KR20020000169A - 질소산화물의 방출을 적게 하는 버너조립체 및노연도가스에서 질소산화물을 감소시키는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연소구역(24)을 한정하는 화실을 갖춘 노 또는 이와 유사한 장치를 위한 버너조립체(20)에 관한 것으로, 이 버너조립체(20)는 연소공기의 흐름을 위한 중심에 위치된 경로를 한정하는 제 1고리형타일(36)과, 이 제 1고리형타일과 중심이 맞춰진 제 2고리형타일(38)을 구비하며, 이 제 2고리형타일(38)은 상기 제 1고리형타일(36)의 외경보다 큰 내경을 갖고서, 상기 제 1고리형타일의 적어도 일부를 둘러싸도록 위치되어 고리형상의 도관(80)이 이들 사이에 한정되는데, 이러한 구조는 상기 통로를 따라 흐르는 연소공기가 이 연소공기의 흐름에 의해 비말동반하는 도관을 통한 연도가스의 흐름을 유발한다.

Description

질소산화물의 방출을 적게 하는 버너조립체 및 노연도가스에서 질소산화물을 감소시키는 방법{Low NOx emissions burner assembly and method for reducing the NOx content of furnace flue gas}

오늘날, 환경문제는 효율적이고 경제적이며 소음을 최소화시키면서 연도가스에서 질소산화물과 같은 오염물질을 최소화하는 버너에 대한 연구를 지속적으로 하게 한다. 이미 알려진 바와 같이, 질소산화물인 오염물질은 연소구역으로 연도가스를 다시 재순환시킴으로써 감소시킬 수 있다. 모터구동팬과 배출장치(eductor)를 포함하는 다양한 방법들이 이러한 재순환을 성취할 수 있도록 계획되거나 개발되었다. 통상적으로, 종래의 버너는 노(爐)의 연도가스를 비말동반하는 데에 연소연료의 기동력만을 사용한다. 이 종래의 방법에서는 가스가 고속일지라도 작은 질량이 비말동반속도를 느리게 하는 한계가 있다.

더욱이, 종래 방법에서는 연소구역으로 재주입될 수 있는 곳으로 다시 재순환된 연도가스를 이송하기 위한 내부구조의 도관을 갖춘 버너의 사용을 수반한다. 구조적인 조건은 전체 설비에 대한 비용을 대단히 크게 증가시킨다. 따라서, 연도가스의 재순환을 단순화시키는 구조형태가 필요하게 되었다.

본 발명은 폭넓게 사용되는 산업용 버너에 관한 것으로, 이 버너는 천연가스를 포함한 가스연료 혹은 연료오일을 포함한 액체연료의 연소에 적합하다. 특히, 본 발명은 화실(火室)의 내부에서 직접 연도가스를 재순환하는 구조를 제공하여 질소산화물(NO_x)과 소음을 적게 내는 버너조립체에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 개념과 원리를 실현한 버너조립체의 측면도이고,

도 2는 도 1에서와 같이 있을 때 버너의 하부끝에서 위로 바라본 평면도,

도 3은 도 1에서와 같이 있을 때 버너의 상부끝에서 아래로 바라본 확대평면도,

도 4는 도 2의 원 4내에 있는 버너조립체의 일부를 도해한 확대도,

도 5는 도 3의 원 5내에 있는 버너조립체의 일부를 도해한 확대도,

도 6은 도 3의 원 6내에 있는 버너조립체의 일부를 도해한 확대도,

도 7은 도 1의 버너조립체의 타일부를 부분적으로 단면도로 도해한 확대도,

도 8은 도 7의 타일부의 하부(상류)타일의 평면도,

도 9는 도 7의 하부타일의 측면도,

도 10은 도 7의 타일부의 상부(하류)타일을 부분적으로 단면도로 도해한 확대한 측면도,

도 11 내지 도 16은 본 발명에 따른 버너조립체의 다수의 바람직한 실시예들을 개략적으로 도해한 측면도,

도 17은 본 발명의 개념과 원리를 실현한 버너조립체의 바람직한 형태를 부분적으로 단계도로 도해한 측면도,

도 18은 도 17의 버너의 평면도,

도 19는 도 17의 19-19선 단면도,

도 20은 도 18의 20-20선 단면도,

도 21은 도 18의 21-21선 단면도,

도 22는 본 발명의 개념과 원리를 실현한 버너조립체의 또 다른 바람직한 형태를 부분적으로 단면도로 도해한 측면도이다.

본 발명은 종래 기술의 문제점과 단점을 해결하는 새로운 버너조립체를 제공한다. 특히, 본 발명은 단순한 구조이면서, 연도가스를 재순환하는 간단하고 효과적인 기동력의 사용을 용이하게 하는 버너조립체를 제공한다. 본 발명의 개념과 원리에 의하면, 연도가스의 비말동반을 위해 연소공기를 사용하면 질량의 차가 대단히 크기 때문에 이러한 목적을 위한 연료가스의 사용보다 훨씬 더 효율적이다. 연소공기의 질량은 연소연료가스의 질량보다 전형적으로 10 내지 12배정도 크다. 본 발명은 또한 연소공기와 연료가스 모두를 같이 사용하여 연도가스를 재순환시키는 기동력을 더욱 커지게 한다.

본 발명의 버너조립체는 연소구역을 한정하는 노나 화실 또는 이와 유사한 장치의 벽면이나 바닥 혹은 지붕에 장착되는 것이 적합하다. 본 발명의 개념과 원리에 의하면, 이 버너조립체는 노벽을 지나 연소구역내로 돌출한 부분을 갖춘 타일부를 구비한다. 이 타일부는 상기 버너조립체가 벽에 장착될 때 연소구역에 인접한노내의 영역과 공기통로를 상호연통시키는 재순환연도가스(이하 RFG)의 도관과 연소구역내로 연소공기를 안내하도록 형성된 공기통로를 제공한다. 본 발명에 의하면, 상기 RFG도관은 타일부의 돌출부내에 완전히 위치되는 것이 바람직하며, 이로써 노의 구조체내로 RFG도관을 설치할 필요가 없다.

본 발명의 바람직한 형태에서, 조립을 쉽게 하기 위해 타일부는 타일 사이에 한정된 RFG도관을 갖춘 제 1 및 제 2타일을 구비할 수 있다. 본 발명의 이 바람직한 형태에서, 제 2타일은 제 1타일에 구비된 안착부상에 장착될 수 있다. 제 1 및 제 2타일은 각각 고리형 몸체부를 구비하며, 제 1타일의 고리형 몸체부가 연소공기통로를 둘러싸도록 위치되며 제 2타일의 고리형 몸체부가 상기 제 1타일의 고리형 몸체부의 적어도 일부를 둘러싸도록 위치되게 타일들이 배치된다. 바람직하게는, 본 발명의 원리와 개념에 의하면, 제 1타일의 고리형 몸체부는 외부표면을 구비하고 제 2타일의 고리형 몸체부는 내부표면을 구비하여, 이 표면들은 RFG도관이 이들 사이에 한정되도록 배열되고 위치될 것이다. 이상적으로는, 고리형 몸체부는 RFG도관이 실제로 고리형상이 되도록 제 2타일의 내부표면에서 방사상으로 이격된 제 1타일의 외부표면과 중심이 동일하게 배치될 것이다.

