(57)【要約】炉の燃焼室又はフォアハースで使用するためのバーナーは、ガス状酸化体を送達するためのガス送達部材と、燃料を送達するための、ガス送達部材の内部に配置された部分を有する、そしてガス送達部材の長手軸から偏移した燃料送達部材と、ガス及び燃料送達部材と機械的に連合したフランジアセンブリとを含み、前記フランジアセンブリは、燃焼室内の選択位置に火炎のフットプリントを提供するために、ガス及び燃料送達部材を互いに対して着脱式に固定するための回転運動に適応されている。【選択図】図１０
2013516385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉の燃焼室又はフォアハースで使用するためのバーナーであって、ガス状酸化体を送達するためのガス送達部材と、燃料を送達するための、ガス送達部材の内部に配置された部分を有する、そしてガス送達部材の長手軸から偏移した燃料送達部材と、ガス及び燃料送達部材と機械的に連合したフランジアセンブリとを含み、前記フランジアセンブリは、燃焼室内の選択位置に火炎のフットプリントを提供するために、ガス及び燃料送達部材を互いに対して着脱式に固定するための回転運動に適応されているバーナー。
【請求項２】
ガス送達部材の部分と燃料送達部材の部分が互いに平行である、請求項１に記載のバーナー。
【請求項３】
燃料送達部材の部分がガス送達部材の内部に傾斜して配置されている、請求項１に記載のバーナー。
【請求項４】
燃料送達部材のみがフランジアセンブリの位置で回転可能である、請求項１に記載のバーナー。
【請求項５】
ガス送達部材がガスパイプを含む、請求項１に記載のバーナー。
【請求項６】
燃料送達部材が燃料パイプを含む、請求項１に記載のバーナー。
【請求項７】
燃料送達部材が複数の燃料パイプを含む、請求項１に記載のバーナー。
【請求項８】
複数の燃料パイプが一体型ユニットである、請求項７に記載のバーナー。
【請求項９】
複数の燃料パイプがガス送達部材の内部に傾斜して配置されている、請求項７に記載のバーナー。
【請求項１０】
燃料送達部材を、ガス送達部材に対して離隔した関係で支持するため、そしてガス及び燃料送達部材を着脱式に固定する方式の回転運動中にガス送達部材の長手軸から偏移させて支持するために、ガス送達部材に配置された少なくとも一つの支持部材をさらに含む、請求項１に記載のバーナー。
【請求項１１】
フランジアセンブリが、ガス送達部材に搭載された第一のフランジ（第一のフランジはそれを貫通する第一の複数の孔を有する）と；燃料送達部材に搭載された第二のフランジ（第二のフランジはそれを貫通する第二の複数の孔を有する）と；第一のフランジの第一の複数の孔と第二のフランジの第二の複数の孔は、第一及び第二のフランジが互いに対して選択位置に回転運動をすると、互いに位置合わせされるように配列されており；そして第一及び第二のフランジを選択位置で互いに着脱式に固定するための締結具アセンブリとを含む、請求項１に記載のバーナー。
【請求項１２】
第二のフランジが、燃料送達部材に取り付けられてそれと一緒に回転する、請求項１１に記載のバーナー。
【請求項１３】
燃料送達部材が、ガス送達部材の中心長手軸の周囲に軌跡を描くように回転可能である、請求項１２に記載のバーナー。
【請求項１４】
第一のフランジ又は第二のフランジの少なくとも一つに搭載され、第一及び第二のフランジの封止係合を提供するためのシールをさらに含む、請求項１１に記載のバーナー。
【請求項１５】
ガス送達部材の外表面に搭載されたカラーをさらに含み、カラーは、ガス送達部材が炉又はフォアハースに入り込まないように、カラーをガス送達部材の外表面に着脱式に固定するための、それに付随する機械的締結具を有する、請求項１１に記載のバーナー。
【請求項１６】
燃料送達部材が、フランジアセンブリの上流に角度の付いた部分を含む、請求項１に記載のバーナー。
【請求項１７】
ガス状酸化体が、酸素、酸素と窒素、酸素と他の希ガス、及びそれらの組合せからなる群から選ばれ、燃料が、天然ガス、プロパン、液化石油ガス、合成ガス、及びそれらの組合せからなる群から選ばれる、請求項１に記載のバーナー。
【請求項１８】
