JPS5824713A - 熱ガス噴流を用いて土台の表面を加熱する方法並びにその方法を実行するためのバ−ナ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱がス噴流を用いて土台の表面を加熱する方法
に係９、さらに詳しくは環状に供給された燃焼空気と混
合すべき燃料ガスが４ンデ噴流の形で供給される圧縮空
気によりて加熱すべき表面方向に加速される火炎噴射処
理の後で、表面処理しながら、熱ガス噴流を用いて土台
の表面を加熱する方法に関するものである。

さらに本発明の対象は土台の表面を加熱するバーナに係
り、さらに詳しくは軸方向の流れ構成要素を有する圧縮
空気用の特に同軸のノズルと、このノズルを間隔をあけ
て包囲し、空気供給用の後部開口部とともＫ１１ｌ状ダ
クトを形成する環状デフレクタと、同心状に配置された
燃料ガスノズルとから構成され、表面処理あるいはコー
ティングに用いる素材の火炎噴射に用いる噴射ノズルと
合わせて土台の表面を加熱するΔ−すに関するものであ
る。

この種の公知のバーナの場合には、軸方向のノズルを介
して供給されゐ圧縮空気が同時に、小片の形状をしたコ
ーテイング材を移送する。噴射原理によって、圧縮空気
のポンプ噴流は後部の開放した環状ダクトを介して外気
を吸引する。吸引された空気は環状ダクト内で、環状ダ
クＦの外方端の環状ノズルを介して供給された燃材ガス
と混合され、その結果火炎の輪が生じ、この火炎の翰が
コーテイング材を伴った中央の円錐状の圧縮空気噴流を
ジャケットのように包囲し、その場合にこのシャケ、ト
と円錐状の圧縮空気噴流との間に吸引された空気のシャ
ケ、トが形成される。熱ガス火炎シャケ、トはコーティ
ングすべき表面を加熱し、これを乾燥させる。さらに熱
ガス火炎ジャケットが円錐状の圧縮空気噴流を周囲の影
響から隔絶し、ノズルから出〜てコーティングすべき表
面までの途上で放射と旋回により円錐状の圧縮空気噴流
を加熱する。

このようなバーナを用いて行われる方法の長所は、最も
空気に湿気がないゾーンでコーティングが行われる、と
いうことである。表面の乾燥に必要な加熱エネルギーは
全く素早く生じ、かつ移送され、移送途上で温度が高く
なシ過ぎることはない。燃焼可能で低温で沸騰する溶媒
をコーテイング材に添加することもでき、溶媒が噴射時
に燃え上がることはない。

こうした長所に基づいて、火炎噴射ピストルに公知の方
法及び公知のバーナが用いられ効果をあげている。しか
し、この／４−すＫも欠点がある。

すなわち燃料ガスの不完全燃焼を生じる流れの脈動が知
られている。脈動はまた、表面の加熱を不均一にする。

というのはそのとき火炎は振子のように揺れる傾向があ
るからである。振動が非常に強い場合には火炎が消えて
しまう場合もある。

したがうて本発明の課題は、冒頭に述べた種類で、工率
と火炎安定性を改良した／４−す及び方法を提供するこ
とＫある。

この課題を解決するために、本発明方法に＃）−）ては
、一つのポンプ噴流の圧縮空気の流入面に対して食い違
っ丸面において、軸方向の流れ構成要素を有する少なく
とも一つの他のポンプ噴流の形をとりた付加的な圧縮空
気を供給する構成を採用した。そして好ましくはポンプ
噴流の流入面間の噴流横断面を拡大するためには、さら
に外気から空気を供給しなければならない。他の４ング
噴流は中央の噴流ノズル、スリ、トノズルあるいはリン
グノズルから放出される。さらに、軸方向に食い違った
多くの面で燃料ガスを同軸状に供給すれば、よシ好まし
い結果が得られる。