특히, 본 발명의 바람직한 방식에서는, 제 2타일이 제 1타일의 안착부상에 놓이는 고리형 선단을 갖출 수 있다. 바람직한 방식에서, 이 안착부는 제 1타일의 고리형 몸체부의 외부표면에서 방사상으로 외부로 뻗어 있으면서 외주가 동일하게 이격된 적어도 하나, 바람직하게는 적어도 2개, 이상적으로는 4개의 숄더(shoulder)부재를 구비한다. 본 발명의 가장 바람직한 실시예에서, 이 숄더부재는 제 2타일의 고리형 선단을 수용하고 고정되도록 된 노치(notch)를 각각 구비한다. 이러한 구조는 서로에 대해 타일들의 위치선정을 용이하게 하고 중심을 동일하게 한다.

본 발명의 다른 바람직한 형태에서, 버너조립체는 연소공기통로에 배치된 유체연료버너노즐을 구비한다. 본 발명의 이러한 형태에서, 유체연료버너노즐은 연소구역으로 가스연료, 바람직하게는 천연가스 혹은 특히 가연성 가스혼합물을 전달하기에 적합하다. 본 발명에 따르면, 바람직하기로 유체연료버너노즐은 주어진 범위내의 여러 압력으로 압축된 가스연료를 수용하기에 적합하다. 선택적으로, 유체연료버너노즐은 연소구역으로 액체연료, 바람직하게는 연료오일을 전달하기에 적합하다.

본 발명의 버너조립체는 RFG도관으로의 주입구에 인접하게 배치된 적어도 하나의 유체연료버너노즐을 구비한다. 추가로 혹은 선택적으로, 본 발명의 버너조립체는 제 2타일의 고리형 몸체부의 외주표면상 위치된 유체연료버너노즐을 구비한다.

추가로 본 발명의 개념과 원리에 따르면, 버너조립체는 연소구역을 한정하는 화실을 갖춘 노와 연결되어 사용하는 데에 적합하다. 이 버너조립체는 연소공기의 흐름경로를 한정하는 제 1고리형 타일과, 이 제 1고리형 타일과 중심이 동일한 제 2고리형 타일을 구비한다. 제 2고리형 타일은 제 1고리형 타일의 외경보다 큰 내경을 가지며, 이 제 2고리형 타일은 제 1고리형 타일의 적어도 일부를 둘러싸도록 위치되어서 링형상의 RFG도관이 그 사이에 한정된다. 본 발명의 이러한 형태에서, 타일들은 연소구역을 둘러싸는 영역에서 연도가스와 직접 유체를 연통하는 RFG도관을 갖춘 연소구역에 위치하는 것이 적합하다. 상기 조립체는 바람직하게 흐름경로를 따라 흐르는 연소공기가 RFG도관을 통하는 연도가스의 흐름을 연소공기의 흐름에 의해 비말동반하게 한다. 이상적으로, 상기 조립체는 연도가스의 흐름과 혼합하기 위한 가스흐름을 제공하는 RFG도관으로의 입구에 인접하게 위치된 가스분사기를 구비한다.

또 다른 본 발명의 개념과 원리에 따르면, 본 발명은 RFG를 유발하는 버너조립체를 제공한다. 이 조립체는 연료노즐부를 구비하는데, 이는 흐름경로를 따라 노의 화실내에 있는 연소구역내로 유체연료의 흐름을 안내하도록 위치된 노즐을 구비한다. 또한, 조립체는 중앙개구부를 갖추고서, 이 중앙개구부가 노즐을 둘러싸고 유체연료의 흐름경로를 둘러싸면서 노즐을 통과한 연소공기의 환형상 흐름을 안내하도록 위치된 제 1타일구조체를 구비한다. 바람직하게, 제 1타일구조체는 중앙개구부를 둘러싸면서 그 주위로 뻗은 외주표면을 구비한다. 또한, 중앙통로를 갖춘 제 2타일구조체가 구비된다. 바람직하기로, 제 2타일구조체는 중앙통로가 제 1타일구조체의 적어도 일부를 둘러싸도록 위치된다. 제 2타일구조체는 중앙통로 둘레로 뻗은 내부표면을 구비하며, 이 내부표면은 제 1타일구조체의 외주표면을 향하여 이격되게 배치된다. 고리형상의 공간은 제 1타일구조체의 외주표면과 제 2타일구조체의 내부표면 사이에 한정된다. 바람직하게는, 버너가 노에 대하여 작동가능하게 설치될 때, 타일구조체들이 그 사이에 있는 고리형상의 공간이 연소구역에 인접한 화실내의 내부영역과 직접 상호연통되도록 배치된다. 본 발명의 개념과 원리에 의하면, 바람직하게 타일구조체의 조립체는 내부영역으로부터 고리형상의 공간을 관통하는 RFG의 흐름이 제 1타일구조체의 개구부를 통해 흐르는 연소공기로 유발되게 한다. 이 점에 있어서, 본 발명의 조립체는 강제된 공기식 구조를 사용하는 현재의 응용에서 연도가스의 재순환을 보강하는 데에 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 형태는 연소구역을 구비한 화실과 RFG를 유발하는 버너조립체를 갖춘 질소산화물의 방출을 감소시키는 노를 제공한다. 본 발명의 이러한 형태에서, 버너조립체는 연소구역에 연소공기와 유체연료를 제공하는 노의 벽면이나 지붕 혹은 바닥에 작동가능하게 설치된다. 본 발명에 의하면, 바람직하게 버너조립체가 흐름경로를 따라서 화실내의 연소구역내로 유체연료의 흐름을 안내하도록 위치된 노즐을 구비하는 연료노즐부와, 중앙개구부를 갖춘 제 1타일구조체 및, 중앙통로를 갖춘 제 2타일구조체를 구비한다. 제 1타일구조체는 중앙개구부가 노즐을 둘러싸고 유체연료의 흐름경로를 둘러싸면서 노즐을 통과한 연소공기의 환형상 흐름을 안내하도록 위치된다. 또한, 제 1타일구조체는 중앙개구부를 둘러싸면서 둘레로 뻗은 외주표면을 구비한다. 제 2타일구조체는 중앙통로는 제 1타일구조체의 적어도 일부를 둘러싸도록 위치된다. 제 2타일구조체도 중앙통로 둘레로 뻗은 내부표면을 구비한다. 바람직하게 본 발명의 개념과 원리에 의하면, 제 2타일구조체의 내부표면은 제 1타일구조체의 외주표면을 향하면서 이격되게 배치되고, 이 표면들은 바람직하기로 그 사이에 고리형상의 공간을 한정하도록 배치된다. 추가로, 타일구조체들은 버너조립체가 작동가능하게 설치될 때, 그 사이에 있는 고리형상의 공간이 연소구역에 인접한 화실의 내부영역과 직접 상호연통되도록 배치된다. 바람직하게는,타일구조체들의 배치는 연소구역에 인접한 화실내의 영역으로부터 고리형상의 공간을 관통하는 RFG의 흐름이 제 1타일구조체의 개구부를 통해 흐르는 연소공기로 유발되게 한다. 다시, 본 발명의 조립체는 강제된 공기식 구조를 사용하는 현재의 응용에서 연도가스의 재순환을 보강하는 데에 사용될 수 있다.