締結具アセンブリが、第一及び第二のフランジと共作用するための機械的締結具を含む、請求項１１に記載のバーナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は、炉及び炉システム用のバーナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]円錐型同軸酸素バーナーは、炉内のバッチを溶融するためにガラス溶融炉のクラウンで使用されている。予め位置決めされた孔が炉のクラウン部にドリルで穿孔され、バーナーブロックがその孔に設置されると、バーナーから吐出される乱流火炎の方向を変化させる能力は、制限されるか又は存在しない。火炎に異なる方向が求められる場合、バーナー、従って火炎の位置を変えるために、代替の（異なる）バーナー孔を穿孔し設置することが必要となる。既存の炉設計は、それらが鉄鋼工作物であること及びクラウン部の伸縮継手のために、バーナーを炉に設置できる場所が制限されることが多く、その結果、最適な火炎のカバー範囲が常に達成されるとは限らない。又はブロックが過度に傾斜しているのでバーナーの火炎の効果が低い。同軸酸素バーナーは、溶融物に対して直角の円錐火炎を生じ、ひいては溶融物の位置で円形の火炎パターンを生じる。間隔をあけた複数のバーナーによって生じた結果の火炎パターンは、溶融物の表面で全体的な火炎のカバー範囲を制限する。同軸バーナーは、溶融物上の燃焼空間で均一に燃焼する。この燃焼の均一性と強度は、クラウン部と溶融物間の自由空間で過度の燃焼を提供しうるので、その結果、最適とは言えない伝熱及び溶融物表面での高い窒素酸化物（ＮＯｘ）がもたらされる。前述の制限及び不利益は、水平バーナー及び炉のフォアハース(forehearth)で使用されるバーナーでも発生する。
【発明の概要】
【０００３】
[0003]酸素バーナーのようなバーナーを炉又はフォアハース用に提供する。該バーナーは、ガス送達部材と、ガス送達部材の内部に配置された部分を有し、ガス送達部材の長手軸から偏移(offset)した燃料送達部材とを含む。
【０００４】
[0004]炉又はフォアハース内で製品を燃焼させるための方法も提供する。該方法は、第一の流路に沿ってガス状酸化体の流れを炉又はフォアハースに供給し；第一の流路から偏移した第二の流路に沿ってガス状燃料の流れを炉又はフォアハースに供給し；第一の流路を第二の流路に暴露し；そしてガス状酸化体とガス状燃料を燃焼させて非円形燃焼領域を提供することを含む。
【０００５】
[0005]バーナー火炎の放出角及び結果の非円形燃焼領域を制御するために、一つ又は複数のガス及び燃料送達部材をそれらの各長手軸に沿って回転できるバーナーも提供する。
[0006]さらに、ガス送達部材と燃料送達部材を互いに対して配向させ、互いに対して固定された位置で該部材を固定するためのフランジアセンブリも提供する。
【０００６】
[0007]本発明のさらに完全な理解のために、詳細な説明と併せて下記図面への参照がなされる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】[0008]図１Ａは、炉で使用するための本発明のバーナーの部分横断平面図を開示する。
【図１Ｂ】[0009]図１Ｂは、図１Ａの線１Ｂ−１Ｂに沿って切ったバーナーの断面図を開示する。
【図２Ａ】[0010]図２Ａは、本発明のバーナーの別の態様の線図を開示する。
【図２Ｂ】[0011]図２Ｂは、図２Ａの線２Ｂ−２Ｂに沿って切った断面線図を開示する。
【図３Ａ】[0012]図３Ａは、本発明のバーナーの別の態様の線図を開示する。
【図３Ｂ】[0013]図３Ｂは、図３Ａの線３Ｂ−３Ｂに沿って切った断面線図を開示する。
【図４】[0014]図４は本発明のバーナーによって提供される火炎のフットプリントを開示する。
【図５Ａ】[0015]図５Ａは、本発明のバーナーの別の態様の線図を開示する。
【図５Ｂ】[0016]図５Ｂは、図５Ａの線５Ｂ−５Ｂに沿って切った断面線図を開示する。
【図６Ａ】[0017]図６Ａは、炉で使用するための本発明のバーナーの別の態様の部分横断平面図を開示する。
【図６Ｂ】[0018]図６Ｂは、図６Ａの線６Ｂ−６Ｂに沿って切ったバーナーの断面図を開示する。
【図７Ａ】[0019]図７Ａは、炉で使用するための本発明のバーナーのさらに別の態様の部分横断平面図を開示する。
【図７Ｂ】[0020]図７Ｂは、図７Ａの線７Ｂ−７Ｂに沿って切ったバーナーの断面図を開示する。
【図８Ａ】[0021]図８Ａは、炉で使用するための本発明のバーナーの別の態様の部分横断平面図を開示する。
【図８Ｂ】[0022]図８Ｂは、図８Ａの線８Ｂ−８Ｂに沿って切ったバーナーの断面図を開示する。
【図９】[0023]図９は、炉のバーナーブロックに搭載された本発明のバーナーの部分横断平面図を開示する。
【図１０】[0024]図１０は、炉で使用するための別のバーナーの態様の部分横断平面図を開示する。
【図１１Ａ】[0025]図１１Ａは、図１０の線１１Ａ−１１Ａに沿って切った図を開示する。
【図１１Ｂ】[0026]図１１Ｂは、異なる位置に配列された図１１Ａの構成要素の略図を示す。
