JPH061121B2 - 燃料を燃焼させるための装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 液体または気体であるキャリヤ流体で導入される石炭の
ような微粒炭質材料の燃焼のための進歩したスラグ式燃
焼装置においては、点火ができるだけ速く行なわれるこ
と、及び火炎前面が燃料導入点にまたはこれに近く保持
されることが重要である。さもないと、点火が遅延し、
そして、スラグ式燃焼器における滞留時間が数百ミリ秒
のオーダとなるので、燃焼不安定性が生ずる機会が多く
なり、及び／又は燃料粒子の炭素成分が燃焼の気体状生
成物に変換される前に燃料粒子が燃焼室から出てゆく可
能性がある。また、火炎前面が注入点から余りに遠い
と、火炎は不安定となり易い。

本明細書に記載するスラグ式燃焼装置においては、ノズ
ル組立体が燃焼室内に突出している。活発な燃焼が、ノ
ズル、即ち噴霧器またはピントルのオリフイスにおい
て、またはその近くで生ずる。微粉炭の凝集及び／又は
部分的浸炭が生じてノズル組立体の詰りが生ずるのを避
けるために、インゼクタ組立体は、通例、流体冷却され
る。インゼクタを流体冷却すると、その耐久度及び信頼
度が増す。しかし、かかる冷却はまた、インゼクタを取
り巻いている酸化剤、燃料及び燃料生成物の混合物を冷
却する傾向がある。これは燃焼に悪影響を与える。この
問題は、大量の水が燃焼器に注入されて気化を必要とす
る石炭・水スラリの使用において悪化するのであるが、
微粒石炭をキャリヤ流体によって流動化して導入する場
合にも重大である。

この種の高出力密度燃焼装置においては、燃料インゼク
タを、１２００゜Ｆ（約６４９℃）ないし２０００゜F
（約１０９３℃）程度の温度にある酸化体、燃料及び燃
焼生成物の混合物に没入させる。しかも、インゼクタ自
体は、格別の凝集、浸炭またはインゼクタ通路の詰まり
なしに燃料が該通路を通って流れるために十分に低い温
度で作動することが必要である。同時に、良好な火炎安
定性及び一定のＮＯ_X燃焼のために、注入組立体に隣接
する燃焼混合物はほぼ一様の作動温度に保持されるべき
である。従って、本発明の主目的は、インゼクタを比較
的低い温度に保持し、且つ同時に、インゼクタが回りの
空間における燃焼を大きく妨げたり遅延させたりするこ
とのないようにすることである。

本発明は、回りの燃料及び気体の混合物からインゼクタ
への熱エネルギーの移動を最小限にする障壁を設けるこ
とにより、前述の目的を満足させる。本発明は、インゼ
クタが隣接の気体を冷却させるのを防止し、また、イン
ゼクタを、熱の流れを害する可能性のないように保護す
る。

発明の概要 長く伸びた燃焼領域内の微粒炭質材料の燃焼のための過
程に対する改良が提供される。前記燃焼領域は端部壁を
有し、これから燃料注入組立体が、回転可能に軸方向に
流れる加熱された酸化体流野内に延びている。燃焼する
と、燃料の通例は固体状の不燃性成分からの溶融スラグ
の形成が生ずる。前記溶融スラグは燃焼室の内面に沿っ
て流れる。そして、ノズルの外面が比較的低い温度であ
ると、これに至近する燃焼が妨げられ、及び遅延させら
れる。

本発明の改良は、外部のスリーブ状部材を有するインゼ
クタ組立体を提供することを含んでおり、前記部材は固
化したスラグ及び溶融したスラグの層を保持し、これに
より、絶縁され、回りの気体の冷却を避ける。このスリ
ーブは溶融流れ状のスラグを保持し、スラグは前記スリ
ーブから流界内に流れ、前記スリーブの回りに加熱され
た領域を提供し、前記スリーブ及び囲まれたインゼクタ
に至近して微粒燃料の安定な燃焼を保持する。ノズル組
立体は、該組立体内の縦の流体の流れによつて冷却され
る。