다른 본 발명의 개념과 원리에 의하면, 노의 연소구역내의 연소공기와 유체연료로 생성된 노연도가스의 질소산화물을 효율적이며 효과적으로 감소시키는 방법을 제공한다. 본 발명의 이러한 형태에서, 이 방법은 연소구역으로 RFG를 주입하는, 전술된 바와 같은 버너조립체를 사용하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양상에서는, 노연도가스의 질소산화물을 효율적이며 효과적으로 감소시키는 방법을 제공한다. 이 방법은 노의 화실내에서 연소구역으로 유체연료의 흐름을 제공하는 단계와, 연소구역내에 연소공기의 흐름을 제공하는 단계, 연소구역에서 유체연료와 공기를 연소하여 화염을 생성하는 단계 및, 연소구역에 인접한 화실내의 영역으로부터 직접 RFG의 흐름을 유발하고 연소구역에서 유체연료와 연소공기가 반응하도록 연소공기의 흐름의 기동력을 사용하는 단계를 포함한다. 그럼으로써, 노에서 질소산화물의 생성과 방출이 감소된다. 바람직하게는, 본 발명의 개념과 원리에 의하면, 연소공기는 가늘고 긴 버너조립체의 길이방향 축을 따라 흐른다.

또한, 본 발명은 화실을 갖춘 가스발화식 노용 버너를 작동하는 방법을 구비한다. 본 발명의 이러한 양상에 따르면, 이 방법은 바람직하기로 연소공기의 흐름을 제공하는 단계와, 연소연료의 흐름을 제공하는 단계, 연료와 공기를 혼합하는단계, 화실의 연소구역에서 공기와 연료의 혼합물을 연소하는 단계 및, 연소구역에 인접한 화실내의 영역에서부터 연소공기의 흐름의 기동력을 이용하여 연소공기와 유체연료의 혼합물과 이에 따른 화염으로 직접 연도가스의 흐름을 유발시키는 단계를 포함한다. 바람직하기로, 전술한 방법은 추가로 연소구역에 인접한 영역에서부터 연도가스의 흐름을 추가로 유발하는 데에 연소가스연료의 흐름의 기동력를 사용하는 단계를 포함한다. 바람직하기로, 본 발명의 이러한 형태에서, 연소공기는 가늘고 긴 버너조립체의 길이방향 축을 따라 흐른다.

본 발명의 중요한 특징 중 하나는 연소구역의 외주 영역에서부터 직접 RFG의 비말동반을 위해 버너조립체를 통하여 축방향으로 흐르는 제 1공기의 사용을 수반한다. 본 발명의 축방향 비말동반시스템은 버너를 떠나는 훨씬 더 균일하고 동질인 가연성 가스혼합물을 공급할 수 있어서 전형적인 성층화 문제점과 생성화염의 불안정성을 완화시킨다. 종래기술의 버너조립체보다 본 발명의 장점은, (1)짧은 화염길이(1.5 내지 2ft/MMBtuh에 대하여 0.5 내지 1ft/MMBtuh), (2)더욱 큰 부하조정비율(1 대 3에 대하여 1대 10), (3)버너 주위의 훨씬 적은 소음, (4)타일을 통해 관통하는 연소분사로 생성된 열점에 쉽게 영향을 받지 않는 타일, (5)만약 완전히 제거되지 않는다면, 감소되는 코크스화성향, (6)화학양론적 조건하에서 매우 용이하게 작동성을 향상시킨 안정성, (7)용이하게 된 산화물생성영역에서의 화염안착, (8)화염패턴의 균일성으로 유도하는 동질의 혼합물, (9)즉발 및 열적 질소산화물의 감소, (10)잠재적으로 연도가스의 비말동반에 사용될 수 있는 공기와 연료, (11)훨씬 더 효율적인 연도가스의 비말동반, (12)버너 대 버너의 상호작용을감소시키는 축방향 화염패턴, (12)강제된 공기식 응용에서 RFG와 결합될 수 있고, (13)강제된 공기식 구조와 연결하여 사용할 때, 훨씬 더 효율적인 것 등을 포함하는데, 이들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념과 원리를 실현한 버너조립체는 도 1에 도시되며, 참조번호 20으로 나타내어진다. 특히, 이 조립체(20)는 노 혹은 이와 유사한 장치의 화실의 벽(22)에 도시된 바와 같이 장착되도록 되어 있다. 벽(22)은 도 1에 도시된 바와 같이 조립체(20)의 상부끝(26)과 그 둘레에 일반적으로 배치된 연소구역(24)을 한정한다. 하지만, 버너기술의 숙련자들에게 있어서는, 조립체(20)의 방향이 그렇게 중요한 사항은 아니며, 이는 생성된 화염이 위로, 아래로, 수평방향으로 혹은 수평방향에 대해 어느 정도의 각도로 방사되도록 여러 위치들 중 어느 하나로 사용될 수 있음이 분명하다. 따라서, 상부끝과 같이 한정하는 끝(26)은 참조에 편의를 도모하기 위한 것일 뿐이다. 더욱이, 본 발명의 개념과 원리는 원형의 버너타일에 사용되는 것으로 제한되지 않는 것이 명백하다. 이 점에 있어서, 본 발명의 개념과 원리는 사각형상의 버너타일을 갖춘 버너와 불꽃형 버너 및 축대칭형 구조를 갖는버너에서도 적용될 수 있다.

버너조립체(20)는, 연소용 공기원에 연결하는 데에 적합한 공기입구(28)와, 공기박스(30) 및, 연료원에 연결하는 데에 적합하고 버너조립체의 각 버너노즐에 연료를 분배할 수 있는 분기관시스템(32)을 포함하는 작동상 필요한 종래의 부속품들을 구비한다. 이 장치들은 버너기술의 숙련자들에게는 종래기술이며 널리 공지되어 있다. 조립체(20)는 도 1 및 도 7에서 도시된 바와 같이 벽(22)에 장착하기 위한 플랜지(33)를 구비한다. 이 플랜지(33)는 종래의 너트 및 볼트(혹은 나사못)구조물을 사용하여(도 4참조), 벽(22)에 고정된다.

특히, 버너조립체(20)는 연소구역(24)에 인접한 영역(34)에서부터 연도가스의 흐름을 유발하고, 연소구역(24)내에서 연소되는 공기와 연료의 혼합물을 희박하게 하기 위해 연도가스를 재순환시키는 데에 적합하다. 이 재순환된 연도가스는 종종 RFG(또는 FRG)로 언급되며, RFG가 연소구역에서 연소공기와 연료에 혼합될 때, 질소산화물의 방출이 감소되는 것은 잘 알려진 현상이다.

