JP2009544925A - Flame burner and method for flame treatment of metal surface - Google Patents

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Abstract

本発明は、ヘッドにノズル（１０）を配置された火炎バーナであって、ノズル（１０）が、リング状に配置されたガス供給通路（１１）と中央のガス供給開口（１２）とを有しており、この中央のガス供給開口は、ラバル管状の領域と、流れ方向においてこの領域に接続していて等しいままの直径を備えた安定化領域とを有している。金属表面を火炎処理するために、火炎バーナの中央のノズルを通して導かれる酸素ガスは、ノズル開口から流出する音速又は超音速の脈動する酸素流が形成されるように、振動させられる。  The present invention is a flame burner in which a nozzle (10) is arranged in a head, and the nozzle (10) has a gas supply passage (11) arranged in a ring shape and a central gas supply opening (12). This central gas supply opening has a Laval tubular region and a stabilizing region with a diameter that remains connected to this region in the flow direction. In order to flame treat the metal surface, the oxygen gas directed through the central nozzle of the flame burner is vibrated so that a sonic or supersonic pulsating oxygen stream exiting the nozzle opening is formed.

Description

本発明は、ヘッドにノズルを配置された火炎バーナであって、ノズルが、リング状に配置されたガス供給通路と中央のガス供給開口とを有している形式のものに関する。   The present invention relates to a flame burner in which a nozzle is disposed in a head, the nozzle having a gas supply passage disposed in a ring shape and a central gas supply opening.

本発明はまた、このような火炎バーナを用いて、金属表面を火炎処理する方法に関する。   The invention also relates to a method for flame treating a metal surface using such a flame burner.

上記形式の火炎バーナにおいて燃焼ガスは、リング状に配置されたガス供給通路を介してノズルヘッドに導かれ、このノズルヘッドにおいて燃焼ガスは、中央のガス供給部を介して運ばれた酸素と混合され、燃焼火炎を形成する。火炎バーナは、種々様々な使用目的のために使用される。例えば、鋳造によって形成されたスラブもしくは厚板の冷却時に、厚板表面には不都合な亀裂が発生するが、このような亀裂は表面処理によって除去されねばならない。同様なことは、例えば切断による厚板の加工時に生じるばりに対しても言える。火炎バーナは、このような表面のきずを除去するために、該当面に沿って案内され、このことは、手によって案内されるバーナ又は自動火炎装置によって行うことができ、自動火炎装置では制御可能なロボットアームに火炎バーナが固定されている。   In the above-mentioned type of flame burner, the combustion gas is guided to the nozzle head through a gas supply passage arranged in a ring shape, and in this nozzle head, the combustion gas is mixed with oxygen carried through the central gas supply unit. And form a combustion flame. Flame burners are used for a wide variety of purposes. For example, when a slab or plank formed by casting is cooled, undesired cracks occur on the plank surface, but such cracks must be removed by surface treatment. The same can be said for the flash generated when processing a thick plate by cutting, for example. The flame burner is guided along the corresponding surface to remove such surface flaws, which can be done by a hand-guided burner or an automatic flame device, which can be controlled by the automatic flame device A flame burner is fixed to the robot arm.

表面処理用の加工コストは主として、加工時間とガス消費量とによって決定され、そして十分な表面品質が保証されねばならない。   The processing costs for surface treatment are mainly determined by the processing time and gas consumption, and sufficient surface quality must be guaranteed.

本発明の課題は、可能な限り僅かな酸素消費量と加工時間とで、処理すべきワークの最適な表面品質を可能にする、火炎バーナ及び火炎バーナを用いた金属表面の処理方法を提供することである。   The object of the present invention is to provide a flame burner and a method for treating a metal surface using a flame burner that enables optimum surface quality of the workpiece to be treated with as little oxygen consumption and processing time as possible. That is.

この課題を解決するために本発明では、請求項１に記載された火炎バーナと請求項９に記載された方法とが提案されている。   In order to solve this problem, a flame burner according to claim 1 and a method according to claim 9 are proposed in the present invention.

本発明のその他の構成は、請求項２以下の従属請求項に記載されている。   Other configurations of the invention are described in the subordinate claims.

