JPH085028A - 異物付着のない多孔質ノズル - Google Patents
異物付着のない多孔質ノズルInfo
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- JPH085028A JPH085028A JP7175565A JP17556595A JPH085028A JP H085028 A JPH085028 A JP H085028A JP 7175565 A JP7175565 A JP 7175565A JP 17556595 A JP17556595 A JP 17556595A JP H085028 A JPH085028 A JP H085028A
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- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/48—Nozzles
- F23D14/50—Cleaning devices therefor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
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- F23D14/48—Nozzles
- F23D14/58—Nozzles characterised by the shape or arrangement of the outlet or outlets from the nozzle, e.g. of annular configuration
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- F23D—BURNERS
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- F23D2209/30—Purging
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F23D—BURNERS
- F23D2212/00—Burner material specifications
- F23D2212/20—Burner material specifications metallic
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- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
- F23L2900/07002—Injecting inert gas, other than steam or evaporated water, into the combustion chambers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- 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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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 異物付着のないガス噴射ノズルを提供するこ
と。 【構成】 前面を有する所定長さの前部と、ガスを受取
る後部と、前記ガスの第１部分を前記前部に通すのに適
した少なくとも１つの通路とよりなり、更に前記前部
は、前記ガスの第２部分を流通させ次いで前記ノズルの
前記前面を横切って流出させることを可能にする多孔質
体の部分を含んでいるノズル。
と。 【構成】 前面を有する所定長さの前部と、ガスを受取
る後部と、前記ガスの第１部分を前記前部に通すのに適
した少なくとも１つの通路とよりなり、更に前記前部
は、前記ガスの第２部分を流通させ次いで前記ノズルの
前記前面を横切って流出させることを可能にする多孔質
体の部分を含んでいるノズル。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は広くはノズルに関し、よ
り詳しくは高速ガスを燃焼帯域に噴射するのに適したノ
ズルに関する。
り詳しくは高速ガスを燃焼帯域に噴射するのに適したノ
ズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】燃焼技術の最近の発展により、高速ガス
を燃焼帯域に噴射して窒素酸化物（ＮＯx ）のわずかの
生成しか伴わないで燃焼を行うことが行われるようにな
っている。高速度を達成するには比較的小さい直径を有
するノズルが使用される。高いガス速度は炉ガスを高速
ガス中に吸気または連行することにより、ＮＯx の発生
量を抑制する。燃焼帯域への高速度ガスの噴射に関連す
る問題点は、粒状物質又は凝縮性蒸気を含む燃焼帯域の
材料が、初めに小さい開口を有していたノズルに接触し
て異物付着による汚染（ｆｏｕｌｉｎｇ）又は腐蝕を生
じることである。炉ガスはまた５３７℃以上の非常に高
温度になる傾向があり、そのため、異物付着及び腐蝕問
題が悪化する。この問題は特に炉温度が１２０４℃を超
えると重大となる。異物付着はノズルから放出される噴
流の方向を転換させ、装入物に対する熱の供給を不十分
にし、また頻繁な保守を必要とするために費用がかさ
み、炉の生産性を低下させる。この問題に対処する一つ
の方法は、大量の水をノズルに供給することにより高温
度腐蝕または溶融を回避することであった。しかし、水
冷却方式は動作が複雑で、しかも炉内雰囲気に多量の粒
状物を有する場合には異物付着の問題の解決には向かな
