JP2955432B2 - サイクロン式燃焼 - Google Patents

サイクロン式燃焼

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JP2955432B2 JP4206831A JP20683192A JP2955432B2 JP 2955432 B2 JP2955432 B2 JP 2955432B2 JP 4206831 A JP4206831 A JP 4206831A JP 20683192 A JP20683192 A JP 20683192A JP 2955432 B2 JP2955432 B2 JP 2955432B2
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    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
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    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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  • Incineration Of Waste (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は化石燃料、特に、低い汚
染物質の放出と高いシステム効率を与える天然ガスのサ
イクロン式燃焼のための方法と装置に関する。本発明の
方法と装置は煙道ボイラーに特に適している。
【０００２】
【従来の技術】空気中での化石燃料の従来の燃焼は高温
度を生じ、この高温度は空気中の酸素と窒素の間の複雑
な化学反応を促進し、燃焼プロセスの副産物として種々
の窒素酸化物を生成している。これらの、異なった酸化
状態で窒素を含むこれらの酸化物は一般的にＮＯXの単
一名称で分類されている。ＮＯX及び二酸化硫黄や一酸
化炭素のような他の燃焼副産物の「酸性雨」及び他の環
境上の問題における役割についての関心事がこれらの環
境に対して有害な燃焼の副産物の生成を減少させること
にかなりの関心を起こしている。
【０００３】ＮＯXに加えて一酸化炭素（ＣＯ）、総炭
化水素（ＴＨＣ）及び二酸化炭素（ＣＯ2）の放出もか
なりの関心事である。天然ガスはこれらの放出物の減少
を助けることができる低放出で高効率の燃料である。結
果として、多数の超低放出の、天然ガスを燃料とする燃
焼装置システムが開発中である。
【０００４】超低放出を達成するための進んだ方法の一
つはサイクロン式燃焼であって、燃焼空気と天然ガスの
両方に、それらが燃焼チャンバーに注入されるときにを
渦巻を付与し、結果として接線方向と軸方向の両方向に
強い内部燃焼生成物再循環を生じるものである。
【０００５】この内部の再循環の特性は、ＮＯX、ＣＯ
とＴＨＣの超低放、高い燃焼強度と燃焼密度、非常に高
い燃焼効率、そして冷却された壁への高い熱転移を比較
的低い火炎温度においてさえ達成するためのバーナー／
燃焼装置の設計に効果的に利用されてきた。
【０００６】渦巻又はサイクロン式フローパターンはい
くつかの公知の方法、最も顕著には、燃焼空気及び天然
ガスが燃焼チャンバーに注入される際に通過するノズル
内に配置された機械的に渦を巻かせるものの使用、又は
燃焼チャンバー内に燃焼空気及び天然ガスを接線方向に
注入する接線方向注入手段の使用によって、燃焼空気及
び天然ガスに付与されることができる。
【０００７】二つの主要なサイクロン式燃焼装置の設計
があり、高い燃焼温度とそれに従って低い過剰空気操作
で高いＮＯX放出を生じることで知られている断熱燃焼
装置（これは高い特異的な熱放出を与えることで知られ
ているが）、及び非断熱燃焼装置すなわち冷却された壁
のある燃焼装置である。
【０００８】米国特許第4,920,925号明細書は、実質的
に円筒形で冷却されていない耐火ライニングされた一次
燃焼チャンバー、一次燃焼チャンバーの下流の端と流体
連絡し縦方向にに一直線に合わせられている実質的に円
筒形の二次燃焼チャンバー、空気と燃料を一次燃焼チャ
ンバーと二次燃焼チャンバー内でガスのサイクロン式フ
ローパターンを形成する方法により一次燃焼チャンバー
内に直接供給する手段、及び二次燃焼チャンバーの下流
の端にある二次燃焼チャンバーから熱ガスを排気するた
めの二次燃焼チャンバーと実質的に同心に合わせられた
実質的に円筒形の出口スロートを含んで成るサイクロン
式燃焼装置を有するボイラーを教示する。この二次燃焼
チャンバーの壁は冷却されている。一般的に異なった型
の渦巻又はサイクロン式燃焼にについて教示する米国特
許第4,879,959号、米国特許第5,029,557号、米国特許第
4,860,695号及び米国特許第4,989,549号明細書も参照さ
れたい。燃焼装置チャンバーの頂上部の壁が絶縁ライニ
ングを備えているがバーナー装置のレベルより下の燃焼
装置のより低い部分の壁が循環又は蒸発水冷却システム
を有するチルドライニングを備えている、燃料のサイク
ロン式燃焼を使用している産業排水の熱処理用の方法と
装置を教示する米国特許第3,974,021号及び米国特許第
3,885,906号明細書も参照されたい。
【０００９】米国特許第3,934,555号明細書は縦軸の周
囲に回転フローを付与する方法でその縦軸に平行にガス
状燃料と空気の混合物をその中に導入する円筒形燃焼装
置チャンバーを有する鋳込鉄モジュールボイラーを開示
している。燃焼装置ガスは内部で再循環し、それによっ
てボイラー内のガスの希釈が起こる。燃焼装置チャンバ
ーは水循環導管によって取り巻かれそして導管を通じて
循環する冷水の流れによって冷却される。熱は燃焼装置
チャンバーから熱水として除去される。
【００１０】米国特許第4,007,001号明細書は、一次と
二次燃焼帯との間に配置されたオリフィスがあり、燃焼
に必要な全空気の０−６５％を一次燃焼チャンバーにそ
して燃焼に必要な全空気の約５−２５％を二次燃焼チャ
ンバーに接線方向に導入することによって低いＮＯX放
出を生じる燃焼方法を教示する。
【００１１】米国特許第3,859,786号明細書は燃焼チャ
ンバーからの制限出口を有する渦フロー燃焼装置を教示
する。
【００１２】米国特許第4,021,188号及び米国特許第3,8
37,788号明細書はいずれも、一次燃焼チャンバーにおい
て理論量よりも少ない量の空気によって、そして燃焼完
結のために二次燃焼チャンバーに追加の空気を加える段
階的な燃焼を教示している。
【００１３】米国特許第4,575,332号明細書は渦巻燃焼
装置中での一次燃焼帯の上流の端への燃料ガスの強制的
な環状再循環による段階的な燃焼を教示している。
【００１４】米国特許第4,395,223号明細書は一次燃焼
帯に導入された過剰な空気、二次燃焼帯に導入された追
加の燃料による段階的燃焼を開示している。