本発明による火炎バーナは、複数のガス供給通路を備えたノズルを有しており、ガス供給通路は中央のガス供給開口の周囲にリング状に配置されている。中央の酸素供給開口は流れ方向で見て少なくとも３つの連続した領域、すなわち、最小の内径である最小直径にまで先細になる第１の領域と、内周壁が前記最小直径に比べて大きな直径にまで拡大する第２の領域と、等しいままの横断面形状を備えた、有利には等しいままの円筒形の内径部を備えた、ノズル開口にまで達する第３の領域とを有している。内径の横断面は直径の臨界的な値にまで減じられ、この減じられた値に続いて、直径は拡大されている。等しいままの横断面形状を備えた第３の領域は、生ぜしめられたガス流形状を維持する安定化リングとして働く。このような構造形式を用いて脈動するガス噴流を生ぜしめることができ、このガス噴流は、ノズル出口端部において音速又は超音速を有している。ノズルの前における酸素圧と周囲圧との比、及びノズル流出面における酸素圧と周囲圧との比によって、ガスの形状が規定される。ノズル流出面における圧力が周囲圧よりも低い場合には、流出するガス噴流は、ノズルの後ろにおける開始区分において狭められた形状を有しており、これに対して逆の場合には、噴流形状は樽状に拡大することになる。ノズルの前における酸素圧とノズルからの流出時における酸素圧とがそれぞれ周囲圧に等しい場合には、流出するガスの開始区分の包絡面は直線的になる。   The flame burner according to the present invention has a nozzle having a plurality of gas supply passages, and the gas supply passages are arranged in a ring shape around the central gas supply opening. The central oxygen supply opening has at least three continuous regions as viewed in the flow direction, that is, a first region that tapers to a minimum diameter that is a minimum inner diameter, and an inner peripheral wall that has a larger diameter than the minimum diameter. And a third region extending to the nozzle opening with a cylindrical inner diameter, preferably with the same cross-sectional shape. The cross section of the inner diameter is reduced to a critical value of the diameter, and following this reduced value, the diameter is expanded. The third region with the cross-sectional shape remaining equal acts as a stabilizing ring that maintains the generated gas flow shape. A pulsating gas jet can be generated using this type of structure, and this gas jet has a sonic or supersonic speed at the nozzle outlet end. The gas shape is defined by the ratio of the oxygen pressure and the ambient pressure in front of the nozzle and the ratio of the oxygen pressure and the ambient pressure at the nozzle outlet surface. When the pressure at the nozzle exit surface is lower than the ambient pressure, the outflowing gas jet has a narrowed shape at the start section behind the nozzle, and vice versa. Will expand into a barrel. When the oxygen pressure in front of the nozzle and the oxygen pressure at the outflow from the nozzle are equal to the ambient pressure, the envelope of the starting section of the outflowing gas is linear.

ノズルによって得られるパルス周波数と振幅とは、入口圧力、先細になる角度及び拡大する角度に依存している。等圧式でない乱れた超音速噴流は、速度場及び圧力場の強い三次元的な不均一性によって特徴付けられており、このような不均一性によって、不安定なもしくは不連続的の状態変化が生ぜしめられ、つまり大きな速度勾配をもつ層流のずれ及び圧縮衝撃が生ぜしめられる。ある一定の値以上で前記ノズルにおけるガス速度は、臨界的な最小のノズル横断面において局部的に音速に達し、この音速の超過時にパルス状に圧縮された領域と希薄化された領域とが脈動として発生する。このような衝撃波は、樽状の流れ構造を形成することができ、この流れ構造の連続した圧縮は、ノズル内における酸素圧と周囲圧との比と、ノズル流出面におけるガスの速度と音速との比であるマッハ数とに依存している。原則的に火炎バーナは、ラバル管の形式で形成されたノズルを有していて、第３の領域で「安定化リング」として共振器を形成している。   The pulse frequency and amplitude obtained by the nozzle depends on the inlet pressure, the tapering angle and the expanding angle. Non-isobaric turbulent supersonic jets are characterized by strong three-dimensional inhomogeneities in the velocity and pressure fields, which can cause unstable or discontinuous state changes. In other words, laminar flow deviations and compression shocks with large velocity gradients are generated. Above a certain value, the gas velocity at the nozzle locally reaches the sonic velocity at the critical minimum nozzle cross section, and when this sonic velocity is exceeded, the pulse compressed region and the diluted region pulsate. Occurs as. Such a shock wave can form a barrel-like flow structure, and the continuous compression of this flow structure results in the ratio of the oxygen pressure to the ambient pressure in the nozzle, the gas velocity and the sound velocity at the nozzle outlet surface. It depends on the ratio of Mach number. In principle, the flame burner has a nozzle formed in the form of a Laval tube, forming a resonator as a “stabilizing ring” in the third region.

