(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射手段及び熱い酸素を供給するための手段を含む、酸素燃焼手段によって操作するガラス溶融炉のバーナへの出力供給装置であって、酸素の分配が多段燃焼を発生させるために実施され、酸素の画分が燃料と同時に噴射され、この酸素が燃料噴射手段に供給する前に１００℃を超えない温度で導入されることを特徴とする出力供給装置。
【請求項２】
燃料と共に供給される酸素の画分が全酸素の最大１０％であることを特徴とする請求項１に記載の出力供給装置。
【請求項３】
燃料と共に供給される酸素の画分が全酸素の１．５〜７％であることを特徴とする請求項２に記載の出力供給装置。
【請求項４】
熱い酸素のための供給手段が燃料噴射手段から離れて位置され、熱い酸素のための供給手段が燃料噴射手段に対して対称的に位置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の出力供給装置。
【請求項５】
一直線上で、かつ燃料噴射手段を中心とする対称位置に配置された少なくとも二連の熱い酸素供給手段を含むことを特徴とする請求項４に記載の出力供給装置。
【請求項６】
出力供給装置が、燃料供給地点から離れるに従って各導管への熱い酸素の供給量を増加させる制御手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の出力供給装置。
【請求項７】
一直線上で、かつ燃料噴射手段を中心とする対称位置に配置された二連の供給手段を含み、燃料噴射手段と熱い酸素のための最も近い供給地点との間の距離が燃料噴射手段の同じ側上に位置される第一及び第二地点を分離する距離と同じであることを特徴とする請求項５に記載の出力供給装置。
【請求項８】
各導管からの熱い酸素の供給量について、燃料噴射地点に最も近い場所からの供給量が、それ以外の場所からの熱い酸素の供給量以下であることを特徴とする請求項７に記載の出力供給装置。
【請求項９】
燃料噴射手段への最も近い供給が、最も遠くに離れている供給の２０〜６０％の範囲であることを特徴とする請求項８に記載の出力供給装置。
【請求項１０】
少なくとも二つの同一の燃料噴射手段を含み、それらの操作が単独で又は他の噴射手段と同時に操作できるこれらの噴射装置の各々に対して調整されることができることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の出力供給装置。
【請求項１１】
二つの燃料噴射手段を含み、それらの各々は独立しており、メンテナンスの操作のために一時的に中断されることができることを特徴とする請求項１０に記載の出力供給装置。
【請求項１２】
少なくとも二つのタイプの燃料噴射手段を含み、それらの各々は所定の燃料専用であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の出力供給装置。
【請求項１３】
ガスの供給のために意図された噴射手段と液体燃料のために意図された噴射手段を含むことを特徴とする請求項１２に記載の出力供給装置。
【請求項１４】
使用される燃料の選択を可能にすることを特徴とする請求項１３に記載の出力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温にもたらされる酸素と、ガス又は液体状態の燃料で操作するバーナの使用に関する。このタイプのバーナは特にガラス溶融炉に使用することを意図されるが、これに限定されない。酸素又は酸素リッチガス（少なくとも８５％の酸素）を使用する燃焼の方法は「酸素燃焼（ｏｘｙ−ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ）」として言及される。
【背景技術】
【０００２】
空気を使用する燃焼と比較して、酸素燃焼は、燃焼ガスのエネルギーが空気中の窒素によって部分的に吸収されないことに少なくとも基づいてエネルギー節約を可能にする。伝統的な炉では、窒素と共に連行されるエネルギーの一部が回収されたとしても、最後に放出される窒素を含有する煙霧はそのかなりの部分を連行する。
【０００３】
問題の製造ユニットあたりのエネルギー消費を減らすことは、二酸化炭素の放出を制限する追加の利点を持ち、それゆえこの分野の法定の条件に合致することができる。