【図１１Ｃ】[0026]図１１Ｃは、異なる位置に配列された図１１Ａの構成要素の略図を示す。
【図１２Ａ】[0027]図１２Ａは、図１１Ａのそれに対応する略図を示す。
【図１２Ｂ】[0027]図１２Ｂは、図１１Ｂのそれに対応する略図を示す。
【図１２Ｃ】[0027]図１２Ｃは、図１１Ｃのそれに対応する略図を示す。
【図１３】[0028]図１３は、図１０及び１６のバーナー態様のためのフランジアセンブリの構成要素を示す。
【図１４】[0028]図１４は、図１０及び１６のバーナー態様のためのフランジアセンブリの構成要素を示す。
【図１５】[0028]図１５は、図１０及び１６のバーナー態様のためのフランジアセンブリの構成要素を示す。
【図１６】[0029]図１６は、炉で使用するための別のバーナーの態様の部分横断平面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
[0030]図１Ａ及び１Ｂを参照すると、炉、例えば酸素燃料ガラス溶融炉又は炉のフォアハースで使用するための本発明のバーナー１０が示されている。炉でのバーナーの使用と言うときにはフォアハースでのバーナーの使用も含まれる。バーナー１０は、炉のバーナーブロックに配置するために構築及び適応(arrange)された外部側壁１４を有する、例えばガス状酸素を送達するためのガスパイプ１２又は導管からなる。ガスパイプ１２に供給され送達されるガスは、例えば純度レベル８５％〜１００％のガス状酸素などのガス状酸化体(gaseous oxidant)である。１００％未満の酸素の場合、残りは窒素及び／又はその他の希ガス、及びそれらの組合せでありうる。ガスパイプ１２の内部空間１６は、その中に配置される燃料パイプ１８又は導管を受容するのに十分なサイズ及び形状の空間である。燃料パイプ１８は、外部側壁２０及び内部空間２２を有する。
【０００９】
[0031]ガスパイプ１２、又は例えば酸化体パイプは、曲げられていることによってガスパイプ１２にエルボー２４を提供している。パイプ１２はガス供給（図示せず）と流体連結している。ガスパイプ１２のネジ式外側端２６は、ガス供給への着脱式接続を提供している。ガスパイプ１２の反対端又は遠位端２８は、炉のバーナーブロック（図示せず）中で終わっており、炉内の製品溶融物の上方の選択位置に配置されている。供給されるガス状酸化体は、単一種類の酸化体、例えば酸素であっても、又はガスの組成物から選ばれてもよい。
【００１０】
[0032]ガスパイプ１２の内部１６は、図１Ａ及び１Ｂに示されているように、その中に配置される燃料パイプ１８を受容するためのサイズ及び形状になっている。燃料パイプ１８は、ガスパイプ１２内で酸化体に暴露されるのに資する材料で製作されている。燃料パイプ１８は、ガスパイプ１２のエルボー２４の近傍から伸びた端部又は近位端３０を有する。一方、燃料パイプ１８の反対端又は遠位端３２は、ガスパイプ１２の端部２８とほぼ同じ位置で終わっている。ガスパイプ１２と燃料パイプ１８は同じ位置で終わっていてもよい。燃料パイプ１８は、例えば天然ガス、プロパン、液化石油ガス（ＬＰＧ）、合成ガス（有機固体、液体及び／又はガス状原料、又はそれらの組合せから誘導された）、及びそれらの組合せのなどのガス状燃料の供給と流体連結している。使用される燃料は、単一のガス状燃料からなるものでも燃料の組合せからなるものでもよい。ガスパイプ１２から突き出している燃料パイプ１８の端部３０も、ガス状燃料源（図示せず）への着脱式接続のためにネジ式３１でありうる。
【００１１】
[0033]間隔あけ(spacing)部材又は支持部材３４、３６、３８は、ガスパイプ１２内で燃料パイプ１８を支持するために提供され、それらの間にガスパイプ１２を通るガス流を妨害することのない離隔した関係を提供する。燃料パイプ１８が挿入されるガスパイプ１２の入口４２の周囲を封止するために、溶接又はシール４０が提供される。
【００１２】
[0034]図１Ｂを参照すると、ガスパイプ１２の内部１６における燃料パイプ１８の配置がより明らかに示されている。ガスパイプ１２と燃料パイプ１８は、ガスパイプ１２がエルボー２４を通り過ぎた点から線形配列の部分まで互いに実質的に平行である。しかしながら、ガスパイプ１２内の燃料パイプ１８の配置は非同軸である、すなわちガスパイプ１２と燃料パイプ１８は共通の長手軸を共有していないことが分かる。むしろ、ガスパイプ１２の長手軸４４は、燃料パイプ１８の長手軸４６に対して偏移している。これについては以下でさらに解説する通り、特定の炉及び炉内で溶融される製品にふさわしいバーナー火炎及び火炎のフットプリント領域を提供するためである。バーナーは、火炎のフットプリントを変更するために調整できる。これが達成されるのは、ガスパイプと燃料パイプが、それらの構成要素の構築及び配列によって、それぞれの長手軸４４、４６の周りを回転するように適応されているからである。
