(57)【要約】  気体オキシダント及び気体燃料によって駆動される細長いＤＦＩバーナ装置であって、金属材料に対して移動可能に長手方向に配置されるように構成された細長いＤＦＩバーナ装置を有する金属材料を加熱するための装置。この装置は、燃料及びオキシダント用の供給装置を有する。バーナ装置は、互いに及び金属材料の表面に対して平行に配置された燃料用及びオキシダント用の長手方向の管状容器を有する。容器はそれぞれ、容器に沿って配置された１つ又は複数の開口を有し、燃料及びオキシダントは、その開口を通して流出し、次いでそれぞれの容器の外側の、炎が生成される点火区域に集まるように配置される。供給装置はそれぞれ、調整器によって、動作中に当該容器全体にわたって圧力を一定に保つように配置される。各容器は、容器の長手方向における炎の長手方向の範囲を制御するために、長手方向に移動可能なピストンを有する。
2010539330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向（１ａ）及び該長手方向（１ａ）に対して垂直な横断方向（１ｂ）を有する金属材料（２）を加熱するための装置であって、該加熱装置は、気体オキシダント及び気体燃料で駆動されるように構成されたＤＦＩタイプの細長いバーナ装置（３）を有し、前記金属材料（２）及び前記バーナ装置（３）が互いに対して前記長手方向（１ａ）に移動できるように配置され、また前記装置は、燃料用の供給装置（４）及びオキシダント用の供給装置（５）を有している加熱装置において、
前記バーナ装置（３）が、細長い管状の燃料容器（１０）及び細長い管状のオキシダント容器（２０）を有すること、
前記それぞれの容器（１０、２０）が互いに対して、及び前記金属材料（２）の表面に対して平行に配置されること、
前記容器がそれぞれ、該容器（１０、２０）に沿って配置された１つ又は複数の開口（１１、２１）を有し、前記燃料及びオキシダントはそれぞれ、前記開口を通して流出し、次いでそれぞれの前記容器（１０、２０）の外側の、炎が生成される点火区域（Ｌ）に集まるように配置されること、
前記それぞれの供給装置（４、５）が、調整器（６）によって、動作中にそれぞれの容器（１０、２０）における圧力を該容器（１０、２０）全体にわたって一定に保つように配置されること、及び
前記それぞれの容器（１０、２０）が、該容器（１０、２０）の長手方向に移動可能に配置されたピストン（１２、１４、２２、２４）であって、したがって燃料及びオキシダントがそれぞれ長手方向の断面に沿った開口を通して流出するのを妨げるようになっているピストン（１２、１４、２２、２４）を有し、前記ピストン（１２、１４、２２、２４）は、前記開口を燃料及びオキシダントの進入から一時的に遮断し、それによって前記容器（１０、２０）の前記長手方向の前記炎の範囲が調整可能であること
を特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記装置が工業炉（１）の中に配置され、該工業炉（１）が、内部で前記金属材料（２）を加熱するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記開口（１１、２１）が、前記容器（１０、２０）に沿って延びるコヒーレントな細長い溝孔として設計されることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記開口（１１、２１）が、前記容器（１０、２０）に沿って均一に分布させた多数の開口として設計されていることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の装置。
【請求項５】
前記容器（１０、２０）のそれぞれにおける前記開口（１１、２１）は、前記燃料及び前記オキシダントを前記容器（１０、２０）それぞれから平行に該開口（１１、２１）を通して流出させ、それによって、それら自体の間で平行に流れる燃料及びオキシダントの流れ（１６、２６）が、前記バーナ装置（３）と前記金属材料（２）の前記表面との間の細長い点火区域（Ｌ）で交差するように配置されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記容器（１０、２０）の少なくとも１つが、その長手方向の軸線に沿って回転可能であること、及び１つ又は複数の容器（１０、２０）を回転させることによって、前記点火区域（Ｌ）の位置を調節することが可能であることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
