JPH08261663A - 溶融物加熱方法 - Google Patents
溶融物加熱方法Info
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- JPH08261663A JPH08261663A JP8009059A JP905996A JPH08261663A JP H08261663 A JPH08261663 A JP H08261663A JP 8009059 A JP8009059 A JP 8009059A JP 905996 A JP905996 A JP 905996A JP H08261663 A JPH08261663 A JP H08261663A
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- 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
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B21/00—Open or uncovered sintering apparatus; Other heat-treatment apparatus of like construction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories or equipment, e.g. dust-collectors, specially adapted for hearth-type furnaces
- F27B3/20—Arrangements of heating devices
- F27B3/205—Burners
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸化可能な物質を含む溶融物の加熱方法を提
供すること。 【解決方法】 燃料ジェットとオキシダントジェットと
を溶融物上に投入することによって燃料をオキシダント
によって燃焼させる、酸化可能な物質を含む溶融物の加
熱方法。燃料とオキシダントの両ジェットは、それぞれ
燃料ジェット運動量とオキシダントジェット運動量とを
有する。オキシダントジェットは、溶融物の上面に頂部
酸化層を生成させる。オキシダントジェット運動量は、
頂部酸化層がオキシダントジェットによって押しのけら
れて、新たな溶融物を暴露させ、この溶融物が酸化さ
れ、頂部酸化層の厚さを増大させうる限界運動量未満で
あるように、調節される。燃料ジェット運動量をオキシ
ダントジェット運動量よりも大きいように調節して、オ
キシダントを燃料ジェット方向に引き寄せて、それによ
って、燃料とオキシダントとの混合層中に所望の可燃性
混合物を形成する。
供すること。 【解決方法】 燃料ジェットとオキシダントジェットと
を溶融物上に投入することによって燃料をオキシダント
によって燃焼させる、酸化可能な物質を含む溶融物の加
熱方法。燃料とオキシダントの両ジェットは、それぞれ
燃料ジェット運動量とオキシダントジェット運動量とを
有する。オキシダントジェットは、溶融物の上面に頂部
酸化層を生成させる。オキシダントジェット運動量は、
頂部酸化層がオキシダントジェットによって押しのけら
れて、新たな溶融物を暴露させ、この溶融物が酸化さ
れ、頂部酸化層の厚さを増大させうる限界運動量未満で
あるように、調節される。燃料ジェット運動量をオキシ
ダントジェット運動量よりも大きいように調節して、オ
キシダントを燃料ジェット方向に引き寄せて、それによ
って、燃料とオキシダントとの混合層中に所望の可燃性
混合物を形成する。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は酸化可能な物質を含
む溶融物の加熱方法に関する。さらに詳しくは、本発明
は燃料ジェットとアンダーレイ（underlying）オキシダ
ントジェットを溶融物上に投入することによって燃料を
オキシダント中で燃焼させる、このような方法に関す
る。さらにいっそう詳しくは、本発明は、溶融物の上面
の下方にある溶融物が上面にまで上昇して酸化されない
ほど充分に溶融物の上面が乱されないようにオキシダン
トジェット運動量を制御する、このような方法に関す
る。
む溶融物の加熱方法に関する。さらに詳しくは、本発明
は燃料ジェットとアンダーレイ（underlying）オキシダ
ントジェットを溶融物上に投入することによって燃料を
オキシダント中で燃焼させる、このような方法に関す
る。さらにいっそう詳しくは、本発明は、溶融物の上面
の下方にある溶融物が上面にまで上昇して酸化されない
ほど充分に溶融物の上面が乱されないようにオキシダン
トジェット運動量を制御する、このような方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】燃料がオキシダント中、酸素富化空気中
