JP2619973B2

JP2619973B2 - 超低量汚染物質排出燃焼法および装置

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Publication number: JP2619973B2
Application number: JP17721490A
Authority: JP
Inventors: マーク・ジェイ・キンキス
Original assignee: インスティチュート・オブ・ガス・テクノロジー
Priority date: 1990-07-04
Filing date: 1990-07-04
Publication date: 1997-06-11
Anticipated expiration: 2012-06-11
Also published as: JPH0468203A

Description

【発明の詳細な説明】発明の背景発明の分野本発明は、比較的少量の燃料および比較的低いまたは
高い百分率の化学量論的空気必要量を用いる第一の燃焼
室と、大量の燃料を過剰の空気と共に用いる第二の燃焼
室とを用い、両燃焼室がサイクロン流を有する、化石燃
料の超低量汚染物質排出燃焼用の装置および方法に関す
る。第二の燃焼室は、一定の関係で第一の燃焼室よりも
大きい。稀釈室を用いることができる。これらを条件下
での燃焼により、窒素酸化物（NO_x）、一酸化炭素（C
O）および総炭化水素（THC）の排出量は超低量とされ
る。

従来の技術ノズルを用いて燃料と空気を燃焼室内部で混合する多
段式燃焼器が従来から存在する。また、他の従来の設計
のものに、燃料と空気を部分的にプレミックスした後、
この燃料／空気混合物を燃焼室に導入すものがある。燃
料と空気を完全にプレミックスした後、この燃料／空気
混合物を燃焼室に導入する従来の他の設計の燃焼器に、
一段階燃焼法を用いるものがあるが、これは極めて過剰
の空気では高い火炎安定性を生じない。

米国特許第4,112,676号明細書に、少量の燃料を上流
先端に注入して拡散燃焼用の富燃料空気混合物を形成す
る燃焼器が記載されている。貧燃料／空気混合物は、こ
れをバーナーの軸方向に間隔をおいて配置された複数の
入口から導入すると、還元され、熱形成された窒素酸化
物の化合物を与える一連の低温度のプレミックス火炎を
生じさせる。この米国特許第4,112,676号明細書には、
燃焼室を通るサイクロン流については記載がない。

米国特許第4,598,553号明細書は、燃料／空気混合物
を第一段階の渦巻バーナーから上流の燃焼室に注入する
２段式ガスタービン燃焼器について記載している。この
主たる下流バーナーには、空気を渦巻かせるべく環状の
通路に配置された多数の羽根で形成された多数の空気内
が設けられている。供給燃料の流速が大きい場合、空気
口からの燃料は、第二のバーナーの内周面から外周面の
方に移動して更によく混合するようにする。

米国特許第4,382,771号明細書は、複数の次第に大き
くなる燃焼室が制限オリフィスをして連絡するガスおよ
び水蒸気発生器について記載している。燃料と空気は、
３つの室のうち２室の上流先端で導入され、また水は下
流に導入されて飽和または過熱水蒸気を燃焼生成物と一
緒に生成させる。水の燃料に対する比率は比較的高い。

米国特許第4,385,490号明細書は、第一の燃焼室およ
び第一燃焼室に隣接する下流の直径および容量が更に大
きい第二の燃焼室を有する段階式燃焼器について記載し
ている。燃料は全て第一燃焼室の上流先端に注入され
る。空気は両燃焼室に接線方向に供給することができ、
かくして窒素酸化物および一酸化炭素の排出が減少され
る。

米国特許第4,427,362号明細書は、燃料を全て第一の
燃焼ゾーンに導入し、その際燃焼は燃料の完全燃焼に必
要な酸素の化学量論的総量の約45％〜75％の量の燃焼用
空気で起る、窒素酸化物の排出を低下させる燃焼方法に
ついて記載している。残留する燃料および燃焼生成物は
少なくとも1800゜Kの温度に、この混合物の窒素酸化物含
量を所望の水準まで減少させるのに十分な時間保持さ
れ、続いて１か所以上の追加燃焼ゾーンに空気を加えて
約1600゜K〜2000゜Kの温度で燃焼を完結させるようにす
る。

