(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次酸素（又は燃料ガス）が供給される内管の外側に燃料ガス（又は一次酸素）が供給される外管を設け、更に外管とその外側のバーナタイルとの間に二次酸素を供給せしめてなる酸素バーナにおいて、内管内及び内管の外周面と外管の内周面との間にオリフィスを形成すると共に、オリフィスから内外管の先端までの間に一定長以上のストレート部を形成したことを特徴とする酸素バーナ。
【請求項２】
一次酸素（又は燃料ガス）が供給される先端部の絞られた内管の外側に燃料ガス（又は一次酸素）が供給される外管を設け、更に外管とその外側のバーナタイルとの間に二次酸素を供給せしめてなる酸素バーナにおいて、内管内及び内管の外周面と外管の内周面との間にオリフィスを形成すると共に、オリフィスから内外管の先端までの間に一定長以上のストレート部を形成したことを特徴とする酸素バーナ。
【請求項３】
上記ストレート部の長さを外管の内径と内管の外径の差の２．５倍以上としたことを特徴とする請求項１又は２記載の酸素バーナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は工業炉等に用いる酸素バーナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に酸素バーナは空気燃焼バーナに比し燃焼が激しいため、炎が比較的短くてリフトし難いという利点がある反面、炎の根元部分がノズル先端縁を焼損し易いという欠点がある。その理由は、ノズル先端部に図５に示すような内方突出縁１１あるいは炎孔１２のような絞り部分が形成されていると、これらの絞り部分１１，１２によって渦流が発生し、燃料ガスと周囲の酸素との混合が促進されて燃焼速度が増大し、これがノズルの焼損の原因となるからである。そのため通常はノズルの先端部分は絞らずに、図４に示すように、ストレートに形成されている。同図において、内管１には一次酸素が供給され、内管１とその外側の外管２との間に燃料ガスが供給されており、更に外管２とその外側のバーナタイル３との間に二次酸素が供給されているものであるが、燃料通路を構成する内外管１，２はいずれも先端の開口したストレートな筒形となっており、燃料ガスはこのストレート部で整流されて先端出口から層流となって押し出されるので、出口付近ではほとんど流れが乱されることがなく、従ってノズル先端縁が焼損するおそれがない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように酸素バーナは、ノズル先端において流れを乱さないようにする必要があるため、燃料ノズルの先端開口部を絞らずにストレートな筒状に形成し、燃料ノズルの周囲には保炎板や旋回羽根を設けないのが普通であるが、一方において、このような酸素バーナ特有の構造のために、負荷を増減した際には燃焼が不安定となったり火炎が吹き消えたりし易いという欠点があった。これは酸素バーナでは、前述のようにノズルの先端が絞られていないために、バルブの開閉がノズル先端の燃料の噴出速度に直ちに影響するためと考えられる。そこで本発明は、簡単な改造によってバルブの急激な開閉が火炎の安定性に影響しないような酸素バーナを提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明による酸素バーナは、図１に示すように、一次酸素が供給される内管１の外側に燃料ガスが供給される外管２を設け、更に外管とその外側のバーナタイル３との間に二次酸素を供給せしめてなる酸素バーナにおいて、内管１の外周面と外管２内周面との間にオリフィス４を形成すると共に、このオリフィス４から燃料内外管１，２の先端までの間に一定長以上のストレート部５を形成したものであって、バルブが開かれて供給圧力が増加した時に、オリフィス４が遅延要素となってバルブの開閉が直ちにノズル先端の燃料ガス噴出速度に影響するのを阻止し、それによって不安定燃焼や吹き消えが防止されるものである。このような機能は、通常の空気燃焼バーナでは燃料噴出口の絞り部（図４における内方突出縁７）が行っていたのであるが、酸素バーナでは燃料噴出口にこのような絞り部を設けると、燃料の流れを乱してノズル先端部を焼損する。