【００１３】
[0035]図１Ａ及び１Ｂのバーナー１０は一体型ユニットとして構築することもでき、それによって一体化ガスパイプ及び燃料パイプユニットをバーナーブロック中で回転させることが可能となり、バーナー１０から炉に吐出される火炎のフットプリント領域の配置を選択的に制御することができる。
【００１４】
[0036]本発明に従って構築されたバーナーの他の例示的態様を図２Ａ、２Ｂ；３Ａ、３Ｂ；６Ａ、５Ｂ；７Ａ、７Ｂ；及び８Ａ、８Ｂにそれぞれ示す。これらの図面に示された、図１Ａ、１Ｂに関する上記構成要素に対応する構成要素は、それぞれ１００、２００、３００、４００等々加算された対応参照番号が付与されている。
【００１５】
[0037]図２Ａ及び２Ｂは、図１Ａ、１Ｂの別の態様のバーナー１１０の略図を示す。図２Ａ及び２Ｂでは、燃料パイプ１１８は、ガスパイプ１１２中に傾斜した関係性、すなわち非平行に配置されている。その結果、バーナーから炉に吐出される火炎も炉内の溶融物の位置で非円形のフットプリントを提供する。バーナー１１０は、一体型ユニットとして形成されたガスパイプ１１２及び燃料パイプ１１８を有していてもよい。それによって、矢印６０によって示されるようにユニットを回転させれば、炉内の溶融物上の選択位置に火炎のフットプリントを提供することができる。バーナーユニットの回転は３６０°を通して実施することができる。図２Ａは、炉への例えばガス状酸化体の流れ及びガス状燃料の流れを示す。
【００１６】
[0038]燃料パイプ２１８は、ガスパイプ２１２中で、燃料パイプの遠位端２３２がガスパイプ２１２の遠位端２２８と接触するように十分傾斜させることもできる。そのような配置を図３Ａ及び３Ｂに示す。
【００１７】
[0039]図４に、図面のバーナー１０（１１０、２１０など）の態様によって提供される複数の火炎フットプリント６２を示す。それぞれの非円形フットプリント６２又は燃焼領域は、そのそれぞれのバーナーからのフットプリントを表す。
【００１８】
[0040]図５Ａ及び５Ｂを参照すると、ガスパイプ３１２の内部３１６に燃料パイプ３１８が配置されたバーナー３１０が示されている。ガスパイプ３１２に対する燃料パイプ３１８の偏移を図５Ｂに示す。
【００１９】
[0041]図６Ａ及び６Ｂで、バーナー４１０は、図２Ａ及び２Ｂに示されたバーナー１１０の線図と類似している。特に、燃料パイプ４１８は、ガスパイプ４１２に角度４８で導入されている結果、ガスパイプ４１２と燃料パイプ４１８の直線又は線形部分は非平行であり非同軸である。ガスパイプ４１２に対する燃料パイプ４１８の偏移を図６Ｂに示す。
【００２０】
[0042]図７Ａ及び７Ｂは、ガスパイプ５１２に配置された複数の燃料パイプ５１８を開示している。複数の燃料パイプ５１８は、図７Ｂに示されているように、分離された別個のパイプとして配置されても、あるいは燃料パイプの入れ子式アレイ(nested array)又は一体型ユニットとして形成又は配列されてもよい。図７Ａにおける燃料パイプ５１８の配列は、互いに対しても燃料パイプ５１８がその中に配置されているガスパイプ５１２の線形部分に対しても平行である。本発明の他の態様と同様、複数の燃料パイプ５１８及びガスパイプ５１２は、バーナーブロックに搭載するため、及び炉内の溶融物の位置で火炎のフットプリント領域５６２を制御するためのバーナーブロック内でのその後の回転のために、一体型ユニットとして形成することもできる。ガスパイプ５１２に対する燃料パイプ５１８の偏移を図７Ｂに示す。燃料パイプ５１８のアレイは、燃料パイプ５１８を燃料源に着脱式に接続するために共通のネジ部５３１を共有しうる。
【００２１】
[0043]図８Ａ及び８Ｂに、同軸配列されたガスパイプ中に配置された燃料パイプ６３１が示されている。すなわち、第一の外側ガスパイプ６１２は、その中に第二の内側ガスパイプ５０を受容するためのサイズ及び形状をした内部を有する。内側ガスパイプ５０は、その中に燃料パイプ６１８を受容するためのサイズ及び形状をした内部５２を有する。内側ガスパイプ５０は、燃料パイプ６１８を内側ガスパイプ５０に挿入できるように、外側ガスパイプ６１２の入口６４２と位置合わせされた入口５４を有する。図８Ａ、８Ｂにおいて、内側ガスパイプ５０と燃料パイプ６１８は、それぞれの後方部に沿って共通の長手軸６４６を有し、故に同軸である。燃料パイプ６１８とガスパイプ６１２、５０の配列は図８Ｂにも示されている。本発明の他の態様と同様、図８Ａのバーナー６１０は、炉のバーナーブロックに搭載するために一体型ユニットとして形成されてもよい。ガスパイプ６１２、５０に対する燃料パイプ６１８の偏移を図８Ｂに示す。