い。更に、水冷は炉雰囲気中に凝縮性の蒸気を含んでい
る場合には腐蝕と異物付着の問題をかえって助長する。
ノズルに対する温度の影響はノズルを燃焼帯域に通じた
凹所内に後退させることにより改善できることが知られ
ている。しかし、充分に有利な作用の達成には比較的大
きい凹所が必要である。高速ガス噴射では、こうした大
きい凹所は大量の腐蝕性の炉ガスが凹所に引き込まれる
ので有害な場合がある。更に、このために、ガス噴射速
度が減ずる結果になる。従って、ノズルは温度に起因す
る損傷を回避するが、これは凹所に引き込まれる腐蝕性
炉ガスとの接触により生じる増大した損傷により帳消し
にされてしまう。ノズルの異物付着は環状のガス流れを
ノズル面に形成することにより減じ得ることが知られて
いる。環状のガス流れは、炉ガス及び粒状物が（特にノ
ズルが主燃焼帯域に連通した凹所内に後退している場合
に）ノズルに接触しないように阻止する。しかし、この
ような構成はノズルの同心性に対して非常に敏感であ
る。例えば、ノズルの移動により生じるわずかな変動、
不完全な同心性（偏心）を有するノズル、不均一な耐火
材の摩損、または燃焼口または凹所内の物質の蓄積等は
環状のガス流れを変化させてノズルの保護を不十分にす
る。
を燃焼帯域に噴射して窒素酸化物（ＮＯx ）のわずかの
生成しか伴わないで燃焼を行うことが行われるようにな
っている。高速度を達成するには比較的小さい直径を有
するノズルが使用される。高いガス速度は炉ガスを高速
ガス中に吸気または連行することにより、ＮＯx の発生
量を抑制する。燃焼帯域への高速度ガスの噴射に関連す
る問題点は、粒状物質又は凝縮性蒸気を含む燃焼帯域の
材料が、初めに小さい開口を有していたノズルに接触し
て異物付着による汚染（ｆｏｕｌｉｎｇ）又は腐蝕を生
じることである。炉ガスはまた５３７℃以上の非常に高
温度になる傾向があり、そのため、異物付着及び腐蝕問
題が悪化する。この問題は特に炉温度が１２０４℃を超
えると重大となる。異物付着はノズルから放出される噴
流の方向を転換させ、装入物に対する熱の供給を不十分
にし、また頻繁な保守を必要とするために費用がかさ
み、炉の生産性を低下させる。この問題に対処する一つ
の方法は、大量の水をノズルに供給することにより高温
度腐蝕または溶融を回避することであった。しかし、水
冷却方式は動作が複雑で、しかも炉内雰囲気に多量の粒
状物を有する場合には異物付着の問題の解決には向かな
い。更に、水冷は炉雰囲気中に凝縮性の蒸気を含んでい
る場合には腐蝕と異物付着の問題をかえって助長する。
ノズルに対する温度の影響はノズルを燃焼帯域に通じた
凹所内に後退させることにより改善できることが知られ
ている。しかし、充分に有利な作用の達成には比較的大
きい凹所が必要である。高速ガス噴射では、こうした大
きい凹所は大量の腐蝕性の炉ガスが凹所に引き込まれる
ので有害な場合がある。更に、このために、ガス噴射速
度が減ずる結果になる。従って、ノズルは温度に起因す
る損傷を回避するが、これは凹所に引き込まれる腐蝕性
炉ガスとの接触により生じる増大した損傷により帳消し
にされてしまう。ノズルの異物付着は環状のガス流れを
ノズル面に形成することにより減じ得ることが知られて
いる。環状のガス流れは、炉ガス及び粒状物が（特にノ
ズルが主燃焼帯域に連通した凹所内に後退している場合
に）ノズルに接触しないように阻止する。しかし、この
ような構成はノズルの同心性に対して非常に敏感であ
る。例えば、ノズルの移動により生じるわずかな変動、
不完全な同心性（偏心）を有するノズル、不均一な耐火
材の摩損、または燃焼口または凹所内の物質の蓄積等は
環状のガス流れを変化させてノズルの保護を不十分にす
る。
【０００３】従って、本発明の目的は、ガス噴射装置に
おいて使用できると共に、燃焼帯域の物質とノズルの接
触によるなどの異物付着が少ない状態で効果的にガス噴
射を行うことができるノズルを提供することである。本
発明の他の課題は、燃焼帯域の物質とノズルの接触によ
るなどの異物付着が少ない状態で効果的にガスを燃焼帯
域等の受入れ帯域へ噴射することができる方法を提供す
ることである。
おいて使用できると共に、燃焼帯域の物質とノズルの接
触によるなどの異物付着が少ない状態で効果的にガス噴
射を行うことができるノズルを提供することである。本
発明の他の課題は、燃焼帯域の物質とノズルの接触によ
るなどの異物付着が少ない状態で効果的にガスを燃焼帯
域等の受入れ帯域へ噴射することができる方法を提供す
ることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、以下に示
すように、本発明により達成される。本発明は、前面を
有する所定長さの前部と、ガスを受け入れる後部と、前
記ガスの第１部分を前記前部に通すのに適した少なくと
も１つの通路とよりなり、更に前部は、前記ガスの第２
部分を流通させ次いで前記ノズルの前面に流出させるこ
とを可能にする多孔質体の部分を含んでいる多孔質ノズ
ルを提供する。本発明はまた、（Ａ）前面を有する所定
長さの前部と、ガスを受け入れる後部と、前記ガスの第
１部分を前記前部に通すのに適した少なくとも１つの通
路とよりなり、更に前記前部は、前記ガスの第２部分を
流通させ次いで前記ノズルの前記前面に流出させること
を可能にする多孔質体の部分を含んでいるノズルを用意
し、（Ｂ）前記ガスの第１部分を前記通路に流し、また
（Ｃ）前記多孔質体を通して前記ガスの第２部分を流し
前記前面より受入れ帯域に入れることよりなる、ガスを
前記受入れ帯域に噴射する方法を提供する。ここで使用
する用語「炉ガス」とは通常炉中に存在する二酸化炭
素、一酸化炭素、水蒸気、窒素、酸素、未燃焼燃料、及
