JPS5948654B2 - ガス混合装置 - Google Patents

ガス混合装置

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JPS5948654B2
JPS5948654B2 JP55060794A JP6079480A JPS5948654B2 JP S5948654 B2 JPS5948654 B2 JP S5948654B2 JP 55060794 A JP55060794 A JP 55060794A JP 6079480 A JP6079480 A JP 6079480A JP S5948654 B2 JPS5948654 B2 JP S5948654B2
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conduit
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cylindrical
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30Injector mixers
    • B01F25/31Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/313Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B9/00Stoves for heating the blast in blast furnaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23KFEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K5/00Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
    • F23K5/002Gaseous fuel
    • F23K5/007Details
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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  • Gas Burners (AREA)
  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、円筒形導管中を流れるガスの主流に少なくと
も1種類の追加のガスを混入する装置に関する。
ガスの混合装置は、バーナーを除いて、2つの型、すな
わち、流れミキサーおよび回転ミキサーに分けられる。
本発明は流れミキサー、さらに詳しくは遠心ミキサーに
関するものであり、この遠心ミキサーでは、混合すべき
ガス用の1本または2本以上の管路が円筒形主導管中に
接線方向に出ている。ところで、現在のガスミキサーは
、ノイズを抑制するため混合は主導管の過度に長い部分
にわたつて行わなくてはならないという欠点がある(よ
り短かい混合路は注入ガスの圧力を臨界値より上に増加
することによつて達成できるが、その結果音速を超える
流入速度が生じ、それに関連してノイズが生ずる)。と
くに、燃焼値の異なる2種類の気体燃料を混合する場合
、バーナーで燃焼する前に、混合は短かい距離(10D
1ここでDは導管の直径である)で完結すべきである。
そうでないとバーナーは不規則に、また脈動的にさえ、
燃焼するであろうからである。また、燃焼ガスのカロリ
ー値の調節を試みる場合、調節の安定性及び前述の問題
から見て、ミキサーからバーナーへの長い移動時間は避
けなくてはならない。それゆえ、本発明の目的は、残留
する未混合または部分的混合のガスのパケツトを生じさ
せないで、主流の短かい距離において、ガスを主流中に
加えかつそれと混合できるガスの混合装置を提供するこ
とである。
本発明によれば、円筒形導管内を流れる主流のガス中に
追加のガスを混合する装置であつて、該主流ガス中に該
追加のガスを導入するために円筒形導管中に開口する追
加ガス用の1本または2本の供給導管が設置され、該1
本または2本の供給導管から該円筒導管に通ずる2個の
開口が設けられており、該2個の開口は円筒形導管の内
壁から間隔をおいて、且つ円筒形導管の軸に関して対称
的に配置され、また該2個の開口の軸は円筒形導管の軸
に対して垂直な平面内に配置され、且つ相互に間隔をお
いて配置されているが、その間隔は円筒形導管の内径の
半分よりも小であり、そして該2個の開口は該追加のガ
スをそれぞれ平行な方向に向けるように、且つ該平行な
方向は円筒形導管の横断面から見た場合に互いに反対方
向であるように設置され、それによつて2個の開口から
出るガスが円筒形導管の軸のまわりを同じ方向に循環す
ることを特徴とする上記のガス混合装置が提供される。
この配置は短かい距離ですぐれた混合を提供することが
わかつた。
バーナーへの供給路に組み込むと、ガスのエネルギーに
富んだパケツトが生じないので、静かな脈動しない火炎
を得ることができる。主流に関して過圧で供給される。
1種または2種以上の添加ガス用の2つの開口は、主流
導管の軸のまわりを循環する流れを生成し、これはすぐ
