JP4666814B2 - 燃焼用空気での酸素富化装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属溶解炉等で燃料を酸素富化状態で燃焼させるために燃焼用空気に酸素を添加する酸素富化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、金属溶解装置等では、溶解効率を向上させるために、酸素富化空気を燃焼用空気として使用し、高温を得るようにしている。そして従来、酸素富化空気を得るために、窒素吸着剤を用いて大気中の窒素分を減少させたものを燃焼用空気として使用したり、燃焼用空気として流れている大気に酸素を添加したりしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、窒素成分を吸着して酸素・窒素の比率を変えるものでは、吸着剤の状態や環境温度等で、吸着能力にバラツキが生じることになるため、安定した燃焼状態を得ることが難しいうえ、吸着剤の再生あるいは取り替えを頻繁に行わなければならないという問題がある。
【０００４】
また、燃焼用空気として取り入れた大気に酸素を添加する場合、従来では、燃焼用空気路に酸素噴出ノズルを臨ませ、流れている燃焼用空気に酸素ノズルから酸素ガスを吹き込んで燃焼用空気での酸素比率を高めるようにしているが、単純に酸素ガスを添加しただけでは、数％の酸素を添加する場合でも均一混合させることが難しく、均一混合のために長い配管が必要になるという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような点に着目して、添加した酸素ガスと燃焼用空気とを短い距離で均一に混合できる酸素富化装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために本発明は、燃焼バーナに燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給路に酸素噴出用パイプを燃焼用空気の流線と直交する状態に突入させ、この酸素噴出用パイプを酸素供給源に連通接続し、燃焼用空気の流れ方向上流側に位置する酸素噴出用パイプの周面に複数の酸素噴出孔を酸素噴出用パイプの軸芯に沿う方向で配置し、燃焼用空気供給路での流れ中心から周縁方向に外れるにしたがって隣合う酸素噴出孔同士の間隔を大きくしたことを特徴としている。
【０００７】
【発明の作用】
本発明では、燃焼用空気供給路内を流れる燃焼用空気の流れ方向(流線)と直交する状態で酸素噴出用パイプを燃焼用空気供給路内に突入させ、燃焼用空気の流れ方向上流側に位置する酸素噴出用パイプの周面に複数の酸素噴出孔を酸素噴出用パイプの軸心に沿う状態に配置してあるので、酸素噴出用パイプからの酸素は酸素噴出用パイプの表面に沿って流れる空気流が剥離することによる乱流形成により、空気と短時間のうちに混合することになる。
【０００８】
この結果、金属溶解炉等の燃焼装置の近傍に設置することができ、酸素富化燃焼を省スペースで行えるようになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図は本発明の一実施形態を示し、図１は要部の概略図である。
この酸素富化装置は、金属溶解炉等の燃焼装置に配置した燃焼バーナ(図示略)ヘの燃焼用空気供給路(１)に酸素噴出用パイプ(２)を組付けて構成してある。
【００１０】
酸素噴出用パイプ(２)は、図２に示すように、一端部に酸素供給路(３)との接続フランジ(４)を固定するとともに、この接続フランジ(４)を固定している側端部寄りに燃焼用空気供給路(１)ヘの固定フランジ(５)を固定してあり、他端部は閉塞して構成してある。
【００１１】
そして、燃焼用空気供給路(１)内に突入している酸素噴出用パイプ(２)の周面での、燃焼用空気流の上流側に対応する周面に、複数の酸素噴出孔(６)が酸素噴出用パイプ(２)の軸心に沿う状態で２列に整列させて形成してある。各列の酸素噴出孔(６)は、図３に示すように、燃焼用空気供給路(１)内を流れる燃焼用空気の流れ方向に対して、酸素噴出用パイプ(２)の中心軸での開き角度(θ)がそれぞれ４５度となる位置に開口されている。なお、開き角度が０度の位置は淀み点となる。
【００１２】
また、各列での酸素噴出孔(６)は、燃焼用空気の流れ中心から酸素噴出用パイプ(２)の軸芯に沿う方向で外側に行くほど隣合う酸素噴出孔(６)同士の間隔が広くなるように形成してある。
【００１３】
図中符号(７)は酸素供給路(３)に配置した酸素の流量調整弁、(８)は空気分離装置や酸素貯蔵容器等の酸素源である。
【００１４】