본 발명에 따르면, 조립체(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 벽(22) 위로 연소구역(24)내로 돌출한 부분(38)을 갖춘 타일부(36)를 구비한다. 즉, 타일부의 부분(38)은 연소구역(24)내로 돌출하여 본질적으로 그 안에 위치된다. 이 타일부(36)는 하부에 있고서 상류내부의 제 1타일구조체(40)와 상부에 있고서 하류외부의 제 2타일구조체(42)를 구비한다. 특히, 도 7에 도시된 바와 같이, 타일(42)은 타일(40)의 안착부(44)에 장착된다.

도 7 내지 도 9에 아주 잘 도시된 바와 같이, 이들 도면에 도시된 본 발명의바람직한 실시예에서, 타일(40)은 전체적으로 고리형인 몸체부(46)를 구비하되, 이는 중앙개구부(48)와, 베이스(50) 및, 바람직하게는 몸체부(46)와 본질적으로 일체로 되며 그 외주주위로 동일하게 이격된 다수의 숄더부재(52)를 둘러싼다. 도면에 도시된 바와 같이, 도해된 조립체는 4개의 숄더부재(52)를 구비하나, 당해분야의 숙련자들은 조립체가 단지 3개의 숄더부재(52)를 사용하도록 설계될 수 있음을 알고 있다. 도시된 바와 같이, 숄더부재(52)는 고리형 몸체부(46)의 외주표면(54)에서 방사상으로 바깥을 향해 뻗으며, 이와 함께 전술된 바와 같이 타일(42)용 안착부(44)를 제공한다. 이 때문에, 숄더부재(52)는 타일(42)의 고리형 선단부(58)를 수용하고 고정시키도록 된 노치(56)를 각각 구비한다. 즉, 타일(40,42)이 조립되어 타일부(36)를 이루면, 타일(42)의 선단부(58)는 이에 상응하는 노치(56)의 일부인 일반적으로 수평한 선반부(60)에 놓인다. 선단부(58)가 노치(56)에 의해 수용되고 고정된 방식은 도 7에 아주 잘 도시된다. 도시된 바와 같이, 표면(54)은 본질적으로 타일(40)의 둘레로 뻗으며 개구부(48)를 둘러싼다. 타일부(36)의 타일(40,42)은 공지된 종래의 부착장치를 사용하여 함께 연결될 수 있다. 타일부(36)가 노의 바닥벽에 장착된다면, 타일(42)은 안착부(44)에 간단히 놓여질 수 있다. 한편, 타일부(36)가 다른 위치에 장착된다면, 타일(42)은 노치(56)의 위치에 대응한 위치에서 타일(42)내에 주조된 가늘고 긴 나사못을 사용하여 타일(40)에 부착될 수 있다. 나사못을 수용하는 구멍은 노치(56)에서 플랜지(33)까지 숄더부재(52)를 통해 아래로 향해 뻗을 수 있으며, 여기서 너트는 가늘고 긴 나사못을 매개로 플랜지(33)에 타일(40,42)을 고정하도록 사용된다.

도 3과 도 7 및 도 10을 참조로 하면, 이 도면들에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에서, 타일(42)은 중앙개구부(64)를 둘러싼 고리형 몸체부(62)를 구비한다. 이 타일(42)의 내경은 타일(40)의 외경보다 크다. 그럼으로써, 특히 도 7에 도시된 바와 같이, 타일(42)이 타일(40)상에 장착되면, 타일(42)의 고리형 몸체부(62)는 타일(40)의 고리형 몸체부(46) 중 적어도 일부를 둘러싼다. 특히 고리형 몸체부(62)의 하부선단부(58)는 고리형 몸체부(46)의 상부원뿔대(68)를 둘러싼다. 따라서, 고리형 몸체부(46,62)는 타일(42)의 하부선단부(58)의 내부고리형 표면(72)에서 방사상으로 내부를 향해 이격된 타일(40)의 상부원뿔대(68)의 외부고리형 표면(70)과 중심이 동일하게 배치된다. 명백하게, 타일(42)의 내부표면(72)은 타일(40)의 원뿔대(68)를 둘러싸도록 위치된다.

타일(42)이 도 3과 도 7에 도시된 바와 같이 작동위치에서 타일(40)상에 안착될 때, 타일(42)의 중앙개구부(64)와 함께 타일(40)의 중앙개구부(48)는 공기박스(30)로부터의 연소공기가 연소구역(24)으로 안내되는 경로(76)를 한정하는 통로(74)를 제공한다. 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이, 통로(74)는 타일(40,42)의 각 고리형 몸체부(46,62) 뿐만 아니라 그 주위로 뻗은 고리형 표면(72;도 3에 도시되지 않음)으로 둘러싸인다.

전술된 바와 같이, 타일(40)의 상부원뿔대(68)의 외부고리형 표면(70)은 타일(42)의 하부선단부(58)의 내부고리형 표면(72)에서 방사상으로 내부를 향해 이격된다. 따라서, 표면(70,72)은 서로를 향하여 이격되도록 위치된다. 표면들(70,72;도 3참조) 사이에 있는 고리형 공간(78)은 연소구역(24)에 인접한 영역(34)과 공기통로(74)를 상호연통시키는 고리형상 또는 링형상의 RFG도관(80)을 제공한다. 그럼으로써, 상부 및 하부타일(40,42)의 사이에 한정된 RFG도관(80)은 연소구역(24)을 둘러싼 영역(34)에서 연도가스와 직접 연통되어서, 경로(76)를 따라 흐르는 연소공기가 영역(34)으로부터 연소공기에 의한 비말동반과 희석을 위해 도관(80)을 통해 연도가스의 흐름을 유발하고, 연소구역(24)에서 연소되는 가스를 냉각시킬 수 있어 질소산화물의 생성을 감소시킨다. 즉, 타일들(40,42)의 배치는 영역(34)으로부터 고리형 공간(78)을 관통하는 RFG의 흐름이 통로(74)를 따라 개구부(48,64)를 관통하여 흐르는 연소공기의 작용으로 유발되게 한다. 도관(80)의 하류끝(81)을 지나 흐르는 연소공기가 도관(80)을 통해 RFG의 흐름을 유발하는 기동력을 만들어 낸다. 그럼으로써, 타일들의 배열은 배출장치 또는 배기장치와 아주 유사한 작용을 한다. 즉, 화살표(76)방향으로 흐르는 연소공기의 질량은 본 발명의 타일조립체(20)를 둘러싸는 화실내부의 영역(34)에서부터 직접 RFG를 비말동반한다. RFG는 영역(34)으로부터 링형 도관(80)을 통하여 이 도관의 끝(81)을 지나 화살표(85)방향으로 흐르는데, 여기서 이는 경로(76)를 따라 흐르는 연소공기와 결합되고 비말동반된다. 따라서, 화살표(76)방향으로 흐르는 연소공기의 질량은 영역(34)에서부터 화살표(85)의 경로를 따라 직접 연도가스를 비말동반하며, 가스노즐(82)의 출구끝(83)으로 전달하는 기동력을 제공하는데, 여기서 확산되고 연소혼합물과 혼합되어, 연소공기로부터의 산소와 연료의 반응속도를 늦추게 한다.

