(57)【要約】【課題】ＮＯｘの発生量を抑制することができる水素ガスバーナー装置用のノズル構造体の提供。【解決手段】外管（１）と、外管（１）と同心に配置された内管（２）と、外管（１）と内管（２）との間を絞るスタビライザー（３）とを備え水素ガスバーナー装置用のノズル構造体（１０）である。内管（２）は、内管（２）の軸方向に貫通する軸開口孔（２ｃ）と、内管（２）の径方向に貫通する周開口孔（２ｄ）とを有する内管（２）端部を備える。内管（２）は、水素ガスが流通し、周開口孔（２ｄ）は、水素ガスを内管（２）の径方向に流出させ、軸開口孔（２ｃ）は、水素ガスを内管（２）の軸方向に流出させる。外管（１）とスタビライザー（３）との間には、酸素含有ガスが流通する。軸開口孔（２ｃ）の断面積Ｓ１と、周開口孔（２ｄ）の断面積Ｓ２との比Ｓ２／Ｓ１は、５０％以下である。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外管と、当該外管と同心に配置された内管と、当該外管と当該内管との間を絞るスタビライザーとを備え、
当該内管は、当該内管の軸方向に貫通する軸開口孔と、当該内管の径方向に貫通する周開口孔とを有する内管端部を備え、
当該内管は、水素ガスが流通し、
当該周開口孔は、水素ガスを当該内管の径方向に流出させ、
当該軸開口孔は、水素ガスを当該内管の軸方向に流出させ、
当該外管と当該スタビライザーとの間には、酸素含有ガスが流通する水素ガスバーナー装置用のノズル構造体であって、
前記軸開口孔の断面積Ｓ１と、前記周開口孔の断面積Ｓ２との比Ｓ２／Ｓ１は、５０％以下であり、
前記内管と前記外管との間の断面積Ｓ４と、前記スタビライザーの外縁と前記外管との間の断面積Ｓ３との比Ｓ３／Ｓ４は、４５％以下である、
水素ガスバーナー装置用のノズル構造体。
【請求項２】
前記比Ｓ２／Ｓ１と、前記比Ｓ３／Ｓ４とが、
（Ｓ３／Ｓ４）２≦0.0179×（Ｓ２／Ｓ１）２−1.7193×（Ｓ２／Ｓ１）＋45
を満たす、
ことを特徴とする請求項１に記載の水素ガスバーナー装置用のノズル構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素ガスバーナー装置用のノズル構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、燃焼ガスと空気とを予混合し、ＮＯｘの発生を抑制するバーナー用のノズル構造体が開示されている。このようなバーナー用のノズル構造体では、燃焼ガスとして炭化水素系ガス等が利用されることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２０１４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、燃料ガスとして水素ガスを用いる場合が有る。このような場合、水素ガスは、炭化水素系ガスと比較して高い反応性を有するため、燃焼炎の温度が局所的に高くなることが有る。そのため、ＮＯｘが多く発生することがあった。
【０００５】
本発明は、水素ガスバーナー装置でのＮＯｘの発生量を抑制するものとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る水素ガスバーナー装置用のノズル構造体は、
外管と、当該外管と同心に配置された内管と、当該外管と当該内管との間を絞るスタビライザーとを備え、
当該内管は、当該内管の軸方向に貫通する軸開口孔と、当該内管の径方向に貫通する周開口孔とを有する内管端部を備え、
当該内管は、水素ガスが流通し、
当該周開口孔は、水素ガスを当該内管の径方向に流出させ、
当該軸開口孔は、水素ガスを当該内管の軸方向に流出させ、
当該外管と当該スタビライザーとの間には、酸素含有ガスが流通する水素ガスバーナー装置用のノズル構造体であって、
前記軸開口孔の断面積Ｓ１と、前記周開口孔の断面積Ｓ２との比Ｓ２／Ｓ１は、５０％以下であり、
前記内管と前記外管との間の断面積Ｓ４と、前記スタビライザーの外縁と前記外管との間の断面積Ｓ３との比Ｓ３／Ｓ４は、４５％以下である。
