JPS636768B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は比較的高温のタービン排気ガスまたは
比較的低温の煙道ガスのようなガス流を加熱する
ヒータに係わる。

一般に排気ガス、特にタービン排気ガスが比較
的高温であることは周知の通りである。このよう
なガスを大気中へ放出すれば多量のエネルギーが
浪費される。このようなガスに含まれているエネ
ルギーを有効に利用するため、例えばスチームを
発生させるのに利用するためにガスを加熱してそ
の温度を高めることが提案されている。前記スチ
ームにはスチーム・タービンの駆動源として利用
するなど有利な利用法があります。他方、煙道ガ
スは一定温度以下では腐食作用を有する化学物質
を含有するなら放出前に加熱を必要とする場合が
ある。

ここに使用する“排気ガス”という語は多くの
場合高温の、即ち、周囲温度よりも高い温度を有
し、空気よりも低い酸素含有量を有するガスを意
味するが、このようなガスの実際の温度及び酸素
含有量は多様である。例えばタービン排気ガスな
ら500℃以上の温度（及び16％以上の酸素含有率）
を有する可能性があり、煙道ガスは温度が100℃
以下、酸素含有率が２〜３％と低い。

従来排気ガスは種々の方法で加熱されている。
ヒータの構造に関して最も低コストの排気ガス加
熱法は排気ガスのダクト内に設置し易い天然ガス
または軽油バーナーを利用する方法である。この
ようなヒータの例は米国特許第3632286号及び第
3830620号に開示されている。

燃料ガスや良質の、例えば高精製軽質燃料油の
供給がひつ迫するに従つてガスタービン運転用と
して例えば６番燃料油のような重質油の使用が必
要になつている。そこで排気ガスを同じ重質油で
加熱しなければならない。米国特許第3934553号
はこの種の排気ガス・ヒータを開示している。要
約すると、燃料ノズルを含むバーナーを排気ガ
ス・ダクトの外側に取付けて燃料及びノズルに高
温排気ガスが直接作用するのを回避するというも
のである。このように構成すれば、ノズルへの燃
料管が排気ガスによる過度の加熱で詰まりを生ず
る可能性が回避される。即ち、ダクトの壁面に焔
が形成され、ダクト中心にむかつて高温排気ガス
流中へ突出する。焔が排気ガス流によつて消され
ないようにするため、バーナーのすぐ上流に焔シ
ールドを配置して、あたかも丸めた手で空気流を
さえぎることにより燭光が吹き消されるのを防ぐ
のと同様にトラフを形成し、このトラフ内で焔が
燃え続けるようにする。

最大効率を得るためにはダクトへの外気導入を
できるだけ少くして焔を維持しなければならな
い。導入外気が多いほどガス流に対する冷却効果
が増大するからであり、またヒータの目的はガス
中の熱エネルギーを例えばスチーム発生に利用で
きる所望のレベルまで排気ガス流温度を加熱する
ことにほかならないからである。従つて、バーナ
ーは比較的少量の一次空気、即ち、外気をバーナ
ーに於いて燃料と混合することで作用すると考え
られる。前記米国特許第3934553号はまたシール
ドに穴や通路を形成し、排気ガスの一部がシール
ドを“貫流”して焔へ流入できるようにすること
により、焔の燃焼用酸素を排気ガスから抽出でき
るようにすることを開示している。

このアプローチの難点として、バーナーは規制
に対して全く応答しない、即ち、最大効率を得る
に充分な酸素を焔に供給するようにシールドにパ
ーフオレーシヨンを形成した場合、焔を細めたモ
ードで作動する際に前記パーフオレーシヨンは過
剰量の排気ガスを接続へ流入させる。即ち、多量
の排気ガスが焔シールドを貫通して焔が消えるお
それがある。従つて、このようなヒータは広い動
作範囲に亘つて使用するには不適当である。

米国特許第3934553号に開示されているような
ヒータでは排気ガスの加熱にばらつきが生じ易
く、ヒータよりも下流のガスにホツトスポツトが
現われ、従つて、ガスが以後流動する熱交換面が
局所的に過熱されるおそれがある。このように加
熱のばらつきは焔の特定部分、多くは焔の幅が最
も広いバーナーに近い基部に対応する保護シール
ドを順次間隔を保つて設置した結果である。焔が
先端にむかつて細まるに従つて横幅が次第に狭く
なるのに、保護シールドは焔基部の近傍と同じ断
面積のバリヤを形成する。その結果、ダクト中心
を貫流する排気ガスに対する加熱効果はバーナー
を取付けてあるダクト壁を通過する排気ガスに対
する加熱効果よりも小さくなるから、ガス流の中
心部は周辺部ほど加熱されない。このことはダク
ト・ヒータ及びこれに連携の熱交換面の全体的な
作用に悪影響を及ぼす可能性がある。

以上の説明から明らかなように、最も新しい公
知の排気ガス・ヒータは益々高価になり供給が乏
しくなりつつある軽質燃料油及び／または燃料ガ
スの代りに低品級の重質燃料油で運転できるヒー
タを目ざしている。過熱された重質燃料油が燃料
パイプに詰まるのを防止するため排気ガス・ダク
トの外側にバーナーを取付け、焔を保護するシー
ルドを組込んだ。

この焔シールドは新規ではなく、本願の譲受人
に譲渡された米国特許第3494712号及び第3649211
号に開示されているようなガス燃焼式ダクト・ヒ
ータの焔を保護するのに使用されたものとほぼ同
じであるが、上記米国特許第3934553号に記載さ
れているような排気ガス・ヒータと併用される焔
シールドは唯一つの機能、即ち、下流にむかつて
吹き消されないように排気ガス流中に焔を固定す
るという機能を念頭に形成された簡単な構造のシ
ールドであつた。しかし、排気ガス流中に設置す
るとシールドはバツフルまたはガイドとして作用
し、基本的にはヒータの焔周りを通過する多数の
流路に沿つてガスを案内するから、バーナーを効
率よく作用させ、大気汚染を極力抑制するために
は上記以外の機能がシールドに要求される。即
ち、シールドはその下流側に渦を発生させる可能
性があり、これを制御しなければ炭素、すすなど
が堆積する原因となり、最終的にはこれが大気中
に放出されて汚染を起こす。排気ガス流がどの程
度焔に接近し、どのように均等にまたは不均等に
加熱されるかを決定する。もし加熱にばらつきが
あればヒータよりも下流のガス部分にホツトスポ
ツトが発生し、ここに位置する熱交換面を損傷し
かねない。また、極めて重要な問題として、シー
ルド及び上記パーフオレーシヨンはヒータの焔を
維持するために外気以外の供給源からどの程度の
燃焼用酸素がどのようにして焔へ供給されるかを
決定する。この点に関しては、バーナーの作用条
件に関係なく燃料が残らず完全に且つ有効に燃焼
するためには精密な制御が必要である。

米国特許第3934553号の排気ガス・ヒータはこ
の点を考慮していない。その結果、この特許に開
示されているヒータはバーナー、特にその燃料供
給パイプを頻繁に洗浄しなくても重質燃料油で排
気ガスを加熱できるという点に関する限り満足す
べきものであるが、その作用特性、作用範囲及び
効率は完全に満足とはいえない。即ち、このよう
な公知ヒータに伴なう欠点を解消または少くとも
著しく軽減する重質油使用可能な排気ガス・ヒー
タが要望される。

さらに、米国特許第3934553号に開示された排
気ガス・ヒータは、バーナー焔に必要な燃焼用酸
素の大部分を排気ガス流中の酸素に依存する。タ
ービン排気ガスからは充分な燃焼用酸素を得られ
るのが普通であるが、酸素含有率が２〜３％と低
い煙道ガスのようなタイプの排気ガスの場合には
事情が異なる。この場合、燃焼用酸素をバーナー
によつて導入される一次空気と焔の全長に亘つて
導入される二次燃焼用空気の形で供給しなければ
ならない。焔が燃える環境には酸素が不足してい
るから完全燃焼を得ることは困難である。不完全
燃焼は今日のきびしい環境汚洗防止条例では許容
されない汚染物質の放出を招く。このような条件
下で作用できるダクト・バーナーは未だ入手不可
能である。

