JPH0391606A - バーナ用ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、危険流体を燃焼させる汎用から大型のバー
ナ用ノズルに関する。

（従来の技術） 従来、この種のノズルにおいては、金属製のノズル本体
の先端部に、５ｉＪａ＋　ｓｔｃ、　Ａ！　ｇｏｓ等の
セラミックを施すことによって、耐摩耗性、耐腐食性。

耐熱性を向上させ、流体の燃焼時の火炎からノズル本体
を保護する長寿命化と整備性の向上を図り得る構成を採
用している。具体的なセラミックの施し方としては、■
金属製のノズル本体の先端部にセラミックを溶融噴射し
て、陶磁性の無機質被覆をするコーティング法、■第５
図に示すようなノズル本体１００の先端部に、セラミッ
ク製の先端環１０１を螺着する方法、■ノズル本体全部
をセラミックで構成する方法、がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来のバーナ用ノズルを高温燃焼用
に使うと次のような問題点がある。

■のバーナ用ノズルは、セラミックの被覆層がノズル本
体から剥離してしまい、耐久性が低下する。

■のバーナ用ノズルは、ノズル本体１００と先端環１０
１とでは線熱膨張係数が異なるため、螺着部ａに径方向
の引張応力が発生してクラックを引き起こし、破壊する
虞れがある。

■のバーナ用ノズルは、セラミック部分が大型化される
ため、ノズルの先端形状を充放させる燃結時に内部に孔
隙及びクラックが発生するといった欠陥を含む確率が高
くなり、使用中に小さな負荷（ぶつけ等）で破壊してし
まうことがある。

従って、上記■〜■のセラミックを施したノズルは、燃
焼時に高温となる爆発性、毒性を有する危険流体を扱う
バーナ用ノズルとしては使用できなかった。

この発明は上記課題を解決するためのもので、ノズル本
体の先端に施したセラミックが、高温状態においてもノ
ズル本体から剥離したり、熱膨張や応力の発生によって
破壊したりすることのないバーナ用ノズルを提供するこ
とを目的としている。

（課題を解決するための手段） 上記目的を遠戚するための第一手段として、先端面に環
状突起を設けた金属製のノズル本体と、前記環状突起の
外周面に嵌合され、かつ、外向きのフランジを備えたセ
ラミック類のノズル先端環と、前記ノズル本体に固定し
た筒体であって、その内周面にフランジの反ノズル本体
側の面に係合する環状段部を形成した金属製のスリーブ
とを有するバーナ用ノズルを構成した。

また、第二手段として、先端部にネジ部を刻設した金属
製のノズル本体と、このノズル本体の先端に配置され、
かつ、外向きのフランジを備えたセラミック類のノズル
先端環と、ノズル本体のネジ部に螺着した筒体であって
、その内周面にフランジの反ノズル本体側の面に係合す
る環状段部を形成した金属製のスリーブとを有するバー
ナ用ノズルを構成した。

（作　用） 上記第一手段に基づいて、セラミック類の先端環の内周
面は、金属製のノズル本体の環状突起の外周面に圧接し
ている。また、ノズル本体に固定した金属製のスリーブ
の環状段部がフランジに係合してノズル先端環を保持し
ている。

また、第二手段に基づいて、セラミック類の先端環のフ
ランジには、金属製のノズル本体に螺着した金属製のス
リーブの環状段部が係合している。

（実施例） 次に、この発明を第１図〜第４図に示す実施例に基づい
て説明する。

０　第−手段 第１図、第２図において、ｌは貫通孔１ａを有する金属
製のノズル本体で、このノズル本体ｌの先端側には、環
状段部２を介して小径部３が設けられている。４は小径
部３の先端面に形成した環状突起である。

５はノズル本体１の環状突起４の外周面に対して嵌合部
５ｂを嵌合したセラミック類のノズル先端環で、このノ
ズル先端環５のノズル本体１側の外周面には外向きのフ
ランジ６が設けられているとともに、先端側の外周面に
はテーバ部７が形成されている。また、ノズル先端環５
の貫通孔５ａはノズル本体ｌの貫通孔１ａと同径であり
、両頁通孔１ａ、５ａにより流路８が構成されている。

９は前記ノズル本体１の先端に固定した金属製のスリー
ブで、このスリーブ９の内周面には、フランジ６の反ノ
ズル本体側の面６ａに係合する環状段部９ａが設けられ
ているとともに、先端側の外周面には、ノズル先端環５
のテーバ部７と一致する傾斜角度のテーバ部ｌＯが形成
されている。