本発明の構成においては基本的に、第１の領域と第２の領域とが互いに密に連続しているが、両領域の間に短い部分が設けられていてもよく、この部分において最小の直径は変化しない。そしてこの短い部分において流速度は維持される。   In the configuration of the present invention, the first region and the second region are basically closely connected to each other, but a short portion may be provided between the two regions, and the minimum portion in this portion The diameter does not change. The flow velocity is maintained in this short part.

本発明では中央のガス供給開口は、リング状に配置されたガス供給通路が終わっている開口によって規定された平面の少し前において終わっている。本発明の別の構成では、同軸的に配置された複数のガス供給通路リングが設けられていて、これらのガス供給通路リングが、中央の管の流出開口の後ろで異なった複数の平面において階段状に終わっている。   In the present invention, the central gas supply opening ends slightly before the plane defined by the opening where the ring-shaped gas supply passage ends. In another configuration of the invention, a plurality of coaxially arranged gas supply passage rings are provided, the gas supply passage rings being stepped in different planes behind the central tube outlet opening. It ends in shape.

流れ技術的な理由から、第１の領域の長さは、第２の領域の長さよりも短く、有利には第３の領域の長さよりも短い。第３の領域は所望のインパルス特性もしくは脈動特性に応じて、第１及び第２の領域の全長に比べて長く選択することも、同じに選択することも又は短く選択することもできる。   For flow technical reasons, the length of the first region is shorter than the length of the second region, preferably shorter than the length of the third region. The third region can be selected longer, the same or shorter than the total length of the first and second regions, depending on the desired impulse characteristics or pulsation characteristics.

本発明の別の構成では、第３の領域の直径は、第１の領域の入口における中央のガス供給開口の最大の出発直径よりも小さい。効果を最適にするのに有利な構成では、前記３つの領域の直径と長さとが、ノズル出口端部においてガスがパルス状に、有利には１００〜６５０Ｈｚのパルス周波数をもって流出するように、互いに合わせられている。酸素圧と燃焼ガス圧が所定の値を有している場合に、中央のガス供給開口において有利には、マッハ２の最大のガス流速度が得られる。   In another configuration of the invention, the diameter of the third region is smaller than the maximum starting diameter of the central gas supply opening at the inlet of the first region. In a configuration which is advantageous for optimizing the effect, the diameter and length of the three regions are such that the gas flows out in a pulsed manner at the nozzle exit end, preferably with a pulse frequency of 100 to 650 Hz. It is matched. If the oxygen pressure and the combustion gas pressure have predetermined values, the maximum gas flow velocity of Mach 2 is advantageously obtained at the central gas supply opening.

ノズルの横断面は円形に形成されていても又は同心的に形成されていてもよく、この場合特に、中央のガス供給開口が円形横断面を有していて、この円形横断面の周りに、少なくとも１つのリング、場合によっては２つのリングが延在していて、このリング上に、燃焼ガス用の別のガス供給開口が位置している。   The cross section of the nozzle may be circular or concentric, in particular in this case the central gas supply opening has a circular cross section around this circular cross section, At least one ring and possibly two rings extend, on which another gas supply opening for combustion gases is located.

基本的には従来技術に基づいて公知のように、ノズルヘッドは有利なように冷却され、この場合冷却液としては特に水が提供される。   Basically, as is known from the prior art, the nozzle head is advantageously cooled, in which case water is provided in particular as the coolant.

