JP3416152B2 - 改良された微粉炭バーナー - Google Patents
改良された微粉炭バーナーInfo
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- JP3416152B2 JP3416152B2 JP52253898A JP52253898A JP3416152B2 JP 3416152 B2 JP3416152 B2 JP 3416152B2 JP 52253898 A JP52253898 A JP 52253898A JP 52253898 A JP52253898 A JP 52253898A JP 3416152 B2 JP3416152 B2 JP 3416152B2
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- air
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
- F23C7/002—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion
- F23C7/004—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion using vanes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D1/00—Burners for combustion of pulverulent fuel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C2201/00—Staged combustion
- F23C2201/20—Burner staging
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、米国エネルギー省によって与えられた契約
No.DE−AC−92PC92610に基づいて米国政府の援助を得て
なされたものである。
No.DE−AC−92PC92610に基づいて米国政府の援助を得て
なされたものである。
発明の分野
本発明は、一般に、燃料バーナーに関し、特に、窒素
酸化物（NOx）の発生を制限する改良された微粉炭（粉
砕石炭）燃料バーナー（低NOxバーナー）に関する。
酸化物（NOx）の発生を制限する改良された微粉炭（粉
砕石炭）燃料バーナー（低NOxバーナー）に関する。
関連する従来技術の説明
微粉炭火炎のような火炎には、熱分解中燃料から窒素
担持化合物が放出されると、NOxと総称される窒素の酸
化物が生じる。これらの化合物は、底に存在する酸素と
結合して例えば図１に示されるようにNOとNO2を形成す
る。図１は、典型的なNOx反応機構を示す。NOxは、又、
窒素と酸素が存在する火炎領域内の高温（2700゜F（148
2.2℃）より高い温度）が維持されるときにも生じる。
この条件下では、分子状窒素が解離して酸素と再結合
し、サーマルNOxを生じる。
担持化合物が放出されると、NOxと総称される窒素の酸
化物が生じる。これらの化合物は、底に存在する酸素と
結合して例えば図１に示されるようにNOとNO2を形成す
る。図１は、典型的なNOx反応機構を示す。NOxは、又、
窒素と酸素が存在する火炎領域内の高温（2700゜F（148
2.2℃）より高い温度）が維持されるときにも生じる。
この条件下では、分子状窒素が解離して酸素と再結合
し、サーマルNOxを生じる。
微粉炭火炎におけるNOx発生量の抑制は、燃焼用空気
の一部分と燃料との混合を「段階的にする」即ち遅延さ
せることによって達成することができることは周知であ
る。空気と燃料とを段階的に混合させ、従って、段階的
に燃焼させると、放出された窒素揮発分が互いに結合し
てNOxではなく分子状窒素を生成する。又、段階的燃焼
によって醸成される還元性雰囲気下では、発生したNOx
の分子が容易に還元されて分子状窒素に戻る。この段階
的燃焼のプロセスは、燃焼用空気の一部分をバーナーか
ら抽出し、それを炉内の別の部位へ導入することによっ
てバーナーの外部で完成させることができる。
の一部分と燃料との混合を「段階的にする」即ち遅延さ
せることによって達成することができることは周知であ
る。空気と燃料とを段階的に混合させ、従って、段階的
に燃焼させると、放出された窒素揮発分が互いに結合し
てNOxではなく分子状窒素を生成する。又、段階的燃焼
によって醸成される還元性雰囲気下では、発生したNOx
の分子が容易に還元されて分子状窒素に戻る。この段階
的燃焼のプロセスは、燃焼用空気の一部分をバーナーか
ら抽出し、それを炉内の別の部位へ導入することによっ
てバーナーの外部で完成させることができる。
燃料の投入部位と燃焼用空気の投入部位を物理的に分
離させるのではなく、燃焼用空気をバーナー自体におい
て制御することによって低NOx火炎を創生する内部段階
的燃焼の原理に基づいて作動する。空気力学的段階的空
気供給式バーナーが市販されている。この内部段階的燃
焼は、燃焼用空気を多重空気帯域に亙って空気力学的に
分配することによって達成される。又、この内部段階的
燃焼は、燃焼用空気に渦流加速を与えることと、燃焼用
空気流の向きを変える（偏向する）ためにいろいろなバ
ーナー構造を使用することによって改善される。偏向さ
れた燃焼用空気が火炎にその下流側で混入するので、燃
料のバーンアウト（燃え尽き）は、一次燃焼帯域から離
れた部位で完了する。バブコック・エンド・ウイルコッ
クス・カンパニー（Ｂ＆Ｗ）は、多重空気帯域の使用を
介してNOx発生量を減少させる一連の微粉炭バーナーを
開発し、テストし、製造してきた。その１例が図２に示
されている。このバーナーは、DRB−XCL 一次空気−二
次空気という登録商標名で市販されている。この空気力
学的段階的空気供給式バーナーは、燃料と空気をバーナ
ーの噴口の近傍（以下、単に「バーナーの近傍」と称す
る）で急速に混合させる標準的な（在来の）強渦流式バ
ーナーに比べてNOx発生量を相当に減少させるという点
で有効であることが立証されている。しかしながら、こ
の低NOxバーナーが創出する長炎（長い火炎）は、一酸
化炭素（CO）発生量を増大させることと、未燃焼炭素の
発生量が高いことにより燃焼効率を低下させる傾向があ
る。一般に、NOx放出量の測定値と燃焼効率とは、今日
までのテストを通して逆比例関係にあることが判明して
いる。
離させるのではなく、燃焼用空気をバーナー自体におい
て制御することによって低NOx火炎を創生する内部段階
的燃焼の原理に基づいて作動する。空気力学的段階的空
気供給式バーナーが市販されている。この内部段階的燃
