| 【発明の名称】 |
冷却ジャケット |
| 【発明者】 |
【氏名】河野 直史
【氏名】太田 英俊
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| 【要約】 |
【課題】バーナ、ランス等の取扱い時に冷却ジャケットに加わる接触や衝撃から冷却ジャケットを保護することができる冷却ジャケットの構造を提供する。
【解決手段】金属製冷却ジャケット本体の胴部外面に複数の突出部１１を形成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 バーナ、ランス等の外周に設けられる冷却ジャケットにおいて、筒状に形成された金属製冷却ジャケット本体の胴部外面に複数の突出部を形成したことを特徴とする冷却ジャケット。
【請求項２】 前記冷却ジャケット本体の外面に防食被覆が施されていることを特徴とする請求項１記載の冷却ジャケット。
【請求項３】 前記突出部は、その全体又は一部が着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載の冷却ジャケット。
【請求項４】 前記突出部は、前記冷却ジャケット本体の先端部を除く胴部外面に設けられていることを特徴とする請求項１記載の冷却ジャケット。
【請求項５】 前記突出部は、その全体又は一部の外面に防食被覆が施されていることを特徴とする請求項１記載の冷却ジャケット。
【請求項６】 前記突出部は、隣接する突出部の先端同士を結ぶ直線が、冷却ジャケット本体の胴部外面より外側に位置するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の冷却ジャケット。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷却ジャケットに関し、詳しくは、炉内に酸化剤を吹込むランスや、燃料を酸化剤で燃焼させるバーナを高温雰囲気から保護するために、これらの外周に設けられている冷却ジャケットの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】工業炉において使用される酸化剤吹込み用のランスや、火炎形成用のバーナにおいては、炉内の高温雰囲気からランスやバーナを保護するため、これらの外周に冷却ジャケットを設け、冷媒を循環させて強制的に冷却するようにしている。通常、冷却ジャケットは、鉄鋼系材料により形成されており、循環させる冷媒としては水が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、冷却ジャケットを設けたランスやバーナを各種工業炉に設置する際、炉体に設けられたランスやバーナの設置部分に冷却ジャケットの外面が接触することによる摩耗や、取扱いの不備による衝撃によって冷却ジャケットに凹みや損耗を生じることがある他、結露で生じた酸による腐食が促進されたり、冷却ジャケット内の流路における冷媒の流れが不均一になることによって熱応力の不均一が発生したりして、冷却ジャケットの寿命が著しく短縮されてしまうことがあった。さらに、外面に防食を目的としたコーティング材を施工した冷却ジャケットにおいては、前記接触や衝撃によってコーティング材に部分的な剥離が発生すると、この剥離部分から腐食が進んで冷却ジャケットの寿命を損なうことになる。
【０００４】そこで本発明は、バーナ、ランス等の取扱い時に冷却ジャケットに加わる接触や衝撃から冷却ジャケットを保護することができる冷却ジャケットの構造を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明の冷却ジャケットは、バーナ、ランス等の外周に設けられる冷却ジャケットにおいて、筒状に形成された金属製冷却ジャケット本体の胴部外面に複数の突出部を形成したことを特徴とし、特に、前記冷却ジャケット本体の外面に防食被覆が施されていることを特徴としている。
【０００６】また、前記突出部の全体又は一部が着脱可能に設けられていること、前記突出部が冷却ジャケット本体の先端部を除く胴部外面に設けられていること、前記突出部の全体又は一部の外面に防食被覆が施されていることを特徴とし、さらに、隣接する突出部の先端同士を結ぶ直線が、冷却ジャケット本体の胴部外面より外側に位置するように形成されていることを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１及び図２は、本発明の冷却ジャケットの第１形態例を示すもので、図１はバーナ先端から見た正面図、図２は図１のII−II線断面図である。また、図３は突出部の好ましい形状を説明するための正面図である。なお、以下の説明においては、燃料通路と酸化剤通路とを有するバーナの外周に設けた冷却ジャケットを例示して説明するが、ランスの場合も、同一構造の冷却ジャケットを適用することが可能であるから、ランスについての詳細な説明及び図示は省略する。