本発明は同種の公知ヒータと同じく排気ガス・
ダクト壁にバーナーを取付けた重質燃料油使用可
能な排気ガス・ヒータを提供するが、公知技術と
は異なり、排気ガスのすべての部分をほぼ一様に
加熱できるように構成され、排気ガスから直接
に、あるいは排気ガスが充分な酸素を含有しない
なら全部または一部を外気から焔へ供給される燃
焼用酸素の量を精密に制御できる焔シールドを利
用して焔を安定させる。このシールドはまた、そ
の下流側に渦が発生するおそれをほぼ解消して、
もし制御しなければ有害な汚染物質を大気中へ放
出する結果となりかねない炭素やすすの蓄積を防
止するように構成する。

本発明の排気ガス・ヒータは酸素含有率が２〜
３％と低い上記煙道ガスのような低酸素環境でも
有効に作用できる。シールド及びこれに取付けら
れたプレナムなどの過度に加熱された面に鉱物性
その他の物質が堆積するのを防止するために、例
えば煙道ガス再加熱装置などのような状況下で重
要な条件であるが、焔シールドや前記プレナムな
どを冷却することができる。煙道ガス再加熱の場
合、所望の冷却効果を得るためプレナム及びシー
ルドを介して充分な空気を導入する。そのために
は多くの場合“二次燃焼用空気”として理論的に
必要な空気を100％供給する。また、一次燃焼空
気をバーナーから導入し、焔シールドの近傍で且
つ燃料粒子がシールドよりも下流の酸欠排気ガス
域へ移動するまでに完全に燃焼されるように、
（ガス流に関して）焔の上流部分及び下流部分に
於ける燃料／燃焼用空気比をほぼ等しくする手段
をバーナーに組込む。

さらに、本発明のヒータは、ダクト壁からダク
ト内部へできるだけ遠くまで延びる細長いペンシ
ル状の焔を形成する重質油使用式バーナーを採用
する。このバーナーは細いダクトならダクトの全
幅にまたがり、太いダクトなら一対の対向バーナ
ーがそれぞれ対向するダクト壁からダクト中心近
くまで延びる焔を形成して、焔が存在しないダク
ト断面部分、即ち、排気ガスが充分に加熱されな
い部分をできるだけ小さくするようにダクト内へ
充分に深く延びる焔を形成する。

また、焔シールドは焔の燃焼用酸素の供給源と
して利用される排気ガスが焔にむかつて向きを変
え、焔の軸線に対して斜めに焔と衝突するように
構成する。このように構成すれば排気ガスは焔を
下流にむかつてなびかせることはなく、むしろ排
気ガス流と交差する方向に焔を伸ばすことにより
加熱の均等化を助ける。

一般的に、本発明の排気ガス・ヒータはダクト
の対向壁に取付けたバーナーを含む。ダクトの全
幅に応じて対向ダクト壁のバーナーを（比較的広
いダクトなら）整列させるか（焔がダクト全幅に
ほぼ完全にまたがることのできる比較的狭いダク
トなら）食い違い式に配置する。焔シールドはバ
ーナーよりも上流で壁に取付け、焔とほぼ平行に
ダクト内に延びるようにする。シールドは焔の輪
廓とほぼ一致する輪廓を有し、ダクトを貫流する
排気ガス流と直交する方向に横の広がりを持つ。
即ち、シールドは（焔の基部に近い）バーナー付
近に比較的広い基部を有し、バーナーから遠いシ
ールド自由端付近で比較的狭い。

ダクトの幅にも依存するシールドの全長に応じ
て、シールド長手方向エツジを全長に亘つてテー
パさせるか、長いシールドなら基部付近の部分で
エツジが平行となるように形成する。後者の場合
シールド基部を取付けてあるダクト壁から間隔を
保つ点からエツジをテーパさせる。

シールドはその直ぐ上流に配置され、シールド
を貫通する通路と連通するレジスタと一体に構成
してこのレジスタから燃焼用酸素を焔に供給でき
るようにする。レジスタ自体は排気ガスの流入を
可能にするようにダクト内に位置し且つ上流に向
いた開口部を含む。この開口部はレジスタへ流入
できる排気ガス量を規制することにより焔に供給
される燃焼用酸素量を規制する適当なダンパープ
レートを含む。従つてバーナーの作用範囲全体に
亘つて燃焼用酸素の供給を正確に調整制御でき
る。

本発明の一実施例ではレジスタを選択可能な給
気源と接続することができ、排気ガスの酸素含有
率が不充分かまたは他の理由でそれが好ましけれ
ば燃焼用給気源と接続するだけでもよい。排気ガ
スが僅かに１％の酸素しか含有しない煙道ガスで
ある場合後者の方が好ましい。

レジスタをシールドの下流（焔）側と連通させ
る通路は焔の軸線に対して45゜までの角度、好ま
しくは30゜程度の小さい角度で傾斜させることに
より排気ガスまたは空気が焔の方向に流れるよう
に焔に供給され、従つて焔の長く伸ばす上記利点
が得られるようにするのが好ましい。

本発明の好ましい実施例では、焔シールド自体
を例えばダクトを横断するパイプのような適当な
支持部材に取付け、排気ガス流と対向するその輪
廓を、（基部エツジが上記のように互いに平行で
あるか否かに関係なく）焔の輪廓と同様に基部に
於いて比較的広く、自由端に於いて比較的狭いほ
ぼ台形を呈するように形成する。シールドの断面
はＶ字形に形成するのが好ましく、その端部をガ
ス流とほぼ平行にガス流を両側から挾み、シール
ドを通過した排気ガス流中に発生し易い乱流を著
しく軽減するかまたは解消するガス流案内プレー
トとして形成する。これによりシールドの焔側に
現われ易い渦は著しく軽減されるかまたは解消さ
れ、従つて焔側に炭素、すすなどが堆積するのを
防止できる。

焔シールドの横幅はこれと対応する焔の横幅よ
りもやや狭くなるように選択する。その結果、焔
の周辺部分がシールドからはみ出してシールドの
全長に亘つてシールド間の排気ガス通路（の突出
部）へ突出する。従つて、排気ガス流のすべての
部分が一様に加熱される。対向ダクト壁に取付け
たバーナーを整列させて、それぞれの焔がほぼダ
クト中心に達するようにした比較的広い排気ガ
ス・ダクトでは加熱効果が低下しがちな中心部を
流れるガス量を少くするようにほぼダイヤ形のバ
ツフル・プレートを組込めばよい。このように配
慮すれば、広いダクトであつてもガス流中心部の
加熱不足を防止することができる。

以上に述べた排気ガス・ヒータはすぐれた作用
特性を有し、詳しくは後述するが重質燃料油及び
低圧空気で焔を形成するにも拘らず、ノズルは
（排気ガス中の酸素量変化に応じて）約250°〜530
℃の排気ガスに対し、少くとも約870℃の焔温度
を維持しながら最大10：１の焔減衰比を有する。
レジスタ及びシールド通路を介して行われる焔へ
の排気ガス供給は排気ガス流量に関係なく調整で
きるから、バーナー自体を最少量の、多くの場合
約10〜15％までの一次空気で燃焼させ、他の酸素
をすべて排気ガスから直接取出すことができる。
即ち、ヒータは作用範囲全体に亘つて比較的少量
の空気で作動可能であり、バーナー負荷に関係な
く、即ち、バーナーの燃焼減衰比に関係なく高い
効率を呈する。さらに、レジスタに空流を流入さ
せる一方、排気ガス流に対してレジスタを閉じる
ことにより、必要に応じてヒータを空気のみによ
る操作方式に迅速に切換えることができる。

本発明はダクト・ヒータを燃料油またはガスに
より交互に操作することをも可能にする。最近で
はもうガスによつて操作する必要はなくなつてい
るが、情況により、特にガスが容易に、しかも低
コストで入手可能な地域ではヒータを別々の燃料
で任意に操作できることは極めて有利である。

排気ガス・ヒータを知酸素含有率の加熱に、特
に排気ガスが比較的高温であり、焔シールドに鉱
物性物質などが堆積するのを防ぐためシールドの
冷却を必要とする情況で利用する場合を想定して
本発明は貫通路を有する焔シールド及び二次燃焼
用空気供給用のプレナムをシールドの上流側に具
備するヒータを提供する。この排気ガス・ヒータ
はバーナーから放出される燃料をほぼ一様に且つ
完全に燃焼させるため、ガス流に対して焔の上流
部分及び下流部分に於ける燃料／燃焼用酸素比を
ほぼ等しくする手段を含む。

この等化手段は焔の下流部分よりも上流部分に
於いて多量の燃料が放出されるようにバーナーの
軸線に対して偏心関係に燃料を放出するバーナー
によつて具現することができる。これに代わる構
成として、焔の上流部分よりも下流部分に対して
バーナーから多量の一次燃焼空気を流入させる手
段によつて構成することもできる。焔の下流部分
に於いて供給される燃焼用酸素量を増大するため
両方の方式を複合してもよいことはいうまでもな
い。