米国特許第3,368,604号明細書は、制限オリフィスに
よって連結された二つの燃焼室を有する燃焼装置につい
て記載している。燃料は全て第一の燃焼室に注入され、
一方燃焼用空気は両燃焼室に導入される。

米国特許第4,651,534号明細書は、燃料は全て燃焼器
の上流先端に注入する二段階燃焼を行なうガスタービン
燃焼器について記載している。第二段階の燃焼ゾーンの
断面積は第一段階のものよりも大きい。入口空気の18％
を第一および第二の各燃焼区域に導入して燃料と混合
し；入口空気の12％および８％を第一燃焼区域および第
二燃焼区域にそれぞれ導入して渦巻き冷却流を発生さ
せ；そして入口空気の最後の44％を排気区域に導入して
排気ガスを冷却する。

米国特許第3,915,619号明細書は、第一および第二の
燃焼ゾーンに別々の空気流を供給して第一燃焼ゾーンか
ら熱を取り除くようにし、その熱を両燃焼ゾーンから下
流の間隔を置いた領域にある燃焼器に再導入するように
するダスタービン燃焼器について記載している。燃料は
全て燃料と空気のコントロールされた混合が行われるよ
うに第一の燃焼区分の上流先端において空気の渦巻流に
導入される。

米国特許第4,021,186号明細書は、第一の燃焼が第一
の燃焼室で化学量論以下の条件で生じる２段式燃焼器に
ついて記載している。空気は第一の燃焼室の出口で、空
気が第一燃焼室を出て来る煙道ガスと完全に混合して炉
火室内で、あるいはまた第二の燃焼室内で第二の燃焼を
起こさせるように注入される。

米国特許第3,736,747号明細書は、一つの燃焼室のハ
ウジング内部に３か所の別個の燃焼ゾーンが有る燃焼器
について記載している。燃料は全て第一の燃焼ゾーンの
上流先端に導入され、富燃料火炎中で燃焼せしめられ
る。この火炎は、空気が渦巻いて火炎を包含し且つ冷却
することによって再生冷却される。

米国特許第4,375,949号明細書は、２段式燃焼器の第
一段階の上流先端において導入燃料を少なくとも部分的
に燃焼させる方法について記載している。燃料を、第一
段階で、煙および／または炭素を減少させる条件下で部
分的に燃焼させた後、部分的に燃焼した燃料をその中の
窒素酸化物の量を減少させる作用がある実質的に不揮発
性の触媒と接触させる。

米国特許第4,405,587号明細書は、排気流中の窒素酸
化物の濃度を、化学量論的に不足の酸素を用いて約2000
゜F〜約3000゜Fの温度で燃焼させて還元状態にし、続いて
燃焼排気流中にある可燃物を酸化することによって減少
させる方法について記載している。

発明の要約本発明の１つの目的は、窒素酸化物（NO_x）、一酸化
炭素（CO）および総炭化水素（THC）の汚染物質排出量
を超低量にする化石燃料燃焼用の装置と方法を提供する
ことである。好適な化石燃料は天然ガス、噴霧油および
微粉砕石炭であり、天然ガスが好ましい。

本発明のもう一つの目的は、第一段階の燃焼が、総燃
料の約１％〜約20％の第一の燃料部をその第一燃料部が
完全燃焼するための化学量論的必要量の約140％〜約230
％の量の第一の燃焼用空気と混合して燃焼させる、化石
燃料燃焼用の装置および方法を提供することである。第
二段階の燃焼は、第一の燃焼室からの全未燃焼燃料と、
総燃料の約80％〜約90％の第二の添加燃料部とを、第二
の燃焼室でその第二燃料が完全燃焼するための化学量論
的必要量の約150％〜約260％の量の第二の燃焼用空気と
混合して燃焼させることから成る。

