JPH06505554A

JPH06505554A - 低ＮＯｘバーナ

Info

Publication number: JPH06505554A
Application number: JP5508579A
Authority: JP
Inventors: ラング，ジェリィ，エム．
Original assignee: ホルマン　ボイラー　ワークス，インコーポレイテッド
Priority date: 1991-11-01
Filing date: 1992-10-29
Publication date: 1994-06-23
Anticipated expiration: 2012-06-04
Also published as: EP0564642B1; DE69224894D1; EP0564642A1; JP2617680B2; US5257927A; WO1993009382A1; EP0564642A4; CA2099112C; CA2099112A1; RU2091669C1; ATE164438T1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明はＮ０１放出の少ないバーナに係り、特に流動および混合率が、燃焼特性およびバーナの需要率に従って変化するバーナに係る。現存バーナを特別に調節することにより、必要に応じてこれを最適化するように変換することができる。

Ｉｌ、従来技術の説明燃焼システムのバーナにおいては、燃焼プロセスの副産物である放出有害物の安全性に関し、要求されることが益々増加しつつある。燃焼の程度により、−酸化炭素およびＮＯ８はまだ許容される程度までは除かれていない。−酸化炭素のレベルは通常二酸化炭素を発生させる完全燃焼によって制御される。しかしながら燃焼システムにおいては、ＮＯｘの形成には三つの要因が考えられる。第１の、しかも最も重要であると認められているのは火炎温度である。多（の現存のシステムにおいては、段階燃料および空気を使用し、火炎の集中と、これに起因する高温を低下させる方法が取られている。第２の要因は０２のレベルが過大となることである。０．レベルが大となれば、窒素と結合するために酸素が増加する傾向が生じるが、０□レヘルの増加は空気を過剰にし、これによって低温を平衡させる傾向が生じる。現在の低Ｎｏ８バーナにおける積層混合は、完全燃焼により多くの０、を必要とする。もし低Ｏ，レベルを使用すれば、−酸化炭素の形で、不完全燃焼が発生する。第３の要因は臨界温度区画内の残留時間であり、これは最近のバーナにおいては事実上無視される。その理由はこの時間を短縮することは、許容し難い温度の原因となる高速度の発生を意味するからである。

ＮＯ８レベルを低下させる普通の方法の一つは、外部からの、誘導または強制煙道ガス再循環（ＦＯＲ）を使用することである。しかしながら最近の研究によれば、ＦＯＲは単に火炎前面を希釈し、それによってＮＯ８の形成を減少させるだけであることが分かった。さらに外部煙道ガス再循環は高温と、燃焼空気容積の増加との原因となり、これはシステム内の圧力を著しく低下せしめ、所要出力を大にし、さらにこれに起因する速度の上昇は熱伝導を減少せしめ、したがってバーナの効率を低下させる。

幾つかのバーナ製作業者は混合結果を有する低ＮＯｘシステムを開発した。多くのシステムにおいてはＮＯ。

の放出はたしかに減少したか、厳格な放出レベルにはまだ適合しない。さらに近代のバーナは特定の用途に対して特別に設計され、融通性が低いために、異なる燃焼システムまたは異なる状況においては放出を制御し得ない。

しかしながら周知のシステムの別の欠点はＮＯ，放出を減少せしめ得ないために、−酸化炭素（Ｃｏ）レベルが上昇することである。

本発明の概要本発明は周知のバーナの欠点を、種々のシステムに使用し得るように、かつ種々の作業条件に応答し得るように調節自在に設計された低Ｎｏ８バーナを提供することによって消除せんとするものである。したがって本発明のバーナは現存のバーナシステムに対する変換アダプタとして使用することができる。

本発明の低Ｎｏ８バーナは複数の同軸通路を存し、この通路を通って燃焼ガスが流れる。−次空気は内方通路を通り、該通路内には回転羽根が位置している。この回転羽根を軸線方向に調節して燃焼を最適化することができる。強制空気風箱からバーナに流入する一次空気の流れは、調節自在ルーバを有するダンパによって制御され、さらに燃焼は改善される。−次空気は羽根を通る時に回転せしめられ、−火燃焼区画の周りに半径方向に隔置された一連のガスノズルを通して供給される燃料と混合せしめられる。このノズルは燃料が燃焼室に入る前に、この燃料を風箱からきた二次燃焼空気と混合する。なお再循環煙道ガスはガスノズル内において燃料と混合させることができる。耐火材料によって形成された室スロートは二次燃焼区画を形成し、この区画において耐火スロートからの再放射が燃料／空気を加熱し、かつ燃焼プロセスを促進する。最後の三次燃焼は耐火スロートを越えた三次燃焼区画内で起こり、この区画では三次供給空気が一次燃焼区画をバイパスする結果、積層混合が生じる。

