JPH0515927B2 - - Google Patents

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JPH0515927B2
JPH0515927B2 JP1056539A JP5653989A JPH0515927B2 JP H0515927 B2 JPH0515927 B2 JP H0515927B2 JP 1056539 A JP1056539 A JP 1056539A JP 5653989 A JP5653989 A JP 5653989A JP H0515927 B2 JPH0515927 B2 JP H0515927B2
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JP
Japan
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oxidant
oxygen
nozzle
burner
combustion zone
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JP1056539A
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JPH01312311A (ja
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Aaringu Andason Jon
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Union Carbide Corp
Original Assignee
Union Carbide Corp
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Publication date
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Publication of JPH0515927B2 publication Critical patent/JPH0515927B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/32—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid using a mixture of gaseous fuel and pure oxygen or oxygen-enriched air
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/235—Heating the glass
    • C03B5/2353—Heating the glass by combustion with pure oxygen or oxygen-enriched air, e.g. using oxy-fuel burners or oxygen lances
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Air Supply (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は、酸化体（オキシダント）として酸素
又は酸化富化空気を使用する後混合型バーナーに
関する。 従来の技術 後混合型バーナーとは、燃料の酸化体を別々に
バーナーから噴射する型式のバーナーである。燃
料と酸化体とは、バーナーの外部で混合し、反応
する。大部分の産業用のは、後混合型バーナー
を使用している。 純粋酸素又は酸素富化空気から成る酸化体を高
速ジエツト（噴流）として燃焼帯域へ噴射し、燃
料ガスを酸化体ジエツト内へ連行させるようにす
る後混合型バーナーの使用によつて得られる利点
として、多数の利点が認められる。その利点の１
つは、この種のバーナーは、広範囲の火炎パター
ンが可能であるため設計に非常な融通性があるこ
とである。例えば、単に酸化体噴射ノズルを変更
することによつて炉内の熱伝達パターンを実質的
に変更することができる。もう１つの利点は、高
速の酸化体ジエツトによつて創生される燃焼生成
ガスの循環パターンによりの均一な加熱が得ら
れることである。第３の利点は、負荷に対する熱
伝達率を増大させるように火炎の向きを定めるこ
とができることである。更に別の利点は、完全燃
焼を確保するようにより均一な燃料と酸化体の混
合が得られることである。更に他の利点は、酸化
体を高速ジエツトとすることにより酸化体がその
ジエツト内で高温の火炎に接触する時間が短いの
で窒素酸化物の生成を減少させることである。 後混合型バーナーの技術における近年の重要な
進歩として、ジヨン E.アンダーソンによつて開
発され、米国特許第4378205号及び4541796号に開
示された吸引式バーナー及び燃焼方法がある。 発明が解決しようとする問題点 後混合型バーナーの１つの問題点は、火炎の良
好な安定性を達成することである。ガス所燃料を
連行する高速酸素ジエツトを囲繞する火炎は、消
え易いという欠点がある。慣用の空気バーナー
は、バーナーブロツクを使用することによつてこ
の問題を克服している。即ち、バーナーブロツク
内で高温燃焼生成物を再循環させることにより着
火を促進するようにする。しかしながら、この方
式では酸化体として純粋酸素又は酸素富化空気を
使用した場合は、バーナーブロツクが過度に高温
になり、溶融してしまう。 後混合型バーナーにおい高速酸化体ジエツトを
用いることの利点を完全に実現するためには、ジ
エツトの完全性を壊すことなく火炎を安定化する
ことが重要である。 上記吸引式バーナー及び燃焼方法は、火炎安定
化の問題に向けられている。高温の炉内で作動す
る場合は、火炎を取巻く高温ガスが次々に供給さ
れる燃料の着火を促進する働きをする。高温の炉
内ガスは、燃料と混合し燃焼反応する前に高速の
酸化体ジエツト内へ連行される。酸化体は、燃料
ガスと接触したとき燃焼反応するのに十分に高い
温度にまで高温の炉内ガスによつて加熱される。
しかしながら、低温炉内で作動する場合は、燃料
の温度をそれが高速酸化体ジエツトと接触したと
き燃焼反応反応するレベルにまで高める必要があ