そこでこの絞り部の役目をするオリフィス４を燃料ガス通路の奥まった箇所に設けて、オリフィス４による乱流の影響が噴出口６に及ばないように、オリフィス４よりも先端側に一定長以上のストレート部５を形成したものであって、このストレート部５により燃料の流れを整流して、ノズル先端部の焼損を防止したものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例を示したもので、直管状の内管１及び外管２によって構成されたノズルが円筒状のバーナタイル３内に挿入されて、内管１に一次酸素が供給され、外管２に燃料ガスが供給されており、更に外管２とバーナタイル３との間に二次酸素が供給されている。燃料供給路のオリフィス４は内外管１，２の奥まった場所で、内管１の外周面と外管２内周面とにそれぞれ溶着されたリング９間に形成されており、オリフィス４からノズル先端すなわち内外管１，２の先端までの間は一定長すなわち内外管１，２の間隔Ｄの５倍以上の長さを有するストレート部５となっている。また本実施例では、一次酸素供給路にも内管１の内周面に溶着されたリング１０によるオリフィス８が設けられている。これらのオリフィス４，８は、燃料ガスあるいは一次酸素供給路に介装されているバルブ（図示せず）が急に開かれたときに、ノズル先端の燃料あるいは酸素の流速が急激に増加するのを防ぐので、炎が吹き消えたり不安定になったりするのを防止することができるのである。なお図１において、燃料ガスと一次酸素の供給圧をほぼ同一とし、内管１に燃料ガス外管２に一次酸素を供給するようにしても、ほぼ同等の効果が得られる。
【０００６】
図２は本発明の他の実施例を示したもので、酸素バーナ特有の燃焼音を低減するために、一次酸素の供給される内管１の先端を絞って細径部７を形成すると共に、燃料ガスの供給される外管２には内管１に沿わせて段部９を形成したものである（特願平１１−２４７９９６号）。この場合にも内外管１，２の奥まった場所で、内管１の外周面と外管２内周面との間にオリフィス４を形成すると共に、このオリフィス４からノズル先端までの間に少なくとも内外管１，２の間隔Ｄの５倍以上の長さを有するストレート部５を形成することによって、バルブの開閉が直ちにノズル先端の燃料ガス噴出速度に影響するのを阻止し、それによって不安定燃焼や吹き消えを防止することができる。なお本実施例では、内管１の先端細径部７がオリフィスの役目をしているので、内管１の内周面に更に図１のようなオリフィス８を設ける必要はない。また内管１からの一次酸素の噴出速度が図１より大きくなっているにも拘わらず、ノズル先端部が焼損しないのは、一次酸素の噴出量が少ないために、燃料ガスとの境界面における燃焼速度があまり大きくならないからである。
【０００７】
図３は本発明の更に他の実施例で、オリフィス４を２段に設けたものである。この構成によれば、電磁バルブによって燃料や酸素の供給量をステップ状に増減させても、ノズル先端では噴出量が緩やかに変化し、炎が不安定になったり吹き消えたりするおそれがない。
【０００８】
＜実施例＞
図１の本発明の各実施例を図４の従来例と比較した測定結果を次に示す。なお一次酸素供給圧は燃料供給圧とほぼ等しく設定されている。
0003881137.tif 000002
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば上述のように、ノズルの奥まった箇所にオリフィス４を設けるというきわめて簡単な構成によって、従来高能力の酸素バーナの欠点であったバルブ操作時の火炎の不安定若しくは吹き消えを大幅に低減することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例を示す要部断面図。
【図２】  本発明の他の実施例を示す要部断面図。
【図３】  本発明の更に他の実施例を示す要部断面図。
【図４】  従来例の要部断面図。
【図５】  他の従来例の要部断面図。
【符号の説明】
１    内管
２    外管
３    バーナタイル
４    オリフィス
５    ストレート部
６    噴出口
７    先端細径部
８    オリフィス
９    段部
１０  リング
１１  内方突出縁
１２  炎孔
Ｄ    内外管の間隔
【図１】
0003881137.tif 000003
【図２】
0003881137.tif 000004
【図３】
0003881137.tif 000005
【図４】
0003881137.tif 000006
【図５】
0003881137.tif 000007