JPS59131818A - 容量可変式ガス化バ−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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ある種の炭化水素と酸素の反応物をガス化す
る際に使用されるような、容量可変式バーナーに関する
もので、使用中にバーナーを調整することによシ反応物
の流速を制御できるものである。

〔従来技術〕

ガス化工程では、余分のガス化炉を設け、それぞれ低出
力で運転する必要がある。（「余分」とは二つかそれ以
上を意味するが、概ね、二つが典型的であろうが）万一
、一方の炉が何かの理由で作動しない場合、残る一方の
ガス化炉をより大きな出力で作動させて故障した方のロ
スを埋め合すようにすることができるようになっている
。従って、操作中に調節することによって二つの異なっ
た流速で作動させるととができるバーナーは非常に望ま
しいものである。完備した二つの装置から構成されるタ
イプの場合には、各バーナーは５０係の容量で作動させ
るととができるが、もし、一方の装置を何らかの理由で
停止させなければならないとしても、もう一方のバーナ
ーを直ちに調節して１００％の容量で作動させることが
できる。流速は、適正な霧化や燃焼と、その結果として
の適正な反応を得るうえで、重要なポイントである。

例えば、石炭スラリー等のような炭化水素と酸素とを効
率的に混合すれば、化学変化を受けなかった炭素微粒子
、別名「すす」と呼ばれるものの生成を回避し、二酸化
炭素の還元を実質的に防止することができる。混合が十
分でかいと、煙が過剰に発生し、効率をそこねることに
なる。

従って、これら望ましい条件を満たすためには、バーナ
ーが５０４あるいは１００％のどちらかの出力で効率よ
く作動するように最適状態に調節できるようにしなけれ
ばならない。反応温度は非常に高いので、先行技術のあ
るものに見受けられるようなガス化バーナーを冷却し１
その流速を調整するために取りはずすための時間はない
。装置の一方を停止する必要が発生すれば直ちに調節を
行なわなければならない。例えば、本発明のバーナーが
用いられるガス化方法では、１００％の出力で２４時間
の運転を行ったとすると、処理する石炭スラリーは、約
９台の鉄道貨車外の石炭（貨車１台の積載量は９０．７
２）ン（１００シヨート・トン））に相当する。調整に
手間取るようであれば、コスト上重要な要因である酸素
については、その損失分を考慮に入れない場合でも、石
炭スラリーの（処理上）のロスはかなシ大きいものにな
ることは明らかである。

意図した作動環境に保持しつつガス化バーナーを調節す
るためには、ある種のパツキン押えやエラストマーのシ
ールを用いなければならない。このようなシールハ、シ
ールとこのシールがシールを行う対象物との間で相対的
に動くので「動的シール」として知られている。しかし
ながら、動的シールは固定式すガわち静的シールに比べ
て洩れやすいという問題がある。「静的シール」では、
部品同志が一旦固定あるいはボルトで締め付けられると
部品間の相対的動きは生じない。

ガス化工程において、シールされている媒体と外気との
間で洩れが生ずると、媒体は外気に噴き出るので非常に
深刻な問題となる。これは、生産高が低下するというこ
とになるばかシではなく、媒体が酸素であれば、酸素が
触れる近くの金属の酸化の問題が起り、火災を起すこと
にもなる。もし、媒体が炭化水素であれば、火災を起こ
したシ大気中への発煙がひどく周囲の環境を汚染すると
いうことになる。ここに開示されている発明では、動的
シールから洩れたものが重大な結果を引き起こさないよ
うに１動的シールが静的シールの施された区域の境界内
に封入されているととが理解されよう。

例えば、米国特許第３，７５８，０３７では、バーナー
を開示している。同特許は更に、空気、酸素富裕空気ま
たは実質上純粋な酸素、また場合によっては蒸気や他の
温度モデュレーターで炭化水素を部分的に酸化すること
によって、合成ガス、燃料ガス、＠元ガスのように、水
素と一酸化炭素に富む混合ガスを生成する過程を開示し
ている。