それぞれの容器（１０、２０）が、該容器（１０、２０）の各端部を通して挿入された２つのそれぞれのピストン（１２、１４、２２、２４）を備えること、及び両方のピストン（１２、１４、２２、２４）が、前記横断方向（１ｂ）における前記炎の前記範囲を制御可能であるように共に配置されていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
調整器（３７）が、前記横断方向（１ｂ）における前記炎の前記範囲を連続的に制御するように配置され、それによって、前記材料（２）が前記長手方向（１ａ）に運ばれるとき、１つ又は複数の位置指示器（３１、３２）によって前記横断方向における前記材料（２）の位置を連続的に読み取り、且つ前記読み取りに基づいて前記それぞれのピストン（１２、１４、２２、２４）の位置を連続的に制御することにより、前記横断方向（１ｂ）における前記炎の前記範囲が、前記横断方向（１ｂ）における前記金属材料（２）の現在の範囲に対応するようになっていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
少なくとも１つのピストン（１２、１４、２２、２４）が、該ピストン（１２、１４、２２、２４）に関連付けられた前記容器（１０、２０）内の雌ねじに対応する雄ねじを有するように設計されること、前記相互に作用するねじが、前記容器（１０、２０）の内面と関連付けられた前記ピストン（１２、１４、２２、２４）の外面との間にシールを形成するように配置されること、及び前記容器（１０、２０）における前記ピストン（１２、１４、２２、２４）の位置が、該ピストン（１２、１４、２２、２４）を回転させることによって調節されるように前記容器（１０、２０）と共に配置されることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
少なくとも１つのピストン（１２、１４、２２、２４）が、電動リニア・モータによって、該ピストン（１２、１４、２２、２４）に関連付けられた前記容器（１０、２０）に沿って摺動するように配置されることを特徴とする請求項１から９までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
１つ又は複数のピストン・リングが、対応する前記容器（１０、２０）の中を向いた少なくとも１つのピストン（１２、１４、２２、２４）の端部に配置されること、及び前記ピストン・リングが、前記容器（１０、２０）の内面と関連付けられた前記ピストン（１２、１４、２２、２４）の外面との間にシール作用をもたらすように配置されることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記開口（１１、２１）の幅が２ｍｍを超えないこと、及び各容器（１０、２０）それぞれの内径が１００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記容器（１０、２０）が、前記金属材料（２）の前記表面からある一定距離のところに配置されること、前記溝孔（１１、２１）は、燃料及びオキシダントの両方の流れ（１６、２６）がそれぞれ前記表面の近くに集まるように方向付けられるような向きとされること、及び前記ある一定距離は、前記点火区域（Ｌ）での燃焼が本質的に目に見える炎を出さないように十分な大きさに配置されることを特徴とする請求項１から１２までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
長手方向（１ａ）及び該長手方向（１ａ）に対して垂直な横断方向（１ｂ）を有する金属材料（２）を加熱するための方法であって、ＤＦＩタイプの細長いバーナ装置（３）が気体オキシダント及び気体燃料によって駆動され、前記金属材料（２）及び前記バーナ装置（３）が互いに対して前記長手方向（１ａ）に移動できるようにされ、また燃料用の供給装置（４）及びオキシダント用の供給装置（５）が配置されるようになされた加熱方法において、
