JP2009522537A - 触媒又は高温酸化剤不在の無炎燃焼のためのシステム、装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (48)
- 内部表面によって定義される燃焼室内で無炎燃焼を引き起こし且つ維持する方法であって:
前記燃焼室の前記内部表面にほぼ平行な第一空気通路の周りにほぼ円錐形の散布パターンで、第一空気噴射ノズルを経て前記燃焼室に空気を導入するステップ;
前記燃焼室内に燃焼排ガスを供給するステップ;
前記燃焼室の前記内部表面にほぼ平行な第一燃料ガス通路の周りにほぼ円錐形の散布パターンで、第一燃料ガスチップを経て前記燃焼室に燃料ガスを導入するステップ;
前記燃料ガスを前記燃焼排ガスで不活性化するステップ;
前記空気を前記燃焼排ガスで不活性化するステップ;及び
不活性化された空気及び不活性化された燃料ガスの前記ほぼ円錐形の散布が無炎燃焼境界領域内の分子混合物中に拡散し、且つ、前記分子混合物の自動点火温度に達し或いは超えるように、前記空気及び前記燃料ガスを別々に導入し続けるステップ;
を有する方法。 - 前記分子混合物は、混合温度を有し、前記混合温度は、1000°Fから1400°Fの範囲内である、
請求項1の方法。 - 同時に出口手段を提供しながら、ほぼ1000°Fから1400°Fの間である前記分子混合物の混合温度を維持するステップであり、それにより、前記燃焼室への前記燃料ガス及び前記空気の導入を考慮しながら前記燃焼室の内圧が均一化されるところのステップを更に有する、
請求項2の方法。 - 前記出口手段は、排気ダクトである、
請求項3の方法。 - 前記内部表面は、凸面、凹面、ストレート、又は、それらの組み合わせである、
請求項1の方法。 - 前記空気は、ほぼ850°F以上の範囲にある温度にまで予熱される、
請求項1の方法。 - 前記燃料ガスは、H2、CO、CH4、C2H6、C2H4、C3H8、C3H6、C4H10、C4H8、C5H12及びC6H14の燃料ガスから選択される、
請求項1の方法。 - 1000°Fから1400°Fの間の前記混合温度を維持することにより無炎燃焼を維持するステップは、ソフトウェア制御の温度検知手段に従って燃料ガスの導入を制御するステップを更に有する、
請求項3の方法。 - 1000°Fから1400°Fの間の前記混合温度を維持することにより無炎燃焼を維持するステップは、ソフトウェア制御の温度検知手段に従って空気の導入を制御するステップを更に有する、
請求項3の方法。 - 1000°Fから1400°Fの間の前記混合温度を維持することにより無炎燃焼を維持するステップは、5〜8ppmの間の範囲の量のNOx排出物を生成する、
請求項3の方法。 - 前記NOx排出物の量を約3ppmに更に低減させるために、前記出口手段の下流に貴金属スクリーンを提供するステップを更に有する、
請求項10の方法。 - 前記貴金属スクリーンは、金、銀、白金、パラジウム、タンタル、ロジウム、ルテニウム、レニウム、オスミウム及びイリジウムを含む群から選択される貴金属で作られる、
請求項11の方法。 - 前記貴金属スクリーンは、貴金属合金で作られる、
請求項11の方法。 - 不活性空気及び不活性燃料ガスの前記ほぼ円錐形の散布は、前記ほぼ平行な第一空気通路及び第一燃料ガス通路の間で相互に拡散する、
請求項1の方法。 - 前記空気の前記燃焼排ガスによる不活性化は、前記第一空気噴射ノズルのところにミキサーブレードを取り付けることによって促進される、
請求項1の方法。 - 前記燃焼室内に燃焼排ガスを供給するステップは、前記燃焼室内に外部で生成された燃焼排ガスを導入することによって実行される、
請求項1の方法。 - 前記燃焼室内に燃焼排ガスを供給するステップは、前記燃焼室内で燃焼排ガスを創出することによって実行される、