【００１５】米国特許第3,741,166号明細書は低いＮＯX
を生成するために低い過剰空気とともに燃焼生成物を再
循環を伴ったブルーフレーム（ｂｌｕｅ ｆｌａｍｅ）
バーナーを開示するが、米国特許第4,297,093号明細書
は特異的な燃料のフローパターンと燃焼空気が燃焼チャ
ンバー中に燃料に富んだ一次帯と燃料に乏しい二次帯を
形成する単一の燃焼装置を開示している。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一つの目的
は、ボイラーとヒーター内において受容できる熱効率
で、超低汚染物質放出、特に、超低ＮＯX放出を生じ
る、燃料のサイクロン式燃焼方法を提供することにあ
る。
【００１７】本発明の他の目的は燃料の投入量を、少な
い投入量と能力限界投入量との間で十分に調整すること
ができる、燃料のサイクロン式燃焼方法を提供すること
にある。
【００１８】本発明のさらに他の目的は燃焼チャンバー
の壁が冷却流体によって冷却されているサイクロン式燃
焼方法を提供することにある。
【００１９】本発明のなおさらに他の目的は一次燃焼装
置帯からの燃焼生成物が、その中に燃焼生成物が導入さ
れてきた二次燃焼装置帯の上流の端の中で再循環される
サイクロン式燃焼方法を提供することにある。
【００２０】本発明のまだそのうえに他の目的は本明細
書中に記載されたような燃料のサイクロン式燃焼方法を
供給する装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】これらの目的は、燃料と
オキシダントが十分に混合されて燃料／オキシダントの
混合物を形成し、燃料／オキシダントの混合物が一次燃
焼装置チャンバーに接線方向に注入され、そして点火さ
れて燃焼生成物を生じる、燃料とオキシダントのサイク
ロン式燃焼方法によって達成される。
【００２２】
【作用】本発明の一実施例によると、燃焼生成物は、一
次燃焼装置チャンバーと同心に合わせられた流体連絡し
ている二次燃焼装置チャンバーを通って排出される。二
次燃焼装置チャンバーは冷却されている。本発明の他の
実施例によると、二次燃焼装置チャンバーはボイラー中
の煙管の壁によって形成されている。熱転移は二次燃焼
装置チャンバーの壁を冷却することによって影響され
る。広い種類のボイラーとヒーターに応用できるが、本
発明は特に煙管ボイラーに適している。
【００２３】本発明の一実施例によると、一次燃焼装置
チャンバーの壁は少なくとも部分的に冷却液体によって
冷却されている。本発明の他の実施例によると一次燃焼
装置チャンバーの壁は実質的に冷却されていない。
【００２４】本発明の一実施例によると、燃焼生成物は
前記二次燃焼装置チャンバーの下流の端にある同心に合
わせられたオリフィスを通じて排出される。本発明のさ
らに他の実施例によると、燃焼生成物は一次燃焼装置チ
ャンバーから、前記一次燃焼装置チャンバーの下流の端
における同心に合わせられたオリフィスを通じて二次燃
焼装置チャンバーへと排出される。
【００２５】本方法の決定的な特徴は燃料、好ましくは
天然ガス、及びオキシダント、好ましくは空気を一次燃
焼装置チャンバーの中へ注入するに先立って予備混合す
ることである。燃料と空気の予備混合は、より高い火炎
温度のポケット（ｐｏｃｋｅｔ）の生成と及び酸素の利
用可能性、これらは双方ともより高いＮＯXの生成を促
進する、を最小にする。燃料と空気の予備混合は燃焼を
も強化し内部燃焼生成物の再循環をも促進する。
【００２６】本発明の好ましい実施例によると、空気、
再循環燃料ガス、水、水蒸気及びこれらの混合物より成
る群から選択された希釈剤は一次燃焼装置チャンバーの
中への接線方向注入に先立って燃料／オキシダントの混
合物と混合される。燃料と空気の予備混合はＮＯXを調
節するための希釈流体として空気の使用を許す。非予備
混合システムにおいては、理論的な必要量以上の空気の
使用はＮＯX放出の増加を生じる。
【００２７】本発明の方法の一実施例によると、一次燃
焼装置チャンバーへ導入されたオキシダントの量は燃料
の完全燃焼のための理論的な必要量より少なく、一次燃
焼装置チャンバー内に還元雰囲気を生成する。二次オキ
シダントは、燃焼生成物中の可燃物の燃焼を完結するた
めに二次オキシダントに渦巻を付与する方法により、二
次燃焼装置チャンバー内に導入される。
【００２８】本発明の一実施例による燃料とオキシダン
トのサイクロン式燃焼装置用の装置は、上流の端、下流
の端及び実質的に円筒形の縦に伸びた外側の壁を有する
一次燃焼装置チャンバーを含んで成る。上流の端、下流
の端及び実質的に円筒形の縦に伸びた外側の壁を有する
二次燃焼装置チャンバーは一次燃焼装置チャンバーと流
体連絡し二次燃焼装置チャンバーの上流の端は一次燃焼
装置チャンバーの下流の端と実質的に縦方向に一直線に
合わせられている。一次燃焼装置チャンバー内への燃料
と空気の混合物を接線方向に注入するための接線方向注
入手段は一次燃焼チャンバーの壁に固定されている。接
線方向注入手段は一次燃焼装置チャンバー内に注入する
に先立って燃料と空気を予備混合する手段をさらに含ん
で成る。
【００２９】本発明の一実施例によると、オリフィスの
壁は二次燃焼装置チャンバーの壁の下流の端のすぐ近く
に固定されており、二次燃焼装置チャンバーと同心に合
わせられている実質的に円筒形の開口部を有する。本発
明の他の実施例によるとオリフィスの壁は一次燃焼装置
チャンバーの壁の下流の端のすぐ近くに固定されてお
り、一次燃焼装置チャンバーと同心に合わせられている
実質的に円筒形の開口部を有する。本発明のさらに他の
実施例によると、最初のオリフィスの壁は一次燃焼装置
チャンバーの壁に固定されており、二次オリフィスの壁
は二次燃焼装置チャンバーの壁に固定されており、各々
の前記オリフィスの壁はそのそれぞれの燃焼装置チャン
バーの下流の端に配置され、そして各々のオリフィスの
壁は実質的にそのそれぞれの燃焼装置チャンバーと同心
に合わせられている実質的に円筒形の開口部を備えてい
る。
【００３０】本発明の上記の及びさらに他の目的及び利
点はさらに他の実施例及び図面を参照することによって
明らかとなるだろう。
【００３１】
【実施例】図１は本発明の一実施例によるボイラー用の
サイクロン式燃焼装置を示す。サイクロン式燃焼装置１
０は、一次燃焼装置チャンバー１１を形成する一次燃焼
装置チャンバー壁１７を含んで成る。一次燃焼装置チャ
ンバー壁１７には少なくとも一つの、一次燃焼装置チャ
ンバー１１と連絡している出口の端を有するノズル１３
が連結されている。燃料と空気との混合物は、一次燃焼
装置チャンバー１１と連絡しているノズル出口１９を有
するノズル１３を通って、一次燃焼装置チャンバー１１
内に注入される。ノズル１３は、一次燃焼装置チャンバ
ー１１内において渦巻１６が燃料と空気の混合物、及び
混合物の燃焼により生じる燃焼生成物に付与されるよう
に一次燃焼装置チャンバーの壁１７に連結されている。
一次燃焼装置チャンバー１１は実質的に円筒形で、二次
