JPH01167508A - 液体燃料インジェクションランス用のノズル - Google Patents
液体燃料インジェクションランス用のノズルInfo
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- JPH01167508A JPH01167508A JP32454987A JP32454987A JPH01167508A JP H01167508 A JPH01167508 A JP H01167508A JP 32454987 A JP32454987 A JP 32454987A JP 32454987 A JP32454987 A JP 32454987A JP H01167508 A JPH01167508 A JP H01167508A
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Landscapes
- Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、鉄鋼あるいは非鉄金属の製錬炉内に液体燃料
と支燃ガスとを噴出してその燃焼エネルギーを投入する
液体燃料インジェクションランス用のノズルに関する。
と支燃ガスとを噴出してその燃焼エネルギーを投入する
液体燃料インジェクションランス用のノズルに関する。
鉄鋼あるいは非鉄金属の製錬を行う製錬炉、特に合金鉄
の還元用電気炉では、一部脱電力を目的として、製錬炉
内の高温の粒状鉱石中に重油等の液体燃料と酸素ガスあ
るいは酸素富化空気等の支燃ガスとを吹き込んで、液体
燃料の燃焼エネルギーにより鉱石の加熱、溶解、還元の
効率を向上させている。
の還元用電気炉では、一部脱電力を目的として、製錬炉
内の高温の粒状鉱石中に重油等の液体燃料と酸素ガスあ
るいは酸素富化空気等の支燃ガスとを吹き込んで、液体
燃料の燃焼エネルギーにより鉱石の加熱、溶解、還元の
効率を向上させている。
上記液体燃料と支燃ガスを吹き込むために用いられてい
る従来のインジェクションランス用のノズルは、ノズル
中心部にノズル軸方向の燃料噴出口が設けられるととも
に、該燃料噴出口の周囲にガス噴出口が設けられていた
。
る従来のインジェクションランス用のノズルは、ノズル
中心部にノズル軸方向の燃料噴出口が設けられるととも
に、該燃料噴出口の周囲にガス噴出口が設けられていた
。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、上述のものでは、燃料噴出口がノズルの
中心部に１か所のみであるため、液体燃料、即ちインジ
ェクションランス先端のノズルから放射される火炎が１
か所に集中して炉内の鉱石を局部的に加熱溶解すること
があり、燃焼排ガスが分子ｌＬｌ！ずに鉱石表面に至る
煙道を生じて火炎が鉱石表面から吹き抜けたりすること
が多く、エネルギー効率が悪かった。
中心部に１か所のみであるため、液体燃料、即ちインジ
ェクションランス先端のノズルから放射される火炎が１
か所に集中して炉内の鉱石を局部的に加熱溶解すること
があり、燃焼排ガスが分子ｌＬｌ！ずに鉱石表面に至る
煙道を生じて火炎が鉱石表面から吹き抜けたりすること
が多く、エネルギー効率が悪かった。
そこで本発明は、液体燃料の燃焼エネルギーを効率よく
利用することのできる液体燃料インジェクションランス
用のノズルを提供することを目的としている。
利用することのできる液体燃料インジェクションランス
用のノズルを提供することを目的としている。
上記した目的を達成するために、本発明は、製錬炉内に
液体燃料と支燃ガスとを噴出して燃焼させる液体燃料イ
ンジェクションランス用のノズルにおいて、前記液体燃
料を噴出する燃料噴出口を、ノズル中心軸上に１口、ノ
ズル中心軸を中心とした少なくとも１個の円周上に、ノ
ズル中心軸に対して外方に１０乃至４５度の角度で少な
くとも３口設けるとともに、前記支燃ガスを噴出するガ
ス噴出口を、前記ノズル中心軸を中心とした円周上に、
ノズル中心軸に対して外方に−２０乃至２０度の角度で
少なくとも３口、さらにこの円周より外周側の同心円上
に、内周側のガス噴出口に対して外方に１０乃至４５度
の角度で少なくとも３口設けたことを特徴とする。
液体燃料と支燃ガスとを噴出して燃焼させる液体燃料イ
ンジェクションランス用のノズルにおいて、前記液体燃
料を噴出する燃料噴出口を、ノズル中心軸上に１口、ノ
ズル中心軸を中心とした少なくとも１個の円周上に、ノ
ズル中心軸に対して外方に１０乃至４５度の角度で少な
くとも３口設けるとともに、前記支燃ガスを噴出するガ