焼は、燃焼用空気を多重空気帯域に亙って空気力学的に
分配することによって達成される。又、この内部段階的
燃焼は、燃焼用空気に渦流加速を与えることと、燃焼用
空気流の向きを変える（偏向する）ためにいろいろなバ
ーナー構造を使用することによって改善される。偏向さ
れた燃焼用空気が火炎にその下流側で混入するので、燃
料のバーンアウト（燃え尽き）は、一次燃焼帯域から離
れた部位で完了する。バブコック・エンド・ウイルコッ
クス・カンパニー（Ｂ＆Ｗ）は、多重空気帯域の使用を
介してNOx発生量を減少させる一連の微粉炭バーナーを
開発し、テストし、製造してきた。その１例が図２に示
されている。このバーナーは、DRB−XCL 一次空気−二
次空気という登録商標名で市販されている。この空気力
学的段階的空気供給式バーナーは、燃料と空気をバーナ
ーの噴口の近傍（以下、単に「バーナーの近傍」と称す
る）で急速に混合させる標準的な（在来の）強渦流式バ
ーナーに比べてNOx発生量を相当に減少させるという点
で有効であることが立証されている。しかしながら、こ
の低NOxバーナーが創出する長炎（長い火炎）は、一酸
化炭素（CO）発生量を増大させることと、未燃焼炭素の
発生量が高いことにより燃焼効率を低下させる傾向があ
る。一般に、NOx放出量の測定値と燃焼効率とは、今日
までのテストを通して逆比例関係にあることが判明して
いる。
図２を参照すると、米国特許第4,836,772号に記載さ
れているバーナーに類似した石炭炊きDRB−XCL バーナ
ーが示されている。このバーナー10は、燃料及び一次空
気（搬送空気）入口14を通して微粉炭（粉砕石炭）と空
気を供給されるバーナーの中心導管内に配置された円錐
形ディフューザ12と偏向板34を備えている。バーナーの
中心導管は、炉の内壁20と外壁18の間に画定された風箱
16によって囲われており、固定スピン羽根22と調節自在
羽根24の外側配列体を収容した壁によってそれらの壁と
同心的に囲繞されている。バーナーのノズル（噴口）に
おいて二次空気28を内側二次空気と外側二次空気とに分
離して導くための空気分離板26が、バーナーのノズルの
周りに同心的に配置されている。バーナー10は、更に、
二次空気28の量を制御するための摺動ダンパー30と、火
炎安定化板32を備えている。
れているバーナーに類似した石炭炊きDRB−XCL バーナ
ーが示されている。このバーナー10は、燃料及び一次空
気（搬送空気）入口14を通して微粉炭（粉砕石炭）と空
気を供給されるバーナーの中心導管内に配置された円錐
形ディフューザ12と偏向板34を備えている。バーナーの
中心導管は、炉の内壁20と外壁18の間に画定された風箱
16によって囲われており、固定スピン羽根22と調節自在
羽根24の外側配列体を収容した壁によってそれらの壁と
同心的に囲繞されている。バーナーのノズル（噴口）に
おいて二次空気28を内側二次空気と外側二次空気とに分
離して導くための空気分離板26が、バーナーのノズルの
周りに同心的に配置されている。バーナー10は、更に、
二次空気28の量を制御するための摺動ダンパー30と、火
炎安定化板32を備えている。
図２に示された円錐形ディフューザ及びその他の部品
の幾つかを有するタイプのバーナーは、米国特許第4,38
0,202号にも開示されている。同特許のバーナーでは、N
Ox（排出物発生量）の犠牲において（即ち、有害排出物
の発生量を少なくするという効果を犠牲にして）火炎の
長さを短くするために石炭ノズルにインペラ（羽根）が
規則的に配列されている。しかしながら、渦流発生器の
ようなインペラ及びそれに類する部材は、燃料流の流れ
パターンを変更するだけである。このような方式は、NO
x発生量を増大させる原因となる燃料と空気の早期混合
をもたらすことがある。
の幾つかを有するタイプのバーナーは、米国特許第4,38
0,202号にも開示されている。同特許のバーナーでは、N
Ox（排出物発生量）の犠牲において（即ち、有害排出物
の発生量を少なくするという効果を犠牲にして）火炎の
長さを短くするために石炭ノズルにインペラ（羽根）が
規則的に配列されている。しかしながら、渦流発生器の
ようなインペラ及びそれに類する部材は、燃料流の流れ
パターンを変更するだけである。このような方式は、NO
x発生量を増大させる原因となる燃料と空気の早期混合
をもたらすことがある。
米国特許第4,479,442号は、発散流れ分離器及び多重
渦流羽根を備えた微粉炭炊きベンチューリノズルを開示
している。
渦流羽根を備えた微粉炭炊きベンチューリノズルを開示
している。
しかしながら、依然として、NOx排出量を更に低下さ
せ、しかも、未燃焼可燃物質及び一酸化炭素（CO）の発
生量の低減を達成する低NOxバーナーを求める要望があ
る。そのようなバーナーは、微粉炭と空気の混合流れ
と、微粉炭火炎の燃焼特性を制御するための燃焼用空気
だけの追加の流れとを供給するものであることが好まし
い。そのようなバーナーは、安定した強い火炎を創生
し、しかも、排出物の発生量の低減と、高い燃焼効率の
両方を実現する。このタイプのバーナーは、バーナーを
既存のボイラー又は炉に設置することができる構造であ
ることが好ましい。
せ、しかも、未燃焼可燃物質及び一酸化炭素（CO）の発
生量の低減を達成する低NOxバーナーを求める要望があ
る。そのようなバーナーは、微粉炭と空気の混合流れ
と、微粉炭火炎の燃焼特性を制御するための燃焼用空気
だけの追加の流れとを供給するものであることが好まし
い。そのようなバーナーは、安定した強い火炎を創生
し、しかも、排出物の発生量の低減と、高い燃焼効率の
両方を実現する。このタイプのバーナーは、バーナーを
既存のボイラー又は炉に設置することができる構造であ
ることが好ましい。
発明の概要
本発明は、排出物の発生量の低減を達成し、かつ、高
い燃焼効率を維持することができるバーナーを提供する
ことによって従来技術の上記問題及びその他の問題を解
決することを課題とする。
い燃焼効率を維持することができるバーナーを提供する
ことによって従来技術の上記問題及びその他の問題を解
決することを課題とする。
ここでいう「高燃焼効率」とは、炉から排出される未
燃焼炭素及び一酸化炭素の量を最少限にすることをい
う。本発明は、NOxの発生を制限するための燃焼用空気
の空気力学的分配と、安定した火炎を創生し、許容しう
る燃焼効率を達成する独特のバーナー構造の特徴とを効
果的に組み合わせることによって従来技術のNOx低減の
限界を打破する。本発明によるバーナー構造の特徴は、
相互に作用し合って以下に説明する能率的な低NOxバー
ナーを構成する。
燃焼炭素及び一酸化炭素の量を最少限にすることをい
う。本発明は、NOxの発生を制限するための燃焼用空気