本発明においては、工率と火炎安定性の改良は、同時に
空気を供給すｂ際にカスケード状に横断面を拡大するこ
とと、熱い燃焼ガスを多重に加速するととによって行わ
れる。測定の結果、０．１００体積−の濃度で燃焼が行
われることが判明した。

本発明方法によれば、圧力のない同心的なシステムでは
、熱ガスの流れ速度が速い場合には、熱ガスの高い燃焼
温度からよい低温への転換が行われる。このことが加熱
すべき表面での良好な熱伝達係数の前提となる。流れ方
向に放出される熱ガスの温度降下がわずかであることも
、有利である。

それゆえに本発明方法によれば、高くな９た温度に対し
て非常に敏感な？デーも暖たまる。したがって、本発明
方法によれば、商品を包装するシュリンクフォイルも暖
たまり、間隔の変化がわずかである場合に、シュリンク
フォイルが過熱してしまうことがない。

本発明方法によれば、表面加熱、乾燥及びたとえばノ譬
イデコーティングあるいは帯状コーティングなどのコー
ティングが静止状態ばかりでなく、通過する場合にも連
続的に行うことができる。

冒頭に述べた種類の７４−すの場合には、設定された課
題は次のように解決される。すなわち、環状デフクレタ
が、空気を供給するための後部の開口部を有する小なく
とももう一つの大口径の環状デフレクタによって包囲さ
れ、あるいは軸方向の流れ構成要素を有する圧縮空気供
給用の少なくとももう一つの特に同軸状のノズルが設け
られ、あるいは前記手段を互いに組み合わせる構成が採
用されている。

一つあるいけ多数の環状デフレクタが設けられている場
合には、次に大きい環状デフレクタがそれぞれそれより
小さい環状デフレクタの前端部を越えて突出カスケード
状にしていた方が有利であることが証明されている。さ
らに、圧縮空気用の他の付属のノズルをよシ大きい環状
デフレクタの大口径の横断面、特に突出している部分の
内部に配置すれば有利である。

火炎の温度を調整するために、環状ダクトの後部の空気
用開口部に圧力調整弁部材を設けてもよい。この圧力調
整弁部材を多孔板から形成してもよい。しかしまた圧力
調整弁部材は傾斜に配設された羽根であってもよく、そ
の場合には供給された空気に羽根によってねじれが与え
られ、旋回しやすくなる。多孔板も傾斜して設けられた
羽根も環状デフレクタ間のスペーサ及び支持部材として
の役割υを果たす。

各々の環状ダクトの後部が空気供給用の開口部に至るま
で閉塞されており、開口部が圧縮空気の供給管に接続し
ている場合には、バーナも噴射ピストルも酸素のない大
気中で使用される。水中でバーナあるいはピストルを使
用するためには、さらにノ４−すの前面を中央の開口部
までリングプレートで閉塞する。塩水中でバーナを使用
する場合には、中央の開口部を貫通する噴流方向を有す
るフラッシング媒体用のノズルを設けることが必要であ
り、その場合には特に、開口部に環状デフレクタが接続
される。そうすればフラッシング媒体によりて、乾燥時
に生じるたとえば塩などの残渣が、コーティングすべき
表面から取り除かれる。

加熱された表面の汚れを浄化し、あるいはたとえば表面
反応のためにコーティング媒体を活動させるなどの前処
理を行うために１土台の熱ガスを送られる領域への噴流
方向を有するブス状あるいは流体状の媒体用の他のノズ
ルをバーナーヘッドの外側に設けることも可能である。

以下、図面に示す実施例に基づいて、本発明の詳細な説
明する。

すべての実施例において、バーナ及び噴射ピストルは同
心の構造を有する。

第１図において、バーナは第１の環状デフレクタ１と、
それよシロ径の大きい第２の環状デフレクタ２とから構
成され、第２の環状デフレクタ２は第１の環状デフレク
タ１と同心に配置され、かつス（−サ３にようて第１の
環状デフレクタ１から隔てられている。スペーサ３は、
好ましくは傾斜して設けられた羽根として形成される。