具体的には、本発明の好ましい一実施例にあつ
ては、焔シールドに取付けたプレナムに、焔全体
に必要な空気理論量のほぼ100％を二次燃焼用空
気として供給する手段を組込む。この二次空気は
前記通路を通つて焔の上流部分と接触する。この
実施例ではまた、焔の上流部分が必要とする空気
理論量の95％に相当する一次燃焼用空気を焔の上
流部分に供給するように、一次燃焼用空気案内手
段と共働する手段をバーナーに組込む。

このように構成すれば、バーナーから放出され
る燃料が一次及び二次燃焼用空気と充分に混合す
る。二次燃焼用空気として提供される充分な余剰
量の空気が、焔の下流部分に於ける燃料の完全燃
焼と共に上流部分に於けるすべての燃料粒子の完
全燃焼を容易にする補足酸素供給をも確実にす
る。このようにすれば、燃料粒子が酸欠ガス流域
へ逃げて極めて有害な汚染物質を構成することは
あり得ない。

この構成はすべての燃料の完全にして有効な燃
焼を確実にするだけでなく、排気ガス温度が高過
ぎるために焔シールド及びこれに取付けたエア・
プレナムに汚染物が付着堆積したり、構造損傷を
生じたりするのを防止するための前記シールド及
びエア・プレナムに対する充分な冷却効果を提供
する。

従つて、本発明は今日の操業環境及び燃料事情
にマツチした排気ガス・ヒータを提供する。即
ち、（酸素含有率が比較的高い）タービン排気ガ
スを加熱してこのガスを二次スチーム発生に利用
したり、酸素含有率の低い、比較的低温の煙道ガ
スを加熱してその腐食性を軽減または解消するの
に好適である。

以下添付図面に従つて本発明の好ましい実施例
を詳述する。

第１〜４図に於いて、例えばタービン排気ガス
（TEG）のような排気ガスが、第４図に矢印で示
す下流にむかつて流動するダクト４内に本発明の
排気ガス・ヒータ２を設置してある。ダクトは一
対の互いに対向する直立ダクト壁８を介して接続
された互いに平行な上下の水平なダクト壁６によ
つて限定される。ダクトを耐火レンガ１０で内張
りすることは従来と同じである。例えばタービン
１２からの排気ガスは約250゜〜530℃が普通のヒ
ータにむかつて流動する。このヒータは排気ガス
温度を好ましくは少くとも約870℃に、多くの場
合さらに高い1000℃まで上昇させ、次いでこの加
熱された排気ガスを例えばボイラー１４の（図示
しない）パイプのような適当な熱交換面と接触さ
せることにより例えばスチームを発生させこれに
伴なつて排気ガスは経済的にはそれ以上熱を抽出
できない温度まで冷却される。次いでガスは大気
中へ放出される。

排気ガス・ヒータ２は原理的には詳しくは後述
するように構成され、バーナー軸線２０に沿つて
一方の直立ダクト壁８からこれと対向するダクト
壁にむかつてダクトと交差方向にTEG流へ延び
る細長いペンシル形の焔１８を発生させるバーナ
ー１６から成る。比較的狭いダクトなら第１図及
び第４図に示すように、焔の長さはダクトの幅に
ほぼ完全にまたがるようにすればよい。この場
合、（TEG流と直交する）共通平面内にバーナー
を設け、第１図のように互いに食い違うように配
置する。

焔シールド２２を各バーナーと連携させ、焔が
TEG流によつてボイラーにむかつて曲げられた
り消されたりせず、TEG流に影響されることな
くバーナーから発生したままの焔パターンまたは
輪廓を維持して燃えることができるように焔を
TEG流から保護するトラフ２６をシールドの下
流または焔側２４に限定するように各バーナーの
上流に配置する。

本発明の好ましい実施例では（第２図上）下流
にむかつて放散し、その末端がダクトを貫流する
TEG流と平行な互いに間隔を保つガイドプレー
ト３０を形成する一対の傾斜したシールドプレー
ト２８でシールドを限定する。例えばダクト外板
３４のようなダクトの適当な部材に一端を例えば
溶接などの手段で接合すると共に、他端を反対側
のダクト壁から突出するスリーブ３６内に支持す
ることによりダクトにパイプ３２を取付ける。尚
このパイプは前記スリーブ３６の作用下に熱膨脹
及び収縮可能である。パイプの全長に亘つて直立
スタツド３８を配分し、これらのスタツドがナツ
ト４０と共働して傾斜シールドプレートをパイプ
に固定するようにし、前記パイプによつて焔シー
ルドをダクト内の任意の場所に任意の方向に位置
決めし支持する。

細長い焔１８は第４図に示すようなペンシル形
状を呈し、バーナー１６に近い基部付近で最大
の、反対端で最小の直径を持つ。排気ガスに対す
る一様な加熱を期するためには、焔の周辺部４２
（第２図及び第３図）がガイドプレート３０より
も突出するように焔シールドを構成しなければな
らない。このようにすれば、使用に際してTEG
流が焔シールドの上流側４４を越えて互いに隣接
する焔シールド間の進路４６を通過するとTEG
流が焔周辺部と交差し、最大限の熱伝導が行われ
る。

（バーナーに近い）基部から端部に進むに従つ
て焔の直径が小さくなるから、また、排気ガス流
と焔周辺部とをほぼ一様に接触させるため、ガス
流と対面するシールドの横幅または第１図で見て
焔シールドの高さも焔に対応させて次第に縮小さ
せることにより、第１図から明らかなように、焔
シールドのガイドプレート３０をシールド自由端
４８にむかつて収斂させ、シールド全体がガス流
に対して台形輪廓を呈するようにする。

レジスタ５０は焔シールド２２の上流に位置
し、傾斜シールドプレート２８の一端から後方へ
延び、シールドプレートと一体に構成することも
可能な一対の互いに間隔を保つプレート５２によ
つて限定される。レジスタの焔基部に近い側は隣
接壁８の耐火内張と衝合するプレート５４によつ
て限定され、シールド自由端４８に近い側５６は
焔の軸線２０に対して約45゜までの角度、好まし
くは30゜の角度で傾斜させたプレート５６によつ
て限定される。

複数の中間バツフル５８ａ〜５８ｄを水平レジ
スタ板５２に適当な態様で固定し、レジスタの両
側５４，５６間に配分する。各バツフルはレジス
タの傾斜側５６と平行な傾斜部分６０ａ〜６０
ｄ、及びレジスタの直立側５４と平行な部分６２
ａ〜６２ｄを含む。直立バツフル部分の末端はダ
クト４を貫流するガス流に関して上流に面してい
るレジスタの排気ガス取入れ口６４の手前に位置
する。従つて、排気ガスがダクトを貫流するとそ
の一部が前記取入れ口からレジスタに流入し、バ
ツフル５８によつて限定される通路６６ａ〜６６
ｄを通つてバーナー軸線２０に対して斜めに、焔
シールドによつて限定されるトラフ２６へ流入す
る。詳しくは後述する通り、極めて少量の一次空
気でバーナーを操作できるようにバーナー１６か
らトラフへ噴射された燃料を燃焼させるのに排気
ガス中の酸素を利用する。

通路６６を通つてトラフに流入する排気ガスが
焔と充分に混合し、未燃焼燃料粒子と接触するよ
うに、ほぼＶ字形のデイフユーザ６７を設ける。
デイフユーザは通路６６からトラフに達し、焔シ
ールド２２の傾斜プレート４４にむかつて排気ガ
スを拡散させる上向き及び下向き傾斜ウイング６
９を含む。

バーナー１６から焔シールド・トラフ２６へ噴
射される燃料の（可変）速度に合わせて、通路６
６を介して焔へ供給される酸素量を規制するた
め、レジスタ５０の取入れ口６４に、バーナーの
作用負荷に応じて適量の排気ガスをレジスタへ流
入させることができるように（簡略化して図示し
た）機構７４を介してダクト外部から旋回させる
ことのできる互いに間隔を保つて設けたシヤフト
７２に回転自在に取付けた一対のブレード７０な
どから成るダンパー６８を設ける。