の空気力学的分配と、安定した火炎を創生し、許容しう
る燃焼効率を達成する独特のバーナー構造の特徴とを効
果的に組み合わせることによって従来技術のNOx低減の
限界を打破する。本発明によるバーナー構造の特徴は、
相互に作用し合って以下に説明する能率的な低NOxバー
ナーを構成する。
本発明によれば、空気流の乱流度合を高め、下流での
気燃混合を改善するために、一次空気流と二次空気流と
をバーナーの近傍で分離するとともに、二次空気流の一
定範囲の流速を用いる。空気分配コーン（円錐体）は、
一次空気−二次空気遷移帯域（以下、単に「戦域帯域」
とも称する）を設けたことと相俟って、渦流羽根によっ
て二次空気に付与される渦流を散逸させることなく、二
次空気の偏向（流の向きを変更すること）を可能にす
る。これによって、火炎の安定性と下流での気燃混合を
一層改善する。二次空気は、一次空気−二次空気遷移帯
域によってバーナーの近傍において中心燃料帯域から物
理的及び空気力学的に分離され、それによって、二次空
気が燃料を直接的に連行するのを防止する。二次空気渦
流高温と空気分配コーンの使用は、空気を局部的に火炎
の中心部から離れる方向に偏向し、しかも、下流での気
燃混合を可能にする。
気燃混合を改善するために、一次空気流と二次空気流と
をバーナーの近傍で分離するとともに、二次空気流の一
定範囲の流速を用いる。空気分配コーン（円錐体）は、
一次空気−二次空気遷移帯域（以下、単に「戦域帯域」
とも称する）を設けたことと相俟って、渦流羽根によっ
て二次空気に付与される渦流を散逸させることなく、二
次空気の偏向（流の向きを変更すること）を可能にす
る。これによって、火炎の安定性と下流での気燃混合を
一層改善する。二次空気は、一次空気−二次空気遷移帯
域によってバーナーの近傍において中心燃料帯域から物
理的及び空気力学的に分離され、それによって、二次空
気が燃料を直接的に連行するのを防止する。二次空気渦
流高温と空気分配コーンの使用は、空気を局部的に火炎
の中心部から離れる方向に偏向し、しかも、下流での気
燃混合を可能にする。
従って、本発明の目的は、バーナーの近傍において燃
焼用空気を一次燃焼領域から偏向させて、石炭のディボ
ラチライジェイション（揮発成分揮発）中、初期NOx発
生量を減少させるために局部的化学量論比を減小させる
優れた低NOxバーナーを提供することである。
焼用空気を一次燃焼領域から偏向させて、石炭のディボ
ラチライジェイション（揮発成分揮発）中、初期NOx発
生量を減少させるために局部的化学量論比を減小させる
優れた低NOxバーナーを提供することである。
本発明の他の目的は、安定した火炎を創生し、しか
も、排出物の発生量の低減と、高燃焼効率の両方を実現
する優れた低NOxバーナーを提供することである。
も、排出物の発生量の低減と、高燃焼効率の両方を実現
する優れた低NOxバーナーを提供することである。
本発明の更に他の目的は、構造が簡単で、頑丈であ
り、製造コストが安いバーナーを提供することである。
り、製造コストが安いバーナーを提供することである。
本発明の上記及びその他の目的並びに特徴、及びそれ
らを達成する態様は、以下に添付図を参照して述べる本
発明の実施形態の説明から一層明かになろう。
らを達成する態様は、以下に添付図を参照して述べる本
発明の実施形態の説明から一層明かになろう。
図面の簡単な説明
図１は、NOx反応機構を説明するグラフである。
図２は、本発明による改良の対象である既知のDRB−X
CL バーナーの概略断面図である。
CL バーナーの概略断面図である。
図３は、本発明によるバーナーの概略断面図である。
図４は、本発明によるバーナーの概略断面図であり、
バーナーの火炎の特性を示す。
バーナーの火炎の特性を示す。
図５は、本発明の変型実施形態によるバーナーの概略
断面図である。
断面図である。
発明の詳細な説明
図３を参照すると、本発明によるバーナー40（ここで
はDRB−4ZTMとも称する）の概略断面図が示されてい
る。このバーナー40は、バーナー導管内に同心的に囲繞
する壁によって画定された一連の帯域を有し、それらの
帯域を通して限定された量の搬送空気（一次空気）と共
に微粉炭のような燃料を送給し、バーナー風箱16からの
追加の燃焼用空気（二次空気）を送給する。詳述すれ
ば、バーナー40の中心導管即ち中心帯域42は、供給源
（図示せず）から入口44を経て一次空気及び微粉炭を送
給する断面円形の一次帯域即ち燃料ノズル42である。こ
の中心帯域即ち一次帯域42を囲繞する同心の環状壁45
は、一次−二次遷移帯域（以下、単に「遷移帯域」とも
称する）46を画定する。遷移帯域46は、燃焼用二次空気
（以下、単に「二次空気」とも称する）を導入するか、
二次空気を残りの外側空気帯域へ分流させるように構成
されている。バーナー近傍の混合及び火炎安定制御をよ
り良好にするために一次空気流と二次空気流との間のバ
ッファとして機能する。遷移帯域46は、空気を渦流付与
状態又は渦流なしで導入するように、あるいは、燃焼制
御を改善するために乱流度を高くするように構成され
る。
はDRB−4ZTMとも称する）の概略断面図が示されてい
る。このバーナー40は、バーナー導管内に同心的に囲繞
する壁によって画定された一連の帯域を有し、それらの
帯域を通して限定された量の搬送空気（一次空気）と共
に微粉炭のような燃料を送給し、バーナー風箱16からの
追加の燃焼用空気（二次空気）を送給する。詳述すれ
ば、バーナー40の中心導管即ち中心帯域42は、供給源
（図示せず）から入口44を経て一次空気及び微粉炭を送
給する断面円形の一次帯域即ち燃料ノズル42である。こ
の中心帯域即ち一次帯域42を囲繞する同心の環状壁45
は、一次−二次遷移帯域（以下、単に「遷移帯域」とも
称する）46を画定する。遷移帯域46は、燃焼用二次空気
（以下、単に「二次空気」とも称する）を導入するか、
二次空気を残りの外側空気帯域へ分流させるように構成
されている。バーナー近傍の混合及び火炎安定制御をよ
り良好にするために一次空気流と二次空気流との間のバ
ッファとして機能する。遷移帯域46は、空気を渦流付与
状態又は渦流なしで導入するように、あるいは、燃焼制
御を改善するために乱流度を高くするように構成され
る。
バーナー40の残りの環状帯域は、同心的に囲繞する壁
によって画定された内側二次空気帯域48と外側二次空気
帯域50であり、それらの帯域は、燃焼用空気の多部分を
送給する。構造的には、本発明によるバーナー40の構成
は、主として、図２に示されるDRB−XCL の設計に基づ
いているが、本発明によるバーナーの構成は、微粉炭と
一次空気を送給するバーナーの中心導管42を囲繞する同