前記バーナ装置（３）が、細長い管状の燃料容器（１０）及び細長い管状のオキシダント容器（２０）を有するようにすること、
前記それぞれの容器（１０、２０）が互いに、及び前記金属材料（２）の表面に対して平行に配置されるようにすること、
前記容器がそれぞれ、該容器（１０、２０）に沿って配置された１つ又は複数の開口（１１、２１）を有するようにし、前記燃料及びオキシダントはそれぞれ、前記開口を通して流出し、次いで前記それぞれの容器（１０、２０）の外側の、炎が生成される点火区域（Ｌ）に集まるようにすること、
前記それぞれの供給装置（４、５）が、調整器（６）によって、動作中にそれぞれの容器（１０、２０）における圧力を該容器（１０、２０）全体にわたって一定に保つようにすること、並びに
各容器（１０、２０）がそれぞれ、前記容器（１０、２０）の長手方向に移動できるようにしたピストン（１２、１４、２２、２４）であって、したがって燃料及びオキシダントそれぞれが長手方向の断面に沿った開口を通して流出するのを妨げるようにしたピストン（１２、１４、２２、２４）を有するようにし、前記ピストン（１２、１４、２２、２４）は、前記開口への燃料及びオキシダントの進入を一時的に遮断し、それによって前記容器（１０、２０）の前記長手方向の前記炎の範囲を制御することを可能にすること
を特徴とする加熱方法。
【請求項１５】
前記金属材料（２）が工業炉（１）の中で加熱されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記開口（１１、２１）が、前記容器（１０、２０）に沿って延びるコヒーレントな細長い溝孔として設計されるようにすることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
各容器（１０、２０）が、該容器（１０、２０）の各端部を通して挿入されたそれぞれ２つのピストン（１２、１４、２２、２４）を備えるようにすること、及び前記２つのピストン（１２、１４、２２、２４）が、前記横断方向（１ｂ）における前記炎の前記範囲を制御することができるように共に配置されるようにすることを特徴とする請求項１４、１５又は１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記容器（１０、２０）が、前記金属材料（２）の前記表面からある一定距離のところに配置されるようにすること、前記溝孔（１１、２１）は、燃料及びオキシダントの２つの流れ（１６、２６）がそれぞれ前記表面の近くに集まるように方向付けられるような向きとされること、並びに前記ある一定距離は、前記点火区域（Ｌ）での燃焼が本質的に目に見える炎を出さないように十分なものとされることを特徴とする請求項１４から１７までのいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば工業炉の中で、金属材料を加熱するための装置及び方法に関する。より詳細には、本発明は、いわゆるＤＦＩ（直火衝撃）技術による加熱に関する。換言すれば、金属材料の表面に直接当たる燃焼炎が使用され、それによって熱エネルギーを材料まで効率的に伝えられる。
【背景技術】
【０００２】
ＤＦＩ技術を用いて金属材料を加熱すると、材料の表面から汚染物質が除去され、材料は後続の処理段階にとって魅力のある表面構造を備えるようにもなる。
【０００３】
そうした金属材料のＤＦＩ加熱では、通常、炎を金属材料の表面全体にわたって移動させることができる。連続動作では、金属材料を、例えば炉を通して運ぶことが可能であり、それを行う際には、金属材料は１つ又は複数の定置されたＤＦＩバーナを通過し、加熱される。場合によっては、金属材料のある特定の幅にわたって同時に加熱することが必要になる。このことはしばしば、例えばストリップ、プレート又は広幅のスラブの加熱にあてはまる。これは従来、金属表面の幅に沿って互いに規則的な間隔に配置された複数のＤＦＩバーナを配置することによって実施されている。