JP2002518656A - 低NOx及び低COバーナ並びにその作動方法 - Google Patents
低NOx及び低COバーナ並びにその作動方法Info
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Abstract
Description
は、天然ガスを含む気体燃料を燃焼するのに適応できる。そのようなバーナは、
また、燃料油を燃焼するのにも適応できる。そして、多くの場合、バーナは、気
体燃料および燃料油をどちらか一方又は同時に燃やすようにもできる。特に、本
発明は燃料ガス及び/又は油を燃焼させる工業用バーナに関し、放散する酸化窒
素(NOx)及び一酸化炭素(CO)空気汚染のレベルを低くするように特別に
構成され設計されている。本発明はまた、そのようなバーナを運転するための方
法論に関する。さらに詳しくいえば、本発明は、バーナ並びに既存のバーナ対し
てCO及びNOx放射のかなりの低減を達成するバーナ運転方法論に関する。
の現代の先行技術による設計は、燃焼効率を高めることを目的としている。 さらに、管金属温度及び他の炉構成要素の制約が炉バーナを設計する際に考慮に
入れられなければならない。近年行政の規制及び社会的圧力がCO及びNOx放
射の低減を考慮に入れることを設計者に求めている。
空気を運ぶための内部ポーカ管配列を用いる「トッド可変炎無内部煙道ガス再循
環噴射及び無外部ガス噴射バーナ」(Todd Variflame No I
nternal FGR Injection and No Externa
l Gas Injection Burner)である。この装置は、199
9年1月19日公布されたシンドラー(Schindler)ほかに対する米国
特許第5,860,803号(「‘803の特許」)の主題である。′803の
特許の開示の全体は、参照することによって本明細書に組み入れれている。
NOx放射問題に対する完全解決策は、いまだに実現できていない。何人かは火
室に煙道ガスを再循環させることによってNOx放射を減らすことを試みた。し
かし、煙道ガスを下流位置から再循環させると、そのような再循環を与えて、強
制することに関連するコストは相当なものである。
反応パラメータに事実上影響を与えることなく効率的かつ経済的に減らす装置及
び方法論を提供する。特に、本発明はベンチュリ管バーナシステム内の内部煙道
ガス再循環及び/又は外部燃料噴射を使用する新規なバーナ設計及び新規な作動
方法論を提供する。さらに詳しくいえば、本発明は上記条件の下で形成されるバ
ーナ炎内に新規な効果を与えるためにベンチュリ管内の渦巻状一次及び直線状オ
二次燃焼用空気並びにベンチュリ管の外側の直線三次空気を与えるベンチュリ管
バーナシステムを提供する。なるべくなら、このバーナは内部煙道ガス再循環及
び/又は外部燃料噴射を備えるのがよい。
著しく失わないで、CO及びNOx放射のかなりの低減を達成することが可能で
ある改良されたバーナ設計が開発された。したがって、本発明の一態様に従えば
、空気の流れをバーナを通り、燃焼器の壁にある入口を通って燃焼室の燃焼領域
に向けるように配置されたベンチュリ管を備える新規な円形バーナが提供される
。喉部ちらよりもベンチュリ管は、入出口端部及び入口吸端部と出口端部の間に
ある喉部を有する。出口端部は、入口端部か喉部より大きい内径を有する。ベン
チュリ管の出口端部は燃焼室への入口に隣接して配置され、ベンチュリ管の入口
端部は出口端部より入口から遠くに配置されている。
も一つの入口及びベンチュリ管の喉部と流体連通状態に配置された少なくとも一
つの出口を備えるダクトシステム備えている。ダクトシステムは、前記燃焼領域
に隣接した前記燃焼室の範囲内の位置から、そして、前記喉部に隣接した位置に
おいて前記ベンチュリ管の中へ煙道ガスを再循環させるように配列されて適応さ
れ、それによって再循環煙道ガスがベンチュリ管の前記喉部において入れられて
、空気の前記流れと混合される。したがって、NOx放射低減を外部に煙道ガス
再循環系統を設けるための支出なしに達成できる。
域中に燃焼室の壁にある入口を通して燃焼室の燃焼領域に燃焼室の壁にある入口
を通して向けるように配置されたベンチュリ管から成る円形バーナを提供する。
本発明のこの面の新規なバーナは、前記燃焼領域に隣接した位置において燃焼室
の壁を通して伸びる少なくとも1本のインジェクタ・ノズルを備える燃料ガス・
インジェクタ配置を備えている。そのようなインジェクタ・ノズルは、燃焼室を
有する流体連通状態にある。インジェクタ・ノズルは、入口の内縁の半径方向に
外側に離れた壁の中の位置で前記燃焼室の中に燃料ガスの流れを向けるように配
置されている。
ステム及び上記の燃料ガス・インジェクタ配置の両方を備えていてもよい。
にあって、ベンチュリ管を通して流れる空気の中に燃料ガスの供給を導入するよ
うに配置されている第1の燃料ガスノズルを備えていてもよい。このバーナはま
た、エアフローの少なくとも一次部分が通過するように配置されたスワラを備え
ていてもよい。理想的には、ベンチュリ管及びスワラの出口端部の配置は、エア
フローの二次部分がスワラを通過しないようなものであってもよい。もっと理想
的には、環状ギャップはベンチュリ管の出口端部の外周縁部と前記入口の内縁と
の間に設けられてもよい。そのようなギャップは、ベンチュリ管の周縁部のまわ
りの三次空気流を入口を通して前記燃焼室の中に向けるように配置されてもよい
。
軸に隣接したベンチュリ管の中央にかつ空気の流れの前記一次部分の中へ燃料ガ
スを導入する位置に配置されてもよい。少なくとも1本の燃料ガスポーカノズル
がまた、燃料ガスを空気流の前記二次部分の中に導入する位置に設けられてもよ
い。
よい。 本発明はまた、上述の種類のベンチュリ管を備えた円形バーナを作動する方法
