JP5406576B2 - Burner nozzle - Google Patents
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Description
本発明は、燃料ガスと酸素含有ガスとの混合ガスを通流させて噴出するガス供給管部の先端に、前記ガス供給管部と連通する噴出孔部を備え且つ前記ガス供給管部より耐酸化減肉性の高い材料で形成されるノズル部材を接続して構成されたバーナノズルに関する。 The present invention includes a jet hole portion communicating with the gas supply pipe portion at a tip of a gas supply pipe portion that is jetted by flowing a mixed gas of a fuel gas and an oxygen-containing gas, and is more acid-resistant than the gas supply pipe portion. The present invention relates to a burner nozzle configured by connecting nozzle members formed of a material with high reduction in thickness.
加熱炉等に用いるバーナ及びバーナチューブでは、バーナノズルの材料としてＳＵＳ３１０Ｓ等の耐熱ステンレスが一般に用いられる。この耐熱ステンレスは、バーナノズルの先端温度が９００℃未満の場合は特に問題なく使用が可能である。しかしながら、近年、加熱条件の高熱化、多様化、さらには環境を考慮した省エネ燃焼方法の採用等により、バーナノズルが使用される環境は過酷なものとなり、早期損傷のため交換が必要となり高コスト化を引き起こす要因となっている。また、耐熱性を高めるためにＮｉやＣｏを基材とした耐熱合金をバーナノズルの材料としたものも存在するが、これらの耐熱合金は高価であるため、高コスト化を引き起こす要因となっている。 In a burner and a burner tube used for a heating furnace or the like, heat resistant stainless steel such as SUS310S is generally used as a material for the burner nozzle. This heat resistant stainless steel can be used without any problem when the tip temperature of the burner nozzle is less than 900 ° C. However, in recent years, the heating environment has become hot and diversified, and the environment in which the burner nozzle is used has become harsh due to the adoption of an energy-saving combustion method that takes the environment into consideration. It has become a factor that causes. In addition, although heat resistant alloys based on Ni or Co are used as the material for the burner nozzle in order to enhance heat resistance, these heat resistant alloys are expensive, and this is a factor that increases costs. .
そこで、火炎が形成される先端部分のみを、より耐熱性の高いセラミック等の材料にて形成したバーナノズルが提案されている（例えば特許文献１参照）。このバーナノズルは、燃料ガスを供給する金属管とその先端に接続される金属ノズル部材を備え、バーナノズルの燃料ガス噴出部分の内周面となる部分にセラミックノズル部材が配されている。このセラミックノズル部分は外周面をテーパ状に形成し、金属ノズル部材の内周面はそのセラミックノズル部分の外周面に沿うテーパ状に形成してある。そして、セラミックノズル部分が金属ノズル部材の内側に位置し、且つ、金属管と連通する状態で燃料ガスを噴出するように構成されている。 Therefore, a burner nozzle is proposed in which only the tip portion where the flame is formed is formed of a material such as ceramic having higher heat resistance (see, for example, Patent Document 1). This burner nozzle includes a metal pipe for supplying fuel gas and a metal nozzle member connected to the tip of the metal tube, and a ceramic nozzle member is disposed on the inner peripheral surface of the fuel gas ejection portion of the burner nozzle. The ceramic nozzle portion has an outer peripheral surface formed in a tapered shape, and the inner peripheral surface of the metal nozzle member is formed in a tapered shape along the outer peripheral surface of the ceramic nozzle portion. The ceramic nozzle portion is positioned inside the metal nozzle member and is configured to eject the fuel gas in a state of communicating with the metal pipe.
特許文献１に記載のバーナノズルでは、金属管の先端に接続される金属ノズル部材も金属管と同様の材質を用いて形成していた。しかしながら、金属ノズル部材のうち火炎が形成されるセラミックノズル部分の周縁に位置する部分は高温に曝される過酷な環境となり、酸化減肉が生じる虞がある。
また、この金属ノズル部材が酸化減肉により劣化し取り替える必要が生じた場合、この金属ノズル部材の製作には内周面をセラミックノズル部分の外周面に沿うテーパ状に形成するという煩雑な作業を伴うため、コスト高を招くものとなっていた。
さらに、長期の使用によってセラミックノズル部分の取り替えが必要になった場合には、このセラミックノズル部分自体についても、外周面をテーパ状に形成するという煩雑な作業を伴うため、コスト高を招くものとなっていた。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、長寿命化を図ることを可能としながらも、低コスト化が可能となるバーナノズルを提供することにある。
In the burner nozzle described in Patent Document 1, the metal nozzle member connected to the tip of the metal tube is also formed using the same material as that of the metal tube. However, a portion of the metal nozzle member located at the periphery of the ceramic nozzle portion where the flame is formed becomes a harsh environment that is exposed to high temperatures, which may cause oxidation thinning.
Also, when this metal nozzle member deteriorates due to oxidative thinning and needs to be replaced, the manufacture of this metal nozzle member requires the complicated work of forming the inner peripheral surface into a tapered shape along the outer peripheral surface of the ceramic nozzle portion. Therefore, the cost is high.