る。 これは、燃焼のための総所要酸素量の約５〜10
％を燃料流を囲繞する環状の酸化体流れとして供
給することによつて達成される。この環状の酸化
体流れと燃料とが燃焼反応として燃料流を加熱す
る。高速の酸化体流れは、まず、低温の炉内ガス
を、次いで、上記加熱された一部未燃焼の燃料を
連行する。この燃料流は、未燃焼燃料をそれが高
速酸化体と接触したとき燃焼反応させるのに十分
な高い温度を有する。 発明の目的 高速酸化体ジエツトを使用し、しかも、火炎の
良好な安定性が達成される後混合型バーナー及び
燃焼方法を実現することが望ましい。 従つて、本発明の目的は、酸化体として酸素又
は酸素富化空気を使用し、酸化体を高速度で直接
帯域内へ噴射することができ、しかも、火炎の
良好な安定性が達成される後混合型バーナー及び
燃焼方法を提供することである。 問題点を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するために、燃料及
び酸化体を燃焼させる方法であつて、 (A) 少なくとも30容積％の酸素を含む、燃焼のた
めの所要酸化体の多部分を5Pより高い高速度
Ｖ（ここで、Ｐは該多部分酸化体中に含まれる
酸素の容積％、Ｖはft／secで表わした速度）
で少なくとも１つの流れとして燃焼帯域へ噴射
し、 (B) 前記燃焼帯域へ噴射される総酸素量の少なく
とも１％を占め、かつ、少なくとも30容積％の
酸素を含む、燃焼のための所要酸化体の少部分
を0.5Vより低い低速度で前記多部分酸化体に
近接させて該燃焼帯域へ噴射し、 (C) ガス状燃料を、前記少部分酸化体との間に界
面を形成するように該少部分酸化体に近接させ
て、かつ、該界面における該少部分酸化体の速
度との速度差が200ft／sec（60.96ｍ／sec）以
内となるような速度で、前記燃焼帯域へ噴射
し、 (D) 前記少部分酸化体を前記ガス状燃料と共に前
記界面において燃焼させ、 (E) 前記多部分酸化体を燃焼帯域へ噴射した後直
ちに少部分酸化体を該高速の多部分酸化体内へ
連行させ、しかる後にガス状燃料を該高速の多
部分酸化体内へ連行させ、 (F) 前記界面から高温燃焼生成物を引出して前記
高速の多部分酸化体内へ導入させ、該高速燃焼
生成物が前記ガス状燃料及び多部分酸化体のた
めの途絶することのない着火源として機能し、
ガス状燃料及び多部分酸化体を安定した火炎と
して燃焼させることから成る燃焼方法を提供す
る。 本発明は、又、酸化体として純粋酸素又は酸素
富化空気を用いるバーナーであつて、 (A) 多部分酸化体を燃焼帯域へ供給するためのも
のであつて、少なくとも30容積％の酸素を含む
酸化体源に導管によつて接続されており、中央
酸化体供給管と、該供給管の噴射端に設けら
れ、該供給管から燃焼帯域へ酸化体を通すため
の少なくとも１つのオリフイスを有するノズル
とを含む多部分酸化体供給手段と、 (B) 前記多部分酸化体が燃焼帯域へ噴射された後
直ちに少部分酸化体が該多部分酸化体内へ連行
されるように少部分酸化体を該多部分酸化体に
近接させて該燃焼帯域へ噴射するために前記ノ
ズルの周りに設けられた環状開口と、 (C) ガス状燃料と前記少部分酸化体とが互いに接
触する前に前記燃焼帯域内に界面を形成するよ
うにガス状燃料を少部分酸化体供給のための前
記環状開口に近接されて供給するためのガス燃
料供給手段とから成るバーナーを提供する。 ここで、「燃焼帯域」とは、燃料と酸化体とが
混合し、燃焼反応して熱を放出する領域をいう。 「純粋酸素」とは、少なくとも99.5％の酸素濃
度を有するガスをいう。 「界面」とは、ガス状燃料（「燃料ガス」とも
称する）と少部分酸化体とが交差する平面又は空
間をいう。この界面は、酸化体が燃料ガス内へ拡
散し、燃料ガスも酸化体内へ拡散して可燃混合体
を創生するので、有限の厚みを有する。 「ガス状燃料」とは、下記の成分の１つ又はそ
れ以上から成る燃料をいう。 (1) 一部又は全部が可燃である１種類又はそれ以
上のガス状成分 (2) ガス状媒体中に分散された液体燃料滴 (3) ガス状媒体中に分散された固体燃料粒子 「ジエツトの見掛け速度」とは、オリフイスか
ら噴射されたジエツトの周囲圧での容積流量を該
オリフイスの断面積で除した値である。 「吹消し速度」とは、ガス状燃料を取巻く酸化
体ジエツトを用いた場合、オリフイスのところで
測定して、火炎を維持することができるジエツト
の最大限の速度である。即ち、吹消し速度より低
い速度では火炎は安定している。吹消し速度より
高い速度では火炎を維持することはできない。 実施例 以下に、添付図を参照して本発明を詳しく説明
する。 第１図を参照して説明すると、本発明の一実施
例によるバーナー装置は、少なくとも30容積％の
酸素を含む酸化体（オキシダント）源（図示せ
ず）に導管２によつて接続された中央通路１を有
する。酸化体源（「酸素源」とも称する）として
は、例えば、ガスボンベ、しよう前に酸素を気化
させるようにした液体酸素タンクがあり、大量需
要の場合には、極低温精製プラント又は圧力スイ
ング式吸着プラント等の空気分離プラントを用い
ることができる。酸化富化空気は、又、高純度酸
素を空気と混合し、その混合流れを導管２に通す
ることによつても得られる。酸化体は、通路１か
ら１つ又はそれ以上のオリフイス１２を有するノ
ズル９を通して燃焼帯域３へ噴射される。 第１図は、本発明の好ましい一実施例を示す。
この実施例では、高速酸化体流れに近接して噴射
される低速酸化体流れは、高速酸化体流れを包囲
する環状エンベロープ（包囲体）を形成する環状
流れである。ただし、低速酸化体流れは、必ずし
も高速酸化体流れを完全に囲繞していなくともよ
い。又、低速酸化体の環状流れは、１つの連続し
た環状開口からではなく、多数の穴から噴射され
る多数の低速ジエツト（噴流）から成るものであ
つてもよい。更に又、例えば高速酸化体流れが円
柱状ではなく平面ジエツトである場合は、低速酸
化体流れも、高速酸化体の平面ジエツトに隣接す
る平面流れとすることができる。 再び第１図を参照して説明すると、通路１と同
心関係をなして、環状通路又は開口４が設けられ
ている。環状通路４は、少なくとも30容積％の酸
素を含む酸化体源（図示せず）に導管５によつて
接続される。低速酸化体は、環状通路４から直接
燃料帯域３へ噴出され、その噴射点及び中央通路
１からの高速酸化体の噴射点のところ及びそれら