본 발명에 의하면, 하류의 타일(42)은 상류의 타일(40) 둘레에 위치되어서, 노의 내부에서 노의 가스에 개방된 링형상의 도관(80)을 형성한다. 이런 노의 가스는 경로(76)를 따라 타일(42)의 중앙을 통해 흐르는 공기와 반응하여, 입구공기용적이 대략 118%인 타일시스템을 떠나는 조합된 흐름을 창출할 수 있다. 이 첨가된 노의 가스는 매우 균일하며 동질한 방식으로 주요 화염에 공기의 확산을 늦추게 하여 연소구역(24)에서의 화염 주위로 휩쓸리게 된다.

여기서, 타일(40)이 4개의 숄더부재(52)를 구비한 것으로 도시되었지만, 실제로 주어진 용도에 필요하거나 요구되는 그 갯수는, 전반적인 타일의 크기와, 조립체의 방향, 타일(42)의 무게 혹은 통로(74)와 도관(80)에 필요한 흐름면적에 따라 변경될 수 있다.

도 1 내지 도 10에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에서, 버너조립체(20)는 제 1, 제 2, 제 3의 유체연료버너노즐을 구비한다. 특히, 도 3 및 도 7에 도시된 제 1노즐(82)은 타일(40,42)로 둘러싸이고, 전체적으로 통로(74)의 중앙에 위치되어서, 연소공기의 환형상의 흐름은 중앙개구부(64)내에 노즐(82)을 지나 나아가게 된다. 따라서, 초기에 연소공기는 노즐(82)에서 방사되는 연료의 흐름을 둘러싸면서 흐른다. 비록 도시된 바와 같이 노즐(82)이 연소구역에 가스연료를 전달하기에 특히 적합할지라도, 본 발명의 개념과 원리에 따르면 노즐(82)은 연소구역으로의 경로(76)에 전체적으로 평행한 경로를 따라, 예컨대 연료오일과 같은 액체연료 혹은 예컨대 천연가스와 같은 가스연료를 전달하기에 적합하다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 버너조립체(20)는 다수의, 바람직하게는 4개의 제 2버너노즐 혹은 가스분사기(84)를 구비한다. 특히 도 1과, 도 3, 도 5 및, 도 7에 도시된 이 노즐(84)은 RFG도관(80)의 입구(86)에 인접하게 위치되어서, 연료가스가 RFG와 혼합된다. 추가로, 노즐(84)에서 방사된 가스는 영역(34)으로부터의 RFG의 흐름을 추가로 유발하도록 기동력을 제공한다. 버너기술의 숙련자들에게 명백한 바와 같이, 노즐(84)의 갯수에 대해서는 제한이 없으며, 임의의 주어진 용도에 따라 이 갯수는 0개에서 8개 혹은 그 이상으로 변경될 수 있다. 하지만, 조립체가 다수의 제 2노즐을 구비하면, 이 노즐들은 도시된 바와 같이 고리형 타일부(46)의 외주에 대해서 동일하게 이격되어야 한다.

또한, 버너조립체(20)는 다수의, 바람직하게는 4개의 제 3노즐 혹은 가스분사기(88)를 구비한다. 특히, 도 1과, 도 3, 도 6 및, 도 7에 도시된 이 노즐(88)은 바람직하게 고리형 타일부(62)의 외주표면(92)에 구비된 각각의 채널(90)에 장착된다. 바람직하기로, 숄더부재(52)는 끝표면(94)에 구비되되, 이는 노즐(88)에 연료를 공급하는 튜브(96)를 위한 지지부를 제공한다. 버너기술의 숙련자들에게 명백한 바와 같이 노즐(88)의 갯수에 대해서는 제한이 없으며, 임의의 주어진 용도에 따라 이 갯수는 0개 내지 8개 혹은 그 이상으로 변경될 수 있다. 하지만, 조립체가 다수의 제 3노즐을 구비하면, 이 노즐들은 도시된 바와 같이 고리형 타일부(62)의 외주(92)에 대해서 동일하게 이격되어야 한다.

특별예

전술되고 도 1 내지 도 10에 도시된 본 발명의 실시예를 사용하는 노의 작동예는 다음과 같다.

버너는 8MMBtuh로 발화되고, 과잉공기는 15%정도이며, 노의 온도는1500℉(851.6℃)이다. 버너의 차압은 0.3inH₂O(0.000739atm)이고, 버너댐퍼(damper)는 완전히 개방시킨다. 가연성 가스는 100% 천연가스이고, 단일한 중앙연료노즐형태이며, 연도가스에서 얻어진 생성물은 산소 3%, 일산화탄소 0ppm, 질소산화물은 대략 20 내지 35ppm을 포함한다.

전술된 설명과 특별예에서, 연료는 주로 연료가스 혹은 천연가스로 기술되었다. 이 점에 있어서, 본 발명의 버너는 예컨대 통상 연료오일 혹은 다른 가스가 혼합된 연료를 포함한 다른 액체연료를 연소할 때 질소산화물의 방출을 효과적으로 감소시키는 데에 사용된다. 또한, 현존하는 설비가 개장(改裝)되어, 본 발명의 개념과 원리를 이용할 수 있다.

도시되고 전술된 바와 같이, 본 발명의 버너조립체(20)는 제 1과, 제 2 및 제 3버너를 구비한다. 바람직한 실시예는 도 11 내지 도 16에 개략적으로 도시되어 있다. 각각의 경우에, 중심이 동일한 타일을 갖추고서 개략적으로 도시된 타일부는 본질적으로 전술된 타일(40,42)과 동일하다. 도 11에 도시된 바와 같이, 도시된 버너조립체는 중앙에 위치된 하나의 제 1버너노즐을 구비한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 도시된 버너조립체는 RFG유도도관으로의 입구에 인접한 상류 타일의 외주표면에 인접하게 위치된 2개 이상의 버너노즐을 구비한다. 도 13에 도시된 바와 같이, 도시된 버너조립체는 RFG유도도관에 인접한 상류 타일에 있는 중앙개구부의 내부표면에 위치된 2개 이상의 버너노즐을 구비한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 도시된 버너조립체는 중앙에 위치된 제 1버너노즐과, 하류 타일의 외주표면에 위치된2개 이상의 버너노즐을 구비한다. 도 15에 도시된 바와 같이, 버너조립체는 예혼합기와 종래의 와류(swirler)기구를 갖추고서 중앙에 위치된 하나의 제 1버너노즐을 구비한다. 도 16에 도시된 바와 같이, 버너조립체는 중앙의 버너노즐이, 특히 액체연료를 이송하도록 된 경우를 제외하고, 본질적으로 도 1 내지 도 10과 연관되어 전술된 바와 같이 배치된다. 각각의 경우에 있어서, 영역(34)으로부터 도관(80)을 관통하는 RFG의 흐름은 도관의 끝(81)을 지나 경로(76)를 따라 흐르는 연소공기로 유발된다.