好ましくは、インゼクタ組立体のスラグ保持部はスリー
ブ状部材であり、該部材は、前記ノズルの本体と係合す
るための第１の内面及び第１の外面を提供する第１の細
長い導管、第２の内面及び前記第１の外面から環状に間
隔をおく第２の外面を提供する第２の細長い導管を具備
している。端部壁が前記第１の細長い導管及び第２の細
長い導管を連結している。これは、前記第１及び第２の
導管の間に環状の流体流れ溝を提供する。前記端部壁
は、前記ノズルの注入オリフイスまたはスロツトに隣接
して配置されるようになつている。壁が前記環状の流体
流れ溝を流体取入れ導管及び流体取出し導管に分割して
いる。リブまたはピンが前記第２の外面から外方へ突出
し、該外面上のスラグと係合してこれを保持し、固化済
みスラグの自己回復層を形成し、該自己回復層は、溶融
スラグが該固化済みスラグの外面上を連続的に流れるよ
うに十分の絶縁性を提供する。この溶融スラグは、回り
の燃料及び気体の混合物とほぼ同じ高い温度に保持され
る。従って、これは、ノズル組立体及びその燃料注入端
部に至近する燃焼を容易にする。

図面の簡単な説明 第１図は排出消費炉に対するスラグ式燃焼装置の斜視
図、 第２図は第１図のスラグ式燃焼装置の予燃焼器を示す
図、 第３図は、本発明が有利に用いられる主燃焼室を、溶融
スラグを捕集し及び気体状生成物を最終使用機器へ導く
ための付属の装置とともに示す図、 第４図は本発明にかかる外部的に高温のインゼクタ組立
体の好ましい実施例を詳細に示す図、 第５図及び第５Ａ図は他の実施例を示す図である。

詳細な説明 本発明は、液体でもまたは気体でもよいキヤリヤ流体に
よって搬送される固体粒子の濃密相流体化流れの形で燃
焼装置へ送られる微粒炭質材料を効率的に燃焼させるた
めのコンパクトな装置に関し、この燃料の不燃性成分
は、溶融スラグの形で、可及的最高のレベルまで除去さ
れる。この装置に対する基礎的なものは、点火が生じて
燃焼が流体動的流界内で継続するという条件の下で微粒
炭質材料を予熱済み酸化体、一般には空気と結合させる
ということを協同して可能ならしめる方法及び装置の使
用によつて実現される改良である。

以下に説明するように、本発明の改良は、炭質材料の大
半を注入するのに用いられるインゼクタ組立体を外部的
に絶縁する固化スラグ及び半溶融スラグの相隣る層を保
持する装置にある。これにより、燃料インゼクタに至近
して信頼性ある一定の燃焼が安定化及び増強される。

Ａ．スラグ式燃焼装置 先ず第１図、第２図及び第３図について説明すると、ス
ラグ式燃焼装置１０は、予焼室１２、主燃焼室１４、及
びスラグ捕集装置１８が付属している排出室１６を備え
ている。第１図に示すように、燃焼させるべき微粒炭質
燃料の大半は、リザーバ２０から路線２２によって主燃
焼室１４に供給される。通例、全供給量の約１０％から
約２５％まである残部は、ノズル装置２４によって予燃
焼室へ供給される。

第１図はこの装置の一般的な斜視的配置を示すものであ
るが、いくつかのサブシステムに対する好ましい構造を
第２図及び第３図について詳細に説明する。

予燃焼器即ち予燃焼室１２は、通例は空気である酸化体
を調整して主反応室即ち主燃焼室１４に送り、該室にお
いて、この主給送量の微粒炭質燃料が準化学量論的のス
ラグ形成状態の下で燃焼される。

本明細書において用いる用語「微粒炭質材料」により、
気体または液体キャリヤ内に分散された燃料源として提
供することのできる炭素含有物質を意味する。代表的な
炭質材料としては、とりわけ、石炭、木炭、固体廃棄物
回収作業の有機残留物、気体または液体中に分散可能な
タール質油等がある。必要なことは、主燃焼室内で燃焼
させられるべき炭質材料が、該室内で、キャリヤ気体ま
たは液体中の個別的粒子として分散し易いということで
ある。炭質材料が提供される最も典型的な形式は石炭で
あり、本発明については、キャリヤ流体として水または
空気を用いる場合の石炭の燃焼について詳細に説明す
る。

