存在する請求項１０に記載のバーナーノズル。
13. ねじ込み嵌合手段が、内側表面及び外側表面を有するリングであり、そしてねじが内側表面及び外側表面の両方の上に存在する請求項１０に記載のバーナーノズル。
14. 遮熱材が、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ジルコニア系セラミック、モリブデン、タングステン及びタンタルからなる群から選択された、高い熱伝導度係数を有する材料を含む請求項２に記載のバーナーノズル。
15. 合成ガス発生室内での炭素質燃料の部分酸化により合成ガスを製造するための、炭素質燃料及び酸素含有流を合成ガス発生室内へ流入させるバーナー出口を含む、バーナーノズルアセンブリであって、
    バーナー出口を同心的に取り囲み且つこれに隣接し、そして合成ガス発生室に対面する環状表面を有する冷却室（但し環状表面はねじ込み環状突起を含む）並びに
    環状表面に隣接する内側表面及び合成ガス発生室の方に位置する外側表面を有する遮熱材（但し遮熱材は対峙し実質的に平行である壁を有する環状溝を有し、その壁の少なくとも一方は対応する嵌合ねじを含み、ねじ込み環状突起及び環状溝は、互いに協同的に整列されており、それによって遮熱材を環状表面に固定することができる）
    によって特徴づけられるバーナーノズルアセンブリ。
16. ねじ込み環状突起が内側表面及び外側表面を有するリングであり、そしてねじが外側表面上に存在する請求項１５に記載のバーナーノズル。
17. ねじ込み環状突起が内側表面及び外側表面を有するリングであり、そしてねじが内側表面上に存在する請求項１５に記載のバーナーノズル。
18. ねじ込み環状突起が円形形状に均等に配置されている複数個のねじ込み弧状突起からなる請求項１５に記載のバーナーノズル。
19. 合成ガス発生室内での炭素質燃料の部分酸化により合成ガスを製造するための、炭素質燃料及び酸素含有流を合成ガス発生室内へ流入させるバーナー出口を含む、バーナーノズルアセンブリに於いて、
    バーナー出口を同心的に取り囲み且つこれに隣接し、そして合成ガス発生室に対面する環状表面を有する冷却室（但し環状表面は環状表面から突き出たねじ込みリングを含む）並びに
    環状表面に隣接する内側表面及び合成ガス発生室の方に位置する外側表面を有する遮熱材（但し遮熱材は、対峙し実質的に平行である壁を有する環状溝を有し、その壁の少なくとも一方は対応する嵌合ねじを含み、ねじ込みリング及び環状溝は互いに協同的に整列されており、それによって遮熱材を環状表面に固定することができる）
    を含んでなる改良されたバーナーノズルアセンブリ。
20. リングが内側表面及び外側表面を有し、そしてそのねじが外側表面上に存在する請求項１９に記載のバーナーノズル。
21. リングが内側表面及び外側表面を有し、そしてそのねじが内側表面上に存在する請求項１９に記載のバーナーノズル。
22. リングが円形形状に均等に配置されている複数個の弧状突起からなる請求項１９に記載のバーナーノズル。

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