心の環状帯域即ち一次−二次遷移帯域46を含む点で異な
る。更に、本発明によるバーナーの構成は、二次空気を
DRB−XCL バーナーより多少速い速度で供給するように
改変されている。即ち、本発明のバーナーの二次空気の
速度は、バーナー制御において高い圧力降下及び望まし
くない過敏性を惹起することなく、望ましい近距離領域
及び遠距離領域混合特性を発揮するように選択される。
本発明のバーナー40は、二次空気を燃料のタイプ及びバ
ーナーの用途に応じて広い速度範囲に亙って供給するよ
うに構成されている。この速度範囲は、一次空気流と内
側二次空気流との間に半径方向の分離を惹起するのに十
分な半径方向及び接線方向の運動量を創生することがで
きるように選択される。バーナー40は、二次空気を一次
空気／燃料流の速度の1.0〜1.5倍にほぼ等しい速度で送
給するように構成される。テストされた一実施例におい
ては、二次空気の名目速度を約5500ft（1676.4m）／分
としたが、商業用には約4500〜7500ft（1371.6〜2286
m）／分の範囲とすることができる。
によって画定された内側二次空気帯域48と外側二次空気
帯域50であり、それらの帯域は、燃焼用空気の多部分を
送給する。構造的には、本発明によるバーナー40の構成
は、主として、図２に示されるDRB−XCL の設計に基づ
いているが、本発明によるバーナーの構成は、微粉炭と
一次空気を送給するバーナーの中心導管42を囲繞する同
心の環状帯域即ち一次−二次遷移帯域46を含む点で異な
る。更に、本発明によるバーナーの構成は、二次空気を
DRB−XCL バーナーより多少速い速度で供給するように
改変されている。即ち、本発明のバーナーの二次空気の
速度は、バーナー制御において高い圧力降下及び望まし
くない過敏性を惹起することなく、望ましい近距離領域
及び遠距離領域混合特性を発揮するように選択される。
本発明のバーナー40は、二次空気を燃料のタイプ及びバ
ーナーの用途に応じて広い速度範囲に亙って供給するよ
うに構成されている。この速度範囲は、一次空気流と内
側二次空気流との間に半径方向の分離を惹起するのに十
分な半径方向及び接線方向の運動量を創生することがで
きるように選択される。バーナー40は、二次空気を一次
空気／燃料流の速度の1.0〜1.5倍にほぼ等しい速度で送
給するように構成される。テストされた一実施例におい
ては、二次空気の名目速度を約5500ft（1676.4m）／分
としたが、商業用には約4500〜7500ft（1371.6〜2286
m）／分の範囲とすることができる。
同心環状遷移帯域46は、燃料のタイプ及び量に応じて
決められた特定の直径を有する燃料ノズル42の断面積の
0.5〜1.5倍の断面積を有するように構成される。
決められた特定の直径を有する燃料ノズル42の断面積の
0.5〜1.5倍の断面積を有するように構成される。
テストされた一実施例においては、本発明のDRB−4Z
TMバーナーの遷移帯域46の断面積を燃料ノズル42の断面
積と名目上等しい大きさとしたが、商業用バーナーにお
いては燃料ノズルの断面積と遷移帯域の断面積との関係
は、空気流量、一次空気及び二次空気の温度、及びバー
ナーの燃焼速度等の設計詳細に応じて変更することがで
きる。
TMバーナーの遷移帯域46の断面積を燃料ノズル42の断面
積と名目上等しい大きさとしたが、商業用バーナーにお
いては燃料ノズルの断面積と遷移帯域の断面積との関係
は、空気流量、一次空気及び二次空気の温度、及びバー
ナーの燃焼速度等の設計詳細に応じて変更することがで
きる。
本発明の遷移帯域46の重要な特徴の１つは、火炎の根
元部分における二次空気の燃料との混合制御を改善する
ことである。この特徴により、燃焼用空気の一部分をこ
の環状遷移帯域46から火炎へ導入することができる。
元部分における二次空気の燃料との混合制御を改善する
ことである。この特徴により、燃焼用空気の一部分をこ
の環状遷移帯域46から火炎へ導入することができる。
本発明のバーナー40は、バーナースロート（喉部）即
ち出口52における二次空気の分配の融通性を高める。即
ち、遷移帯域46への二次空気の流入は、遷移帯域46を画
定する同心壁の上面に形成された複数のスロット開口を
通して行われるが、遷移帯域46への二次空気流の分率
（％）は、バーナー40の後部において遷移帯域46の外周
に嵌められた摺動スリーブ54によって制御される。二次
空気の流れを遷移帯域46を通して方向づけする必要があ
る場合は、渦流を導入するための流れ偏向羽根組立体
（図示せず）を遷移帯域46内に配置することができる。
更に、遷移帯域46の出口に好ましい空気流パターンを形
成したい場合は、遷移帯域46内に強混合と弱混合との散
在帯域を創生する区分（複数のセグメントから成る）盲
板を用いることができる。燃焼用空気の分配及び混合を
更に調整するために、追加の空気制御部材を遷移帯域46
内に容易に導入することができる。
ち出口52における二次空気の分配の融通性を高める。即
ち、遷移帯域46への二次空気の流入は、遷移帯域46を画
定する同心壁の上面に形成された複数のスロット開口を
通して行われるが、遷移帯域46への二次空気流の分率
（％）は、バーナー40の後部において遷移帯域46の外周
に嵌められた摺動スリーブ54によって制御される。二次
空気の流れを遷移帯域46を通して方向づけする必要があ
る場合は、渦流を導入するための流れ偏向羽根組立体
（図示せず）を遷移帯域46内に配置することができる。
更に、遷移帯域46の出口に好ましい空気流パターンを形
成したい場合は、遷移帯域46内に強混合と弱混合との散
在帯域を創生する区分（複数のセグメントから成る）盲
板を用いることができる。燃焼用空気の分配及び混合を
更に調整するために、追加の空気制御部材を遷移帯域46
内に容易に導入することができる。
DRB−XCL バーナーの場合と同様の態様で、内側二次
空気帯域48及び外側二次空気帯域50を通る二次空気が渦
流とされる。渦流は、内側二次空気帯域48内に配置され
た１組の可動羽根24と、外側二次空気帯域50内に配置さ
れた固定羽根22及び可動羽根24によって付与される。羽
根22及び24のこの配置により、所望の混合特性を得るた
めにバーナー40の周りの空気の分布並びに渦流の完全な
制御を達成することができる。両帯域48,50内の可動羽
根24は、バーナーの燃焼性能を最適化するために、全閉
位置（図３の断面図に対して直角をなす軸線に対して０
゜の角度位置）と、全開位置（90゜の角度位置）と、両
者の間の任意の角度位置に選択的に位置決めすることが
できる。全開位置では、可動羽根24は渦流を付与しな
い。遷移帯域46と組み合わせてこれらの二次空気帯域4
8,50を用いることにより、二次空気の渦流の分配を妨害