を提供する。本発明のこの面によれば、この方法は、前記ベンチュリ管を通し、
前記入口を通して前記燃焼室の燃焼領域に空気の流れを向けるステップ、及び前
記燃焼領域に隣接した前記燃焼室の位置から、そしてベンチュリ管の喉部に隣接
した位置でベンチュリ管の中に煙道ガスを再循環させるステップからなり、それ
によって前記再循環煙道ガスは、ベンチュリ管の低圧喉部で入れられて燃焼用空
気流と混合される。
にある前記入口を通して前記燃焼室の燃焼領域に空気の流れを向けること、及び
入口の内縁の半径方向に外側に離れ,前記燃焼領域に隣接した位置で前記燃焼室
の中に燃料ガスの流れを噴射することを含んでいてもよい。さらに、新規な方法
は、上記の通りに煙道ガスの再循環及び外部燃料ガス噴射の両方を含むことがで
きる。
給を導入するステップを含んでいてもよい。本方法はまた、少なくとも前記空気
の流れの一次部分にスワラを通過させるステップを含んでいてもよい。もっと特
殊な場合には、本方法は前記空気の流れの二次部分がスワラを通過しないような
ものであってもよい。
チュリ管の周縁部のまわりに、ベンチュリ管の大きな端と燃焼室への入口の内縁
の間にできるギャップを通して、燃焼領域へ流入させるステップを含んでいても
よい。
する方法は、空気の流れの一次部分に燃料ガスの第1の供給量を導入するステッ
プ及び空気の流れの前記二次部分に燃料ガスの第2の別の供給量を導入するステ
ップを含んでいてもよい。
10によって表している図1において例示されている。当業者にとって普通で周
知であるように、バーナ10は、燃焼室16の壁20にある入口18を通して、
燃焼室又は火室16にある燃焼領域14に燃焼用空気を流れ込ませるのに十分な
圧力でバーナに燃焼用空気を与えるウィンドボックス12によって囲まれる。や
はり当業者にとって周知であるように、入口(例えば入口18)が燃焼室16の
壁20を通して伸びるほぼ円形の開口部の形であるのが好ましい。
口18に隣接してそれと位置の合っている出口端部26を備えている細長いベン
チュリ管22を備えている。ベンチュリ管22は、また、入口端部25と出口端
部26の間に配置された喉部24を有する。バーナ技術定型作業者にとって周知
であるように、ベンチュリ管22は横断面の形状が通常円形であり、それの出口
端部26は直径が入口端部25か喉部24のどちらよりもなるべくなら通常大き
くなければならない。
なら入口18内に配置されてそれによって囲まれているのがよい。さらに、出口
端部26の外周縁部28は、直径が入口18の環状の内縁表面30より小さい。
したがって、環状ギャップ32がベンチュリ管22の出口端部26の外周縁部2
8と内縁表面30とのあいだにできる。環状の囲い板33が入口18の中に配置
されてギャップ32に口35を与えるように縁表面30に取付けられている。
置するスワラ34を備えている。図1において明らかに分かるように、スワラ3
4の外径はベンチュリ管22の出口端部28でベンチュリ管22の内径より小さ
い。これによってベンチュリ管22の中にスワラ34を囲む環状空隙36ができ
る。
1本以上の中央燃料ガスノズル40を備えることが好ましい。単一のノズルだけ
が図1に示されている、しかし、バーナ技術の定型作業者は、バーナ10がベン
チュリ管22の縦軸のまわりに均一に間隔をあけた複数の中央燃料ガスノズルを
含んでいてもよいと理解するだろう。使用する中央燃料ガスノズルの数を選ぶ際
の決定的な要素は、中央すなわち一次ガス流が燃焼用空気中で均一に分配される
ことを単に確めることである。1本又は複数(場合により)のノズル40は、ベ
ンチュリ管22の中心を通って流れる空気に燃料ガスを与える。バーナ10が天
然ガスを始めとするガス燃料と同様に燃料油を燃焼させるのに適応するように、
バーナ組立体10は、また、従来の蒸気作動燃料油剤噴射装置ユニット42を備
えているのが好ましい。
る途中にベンチュリ管22を通って移動している空気に燃料ガスを運ぶための少
なくとも1本の燃料ガスポーカ44を備えている。単一のポーカ44だけを図1
に示すが、バーナ組立体10はベンチュリ管22の内側のまわりに均一に間隔を
あけて3本以上の燃料ガスポーカ44を備えるのが好ましい。通常は、バーナは
図2に図示したように、6〜8本のポーカ44を備えることがある。しかし、‘
803の特許の発明が使われる場合、バーナ10は3本のポーカ44だけしか必
要でないことがある。ポーカ44は各々ノズル47付き細長管45を備え、それ
らは、通常通りに、図2で示す燃料ガス・マニホルド46によって結びつけられ
てもよい。任意の与えられた設備のためのポーカの正しい数を選ぶ際の主な設計
考慮は、燃料ガスがベンチュリ管22の全周のまわりに均一に分配されるという
ことである。
らそれの喉部24の低圧ゾーン72においてベンチュリ管22を通って流れる空
気に至る内部再循環煙道ガス49用の1本以上のダクト48を備えるのが望まし
い。単一のダクト48を例示的目的のために図1に示す。しかし、図2に最もよ
く示されるように、バーナ組立体10はなるべくならベンチュリ管22の周縁部
のまわりに90度間隔に置かれた4本のダクト48を含んでいてもよい。再び、
与えられた用途向けダクト48の正しい数を選ぶ際の主な設計考慮は、単に再循
環煙道ガスがベンチュリ管の全周のまわりに均一に分配されるということである
。再循環煙道ガス49がベンチュリ管22に導入されるように、各ダクト48が
ベンチュリ管22の喉部24にある低圧ゾーン72に隣接した点でベンチュリ管
に接続されている出口50を備えている。各々のダクト48は、また、壁20の
開口部54を経て燃焼室の内部と流体連通している入口52を備えるのが好まし
い。従って、室16の隣接燃焼領域14からの煙道ガス49は、ベンチュリ管2
2を通って流れる空気に導き入れられて喉部24でそれと混合される。