の噴射点から僅かに離れたところで中央通路１か
らの高速酸化体を包囲するエンベロープを形成す
る。 燃焼帯域の始点においては酸燃料が低速酸化体
流れに近接するように、例えば天然ガス、水素、
コークスガス、プロパン等のガス状燃料（「燃
料ガス」とも称する）が酸化体通路１，４とは別
個の手段によつて燃焼帯域３へ供給される。第１
図の実施例では、燃料は、低速酸化体の環状流れ
の外周面と同心関係をなし、かつ、燃料の噴射点
及び低速酸化体の噴射点において低速酸化体の環
状流れの外周面に隣接した燃料通路６を通して燃
焼帯域へ直接供給される。通路１は、燃料との燃
焼に必要とされる酸化体の総所要量のうちの多部
分（以下、単に「多部分酸化体」とも称する）を
供給し、通路１と同心の通路４は、酸化体の総所
要量の残り即ち少部分（以下、単に「少部分酸化
体」とも称する）を供給する。少部分酸化体は、
燃焼帯域へ供給される総酸化体の少なくとも１％
を占め、10％未満であることが好ましい。 多部分酸化体も、少部分酸化体も、少なくとも
30容積％の酸素を含む。ただし、少部分酸化体
は、必ずしも、多部分酸化体の酸素濃度と同じ酸
素濃度を有する必要はない。 多部分酸化体は、通路１からその出口オリフイ
ス１２のところで測定して5Pより高い速度Ｖを
有する高速酸化体ジエツト８として燃焼帯域３へ
噴射される。（ここで、Ｖは、ft／secで表わした
速度であり、Ｐは多部分酸化体中に含まれる酸素
の容積％である。） 少部分酸化体は、ガス状燃料との界面において
ガス状燃料の速度との速度差が200ft／sec（60.96
ｍ／sec）以内となるような、0.5Vより低い低速
度で環状通路４から多部分酸化体に近接させて燃
焼帯域３へ噴射される。少部分酸化体の速度は
100ft／sec（30.5ｍ／sec）未満とすることが好ま
しい。 再び第１図を参照して説明すると、酸化体の低
速流れは、通路４の先端の出口７から噴射され
る。この低速流は、中央通路１の先端オリフイス
１２から噴射される多部分酸化体の高速酸化体ジ
エツト８の周りにエンベロープを形成する。オリ
フイス１２から噴出する高速ジエツトは、燃焼帯
域３を通る際に周囲のガスを連行する。高速ジエ
ツト８がノズルから噴出した後最初に連行される
ガスは、酸化体の低速環状流れである。この低速
酸化体は、多部分酸化体が燃焼帯域へ噴射される
と直ちに該多部分酸化体内へ連行される。次い
で、高速酸化体ジエツト８内へガス状燃料が連行
される。高速酸化体ジエツト８内へ連行されるガ
ス状燃料の流れ線１０は、第１図に点線によつて
表わされている。低速酸化体流とガス状燃料が高
速酸化体ジエツト８内へ吸引される際低速酸化体
流とガス状燃料との間に界面１１が形成される。
燃料及び低速酸化体の点火は、任意の適当な点火
手段によつて行われる。少部分酸化体の環状流れ
は燃料ガスに対して低速で移動するので、界面１
１のところに安定した火炎を維持することができ
る。この火炎からの高温燃焼生成物は、多部分酸
化体が炉内のガスによつて実質的に希釈されない
うちに、ノズル９のオリフイス１２の直径の６倍
に等しい距離より短い距離のところにある点１３
においてジエツト８内へ吸引される。点１３は、
燃料が高速酸化体ジエツト８内へ吸引され始め、
多部分酸化体と混合し始める点である。第１図の
実施例では、点１３即ち燃料と高速酸化体ジエツ
ト８との交差点は、該酸化体ジエツトの外周を囲
む円である。感情の酸化体−燃料火炎からの高温
燃焼生成物は、燃料と多部分酸化体とが初めて合
流する交差点１３において途切れることのない連
続した着火源の役割をする。多部分酸化体が炉内
ガスによつて実質的に希釈される前の段階におけ
るこの連続的な着火源は、燃料と高速酸化体ジエ
ツト８との界面１１に燃料と酸化体との安定した
燃焼を維持することを可能にする。しかも、それ
は多部分酸化体の完全性を乱すことなく達成され
る。 第２〜４図は、高速酸化体噴射のために単一の
オリフイスを使用する本発明のバーナー装置の実
施例を示す。第３図では酸化体ノズルが単独で示
されており、第２，４図では酸化体ノズルがバー
ナー装置内に組込まれた状態で示されている。第
４図には火炎が示されている。第４図を参照して
説明すると、高速酸化体は、単一のオリフイス２
０を通して噴射され、低速酸化体は、環状通路２
１を通して噴射される。燃料ガスは、通路２６を
通して燃焼帯域へ噴射される。低速酸化体と燃料
ガスは高速酸化体ジエツト２２内へ連行されてい
くので、低速酸化体と燃料ガスとの間の界面２７
に安定した火炎が形成される。この界面における
火炎は、高速酸化体ジエツト２２と合流する点２
４においてノズルを取巻くエンベロープを形成す
る。点２４は、燃料ガスが高速酸化体ジエツト２
２内へ最初に吸引される点である。界面２７の火
炎から高温燃焼生成物が連続して供給されること
により燃料ガスと高速酸化体即ち多部分酸化体と
の間に途切れることのない着火源が設定され維持
される。ノズル２３は、脱着自在であり、ねじ山
２８を介して酸化体供給管２９に螺入される。か
くして、多部分酸化体ノズル２３は、容易に他の
形態のノズルと交換することができるので、所望
に応じてバーナー装置を異なる作動態様で作動す
るように改変することができる。 本発明の好ましい実施例においては、高速酸化
体を複数の小径オリフイスを通して燃焼帯域へ噴
射する。単一の大径オリフイスを用いた場合は、
高速ジエツトは燃料を長い距離に亙つて連行し、
一方、高速酸化体のオリフイスに近いところでの
連行は、浮揚力及び自然の対流力に打克つには不
十分である。その結果、ガス状燃料は高速酸化体
ジエツトと混合せず、一部は未燃焼のままに残さ
れることになる。第５，６図は、高速酸化体のた
めに４つのオリフイスを用いたバーナー装置にお
ける本発明の実施例を示す。第６図では酸化体ノ
ズルが単独で示されており、第５図では酸化体ノ
ズルがバーナー装置内に組込まれた状態で示され
ている。第５図に示されるように、４つのオリフ
イス３０は、各オリフイスから噴出する高速酸化
体ジエツトが互いに干渉しないようにバーナー線
軸から外方へ斜めに傾けられている。第４図の単
一オリフイスノズル２３を第５図の４つのオリフ
イスを有するノズル３１に代えることによつて、
燃料の連行が高速酸化体オリフイスにより近い部
位で行われ、浮揚力と自然対流力によりガス状燃
料が逸失する度合が大幅に減少される。本発明の