びナトリウム含有物質或いはその蒸気等の凝縮性の蒸気
を指す。ここで使用する「燃焼帯域物質」とは炉ガスな
どの流体により輸送される炉中の物質及び粒状物質を指
す。粒状物質の例は石炭燃焼からのガラスバッチ物質及
び灰分がある。ここで使用する「燃焼帯域」とは燃焼帯
域物質を含み且つ燃焼が行われる部分の少なくとも一部
を指す。
すように、本発明により達成される。本発明は、前面を
有する所定長さの前部と、ガスを受け入れる後部と、前
記ガスの第１部分を前記前部に通すのに適した少なくと
も１つの通路とよりなり、更に前部は、前記ガスの第２
部分を流通させ次いで前記ノズルの前面に流出させるこ
とを可能にする多孔質体の部分を含んでいる多孔質ノズ
ルを提供する。本発明はまた、（Ａ）前面を有する所定
長さの前部と、ガスを受け入れる後部と、前記ガスの第
１部分を前記前部に通すのに適した少なくとも１つの通
路とよりなり、更に前記前部は、前記ガスの第２部分を
流通させ次いで前記ノズルの前記前面に流出させること
を可能にする多孔質体の部分を含んでいるノズルを用意
し、（Ｂ）前記ガスの第１部分を前記通路に流し、また
（Ｃ）前記多孔質体を通して前記ガスの第２部分を流し
前記前面より受入れ帯域に入れることよりなる、ガスを
前記受入れ帯域に噴射する方法を提供する。ここで使用
する用語「炉ガス」とは通常炉中に存在する二酸化炭
素、一酸化炭素、水蒸気、窒素、酸素、未燃焼燃料、及
びナトリウム含有物質或いはその蒸気等の凝縮性の蒸気
を指す。ここで使用する「燃焼帯域物質」とは炉ガスな
どの流体により輸送される炉中の物質及び粒状物質を指
す。粒状物質の例は石炭燃焼からのガラスバッチ物質及
び灰分がある。ここで使用する「燃焼帯域」とは燃焼帯
域物質を含み且つ燃焼が行われる部分の少なくとも一部
を指す。
【０００５】
【実施例の説明】本発明を次に図面に関連して詳細に説
明する。図１を参照するに、多孔質ノズル１は前面３を
有する所定長さＬの前部２を有する。ノズル１は円筒
形、その他楕円形等の任意の有効な形状を有することが
できる。１本以上の通路４がノズルの前部２を長さ方向
に貫通している。一般に、これらの通路４は円筒形をし
ている。好ましくは、本発明は１本の通路を有するが、
２〜８本程度の複数の通路を有しても良い。前部２は多
孔質体１１を含んでいる。ここに「多孔質体」とはガス
の流通を許容する連結細孔を含む材料のことを意味し、
焼結粒子より作られた材料、平行直線通路を有するハニ
カム構造等が例示される。
明する。図１を参照するに、多孔質ノズル１は前面３を
有する所定長さＬの前部２を有する。ノズル１は円筒
形、その他楕円形等の任意の有効な形状を有することが
できる。１本以上の通路４がノズルの前部２を長さ方向
に貫通している。一般に、これらの通路４は円筒形をし
ている。好ましくは、本発明は１本の通路を有するが、
２〜８本程度の複数の通路を有しても良い。前部２は多
孔質体１１を含んでいる。ここに「多孔質体」とはガス
の流通を許容する連結細孔を含む材料のことを意味し、
焼結粒子より作られた材料、平行直線通路を有するハニ
カム構造等が例示される。
【０００６】多孔質体は一般に多孔質のセラミックまた
は多孔質の例えば焼結金属、またはハニカム状材料であ
る。本発明で使用できる多孔質体の例は、部分安定化し
たジルコニア、部分安定化したアルミナ−ジルコニア、
コージエライト、ムライト、リン結合アルミナ、マグネ
シア、焼結アルミナ、焼結炭化珪素、焼結黄銅、焼結ブ
ロンズ、及び焼結ステンレス鋼である。
は多孔質の例えば焼結金属、またはハニカム状材料であ
る。本発明で使用できる多孔質体の例は、部分安定化し
たジルコニア、部分安定化したアルミナ−ジルコニア、
コージエライト、ムライト、リン結合アルミナ、マグネ
シア、焼結アルミナ、焼結炭化珪素、焼結黄銅、焼結ブ
ロンズ、及び焼結ステンレス鋼である。
【０００７】通路４は一般に２．０ｍｍ〜２５ｃｍの直
径ｄ1 を有する。２本以上の通路４を使用する場合に
は、ｄ1 は同一の断面積の単一通路に等価な直径を指
す。ノズル前面３は直径ｄ2 を有する。一般に、ｄ1 ／
ｄ2 の比は０．０５〜０．８の範囲内にある。この比を
変えることにより、全体のガスに対する多孔質体を流通
するガスの割合を変えることができる。
径ｄ1 を有する。２本以上の通路４を使用する場合に
は、ｄ1 は同一の断面積の単一通路に等価な直径を指
す。ノズル前面３は直径ｄ2 を有する。一般に、ｄ1 ／
ｄ2 の比は０．０５〜０．８の範囲内にある。この比を
変えることにより、全体のガスに対する多孔質体を流通
するガスの割合を変えることができる。
【０００８】ノズル１はステンレス鋼等の金属から製作
した基部または後部５を有する。後部５はガスの供給を
受ける部分であり、ガス源に連結される。代表的な場合
にはこの結合はねじ筋６により行われる。ノズル１は燃
焼帯域のような受入れ帯域内に位置することができ、燃
焼帯域の壁に面一となるか、開口内に後退しているか、
或いは受入れ帯域すなわち燃焼帯域に通じる開口中に存
在するかである。本発明の目的には、これらの後者の場
合には、開口は燃焼帯域の一部と考えることができる。
した基部または後部５を有する。後部５はガスの供給を
受ける部分であり、ガス源に連結される。代表的な場合
にはこの結合はねじ筋６により行われる。ノズル１は燃
焼帯域のような受入れ帯域内に位置することができ、燃
焼帯域の壁に面一となるか、開口内に後退しているか、
或いは受入れ帯域すなわち燃焼帯域に通じる開口中に存
在するかである。本発明の目的には、これらの後者の場
合には、開口は燃焼帯域の一部と考えることができる。
【０００９】使用において、ガスは矢印７で示したよう
にガス供給源からノズル後部に導入される。ガスは燃料