Furthermore, when the ceramic nozzle part needs to be replaced due to long-term use, the ceramic nozzle part itself also involves a complicated operation of forming the outer peripheral surface in a tapered shape, which leads to high costs. It was.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a burner nozzle capable of extending the life while reducing the cost.
上記目的を達成するための本発明に係るバーナノズルは、
燃料ガスと酸素含有ガスとの混合ガスを通流させて噴出するガス供給管部の先端に、
前記ガス供給管部と連通する噴出孔部を備え且つ前記ガス供給管部より耐酸化減肉性の高い材料で形成されるノズル部材を接続して構成されたものであって、その第１特徴構成は、
前記噴出孔部に、その軸心方向の全長に亘って、前記ノズル部材より耐酸化減肉性の高い材料で形成された噴出孔形成部材が嵌装して設けられ、
前記噴出孔形成部材の材料が、Ｆｅを基材として、重量パーセントでＣｒを１６〜２６％、Ａｌを２．５〜６．０％、Ｓｉを０．３〜１．３％含むとともに、任意成分として、Ｎｉを１６％以下、Ｎｂを０．２％以下、Ｌａを０．１５％以下それぞれ含み、その他不可避不純物として、Ｃ、Ｓ、Ｐを各１．０％未満含むことを許容する合金であることを特徴とする点にある。
The burner nozzle according to the present invention for achieving the above object is
At the tip of the gas supply pipe that jets by flowing a mixed gas of fuel gas and oxygen-containing gas,
A nozzle member comprising an ejection hole portion communicating with the gas supply pipe portion and connected to a nozzle member made of a material having higher oxidation resistance and thinning resistance than the gas supply pipe portion. The configuration is
An ejection hole forming member formed of a material having higher resistance to oxidation and thinning than the nozzle member is fitted and provided in the ejection hole portion over the entire length in the axial direction .
The material of the ejection hole forming member includes Fe as a base material, Cr in a weight percentage of 16 to 26%, Al in a range of 2.5 to 6.0%, and Si in a range of 0.3 to 1.3%. Alloys that contain Ni of 16% or less, Nb of 0.2% or less, La of 0.15% or less as components, and other inevitable impurities that contain less than 1.0% of C, S, and P. It is in the point characterized by being.
すなわち、ガス供給管部の先端にそのガス供給部よりも耐酸化減肉性の高い材料で形成されるノズル部材を接続し、そのノズル部材に設けられる噴出孔部に、その軸心方向の全長に亘って、前記ノズル部材より耐酸化減肉性の高い材料で形成された噴出孔形成部材が嵌装して設けられているものであるから、バーナノズルにおいて、火炎が形成されて過酷な環境に置かれる部分に近づくに従って、より耐酸化減肉性の高い部材で形成することとなる。
そして、ノズル部材より耐酸化減肉性の高い高価な材料で形成される噴出孔形成部材を、最も過酷な環境となるノズル部材の噴出孔部に嵌装して設けることによって、バーナノズルの長寿命化が図れると共に、その最も耐酸化減肉性が高く高価な材料で形成される部分は噴出孔形成部材に嵌装する噴出孔部のみとすることができるので、その使用量を低減して低コスト化を図ることができる。
また、本発明の発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、噴出孔形成部材を形成する材料として、その組成が、Ｆｅを基材として、重量パーセントでＣｒを１６〜２６％、Ｎｉを０〜１６％、Ａｌを２．５〜６．０％、Ｓｉを０．３〜１．３％、Ｎｂを０〜０．２％、Ｌａを０〜０．１５％含み、その他不可避不純物として、Ｃ、Ｓ、Ｐを各１．０％未満含むことを許容するものとすることによって、高温等の過酷な環境にて使用するに当たって耐酸化減肉性の高いものとすることができ、噴出孔形成部材の長寿命化を図ることが可能となることを見出した。
That is, a nozzle member made of a material having higher oxidation resistance and thinning resistance than that of the gas supply section is connected to the tip of the gas supply pipe section, and the entire length in the axial direction is connected to the ejection hole provided in the nozzle member. In addition, since the ejection hole forming member formed of a material having higher oxidation resistance and thinning resistance than the nozzle member is fitted and provided, in the burner nozzle, a flame is formed and the environment is harsh. As it approaches the part to be placed, it is formed with a member having higher oxidation resistance and thinning resistance.
And, the long life of the burner nozzle can be obtained by fitting the blow hole forming member formed of an expensive material having higher oxidation resistance and thinning resistance than the nozzle member into the blow hole portion of the nozzle member which is the most severe environment. In addition, the portion formed of an expensive material having the highest oxidation resistance and thinning resistance can be limited to the injection hole portion fitted in the injection hole forming member. Cost can be reduced.
In addition, as a result of intensive research, the inventors of the present invention, as a material for forming the ejection hole forming member, have a composition in which Fe is a base material, Cr is 16 to 26% by weight, and Ni is 0. ~ 16%, Al 2.5 ~ 6.0%, Si 0.3 ~ 1.3%, Nb 0 ~ 0.2%, La 0 ~ 0.15%, other inevitable impurities, By allowing each of C, S, and P to be contained in less than 1.0%, it can be made highly resistant to oxidation and thinning when used in harsh environments such as high temperatures. It has been found that it is possible to extend the life of the forming member.