본 발명의 개념과 원리를 실현한 바람직한 버너구조의 형태는 도 17 내지 도 21에 도시되어 있는 바, 이 구조는 참조번호 120으로 나타내어진다. 버너구조(120)는 상부타일(142)이 하부타일(140)에 안착된 방식을 제외하고, 버너구조(20)와 형태상 유사하다. 이는 차례로 타일들(140,142) 사이에 한정된 고리형 공간(178)의 형태를 변화시킨다.

도 17 내지 도 21을 참조로 하면, 하부타일(140)은 고리형 몸체부(146)의 외주표면(154)에서 방사상으로 바깥으로 돌출한 다수의 숄더부재(152)를 구비한다. 더불어, 부재(152)의 상부표면(153)은 타일(142)용 안착부(144)를 제공한다. 이 때문에, 상부타일(42)은 아래로 돌출한 다수의 발(159)을 구비한다. 본 발명에 의하면, 상부타일(142)의 발(159)의 갯수는 하부타일(140)상에 있는 부재(152)의 갯수와 상응하며, 도시된 바와 같이 발(159)은 타일이 조립될 때 상부표면(153)에 놓이도록 위치된다. 이러한 구조에 의해, 상부타일(142)의 하부선단부(158)는 하부타일(142)의 상부선단부(161)에서 수직방향으로 이격된다. 이러한 이격은 고리형 공간(178)을 위한 형태를 제공하는 데, 이는 버너조립체(20)의 고리형 공간(78)의 형태와는 다르다. 또한, 이 이격은 노의 내부에서 타일(140,142)내의 중앙통로(174)로 연도가스를 흐르게 하기 위해 구비된 경로(185)의 형태를 변화시킨다. 물론, 이러한 흐름은 경로(176)를 따르는 연소공기의 흐름 뿐만 아니라 노즐(184)에서의 연료가스의 흐름에 의해 유발된다. 타일(142)은 종래의 수단, 예컨대 발(159)로부터 숄더부재(152)를 통해 뻗은 나사못 수용구멍을 관통하여 아래로 뻗은 나사못을 사용하여 타일(140)에 부착될 수 있다.

도 19를 참조로 하면, 채널(190)은 숄더부재(152)에 대해서 일정한 각도로 벗어나 있는 반면에, 버너구조(20)에서 채널(90)은 숄더부재(52)에 대해서 일정한 각도로 벗어나 있지 않다. 본 발명의 개념과 원리에 따르면, 채널(190)은 바람직하기로 숄더부재(152)에 대해서 45°벗어나 있다. 이러한 각도로의 벗어남은 노즐(184)에서 고리형 공간(178)으로의 연료의 흐름을 방해하는 최소한의 구조가 있는 위치에 노즐(184)을 위치시킨다.

본 발명의 개념과 원리를 실현하는 다른 바람직한 버너구조의 형태가 도 22에 도시되는데, 이 구조는 참조번호 220으로 나타내어진다. 버너구조(220)는 버너노즐(284)의 위치와 숄더부재(252)의 방사상의 크기를 제외하고, 버너구조(120)와 동일하다. 도 22의 구조는 버너구조(120)보다 직경이 작은 버너를 용이하게 사용할 수 있다.

본 발명의 버너구조는 낮은 질소산화물의 방출, 낮은 소음, RFG의 공기비말동반, 신속한 질소산화물의 완화, 단순한 구조, 짧은 화염, 높은 부하조정비율, 높은 안정성 및, 낮은 일산화탄소의 방출을 성취한다. RFG의 흐름은 연료가스 대신에 RFG를 비말동반하는 기동력으로 연소공기를 사용함으로써 송풍기와 같은 기계장치없이 유발된다. 더욱이, 이러한 구조는 제 2가스팁이 버너타일 뒤에 위치하여 분사소음이 버너의 외부에서 차폐되게 된다. 더구나, 연소전에 노의 내부에서 직접 가스분사기로의 RFG의 확산은 신속한 질소산화물의 감소를 초래한다. 이 구조는 간단히 작동이 용이하면서 제조비용이 적게 들게 한다.

본 발명의 중요한 특성은 질소산화물의 방출을 감소시키고, 균질한 혼합을 용이하게 하도록 연소공기와 연료가스 및 RFG의 혼합을 향상시키는 버너에 연도가스를 공급하는 비동력수단의 제공에 있다. 버너구조는 노에서부터의 RFG를 비말동반하고 혼합물을 연소가능하게 하면서 충분한 양으로 들어오는 연도가스와 혼합하도록 축방향으로 흐르는 연소공기의 질량을 이용한 중요한 개념을 적어도 부분적으로 기초로 한다. 전술된 바와 같이, 본 발명은 축방향으로 흐르는 연소공기의 질량과 노에서부터의 RFG를 비말동반하고 들어오는 연료와 혼합하도록 가스분사를 통해 제공된 연료의 질량을 모두 사용하도록 고려된다.

본 발명에 따라 직접 노즐구조로 들어가는 연도가스로 기인된 연소의 임피던스(impedance)는 화염온도를 낮추어서, 질소산화물의 생성과 방출을 억제한다. 본 발명의 구조 전에는, 단지 적은 양의 연도가스가 타일블록내로 연도가스를 흡입하는 각각의 가스분사기에 의해서 비말동반되었다. 종래의 구조는 긴 화염과 버너의 불안정성을 일으키는 연도가스의 성층으로 명백하게 비효율적임이 판명되었다. 본 발명은 대량의 연도가스를 비말동반으로 유도하여 결과적으로 가스분사와 화염이더욱 효율적으로 혼합되는, 대량으로 흐르는 연소공기의 에너지를 이용한다. 여기서, 중요한 점은 공기로 유발된 연도가스의 비말동반은 노의 공간에서 이행되며, 연도가스는 종래의 버너구조와 같이 버너본체내로 다시 돌아갈 필요가 없다.

버너의 가장 단순한 형태에서, 화염은 제 1타일내의 산화영역에서 점화되고 안정화된다. 화염표피는 질소산화물의 생성과 방출이 억제되는 연도가스가 풍부한 제 2영역으로 급속히 뻗어나간다. 이 화염표피는 제 1타일부에 포함되는 제 1(산화)영역에 확실히 고정되고 한정되어서, 연도가스가 희석된 제 2영역으로 들어갈 때 결코 안정성이 떨어지지 않는다. 불안정하지 않은 이러한 빠른 확산과 빠른 억제는 짧은 화염길이와 큰 부하조정비율을 유지한다. 화염길이는 전형적으로 화염속도(연료의존도)의 백만 Btu 당 1.1 ft(33.53cm)이하이며, 대략 10대 1에 비슷하게 자연통풍식 질소산화물 저방출버너의 전형적인 부하조정비율은 쉽게 성취될 수 있다. 일산화탄소의 방출은 전통적으로 0이거나, 노의 온도에 다소 의존한다.