の外部燃料ガス・インジェクタ56を備えていてもよい。インジェクタ56は、
ノズル60付き細長管58を備えていているのが好ましい。ノズル60が入口1
8に関して外向きに間隔をあけた関係に置かれるように、ノズル60は、壁20
を通って伸びる開口部62を通って突き出る。すなわち、開口部62が入口18
の内縁表面30を越えて外方に配置され、従って、ノズル60は、燃焼領域14
に流入する燃焼用空気に隣接してその外側にある位置で燃料ガスの流れを前記燃
焼室16の中に向けるように配置されている。
部のまわりに45度間隔で置かれた4〜8本の燃料ガス・インジェクタ56を備
えるのが好ましい。与えられた用途のための燃料ガスインジェクタ56の正しい
数を選ぶ際の主な設計考慮は、燃料ガスが燃焼領域14の全周縁部のまわりに均
一に分配されることである。インジェクタ56は、それに燃料ガスを分配するマ
ニホルド64を備えている。
つの独立した別個の部分に分割される。一次空気の流路が矢印66によって表さ
れ、二次空気の流路が矢印68によって表され、三次空気の流路は矢印70によ
って示されている。ベンチュリ管22の形と大きさ、スワラ34の形と構成及び
入口18の形と大きさによって表されているように、一次空気66がベンチュリ
管22の中心へ移動し、それが中央にある燃料ノズル40からの燃料ガスと混合
されて、バーナ技術の定型作業者にとって周知の方法で回転するスワラ34を通
って流される。したがって、ノズル40からの一次空気66及び中央燃料ガスが
燃焼領域14の中央コア心に向けられるとき、それらが完全に混合されて攪拌さ
れる。
入る。二次空気68がスワラ34の周縁部を通るとき、それはスワラ34及び渦
巻一次空気66を囲む環状のエンベロープの形をしている。図1 を見て分かるよ
うに、燃料ガスポーカ44はスワラ34関して半径方向に外側に配置され、ポー
カノズル47からの燃料ガスが二次空気68と混合されるようなものである。し
たがって、ポーカノズル47からの直線二次空気68及び燃料ガスは、後者の中
心の半径方向に外側である位置で直線状に燃焼領域14の中へ向けられる。
ンチュリ管22の出口端部26と入口18の内縁表面30との間のギャップ32
を通過するように口35によって案内される。三次空気70は、それが燃焼領域
14に導入されるとき、ベンチュリ管22及び二次空気68を囲む環状路の形を
している。
空気流66、68と70に関して半径方向に外側の位置で燃焼室16に導入され
る。一般的に言えば、ベンチュリ管22の出口端部は、直径が、なるべくなら、
約15.24〜101.6cm(約6〜40インチ)であるのがよい。ベンチュ
リ管22の形は、バーナ10の動作に必ずしも決定的であるというわけではない
。すなわち、ベンチュリ管の形は、所望の空気流量特性によってある程度は表さ
れる。しかし、ベンチュリ管22が、できれば喉部24の直径対出口端部26の
直径の比が約1:1.2から約1:1.6の範囲にあるように形作られることが
よいと実験的に決定された。環状ギャップ32の総横断面積対ベンチュリ管22
の出口端部26の総横断面積の比ができれば、しかし必ずというのではなく、約
1:6から約1:8の範囲にあるのがよいこともことも実験的に決定された。ス
ワラ34が出口端部26から出口端部26の内径の約0.4〜約0.6倍の範囲
内にある距離のところに配置されることも、また、好ましいが、必ずしも必要と
されるというわけではない。
差は、バーナの物理設計と関連している。概念的には、一次空気流66の全ては
、スワラ34を通過する。一方、二次空気流68はスワラ34のまわりを通過し
、理論的には、それ喉部れもスワラ34を通過しない。明らかに、三次空気流7
0のどれも、スワラ34を通過しない。スワラ34は、それを通過する一次空気
流66にある程度の空力抵抗を加える。したがって、直線空気流68と70の速
度は、一次空気流66の速度より大きい。図3から分かるように、渦巻一次空気
流と直線空気流(二次+三次)の比が約0.2より大きいとき、空気抵抗が急速
に増加する。一方、渦巻一次空気流と直線空気流の比が約0.08未満のときに
、火炎安定性問題が起こる。これらのパラメータから、好適な相対空気流速度を
決定できる。したがって、実際の動作おいては、一次渦巻き空気流66の順方向
速度と直線空気流68,70の順方向速度の比は約1:1.1〜約1:1.5の
範囲内にあることが必要であるということが好まれる。
でる。図4によれば、三次空気流速度の速度の増加するとベンチュリ管22の低
圧ゾーン72におけるベンチュリ効果によって燃焼用空気に導入され得る再循環
煙道ガス49の量が減少する。三次と一次空気流の速度の比が1.5の以下であ
るとき、誘導によって再循環させられる煙道ガスの量に及ぼす影響は比較的小さ
い。しかし、この比が1.5を超えると、再循環煙道ガスの速度は急速に落ちる
。この現象はまた、一次空気速度と三次空気速度の比が1.5の以下であるのが
よいことを支持するする。本発明によれば、再循環内部煙道ガスは、バーナに供
給される燃焼用空気の総量を基準として約4%〜約8%(両端を含む)の範囲内
になるべくなければならない。そのような再循環の有効度は、図7から明らかで
ある。
中央燃料ノズル40からの燃料によって主に賄われる炎のこの部分は、炎全体の
安定と振動の原因となる。さらに、熱負荷が最小限になるときはいつでも、炎の
心は炎パイロットとしての役割を演ずる。バーナ内の状態が化学量論的であると
きに、最も安定な炎が起こることは、バーナ技術をよく知る者に周知である。 しかし、実際的な観点からは、空気の量が理論的に燃料の全てを燃焼させるのに
十分な量の70%より多く、理論的量の110%以下であるときはいつでも、炎
は十分に安定である。したがって、一次空気流の燃料/空気比は、一次空気流が