または酸化剤である。酸化剤は空気または純酸素等の市
販されている高酸素の流体を使用し得る。燃料はメタ
ン、プロパン及び水素が例示できる。本発明は他のガス
を噴射するためにも使用できる。例えば本発明は窒素、
アルゴン、または二酸化炭素等のガスを、不活性化、シ
ール、または熱処理目的の環境に噴射するのに使用でき
る。
にガス供給源からノズル後部に導入される。ガスは燃料
または酸化剤である。酸化剤は空気または純酸素等の市
販されている高酸素の流体を使用し得る。燃料はメタ
ン、プロパン及び水素が例示できる。本発明は他のガス
を噴射するためにも使用できる。例えば本発明は窒素、
アルゴン、または二酸化炭素等のガスを、不活性化、シ
ール、または熱処理目的の環境に噴射するのに使用でき
る。
【００１０】ノズル後部へ流入したガスの第１部分は通
路４を流れ、また第２部分はノズル後部から前部２の多
孔質体１１を流れる。典型的にはノズルを流れるガスの
１５〜９８％が通路４を流れ、２〜８５％のガスが多孔
質体１１を流れる。多孔質体を流れるガスの流量は一般
に０．２８〜２８３０標準立方メートル毎時（ｓｃｍ
ｈ）である。本発明はガスを燃焼帯域に噴射する用途が
最も大きい用途であるので、以下の使用の説明の詳細は
燃焼に関して行う。
路４を流れ、また第２部分はノズル後部から前部２の多
孔質体１１を流れる。典型的にはノズルを流れるガスの
１５〜９８％が通路４を流れ、２〜８５％のガスが多孔
質体１１を流れる。多孔質体を流れるガスの流量は一般
に０．２８〜２８３０標準立方メートル毎時（ｓｃｍ
ｈ）である。本発明はガスを燃焼帯域に噴射する用途が
最も大きい用途であるので、以下の使用の説明の詳細は
燃焼に関して行う。
【００１１】通路４を流通したガスは次いで矢印８のよ
うに燃焼帯域９に３０ｍ／秒のような任意の有効な速度
で流入する。残りのガスは前部２の多孔質体１１を流通
し、その少なくとも一部はノズルの面３を矢印１０のよ
うに横切って流れる。図１に示した例では、残りのガス
の若干は多孔質体の側面からノズル１の外に流出する。
多孔質体１１から燃焼帯域に流出するガスは燃焼帯域物
質がノズルを汚染しないように保つ。ノズルは通路４の
少なくともかなりの部分が凝縮性蒸気または粒状物の蓄
積により閉塞されるなどの異物付着により汚染される。
異物付着の他の例は高温またはその他の好ましくない燃
焼帯域物質により引き起こされる腐蝕または他の劣化を
含む。
うに燃焼帯域９に３０ｍ／秒のような任意の有効な速度
で流入する。残りのガスは前部２の多孔質体１１を流通
し、その少なくとも一部はノズルの面３を矢印１０のよ
うに横切って流れる。図１に示した例では、残りのガス
の若干は多孔質体の側面からノズル１の外に流出する。
多孔質体１１から燃焼帯域に流出するガスは燃焼帯域物
質がノズルを汚染しないように保つ。ノズルは通路４の
少なくともかなりの部分が凝縮性蒸気または粒状物の蓄
積により閉塞されるなどの異物付着により汚染される。
異物付着の他の例は高温またはその他の好ましくない燃
焼帯域物質により引き起こされる腐蝕または他の劣化を
含む。
【００１２】図２〜４は本発明の他の例を示す。図中の
図１と共通な部材は同一の数字で示し、詳細な説明は省
く。図２を参照すると、本発明の多孔質ノズルのチップ
すなわち前部の他の例が示されている。この実施例では
多孔質体１１はケーシング１２に長手方向に且つ後退し
た状態で収納されている。ケーシング１２は公知のアル
ミナ−ジルコニア−シリカ耐火物等の中密材料から製作
されている。このケーシング付きの例は多孔質体が特別
に厳しい環境下に耐える機械的な強さを有しない場合に
有用である。
図１と共通な部材は同一の数字で示し、詳細な説明は省
く。図２を参照すると、本発明の多孔質ノズルのチップ
すなわち前部の他の例が示されている。この実施例では
多孔質体１１はケーシング１２に長手方向に且つ後退し
た状態で収納されている。ケーシング１２は公知のアル
ミナ−ジルコニア−シリカ耐火物等の中密材料から製作
されている。このケーシング付きの例は多孔質体が特別
に厳しい環境下に耐える機械的な強さを有しない場合に
有用である。
【００１３】図３は図２と類似した本発明の他の実施例
を示す。この例では多孔質材の代わりに二種の異なった
多孔材が使用され、一方はモノリシックなセラミック１
３であり、他方は多孔質焼結ステンレス鋼１４である。
モノリシックなセラミック１３はストロー状管の束を一
体にした形を有する。このため、ガス流は一方向に制限
される。多孔質セラミックにあっては流れを阻害するも
のが存在しない場合には流れはほぼあらゆる方向が存在
する。
を示す。この例では多孔質材の代わりに二種の異なった
多孔材が使用され、一方はモノリシックなセラミック１
３であり、他方は多孔質焼結ステンレス鋼１４である。
モノリシックなセラミック１３はストロー状管の束を一
体にした形を有する。このため、ガス流は一方向に制限
される。多孔質セラミックにあっては流れを阻害するも
のが存在しない場合には流れはほぼあらゆる方向が存在
する。
【００１４】図４は図１に類似した本発明の他の実施例
を示す。この実施例ではパイプ１５が通路１４を貫通し
てノズル基部すなわち後部５に延びている。パイプ１５
を使用すると、中央の通路４と多孔質体１１へ分割する
ガスの割合を、ノズルの前部の多孔質体の寸法や前部の
透過率を変更しないで調整することができる。
を示す。この実施例ではパイプ１５が通路１４を貫通し
てノズル基部すなわち後部５に延びている。パイプ１５
を使用すると、中央の通路４と多孔質体１１へ分割する
ガスの割合を、ノズルの前部の多孔質体の寸法や前部の
透過率を変更しないで調整することができる。
【００１５】