従って、本発明の第１特徴構成によれば、長寿命化を図ることを可能としながらも低コスト化が可能となるバーナノズルを提供できるようになった。 Therefore, according to the first characteristic configuration of the present invention, it is possible to provide a burner nozzle that can reduce the cost while extending the life.
本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成に加えて、
燃料ガスと酸素含有ガスとの混合ガスを通流させて噴出するガス供給管部の先端に、
前記ガス供給管部と連通する噴出孔部を備え且つ前記ガス供給管部より耐酸化減肉性の高い材料で形成されるノズル部材を接続して構成されたバーナノズルであって、
前記噴出孔部に、その軸心方向の全長に亘って、前記ノズル部材より耐酸化減肉性の高い材料で形成された噴出孔形成部材が嵌装して設けられ、
前記噴出孔形成部材の材料が、Ｎｉを基材として、重量パーセントでＣｒを１６〜２６％、Ｆｅを１０〜１６％、Ａｌを２．５〜６．０％、Ｍｎを０．５〜３．０％、Ｓｉを０．３〜１．８％含むとともに、任意成分として、Ｎｂを０．２％以下、Ｌａを０．１５％以下それぞれ含み、その他不可避不純物として、Ｃ、Ｓ、Ｐを各１．０％未満含むことを許容する合金であることを特徴とする点にある。
The second characteristic configuration of the present invention, in addition to the first Japanese Cho構formed,
At the tip of the gas supply pipe that jets by flowing a mixed gas of fuel gas and oxygen-containing gas,
A burner nozzle comprising a jet hole portion communicating with the gas supply pipe portion and connected to a nozzle member formed of a material having higher oxidation resistance and thinning resistance than the gas supply pipe portion,
An ejection hole forming member formed of a material having higher resistance to oxidation and thinning than the nozzle member is fitted and provided in the ejection hole portion over the entire length in the axial direction.
Material cost of the ejection hole forming member, 0.5 Ni as base material, 16-26% of Cr by weight%, the
すなわち、本発明の発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、噴出孔形成部材を形成する材料として、その組成が、Ｎｉを基材として、重量パーセントでＣｒを１６〜２６％、Ｆｅを１０〜１６％、Ａｌを２．５〜６．０％、Ｍｎを０．５〜３．０％、Ｓｉを０．３〜１．８％、Ｎｂを０〜０．２％、Ｌａを０〜０．１５％含み、その他不可避不純物として、Ｃ、Ｓ、Ｐを各１．０％未満含むことを許容するものとすることによって、高温等の過酷な環境にて使用するに当たって耐酸化減肉性の高いものとすることができ、噴出孔形成部材の長寿命化を図ることが可能となることを見出した。
また、本発明の第３特徴構成は、第１又は第２特徴構成に加えて、前記噴出孔形成部材が直線筒状に形成されている点にある。
すなわち、噴出孔形成部材が直線筒状に形成されているものであるから、その形成加工が容易なものとなり、低コスト化を図ることが可能となる。
また、噴出孔形成部材が直線筒状に形成されているものであるから、その火炎形成方向視における先端部分から後端部分に亘って、噴出孔形成部材の熱膨張率も均一となり、ノズル部材に加わる応力も均一化できるものであるから、噴出孔形成部材をノズル部材に安定的に保持して脱落を防止し、長寿命化を図ることができるものとなる。
さらに、本発明の第４特徴構成は、第１〜第３特徴構成に加えて、前記ノズル部材が、ＳＵＳ３１０Ｓで形成されている点にある。
That is, as a result of intensive research, the inventors of the present invention, as a material for forming the ejection hole forming member, have a composition in which Ni is a base material, Cr is 16 to 26% by weight, and Fe is 10%. ~ 16%, Al 2.5 ~ 6.0%, Mn 0.5 ~ 3.0%, Si 0.3 ~ 1.8%, Nb 0 ~ 0.2%, La 0 ~ By including 0.15% and other unavoidable impurities containing less than 1.0% of C, S, and P, oxidation resistance and thinning resistance when used in harsh environments such as high temperatures. It has been found that it is possible to increase the life of the ejection hole forming member.
Moreover, the 3rd characteristic structure of this invention exists in the point by which the said ejection hole formation member is formed in the straight cylinder shape in addition to the 1st or 2nd characteristic structure.
That is, since the ejection hole forming member is formed in a straight cylindrical shape, the forming process is easy, and the cost can be reduced.
Further, since the ejection hole forming member is formed in a straight cylindrical shape, the thermal expansion coefficient of the ejection hole forming member is uniform from the front end portion to the rear end portion in the flame forming direction view, and the nozzle member Since the stress applied to the nozzle member can be made uniform, the ejection hole forming member can be stably held on the nozzle member to prevent the dropout and to extend the life.