燃焼領域に入る時点で、利用できる酸素が理論的量の約70%から約110%ま
でにわたるように維持されなければならない。
0の空気過剰率の比が約1.3:1〜約2.7:1の範囲であるとき、放射され
たCOの対応する増加なしに放射されたNOxの効果的な低減がある。この比が
約1.3:1未満のときは、NOx低減はごくわずかである。この比が約2.7
を超えているときは、CO放射は容認できなくなる。前述の情報と結びつけると
、人は、現状の技術知識が局部的な空気過剰率が炎の局部的な冷却を防ぐために
なるべくなら決して2.0を超えてはならないこと及び煙道ガスの不完全燃焼生
成物の許容できない濃度を避けるためにできれば決して約0.7未満であっては
ならないことであるということを考慮に入れなければならない。これらの考慮に
基づいてかつ本発明の概念と原理に従って、一次空気流66によって与えられる
空気過剰率がなるべくなら約0.7から約1.1の範囲になければならず、二次
空気流68によって与えられる空気過剰率がなるべくなら約0.7から約2の範
囲になければならずかつ三次空気流70によって与えられる空気過剰率がなるべ
くなら約0.5から約0.7の範囲になければならないということが決定された
。
、一次燃料ガス流れは相対一次空気流と一次空気過剰率の掛け算積で、それは、
(0.08〜0.20)x(0.7〜1.1)=(0.056〜0.22)であ
る。安定及び振動問題を避けるために、熱負荷を減らすとき、そのような減少の
結果として炎の心に送られる燃料ガスの比率を増加させなければならないことが
知られている。通常、全負荷状態の下では、炎の心に送られる燃料の量は、総燃
料流量の約6%でなければならない。試験は、炎の中心に送られる燃料ガスの量
をバーナ負荷調整のほぼ4乗根である率で増加させなければならないことを示し
た。したがって、12.5:1の標準負荷調整に適応させるために、炎の心に送
られる燃料は、総燃料流量の6−4x12.5=19.6%に達しなければなら
ない。それで、一次空気流66の総燃料の量は、なるべくなら約6%から約19
%までの範囲内になければならない。これらの数は、上で計算した数に比較的近
い。
量の約65%から約85%までの範囲に及ぶとき、NOx低減の望ましい度合い
がCO放射の許容できない増加なしに達成されることが分かる。したがって、全
負荷の下では、ノズル47がそうしなければならないポーカから二次燃料ガス流
は、なるべくなら、総燃料ガス流の約9%から約29%までの範囲になければな
らない。部分負荷の下では、ポーカノズル47からの二次の燃料ガス流は、なる
べくなら、総燃料ガス流の約5%よりわずかに少なくなければならない。ポーカ
ノズル47からの全体的な二次の燃料ガス流量がなるべくならそうしなければな
らないように、約5%からの範囲、合計の約29%はガス流動に燃料を供給する
。
量がなるべくなら、バーナに供給される総燃料の約6%から約19%までの範囲
になければならない、ポーカノズル47から送られる二次燃料の流量はなるべく
なら、バーナに供給される総燃料の約5%から約29%までの範囲になければな
らず、ノズル60から供給される三次燃料の流量は、なるべくなら、バーナに供
給される総燃料の約52%から約89%までの範囲になければならないというこ
とが決定された。
流(66、68と70)の比が、なるべくなら約0.04:1から約0.08:
1までの範囲内になければならないことも決定された。この係数は、火炎安定性
と放射の間の釣合いによって決定される
大体沿ってとられた関連の要素の実施例の断面立面図。
号の数及び本発明の燃焼室バーナにおいて得られた空気圧力降下データを例示し
ているグラフ。
能内部煙道ガス再循環流量を例示しているグラフ。
及びNOx放射の低減達成度の観点から本発明のバーナの改良された性能を例示
しているグラフ。
CO及びNOx放射の低減達成度の観点から本発明のバーナの改良された性能を
例示しているグラフ。 及び
から本発明のバーナの改良された性能を例示しているグラフ。
Claims (81)
- 【請求項1】空気の流れをバーナを通し、次に燃焼室の壁にある入口を通し
て燃焼室の燃焼領域の中に向けるように配置されたベンチュリ管を備え、前記ベ
ンチュリ管は、入口端部と出口端部及び前記両端部の間に位置する喉部を有し、
前記出口端部は前記入口端部及び前記喉部より大きい内径を有し、ベンチュリ管
の前記出口端部は、燃焼室への前記入口に隣接して配置され、さらに燃焼領域と
流体連通して配置された少なくとも一つの入口及びベンチュリ管喉部と流体連通
して配置された少なくとも一つの出口を備えるダクトシステムを備え、前記ダク
トシステムは、煙道ガスの流れを前記燃焼領域に隣接した前記燃焼室内の位置か
ら前記喉部に隣接した位置で前記ベンチュリ管の中へに再循環させるように構成
され適応されており、それによって煙道ガスの前記再循環流れがベンチュリ管の
前記喉部で空気の前記流れと混合されることを特徴とするCOおよびNOx放射
を低減できる円形バーナ。 - 【請求項2】前記バーナは、前記ベンチュリ管の中に置かれ、燃料ガスの供
給を空気の前記流れに導入するように配置された少なくとも1本の第1の燃料ガ
スノズルを備える請求項1に記載の円形バーナ。 - 【請求項3】前記バーナは空気の前記流れの少なくとも一次部分がそれを通
過するように配置されたスワラを備えている請求項1に記載の円形バーナ。 - 【請求項4】ベンチュリ管の出口端部とスワラの配置は、空気の前記流れの
二次部分がスワラを通過しないようになっている請求項3に記載の円形バーナ。 - 【請求項5】前記バーナは空気の前記流れの少なくとも一次部分がそれを通
過するように配置されたスワラを備えている請求項2に記載の円形バーナ。 - 【請求項6】ベンチュリ管とスワラの出口端部の配置は、空気の前記流れの