生産物としての混合ガスは、耐火材で内張すした自由流
入式の無触媒型部分酸化ガス発生装置で生成される（部
分酸化ガス発生装置の記載については米国特許第２，８
０９，１０４を参照）。この特許にハ、内側アッセンブ
リーとこのアッセンブリーの周りに長手方向に沿ってア
ッセンブリーとの間に環状の自由通路を形成するように
配置された同心・同軸状の導管とからなるバーナーが開
示されてい石。内側アッセンブリーけ、円形の横断面を
有する中央導管と、端部が開口している比較的小径の一
束の管とからなる。この管の束は、中央導管の出口端部
から下流に伸びている。端部の開口した管はバーナーの
軸及び他の管とに平行となっているが、互いに触れてお
らず、バーナー面の近くまで伸びているように開示され
ている。しかしながら、他の実施態様に開示されている
ように、これらの管は、バーナー面の少し上流側で終わ
るように短縮することもできる。中央導管の入口端部は
開口しているが、その出口端部けふさがれておシ、束の
小径管が中央導管の出口端部にシールされて中央導管に
連通している。このようにして、反応物の流れは、まず
中央導管、次に束の小径管を通って流れるととにより、
内側アッセンブリーを自由に流れることができる旨が同
特許に開示されている。同心・同軸状導管の上流部分は
開口しており、反応物が自由に流れることができる中央
導管で環状通路を形成している。同軸導管の下流側の端
部は、束の管の周シに配置されておシ、複数の流れを互
いに混合し、かつ、中央導管と同軸導管の間及び束の小
径管の周囲及びそれら間を流れる流れ、すなわち、間隙
中の流れの横断面に沿う流速を均一化するために収束し
たノズルを有する。同特許には、そこに開示のバーナー
によって、合成ガス発生装置の反応域に導入される反応
物流の代表的な組み合せが、表に示されている。この表
を以下に再現する。

表１ 内側アッセンブリーを　　同心状導管を通る通る流れ　
　　　　　　　流れ 酸素に富んだガス　　　液体炭化水素燃料−Ｈ２０酸素
に富んだガス　　　気体炭化水素燃料液体炭化水素燃料
−Ｈ２０酸素に富んだガス気体炭化水素燃料　　　酸素
に富んだガス液体炭化水素燃料　　　酸素に富んだカス
ーＨ２０液体炭化水素燃料−Ｈ２０酸素に富んだガスー
Ｈ２０炭化水素という用語は、例えば、ポンプで汲み出
し得る石炭等の固形炭素系燃料のスラリーも定義中に含
む旨、同特許は説明している。

米国特許第３，７５８，０３７が第５図で開示している
もう一つの実施態様によれば、中間導管と呼ばれるもの
と最外側導管と呼ばれるものとの二つの同軸・同心状の
導管とを有し、内導管とも束の小径管を収納している内
側アッセンブリーの周シに配置されている。

このような構造をとることによシ、内側アッセンブリー
及び外側環状通路に続いて内側環状通路ができる。外側
環状通路は、隙間の領域中の供給流から周囲の生成合成
ガスを分離する反応性の比較的ない流れを供給する。こ
のように分離することは、隙間の流体がバーナーの先端
に近い合成ガスと直ちに反応してバーナー先端を劣化さ
せる可能性のあるオキシダントの場合には特に望ましい
と言われている。従って、この外側環状通路は燃焼効率
をより一層高めるというよりはむしろバーナーの耐久性
を高める役目をする。

従って、上記米国特許Ｎｏ　３，７５８，０３７に開示
されてい・るバーナーによって、反応物は別個の二つの
流れとなって流動し、また他の実施態様の一つでは、外
側環状通路中に反応物の別個の二つの流れと湯度調整ガ
ス流れとが与えられる。流速を調整できる可調節バーナ
ーに関しては何ら開示されていない。本発明のバーナー
では、反応物が３つの別個の流れとなって流動し、この
うち二つの流れは同じ反応物でもよく、またバーナーが
作動している時に反応物が流れる通路の一つを絞ったり
、広げたりすることによって一方の反応物の流速を調整
することができる。上記特許のバーナーのためのプロセ
スは、米国特許第３．９４５．９４２として特許されて
いる。

米国特許第３，８７４，５９２には、円筒状の導管と、
この円筒状導管の外側の周シに半径方向に導管の長さに
沿って配置された同心・同軸状の外側導管とから成る別
のバーナーの構成が開示されている。

バーナーの下流側端部で、円筒状導管の外側表面と同心
・同軸状の外側導管の内側表面とは、その間に単一の同
心状で収束する環状排出通路を形成している。中央のす
なわち円筒状導管は、閉塞されていない円筒形状の内部
排出オリアイスと直円錐台形で収束する外表面とを具え
た下流側のノズルを有する。同心・同軸状の外側導管は
、下流側に直円錐台形で同心状に収束する外側ノズルを
有する。外側ノズルは、バーナー下流側の先端に、は）
Ｙ横断面が半球状の管状リングの形状に設計されて、外
側ノズルの直円錐台形形状でテーパー状に収束する外側
表面に溶接されている環状の冷却用チェンバーが設けら
れている。また、バーナーには、ノズルの下流側の先端
部の近傍においてバーナーのまわりを取シ巻く冷却用コ
イルが設けられている。導管の一方をもう一方の導管に
対して調節でき反応物の一方の流速を調整することは開
示されていない。