そうすることによって、ＤＦＩバーナはバーナ・ランプ（ｂｕｒｎｅｒ  ｒａｍｐ）を形成し、材料は、バーナ・ランプを通り過ぎるように案内され、加熱される。そうしたバーナ・ランプが、スウェーデン特許出願第０５０２９１３―７号に記載されており、それを参照によって本明細書に援用する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ＤＦＩバーナからの熱伝達は、バーナと材料表面の間の距離に伴って減少する。このため、それらの間の熱伝達がバーナ直下より低い状態になり、バーナ・ランプ上で不均一な温度分布が生じることがある。これは、結晶化及び温度の点から材料にむらのある表面をもたらす。こうした影響を回避するために、バーナと材料の間の距離を大きくする必要があるが、そうすると、前述のＤＦＩ技術の利点から利益を受ける可能性が低くなる。
【０００５】
さらに、例えば金属材料の幅の外側の不要な加熱、又は材料の縁部の局所的な過熱を回避するため、並びに材料が前方に移動するときの材料の横方向の移動を補償するために、ランプの金属材料を加熱する部分の幅を調節することが多くの場合に望ましい。しかし、利用可能な調節手段は、個々のバーナを停止状態に調節及び／又は遮断するものであるため、複数のバーナを備えたランプを使用する場合、そのような調節によって満足な精度を得ることが難しい。したがって幅は、２つのバーナ間の距離より小さい距離に調節することができない。
【０００６】
さらに、複数のバーナを備えたランプは比較的高価であるため、バーナが追加されるごとに設計及び維持のコストが増大する。複数のバーナによって、多数の燃料及びオキシダント用の供給パイプ、並びにより複雑な、したがってより高価なバルブ及び制御システムが必要になる。
【０００７】
本発明は、前述の問題を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はしたがって、長手方向及び長手方向に対して垂直な横断方向を有する金属材料を加熱するための装置に関するものであり、この装置は、気体オキシダント及び気体燃料によって駆動されるように配置されたＤＦＩタイプの細長いバーナ装置を有し、金属材料及びバーナ装置は互いに対して長手方向に移動されるように配置され、また装置は、燃料用の１つの供給装置及びオキシダント用の１つの供給装置を有しており、そして加熱装置は、バーナ装置が細長い管状の燃料容器及び細長い管状のオキシダント容器を有すること、容器がそれぞれ互いに対して及び金属材料の表面に対して平行に配置されること、容器がそれぞれ当該容器に沿って配置された１つ又は複数の開口を有し、燃料及びオキシダントがそれぞれその開口を通して流出し、次いでそれぞれの容器の外側の、炎が生成される点火区域に集まるように配置されること、供給装置がそれぞれ、調整器によって、動作中に各容器それぞれにおける圧力を当該容器全体にわたって一定に保つように配置されること、並びに各容器がそれぞれ、容器の長手方向に移動させることができるように配置されたピストンであって、したがって燃料及びオキシダントそれぞれが長手方向の断面に沿った開口を通して流出するのを妨げるように配置されたピストンを有し、ピストンが開口に燃料及びオキシダントが入るのを一時的に遮断し、その結果、容器の長手方向の炎の範囲を制御することが可能であることを特徴とする。
【０００９】
本発明はまた、請求項１４に記載した主要な構成を有するタイプの方法に関する。
【００１０】
次に、本発明の例示的な実施例及び添付図面を参照して、本発明を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明によるバーナ装置を備えた工業炉の全体的な正面図である。
【図２】図１によるバーナ装置を示す、側面からの断面の詳細図である（対応する部分に対する参照番号は図１と共通である）。
【図３】図１によるバーナ装置を、動作中の炎の横断方向の範囲を調節する制御システムと共に示す全体的な正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、従来型の工業炉１を図式的に示している。工業炉１は、細長い金属材料の連続加熱又はバッチ操作用に設計することができる。
【００１３】