本明細書において用いる用語「酸化体」により、酸素の
気体的供給源、好ましくは空気または酸素濃厚化空気を
意味する。

酸化体の予調整は理想的には円筒状のコンパクトな予燃
焼室内で行なわれ、該室に第１段の酸化体を供給する。
この第１段の酸化体を燃焼空気入口２６に送って微粒炭
質材料の小部分と結合させ、これにより、燃焼生成物と
混合した酸化体の予熱済みの流れを主燃焼室１４に提供
する。単位時間当りの燃焼させるべき総計燃料のうち、
約１０％ないし２５％が予燃焼室１２へ送られる。予燃
焼室１２の好ましい実施例が、本願と同時に出願され本
願の譲受人に譲渡された（現在は放棄されている）同時
係属特許出願第６７０４１７号に詳細に記載されてい
る。

予燃焼室１２内の加熱された酸化体及び発生した反応生
成物は出口３０を通り、好ましくは円筒状の主燃焼室１
４内に接続方向に流入する。矩形状の出口は約２．５対
１の長さ対高さの比を有す。

矩形状の出口３０の中心は、好ましくは、前端部３４か
ら測つて室１４の長さの約1/3ないし1/2の距離の点にあ
る。かかる位置においては、予燃焼器からの酸化体及び
反応生成物は、円筒状の主反応器１４内の流界の渦巻き
運動を生じさせるだけでなく、更に、第３図に示すよう
に、予燃焼器装置から流れ出る酸化体及び反応生成物は
２つのほぼ等しい二次的流れに分かれ、一方の流れは主
燃焼器１４の前端部３４へ向かって壁に沿ってらせん状
に渦巻き、他方の流れは穴あきバッフル３６へ向かって
前記主燃焼器の壁に沿ってほぼらせん状に移動する。前
端部の流れは前記前端部において内方へ向けられ、そし
て主燃焼器の穴あきバッフル３６へ向かつて軸方向に流
れ、その間、燃焼インゼクタ４０の回りでらせん状に渦
巻く。主燃焼器の穴あきバッフル３６は、好ましくは、
水冷式バッフル板であり、該バッフル板は、前記主燃焼
器の中心線と垂直に配置され、ほぼ中心に配置された穴
３８を有しており、該穴の直径は前記主燃焼室の直径の
少なくとも約５０％である。

炭質材料の残部である大半部はインゼクタ組立体４０を
通って前端部３４において主燃焼室１４内に導入され
る。前記インゼクタ組立体は、好ましくは、主燃焼室１
４の中心線に沿って配置されている。従って、インゼク
タ４０は、流体で運ばれる燃料を、主燃焼器の中心線に
対する約４５度から約９０度までの正味の角度で、ほぼ
渦巻く気体流野内に円錐状流れパターンで導入せしめ
る。ノズル即ちインゼクタ４０は、主燃焼器１４内に、
前端部３４から、予燃焼器の出口３０の前端部の上流の
点まで突出している。本発明においては、この燃料イン
ゼクタ４０は、高温の外面を、該外面が周囲の気体から
最小限の放射熱エネルギーを吸収するように設計及び構
成されており、これにより、燃料注入点に至近して迅速
な点火及び安定な燃焼を確実にするようになつている。

主燃焼体１４の前端部３４へ向かって流れる予燃焼酸化
体及び予燃焼生成物の部分が、初期点火、及び約０．４
から約０．５までの全体的前端部化学量論をもつ燃料豊
富な領域を提供する。気体状の予燃焼生成物は溶融スラ
グの小滴を運び、該小滴は燃焼室１４の前端部の内面上
に集まって半溶融の絶縁性の層を形成する。第３図に示
すように、渦巻き流野及び円錐状注入パターンは、微粒
炭質燃料を主燃焼器の壁へ向かってほぼ外向き通路内で
移動させる。可燃性物質の大半部は、加熱された酸化体
流野を通る飛翔において消費され、エネルギーを反応熱
の形で消費し、その結果生じた反応生成物及び局部的に
残っている残留酸化体を更に加熱する。自由に飛翔して
いる固体状の炭質粒子も出口バッフル３６へ向かう軸方
向運動を与えられ、かかる軸方向運動は、前端部酸化体
の軸方向戻り流れによつて与えられる。作動において
は、燃料に含まれている本質的に全ての炭素が飛翔中に
消費される。未消費の炭素があると、これは可燃性木炭
として室１４の壁に達し、壁４２上で消費され続ける。
前記の渦巻き流野は、溶融した非可燃物質を主燃焼器の
壁は遠心的に運ぶ。