ス噴出口を、前記ノズル中心軸を中心とした円周上に、
ノズル中心軸に対して外方に−２０乃至２０度の角度で
少なくとも３口、さらにこの円周より外周側の同心円上
に、内周側のガス噴出口に対して外方に１０乃至４５度
の角度で少なくとも３口設けたことを特徴とする。
（作 用）
従って、ノズルから噴出される液体燃料と支燃ガスが適
度に分散し、火炎が集中することなく適度に分散するの
で、液体燃料の燃焼エネルギーを効率よく利用できる。
度に分散し、火炎が集中することなく適度に分散するの
で、液体燃料の燃焼エネルギーを効率よく利用できる。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
液体燃料インジェクションランスの先端に設けられるノ
ズル１は、略椀状に形成されており、内外周部が隔壁２
により仕切られて中心部が重油等の液体燃料流路３とさ
れ、外周部が酸素または酸素富化空気等の支燃ガス流路
４とされている。
ズル１は、略椀状に形成されており、内外周部が隔壁２
により仕切られて中心部が重油等の液体燃料流路３とさ
れ、外周部が酸素または酸素富化空気等の支燃ガス流路
４とされている。
上記液体燃料流路３の先端部には、液体燃料インジェク
ションランスの基部側から供給される液体燃料を噴出す
る複数の燃料噴出口５が穿設されている。
ションランスの基部側から供給される液体燃料を噴出す
る複数の燃料噴出口５が穿設されている。
この燃料噴出口５の内、１０の燃料噴出口５ａは、ノズ
ル１の中心に、液体燃料の噴出方向αをノズル中心軸Ｃ
Ｌと同軸として設けられており、池の燃料噴出口５ｂは
、ノズル中心軸ＣＬ、即ちノズル１の中心に設けられた
燃料噴出口５ａを中心とした円周上に設けられている。
ル１の中心に、液体燃料の噴出方向αをノズル中心軸Ｃ
Ｌと同軸として設けられており、池の燃料噴出口５ｂは
、ノズル中心軸ＣＬ、即ちノズル１の中心に設けられた
燃料噴出口５ａを中心とした円周上に設けられている。
円周上に設けられた燃料噴出口５ｂは、液体燃料の噴出
方向βがノズル中心軸ＣＬ１即ちノズル中心の燃料噴出
口５ａの噴出方向αに対して外方に１０乃至４５度、好
ましくは１５乃至３０度の角度θ１を成すように形成さ
れている。この角度θ１が１０度以下では液体燃料を分
散させる効果が少なく、また４５度以上では過度に分散
してしまい効果的ではない。
方向βがノズル中心軸ＣＬ１即ちノズル中心の燃料噴出
口５ａの噴出方向αに対して外方に１０乃至４５度、好
ましくは１５乃至３０度の角度θ１を成すように形成さ
れている。この角度θ１が１０度以下では液体燃料を分
散させる効果が少なく、また４５度以上では過度に分散
してしまい効果的ではない。
一方前記支燃ガス流路４の先端部には、支燃ガスを噴出
する複数のガス噴出口６が穿設されている。このガス噴
出口６は、ノズル中心軸ＣＬ、即ちノズル中心に設けら
れた燃料噴出口５ａを中心とした２つの円周上に設けら
れている。
する複数のガス噴出口６が穿設されている。このガス噴
出口６は、ノズル中心軸ＣＬ、即ちノズル中心に設けら
れた燃料噴出口５ａを中心とした２つの円周上に設けら
れている。
内周側のガス噴出口６ａは、支燃ガスの噴出方向γが、
ノズル中心軸ＣＬに対して外方に−２０乃至２０度、好
ましくは−１０乃至１０度の角度θ２を成すように形成
されており、また外周側のガス噴出口６ｂは、支燃ガス
の噴出方向δが前記内周側のガス噴出口６ａの噴出方向
γに対して外方に１０乃至４５度、好ましくは１５乃至
３０ｒｆＩ。
ノズル中心軸ＣＬに対して外方に−２０乃至２０度、好
ましくは−１０乃至１０度の角度θ２を成すように形成
されており、また外周側のガス噴出口６ｂは、支燃ガス
の噴出方向δが前記内周側のガス噴出口６ａの噴出方向
γに対して外方に１０乃至４５度、好ましくは１５乃至
３０ｒｆＩ。
の角度θ３を成すように形成されている。
上記燃料噴出口５及びガス噴出口６は、液体燃料及び支
燃ガスを適度に分散させるとともに適度に混合させるた
めのもので、ノズル１の大きさや液体燃料と支燃ガスの
量等に応じて最適な位置及び角度で設けられるものであ
る。
燃ガスを適度に分散させるとともに適度に混合させるた
めのもので、ノズル１の大きさや液体燃料と支燃ガスの
量等に応じて最適な位置及び角度で設けられるものであ
る。
第２図は、燃料噴出口及びガス噴出口の配置例を示すも
ので、ノズルの噴出側から見た燃料噴出口の位置を○で
、ガス噴出口の位置をＸで示している。
ので、ノズルの噴出側から見た燃料噴出口の位置を○で
、ガス噴出口の位置をＸで示している。