もう一つの態様においては、第１燃料部の化学量論的
燃焼の約40％〜約90％の量の第一の燃焼用空気が、第一
燃焼室に導入される。第一燃焼室からの還元ガスは第二
の燃焼室に進めらる。

化石燃料の超低量汚染物質排出燃焼用装置は、第一の
細長形サイクロン燃焼室を画成する第一の上流先端、第
一の下流先端および少なくとも一つの第一の壁を有す
る。第二の上流先端、第二の下流先端および少なくとも
一つの第二の壁が、第二の細長形サイクロン燃焼室を画
成している。稀釈室上流先端、下流先端および少なくと
も一つの稀釈室壁が細長形稀釈室を画成している。

第一燃焼室は第二燃焼室と連通し、第二燃焼室は稀釈
室と連通している。稀釈室には、外部大気またはタービ
ン等と連通している排出口がある。

第一燃料部用の入口ノズルは第一の燃焼室と連絡し
て、燃焼器で燃焼させる化石燃料の総量の約１％〜約20
％の第一の燃料部を導入するためのものである。第一の
燃焼用空気も第一入口ノズルを通って第一燃焼室に、第
一燃料部が完全燃焼するための化学量論的必要量の約14
0％〜約230％の量で導入される。第一燃焼用空気および
第一燃料部は完全に混合されて第一の燃料／空気混合物
を形成した後、第一燃焼室に導入される。点火装置を第
一燃焼室内部に備え付けて第一燃焼室内部で第一燃料／
空気混合物に点火するようにする。第一の燃料／空気混
合物は第一燃焼室において約2000゜F〜2700゜Fで燃焼され
て汚染物質排出量が超低量である最初の燃焼生成物を生
成させる。最初の燃焼温度は、第一燃焼室に導入される
第一燃焼用空気の量で調節する。別の態様において、第
一燃焼用空気は第一燃焼室に第一燃料部が完全燃焼する
ための化学量論的必要量の量の約40％〜約90％の量で導
入される。第一燃焼室での不完全燃焼によって不完全燃
焼生成物には未燃焼燃料が含まれる。

最初の燃焼生成物を第二の燃焼室に導入する。燃料の
総量の約80％〜約90％の第二の燃料部が第二燃焼室に第
二の入口ノズルを通って導入される。第二の燃焼用空気
も第二入口ノズルを通って第二燃焼室のその燃焼室に導
入される燃料が完全燃焼するための化学量論的必要量の
約150％〜約260％の量で導入される。第二燃焼用空気お
よび第二燃料部は第二の燃料／空気混合物を形成すべく
混合された後第二燃焼室に導入される。第二燃料／空気
混合物は第二燃焼室内で約1700゜F〜1700゜Fで燃焼され、
汚染物質排出量が超低量である最終燃焼生成物を生成さ
せる。第二の燃焼温度は第二燃焼室に導入される第二燃
焼用空気の量によって調節する。

最終燃焼生成物および最初の燃焼生成物を第二燃焼室
で混合して混合燃焼生成物を形成し、それを稀釈室に導
入する。稀釈室空気を稀釈室に導入する。そうすると、
汚染物質排出量が超低量のと汚染空気が約100゜F〜約250
0゜Fの温度で生ずる。この超低量汚染物質排出量汚染空
気を稀釈室から排出する．本発明の好ましい１態様において、第一燃焼室、第二
燃焼室および稀釈室はそれぞれほぼ円筒形の形状をな
し、且つ縦列している。第一燃焼室の下流先端は第二の
燃焼室の上流先端と連通し、第二燃焼室の下流先端は稀
釈室の上流先端と連通している。

第一の燃焼室の断面積は第二燃焼室の断面積の約４％
〜約30％である。第一燃焼室の容積は第一および第二の
燃焼室を合わせた総容積の約１％〜約20％である。稀釈
室の容積は第二燃焼室の容積の約50％〜約250％であ
る。