詳述すると、燃焼過程は固体の急速加熱を通じて生ず
る。これは、固体の可燃部からの揮発性反応生成物の気
化を生じさせ、総可燃性材料の約５０％から約８０％ま
でを抽出する。残りの固体は本質的に固体木炭として燃
焼される。追い出された揮発性物質は気体として燃焼及
び反応する。

主燃焼器の前端部において生じた燃料豊富な気体は、一
般に、主燃焼器の出口バッフル３６へ向かって流れ、こ
の間、渦巻き運動が保持される。典型的な大半部の平均
の軸方向流速度は約８０fps（約２４．４ｍ／ｓ）から
約１００fps（約３０．５ｍ／ｓ）である。従って、例
えば、５フイート（約１．５２ｍ）長の燃焼室内では、
典型的な粒子は約４０ないし８０ミリ秒（msec）の走行
時間中にこの室の長さを横断し、注入された燃料のほぼ
全ての炭素含量が、数百ミリ秒（msec）以下の走行時間
中に、そして、燃焼の気体状生成物が穴あきバッフル３
６を通って室から逸出する前に、炭素の酸化物に変換さ
れる。内部的の流れ、混合及び反応は、主燃焼室１４内
で、主燃焼器１４の中心線に沿う強い二次再循環流れに
よって更に増強され、この流れはバッフルの穴３８の中
心から主燃焼器１４の前端部３４へ向かって流動する。
この二次的流れは、予燃焼器排出流速度、及び中央の穴
３８の直径選定によって制御される。好ましくは、予燃
焼器排出速度は約３３０fps（約９２．４ｍ／ｓ）であ
り、約０．５の好ましいバッフル開口直径対主室直径の
比が理想的な二次再循環流を生じさせて主燃焼器１４内
の点火及び全体的燃焼の制御を増強する。

渦巻き流体流れは、その接線方向速度が主反応器１４の
壁から内方への方向に増大し、この増大は、出口バッフ
ル３６のほぼ半径に達するまで継続するという状態にな
つている。出口バッフル３６のほぼ半径から内方へ、接
線方向速度は、主燃焼器の中心線におけるほぼゼロの値
まで減少する。半径方向に増大する接線速度は、主燃焼
器の壁から内方へ進むにつれて、バッフル穴半径にほぼ
達する点まで半径の減少と反比例的に変化する。この点
から主反応器の中心線まで内方へ、接線速度はゼロまで
低下する。この半径方向流界は、軸方向流界と協同し
て、注入された固体粒子をその初期の消費期間中に半径
方向に加速することを可能ならしめ、且つ同時に、大き
さ１０ミクロンまたはそれ以下の燃焼済み粒子を、主燃
焼器１４の壁に沿って被着しているスラグ内に機械的に
捕捉することを可能ならしめる。

インゼクタノズル４０は、好ましくは、その周縁部が十
分に高温となり、溶融スラグがその外面に沿って分散燃
料の注入点へ向かって流れることを可能ならしめるよう
に設計されている。スラグは、分散燃料注入点に達する
前の点において剥離し、そして、前端部で発生した燃料
豊富気体の強い放射及び点火の小点状中心を提供し、こ
れにより、注入から点火までの時間損失が最少になる。

前述したように、主燃焼器の化学量論は、約０．７から
約０．９まで、好ましくは約０．７から約０．８までと
なるように選定されている。この装置を、室１４の平均
化学量論をこれら範囲内に保持するように規制すると、
燃料豊富気体は十分に高温となつてスラグ軟化温度より
も十分に上の温度で溶融スラグを作り、従ってスラグは
主燃焼器１４の室に沿って自由に流れる。しかし、この
温度は、大量の気化スラグ損失が生ずるほどには高くな
い。

第３図に示すように、出口バッフル３６を含む主燃焼器
１４の閉込め壁は、好ましくは、水冷式の管と膜との構
造で形成されている。この管と膜との構造には、更に、
スラグ保持用スタッド（図示せず）が設けられている。
前記閉込め壁は、当初、耐火材料でライニングされる。
この耐火材料は、この装置が準安定状態の下で長期にわ
たって作動するにつれて、固化するスラグによって侵食
されて置き換えられるようになる。作動においては、溶
融スラグがその下に横たわる固化スラグ層に被着し、過
剰のスラグはこの凝固スラグ層の上を流れる。この凝固
・溶融スラグ層は前記の管と膜との壁構造に対する大き
な熱的及び化学的保護を提供する。一旦構成されると、
前記のスラグ層は、長期の作動中、保護壁を保持する。