【００２２】
[0044]図９を参照すると、バーナーブロック５８が搭載される炉５７のクラウン部５６が示されている。図１Ａのバーナー１０は、バーナーブロック５８内に配置される。当然のことながら、本明細書中に開示された他のバーナーの態様（１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０）も同様にバーナーブロック５８に搭載できる。バーナー１０などは、矢印６６、６８の方向に動くように適応されている。矢印６６に関して、バーナー１０は、バーナーブロック５８で起こることが所望されている燃焼の量に応じて、選択位置に動かすことができる。燃料パイプ１８（一つ又は複数）及びガスパイプ１２（一つ又は複数）の遠位端は、示されているようにバーナーブロック５８内で終わっている。さもなければ、バーナーブロック５８から露出されていると炉雰囲気の熱でパイプが溶けてしまう。バーナーブロック５８におけるバーナー１０の位置決めは、ブロック５８での燃焼をもたらし、ひいてはバーナー１０によって提供される火炎の運動量及びスラスト(thrust)に影響を及ぼす。高運動量の火炎は小さいフットプリント６２領域を生じるが、低運動量の火炎は大きいフットプリント６２領域を生じる。領域７０では酸化体濃度が低く、例えばガス状燃料は燃焼して酸化体を使い果たすと、燃焼するための酸化体濃度が高い領域７２を求めて行く傾向にある。
【００２３】
[0045]図９に示されているように、燃料豊富火炎（濃火炎）は、燃料パイプがガスパイプの側壁に最も近いバーナーの遠位端でバーナーから提供される。酸化された燃料希薄火炎（淡火炎）は、燃料パイプがガスパイプの側壁から離れているバーナーの遠位端から提供される。後者は、燃焼のための増大した又はより拡大した酸素ゾーンを提供し、それによって炉の溶融物にぶつかる火炎の燃焼領域６２又はフットプリントに、円形とは対照的な比較的長円形をもたらす。図４も参照。
【００２４】
[0046]図４に示されている非円形フットプリントは、図面のバーナーの態様のいずれか一つ又は組合せによっても提供されうる。
[0047]本発明のバーナーは、ガラス溶融、精製、及び分配に使用できる。燃料パイプの吐出点は酸素パイプに対して同軸でなく、ずらされている(staggered)又は偏移している。この偏移及び／又はバーナーの回転は、火炎の方向のほか、得られる火炎のフットプリントも変えることを可能にする。ずれ又は偏移の程度又は量は、達成できる火炎の方向の量を増大する。偏移は、燃料導管を酸素導管に対して傾斜させることによってさらに増強できる。例えば、ガス及び燃料パイプは円形の断面を有しているが、バーナー設計は、異なる断面形状、例えばこれらに限定されないが、楕円形、四角形、三角形、六角形などの断面形状を有するガス及び燃料パイプを含んでいてもよい。燃料パイプはガスパイプとは異なる断面形状を有することもできる。多重又は段階パイプも利用できる。
【００２５】
[0048]矢印６６、６８は、本発明のすべてのバーナー１０などの態様に関するもので、それ自体ブロック５８内で回転できる。そのような回転は、ガスパイプ及び燃料パイプの個別の構成要素によって起こすことも、又はガスパイプ（一つ又は複数）及び燃料パイプ（一つ又は複数）で形成された一体型ユニットによって起こすこともできる。
【００２６】
[0049]燃焼プロセスで、燃料は酸化体と反応する。パイプ１２、１８を偏移させることによって、パイプが最接近している点では燃料豊富火炎、パイプが最も離れている点では燃料希薄領域が作り出される。火炎の燃料豊富部分は、燃料希薄側で酸化体と反応する。このステージング（段階燃焼）は、低い窒素酸化物（ＮＯｘ）の利益も提供し、伝熱も増大する。ステージングは、バーナーブロック５８での予燃焼の量を減少し、バーナーブロックから現れる火炎の運動量を削減する。火炎は乱流であるが、低運動量火炎は、バッチ表面上で速度を減じ、バッチ成分、例えばこれらに限定されないが、ホウ素及び鉛の揮発を低減する。
【００２７】
[0050]炉に対して低運動量の火炎は、燃料中の炭素の滞留時間を増大するので、煤化による輻射によって輝度及び伝熱を増大する。本発明の主な利益は、ガスパイプ１２及び燃料パイプ１８の偏移、従ってガス流及び燃料流の偏移が、ガス状燃料とガス状酸化体の混合を、火炎が原料バッチ表面６４にぶつかるまで遅らせることである。火炎の（燃料）希薄部分からの過剰酸素は、その主たる方向を、残留する燃料成分から離れる方向に取り続ける。得られる火炎のフットプリント６２又は燃焼領域は、図４及び９に示されているように非円形となる。この非円形の火炎燃焼領域は、より多くのエネルギーを溶融領域に向けることを可能にする。