このような構成によれば、比Ｓ２／Ｓ１の上限を定めることによって、水素ガスの直進性を確保する。また、比Ｓ３／Ｓ４の上限を定めることによって、水素ガスと酸素含有ガスとの混合の進行を抑制する。これらによって、燃焼炎の温度が局所的に高くなることを抑えるため、ＮＯｘの発生量を低減することができる。
【０００７】
また、前記比Ｓ２／Ｓ１と、前記比Ｓ３／Ｓ４とが、
（Ｓ３／Ｓ４）２≦0.0179×（Ｓ２／Ｓ１）２−1.7193×（Ｓ２／Ｓ１）＋45
を満たすことを特徴としてもよい。
このような構成によれば、さらに、比Ｓ２／Ｓ１と、比Ｓ３／Ｓ４との範囲を限定するため、水素ガスと酸素含有ガスとの混合の進行をさらに抑制する。よって、燃焼炎の温度が局所的に高くなることをさらに抑えるため、ＮＯｘの発生量をさらに低減することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、水素ガスバーナー装置でのＮＯｘの発生量を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係るノズル構造体を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１に係るノズル構造体の要部の断面図である。
【図３】実施の形態１に係るノズル構造体の断面図である。
【図４】実施の形態１に係るノズル構造体の要部の斜視図である。
【図５】水素ガスノズル孔面積比Ｓ２／Ｓ１に対するＮＯｘ濃度  Ｏ２  １１％換算を示すグラフである。
【図６】水素ガスノズル孔面積比Ｓ２／Ｓ１と空気通過面積比Ｓ３／Ｓ４とに対するＮＯｘ濃度  １１％換算を示す等高線図である。
【図７】実施の形態１に係るノズル構造体の一利用例を示す模式断面図である。
【図８】実施の形態１に係るノズル構造体の一利用例を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明者らは、水素ガスと酸素含有ガスとの混合の具合が、ＮＯｘ（窒素酸化物）の発生量に影響を与える現象に着目した。さらに、ＮＯｘの発生量を低減させるために、水素ガスと酸素含有ガスとの流れを検討して、水素ガスと酸素含有ガスとの混合を抑制することを想起した。そして、本発明者らは、ノズル構造体の形状、サイズ等について鋭意研究を重ね、本発明を想到するに至った。
【００１１】
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。図１〜４では、三次元ｘｙｚ座標を規定した。
【００１２】
（実施の形態１）
図１〜図４を参照して実施の形態１に係るノズル構造体について説明する。
【００１３】
図１及び図２に示すように、ノズル構造体１０は、外管１と、内管２と、スタビライザー３とを備える。ノズル構造体１０は、水素ガスバーナー装置内のノズルとして利用される。
【００１４】
外管１は、仮想軸Ｙ１を有する円筒状体１ａを備え、円筒状体１ａの一端１ｂは、開口している。外管１は、酸素含有ガスが供給され、酸素含有ガスは、外管１と内管２との間に流通している。図１に示す一例では、酸素含有ガスとして空気を用いたが、空気に限定されず、酸素を含むガスを用いればよい。また、酸素含有ガスは、水素を実質的に含まないと好ましい。酸素含有ガスは、公知の方法を用いて水素を除去する工程を含む製造方法を用いて生成されてもよい。
【００１５】
図２及び図４に示すように、内管２は、円筒状体２ａを備え、円筒状体２ａの一端である内管端部２ｂは、開口している。内管２は、外管１の内側、かつ、外管１の同心に配置されている。すなわち、内管２は、外管１と同じの軸Ｙ１を備える。内管端部２ｂは、内管２の軸Ｙ１に沿って貫通する軸開口孔２ｃと、内管２の径方向に貫通する周開口孔２ｄとを有する。
【００１６】
図４に示す周開口孔２ｄの一例は、内管２の内管端部２ｂにおける外周面２ｆ上に周方向に並んで複数設けられている。図４に示す周開口孔２ｄの一例の複数は、軸Ｙ１から放射状に内管端部２ｂを貫通する。図４に示す周開口孔２ｄの一例は、略円形状を備えるが、周開口孔２ｄは、略円形状に限定されることなく、スリット状等の多種多様な形状を備えてもよい。