したがって三つの明確な燃焼区画と、二つの再循環区域とがＮＯ□放出を低下させる。

現存のバーナを変換する場合には、燃焼を最適化し、ＮＯ８放出を減少させるために、同じ原理が使用される。

調節自在の羽根付きディフューザを備えた一次燃焼室は、現存バーナの燃焼室内に同軸的に設置され、それによって二次空気を供給するための環を形成し、この中に現存の燃料短管が位置している。回転羽根は最適の燃焼が行われるように軸線方向に、かつ角度的に調節することができる。さらに燃料ガスを一次燃焼室の方に内向きに導く燃料マニホルド・スパイダが設けられ、燃料および空気の最適混合を容易にするようになっている。−次空気は再び調節自在羽根付きディフューザによって回転せしめられ、−次燃焼に対する最適の空気／燃料混合を発生させる。二次空気は燃料マニホルドを通り、−火燃焼区画の下流の二次燃焼区画の混合及び燃焼を行わせる。

本システムは段階燃焼区画に対する燃焼空気の容積および混合を最適にすることによって、在来周知のバーナのＣＯ放出の増加との交換によることなく、ＮＯ，放出を減少させる。さらに燃焼温度および燃焼ガスの残留時間はバーナ・システムの種々の調節装置によって制御される。したがってＮＯ！放出レベルは燃焼区画内の０２レヘル、バーナ内の再循環燃焼ガスの温度および残留時間の制御によって減少せしめられる。これら助変数はディフューザ羽根のピッチ角、羽根付きディフューザから燃料ジェットまでの室の長さ、および次ぎの燃焼室に流れる二次および三次（もしあれば）燃焼空気に対する、中央通路を通る一次燃焼空気の比を変えることによって制御される。さらに本システムは内部煙道再循環を含み、これは再循環ガスの温度を維持すると共に、完全燃焼を行わせる。本発明の他の特色および利点は、添付図面によって次ぎに述べる説明によって明らかとなる。

図面の簡単な説明本発明は次ぎに示す図面によって説明する本発明の好適な実施例により、さらに良く理解することができ、図中同じ部品は同じ参照数字によって表わされている：第１図は本発明による低Ｎｏ８バーナの断面透視図；第２図はその端面図：第３図は第１図の線３−３に沿って取られた横断面図：第４図は第１図の線４−４に沿って取られた横断面図：第５図は第１図の円５内の拡大図；第６図は第１図の線６−６に沿って取られた端面図；第７図は本発明に使用された回転羽根の平面図：第８図は回転羽根の側面図；第９図は本発明による低Ｎｏ８−ナの別の実施例の断面透視図；第１Ｏ図および第１１図は本発明による低Ｎ０１バーナの、さらに別の実施例の断面透視図。

第１２図および第１３図は本発明による低ＮＯ，バーナの別の実施例の断面透視図：第１４図は火炎の希釈および温度を改良するために、煙道ガス再循環を使用した低Ｎ０１バーナの別の実施例の断面透視図。

本発明の好適な実施例の詳細な説明図は本発明による低Ｎ０８バーナの幾つかの実施例を示す。第１図は基本構造の高効率、低ＮＯ，バーナｌＯを示し、一方策９−１１図は変換したバーナ１００を示すもので、このバーナは周知の、普通のバーナを本発明の原理による高効率、低Ｎｏ、放出バーナに変換したものである。総ての型の燃焼システムに対し、厳格な放出規格が設定された結果、ＮＯｌおよびＣＯの如き、有害な放出物を消除しまたは減少せしめることが益々重要となってきた。本発明の実施例は高効率のバーナを提供し、それによって火炎温度、燃焼率等を厳密に制御し、しかも燃焼システムの助変数による燃料／空気の精密な調節によって、望ましからざる放出を実質的に減少せしめんとするものである。本発明によれば、特別の燃焼システムにしたがってバーナの自動調節を容易にすることができる。

第１図から第６図までにおいて、本発明のバーナｌＯは、ボイラーまたは同様な構造の壁１４にボルト止めよたは溶接された外方ケーシング１２を有している。

バーナ１０には管路１６を通して強制空気風箱から燃焼空気が供給され、かつパイプ１８を通して精油所ガスまたは天然ガスの如き燃料が供給される。燃料はバーナ１０の内部燃焼区画に直接供給されるが、燃焼空気は一次、二次および三次通路を通って流入し、完全燃焼を行わせるようになっている。