第５図図示の別の実施例では、第１−４図図示
の排気ガス・レジスタ５０の代りに燃焼用空気レ
ジスタ７６を採用する。この燃焼用空気レジスタ
も構成は同様であり、傾斜シールドプレート２８
と隣接するほぼ水平な上下プレートによつて限定
されるが、この実施例では図示のようにシールド
プレートはレジスタプレートとは独立であり、ボ
ルト止めなどの手段で傾斜レジスタプレート７８
に固定されている。ここでもシールドはダクトを
貫流する排気ガスと平行なガイドプレート３０を
含み、内部で焔１８が燃えるトラフ２６の一部を
形成する。ここでもスタツド３８がレジスタ及び
焔シールドを、ダクトを横断する支持パイプ３２
に固定する。

パイプの周辺と水平レジスタプレート５２との
間に所望の流路空間８１を維持して、レジスタ内
部を通路６６を介してトラフ２６と連通させるた
めスタツドの上方にスペーサ８０を配置する。

しかし、第１−４図のレジスタとは異なり、第
５図に示すレジスタ７６の上流に面する側は排気
ガスがレジスタへ流入できないように端壁８２で
閉鎖されている。レジスタは（第５図には図示し
ないが）ダクト壁を貫通する適当な導管８４を介
して例えば、燃焼用空気フアンのような燃焼用空
気供給源８６と接続する。このように構成したか
ら、トラフ２６内の焔を維持するための燃焼用酸
素が空気から得られる。第５図のように構成され
たヒータの効率は多量の（冷たい）空気を加熱し
なければならないから低くなるが、例えば低酸素
含有煙道ガスのように酸素含有率が極めて低いか
ゼロに等しいガスの加熱にはこの実施例が好適で
ある。

再び第１−４図に於いて、排気ガスの酸素含有
率が不充分な場合に空気供給源からの燃焼用空気
と共に排気ガスを増大させ得るようにダクト壁８
０及び弁９０を通る（簡略化して図示した）導管
８８を介してレジスタ５０を空気供給源８６と接
続することができる。この構成では排気ガスの酸
素含有率及び／または温度、バーナーから燃料が
噴射される速度などに関係なく、バーナー１６に
よつてトラフ２６へ噴射される燃料を有効に且つ
効率よく燃焼させることができるように、レジス
タ・ダンパー６８及び給気弁９０を適宜開閉する
ことによりレジスタ５０を排気ガスまたは空気で
作用させることができる。従つて本発明のヒータ
を１：10の大きい比で変化する極めて広範囲な作
用負荷に対応して作用させることができる。

好ましい成果を得るため、バーナーが最大負荷
で作動している時、バーナー基部に於こけるバー
ナー軸線と焔シールドとの間階が焔径の1/2より
もやや大きくなるようにバーナー軸線２０に対し
て焔シールド２２を配置することにより、焔周辺
部とシールドとをできる限り接近させながらも直
接接触しないようにする。さらに、焔周辺部が排
気ガス流路４６へ約12〜36mmだけはみ出すように
焔シールドのほぼ全長にまたがつて間隔が対応の
焔径よりも約25〜75mmだけ短かくなるようにガイ
ドプレート３０の間隔を設定する。

以下に本発明の排気ガス・ヒータ２の操作を説
明する。要約すると、重質燃料油、例えば６番燃
料油を排気ガス温度を所期レベルにまで高めるの
に必要なエネルギー入力を提供するように量定し
た流量速度でバーナーへ流入させる。燃料油を噴
霧化するためバーナーにスチームまたは圧搾空気
を供給すると共に、焔を維持するのに充分な量だ
けの理論量以下の一次空気をバーナーに供給す
る。このようにすれば、ダクトへ導入される空気
量が最少限となるからヒータ効率が高くなる。な
ぜなら加熱しなければならない冷たい空気が少く
てすむからである。多くの場合、バーナーは燃料
の完全燃焼に必要な酸素総需要の10〜15％までを
供給する一次空気量で操作することができる。必
要酸素の残りは、レジスタ５０（または７６）及
びレジスタ内部をトラフと連通させる通路を介し
てトラフへ供給される排気ガス（または空気）か
ら得られる。

焔がトラフ内で燃えると焔シールドの上流側４
４がガス流を互いに隣接するシールド間及び最も
外側のシールドと水平ダクト壁６との間に限定さ
れる流路４６へ流入させる。排気ガス流路４６は
ほぼ一様の断面を呈し、また、焔周辺部４２は流
路へほぼその全長に亘つて均等に突出するから、
排気ガスに対するむらのない加熱が達成される。
さらに、排気ガスは正面シールドの平行なガイド
プレート３０上をほぼ層状の無乱流の形で流動
し、ガイドプレートの下流端を円滑に離脱する。
これと同時に焔からのガス、即ち、焔によつて発
生させられたガス、レジスタに流入する一次及び
排気ガス（または空気）がトラフから下流にむか
つて流動し、流路４６を流動して来た排気ガスと
混合する。その結果、シールドの焔側２４にはほ
とんど渦が存在せず、シールド面への炭素、すす
などの付着が防止される。この二つの点がヒータ
の効率を高め、大気中への汚染物質放出を軽減す
る。

同時に、焔シールドは焔がガス流と直接接触す
るのを防止する。従つて高速で流動する排気ガス
によつて焔が下流にむかつて曲げられ、場合によ
つては消されるのを防止することになる。即ち、
焔はガス流にほとんど乱されることなく燃えるこ
とができる。また、傾斜したレジスタ通路６６ａ
〜６６ｅは焔へ供給される排気ガス（または空
気）を焔が燃える方向に向ける。このことは焔が
トラフから下流にむかつてなびく危険を解消する
だけでなく、ダクト内へまたはダクトを横断して
できるだけ遠くまでとどくように焔を長くしよう
とする。焔が比較的短かい低バーナー負荷時には
排気ガスに対する一様な加熱効果を得る上でこの
ことは極めて有利である。

第６図図示の実施例は一つの焔で完全に横断す
るには広すぎる排気ガス・ダクト９２と併用すべ
く構成されたものであり、ここでは対向する直立
ダクト壁９６に共通平面内で互いに整列するよう
に複数のバーナー及び連携の焔シールド（第６図
では一括して参照番号９４で示す）を取付ける。
バーナー及びシールドは、シールド基部９５が連
携のダクト壁から間隔を保つ位置９９まで連携ダ
クト壁から互いに平行に延びるエツジ９７を具備
することができる点を除けば、先に述べたのと同
様に構成されている。前記点９９からシールド自
由端４８にむかつてエツジ１０１が収斂する。即
ち、第６図に示すようにテーパ状となる。シール
ド基部の平行エツジは大きいダクトの場合シール
ド基部が広くなり過ぎてシールド下流側に渦を形
成し易く、比較的基部の広い焔を形成する必要に
迫られるのを防止しするために必要である。焔の
基部が広いと長いペンシル形の焔を形成し難くな
るのが普通である。

シールドが平行エツジ９５を基部に見えるか否
かに関係なく、シールドの長さによつてはその自
由端４８が比較的狭くなり易く、その結果、互い
に隣接するシールド間の流路９８が焔の最も狭い
位置で広くなる。その結果、それぞれの流路の中
心部を流れる排気ガスは流路のダクト側に近い域
を流れるガス部分よりも加熱不足となり、ヒータ
下流に於いてガス温度にばらつきが現われるおそ
れがある。この不均一な加熱を回避するため、各
流路の中心部にほぼダイヤ形のバツフルプレート
１００を配置することにより、この部分の断面積
を縮小してガス流量を減らす。このようにすれ
ば、各流路の全長に亘つてガス加熱をほぼ一様に
維持することができる。

バツフルプレートの取付け態様は任意であり、
例えば焔シールドの互いに対向する自由端４８間
に位置する支持パイプ３２の部分に適当な方法で
固定すればよい。さらに、最上段及び最下段焔シ
ールドのそれぞれ上下に位置するようにして水平
ダクト壁の中心部に半バツフルプレート１０２を
取付けてもよく、あるいは上述のように流路断面
積を制約するようにダクト壁自体を形成してもよ
い。しかし、その他の点に関しては、第６図図示
の排気ガス・ヒータ９２も第１−４図図示のヒー
タ２と同様に構成され、機能する。

第１１図は第６図図示のダクトよりは狭いが、
第２図図示のダクトよりは広い中間的な幅を有す
るダクト１８６と併用するように構成された実施
例であり、ここでは対向ダクト壁１９２に複数の
バーナー１８８及び連携の焔シールド１９０をシ
ールドが互いに食い違うように取付け且つ配置す
る。この実施例でも各シールドは点１９８に至る
平行エツジ１９６を有する基部１９４を含む。テ
ーパ状エツジ２００は前記点１９８から自由端２
０２に達する。シールド・エツジ間の流路２０４
をほぼ同高に維持するため、各シールドのテーパ
状エツジ２００が反対側ダクト壁１９２に取付け
られている隣接シールド１９０の点１９８よりも
やや突出するように形成する。このように構成す
れば、この実施例でもシールド基部を広げること
なく、流路２０４を流れる排気ガスを比較的均等
に加熱することができる。