まず第２図（ａ）は、本発明のノズルの基本形となるも
ので、燃料噴出口は、ノズル中心に１口、円周上に等間
隔′ｒ″４０が設けられ、ガス噴出口は、内周側と外周
側の円周上にそれぞれ８０ずつ等間隔で設けられている
。
ので、燃料噴出口は、ノズル中心に１口、円周上に等間
隔′ｒ″４０が設けられ、ガス噴出口は、内周側と外周
側の円周上にそれぞれ８０ずつ等間隔で設けられている
。
第２図（ｂ）は、燃料噴出口を上記（ａ）と同様にノズ
ル中心に１口、円周上に４０と設けているが、内周側の
ガス噴出口は、円周上に設けられた各燃料噴出口の間に
４０と外周側の円周上に８０が設けられている。
ル中心に１口、円周上に４０と設けているが、内周側の
ガス噴出口は、円周上に設けられた各燃料噴出口の間に
４０と外周側の円周上に８０が設けられている。
第２図（Ｃ）は、燃料噴出口を上記（ａ）と同様にノズ
ル中心に１口、円周上に４０と設けているが、内周側の
ガス噴出口は、燃料噴出口より内周側の円周上に８口、
及び外周側の円周上に８０が設けられている。
ル中心に１口、円周上に４０と設けているが、内周側の
ガス噴出口は、燃料噴出口より内周側の円周上に８口、
及び外周側の円周上に８０が設けられている。
第２図（ｄ）の燃料噴出口は、上記（ａ）と同様に設け
られたノズル中心の１口、円周上の４０のさらに外周側
の円周上に４０が設けられている。
られたノズル中心の１口、円周上の４０のさらに外周側
の円周上に４０が設けられている。
一方のガス噴出口は、上記（ａ）と同様に内周側と外周
側の円周上にそれぞれ８０ずつが設けられている。
側の円周上にそれぞれ８０ずつが設けられている。
第２図（ｅ）の燃料噴出口は、上記（ｄ）と同様にノズ
ル中心の１口、円周上の４口、さらに外周側の円周上に
４０と設けられており、一方のガス噴出口は、上記（ｂ
）と同様に内周側の燃料噴出口と同じ円周上で各燃料噴
出口の間に４０及び外周側の円周上に８０が設けられて
いる。
ル中心の１口、円周上の４口、さらに外周側の円周上に
４０と設けられており、一方のガス噴出口は、上記（ｂ
）と同様に内周側の燃料噴出口と同じ円周上で各燃料噴
出口の間に４０及び外周側の円周上に８０が設けられて
いる。
第２図（ｆ）の燃料噴出口は、上記（ｅ）と同様にノズ
ル中心の１口、円周上の４口、さらに外周側の円周上に
４０と設けられており、一方のガス噴出口は、上記（Ｃ
）と同様に内周側の燃料噴出口よりさらに内周側の円周
上に８０と外周側の円周上に８０が設けられている。
ル中心の１口、円周上の４口、さらに外周側の円周上に
４０と設けられており、一方のガス噴出口は、上記（Ｃ
）と同様に内周側の燃料噴出口よりさらに内周側の円周
上に８０と外周側の円周上に８０が設けられている。
これらの各噴出口の内（ｃ）、（ｅ）あるいは（ｆ）に
示すように燃料噴出口とガス噴出口を内外交互に設ける
場合には、両噴出口をノズルの先端部で立体的に交差さ
せればよく、前記液体燃料流路と支燃ガス流路は、全て
同様に形成することができる。例えば、内周側のガス噴
出口の中心軸に対する角度θ２マイナス側、即ち先端側
を内方に向けて穿設すれば、支燃ガス流路と連通させる
ことができる。
示すように燃料噴出口とガス噴出口を内外交互に設ける
場合には、両噴出口をノズルの先端部で立体的に交差さ
せればよく、前記液体燃料流路と支燃ガス流路は、全て
同様に形成することができる。例えば、内周側のガス噴
出口の中心軸に対する角度θ２マイナス側、即ち先端側
を内方に向けて穿設すれば、支燃ガス流路と連通させる
ことができる。
また燃料噴出口とガス噴出口の総開口面積は、液体燃料
や支燃ガスの種類や流■により適宜決定されるが、液体
燃料の流量をＱ Ｊ ／ ｓｅｅとした時の燃料噴射口
の総開口面積を、５Ｘ１０５Ｑ乃至８Ｘ１０”’０７７
１の範囲内とし、支燃ガスの流量をｑＮｍ’／ｓｅｅと
した時、ガス噴出口の総開口面積を、３Ｘ１０５Ｑ乃至
８ ｘ ３−２ｑ１１ｔの範囲内とすると燃焼効率が最
も良い。
や支燃ガスの種類や流■により適宜決定されるが、液体
燃料の流量をＱ Ｊ ／ ｓｅｅとした時の燃料噴射口
の総開口面積を、５Ｘ１０５Ｑ乃至８Ｘ１０”’０７７
１の範囲内とし、支燃ガスの流量をｑＮｍ’／ｓｅｅと
した時、ガス噴出口の総開口面積を、３Ｘ１０５Ｑ乃至
８ ｘ ３−２ｑ１１ｔの範囲内とすると燃焼効率が最
も良い。
実験例
合金鉄の還元用電気炉（２５０００ｋＶＡ）内の高温の
粒状鉱石中に、本発明のノズルを設けたインジェクショ
ンランスを２本挿入して以下の条件（各１本当り）によ
り実験を行った。
粒状鉱石中に、本発明のノズルを設けたインジェクショ