Furthermore, the fourth characteristic configuration of the present invention is that, in addition to the first to third characteristic configurations, the nozzle member is formed of SUS310S.
本発明の第５特徴構成は、第１〜第４特徴構成のいずれかに加えて、前記噴出孔形成部材が、前記噴出孔部に、焼嵌めによって挿着されている点にある。 A fifth feature of the present invention is that, in addition to any of the first to fourth features, the ejection hole forming member is inserted into the ejection hole by shrink fitting.
すなわち、噴出孔形成部材が、噴出孔部に、焼嵌めによって挿着されているものであるから、噴出孔形成部材がノズル部材から脱落することを防止して、噴出孔形成部材を確実に保持させることができるものとなる。 That is, since the ejection hole forming member is inserted into the ejection hole portion by shrink fitting, the ejection hole forming member is prevented from falling off the nozzle member, and the ejection hole forming member is securely held. It can be made to be.
本発明の第６特徴構成は、第１〜第４特徴構成のいずれかに加えて、前記噴出孔形成部材の外周部に形成されたねじ部と前記噴出孔部の内周部に形成されたねじ部との螺合により、前記噴出孔形成部材が前記噴出孔部に挿着されている点にある。 In addition to any of the first to fourth feature configurations, the sixth feature configuration of the present invention is formed on a screw portion formed on the outer peripheral portion of the ejection hole forming member and on an inner peripheral portion of the ejection hole portion. The ejection hole forming member is inserted into the ejection hole part by screwing with the screw part.
すなわち、前記噴出孔形成部材の外周部に形成されたねじ部と前記噴出孔部の内周部に形成されたねじ部との螺合により、前記噴出孔形成部材が前記噴出孔部に挿着されているものであるから、噴出孔形成部材がノズル部材から脱落することを防止して、噴出孔形成部材を確実に保持させることができるものとなる。 That is, the ejection hole forming member is inserted into the ejection hole portion by screwing the screw portion formed on the outer peripheral portion of the ejection hole forming member and the screw portion formed on the inner peripheral portion of the ejection hole portion. Therefore, the ejection hole forming member can be prevented from falling off the nozzle member, and the ejection hole forming member can be reliably held.
本発明の第７特徴構成は、第５または第６特徴構成のいずれかに加えて、前記噴出孔形成部材と前記噴出孔部との接合面に耐熱接着材を塗布する点にある。 A seventh characteristic configuration of the present invention is that, in addition to any of the fifth and sixth characteristic configurations, a heat-resistant adhesive is applied to a joint surface between the ejection hole forming member and the ejection hole portion.
すなわち、噴出孔形成部材と噴出孔部との接合面に耐熱接着材を塗布するものであるから、耐熱接着材の接着力によって噴出孔形成部材をノズル部材により確実に保持させることができるものとなる。 That is, since the heat resistant adhesive is applied to the joint surface between the ejection hole forming member and the ejection hole portion, the ejection hole forming member can be reliably held by the nozzle member by the adhesive force of the heat resistant adhesive. Become.
本発明の第８特徴構成は、第１〜第７特徴構成のいずれかに加えて、前記ノズル部材に前記噴出孔部が複数設けられ、その夫々に前記噴出孔形成部材が装着されている点にある。 In addition to any one of the first to seventh characteristic configurations, the eighth characteristic configuration of the present invention includes a plurality of the ejection hole portions provided in the nozzle member, and the ejection hole forming member is attached to each of the ejection hole portions. It is in.
すなわち、ノズル部材に噴出孔部が複数設けられ、その夫々に噴出孔形成部材が装着されているものであるから、ノズル部材に噴出孔部が複数設けられるバーナノズルであっても、ノズル部材より耐酸化減肉性の高い高価な材料で形成される噴出孔形成部材を、最も過酷な環境となるノズル部材の噴出孔部に嵌装して設けることによって、バーナノズルの長寿命化が図れると共に、その最も耐酸化減肉性が高く高価な材料で形成される部分は噴出孔形成部材に嵌装する噴出孔部のみとすることができるので、その使用量を低減して低コスト化を図ることができる。 That is, since the nozzle member is provided with a plurality of ejection hole portions, each of which is equipped with an ejection hole forming member, even a burner nozzle in which the nozzle member is provided with a plurality of ejection hole portions is more resistant to acid than the nozzle member. By providing the ejection hole forming member formed of an expensive material with high reduction in thickness and fitting it to the ejection hole portion of the nozzle member which is the most severe environment, the life of the burner nozzle can be extended, and the Since the portion formed of the most expensive material with the highest resistance to oxidation thinning can be the injection hole portion fitted in the injection hole forming member, the amount used can be reduced and the cost can be reduced. it can.