第４図及び第７−９図に示す本発明の排気ガ
ス・ヒータは所望の形状を具える焔、例えば比較
的細長い焔を形成するものなら任意のバーナーで
操作することができる。しかし、特に好ましいの
は第７−９図に示した低圧用バーナー１０４であ
る。

細長い焔を形成するバーナーは、噴霧燃料粒子
の燃焼を維持するのに高圧（一次）空気を利用
し、燃料を噴霧するのに同じく高圧空気を利用す
るのが普通である。高圧空気はいずれも焔の長さ
を増大し、幅を縮小するからである。しかし、こ
のようなバーナーは高価で、しかも騒音を伴な
い、頻繁な保守を必要とする高圧空気供給源を使
用しなければならない。

これに反して第７−９図図示のバーナー１０４
は低圧空気で作用し、しかも比較的細長いペンシ
ル形の焔を形成できる。このようなバーナーの燃
料噴霧装置は周囲圧よりも高々約4.5psiだけ高い
圧力の空気で操作でき、一次空気の圧力は周囲圧
より高々0.3psi高ければ充分である。

本発明の好ましい実施例では、低圧バーナー１
０４は直立ダクト壁８に適当な形に形成された開
口部１０６へ挿入できる内蔵ユニツトから成る。
バーナーの先端またはスロート１０８にはダクト
外板３４に例えばボルトなどで固定する環状取付
フランジ１１０を設ければよい。バーナーの着脱
を容易にすると共に、耐火レンガ１０の損傷を防
止するには、前記開口部を金属スリーブ１１２で
内張りすればよい。バーナーはまたスロート１０
８から後方へ突出し、適当な流量制御弁（第７−
９図には特に図示しない）を介して一次空気供給
源１１８と連通する円筒状一次空気チエンバ１１
６を限定する匡体１１４をも含む。

一次空気チエンバ１１６を閉鎖する後部カバー
プレート１２１を貫通するスリーブ１１９に液体
燃料噴霧ガン１２４を摺動自在に挿入する。空気
案内管１２２が前記噴霧ガンの周りにこれと同心
関係に取付けられ、一次空気チエンバ内へ突出す
るスリーブ１１９部分からスロート１０８のバー
ナー・スロート孔１３２に達している。ブツシユ
１２３が空気案内管の下流端を限定し、スロート
孔内に達し、空気案内管を前記スロート孔に対し
て位置ぎめする。空気案内管はチエンバ・カバー
プレート１２１付近に設けた複数の吸気孔１２５
を含み、一次空気はチエンバ１１６からこれらの
吸気孔を通つて案内管へ流入することができる。
噴霧ガンより下流の空気及び噴霧燃料流に、空気
案内管を設けない場合に一次空気が90゜向きを変
えると発生し易い有害な乱流を防止するため、案
内管に於いて一次空気流を噴霧ガン１２４と平行
に案内する。これによつて燃料の燃焼はさらに安
定し、効率的になる。

締めねじ１２７などで噴霧ガンを着脱自在にス
リーブ１１９に固定する。締めねじを外せば、ガ
ンをスリーブ１１９から、従つて匡体１１４から
抜取つてチエツク、洗浄、保守などを行うことが
できる。

再生送風器のような噴霧用空気供給源１２６に
よつて導管１２８を介して噴霧ガンへ噴霧用空気
を提供する。６番燃料油のような重質燃料油を管
１３０を介してガンへ供給する。詳しくは後述す
るように、噴霧ガンは管１３０を通つてガンを流
入する細かく霧散した液体燃料粒子を形成する一
方、導管１２８へ流入する噴霧用空気を形成し、
この混合物を空気案内管１２２の下流部から下流
にむかつてバーナー・スロート孔１３２へ流入さ
せる。噴霧用空気供給源は周囲圧よりも高々約
4.5psiだけ高い比較的低圧の空気を提供する。
2.5psi程度の低圧空気を提供する送風器で充分で
あることが立証されている。

点火器またはパイロツト１３４は単数または複
数の供給管１３６，１３８を含み、噴霧ガン１２
４より下流のバーナー・スロート孔１３２内へ突
出して混合物の点火を可能にし、燃焼を開始させ
る。いつたん燃焼が始まれば、管１３０を介して
行われる燃料供給が停止されるまで燃焼は自立的
に持続する。

バーナー・スロート孔１３２は鉄金匡体１４２
内に取付けた耐火素子１４０によつて限定され
る。スロート孔は少くとも２つの（図示実施例で
はブツシユ１２３によつて限定される）内方へ突
出する段部１４４及び１４６をスロートの上流側
部分に形成するようにその全長に亘つて形状を与
える。この段部はスロートを流れる混合物及び一
次空気中に渦を発生させることにより、噴霧ガン
１２４からの混合物と一次空気との混合を助け
る。スロート孔１３２の末端は（第２図図示の）
直接トラフ２６へ続く膨脹円錐体１４８を形成す
る。

噴霧ガン１２４はガン下流端の燃料油噴霧装置
１４９、その上流端のＴ字形取付具１５０、及び
両者の間に介在し、燃料噴霧装置とＴ字形取付具
とを螺合させることにより、間隔を保ちながら両
者を連結する延長パイプ１５１から成る。

プラグ１５２がＴ字形取付具の上流向きの開口
部と螺合し、燃料管１３０の螺条付き端部に連結
するための螺条が上流端に切つてある燃料通路１
５４を含む。燃料通路１５４の下流端にも螺条が
切つてあり、下流にむかつて燃料油噴霧装置１４
９の近傍に達する燃料供給管１５３の一端と螺合
する。燃料管下流端には詳しくは後述するように
噴霧装置内に達する燃料油放出ノズル１５５を螺
着する。

燃料噴霧装置１４９は、上流端を延長パイプ１
５１の下流端に螺合したほぼ円筒状の匡体を含
む。ほぼ円筒状の管状中心コア部材１５６は半径
方向に外方へ突出するフランジ１５９を上流端に
具備し、コア部材の内部が延長パイプ１５１の内
部と連通するように前記フランジが延長パイプ１
５１の下流端及び匡体１５７の内向き突出縁１６
１によつて限定される対向面間にクランプされて
いる。コア部材はその上流端付近に複数の孔１６
０を含み、これらの孔は空気供給源１２６からの
噴霧用空気が取付具１５０、延長パイプ１５１の
内部及びコア部材１５６の内部を通つて、コア部
材の外部と匡体１５７の内部との間の環状通路１
５８へ流入することを可能にする。詳しくは後述
するように、コア部材の内部へ流入する空気の一
部はそのままコア部材を下流にむかつて貫流す
る。

コア部材１５６内に中空挿入体１６４が配置さ
れ、ノズル１５５から出る燃料油を噴霧用空気と
混合するベンチユリ部１６６を形成する。

（詳しくは第９図に図示する）固設渦発生板１
６８が配置され、燃料油と噴霧用空気との混合を
容易にする。渦発生板は円周方向に順次配置され
た複数の羽根１７０を含み、これらの羽根が混合
物に渦運動を与える。

キヤツプ１７６は匡体１５７の下流端に螺着さ
れ、キヤツプの外側から内側のテーパ面１８０に
達する同軸孔１７８を含む。コア部材１５６の下
流端にはテーパ・キヤツプ面１１０と共働して還
状通路１５８と連通する半径方向に内方へ収斂す
る通路１８４を形成する対応の内向きテーパ面１
８２を設ける。このように構成したから、噴霧用
空気がベンチユリ部１６６へ流入するだけでな
く、孔１６０を介して傾斜通路１８４内へ噴霧用
空気が二次供給される。この二次供給により噴霧
装置の先端に“エア・クツシヨン”が形成され、
燃料油粒子による噴霧装置の汚染が軽減される。

作動に際しては一次空気供給源１１８からの低
圧一次空気が連続的に匡体１１４の空気チエンバ
１１６、案内管孔１２５及び案内管１２２を通つ
てバーナー・スロート１３２へ流入する。燃料
油／噴霧用空気混合物がバーナー軸線２０に沿つ
てスロート孔の直ぐ上流で案内管内の一次空気流
へ注入される。