【０００４】
窒素の存在はさらに、いわゆるＮＯｘ酸化物の形成の源であり、その放出は雰囲気中のこれらの化合物の存在と関連した損傷のために実際には禁止されている。
【０００５】
実際には、使用者は、ＮＯｘ酸化物の放出を最も可能な制限された量にする条件で空気とともに作用する炉を操作する努力をする。ガラス製造炉の場合において、これらの慣習は現行の極めて厳しい基準に合致するには十分ではなく、触媒を使用して煙霧のコストのかかる除去を行うことが必要である。
【０００６】
上で述べた利点にかかわらず、特に大きなガラス製造炉における酸素燃焼の使用はまだ開発されていない。これには様々な理由がある。一つの欠点は酸素のコストにある。これは、主に他のどこかで実施される経済的手段によって補償される。それでもなお、酸素の使用のための特別な装備に追加の投資があることを考慮に入れなければならない。
【０００７】
酸素燃焼を使用する経済的評価は、使用の条件が最適化されるときにプラスになるにすぎない。エネルギー効率に関して、これは高温、即ち数百度の温度で酸素を使用することを要求する。
【０００８】
第二に、燃料及びバッチ材料をある程度予熱することが好ましい。
【０００９】
酸素の予熱及びその使用はデリケートな操作である。特に熱い酸素のそれと接触して使用される材料（特に金属合金）の極めて高い腐食性から生じる問題が起こる。
【００１０】
未公開の先行出願（２００７年５月１０日に出願されたヨーロッパ特許出願Ｎｏ．０７１０７９４２）の発明者は、酸素が満足のいく方法で加熱されることができる熱交換器を提案したが、この熱い酸素の使用はまた、炉の操作、特にガラス製造炉の操作に特定の問題を投げかける。
【００１１】
大きなガラス溶融炉、即ち一日あたり数百トンの生産能力を持つ炉が１０年以上の期間にわたって中断なしで運転するように構成されていることが知られている。この耐用年数は、主にその壁を形成する耐火材料の摩耗によって決定される。
【００１２】
これらの極めて長い期間、炉の他の要素（特にバーナ）はそれらの初期性能レベルを全て維持しなければならない。それらの性能を変えやすい主な理由は二つある。一方、熱いガス（特に酸素）の循環は噴射要素の摩耗を起こす。他方、燃焼領域に近い導管において極めて高い温度にさらされる燃料はこれらの燃料の流れを妨げる堆積物を生じうる。この後者の影響は、特に重油の使用において、例えばこれらが１８０℃を超える温度にさらされるときに顕著である。しかしながら、ガス状燃料の分解は、これが６００℃を超える温度でかなりの程度起こるにすぎないとしても小さな程度で起こりうる。
【００１３】
燃料のための噴射手段は、どのような燃料が選択されたとしても炉の耐用年数全体を通して規則的に維持されなければならない。
【発明の概要】
【００１４】
メンテナンス操作は炉の運転を中断することなく行なわなければならない。一つの問題は、これらの運転が相対的に便利でかつ迅速な条件で行なわれることができるような方法でバーナ及びそれらの関連する供給手段を設計することである。本発明者は、この問題に答えられるようにこれらを実施する手段及び方法を提案する努力をした。
【００１５】
本発明者は、まず熱い酸素の輸送が特別な手段の使用を要求することに気づいた。熱い酸素の高い腐食性は、その循環が最も短い可能なルートに制限されなければならないことを意味する。また、極度に激しいカーブを持つ導管において酸素の流れの衝撃を回避することも必要である。また、このガスのルート上のいかなる表面不整を回避することも望ましい。特に、接合部は溶接によって形成されることが好ましく、これらの溶接は研磨表面を持つことが好ましい。
【００１６】
これらの条件並びに他の条件は、熱い酸素の管理において、使用される手段が実質的に固定されることを意味する。それゆえ、これらの手段は上述のメンテナンス操作のために好ましくない。
【００１７】
これらの問題を考慮に入れると、本発明者は、燃料を供給するための手段が熱い酸素の領域を侵害することが必要なくこれらのメンテナンス操作を受けることができるようにバーナを構成することを提案する。一般に、本発明によるバーナに出力を供給する方式は、一方では本質的に加熱されていない酸素の供給と組み合わされる燃料供給手段を含み、他方では前述の供給手段に依存しない熱い酸素を供給するための手段を含む。
【００１８】