又は殆ど純粋な酸素中で燃焼されて、溶融物上に放出火
炎を生成するバーナーを、先行技術は提供している。こ
のようなバーナーの多くでは、オキシダントジェットが
溶融物と燃料ジェットとの間に配置されるように燃料ジ
ェットの下方に配置されたオキシダントジェットによっ
て、オキシダントが供給される。火炎を投入させようと
試みて、アンダーレイオキシダントジェットに高い運動
量（momentum）を与える。しかし、酸素を含む火炎の下
方には典型的に高温領域が生ずる。例えばアルミニウム
のような酸化可能な溶融物の場合には、酸化可能な溶融
物の上面は酸素に関して燃料と競合して、技術上ドロス
（dross）として知られる、頂部酸化層を形成する。こ
の頂部酸化層は溶融物を火炎から隔離し、その結果、溶
融物に火炎によって与えられる出力は低下する。次に、
これは溶融物を所定度加熱するために要する燃料量を増
大させる。
又は殆ど純粋な酸素中で燃焼されて、溶融物上に放出火
炎を生成するバーナーを、先行技術は提供している。こ
のようなバーナーの多くでは、オキシダントジェットが
溶融物と燃料ジェットとの間に配置されるように燃料ジ
ェットの下方に配置されたオキシダントジェットによっ
て、オキシダントが供給される。火炎を投入させようと
試みて、アンダーレイオキシダントジェットに高い運動
量（momentum）を与える。しかし、酸素を含む火炎の下
方には典型的に高温領域が生ずる。例えばアルミニウム
のような酸化可能な溶融物の場合には、酸化可能な溶融
物の上面は酸素に関して燃料と競合して、技術上ドロス
（dross）として知られる、頂部酸化層を形成する。こ
の頂部酸化層は溶融物を火炎から隔離し、その結果、溶
融物に火炎によって与えられる出力は低下する。次に、
これは溶融物を所定度加熱するために要する燃料量を増
大させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】以下で考察するよう
に、本発明は頂部酸化層の成長を抑制し、そのため、こ
のような頂部酸化層によって生ずる隔離を抑制するよう
に作用する溶融物加熱方法を提供する。
に、本発明は頂部酸化層の成長を抑制し、そのため、こ
のような頂部酸化層によって生ずる隔離を抑制するよう
に作用する溶融物加熱方法を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は酸化可能な物質
を含む溶融物の加熱方法を提供する。この方法による
と、少なくとも１対の燃料ジェットとオキシダントジェ
ットとを溶融物上に投入することによって、燃料をオキ
シダントによって燃焼させる。オキシダントジェットは
少なくとも部分的に、燃料ジェットと溶融物との間に挿
入される。燃料ジェットとオキシダントジェットは、そ
れぞれ、燃料ジェット運動量とオキシダントジェット運
動量とを有し、オキシダントジェットは、溶融物上の上
面に配置され、ある厚さを有する頂部酸化層を生成す
る。前記頂部酸化層が前記オキシダントジェットによっ
て押しのけられて新たな溶融物を暴露させ、この溶融物
が酸化されて前記頂部酸化層の前記厚さを増大させうる
限界運動量を測定する。オキシダントジェット運動量を
限界運動量未満であるように調節する。燃料ジェット運
動量をオキシダントジェット運動量よりも大きいように
調節して、オキシダントを燃料の方向に引き寄せて、そ
れによって、燃料とオキシダントとの混合層中に所望の
可燃性混合物を形成する。
を含む溶融物の加熱方法を提供する。この方法による
と、少なくとも１対の燃料ジェットとオキシダントジェ
ットとを溶融物上に投入することによって、燃料をオキ
シダントによって燃焼させる。オキシダントジェットは
少なくとも部分的に、燃料ジェットと溶融物との間に挿
入される。燃料ジェットとオキシダントジェットは、そ
れぞれ、燃料ジェット運動量とオキシダントジェット運
動量とを有し、オキシダントジェットは、溶融物上の上
面に配置され、ある厚さを有する頂部酸化層を生成す
る。前記頂部酸化層が前記オキシダントジェットによっ
て押しのけられて新たな溶融物を暴露させ、この溶融物
が酸化されて前記頂部酸化層の前記厚さを増大させうる
限界運動量を測定する。オキシダントジェット運動量を
限界運動量未満であるように調節する。燃料ジェット運
動量をオキシダントジェット運動量よりも大きいように
調節して、オキシダントを燃料の方向に引き寄せて、そ
れによって、燃料とオキシダントとの混合層中に所望の
可燃性混合物を形成する。
【０００５】他の態様では、本発明は酸化可能な物質を
含む溶融物の加熱方法を提供する。この方法によると、
少なくとも１対の燃料ジェットとオキシダントジェット
とを溶融物上に投入することによって、燃料をオキシダ
ントによって燃焼させる。オキシダントジェットは少な