この好ましい実施例においては、高速酸化体のた
めのオリフイスを３つ以上設け、各オリフイスの
直径を1/4in（6.35mm）未満とすることが特に好ま
しい。 第７，８図には本発明の更に他の実施例が示さ
れている。第８図では酸化体ノズルが単独で示さ
れており、第７図では酸化体ノズルがバーナー装
置内に組込まれた状態で示されている。この実施
例は、第４図の単一オリフイスノズル２３に代え
てを第７図に示される多オリフイスノズル４０を
用いたものである。このノズル、２組のオリフイ
スを有する。６つのオリフイスから成る第１組の
オリフイス４１は、ノズル４０の外周面の周りに
等間隔に配置され、ノズルの先端面からそれて外
方へ傾けられている。３つのオリフイスから成る
第２組のオリフイス４２は、ノズル４０の先端面
に開口しているが、ノズル軸線からは外方へ傾け
られている。比較的半径方向の向きに近い１つ又
はそれ以上のオリフイス４１を、比較的軸線方向
の向きに近い１つ又はそれ以上のオリフイス４２
より少なくとも10゜外方に向けることが好ましい。
多部分酸化体を燃焼帯域へ噴射するための半径方
向の向きに近いオリフイスと軸線方向に近い向き
のオリフイスとを有するノズル用いるバーナー装
置のこの実施例は、燃料と多部分酸化体との接触
が順次に行われるので、窒素酸化物NOxの生成
を低レベルに抑制するようにして燃焼を行うのに
有利である。 第９，１０，１１図には本発明の更に他の実施
例が示されている。第１０図では酸化体ノズルが
単独で示されており、第９及び１０図では酸化体
ノズルがバーナー装置内に組込まれた状態で示さ
れている。第１１図には火炎が示されている。こ
の実施例は、第４図の単一オリフイスノズル２３
に代えてを第１１図に示される多オリフイスノズ
ル５０を用いたものである。１２のオリフイス５
１が、ノズル５０の先端面５２に等間隔に配置さ
れ、バーナー軸線から外方へ傾けられている。こ
れらのオリフイスを十分な間隔をもつて収容する
ために、ノズルは、環状酸化体通路５４の出口５
３を越えて突出させて拡大され、ノズルの先端面
５２の面積を拡大するようになされている。この
実施例では、出口５３から噴出した酸化体の低速
環状流れは、ノズル５０の外周面に沿つて流れた
後多部分酸化体の高速ジエツト５５内へ連行され
る。低速酸化体と燃料との界面５６の火炎は、ノ
ズルの、燃焼帯域内へ突出した部分を囲繞するエ
ンベロープを形成する。かくして、燃料と環状酸
化体流との界面５６が高速酸化体ジエツト５５と
交差する点５８には、通路５７から噴出する燃料
と高速酸化体ジエツト５５に対する連続的な着火
源が提供される。 本発明の好ましい実施例では、オリフイス５１
をバーナー軸線から外方へ10゜以上傾ける。 第１２，１３図には本発明の更に他の実施例が
示されている。第１３図では酸化体ノズルが単独
で示されており、第１２図では酸化体ノズルがバ
ーナー装置内に組込まれた状態で示されている。
酸化体ノズル６１は球状表面６２を有する。高速
酸化体ジエツトのためのオリフイス６３は、球面
状表面６２に対して垂直に球状体の中心に向けて
穿設されている。これらのオリフイスは、第１３
図に示されるように共通の中心を有する３つの同
心円６４，６５，６６上に位置する。これらのオ
リフイスへの酸化体の供給は、通路６７を通して
行われる。総酸化体量の１〜10％の少部分酸化体
は、通路６７から抽出（ブリード）通路６８を通
して環状通路６９へ抽出される。燃料は、ノズル
６１を取巻く環状通路７０を通して供給される。
通路６９から噴出した酸化体は、オリフイス６３
から噴出される高速酸化体ジエツトの周りの火炎
を安定化させるのに必要な低速酸化体流れを形成
する。この環状通路６９からの酸化体流れは、球
面状表面６２に沿つて流れた後高速ジエツト内へ
連行される。環状低速酸化体流れと燃料との界面
の火炎は、ノズルの球状表面の周りにエンベロー
プを画定する。 第１３図の各同心円の共通の中心は、バーナー
軸線上に位置するが、第１４，１５図の実施例に
示されるように同心円の中心をバーナー軸線から
離れた点に位置させてもよい。第１５図では酸化
体ノズルが単独で示されており、第１４図では酸
化体ノズルがバーナー装置内に組込まれた状態で
示されている。第１４図には、バーナー軸線を通
る線８４に対して角度をなす線８３が示されてい
る。線８３は点８２においてノズルの表面と交差
する。ノズルの表面上にオリフイスを配置するた
めの各同心円は線８３上に共通の中心を有する。
低速の環状酸化体は、第１２，１３図のバーナー
装置に関連して説明したのと同じ態様で高速酸化
体ジエツトの周りの火炎を安定化する。火炎のパ
ターンは、高速酸化体ジエツトの方向によつて決
定される。本発明を第１４，１５図に示されるよ
うに実施した場合、ジエツト火炎はバーナー軸線
から外方へ斜めに向けられる。従つて、このノズ
ルに代えるだけでバーナー全体を傾けたのと同じ
効果が得られる。 本発明は、又、非対称の穴（オリフイス）パタ
ーンを有する多オリフイスノズルによつても実施
することができる。 以下の各例及び比較例は、本発明を更に説明
し、比較対照となる実験結果を示すためのもので
ある。これらは、例示の目的で示されるものであ
り、本発明を限定するためのものではない。 例 １ 第１図に示されたのと同様のバーナー装置（以
下、単に「バーナー」とも称する）を用いてバー
ナーテストを行つた。比較のために、環状通路を
通しての酸素を噴出させた場合と、させない場合
についてテストした。燃料として天然ガスを使用
し、酸化体として純粋酸素を使用した。この酸素
を直径1/16in（1.575mm）の単一のオリフイスを有
するノズルを通して燃焼帯域へ噴射させた、酸素
の速度をゆつくりと増大させた。供給する燃料
は、常に、完全燃焼に十分な量とし、１〜３ft／
sec（0.305〜0.914ｍ／sec）の範囲内の速度で供給
した。環状通路を通しての酸素流を用いない場合
は、火炎は、ノズルを通しての酸素ジエツトの速
度が最高167ft／sec（50.9016ｍ／sec）までは安
定していた。しかしながら、167ft／sec（50.9016
ｍ／sec）の速度の時点で火炎は、一部ノズルか
ら離脱し始め、火炎の他の一部分だけがノズルに
くつついたままであつた。酸素ジエツトの速度を
167ft／sec（50.90ｍ／sec）から更に増大させる