する火炎安定化部材を付設する必要性を排除することが
できる。
空気帯域48及び外側二次空気帯域50を通る二次空気が渦
流とされる。渦流は、内側二次空気帯域48内に配置され
た１組の可動羽根24と、外側二次空気帯域50内に配置さ
れた固定羽根22及び可動羽根24によって付与される。羽
根22及び24のこの配置により、所望の混合特性を得るた
めにバーナー40の周りの空気の分布並びに渦流の完全な
制御を達成することができる。両帯域48,50内の可動羽
根24は、バーナーの燃焼性能を最適化するために、全閉
位置（図３の断面図に対して直角をなす軸線に対して０
゜の角度位置）と、全開位置（90゜の角度位置）と、両
者の間の任意の角度位置に選択的に位置決めすることが
できる。全開位置では、可動羽根24は渦流を付与しな
い。遷移帯域46と組み合わせてこれらの二次空気帯域4
8,50を用いることにより、二次空気の渦流の分配を妨害
する火炎安定化部材を付設する必要性を排除することが
できる。
内側及び外側二次空気帯域48,50内の空気の分配は、
各帯域内に配置された可動は値を用いて制御することが
できる。更に、燃焼用二次空気の分流又は分配も、図３
に示される摺動ディスク56のいろいろな変型実施形態に
よって調節可能である。摺動ディスク56は、内側二次空
気帯域48への空気の流れを阻止するように構成されてお
り、内側二次空気帯域48と外側二次空気帯域50との間の
空気流の分流割合（分配）を変更するために自動的に又
は手動で調節することができる。あるいは別法として、
摺動ディスク56のサイズを、内側及び外側二次空気帯域
48,50への空気量を調整することができるように大きく
することもできる。そのような拡大された摺動ディスク
56は、多バーナー配列体中の多数のバーナーの間で空気
流の量をバランスさせるのに自動的に又は手動で調節す
ることができる。摺動ディスク56と内側及び外側羽根2
2,24の設定の組み合わせを用いることによって、バーナ
ーの出口52における空気分流及び渦流の両方の広範囲の
制御を可能にする。
各帯域内に配置された可動は値を用いて制御することが
できる。更に、燃焼用二次空気の分流又は分配も、図３
に示される摺動ディスク56のいろいろな変型実施形態に
よって調節可能である。摺動ディスク56は、内側二次空
気帯域48への空気の流れを阻止するように構成されてお
り、内側二次空気帯域48と外側二次空気帯域50との間の
空気流の分流割合（分配）を変更するために自動的に又
は手動で調節することができる。あるいは別法として、
摺動ディスク56のサイズを、内側及び外側二次空気帯域
48,50への空気量を調整することができるように大きく
することもできる。そのような拡大された摺動ディスク
56は、多バーナー配列体中の多数のバーナーの間で空気
流の量をバランスさせるのに自動的に又は手動で調節す
ることができる。摺動ディスク56と内側及び外側羽根2
2,24の設定の組み合わせを用いることによって、バーナ
ーの出口52における空気分流及び渦流の両方の広範囲の
制御を可能にする。
随意選択として、燃料ノズル42を画定する同心壁の端
部、及び、又は、遷移帯域46の外径を画定する同心壁の
端部、及び、又は、内側二次空気コーン（円錐体）58を
付設することができる。そのような空気分配コーン58
は、バーナースロート52から噴出する空気の方向及び分
配を更に制御する働きをする。即ち、コーン58は、バー
ナースロート52から噴出する燃焼用空気分配の調整にお
ける更なる制御を可能にする。本発明のバーナー40に
は、更に追加のハードウエアの改変を組み入れることが
でき、それによって、必要に応じて追加の性能制御を達
成することができる。
部、及び、又は、遷移帯域46の外径を画定する同心壁の
端部、及び、又は、内側二次空気コーン（円錐体）58を
付設することができる。そのような空気分配コーン58
は、バーナースロート52から噴出する空気の方向及び分
配を更に制御する働きをする。即ち、コーン58は、バー
ナースロート52から噴出する燃焼用空気分配の調整にお
ける更なる制御を可能にする。本発明のバーナー40に
は、更に追加のハードウエアの改変を組み入れることが
でき、それによって、必要に応じて追加の性能制御を達
成することができる。
次に、図４を参照して説明すると、本発明によるバー
ナー40は、燃焼用空気の大部分を火炎近傍の一次燃焼領
域から離れる方向に効率的に偏向させて石炭の揮発成分
揮発中局部的化学量論比を制御し、それによって初期NO
x発生量を減少させることによって、低NOxの微粉炭火炎
を創出する。図４において、Ａは、火炎の酸素希薄下で
のディボラチライゼイション（熱分解）帯域である。帯
域Ｂは、燃焼生成物の循環が行われる再循環帯域であ
る。Ｃは、NOx減少帯域である。Ｄは、高温火炎シート
（薄く広がる層）である。Ｅは、燃焼用二次空気の制御
された混合が行われる帯域である。Ｆは、バーンアウト
帯域である。一次流と二次流との間の限定された再循環
帯域Ｂは、発生したNOxを分子状窒素に還元するために
酸素希薄下の熱分解帯域即ちコア燃料帯域Ａへ送り戻す
働きをする。再循環帯域Ｂは、又、近バーナー火炎（バ
ーナーの近傍の火炎）の安定性と局部的混合を改善する
働きをし、それによって、全体の燃焼効率を改善する。
図４に示された火炎特性は、既存の低NOx型バーナーに
比較して、本発明による構成が排気汚染物放出量及び燃
焼性能の点で優れていることを示している。
ナー40は、燃焼用空気の大部分を火炎近傍の一次燃焼領
域から離れる方向に効率的に偏向させて石炭の揮発成分
揮発中局部的化学量論比を制御し、それによって初期NO
x発生量を減少させることによって、低NOxの微粉炭火炎
を創出する。図４において、Ａは、火炎の酸素希薄下で
のディボラチライゼイション（熱分解）帯域である。帯
域Ｂは、燃焼生成物の循環が行われる再循環帯域であ
る。Ｃは、NOx減少帯域である。Ｄは、高温火炎シート
（薄く広がる層）である。Ｅは、燃焼用二次空気の制御
された混合が行われる帯域である。Ｆは、バーンアウト
帯域である。一次流と二次流との間の限定された再循環
帯域Ｂは、発生したNOxを分子状窒素に還元するために
酸素希薄下の熱分解帯域即ちコア燃料帯域Ａへ送り戻す
働きをする。再循環帯域Ｂは、又、近バーナー火炎（バ
ーナーの近傍の火炎）の安定性と局部的混合を改善する
働きをし、それによって、全体の燃焼効率を改善する。
図４に示された火炎特性は、既存の低NOx型バーナーに
比較して、本発明による構成が排気汚染物放出量及び燃
焼性能の点で優れていることを示している。
本発明による構成の個々の利点を幾つかの主要区分に
グループ分けすることができる。第１区分は、改良され