このように構成した酸素富化装置では、燃焼用空気供給路(１)内を流れる燃焼用空気に酸素噴出用パイプ(２)から酸素を添加するが、このとき酸素噴出孔(６)は燃焼用空気の流れ方向上流側に位置する酸素噴出パイプ(２)の周面に開口してあることから、燃焼用空気の流れに逆行する状態に酸素が添加され、酸素噴出用パイプの表面に沿って流れる燃焼用空気の剥離に伴う後流での乱流形成によって、燃焼用空気と添加された酸素ガスとが混合することになるから、例えば酸素噴出用パイプ(２)の設置位置から１ｍ程度の範囲で均一に混合できることになる。
【００１５】
また、この構成の酸素富化装置では、燃焼用空気の流れ中心から酸素噴出用パイプ(２)の軸芯に沿う方向で外側に行くほど隣合う酸素噴出孔(６)同士の間隔が広くなるように形成してあることから、各酸素噴出孔(６)でまかなう燃焼用空気供給路(１)の流路断面積、すなわち燃焼用空気の流量を均等化することができ、均一混合しやすくすることができる。
【００１６】
上述の実施形態では、酸素噴出孔(６)を酸素噴出用パイプ(２)の中心軸での燃焼用空気の流れ方向に対する開き角度(θ)がそれぞれ４５度となる位置に開口しているが、この酸素噴出孔(６)は酸素噴出用パイプ(２)の中心軸での燃焼用空気の流れ方向に対する開き角度(θ)が３０〜６０度の範囲に開口すればよい。これは平行流中に円柱が直交する状態に配置されている場合、流れ方向に対する円柱中心軸部分での開き角度(θ)が７０度近辺で圧力が最も低くなること、流れ方向に対する円柱中心軸部分での開き角度が３０度よりも狭いと平行流の動圧の影響を受けやすいためである。
【００１７】
【発明の効果】
本発明では、燃焼用空気供給路内を流れる燃焼用空気の流れ方向(流線)と直交する状態で酸素噴出用パイプを燃焼用空気供給路内に突入させ、燃焼用空気の流れ方向上流側に位置する酸素噴出用パイプの周面に複数の酸素噴出孔を酸素噴出用パイプの軸心に沿う状態に配置してあるので、酸素噴出用パイプから添加された酸素は酸素噴出用パイプの表面に沿って流れる空気流が剥離することによる乱流形成により、空気と短時間のうちに混合することになる。この結果、金属溶解炉等の燃焼装置の近傍に設置することができ、酸素富化燃焼を省スペースで行えるようになる。
また、燃焼用空気の流れ中心から酸素噴出用パイプの軸芯に沿う方向で外側に行くほど隣合う酸素噴出孔同士の間隔が広くなるように形成してあることから、各酸素噴出孔でまかなう燃焼用空気供給路の流路断面積、すなわち燃焼用空気の流量を均等化することができ、均一混合しやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す要部の概略図である。
【図２】酸素噴出用パイプの取出し斜視図である。
【図３】図１のIII−III線断面図である。
【符号の説明】
１…燃焼用空気供給路、２…酸素噴出用パイプ、６…酸素噴出孔、θ…開き角度。
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属溶解炉等で燃料を酸素富化状態で燃焼させるために燃焼用空気に酸素を添加する酸素富化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、金属溶解装置等では、溶解効率を向上させるために、酸素富化空気を燃焼用空気として使用し、高温を得るようにしている。そして従来、酸素富化空気を得るために、窒素吸着剤を用いて大気中の窒素分を減少させたものを燃焼用空気として使用したり、燃焼用空気として流れている大気に酸素を添加したりしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、窒素成分を吸着して酸素・窒素の比率を変えるものでは、吸着剤の状態や環境温度等で、吸着能力にバラツキが生じることになるため、安定した燃焼状態を得ることが難しいうえ、吸着剤の再生あるいは取り替えを頻繁に行わなければならないという問題がある。
【０００４】
また、燃焼用空気として取り入れた大気に酸素を添加する場合、従来では、燃焼用空気路に酸素噴出ノズルを臨ませ、流れている燃焼用空気に酸素ノズルから酸素ガスを吹き込んで燃焼用空気での酸素比率を高めるようにしているが、単純に酸素ガスを添加しただけでは、数％の酸素を添加する場合でも均一混合させることが難しく、均一混合のために長い配管が必要になるという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような点に着目して、添加した酸素ガスと燃焼用空気とを短い距離で均一に混合できる酸素富化装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために本発明は、燃焼バーナに燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給路に酸素噴出用パイプを燃焼用空気の流線と直交する状態に突入させ、この酸素噴出用パイプを酸素供給源に連通接続し、燃焼用空気の流れ方向上流側に位置する酸素噴出用パイプの周面に複数の酸素噴出孔を酸素噴出用パイプの軸芯に沿う方向で配置し、燃焼用空気供給路での流れ中心から周縁方向に外れるにしたがって隣合う酸素噴出孔同士の間隔を大きくしたことを特徴としている。