〔第１実施形態〕
以下、図面に基づいて、本発明の第１実施形態を説明する。
本発明のバーナノズルは、例えば加熱炉、熱処理炉、保持炉、焼戻し炉、又は浸炭炉等の各種工業炉に用いるバーナの先端に取付けて用いられるものである。
バーナノズルは、図１に示すように、ガス供給管部１０の先端にガス供給管部１０と連通する噴出孔部Ｈを備えて形成されるノズル部材２０が接続されて構成されている。ガス供給管部１０は、供給される燃料ガスと酸素含有ガスとの混合ガスＧを通流させてその先端部分に供給するようになっている。このガス供給管部１０は低炭素鋼等の低廉な材料を用いて構成されている。又、ガス供給管部１０における先端部分の外周面には、雄ねじ部１０ａが形成されている。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
The burner nozzle of the present invention is used by being attached to the tip of a burner used in various industrial furnaces such as a heating furnace, a heat treatment furnace, a holding furnace, a tempering furnace, or a carburizing furnace.
As shown in FIG. 1, the burner nozzle is configured by connecting a
ノズル部材２０は、ガス供給管部１０を構成する低炭素鋼よりも耐酸化減肉性の高い耐熱ステンレス（例えばＳＵＳ３１０Ｓ）を用いて、軸心部に所要径の孔を形成した円柱状に形成されている。すなわち、ノズル部材２０のガス供給側の端部には、ガス供給管部１０と接続するための接続孔部２１が形成され、そのノズル部材２０におけるガス噴出方向の先端側には、ノズル部材２０の先端面２０ｔから接続孔部２１の先端面２０ｍまでの全長に亘って同径に形成され、且つ、ガス供給管部１０と連通する噴出孔部Ｈが設けられている。又、接続孔部２１の内面部には雌ねじ部２０ａが形成されて、ガス供給管部１０の雄ねじ部１０ａと螺合させて接続されるように構成されている。
The
噴出孔部Ｈには、図２に示すように、その全長に亘って、ノズル部材２０より耐酸化減肉性の高い材料で形成された噴出孔形成部材Ｓとしての噴出孔形成筒３０が嵌装して設けられている。
噴出孔形成筒３０は噴出孔部Ｈの径と略同径の直線筒状に形成され、噴出孔部Ｈに焼嵌めによって挿着されている。従って、ノズル部材２０が高温になっても、噴出孔形成筒３０を外周側から締め付ける状態で確実に保持できるものとなる。
又、噴出孔形成筒３０の外周部３０ｂと噴出孔部Ｈの内周部２２との間、すなわち噴出孔形成筒３０と噴出孔部Ｈとの接合面には、Ａｌ2Ｏ3ペースト等の耐熱接着材Ｒが塗布されている。
As shown in FIG. 2, an ejection
The ejection
Further, Al 2 O 3 paste or the like is formed between the outer
そして、ガス供給管部１０から供給された混合ガスＧは噴出孔形成筒３０の内部を通流し、噴出孔形成筒３０の先端において火炎Ｆを形成する。つまり、高温となる過酷な環境におかれる部分に近づくほど耐酸化減肉性の高い材料で構成した部材を用い、火炎Ｆの形成部分に接する最も高温で過酷な部分に、最も耐酸化減肉性の高い材料で形成される噴出孔形成筒３０が備えられることになる。又、噴出孔形成筒３０は噴出孔部Ｈに焼嵌めによって挿着され、且つその接合面には耐熱接着材Ｒが塗布されているものであるから、噴出孔形成筒３０が噴出孔部Ｈから脱落することが防止されることとなる。
The mixed gas G supplied from the gas
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を説明するが、第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すことにより説明を省略し、主として第１実施形態と異なる構成を説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Different configurations will be described.
この第２実施形態においては、図２（ｂ）に示すように、噴出孔部Ｈの全長に亘って、ノズル部材２０より耐酸化減肉性の高い材料で形成された噴出孔形成部材Ｓとしての噴出孔形成筒３１が嵌装して設けられている。
噴出孔形成筒３１は直線筒状に形成され、その外周部３１ｂに雄ねじが螺刻され且つ噴出孔部Ｈの内周部２２には雌ねじが螺刻される状態に形成されて、噴出孔部Ｈに螺合によって挿着されている。従って、ノズル部材２０が高温になっても、噴出孔形成筒３１の外周部３１ｂに形成されたねじ部と噴出孔部Ｈの内周部２２に形成されたねじ部との螺合により、噴出孔形成筒３１を確実に保持できるものとなる。
又、図示は省略するが、噴出孔形成筒３１の外周部３１ｂのねじ部と噴出孔部Ｈの内周部２２の雌ねじとの間、すなわち噴出孔形成筒３１と噴出孔部Ｈとの接合面には、Ａｌ2Ｏ3ペースト等の耐熱接着材が塗布されている。
In this 2nd Embodiment, as shown in FIG.2 (b), as the ejection hole formation member S formed with the material whose oxidation resistance thinning resistance is higher than the
The ejection
Although not shown in the figure, the connection between the screw portion of the outer
そして、ガス供給管部１０から供給された混合ガスＧは噴出孔形成筒３１の内部を通流し、噴出孔形成筒３１の先端において火炎Ｆを形成する。つまり、高温となる過酷な環境におかれる部分に近づくほど耐酸化減肉性の高い材料で構成した部材を用い、火炎Ｆの形成部分に接する最も高温で過酷な部分に、最も耐酸化減肉性の高い材料で形成される噴出孔形成筒３１が備えられることになる。又、噴出孔形成筒３１は噴出孔部Ｈに螺合によって挿着され、且つその接合面には耐熱接着材Ｒが塗布されているものであるから、噴出孔形成筒３１が噴出孔部Ｈから脱落することが防止されることとなる。
The mixed gas G supplied from the gas
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態を説明するが、第３実施形態において、第１又は第２実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すことにより説明を省略し、主として第１又は第２実施形態と異なる構成を説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, the same components as those in the first or second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Or a different structure from 2nd Embodiment is demonstrated.