請求項1の方法。 - 前記燃焼室の前記内部表面にほぼ平行な第二空気通路の周りにほぼ円錐形の散布パターンで空気を導入するために配置された第二空気噴射ノズルを提供するステップを更に有する、
請求項1の方法。 - 前記第一空気噴射ノズルから下流にあり、また、前記燃焼室の前記内部表面にほぼ平行な第二空気通路の周りにほぼ円錐形の散布パターンで空気を導入するために配置された第二空気噴射ノズルを提供するステップを更に有する、
請求項1の方法。 - 前記燃焼室の前記内部表面にほぼ平行な第二燃料ガス通路の周りにほぼ円錐形の散布パターンで燃料ガスを導入するために配置された第二燃料ガスチップを提供するステップを更に有する、
請求項1の方法。 - 前記第一燃料ガスチップから下流にあり、また、前記燃焼室の前記内部表面にほぼ平行な第二燃料ガス通路の周りにほぼ円錐形の散布パターンで燃料ガスを導入するために配置された第二燃料ガスチップを提供するステップを更に有する、
請求項1の方法。 - 前記第一燃料ガスチップから下流に間隔を空けて前記第一空気噴射ノズルを配置するステップを更に有する、
請求項1の方法。 - 燃焼室内で従来型の燃焼から無炎燃焼に切り換える方法であって:
内部表面、及び、前記燃焼室内に熱空気を噴射するために前記内部表面に配置される熱空気噴射ノズルを有する燃焼室を提供するステップ;
前記燃焼室の前記内部表面に配置されるバーナーを提供するステップであり、前記燃焼室が:
前記燃焼室の前記内部表面に配置される排気ダクト内の燃料ガスチップ;
前記燃焼室内に外気を噴射するために前記内部表面に配置される外気噴射ノズル;
排気ダクトからの燃焼排ガス、及び、前記燃料ガスチップからの燃料ガスを受け入れるために配置されるベンチュリであり、前記外気噴射ノズルを通じて前記燃焼室内に前記燃焼排ガス及び前記燃料ガスを提供するベンチュリ;及び
前記ベンチュリの下流で前記内部表面に配置されるパイロットガスチップ;
を有するところのステップ;
前記外気噴射ノズルを経て前記燃焼室内に外気を導入するステップ;
前記燃焼室内に燃焼排ガスを供給するステップ;
前記燃料ガスチップを経て燃料ガスを導入するステップ;
前記燃焼排ガスで前記燃料ガスを不活性化するステップ;
従来型の燃焼を開始するために前記パイロットガスチップを点火するステップ;
同時に前記熱空気噴射ノズルを経て前記燃焼室内に熱空気を導入しながら、前記外気噴射ノズルを通じた前記外気の流量を減少させるステップであり、外気の流量の減少が熱空気の流量の増加に実質的に等しいところのステップ;
前記燃焼排ガスで前記熱空気を不活性化するステップ;
前記外気の流量をなくすステップ;
無炎燃焼を引き起こすべく前記不活性化された熱空気及び前記不活性化された燃料ガスが分子混合物中に拡散し且つ前記分子混合物の自動点火温度に達し或いは超えるよう、燃料ガス及び熱空気を導入し続けるステップ;
を有する方法。 - 前記分子混合物は、1000°Fから1400°Fの範囲にある混合温度を有する、
請求項23の方法。 - 無炎燃焼を引き起こし且つ維持する装置であって:
内部表面を有する燃焼室;
前記内部表面における第一排気ダクト;
前記燃焼室の前記内部表面に配置される第一バーナーであり:
前記燃焼室内に外気を噴射するよう配置される第一外気噴射ノズル;
燃料ガスチップから燃料ガスを受け入れるよう配置されるベンチュリ;
前記ベンチュリの下流にある外気及び燃料ガスの混合物を選択的に点火するよう前記ベンチュリの下流に配置される第一パイロットガスチップ;
を有する第一バーナー;及び
前記内部表面に配置される第一熱空気噴射ノズル;
を有する装置。 - 前記第一熱空気噴射ノズルは、前記第一燃料ガスチップの下流にある、
請求項25の装置。 - 前記内部表面に配置される第二排気ダクトを更に有する、
請求項25の装置。 - 前記第一ベンチュリは、前記第一排気ダクト内に配置され、また、前記第一外気ノズルと連通する、