第１の環状デフレクタｌの中央には、圧縮空気を供給す
るだめのダクト４が設けられ、対応するス（−サ３によ
って支持されている。環状デフレクタ１の軸方向の長さ
のほぼ中央部でダクト４内には軸方向の主流構成要素を
有するノズル状の開口部５が形成されている。ダクト４
の一端にはノズル６が設けられ、このノズル６は環状デ
フレクタ１の外部に突出しており、このノズル６からは
軸方向の主流構成要素を有する圧縮空気が吹き出す。ノ
ズル６は幅広スリットノズルとして形成してもよく、そ
の場合にスリ、トは一連の穴として形成してもよい。

環状デフレクタ１．２と圧縮空気ダクト４とから構成さ
れる環状ダクトは後方が開放されており、それによって
開口部７，８を介して外気を吸引することができる。吸
引力はノズル５，６から吹き出す圧縮空気によって生じ
、ボン！噴流として作用する。二つの軸方向に食い違っ
た面に圧縮空気を供給することによシ、吸入された空気
には運動エネルギーが生じ、その結果、環状デフレクタ
１゜２内の空気は空気体積が増すＫつれて軸方向に加速
される。

後方の開口部７．８の他に、環状デフレクタ１の壁の後
部に穴を設けてもよい。

環状デフレクタ１の後端の壁には、リングノズル９が配
設され、このリングノズル９の環状デフレクタ２に向い
た側には燃料ガス放出するための一連の穴が設けられて
いる。放出される燃料ガスは、後方の開口部７を介して
吸引された空気と混合され、その結果火炎環用の燃焼可
能ながス・空気混合気が形成される。

バーナーロへの道で、流れて行く混合気が二重に加速さ
れることにより、フレーム安定性が高く、ガス容積が大
きくかつ流れの速度が速い場合には、理想的な燃焼が行
われる。フレーム安定性は、環状デフレクタをカスケー
ド状に配置することにより、配置するととＫよシ、さら
に改良される。

上述のバーナーの原理に基づいて、噴射ピストルも構成
することができる−とのような場合には、圧縮空気は中
央のダクト４を介して、コーディング片を吹き込まれて
供給され、あるいはコーディング材を分離して供給する
場合には、コーディング材は圧縮空気の放出面で供給さ
れ、そこで飛散される。そして、軸方向にずらされた第
２の位置において、他の圧縮空気が中心的にあるいは環
状に供給され流れがさらに加速される。

第１図に示す実施例の場合には、側方の燃焼へ、ドには
、圧縮空気あるいは流体状の媒体を供給するだめの他の
ノズル１０が配置され、前記流体状の媒体は土台の熱ガ
スを送られる面あるいは熱ガス流噴中に吹き込まれ、な
いし噴射される。圧縮空気の場合には、乾燥するときに
発生するちり片などが吹き払われる。たとえば活性化材
のような流体状の媒体の場合にはコーティング媒体のた
めに表面は活性化される。ノズル１０自体は単一のノズ
ルあるいは広幅のスリ、トノズルとして形成してもよい
。スリ、トの代わりに一連の穴を設けてもよい。

第２図に示す噴射♂ストルの場合には、コーティング媒
体は中央の高圧ノズル１１に円錐状の噴流とともに供給
される。高圧ノズル１１は環状デフレクタ１２の内部に
配置され、環状デフレクタ１２の後部には空気供給用の
開口部１３が形成されている。環状デフレクタ１２の外
側には、空気を供給される環状ダクト１４が配置されて
いる。