なお、ノズル本体１とスリーブ９とは、接合部αが溶接
されている。

上記のノズル本体１．ノズル先端環５．スリーブ９によ
り構成されたバーナ用ノズル１１は、図示しないバーナ
本体に接続した円筒状のジャケット１２内に配置され、
ジャケット１２とバーナ用ノズル１１との間に流路１３
を形成している。

次に、上記実施例の作用を説明する。

まず、第１図において、ノズル本体１をφ６０■７ノズ
ル本体１の環状突起４の外径をφ２０■とし、ノズル先
端環５のフランジ６の外径をφ４６■、フランジ６以外
の外径をφ４０ｍ、貫通孔５ａの内径を４１６ｍとし、
更に、ノズル本体１の小径部３の外径をφ５０ｍｍ、軸
方向長さを１０ｍ、環状突起４の軸方向長さを７Ｍとし
、ノズル先端環５のフランジ６の軸方向長さを２０ｍｍ
。

全長を５０ｍｍに設計してバーナ用ノズル本体１１を構
成した。ここでノズル先端環５については、ノズル本体
ｌの腐食・摩耗を受ける領域をカバーする大きさを備え
ている。

そして、ノズル本体１．スリーブ９及びノズル先端環５
として下表の機械的特性のものを選択した。　　　　　
　　　　　　　　　　０装″′Ｆ侘６）表 以上のような構成のバーナ用ノズル１１において、バー
ナ用ノズル１１の流路８からは例えば酸素が流れて外部
に噴射され、これが流路１３を流れて噴射される混合ガ
ス等の燃焼用流体と混合して燃焼し、火炎となる。この
際、火炎の温度によりノズル本体１の環状突起４が径方
向に膨張し、ノズル先端環５の嵌合部５ｂに密着するた
め、流路８内の酸素がノズル本体ｌとノズル先端環５と
の接触部から漏れることはない。

また、ノズル先端環５はスリーブ９の環状段部９ａによ
り保持され、フランジ６の外周面とスリーブ９とは面接
触した状態にある。また、スリーブ９が流体燃焼時の高
温により軸方向（又は径方向）に変形したとしても、過
大な応力は発生せず、ノズル先端環５のクランク及び破
壊というような事態は起きない。

従って、流体の燃焼時の高温からノズル本体１を保護し
て耐摩耗性、耐腐食性、耐熱性を長期間発揮できること
は勿論、爆発性、毒性を有する危険流体を燃焼させるバ
ーナ用ノズルに適用できる。

なお、上記実施例において、各部品の寸法、径について
は、各種の使用状態に対応して互いに適切な圧力で接触
するように設計すればよい。

第３図は他の実施例を示している。

この実施例においては、ノズル本体ｌの先端の環状突起
４の外周面とノズル先端環５の嵌合部５ｂとの対向面間
に、比較的高融点でノズル本体１の材質より低ヤング率
、低降伏応力、低線膨張係数を有する金属環１４を装着
している。その他の部位については第１図と同様に構成
されているため説明を省略する。

次に、この実施例の作用を説明する。

金属環１４の肉厚を０．６Ｗにするとともに、各部品と
して下表の機械的特性のものを使用して、バーナ用ノズ
ル１１を構成した。

表−２ このバーナ用ノズル１１においても、第１図のものと同
様の流体燃焼が行なわれる。そして、高温状態になると
ノズル本体１の環状突起４が径方向に膨張するが、この
膨張は金属環１４に吸収されるからノズル先端環５には
ほとんど影響しない。

従って、第１図の例に比して一層応力集中が少ない利点
がある。

Ｏ第二手段 第４図において、１１はバーナ用ノズルであり、このバ
ーナ用ノズル１１は、金属製のノズル本体ｌと、セラミ
ック製のノズル先端環５と、金属製のスリーブ９とから
構成され、中空のジャケット１２内に配置されている。

ノズル本体１の先端外周にはネジ部１５が刻設されてお
り、このネジ部１５にスリーブ９が螺着固定されている
。

一方、ノズル本体１とノズル先端環５との間には、セラ
ミックファイバー製のガスケット１６が装着されている
。その他の部位については、第一手段と同様に構成して
いるため説明を省略する。