一次空気の流れは内方円筒形ケーシング２２によって形成された中央通路２０を通して案内される。中央通路２０は一端においては燃焼空気管路１５と連通し、他端においては一次燃焼区画２４と連通ずる。中央通路２０に流入する燃焼空気を制御するために、選択的に調節し得るルーバを備えたダンパ２６が、中央通路２０の入り口に位置している。ダンパ２６を選択的に調節することにより、−次空気通路のみならず二次および三次空気通路を通る空気の容積を制御することができる。管路１６を通る燃焼空気は実質的に一定であるから、−次通路に入る流量の減少は、二次および三次通路に対する流れを偏向させる。中央空気通路２０内には、複数の羽根３０を備えたディフューザ２８か位置し、ここを通る燃焼空気に混合回転を行わせる。羽根付きディフューザ２８は、ケーシング２２の周りに半径方向に隔置されたディフューザ案内３２の間に触座している。軸線方向捧３４はディフューザ２８のハブに連結され、かつ端壁３６を通ってバーナｌＯの外部に延びている。したがって−次空気はディフューザ２８を通って、羽根３０およびケーシング２２の間の環３３に入る。この環３３の寸法はケーシング２２に沿って減圧区域を形成するような特別の大きさとされ、羽根付きディフューザによって起こされる回転渦巻きの崩壊を阻止するようになっている。ディフューザ２８は中央通路２０内に固定されず、ディフューザ棒３４の操作によって軸線方向に調節することができる。

ディフューザ２８の軸線方向位置及び羽根３０のピッチ角度は、−次空気が一次燃焼区画２４に入る時に、その混合回転を決定する。調節自在のディフューザ２８によって、火炎前面の後方に最適の低圧区画を形成し易（し、燃焼区画２４内の最大再循環を促進させる。

燃料および二次空気は複数のガスノズル３８を通して燃焼室２４に供給され、該ノズルは中央通路２０のケーシング壁２２内に装架され、燃料／空気混合物を燃焼室２４に導くようになっている。バイブ１８から出た燃料は環状室４０に流入し、総てのノズル３８に供給を行う。

二次燃焼空気は風箱管路１６から、中央通路２０と同軸に形成された環状室４２に流入する。第５図に示される如く、加圧された燃料はノズル３８の第１端部４４に流入し、該ノズルは口４Ｂを備えた交換自在の絞り弁４６を有している。ノズル３８内の燃料および空気の混合を最適化するために、絞り弁は所要の口４８を有するように選択される。強制空気風箱から出た燃焼空気は、室４２と連通ずる単数または複数の横目５０を通ってノズルに入る。したがってノズル３８内の燃料および空気混合物は燃料のジェット作用によって、ノズル３８の空気取入れ口に、ペン収縮を発生せしめ、かつ該ノズル３８の第２端部５２を通って燃焼室２４内に排出される。

三次空気は最初の燃焼区画を囲繞し、管路１６およびバーナｌＯの端部と連通ずる外方環状室５４を通る。室５４の出口端には複数の支持案内５６が配設され、該案内は角度を有し、三次空気が室５４を出て耐火スロート５８および最終燃焼区画６０に入る時に、この三次空気に回転混合を行わせるようになっている。耐火スロート５８は耐火材料６２によって形成され、このスロートは流れを押さえ、かつガスを再循環させて完全燃焼を行わせる。同様に内方燃焼室２４は耐火材料６４によって裏張りされている。耐火材料は燃焼による熱を放射し、それによって流入した再循環燃焼空気を加熱し、燃焼率を増加させる。

製造されたバーナ１０に対し、本発明の重要性は現存のバーナを第９図−第１１図に示されるような低ＮＯ８バーナ１００に変換することである。普通の周知のバーナは、ボイラの壁１１４にボルト止め、または溶接されたバーナ・ケーシング１０２を有し、燃焼火炎をボイラの方に導くようになっている。半径方向に隔置された複数の燃料短管１０４はケーシング１０２を通って、耐火スロート１５８の方に縦方向に延びている。この燃料短管１０４は燃料口１０６を有し、燃料はこの口から燃焼室１２４内に排出され、ここで空気と混合されて燃焼する。

この変換は第２ケーシング１２２を主ケーシング１０２内に同軸的に配置し、中央通路１２０および環状室１０８を形成することよりなっている。この挿入部材１２２はダンパ１２６を含み、中央通路１２０に流入する燃焼空気の容積を制御する。同様に摺動リング１１０はダンパ１２６に従って、室１０８に流入する空気を制御するーーダンパ１２６によって流動が制限されるから、増加した燃焼空気が環状室１０８に導かれる。中央空気通路１２０内には、複数の羽根１３０を有する回転ディフューザ１２８が配設されている。ディフューザ１２８は案内１３２の間に触座し、かつ燃焼を最適化すると共に有害な放出を阻止するように、軸線方向に調節することができる。さらにディフューザ１２８の羽根１３０は、これを角度的に調節し、中央通路１２０を通る空気に最適の回転混合を行わせることができる。この調節自在回転ディフューザ１２８は火炎前面の後方における最適低圧区画の形成を容易にし、バーナ１０内の最大再循環を促進する。