첨부도면에 도시된 것과 다른 본 발명의 버너의 형태는 사용되는 가스총 혹은 부가적인 질소산화물 제거를 위한 링형상의 도관으로 삽입된 제 1라이저(riser)에 의해 단계별 연료를 포함한다. 고리형상의 제 1타일이 도면에 도시된 바와 같이 사용될 때, 라이저는 버너에 의해 방출되는 분사소음을 대폭 감소시키는 제 1타일에 의해서 버너의 외부로부터 보호된다. 제 1라이저는 링형상의 도관에 상당히 낮게 장착되어서, 가스분사가 산화물영역으로 주입되기 전에 순수연도가스를 비말동반할 충분한 시간을 가진다. 연소가스와 연도가스의 예혼합은, 연소가스가 반응하여 추가적으로 질소산화물의 생성을 감소시키는 속도를 늦추게 한다. 일단 가스분사가 연소를 시작하면, 연소공기로 일정하게 비말동반되는 연도가스를 풍부하게 함유한 대기중에서 연소한다. 전체적인 효과는 즉발 및 열적 질소산화물이 상당히 감소되어서 질소산화물을 매우 적게 방출한다는 것이다. 산화영역에서 성취된 안정성과 조합된 버너의 전체적인 단순성분은 본 발명의 버너구조가 현재의 기술에 대하여 중요한 향상을 이루게 한다.

Claims (45)

1. 연소구역을 한정하는 벽 위에 장착하기에 적합하면서, 상기 벽을 지나 연소구역내로 돌출한 부분을 구비한 타일부를 구비하되, 상기 타일부는 버너조립체가 벽 위에 장착될 때 연소구역내로 연소공기를 안내하도록 된 공기통로와, 이 공기통로와 연소구역에 인접한 영역을 상호연통시키는 RFG도관을 제공하며, 상기 RFG도관은 타일부의 돌출부에 위치되는 버너조립체.
2. 제 1항에 있어서, 상기 타일부는 제 1 및 제 2타일을 구비하며, 상기 RFG도관은 이들 타일들의 사이에 한정되는 버너조립체.
3. 제 2항에 있어서, 상기 제 2타일이 제 1타일의 안착부에 장착되는 버너조립체.
4. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2타일은 각각 고리형 몸체부를 구비하되, 상기 제 1타일의 고리형 몸체부는 상기 통로에 둘러싸도록 위치되면서 상기 제 1타일의 고리형 몸체부는 외부표면을 갖추고, 상기 제 2타일의 고리형 몸체부는 내부표면을 갖추어, 상기 RFG도관은 이들 표면의 사이에 한정되는 버너조립체.
5. 제 4항에 있어서, 상기 고리형 몸체부들은 상기 내부표면에서 방사상으로 내부로 이격된 상기 외부표면과 중심이 동일하게 배열된 버너조립체.
6. 제 5항에 있어서, 상기 RFG도관은 실제로 고리형상인 버너조립체.
7. 제 5항에 있어서, 상기 제 2타일이 제 1타일에 장착되는 버너조립체.
8. 제 7항에 있어서, 상기 제 2타일은 상기 제 1타일의 안착부에 안착되는 고리형 선단을 구비한 버너조립체.
9. 제 8항에 있어서, 상기 표면은 전체적으로 고리형상이며, 상기 안착부는 외부표면에서 방사상으로 외부로 뻗은 적어도 하나의 숄더부재를 구비한 버너조립체.
10. 제 9항에 있어서, 상기 안착부는 외부표면에서 방사상으로 외부로 뻗고서 중심이 동일하게 이격된 적어도 2개의 숄더부재를 구비한 버너조립체.
11. 제 9항에 있어서, 상기 안착부는 중심이 동일하게 이격되고서 방사상으로 뻗은 4개의 숄더부재를 구비한 버너조립체.
12. 제 9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 숄더부재는 상기 고리형 선단을 수용하고 고정하도록 된 노치를 구비한 버너조립체.
13. 제 10항에 있어서, 상기 숄더부재는 각각 상기 고리형 선단을 수용하고 고정하도록 된 노치를 구비한 버너조립체.
14. 제 11항에 있어서, 상기 숄더부재는 각각 상기 고리형 선단을 수용하고 고정하도록 된 노치를 구비한 버너조립체.
15. 제 5항에 있어서, 상기 통로에 위치된 유체연료버너노즐을 구비하는 버너조립체.
16. 제 15항에 있어서, 상기 유체연료버너노즐이 상기 연소구역에 가스연료를 전달하도록 된 버너조립체.
17. 제 16항에 있어서, 상기 가스연료는 천연가스를 포함하는 버너조립체.
18. 제 15항에 있어서, 상기 유체연료버너노즐이 상기 연소구역에 액체연료를 전달하도록 된 버너조립체.
19. 제 18항에 있어서, 상기 액체연료는 연료오일을 포함하는 버너조립체.
20. 제 5항에 있어서, 상기 도관을 통해 연료를 전달하도록 도관으로의 주입구에인접하게 위치된 적어도 하나의 유체연료버너노즐을 구비한 버너조립체.
21. 제 5항에 있어서, 상기 제 2타일의 고리형 몸체부의 외주표면상에 위치된 유체연료버너노즐을 구비한 버너조립체.
22. 연소공기의 흐름을 위한 경로를 한정하는 제 1고리형타일과; 제 1고리형타일과 중심이 동일하면서 상기 제 1고리형타일의 외경보다 큰 내경을 갖춘 제 2고리형타일;을 구비하되, 상기 제 2고리형타일은 상기 경로를 둘러싸도록 위치되어 링형상의 도관이 상기 타일들의 사이에서 한정되고, 상기 타일들은 연소구역을 둘러싼 연도가스와 유체가 직접 연통되게 상기 도관을 갖춘 연소구역에 적합하게 위치되며, 이 타일들의 구조는 상기 경로를 따라 흐르는 연소공기가 이 연소공기의 흐름에 의해 상기 도관을 통하는 연도가스의 흐름이 비말동반되게 유발하도록 된, 연소구역을 한정하는 화실을 갖춘 노용 버너조립체.
23. 제 22항에 있어서, 상기 연도가스의 흐름과의 혼합을 위해 가스의 흐름을 제공하는 상기 도관으로의 입구에 인접하게 위치된 가스분사기가 구비된 버너조립체.
24. 흐름경로를 따라 노의 화실내의 연소구역으로 유체연료의 흐름을 안내하도록 위치된 노즐을 구비한 연료노즐부와;

    중앙개구부를 구비하면서, 이 중앙개구부가 상기 노즐을 둘러싸며 상기 흐름경로를 둘러싸도록 상기 노즐을 통과한 연소공기의 환형상 흐름을 안내하도록 위치되고, 상기 개구부를 둘러싸도록 그 주위로 뻗은 외주표면을 갖춘 제 1타일구조체 및;