くとも部分的に、燃料ジェットと溶融物との間に挿入さ
れる。燃料ジェットとオキシダントジェットとは、それ
ぞれ、燃料ジェット運動量とオキシダントジェット運動
量とを有し、オキシダントジェットは、溶融物上の上面
に配置され、ある厚さを有する頂部酸化層を生成する。
オキシダントジェット運動量が、前記頂部酸化層が前記
オキシダントジェットによって押しのけられて、新たな
溶融物を暴露させ、この溶融物が酸化されて前記頂部酸
化層の前記厚さを増大させうる限界運動量未満であるよ
うに、オキシダントジェットを投入する。燃料ジェット
運動量をオキシダントジェット運動量よりも大きいよう
に調節して、オキシダントを燃料の方向に引き寄せて、
それによって、燃料とオキシダントとの混合層中に所望
の可燃性混合物を形成する。さらに他の態様では、前記
燃料ジェットと前記オキシダントジェットは、前記燃料
とオキシダントとのジェット運動量合計を燃料の燃焼の
出力で割った値によって定義される総比運動量を有す
る。本発明のこの実施態様によると、オキシダントジェ
ットと燃料ジェットとを、それらの前記総比運動量が燃
料の前記燃焼から発生する出力１メガワットにつき約６
０ニュートン以下であるように投入することをさらに提
案する。
含む溶融物の加熱方法を提供する。この方法によると、
少なくとも１対の燃料ジェットとオキシダントジェット
とを溶融物上に投入することによって、燃料をオキシダ
ントによって燃焼させる。オキシダントジェットは少な
くとも部分的に、燃料ジェットと溶融物との間に挿入さ
れる。燃料ジェットとオキシダントジェットとは、それ
ぞれ、燃料ジェット運動量とオキシダントジェット運動
量とを有し、オキシダントジェットは、溶融物上の上面
に配置され、ある厚さを有する頂部酸化層を生成する。
オキシダントジェット運動量が、前記頂部酸化層が前記
オキシダントジェットによって押しのけられて、新たな
溶融物を暴露させ、この溶融物が酸化されて前記頂部酸
化層の前記厚さを増大させうる限界運動量未満であるよ
うに、オキシダントジェットを投入する。燃料ジェット
運動量をオキシダントジェット運動量よりも大きいよう
に調節して、オキシダントを燃料の方向に引き寄せて、
それによって、燃料とオキシダントとの混合層中に所望
の可燃性混合物を形成する。さらに他の態様では、前記
燃料ジェットと前記オキシダントジェットは、前記燃料
とオキシダントとのジェット運動量合計を燃料の燃焼の
出力で割った値によって定義される総比運動量を有す
る。本発明のこの実施態様によると、オキシダントジェ
ットと燃料ジェットとを、それらの前記総比運動量が燃
料の前記燃焼から発生する出力１メガワットにつき約６
０ニュートン以下であるように投入することをさらに提
案する。
【０００６】本発明は、その最も広範囲な態様におい
て、多様な形式のバーナーデザインへの用途を有する。
例えば、中央燃料ノズルがオキシダントノズルの外側共
軸列によって囲まれるバーナーの場合には、生ずるオキ
シダントジェットが部分的にのみ燃料ジェットの下方に
なる。例えば上述したような、他のバーナーは燃料ジェ
ットの下方にあるオキシダントジェットを有するので、
オキシダントジェットが燃料ジェットと溶融物との間に
完全に挿入される。さらに他のバーナーは、中央燃料ジ
ェットを間に挟む、オーバーレイとアンダーレイとのオ
キシダントジェットを有する。この場合の請求項は、そ
れらの最も広範囲な態様に、これらの種類のバーナーの
全てを含むように意図される。さらに、本明細書及び請
求の範囲で用いる、“オキシダント”なる用語が酸素、
酸素富化空気又は空気を意味することに注目することが
重要である。
て、多様な形式のバーナーデザインへの用途を有する。
例えば、中央燃料ノズルがオキシダントノズルの外側共
軸列によって囲まれるバーナーの場合には、生ずるオキ
シダントジェットが部分的にのみ燃料ジェットの下方に
なる。例えば上述したような、他のバーナーは燃料ジェ
ットの下方にあるオキシダントジェットを有するので、
オキシダントジェットが燃料ジェットと溶融物との間に
完全に挿入される。さらに他のバーナーは、中央燃料ジ
ェットを間に挟む、オーバーレイとアンダーレイとのオ
キシダントジェットを有する。この場合の請求項は、そ
れらの最も広範囲な態様に、これらの種類のバーナーの
全てを含むように意図される。さらに、本明細書及び請
求の範囲で用いる、“オキシダント”なる用語が酸素、
酸素富化空気又は空気を意味することに注目することが
重要である。
【０００７】本発明の発明者は、オキシダントジェット
が頂部酸化層を押しのけて、新しい溶融物又は未酸化溶
融物を暴露させて酸化されるようにする、オキシダント
ジェットの比限界運動量が存在することを確認した。例
えば、頂部酸化層はその全体においてオキシダントジェ
ットの流動方向に滑動するか、又は頂部酸化層に１つ以
上の亀裂が生ずることになる。本明細書及び請求の範囲