この内部的の主燃焼器スラグ流れパターンは、渦巻き状
の軸方向流れ気体の空気力学的剪断力及び動力によって
生ずる主燃焼器を水平面に対して約１５°傾斜させるこ
とにより、十分なスラグ流れが主燃焼器１４内に生じて
出口バッフル３６内のキーホール状開口部４６を通り、
スラグ捕集器即ち装置１８へ流れる。

通例は１．５対１または２対１の主燃焼器の長さ対直径
の比、及び０．５対１．０のバッフル直径対主反応器直
径の比を提供し、そして、本明細書に説明するように２
００メツシユ石炭の本質的に完全な自由飛翔燃焼を行な
うと、未燃焼炭素の損失は事実上なくなる。また、優れ
た壁スラグ層の流れ及び熱伝達の保護が得られる。燃料
豊富化学量論は反応化学作用を含んでおり、燃料豊富気
体内の亜酸化窒素生成を最少限にする。

スラグ回収室即ち排出室１６及びスラグ除去用サブシス
テム即ち捕集装置１８の詳細な構造は、前掲の、現在は
放棄されている同時係属特許出願第６７０４１７号に記
載されており、その内容を本明細書において参照として
説明する。

次に、第４図及び第５図について説明すると、ノズル組
立体４０は、水のような液体中の粒状石炭のようなスラ
リの噴霧に特に好適する噴霧器型石炭インゼクタ５４、
または例えば、バージ（Burge）等に対する米国特許第
４２１７１３２号公報に記載されているピントル型イン
ゼクタ５６を用いている。前記米国特許の内容は、本明
細書において参照として説明する。

Ｂ．高温スリーブ型インゼクタ組立体 大気圧燃焼用のため、又は高圧電磁流体力学用のために
用いられるスラグ式燃焼器の作動の動力学に対する本質
的なことは、酸化体及び予燃済み予燃焼生成物の高速渦
巻き流れの状態における炭質材料の粒子の注入及び急速
燃焼である。次に第４図、第５図及び第５Ａ図について
説明すると、噴霧器５４は、通例、石炭・水スラリを、
主燃焼器１４の縦軸に対する約４５ないし９０度の角度
で注入する。ピントル５６は、キャリヤ気体との稠密状
態の混合物となつて運ばれる微粉炭を、４５°から９０
°までの角度で注入する。

噴霧器ノズル５４またはピントル５６によつて注入され
た微粒炭質材料は燃焼して消費され、不燃物は、溶融ス
ラグとして、主燃焼器１４の壁に沿い、及びノズル組立
体４０に沿って集まる。炭質供給物を、該供給物の過
熱、浸炭または凝集を防止するために低温に保持するこ
と、及び構造体のノズル組立体材料を、燃焼器内に存在
する高温雰囲気中に保持することが必要である。この目
的で、噴霧器またはピントルを通例は水冷する。これ
は、インゼクタ組立体４０の付近にある酸化体、燃料及
び燃焼生成物の混合物を冷却するという傾向を有する。
かかる冷却は極めて望ましくない。局部的に低温の場所
に燃料粒子を注入すると、不安定な炎が生じ、燃焼が注
入点から遠くへ延び、従って、燃焼発生可能な時間が減
る。望ましいことは、燃焼領域を注入点にできるだけつ
近づけることである。これには、注入場所における温度
を高くすることが必要である。溶融スラグを有利に利用
するのはこの目的のためである。

外部的に高温のインゼクタとする量を得るために、端部
壁３４に沿って移動するスラグは溶融状態に保持され、
そして、給送された炭質材料がインゼクタ組立体４０の
端部でフレア状に張り出すまで該炭質材料の給送と同じ
方向にノズル組立体４０の面に沿って流れる。前記スラ
グのこの作用は、対流及び放射により、酸化体及び微粒
炭質材料を注入領域において加熱して火炎前面を注入点
へ向かって移動させ、できるだけ早く火炎を安定させて
点火を開始させる。