少なくとも１つの第一入口ノズルを第一の燃焼室のそ
の上流先端付近の第一の壁を通して接線方向に備え付
け、燃料および空気を燃焼室壁に関して接線方向に導入
する。少なくとも１つの第二入口ノズルを第二の燃焼室
の上流先端付近の第二の壁を通して接線方向に備え付
け、燃料および空気を燃焼室壁に関して接線方向に導入
する。少なくとも１つの稀釈室空気入口ノズルを稀釈室
上流先端付近の稀釈室壁を通して接線方向に備え付け、
稀釈室壁に関して接線方向に空気を導入する。

本発明の１つの好ましい実施態様において、第一燃焼
室に供給される第一燃焼用空気および第一燃料部は、完
全にプレミックスされて第一の燃料／空気混合物を形成
し、その後混合物を少なくとも１つの第一入口ノズルに
導入する。第二の燃焼室に供給される第二燃焼用空気お
よび第二燃料部をプレミックスして第二の燃料／空気混
合物を形成した後、少なくとも１つの第二入口ノズルに
導入することも好ましい。

本発明のもう一つの好ましい態様において、第一燃焼
室の下流先端は第一の燃焼室の直径よりも直径が小さい
第一のオリフィスを有し、最初の燃焼生成物を第一燃焼
室から第二燃焼室に排出するようにすることができる。

第二燃焼室の下流先端は第二の燃焼室の直径よりも直
径が小さい第二のオリフィスを有し、完全燃焼生成物を
第二燃焼室から稀釈室に排出するようにすることができ
る。稀釈室の下流先端は稀釈室の直径よりも直径が小さ
い稀釈室オリフィスを有し、汚染空気を、外部大気かま
たはタービン等に排出するようにすることができる。こ
れらのオリフィスはこれらの室と同心円上にあるのが好
ましい。

本発明の一つの態様において、少なくとも１つの第一
の入口ノズルはその上流先端で、第一の壁に関して軸方
向に位置し、燃料および空気を第一の稀釈室に導入する
ようにすることができる。

好ましい実施態様の説明本発明の前記の、および他の特徴、並びにそれらを活
性する方法を更に明らかする。本発明自体は図面と共に
示される下記の具体的な態様の説明を参考にすれば最も
よく理解できるであろう。

第１図は、本発明の一つの態様による化石燃料の超低
量汚染物質排出燃焼用装置の側断面図を表わす。上流先
端11、下流先端12および少なくとも一つの壁13は、第一
の燃焼室10を画成する。第一燃焼室10が、サイクロン流
を可能にする任意の好適な断面形状、好ましくはほぼ円
筒形の形状を有することができることは明らかである。

燃焼器で燃焼させる化石燃料総量の約１％〜約20％の
第一の燃料部を第一の燃焼室10に第一の入口ノズル15を
通って導入する。少なくとも１つの第一入口ノズル15は
壁13を通して、好ましくは、第一燃焼室10の上流先端付
近で接線方向に備え付けおよひ／または上流先端11を通
して軸方向に備え付けられる。用語「接線方向の（tang
ential）」は室の側壁に、ノズルを通って室に入る流れ
が燃焼室の中心線のまわりにサイクロン流を作るように
半径方向でない位置に取り付けられらノズルについての
ことである。円筒形状の燃焼室がこのようなサイクロン
流に最もよく適合している。

第一の空気もまた第一の入口ノズル15を通って第一燃
焼室10に、第一燃焼室10内部で第一燃料部が完全燃焼す
るための化学量論的必要量の約140％〜約230％または約
40％〜約90％の量で導入され、それぞれ過剰の空気また
は化学量論以下の空気を与える。

本発明の１つの好ましい態様において、下流先端12は
第二燃焼室30の上流先端31と共通のものとなっている。
下流先端12には、最初の燃焼生成物を第一燃焼室10から
第二燃焼室30に排出させる第一燃焼室10の断面より小さ
い開口を有するオリフィス19がある。オリフィス19は、
明らかに、下流先端12の任意の場所に位置することがで
きるが、好ましくは下流先端12と同心円上にある。オリ
フィス19は、トリフィスプレートまたは先細ノズル等で
あることができることは明らかである。