ンランスを２本挿入して以下の条件（各１本当り）によ
り実験を行った。
ノズル形状は、前記第１図及び第２図（ａ）に示すもの
で、燃料噴出口は、ノズル中央に１口、円周上に４０で
あり、円周上の４０はそれぞれノズル中心線に対して外
方に３０度（θｔ）傾斜させている。
で、燃料噴出口は、ノズル中央に１口、円周上に４０で
あり、円周上の４０はそれぞれノズル中心線に対して外
方に３０度（θｔ）傾斜させている。
またガス噴出口は、内外２つの円周上にそれぞれ８０ず
つ設けられており、内周側円周上のガス噴出口は、ノズ
ル中心線に対して０度（θ２）、即らノズル軸方向と平
行であり、外周上のガス噴出口は、内周側のガス噴出口
に対して外方に３０度（θ３）傾斜させている。
つ設けられており、内周側円周上のガス噴出口は、ノズ
ル中心線に対して０度（θ２）、即らノズル軸方向と平
行であり、外周上のガス噴出口は、内周側のガス噴出口
に対して外方に３０度（θ３）傾斜させている。
液体燃料 Ｃ重油
流量 １２０〜１５０Ｊ／ｈ
（Ｑ＝０．０３３〜０．０４２４／５ｅｃ）支燃ガス
酸素ガス 流量 ２４０〜３０ＯＮＴｌＩＩ／ｈ（Ｑ＝０．０６
６〜０．０８４Ｎｍ／５ｅｃ）燃料噴出口の総開口面積 ６．６Ｘ１０−６ＴＩｉ （１，６〜２．０ｘｌＯ５Ｑ） ガス噴出口の総開口面積 ４．３Ｘ１０−４ｍ （５，２〜６．５ｘ１０’１ インジェクションランス挿入深さ １．５〜２．０ｍ 他の条件、例えば電力、温度等は、一般の電気炉におけ
る条件と略同程度とした。
酸素ガス 流量 ２４０〜３０ＯＮＴｌＩＩ／ｈ（Ｑ＝０．０６
６〜０．０８４Ｎｍ／５ｅｃ）燃料噴出口の総開口面積 ６．６Ｘ１０−６ＴＩｉ （１，６〜２．０ｘｌＯ５Ｑ） ガス噴出口の総開口面積 ４．３Ｘ１０−４ｍ （５，２〜６．５ｘ１０’１ インジェクションランス挿入深さ １．５〜２．０ｍ 他の条件、例えば電力、温度等は、一般の電気炉におけ
る条件と略同程度とした。
この結果、インジェクションランスのノズルから噴出さ
れる火炎が適度に分散し、煙道の形成も見られず、火炎
が鉱石の表面に吹き抜番）ることもなく、エネルギー効
率も約６０〜８０％と良好な結果が得られた。
れる火炎が適度に分散し、煙道の形成も見られず、火炎
が鉱石の表面に吹き抜番）ることもなく、エネルギー効
率も約６０〜８０％と良好な結果が得られた。
本発明は以上説明したように、適数でかつその断面積が
最適範囲の燃料噴出口とガス噴出口とを、適宜の角度お
よび配置でノズルに設けたから、液体燃料と支燃ガスが
適度に混合しながら分散するので、火炎及び高温の排ガ
スが鉱石中に適度に分散し、鉱石の加熱、溶解及び還元
等を効率よく行うことができる。
最適範囲の燃料噴出口とガス噴出口とを、適宜の角度お
よび配置でノズルに設けたから、液体燃料と支燃ガスが
適度に混合しながら分散するので、火炎及び高温の排ガ
スが鉱石中に適度に分散し、鉱石の加熱、溶解及び還元
等を効率よく行うことができる。
第１図は本発明の一実施例を示す要部の断面図、第２図
は燃料噴出口及びガス噴出口の配置例を示す説明図であ
る。 １・・・ノズル ２・・・隔壁 ３・・・液体燃料
流路４・・・支燃ガス流路 ５・・・燃料噴出口
６・・・ガス噴出口 特 許 出 願 人 日本酸素株式会社声： （ａ） ２国 （ｂ）
は燃料噴出口及びガス噴出口の配置例を示す説明図であ
る。 １・・・ノズル ２・・・隔壁 ３・・・液体燃料
流路４・・・支燃ガス流路 ５・・・燃料噴出口
６・・・ガス噴出口 特 許 出 願 人 日本酸素株式会社声： （ａ） ２国 （ｂ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、製錬炉内に液体燃料と支燃ガスとを噴出して燃焼さ
せる液体燃料インジェクションランス用のノズルにおい
て、前記液体燃料を噴出する燃料噴出口を、ノズル中心
軸上に１口、ノズル中心軸を中心とした少なくとも１個
の円周上に、ノズル中心軸に対して外方に１０乃至４５
度の角度で少なくとも３口設けるとともに、前記支燃ガ
スを噴出するガス噴出口を、前記ノズル中心軸を中心と
した円周上に、ノズル中心軸に対して外方に−２０乃至
２０度の角度で少なくとも３口、さらにこの円周より外
周側の同心円上に、内周側のガス噴出口に対して外方に
１０乃至４５度の角度で少なくとも３０設けたことを特
徴とする液体燃料インジェクションランス用のノズル。 ２、前記燃料噴出口は、総開口面積が液体燃料の流量を
Ｑｌ／ｓｅｃとした時に５×１０＾−＾５Ｑ乃至８×１
０＾−＾４Ｑｍ＾２であることを特徴とする特許請求の
範囲１項記載の液体燃料インジェクションランス用のノ