【作用】本発明は凝縮物がノズルチップ（前部）に付着
することを適正に阻止し、それにより異物付着或いは閉
塞を阻止する手段を提供する。これは、プロセスガスの
一部をノズル面に通すことにより達成される。与えられ
る流量に対し、通路と多孔質体に流通するガス部分は互
いに独立ではない。両方の流れは多孔質体の断面面積と
通路の断面積の割合に依存する。多孔質体を流通する流
れが多いほど、ノズルの保護が良好になる。多孔質ノズ
ルから流出するガスの運動量平均速度は低いＮＯX を達
成するように最適化できる。与えられたガス流量と与え
られたノズル寸法に対して、多孔質体は特定のｄ1 ／ｄ
2 比を設定することにより運動量平均速度を最大にでき
る。多孔質ノズルからのガス流がノズルの閉塞や異物付
着を抑制するのに使用されること、及び達成される掃気
すなわち保護の程度が作り込まれたノズル構造そのもの
で決まることは、本発明の重要な作用効果である。本発
明の多孔質ノズルは主として燃焼系の一部としてノズル
の異物付着による汚れを防止することを意図している
が、他の利益も得られる。例えば、動作中にＮＯX が低
減され、水冷を必要とせず、ガスを流すのに高圧は必要
とせず、また構造が単純で製造し易い等である。
することを適正に阻止し、それにより異物付着或いは閉
塞を阻止する手段を提供する。これは、プロセスガスの
一部をノズル面に通すことにより達成される。与えられ
る流量に対し、通路と多孔質体に流通するガス部分は互
いに独立ではない。両方の流れは多孔質体の断面面積と
通路の断面積の割合に依存する。多孔質体を流通する流
れが多いほど、ノズルの保護が良好になる。多孔質ノズ
ルから流出するガスの運動量平均速度は低いＮＯX を達
成するように最適化できる。与えられたガス流量と与え
られたノズル寸法に対して、多孔質体は特定のｄ1 ／ｄ
2 比を設定することにより運動量平均速度を最大にでき
る。多孔質ノズルからのガス流がノズルの閉塞や異物付
着を抑制するのに使用されること、及び達成される掃気
すなわち保護の程度が作り込まれたノズル構造そのもの
で決まることは、本発明の重要な作用効果である。本発
明の多孔質ノズルは主として燃焼系の一部としてノズル
の異物付着による汚れを防止することを意図している
が、他の利益も得られる。例えば、動作中にＮＯX が低
減され、水冷を必要とせず、ガスを流すのに高圧は必要
とせず、また構造が単純で製造し易い等である。
【００１６】前に検討したように、従来のノズルの主な
問題は、ノズルにわずかな同心性からのずれがあるだけ
で異物付着による汚染の程度が大きくなることである。
次の実施例及び比較例はこの問題を解決するのに本発明
が有効なことを示す。図５のグラフに示す結果は偏心度
ｅ（同心性からのずれ）の影響を示す。例は発明の例示
の目的に示してあるが、限定するものと解してはならな
い。図４に示したノズルから中心のパイプ１５は外した
ものを使用した。直径５．４０ｃｍの管を一つの管の内
部空間に配置し、窒素を管から大気中に噴出した。ノズ
ル面での酸素濃度を測定し、これをノズルがいかに周囲
ガス（例えば一般に炉ガス、この試験では空気）をノズ
ル面から遠ざけておくことができるかを示すのに使用し
た。酸素濃度が低いほどノズル面から外部ガスを掃気し
ておくのに有効である。ノズルの外径は４．６７ｃｍで
あり、前部の長さは２．５４ｃｍであった。直径１．２
７ｃｍの中央通路を有した。多孔質体は孔径約１ｍｍの
モノリシック（一体構造）なコージエライトであった。
流量２８３ｓｃｍｈの窒素ガスをノズルに流した。約４
０％のガスは中央通路を通り、約６０％は多孔質体の細
孔を流れた。中央通路を流れたガスの速度は２４．４ｍ
／秒であった。更に環状の窒素流を４６．７ｓｃｍｈで
ノズルと管の内壁との間に流した。管と同心に配置した
ノズルから酸素濃度を測定した。結果は図５の線Ａで示
す。同様な試験を、図４のように中央パイプ１５を使用
して行った。この例では約５０％のガスが中央通路に流
れ、約５０％が多孔質体を流れた。中央通路を流れるガ
スの速度は４２．７ｍ／秒であった。結果を図５に線Ｂ
で示す。
問題は、ノズルにわずかな同心性からのずれがあるだけ
で異物付着による汚染の程度が大きくなることである。
次の実施例及び比較例はこの問題を解決するのに本発明
が有効なことを示す。図５のグラフに示す結果は偏心度
ｅ（同心性からのずれ）の影響を示す。例は発明の例示
の目的に示してあるが、限定するものと解してはならな
い。図４に示したノズルから中心のパイプ１５は外した
ものを使用した。直径５．４０ｃｍの管を一つの管の内
部空間に配置し、窒素を管から大気中に噴出した。ノズ
ル面での酸素濃度を測定し、これをノズルがいかに周囲
ガス（例えば一般に炉ガス、この試験では空気）をノズ
ル面から遠ざけておくことができるかを示すのに使用し
た。酸素濃度が低いほどノズル面から外部ガスを掃気し
ておくのに有効である。ノズルの外径は４．６７ｃｍで
あり、前部の長さは２．５４ｃｍであった。直径１．２
７ｃｍの中央通路を有した。多孔質体は孔径約１ｍｍの
モノリシック（一体構造）なコージエライトであった。
流量２８３ｓｃｍｈの窒素ガスをノズルに流した。約４
０％のガスは中央通路を通り、約６０％は多孔質体の細
孔を流れた。中央通路を流れたガスの速度は２４．４ｍ
／秒であった。更に環状の窒素流を４６．７ｓｃｍｈで
ノズルと管の内壁との間に流した。管と同心に配置した
ノズルから酸素濃度を測定した。結果は図５の線Ａで示
す。同様な試験を、図４のように中央パイプ１５を使用
して行った。この例では約５０％のガスが中央通路に流
れ、約５０％が多孔質体を流れた。中央通路を流れるガ
スの速度は４２．７ｍ／秒であった。結果を図５に線Ｂ