燃料を、中央通路１２０を通る一次燃焼空気と接触させるために、元の燃料短管１０４には内向きのガス・マニホルド１３８が設けられ、該マニホルドは燃料をディフューザ１２８の下流に位置する燃焼室１２４内に導く複数の口１５２を存している。二次燃焼空気は外方環状室１０８を通り、燃料短管１０４の端部を通過する。二次空気の一部分は燃焼火炎内に再循環し、一方残りの空気は短管１０４を通り、耐火スロート１５８を越えて最終燃焼区画１６０に流入する。この構造においては、−次火炎前面は燃焼区画１２４内のケーシング１２２内に形成され、かつ亜化学量論的に大気を減少せしめ、Ｎ。

１の形成に必要な酸素を消除する。燃焼は下流の、より低温な燃焼区画１６０において完了する。

以上に説明した変換システム１００は、煙道ガスの再循環を行うことなく、Ｎｏ８レベルを４０ｐｐｍまで減少せしめ、かつ煙道ガスを再循環させた場合はほぼ２５ｐｐｍまで減少させる。これは最初のレベルがほぼ５５ｐｐｍから６５ｐｐｍまでの場合である。両システムは明確な混合区画を形成し、この区画は段階燃焼区画を有する明確な混合区画を形成し、単一のダンパを使用することによって一次、二次および三次空気が調節され、かつディフューザ２８．１２８の調節によって火炎前面の後方に最適の低圧区画が形成される。ディフューザ２８．１２８は羽根３０．１３０の角度を調節することにより、または燃料ジェット３８．１３８に対してディフューザ２８．１３８の位置を軸線方向に調節することによって調整することができる。ディフューザ２８．１２８の調節は燃焼空気および燃料が燃焼室内に留まる時間を制御するために行われるものである。ディフューザの羽根３０．１３０は中央空気通路２０．１２０の直径に比例し、ガスが燃焼区画に達する前にガスを回転的に混合し、完全に１回転せしめ、それによって燃料が燃焼室内に留まる時間を制御することにより、酸素の発生を減少させる。

この調節は中央空気通路２０．１２０の直径に対する、ディフューザの羽根２８．１２８の間の室の長さと、燃料の導入とを制御する（長さ／直径）。羽根のピッチおよびディフューザ２８．１２８の軸線方向位置は、−次空気の渦流または回転が、ジェット３８．１３８に達する前に、１完全回転より小さな回転（なるべくは０．６回転）を行い、完全燃焼が生じるように調節される。もし燃焼空気の回転が過大であれば、燃焼区画内を過剰の空気が通り、ＮＯｌを形成するようになる。その理由は空気速度が燃焼を妨げるように大となるからである。さらに回転が過大となれば、火炎が燃料供給口の方に逆行し、爆発または短管の融解を発生させる。同様にダンパ２６．１２６は燃焼区画２４．１２４を通る供給空気を制御し、燃焼区画を化学等量的に維持し、それによって０２を減少させると共に、酸化窒素の形成を阻止する。

第１０図−第１３図は変換された低Ｎ０８バーナの別の実施例で、周知の普通のバーナの変型を表す。第１Ｏ図および１１図は普通“Ｚｕｒｎ　バーナ”と称される変換バーナ２００を示す。第１２図および１３図は“Ｃｏｅｎバーナ”と称される変換バーナ３００を示す。これらは共に本発明の原理および特色を適用し得る変換実施例である。

第１Ｏ図および１１図において、バーナシステム２００は一連の燃料短管２３８および軸２３４に装架された空気混合機２０２を有している。燃焼空気は空気制御ダンパ２２６を通して単一の室２０４に導入される。このシステムを低Ｎ０８バーナに変換するには、内方芯室２２２を設け、中央空気通路２２０および外方環状室２４２を形成する必要がある。この変型においては、内方室２２２は第１壁２２３および直径の大なる第２壁２２５を有している。さらに羽根付きディフューザ２２８は壁２２３内に、環状空間２３２が形成されるように調節自在に配置され、かつ多重燃料マニホルド２３９および２４１が燃料短管２３８に装着される。マニホルド２３９．２４１は変換されたバーナ２００の各燃焼区画に燃料を導く。このシステム２００においては、ダンパ２２６から出た燃焼空気は中央空気通路２２０および外方環状通路２４２の両方に流入する。−次空気は通路２２０を通り、この時回転ディフューザ２２８がこれを回転させることによってに混合する。二次空気は第１および第２壁の間を通り、二次混合および燃焼を行わせる。三次空気は内方芯２２２の外側を通り、三次燃焼区画２６０内の混合および燃焼を行わせる。Ｚｕｒｎ　バーナ２００は高水素燃料バーナであるから、燃料は直接燃焼区画に配送され、完全に燃焼される。他の実施例と同様に、ディフューザ２２８の角度的および軸線方向位置と、燃焼空気の混合とはＮＯ□の放出が少なくなるように制御される。