この第３実施形態においては、図３（ａ）に示すように、ノズル部材２０に設けられる２つの噴出孔部Ｈがノズル部材２０の先端側に近づくほどガス供給管部１０の軸心から離間する状態で傾斜させて備えられている。この２つの噴出孔部Ｈは、図３（ｂ）に示すように、ノズル部材２０の正面視において、ノズル部材２０の中心に対して１８０°の回転対称となるように配置されている。
そして、第１実施形態と同様に、その２つの噴出孔部Ｈの全長に亘って、ノズル部材２０より耐酸化減肉性の高い材料で直線筒状に形成された噴出孔形成部材Ｓとしての噴出孔形成筒３０が焼嵌めによって挿着する状態で設けられている。
すなわち、ノズル部材２０に噴出孔部Ｈが複数設けられ、その夫々に噴出孔形成筒３０が装着されている。
In the third embodiment, as shown in FIG. 3A, the two ejection hole portions H provided in the
Then, as in the first embodiment, as the ejection hole forming member S formed in a straight cylinder shape with a material having higher oxidation resistance and thickness reduction properties than the
That is, the
ガス供給管部１０から供給された混合ガスＧは２つの噴出孔形成筒３０の内部を通流し、夫々の噴出孔形成筒３０の先端において火炎Ｆを形成する。つまり、高温となる過酷な環境におかれる部分に近づくほど耐酸化減肉性の高い材料で構成した部材を用い、火炎Ｆの形成部分に接する最も高温で過酷な部分に、最も耐酸化減肉性の高い材料で形成される噴出孔形成筒３０が備えられることになる。又、噴出孔形成筒３０は噴出孔部Ｈに焼嵌めによって挿着され、且つその接合面には耐熱接着材が塗布されているものであるから、図３（ａ）のように噴出孔形成筒３０が傾斜して設けられても、噴出孔形成筒３０が噴出孔部Ｈに確実に保持されて、噴出孔形成筒３０が脱落することが防止されることとなる。
The mixed gas G supplied from the gas
なお、この場合においても第２実施形態のように噴出孔形成筒３１を噴出孔部Ｈに螺合によって挿着するように構成することも可能である。この場合、噴出孔形成筒３１は噴出孔部Ｈにより確実に保持されることとなる。さらに、その接合面に耐熱接着材を塗布することにより、一層確実に噴出孔形成筒３１を噴出孔部Ｈに保持し、その脱落を防止するものとなる。
In this case as well, it is possible to configure the ejection
以下に本発明の噴出孔形成部材Ｓを構成する合金の材料の選定に係る実験について具体的に説明する。
本発明の発明者らは、上記第１〜第３の各実施形態における噴出孔形成部材Ｓを構成する材料について、高温の過酷な環境下においても酸化減肉の少ない、すなわち、耐酸化減肉性の高い材料とすべく鋭意研究を重ねた結果、以下のような知見を得た。
An experiment relating to selection of an alloy material constituting the ejection hole forming member S of the present invention will be specifically described below.
The inventors of the present invention have less oxidation thinning even in high-temperature harsh environments, i.e., oxidation-resistant thinning, for the material constituting the ejection hole forming member S in each of the first to third embodiments. The following findings were obtained as a result of intensive research aimed at making high-performance materials.
以下に、比較例としての耐熱合金（ＳＵＳ３１０Ｓ）と、本実験にて高温の過酷な環境下においても酸化減肉の少ない材料として採用可能と判断した合金（Ａ〜Ｄ）との組成を示す。 Below, the composition of the heat-resistant alloy (SUS310S) as a comparative example and the alloys (A to D) determined to be usable as a material with little oxidation thinning even under a high-temperature harsh environment in this experiment is shown.
本実験は以下の条件で行った。
（１）上記各合金について、幅２５ｍｍ、高さ５０ｍｍ、奥行５ｍｍのテストピースを作成した。このテストピースの上端から５ｍｍ下方にφ３ｍｍの孔を形成し、アルミナ製の紐によって実験用加熱炉の天井部より、炉底に接しないように吊り下げる状態とした。
（２）実験用加熱炉は都市ガス１３Ａを燃料とし、上記各テストピースを１３Ａ排ガス雰囲気下において１１００℃で連続２００時間加熱した。
This experiment was performed under the following conditions.
(1) About each said alloy, the test piece of width 25mm, height 50mm, and depth 5mm was created. A hole of φ3 mm was formed 5 mm below the upper end of the test piece, and suspended from the ceiling of the experimental heating furnace so as not to contact the furnace bottom with an alumina string.