たNOx発生量削減性能である。本発明によるバーナー40
の設計は、DRB−XCL と同等の、又はそれより速い二次
空気速度で作動することができる能力を含む、幾つかの
新規な空気力学的特徴を有する。なかんずく、一次−二
次遷移帯域と、新規な設計とされた空気分配ハードウエ
アが、NOx発生の削減及びバーナーの近傍のNOx分配に改
善にとって慣用の要素である。バーナーのこれらの特徴
は、バーナーの近傍における一次流と二次流との分離を
促進し、その結果として、NOxの発生を抑制する酸素希
薄環境下で燃料から揮発成分を放出させる。この領域
（バーナーの近傍）では添加の安定性を維持するために
最少限のオキシダントが必要とされるので、この領域で
はNOxの発生は避けられない。しかしながら、本発明に
よるバーナーの空気力学的特徴は、一次流と二次流との
間に、NOxを還元するために火炎コア近傍の酸素希薄領
域へ送り戻す働きをする局部的再循環帯域Ｂを創出す
る。
グループ分けすることができる。第１区分は、改良され
たNOx発生量削減性能である。本発明によるバーナー40
の設計は、DRB−XCL と同等の、又はそれより速い二次
空気速度で作動することができる能力を含む、幾つかの
新規な空気力学的特徴を有する。なかんずく、一次−二
次遷移帯域と、新規な設計とされた空気分配ハードウエ
アが、NOx発生の削減及びバーナーの近傍のNOx分配に改
善にとって慣用の要素である。バーナーのこれらの特徴
は、バーナーの近傍における一次流と二次流との分離を
促進し、その結果として、NOxの発生を抑制する酸素希
薄環境下で燃料から揮発成分を放出させる。この領域
（バーナーの近傍）では添加の安定性を維持するために
最少限のオキシダントが必要とされるので、この領域で
はNOxの発生は避けられない。しかしながら、本発明に
よるバーナーの空気力学的特徴は、一次流と二次流との
間に、NOxを還元するために火炎コア近傍の酸素希薄領
域へ送り戻す働きをする局部的再循環帯域Ｂを創出す
る。
燃料として３種類の高揮発性の東部瀝青炭を用いて5M
Btu/時の規模と100MBtu/時の規模で本発明のDRB−4ZTM
バーナーと従来のDRB−XCL バーナーを比較テストした
結果、本発明のバーナーは、DRB−XCL で得られた最適
基準線値に比べてNOx放出量を15〜50重量％減少させる
ことが認められた。これらの石炭を燃料として本発明の
DRB−4ZTMバーナーによって得られたNOx発生の削減は、
従来のDRB−XCL バーナーほど燃料特性の変動（燃料の
種類の変化）に対して敏感ではなかった。燃焼実験設備
における従来のテストでは、NOxの放出量と燃焼効率の
間に強い逆比例関係を示している。最大燃焼効率は、燃
焼用空気と燃料の迅速で完全な空燃混合によって得ら
れ、その結果、短い高温火炎が得られる。低NOx型バー
ナーは、比較的長い低温火炎を創生することによってNO
x放出量を低減するが、長い低温火炎は、遅延混合の故
に燃焼効率を低下する。
Btu/時の規模と100MBtu/時の規模で本発明のDRB−4ZTM
バーナーと従来のDRB−XCL バーナーを比較テストした
結果、本発明のバーナーは、DRB−XCL で得られた最適
基準線値に比べてNOx放出量を15〜50重量％減少させる
ことが認められた。これらの石炭を燃料として本発明の
DRB−4ZTMバーナーによって得られたNOx発生の削減は、
従来のDRB−XCL バーナーほど燃料特性の変動（燃料の
種類の変化）に対して敏感ではなかった。燃焼実験設備
における従来のテストでは、NOxの放出量と燃焼効率の
間に強い逆比例関係を示している。最大燃焼効率は、燃
焼用空気と燃料の迅速で完全な空燃混合によって得ら
れ、その結果、短い高温火炎が得られる。低NOx型バー
ナーは、比較的長い低温火炎を創生することによってNO
x放出量を低減するが、長い低温火炎は、遅延混合の故
に燃焼効率を低下する。
本発明は、より高い二次空気流速度を使用し、かつ、
バーナーの近傍で一次流と二次流を分離することによっ
てこの問題に対処する。高い二次空気流速度は、乱流度
を高め渦流の形成を促進し、それによって下流での混合
を改善する。二次空気は、バーナーの近傍でコア燃料帯
域Ａから物理的にそして空気力学的に分離される。遷移
帯域46は、一次空気流と二次空気流を物理的に分離して
一次空気流による二次空気流の直接的な連行を防止しす
るとともに、二次空気の渦流及び空気分配コーンの使用
により二次空気を局部的にフレームコアから離れる方向
に偏向させ、しかも下流での混合を可能にする。最近の
テストで、本発明のバーナー40は、燃焼効率を犠牲にす
ることなく、NOx放出量の低減を達成することが立証さ
れた。３種類の東部瀝青炭を用いてのテストにおいて
は、本発明のバーナー40は、それらの石炭のうちの２種
類の石炭ではほぼ同等の一酸化炭素は移出レベルを示
し、それらの石炭のうちの１種類の石炭では最適設定値
において強熱減量（loss on ignition）（LOI）の減少
を示すとともに、従来のDRB−XCL バーナーに比べてNO
x放出量の減少を示した。強熱減量は、燃焼非効率の尺
度である。必要ならば、燃焼性能を更に高めるために、
バーナーにノズル型石炭混合器を組み入れることができ
る。そのような混合器の１例は、図５に示されるように
一次帯域即ち燃料ノズル42内に配置されたインペラ60で
ある。本発明によるバーナーの構造は、既存のバーナー
に対する制御を改善する一連の特徴を有する。遷移帯域
46は、内側二次空気帯域48の空気分配又は渦流に干渉し
ない火炎を安定化させるための画然とした火炎アタッチ
メント（繁留）領域を形成する。遷移帯域46は、又、局
部的な空燃比（空気対石炭の比率）（PA/PC）を効果的
に改変する限定された量の二次空気を導入するように構
成することができる。この構成は、バーナー温度を抑制
し、火炎の根元に追加の空気を指向するのに使用され、
更にバーナー近傍での混合を調整するのに用いられる。
バーナーの近傍で一次流と二次流を分離することによっ
てこの問題に対処する。高い二次空気流速度は、乱流度
を高め渦流の形成を促進し、それによって下流での混合
を改善する。二次空気は、バーナーの近傍でコア燃料帯
域Ａから物理的にそして空気力学的に分離される。遷移
帯域46は、一次空気流と二次空気流を物理的に分離して
一次空気流による二次空気流の直接的な連行を防止しす
るとともに、二次空気の渦流及び空気分配コーンの使用
により二次空気を局部的にフレームコアから離れる方向
に偏向させ、しかも下流での混合を可能にする。最近の
テストで、本発明のバーナー40は、燃焼効率を犠牲にす
ることなく、NOx放出量の低減を達成することが立証さ