【００２８】
[0051]フォアハース又は炉のディストリビューターに対して低運動量の火炎は、溶融物の表面にぶつかるのではなく、むしろ“カール”するか又は方向を変えて、溶融物の表面に実質的に平行になる火炎を提供する。
【００２９】
[0052]図１０〜１６に、炉又は炉のフォアハース用の非同軸酸素バーナーの他の態様を開示する。
[0053]図１０を参照すると、炉（図示せず）又は炉のフォアハース（図示せず）で使用するためのバーナーが一般的に７００として示されている。バーナー７００は、酸化体送達パイプ７０２及び燃料送達パイプ７０４（燃料パイプ７０４とも呼ばれる）を含む。酸化体送達パイプ７０２は、本態様では、“Ｔ字形”を有するように構築されている。図１０に示されている酸化体パイプ７０２の端部７０６は、パイプ７０２を遠方の酸化体供給源（図示せず）に着脱式に接続するためにネジ式となっている。使用される酸化体は、図１〜９の態様で使用されたものと同様でよい。本態様では、酸化体パイプ７０２は７０８で分岐し、レセプター部７１０を提供している。ここに燃料送達パイプ７０４が酸化体パイプ７０２の内部７１２に沿って挿入される。燃料パイプ７０４の端部７１４も、遠方の燃料源（図示せず）への着脱式接続のためにネジ式になっている。使用される燃料は、図１〜９の態様で使用されたものと同様でよい。燃料パイプ７０４の部分は、図１０に示されているように、フランジアセンブリ（以下で解説）の上流かつ酸化体パイプ７０２の内部７１２に沿った挿入の前に、曲げられている又は角度が付けてある。
【００３０】
[0054]酸化体パイプ７０２の中心長手軸７１６及び燃料パイプ７０４の中心長手軸７１８は、平行ではあるが互いに対して偏移している。すなわち、図１０に例として示されているように、燃料パイプ７０４は酸化体パイプ７０２内に、それぞれの長手軸が互いから偏移し、非同軸となるように配置されている。スペーサー７２０が、例えば溶接によって燃料パイプ７０４の外表面に接続されて酸化体パイプ７０２の内部７１２に伸び、燃料パイプ７０４が酸化体送達パイプ内で偏移して配置されるための支持及び整列(alignment)を提供している。従って、酸化体パイプ７０２の長手軸７１６は、可動式フランジ７２２及び固定フランジ７３０のそれぞれの中心を通って伸びている。燃料パイプ７０４の長手軸７１８は、スペーサー７２０のため、長手軸７１６に対して偏移している又は非同軸である。
【００３１】
[0055]図１１Ａ〜１１Ｃを参照すると、酸化体パイプ７０２及び燃料パイプ７０４と使用するためのフランジアセンブリが示されている。燃料パイプ７０４を参照すると、フランジアセンブリは、燃料パイプの外部７２４に取り付けられた燃料側可動式フランジ７２２を含む。フランジ７２２は、それを貫通する複数の孔７２６を有し、その孔に、例えばナット及びボルトなどの機械的締結具７２８を、フランジ７２２を以下で解説するように着脱式に固定するために配置することができる。燃料パイプ７０４を酸化体パイプ７０２の長手軸７１６の周りで回転させると、燃料側フランジ７２２も燃料パイプの回転と同時に回転を起こす。燃料パイプ７０４は偏移している又は非同軸である、すなわち燃料側フランジ７２２の中心にないので、燃料フランジが解放されて回転する場合、フランジ７２２及び燃料パイプ７０４は、酸化体パイプ７０２の長手軸７１６の周りを回転する。この長手軸７１６は、燃料側フランジ７２２及び酸化体側フランジ７３０の両方の中心にある。これについては、さらに図１１Ａ〜１１Ｃ及び１２Ａ〜１２Ｃに示されている。
【００３２】
[0056]同様に図１３〜１４を参照すると、酸化体パイプ７０２は、フランジアセンブリの一部として、酸化体パイプに搭載された酸化体側固定フランジ７３０を備えている。固定フランジ７３０は、数が燃料側可動式フランジ７２２の複数の孔７２６のそれに対応する複数の孔７３２を有している。固定フランジ７３０の孔７３２も、その中に機械的締結具７２８を受容するように構築及び配置されている。機械的締結具７２８は、フランジ７２２、７３０を互いに着脱式に固定するための締結具アセンブリとして機能する。
【００３３】