と、火炎の不安程度が一層ひどくなり、171ft／
sec（52.12ｍ／sec）の速度で火炎が吹消された。
この速度点を「吹消し速度」と称する。このジエ
ツト速度では火炎を再着火させることができなか
つた。 他の幾つかの異なるサイズのノズルオリフイス
に関して上記と同じテストをしたところ、同様な
テスト結果が得られた。酸素ノズルのオリフイス
のサイズ（直径）は、1/32から1/4in（0.7935から
6.35mm）までいろいろに変えた。それぞれのオリ
フイスサイズに関して吹消し速度を測定し、それ
らをプロツトして得られたのが第１６図のプロツ
ト（グラフ）である。このプロツトに示されるよ
うに、吹消し速度は、150から230ft／sec（45.72
から70.1ｍ／sec）の範囲であつた。 これと同じテストを1/16in（1.5875mm）径の酸
素ノズルオリフイスに関して、ただし、環状通路
を通して2.1〜2.5ft3／ｈ（CFH）（0.05943〜
0.07075m3／ｈの流量（環状通路の出口で測定し
て約１ft／sec（0.3048ｍ／sec）の速度に相当す
る）で低速酸素を噴射させた場合に関して行つ
た。このように環状通路を通して低速酸素を噴射
させた場合、1/16in（1.5875mm）計の酸素ノズル
オリフイスを通しての高速酸素ジエツトの流量が
最高156CFH（4.42m3／ｈ）（酸素ジエツトの見掛
け速度2030ft／sec（618.74ｍ／sec）に相当する）
に至るまで安定した火炎が得られた。これは、利
用しうる酸素圧の導管を通しての酸素流量の限度
であつた。従つて、吹消し速度は、このテストで
は確認されなかつたが、高速酸素ジエツトの上記
の速度より更に高い速度であることは間違いな
い。環状通路への酸素の供給を遮断したところ、
酸素ジエツトの周りの火炎が吹消された。 上記のように、高速多部分酸素ジエツトに近接
して環状通路を通して低速酸素を噴射させること
により、酸素ジエツトの吹消し速度を１桁以上増
大させることができる。 例 ２ 燃料として水素を利用し、酸化体として純粋酸
素を使用して、例１の場合と同じバーナー装置で
同じテストを行つた。水素流の速度は、２〜３
ft／sec（0.6096〜0.9144ｍ／sec）とした。このテ
ストのデータは表１に記載されている。酸素ノズ
ルからの高速多部分酸素ジエツト（単に「酸素ジ
エツト」とも称する）及び環状通路を通しての環
状の低速少部分酸素流れ（単に「酸素環状流」と
も称する）に関して、流量はCFH（ft3／ｈ）で
表わされ、見掛け速度はft／secで表わされてい
る。環状通路を通して低速酸素流を供給すること
により、極めて高い速度の酸素ジエツト速度にお
いても酸素ジエツトの周りに安定した火炎を維持
することができた。安定した火炎が得られる酸素
ジエツト速度の範囲を大幅に拡大するために酸素
環状流を使用することの効果は、燃料として天然
ガスを使用する場合と同様に水素を使用した場合
にも得られる。
【表】 (*1) 吹消し速度。この速度では酸素ジエツト
の周りに火炎を維持することができなかつた。 (*2) 利用可能な圧力での酸素導管を通して得
られた最大限の流速。この速度で酸素ジエツト
の周りの火炎は安定していた。 例 ３ 燃料として天然ガスと窒素の混合体を、酸化体
として純粋酸素を使用し、直径1/8in（3.175mm）
の酸素ノズルオリフイスを使用して、例１の場合
と同じバーナー装置で同じテストを行つた。燃料
流の速度は、４〜11ft／sec（1.2192〜3.3528ｍ／
sec）とした。異なる割合の燃料混合体について
酸素環状流を用いた場合と、用いない場合に関し
て吹消し速度を測定した。酸素環状流を使用した
場合のテストにおいては、環状通路への酸素の流
れを総酸素量の1.2〜10.7％の範囲とし、酸素環
状流の速度は１〜７ft／sec（0.3048〜2.1336ｍ／
sec）とした。テストの結果は第１７図にプロツ
トとして示される。このプロとに示されるよう
に、吹消し速度は、酸素環状流の使用により大幅
に高められた。例えば、天然ガス50％、窒素50％
の混合燃料の場合、吹消し速度は、酸素環状流を
使用しない場合は185ft／sec（56.39ｍ／sec）で
あるのに対し、酸素環状流を使用た場合は2150
ft／sec（655.32ｍ／sec）であつた。この燃料混
合体の場合の環状通路への酸素流量は、総酸素量
の1.3％に相当し、3.6ft／sec（1.097ｍ／sec）の
流速に相当する9.2CFH（0.2605m3／ｈ）とした。
燃料流の速度は５ft／sec（1.524ｍ／sec）とし
た。この燃料混合体に対して酸素環状流を使用し
た場合、吹消し速度は、１桁以上高められた。 例 ４ 燃料として天然ガスを、酸化体として酸素と窒
素の混合体を使用し、例１の場合と同じバーナー
装置で同じテストを行つた。酸化体ノズルのオリ
フイスとしては、直径1/16、3/32、1/8及び3/16
in（1.5875、2.38125、3.175及び4.7625mm）のオリ
フイスを使用した。吹消し速度は、いずれも、酸
化体環状流を用いた場合について測定した。酸化
体環状流の酸素濃度は、常に、酸化体ジエツトの
酸素濃度と同じにした。環状通路への酸化体の流
量は、総酸化体流量の３〜13％とした。酸化体環
状流の速度は、１〜６ft／sec（0.3048〜1.8288
ｍ／sec）とした。燃料流の速度は、４〜11ft／
sec（1.2192〜3.3528ｍ／sec）とした。酸化体中の
酸素濃度（％）の変化に対して吹消し速度をプロ
ツトしたところ、第１８図のグラフが得られた。
このプロツトに示されるように、吹消し速度は、
酸化体中の酸素濃度が減少するにつれて低くな
る。酸化体環状量の使用は、その酸化体の酸素濃
度を空気中の酸素濃度（21容積％）より相当に高
くした場合に大きな効果をもたらす。実際、第１
８図のプロツトに示されるように、酸化体ジエツ
トを安定化させるために酸化体環状流を使用する
ことの利点は、酸化体中の酸素濃度を30容積％以
下にした場合はあまり大きくない。 例 ５ 第２及び５図に示されたのと同様のバーナー装
置を使用し、酸化体として純粋酸素を、燃料とし
て天然ガスを用いてバーナーテストを行つた。第
２図に示されるような単一オリフイスノズルを用
いた実施例と、第５図に示されるようなたオリフ