燃焼装置チャンバーの壁１８によって形成されている二
次燃焼装置チャンバー１２と流体連絡している。本発明
の一実施例によると、二次燃焼装置チャンバーの壁１８
は燃焼装置が取り付け可能な煙道ボイラーの煙道であ
る。従って、一次燃焼装置チャンバー１１内で燃料と空
気の混合物の点火によって生成した高温の燃焼ガスは一
次燃焼装置チャンバー１１から二次燃焼装置チャンバー
１２内へと通過する。本発明の一実施例によると一次燃
焼装置チャンバーの壁１７は実質的に冷却されていな
い。しかし、二次燃焼装置チャンバーの壁１８は熱交換
機として機能し、二次燃焼装置チャンバー１２内の高温
の燃焼生成物から熱を二次燃焼装置チャンバーの壁１８
を囲んでいる冷却流体、代表的には水に伝達する。
【００３２】本発明の他の実施例によると、図５に示す
ように、一次燃焼装置チャンバー１７は、一次燃焼装置
チャンバーの壁１７の内面に隣接又は固定されているか
一次燃焼装置チャンバーの壁１７内に配置されている蒸
発冷却コイル５０を通って流れている流体によって少な
くとも部分的に冷却されている。いくつかの適切な冷却
流体が蒸発冷却コイル５０を通って循環させられるが、
好ましい冷却流体は水である。図５に示すように、水循
環ポンプ５１は、サイクロン式燃焼装置が取り付けられ
ているボイラーから蒸発冷却コイル５０に水を押し出
す。蒸発冷却コイル５０内で生じた水／水蒸気の混合物
は放出ノズル５２を通ってボイラーの水位よりも下のボ
イラーの上部へと戻される。本発明の本実施例において
サイクロン式燃焼装置１０内の好ましい温度は約１６０
０°Ｆと約２４００°Ｆとの間であり、この温度は前記
冷却流体の循環によって制御可能である。
【００３３】本発明の一実施例によると、二次燃焼装置
チャンバー１２の下流の端に配置されているのは、図２
に示すように、二次燃焼装置チャンバーの壁１８に固定
されているオリフィス１４でありそしてそれは燃焼プロ
セスからの燃焼生成物が排出される開口部１５を有して
いる。オリフィス１４によって与えられるフローの制限
は渦巻いているフローパターン及び内部のサイクロン式
燃焼装置１０内の一次燃焼装置チャンバー１１への燃焼
生成物の内部再循環を強める。二次燃焼装置チャンバー
の壁１８の冷却の結果として、二次燃焼装置チャンバー
１２内の燃焼生成物は部分的に冷却され、部分的に冷却
された燃焼生成物が再循環されるために一次燃焼装置チ
ャンバー１１内の火炎温度を減じる。火炎温度の降下は
引き続いてＮＯXの生成を減じる。
【００３４】本発明の他の実施例によると、図３に示す
ようにオリフィス３３が一次燃焼装置チャンバー１１の
下流の端に配置され、それによって一次燃焼装置チャン
バー１１内の燃焼を強化し、そしてその中のガスの滞留
時間を減じ、それによってＮＯXの生成に利用できる時
間を減じる。本発明のさらに他の実施例によると図４に
示すようにオリフィス３３は一次燃焼装置チャンバー１
１の下流の端に配置され、オリフィス１４は二次燃焼装
置チャンバー１２の下流の端に配置されている。
【００３５】図１、２、３、４及び５に示すように、オ
リフィス１４、３３は実質的に形が円筒形で実質的に円
筒形の一次燃焼装置チャンバー１１及び二次燃焼装置チ
ャンバー１２と同心に合わせられている。図９、１０及
び１１は、サイクロン式燃焼装置１０内の燃焼生成物の
内部再循環を強め、下流の対流熱転移を増加し、そして
圧損失を最小にするためのオリフィス１４の異なった実
施例を示している。類似の構成がオリフィス３３にも適
用できる。特に、矢印２８によって示される方向への燃
焼ガスフローのために、オリフィス１４ａは、渦巻いて
いる燃焼生成物の膨張をそれらがオリフィス１４ａを通
過する際に促進する。これは引き続いて、高温の燃焼ガ
スによってオリフィス１４ａの下流の壁２９との接触を
促進し、それによって壁２９を通じた熱転移を強める。
【００３６】オリフィス１４ｃは図１１に示すように、
燃焼ガスがオリフィス１４ｃを通過することによって生
じる圧損失を減じる。
【００３７】図６は図１に示す実施例によるサイクロン
式燃焼装置の矢印Ｉ−Ｉの横断面図である。特に示され
ているのは、燃料と空気の混合物が接線方向に一次燃焼
装置チャンバー１１に注入され、一次燃焼装置チャンバ
ー１１内の燃焼ガスに渦巻パターンを付与するごときノ
ズル１３の一次燃焼装置チャンバーの壁１７への連結で
ある。一次燃焼装置チャンバー１１内への注入に先立っ
て燃料と空気の完全な混合を確保するために、ノズル１
３の入口の端は前記燃料と空気２０を予備混合するため
の手段と連絡している。さらに燃料と空気の予備混合を
確保するために、前記燃料と空気の予備混合の前記手段
が、一次燃焼装置チャンバー１１と連絡しているノズル
出口１９の上流の直径「ｄ」と同値の少なくとも一つの
ノズルに位置している。
【００３８】本発明の一実施例によると前記燃料と空気
２０を予備混合するための前記手段は、希釈剤を、前記
燃料、前記空気及び燃料と空気の前記混合物及び空気の
内少なくとも一つとともに、一次燃焼装置チャンバー１
１内への接線方向注入に先立って混合することを含んで
成る。適切な希釈剤は空気、再循環燃料ガス、水、水蒸
気及びこれらの混合物を含む。一次チャンバー内の火炎
温度を下げる他の希釈剤をも使用可能であることは、本
技術分野の当業者にとって明らかである。
【００３９】本発明の一実施例の方法及び装置による
と、図５及び１３に示すように、燃料の燃焼のためのオ
キシダント、好ましくは空気が段階的にサイクロン式燃
焼装置１０へ導入される。特に、燃料の完全燃焼のため
のオキシダントの理論的必要量のほぼ３０％〜９０％が
一次燃焼装置チャンバー１１に導入され、燃料の完全燃
焼のためのオキシダントの理論的必要量のほぼ１０％〜
９０％が二次燃焼装置チャンバー１２に導入される。
【００４０】本発明のこの好ましい実施例によると、一
次段階のオキシダントは燃料／オキシダント混合物を形
成する燃料と予備混合され、この混合物は還元一次燃焼
帯を形成する一次燃焼装置チャンバー１１内に接線方向
に注入される。二次オキシダントは、二次燃焼装置チャ
ンバー１２内に接線方向に注入され、高い強度と好まし
くは約５％以下の、低い過剰空気による燃料の完全燃焼
のための酸化二次燃焼帯を形成し、そしてＮＯXが２０
ｖｐｐｍ以下、一酸化炭素（ＣＯ）が５０ｖｐｐｍ以
下、総炭化水素が１０ｖｐｐｍ以下である超低汚染物質
放出を生じる。
【００４１】本発明の好ましい実施例によると、二次オ
キシダントはプレナム（ｐｌｅｎｕｍ）６０内に図１３
に示すように注入され、そして次に二次オキシダントの
渦巻フローを与える方法で二次燃焼装置チャンバー１２
内へ導入される。
【００４２】二次燃焼空気注入手段は、二次燃焼空気又
はオキシダントを接線方向あるいは渦巻で二次燃焼装置
チャンバー１２内へ注入するために使用される。本発明
の好ましい実施例によると、二次燃焼空気注入手段は、
二次燃焼装置チャンバー１２とのみ連絡している一次燃