本発明は、材料を工業炉で加熱しない場合にも使用可能であることが理解される。そうした場合には、例えば自由燃焼構造、又は放射線防護を含むバーナ構造を用いることができる。
【００１４】
炉１は、加熱中、炉１を通して供給される金属材料２を収容する。金属材料２は、例えば細長いプレート、ストリップ又はスラブの形にすることができるが、他の形としてもよい。そうした場合、材料２は、例えば４０〜１５０ｃｍの間の幅、及び１〜５００ｍｍの間の厚さ、好ましくは１〜５０ｍｍの間の厚さなど、様々な寸法を有することができる。金属材料２の長さは、短い断片から、連続運転のための細長い形まで、様々であってよい。材料の他の形も考えられる。さらに本発明は、材料のバッチ加熱に用いることも可能であり、特に亜鉛めっき及びステンレス金属ストリップの加熱処理のときに有用である。
【００１５】
金属材料２を加熱する目的が、後続の処理段階の前に材料２を予熱することであってもよい。
【００１６】
工業炉１は、長手方向１ａ、及び本質的に長手方向に対して垂直な横断方向１ｂを有する。炉に対する長手方向１ａは、金属材料２に対する長手方向と一致している。横断方向１ｂと金属材料２の横断方向にも同じことがあてはまる。
【００１７】
炉の中に、ＤＦＩタイプの細長いバーナ装置３が配置される。バーナ装置は、炉１の壁又は天井を窪ませた炉空間自体に配置することができ、或いは炎をそこから炉１の中の金属材料２の表面に向けて方向付けることが可能な他の適切な場所に配置することができる。
【００１８】
バーナ装置３は、供給パイプ４を介して気体の燃料の供給を受け、また供給パイプ５を介して気体のオキシダントの供給を受けることができる。燃料は、プロパン、天然ガス又は他の任意の適切な気体燃料とすることができる。オキシダントは、酸素富化空気とすることができる。好ましい実施例によれば、オキシダントは、少なくとも９０体積％の酸素ガスからなり、それによって効率が高まる。本発明のさらに好ましい実施例によれば、オキシダントは少なくとも９５体積％の酸素ガスからなる。
【００１９】
燃料及びオキシダントは、パイプ４、５をそれぞれ通り、燃料容器１０及びオキシダント容器２０にそれぞれ流入する。記載した例示的な実施例では、それぞれのタイプの単一の容器１０、２０が存在するが、関係する用途の目的に応じて、それぞれのタイプの容器を２つ以上用いることが可能であることが理解される。例えば、２つのオキシダント容器を使用して、燃料容器を両側で囲むように配置することができる。
【００２０】
燃料容器１０及びオキシダント容器２０はそれぞれ、共に細長い管状であり、それは、それらの容器が、断面を円形、長方形又は他の任意の適切な幾何形状にすることが可能な細長い中空の形状を有することを意味している。好ましい実施例によれば、容器１０、２０は、それらの全長にわたって一定の円形断面を有している。
【００２１】
容器１０、２０は、それらの延びている主方向において平行である。さらに容器１０、２０は、その延びている主方向が金属材料２の表面の熱処理される部分と本質的に平行になるような方向に向けられる。
【００２２】
それぞれの容器１０、２０はどちらも、容器１０、２０の金属材料２の表面に面する側に沿って配置された開口１１、２１を備えている。開口１１、２１は、例えば容器１０、２０の延びている主方向に沿って並んだ一連の均一に分布した小さい孔、又は容器１０、２０の壁の一部として配置された格子若しくはいくつかの他のタイプの穿孔ストリップの形にすることができる。好ましい実施例によれば、図面に示したバーナ装置３に見られるように、開口１１、２１はコヒーレントな長手方向の溝孔として配置される。開口１１、２１は長手方向の断面全体に沿って配置され、バーナ装置３は、その断面にわたって金属材料２を加熱することができるように配置される。
【００２３】
したがって、燃料及びオキシダントはそれぞれ、各開口１１、２１を通り、燃料容器１０及びオキシダント容器２０からそれぞれ流出する。パイプ４、５を通る流れを調整することによって、各容器１０、２０それぞれにおいて所定の一定圧力を維持するように、調整器６が配置される。これは、例えばフィードバック・システム（図示せず）によって実施することができる。
【００２４】