二次部分がスワラを通過しないようになっている請求項5に記載の円形バーナ。 - 【請求項7】前記ベンチュリ管は外周縁部を有し、前記入口は内側環状縁を
有し、前記外周縁部と前記内縁がそれらの間に環状ギャップを形成しており、前
記ギャップは三次空気流をベンチュリ管の外周縁部のまわりから入口を通して前
記燃焼室の中へ向けるように配置されている請求項3に記載の円形バーナ。 - 【請求項8】前記ベンチュリ管は外周縁部を有し、前記入口は内側環状縁を
有し、前記外周縁部と前記内縁がそれらの間に環状ギャップを形成しており、前
記ギャップは三次空気流をベンチュリ管の外周縁部のまわりから入口を通して前
記燃焼室の中へ向けるように配置されている請求項4に記載の円形バーナ。 - 【請求項9】前記ベンチュリ管は外周縁部を有し、前記入口は内側環状縁を
有し、前記外周縁部と前記内縁がそれらの間に環状ギャップを形成しており、前
記ギャップは三次空気流をベンチュリ管の外周縁部のまわりから入口を通して前
記燃焼室の中へ向けるように配置されている請求項5に記載の円形バーナ。 - 【請求項10】前記ベンチュリ管は外周縁部を有し、前記入口は内側環状縁
を有し、前記外周縁部と前記内縁がそれらの間に環状ギャップを形成しており、
前記ギャップは三次空気流をベンチュリ管の外周縁部のまわりから入口を通して
前記燃焼室の中へ向けるように配置されている請求項6に記載の円形バーナ。 - 【請求項11】前記少なくとも一つの第1の燃料ガスノズルは、ベンチュリ
管の縦軸に隣接してベンチュリ管の中央にかつ燃料ガスを空気の流れの前記一次
部分に導入する位置に配置されており、前記バーナは、燃料ガスを空気の流れの
前記二次部分に導入するように配置された少なくとも一つの燃料ガスポーカノズ
ルを備えている請求項6に記載の円形バーナ。 - 【請求項12】前記少なくとも一つの第1の燃料ガスノズルは、ベンチュリ
管の縦軸に隣接してベンチュリ管の中央にかつ燃料ガスを空気の流れの前記一次
部分に導入する位置に配置されており、前記バーナは、燃料ガスを空気の流れの
前記二次部分に導入するように配置された少なくとも一つの燃料ガスポーカノズ
ルを備えている請求項10に記載の円形バーナ。 - 【請求項13】前記バーナが前記ベンチュリ管に導入される燃料油を燃焼さ
せるのに適応されている請求項1に記載の円形バーナ。 - 【請求項14】前記バーナが天然ガスを燃焼させるのに適応されている請求
項1に記載の円形バーナ。 - 【請求項15】前記バーナが天然ガスを燃焼させるのに適応されている請求
項13に記載の円形バーナ。 - 【請求項16】空気の流れをバーナを通し、燃焼室の壁にある入口を通して
燃焼室の燃焼領域の中に向けるように配置されたベンチュリ管を備え、前記ベン
チュリ管は、外周縁部及び入口端部と出口端部を有し、ベンチュリ管の前記出口
端部は、前記入口端部より大きい内径を有し、ベンチュリ管の前記出口端部は、
燃焼室への前記入口に隣接して配置され、ベンチュリ管の前記入口端部は、ベン
チュリ管の前記出口端部より前記入口から遠くに配置され、前記入口は、内縁を
備え、また前記燃焼領域に隣接した位置で前記壁を通って伸びている少なくとも
1本のインジェクタ・ノズルを備えている燃料ガス・インジェクタ裝置を備え、
前記ノズルは、入口の内縁の半径方向に外側に離れた壁の中の位置で前記燃焼室
の中に燃料ガスの流れを向けるように配置されていることを特徴とするCOとN
Ox放射を低減できる円形バーナ。 - 【請求項17】前記バーナは、前記ベンチュリ管の中に置かれ、ある燃料ガ
ス供給量を空気の前記流れに導入するように配置された少なくとも1本の第1の
燃料ガスノズルを備える請求項16に記載の円形バーナ。 - 【請求項18】前記バーナは空気の前記流れの少なくとも一次部分がそれを
通過するように配置されたスワラを備えている請求項16に記載の円形バーナ。 - 【請求項19】ベンチュリ管の出口端部とスワラの配置は、空気の前記流れ
の二次部分がスワラを通過しないようになっている請求項18に記載の円形バー
ナ。 - 【請求項20】前記バーナは空気の前記流れの少なくとも一次部分がそれを
通過するように配置されたスワラを備えている請求項17に記載の円形バーナ。 - 【請求項21】ベンチュリ管の出口端部とスワラの配置は、空気の前記流れ
の二次部分がスワラを通過しないようになっている請求項20に記載の円形バー
ナ。 - 【請求項22】環状ギャップがベンチュリ管の出口端部における前記外周縁
部と前記内縁の間に設けられ、前記ギャップは、ベンチュリ管の外周縁部のまわ
りから入口を通して前記燃焼室の中へ三次空気流を向けるように配置され、前記
インジェクタ・ノズルは、前記ギャップの半径方向に外側に配置されている請求
項18に記載の円形バーナ。 - 【請求項23】環状ギャップがベンチュリ管の出口端部における前記外周縁
部と前記内縁の間に設けられ、前記ギャップは、ベンチュリ管の外周縁部のまわ
りから入口を通して前記燃焼室の中へ三次空気流を向けるように配置され、前記
インジェクタ・ノズルは、前記ギャップの半径方向に外側に配置されている請求
項19に記載の円形バーナ。 - 【請求項24】環状ギャップがベンチュリ管の出口端部における前記外周縁
部と前記内縁の間に設けられ、前記ギャップは、ベンチュリ管の外周縁部のまわ
りから入口を通して前記燃焼室の中へ三次空気流を向けるように配置され、前記
インジェクタ・ノズルは、前記ギャップの半径方向に外側に配置されている請求
項20に記載の円形バーナ。 - 【請求項25】環状ギャップがベンチュリ管の出口端部における前記外周縁
部と前記内縁の間に設けられ、前記ギャップは、ベンチュリ管の外周縁部のまわ
りから入口を通して前記燃焼室の中へ三次空気流を向けるように配置され、前記