焼装置チャンバー１１と連絡している、ノズル１３に類
似の配置をもつ少なくとも一つの二次燃焼空気ノズル６
１を含んで成る。各々の二次燃焼空気ノズル６１は好ま
しくは一次燃焼装置チャンバー１１の下流に隣接し、そ
して二次燃焼装置チャンバー１２の中心線軸について中
心をはずれて位置する。
【００４３】本発明の他の実施例によると、二次燃焼空
気注入手段は、一次燃焼装置チャンバー１１又は二次燃
焼装置チャンバー１２内のサイクロン式燃焼装置１０の
内側に配置され、燃焼装置チャンバーの壁１７、１８と
プレナムチャンバーの壁６２との間の環形のプレナム６
０を形成している燃焼装置チャンバーの壁１７、１８に
ほぼ平行であるプレナムチャンバー壁６２、好ましくは
円筒形のインサート、を含んで成る。二次燃焼空気ノズ
ル６１は燃焼装置チャンバーの壁１７、１８に固定され
ており、環形のプレナム６０と連絡している。環形のプ
レナム６０は二次燃焼装置チャンバー１２の下流の端に
面したプレナム排出端６３を有する。本発明の一実施例
によると環形のプレナム６０の中に位置するのはらせん
形の溝を形成するらせん形の壁６４である。さらに環形
のプレナム６０の中プレナム排出端６３の近くに位置す
るのはガイド羽根６５である。二次燃焼空気ノズル６１
を通じて環形のプレナム６０内へ導入された二次燃焼空
気は、プレナム排出端６３を通って二次燃焼装置チャン
バー１２内に流れる。らせん形の壁６４及びガイド羽根
６５は二次燃焼空気がプレナム排出端６３を通って二次
燃焼装置チャンバー１２内に通過するときに二次燃焼空
気に渦巻フローを付与し、二次燃焼装置チャンバー１２
内にサイクロン式フローを生じる。一次接線方向注入手
段及び／又は二次燃焼空気注入手段のいずれか一方又は
双方が適当な燃焼装置チャンバー内で媒体を渦巻かせる
ための適切な他の成分を含むことができることは明らか
である。
【００４４】図１３も、前記一次燃焼装置チャンバー１
１内に前記燃料／空気混合物を接線方向に注入するため
の接線方向注入手段が、サイクロン式燃焼装置１０の低
火炎操作モード及び高火炎操作モードを提供するための
ターンダウン（ｔｕｒｎｄｏｗｎ）ノズル７０及び全容
量（ｆｕｌｌ ｃａｐａｃｉｔｙ）ノズル７１を含んで
成る、本発明の実施例を示す。さらに一次燃焼装置チャ
ンバー１１ａは、サイクロン式燃焼装置１０が低火炎又
はターンダウン操作モードで操作されるときに燃料と一
次燃焼空気又はオキシダントの混合物が注入される狭い
ほうの一次部分、及びサイクロン式燃焼装置１０が高火
炎又は全容量操作モードで操作されるときに全容量ノズ
ル７１を通って燃料と一次燃焼空気又はオキシダントが
注入される広いほうの二次部分を含んで成る。
【００４５】本発明の一実施例によると、図１３に示す
ように間仕切り８１がプレナムチャンバーの壁６２に平
行に二次燃焼装置チャンバー１２ａの上流部分の内部に
配置され、再循環環８２を形成する。一次燃焼装置チャ
ンバー１１ａから二次燃焼装置チャンバー１２ａ内に一
次燃焼装置チャンバー１１ａの下流の端に配置されたオ
リフィス３３を通って高速で通過する、ＣＯ及びＨ2種
を含んで成る燃焼生成物は、二次燃焼装置チャンバー１
２ａに面したオリフィス３３の面の近くの二次燃焼装置
チャンバー１２ａの上流部分に負の圧力を生じる。これ
によって一次燃焼装置チャンバー１１ａから燃焼生成物
の一部分が二次燃焼装置チャンバー１２ａの下流部分に
入り、矢印によって示されるように引き戻され又は再循
環され、それによってオリフィス３３を通って二次燃焼
装置チャンバー１２ａの上流部分に入る冷却燃焼生成物
と混合し、そして冷却する。本発明の本実施例によると
二次燃焼装置チャンバー１２ａの上流部分は還元帯であ
る。したがって、オリフィス３３の出口に再循環された
活性分子を含む冷却ガスは、未燃焼の燃料の部分燃焼を
強め本チャンバー内の温度を下げる。同時に還元状態は
熱による一次燃焼装置チャンバー１１ａにおけるＮＯX
の生成を抑制し、それによってサイクロン式燃焼装置１
０内でのＮＯXの生成を減じる。
【００４６】高強度、低い過剰空気、好ましくは約５％
未満、そして低い汚染物質放出度を伴って燃料の完全燃
焼が起こる二次燃焼装置チャンバー１２ａ内に、プレナ
ム６０からの二次燃焼空気が注入される。一次燃焼装置
チャンバーからの部分的に燃焼されたガスは、多くはＣ
Ｏ及びＨ2種を含み、第二段階燃焼は小さな燃焼装置チ
ャンバー内で非常に低い過剰空気によって効率よく達成
される。二次燃焼装置チャンバー内の低い過剰空気と高
いピーク温度の不在はＮＯXの生成を最小限にする図１
３に示す実施例において、一次燃焼装置チャンバーは、
ターンダウンおよび全容量操作モードに備えるための広
いほうの部分と狭いほうの部分を有するとして示されて
いる。
【００４７】一次燃焼装置チャンバー１１からノズル１
３の中への火炎の逆火を防ぐために、本発明の一実施例
によると、サイクロン式燃焼装置１０には逆火を防止す
るための手段が備えられている。本発明の一実施例によ
ると、逆火を防止するための前記手段は図６に示すよう
にノズル１３内に配置されたスクリーンの形状の火炎防
止装置２８を含んで成る。
【００４８】本発明の他の実施例によると逆火を防止す
るための前記手段は図１２に示すように制御速度ノズル
のような燃料と空気との混合物の速度を制御するための
手段を含んで成る。制御速度ノズル４０は、燃料と空気
そして望まれる場合は希釈剤がサイクロン式燃焼装置１
０内に注入される際に通る出口の端４５を有するノズル
チャンバー４４を形成するノズルの壁４２を含んで成
る。ノズルチャンバー４４内に配置されているものは出
口の端４５の断面積を調整するための手段である。図１
２に示すように、制御速度ノズル４０の出口の端の断面
積を調整するためのそのような手段は速度制御装置４１
であり、それはノズルチャンバー４４を４４ａと４４ｂ
の二つの部分に分離する。速度制御装置４１は矢印４３
の方向に可動である。速度制御装置４１がノズルチャン
バー４４の４４ａの部分の断面積を減じるために動かさ
れるとき、制御速度ノズル４０の出口の端４５を通って
ノズルチャンバー４４の４４ａから流れる混合物の速度
は増加する。
【００４９】本発明のさらに他の実施例によると、逆火
を防止するための前記手段はノズルの先端を冷却するた
めの手段を含んで成る。本発明の一実施例によると、図
７に示すように、ノズル１３は、燃料及び空気、場合に
よっては希釈剤が燃焼装置壁２１を通って一次燃焼装置
チャンバー１１内に注入される際に通過するノズルチャ
ンバーを形成するノズル壁２２を含んで成る。ノズル壁
２２の周囲に配置されているのはノズル壁２２と外部ノ
ズル壁２３との間の環状チャンバー２４を形成する外部
ノズル壁２３である。環状チャンバー２４は冷却流体、
好ましくは空気の供給と関連している。ノズル出口１９
に最も近い環状チャンバー２４の端、すなわち環状チャ
ンバーの下流の端１７は開いており、それによって環状
チャンバー２４の上流の端において導入される空気が環