調整器６がそれぞれの容器１０、２０の両方で前記圧力を維持できることを保証するために、開口１１、２１及び容器１０、２０は、開口１１、２１の寸法が本質的に容器１０、２０の内側の寸法より小さくなるように設計される。好ましい実施例によれば、開口１１、２１の幅は２ｍｍを超えないが、各容器１０、２０それぞれの内径は１００ｍｍ以上である。開口１１、２１の幅が２ｍｍを超えないということは、多数の円形の孔を用いる場合にはその最大直径が２ｍｍを超えないこと、長手方向の溝孔を用いる場合には溝孔の幅が２ｍｍを超えないこと、穿孔ストリップを用いる場合には最大の孔の大きさが２ｍｍを超えないこと、又は他のタイプの開口の場合には対応する寸法であることを意味する。容器１０、２０の内径は、容器１０、２０の内側の横寸法と解釈されたい。
【００２５】
したがって燃料は、供給パイプ４を通って燃料容器１０に流入し、次いで開口１１を通って流出する。同様にオキシダントは、供給パイプ５を通ってオキシダント容器２０に流入し、次いで開口２１を通って流出する。本質的に燃料容器１０全体にわたって同じ圧力が行き渡り、溝孔２１がその長さ全体にわたって等しい幅であるため、開口１１を通る気体の流れ１６は、開口が配置される長さにかかわらず、燃料容器１０に沿って均一になる。同じことがオキシダントにもあてはまる。
【００２６】
それぞれの溝孔１１、２１を通って流出する気体１６、２６は、それぞれの溝孔１１、２１の向きによって、燃料及びオキシダントが点火区域Ｌに集まるような方向を向くように配置され、点火区域Ｌでは点火が行われ、炎が生成される。これを実現するために、溝孔１１、２１は、結果として生じる気体の流れ１６、２６が集まるように方向付けられる。とりわけ、それぞれの気体の流れ１６、２６の両方の分散に影響を及ぼす溝孔１１、２１の詳細な設計、特に全体としての炉空間の内部設計、対流の程度及び他の要素に応じて、溝孔１１、２１は、例えば互いに傾斜するように方向付けること、又は本質的に平行にすることができる。好ましい実施例によれば、溝孔１１、２１は、点火区域Ｌがバーナ装置３と金属材料２の表面の間に設けられるように方向付けられ、結果として生じる炎は、表面に直接当たるようになされる。
【００２７】
開口が細長いという特徴により、各気体の流れ１６、２６はそれぞれ、本質的にバーナ装置３と平行に流れる細長い主流を形成し、したがって、結果として生じる点火区域Ｌ及びその中で生成される炎も細長くなる。好ましい実施例によれば、それぞれ個々の溝孔１１、２１から出る気体の流れは本質的に平行であり、それは、結果として生じる点火区域Ｌ及びその中で生成される炎が、本質的にまっすぐな細長い形を形成することを意味している。
【００２８】
金属材料２の表面に沿って均一な加熱を得るために、材料２及びバーナ装置３は、互いに対して長手方向１ａに移動できるように配置される。これは、例えばバーナ装置３を静止した材料２の上を掃くように配置することによって実現することができるが、好ましい実施例によれば、金属材料２を炉１の中で、長手方向１ａに沿ってバーナ装置３を通り越して運ぶ手段（図示せず）が配置され、これは炉１の中に静止した状態で配置される。この配置は、細長い金属製品の連続加熱又はバッチ加熱に特に適している。
【００２９】
バーナ装置３は、その伸張している主方向が本質的に横断方向１ｂに平行になるように方向付けることができるが、バーナ装置３が材料２の表面に平行である限り、他の向きも可能である。
【００３０】
例えばスウェーデン特許第０５０２９１３−７号に記載されるように、２つのバーナ装置（図示せず）を、矢の先端が長手方向１ａに向けられた矢形の配置を形成するような相互角度に配置することができる。この場合、金属材料２の中央部分は、金属材料２の横部分が到達する前にバーナの炎に到達する。したがって金属シート２の横断面で考えると、金属材料２の中央部分はその横部分の前に加熱される。そのため、焼なまし工程が長手方向１ａに沿って進むと、金属材料２の中央部分に圧縮力が生成される。これによって、加熱中に変形する危険性が最小限に抑えられる。
【００３１】