【０００８】まず、本形態例に示すバーナ１は、燃料通路２を形成する燃料供給管３と、該燃料供給管３の外周に同心円状に設けられた冷却ジャケット４とを有するもので、燃料供給管３と冷却ジャケット４との間に、酸化剤通路５が形成されている。バーナ先端のノズル部には、燃料通路２に連通する燃料噴出口２ａの周囲に、酸化剤通路５に連通する酸化剤噴出口５ａを複数個設けている。冷却ジャケット４は、先端が閉塞された二重管６の内部に仕切管７を挿入して冷媒循環路８ａ，８ｂを形成している。
【０００９】冷却ジャケット４の本体胴部外面には、径方向に突出した４箇所の突出部１１がバーナ周りに９０度間隔で設けられている。この突出部１１は、板状部品を冷却ジャケット４に溶接等により固着したものであって、その外面には、冷却ジャケット４の本体部も含めて、防食を目的としたコーティング材１２からなる防食被覆が施されている。
【００１０】前記コーティング材１２は、バーナ１を使用する環境において発生が予想される腐食性物質に対する耐食性を有し、かつ、腐食性物質を含んだ溶液を透過させることがなく、さらに、冷却ジャケット４を形成する材料との密着性が良好なものが選定されており、例えば、ニッケル等の耐食性金属やフッ素系樹脂が好適に用いられる。
【００１１】コーティング材１２の厚さは、所望の耐食性，耐酸性が得られればよく、任意の厚さで施すことができるが、通常は５０μｍ〜１０００μｍが適当である。コーティング材１２を厚くしすぎると、冷却ジャケット４による冷却が不十分になり、コーティング材１２の外面が高温になることがある。また、フッ素系樹脂を使用する場合は、その融点が２００〜３００℃、あるいはそれ以上のものを選択することが好ましい。冷却ジャケット４や突出部１１の外表面へのコーティング操作は、コーティング材に応じた通常の方法、例えば、電解メッキや吹付け等で行うことができる。
【００１２】コーティング材１２を含めた突出部１１の高さ（バーナ１の中心からの距離）は、このバーナ１を装着する炉に設けられているバーナ口９の形状に応じて設定すればよく、図１に示すようにバーナ口９の断面が円形の場合は、各突出部１１の先端を通る円がバーナ口９の内周に対応するように、それぞれ同一高さで設ければよく、また、バーナ口９の断面が長方形等の場合は、各突出部１１を適当な高さとし、各突出部１１の先端がバーナ口９の辺や角部の内面部分に対応するように形成すればよい。これにより、バーナ口９の内面に冷却ジャケット４の本体胴部外面が接触することがなくなるので、冷却ジャケット４を保護することができる。
【００１３】さらに、図３に示すように、バーナ中心Ｏからの突出部１１の高さ（コーティング材１２を含む、以下同様）Ａと、冷却ジャケット４の半径Ｂと、隣接する突出部１１相互間の角度Ｃとの関係は、突出部１１の先端同士を結ぶ直線Ｄが、冷却ジャケット４本体の胴部外面Ｅより外側に位置するように設定しておくことが好ましい。例えば、突出部１１の設置数を少なくして角度Ｃを大きくする場合は、半径Ｂに対する高さＡを大きくするように設定する。
【００１４】このように突出部１１の高さ等を設定しておくことにより、バーナ１を床面等の平面上に置いたときに、冷却ジャケット４の本体胴部外面や、この部分のコーティング材１２が床面等に接触することがなくなり、摩耗や衝撃を突出部１１で受けることができるので、冷却ジャケット本体や該本体外面のコーティング材１２を保護することができる。
【００１５】図４及び図５は、本発明の冷却ジャケットの第２形態例を示すもので、図４はバーナ先端から見た正面図、図５は図４のＶ−Ｖ線断面図である。なお、以下の説明において、前記第１形態例の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００１６】本形態例では、冷却ジャケット本体のバーナ先端部を除く部分に突出部１１を設けるようにしている。すなわち、炉内からの受熱量が多いバーナ先端部に突出部を設けると、冷却ジャケット４による突出部の冷却を十分に行えなくなり、突出部の温度が上昇して焼損するおそれがある。したがって、バーナ先端から適当に後退した位置から突出部１１を設けることにより、突出部１１における炉内からの受熱量を少なくすることができるので、突出部１１の焼損を防止することができる。