れた混合を急速に達成する。
開口は円筒形導管の壁から間隔を置いて位置すベきであ
り、そしてその軸は好ましくは円筒形導管の直径の約3
分の1だけ相互に間隔を置いて位置する。
同一のガスまたは異なるガスを供給する、それぞれの開
口に対して2本の供給管が存在してもよく、あるいは両
方の開口をもつ1本の供給管が存在してもよい。
さて、本発明のいくつかの態様を、添付図面を参照しな
がら説明する。
第1図を参照すると、主導管1は内径Dをもつことが断
面で示されている。
主導管1の壁を通して半径方向に設置された・2本の供
給導管2,3は、互いに直径方向に向かい合つて配置さ
れており、それらの内径はdである。両方の供給導管2
,3は、導管1内にあるそれらの端部に、追加のガスの
排出のための開口4,5を有し、そして導管1内におい
て角度αで曲がつている。開口4,5の直径はd′で表
示されている。こうして、開口4,5の中心線は平行に
かつ間隔Aを保つて延びている。第1図から理解できる
ように、開口4,5は導管1の軸に関して対称に配置さ
れており、そしてその軸に対して垂直の共通の平面内に
横たわつている。
開口4,5を通るガスの排出方向は反対方向であり、両
方ともほぼ接線方向である、すなわち、軸のまわりのガ
スの循環を起こすような方向である。実際に用いる1つ
の特定の構造において、Dは180017Lsdは32
4mTIL,.dlま252鰭、−αは30°、そして
Aは600mmである。
主管路を通つて、高炉ガスが主導管1に沿つて供給され
、そしてコークス炉ガスが供給導管2,3を通して調節
した比で供給された。第2図は、本発明によるガス混合
装置のさらにもう1つの構造を示し、ここでただ1本の
供給導管11が円筒形主導管10の壁を通して半径方向
に突出している。
主導管10は内径Dをもつ。供給導管11は内径dをも
ち、そして主導管中のその部分12は真直ぐである。こ
の部分12は導管10内にあるその端13が閉じている
。導管10の軸に対して垂直の平面内、すなわち、図面
の平面内において、それぞれ直径d’を有する2つの開
口または孔14および15が、これらの開口または孔は
部分12の両側に存在しており、そして相互の間隔Aを
有する。実際に用いる構造において、Dは18 2 0
mm)dは219 77Im,.d’は9 0 mm
,.Aは60 Ommである。
主管路を通して高炉ガスが流れ、そして供給ラインを通
して天然ガスが流れた。これらの両方の態様において、
ほぼ300〜40 Ommの水柱の圧力をもつ主流中に
、カロリーに富んだガスを少なくとも5 0 mmの水
柱の過圧で注入した。
5 0 0 0 mmの水柱の過圧においてさえ、これ
はガスの相対密度に独立に20 0〜2 5 Om/秒
、すなわち、なお音速より遅い、の注入速度を生ずる。
注入点についての調節範囲は最大過圧と最小過圧の比の
平方根により(こうして、前記の数値を用いて)決定さ
れ、この範囲はである。
所望の大きい調節範囲について、より多くの注入点がそ
れに応じて必要である。本発明の配置において、導入ガ
スは主導管の壁に沿つてではなく、ガス流自体中に、接
線方向に導入される。
それゆえ、円筒形主導管中にガスの回転運動が生ずるの
で、導入されたガスは主管路を流れるガスにパルス効果
を及ぼし、その中で扁向される。流出開口に要求される
直径d’は、過圧および混合比の関数である。
第2図の場合において、供給導管12の直径dは、開口
14または15の直径d’に関係するので、導管12の
横断面積は開口14および15の開口の表面積の合計の
少なくとも3倍である。この必要条件から、d≧2.5
d’でなくてはならない。サイクロン型ミキサーの場
合におけるように、周辺における添加ガスの流入を用い
る従来法に比べると、本発明に従うガス混合装置におい
て混合が起こる主導管の長さはわずか半分でもよい。
すでに述べたように、本発明に従うガス混合装置は、コ
ークス炉ガスまたは天然ガスを不足高炉ガスの主流中に
混合するとき、有効に応用できる。このような富んだ高
炉ガスの混合物は、次に熱風ストーブのバーナーへ燃料
として供給される。熱風ストーブの燃焼室は固有振動数
が低いため、ストーブのバーナーは脈動してはならない
。これに関して、文献、英語の翻訳゛゛Steel i
n theUSSR’’,294−295of Sta
l’, 1976(6),498−500中の ゛゜I
nvest igat ion ofpulsatin
g ges eombustion in blast
furnace kot−blast stoves’
’参照。主ガス導管中に本発明によるガスミキサーを使
用すると、エネルギーに富んだガスバケツトの生成は過
去のものに属することがわかつた。こうして、ガス混合
点から下流のIODの距離で、ガス試料採取点を主導管
中に配置する。試料採取の結果を用いて混合比を調整す
る。混合の遅延時間は、ミキサーからIODの距離にお
ける混合比の決定と、混合比の補正のため弁の引き続く
調整との間に経過する時間である。混合が良好でない場
合、結果は振動しかつ「行過ぎる」ことがある。本発明
は、この応用に限定されず、動カステーシヨンにおいて
用いる高炉ガスへの天然ガスの注入に、そして高炉へ向