システム中の熱い酸素の使用に固有のエネルギーバランスの利点を保持するために、加熱されていない酸素の画分はできるだけ少なく保持しなければならない。燃料及び熱い酸素がバーナに別個に導入される配置では、換言すればこれらの間の距離が小さいままであったとしても別個の場所では、燃料の噴射のレベルで火炎を維持しかつ安定化するために酸素の画分を与えることが必要である。「第一燃焼（ｐｒｉｍａｒｙ  ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ）」と称されるこの部分的な燃焼を得るために、完全燃焼のために必要な全量に対する酸素の割合は極めて低い。全ての場合においてこの画分は問題のバーナによって消費される酸素の全量の１０％より低い。有利には、この割合は、燃料の完全燃焼を確保するために必要な全量の１．５〜７％の範囲である。
【００１９】
熱い酸素を使用する利点は加熱されていない酸素のこの極めて制限された画分によってあまり影響されないことが理解される。
【００２０】
加熱されないとは、酸素が炉の方へ動く経路で作用する本質的に周囲温度条件で存在することを意味することが理解されるべきである。その温度は、それが炉の耐火壁を通るときに必ず上昇する。重要なことは、この供給地点に先立つ導管が熱い酸素の作用を受けないことである。酸素の温度は周囲温度であることが好ましく、百度を超えてはいけない。そこでは炉の近くの温度は炉から離れた雰囲気の温度よりまだかなり高い。
【００２１】
炉内への加熱されていない酸素のこの画分の導入は燃料のそれのすぐ近くで行なわなければならず、又はさらに好ましくはこの導入は同時でなければならない。導管内での早期の反応を回避するために、燃料及び熱い酸素は、炉の内部壁の近くに位置される点火地点まで別個の導管でなお移動される。好ましい配置では、燃料噴射装置の端は、この端を高すぎる温度にもたらさないようにかつ燃料分解の結果として堆積物が形成されるのを防止したり及び／又は噴射装置の端が劣化することを防止するように耐火壁においてわずかに後退させて位置される。
【００２２】
上で示したように、酸素供給の本質的な特徴は、熱い酸素が使用されることである。（上で引用した出願で与えられた）公知の最も耐性のある合金は、長期間にわたっても損傷を起こさずに酸素を５５０℃又はさらに好ましくは６００℃に、最終的には６５０℃までもたらすことができる。使用される酸素の温度はこれらの限界を超えず、特に３５０℃〜５５０℃に達することができる。
【００２３】
この酸素の取り込みは、熱い酸素のそれに触れずに燃料導管の領域に侵入できるために導管が別個のままである燃料の供給地点の近くで行なうことができる。それでもなお、本発明によれば、火炎の発達を有利にするような方法でこの熱い酸素の供給地点を配置することが好ましく、そこでは燃焼はこの火炎の経路にわたって漸進的に起こる。この技術は原理的に知られている。それは「多段燃焼（ｓｔａｇｅｄ  ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ）」と称される。
【００２４】
多段燃焼の目的は、酸素の漸進的な供給によってその長さにわたって燃焼を分配することによって火炎において達成される最高温度を制限することである。かかる漸進的な供給は、特に炉内への酸素の導入が燃料の噴射から離れて行なわれることによって達成される。この方法では、炉の内側で前進した後、ガス流れはバーナが位置される壁から離れて会う。
【００２５】
火炎の漸進的な作用をさらに有利にするために、燃料の噴射の地点からの距離を増やした幾つかの地点から熱い酸素を導入することが有利である。
【００２６】
火炎中をガス流れが進んでいる間のガス流れの膨張を考慮すると（前記膨張は放出された噴射の自然膨張及び温度上昇を考慮する）、使用される酸素の量は、ずっと多いことが有利である。なぜならばそれらは火炎のさらに下流でこの流れに入るからである。
【００２７】
実際的な理由のため、少数の取り込み地点があることが必要である。それらは、火炎が対称的に発達するような方法で燃料の供給地点に対して対称的に配置されることが有利である。
【００２８】
有利には、燃料の供給地点の各側の熱い酸素の取り込み地点の数は三つを超えず、好ましくは二つである。
【００２９】