例えば厚板の金属表面をバーナ火炎によって処理する本発明による方法では、火炎バーナの中央のノズルを通して導かれる酸素ガスを、ノズル開口から流出する音速又は超音速の脈動する酸素流が形成されるように、振動させるようにした。脈動する酸素流は、縦波（Laengswelle）から成っており、つまり酸素ガスの圧力圧縮部と圧力希薄部との周期的な連続から成っている。このようにすることによって、中央の酸素流が脈動するだけではなく、周期的に流入する燃焼ガスもまた振動させられる。その結果、酸素消費量が著しく節約され、火炎によって処理された金属ワークの表面が滑らかになる。有利には方法パラメータ、特に、ノズル内に流入する酸素流の圧力である酸素供給圧は、ノズルジオメトリに関連して、酸素ガス流が中央の流れと周囲の流れとに分割されるように、選択されている。中央のノズルの前における酸素圧と周囲圧との比Ｎ＝Ｐｏ／Ｐｕは、有利には１〜２００であり、これに対してノズル流出面における酸素圧Ｐａと周囲圧Ｐｕとの比は０.１〜１００である。 For example, in the method according to the invention in which a metal surface of a plank is treated with a burner flame, oxygen gas directed through a nozzle in the center of the flame burner is formed so that a sonic or supersonic pulsating oxygen flow exits the nozzle opening. And let it vibrate. The pulsating oxygen flow is composed of a longitudinal wave (Laengswelle), that is, a periodic continuation of a pressure compression portion and a pressure dilute portion of oxygen gas. In this way, not only the central oxygen flow pulsates, but also the periodically entering combustion gas is vibrated. As a result, oxygen consumption is significantly saved and the surface of the metal workpiece treated by the flame is smooth. Advantageously, the process parameters, in particular the oxygen supply pressure, which is the pressure of the oxygen stream flowing into the nozzle, are related to the nozzle geometry so that the oxygen gas stream is divided into a central stream and a surrounding stream. Is selected. The ratio N = P o / P u between the oxygen pressure and the ambient pressure before the central nozzle are advantageously from 1 to 200, and the oxygen pressure P a and the ambient pressure P u in the nozzle outlet face contrast The ratio is 0.1-100.

次に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明による火炎バーナのノズルを側面図と縦断面図とで示す図である。It is a figure which shows the nozzle of the flame burner by this invention with a side view and a longitudinal cross-sectional view. ノズルを示す平面図である。It is a top view which shows a nozzle. 種々異なったガス流形状を備えた中央のガス供給開口を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the center gas supply opening provided with the various gas flow shape.

図１及び図２に示された火炎バーナのコア部材は、ヘッドに配置されたノズル１０であり、このノズル１０は、リング状に配置されたガス供給通路１１のそばに中央のガス供給開口１２を有している。図示の実施例では図２から良く分かるように、ガス入口開口１１１，１１２はそれぞれ、ガス供給開口１２の周りに同心的に延在する円周上に位置している。角距離αは数ｎによって３６０／ｎによって規定される。図示の実施例では図１から分かるように、ガス供給通路１１１，１１２はリング状のガス供給通路１１に通じている。通路１１２，１１１，１１は、燃焼ガス又は、酸素と燃焼ガスとから成る混合物を通し、これに対して中央のガス供給通路１２は酸素を運ぶために設けられている。   The core member of the flame burner shown in FIG. 1 and FIG. 2 is a nozzle 10 arranged in the head, and this nozzle 10 is located near a gas supply passage 11 arranged in a ring shape at a central gas supply opening 12. have. In the illustrated embodiment, the gas inlet openings 111 and 112 are each located on a circumference concentrically extending around the gas supply opening 12, as can be seen in FIG. The angular distance α is defined by 360 / n by the number n. In the illustrated embodiment, as can be seen from FIG. 1, the gas supply passages 111 and 112 communicate with the ring-shaped gas supply passage 11. The passages 112, 111, 11 pass combustion gas or a mixture of oxygen and combustion gas, whereas the central gas supply passage 12 is provided for carrying oxygen.