かう側の、熱風ストーブの送風主管への純粋酸素の注入
に、等しく効果的に用いることができる。
この後者の場合において、混合装置は導管壁における高
い酸素濃度の危険を最小にし、あるいは完全に排除する
。本発明によるガスミキサーは半接線方向の注入と呼ぶ
ことができる。
過度に脈動させないで、ガスを最小の圧力差において混
合することができる。同時に、急速なかきまぜおよび混
合が起こる。隔壁、プロペラなどを使用しないので、主
流の圧力損失は無視しうる程度に少ない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、2本の別々の供給導管が追加のガスを供給す
る第1の態様の円筒形主導管の横断面である。 第2図は、ただ1本の供給導管が主導管中に開口する第
2の態様の円筒形主導管の横断面である。1 ・・・・
・・主導管、2 ,3 ・・・・・・供給導管、4,5
・・・・・・開口、1 0 ・・・・・・主導管、1
1・・・・・・供給導管、1 2 ・・・・・・部分、
1 3 ・・・・・・端、14, 15・・・・・・開
口または孔、D・・・・・・主導管の内径、d ・・・
・・・供給管の内径、A・・・・・・間隔、Dt・・・
・・開口の直径、α・・・・・・角度。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 円筒形導管内を流れる主流のガス中に追加のガスを
    混合する装置にして、該主流ガス中に該追加のガスを導
    入するために円筒形導管中に開口する追加ガス用の1本
    または2本の供給導管が設置され、該1本または2本の
    供給導管から該円筒導管に通ずる2個の開口が設けられ
    ており、該2個の開口は円筒形導管の内壁から間隔をお
    いて、且つ円筒形導管の軸に関して対称的に配置され、
    また該2個の開口の軸は円筒形導管の軸に対して垂直な
    平面内に配置され、且つ相互に間隔をおいて設置されて
    いるが、その間隔は円筒形導管の内径の半分よりも小で
    あり、そして該2個の開口は該追加のガスをそれぞれ平
    行な方向に向けるように、且つ該平行な方向は円筒形導
    管の横断面から見た場合に互いに反対方向であるように
    設置され、それによつて2個の開口から出るガスが円筒
    形導管の軸のまわりを同じ方向に循環することを特徴と
    する上記のガス混合装置。 2 2本の供給導管2,3が、始めは円筒形導管1の壁
    から半径方向に円筒形導管中へ突出し、そして円筒形導
    管内で該平面中で彎曲し、そして内側の端の地点におい
    て該開口4,5を有しており、該開口はそれぞれ中心軸
    を有し、この中心軸が該相互の間隔Aを有している特許
    請求の範囲第1項記載の装置。 3 該各供給導管は円筒形導管内で該平面中で約30°
    の角度αで曲がつている特許請求の範囲第2項記載の装
    置。 4 1本の真直ぐな供給導管11が、円筒形導管10の
    壁から半径方向に円筒形導管を横切つて突出し、そして
    円筒形導管内で閉じた端13を有し、該2個の開口14
    ,15が該供給導管の壁において且つその反対の側に設
    置されており、該2個の開口の中心軸が該相互の間隔A
    を有している特許請求の範囲第1項記載の装置。 5 該開口は一般に円形であり、そして供給導管の内径
    dは各開口の直径d′の少なくとも2.5倍である特許
    請求の範囲第4項記載の装置。 6 該2個の開口の軸の相互の間隔Aが円筒形導管の内
    径Dの約3分の1である特許請求の範囲第1〜5項のい
    ずれかに記載の装置。
JP55060794A 1979-05-11 1980-05-09 ガス混合装置 Expired JPS5948654B2 (ja)

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NL7903708 1979-05-11
NL7903708A NL170923C (nl) 1979-05-11 1979-05-11 Gasmenger.

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Publication Number Publication Date
JPS55157319A JPS55157319A (en) 1980-12-08
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US (1) US4390346A (ja)
EP (1) EP0019325B1 (ja)
JP (1) JPS5948654B2 (ja)
AT (1) ATE2301T1 (ja)
AU (1) AU530425B2 (ja)
BR (1) BR8002882A (ja)
CA (1) CA1106181A (ja)
DE (1) DE3061752D1 (ja)
ES (1) ES491321A0 (ja)
MX (1) MX150869A (ja)
NL (1) NL170923C (ja)
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