第１２図および第１３図において、Ｃｏｅｎ　バーナ３００は主室３０２および内方芯３２２を有している。燃料短管３３８は燃料を燃焼区画に導く。この変型は軸線方向および角度的に調節し得る羽根付きディフューザ３２８と、燃料短管に装架されたスパイダ・マニホルド３３８との設置を必要とする。このようにすれば燃焼空気の適当な混合はディフューザ３２８によって行われ、かつ燃料はマニホルドによって直接内方に導かれる。

第１２図は本発明による他のバーナ４００を示し、このバーナは煙道ガスを再循環せしめ、ガスノズル４３８内の燃料と混合させる。したがって煙道ガスは強制的に再循環せしめられ、燃料と直接混合され、火炎を希薄にすると共に、温度を低下させる。典型的な煙道ガス再循環システムの場合は、煙道ガスを２０％再循環させれば、はぼ７％の火炎希薄化および温度低下が生じる。これに反し、システム４００における再循環を５％とすれば、希薄レベルは８−９％となる。第１２図の誘導再循環システム４００においては、ガスノズル４３８の口４５０は室４４２と連通している。燃焼区画４２４から出た煙道ガスは管路４４１を通して室４４２に再循環せしめられる。燃料はパイプ４１８と連通ずる室４４０から、ノズル４３８の端部４４４に流入する。このように燃料はノズル４３８に押込まれるから、再循環煙道ガスはノズル４３８内に引込まれ、かつ混合物がガスノズルから流入して燃焼する前に、燃料と混合せしめられる。さらに一つの変型においては、周囲空気が室４４２に供給され、第１実施例の強制空気システムの場合と同様に燃焼空気と混合される。燃焼の前に再循環ガスを燃料と混合するこの原理は、燃料がバーナに達する前に、この混合物を誘導することにより、変換システムに対しても応用することができる。好適な混合物誘導を行うために、燃料ライン内にベンチュリ装置を配置することができる。本発明のバーナシステムの調節可能性は、採用せんとする特別の燃焼システムに対して調整し得るように設計されている。ディフューザ羽根の角度、ディフューザの軸線方向位置およびダンパの開きはバーナシステムの既知の助変数、すなわち燃料の種類、所要の温度、燃焼率等に従って個々にセットすることができる。これは作動助変数が設定されている変換システムの場合は特に重要である。

本発明においては一次燃焼は燃料ノズル３８．１３８において起こり、この時最初の燃料および空気の混合が行われる。−次燃焼の生成物、すなわちほぼその６０％が燃焼し得る生成物は、耐火材料によって裏張りされた燃焼区画２４．１２４に入り、ここでさらに中央通路２０．１２０およびディフューザ２８，１２８からきた燃焼空気と混合される。二次燃焼はこの高度に制御された区域に起こり、ここでは耐火物からの再放射が生成物を加熱し、それによって燃焼プロセスが促進され、この時残りの燃焼可能生成物のほぼ８０％が消費される。最後の三次燃焼は炉区域において行われ、ここでは積層混合が生じる。したがってシステムには三つの明確な燃焼区画があり、かつ二つの区域において再循環が生じ、それによってＮ０８の放出は減少する。別個の燃焼区画はバーナ内に、すなわち羽根付きディフューザ２８．１２８の下流、囲繞空気の排出個所に低圧区域が生じることによって形成される。ディフューザに近い低圧区域は羽根３０．１３０のピッチによって影響される。その理由は羽根付きディフューザが開かれれば、火炎の後ろの圧力が低下するからである。これはダンパ２６．１２６の使用によって、二次または三次空気に対する一次空気の比を調節することを必要とする。この比を調節してノく−ナに流入する空気を制御し、それによってＮＯｌの生成を過大にすることなく０２レベルを調節して、最適の燃焼を行わせるようにすることが望ましい。

本発明による幾つかのバーナシステム調節装置はＮ。

工調整システムを提供するもので、このシステムにおし）ては、放出レベルは変調バーナの所要レベルの全範囲に亙って最適な状態で制御される。このＮＯヨ調整システムは羽根付きディフューザの角度的および軸線方向位置を自動的に調節し、バーナの所要レベルの全般に対する燃焼空気混合物の渦巻数、環状空気に対する芯空気の比および０．レベルを変えるようになっている。この調節はバーナの所要レベルの全般に亙って、最適な状態で行われ、これらレベルが得られた時に、調整システムが自動的にシステムの構成部材を調節し、放出レベルを低下させる。典型的な周知のバーナはその放出レベルが呼称作動範囲の作業に対してセットされており、需要レベルがこの範囲外に出た時の放出レベルは犠牲にされている。