第一燃焼室内部には点火装置21が備え付けられてい
る。点火装置21は、第一燃焼室内部に含まれる第一燃料
部と第一空気に点火する。点火装置21は、点火プラグ、
グロープラグ、連続バーナーまたは当該技術において周
知の他の任意の好適な点火源であることができる。

上流先端31、下流先端32および少なくとも一つの壁33
が第二の燃焼室30を画成する。第二燃焼室30は第二燃焼
室30を通ってサイクロン流を生じせしめる任意の断面形
状であることができる。好ましくはほぼ円筒形の形状で
ある。

総燃料の約80％〜約90％の第二の燃料部を第二の入口
ノズル35を通って第二燃焼室30に導入する。少なくとも
１つの第二入口ノズルが壁33を通って、好ましくは第二
燃焼室30の上流先端付近で接線上に備え付け、サイクロ
ン流を生じさせる。

第二の燃焼用空気もまた入口ノズル35を通って第二燃
焼室30に、第二の燃焼室で燃料が完全燃焼するための化
学量論的必要量の約150％〜約260％の量で導入される。
第二燃焼用空気は道路46を通って第一入口ノズル15およ
び第二入口ノズル35にそれぞれ流れることができる。

第二燃焼室30の下流先端32は、稀釈室50の上流先端51
と共通している。下流先端32には、燃焼生成物を稀釈室
50に排出させることができる、第二燃焼室30の断面より
小さい開口を有するオリフィス39がある。オリフィス39
は下流先端32の任意の場所に位置することができるが、
好ましくは下流先端32と同心円上にある。オリフィス39
はオリフィススプレートまたは先細ノズル等であること
ができる。

上流先端51、下流先端52および少なくとも一つの壁53
が第二燃焼室30と連通する稀釈室50を画成する。稀釈室
50は外部大気、タービンまたは他の膨張装置等にも連通
している。稀釈室50は稀釈室50を通過するサイクロン流
を生ずる任意の好適な断面形状、好ましいはほぼ円筒形
の形状を有する。少なくとも１つの稀釈用空気入口ノズ
ル56は壁53を通って、好ましくは稀釈室50の上流先端付
近で接線上に備え付けられている。

稀釈室50の下流先端52には稀釈室50の断面よりも小さ
い開口を有するオリフィス59があり、汚染空気を外部大
気、タービンまたは他の膨張装置等に排出するようにな
っている。オリフィス59は下流先端52の任意の場所に位
置することができるが、好ましくは下流先端52と同心円
上にある。オリフィス59はオリフィスプレートまたは先
細ノズル等であることができる。

本発明の好ましい態様においては、第一燃焼室10、第
二燃焼室30および稀釈室50は縦列している。第一燃焼室
10の断面積は第二燃焼室30の断面積の約４％〜約30％で
あるのが好ましい。第一燃焼室10の容積は第一燃焼室10
と第二燃焼室30とを合わせた総容量の約１％〜約20％で
あるのが好ましい。稀釈室50の容積は第二燃焼室30の容
積の約50％〜約250％であるのが好ましい。

本発明の一つの態様において、第一入口ノズル15は上
流先端11を通って第一燃焼室10に軸方向に入り込むよう
になっている。

第１図に示した態様において、第一燃焼用空気および
第一燃料部は第一入口ノズル15内部で完全に混合されて
第一の燃料／空気混合物を形成する。同様に、第二燃焼
用空気と第二燃料部は第二入口ノズル35内部で完全に混
合されて第二の燃料／空気混合物を形成する。