で用いる、“押しのけられる”なる用語はこれらの可能
性の全てを含むように意味する。オキシダントの限界運
動量は、溶融物方向へのオキシダントジェットのゆがみ
と、溶融物からオキシダントジェットまでの距離とを含
む、多くの要素に依存する。運動量が増加すると、撹拌
される溶融物への運動量移動が増加するので、頂部酸化
層の下方の溶融物は表面に移動しがちになり、酸化され
ることになる。これらの上記機構は、溶融物の上面から
の頂部酸化層の厚さの成長を生じさせる。しかし、頂部
酸化層の成長は頂部酸化層の押しのけによって開始され
る。本発明は頂部酸化層の形成を妨害しない。しかし、
本発明は溶融物上面を撹乱しないことによって、このよ
うな層の厚さの成長を抑制する。
が頂部酸化層を押しのけて、新しい溶融物又は未酸化溶
融物を暴露させて酸化されるようにする、オキシダント
ジェットの比限界運動量が存在することを確認した。例
えば、頂部酸化層はその全体においてオキシダントジェ
ットの流動方向に滑動するか、又は頂部酸化層に１つ以
上の亀裂が生ずることになる。本明細書及び請求の範囲
で用いる、“押しのけられる”なる用語はこれらの可能
性の全てを含むように意味する。オキシダントの限界運
動量は、溶融物方向へのオキシダントジェットのゆがみ
と、溶融物からオキシダントジェットまでの距離とを含
む、多くの要素に依存する。運動量が増加すると、撹拌
される溶融物への運動量移動が増加するので、頂部酸化
層の下方の溶融物は表面に移動しがちになり、酸化され
ることになる。これらの上記機構は、溶融物の上面から
の頂部酸化層の厚さの成長を生じさせる。しかし、頂部
酸化層の成長は頂部酸化層の押しのけによって開始され
る。本発明は頂部酸化層の形成を妨害しない。しかし、
本発明は溶融物上面を撹乱しないことによって、このよ
うな層の厚さの成長を抑制する。
【０００８】本発明の実施では、溶融物の加熱時に、オ
キシダントジェット運動量を限界運動量未満であるよう
に調節する。燃料ジェット運動量は、オキシダントジェ
ットが燃料方向に引き寄せられて、混合層中に“所望の
可燃性混合物”が生じるように調節される。このような
所望の可燃性混合物は特定の所望の出力のために必要な
混合物である。オキシダントジェットは燃料方向に引き
寄せられるので、オキシダントジェットは溶融物から引
き離されて、溶融物上の酸素濃度を低下させる。酸素濃
度の低下も溶融物の厚さの成長を抑制するように作用す
る。
キシダントジェット運動量を限界運動量未満であるよう
に調節する。燃料ジェット運動量は、オキシダントジェ
ットが燃料方向に引き寄せられて、混合層中に“所望の
可燃性混合物”が生じるように調節される。このような
所望の可燃性混合物は特定の所望の出力のために必要な
混合物である。オキシダントジェットは燃料方向に引き
寄せられるので、オキシダントジェットは溶融物から引
き離されて、溶融物上の酸素濃度を低下させる。酸素濃
度の低下も溶融物の厚さの成長を抑制するように作用す
る。
【０００９】溶融物を加熱した後の頂部酸化層を観察す
ることによって、限界運動量を実験的に測定することが
できる。最初に、溶融物の加熱時に、溶融物の上面がオ
キシダントジェットによって撹乱されないように見える
ようにオキシダントジェット運動量を調節する。その後
に、頂部酸化層を観察しながら、オキシダントジェット
運動量を頂部酸化層の混乱又は動きが生ずるまで増大さ
せる。上述したように、本発明は頂部酸化層が混乱しな
いように燃焼を設定することによって実施される。ひと
たび設定したならば、設定条件を記録し、溶融物の加熱
に用いるバーナーを加熱を小さくする操作と本発明によ
る操作との間で調節することができる。本発明は上記で
略述したように実施することができる。しかし、溶融物
の頂部酸化層が撹乱されないことをさらに確実にするた
めに、燃料ジェットとオキシダントジェットとの総比運
動量を、バーナーと燃料の出口において、バーナーが発
生する出力１メガワットにつき約６０ニュートン以下で
あるように調節することができる。オキシダントジェッ
ト運動量及び／又は総比運動量は溶融物を本発明によっ
て加熱するときの制限要素であるので、特定溶融物の加
熱必要条件に関して単一バーナーは充分な出力を有する
ことができない。このようなものとして、本発明は数対
の燃料ジェットとオキシダントジェットとを生じる数個
のバーナーの使用又はバーナーからの短い距離にわたっ
て酸素運動量を散逸させるバーナーの使用を考慮する。
ることによって、限界運動量を実験的に測定することが
できる。最初に、溶融物の加熱時に、溶融物の上面がオ
キシダントジェットによって撹乱されないように見える
ようにオキシダントジェット運動量を調節する。その後
に、頂部酸化層を観察しながら、オキシダントジェット
運動量を頂部酸化層の混乱又は動きが生ずるまで増大さ