【００１７】
内管２は、水素ガスを供給され、水素ガスは、内管２の内側を流通する。軸開口孔２ｃは、水素ガスを内管２の軸Ｙ１に沿って流出させ、周開口孔２ｄは、水素ガスを内管２の径方向に流出させる。なお、内管２の径方向は、内管２の軸Ｙ１に実質的に垂直に交差する断面に沿って、軸Ｙ１から外管１へ向かう方向である。
【００１８】
なお、図１に示すノズル構造体１０の一例は、エアタンク８と、水素ガスタンク９とをさらに備える。図１及び図２に示すように、空気をエアタンク８から外管１の内周面１ｅと内管２の外周面２ｆとの間に供給し、水素ガスを水素ガスタンク９から内管２の内側へ供給する。ここで、図１に示すノズル構造体１０の一例は、エアタンク８を備えたが、ブロワを備えてもよい。また、ノズル構造体１０は、水素ガス及び酸素含有ガスの供給量や流量を調節するための装置を備えてもよい。
【００１９】
スタビライザー３は、環状体であり、酸素含有ガスを遮断する材料からなる。スタビライザー３は、略一枚の板状素材を用いて形成されると好ましい。また、スタビライザー３は、酸素含有ガスを通過させることを意図した通気孔を備えていてもよいが、当該通気口を備えていないと好ましい。なお、スタビライザー３は、点火プラグや検知装置用の窓等、設置するための孔を備えてもよい。スタビライザー３は、内管２の外周面２ｆに設けられている。スタビライザー３は、内管２の外周面２ｆから外管１の内周面１ｅ側に延びて、外管１と内管２との間を絞るため、酸素含有ガスが通過可能な空間が縮小する。なお、スタビライザー３は、円筒状体であってもよく、内管２の外周面２ｆのうち、内管２の内管端部２ｂ側から根元側端部（ここでは、Ｙ軸プラス側）における略全領域を覆ってもよい。
【００２０】
（ノズル構造体の詳細）
続いて、ノズル構造体１０の詳細について説明する。図３及び図４に示すように、軸開口孔２ｃの断面積Ｓ１と、周開口孔２ｄの断面積Ｓ２と、スタビライザー３の外縁３ｆと外管１との間の断面積Ｓ３と、内管２と外管１との間の断面積Ｓ４がある。具体的には、図４に示すように、断面積Ｓ１は、ノズル構造体１０の断面において軸開口孔２ｃの開口端に囲まれる領域の面積である。断面積Ｓ２は、複数の周開口孔２ｄの総断面積である。断面積Ｓ３は、ノズル構造体１０の断面においてスタビライザー３の外縁３ｆと外管１の内周面１ｅとに囲まれる領域の面積である。断面積Ｓ４は、ノズル構造体１０の断面において内管２の外周面２ｆと外管１の内周面１ｅとに囲まれる領域の面積である。
【００２１】
軸開口孔２ｃの断面積Ｓ１と、周開口孔２ｄの断面積Ｓ２との比Ｓ２／Ｓ１［％］（水素ガスノズル孔面積比Ｓ２／Ｓ１とも称する。）は、下記の関係式１を満たす。
Ｓ２／Ｓ１≦５０      …（関係式１）
なお、Ｓ２は０（ゼロ）％よりも大きければよく、これは燃焼火炎を安定化するためである。また、比Ｓ２／Ｓ１が、４．０％もあれば、燃焼火炎を十分に安定化することができることが実験的に確認されている。
【００２２】
スタビライザー３の外縁３ｆと外管１との間の断面積Ｓ３と、内管２と外管１との間の断面積Ｓ４の比Ｓ３／Ｓ４［％］（空気通過面積比Ｓ３／Ｓ４とも称する。）は、下記の関係式２を満たす。
Ｓ３／Ｓ４≦４５      …（関係式２）
なお、Ｓ３は０（ゼロ）％よりも大きければよい。これは、燃焼を急激に生じさせないためであり、圧損が過大になることを抑制するためである。また、比Ｓ３／Ｓ４が、１０，０％もあれば、圧損が水素ガスバーナー装置用のノズル構造体に実用上問題となるような悪影響を与えないことが実験的に確認されている。
【００２３】
上記関係式１及び２を満たすと、所定の条件下において、ＮＯｘ濃度を２０ｐｐｍ以下に抑えることができて好ましいからである。ＮＯｘ濃度が２０ｐｐｍ以下ならば、多種多様な環境やガスバーナー装置のＮＯｘ濃度の規制値を下回る。そのため、ノズル構造体１０を多種多様な環境やガスバーナー装置に利用しても、ＮＯｘ濃度の規制値を下回ることができる。
【００２４】
さらに、比Ｓ２／Ｓ１と比Ｓ３／Ｓ４とは、下記の関係式３を満たすとよい。