燃料容器１０とオキシダント容器２０はどちらも開放端を有している。各端部にはそれぞれ、その開放端を通して移動可能に挿入されたたピストン１２、１４、２２、２４であって、それぞれの容器１０、２０の長手方向に移動させることができるように配置されたピストン１２、１４、２２、２４が存在する。各ピストン１２、１４、２２、２４はまた、本質的に気体がそれぞれの容器１０、２０からその開放端のいずれを通しても漏出しないことを保証するシール手段（図示せず）を備えている。そうしたシール手段は、例えば容器１０、２０の対応する雌ねじと噛み合うように配置された、ピストン１２、１４、２２、２４上の雄ねじからなっていてもよい。
【００３２】
他の代替形態は、容器１０、２０の中の方を向いたピストン１２、１４、２２、２４の端部に、１つ又は複数のピストン・リングが配置され、ピストン・リングが、容器１０、２０の内面とピストン１２、１４、２２、２４の外面との間にシール作用をもたらすように配置されるものである。
【００３３】
第３の方法は、シール手段としてＯリングを配置するものである。
【００３４】
それぞれの容器１０、２０における各ピストン１２、１４、２２、２４それぞれの長手方向の位置は、それぞれの制御装置１３、１５、２３、２５によって制御される。ピストン１２、１４、２２、２４は、容器１０、２０の長手方向の断面に沿って配置された開口１１、２１の部分を容器１０、２０の内側からシールする態様で接するように配置され、またピストン１２、１４、２２、２４はここでは容器１０、２０の長手方向の断面に沿って動くため、燃料及びオキシダントがこの長手方向の断面に沿った開口１１、２１を通ってそれぞれ流出するのを妨げる。したがって容器１０、２０におけるピストン１２、１４、２２、２４の位置を制御することにより、結果として生じる炎の横断方向１ｂにおける範囲を制御することが可能になる。
【００３５】
制御装置１３、１５、２３、２５は、多くの様々な方法で、それぞれのピストン１２、１４、２２、２４の位置を制御するように配置することができる。好ましい方法は、前述のように相互に作用し、同時に容器１０、２０とピストン１２、１４、２２、２４との間の確実なシールを形成するねじを用いるものである。この場合、ピストン１２、１４、２２、２４の位置は、ピストン１２、１４、２２、２４を回転させることによって制御することができる。他の好ましい方法は、制御装置１３、１５、２３、２５が、従来技術の適切な電動リニア・モータによって、それぞれのピストン１２、１４、２２、２４を容器１０、２０に沿って摺動させるように配置されるものである。
【００３６】
同じ制御装置が２つ以上のピストンの位置を制御できるようにすることも可能であり、場合によっては、そうすることにより、バーナ装置３の一端におけるすべてのピストンを、そのそれぞれの容器に沿った同じ位置に調節することが容易になる。
【００３７】
各図面から、各容器１０、２０がそれぞれ、各端部に調節可能なピストン１２、１４、２２、２４を有していることは明らかである。しかし、必ずしもこのようにする必要はない。例えばバーナ装置内の各容器それぞれの同じ方向を向いた開放端のみが、調節可能なピストンを備えるようにすることも可能であり、それは例えば、相互に作用する２つのバーナ・ランプが横断方向に互いに並んで配置された状態で動作するときであって、両方のバーナ・ランプが接触する場所で炎の範囲を調整する必要がない場合に用いることができる。
【００３８】
したがってそのそれぞれの容器１０、２０におけるそれぞれのピストン１２、１４、２２、２４の位置を制御することにより、金属材料２の表面に沿った炎の範囲が制御される。
【００３９】
動作中、横断方向１ｂにおける金属材料２の範囲は、例えば材料２の長さに沿った寸法差によって、又は材料２が炉１を通して運ばれるときの材料２の横断方向１ｂの移動によって様々であってよい。図３は、バーナ装置３によって放出された炎を連続的に適応させるのに用いることができる制御システムを示している。
【００４０】