状チャンバー内を通過して一次燃焼装置チャンバー１１
内に流れ、ノズル１３を冷却することを可能にしてい
る。
【００５０】本発明の他の実施例によると、環状チャン
バーの下流の端２７は閉められている。環状チャンバー
２４内に配置されているものは、外部ノズル壁２３とノ
ズル壁２２に実質的に平行な内部ノズル壁２５である。
ノズル出口１９に最も近い内部ノズル壁２５の端は閉鎖
された環状チャンバーの下流の端２７から離れており、
内部ノズル壁２５とノズル壁２２との間の環状チャンバ
ー３２及び内部ノズル壁２５と外部ノズル壁２３との間
の外部環状チャンバー３１を形成している。一次燃焼装
置チャンバー１１から遠位の外部ノズル壁２３内に配置
されているのは、冷却流体入口開口部２９である。ノズ
ル壁２２はノズル出口１９から遠位の冷却流体出口開口
部３０を備える。結果として、冷却媒体入口開口部２９
を通って導入された冷却流体、好ましくは空気又は燃
料、は外部環状チャンバー３１、内部環状チャンバー３
２を通って流れ、冷却流体出口開口部３０を通ってノズ
ル１３内に出る。冷却流体の流れによって影響されるノ
ズル１３の冷却はノズルの温度を下げ、したがって、逆
火を制御する。
【００５１】本発明によるボイラー及びヒーター内の燃
料のサイクロン式燃焼方法は、燃料とオキシダントを混
合して燃料／オキシダント混合物を形成し、図１中の一
次チャンバー１７である一次燃焼装置チャンバー内に一
次燃焼装置チャンバーの上流の端において燃料／オキシ
ダント混合物を接線方向に注入し、燃料／オキシダント
混合物に点火して燃焼生成物を造り、一次燃焼装置チャ
ンバーと同心に合わせられ、そして流体連絡している図
１中の二次チャンバー１８である二次燃焼装置チャンバ
ーの下流の端において燃焼生成物を排出し、そして二次
燃焼装置チャンバーの壁を冷却することを含んで成る。
【００５２】本発明の方法の一実施例によると、好まし
いオキシダントは空気である。ＮＯX放出物の生成を制
御するために燃料／オキシダント混合物は、燃料の完全
燃焼のために要求されるオキシダントの約１０５％〜約
１６０％を含んで成る。本発明の他の実施例によると、
燃料、オキシダント又は燃料／オキシダント混合物は一
次燃焼装置チャンバー内への接線方向注入に先立って希
釈剤と混合される。前記希釈剤は空気、再循環煙道ガ
ス、水、水蒸気及びそれらの混合物であることができ
る。
【００５３】上記の説明において、本発明を本発明の確
かな好ましい実施例との関連において記述し、そして実
例によって説明することを目的として多くの詳細を充分
に述べてきたが、本技術分野における当業者にとって
は、本発明は追加の実施例が可能であること及び本発明
の基礎的な原理から逸脱することなく本明細書中に記述
した詳細のいくつかをかなり変更し得ることは明白であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるサイクロン式燃焼装置
の横断側面図である。
【図２】本発明の他の実施例によるサイクロン式燃焼装
置の横断側面図である。
【図３】本発明のさらに他の実施例によるサイクロン式
燃焼装置の横断側面図である。
【図４】本発明のさらに他の実施例によるサイクロン式
燃焼装置の横断側面図である。
【図５】本発明の一実施例による流体冷却された一次燃
焼装置チャンバーを有するサイクロン式バーナーの横断
側面図である。
【図６】図１のＩ−Ｉ部分に沿って示した実施例の図で
ある。
【図７】本発明の一実施例によるサイクロン式燃焼装置
用のノズルの横断側面図である。
【図８】本発明の他の実施例によるサイクロン式燃焼装
置用のノズルの横断側面図である。
【図９】本発明の一実施例によるサイクロン式燃焼装置
用のオリフィスの横断側面図である。
【図１０】本発明の他の実施例によるサイクロン式燃焼
装置用のオリフィスの横断側面図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施例によるサイクロン
式燃焼装置用のオリフィスの横断側面図である。
【図１２】本発明の一実施例による火炎の逆火を制御す
るための制御速度ノズルの横断側面図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施例によるサイクロン
式燃焼装置の横断側面図である。
【符号の説明】
１０，サイクロン式燃焼装置 １１，１１ａ，一次燃焼装置チャンバー １２，１２ａ，二次燃焼装置チャンバー １３，ノズル １４，１４ａ，１４ｃ，３３，オリフィス １５，開口部 １６，渦巻 １７，一次燃焼装置チャンバー壁 １８，二次燃焼装置チャンバー壁 １９，ノズル出口 ２２，ノズル壁 ２３，外部ノズル壁 ２４，環状チャンバー ２５，内部ノズル壁 ２８，矢印 ３０，冷却流体出口開口部 ３１，外部環状チャンバー ３２，内部環状チャンバー ４０，制御速度ノズル ４２，ノズルの壁 ４４，ノズルチャンバー ４５，出口の端 ５０，冷却コイル ５１，水循環ポンプ ５２，放出ノズル ６０，プレナム ６１，二次燃焼空気ノズル ６２，プレナムチャンバーの壁 ６３，プレナム排出端 ６４，らせん形の壁 ６５，ガイド羽根 ７０，ターンダウンノズル ７１，全容量ノズル
フロントページの続き (72)発明者 ハミッド・エイ・アバシ アメリカ合衆国イリノイ州60559，ダリ エン，バンカー・ロード 7309 (56)参考文献 特開 昭63−131903（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−85003（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−111102（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−54612（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4989549（ＵＳ，Ａ) 米国特許5029557（ＵＳ，Ａ) 米国特許3748111（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F23D 14/02 F23D 14/70 F23C 11/00

Claims (23)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 サイクロン式燃焼装置にして、次の： 上流端、下流端及び実質的に円筒形の縦に延びた外壁を
    有する一次燃焼装置チャンバーを画成している少なくと
    も一つの一次燃焼装置チャンバー壁； 上流端、下流端及び実質的に円筒形の縦に延びた外壁を
    有する二次燃焼装置チャンバーを画成している少なくと
    も一つの二次燃焼装置チャンバー壁にして、該一次燃焼
    装置チャンバーの下流端が該二次燃焼装置チャンバーの
    上流端と流体連通しかつ該上流端に対して実質的に縦方
    向に整列されており、そして該二次燃焼装置チャンバー