【００１７】図６及び図７は、本発明の冷却ジャケットの第３形態例を示すもので、図６はバーナの断面側面図、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。本形態例は、突出部１１を、冷却ジャケット４に固着した突出片１１ａと、該突出片１１ａに取付けられる着脱片１１ｂとで形成している。着脱片１１ｂは、突出片１１ａ及びコーティング材１２に設けた通孔２１を貫通するボルト２２と、該ボルト２２に螺合するナット２３とにより、突出片１１ａに対して着脱可能に設けられている。このように、摩耗や変形の機会が多い突出部１１の外側部分を、このような着脱片１１ｂで着脱可能に形成しておくことにより、着脱片１１ｂが摩耗したり変形したりしても、簡単に交換することができ、補修に要するコストを低減できる。
【００１８】図８及び図９は、本発明の冷却ジャケットの第４形態例を示すもので、図８はバーナの正面図、図９は図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。本形態例は、円弧状部材３１を冷却ジャケット４の外周に巻付けるようにして突出部を形成したものである。冷却ジャケット４への円弧状部材３１の巻付け固定は、あらかじめ突出部の形状に形成した弾性変形可能な材質からなる円弧状部材３１の開口部３２を押広げて冷却ジャケット４に装着し、円弧状部材３１の復元力で固定する方法や、適度に開いた円弧状に形成した円弧状部材３１を冷却ジャケット４の外面に機械的に押付け変形させて固定する方法等により行うことができる。
【００１９】図１０は、本発明の冷却ジャケットの第５形態例を示すバーナの正面図である。本形態例は、冷却ジャケット４より大きめに形成したリング状部材３３にバーナ１を挿入し、リング状部材３３を冷却ジャケット４の外面に機械的に押付け変形させて固定することにより、突出部を形成するようにしたものである。
【００２０】なお、第４形態例及び第５形態例における突出部の位置は、バーナ口内壁等への接触の機会が多い部分のみとしても十分な効果が得られるが、適当な間隔で複数箇所に設けるようにしてもよい。
【００２１】図１１及び図１２は、本発明の冷却ジャケットの第６形態例を示すもので、図１１はバーナの正面図、図１２は図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。本形態例は、冷却ジャケット４の外面に雌ねじ部材３４をあらかじめ固着し、必要に応じてコーティング材１２を施工した後、雄ネジ部材３５をねじ込んで、該雄ネジ部材３５の頭部を着脱可能な突出部としたものである。
【００２２】図１３及び図１４は、本発明の冷却ジャケットの第７形態例を示すもので、図１３はバーナの正面図、図１４は図１１のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。本形態例は、前記第６形態例と同様に冷却ジャケット４の外面に固着した雌ねじ部材３６に、凸部材３７をボルト３８で着脱可能に固定して突出部を形成したものである。
【００２３】図１５は、第７形態例の変形例を示す断面側面図であって、前記雌ねじ部材３６を軸線方向に複数個設け、これらの雌ねじ部材３６に、長尺凸部材３９をボルト３８で着脱可能に固定して突出部を形成したものである。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の冷却ジャケットによれば、冷却ジャケット本体を保護することができるので、凹みや損耗によって寿命が損なわれることがなくなり、長期間の使用が可能となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２３１２３５
【氏名又は名称】日本酸素株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年８月２７日（１９９９．８．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８６２１０
【弁理士】
【氏名又は名称】木戸 一彦 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−６５８２３（Ｐ２００１−６５８２３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月１６日（２００１．３．１６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２４１９４１ |
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