イスノズルを用いた実施例の間で比較テストを行
つた。どちらのバーナーテストにおいても、ノズ
ルへの酸素の流量は、990CFH（28.03m3／ｈ）と
した。天然ガスの流量は、11ftｔ／sec（3.35ｍ／
sec）の流速に相当する510CFH（14.44m3／ｈ）と
した。いずれのノズルのオリフイス直径も、1000
ft／sec（304.8ｍ／sec）に近い酸素ジエツトの見
掛け速度が得られるように選定した。単一オリフ
イスノズルのオリフイスの直径は、1060ft／sec
（323.09ｍ／sec）の酸素ジエツトの見掛け速度が
得られるように7/32in（0.62785mm）とした。一
方、多オリフイスノズルは、４つのオリフイスを
有し、各オリフイスの直径は、990ft／sec
（301.75ｍ／sec）の酸素ジエツトの見掛け速度が
得られるように0.113in（2.8702mm）とした。これ
らのオリフイスは直径13/16（20.6375mm）の円上
に等間隔に配列され、バーナー軸線から15゜の角
度で外方に傾けられたものである。これらのバー
ナーをバーナー軸線を水平にして開放大気中で作
動させた。単一オリフイスノズルの場合、酸素環
状流の流量を7CFH（0.1982m3／ｈ）以上とした場
合に安定した燃焼が得られた。酸素ジエツト火炎
の上方に大きな黄色火炎が形成され、燃料の一部
が酸素ジエツトから離れた空気中で燃焼している
ことを示した。酸素中への天然ガスの連行は完全
ではなかつた。天然ガスの一部分は、浮揚力によ
り酸素ジエツトと混合せず、逸脱した。多オリフ
イスノズルの場合は、酸素環状流の流量を9CFH
（0.2548m3／ｈ）以上とした場合に安定した燃焼
が得られた。酸素ジエツト火炎の空気中には天然
ガスの燃焼の兆候はみられなかつた。燃料の前部
が酸素ジエツト内へ連行されたのである。 例 ６ 第７，８図に示されたのと同様のバーナー装置
を使用してバーナーテストを行つた。酸素ノズル
は、ノズルの外周面に等間隔に配置され、ノズル
軸線から外方に45゜傾けられた各々直径0.041in
（1.0414mm）の６つのオリフイスを有するもので
あつた。これらのオリフイスからの高速酸素ジエ
ツトは側方ジエツトと称する。この酸素ノズル
は、又、ノズルの先端面に等間隔に配置され、ノ
ズル軸線から外方に15゜傾けられた各々直径
0.070in（1.778mm）の３つのオリフイスを有するも
のであつた。これらのオリフイスからの高速酸素
ジエツトは正面ジエツトと称する。このテストに
使用された酸化体は純粋酸素であり、燃料は天然
ガスであつた。高速酸素ジエツトのための酸素流
量は、2030ft／sec（618.74ｍ／sec）の見掛け速
度に相当する990CFH（28.03m3／ｈ）とした。ノ
ズルへ供給される総酸素量の約41％を側方ジエツ
トとして噴射させ、59％を正面ジエツトとして噴
射させた。天然ガスの流量は、11ft／sec（3.35
ｍ／sec）の流速に相当する510CFH（14.44m3／
ｈ）とした。酸素環状流の流量を変化させて４つ
の遷移点を観測した。バーナー作動におけるこれ
らの４つの遷移点に関して、酸素環状流の速度
と、総酸素量に対する酸素環状流の割合（％）が
表２に示されている。
【表】 酸素環状流の流量が16CFH（0.453m3／ｈ）以下
では、高速酸素ジエツトの周りの火炎が不安定で
あり、吹消された。酸素環状流の流量が06CFH
（0.453m3／ｈ）を越えると、高速酸素ジエツトの
周りの火炎は多少の揺れはあつたが、吹消される
ことはなかつた。酸素環状流の流量を21CFH
（0.595m3／ｈ）に増大させると、高速酸素ジエツ
トの周りの火炎は揺れがなく、安定した。酸素環
状流のこの流量では、高速酸素ジエツトの周りの
火炎はノズルから離脱した。酸素環状流の流量を
更に増大させると、高速酸素ジエツトの周りの火
炎は一層安定し、ノズル面に近くなつた。酸素環
状流の流量を54CFH（1.529m3／ｈ）にすると、高
速酸素ジエツトの周りの火炎はノズル面に接触し
たが、火炎に多少の揺れがみられた。酸素環状流
の流量を更に増大させると、高速酸素ジエツトの
周りの火炎の揺れが減少した。酸素環状流の流量
を85CFH（2.407m3／ｈ）にすると、すべての高速
酸素ジエツトの周りの火炎が非常に安定し、火炎
の揺れは全くみられなかつた。 例 ７ 第９，１０，１１８図に示されたのと同様のバ
ーナー装置を使用してバーナーテストを行つた。
オリフイスは、ノズル面上に直径1in（25.4mm）の
円の周りに等間隔に配列し、ノズル軸線から外方
へ15゜の角度で斜めに配置した。オリフイスの数
は、高温炉内での窒素酸化物の発生に及ぼす酸化
体ジエツトの速度及びオリフイスの直径の影響を
測定するためにいろいろに変えた。酸化体として
純粋酸素を、燃料として天然ガスを使用した。こ
れらのオリフイスへの酸素流量は990CFH
（28.0328m3／ｈ）とした。環状通路への酸素流量
は、総酸素量の6.8％に相当し、8.9ft／sec（ｍ／
sec）の酸素環状流の速度に相当する72CFH
（2.713m3／ｈ）とした。天然ガスの流量は、11
ft／sec（3.35ｍ／sec）の流速に相当する510CFH
（14.44m3／ｈ）とした。窒素酸化物を生成するの
に十分な窒素が存在するようにこの燃料流には
25CFH（0.708m3／ｈ）の流量で窒素を添加した。
このバーナーは、幅３ft（0.914ｍ）、高さ3.4ft
（1.036ｍ）、長さ８ft（2.438ｍ）の炉内で作動さ
せた。このをの屋根に設置した熱電対を用い
て2110〓（1154.4℃）の制御温度に維持した。
からのサンプル煙道ガスを乾燥させ、それに含ま
れる窒素酸化物を測定した。これらのテスト条件
及び結果は表３に記載されている。
【表】 このバーナーは、上記どのテスト条件において
も酸素環状流を維持し安定して作動した。上記テ
スト１〜３においては、酸素ジエツトの見掛け速
度を実質的に一定に保持し、オリフイスの直径を
変えた。オリフイスの直径を0.125から0.0635in
（3.175から1.6129mm）へ減少させると、窒素酸化
物の発生量は303から180ppmに減少した。上記テ
スト４〜７においては、オリフイスの直径を実質
的に一定に保持し、酸素ジエツトの見掛け速度を
変えた。酸素ジエツトの見掛け速度を570から