で示す。
【００１７】比較の為、同様な方法を従来技術により実
施した。ノズルは多孔質体の代わりに中密部を有する在
来型のものである。中央通路を流れるガスの速度は６
２．２ｍ／秒であった。窒素の環状流の流量を２７．３
ｓｃｍｈ、すなわち本発明の実施例の約６倍にした。結
果を図５の線Ｃで示す。図５に示した結果から明らかな
ように、本発明はノズルが燃焼器開口に後退して設けら
れ且つ完全に対称な流れ条件が存在しない時に、ノズル
面に高い炉ガス濃度が存在する時に生じる問題を効果的
に解決する。本発明は好ましい実施例を参照して説明し
たが、本発明の範囲内で多くの実施例が可能なことは当
業者には明らかであろう。
施した。ノズルは多孔質体の代わりに中密部を有する在
来型のものである。中央通路を流れるガスの速度は６
２．２ｍ／秒であった。窒素の環状流の流量を２７．３
ｓｃｍｈ、すなわち本発明の実施例の約６倍にした。結
果を図５の線Ｃで示す。図５に示した結果から明らかな
ように、本発明はノズルが燃焼器開口に後退して設けら
れ且つ完全に対称な流れ条件が存在しない時に、ノズル
面に高い炉ガス濃度が存在する時に生じる問題を効果的
に解決する。本発明は好ましい実施例を参照して説明し
たが、本発明の範囲内で多くの実施例が可能なことは当
業者には明らかであろう。
【図１】本発明のノズルの好ましい実施例を示す断面図
である。
である。
【図２】本発明の好ましい他の実施例の断面図であり、
多孔質体が非多孔質体に囲まれている状態を示す。
多孔質体が非多孔質体に囲まれている状態を示す。
【図３】異なった種類の多孔質体を使用する本発明の他
の実施例を示す断面図である。
の実施例を示す断面図である。
【図４】ガス流の方向を制御するための管を使用する好
ましい実施例の断面図である。
ましい実施例の断面図である。
【図５】本発明により得られる改善された結果を従来の
ノズルにより得られた結果と比較するグラフである。
ノズルにより得られた結果と比較するグラフである。
１：多孔質ノズル ２：前部 ３：前面 ４：中央通路 ５：後部 ６：ねじ部 ９：燃焼帯域 １１：多孔質体 １２：ケーシング １３：セラミック １４：多孔質体 １５：中央パイプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジユー・ドゥー アメリカ合衆国ニューヨーク州クロート ン・オン・ハドソン、ダブ・コート９アー ル (72)発明者 ウィリアム・ジョゼフ・スナイダー アメリカ合衆国ニューヨーク州オシニン グ、バーチウッド・ロード２
Claims (15)
- 【請求項１】 前面を有する所定長さの前部と、ガスを
受取る後部と、前記ガスの第１部分を前記前部に通すの
に適した少なくとも１つの通路とよりなり、更に前記前
部は、前記ガスの第２部分を流通させ次いで前記ノズル
の前記前面を横切って流出させることを可能にする多孔
質体の部分を含んでいるノズル。 - 【請求項２】 多孔質体は長さ方向に沿って非多孔質材
で囲まれている請求項１のノズル。 - 【請求項３】 多孔質体はセラミック及び金属より選択
される請求項１または２のノズル。 - 【請求項４】 通路の直径の前面の直径に対する比は
０．０５〜０．８である請求項１のノズル。 - 【請求項５】 多孔質体はモノリシックなセラミックで
ある請求項１のノズル。 - 【請求項６】 多孔質体はモノリシックなセラミックと
焼結金属とよりなる請求項１のノズル。 - 【請求項７】 通路は単一通路であり、その中に前部を
貫通して後部へ延びているパイプを具備している請求項
１のノズル。 - 【請求項８】 （Ａ）前面を有する所定長さの部分に、
貫通した通路と多孔質体の部分とを設けたノズルを用意
し、 （Ｂ）ガスを前記通路に流し、更に （Ｃ）ガスを前記多孔質体を通して前記前面から受入れ
帯域に入れることよりなる、ガスを前記受入れ帯域に噴
射する方法。 - 【請求項９】 前記受け入れ帯域は、燃焼帯域である請
求項８の方法。 - 【請求項１０】 ガスは酸素、窒素、アルゴン、二酸化
炭素、一酸化炭素、燃料より選択される一つを含有する
請求項８の方法。 - 【請求項１１】 ガスが多孔質体からその長さ方向に沿
って流れ出る請求項８の方法。 - 【請求項１２】 ノズルから受入れ帯域に流入するガス
全体の２〜８５％が多孔質体を流通する請求項８の方
法。 - 【請求項１３】 ノズルから受入れ帯域に流入するガス
全体の１０〜６５％が多孔質体を流通する請求項８の方
法。 - 【請求項１４】 多孔質体を流通するガスの流量は０．
２８〜２８３０標準立方メートル毎時（ｓｃｍｈ）であ
る請求項８の方法。 - 【請求項１５】 通路から受入帯域に流入するガスの速
度は３０．５ｍ／秒以上である請求項８の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US264084 | 1994-06-21 | ||
| US08/264,084 US5575636A (en) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | Porous non-fouling nozzle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH085028A true JPH085028A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=23004498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7175565A Withdrawn JPH085028A (ja) | 1994-06-21 | 1995-06-20 | 異物付着のない多孔質ノズル |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5575636A (ja) |