ズル。 ３、前記ガス噴出口は、総開口面積が支燃ガスの流量を
ｑＮｍ＾３／ｓｅｃとした時に３×１０＾−＾３ｑ乃至
８×３＾−＾２ｑｍ＾２であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の液体燃料インジェクションランス
用のノズル。 ４、前記燃料噴出口は、ノズル中心軸を中心とした２つ
の円周上に、それぞれノズル中心軸に対して外方に１０
乃至４５度の角度で少なくとも３口設けられていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液体燃料イン
ジェクションランス用のノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32454987A JPH07103974B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 液体燃料インジェクションランス用のノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32454987A JPH07103974B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 液体燃料インジェクションランス用のノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01167508A true JPH01167508A (ja) | 1989-07-03 |
| JPH07103974B2 JPH07103974B2 (ja) | 1995-11-08 |
Family
ID=18167050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32454987A Expired - Fee Related JPH07103974B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 液体燃料インジェクションランス用のノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07103974B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6908299B2 (en) | 2002-08-29 | 2005-06-21 | Noritz Corporation | Combustion apparatus |
| US6918757B2 (en) | 2002-08-29 | 2005-07-19 | Noritz Corporation | Combustion apparatus |
| JP2008295711A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Toto Ltd | 噴流浴装置 |
-
1987
- 1987-12-21 JP JP32454987A patent/JPH07103974B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6908299B2 (en) | 2002-08-29 | 2005-06-21 | Noritz Corporation | Combustion apparatus |
| US6918757B2 (en) | 2002-08-29 | 2005-07-19 | Noritz Corporation | Combustion apparatus |
| US7004749B2 (en) | 2002-08-29 | 2006-02-28 | Noritz Corporation | Combustion apparatus |
| JP2008295711A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Toto Ltd | 噴流浴装置 |
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| Publication number | Publication date |
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| JPH07103974B2 (ja) | 1995-11-08 |
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