この結果を得るために、本発明においては、第４図及び
第５図に示すように、噴霧器５４またはピントル５６に
対してスラグ保持用スリーブが設けられている。主燃焼
器１４の端部壁３４内に入っている前記スリーブは液冷
式ジャケット５８を有しており、水のような液体がジャ
ケット５８の一方の側６０内を流れ、壁６２及び６４を
分割することによつて形成された溝を通り、環状空間６
７を通り、次いで、分割壁６２及び６４の反対側におい
て反対側の溝６６外に出る。適当な導管（図示せず）
が、主燃焼器１４の外部から冷却剤をジャケット５８に
供給し及びこれから戻らせるようになつている。

第４図について説明すると、外壁６８から複数の軸方向
フィン８０が延び、それらの間に複数の溝７８を形成し
ている。主燃焼器１４の端部壁３４に沿って形成される
スラグは、充満するとノズル組立体４０に沿って流れ出
し、次いで溢れて、次々に続く溝に入る。この間、前記
フィンは遅延用せきとして働く。これら溝が一杯になる
につれて、過剰のスラグは表面に累積し、ジャケットの
端部でフレア状に張り出し、渦巻き流れ内で、主燃焼器
１４の円筒状壁へ向かって運ばれる。溝６０及び６６を
通って水が流れるので、熱交換体の界面にあるスラグは
固化され、金属にすぐ隣接してスラグの実質的に固体状
の層となる。この固体状層の頂面で、溶融及び半溶融の
スラグの第２の層がジャケット５８の外面を覆う。

第５図及び第５Ａ図は他の実施例を示すものであり、こ
の実施例においては、インゼクタの壁から延びているピ
ン８４を用いて当初は耐熱性材料を保持し、そして、こ
の耐熱性材料が侵食されるときに、スラグの自己回復層
を形成する。前記の溝またはピンは、設計及びスラグ流
速に応じて、ジャケットの長さにわたって延びているか
或は端部領域８６に制限されている。

ここに図示且つ説明した構造を用いると、微粒炭質材料
を注入するために用いられるインゼクタ組立体は、微粉
炭の有害な軟化及び凝集を防止するのに十分な低温に保
持される。同時に、スラグは熱の流れを制限するための
外部的に高温の障壁として働き、これにより、インゼク
タ組立体に隣接して取巻く酸化体及び予燃焼生成物の混
合物は該インゼクタに対する著しい熱量を失なうことが
ない。なお、隣接する混合物から燃料インゼクタへの熱
の移動を妨げるための手段は、燃料インゼクタのものよ
りも低い熱伝導率を有する材料を含んでいる。また、約
０．２５インチ（約６．３５mm）から約０．５インチ
（約１２．７mm）までの設計すきまのためにインゼクタ
とそのスリーブとの間に何度かの気体ギャップが存在す
ると、該ギャップによって小さな絶縁性ブランケットが
形成される。

要約すると、本発明は、高出力密度スラグ式燃焼器にお
いて、比較的に極めて高温の外面を有し、従って、これ
にすぐ隣接している酸化体、燃焼及び燃焼生成物の混合
物が甚しく冷却されないで、通例２０００゜F（約１０９
３℃）を越えるほぼ一様な所定の温度に保持されるよう
になつている燃料インゼクタを提供するものである。そ
の結果、前記混合物内に注入された炭質材料は、インゼ
クタに至近して、且つ燃料粒子が燃焼室の壁に到達する
前に、改善された安定性をもって直ちに点火されて燃焼
する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ソルベス アルバート アメリカ合衆国 カリフォルニア州 90274 パロス ベルデス エステーツ グランヴィア アルタミラ 1509 (72)発明者 ロイ ガブリエル デルヴィス アメリカ合衆国 カリフォルニア州 90503 トランス タリスマン ストリー ト 19922 (56)参考文献 特開 昭54−96835（ＪＰ，Ａ) 米国特許第4473379（ＵＳ，Ａ) 米国特許第3124086（ＵＳ，Ａ)