[0057]バーナー７００の一部は、図１０に示されているように、バーナーブロック７３４に搭載されている。バーナーブロック７３４は、図１０に示されているように、バーナーブロックハウジング７３６を含み、そして酸化体パイプ７０２を配置できる空間７３８をその中に有している。バーナーブロック７３４用のハウジング７３６は、ハウジング７３６をバーナーブロック７３４に固定するための、止めネジ(set screw)などの少なくとも一つの機械的締結具７４６を含む。ネジなどの機械的締結具７４２を備えたストップカラー(stop collar)７４０を酸化体パイプ７０２に固定することによって、酸化体パイプが所定の位置からバーナーブロック７３４の中に滑り落ちないようにしてある。
【００３４】
[0058]バーナーブロック７３４自体はスリーブ７４４に搭載され、そのスリーブは炉又は炉のフォアハースのクラウン部（図示せず）に配置されている。ブッシュ(bushing)７４８又はアダプターカラーが酸化体パイプ７０２の外表面７５０の周り、バーナーブロックハウジング７３６と前記表面７５０との間に配置されている。ブッシュ７４８は、バーナー７００をバーナーブロックハウジング７３６に対して所定の位置に着脱式に固定するための機械的締結具７５２も備えている。機械的締結具７５４が、バーナーブロックハウジングをブッシュ７４８に着脱式に固定するためにバーナーブロックハウジング７３６に設けられている。
【００３５】
[0059]スリーブ７４４とバーナーブロック７３４は、炉の燃焼雰囲気に直接暴露されるが、酸化体パイプ７０２と燃料パイプ７０４の各端部は、炉の雰囲気に直接接触しないように、バーナーブロック７３４内に引っ込んでいる。
【００３６】
[0060]機械的締結具７２８、７４２、７５２、７５４及び７４６は、バーナー７００全体がバーナーブロック７３４及びスリーブ７４４内で回転できるように着脱式に係合可能である。
【００３７】
[0061]酸化体側固定フランジ７３０は、例えば溶接によってバーナー７００に取り付けられている。燃料パイプ７０４は酸化体パイプ７０２に対して回転できるが、酸化体パイプは、以下に解説するように、バーナーブロック７３４に対して回転できる。
【００３８】
[0062] 図１１Ａ〜１１Ｃ及び１２Ａ〜１２Ｃを参照すると、燃料側可動式フランジ７２２及び酸化体側固定フランジ７３０の両方によって規定される燃料パイプ７０４の酸化体パイプ７０２に対する配向が示されている。機械的締結具７２８は取り外せるので、燃料パイプ７０４は酸化体パイプ７０２の長手軸７１６の周りを回転することが可能となる。燃料側フランジ７２２も燃料パイプと同時に動き、図１２Ａ〜１２Ｃに示されているように、燃料パイプ７０４は酸化体パイプ７０２の中心長手軸７１６の周囲に軌跡を描く。燃料パイプ７０４が、例えば図１１Ｂ又は１１Ｃによって表されているような所望の位置に回転してくると、各フランジ７２２、７３０のそれぞれの孔７２６、７３２も移動して互いに位置合わせされ、次いで機械的締結具７２８が燃料パイプ７０４のフランジ７２２を酸化体パイプ７０２のフランジ７３０に対して固定するために係合又は作動する。燃料パイプ７０４に許される回転の範囲及び前記パイプが酸化体パイプ７０２に対して取りうる異なる位置は、フランジ７２２、７３０に設けられた対応孔７２６、７３２の数によってのみ制限される。すなわち、可動式及び固定フランジ７２２、７３０の両方に設けられた、互いに位置合わせできる孔の数が多いほど、燃料パイプ７０４が酸化体パイプ７０２に対して取りうる位置の範囲も大きくなる。スペーサー７２０は、燃料パイプ７０４の外表面７２４に接続されているか又は外表面から突き出していてもよいので、図１２Ａ〜１２Ｃを見ると、それらが燃料パイプを酸化体パイプ７０２に対して偏移又は非同軸の位置に維持している様式が分かる。
【００３９】
[0063]また、図１３〜１５を参照すると、燃料側可動式フランジ７２２と酸化体側固定フランジ７３０との間の封止装置(sealing arrangement)が示されている。該装置は、燃料側可動式フランジ７２２の対応部分と共作用するために酸化体側固定フランジ７３０に形成された窪み７５８に搭載された、例えばＯリングなどのシール７５６を含む。この窪み７５８は、燃料側フランジ７２２との接触のために、シール７５６を所定の位置に“収容”している。シール７５６は、フランジ７２２、７３０の互いに対する着脱式係合を考慮した場合に起こりうる何らかの漏洩を効果的に封止する。
【００４０】
[0064]図１６には、バーナーの別の態様が一般的に８００として示されている。図１６の態様と図１０のそれとの唯一の相違は、燃料送達パイプ８０４が、図１０に示された態様の曲線状又は角度付き部分とは対照的に、酸化体送達パイプ８０２に入る前、フランジアセンブリの上流で直線形状を有していることである。他のすべての特徴及び機能は、図１０の態様に関して記載したのと同様である。
【００４１】