混合物が焔スロート１３２内で点火する。段部
１４４，１４６が長手方向に間隔を保つ一連の渦
を発生させ、この渦が燃料油／噴霧用空気混合物
と一次空気との混合を助けて満足な燃焼を可能に
する。

すでに述べたように、一次空気及び噴霧用空気
の量は燃料の燃焼を維持するにきつかり充分な量
となるように選択する。ダクト４を貫流する排気
ガスが約14％の酸素を含有するタービン排気ガス
である場合、一次空気及び噴霧用空気の流量はそ
れぞれがバーナーから導入される燃料を残らず完
全燃焼させるに必要な酸素総需要の約10〜15％を
供給するように調整する。必要な燃焼用酸素の残
りは、すでに述べたようにレジスタ５０及び通路
６６を介して焔トラフ２６へ供給されるタービン
排気ガス（または燃焼用空気）から得られる。

本発明の噴霧ガン１２４はダクト壁に取付けた
バーナーとの併用に特に好適である。すでに指適
した通り、細長い形状を有するから一次空気チエ
ンババ１１６のカバープレート１２１へ軸線方向
にガンを挿入できる。従つて噴霧装置１４９の軸
線方向位置の調整が極めて容易になり、必要に応
じて噴霧装置の保守、洗浄及び取換えを容易に行
うことができる。このように構成したから焔の方
向とほぼ直交方向にチエンバ１１６へ一次空気を
供給しなければならないが、一次空気案内管１２
２を設けることにより、一次空気流を噴霧燃料混
合物と接触する前に焔と平行に案内して、噴霧装
置の近傍に発生し易い乱流などによる悪影響を回
避する。また、噴霧装置はバーナー・スロート１
３２の上記形状と相俟つて、ダクト４内の深部に
達する細長いペンシル形の焔を発生させ、しかも
ノズルは比較的低圧の噴霧用空気及び一次空気で
操作することができる。このことは空気供給の複
数な構成を軽減し、これによつてヒータの総コス
トを軽減することになる。

ピーク負荷に対応するため、あるいはその他の
理由から時に応じてダクト・ヒータをガスで運転
したり、あるいは液体燃料による操作を気体燃料
（以下“ガス”と呼称する）で補足することが望
ましい場合、第７図及び第８図図示バーナー１０
４をガス・バーナーとして作用させたり、あるい
は導管１２８を交互に噴霧用空気供給源１２６ま
たはガス供給源２０８と接続する弁２０６を設け
ることによりオイル／ガス兼用バーナーとして作
用させたりすることができる。例えば、バーナー
をオイルで操作し、燃料供給をガスで補強したい
時には、導管１２８をガス供給源と接続するよう
に弁２０６を操作すればよい。この場合、噴霧装
置１４９へ流入する燃料油が空気によつてではな
くガスによつて噴霧化される。空気供給源１１８
からの一次空気供給をこれに合わせて公知の態様
で調整しなければならないことはいうまでもな
い。

導管１２８をガス供給源２０８と接続するよう
に弁２０６を操作することによりバーナー１０４
を再びガス専用式に切換えることができる。これ
と同時に燃料油供給を断ち、噴霧装置１４９へ流
入する残留オイルはガスによつて噴霧化される
が、バーナーは全体として以後はガス専用の方式
で作動する。

この構成の利点は燃料タイプの切換えを可能に
するだけでなく、バーナーの作動を中断させるこ
となくこの切換えが可能であることにある。

第１０図はオイル・バーナーの代りに、または
これを補強するためにダクト・ヒータをガスで運
転する別の実施例であり、ここではシールド支持
パイプ３２を（第１０図には図示しないが）ガス
供給源と適当に接続することによりガス供給管と
して利用することができる。支持パイプの下流側
にパイプの全長に配分された多数のガス放出口２
１０を設ける。Ｕ字形焔安定装置２１２をガス供
給シールド支持パイプ３２上に設置する。安定装
置はスタツド３８に固定され、適当にパイプと間
隔を保つ一対の平行脚２１４、デイフユーザ６
７、及びスタツド上に配置された適当な大きさの
ブツシユ２１６，２１８及び２２０を含む水平シ
ールドプレート５２によつて限定される。安定装
置脚２１４を相互に接続するウエツブ２２２は下
流に面し、ガスがパイプから安定装置を通過し
て、シールド２２によつて限定されるトラフ２６
内へ流入できるように、パイプ３２のガス放出口
よりも大きい直径を有するガス放出孔２２４を含
む。安定装置は支持パイプ３２と安定装置脚２１
４との間の空間２２６が一次燃焼用空気がガス放
出口２１０からのガスと混合するために流動する
ことを可能にし、こうして形成された混合物がガ
ス放出孔２２４から安定装置にむかつて流出す
る。

その他の点では第１０図図示の焔シールドは第
１−５図図示の焔シールドと同様に構成され、作
用するが、燃料としてオイルとガスを交互に代用
でき、必要に応じてオイル運転をガス運転で補足
することも可能である。

ダクトを貫流する排気ガスが焔を維持するには
不充分な酸素含有量しか持たない場合には第５図
及び第１２−１４図から明らかなように、供給源
８６からレジスタ７６を通つてシールド２２によ
つて限定されるトラフ２６内へ二次燃焼用空気を
提供しなければならない。バーナーからプレナム
２６を介して導入される燃料を完全燃焼させるの
に必要な理論上の空気量に対する二次燃焼空気の
相対比は用途に応じて異なる。しかし、ガス流中
の酸素不足を考慮すればプレナムを通つてトラフ
内へ流入する空気の理論量の大部分を流入させね
ばならないのが普通である。二次燃焼空気が冷却
作用を兼ねる場合、レジスタを通してトラフ内へ
注入燃料燃焼に必要な空気理論量の100％を流入
させねばならない。

このような条件が存在するとして、焔１８の上
流部分２３０には燃料を燃焼させるに充分な酸素
がある。しかし、二次燃焼用空気は焔の下流部分
２３２からは比較的遠い位置で放出されるからこ
の下流部分に問題が生じる。シールドのトラフ２
６内に乱流が発生すると二次空気が焔の上流部分
と同様に充分薄められ、燃料と二次燃焼空気から
得られる酸素との有効な混合を妨げるおそれがあ
る。その結果、焔の上流部分の比較的多い燃料粒
子が燃焼する前にガス流中へ散逸し、有害な汚染
物質を形成し、これがヒータの下流面に付着し、
最終的には汚染物質として大気中へ放出されるこ
とになる。

この問題を克服するため、理論量以上の一次燃
焼空気量をバーナーから供給する。二次燃焼用空
気として理論量の100％を利用する上記の例では、
バーナーが焔全体が必要とする空気理論量の約65
％に相当する一次空気を供給する。バーナーから
の一次空気は、焔の下流部分２３２が上流部分２
３０よりも多量の一次空気を受けるように下流に
むかつて付勢される。特定の例では（バーナー軸
線２０と同心関係にある）約160゜の円弧に亘つて
広がる焔の下流部分が一次空気から理論量の少く
とも約90％、好ましくは約95％を受けるように一
次空気を付勢する。焔の下流部分が必要とする残
りの酸素はシールド２２から下流にむかつて伝播
する二次空気から供給される。

このように構成すれば燃料粒子はダクトを貫流
する排気ガス流へ流入する前に完全に燃焼する。
低酸素（２〜３％）排気ガス流では、焔の下流部
分に於ける一次空気の量が理輪量の約90％以下な
らば不完全燃焼となり、表面が汚染し、汚染物質
が放出されることになるとの所見が得られた。

一次空気に必要な“付勢”を加えるため、バー
ナー軸線２０と同心関係のオイル噴霧ノズル２３
６を含むバーナー２３４を設ける。ノズルの末端
はノズルをダクト内部と連通させる開口部２４０
を含むバーナー・スロート２３８の近傍に位置す
る。バーナーは（第１２−１４図には図示しな
い）一次空気供給源と接続するレジスタ２４２を
含む。中心管２４４はノズルを囲み、スロート開
口部２４０を介してノズルからダクト内へ放出さ
れる噴霧燃料と共に流動するように一次空気をノ
ズルを囲みながら流入させるためのパーフオレー
シヨン２４６を具備する。

バーナー・スロートはほかに、レジスタ２４２
と連通し、その末端が傾斜端部２５０を形成する
順次関隔を保つ複数の一次空気付勢管２４８をも
含む。この付勢管はバーナー軸線と同心関係に配
置され、焔の下流部分２３２が占めるのとほぼ同
じ広さの円弧を占有する。即ち、最大180゜、多く
の場合約160゜の円弧にまたがる。