    は実質的に冷却されている、上記の少なくともひとつの
    二次燃焼装置チャンバー壁；及び燃料と空気との混合物
    を該一次燃焼装置チャンバー内に接線方向に注入するた
    めの、該一次燃焼装置チャンバー壁に固定されている接
    線方向注入手段を含んで成り； ここで、該接線方向注入手段は、該一次燃焼装置チャン
    バーと連通しているノズル出口を有する少なくとも一つ
    のノズル、及び該ノズルと連通している該燃料と該オキ
    シダントを混合するための手段を含み、そして少なくと
    も一つのノズルの内径が該ノズル出口の上流と等価に配
    置されており；少なくとも一つの該ノズルは少なくとも
    一つの該ノズルを冷却するための手段を含み、少なくと
    も一つの該ノズルを冷却するための該手段は少なくとも
    一つの該ノズルの回りに環状チャンバーを形成している
    該ノズルの壁の回りに配置されたノズルの外壁を含み；
    該環状チャンバーは該一次燃焼装置チャンバー側の環状
    チャンバー端で開いている、上記のサイクロン式燃焼装
    置。
  2. 【請求項２】 前記一次燃焼装置チャンバーの一部を囲
    んでいる、該一次燃焼装置チャンバーを冷却するための
    冷却手段をさらに含んで成る、請求項１に記載のサイク
    ロン式燃焼装置。
  3. 【請求項３】 前記二次燃焼装置チャンバーの下流端に
    最も近い該二次燃焼装置チャンバーの壁にオリフィスの
    壁が固定され、該オリフィス壁は該二次燃焼装置チャン
    バーと同心に整列されている開口部を有する、請求項１
    に記載のサイクロン式燃焼装置。
  4. 【請求項４】 前記一次燃焼装置チャンバーの下流端に
    最も近い該一次燃焼装置チャンバーの壁に一次オリフィ
    スの壁が固定されており、該一次オリフィス壁は該一次
    燃焼装置チャンバーと同心に整列されている一次オリフ
    ィス壁開口部を有する、請求項１に記載のサイクロン式
    燃焼装置。
  5. 【請求項５】 前記二次燃焼装置チャンバーの下流端に
    最も近い該二次燃焼装置チャンバーの壁に二次オリフィ
    スの壁が固定されており、該二次オリフィス壁は該二次
    燃焼装置チャンバーと同心に整列されている二次オリフ
    ィス壁開口部を有する、請求項４に記載のサイクロン式
    燃焼装置。
  6. 【請求項６】 前記二次燃焼帯内に渦巻状に二次燃焼空
    気を注入するための二次燃焼空気注入手段をさらに含ん
    で成る、請求項１に記載のサイクロン式燃焼装置。
  7. 【請求項７】 前記接線方向注入手段が、空気、再循環
    煙道ガス、水、水蒸気及びこれらの混合物より成る群か
    ら選ばれる希釈剤を前記燃料、前記オキシダント及び前
    記の燃料とオキシダントとの混合物の内の少なくとも一
    つと混合するための手段を含んで成る、請求項１に記載
    のサイクロン式燃焼装置。
  8. 【請求項８】 前記二次燃焼空気注入手段が、前記燃焼
    装置チャンバー内に同軸に配置され、そして環状形の二
    次燃焼空気プレナムを画成している少なくとも一つのプ
    レナムチャンバーの壁と；該プレナムチャンバー壁に固
    定され、らせん形の溝を形成しているらせん形の壁、及
    び該プレナムチャンバー壁に固定され、プレナム排出端
    に位置している複数のガイド羽根の内の少なくとも一つ
    と；前記二次燃焼空気を該二次燃焼空気プレナム内に注
    入するためのプレナム注入手段を含み、ここで該二次燃
    焼空気プレナムは前記一次燃焼装置チャンバー壁及び前
    記二次燃焼装置チャンバー壁の内の少なくとも一つと該
    プレナムチャンバー壁との間に位置している、請求項６
    に記載のサイクロン式燃焼装置。
  9. 【請求項９】 少なくとも一つの再循環間仕切りが前記
    二次燃焼装置チャンバーの上流端の内部に同軸に配置さ
    れ、そして該間仕切りは該二次燃焼装置チャンバーの
    壁、及び前記一次燃焼装置チャンバー壁及び該二次燃焼
    装置チャンバー壁の内の少なくとも一つと、プレナムチ
    ャンバーの壁との間に環状形の二次燃焼空気プレナムを
    画成している、前記燃焼装置チャンバー内部に同軸に配
    置された該プレナムチャンバー壁の１つと、 該一次燃焼装置チャンバーから前記オリフィス壁の開口
    部を通って出る燃焼生成物が該二次燃焼装置チャンバー
    の上流端内部に再循環される際に通過する再循環間仕切
    りとの間に再循環用環を形成している、請求項３に記載
    のサイクロン式燃焼装置。
  10. 【請求項１０】 前記一次燃焼装置チャンバーの上流の
    直径が下流の直径よりも小さい、請求項１に記載のサイ
    クロン式燃焼装置。
  11. 【請求項１１】 前記接線方向注入手段が、前記一次燃
    焼装置チャンバー壁の前記上流端に最も近い該一次燃焼
    装置チャンバー壁に固定され、前記上流の直径を有する
    該一次燃焼装置チャンバーの第１部分と連通しているタ
    ーンダウンノズル、及び該一次燃焼装置チャンバー壁の
    前記下流端に最も近い該一次燃焼装置チャンバー壁に固
    定され、前記下流の直径を有する該一次燃焼装置チャン
    バーの第２部分と連通している全容量ノズルを更に含ん
    で成る、請求項１０に記載のサイクロン式燃焼装置。
  12. 【請求項１２】 前記の燃料とオキシダントとの混合物
    を接線方向に注入するための前記接線方向注入手段中に
    配置されている火炎防止装置、及び制御速度ノズルの内
    の一つから成る、火炎逆火を防止するための手段をさら
    に含んで成る、請求項１に記載のサイクロン式燃焼装
    置。
  13. 【請求項１３】 前記環状チャンバーが前記一次燃焼装
    置チャンバー側の環状チャンバー端で閉じられており、
    前記ノズルの内側の壁が該ノズルの外壁と該ノズル壁と
    の間の該ノズルの回りに配置されており、実質的に該ノ
    ズルの外側の壁に平行で、該環状チャンバーの閉じられ
    た端から少し離れた該一次燃焼装置チャンバー側のノズ
    ルの内部の壁を有し、該ノズル内部壁と該ノズル壁との
    間に内側環状チャンバーを、そして該ノズル内部壁と該
    ノズルの外壁との間に外側環状チャンバーの壁を形成し
    ている、請求項１に記載のサイクロン式燃焼装置。
  14. 【請求項１４】 前記外側環状チャンバーの壁が前記一
    次燃焼装置チャンバーから遠位の冷却用流体入口開口部
    を形成し、そして前記ノズルの壁が該一次燃焼装置チャ
    ンバーから遠位の冷却用流体出口開口部を形成してお
    り、それによって前記冷却用流体入口開口部を通って導
    入される冷却用流体が前記外側環状チャンバー及び前記