インジェクタ・ノズルは、前記ギャップの半径方向に外側に配置されている請求
項21に記載の円形バーナ。 - 【請求項26】前記少なくとも一つの第1の燃料ガスノズルは、ベンチュリ
管の縦軸に隣接してベンチュリ管の中央にかつ燃料ガスを空気の流れの前記一次
部分に導入する位置に配置されており、前記バーナは、燃料ガスを空気の流れの
前記二次部分に導入するように配置された少なくとも一つの燃料ガスポーカノズ
ルを備えている請求項21に記載の円形バーナ。 - 【請求項27】前記少なくとも一つの第1の燃料ガスノズルは、ベンチュリ
管の縦軸に隣接してベンチュリ管の中央にかつ燃料ガスを空気の流れの前記一次
部分に導入する位置に配置されており、前記バーナは、燃料ガスを空気の流れの
前記二次部分に導入するように配置された少なくとも一つの燃料ガスポーカノズ
ルを備えている請求項25に記載の円形バーナ。 - 【請求項28】前記バーナが前記ベンチュリ管に導入される燃料油を燃焼さ
せるのに適応されている請求項16に記載の円形バーナ。 - 【請求項29】前記管が外周縁部を有し、入口が内縁を有し、前記バーナが
前記燃焼領域に隣接した位置で前記壁を通って伸びているインジェクタ・ノズル
を備える燃料ガス・インジェクタ装置を備え、前記ノズルが前記燃焼室と流体連
通しており、入口の内縁の半径方向に外側に離れた壁の中の位置で前記燃焼室の
中に燃料ガスの流れを向けるように配置されている請求項1に記載の円形バーナ
。 - 【請求項30】前記バーナは、前記ベンチュリ管の中に置かれ、ある燃料ガ
ス供給量を空気の前記流れに導入するように配置された少なくとも1本の第1の
燃料ガスノズルを備える請求項29に記載の円形バーナ。 - 【請求項31】前記バーナは空気の前記流れの少なくとも一次部分がそれを
通過するように配置されたスワラを備えている請求項29に記載の円形バーナ。 - 【請求項32】ベンチュリ管の出口端部とスワラの配置は、空気の前記流れ
の二次部分がスワラを通過しないようになっている請求項31に記載の円形バー
ナ。 - 【請求項33】前記バーナは空気の前記流れの少なくとも一次部分がそれを
通過するように配置されたスワラを備えている請求項30に記載の円形バーナ。 - 【請求項34】ベンチュリ管の出口端部とスワラの配置は、空気の前記流れ
の二次部分がスワラを通過しないようになっている請求項33に記載の円形バー
ナ。 - 【請求項35】環状ギャップがベンチュリ管の出口端部における前記外周縁
部と前記内縁の間に設けられ、前記ギャップは、ベンチュリ管の周囲のまわりに
かつ前記燃焼室へ入口を通して三次空気流を向ける入るように配置され、前記イ
ンジェクタ・ノズルは、前記ギャップの半径方向に外側に配置されている請求項
31に記載の円形バーナ。 - 【請求項36】環状ギャップがベンチュリ管の出口端部における前記外周縁
部と前記内縁の間に設けられ、前記ギャップは、ベンチュリ管の周囲のまわりに
かつ前記燃焼室へ入口を通して三次空気流を向ける入るように配置され、前記イ
ンジェクタ・ノズルは、前記ギャップの半径方向に外側に配置されている請求項
32に記載の円形バーナ。 - 【請求項37】環状ギャップがベンチュリ管の出口端部における前記外周縁
部と前記内縁の間に設けられ、前記ギャップは、ベンチュリ管の周囲のまわりに
かつ前記燃焼室へ入口を通して三次空気流を向ける入るように配置され、前記イ
ンジェクタ・ノズルは、前記ギャップの半径方向に外側に配置されている請求項
33に記載の円形バーナ。 - 【請求項38】環状ギャップがベンチュリ管の出口端部における前記外周縁
部と前記内縁の間に設けられ、前記ギャップは、ベンチュリ管の外周縁部のまわ
りから入口を通して前記燃焼室の中へ三次空気流を向けるように配置され、前記
インジェクタ・ノズルは、前記ギャップの半径方向に外側に配置されている請求
項34に記載の円形バーナ。 - 【請求項39】前記少なくとも一つの第1の燃料ガスノズルは、ベンチュリ
管の縦軸に隣接してベンチュリ管の中央にかつ燃料ガスを空気の流れの前記一次
部分に導入する位置に配置されており、前記バーナは、燃料ガスを空気の流れの
前記二次部分に導入するように配置された少なくとも一つの燃料ガスポーカノズ
ルを備えている請求項34に記載の円形バーナ。 - 【請求項40】前記少なくとも一つの第1の燃料ガスノズルは、ベンチュリ
管の縦軸に隣接してベンチュリ管の中央にかつ燃料ガスを空気の流れの前記一次
部分に導入する位置に配置されており、前記バーナは、燃料ガスを空気の流れの
前記二次部分に導入するように配置された少なくとも一つの燃料ガスポーカノズ
ルを備えている請求項38に記載の円形バーナ。 - 【請求項41】前記バーナが前記ベンチュリ管に導入される燃料油を燃焼さ
せるのに適応されている請求項29に記載の円形バーナ。 - 【請求項42】前記バーナが前記ベンチュリ管に導入される燃料油を燃焼さ
せるのに適応されている請求項30に記載の円形バーナ。 - 【請求項43】円形バーナを備えたベンチュリ管を低減CO及びNOxで作
動する方法において、前記ベンチュリ管は、端部、出口端部と喉部が前記入口端
部と前記出口端部の間に配置した入口を有し、ベンチュリ管の前記出口端部が前
記入口端部と前記喉部より大きい内径を有し、ベンチュリ管の前記出口端部が燃
焼室への入口に隣接して配置され、ベンチュリ管の前記入口端部がベンチュリ管
の前記出口端部より前記入口から遠くに配置されているとき、 前記方法が空気の流れを前記ベンチュリ管を通し、前記入口を通して前記燃焼室
の燃焼領域に向けるステップと、前記燃焼領域に隣接した前記燃焼室内の位置か
ら前記喉部に隣接した位置で前記ベンチュリ管内に煙道ガスを再循環させるステ
ップからなり、それによって前記再循環煙道ガスをベンチュリ管の前記喉部で空
気の前記流れと混合することを特徴とする円形バーナを備えた低NOx及びCO