(2) The experimental heating furnace uses city gas 13A as fuel, and each test piece was heated at 1100 ° C. for 200 hours in a 13A exhaust gas atmosphere.
上記の条件における実験の結果、ＳＵＳ３１０Ｓの場合を１．０として規格化した酸化減肉量（単位は重量％）は、上記表１中の合金Ａ〜Ｄにおいて２０％未満となり、耐酸化減肉性の高い材料としての条件を満たすものと判断した。 As a result of the experiment under the above conditions, the oxidation thinning amount (unit:% by weight) normalized to 1.0 for SUS310S is less than 20% in the alloys A to D in Table 1 above, and the oxidation thinning resistance It was judged that the condition as a high quality material was satisfied.
つまり、（ａ）Ｆｅを基材とするＡ、Ｂ、Ｄ合金、（ｂ）Ｎｉを基材とするＣ合金に区分してまとめると、次のようになる。
（ａ）Ｆｅを基材として、重量パーセントでＣｒを１６〜２６％、Ｎｉを０〜１６％、Ａｌを２．５〜６．０％、Ｓｉを０．３〜１．３％、Ｎｂを０〜０．２％、Ｌａを０〜０．１５％含み、その他不可避不純物として、Ｃ、Ｓ、Ｐを各１．０％未満含むことを許容するものである。
（ｂ）Ｎｉを基材として、重量パーセントでＣｒを１６〜２６％、Ｆｅを１０〜１６％、Ａｌを２．５〜６．０％、Ｍｎを０．５〜３．０％、Ｓｉを０．３〜１．８％、Ｎｂを０〜０．２％、Ｌａを０〜０．１５％含み、その他不可避不純物として、Ｃ、Ｓ、Ｐを各１．０％未満含むことを許容するものである。
That is, (a) A, B, and D alloys using Fe as a base material and (b) C alloys using Ni as a base material are summarized as follows.
(A) Using Fe as a base material, Cr by weight in a range of 16 to 26%, Ni from 0 to 16%, Al from 2.5 to 6.0%, Si from 0.3 to 1.3%, and Nb It contains 0 to 0.2%, 0 to 0.15% La, and other unavoidable impurities that contain less than 1.0% of C, S, and P, respectively.
(B) Using Ni as a base material, Cr is 16 to 26% by weight, Fe is 10 to 16%, Al is 2.5 to 6.0%, Mn is 0.5 to 3.0%, and Si is 0.3 to 1.8%, Nb 0 to 0.2%, La 0 to 0.15%, and other unavoidable impurities, C, S and P are allowed to contain less than 1.0% each. Is.
そして、噴出孔形成部材Ｓの材料組成を、上記の（ａ）Ｆｅを基材として、重量パーセントでＣｒを１６〜２６％、Ｎｉを０〜１６％、Ａｌを２．５〜６．０％、Ｓｉを０．３〜１．３％、Ｎｂを０〜０．２％、Ｌａを０〜０．１５％含み、その他不可避不純物として、Ｃ、Ｓ、Ｐを各１．０％未満含むことを許容するもの、又は、（ｂ）Ｎｉを基材として、重量パーセントでＣｒを１６〜２６％、Ｆｅを１０〜１６％、Ａｌを２．５〜６．０％、Ｍｎを０．５〜３．０％、Ｓｉを０．３〜１．８％、Ｎｂを０〜０．２％、Ｌａを０〜０．１５％含み、その他不可避不純物として、Ｃ、Ｓ、Ｐを各１．０％未満含むことを許容するものとすることにより、耐酸化減肉性が高く、長寿命化を図ることが可能となるバーナノズルを得ることが可能となった。 And the material composition of the ejection hole forming member S is the above-mentioned (a) Fe as a base material, and Cr is 16 to 26%, Ni is 0 to 16%, Al is 2.5 to 6.0% by weight percent. Si, 0.3 to 1.3%, Nb 0 to 0.2%, La 0 to 0.15%, other unavoidable impurities, C, S, P less than 1.0% each Or (b) Ni as a base material, and Cr in a weight percent of 16 to 26%, Fe of 10 to 16%, Al of 2.5 to 6.0%, and Mn of 0.5 to It contains 3.0%, Si 0.3-1.8%, Nb 0-0.2%, La 0-0.15%, and other inevitable impurities, C, S, P 1.0 It is possible to obtain a burner nozzle that has high resistance to oxidation and thinning and can extend the service life by allowing it to be contained in an amount of less than 5%. It became.
〔その他の実施形態〕
（イ）上記第１又は第２実施形態では、噴出孔形成部材Ｓと噴出孔部Ｈとの接合面に耐熱接着材Ｒを塗布するように構成したが、耐熱接着材Ｒを用いずに焼嵌め又は螺合のみによって噴出孔形成部材Ｓを挿着するように構成してもよい。
[Other Embodiments]
(A) In the first or second embodiment, the heat-resistant adhesive R is applied to the joint surface between the ejection hole forming member S and the ejection hole H. However, the heat-resistant adhesive R is not used. You may comprise so that the ejection hole formation member S may be inserted only by fitting or screwing.