次に、このバーナ用ノズル１１の作用を説明する。

まず、第４図において、ノズル本体１の外径を一６０■
、ネジ部１５の径をφ５０Ｍとし、ノズル先端環５のフ
ランジ６の外径をφ４６−、フランジ６以外の外径をφ
４０−９貫通孔５ａの径をφ１６ｍとした。また、ノズ
ル先端環５の全長を５０ｍ、フランジ６の軸方向長さを
３閣とした。

ここで、ノズル先端環５については、使用開始時におけ
る熱衝撃、使用中の火炎の熱応力によって破壊しない肉
厚と、火炎によるノズル本体１の腐食域をカバーする大
きさに設計していることば第一手段と同じである。

そして、各部品として下表の機械的特性のものを用いた
。

表−３ 以上のよ〕な構成のバーナ用ノズル１１において、バー
ナ用ノズル１１の流路８からは酸素が流れて外部に噴射
され、これが流路１３を流れて噴射される混合ガス等の
燃焼用流体と混合して燃焼し、火炎となる。この際、ガ
スケラｌ−１６を装着しているから、流路８内の流体が
ノズル本体１とノズル先端環５との間、及びネジ部１５
とスリーブ９との螺着部を介して流路１３側に洩れるこ
とを防止できる。

また、ノズル先端環５はスリーブ９の環状段部９ａによ
り保持され、フランジ６の外周面とスリーブ９とは面接
触した状態にある。また、スリーブ９が流体燃焼の高温
により軸方向（又は径方向）に変形したとしても、過大
な応力は発生せず、ノズル先端環５のクラック或いは破
壊というような事態は起きない。

従って、流体の燃焼時の高温からノズル本体１を保護し
て耐摩耗性、耐腐食性、耐熱性を長期間発揮できること
は勿論、爆発性、毒性を有する危険流体を燃焼させるバ
ーナ用ノズルに通用できる。

なお、ノズル本体ｌとスリーブ９とは金属を用いている
から、高温によって軸方向（又は径方向）に変形する率
が同じとなり、ネジ部１５との螺着部に熱応力によるク
ラックが発生することはない。

（発明の効果） この発明は以上のように構成したものであるから、ノズ
ル先端環はスリーブの環状段部により保持され、フラン
ジの外周面とスリーブとは面接触した状態にある。また
、スリーブが流体燃焼時の高温により軸方向（又は径方
向）に変形したとしても、過大な応力は発生せず、ノズ
ル先端環のクラックや破壊というような事態は起きない
。

従って、流体の燃焼時の高温からノズル本体を保護して
耐摩耗性、耐腐食性、耐熱性を長期間発揮できることは
勿論、爆発性、毒性を有する危険流体を燃焼させるバー
ナ用ノズルに適用できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図は、この発明の第一手段の実施例を示す
縦断面図、第２図は第１図のバーナ用ノズルの分解斜視
図、第４図はこの発明の第二手段の実施例を示す縦断面
図、第５図は従来例を示す縦断面図である。 符　　号　　の　　説　　明 １・・・ノズル本体　　　４・・・環状突起５・・・ノ
ズル先端環　　６・・・フランジ６ａ・・・反ノズル本
体側の面 ９・・・スリーブ　　　　９ａ・・・環状段部１１・・
・バーナ用ノズル　１４・・・金属環１５・・・ネジ部 第 ３ 図 第４図 ！

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）先端面に環状突起を設けた金属製のノズル本体と
   、前記環状突起の外周面に嵌合され、かつ、外向きのフ
   ランジを備えたセラミック製のノズル先端環と、前記ノ
   ズル本体に固定した筒体であって、その内周面にフラン
   ジの反ノズル本体側の面に係合する環状段部を形成した
   金属製のスリーブとを有することを特徴とするバーナ用
   ノズル。
2. （２）環状突起の外周面とノズル先端環との対向面間に
   、比較的高融点でノズル本体の材質より低ヤング率、低
   降伏応力、低線膨張係数を有する金属環を装着した請求
   項１に記載のバーナ用ノズル。
3. （３）先端部にネジ部を刻設した金属製のノズル本体と
   、このノズル本体の先端に配置され、かつ、外向きのフ
   ランジを備えたセラミック製のノズル先端環と、ノズル
   本体のネジ部に螺着した筒体であって、その内周面にフ
   ランジの反ノズル本体側の面に係合する環状段部を形成
   した金属製のスリーブとを有することを特徴とするバー
   ナ用ノズル。