1910ft／sec（173.74から582.17ｍ／sec）に増大さ
せると、窒素酸化物の発生量は430から216ppmに
減少した。煙道ガス中の窒素酸化物（NOx）の
濃度（ppm）対酸素ジエツトの見掛け速度Ｖに対
するオリフイスの直径ｄの比ｄ／Ｖをプロツトす
ることによつて第１９図にのグラフに示されるよ
うな相関関係が得られた。第１９図では、テスト
１〜３に関するデータ、可変オリフイス直径は○
で示され、テスト４〜７に関するデータ、可変酸
素ジエツト速度は×で示されている。これらのデ
ータから、NOxの発生量は高温度下での接触時
間の関数であることが分る。 例 ８ 第１２及び１３図に示されたのと同様のバーナ
ー装置を使用し、酸化体として純粋酸素を、燃料
として天然ガスを用いてバーナーテストを行つ
た。酸素ノズルの表面は半径1.5in（38.1mm）の球
状とした。酸素の多部分を通すためのオリフイス
はこの球状表面に対して垂直に球の中心に向けて
穿設した。オリフイスは34個とし、各々の直径を
0.144in（3.6576mm）とした。これらのオリフイス
は、バーナーの軸線に共通の中心を有する３つの
同心円上に等間隔を配置した。直径0.766in
（19.456mm）の内方の円上に６個のオリフイスを
配置し、直径1.268in（32.207mm）の中間の円上に
12個のオリフイスを配置し、直径1.721in（43.713
mm）の外方の円上に16個のオリフイスを配置し
た。高速酸素ジエツトを囲繞する低速酸素慣用流
を供給するために主酸素室から８個の直径1/16in
（2.732mm）の穴を通して酸素の一部分を抽出する
ようにした。天然ガスは、酸素供給管を囲繞する
通路を通して噴射させた。総酸素流量は
20000CFH（566.32m3／ｈ）とした。34個のオリフ
イスを通して高速酸化ジエツト（総酸素量の95.8
％）の流量は、1380ft／sec（420.62ｍ／sec）の
見掛け速度が得られるように19150CFH（566.32
m3／ｈ）とした。環状通路を通しての低速酸素
（総酸素量の4.2％）の流量は、68ft／sec（20.726
ｍ／sec）の流速が得られるように850CFH
（24.068m3／ｈ）とした。天然ガスの流量は、66
ft／sec（20.117ｍ／sec）の流速が得られるよう
に10000CFH（283.16m3／ｈ）とした。このような
作動条件においてバーナーは極めて安定した作動
を示し、高速酸素ジエツトの周りに安定した火炎
が維持された。燃料はすべて高速酸素ジエツト内
へ連行された。 例 ９ 第１４及び１５図に示されたのと同様のバーナ
ー装置を使用してバーナーテストを行つた。酸素
ノズルは、オリフイスを配列する３つの同心円の
中心をバーナー軸線から30゜偏倚し、ノズルの球
状表面の中心を通る線上に位置させたという点で
例８に用いたものとは異なるものとした。オリフ
イスの寸法及び作動条件は例８の場合と同じとし
た。このバーナーも、極めて安定した作動を示
し、高速酸素ジエツトの周りに安定した火炎が維
持された。燃料はすべて高速酸素ジエツト内へ連
行された。ただし、例９の場合、火炎からの燃焼
生成物は、例８の場合と比べて30゜外方へ斜めに
それる。 作用効果 叙上のように、本発明のバーナー装置及び方法
によつて、酸化体（酸素又は酸素富化空気）の非
常に高い速度において効率的な安定した燃焼を達
成することができる。 以上、本発明を特定の実施例に関連して詳しく
説明したが、本発明は、その精神及び範囲から逸
脱することなく、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
ることを理解されない。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明のバーナー装置の一実施例の
断面図、第２図は、本発明のバーナー装置の単一
オリフイスノズルの断面図、第３図は、第２図の
酸化体ノズルの端面図、第４図は、第２図のバー
ナー装置を用いて本発明を実施した場合に得られ
る火炎の態様を示す、第２図と同様の断面図、第
５図は、本発明のバーナー装置の多オリフイスノ
ズルの断面図、第６図は、第５図の酸化体ノズル
の端面図、第７図は、本発明のバーナー装置の別
の実施例による多オリフイスノズルの断面図、第
８図は、第７図の酸化体ノズルの端面図、第９図
は、本発明のバーナー装置の更に別の実施例によ
る多オリフイスノズルの断面図、第１０図は、第
９図の酸化体ノズルの端面図、第１１図は、第９
図のバーナー装置を用いて本発明を実施した場合
に得られる火炎の態様を示す、第９図と同様の断
面図、第１２図は、本発明のバーナー装置の更に
別の実施例による多オリフイスノズルの断面図、
第１３図は、第１２図の酸化体ノズルの端面図、
第１４図は、本発明のバーナー装置の更に別の実
施例による多オリフイスノズルの断面図、第１５
図は、バーナー軸線に対して30゜の角度でみた第
１４図の酸化体ノズルの端面図、第１６図は、第
１図に示されたようなバーナーを使用し、ただ
し、本発明による低速酸化体を使用せずに、天然
ガス内へ酸素ジエツトを噴射した場合の吹消し速
度を酸素ジエツトのオリフイスの直径の関数とし
て表わしたプロツトである。第１７図は、第１図
に示されたようなバーナーを使用し、天然ガスと
窒素燃料の混合体内へ酸素ジエツトを噴射した場
合の吹消し速度を天然ガスの濃度の関数として表
わしたプロツトであり、本発明による低速酸化体
を使用した場合と、使用しない場合の両方を示
す。第１８図は、第１図に示されたようなバーナ
ーを使用し、かつ、本発明による低速酸化体を使
用し、天然ガス内へ酸素／窒素（酸化体）ジエツ
トを噴射した場合の吹消し速度を酸化体中の酸素
濃度の関数として表わしたプロツトである。第１
９図は、本発明の一実施例のバーナーを使用した
場合の、からの煙道ガス中の窒素酸化物の濃度
を酸素ジエツトの速度と酸素噴射オリフイスの直
径の関数として表わしたプロツトであり、いろい
ろなオリフイス直径を有する酸素噴射ノズルに関
して示す。 １：中央通路、２：導管、３：燃焼帯域、４：
環状通路、６：燃料通路、８：高速酸化体ジエツ
ト、９：ノズル、１１：界面、２０：単一オリフ
イス、２１：環状通路、２２：高速酸化体ジエツ
ト、２３：単一オリフイスノズル、２６：燃料通
路、２７：界面、３０：オリフイス、３１：ノズ