    중앙통로를 구비하면서, 이 중앙통로가 상기 경로를 둘러싸도록 위치되며, 상기 중앙통로의 둘레로 뻗은 내부면을 구비하고, 이 내부면은 제 1타일구조체의 상기 외주면을 향하여 이격되도록 위치되되, 상기 표면들은 이들 사이에 고리형 공간을 한정하고, 상기 타일구조체들은 버너가 상기 노에 작동가능하게 설치되면 상기 고리형 공간이 연소구역에 인접한 상기 화실의 내부영역과 직접 상호연통되도록 배치되며, 상기 타일구조체들의 구조는 상기 고리형 공간을 통하는 내부영역으로부터의 RFG흐름이 상기 제 1타일구조체의 개구부를 통해서 흐르는 연소공기로 유발되도록 된 제 2타일구조체;를 구비한 RFG를 유발하는 버너조립체.
25. RFG를 유발하는 버너조립체와 연소구역을 제공하는 화실을 구비하되, 상기 버너조립체는 상기 연소구역에 연소공기와 유체연료를 제공하도록 노에 작동가능하게 설치되며, 이 버너조립체는,

    흐름경로를 따라 노의 화실내의 연소구역으로 유체연료의 흐름을 안내하도록 위치된 노즐을 구비한 연료노즐부와;

    중앙개구부를 구비하면서, 이 중앙개구부가 상기 노즐을 둘러싸며 상기 흐름경로를 둘러싸도록 상기 노즐을 통과한 연소공기의 환형상 흐름을 안내하도록 위치되고, 상기 개구부를 둘러싸도록 그 주위로 뻗은 외주표면을 갖춘 제 1타일구조체 및;

    중앙통로를 구비하면서, 이 중앙통로가 상기 경로를 둘러싸도록 위치되며, 상기 중앙통로의 둘레로 뻗은 내부면을 구비하고, 이 내부면은 제 1타일구조체의 상기 외주면을 향하여 이격되도록 위치되되, 상기 표면들은 이들 사이에 고리형 공간을 한정하고, 상기 타일구조체들은 상기 고리형 공간이 연소구역에 인접한 상기 화실의 내부영역과 직접 상호연통되도록 배치되며, 상기 타일구조체들의 구조는 상기 고리형 공간을 통하는 화실로부터의 RFG흐름이 상기 제 1타일구조체의 개구부를 통해서 흐르는 연소공기로 유발되도록 된 제 2타일구조체;를 구비하여 질소산화물의 방출을 감소시키는 노.
26. 노의 화실내에 있는 연소구역에 유체연료의 흐름을 제공하는 단계와, 상기 연소구역에 연소공기의 흐름을 제공하는 단계, 화염을 생성하도록 상기 연소구역에서 유체연료와 공기를 연소시키는 단계 및, 상기 연소구역에 인접한 화실내의 영역으로부터 직접 RFG의 흐름을 유발하고 상기 연소구역내에서 유체연료와 연소공기가반응하도록 하여 상기 노내에 질소산화물의 생성과 방출이 감소되도록, 연소공기의 흐름의 기동력(motive force)을 사용하는 단계를 포함하는, 노연도가스의 질소산화물을 효율적이고 효과적으로 감소시키는 방법.
27. 제 26항에 있어서, 상기 연소공기는 가늘고 긴 버너조립체의 길이방향 축을 따라 흐르는 방법.
28. 연소공기의 흐름을 제공하는 단계와, 연소연료의 흐름을 제공하는 단계, 상기 연료와 공기를 혼합하는 단계, 상기 화실내 연소구역내에서 상기 공기와 연료의 혼합물을 연소하는 단계 및, 상기 연소구역에 인접한 상기 화실내의 영역으로부터 상기 연소공기의 흐름의 기동력을 사용하여 혼합물의 화염내로 직접 연도가스의 흐름을 유발하는 단계를 포함하는, 화실을 갖춘 가스발화식 노용 버너를 작동시키는 방법.
29. 제 28항에 있어서, 상기 연소공기가 가늘고 긴 버너조립체의 길이방향 축을 따라 흐르는 방법.
30. 제 28항에 있어서, 상기 연소가스연료의 흐름의 기동력을 사용하여 상기 영역으로부터 연도가스의 흐름을 유발하는 단계를 포함하는 방법.
31. 연소구역내로 RFG를 주입하는 제 1항에 따른 버너조립체를 사용하는 단계를 포함하는, 노의 연소구역에서 공기와 유체연료를 연소시켜 생성된 노의 연도가스의 질소산화물을 효율적이며 효과적으로 감소시키는 방법.
32. 연소구역내로 RFG를 주입하는 제 5항에 따른 버너조립체를 사용하는 단계를 포함하는, 노의 연소구역에서 공기와 유체연료를 연소시켜 생성된 노의 연도가스의 질소산화물을 효율적이며 효과적으로 감소시키는 방법.
33. 제 15항에 있어서, 상기 도관을 관통하여 연료를 전달하도록 상기 도관으로의 주입구에 인접하게 위치된 적어도 하나의 유체연료버너노즐을 구비한 버너조립체.
34. 제 15항에 있어서, 상기 제 2타일의 고리형 몸체부의 외주표면에 위치된 유체연료버너노즐을 구비한 버너조립체.
35. 제 33항에 있어서, 상기 제 2타일의 고리형 몸체부의 외주표면에 위치된 유체연료버너노즐을 구비한 버너조립체.
36. 제 15항에 있어서, 상기 통로내에서 연소공기와 유체연료를 소용돌이치게 하도록 상기 통로에 장착된 와류기(swirler)를 구비한 버너조립체.
37. 제 2항에 있어서, 상기 타일들이 실제로 원형이며 중심이 동일하게 장착된 버너조립체.
38. 제 2항에 있어서, 상기 타일들이 실제로 직사각형상인 버너조립체.
39. 제 7항에 있어서, 상기 제 2타일이 상기 제 1타일의 안착부에 안착되는 다수의 이격된 발(feet)을 구비한 버너조립체.
40. 제 39항에 있어서, 상기 안착부는 임의의 각도로 이격된 다수의 숄더부재를 구비하고, 각각의 발은 각 숄더부재에 놓이는 버너조립체.
41. 제 7항에 있어서, 상기 도관을 관통하여 상기 연료를 전달하도록 상기 도관으로의 주입구에 인접하게 위치된 적어도 하나의 유체연료버너노즐을 구비한 버너조립체.
42. 제 41항에 있어서, 상기 제 2타일이 상기 제 1타일의 안착부에 안착되는 다수의 이격된 발을 구비한 버너조립체.
43. 제 42항에 있어서, 상기 안착부는 임의의 각도로 이격된 다수의 숄더부재를 구비하고, 각각의 발은 각 숄더부재에 놓이는 버너조립체.
44. 제 43항에 있어서, 상기 버너노즐이 각각의 숄더부재에 대해서 임의의 각도로 벗어나 있는 버너조립체.
45. 제 43항에 있어서, 상기 조립체가 다수의 버너노즐을 구비하고, 각각의 버너노즐은 각각의 숄더부재에 대해서 임의의 각도로 벗어나 있는 버너조립체.