れた。３種類の東部瀝青炭を用いてのテストにおいて
は、本発明のバーナー40は、それらの石炭のうちの２種
類の石炭ではほぼ同等の一酸化炭素は移出レベルを示
し、それらの石炭のうちの１種類の石炭では最適設定値
において強熱減量（loss on ignition）（LOI）の減少
を示すとともに、従来のDRB−XCL バーナーに比べてNO
x放出量の減少を示した。強熱減量は、燃焼非効率の尺
度である。必要ならば、燃焼性能を更に高めるために、
バーナーにノズル型石炭混合器を組み入れることができ
る。そのような混合器の１例は、図５に示されるように
一次帯域即ち燃料ノズル42内に配置されたインペラ60で
ある。本発明によるバーナーの構造は、既存のバーナー
に対する制御を改善する一連の特徴を有する。遷移帯域
46は、内側二次空気帯域48の空気分配又は渦流に干渉し
ない火炎を安定化させるための画然とした火炎アタッチ
メント（繁留）領域を形成する。遷移帯域46は、又、局
部的な空燃比（空気対石炭の比率）（PA/PC）を効果的
に改変する限定された量の二次空気を導入するように構
成することができる。この構成は、バーナー温度を抑制
し、火炎の根元に追加の空気を指向するのに使用され、
更にバーナー近傍での混合を調整するのに用いられる。
遷移帯域46を通して導入される空気は、空気を渦巻き
流にし、半径方向に指向し、乱流を付与するための１つ
又は一連のハードウエア部材によって制御することがで
きる。又、バーナー40の二次空気帯域48,50を通る空気
の分配は、可変羽根24又は摺動ディスク56又はその両方
によって制御することができる。
流にし、半径方向に指向し、乱流を付与するための１つ
又は一連のハードウエア部材によって制御することがで
きる。又、バーナー40の二次空気帯域48,50を通る空気
の分配は、可変羽根24又は摺動ディスク56又はその両方
によって制御することができる。
本発明のバーナー40は、安定した微粉炭火炎を創出す
るために機械的火炎安定化構想と空気力学的火炎安定化
構想の組み合わせによって火炎の安定性を提供する。一
次−二次遷移帯域46は、火炎のアタッチメント（据付け
又は繁留）を改善する火炎繁留領域として機能する。こ
の一次−二次遷移帯域46は、二次空気流と組合わさって
一次空気流と二次空気流の間に低運動量の再循環領域を
創生し、その低運動量の再循環領域も安定した火炎の創
出に貢献する。この二次空気流は、火炎を空気力学的に
安定化させ、火炎の混合を制御するに渦流燃焼用空気を
供給する。
るために機械的火炎安定化構想と空気力学的火炎安定化
構想の組み合わせによって火炎の安定性を提供する。一
次−二次遷移帯域46は、火炎のアタッチメント（据付け
又は繁留）を改善する火炎繁留領域として機能する。こ
の一次−二次遷移帯域46は、二次空気流と組合わさって
一次空気流と二次空気流の間に低運動量の再循環領域を
創生し、その低運動量の再循環領域も安定した火炎の創
出に貢献する。この二次空気流は、火炎を空気力学的に
安定化させ、火炎の混合を制御するに渦流燃焼用空気を
供給する。
これらの特徴と、上述した本発明のバーナー構造によ
って提供される制御範囲とが相俟って、広範囲の負荷及
び燃焼速度に亙って火炎の安定を保証する。最後に、本
発明によるバーナーの構造は、激しい熱サイクルと腐食
作用を受けやすい繁留火炎安定化ハードウエアの使用を
必要としないので構造の簡略化をもたらす。
って提供される制御範囲とが相俟って、広範囲の負荷及
び燃焼速度に亙って火炎の安定を保証する。最後に、本
発明によるバーナーの構造は、激しい熱サイクルと腐食
作用を受けやすい繁留火炎安定化ハードウエアの使用を
必要としないので構造の簡略化をもたらす。
本発明のバーナーは、新造のボイラーにも、既存のボ
イラーにも使用することができるように企図されたもの
である。このバーナーは、又、既存のハードウエアに僅
かな改変を加えるだけで、異なるタイプの化石燃料の組
み合わせを燃焼させることができるように構成すること
もできる。例えば、微粉炭を一次帯域即ち燃料ノズル42
を通して供給し、少量の天然ガスを遷移帯域46をと押し
て噴射するように構成することができる。この構成で
は、天然ガスは、バーナーへの熱入力の５〜15％を占め
る。しかも、その場合、本発明のDRB−4ZTMバーナーで
は、位置空気／燃料側には何らの改変を加える必要もな
く、微粉炭の高い微粉度を必要とすることもない。
イラーにも使用することができるように企図されたもの
である。このバーナーは、又、既存のハードウエアに僅
かな改変を加えるだけで、異なるタイプの化石燃料の組
み合わせを燃焼させることができるように構成すること
もできる。例えば、微粉炭を一次帯域即ち燃料ノズル42
を通して供給し、少量の天然ガスを遷移帯域46をと押し
て噴射するように構成することができる。この構成で
は、天然ガスは、バーナーへの熱入力の５〜15％を占め
る。しかも、その場合、本発明のDRB−4ZTMバーナーで
は、位置空気／燃料側には何らの改変を加える必要もな
く、微粉炭の高い微粉度を必要とすることもない。
以上、本発明のバーナーは、微粉炭を燃料とするもの
として説明されたが、燃料油又は天然ガスを燃料として
燃焼させるのにも適している。中心導管42内に噴霧器を
配置すれば、本明細書で説明した態様で油炊きが可能で
ある（油を燃焼させることができる）。あるいは別法と
して、中心導管42内に１つの大きいスパッドを配置する
か、あるいは、遷移帯域46内に多数の小さいスパッドを
配置すれば、本明細書で説明した態様で天然ガス炊きが
可能である。
として説明されたが、燃料油又は天然ガスを燃料として
燃焼させるのにも適している。中心導管42内に噴霧器を
配置すれば、本明細書で説明した態様で油炊きが可能で
ある（油を燃焼させることができる）。あるいは別法と
して、中心導管42内に１つの大きいスパッドを配置する
か、あるいは、遷移帯域46内に多数の小さいスパッドを
配置すれば、本明細書で説明した態様で天然ガス炊きが
可能である。
以上、本発明を実施形態に関連して説明したが、本発
明は、ここに例示した実施形態の構造及び形状に限定さ
れるものではなく、いろいろな実施形態が可能であり、
いろいろな変更及び改変を加えることができることを理
解されたい。
明は、ここに例示した実施形態の構造及び形状に限定さ
れるものではなく、いろいろな実施形態が可能であり、
いろいろな変更及び改変を加えることができることを理
解されたい。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ２３Ｋ 3/02 ３０１ Ｆ２３Ｋ 3/02 ３０１
(72)発明者 コズロスキ，ジョン ヴィー.