米国特許第４，２１６，９０８は液体燃料用のさらに別
のバーナーの構成を開示している。このバーナーは、内
部に液体燃料供給用導管を有し、この導管は台形面上に
噴霧ノズルを有する切頭円錐形の先端を有する。液体燃
料にうす巻き流を作る渦巻発生器が、切頭円錐形の先端
部分の内部に位置している。液体燃料供給用導管の外周
には、補助燃焼ガス供給用通路を形成する手段が設けら
れている。

このバーナーは、補助燃焼ガスを供給するための環状円
錐形状の流路のすきまの間隔を調節できるように構成さ
れている。液体供給用導管及び補助燃焼ガス供給用通路
の手段は、それぞれねじが切られており、一方のものを
もう一方のものに対して調節できるようになっているが
、調節稜は両者はキャップナツトによりそれらの相対位
置にしっかりと固定される。従って、一つのバーナーに
ついて調節を行うと、このバーナーはその調節された状
態で固定され、本発明によるバーナーでは可能である、
バーナー作動中の調節は、上記バーナーではすることが
できない。

米国特許第３，６２０．４５５には、複数の同心状の管
を有する「ガス噴出ランス」が開示されており、三本の
同心状に位置させた管のうち中央に位置させた管と中間
に位置させた管は、互いにかつ外側の管とは独立に軸方
向に対して可動となっている。

このように独立して動かす目的は、温度変化を考慮した
ものであシ、それによりバーナーの色々な個所で、ゆが
みが生じないようにしている。可動部分は０−リングで
シールされている。冷媒ガスまたは及び酸素の洩れ又は
流出に対して１００％の安全度を確保する為、特許権者
は、０−リングの使用と併せてブツシュ部材とピストン
スリーブ及びブツシュスリーブとを必要とする二重ピス
トン効果を装備している。開示されているシール構成の
為、酸素ガスあるいは燃料ガスが冷却水に洩れたシ、あ
るいは冷却水が酸素ガス中に洩れることはないが、何か
が大気中に洩れるであろう。この点で本願による発明と
異っている。本願による発明では酸素が大気中に洩れな
いことが肝要とされており、さもなければ危険なガスが
噴出し、重大な結果を招くからである。本発明のバーナ
ーでは可能であるが、バーナーの作動中に何らかの調節
を行うという点については開示がない。

〔発明の概要〕

本発明は、例えば石炭ガス化工程等に用いられるような
容量可変ガス化バーナーを提供するものである。このバ
ーナーは、上流側及び下流側の端部をもつ長い外側管状
殻を有し、この殻は下流側の端部が童図された作動状況
に置かれた場合、殻の外側の大気に対して固定状態でシ
ールされている。外側管状殻内には、複数の長い同心の
管状部材が同心状に配置され、外側管状殻及び他の管状
部材とは離間されておシ、管状部材間及び長い外側管状
殻との間でかつそれらに沿って反応物が流れられる通路
を形成している。同心状の長い管状部材も、上流側及び
下流側の端部を有する。

長い外側管状殻及び同心状の長い管状部材は、それぞれ
それらの上流側端部に反応物導入用の開口部をつくり、
それらの下流側端部には、それぞれ、反応物が流出・合
流して反応するためのノズル開口部を形成している。長
い管状部材の一つは、バーナーが意図している作動環境
にある時同心状の管状部材の軸に平行な軸方向に摺動可
能となっており、それによってその管のノズルの壁が、
外側管状殻及び管状部材のうち一つの壁に対して、それ
らの間の通路に開いているノズル開口部を絞ったシ、広
げたシするように近接・離間してそのノズル開口部から
出る反応物の流速を調整するようになっている。

外側管状殻は、その上流側端部に、同心状の管状部材及
び外側管状殻と同心の、環状チェンバーの一つの壁を形
成している。また、上記摺動可能な管状部材とは異なる
管状部材が、その上流側端部において、環状チェンバー
の上記壁と一定の間隔をおいて向かい合う、環状チェン
バーの第２の壁を形成している。

摺動可能な長い管状部材は、その上流側端部に環状チェ
ンバー内で摺動可能な環状ピストンを形成する。

また、外側管状殻は、反応物の一つを環状ピストンの一
方の側の環状チェンバ一部分に導入し、かつ反応物の一
つあるいは不活性ガスを環状ピストンのもう一方の側の
甲状チェンバ一部分に導入して、環状ピストンの二つの
側の間の圧力差に応じて環状ピストンを一方あるいは逆
の方向に移動させるための第１及び第２の通路開口部を
形成している。

環状ピストンには、各々の方向の環状ピストンの軸方向
の移動幅を制限する構成が設けられておシ、また上記一
つの反応物が環状ピストンの一方の側の環状チェンバ一
部分から環状ピストンのもう一方の側の環状チェンバ一
部分に流出するのを防止するため、環状ピストンと環状
チェンバーの壁との間の動的シールを行う構成が設けら
れている。