図示の全長Ｌにわたって、中央のガス供給開口１２は複数の領域L１，L２，L４，L３，LｋもしくはL１，Lｃ，Lｋに分割されており、これらの領域のうち最後に挙げた領域には特別な意味がある。ガス入口領域L１は、従来技術に基づいて公知のノズルにおいて使用される入口領域に相当している。これに対して、長さLｃにわたって延在する中央の第１供給通路１２のラバル管もしくは円錐ノズル状の形状は、新規である。このノズル形状を規定する領域において、ノズル内径は臨界的な最小直径ｄminにまで減じられ、この最小直径ｄminは長さL４にわたって維持される（図３も参照）。ガス流方向１３において接続する領域において、ガス供給開口１２の内周壁は、連続的に、大きな直径ｄｋにまで拡大され（図３参照）、この大きな直径は、ノズルの端部に到るまで残りの長さLｋにわたって維持される。具体的な実施例では以下の寸法が選択されている：L１＝４３ｍｍ、L２＝１０ｍｍ、L３＝２５ｍｍ、L４＝２ｍｍ、Lｋ＝７２ｍｍ。L１，L２，L３，L４が所定の酸素及び燃焼ガス圧において不変なままであるのに対して、長さLｋは、６５ｍｍ又は２５ｍｍに変化されても良い。 The central gas supply opening 12 is divided into a plurality of regions L 1 , L 2 , L 4 , L 3 , L k or L 1 , L c , L k over the entire length L shown in the figure. The last area listed has a special meaning. Gas inlet region L 1 corresponds to the inlet region used in known nozzles according to the prior art. In contrast, Laval nozzles or conical nozzle-like shape of the central first supply passage 12 extending over the length L c are novel. In a region defining the nozzle shape, the nozzle inner diameter is reduced to a critical minimum diameter d min, the minimum diameter d min is maintained over a length L 4 (see also FIG. 3). In the region of connection in the gas flow direction 13, the inner peripheral wall of the gas supply opening 12 is continuously expanded to a large diameter d k (see FIG. 3) until this large diameter reaches the end of the nozzle. It is maintained for the remainder of the length L k. In a specific example, the following dimensions are selected: L 1 = 43 mm, L 2 = 10 mm, L 3 = 25 mm, L 4 = 2 mm, L k = 72 mm. While L 1 , L 2 , L 3 , and L 4 remain unchanged at a given oxygen and combustion gas pressure, the length L k may be changed to 65 mm or 25 mm.

図３には、中央のガス供給開口のラバル管状に形成された領域及び安定化領域とが、断面図で示されている。ラバル管状の領域に流入する酸素は、圧力Ｐｏと温度Ｔｏを有している。このラバル管状の領域の出口、つまり長さ領域ＬＣの終端部には圧力ＰＡが存在する。図３において、ノズルが円錐形に先細になる第１領域は符号１２１で示されており、この第１領域１２１に続く円錐形のノズル拡大部の領域は符号１２２で示され、さらにその後ろに続くコンスタントな直径を備えた領域は符号１２３で示されている。図３のａ〜ｄには各入口圧力Ｐｏに応じて、種々異なったガス脈動が縦波として現れることが示されており、このガス脈動もしくは縦波において高圧と低圧とが交番する。図３からさらに分かるように、選択された入口圧力Ｐｏに応じて、周囲の燃焼ガス流によって取り囲まれている中央の酸素ガス流もまた狭く又は広く収縮・拡大する。長さLｋは、脈動する酸素流をどの程度安定化させることができかの決定的な要因である。 FIG. 3 is a cross-sectional view of a region formed in a Laval tube and a stabilizing region in the central gas supply opening. Oxygen flowing into the region of the Laval tubular has a pressure P o and the temperature T o. A pressure PA exists at the outlet of the Laval tubular region, that is, at the end of the length region LC. In FIG. 3, the first region where the nozzle tapers in a conical shape is indicated by reference numeral 121, and the conical nozzle enlargement region following the first region 121 is indicated by reference numeral 122, further behind that. The subsequent area with a constant diameter is indicated by reference numeral 123. The a~d of FIG 3 in accordance with the inlet pressure P o, various different gas pulsation has been shown to appear as longitudinal wave, a high-pressure and low-pressure alternates in the gas pulsation or longitudinal wave. As can be further seen from FIG. 3, depending on the selected inlet pressure P o , the central oxygen gas flow surrounded by the surrounding combustion gas flow also narrows or widens. The length L k is a crucial factor in how much the pulsating oxygen flow can be stabilized.