請求項25の装置。 - 前記第一パイロットガスチップは、前記第一外気噴射ノズルの下流にある、
請求項25の装置。 - 前記内部表面に配置される第二バーナーを更に有する、
請求項25の装置。 - 前記内部表面に配置される第二熱空気噴射ノズルを更に有する、
請求項25の装置。 - 前記第一熱空気噴射ノズル及び前記第二熱空気噴射ノズルは、前記第一燃料ガスチップの下流に置かれる、
請求項31の装置。 - 前記内部表面は、凸面、凹面、ストレート、又は、それらの組み合わせである、
請求項25の装置。 - 前記第一空気噴射ノズル上にミキサーブレードを更に有する、
請求項25の装置。 - 前記第一排気ダクトの下流に置かれる貴金属スクリーンを更に有する、
請求項25の装置。 - 前記貴金属スクリーンは、金、銀、白金、パラジウム、タンタル、ロジウム、ルテニウム、レニウム、オスミウム及びイリジウムを含む群から選択される貴金属で作られる、
請求項35の装置。 - 前記貴金属スクリーンは、貴金属合金で作られる、
請求項35の装置。 - 前記燃焼室は、第一熱伝導冷却コイルを更に有する、
請求項25の装置。 - 前記燃焼室の前記内部表面は、コーベルによって、第一層と第二層とに分離される、
請求項25の装置。 - 前記第一層は、前記第一バーナー及び第一熱空気噴射ノズルを有し、また、前記第二層は、第一バーナー及び第一熱空気噴射ノズルを有する、
請求項39の装置。 - 前記第一層における空気、燃料ガス及び燃焼排ガスは、第一方向に移動し、また、前記第二層における空気、燃料ガス及び燃焼排ガスは、反対の第二方向に移動する、
請求項39の装置。 - 統合型ヒータ/バーナー装置の燃焼室内で無炎燃焼を引き起こし且つ維持するためのシステムであって:
燃焼室であり、外気、熱空気及び燃料ガスが該燃焼室に入り、また、燃焼排ガスが該燃焼室を出るところの燃焼室;
前記燃焼室の出口からの前記燃焼排ガスを用いて熱伝導冷却コイルを加熱するために、前記燃焼室の下流に置かれる対流セクション;
前記対流セクションの下流に置かれる、スタックダンパを有するスタックであり、該スタックダンパが開いているときに自然通風運転を可能とし、該スタックダンパが閉じているときに空気予熱運転を可能とするところのスタック;
外気を熱空気に変えるために前記燃焼室の上流に置かれる空気予熱器;
前記空気予熱器を経て前記燃焼室に熱空気を供給するために前記空気予熱器の上流に置かれる、押し込み送風機ダンパを有する押し込み送風機;及び
前記空気予熱器を通じて前記燃焼排ガスを引き出し、前記スタックに前記燃焼排ガスを供給するために前記空気予熱器の下流で且つ前記スタックの上流で前記燃焼排ガス側に置かれる、引き出し送風機ダンパを有する引き出し送風機;
を有するシステム。 - 前記燃焼室を出る前記燃焼排ガスは、5〜8ppmの範囲にあるNOx排出量を有する、
請求項42のシステム。 - NOx排出量を約3ppmまで更に低減させるために前記燃焼室の下流で且つ前記対流セクションの上流に置かれる貴金属スクリーンを更に有する、
請求項42のシステム。 - 前記貴金属スクリーンは、金、銀、白金、パラジウム、タンタル、ロジウム、ルテニウム、レニウム、オスミウム及びイリジウムを含む群から選択される貴金属で作られる、
請求項44のシステム。 - 前記貴金属スクリーンは、貴金属合金で作られる、
請求項44のシステム。 - 前記外気の供給、前記スタックダンパ、前記押し込み送風機ダンパ及び前記吸い出し送風機ダンパは、コンピュータプログラムを用いて自動的に制御される、
請求項44のシステム。 - 前記外気の供給、前記スタックダンパ、前記押し込み送風機ダンパ及び前記吸い出し送風機ダンパは、手動で制御される、
請求項44のシステム。
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