【０００７】
【発明の作用】
本発明では、燃焼用空気供給路内を流れる燃焼用空気の流れ方向(流線)と直交する状態で酸素噴出用パイプを燃焼用空気供給路内に突入させ、燃焼用空気の流れ方向上流側に位置する酸素噴出用パイプの周面に複数の酸素噴出孔を酸素噴出用パイプの軸心に沿う状態に配置してあるので、酸素噴出用パイプからの酸素は酸素噴出用パイプの表面に沿って流れる空気流が剥離することによる乱流形成により、空気と短時間のうちに混合することになる。
【０００８】
この結果、金属溶解炉等の燃焼装置の近傍に設置することができ、酸素富化燃焼を省スペースで行えるようになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図は本発明の一実施形態を示し、図１は要部の概略図である。
この酸素富化装置は、金属溶解炉等の燃焼装置に配置した燃焼バーナ(図示略)ヘの燃焼用空気供給路(１)に酸素噴出用パイプ(２)を組付けて構成してある。
【００１０】
酸素噴出用パイプ(２)は、図２に示すように、一端部に酸素供給路(３)との接続フランジ(４)を固定するとともに、この接続フランジ(４)を固定している側端部寄りに燃焼用空気供給路(１)ヘの固定フランジ(５)を固定してあり、他端部は閉塞して構成してある。
【００１１】
そして、燃焼用空気供給路(１)内に突入している酸素噴出用パイプ(２)の周面での、燃焼用空気流の上流側に対応する周面に、複数の酸素噴出孔(６)が酸素噴出用パイプ(２)の軸心に沿う状態で２列に整列させて形成してある。各列の酸素噴出孔(６)は、図３に示すように、燃焼用空気供給路(１)内を流れる燃焼用空気の流れ方向に対して、酸素噴出用パイプ(２)の中心軸での開き角度(θ)がそれぞれ４５度となる位置に開口されている。なお、開き角度が０度の位置は淀み点となる。
【００１２】
また、各列での酸素噴出孔(６)は、燃焼用空気の流れ中心から酸素噴出用パイプ(２)の軸芯に沿う方向で外側に行くほど隣合う酸素噴出孔(６)同士の間隔が広くなるように形成してある。
【００１３】
図中符号(７)は酸素供給路(３)に配置した酸素の流量調整弁、(８)は空気分離装置や酸素貯蔵容器等の酸素源である。
【００１４】
このように構成した酸素富化装置では、燃焼用空気供給路(１)内を流れる燃焼用空気に酸素噴出用パイプ(２)から酸素を添加するが、このとき酸素噴出孔(６)は燃焼用空気の流れ方向上流側に位置する酸素噴出パイプ(２)の周面に開口してあることから、燃焼用空気の流れに逆行する状態に酸素が添加され、酸素噴出用パイプの表面に沿って流れる燃焼用空気の剥離に伴う後流での乱流形成によって、燃焼用空気と添加された酸素ガスとが混合することになるから、例えば酸素噴出用パイプ(２)の設置位置から１ｍ程度の範囲で均一に混合できることになる。
【００１５】
また、この構成の酸素富化装置では、燃焼用空気の流れ中心から酸素噴出用パイプ(２)の軸芯に沿う方向で外側に行くほど隣合う酸素噴出孔(６)同士の間隔が広くなるように形成してあることから、各酸素噴出孔(６)でまかなう燃焼用空気供給路(１)の流路断面積、すなわち燃焼用空気の流量を均等化することができ、均一混合しやすくすることができる。
【００１６】
上述の実施形態では、酸素噴出孔(６)を酸素噴出用パイプ(２)の中心軸での燃焼用空気の流れ方向に対する開き角度(θ)がそれぞれ４５度となる位置に開口しているが、この酸素噴出孔(６)は酸素噴出用パイプ(２)の中心軸での燃焼用空気の流れ方向に対する開き角度(θ)が３０〜６０度の範囲に開口すればよい。これは平行流中に円柱が直交する状態に配置されている場合、流れ方向に対する円柱中心軸部分での開き角度(θ)が７０度近辺で圧力が最も低くなること、流れ方向に対する円柱中心軸部分での開き角度が３０度よりも狭いと平行流の動圧の影響を受けやすいためである。
【００１７】
【発明の効果】
本発明では、燃焼用空気供給路内を流れる燃焼用空気の流れ方向(流線)と直交する状態で酸素噴出用パイプを燃焼用空気供給路内に突入させ、燃焼用空気の流れ方向上流側に位置する酸素噴出用パイプの周面に複数の酸素噴出孔を酸素噴出用パイプの軸心に沿う状態に配置してあるので、酸素噴出用パイプから添加された酸素は酸素噴出用パイプの表面に沿って流れる空気流が剥離することによる乱流形成により、空気と短時間のうちに混合することになる。この結果、金属溶解炉等の燃焼装置の近傍に設置することができ、酸素富化燃焼を省スペースで行えるようになる。
また、燃焼用空気の流れ中心から酸素噴出用パイプの軸芯に沿う方向で外側に行くほど隣合う酸素噴出孔同士の間隔が広くなるように形成してあることから、各酸素噴出孔でまかなう燃焼用空気供給路の流路断面積、すなわち燃焼用空気の流量を均等化することができ、均一混合しやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す要部の概略図である。