環状ダクト１４からは、環状に配置された多数のノズル
１５を介して、環状デフレクタ１２と高圧ノズル１１と
から構成される環状ダクト中に、軸方向の主流構成要素
を有する圧縮空気が放出され、その結果開口部１３を介
して大気中の空気が吸引される。さらに環状ダクト１４
からは環状に配置された軸方向のノズル１６を介して、
環状デフレクタ１２と大口径の環状デフレクタ１７とか
ら形成される環状ダクト中に圧縮空気が放出される。

ノズル１５から放出される圧縮空気と同様に、ノズル１
６から放出される圧縮空気はイン！噴流として作用し、
後部の開口部１８を介して空気を吸引する。外方の環状
ダクト内の環状デフレクタ１７の内側には、燃料ガスを
環状ダクト中に供給するための環状ノズル１９が配置さ
れている。

第３図に示す実施例の場合には、コーテイング材はノズ
ル２０を介して供給され、ノズル２ｏは中央の中空ニー
ドル２１によって閉鎖することができる。中空ニードル
２１を介して圧縮空気を供給することができる。ノズル
２０を取り巻いて環状ノズル２２が配設され、その環状
ダクト２３にはメインダクト２６の分岐２５と軸方向の
ダクト２４を介して圧縮空気が供給され、この圧縮空気
はノズル２０の開口面で放出されるコーテイング材を飛
散させる。ノズル配置２０〜２０余囲んで内側の環状デ
フレクタ２７が設けられ、この内側の環状デフレクタ２
７は外側の環状デフレクタ２８とともに環状ダクトを形
成し、その中に燃料ガス用の環状ノズル２９が配置され
ている。環状ダクトの後部は、開口部３１に至るまでグ
レート３０によって閉塞されており、その開口部３１か
ら環状の分配ダクト３２を介してメイン供給ダクト２６
から圧縮空気が供給される。

バーナの前面は中央の開口部３３まで環状グレート３４
によって閉塞されており、その環状グレート３４の内周
縁に連続して内側へ突出するロート状の環状デフレクタ
３５が設けられている。環状デフレクタ３１５によりて
、熱ガスの噴流はまず角度を与えられ、その他に環状デ
フレクタ２８゜３５によって構成される環状空間内で熱
ガスの旋回が生じる。

この実施例の場合にも、断面が流れの方向でまず段階的
に拡大され、その場合に流れには軸方向に食い違った面
で供給される圧縮空気とともに運動エネルギーが与えら
れ、環状デフレクタ３４の領域の出口で断面が初めて縮
少される。

上述の／４−すは、前方の中央開口部３３まで覆われて
いるので、水中での使用に適している。中空ニードル２
１により中央でさらに圧縮空気噴流が付は加えられるこ
とによシ、外気の圧力に耐える強いｌンデ噴流が生じる
。

塩などの残液がこびシ付いて乾いた表面をきれいにする
ために、中央の開口部３３及びさらにノズル３６を介し
て清掃材、　％に、淡水を供給してもよい。噴出方向は
軽く傾斜させて、旋回を生じるようにすべきである。

第１図に示す実施例のバーナを用いた場合には、それぞ
れ外側の環状デフレクタの直径が次に大きい環状デフレ
クタの直倫の２倍とほぼ等しいか、あるいはそれよシも
小さく、そしてバーナ全体の長さが、最も口径の大きい
環状デフレクタの長さよシも大である場合に、東い結果
が得られた。内側の環状デフレクタ１に添接する燃料ガ
ス用の環状ノズル９と、燃料ガスダクト４を包囲する支
持Δイブとの間に形成される環状の間隙は、環状デフレ
クタｌの直径の４分の１とほぼ等しい０次のような寸法
を有するバーナで実験が行われた。