本発明による火炎バーナは手持ち式器具として形成することも、自動火炎装置として形成することもできる。酸素を中央の開口に導くのに使用される圧力は、５〜２０バールである。燃焼ガスとして使用される天然ガスは、主としてメタンから成っており、１〜５バールの圧力下で供給される。メタンはノズル入口１１１を介して供給され、供給されたメタンは、ノズル入口１１２を介して供給される酸素と混合されるので、外周囲においてはリング開口１１を介して酸素・メタン混合物がノズル出口端部に向かって流れる。酸素流の前記供給圧において中央の管路１１２において望まれている速度は、超音速の範囲にあることが望ましく、酸素圧及び燃焼ガス圧の所定の値においてマッハ２にまでになることが望ましい。   The flame burner according to the invention can be formed as a hand-held instrument or as an automatic flame device. The pressure used to direct oxygen to the central opening is 5-20 bar. Natural gas used as combustion gas consists mainly of methane and is supplied under a pressure of 1 to 5 bar. Methane is supplied through the nozzle inlet 111, and the supplied methane is mixed with oxygen supplied through the nozzle inlet 112, so that the oxygen / methane mixture is outside the nozzle outlet through the ring opening 11 in the outer periphery. It flows toward the edge. The desired velocity in the central line 112 at the supply pressure of the oxygen flow is preferably in the supersonic range, and preferably up to Mach 2 at predetermined values of oxygen pressure and combustion gas pressure. .

火炎バーナによる実験では下記の結果が得られた：
初めに、従来技術に基づいて公知の汎用のノズルを備えた第１の火炎バーナが、スラブもしくは厚板の表面を火炎処理するために使用された。中央のノズルを介して酸素が約１２×１０５Ｐａの圧力下で導入され、かつ外周囲に配置されたノズルを介して燃焼ガスが約２×１０５Ｐａの圧力下で導入された。 Experiments with a flame burner gave the following results:
Initially, a first flame burner with a general purpose nozzle known from the prior art was used to flame treat the surface of a slab or plank. Oxygen was introduced through a central nozzle under a pressure of about 12 × 10 5 Pa and combustion gas was introduced under a pressure of about 2 × 10 5 Pa through a nozzle arranged at the outer periphery.

次いで、本発明によるノズルを備えた火炎バーナが使用された。生じる圧力脈動によって、反動はかなり大きなものになり、手持ち式器具を１２×１０５Ｐａの酸素圧で使用することは不可能であった。この理由に基づいて酸素圧は８×１０５Ｐａに減じられ、これに対して燃焼ガス圧は変わらずに維持された。 A flame burner with a nozzle according to the invention was then used. Due to the pressure pulsation that occurred, the recoil was quite large and it was not possible to use a hand-held instrument with an oxygen pressure of 12 × 10 5 Pa. Based on this reason, the oxygen pressure was reduced to 8 × 10 5 Pa, while the combustion gas pressure was maintained unchanged.

驚くべきことに、第１の場合には火炎作業において、３７０〜３９０ｍ３の酸素量が消費された。同じ火炎作業のために、本発明によるノズルを使用した場合には単に９０〜１００ｍ３の酸素量しか必要とされず、従って、本発明によるノズルを使用することによって、極めて多くの酸素ガスの節約を達成することができる。 Surprisingly, in the first case, an amount of oxygen of 370 to 390 m 3 was consumed in the flame operation. For the same flame operation, only 90-100 m 3 of oxygen is required when using the nozzle according to the invention, so that by using the nozzle according to the invention a great deal of oxygen gas is saved. Can be achieved.