せる。上述したように、本発明は頂部酸化層が混乱しな
いように燃焼を設定することによって実施される。ひと
たび設定したならば、設定条件を記録し、溶融物の加熱
に用いるバーナーを加熱を小さくする操作と本発明によ
る操作との間で調節することができる。本発明は上記で
略述したように実施することができる。しかし、溶融物
の頂部酸化層が撹乱されないことをさらに確実にするた
めに、燃料ジェットとオキシダントジェットとの総比運
動量を、バーナーと燃料の出口において、バーナーが発
生する出力１メガワットにつき約６０ニュートン以下で
あるように調節することができる。オキシダントジェッ
ト運動量及び／又は総比運動量は溶融物を本発明によっ
て加熱するときの制限要素であるので、特定溶融物の加
熱必要条件に関して単一バーナーは充分な出力を有する
ことができない。このようなものとして、本発明は数対
の燃料ジェットとオキシダントジェットとを生じる数個
のバーナーの使用又はバーナーからの短い距離にわたっ
て酸素運動量を散逸させるバーナーの使用を考慮する。
【００１０】図１と図２を参照しながら、例えばアルミ
ニウムのような酸化可能な物質を含む溶融物１０を加熱
するための炉１を説明する。溶融物１０は上面１２と、
アルミニウムの場合にはアルミニウムドロスとして知ら
れる頂部酸化層１４とを有する。頂部酸化物層１４の厚
さは説明のために誇大して示す。実際には、このような
頂部酸化層は数ｍｍの厚さである。
ニウムのような酸化可能な物質を含む溶融物１０を加熱
するための炉１を説明する。溶融物１０は上面１２と、
アルミニウムの場合にはアルミニウムドロスとして知ら
れる頂部酸化層１４とを有する。頂部酸化物層１４の厚
さは説明のために誇大して示す。実際には、このような
頂部酸化層は数ｍｍの厚さである。
【００１１】炉１はバーナーブロック１８内にセットさ
れたバーナー１６を有する。バーナー１６は燃料をオキ
シダント（酸素又は酸素富化空気）中で燃焼させて、溶
融物１０を覆う放出火炎２０を発生させる。熱は放出火
炎２０から溶融物１０へ移動する。
れたバーナー１６を有する。バーナー１６は燃料をオキ
シダント（酸素又は酸素富化空気）中で燃焼させて、溶
融物１０を覆う放出火炎２０を発生させる。熱は放出火
炎２０から溶融物１０へ移動する。
【００１２】さらに図２と図３を参照すると、バーナー
１６は中央燃料ノズル２２を備え、このノズル２２は燃
料ジェット２４を外方発散型ファン形状の形態で放出す
るように特に設計される。図４を参照すると、このよう
な外方発散型ファン形状の形態が放出火炎２０に関して
詳しく説明される。溶融物１０と燃料ジェット２４との
間に配置された、外方発散型ファン形状のアンダーレイ
オキシダントジェット２８を生ずるように設計されたア
ンダーレイオキシダントノズル２６が燃料ノズル２２の
下方に配置される。外方発散型ファン形状のオーバーレ
イオキシダントジェット３２を生ずるように設計された
オーバーレイオキシダントノズル３０も備えられる。オ
ーバーレイオキシダントノズル３０がアンダーレイオキ
シダントノズル２６よりも小さい断面積を有するので、
オーバーレイオキシダントジェット３２がアンダーレイ
オキシダントジェット２８よりも少ない運動量を有し
て、放出火炎２０が炉の天井方向に燃え上がるのを阻止
する。オーバーレイオキシダントノズル３０はアンダー
レイオキシダントノズル２６と同じ断面積を有するよう
に構成することができる。バーナー１６は本発明の譲受
人に発行された米国特許第５,２９９,９２９号に詳しく
説明され、この特許は本明細書に援用される。しかし、
特定の種類のバーナーが好ましいのではなく、この方法
が、オキシダント（例えば空気、酸素富化空気又は純粋
な酸素）がジェットとして燃料ジェットの下方及び溶融
物の上方に供給される、任意のバーナーに適用可能であ
ることに注目すべきである。
１６は中央燃料ノズル２２を備え、このノズル２２は燃
料ジェット２４を外方発散型ファン形状の形態で放出す
るように特に設計される。図４を参照すると、このよう
な外方発散型ファン形状の形態が放出火炎２０に関して
詳しく説明される。溶融物１０と燃料ジェット２４との
間に配置された、外方発散型ファン形状のアンダーレイ
オキシダントジェット２８を生ずるように設計されたア
ンダーレイオキシダントノズル２６が燃料ノズル２２の
下方に配置される。外方発散型ファン形状のオーバーレ
イオキシダントジェット３２を生ずるように設計された
オーバーレイオキシダントノズル３０も備えられる。オ
ーバーレイオキシダントノズル３０がアンダーレイオキ
シダントノズル２６よりも小さい断面積を有するので、
オーバーレイオキシダントジェット３２がアンダーレイ
オキシダントジェット２８よりも少ない運動量を有し
て、放出火炎２０が炉の天井方向に燃え上がるのを阻止
する。オーバーレイオキシダントノズル３０はアンダー