大暑い方の環状デフレクタ２の内徴鴫１１０謹、内側の
環状デフレクタ１の内径−８０，、外側の環状デフレク
タ２の長さ一１１０ｍ。

内ａｏｉｉ状デフレクタＩＣ）ｉｋ省−７０閣、両環状
デフレクタ１．２０軸方向Ｏ重なシー２０■、両種状デ
フレクタ１，２閏で圧力調整弁として作用する環状プレ
ートの幅間１５■、 燃料ガス用の環状ノズル９の内径と、中央の場合によっ
ては支持Δイｌで囲まれ九圧縮空気ダクト４との関に形
成される環状の間隙の幅−２０■。

【図面の簡単な説明】

第１図はΔ−すの軸方向の断面を概略的に示す縦断面図
、第２図は火炎噴射を行う噴射ピストルの軸方向の縦断
面図、第３図は火炎噴射を行う水中ピストルの軸方向の
縦断面図である。 １．２・・・環状デフレクタ、３・・・スペーサ、４・
・・ダクト、５・・・開口部、６・・・ノズル、７．８
−・・開口部、９・・・環状ノズル、１０・・・ノズル
、１１・・・高圧ノズル、１２・・・環状デフレクタ、
１３・・・開口部、１４・・・環状ダクト、１５．１６
・・・ノズル、１７・・・環状デフレクタ、１８・・・
開口部、１９・・・環状ノズル、２０−・・ノズル、２
１・−・中空ニードル、２２・・・環状ノズル、２３・
・・環状ダクト、２４・・・ダクト、２５−・・分岐、
２６・・・メインダクト、２７・・・環状デフレクタ、
２８・・・環状デフレクタ、２９・・・環状ノズル、３
０・−デレー）、３１−・・開口部、３２・・・分配ダ
クト、３３・・・開口部、３４−・・環状グレート、３
５・・・環状デフレクタ、３６・・・ノズル。 以下余白 手続補正書（方式） 昭和５７年　９月髪Ｏ日 特許庁長官若杉和夫　殿 １、事件の表示 昭和５７年　特許願　　第０９０５３２号３、補正をす
る者 事件との関係　　特許出願人 ラント　コンバエ　コマンデイトケ（ルシ＋７）６、補
正の対象 図　　　面 ７、補正の内容 図面の浄書（内容如変更なし） ８、添付書類の目録 浄書図面　　　　　１通