本発明の幾つかの調節方法によれば、すべての作業需要レベルにおいて放出レベルを連続して自動的に制御することができる。近代のバーナはそのＮＯルベルの連続的監視を必要としている。このような監視システムから得られたデータは本発明によるＮ０１調整システムを自動的に調節するために利用することができる。

前述の説明は本発明を理解し易くするためになされたもので、制限的意味を有するものではない。本発明は請求の範囲を離れることなく、種々の変型を行い得るものと解すべきである。

手続補正書平成５年８月２６日

Claims

【特許請求の範囲】

１．燃料および空気を燃焼する時に、ＮＯｘの放出を減少させるバーナで、燃焼空気の供給源および燃料供給源を有し、燃焼空気の少なくとも一部分が中央空気通路を通り、該通路に燃焼ガスが供給され、一次燃焼区画において燃焼を行わせるようになったバーナにおいて、羽根付きディフユーザで、中央空気通路内に位置し、該中央通路を通る燃焼空気に混合回転を行わしめ、かつ前記中央通路内において軸線方向に調節され、前記羽根きディフユーザと一次燃焼区画との距離を変え、それによって燃焼ガスおよび燃焼空気の混合を最適化し、バーナ内で燃焼を行わせるようになったディフユーザと、中央空気通路に流入する燃焼空気の量を制御し、燃焼およびＮＯｘ放出の減少を最適化するようになった装置とを含む改良。
２．前記羽根付きディフユーザが複数の羽根を有し、該羽根のピッチを調節して、燃焼空気の混合回転を最適化し、燃焼ガスと結合せしめ得るようになっている、請求項１記載の改良。
３．中央空気通路の周りに半径方向に隔置された複数のガスノズルを通して、該中央空気通路に燃料が供給され、前記ガスノズルが二次燃焼空気を、前記一次燃焼区画に流入する前に、燃料と混合させるようになっている、請求項２記載の改良。
４．前記二次燃焼空気が、前記ガスノズルと連通する強制空気システムを通して燃料と混合せしめられる、請求項３記載の改良。
５．前記ガスノズルが煙道ガス再循環室と連通し、燃焼によって生じた煙道ガスを前記ガスノズルに再循環せしめ、該ガスノズル内で燃料と混合させるようになっている、請求項３記載の改良。
６．三次燃焼空気が前記一次燃焼区画から軸線方向に隔置された最終燃焼区画に供給される、請求項３記載の改良。
７．中央空気通路に流入する空気の容積を制御する前記装置が、制御ダンパを有し、それによって中央空気通路に流入する空気の変動が二次および三次空気の容積を変え、前記第１および最終燃焼区画内の燃焼混合を変えるようになっている、請求項６記載の改良。
８．前記バーナが交換自在の耐火材料によって形成された耐火スロートを有し、前記耐火材料が熱を放射し、前記三次燃焼空気の温度を上昇せしめ、燃焼を改良するようになっている、請求項７記載の改良。
９．中央空気通路が円筒形ケーシングによって形成され、該ケーシングが普通のバーナのケーシング内に、普通のバーナの短管の半径方向内向きに挿入することができ、それによって普通のバーナを低ＮＯｘ放出バーナに変換するようになっている請求項２記載の改良。
１０．前記中央空気通路に流入する燃焼空気の容積、前記中央空気通路内の回転羽根の位置、前記回転羽根のピッチ角、および前記ノズルを通る排気混合物を個々に変化せしめ、燃焼を最適化すると共に、バーナから放出されるＮＯｘを減少させるようになっている、請求項７記載の改良。
１１．燃料および空気が燃焼する時に放出されるＮＯｘを減少させるようになっているバーナにおいて：燃焼空気源と連通する中央空気通路で、その中に流入する一次空気の容積が、ダンパ装置によって制御されるようになっている中央空気通路と；前記中央空気通路内に位置する羽根付きディフユーザで、その中を通る一次空気に混合回転を行わしめ、かつ該中央空気通路内で軸線方向に調節し得る羽根付きディフユーザと；前記回転羽根の下流において、前記中央空気通路の周りに半径方向に隔置された複数のガスノズルで、前記燃料源および燃焼空気の二次流れと流体的に連通し、燃料／空気混合物を前記中央空気通路内に導き、一次燃焼区画内で燃焼させるようになっているガスノズルと；耐火スロートを通して燃焼空気の三次流れを導き、最終燃焼区画内で燃焼を行わせるようになっている、三次空気通路とを有し；前記中央空気通路内に流入する一次空気の容積、および前記羽根付きディフユーザの、前記中央空気通路内おける軸線方向位置を制御する前記ダンパ装置が、ガスノズルに対して変えられ、前記バーナ内における燃焼を最適化すると共に、ＮＯｘの放出を減少させるようになっているバーナ。