以上述べた構成において最も重要なことは、固定状態に
シールされた構造の内部に、可動部分が動的にシールさ
れるという構成を取っている点にある。このことは、万
一反応物が動的シール領域から洩れても、静的にシール
された外側管状殻によって反応物が大気に逃げるという
好ましくない事態の防止が可能なことを意味する。さら
に、稜に明らかになるように、動的シールから静的シー
ルをされた外側管状殻に洩れたものは、害をおよほすこ
となくバーナーから運び去られ反応にまわるか反応物の
供給源に戻される。

容量可変式ガス化バーナーにおいて、上記複数の同心状
の管状部材は、上流側の端部開口部から反応物の一つで
ある酸素の供給を受け、下流側の端部では大径管状部分
から小径管状部分に収束する断面部分をつくる、固定さ
れた中央管状部材を有する。さらに、バーナーは、中央
管状部材を数カ囲み上流側の端部開口部から別の反応物
である石炭スラリーの供給を受け、かつ下流側端部では
直円錐台形に収束するノズルの断面を形成する、固定さ
れた中間管状部材を有する。さらに、バーナーは、中間
管状部材を取シ囲み上流側端部開口部から酸素の供給を
受け、かつ下流側端部に直円錐台形のノズル断面を形成
する摺動可能な外側管状部材を有する。

長い外側管状殻は、その下流側端部に収束する直円錐台
形状のノズル断面部を有する。

摺動可能な長い管状部材のノズル開口部の内壁は、摺動
可能な管状部材が一方の方向あるいは反対方向に移動す
る場合に、隣接している管状部材の外壁に近接・離間す
る。

摺動可能な外側管状部材の外壁の一部は、外側管状殻の
内壁に接して摺動接触をし、摺動可能な外側管状部材の
ノズル開口部の内壁は、外側管状部材がある一方向ある
いけその反対方向に移動する場合に、中間管状部材の外
壁に近接・離間する。

別の実施態様では、摺動可能な外側管状部材の内壁の一
部が、中間管状部材の外壁と接しそれと摺動接触をし、
外側管状部材が一方向あるいけその反対方向に移動する
時に摺動可能な外側管状部材のノズル開口部の外壁が外
側管状殻の内壁に近接・離間する。

環状チェンバーの第１及び第２の壁は、各々その背後に
、環状ピストンに対する動的シールの熱劣化を最少限に
抑える冷却媒体の供給を内部で受けるようにされている
、環状の冷却用チェンバーを形成している。

環状ピストンは、その半径方向の内表面・外表面の各々
に、その周囲に延び、環状ピストンと環状チェンバーの
壁との間にシールを施す環状シールリングをその内部に
部分的に収納する溝を形成している。

環状ピストンの軸方向の移動幅を制限する手段は、所定
の高さを有し、各一つが、環状ピストンの各側の環状チ
ェンバー用に使用される環状リングを有している。

〔実施例〕

以下に本発明を図面と関連させて詳細に説明をする。

第１図を参照すると、１０け本発明の容量可変式ガス化
バーナーである。バーナーは、外側の長い管状殻１２と
、外側管状殻の内部に同心状に配置された複数個の同心
状の長い管状部材、さらに詳しく述べると、中央管状部
材１４と中間管状部材１６と外側管状部材１８として示
される複数の管状部材とからなる。

複数個の同心状の長い管状部材１４．１６及び１８は、
外側管状殻１２及び他の管状部材から互いに離間してお
り、それらに沿って、それらの間及び外側管状殻１２の
間に適当な反応物を流すことができる通路２０，２２．
２４及び２６を形成している。各管状部材は、もちろん
反応物の流れの方向に注目してたが、上流側及び下流側
の端部を有する。

長い外側管状殻１２及び同心状の長い管状部材１４．１
６．１８は、それぞれの上流側端部に反応物が導入可能
な開口部２８，３０．３２及び３４をつくり、それらの
下流側端部にはそれぞれ反応物が流出して反応するため
に合流するノズル開口部３６．３８．４０及び４２を形
成している。中央環状部材１４は、その下流側端部に大
径管状部分から小径管状部分へと収束する断面をつくる
。

そして、中間管状部材１６．外側管状部材１８及び外側
管状殻１２は、それらの下流側端部に収束する円錐台形
状のノズルの断面を形成する。

反応物は、例えば、開口部３４から通路２０に沿って導
入するのは酸素（０２）、開口部３０から通路２２に沿
って導入するのは石炭スラリー等の炭化水素、開口部３
２から通路２４に沿って導入するには酸素（０２）でよ
い。そして外側管状殻１２の開口部３４に導入し、通路
２６に沿って流入させるとともに引き続き開口部３２へ
導入するのは、開口部３２と同じ酸素とすることができ
る。この通路２６に沿った流れについては後で詳細に述
べる。