    内側環状チャンバーを通って流れ、そして前記冷却用流
    体出口開口部を通って出る、請求項１３に記載のサイク
    ロン式燃焼装置。
  15. 【請求項１５】 燃料及びオキシダントのサイクロン式
    燃焼方法にして、次の； 燃料とオキシダントとを混合して燃料／オキシダント混
    合物を形成し、前記燃料／オキシダント混合物が前記燃
    料を完全燃焼させるための理論的必要量の約３０％〜約
    ９０％を含み； 該燃料／オキシダント混合物を一次燃焼装置チャンバー
    の中にその上流端において接線方向に注入し； 該燃料／オキシダント混合物を点火して燃焼生成物を作
    り； 該燃焼生成物を、該一次燃焼装置チャンバーと同心に整
    列され、そして流体連通している二次燃焼装置チャンバ
    ーを通して排出し； 二次オキシダントを、該燃料を完全燃焼させるための理
    論的必要量の約１０％〜約９０％の量で該二次燃焼装置
    チャンバー内に注入し；そして該二次燃焼装置チャンバ
    ーの壁を冷却する； 工程を含んで成る、上記のサイクロン式燃焼方法。
  16. 【請求項１６】 前記燃焼生成物が、前記二次燃焼装置
    チャンバーの下流端において同心に整列されているオリ
    フィスを通じて排出される、請求項１５に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記のオキシダントが空気である、請
    求項１５に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記燃料／オキシダント混合物が前記
    燃料の完全燃焼に要求される量に対して約１０５〜１６
    ０％のオキシダントを含んで成る、請求項１５に記載の
    方法。
  19. 【請求項１９】 前記一次燃焼装置チャンバー内への接
    線方向注入に先立って、空気、再循環煙道ガス、水、水
    蒸気及びこれらの混合物より成る群から選択される希釈
    剤を、前記燃料、前記オキシダント及び前記燃料／オキ
    シダント混合物の内の少なくとも一つと混合する、請求
    項１５に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記一次燃焼装置チャンバーの壁の少
    なくとも一部が冷却されている、請求項１５に記載の方
    法。
  21. 【請求項２１】 前記一次燃焼装置チャンバーを出る一
    次燃焼生成物が、前記二次燃焼装置の上流端の内部で再
    循環され、該二次燃焼装置チャンバーの上流端の内部に
    還元帯を形成し、そして該還元帯に入る該一次燃焼生成
    物を冷却する、請求項１５に記載の方法。
  22. 【請求項２２】 前記二次オキシダントが接線方向に注
    入されるか、該二次オキシダントに渦を付与するように
    注入されるかのどちらか一つである、請求項２１に記載
    の方法。
  23. 【請求項２３】 前記燃焼装置チャンバー内の温度が約
    ８７１℃（１６００(Ｆ）〜１３１６℃（２４００(Ｆ）
    に維持される、請求項１５に記載の方法。
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5388409A (en) * 1993-05-14 1995-02-14 Stirling Thermal Motors, Inc. Stirling engine with integrated gas combustor
AU7087396A (en) * 1995-09-28 1997-04-17 Vapo Oy Method and reactor for processing of fuels having a wide particle size distribution
US5797356A (en) * 1996-01-29 1998-08-25 Aga Technologies, Inc. Simplest high efficiency universal water heater
US5921764A (en) * 1997-07-18 1999-07-13 Stirling Thermal Motors, Inc. Heat engine combustor
US6089855A (en) * 1998-07-10 2000-07-18 Thermo Power Corporation Low NOx multistage combustor
US5934892A (en) * 1998-08-06 1999-08-10 Institute Of Gas Technology Process and apparatus for emissions reduction using partial oxidation of combustible material
US6572912B1 (en) 1998-12-30 2003-06-03 Institute Of Gas Technology Cooking process
FR2835826A1 (fr) 2002-02-14 2003-08-15 Rhodianyl Materiaux composites obtenus a partir de liant hydraulique et de fibres organiques presentant un comportement mecanique ameliore
WO2004025179A1 (ja) * 2002-08-09 2004-03-25 Jfe Steel Corporation 管状火炎バーナー及び燃焼制御方法
EP2278223A1 (en) * 2004-05-19 2011-01-26 Innovative Energy, Inc. Combustion method and apparatus
JP4306617B2 (ja) * 2005-01-17 2009-08-05 Ｊｆｅスチール株式会社 管状火炎バーナ
CN100535516C (zh) * 2008-01-28 2009-09-02 烟台龙源电力技术股份有限公司 一种适用于贫煤、无烟煤的微油点火旋风煤粉燃烧器
JP5428265B2 (ja) * 2008-09-24 2014-02-26 Ｊｆｅスチール株式会社 管状火炎バーナの設計方法
US8545215B2 (en) * 2010-05-17 2013-10-01 General Electric Company Late lean injection injector
US20120064465A1 (en) * 2010-09-12 2012-03-15 General Vortex Energy, Inc. Combustion apparatus and methods
CN103512028A (zh) * 2012-06-21 2014-01-15 内蒙古方圆科技有限公司 旋风离心除灰式生物质颗粒燃料燃烧器