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、環状に供給され燃焼空気と混合される燃料ガスが、
   軸方向の流れ構成要素を有する４ンデ噴流の形で供給さ
   れる圧縮空気によシ、加熱すべき表面方向に加速される
   火炎噴射処理の後で、特にコーテイング材を同時に供給
   しながら熱ガス噴流を用いて土台の表面を加熱する方法
   において、軸方向の流れ構成要素を有する少なくともも
   う一つのＩンデ噴流の形状をなす付加的な圧縮空気が、
   ポンプ噴流の圧縮空気の流入面とは食い違う面で供給さ
   れることを特徴とする熱ガス噴流を用いて土台の表面を
   加熱する方法。 ２、二つのポンプ噴流の流入面間の噴流横断面を拡大す
   るために外気から他の空気が供給されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の熱ガス噴流を用いて土
   台の表面を加熱する方法。 ３、軸方向に食い違う多数の面において燃料がスが同軸
   に供給されるととを特徴とする特許請求の範囲第１項あ
   るいは第２項に記載の熱ガス噴流を用いて土台の表面を
   加熱する方法。 ４、軸方向の流れ構成要素を有する圧縮空気用の特に同
   軸のノズルと、距離をおいてノズルを包囲し空気供給用
   の後部の開口部とともに環状ダクトを形成する環状デフ
   レクタと、同心に配置された燃料ガスノズルとから構成
   され、特にコーテイング材用の噴射ノズルと組み合わせ
   て土台の表面を加熱するバーナにおいて、軸方向の流れ
   構成要素を有する少なくとももう一つのノズル（６゜１
   ６．３１）が設けられることを特徴とする土台の表面を
   加熱するバーナ。 ５、軸方向の流れ構成要素を有する圧縮空気用の特に同
   軸のノズルと、距離をおいてノズルを包囲し空気供給用
   の後部の開口部とともに環状ダクトを形成する環状デフ
   レクタと、同心に配置された燃料ガスノズルとから構成
   され、特にコーティンダ材用の噴射ノズルと組み合わせ
   て土台の表面を加熱するΔ−すにおいて、環状デフレク
   タ（１゜１２．２２）が空気供給用の後部開口部（８゜
   ３１）を有する直径のより大きい少なくとももう一つの
   環状デフレクタ（２，１７，２８）によっテ包囲されて
   いることを特徴とする土台の表面を加熱するバーナ。 ６、軸方向の流れ構成要素を有する圧縮空気用の特に同
   軸のノズルと、距離をおいてノズルを包囲し空気供給用
   の後部の開口部とともに環状ダクトを形成する環状デフ
   レクタと、同心に配置された燃料ガスノズルとから構成
   され、特に＝−ティング材用の噴射ノズルと組み合わせ
   て土台の表面を加熱する／？−すにおいて、軸方向の流
   れ構成要素を有する少なくとももう一つのノズル（６゜
   １６．３１）が設けられ、そして環状デフレクタ（１，
   １２，２２）が空気供給用の後部の開口部（８，３１）
   を有する直径のよプ大きい少なくとももう一つの環状デ
   フレクタ（２，１７，２８）によって包囲されているこ
   とを特徴とする土台の表面を加熱するバーナ。 ７、少なくとももう一つの環状デフレクタ（２゜１７．
   ２８）が、それぞれより小さい環状デフレクタ（１，１
   ２，２２）の前端を越えてカスケード状に突出している
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５項あるいは第６項
   と記載の土台の表面を加熱するΔ−す。 ８、他のノズル（６，１６，３１）が他の環状デフレク
   タ（２，１７，２８）の領域、特にこの他の環状デフレ
   クタ（２，１７，２８）の突出している部分に配置され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第４項あるいは
   第６項に記載の土台の表面を加熱するノ青−す。 ９、環状デフレクタが二つ以上ある場合に、内側の環状
   デフレクタの少なくとも一つあるいはすべての内側の環
   状デフレクタに燃料ガスノズルが付属していることを特
   徴とする特許請求の範囲第７項あるいは第８項に記載の
   土台の表面を加熱するバーナ。 １０、環状ダクト内の空気用の後部開口部に圧力　　−
   調整弁部材（３）が付属していることを特徴とする特許
   請求の範囲第５項あるいは第６項に記載の土台の表面を
   加熱するΔ−す。 １１、圧力調整弁部材が多孔板から形成されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１０項に記載の土台の表面を
   加熱するバーナ。 １２、圧力調整弁部材が傾斜して設けられた羽根である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１０項に記載の土台
   の表面を加熱するバーナ。 １３、各々の環状ダクトの後部は空気供給用の開口部（
   ３１）まで閉塞されておシ、開口部（３１）は圧縮空気
   用の供給管（２６，３２）に接続されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第５項あるいは第６項に記載の土
   台の表面を加熱する・青−す。 １４、バーナの曲間は中央開口部（３３）ｔで環状プレ
   ー）（２８）Ｋよって閉塞されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１３項に記載の土台の表面を加熱する
   バーナ。 が連続していることを特徴とする特許請求の範囲第１４
   項に記載の土台の表面を加熱するノ々−す。 １６、中央開口部（３３）を貫通する噴流方向と、特に
   旋回要素を有するフラッシング媒体（たとえば淡水）用
   のノズルが設けられていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１４項に記載の土台の表面を加熱するバーナ。 １７、土台の熱ガスを送られる領域へ、あるいは熱ガス
   噴流中への噴流方向を有するガス状あるいは流体状媒体
   用のノズル（１０）が、バーナーへ、ドの外部に配置さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第４項から第
   １６項のいずれか１項に記載の土台の素面を加熱するバ
   ーナ。