第２図に、第一燃焼用空気と第一燃料部を完全にプレ
ミックスし、且つ第二燃焼用空気と第二燃料部を完全に
プレミックスした後、それら混合物を第一の燃料／空気
混合物用ノズル18および第二の燃料／空気混合物用ノズ
ル38にそれぞれ導入する燃焼器の側断面図を示す。少な
くとも１つの第一燃料／空気混合物用ノズル18が壁13を
通って、好ましくは上流先端付近で接線方向に備え付け
られ、第一の燃焼室10を通過するサイクロン流を生じさ
せる。少なくとも１つの第二燃料／空気混合物用ノズル
38が壁13を通って、好ましくは上流先端付近で接線方向
に備え付けられ、第二燃焼室30を通過するサイクロン流
を生じさせる。

第３図は第１図に示した３−３の線に沿って取った断
面図を示すもので、壁33に関して最外部の接線方向の位
置にある第二の入口ノズル35を示す。用語「接線方向の
（tangential）」はノズルの中心線が室の中心線と交差
しない任意のノズルに適用するものであることは明らか
である。

前記の明細書において、本発明はそのある特定の好ま
しい態様に関して記載されており、細部の多くは例示の
ために示されているが、当該技術者においては、本発明
は更に弧の態様も可能であり、且つ本明細書に記載され
た細部のある特定のものは本発明の基本原則から逸脱す
ることなくかなり変更することができるということは明
らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は化石燃料の超低量汚染物質排出燃焼用の本発明
による装置の一つの態様の側断面図を表わし、第２図は、化石燃料の超低量汚染物質排出燃焼用の本発
明による装置のもう一つの態様の側断面図を表わし、そ
して第３図は、第１図に示される３−３の線に沿って得られ
る断面図を表わす。 10…第一燃焼室、11,32,52…上流先端 12,31,51…上流先端、13,33,53…壁 15…第一入口ノズル 18…第一燃料／空気混合物用ノズル 19,39,59…オリフィス、21…点火装置 30…第二燃焼室、35…第二入口ノズル 38…第二燃料／空気混合物用ノズル 46…道路、50…稀釈室 56…稀釈室用入口ノズル