長い管状部材の一つは、同心状の他の管状部材の軸と平
行な軸方向に移動可能となっており、この移動可能な管
状部材のノズル開口部の壁は、外側管状殻及び管状部材
のうちの一つの壁に近接・離反するようになっており、
それによってそれらの間の通路に対するノズル開口部を
絞ったシ、広げたシして開口部からの反応物の流速を調
整する。

例えば、本発明の好ましい実施例てけ、外側管状部材１
８が上で述べたように移動可能となっている。そのノズ
ル開口部４０の内壁は、隣近した中間管状部材１６の外
壁に近接し、従って外側管状部材１Ｂが一方向に動くと
き両部材間に位置するノズル開口部４０を絞る。移動可
能な外側管状部材１Ｂの外壁の一部、例えば環状ランド
４１は外側管状殻の内壁に接し、この内壁と摺動接触を
する。この環状ランドの構成を用いることにより、外側
管状部材１８の全外表面をみがき仕上げ処理を行う必要
がなく、外側管状部材が外側管状殻に対して容易に摺動
するためには外側管状部材１８の外側表面のこのランド
部分だけにみがき仕上げの処理を行なえばよい。ノズル
開口部４０の内壁が、中間管状部材１６の外壁から離反
する方向に動くときには、外側管状部材１８は反対方向
に移動し、従ってノズル開口部４０はその間の通路に対
し広げられる。かくして、外側管状部材が移動すること
によって通路２４を通りノズル開口４０からの反応物の
流速が調整されることになる。

以下に、バーナーの作動中にこのような移動を行う方法
について説明をする。

外側管状殻１２け、その上流側端部に同心状の管状部材
及び外側管状殻と同心となっている環状チェンバー４６
の一方の壁４４を仕切っている。

移動可能な別の長い管状部材、例えば中間管状部材１６
もまたその上流側端部に甲状チェンバーの一方の壁４４
と一定の間隔をおいて向かい合うように設置された環状
チェンバー４６の第２の壁４８をつくる。

また、摺動可能な外側管状部材１８は、その上流側端部
に環状チェンバー内で軸方向に摺動可能な環状ピストン
５０を形成してい乙。環状ピストンは、環状チェンバー
４６の第−及び第二の壁４４と４８に摺動自在に係合す
る。

また、外側管状殻１２は、反応物の一つを環状チェンバ
ー内の環状ピストン５０の一方の側の部分に導入し、そ
して反応物の一つあるいは窒素等の不活性ガスを環状ピ
ストンの他方の側の環状チェンバ一部分に導入すること
ができるような、第１及び第２の通路開口部５２．５４
を形成し、環状ピストンの両側の圧力差によって環状ピ
ストンを一方の方向あるいはその逆の方向に移動させる
ようにしている。後で説明するように、この特徴は本発
明にとって重要なものである。

環状ピストン５０は、その半径方向の内外表面の各々に
それぞれ溝５６．５８を形成している。

各溝は、環状ピストンと環状チェンバーの壁との間のシ
ールを行なう環状シールリング６０．６２の一部をその
内部に収納するようになっている。

「一部をその内部に」という表現は、各環状シーールリ
ングは、溝に対して溝にいっばいに広がるとともにその
一部は半径方向に溝からはみ出ておりｍ状チェンバーの
壁に当接してそれらとの間に効果的なシールを行ない得
る大きさをもっことを意味する。このように、可動環状
ピストンと環状チェンバー壁との間のシールは、環状ピ
ストンの一方の側の環状チェンバ一部分から環状ピスト
ンの他方の側の環状チェンバ一部分への反応物の流れを
防止する「動的シール」となる。

万一、何らかの理由でこの動的シールが十分に作用しな
かったとしても、このシールから洩れた反応物は、安全
に第２の通路開口部５４に戻って流れるか、あるいけ、
通路２６．２４に沿って、開口部３２に戻って流れ、若
しくは開口部３８及び４０を通って排出され又はこれら
の双方が生じるということは注目に値する。従って、こ
のことは、散票等の反応物が大気に噴出するということ
がないということを意味している。圧力が高い側から圧
力の低い側に流れる傾向があるので、洩れた場合にどの
方向に流れるかけ、環状ピストンの両側での環状チェン
バー内の圧力差に依存している。