（Ｓ３／Ｓ４）２≦0.0179×（Ｓ２／Ｓ１）２−1.7193×（Ｓ２／Ｓ１）＋45    …（関係式３）
上記関係式３を満たすと、所定の条件下において、ＮＯｘ濃度を２０ｐｐｍ以下により確実に抑えることができる。そのため、ノズル構造体１０を多種多様な環境やガスバーナー装置に利用しても、ＮＯｘ濃度の規制値をより確実に下回ることができて好ましい。
【００２５】
（燃焼火炎発生方法）
次に、酸素含有ガスとして空気を用いて、ノズル構造体１０により燃焼火炎を発生させる方法について説明する。
【００２６】
図２に示すように、水素ガスを周開口孔２ｄから内管２の径方向に流出させつつ、軸開口孔２ｃから内管２の軸Ｙ１に沿った方向に流出させる。また、空気を外管１の他端１ｃを介して一端１ｂへ流出させる。尚、燃焼条件として、酸素含有ガスの酸素濃度は、質量％で、例えば、１０％以上２１％以下である。酸素含有ガスが空気を用いた場合、空気比は、例えば、１．０〜１．５であるとよく、さらに好ましくは１．０〜１．１である。他の燃焼条件は、原則、炭化水素ガスを用いた公知のガスバーナー装置用のノズル構造体と同様の条件である。
【００２７】
周開口孔２ｄから流出した水素ガスは、スタビライザー３に沿って、外管１の内周面１ｅ又はその近傍に到達する。一方、空気は、スタビライザー３を超えた後、外管１の内周面１ｅを伝うように流れて、周開口孔２ｄから流出した水素ガスと接触する。空気と水素ガスは、外管１の一端１ｂに向かって流れた後、さらに一端１ｂを通過して外管１の外方へ放出される。スタビライザー３から外管１の一端１ｂまでにおいて、水素ガスと空気中の酸素とのごく一部は、反応する。この水素ガスと酸素との反応物は、後述する燃焼火炎に合流する。
【００２８】
一方、軸開口孔２ｃから流出した水素ガスは、外管１の一端１ｂに流れ、外管１の外方へ放出される。外管１の一端１ｂの近傍に配置された点火プラグ（図示略）等の着火装置を用いて、スパーク等を発生させて、水素ガスを燃焼させる。これによって、ノズル構造体１０の外管１の一端１ｂから、燃焼火炎を発生することができる。上記した水素ガスと空気中の酸素との反応物が、燃焼火炎に合流し、燃焼火炎の安定化を図ることができる。そのため、Ｓ２は０（ゼロ）％よりも大きければよい。
【実施例】
【００２９】
次に、図５及び図６を参照して、ノズル構造体１０に係る実施例と、その比較例について、ＮＯｘ発生量を計測した実験について説明する。
【００３０】
実験では、燃焼量２０％とした場合、ノズル構造体１０に係る実施例と、その比較例とのＮＯｘ濃度を計測した。実験条件として、空気比は、１．１〜１．２とした。酸素含有ガスとして、空気を用いた。酸素濃度は２１％とした。他の実験条件は、原則、炭化水素ガスを用いた公知のノズル構造体と同様の条件とした。比較例では、比Ｓ２／Ｓ１が５０％超過であること、及び比Ｓ３／Ｓ４が４５％超過であることの少なくとも一方に該当することを除いて、ノズル構造体１０と同じ構成を有するノズル構造体を用いた。なお、比較例に係るノズル構造体は、比Ｓ３／Ｓ４が１００％である場合、スタビライザー３に相当する構成を備えない。実施例１、２、４、及び５に係るノズル構造体のスタビライザーは、空気が流通可能な通気孔を有しない。実施例３に係るノズル構造体のスタビライザーは、空気が流通可能な通気孔を有する。
【００３１】
ノズル構造体１０に係る実施例と、その比較例について、ＮＯｘ濃度を計測した結果を以下に表１に記載した。
【表１】
2019045081.tif 000003
【００３２】
比Ｓ２／Ｓ１に対するＮＯｘ濃度を図５に示した。図５に示すように、比Ｓ２／Ｓ１が低いと、ＮＯｘ濃度は低い傾向にある。この一因として、比Ｓ２／Ｓ１が低い場合、内管２の軸方向において水素ガスの流れの直進性が高まり、水素ガスが空気と混合し難いためと考えられる。具体的には、比Ｓ２／Ｓ１が低い場合、軸開口孔２ｃの断面積Ｓ１に対する周開口孔２ｄの断面積Ｓ２の比が低い。そのため、軸開口孔２ｃから内管２の軸方向に流れる水素ガスの量が、周開口孔２ｄから内管２の径方向に流れる水素ガスの量と比較して多くなる傾向にある。そのため、水素ガスは、内管２の軸方向、つまり、ノズル構造体１０の軸方向に沿って直進するように流れる。