導入される酸素の割合は、示されたように、それらが燃料の供給地点からさらに離れるほど多くなることが有利である。この条件から考えると、二つの連続する地点で導入される量の比は、燃料の供給地点から離れると増加し、Ｑｎ／Ｑｎ＋１＜１が好ましく、０．２＜Ｑｎ／Ｑｎ＋１＜０．６であることが有利である。
【００３０】
熱い酸素の量は弁のような介入要素なしで同じバーナで制御されることが好ましく、そのような構成要素はすぐに腐食しやすい。分配される割合は、バーナへの供給地点の上流に、そして酸素が加熱される熱交換器の下流に配置される適切な寸法のノズルを調整することによって決定されることが好ましい。
【００３１】
上で述べた燃料噴射装置のメンテナンスの操作において、単一の噴射装置が一時的に停止されるとき、バーナ全体の運転が中断されることが理解される。燃料の噴射導管は、修復のためにバーナから除去される。冷たい酸素のための関連する導管は同時に除去される。この操作は、主に問題のパイプが構成要素（コネクタ、接合手段）によって上流の設備に接続されるという点で何ら問題を投げかけない。それらは移動される製品による過剰な腐食がないため、伝統的な構造を使用して伝統的な材料から作られることができる。これらの要素の分解は、これらのメンテナンス操作の要求を満たすため始めから与えられる。
【００３２】
しかしながら、単一の燃料噴射装置を持つバーナの配置は、バーナの操作が中断されることを要求する。この中断は、これが多数のバーナを持つ場合、炉の運転を危険にさらさない。全体の一部にすぎない中断されるエネルギー供給はおそらく、隣接バーナの能力を一時的に増加することによって補償されることができる。従って、エネルギー分配は炉の領域においてわずかだけ変位される。
【００３３】
しかしながら、もし空間分布のこの変更をさらに最小にすることを意図するなら、一つより多い燃料噴射地点、特に二つの地点を持つバーナを使用することができる。
【００３４】
これらのバーナの操作は、単一の供給地点だけを有するバーナに対して上記した方法に従って全体的に行なう。従って、通常の操作では、二つの噴射装置を同時に操作することが有利であり、各々が半分ずつ燃料供給を受けることが好ましい。メンテナンス操作中、噴射装置の一つは運転を中断されることができるが、他のものは運転したままであり、その能力は中断された燃料供給を完全に又は部分的に補償するように変更される。いったん第一の噴射装置が修復されると、第二のものに対してその方法が繰り返される。これらの状態では、バーナは、通常の運転に相当するものと比較してほとんど変更されないか又は全く変更されない出力を送出することができる。
【００３５】
前の提案では、燃料供給地点は同じ燃料のために意図される。しかしながら、一方で、異なるタイプの燃料、特にガス状燃料のために、他方で、重質軽油のような液体燃料のために、同じバーナに二つ以上の燃料供給を与えることができる。
【００３６】
異なるタイプの燃料で操作することができるバーナの関心の量はまずこれらの燃料の品質と関連する。例えば天然ガスの使用は、例えば重質軽油で得られるものと比較して炉の雰囲気中の水含有量の増加に導くことが知られている。ガラス溶融炉の場合には、この雰囲気の性質は精製工程及び製造されるガラスの水含有量に直接影響を持つ要素である。それゆえ、燃料の選択は全体のうちの重要な要素である。
【００３７】
いかなる場合においても、重質軽油のような液体燃料を使用するとき、これらの燃料の噴霧化の状態が考慮されなければならない。原理的には、液体の噴霧化は純粋な機械的手段によって達成されることができるが、ほとんどの通常の方法は推進剤ガス（空気、水蒸気、天然ガス、酸素・・・）によって行なわれる。推進ガスの容積は主要な酸素の容積に匹敵せず、原則として燃焼機構においてほとんど重要でない。しかしながら、このガスは極めて重要である。特に、もし圧縮空気が一般に使用されるなら、火炎の雰囲気は窒素を増やし、従ってＮＯｘ形成の危険を増加する。水蒸気の使用はこの欠点を投げかけないが、水の熱容量は高く、それはわずかに出力消費を増加する。
【００３８】
経済的な考慮はまた、燃料の選択にも介入する。一方、それぞれの価格、特にガス及び重質軽油の価格は経時的にかなり変動を受ける。しかしながら、とりわけガスを供給するコストは供給者と交渉される事項に部分的に依存する。これらは、供給が考慮すべき未決定の条件、特に需要の有意な変化を伴うときに有利な価格を可能にする。これらの条件によれば、供給は一時的に中断されうる。それゆえ、製造を中断することなくこれらの事項から利益を得るために、ある燃料から他の燃料へ即座に変化できることが必要である。このため、これらの異なる燃料で作動できるバーナを持つことが必要である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