また、環状ピストン５ｏは、環状ピストンの各軸方向の
移動幅を制限するという構成になっている。この「構成
」は、所定の高さを有する環状の間隔リング６４．６６
からなる。環状間隔リング６６は、環状ピストンの一方
の端面の環状溝６Ｂに着座させ、もう一方の環状離間リ
ング６４を環状チェンバーの下流側の端壁に形成した環
状溝７０に着座させ得る。環状ピストンの動きが一方の
環状間隔リングに妨げられる前に、環状ピストンをある
特定の方向にどれだけ動かせるかは、それぞれの環状間
隔リングの高さの如何によシ決定される。環状間隔リン
グ６４には、複数個の穴Ｔ２が設けられておシ、反応物
が、環状チェンバー４６の環状ピストンの一方の側の部
分の環状間隔リングを通ってスムーズに流れるようにな
っている。

環状チェンバー４６の第１すなわち一方の壁４４と第２
の壁４８は、その背後に、環状チェンバー４６の壁を冷
却し動的シール６０．６２の熱劣化を最少限に抑えてシ
ールの寿命を伸ばす目的で、それぞれ通路７８．８０か
ら冷却水を流し得る環状冷却用チェンバー７４と７６と
をそれぞれ形成している。環状冷却用チェンバーから送
られた温水を運ぶための別の通路（図示せず）が設けら
れている。環状冷却用チェンバー１６には、冷却水の流
れを一定にパターン化するためのバッフル８２が設けら
れている。バックルは、環状冷却用チェンバーで十分に
循環が行なわれるように１８０°の間隔で割れ目を入れ
た（図示せず）環状のリング形状になっている。

リプ８４と８６が、中央管状部材１４と外側管状部材１
８の下流側端部近傍に設けられており、中央管状部材、
中間管状部材及び外側管状部材の各々の間隔を保つ役割
をしている。各管状部材の周囲には、４個のリブが離れ
て設けられている。

外側管状数１２の下流側端部の外表面には、そこから流
出する反応物が早期点火し、外側管状数の下流側端部が
焼損することを防止するための環状冷却用チェンバー８
８が設けられておシ、これによってバーナーの作動効率
及び寿命は高まる。

冷却水は、通路９０から環状冷却用チェンバー８８に導
入され、図示してない別の通路から排出される。

外側管状数１２の上流側端部は、外側管状数の本体にボ
ルト締めされ（ボルトは図示せず）、そのすき間が９４
に示すように最適なシールで密封されるような環状フラ
ンジ９２によって大気から遮断されている。環状７ラン
ジは、図示されているように、中間管状部材に溶接接合
されている。

各部分を組み立てた後、一旦ボルトで締めつけると、各
部分は相互に動くようにはされていないので、このよう
ガ構成は前述したような静的シールを形成することにな
る。

容量可変式ガス化式バーナー１０を５０％あるいは１０
０％の容量率で作動させる場合には、環状ピストン５０
の一方の側及び他方の側の圧力差は市販の差動圧力調整
器（図示せず）を用いて制御することができる。例えば
、本発明のガス化バーナーが搭載されるガス化炉容器（
図示せず）が６゜８９５キロパスカル（ｉ　、ｏｏｏボ
ンド／平方インチ）で加圧すると仮定すると、環状ピス
トンが最低位置、すなわち容量１０１の位置にある時に
は第１図に示すような環状ピストン５０の上方部分の環
状チェンバ−Ｈ７５８４，５キロパスカル（１，１００
ボンド／平方インチ）で加圧することができ、また、環
状ピストンが最高位置、すなわち容量５０％の位置にあ
る時には第１図に示すような環状ピストンの上方部分の
環状チェンバーはガス化炉の圧力力６８９５キロパスカ
ル（１０００ボンド／平方インチ）の状態で６２０５．
５キロパスカル（９００ボンド／平方インチ）で加圧す
ることができる。いずれの場合でも、動的シールは、全
圧力はなく、わずか６８９゜５キロパスカル（１００ボ
ンド／平方インチ）の差圧をシールする。

ここに開示されている構造の構成において最も重要なこ
とは、この構成により環状ピストンの両側の圧力差を制
御できるので動的シールからの漏出の危険性が少なく、
かつ動的シールに実際に作用する圧力が小さいというこ
とである。

万一、動的シールから第１図に示すような環状ピスト／
の上方部分の環状チェンバー中に洩れても、洩れたもの
は通路５４を通って流れるだけである０洩れたものがＷ
ｉｔ素である場合には、酸素圧縮密入口（図示せず）へ
戻して再利用するとともできるが、これは勿論導管５４
を通して最初に供給されたものが酸素であると仮定した
上でのことである。また、動的シールから環状ピストン
下方の第１図で図示した現状チェンバーの下方部分に洩
れたとして本、洩れたものは、酸素の正常な流れと一緒
にノズルに送られガス化炉（図示せず）内で消費される
であろう。このような洩れた流れがある場合にそれを知
らせる装置を取シ付けるとともできる。そのような際に
、少量の洩れであれば、ガス化炉の定期的な停止まで、
そしてその停止の際にシール交換するまで許容すること
ができる。