【００３３】
図５に示すように、比Ｓ２／Ｓ１が５０％以下であると、ＮＯｘ濃度が８０ｐｐｍ以下であった。ＮＯｘ濃度が８０ｐｐｍ以下であるならば、一般的な環境、装置におけるＮＯｘ濃度の規制値を下回るため、好ましい。そのため、軸開口孔２ｃの断面積Ｓ１と、周開口孔２ｄの断面積Ｓ２との比Ｓ２／Ｓ１［％］は、関係式１を満たすと決定した。
Ｓ２／Ｓ１≦５０      …（関係式１）
【００３４】
続いて、比Ｓ２／Ｓ１が、０％超過５０％以下の範囲内において、比Ｓ３／Ｓ４を所定の範囲内において変更した場合のＮＯｘ濃度を測定し、その結果を図６に示した。図６に示すように、比Ｓ３／Ｓ４を低減すると、ＮＯｘの発生量は低減する傾向にある。比Ｓ３／Ｓ４が４５％以下であると、所定の条件においてＮＯｘ濃度が２０ｐｐｍ以下であり得る。ＮＯｘ濃度が２０ｐｐｍ以下であるならば、一般的な環境、装置におけるＮＯｘ発生量の規制値を下回るため、好ましい。
【００３５】
実施例１のＮＯｘ濃度は、実施例３のＮＯｘ濃度と比較して低かった。この一因として、以下の事項が考えられる。実施例３に係るノズル構造体のスタビライザーが通気孔を有する一方、実施例１に係るノズル構造体のスタビライザーは通気孔を有しないことである。これによって、実施例１において空気及び水素ガスが、実施例３における空気及び水素ガスと比較して、混合し難くなるためである。
【００３６】
次に、比Ｓ２／Ｓ１及び比Ｓ３／Ｓ４に対するＮＯｘ濃度を示す等高線図を、図５に示した。比Ｓ３／Ｓ４が低減するほど、ＮＯｘの発生量が低減する傾向にある。この一因として比Ｓ３／Ｓ４が低減した場合、空気の流量が小さくなり、水素ガスと混合する空気の量が少なくなることが考えられる。また、他の一因として、比Ｓ３／Ｓ４が低減した場合、空気が、水素ガスからさらに離れた位置に流れ、水素ガスが空気と混合し難いことが考えられる。
【００３７】
続いて、統計的品質管理方法を用いて、ＮＯｘ濃度が２０ｐｐｍである応答曲面の式１（関係式３）を求めた。具体的には、以下に記載した表２に示す測定結果について統計的品質管理方法の実験計画法の応答曲面法を用いて、複数の特性の最適化を行ない、ＮＯｘ濃度２０ｐｐｍにおける応答曲面の式を求めた。ここでは、統計解析ソフトウェアとして「StatWorks」(登録商標)を用いた。また、特性値を「ＮＯｘ濃度」とした。「ＮＯｘ濃度」以外の因子、すなわち、「Ｓ２/Ｓ１」、「Ｓ３/Ｓ４」、「ＮＯｘ濃度」、「炉温」、「空気比」、「炉内Ｏ２空気比」、及び「燃焼量」を変数とした。
【表２】
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同様に、ＮＯｘ濃度が７０、６０．４、５０．８、４１．２、３１．６、２２、１２．４ｐｐｍである場合の、応答曲面の式を求めた。求めた応答曲面の式による曲線を、図６に示した。なお、表２に示す実施例６〜２９と、比較例６〜２０とは、実験によって求められており、そのＮＯｘ濃度の測定値は、バラツキを有し、図６に示す等高線図と必ずしも合致しないことに留意する。
【００３８】
ＮＯｘの発生量が２０ｐｐｍである応答曲面の式（関係式３）を以下に示す。
（Ｓ３／Ｓ４）２≦0.0179×（Ｓ２／Ｓ１）２−1.7193×（Ｓ２／Ｓ１）＋45    …（関係式３）
上記関係式を満たすと、ＮＯｘ濃度の計算結果が２０ｐｐｍ以下により確実に抑え得ることができて好ましい。
【００３９】
関係式３から、比Ｓ３／Ｓ４が４５％以下であると、ＮＯｘ濃度が２０ｐｐｍ以下の値をとり得る。そのため、スタビライザー３と外管１の内周面１ｅとの間の断面積Ｓ３と、内管２の外周面２ｆと外管１の内周面１ｅとの間の断面積Ｓ４との比Ｓ３／Ｓ４［％］は、関係式２を満たすと決定した。
Ｓ３／Ｓ４≦４５      …（関係式２）
【００４０】
（応用例）
次に、図７及び図８を参照して、水素ガスバーナー装置用のノズル構造体１０の応用例について説明する。
【００４１】