アメリカ合衆国 44313 オハイオ，ア
クロン，ハデン サークル 1389
(72)発明者 コーフマン，キース シー.
アメリカ合衆国 44708 オハイオ，カ
ントン，ノースウエスト，シェルバーン
アベニュー 3423
(72)発明者 ロジャーズ，ラリー ダブリュー.
アメリカ合衆国 44718 オハイオ，カ
ントン，ノースウエスト，エドウィン
ドライブ 4575
(72)発明者 ラリュー，アルバート ディー.
アメリカ合衆国 44685 オハイオ，ユ
ニオンタウン，サニービュー ドライブ
4334
(72)発明者 サーブ，ハーミット
アメリカ合衆国 44708 オハイオ，カ
ントン，ノースウエスト，ファリントン
ロード 4540
(56)参考文献 特開 昭60−64110（ＪＰ，Ａ)
米国特許4915619（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F23D 1/02
F23C 1/10
F23C 1/12
F23C 7/02
F23D 17/00
F23K 3/02
Claims (17)
- 【請求項１】排気汚染物放出量及び未燃焼燃料損失が低
いバーナーであって、 出口端を有し、軸線方向に延びる一次帯域内で一次空気
と共に燃焼させるために一次燃料を通すための燃料ノズ
ルを画定するためのノズル画定手段と、 該ノズル画定手段を同心的に囲繞し、バーナー近傍の混
合及び火炎安定化のために空気を供給するように構成さ
れた環状遷移帯域を画定するための遷移帯域画定手段
と、 該遷移帯域画定手段を同心的に囲繞し、出口端を有する
内側二次空気帯域を画定する内側二次空気帯域画定手段
と、該内側二次空気帯域を同心的に囲繞し、出口端を有
する外側二次空気帯域を画定する外側二次空気帯域画定
手段と、 前記内側二次空気帯域内に渦を形成するための第１の渦
流付与手段と、前記外側二次空気帯域内に渦を形成する
ための第２の渦流付与手段と、 前記燃料ノズルの軸線から離れる方向に前記外側二次空
気帯域からの流れをそらす手段と、を備えたバーナー。 - 【請求項２】燃焼制御を良好にするべく乱流度を高める
ために前記遷移帯域を通して導入された空気を渦流にす
るための渦流手段を含むことを特徴とする請求の範囲第
１項に記載のバーナー。 - 【請求項３】前記第１の渦流付与手段は、前記内側二次
空気帯域内に位置している第１の渦流調整手段を備える
請求の範囲１に記載のバーナー。 - 【請求項４】前記第２の渦流付与手段は、前記外側二次
空気帯域内に位置している第２の渦調整手段を備える請
求の範囲３に記載のバーナー。 - 【請求項５】空気流の方向を制御するための空気分配手
段が前記遷移帯域画定手段の出口端に取り付けられてい
ることを特徴とする請求の範囲４に記載のバーナー。 - 【請求項６】燃焼用二次空気流を調節するための調節手
段が、前記内側及び外側二次気帯域への空気の流量を制
御するために該内側及び外側二次空気帯域の入口に配置
されていることを特徴とする請求の範囲１に記載のバー
ナー。 - 【請求項７】前記遷移帯域画定手段を通る二次空気流を
制御するための摺動スリーブが該遷移帯域画定手段の外
周のスロット開口部に配置されていることを特徴とする
請求の範囲１に記載のバーナー。 - 【請求項８】燃焼中の空気と石炭の混合を良好にするた
めに石炭混合器が、前記燃料ノズル画定手段内に配置さ
れていることを特徴とする請求の範囲１に記載のバーナ
ー。 - 【請求項９】前記遷移帯域画定手段内に少くとも１つの
流れ偏向羽根が設けられていることを特徴とする請求の
範囲１に記載のバーナー。 - 【請求項１０】油の燃焼を可能にするために前記ノズル
画定手段内に噴霧器を設けた請求の範囲１に記載のバー
ナー。 - 【請求項１１】天然ガス炊きを可能にするために前記燃
料ノズル内に配置されたスパッドを含むことを特徴とす
る請求の範囲１に記載のバーナー。 - 【請求項１２】天然ガス炊きを可能にするために前記遷
移帯域画定手段内に配置された少なくとも２つのスパッ
ドを含むことを特徴とする請求の範囲１に記載のバーナ
ー。 - 【請求項１３】前記外側二次空気帯域には前記第２の渦
流付与手段として固定の渦流付与手段が設けられている
請求の範囲１に記載のバーナー。 - 【請求項１４】出口端を有する、微粉炭及び一次空気を
通すためのノズルと、該ノズルを同心的に囲繞する内側
二次空気帯域と外側二次空気帯域を有する微粉炭炊きバ
ーナーにおいて、排気汚染物放出量及び未燃焼燃料損失
を減少させる方法であって、 前記ノズルによって画定される一次帯域の周りに遷移帯
域を創生するために、該ノズルと前記内側二次空気帯域
の間に該ノズルから離隔して該ノズルを同心的に囲繞す
る環状リングを設け、 燃焼用空気を火炎近傍の一次燃焼帯域から離れる方向に
偏向させることによって微粉炭火炎を創生し、 石炭のディボラチライジェイション中、初期窒素酸化物
の発生量を減少させるために局部的化学量論比を減小さ
せ、 発生した窒素酸化物を分子状窒素に還元するために酸素
希薄下での熱分解帯域へ送り戻すように一次空気流と二
次空気流の間に限定された再循環領域を設定することか
ら成る方法。 - 【請求項１５】前記内側二次空気帯域および外側二次空
気帯域に渦流を発生させる工程を含む請求の範囲14に記
載の方法。 - 【請求項１６】前記バーナー内に設けた固定及び角度調
整自在の羽根により燃焼効率を上げる混合を行う請求の
範囲15に記載の方法。 - 【請求項１７】排気汚染物放出量及び未燃焼燃料損失が
低いバーナーであって、 出口端を有し、軸線方向に延びる一次帯域内で一次空気
と共に燃焼させるために一次燃料を通すための燃料ノズ
ルを画定するためのノズル画定手段と、 該ノズル画定手段を同心的に囲繞し、バーナー近傍の混
合及び火炎安定化のために空気を供給するように構成さ
れた環状遷移帯域を画定するための遷移帯域画定手段
と、 該遷移帯域画定手段を同心的に囲繞し、出口端を有する
内側二次空気帯域を画定する内側二次空気帯域画定手段
と、該内側二次空気帯域を同心的に囲繞し、出口端を有
する外側二次空気帯域を画定する外側二次空気帯域画定
手段と、 前記出口端の近傍に設けられた少なくとも１つの流れ偏
向羽根と、 前記内側二次空気帯域及び外側二次空気帯域の出口端及
び前記遷移帯域の出口端に設けられた外側に広がる円錐
体と、を備えたバーナー。
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