本発明はまた、上述の配置に対応するバーナ並びにこれらのバーナと関連する手段を提案し、それらはそれらの使用に関する追加の詳細とともに添付図面に関する以下の記載において説明されるだろう。
【図１ａ】図１ａは、本発明に従って使用されるバーナの概略断面図である。
【図１ｂ】図１ｂは、図１ａのバーナの正面図である。
【図２ａ】図２ａは、バーナが二つの燃料供給手段を含む、図１ａの概略断面図と同様の図である。
【図２ｂ】図２ｂは、図２ａのバーナの正面図である。
【図３】図３は、バーナの供給手段を部分的に示す図１ａのバーナの図である。
【図４】図４は、前の図と同様の図であり、図２ａのバーナに関係する。
【図５】図５は、バーナを取り付けられた炉の一方の側の熱い酸素のための供給回路のタイプを概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１ａのバーナは、炉の壁の一部を形成する耐火ブロック１を含む。このブロックは、炉に対して外側に位置される補強材（図示せず）によって一緒に集成された幾つかの部分から形成されることが有利である。耐火ブロックはそれを貫通する幾つかの導管を有し、その導管は炉の内側面に向かって開き、燃料及び酸素の供給を可能にする。
【００４１】
様々な供給導管の配置は、要求される燃焼操作及び火炎の一般的な形態に依存する。
【００４２】
酸素燃焼によって操作する炉の場合において、実質的な利点は窒素の不存在にあり、窒素は極めて高温でＮＯｘ酸化物の形成に導く。それでもなお、大きな工業用炉は外側の雰囲気に対して完全に封止されることはできない。幾らかの空気、従って窒素は、人が特に動的手段によってある程度の気密性を維持しようと努力してもなお入ってくるだろう。
【００４３】
窒素の存在は、微量であっても、少ない量のＮＯｘの存在に導きうる。これらの汚染物質の割合はできるだけ低くしなければならないので、酸素燃焼で作用する炉の操作を制御してその形成をさらに最小化することが有利である。
【００４４】
窒素酸化物の形成は火炎中で到達される最高温度によって促進されることが知られている。それゆえ、本発明のバーナの使用は、同じ発現した出力で火炎に局所的に存在する最高温度を制限することを目的とする。
【００４５】
温度を制限するための技術は、燃料が酸素キャリアとの接触に漸進的にもたらされることを確実にすることにある。その方法は通常、「段階的な燃焼（ｓｔａｇｅｄ  ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ）」と称される。
【００４６】
段階的な燃焼方法を達成するために、火炎が噴射地点で安定化されるように燃料とともに少ない割合の酸素が導入される。しかしながら、酸素の量は、低い容積で燃焼エネルギーの一部を極めて有意に濃縮して火炎の温度を増加しないように低く維持しなければならない。
【００４７】
噴射地点を越えて、火炎は、燃料噴射ノズル及び第一酸素噴射ノズルからある距離の壁上に設けられた噴射ノズルから放出された酸素の噴射とこの第一火炎の混合物によって酸素を連続的に供給される。これらの第二供給はガス流れの特性（流速、放出速度、温度）、その膨張及び必要な火炎の長さの関数として配置される。
【００４８】
図１ａ及び１ｂの図では、燃料供給は導管２によって概略的に示されている。この導管は第一酸素を運ぶ導管３と同心である。集成体全体がバーナの中心に配置されている。
【００４９】
第一供給手段のいずれの側にも、二つの第二４及び第三５供給手段は、２で噴射される燃料の完全燃焼を確保するために必要な酸素供給を達成する。
【００５０】
このタイプのバーナの使用は、噴射装置の空間分布と使用される燃料及び酸素の各量の両方に対して、ＷＯ０２／０８１９６７Ａ及びＷＯ２００４／０９４９０２Ａ公報に述べられた方向に従うことが有利である。
【００５１】
導管にわたる酸素の分布は、その噴射地点と燃料のそれを隔てる距離とともに量が増大するようにすることが有利である。図１ａ及び１ｂに示された構成では、導管４を通る供給は導管５から導かれるものより少ないことが有利である。