それゆえ炉１の内壁には、横断方向１ｂにおける金属材料２の両側に、材料２と同じ高さに配置された２つの適切な従来型の位置指示器３１、３２が存在する。位置指示器３１、３２は、材料が長手方向１ａに移動するとき、金属材料２のそれぞれの横縁部について横断方向１ｂにおける位置を連続的に読み取る。位置指示器３１、３２は、ケーブル３３及び３６をそれぞれ介して前記縁部の現在位置に関する情報を制御装置３７に伝え、制御装置３７は、ケーブル３４、３５を介して制御信号を両方の制御装置２３、２５それぞれに連続的に伝え、その結果、制御装置２３、２５は、前述の方法で横断方向１ｂにおける炎の範囲を、同じ方向における金属材料２の現在の範囲に対応するように連続的に適合させる。図示した制御システムは適切な従来型の制御アルゴリズムにしたがって動作するものであり、これは例えば、システムにおける遅延を補償するために、位置指示器３１、３２をバーナ装置３から長手方向１ａのある一定距離のところに配置してもよいことを意味する。
【００４１】
本発明により、いくつかの利点が提供される。
【００４２】
第１に、単一の細長い均一に分布した炎を用いるため、バーナ装置３の延びる主方向に沿って、従来型のバーナ・ランプの場合より均一な加熱強度が得られる。このため、加熱された材料２の表面がより滑らかになる。
【００４３】
第２に、バーナ装置３と材料２の間の距離を、不均一な結果になる危険性を伴わずに短縮することが可能であり、それによって、前述のように効率が高まり、ＤＦＩ技術の利点をより適切に利用できるようになる。
【００４４】
第３に、そのそれぞれの容器１０、２０における各ピストン１２、１４、２２、２４それぞれの位置を連続的に制御することができるため、バーナ装置３の金属材料２を加熱する部分の幅をより高い精度で調整することが可能になり、それによって金属材料２の幅の外側の不要な加熱、及びその縁部の局所的な過熱をより効果的に回避する。
【００４５】
第４に、横断方向１ｂにおける炎の範囲を高い精度で連続的に制御することが可能であり、その結果、材料２が炉１を通して運ばれるとき、横断方向１ｂにおける炎の範囲は、横断方向１ｂにおける金属材料２の現在の範囲に常に対応するようになる。
【００４６】
第５に、前述の目的を達成するために多数のＤＦＩバーナを用いる必要がなくなり、それによって構成要素の数が著しく低減されるため、より単純で安価なバーナの設計が実現される。
【００４７】
さらに、容器１０、２０の１つ又は複数を、その長手方向の軸線に沿って回転させることができるように配置してもよい。容器１０、２０の１つ又は複数のそうした回転によって、１つ又は複数の気体の流れ１６、２６の放出角度を変えることも可能になり、したがって点火区域Ｌの位置及び／又は範囲を制御することが可能になる。
【００４８】
したがって、例えば容器１０、２０を調節すること、及び／又は固定して配置することによって、気体の流れ１６、２６を材料２の表面の垂直方向に対してある程度斜めに曲げることが可能であり、その結果、点火区域Ｌの中心は、長手方向１ａに対してバーナ装置３のわずか前方又はわずか後方になる。そうした配置では、一方で金属材料２の表面の汚染物質を効率的に焼き落とすことができ、他方では、燃焼ガスをある特定の方向、例えば炉空間から外に案内することが可能になり、それによって炉１内の気体のより制御された循環に寄与する。
【００４９】
好ましい実施例によれば、容器１０、２０はどちらも、点火区域Ｌでの燃焼が本質的に目に見える炎を出さないように金属材料２の表面から十分な距離のところに配置されるが、燃料及びオキシダントの流れ１６、２６はどちらもそれぞれ、溝孔１１、２１の向きによって前記表面の近くに集まるように方向付けられるため、燃焼は依然として金属材料２の表面の近くで行われる。換言すれば、この実施例では、金属材料２はいわゆるフレームレスＤＦＩによって加熱される。そうした配置によって、別の利点がもたらされる。特に燃焼温度の低下が挙げられ、それによって、好ましいことに、有害なＮＯｘガスの発生低減がもたらされる。
【００５０】
これまで例示的な実施例について説明してきたが、本発明はその趣旨から逸脱することなく変更することが可能である。したがって、本発明は、こうした例示的な実施例によって制限されず、添付の特許請求の範囲によってのみ制限されるとみなされるものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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