レイオキシダントノズル２６と同じ断面積を有するよう
に構成することができる。バーナー１６は本発明の譲受
人に発行された米国特許第５,２９９,９２９号に詳しく
説明され、この特許は本明細書に援用される。しかし、
特定の種類のバーナーが好ましいのではなく、この方法
が、オキシダント（例えば空気、酸素富化空気又は純粋
な酸素）がジェットとして燃料ジェットの下方及び溶融
物の上方に供給される、任意のバーナーに適用可能であ
ることに注目すべきである。
【００１３】既述したように、オキシダント（この場合
には、酸素）の運動量はバルブ３４によって上記限界運
動量未満であるように調節される。実際に即して述べる
と、バルブ３４の調節はアンダーレイオキシダントジェ
ット２８の速度を調節する。その後に、燃料バルブ３６
を調節すると、燃料ジェット２４の速度とそれによるそ
の運動量とが調節される。燃料ジェット２４の運動量は
アンダーレイオキシダントジェット２８の運動量よりも
大きいように調節されるので、燃料ジェット２４は低圧
領域を生じ、オキシダントを溶融物１０から引き離して
燃料方向に引き寄せ、燃料とオキシダントとの混合層中
に所望の可燃性混合物を形成する。さらに、上述したよ
うに、燃料とオキシダントとのジェット２４と２８の総
比運動量を算出することができる。このような場合に
は、燃料とオキシダントとのジェットの総比運動量をバ
ーナー１６によって生ずる出力１メガワットにつき約６
０ニュートン以下に調整することも必要になると考えら
れる。
には、酸素）の運動量はバルブ３４によって上記限界運
動量未満であるように調節される。実際に即して述べる
と、バルブ３４の調節はアンダーレイオキシダントジェ
ット２８の速度を調節する。その後に、燃料バルブ３６
を調節すると、燃料ジェット２４の速度とそれによるそ
の運動量とが調節される。燃料ジェット２４の運動量は
アンダーレイオキシダントジェット２８の運動量よりも
大きいように調節されるので、燃料ジェット２４は低圧
領域を生じ、オキシダントを溶融物１０から引き離して
燃料方向に引き寄せ、燃料とオキシダントとの混合層中
に所望の可燃性混合物を形成する。さらに、上述したよ
うに、燃料とオキシダントとのジェット２４と２８の総
比運動量を算出することができる。このような場合に
は、燃料とオキシダントとのジェットの総比運動量をバ
ーナー１６によって生ずる出力１メガワットにつき約６
０ニュートン以下に調整することも必要になると考えら
れる。
【００１４】本発明を好ましい実施態様に関連して説明
したが、本発明の要旨及び範囲から逸脱せずに多くの変
更、追加及び省略がなされうることは、当業者に容易に
理解されるであろう。
したが、本発明の要旨及び範囲から逸脱せずに多くの変
更、追加及び省略がなされうることは、当業者に容易に
理解されるであろう。
【図１】本発明による加熱方法を用いる炉の断面図。
【図２】本発明によって操作するバーナーの正面図。
【図３】本発明の方法によって操作するバーナーの側面
断面図。
断面図。
【図４】図３の一部分の上部平面図。
１０．溶融物 １２．溶融物の上面 １４．頂部酸化層 １６．バーナー １８．バーナーブロック ２０．放出火炎 ２２．燃料ノズル ２４．燃料ジェット ２６．アンダーレイオキシダントノズル ２８．アンダーレイオキシダントジェット ３０．オーバーレイオキシダントノズル ３２．オーバーレイオキシダントジェット ３４．オキシダントバルブ ３６．燃料バルブ
Claims (6)
- 【請求項１】 酸化可能な物質を含む溶融物の加熱方法
であって、下記工程：少なくとも１対の燃料ジェットと
オキシダントジェットとを溶融物上に投入し、前記オキ
シダントジェットを少なくとも部分的に前記燃料ジェッ
トと前記溶融物との間に位置させることによって、燃料
をオキシダントによって燃焼させる工程と；前記燃料ジ
ェットと前記オキシダントジェットとが、それぞれ燃料
ジェット運動量とオキシダントジェット運動量とを有
し、前記オキシダントジェットが前記溶融物上の上面に
配置され、ある厚さを有する頂部酸化層を生成させる工
程と；前記頂部酸化層が前記オキシダントジェットによ
って押しのけられて、新たな溶融物を暴露させ、この溶
融物が酸化されて前記頂部酸化層の前記厚さを増大させ
うる限界運動量を測定する工程と；前記オキシダントジ
ェット運動量を前記限界運動量未満であるように調節す
る工程と；前記燃料ジェット運動量を前記オキシダント
ジェットよりも大きいように調節して、前記オキシダン
トと前記燃料とで燃料とオキシダントとの混合層中で所
望の可燃性混合物を形成させる工程とを含む方法。 - 【請求項２】 酸化可能な物質を含む溶融物の加熱方法
であって、下記工程：少なくとも１対の燃料ジェットと
オキシダントジェットとを溶融物上に投入し、前記オキ
シダントジェットを少なくとも部分的に前記燃料ジェッ
トと前記溶融物との間に位置させることによって、燃料