１２．前記ガスノズルが燃料の通る中央通路と、該中央通路内に二次燃焼空気を導き、燃料と混合させる少なくとも一つの横置とを有し、前記燃料／空気混合物が前記第１燃焼区画に導かれる、請求項１１記載のバーナ。
１３．前記少なくとも一つの横置の寸法を変更し、前記一次燃焼区画に導かれる燃料／空気を変え、それによって火炎の温度を制御する、請求項１２記載のバーナ。
１４．前記羽根付きディフユーザが角度を調節し得る複数の羽根を有し、該羽根の角度を調節して、前記中央空気通路を通る一次空気に与えられる混合回転を変えるようになっている、請求項１１記載のバーナ。
１５．前記ダンパ装置が、前記中央通路に流入する流れの容積を制御する調節自在のルーバを有し、この時前記中央通路に流入する前記一次空気の調節が、前記ガスノズルに対する前記二次空気の流れと、前記耐火スロートに対する前記三次空気の流れを、対応的に変えるようになっている、請求項１１記載のバーナ。
１６．普通のバーナで、バーナ室内に半径方向に隔置され、該バーナ室に燃焼ガスを供給する複数の燃料短管と、バーナ室に供給され、燃焼ガスと混合される燃焼空気の供給源とを有するバーナにおいて：普通のバーナを低ＮＯｘバーナに変換する変換挿入部材で、バーナ室内に燃料短管の半径方向内方に受入れられ、かつ中央空気通路および外方環を形成するケーシングを有する挿入部材、前記中央空気通路に燃焼空気を供給する管路、および燃焼ガスを前記空気通路に導く装置が設けられ、前記中央空気通路がその中に羽根付きディフユーザを有し、中央空気通路を通る燃焼空気に混合回転を行わしめ、前記羽根付きディフユーザが前記中央空気通路内において軸線方向に調節され、該ディフユーザと、燃焼ガスを該中央空気通路に導く装置との距離を変え、それによって燃焼ガスおよび燃焼空気の混合を最適化し、前記中央空気通路に空気を供給する前記管路が、前記中央空気通路および前記外方環に流入する燃焼空気の容積を選択的に変える装置を有し、それによって前記混合回転および前記燃焼空気の容積が選択的に変えられ、燃焼を最適化すると共に、ＮＯｘの放出を減少させるようになっている改良。
１７．前記中央空気通路に燃焼ガスを導く装置が、バーナ・マニホルドで、内方に延びて燃料短管と連通する、対応する複数の燃料セルを備えたマニホルドを有し、該燃料セルが前記中央空気通路に燃焼ガスを供給し、前記燃焼空気と混合せしめ、かつ一次燃焼区画で燃焼させるようになっている、請求項１６記載の改良。
１８．前記羽根付きディフユーザが複数の羽根を有し、該羽根のピッチ角を調節して、燃焼空気の混合回転を最適化し、燃焼ガスと結合させるようになっており、前記中央空気通路が前記羽根付きディフユーザより大なる直径を有し、前記ケーシングと羽根付きディフユーザとの間に環を形成するようになっている、請求項１７記載の改良。
１９．前記中央空気通路に入る燃焼空気の容積、該中央空気通路内における前記羽根付きディフユーザの位置、および該ディフユーザの前記羽根のピッチ角を別個に変え、前記変換されたバーナ内の燃焼を最適化すると共に、バーナから放出されるＮＯｘを減少させるようになっている、請求項１８記載の改良。
２０．燃焼空気の容積を選択的に変えるための前記装置がダンパを有し、該ダンパが前記中央空気通路内に流入する一次燃焼空気の供給を制御し、燃焼ガスと混合せしめ、かつ一次燃焼区画内で燃焼せしめ、さらに前記外方環を通る二次燃焼空気の供給を制御し、二次燃焼区画内で結合させるようになっている、請求項１６記載の改良。