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】化石燃料の超低量汚染物質排出燃焼用装置
であって、第一の上流先端、第一の下流先端および少なくとも一つ
の第一の壁によって画成される第一の細長形サイクロン
燃焼室であって、その断面積が第二の燃焼室の断面積の
約４％〜約30％であり、且つその容積が第一および第二
燃焼室を合わせた容積の約１％〜約20％であるもの；第二の上流先端、第二の下流先端および少なくとも一つ
の第二の壁によって画成される第二の細長形サイクロン
燃焼室であって、前記の第一燃焼室が前記の第二燃焼室
と連通しているもの；稀釈室上流先端、稀釈室下流先端および少なくとも一つ
の稀釈室壁によって画成される細長形サイクロン稀釈室
であって、稀釈室排出装置が前記の稀釈室と連通し、且
つ前記の第二燃焼室が前記の稀釈室と連通しているも
の；前記の第一の壁に関して接線方向に備え付けられて前記
の第一燃焼室と連通している第一の入力装置であって、
この燃焼装置で燃焼させる化石燃料の総量の約１％〜約
20％の第一の燃料部を導入し、且つ第一の燃焼用空気を
前記の第一燃焼室に、前記の第一燃料部が完全燃焼する
ための化学量論的必要量の約40％〜約90％および約140
％〜約230％から選択される量で導入するためのものも
の；前記の第一燃焼室内部で前記の第一燃料／空気混合物に
点火するための点火装置；前記の第二の壁に関して接線方向に備え付けられて前記
の第二燃焼室に連通している第二の入力装置であって、
化石燃料の前記総量の約80％〜約99％の第二の燃料部を
導入し、且つ第二の燃焼用空気を前記の第二燃焼室に、
前記の第二燃料部が完全燃焼するための化学量論的必要
量の約150％〜約260％の量で導入するためのもの；およ
び前記の稀釈室と連絡し、稀釈室用空気を前記の稀釈室に
導入するための稀釈室用空気入口装置；から成ることを
特徴とする、前記燃焼用装置。
【請求項２】前記の第一入口装置を前記の第一上流先端
付近に備え付け、且つ前記の第二入口装置を前記の第二
上流先端付近に備え付けている、請求項１に記載の化石
燃料の超低量汚染物質排出燃焼用装置。
【請求項３】前記の第一入口装置を前記の第一上流先端
で軸方向に備え付けている、請求項１に記載の化石燃料
の超低量汚染物質排出燃焼用装置。
【請求項４】稀釈室用空気入口装置を前記の稀釈室上流
先端付近の、前記の少なくとも一つの稀釈室壁に関して
接線方向に備え付けている、請求項１に記載の化石燃料
の超低量汚染物質排出燃焼用装置。
【請求項５】前記の稀釈室の容積が前記の第二燃焼室の
容積の約50％〜約250％である、請求項１に記載の化石
燃料の超低量汚染物質排出燃焼用装置。
【請求項６】前記の第一燃焼室、第二燃焼室および稀釈
室が縦列している、請求項１に記載の化石燃料の超低量
汚染物質排出燃焼用装置。
【請求項７】前記の第一下流先端が最初の燃焼生成物を
前記の第二燃焼室に排出させる、前記の第一燃焼室の断
面積よりも断面積が小さい開口を持つ第一のオリフィス
を有する、請求項１に記載の化石燃料の超低量汚染物質
排出燃焼用装置。
【請求項８】前記の第一オリフィスが前記の第一下流先
端と同心円上にある、請求項７に記載の化石燃料の超低
量汚染物質排出燃焼用装置。
【請求項９】前記の第二下流先端が完全燃焼生成物を前
記の稀釈室に排出させる、前記の第二燃焼室の断面積よ
りも断面積が小さい開口を持つ第二のオリフィスを有す
る、請求項１に記載の化石燃料の超低量汚染物質排出燃
焼用装置。
【請求項１０】前記の第二オリフィスが前記の第二下流
先端と同心円上にある、請求項９に記載の化石燃料の超
低量汚染物質排出燃焼用装置。
【請求項１１】前記の稀釈室下流先端が前記の稀釈室の
断面積よりも断面積が小さい開口を持つ稀釈室オリフィ
スを有する、請求項１に記載の化石燃料の超低量汚染物
質排出燃焼用装置。
【請求項１２】前記の稀釈室オリフィスが前記の稀釈室
下流先端と同心円上にある、請求項11に記載の化石燃料
の超低量汚染物質排出燃焼用装置。
【請求項１３】前記の第一燃料部と前記の第一空気を混
合した後、その混合物を前記の第一入口装置に導入する
ための混合装置を更に含む、請求項１に記載の化石燃料
の超低量汚染物質排出燃焼用装置。
【請求項１４】前記の第二燃料部と前記の第二空気を混
合した後、その混合物を前記の第二入口装置に導入する