| EP (1) | EP0689009B1 (ja) |
| JP (1) | JPH085028A (ja) |
| KR (1) | KR100209566B1 (ja) |
| CN (1) | CN1113188C (ja) |
| BR (1) | BR9502863A (ja) |
| CA (1) | CA2152200C (ja) |
| DE (1) | DE69501570T2 (ja) |
| ES (1) | ES2111991T3 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8145460B2 (en) | 2006-08-31 | 2012-03-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Information processing method and information processing apparatus |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5955037A (en) * | 1996-12-31 | 1999-09-21 | Atmi Ecosys Corporation | Effluent gas stream treatment system having utility for oxidation treatment of semiconductor manufacturing effluent gases |
| US5846275A (en) * | 1996-12-31 | 1998-12-08 | Atmi Ecosys Corporation | Clog-resistant entry structure for introducing a particulate solids-containing and/or solids-forming gas stream to a gas processing system |
| US5833888A (en) * | 1996-12-31 | 1998-11-10 | Atmi Ecosys Corporation | Weeping weir gas/liquid interface structure |
| US5882366A (en) * | 1997-06-06 | 1999-03-16 | Atmi Ecosys Corporation | Alternating wash/dry water scrubber entry |
| AT501141B8 (de) * | 2003-03-05 | 2007-02-15 | Soellinger Johann | Brenner für flüssigbrennstoff, insbesondere pflanzenöl |
| US8517717B2 (en) * | 2004-08-13 | 2013-08-27 | Velocys, Inc. | Detonation safety in microchannels |
| US7736599B2 (en) | 2004-11-12 | 2010-06-15 | Applied Materials, Inc. | Reactor design to reduce particle deposition during process abatement |
| EP1954926A2 (en) | 2005-10-31 | 2008-08-13 | Applied Materials, Inc. | Process abatement reactor |
| EP1843092A1 (en) * | 2006-04-06 | 2007-10-10 | Linde Aktiengesellschaft | Non-clogging nozzle |
| CZ23256U1 (cs) * | 2011-07-17 | 2012-01-16 | Karla Spol. S R.O. | Kotel pro spalování plynu s vyšším obsahem vodíku, s tryskou pro toto spalování |
| CN104190169B (zh) * | 2014-09-26 | 2016-08-24 | 银川佳通轮胎有限公司 | 减少除尘器通风管道粉尘滞留装置 |
| CN115989325A (zh) * | 2020-09-08 | 2023-04-18 | 西门子股份公司 | 拉伐尔喷嘴及其制造方法 |
| KR102379276B1 (ko) | 2021-08-03 | 2022-03-28 | 주식회사 엘에스폼웍 | 건축용 동바리 |
| KR102445486B1 (ko) | 2021-10-19 | 2022-09-20 | 송현수 | 천장 슬래브 보의 타설을 위한 시스템 서포트 |
Family Cites Families (13)
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|---|---|---|---|---|
| US3603711A (en) * | 1969-09-17 | 1971-09-07 | Edgar S Downs | Combination pressure atomizer and surface-type burner for liquid fuel |