をオキシダントによって燃焼させる工程と；前記燃料ジ
ェットと前記オキシダントジェットとが、それぞれ燃料
ジェット運動量とオキシダントジェット運動量とを有
し、前記オキシダントジェットが前記溶融物上の上面に
配置され、ある厚さを有する頂部酸化層を生成させる工
程と；前記オキシダントジェット運動量が、前記頂部酸
化層が前記オキシダントジェットによって押しのけられ
て、新たな溶融物を暴露させ、この溶融物が酸化され、
前記頂部酸化層の前記厚さを増大させうる限界運動量未
満であるように、前記オキシダントジェットを投入する
工程と；前記燃料ジェット運動量を前記オキシダントジ
ェット運動量よりも大きいように調節して、前記オキシ
ダントと前記燃料とで燃料とオキシダントとの混合層中
で所望の可燃性混合物を形成させる工程とを含む方法。 - 【請求項３】 酸化可能な物質を含む溶融物の加熱方法
であって、下記工程：少なくとも１対の燃料ジェットと
オキシダントジェットとを溶融物上に投入し、前記オキ
シダントジェットを少なくとも部分的に前記燃料ジェッ
トと前記溶融物との間に位置させることによって、燃料
をオキシダントによって燃焼させる工程と；前記燃料ジ
ェットと前記オキシダントジェットとが、それぞれ燃料
ジェット運動量とオキシダントジェット運動量とを有
し、前記燃料ジェットと前記オキシダントジェットと
が、前記燃料とオキシダントとのジェット運動量合計を
燃料の燃焼の出力で割った値によって定義される総比運
動量を有し、前記オキシダントジェットが前記溶融物上
の上面に配置され、ある厚さを有する頂部酸化層を生成
させる工程と；前記オキシダントジェット運動量が、前
記頂部酸化層が前記オキシダントジェットによって押し
のけられて、新たな溶融物を暴露させ、この溶融物が酸
化され、前記頂部酸化層の前記厚さを増大させうる限界
運動量未満であるように、前記オキシダントジェットを
投入する工程と；前記燃料ジェット運動量が前記オキシ
ダントジェット運動量よりも大きいように前記燃料ジェ
ットを投入して、前記オキシダントと前記燃料とで燃料
とオキシダントとの混合層中で所望の可燃性混合物を形
成させる工程と；前記オキシダントジェットと前記燃料
ジェットとを、それらの前記総比運動量が前記燃料の前
記燃焼から発生する出力１メガワットにつき約６０ニュ
ートン以下であるように投入する工程とを含む前記方
法。 - 【請求項４】 前記燃料ジェットと前記オキシダントジ
ェットとがそれぞれ、発散したファン形状の形態を有す
る、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。 - 【請求項５】 前記燃料ジェットの上方にオーバーレイ
オキシダントジェットを形成して、前記燃料ジェットが
前記オーバーレイオキシダントジェットとアンダーレイ
オキシダントジェットとの間に挟まれるようにする工程
をさらに含む、請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 前記溶融物がアルミニウムを含む、請求
項１〜３のいずれかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US37627895A | 1995-01-23 | 1995-01-23 | |
| US376278 | 1995-01-23 | ||
| US394866 | 1995-02-27 | ||
| US08/394,866 US5500033A (en) | 1995-01-23 | 1995-02-27 | Melt heating method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08261663A true JPH08261663A (ja) | 1996-10-11 |
Family
ID=27007368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8009059A Pending JPH08261663A (ja) | 1995-01-23 | 1996-01-23 | 溶融物加熱方法 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5500033A (ja) |
| EP (1) | EP0723130A1 (ja) |
| JP (1) | JPH08261663A (ja) |
| KR (1) | KR960029747A (ja) |
| CN (1) | CN1152110A (ja) |
| AU (1) | AU4208696A (ja) |
| CA (1) | CA2164926A1 (ja) |
| FI (1) | FI960296A7 (ja) |
| NO (1) | NO960095L (ja) |