作動時にバーナーは公知の態様で焔１８を形成
し、管２４８からの空気を焔の下流部分にむかつ
て付勢する。端部２５０はバーナー軸線２０に対
して傾斜し、付勢空気を（第１２−１４図には図
示しない）焔シールドに向ける。その結果、焔を
シールドにむかつて押すことによつて焔をシール
ドに固定させ、ダクトを貫流する排気ガス流へ移
動するのを防ぐ。

付勢空気が焔に流入してその先端２５２を第１
４図のように前方へ伸ばし、上述のように焔の下
流部分に補足の燃焼用空気を供給する。燃料を噴
霧化するのに空気を利用する場合には、バーナー
２３４によつて提供される一次空気は焔が要求す
る総理論量の約65％を含み、下記のように導入さ
れる。約15％がノズルを介して燃料噴霧用空気と
して導入され、約33％が中心管２４４を介して放
出燃料を囲み、これと同心関係に導入され、（66
％一次空気の）17％が付勢管２４８を介して焔の
上流部分へ導入される。

付勢管２４８の正確な構成が第１３図及び第１
４図図示の付勢管の構成及び配置に制限されない
ことはいうまでもない。例えば、第１４図に破線
２５４で示すようにその末端がバーナー・スロー
ト２３８の火口２４０を形成するように付勢管を
構成することも可能である。