【００５２】
具体例として、導管４（Ｑ１）及び５（Ｑ２）のためのそれぞれの供給の比率は例えば０．２〜０．６の範囲にある。
【００５３】
実質的に平坦な全体形状を有する火炎を得るために、異なる導管の軸は同じ平面に配置されることが有利である。平坦な火炎はガラス溶融炉の場合には有利である。それは、浴の最大可能表面が火炎によって放出された輻射線に直接露出されるか、又はこの火炎、特に炉のクラウンのそれに露出される耐火材料のそれに間接的に露出されることを可能にする。
【００５４】
噴射地点の配置は、火炎の形状が平坦な表面との熱交換によって制御されないときに実質的に異なることができる。特に、供給は第一噴射地点のまわりに同心で配置されることができる。
【００５５】
図２ａ及び２ｂに概略的に示されたバーナは図１ａ及び１ｂの一般的な構造を有する。それらは、燃料２及び第一酸素３のための二つの供給の存在を通してこれとは異なる。
【００５６】
空間条件が許す限り互いに近づくことができる二つの噴射地点の提供はメンテナンス操作をより容易にすることを意図される。噴射地点が近いほど、操作の方式が、単一の第一供給が配置されるものに近くなる。
【００５７】
どのような予防措置がとられても、バーナの操作は燃料の分解生成物によって汚れに導かれうる。この危険を最小にするために、ノズルの端は炉の内側壁に対してわずかに後退させることが有利である。後退配置のための理由はまた、噴射パイプの端のための保護を与えることにある。この方法で行うことによって、温度は、特に燃料自体の循環及び「冷たい」酸素の循環のため、炉内で支配する温度より本質的に低い。たとえ燃料がエネルギー効率を高めるために予熱されたとしても、達成される温度は供給導管の熱分解の危険を避けるために制限されることが注意されるべきである。
【００５８】
メンテナンス操作は炉の運転を中断することなく炉に対して行なわなければならない。これらの操作は運転方法をほとんど変化しないことを確実にすることが必要である。大きなガラス溶融炉（それは通常、炉を６〜１２個含む）におけるバーナの停止は、隣接するバーナの能力の対応する増加によって一時的に補償されることができる。これは、火炎カーブの一般的な平衡の変化をなおもたらし、おそらく、示されたように、さらに酸素の加熱サイクルに沿って使用される煙霧の循環をもたらす。
【００５９】
メンテナンス操作の影響を最小にするための代替解決策は、例えば二つの燃料噴射装置を有するバーナの使用にある。有利には、二つの噴射装置がそのとき同時に使用される。メンテナンス操作が行なわれることが必要であるとき、これらの噴射手段の一つの操作は一時的に中断される。第二の噴射手段はおそらく、操作していない噴射装置の出力に対応する出力の全て又は一部を引き受ける。
【００６０】
この実施方法はほとんど同一の態様で炉内のエネルギーの空間分布を維持する。
【００６１】
第一噴射装置が置き換えられるとき、第二のものが代わりにメンテナンスを受けることができる。
【００６２】
これらのメンテナンス操作では、ほとんど通常の方法は、耐火ブロックから燃料噴射やり（耐火ブロックを通してやりが炉内に貫通する）を除去することである。解放された開口は空気の通過を防止するために一時的にブロックされる。
【００６３】
燃料供給は一般に、特別な耐腐食性を持つ導管を要求しない。伝統的なステンレス鋼のような通常の材料で十分であり、特にこれらの導管はコネクタ、弁、及びこれらのメンテナンス操作中に分解できる他の要素を持つことができる。
【００６４】
これらの導管の除去は有意な問題を起こさない。第一酸素が相対的に低い温度で、例えば１００℃を超えない温度で燃料と共に噴射されるときには問題はもはや起こらない。
【００６５】
バーナのエネルギー効率を最高レベルにもたらすために、５５０℃に達するか又はそれを超える温度に予熱される酸素を使用することが有利である。これらの条件では、酸素導管は極めて特別な耐性品質を持たなければならず、溶接又は接続要素は避けるか又はできるだけ少なくしなければならない。この理由のため、熱い酸素のための供給導管は全てメンテナンス操作時にその場に留まったままである。
【００６６】
図３および４は、熱い酸素の供給のための追加の要素を一体化した図１及び２のバーナの要素を示す。
【００６７】