（ロ）上記第１、２又は第３実施形態においては、ノズル部材２０に前記噴出孔部Ｈが１つ又は２つ設けられ、その噴出孔部Ｈに嵌装される状態で、噴出孔形成部材Ｓが１つ又は２つ設けられる構成としたが、そのような構成に限定されるものではなく、噴出孔部Ｈ及び噴出孔形成部材Ｓを３つ以上設ける構成としてもよい。
(B) In the first, second, or third embodiment, the
（ハ）噴出孔形成部材Ｓは、噴出孔形成筒３０又は３１のような形態に限定されるものではなく、例えば噴出孔形成部材Ｓの一方の端部にフランジを形成し、このフランジ部を接続孔部２１側とするように噴出孔部Ｈに嵌装して、フランジ部にガス供給管部１０の先端部分が当て付けられる状態で固定するようにしてもよい。その他、噴出孔形成部材Ｓを噴出孔部Ｈに確実に保持できる構成であれば各種の構成が採用可能である。
(C) The ejection hole forming member S is not limited to the form of the ejection
１０ ガス供給管部
１０ａ 雄ねじ部
２０ ノズル部材
２０ａ 雌ねじ部
２０ｔ 先端面
２０ｍ 先端面
２１ 接続孔部
Ｆ 火炎
Ｇ 混合ガス
Ｈ 噴出孔部
Ｓ 噴出孔形成部材
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ガス供給管部と連通する噴出孔部を備え且つ前記ガス供給管部より耐酸化減肉性の高い材料で形成されるノズル部材を接続して構成されたバーナノズルであって、
前記噴出孔部に、その軸心方向の全長に亘って、前記ノズル部材より耐酸化減肉性の高い材料で形成された噴出孔形成部材が嵌装して設けられ、
前記噴出孔形成部材の材料が、Ｆｅを基材として、重量パーセントでＣｒを１６〜２６％、Ａｌを２．５〜６．０％、Ｓｉを０．３〜１．３％含むとともに、任意成分として、Ｎｉを１６％以下、Ｎｂを０．２％以下、Ｌａを０．１５％以下それぞれ含み、その他不可避不純物として、Ｃ、Ｓ、Ｐを各１．０％未満含むことを許容する合金であることを特徴とするバーナノズル。 At the tip of the gas supply pipe that jets by flowing a mixed gas of fuel gas and oxygen-containing gas,
A burner nozzle comprising a jet hole portion communicating with the gas supply pipe portion and connected to a nozzle member formed of a material having higher oxidation resistance and thinning resistance than the gas supply pipe portion,
An ejection hole forming member formed of a material having higher resistance to oxidation and thinning than the nozzle member is fitted and provided in the ejection hole portion over the entire length in the axial direction .
The material of the ejection hole forming member includes Fe as a base material, Cr in a weight percentage of 16 to 26%, Al in a range of 2.5 to 6.0%, and Si in a range of 0.3 to 1.3%. Alloys that contain Ni of 16% or less, Nb of 0.2% or less, La of 0.15% or less as components, and other inevitable impurities that contain less than 1.0% of C, S, and P. Burner nozzle characterized by being.
前記ガス供給管部と連通する噴出孔部を備え且つ前記ガス供給管部より耐酸化減肉性の高い材料で形成されるノズル部材を接続して構成されたバーナノズルであって、
前記噴出孔部に、その軸心方向の全長に亘って、前記ノズル部材より耐酸化減肉性の高い材料で形成された噴出孔形成部材が嵌装して設けられ、
前記噴出孔形成部材の材料が、Ｎｉを基材として、重量パーセントでＣｒを１６〜２６％、Ｆｅを１０〜１６％、Ａｌを２．５〜６．０％、Ｍｎを０．５〜３．０％、Ｓｉを０．３〜１．８％含むとともに、任意成分として、Ｎｂを０．２％以下、Ｌａを０．１５％以下それぞれ含み、その他不可避不純物として、Ｃ、Ｓ、Ｐを各１．０％未満含むことを許容する合金であることを特徴とするバーナノズル。 At the tip of the gas supply pipe that jets by flowing a mixed gas of fuel gas and oxygen-containing gas,
A burner nozzle comprising a jet hole portion communicating with the gas supply pipe portion and connected to a nozzle member formed of a material having higher oxidation resistance and thinning resistance than the gas supply pipe portion,
An ejection hole forming member formed of a material having higher resistance to oxidation and thinning than the nozzle member is fitted and provided in the ejection hole portion over the entire length in the axial direction.
The material of the ejection hole forming member is made of Ni as a base material, and Cr is 16-26%, Fe is 10-16%, Al is 2.5-6.0%, and Mn is 0.5-3. 0.0%, Si 0.3 to 1.8%, optional components Nb 0.2% or less, La 0.15% or less, and other inevitable impurities C, S, P A burner nozzle characterized by being an alloy that allows inclusion of less than 1.0% of each .
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