２１．普通のバーナで、バーナ室に燃料を供給するための複数の燃料短管と、該バーナ室に供給される燃焼空気の供給源とを有するバーナにおいて：普通のバーナを低ＮＯｘバーナに変換する変換組立体で、該組立体がバーナ室内に受入れられ、かつ該組立体が：（ａ）バーナ室内に同軸的に位置決めされた中央ケーシングで、中央空気通路および外方環を形成するケーシングと；（ｂ）一次燃焼空気を前記中央空気通路に導き、かつ二次燃焼空気を前記外方環に導く装置と；（ｃ）前記中央空気通路内に位置する羽根付きディフユーザで、複数の羽根を有し、前記中央空気通路を通る一次燃焼空気に混合回転を行わせるディフユーザと；（ｄ）前記外方環内の前記燃料短管から、前記羽根付きディフユーザの下流の前記中央空気通路の方に燃料を導き、前記羽根付きディフユーザから出た一次燃焼空気と混合せしめ、一次燃焼区画内で燃焼させるようになった装置とを有し：前羽根付きディフユーザが前記中央ケーシング内において軸線方向に調節され、該羽根付きディフユーザと、前記中央空気通路に燃焼空気を導く前記装置との距離を変え、それによって一次燃焼区画内の燃料及び一次燃焼空気の混合および燃焼を最適化するようになっている改良。
２２．前記中央空気通路内に入る一次燃焼空気、および前記外方環に入る二次燃焼空気の容積を制御するためのダンパ装置を有し、前記二次燃焼空気が前記中央ケーシングを囲繞し、前記一次燃焼区画の下流の二次燃焼区画内の燃焼を行わせるせるようになっている、請求項２１記載の改良。
２３．前記羽根付きディフユーザの前記羽根が、角度的に調節され、一次燃焼空気と燃料との回転混合を、最適化するようになっている、請求項２２記載の改良。
２４．バーナ内の燃焼を最適化し、かつ燃焼の結果として放出されるＮＯｘを減少させるプロセスで、前記バーナが中央空気通路と、燃焼空気を供給するための、少なくとも一つの外方環とを有し、前記中央空気通路および少なくとも一つの外方環に流入する燃焼空気の容積がダンパによって制御され、前記中央空気通路がその中に配設された羽根付きディフユーザを有し、その中を通る燃焼空気に混合回転を行わしめ、羽根付きディフユーザが中央空気通路内において軸線方向に調節することができ、かつ角度的に調節し得複数の羽根を有するプロセスにおいて：ダンパを調節し、中央空気通路内に流入する燃焼空気の容積を変える段階と；中央空気通路内の羽根付きディフユーザの位置を、一次燃焼区画に対して軸線方向に調節し、燃焼空気が一次燃焼区画と係合する前に、該燃焼空気に与えられる混合回転を最適化する段階と；ディフユーザの羽根の角度を調節し、燃焼空気に与えられる混合回転を変える段階とを有し：バーナの燃焼需要レベルに従って前記調節を変更し、ＮＯｘの放出を減少させるようになっているプロセス。
２５．前記ダンパ、前記羽根付きディフユーザの位置および前記ディフユーザの羽根の角度が、バーナの需要レベルに応答して自動的に調節され、バーナ内の燃焼を最適化すると共に、ＮＯｘの放出を減少させるようになっている、請求項２４記載のプロセス。
２６．中央空気通路内を通る燃焼空気の容積を変えるためのダンパの調節が、これに対応して前記少なくとも一つの外方環内に流入する燃焼空気の容積を変え、前記少なくとも一つの外方環内に流入する燃焼空気が中央空気通路を囲繞し、バーナの次ぎの燃焼区画内で燃焼を行わせるようになっている請求項２５記載のプロセス。
２７．普通のバーナを低ＮＯｘバーナに変換する方法で、普通のバーナがバーナ室、該バーナ室内に半径方向に隔置され、かつこのバーナ室に燃料を供給する複数の燃料短管および燃焼空気供給源を有する方法において：内方ケーシングをバーナ室内に、燃料短管の半径方向内方に挿入する段階で、前記ケーシングが中央空気通路、および燃料短管の配設される外方環を形成する段階と；一次燃焼空気を前記央空気通路内に導き、かつ二次燃焼空気を前記外方環に導く段階と；羽根付きディフユーザを前記内方ケーシング内に挿入し、一次燃焼空気が前記中央空気通路を通る時に回転混合を行わせるようになった段階と；燃料を燃料短管から前記中央空気通路内に導く装置を、前記羽根付きディフユーザの下流に設置し、燃料を一次燃焼空気と混合せしめ、かつ一次燃焼区画内で燃焼させる段階と；前記燃料を導く装置に対する、前記羽根付きディフユーザの軸線方向位置を調節し、一次燃焼区画内の燃焼が行われる前に、一次燃焼空気に最適の回転混合を行わせるようになった段階とを有する方法。
２８．さらに前記羽根付きディフユーザの羽根の角度を調節し、一次燃焼空気に与えられる回転混合を変える段階を有する、請求項２７記載の方法。
２９．さらに前記外方環内に流入する二次燃焼空気に対する、前記中央空気通路内に流入する一次燃焼空気の比を調節する段階を有し、前記二次燃焼空気が一次燃焼区画を囲繞し、次ぎの燃焼区画で燃焼を行わせるようになっている、請求項２７記載の方法。