実施例 第２図を参照して、ガス化バーナーの他の実施例を開示
する。バーナーの大部分の部品は第１図に開示しである
ものと同一であるので、類似部品の各々については再度
説明はせずにダッシュを付けた同じ参照番号で示してあ
り、異なる部品についてけ新しい参照番号で示して以下
に説明する。

従って、第２図において、容量可変式ガス化バーナー１
０′は、外側管状部材１８′を有する。管状部材１８′
は、その内壁の一部が中間管状部材１６′の外壁と接し
て外側管状部材１８′が一方の方向あるいはその反対方
向に移動する際に管状部材１６′の外壁と摺動接触をす
るように位置されている。

外側管状部材は、その上流側端部近傍に、上記のように
摺動した場合に環状冷却用チェンバー７６’をさけるた
めのオフセット１０２が設けられている。

摺動可能な外側管状部材１８′の内壁の一部、例えば環
状ランド１０４が、中間管状部１６′の外壁に接し、そ
れと摺動接触をしている。

また、第２図の環状ピストン５０′は、各軸方向の環状
ピストンの移動量が制限されるような構成になっている
。このような構成は、所定の高さを有する環状間隔リン
グ１０６と１０８とから力る。環状間隔リング１０６は
環状ピストン５０′の一方の端面に形成された環状溝に
着座し、もう一方の環状離反リンク１０８は、環状チェ
ンバー４６′の最外半径部分まで延在する径を有する。

環状間隔リング１０６には複数個の穴１１２が設けられ
ており、このリングを通過した反応物が環状チェンバー
４６／の環状ピストンの一方の側の部分をとおって流れ
るのを容易にしている。

第２図に示す実施例では、外側管状部材１８′が第２図
に示す位置から下流側に移動して外側管状部材と外側管
状数１２′との間の通路２６′を絞る場合には、外側管
状部材の下流側端部は、他のノズルの下流側端部の面よ
シも突出する。このことによって、この露出した下流側
端部上にスラグが形成される可能性があシ、再度他の位
置に調節するのが困難になる可能性がある。

従って、外側管状部材１８の下流側端部が移動しても、
同端部はノズル下流側端部面を突出することはないので
、第１図に示した実施例の方がよシ好ましい。

また、第１図に示す台形状の端部形状は、外側管状数１
２の下流側端部内表面に形成される可能性のあるスラグ
をこすシ取るのに役立つ。

本発明を特に好ましい実施例について説明したが、本発
明は、その精神及び発明の範囲内で変形・変更を行い得
る。また、本発明の実施態様の数例を列挙すれば次のよ
うである。

（１）前記複数個の管状部材が、上流側端部の開口部か
ら反応物の一つである酸素の供給を受けるようになって
いて、かつ下流側端部において、大径管状部から小径管
状部へと収束する断面をつくる固定された中央管状部材
と、該中央管状部材を取シ囲んで、上流側端部の開口部
から他の反応物である石炭スラリーの供給を受けるよう
にされており、かつ下流側端部において直円錐台の形状
に収束するノズル断面をつくる固定された中間管状部材
と、該中間管状部材を取り囲んでおり、上流側端部から
反応物の一つである酸素の供給を受けるようにされてお
り、かつ下流側端部において直円錐台形状のノズル断面
をつくる摺動可能な外側管状部材とから成り、前記外側
管状数は、その下流側端部で直円錐台形状に収束するノ
ズル断面を形成している特許請求の範囲記載の容量可変
式ガス化バーナー。

（２）前記摺動可能な管状部材が、一方の方向あるいは
反対方向に移動する時、そのノズル開口部の内壁が隣接
の前記管状部材の外壁に近接・離間する特許請求の範囲
記載の容量可変式ガス化バーナー。

（３）前記摺動可能の外側管状部材の外壁の一部が、前
記外側管状数の内壁と接し、それと摺動接触を行い、摺
動可能な外側管状部材のノズル開口部の内壁は、この外
側管状部材が一方の方向あるいは反対方向に移動する際
前記中間管状部材の外壁に近接・離間する上記第１項記
載の容量可変式ガス化バーナー。

（４）前記摺動可能な外側管状部材の内壁の一部が、前
記中間管状部材の外壁に接し、それと摺動接触を行い、
摺動可能な外側管状部材のノズル開口部の外壁は、摺動
可能な外側管状部材が一方の方向あるいは反対方向に移
動する際前記外側管状殻の内壁に近接・離間する上記第
１項記載の容量可変式ガス化バーナー。