| DE2122219A1 (de) * | 1971-05-05 | 1972-11-16 | L. & C. Steinmüller GmbH, 5270 Gummersbach | Gasbrenner für Industrieöfen |
| JPS5943786B2 (ja) * | 1979-03-30 | 1984-10-24 | パナフアコム株式会社 | 記憶装置のアクセス方式 |
| US4817701A (en) * | 1982-07-26 | 1989-04-04 | Steel Casting Engineering, Ltd. | Method and apparatus for horizontal continuous casting |
| DE3331216A1 (de) * | 1983-08-30 | 1985-03-14 | Castolin Gmbh, 6239 Kriftel | Vorrichtung zum thermischen spritzen von auftragsschweisswerkstoffen |
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| DE8518133U1 (de) * | 1985-06-21 | 1986-10-16 | Irbit Research + Consulting Ag, Freiburg/Fribourg | Ölbrenner |
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| US5266024A (en) * | 1992-09-28 | 1993-11-30 | Praxair Technology, Inc. | Thermal nozzle combustion method |
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-
1994
- 1994-06-21 US US08/264,084 patent/US5575636A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-06-20 BR BR9502863A patent/BR9502863A/pt not_active IP Right Cessation
- 1995-06-20 EP EP95109539A patent/EP0689009B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-20 CN CN95107027A patent/CN1113188C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1995-06-20 KR KR1019950016323A patent/KR100209566B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1995-06-20 ES ES95109539T patent/ES2111991T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-20 JP JP7175565A patent/JPH085028A/ja not_active Withdrawn
- 1995-06-20 CA CA002152200A patent/CA2152200C/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-06-20 DE DE69501570T patent/DE69501570T2/de not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| US8145460B2 (en) | 2006-08-31 | 2012-03-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Information processing method and information processing apparatus |
Also Published As
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|---|---|
| DE69501570T2 (de) | 1998-08-20 |
| KR960000313A (ko) | 1996-01-25 |
| US5575636A (en) | 1996-11-19 |
| ES2111991T3 (es) | 1998-03-16 |
| CN1124341A (zh) | 1996-06-12 |
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| CA2152200A1 (en) | 1995-12-22 |
| CN1113188C (zh) | 2003-07-02 |
| BR9502863A (pt) | 1996-01-30 |
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| EP0689009B1 (en) | 1998-02-04 |
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| Date | Code | Title | Description |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020903 |