図７に示すように、水素ガスバーナー装置用のノズル構造体１０は、バーナー装置付き炉２０の一構成要素として利用することができる。バーナー装置付き炉２０は、炉体４と、ノズル構造体１０とを備える。炉体４は、本体４ａと、排気筒４ｂとを備える。本体４ａは、ワークＷ１を保持する箱状体である。排気筒４ｂは、本体４ａの上部に設けられており、本体４ａの内側で発生した排ガスＧ１を本体４ａの外に案内する。ノズル構造体１０によって発生した燃焼火炎Ｆ１が、本体４ａの内側に向かうように、ノズル構造体１０は、本体４ａに設けられている。ノズル構造体１０は、排気筒４ｂから所定の間隔を空けた位置に設けられているとよい。
【００４２】
ここで、ノズル構造体１０は、燃焼火炎Ｆ１を発生させると、主に対流や熱伝導によって、ワークＷ１を加熱することができる。バーナー装置付き炉２０は、炭化水素系ガスを燃料ガスとして用いた公知のバーナー装置付き炉と同様に、多種多様な熱処理方法を用いて、多種多様な材料からなるワークＷ１を熱処理することができる。例えば、ワークＷ１は、アルミニウム合金や鉄鋼などの金属材料や、セラミックス材料であってよい。なお、燃焼火炎Ｆ１によって発生した排ガスＧ１は、排気筒４ｂを通過して、本体４ａの外に排出される。
【００４３】
図８に示すように、水素ガスバーナー装置用のノズル構造体１０は、ラジアントチューブバーナー装置付き炉３０の一構成要素として利用することができる。ラジアントチューブバーナー装置付き炉３０は、炉体５と、ラジアントチューブ６と、ノズル構造体１０とを備える。炉体５は、本体５ａと、排気筒５ｂとを備える。本体５ａは、ワークＷ１を保持する箱状体である。排気筒５ｂは、本体５ａの上部に設けられており、ラジアントチューブ６の内側で発生した排ガスＧ２を本体５ａの外に案内する。ノズル構造体１０によって発生した燃焼火炎Ｆ１が、本体５ａの内側に向かうように、ノズル構造体１０は、本体５ａに設けられている。ラジアントチューブ６は、ノズル構造体１０から排気筒５ｂを繋ぐように設けられている。ノズル構造体１０によって発生した燃焼火炎Ｆ１は、ラジアントチューブ６の内側に位置する。ノズル構造体１０は、排気筒５ｂから所定の間隔を空けた位置に設けられているとよい。
【００４４】
ここで、ノズル構造体１０が、燃焼火炎Ｆ１を発生させると、ラジアントチューブ６がまず熱せられることにより、輻射熱を発生する。主にこの輻射熱によって、ワークＷ１を加熱することができる。ラジアントチューブバーナー装置付き炉３０は、炭化水素系ガスを燃料ガスとして用いた公知のラジアントチューブバーナー装置付き炉と同様に、多種多様な熱処理方法を用いて、多種多様な材料からなるワークＷ１を熱処理することができる。例えば、ワークＷ１は、アルミニウム合金や鉄鋼などの金属材料や、セラミックス材料であってよい。燃焼火炎Ｆ１によって発生した排ガスＧ２は、ラジアントチューブ６及び排気筒５ｂを通過して、本体５ａの外に排出される。
【００４５】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、ノズル構造体１０は、スタビライザー３を備えたが、制御バルブを備えてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１０  水素ガスバーナー装置用のノズル構造体
１  外管
２  内管
２ｃ  軸開口孔                                ２ｄ  周開口孔
２ｆ  外周面
３  スタビライザー                            
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４  断面積                Ｓ２／Ｓ１、Ｓ３／Ｓ４  比
【図１】
2019045081.tif 000005
【図２】
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【図３】
2019045081.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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