JP6220543B2 (ja) * 2013-04-15 2017-10-25 バイオマスエナジー株式会社 バーナー装置及び燃焼炉
US9903586B2 (en) 2013-12-13 2018-02-27 Marty Blotter Waste oil burner
JP6706780B2 (ja) * 2016-07-15 2020-06-10 ダイニチ工業株式会社 小型渦流燃焼器
EP3290794A1 (en) * 2016-09-05 2018-03-07 Technip France Method for reducing nox emission
JP6597662B2 (ja) * 2017-02-08 2019-10-30 トヨタ自動車株式会社 水素ガスバーナ装置
CN107575865A (zh) * 2017-09-25 2018-01-12 中国科学院广州能源研究所 一种低热损失的涡流管状火焰燃烧器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3748111A (en) 1971-06-11 1973-07-24 W Klose Flame arrestor
US4989549A (en) 1988-10-11 1991-02-05 Donlee Technologies, Inc. Ultra-low NOx combustion apparatus
US5029557A (en) 1987-05-01 1991-07-09 Donlee Technologies, Inc. Cyclone combustion apparatus

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3816595A (en) * 1971-11-15 1974-06-11 Aqua Chem Inc Method and apparatus for removing nitrogen oxides from a gas stream
BE795261A (fr) * 1972-02-10 1973-05-29 Bailey Frank W Bruleurs canon a retention de flamme bleue et systemes d'echangeur de chaleur
US3859786A (en) * 1972-05-25 1975-01-14 Ford Motor Co Combustor
GB1465785A (en) * 1973-03-12 1977-03-02 Tokyo Gas Co Ltd Burner and method of combustion-
CH577665A5 (ja) * 1973-07-11 1976-07-15 Fascione Pietro
US3885906A (en) * 1974-05-21 1975-05-27 Alexei Petrovich Shurygin Cyclone furnace
US3974021A (en) * 1974-08-27 1976-08-10 Mikhail Naumovich Bernadiner Process and cyclone reactor for fire decontamination of industrial waste water containing organic and refractory mineral impurities
US4007001A (en) * 1975-04-14 1977-02-08 Phillips Petroleum Company Combustors and methods of operating same
US4395223A (en) * 1978-06-09 1983-07-26 Hitachi Shipbuilding & Engineering Co., Ltd. Multi-stage combustion method for inhibiting formation of nitrogen oxides
JPS5535885A (en) * 1978-09-06 1980-03-13 Kobe Steel Ltd Combustion method capable of minimizing production of nitrogen oxide and smoke
JPS5885003A (ja) * 1981-11-11 1983-05-21 フイリツプス・ペトロリユ−ム・コンパニ− 燃料の燃焼方法
DE3327597A1 (de) * 1983-07-30 1985-02-07 Deutsche Babcock Werke AG, 4200 Oberhausen Verfahren und brenner zum verbrennen von fluessigen oder gasfoermigen brennstoffen unter verminderter bildung von nox
DK235287A (da) * 1986-11-07 1988-05-08 Donlee Techn In Kedel med cyklonisk forbraending
US4920925A (en) * 1986-11-07 1990-05-01 Donlee Technologies Inc. Boiler with cyclonic combustion
US4860695A (en) * 1987-05-01 1989-08-29 Donlee Technologies, Inc. Cyclone combustion apparatus
US4879959A (en) * 1987-11-10 1989-11-14 Donlee Technologies, Inc. Swirl combustion apparatus
US5013236A (en) * 1989-05-22 1991-05-07 Institute Of Gas Technology Ultra-low pollutant emission combustion process and apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3748111A (en) 1971-06-11 1973-07-24 W Klose Flame arrestor
US5029557A (en) 1987-05-01 1991-07-09 Donlee Technologies, Inc. Cyclone combustion apparatus
US4989549A (en) 1988-10-11 1991-02-05 Donlee Technologies, Inc. Ultra-low NOx combustion apparatus

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