ための混合装置を更に含む、請求項１に記載の化石燃料
の超低量汚染物質排出燃焼用装置。
【請求項１５】前記の第一入口装置が第一の燃焼用空気
を、前記の第一燃焼室で不完全燃焼させる前記の第一燃
料部が完全燃焼するための化学量論的必要量の約40％〜
約90％の量で与える、請求項１に記載の化石燃料の超低
量汚染物質排出燃焼用装置。
【請求項１６】前記の第一の入口装置が第一の燃焼用空
気を、前記の第一燃焼室で前記の第一燃料部が完全燃焼
するための化学量論的必要量の約140％〜約230％の量で
与える、請求項１に記載の化石燃料の超低量汚染物質排
出燃焼用装置。
【請求項１７】化石燃料の超低量汚染物質排出燃焼法で
あって、その工程が第一の燃焼室に燃焼させるべき総燃料の約１％〜約20％
の第一の燃料部を導入すること；第一の燃焼用空気を前記の第一燃焼室に、前記の第一燃
料部が完全燃焼するための化学量論的必要量の約40％〜
約90％および約140％〜約230％から選択される量で導入
すること；前記の第一燃料部を前記の第一燃焼用空気を用いて前記
の第一燃焼室で約2000゜F〜約2700゜Fの温度で燃焼させて
最初の燃焼生成物を生成させること；前記の最初の燃焼生成物を第二の燃焼室に移行させるこ
と；前記の第二燃焼室に燃焼させるべき総燃料の約80％〜約
99％の第二の燃料部を導入すること；第二の燃料用空気を前記の第二燃焼室に、前記の第二燃
料部が完全燃焼するための化学量論的必要量の約150％
〜約260％の量で導入すること；前記の第二燃料部および前記の最初の燃焼生成物中に残
留する全ての燃料を、前記の第二燃焼用空気を用いて前
記の第二燃焼室で約1700゜F〜約2600゜Fの温度で燃焼させ
て最終燃焼生成物を生成させること；前記の最終燃焼生成物を稀釈室に移行させること；稀釈用空気を稀釈室に導入し、超低汚染物質排出量の汚
染空気を約100゜F〜約2500゜Fの温度で生成させること；
および前記の超低汚染物質排出量の汚染空気を前記の稀釈室か
ら排出すること；から成ることを特徴とする、前記燃焼法。
【請求項１８】前記の第一燃焼用空気を前記の第一燃料
部が不完全燃焼する前記の化学量論的量の約40％〜約90
％の量で導入する、請求項17に記載の燃料の燃焼法。
【請求項１９】前記の第一燃焼用空気を前記の第一燃料
部が完全燃焼する前記の化学量論的量の約140％〜230％
の量で導入する、請求項17に記載の燃料の燃焼法。
【請求項２０】前記の第一燃料部および前記の第一空気
を別個に導入し、そして第一の入口装置内部で混合す
る、請求項17に記載の燃料の燃焼法。
【請求項２１】前記の第二燃料部および前記の第二空気
を別個に導入し、そして第二の入口装置内部で混合す
る、請求項17に記載の燃料の燃焼法。
【請求項２２】前記の第一燃料部および前記の第一燃焼
用空気を完全にプレミックスして第一の燃料／空気混合
物を形成した後、その燃料／空気混合物を第一の入口装
置に導入する、請求項17に記載の燃料の燃焼法。
【請求項２３】前記の第二燃料部および前記の第二燃焼
用空気を完全にプレミックスして第二の燃料／空気混合
物を形成した後、その燃料／空気混合物を第二の入口装
置に導入する、請求項17に記載の燃料の燃焼法。
【請求項２４】前記の第一燃料部および前記の第一燃焼
用空気の内の一方の少なくとも一部分を前記の第一燃焼
室の上流先端付近で接線方向に導入する、請求項17に記
載の燃焼法。
【請求項２５】前記の第一燃料部および前記の第一燃焼
用空気の内の少なくとも一方の残留分を前記の第一燃焼
室に軸方向に導入する、請求項24に記載の燃料の燃焼
法。
【請求項２６】前記の第二燃料部および前記の第二燃焼
用空気の内の一方の少なくとも一部分を前記の第二燃焼
室の上流先端付近で接線方向に導入する、請求項17に記
載の燃料の燃焼法。
【請求項２７】前記の稀釈用空気を前記の稀釈室に接線
方向に導入する、請求項17に記載の燃料の燃焼法。
【請求項２８】前記の最初の燃焼生成物を、前記の第二
燃焼室へ通過させる際に、前記の第一燃焼室の断面積よ
りも断面積が小さい開口を有するオリフィスを通って通
過させる、請求項17に記載の燃料の燃焼法。
【請求項２９】前記の最終燃焼生成物を、前記の稀釈室
へ通過させる際に、前記の第二燃焼室の断面積よりも断
面積が小さい開口を有するオリフィスを通って通過させ
る、請求項17に記載の燃料の燃焼法。