Claims (11)

ヘッドにノズル（１０）を配置された火炎バーナであって、ノズル（１０）が、リング状に配置されたガス供給通路（１１，１１１，１１２）と中央のガス供給開口（１２）とを有している形式のものにおいて、
中央のガス供給開口（１２）が流れ方向（１３）において互いに連続した複数の領域、すなわち、
ａ）最小直径（ｄmin）にまで先細になる第１の領域（１２１）と、
ｂ）内周壁が前記最小直径（ｄmin）に比べて大きな直径（ｄｋ）にまで拡大する第２の領域（１２２）と、
ｃ）等しいままの横断面形状を備えた、有利には等しいままの円筒形の内径部を備えた、ノズル開口にまで達する第３の領域（１２３）とを有している
ことを特徴とする火炎バーナ。 A flame burner in which a nozzle (10) is arranged in a head, the nozzle (10) having a gas supply passage (11, 111, 112) arranged in a ring shape and a central gas supply opening (12). In the form of
A plurality of regions in which the central gas supply opening (12) is continuous with each other in the flow direction (13), ie
a) a first region (121) that tapers to a minimum diameter (d min );
b) a second region (122) in which the inner peripheral wall expands to a diameter (d k ) larger than the minimum diameter (d min );
c) a third region (123) with a cross-sectional shape that remains equal, preferably with a cylindrical inner diameter that remains equal, reaching the nozzle opening. Flame burner. 第１の領域（１２１）の長さ（L２）が第２の領域（１２２）の長さ（L３）よりも短い、請求項１記載の火炎バーナ。 The flame burner according to claim 1, wherein the length (L 2 ) of the first region (121) is shorter than the length (L 3 ) of the second region (122). 第３の領域（１２３）の直径（ｄｋ）が、第１の領域（１２１）の入口における最大の出発直径よりも小さい、請求項１又は２記載の火炎バーナ。 The diameter of the third region (123) (d k) is less than the maximum starting diameter at the inlet of the first region (121), according to claim 1 or 2 flame burner according. ３つの領域の直径と長さとが、ノズル出口端部においてガスがインパルス状につまり脈動しながら流出するように、互いに合わせられている、請求項１から３までのいずれか１項記載の火炎バーナ。   The flame burner according to any one of claims 1 to 3, wherein the diameters and lengths of the three regions are matched to each other so that the gas flows out in an impulse shape, that is, pulsating, at the nozzle outlet end. . ノズル出口端部におけるパルス周波数が１００〜６５０Ｈｚである、請求項４記載の火炎バーナ。   The flame burner according to claim 4, wherein the pulse frequency at the nozzle outlet end is 100 to 650 Hz. 酸素圧と燃焼ガス圧が所定の値を有している場合、最大のガス流速度がマッハ２（音速の２倍）である、請求項４又は５記載の火炎バーナ。   The flame burner according to claim 4 or 5, wherein the maximum gas flow speed is Mach 2 (twice the speed of sound) when the oxygen pressure and the combustion gas pressure have predetermined values. 中央のガス供給開口（１２）が円形横断面を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の火炎バーナ。   A flame burner according to any one of the preceding claims, wherein the central gas supply opening (12) has a circular cross section. ノズルヘッド（１０）が液体、特に水によって冷却されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の火炎バーナ。   The flame burner according to claim 1, wherein the nozzle head is cooled by a liquid, in particular water. 金属表面を火炎処理する方法であって、火炎バーナ（１０）の中央のノズルを通して導かれる酸素ガスを、ノズル開口から流出する音速又は超音速の脈動する酸素流が形成されるように、振動させることを特徴とする、金属表面をバーナ火炎によって処理する方法。   A method for flame-treating a metal surface, wherein oxygen gas guided through a nozzle in the center of a flame burner (10) is vibrated so that a sonic or supersonic pulsating oxygen stream flowing out of the nozzle opening is formed. A method of treating a metal surface with a burner flame, characterized in that 酸素ガス流が中央の流れと外周囲の流れとに分割されている、請求項９記載の方法。   The method of claim 9, wherein the oxygen gas stream is divided into a central stream and an outer ambient stream. 中央のノズルの前における酸素圧と周囲圧との比Ｎ＝圧力Ｐｏ／圧力Ｐｕが１〜２００であり、これに対してノズル流出面における酸素圧Ｐａと周囲圧Ｐｕとの比が０.１〜１００である、請求項９又は１０記載の方法。 The ratio N = pressure P o / pressure P u between the oxygen pressure and the ambient pressure in the previous center of the nozzle is 1 to 200, the ratio of the oxygen pressure P a and the ambient pressure P u in the nozzle outlet face contrast The method of Claim 9 or 10 that is 0.1-100.
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