導管４及び５は、熱い酸素を供給するための供給タンク６に接続される。供給タンク６とバーナの間の弁の設置は回避される。供給タンクとバーナの間の距離は、炉の近くの空間が許す限り短い。
【００６８】
示された直線導管はカーブを持つことができる。これらのカーブの厳しさはそれらの壁に対する熱い酸素の衝撃（それは最終的にその腐食を起こしやすい）を最小にするためにできるだけ小さくすることが好ましい。
【００６９】
各導管にわたって分布される酸素の量は、導管に又は供給タンク６と導管４及び５の接合部に位置される調整ノズルの寸法によって連続的に決定される。
【００７０】
供給タンクはそれ自体、熱交換装置（これらの図で示されず）に接続された導管１９によって供給され、熱交換装置では酸素が加熱される。熱い酸素の経路上に弁を挿入する可能性はないので、操作の変化は熱交換装置中に供給された冷たい酸素から制御される。これらの変化は必ず制限される。
【００７１】
図３及び４に示された燃料及び冷たい酸素のための供給は導管３によって形成される。この導管３は燃料導管２を包囲する。これらの二つの導管のそれぞれの供給回路はクリップ７及び８のレベルで分離されることができる。これらのクリップがいったん緩められると、導管２及び３はそれらの修復を実施するために耐火材料から除去されることができる。
【００７２】
図２及び３は、中央導管２内を通過する燃料がガス形態である場合の可能なレイアウトを概略的に示す。燃料が液体形態であるとき、その導入は、この液体が噴霧化されることができる手段の使用を要求する。特に噴霧化がガス（蒸気、空気・・・）によって達成されるとき、燃料供給導管は噴射地点の近くにこの噴霧ガスのための供給導管をなお含まなければならない。
【００７３】
図４に示されたように、導管３を通る「冷たい」酸素の供給は例えば弁９及び１０によって別個に調整されることができる。
【００７４】
熱い酸素の輸送と関連した困難性を最小にすることに関して２００８年３月２５日に出願された未公開ヨーロッパ特許出願Ｎｏ．０８１０２８８０に提案されているように、酸素が加熱される熱交換装置はできるだけバーナの近くに配置されることが好ましい。同じ理由のため、一つの熱交換装置から供給されるバーナの数は制限される。好ましくは、各熱交換装置は供給するバーナが２個までであり、各熱交換装置が一つのバーナだけに接続されることが特に好ましい。この方法では、各バーナのための酸素流速は他のバーナから独立して制御されることができ、酸素はそれが熱交換装置内に入る前に制御されることができる。
【００７５】
図５は、例えばガラス材料を溶融するために意図された炉の酸素供給集成体を概略的に示す。
【００７６】
炉１１は部分的な平面図で示されている。その側部の耐火壁１２は、壁内に挿入された一連の概略的に示されたバーナ１３を持つ。各バーナ１３は二つの方法で酸素を供給される。第一連の導管１４は、上記のように、第一燃焼に供給するための冷たい酸素を運搬する。第二連の導管１５は熱交換装置１６に供給する。これらの熱交換装置の出口では、熱い酸素は、各バーナの熱い酸素の異なる供給を全体的に表す導管１７を通してバーナまで輸送される。
【００７７】
図５の図では、熱交換装置１６は、予熱された流体の冷却剤を酸素と向流に流させる。示された実施形態では、この流体冷却剤の加熱は復熱装置１８で行なわれ、そこでは炉１１から出る煙霧Ｆが流れている。
【００７８】
原理的には煙霧と予熱される製品の間で直接熱交換を行なうことができるが、効率性及び安全性に関して最良の条件で操作しようとすると、より複雑な熱交換集成体をもたらし、特に中間流体冷却剤の使用による複雑なものをもたらす。
【００７９】
第一「復熱装置（ｒｅｃｕｐｅｒａｔｏｒ）」１８では、煙霧は中間流体、例えば空気、窒素、ＣＯ２、又は例えば酸素が再加熱される熱交換装置１６とこの復熱装置の間のループで循環する適切な流体を再加熱する。空気のような中間流体に対する代替策は、ループを使用せず、ボイラー又は他のエネルギー回収手段を通して第二熱交換装置の出口で熱い空気を回収することである。
【図１ａ】
0005564041.tif 000002
【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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