ル、４０：多オリフイスノズル、５０：多オリフ
イスノズル、５４：環状酸化体通路、５５：多部
分酸化体の高速ジエツト、５６：界面、５７：燃
料通路、６１：酸化体ノズル、６２：球状表面、
６３：オリフイス、６７：酸化体通路、６８：抽
出（ブリード）通路、６９：環状通路、７０：燃
料通路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 燃料及び酸化体を燃焼させる方法であつて、 (A) 少なくとも30容積％の酸素を含む、燃焼のた
    めの所要酸化体の多部分を5Pより高い高速度
    Ｖ（ここで、Ｐは該多部分酸化体中に含まれる
    酸素の容積％、Ｖはft／secで表わした速度）
    で少なくとも１つの流れとして燃焼帯域へ噴射
    し、 (B) 前記燃焼帯域へ噴射される総酸素量の少なく
    とも１％を占め、かつ、少なくとも30容積％の
    酸素を含む、燃焼のための所要酸化体の少部分
    を0.5Vより低い低速度で前記多部分酸化体に
    近接させて該燃焼帯域へ噴射し、 (C) ガス状燃料を、前記少部分酸化体との間に界
    面を形成するように該少部分酸化体に近接させ
    て、かつ、該界面における該少部分酸化体の速
    度との速度差が200ft／sec（60.96ｍ／sec）以
    内となるような速度で、前記燃焼帯域へ噴射
    し、 (D) 前記少部分酸化体を前記ガス状燃料と共に前
    記界面において燃焼させ、 (E) 前記多部分酸化体を燃焼帯域へ噴射した後直
    ちに少部分酸化体を該高速の多部分酸化体内へ
    連行させ、しかる後にガス状燃料を該高速の多
    部分酸化体内へ連行させ、 (F) 前記界面から高温燃焼生成物を引出して前記
    高速の多部分酸化体内へ導入させ、該高速燃焼
    生成物が前記ガス状燃料及び多部分酸化体のた
    めの途絶することのない着火源として機能し、
    ガス状燃料及び多部分酸化体を安定した火炎と
    して燃焼させることから成る燃焼方法。 ２ 前記低速は、100ft／sec（30.48ｍ／sec）を
    越えないことを特徴とする特許請求の範囲第１項
    に記載の燃焼方法。 ３ 前記燃焼帯域へ低速度で噴射される酸化体
    は、該燃焼帯域へ噴射される総酸素量の10％未満
    であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
    記載の燃焼方法。 ４ 前記低速酸化体の流れを、前記高速酸化体の
    周りに環状の低速エンベロープを形成するように
    該高速酸化体を包囲する環状の流れとして燃料帯
    域へ噴射することを特徴とする特許請求の範囲第
    １項に記載の燃焼方法。 ５ 前記高速多部分酸化体を複数の個別の酸化体
    流れとして前記燃焼帯域へ噴射することを特徴と
    する特許請求の範囲第１項に記載の燃焼方法。 ６ 前記高速多部分酸化体を前記少部分酸化体が
    前記燃焼帯域へ噴射される点より下流において該
    燃料帯域へ噴射することを特徴とする特許請求の
    範囲第１項に記載の燃焼方法。 ７ 酸化体として純粋酸素又は酸素富化空気を用
    いるバーナーであつて、 (A) 多部分酸化体を燃焼帯域へ供給するためのも
    のであつて、少なくとも30容積％の酸素を含む
    酸化体源に導管によつて接続されており、中央
    酸化体供給管と、該供給管の噴射端に設けら
    れ、該供給管から燃焼帯域へ酸化体を通すため
    の少なくとも１つのオリフイスを有するノズル
    とを含む多部分酸化体供給手段と、 (B) 前記多部分酸化体が燃焼帯域へ噴射された後
    直ちに少部分酸化体が該多部分酸化体内へ連行
    されるように少部分酸化体を該多部分酸化体に
    近接させて該燃焼帯域へ噴射するために前記ノ
    ズルの周りに設けられた環状開口と、 (C) ガス状燃料と前記少部分酸化体とが互いに接
    触する前に前記燃焼帯域内に界面を形成するよ
    うにガス状燃料を少部分酸化体供給のための前
    記環状開口に近接されて供給するためのガス燃
    料供給手段と、 から成るバーナー。 ８ 前記多部分酸化体供給手段のノズルは複数の
    オリフイスを有することを特徴とする特許請求の
    範囲第７項に記載のバーナー。 ９ 前記複数のオリフイスは、互いに平行であつ
    て、前記燃焼帯域の方に向けられていることを特
    徴とする特許請求の範囲第８項に記載のバーナ
    ー。 １０ 前記複数のオリフイスは、互いに外方へ拡
    開する角度で前記燃焼帯域の方に向けられている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の
    バーナー。 １１ 前記多部分酸化体供給手段は、前記少部分
    酸化体が前記環状開口から前記燃焼帯域へ噴射さ
    れる点より下流において多部分酸化体を該燃焼帯
    域へ噴射するように配設されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第７項に記載のバーナー。 １２ 前記ノズルは球状表面を有するものである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の
    バーナー。 １３ 前記ノズルの球状表面に対して垂直にノズ
    ルの中心に向けて該ノズルを貫通し、該バーナー
    の軸線に対して同心的に配列された複数のオリフ
    イスが設けられていることを特徴とする特許請求
    の範囲第１２項に記載のバーナー。 １４ 前記ノズルの球状表面に対して垂直にノズ
    ルの中心に向けて該ノズルを貫通し、該バーナー
    の軸線に対して偏心的に配列された複数のオリフ
    イスが設けられていることを特徴とする特許請求
    の範囲第１２項に記載のバーナー。
JP1056539A 1988-05-05 1989-03-10 燃料及び酸化体を燃焼させる方法及び酸化体として純粋酸素又は酸素富化空気を用いるバーナー Granted JPH01312311A (ja)

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