[0065]図１０及び１６に示され提供されているのと同様の特徴を有するバーナーのさらに別の態様は、図２Ａ〜２Ｂ及び図３Ａ〜３Ｂの態様に関して示されているような傾斜した燃料送達パイプ７０４、８０４を含む。すなわち、燃料送達パイプ７０４、８０４は、酸化体送達パイプ７０２、８０２と平行でも同軸でもない。それらの他のすべての特徴及び機能は、他の点では図１０及び１６の態様に関して上記したのと同様である。
【００４２】
[0066]図１０〜１６の態様で使用されるガス状燃料及びガス状酸化体は、図１〜９の態様で使用されるものと同様である。
[0067]図１〜１６に関する上記のすべての態様について、燃料及び酸化体パイプの端部は、燃料及び酸化体供給源に接続するためにネジ式端部以外の端部を有していてもよい。例えば、そのような端部は、パイプをそのような燃料及び酸化体供給源に接続するための接続フランジ、クランプ又は溶接を有しうる。
【００４３】
[0068]当然のことながら、本明細書中に記載された態様は単に例示であること、及び当業者は本発明の精神及び範囲から逸脱することなく多数の変形及び修正をなしうることは理解されるであろう。すべてのそのような変形及び修正は、本明細書中に記載された特許請求の範囲内に含まれるものとする。上記態様は、代替の態様というだけでなく、組み合わせられることも理解されるべきである。
【符号の説明】
【００４４】
１０  バーナー
１２  ガスパイプ
１４  外部側壁
１６  内部空間
１８  燃料パイプ
２０  外部側壁
２２  内部空間
２４  エルボー
２６  ネジ式外側端
２８  ガスパイプの遠位端
３０  燃料パイプの近位端
３１  ネジ式
３２  燃料パイプの遠位端
３４  支持部材
３６  支持部材
３８  支持部材
４０  溶接又はシール
４２  入口
４４  ガスパイプの長手軸
４６  燃料パイプの長手軸
４８  角度
５０  内側ガスパイプ
５２  内部
５４  入口
５６  クラウン部
５７  炉
５８  バーナーブロック
６０  矢印
６２  フットプリント
６４  原料バッチ表面
６６  矢印
６８  矢印
７０  酸化体濃度が低い領域
７２  酸化体濃度が高い領域
７００  バーナー
７０２  酸化体送達パイプ
７０４  燃料送達パイプ
７０６  酸化体パイプの端部
７０８  分岐点
７１０  レセプター部
７１２  内部
７１４  燃料パイプの端部
７１６  酸化体パイプの中心長手軸
７１８  燃料パイプの中心長手軸
７２０  スペーサー
７２２  可動式フランジ
７２４  燃料パイプの外部
７２６  可動式フランジの孔
７２８  機械的締結具
７３０  固定フランジ
７３２  固定フランジの孔
７３４  バーナーブロック
７３６  バーナーブロックハウジング
７３８  空間
７４０  ストップカラー 
７４２  機械的締結具
７４４  スリーブ
７４６  機械的締結具
７４８  ブッシュ又はアダプターカラー
７５０  外表面
７５２  機械的締結具
７５４  機械的締結具
７５６  シール
７５８  窪み
【図１Ａ】
2013516385.tif 000003
【図１Ｂ】
2013516385.tif 000004
【図２Ａ】
2013516385.tif 000005
【図２Ｂ】
2013516385.tif 000006
【図３Ａ】
2013516385.tif 000007
【図３Ｂ】
2013516385.tif 000008
【図４】
2013516385.tif 000009
【図５Ａ】
2013516385.tif 000010
【図５Ｂ】
2013516385.tif 000011
【図６Ａ】
2013516385.tif 000012
【図６Ｂ】
2013516385.tif 000013
【図７Ａ】
2013516385.tif 000014
【図７Ｂ】
2013516385.tif 000015
【図８Ａ】
2013516385.tif 000016
【図８Ｂ】
2013516385.tif 000017
【図９】
2013516385.tif 000018
【図１０】
2013516385.tif 000019
【図１１Ａ】
2013516385.tif 000020
【図１１Ｂ】
2013516385.tif 000021
【図１１Ｃ】
2013516385.tif 000022
【図１２Ａ】
2013516385.tif 000023
【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2013516385.tif 000029
【国際調査報告】
2013516385.tif 000030