の円形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法。 - 【請求項44】燃料ガスの第1の供給量を空気の前記流れに導入するステッ
プを含む請求項43に記載の円形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法。 - 【請求項45】少なくとも空気の前記流れの一次部分にスワラを通過させる
ステップを含む請求項43に記載の円形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法
。 - 【請求項46】空気の前記流れの二次部分がスワラを通過しない請求項45
に記載の円形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法。 - 【請求項47】少なくとも空気の前記流れの一次部分にスワラを通過させる
ステップを含む請求項44に記載の円形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法
。 - 【請求項48】空気の前記流れの二次の部分は、スワラを通過しない請求項
47に記載の円形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法。 - 【請求項49】前記ベンチュリ管が外周縁部を備え、環状ギャップがベンチ
ュリ管の出口端部にある前記外周縁部と前記入口の内縁との間に設けられ、前記
方法が三次空気流れに、ベンチュリ管の外周縁部のまわりをギャップを通して前
記燃焼室に流入させるステップを含む請求項45に記載の円形バーナを備えたベ
ンチュリ管の作動方法。 - 【請求項50】前記ベンチュリ管が外周縁部を備え、環状ギャップがベンチ
ュリ管の出口端部にある前記外周縁部と前記入口の内縁との間に設けられ、前記
方法が三次空気流れに、ベンチュリ管の外周縁部のまわりをギャップを通して前
記燃焼室に流入させるステップを含む請求項46に記載の円形バーナを備えたベ
ンチュリ管の作動方法。 - 【請求項51】前記ベンチュリ管が外周縁部を備え、環状ギャップがベンチ
ュリ管の出口端部にある前記外周縁部と前記入口の内縁との間に設けられ、前記
方法が三次空気流れに、ベンチュリ管の外周縁部のまわりをギャップを通して前
記燃焼室に流入させるステップを含む請求項47に記載の円形バーナを備えたベ
ンチュリ管の作動方法。 - 【請求項52】前記ベンチュリ管が外周縁部を備え、環状ギャップがベンチ
ュリ管の出口端部にある前記外周縁部と前記入口の内縁との間に設けられ、前記
方法が三次空気流れに、ベンチュリ管の外周縁部のまわりをギャップを通して前
記燃焼室に流入させるステップを含む請求項48に記載の円形バーナを備えたベ
ンチュリ管の作動方法。 - 【請求項53】燃料ガスの前記第1の供給量が空気の流れの前記一次部分に
導入され、燃料ガスの第2の別個の供給量が空気の流れの前記二次部分に導入さ
れる請求項48に記載の円形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法。 - 【請求項54】燃料ガスの前記第1の供給量が空気の流れの前記一次部分に
導入され、燃料ガスの第2の別個の供給量が空気の流れの前記二次部分に導入さ
れる請求項52に記載の円形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法。 - 【請求項55】燃料油が空気の前記流れに導入される請求項43に記載の円
形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法。 - 【請求項56】円形バーナを備えたベンチュリ管を低減CO及びNOxで作
動させる方法において、前記ベンチュリ管を通し、内縁を有する前記入口を通し
て前記燃焼室の燃焼領域に空気の流れを向けるステップと、燃料ガスの流れを前
記燃焼室の中へ入口の前記内縁を半径方向に越えて前記燃焼領域に隣接した位置
で噴射するステップからなる円形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法。 - 【請求項57】燃料ガスの第1の供給量を空気の前記流れに導入するステッ
プを含む請求項56に記載の円形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法。 - 【請求項58】少なくとも空気の前記流れの一次部分にスワラを通過させる
ステップを含む請求項56に記載の円形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法
。 - 【請求項59】空気の前記流れの二次部分がスワラを通過しない請求項56
に記載の円形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法。 - 【請求項60】少なくとも空気の前記流れの一次部分にスワラを通過させる
ステップを含む請求項57に記載の円形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法
。 - 【請求項61】空気の前記流れの二次部分がスワラを通過しない請求項60
に記載の円形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法。 - 【請求項62】前記ベンチュリ管が外周縁部を備え、環状ギャップがベンチ
ュリ管の出口端部にある前記外周縁部と前記入口の内縁との間に設けられ、前記
方法が三次空気流れに、ベンチュリ管の外周縁部のまわりをギャップを通して前
記燃焼室に流入させるステップを含む請求項58に記載の円形バーナを備えたベ