| NZ (1) | NZ280568A (ja) |
| TR (1) | TR199600055A2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170093814A (ko) | 2014-12-10 | 2017-08-16 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 유리 용해용 버너, 유리 용해로, 유리 용해 방법 및 유리 제조 방법 |
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| ES2220965T3 (es) * | 1995-07-17 | 2004-12-16 | L'air Liquide, S.A. A Directoire Et Conseil De Surv. Pour L'etude Et L'exploitat. Procedes G. Claude | Proceso de combustion y aparato para el mismo con inyeccion separada de las corrientes de combustible y oxidante. |
| US5984667A (en) * | 1995-07-17 | 1999-11-16 | American Air Liquide, Inc. | Combustion process and apparatus therefore containing separate injection of fuel and oxidant streams |
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| CA1337097C (en) * | 1988-04-01 | 1995-09-26 | Loo Tjay Yap | Method and apparatus for gas lancing |
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-
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-
1996
- 1996-01-04 EP EP96300093A patent/EP0723130A1/en not_active Withdrawn
- 1996-01-09 NO NO960095A patent/NO960095L/no unknown
- 1996-01-19 AU AU42086/96A patent/AU4208696A/en not_active Abandoned
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- 1996-01-22 FI FI960296A patent/FI960296A7/fi not_active Application Discontinuation
- 1996-01-23 JP JP8009059A patent/JPH08261663A/ja active Pending
- 1996-01-23 TR TR96/00055A patent/TR199600055A2/xx unknown
- 1996-01-23 CN CN96101912A patent/CN1152110A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170093814A (ko) | 2014-12-10 | 2017-08-16 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 유리 용해용 버너, 유리 용해로, 유리 용해 방법 및 유리 제조 방법 |
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|---|---|
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| NO960095L (no) | 1996-07-24 |
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| US5500033A (en) | 1996-03-19 |
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| CN1152110A (zh) | 1997-06-18 |
| AU4208696A (en) | 1996-08-01 |
| FI960296A0 (fi) | 1996-01-22 |
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