焔の上流部分にむかつて迫加一次空気を付勢す
るのではなく、第１５図のように一次空気を同心
関係に放出され、焔の下流部分２３２にむかつて
追加燃料が付勢されるように構成することも可能
である。例えば、ノズルが多数の燃料放出口２５
８を有するノズル・キヤツプ２５６を含む場合、
燃料を焔の上流部分２３０へ向ける別の開口部を
キヤツプの上流部分２６０に設けることができ
る。キヤツプの上流部分の開口部を比較的広く穿
孔することも可能である。このようにすれば、焔
の下流部分よりも上流部分により多量の燃料が供
給され、２つの焔部分に於ける燃料／燃焼用酸素
比がほぼ等しくなる。この実施例は一次空気を焔
の下流部分へ付勢する場合と同様にほぼ完全な燃
焼を可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の排気ガス・ヒータを装着した
比較的狭い排気ガス・ダクトの断面図であり、第
２図は本発明の焔シールド及び燃焼用酸素供給レ
ジスタを第１図中２−２線に沿つてシールド及び
焔の基部付近で示す断面図であり、第３図は第１
図中３−３線に沿つて連携バーナーとは遠いシー
ルド自由端付近で示す第２図と同様の図であり、
第４図は第２図及び第３図図示の焔シールド及び
レジスタの断面図であり、第５図は本発明の焔シ
ールド及びレジスタの他の実施例を示す第２図と
同様の断面図であり、第６図は比較的広い排気ガ
ス・ダクトと併用するための本発明の排気ガス・
ヒータを示す第１図と同様な断面図であり、第７
図は本発明のヒータに利用される壁面取付けバー
ナーの部分側面図であり、第８図は第７図図示バ
ーナーによつて利用されるノズルの拡大側面図で
あり、第９図は第８図図示ノズル内に組込まれる
渦形成板の斜面図であり、第１０図は第２図図示
のものと類似の、但しガスで作動させることので
きる焔シールドの簡略化された側面図であり、第
１１図は本発明の焔シールドの他の実施例の構成
を示す第６図と同様の図であり、第１２図は本発
明の排気ガス・ヒータによつて形成される焔、及
び焔の上流及び下流部分に対する本発明の酸素供
給源の他の実施例を示す簡略化された断面図であ
り、第１３図は一次空気が焔の下流部分にむかつ
て付勢されるように構成した本発明のバーナーの
他の実施例を示す正面図であり、第１４図は第１
３図中１４−１４線に於ける断面図であり、第１
５図は焔の上流部分へ比較的多量の燃料を向ける
ように構成された本発明のオイル・ノズル・キヤ
ツプの簡略化された正面図である。 ２……排気ガス・ヒーター、４……ダクト、６
……直立ダクト壁、８……水平ダクト壁、１０…
…耐火レンガ、１６……バーナー、１８……焔、
２２……焔シールド、２４……焔側、５０……レ
ジスタ、６６……通路、２３０……焔の上流部
分、２３２……焔の下流部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガス流動方向とほぼ平行な対向ダクト壁によ
   り限定されるダクト内を流動するガスを加熱する
   装置であつて、燃料を放出し、ガス流動方向と交
   差する方向にダクト内に達する焔を形成するよう
   に壁に取付ける取付け手段を含む少くとも１つの
   バーナーと；焔の上流に位置させて焔とほぼ平行
   にダクト内へ延びるようにダクト壁に連結する連
   結手段を含み、ダクト内を流動するガス流から焔
   を保護するトラフを限定する焔シールドと；焔シ
   ールドを貫通する通路を限定する手段と；焔シー
   ルドの上流側から上流方向に突出し、前記通路と
   連通するプレナム手段と；焔のための二次燃焼酸
   素を供給する酸素成分を有するガスをプレナム手
   段に供給する手段と；ガス流に関して焔の上流及
   び下流部分に於ける燃料／燃焼用酸素比をほぼ等
   しくすることによりバーナーから放出される燃料
   をほぼ一様に且つ完全に燃焼させる手段から成る
   ことを特徴とするダクト流動ガス加熱装置。 ２ 燃料／燃焼用酸素比等化手段が焔の下流部分
   よりも上流部分に於いて多量の燃料が放出される
   ようにバーナー軸線に対して偏心関係にバーナー
   から燃料を放出するバーナーと連携の放出手段を
   含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の装置。 ３ バーナーがバーナーから放出される燃料と同
   じ方向にバーナーからダクト内へ一次燃焼用空気
   を放出する手段を含むことと；燃料／燃焼用空気
   比等化手段が焔の上流部分よりも下流部分へ比較
   的多量の一次燃焼用空気を向ける手段を含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装
   置。 ４ 燃料／燃焼用空気比等化手段が焔の下流部分
   よりも上流部分へ比較的多量の燃料が放出される
   ようにバーナー軸線に対して偏心関係にバーナー
   から燃料を放出するバーナーと連携の燃料放出手
   段をも含むことを特徴とする特許請求の範囲第３
   項に記載の装置。 ５ バーナーが燃料噴霧ノズルと；ノズルとほぼ
   同心関係にあつてノズルをダクト内部と連通させ
   ることによりノズルからダクト内への噴霧燃料放
   出を可能にする穴を有するバーナー・スロートを
   限定する手段と；ダクト内へ噴霧燃料を放出する
   ためバーナーを一次燃焼用空気供給源と連通させ
   る手段を含むことと、比較的多量の一次燃焼用空
   気を方向づける手段が一次燃焼用空気の大部分を
   焔の下流部分へ向けるように構成配置した通路を
   限定する手段を含むことを特徴とする特許請求の
   範囲第３項に記載の装置。 ６ 通路がバーナー・スロートを貫通し、ダクト
   内を流動するガス流に関してスロートの下流側部
   分に位置することを特徴とする特許請求の範囲第
   ５項に記載の装置。 ７ バーナー軸線に対して斜めに焔シールドにむ
   かつて一次空気を放出することにより通路から放
   出される空気が焔をシールドにむかつて付勢する
   ように前記通路を構成したことを特徴とする特許
   請求の範囲第５項に記載の装置。 ８ ガス流動方向とほぼ平行な対向ダクト壁によ
   り限定されるダクト内を流動するガスを加熱する
   装置であつて、ガス流動方向と交差する方向にダ
   クト内に達する焔を形成するように壁に取付ける
   手段を含む少くとも１つのバーナーと；焔よりも
   上流に位置して焔とほぼ平行にダクト内へ延びる
   ようにダクト壁に取付ける手段を含む焔シールド
   を具備し、前記シールドがバーナーに近いシール
   ド基部に於いて比較的大きく、シールドのバーナ
   ーとは遠い方の端部付近で比較的小さい横の広が
   りをガス流と交差する方向に有し、従つてシール
   ドが焔の形状に近い形状の、ダクトを流動するガ
   ス流から焔を保護するトラフを限定することを特
   徴とするダクト流動ガス加熱装置。 ９ 第１ダクト壁と対向する第２ダクト壁に設け
   た別のバーナーと、第１焔シールドと同様に構成
   した第２焔シールドを含み、第２焔シールドの基
   部が第１焔シールドの自由端付近にあり、第２焔
   シールドの自由端が第１焔シールドの基部付近に
   あることを特徴とする特許請求の範囲第８項に記
   載の装置。 １０ 互いに隣接する焔シールドが互いにほぼ平
   行に近接対向し且つ間隔を保つエツジを有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の装
   置。 １１ 各シールドのエツジの少くとも一部がシー
   ルド自由端にむかつて収斂することを特徴とする
   特許請求の範囲第１０項に記載の装置。 １２ 各シールドの基部に近い他の部分が前記収
   斂エツジと隣接するほぼ平行なエツジを有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載の
   装置。 １３ 焔シールドがダクト内のガス流の一部を焔
   にむけるため焔シールドを貫通する通路を限定す
   る手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第
   ８項に記載の装置。 １４ 焔シールドを通つて焔に向けられるガス量
   を調整するため通路と連通する手段を含むことを
   特徴とする特許請求の範囲第１３項に記載の装
   置。 １５ ガス量調整手段が焔シールドの上流側から
   上流にむかつて突出するガス・チエンバを限定す
   ると共に、ダクトを流動するガスがガス・チエン
   バへ流入してから通路を通つて焔にむかつて流動
   できるように上流にむかつて開口する吸気口を限
   定する手段と、チエンバへのガス流量を規制する
   ダンパを限定する手段から成ることを特徴とする
   特許請求の範囲第１４項に記載の装置。 １６ ガスが通路から焔の長手方向に流出するよ
   うにチエンバ及び通路を流動するガスを方向づけ
   るため通路及びガス・チエンバと連通する手段を
   含むことを特徴とする特許請求の範囲第１５項に
   記載の装置。 １７ 焔シールドの上流側から上流にむかつて突
   出し、通路と連通するエア・プレナムを含むと共
   に、ダクトの外側からプレナムに燃焼用空気を供
   給する手段をも含むことを特徴とする特許請求の
   範囲第１３項に記載の装置。 １８ プレナムがガス及び燃焼用空気を通路から
   放出できるようにダクト内を流れるガスの一部を
   プレナムへ向ける手段を含むことを特徴とする特
   許請求の範囲第１７項に記載の装置。 １９ プレナムへ向けられるガス量を規制する手
   段及びプレナムへ向けられる燃焼用空気量を規制
   する手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲
   第１３項に記載の装置。 ２０ バーナーが焔を強化する態様でのみ燃料を
   放出するように構成された燃料噴霧ノズルを含む
   ことと、ノズルがノズルに燃料油を供給する手段
   と、ノズルに燃料油噴霧用空気を供給する手段
   と、燃料を空気で噴霧化して噴霧状態の燃料／空
   気混合物を形成する手段と、ノズル内に位置し、
   混合物に対してノズル軸線を中心に回転運動を与
   えるように混合物通路内に複数の円周方向に順次
   間隔を保つ傾斜ブレードを有する旋回プレートを
   含むことを特徴とする特許請求の範囲第８項に記
   載の装置。 ２１ 噴霧用空気供給手段が周囲圧力よりも平方
   インチ当たり約4.5ポンドまたはそれ以下の幅だ
   け高い圧力で空気を供給する手段を含むことを特
   徴とする特許請求の範囲第２０項に記載の装置。 ２２ ノズルがノズル出口端に於いて混合物を囲
   む円形のエア・クツシヨンを噴射する手段を含
   み、この噴射手段が噴射される空気の圧力降下を
   最小限に抑制するため空気をノズル軸線に対して
   斜めに噴射する手段を含むことを特徴とする特許
   請求の範囲第２０項に記載の装置。 ２３ バーナーがダクト壁を貫通し且つノズル端
   部周りからダクト内部にむかつて突出する焔スロ
   ートを含み、前記スロートがノズルから放出され
   る混合物中に現われ、スロートを通つてダクト内
   の連携トラフ中へ伝播する渦を発生させ、その位
   置を制御する少くとも２つの軸線方向に間隔を保
   つステツプを含むことを特徴とする特許請求の範
   囲第２０項に記載の装置。 ２４ 少くとも一方のダクト壁に固定され、連携
   のシールドの全長に亘つて延び、シールドによつ
   て形成されるトラフと連通するように配置された
   各焔シールドの管状支持部材及び管状支持部材の
   内部を気体燃料の供給源と接続する手段を含み、
   前記支持部材が放出ガスがトラフに於いて点火さ
   れて排気ガスを加熱するように前記支持部材の全
   長の少くとも一部に亘つて配分され且つガスをト
   ラフ内へ放出するように配向された複数のガス放
   出口を含むことを特徴とする特許請求の範囲第８
   項に記載の装置。 ２５ トラフと管状部材の間に配置された焔安定
   手段を含み、前記焔安定手段がダクトを流れる排
   気ガス流とほぼ直交するように配向されたウエツ
   ブを限定し、前記支持部材に形成したガス放出口
   と整列するガス放出孔を含み、前記支持部材から
   の気体燃料が前記放出口及び放出孔を通つてトラ
   フ内へ流出できるようにしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第２４項に記載の装置。 ２６ 互いに対向する壁によつて限定されるダク
   トを貫流する排気ガス流を加熱する方法であつ
   て、燃料及び理論量以下の一次燃焼用空気で輪廓
   の鮮明な細長い焔を発生させる段階と；燃料及
   び、前記混合物をダクトへ流入させることにより
   燃料を完全燃焼させるに必要な空気量よりもはる
   かに少量の一次空気の混合物を形成することによ
   り排気ガス流と交差して一方のダクト壁から他方
   のダクト壁へ焔を向ける段階と；境界が焔の周辺
   とほぼ交差し、概ね焔の長手方向輪廓に従う流路
   に沿つて焔の周りを流動する形で排気ガスを流動
   させる段階と；排気ガスの一部を直接焔へ流入さ
   せる段階と；ダクトへ流入する前記混合物中の燃
   料を残らずほぼ完全燃焼させるに充分な酸素を焔
   に供給するように前記排気ガスの一部を制御する
   段階から成り、排気ガスを最少量の補足空気で所
   望温度まで加熱すると共にほぼ一様に加熱するこ
   とにより焔よりも下流の排気ガス中にホツトスポ
   ツトが形成されるのを防止することができること
   を特徴とする排気ガス流の加熱方法。 ２７ 混合物中に占める燃料の量を調整すること
   により直接焔へ流入する排気ガス部分を調整する
   段階を含むことを特徴とする特許請求の範囲第２
   ６項に記載の方法。 ２８ 排気ガスの前記部分をダクト中の排気ガス
   流から燃料／一次空気混合物がダクトへ流入する
   方向に、ダクトに対して斜めに逸らせる段階を含
   むことを特徴とする特許請求の範囲第２６項に記
   載の方法。 ２９ 焔がほぼ円錐形を呈するように混合物に形
   状を与える段階を含むと共に、焔の円錐形とほぼ
   平行な傾斜進路境界に沿つて焔の周縁のほぼ直径
   を挾んで対向する部分と接触するように排気ガス
   流を流動させる段階を含むことを特徴とする特許
   請求の範囲第２６項に記載の方法。 ３０ 互いに対向するダクト壁によつて限定され
   るダクトを貫流する排気ガス流を加熱する方法で
   あつて、燃料及び理論量以下の一次燃焼空気で細
   長い焔を発生させる段階と；焔が一方のダクト壁
   から他方のダクト壁にむかつて延びるようにする
   段階と；境界が焔の周縁とほぼ交差する流路に沿
   つて焔の周りを流れる形で排気ガスを流動させる
   段階と；ダクト内を貫流するガス流に関して焔の
   上流部分へ焔のほぼ全長に亘つてこれと交差する
   方向に直接二次燃焼空気を流入させる段階と；ダ
   クト内を貫流するガス流に関して焔の上流部分及
   び下流部分に於ける燃料／燃焼用空気比を等しく
   することにより燃料を残らずほぼ一様に且つ完全
   燃焼させるようにする段階から成ることを特徴と
   する排気ガス流の加熱方法。 ３１ 燃料／燃焼用酸素比等化段階が焔の下流部
   分よりも上流部分へ比較的多量の燃料を付勢する
   段階を含むことを特徴とする特許請求の範囲第３
   ０項に記載の方法。 ３２ 燃料／燃焼用酸素比等化段階が焔の上流部
   分よりも下流部分へ比較的多量の一次燃焼用空気
   を付勢する段階を含むことを特徴とする特許請求
   の範囲第３０項に記載の方法。