【図２】酸素噴出用パイプの取出し斜視図である。
【図３】図１のIII−III線断面図である。
【符号の説明】
１…燃焼用空気供給路、２…酸素噴出用パイプ、６…酸素噴出孔、θ…開き角度。
Claims (3)
- 燃焼バーナに燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給路(１)に酸素噴出用パイプ(２)を燃焼用空気の流線と直交する状態に突入させ、この酸素噴出用パイプ(２)を酸素供給源に連通接続し、燃焼用空気の流れ方向上流側に位置する酸素噴出用パイプ(２)の周面に複数の酸素噴出孔(６)を酸素噴出用パイプ(２)の軸芯に沿う方向で配置し、燃焼用空気供給路(１)での流れ中心から周縁方向に外れるにしたがって隣合う酸素噴出孔(６)同士の間隔を大きくしてある燃焼用空気での酸素富化装置。
- 酸素噴出用パイプ(２)の中心軸を通る燃焼用空気の流れ方向に対して酸素噴出用パイプ(２)の中心軸での開き角度(θ)が３０〜６０度の範囲に酸素噴出孔(６)を開口させた請求項１に記載の燃焼用空気での酸素富化装置。
- 燃焼用空気の流れ方向上流側に位置する酸素噴出用パイプ(２)の周面に複数の酸素噴出孔(６)を酸素噴出用パイプ(２)の軸芯に沿う方向で複数列に配置した請求項１または２に記載の燃焼用空気での酸素富化装置。
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|---|---|---|---|
| JP2001168917A JP4666814B2 (ja) | 2001-06-05 | 2001-06-05 | 燃焼用空気での酸素富化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001168917A JP4666814B2 (ja) | 2001-06-05 | 2001-06-05 | 燃焼用空気での酸素富化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001168917A Expired - Fee Related JP4666814B2 (ja) | 2001-06-05 | 2001-06-05 | 燃焼用空気での酸素富化装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| CA2779818C (en) * | 2009-11-09 | 2015-02-10 | Ihi Corporation | Oxygen mixer for oxygen combustion boiler |
| CN104110694A (zh) * | 2014-07-10 | 2014-10-22 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种烟气输送装置及将富氧气体注入烟道的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5191060A (ja) * | 1975-02-07 | 1976-08-10 | ||
| JPS5826925U (ja) * | 1981-08-14 | 1983-02-21 | 三菱重工業株式会社 | ガスミキサ− |
| JP2001058877A (ja) * | 1999-08-24 | 2001-03-06 | Osaka Prefecture | セラミック材料の焼成方法 |
-
2001
- 2001-06-05 JP JP2001168917A patent/JP4666814B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5191060A (ja) * | 1975-02-07 | 1976-08-10 | ||
| JPS5826925U (ja) * | 1981-08-14 | 1983-02-21 | 三菱重工業株式会社 | ガスミキサ− |
| JP2001058877A (ja) * | 1999-08-24 | 2001-03-06 | Osaka Prefecture | セラミック材料の焼成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002364833A (ja) | 2002-12-18 |
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Legal Events
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