ンチュリ管の作動方法。 - 【請求項63】前記ベンチュリ管が外周縁部を備え、環状ギャップがベンチ
ュリ管の出口端部にある前記外周縁部と前記入口の内縁との間に設けられ、前記
方法が三次空気流れに、ベンチュリ管の外周縁部のまわりをギャップを通して前
記燃焼室に流入させるステップを含む請求項59に記載の円形バーナを備えたベ
ンチュリ管の作動方法。 - 【請求項64】前記ベンチュリ管が外周縁部を備え、環状ギャップがベンチ
ュリ管の出口端部にある前記外周縁部と前記入口の内縁との間に設けられ、前記
方法が三次空気流れに、ベンチュリ管の外周縁部のまわりをギャップを通して前
記燃焼室に流入させるステップを含む請求項60に記載の円形バーナを備えたベ
ンチュリ管の作動方法。 - 【請求項65】前記ベンチュリ管が外周縁部を備え、環状ギャップがベンチ
ュリ管の出口端部にある前記外周縁部と前記入口の内縁との間に設けられ、前記
方法が三次空気流れに、ベンチュリ管の外周縁部のまわりをギャップを通して前
記燃焼室に流入させるステップを含む請求項61に記載の円形バーナを備えたベ
ンチュリ管の作動方法。 - 【請求項66】燃料ガスの前記第1の供給量が空気の流れの前記一次部分に
導入され、燃料ガスの第2の別個の供給量が空気の流れの前記二次部分に導入さ
れる請求項61に記載の円形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法。 - 【請求項67】燃料ガスの前記第1の供給量が空気の流れの前記一次部分に
導入され、燃料ガスの第2の別個の供給量が空気の流れの前記二次部分に導入さ
れる請求項65に記載の円形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法。 - 【請求項68】燃料油が空気の前記流れに導入される請求項56に記載の円
形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法。 - 【請求項69】前記入口が内縁を有し、前記方法が燃料ガスの流れを前記燃
焼室の中へ入口の前記内縁を半径方向に越えて前記燃焼領域に隣接した位置で噴
射するステップを備える請求項43に記載の円形バーナを備えたベンチュリ管の
作動方法。 - 【請求項70】燃料ガスの第1の供給量を空気の前記流れに導入するステッ
プを含む請求項69に記載の円形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法。 - 【請求項71】少なくとも空気の前記流れの一次部分にスワラを通過させる
ステップを含む請求項69に記載の円形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法
。 - 【請求項72】空気の前記流れの二次の部分は、スワラを通過しない請求項
71に記載の円形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法。 - 【請求項73】少なくとも空気の前記流れの一次部分にスワラを通過させる
ステップを含む請求項70に記載の円形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法
。 - 【請求項74】空気の前記流れの二次の部分は、スワラを通過しない請求項
73に記載の円形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法。 - 【請求項75】前記ベンチュリ管が外周縁部を備え、環状ギャップがベンチ
ュリ管の出口端部にある前記外周縁部と前記入口の内縁との間に設けられ、前記
方法が三次空気流れに、ベンチュリ管の外周縁部のまわりをギャップを通して前
記燃焼室に流入させるステップを含む請求項71に記載の円形バーナを備えたベ
ンチュリ管の作動方法。 - 【請求項76】前記ベンチュリ管が外周縁部を備え、環状ギャップがベンチ
ュリ管の出口端部にある前記外周縁部と前記入口の内縁との間に設けられ、前記
方法が三次空気流れに、ベンチュリ管の外周縁部のまわりをギャップを通して前
記燃焼室に流入させるステップを含む請求項72に記載の円形バーナを備えたベ
ンチュリ管の作動方法。 - 【請求項77】前記ベンチュリ管が外周縁部を備え、環状ギャップがベンチ
ュリ管の出口端部にある前記外周縁部と前記入口の内縁との間に設けられ、前記
方法が三次空気流れに、ベンチュリ管の外周縁部のまわりをギャップを通して前
記燃焼室に流入させるステップを含む請求項73に記載の円形バーナを備えたベ
ンチュリ管の作動方法。 - 【請求項78】前記ベンチュリ管が外周縁部を備え、環状ギャップがベンチ
ュリ管の出口端部にある前記外周縁部と前記入口の内縁との間に設けられ、前記
方法が三次空気流れに、ベンチュリ管の外周縁部のまわりをギャップを通して前
記燃焼室に流入させるステップを含む請求項74に記載の円形バーナを備えたベ
ンチュリ管の作動方法。 - 【請求項79】燃料ガスの前記第1の供給量が空気の流れの前記一次部分に
導入され、燃料ガスの第2の別個の供給量が空気の流れの前記二次部分に導入さ
れる請求項74に記載の円形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法。 - 【請求項80】燃料ガスの前記第1の供給量が空気の流れの前記一次部分に
導入され、燃料ガスの第2の別個の供給量が空気の流れの前記二次部分に導入さ
れる請求項78に記載の円形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法。 - 【請求項81】燃料油が空気の前記流れに導入される請求項69に記載の円
形バーナを備えたベンチュリ管の作動方法。
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