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料を燃焼させるための装置であつて、該
   装置は、より高い燃焼領域温度によつて悪影響を及ぼさ
   れ、燃焼器の燃焼領域に燃料を注入するための燃料イン
   ゼクタを有し、前記燃焼領域には、酸素と混合物と、注
   入される燃料の少なくとも灰溶融温度の程度での燃焼生
   成物とが存在し、燃料インゼクタを高温から保護するた
   めの手段をさらに有する装置において、 燃料インゼクタに隣接する混合物から燃料インゼクタへ
   の熱の移動を妨げるための手段を含み、該熱の移動を妨
   げるための手段は、燃料インゼクタの内部を冷却するた
   めの冷却手段、溶融スラグの層並びに固化スラグの層を
   収集して燃焼領域の高温の悪影響から燃料インゼクタを
   保護するための収集手段とを有し、該収集手段は、燃料
   インゼクタの外面に設けられた複数の突起物によつて構
   成されていることを特徴とする、燃料を燃焼させるため
   の装置。
2. 【請求項２】隣接する混合物から燃料インゼクタへの熱
   の移動を妨げるための前記手段は、燃料インゼクタのも
   のよりも低い熱伝導率を有する材料を含んでおり、該材
   料は、前記混合物と、燃焼領域内にある燃料インゼクタ
   の部分の大半部との間に位置決めされている、請求の範
   囲第１項に記載の装置。
3. 【請求項３】熱の移動を妨げるための前記手段は、燃焼
   領域内の燃料インゼクタの大半部の周囲を取り囲む実質
   的に円筒状のスリーブを具備しており、該スリーブは燃
   焼領域内で生成されるスラグの灰溶融温度よりも実質的
   に低い温度に保持され、比較的良好な熱遮蔽率を有する
   材料の層が前記スリーブの外面上に保持されて前記スリ
   ーブの周囲に隣接する高温の気体状混合物からスリーブ
   への熱エネルギの移動を妨げるのに役立ち、これによ
   り、前記層にすぐ隣接する気体状混合物は、前記灰溶融
   温度に実質的に一致する温度か或いはこれよりも高い温
   度に保持される、請求の範囲第１項に記載の装置。
4. 【請求項４】前記スリーブは、第１及び第２の円筒体を
   含み、該第１及び第２の円筒体は、第１の円筒体の内部
   に第２の円筒体が同軸に位置決めされてこれらの間に環
   状の空間を構成しており、冷却流体を空間内に及び空間
   から外へ循環させるための手段をさらに含む、請求の範
   囲第３項に記載の装置。
5. 【請求項５】前記材料は、固化スラグの上に溶融スラグ
   が位置している固化スラグからなる、請求の範囲第３項
   に記載の装置。
6. 【請求項６】前記燃焼領域は、細長い実質的に円筒状の
   燃焼室内に収容されており、前記燃料インゼクタは、燃
   焼室の一端の中央付近の箇所で、燃焼室内にかなりの距
   離延びており、燃料インゼクタの周囲の気体状混合物
   は、役２０００゜F（１０９３℃）程度又はそれ以上の温
   度に保持されており、燃料インゼクタは、少なくともそ
   の一部を通る冷却剤の流れを提供し、これにより、イン
   ゼクタの内部の平均温度は、インゼクタを通って流れる
   微粒炭質燃料の有害な凝集を避けるのに十分な程低く且
   つ前記混合物の温度よりも実質的に低く保持される、請
   求の範囲第１項に記載の装置。
7. 【請求項７】前記スリーブは、第１及び第２の円筒体を
   含み、該第１及び第２の円筒体は、第１の円筒体の内部
   に第２の円筒体が同軸に位置決めされている、請求の範
   囲第３項に記載の装置。
8. 【請求項８】前記燃焼領域は細長い実質的に円筒状の燃
   焼室内に収容されており、前記燃料インゼクタは燃焼室
   の一端の中央付近の箇所で、燃焼室内にかなりの距離延
   びており、インゼクタ周囲の気体状混合物は、約２００
   ０゜F（１０９３℃）から約３８００゜F（２０９３℃）ま
   での範囲内の温度に維持されており、 前記スリーブは、 (a)燃焼領域で生成されるスラグの灰溶融温度よりも実
   質的に低い温度にスリーブを保持するための、少なくと
   も１つの冷却剤流入導管及び少なくとも１つの冷却剤流
   出導管と、 (b)溶融スラグが外面に付着している、固化スラグの層
   を保持するための手段とを含んでいる、 請求の範囲第３項に記載の装置。