（５）前記環状チェンバーの第１及び第２の壁はその背
後に、それぞれ、前記環状ピストンのための動的シール
の熱劣化を最小限に抑える冷却媒体の供給を内部に受け
るようにされた環状の冷却用チェンバーを有する特許請
求の範囲記載の容量可変式ガス化バーナー。

（６）前記環状ピストンは、その内側及び外側の各々の
表面に、ピストンの周シに延び、環状ピストント環状チ
ェンバー壁との間のシールを行なう環状シールリングの
一部を内部に収容するようにした溝を形成している特許
請求の範囲または上記第１項乃至第５項のいずれかに記
載の容量可変式ガス化バーナー。

（７）前記環状ピストンの軸方向の移動量を制限する手
段が、所定の高さを有し、かつ、各々が、環状ピストン
の各側の環状チェンバ一部分のための環状の間隙リング
からなる特許請求の範囲または上記第１項乃至第６項の
何れかに記載の容量可変式ガス化バーナー。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る容量可変式ガス化バーナーの断
面図であり、第２図は、容量可変式ガス化バーナーの別
の実施例の断面図であ石。 １２・・脅・外側管状殻、１４，１６．１８・・の・管
状部材、２０．２２．２４．２６・・・・通路、２８゜
３０．３２．３４・・・・上流側端開口部、３６．３８
゜４０．４２　・・・・下流側端ノズル開口部、４６・
０．。環状チェンバー、５００００．＠状ピストン、５
２．５４・・・・通路開口部、６０，６２０・−（環状
シールリング、６４．６６・・・・環状間隔リング、７
４．７６・・・ｅ環状冷却チェンバー。 特許出願人　テキサコ・デベロップメントΦコーポレー
ション代理人山川政樹　（ほか１名） １、事件の表示 昭和５８　年　特　許願第２０４９９６号２、発明の名
称 容量可変式ガス化バーナー ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特　　許　　出願人名称（氏名
）　　テキサコ・デベロップメント・コーポレーション
５、補正命令 ４＠□の日付　昭和５９　年　１　月３１　日逼ｆ住壕
→七すｔづ紳士用＆　　　　−６、補正の対象 （１）願書の特許出願人の欄 （２）委任状 （３）図　面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上流側及び下流側の端部を有し、該下流側端部が意図す
   る作動環境下に位置させた際に外側の外気に対して静的
   にシールされている長い外側管状殻と、前記外側管状殻
   内に同軸状に配置され、各々、上流側及び下流側の端部
   を有する複数個の長い同心管状部材であって、それら相
   互間でおよび該外側管状殻から離間し、それらに沿いか
   つそれら相互間並びに該外側管状殻との間に反応物が流
   れ得る複数の通路を形成する該管状部材とを有し、該外
   側管状殻及び該複数個の管状部材は、各上流側端部に反
   応物を導入し得る開口部を形成し、各下流側端部には反
   応物が流出して反応のため合流するノズル開口部を形成
   し、該管状部材の一つけ、バーナーが前記意図する作動
   環境下にある時同心の該管状部材の軸と平行な軸方向に
   沿って摺動可能でかつ、そのノズル開口部の壁が、該外
   側管状殻及び該管状部材の一方の壁に近接・離間して両
   者間の通路に対するノズル開口部を絞ったυ、広げたシ
   することによって、該ノズル開口部からの反応物の流速
   を調整するようにされており、該外側管状殻は、その上
   流側端部で該管状部材と核外側管状殻とに対して同心の
   環状チェンバーの一方の壁を形成し、該管状部材の前記
   摺動可能とされたもの以外の管状部材の一つが、その上
   流側端部で該環状チェンバーの一方の壁に対向して離間
   している、前記環状チェンバーの第２の壁を形成し、前
   記摺動可能な管状部材が、その上流側端部において前記
   現状チェンバー内で軸線方向に摺動可能な環状ピストン
   を形成し、該外側管状殻は、該反応物の一つが前記環状
   ピストンの一方の側の前記環状チェンバーの部分に導入
   され、また反応物の一つあるいは不活性ガスが前記環状
   ピストンの他方の側の前記環状チェンバ一部分に導入さ
   れるように、第１及び第２の通路開口部を形成しておシ
   、前記環状ピストンの二つの側の間の圧力差によって前
   記環状ピストンが一方あるいは他の方向に移動せしめら
   れるようになっており、前記環状ピストンは、その各々
   の向きの軸方向の移動量を制限するための手段と、前記
   環状ピストンの一方の側の前記環状チェンバ一部分から
   前記環状ピストンの他方の側の前記環状チェンバ一部分
   に該一つの反応物が流出することを防止するため、前記
   環状ピストンおよび前記環状チェンバーの間に動的シー
   ルを行う手段とを有する容量可変式ガス化バーナー。