KR20170045307A - 스월 안정화된 대용량 덕트 버너 - Google Patents

Abstract

본 개시 내용은 덕트 버너에 사용하기 위한 공기 스피너, 및 복수의 공기 스피너를 포함하는 덕트 버너 및 덕트 버너 키트를 포함한다. 공기 스피너는 연료 경로로부터 반경방향 외향으로 연장되는 복수의 블레이드 - 복수의 블레이드는 블레이드들 사이로 유동하는 공기에 회전을 부여하도록 구성됨 - 를 포함하고, 여기서 공기 스피너는 덕트 버너의 연료 러너에 결합되도록 구성되되, 연료 경로의 축이 연료 러너의 축으로부터 평행하지 않은 각도로 연장되는 상태로, 공기 스피너가 연료 러너의 연료 출구를 둘러싸도록 구성된다. 덕트 버너는 복수의 연료 러너에 결합되는 복수의 공기 스피너를 포함할 수 있다. 덕트 버너 키트는 복수의 연료 러너에 결합되도록(예컨대, 용접 없이) 구성되는 복수의 공기 스피너를 포함할 수 있다.

Description

스월 안정화된 대용량 덕트 버너{SWIRL STABILIZED HIGH CAPACITY DUCT BURNER}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은, 그 개시 내용이 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되는, 2014년 8월 26일자로 출원된, 발명의 명칭이 "스월 안정화된 대용량 덕트 버너(SWIRL STABILIZED HIGH CAPACITY DUCT BURNER)"인, 공히-계류중인 미국 가특허 출원 제62/042,157호에 대한 우선권을 주장한다.

기술분야

본 발명은 일반적으로 덕트 버너(duct burner)에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 그러나 제한으로서가 아닌, 대용량(high-capacity) 덕트 버너에 관한 것이다.

매우 큰 덕트 버너 조립체가 다양한 응용 및 환경에 사용된다. 일부 응용에서, 그러한 덕트 버너 및 대응하는 덕트는 대략 60 피트의 높이 및 30 피트의 폭인 치수를 가질 수 있고, 대략 초당 50 피트(ft/s)의 속도로 공기유동을 전달할 수 있다. 일부 버너는, 전형적으로 전기를 생산하기 위해 가스 터빈 및 증기 생성을 이용하는 복합 사이클 시스템에서, 전기를 생성하기 위해 사용된다. 그러한 시스템에서, 덕트 버너는 전형적으로 연소를 통해 공기 또는 터빈 배기 가스(turbine exhaust gas, TEG) 내의 산소를 감소시키기 위해 그리고 생성된 열적 에너지(thermal energy)의 공간 균일성이 바람직할 수 있는 경우에 공기스트림을 가열하기 위해 사용된다. 다른 덕트 버너는, 예를 들어 식품 및/또는 종이 제품과 같은 제품을 건조시키기 위한 다량의 가열된 공기를 생성하기 위해 사용된다.

전형적인 매우 큰 덕트 버너 시스템에서, 연소 공기 질량 유동(mass flow)(이는 청정 공기 또는 대부분의 경우에 터빈 배기 가스(TEG)를 포함할 수 있음)이 전형적으로 덕트를 가로질러 연장되는 연료 러너(fuel runner)를 포함하는 그러한 덕트를 통해 유동한다. 덕트를 가로지른 균일한 열 생성이 질량 유동의 효율 및 유용성을 위해 흔히 바람직하다.

통상적인 덕트 버너는 전형적으로 덕트 버너를 가로지른 공기유동의 균일성을 개선하려고 시도함으로써, 그리고 덕트를 가로질러 다수의 연료 러너를 포함함으로써 균일한 열 생성을 달성하려고 시도한다. 일부 종래 기술의 연료 버너는 덕트에서 비교적 균일하게 열적 에너지(열)를 생성하는 화염 격자(flame grid)를 덕트를 가로질러 형성하기 위해, 전형적으로 동일한 간격으로 이격되어, 각각의 러너를 따라 다수의 위치에 배열되는 연료 출구(fuel outlet)(흔히 단순한 구멍 또는 노즐(nozzle)을 포함함)를 포함한다. 이들 유형의 통상적인 덕트 버너는 전형적으로 다수의 러너 및 각각의 러너 내의 다수의 연료 출구를 포함하며, 예를 들어 단일 덕트 버너 내에 수백 개의 연료 출구 및 화염을 포함할 수 있다. 통상적인 덕트 버너는 또한 연료 러너를 가로지른 질량 유동(공기스트림)의 속도를 증가시키기 위해 러너와 나란히 그리고 러너들 사이에서 연장되는 배플(baffle)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 터빈으로부터 나오는 덕트 공기 또는 TEG는 흔히 저속으로 이동하며, 이는 느린(lazy), 비-효율적인 화염을 야기할 수 있다.

종래 기술의 러너 및 연료 출구는 제조하고 유지하는 데 많은 비용이 소요될 수 있는데, 이는 각각의 연료 러너가 다수의 구멍, 인젝터(injector), 밸브, 게이지, 입구, 스캐너, 파일럿(pilot) 등을 필요로 할 수 있기 때문이다. 유사하게, 종래 기술의 덕트 버너에서 다수의 연료 러너에 의해 요구되는 다수의 배플이, 러너만큼 많은 비용이 소요되지는 않지만, 덕트 버너를 제조하고 유지하기 위해 구성요소 및 그에 따른 비용을 부가한다. 또한, 덕트 버너를 위한 덕트 하우징의 길이가 버너 연료 출구 또는 노즐에 의해 생성되는 화염의 길이에 의해 부분적으로 좌우된다. 그러한 덕트 버너가 작동하도록 구성되는 덕트의 매우 큰 크기를 고려할 때, 덕트의 길이를 감소시켜 비용을 절약하는 능력이 이로울 것이다. 여전히 덕트를 가로질러 비교적 균일한 열 생성을 유지하면서 감소된 수의 연료 출구, 러너, 및 구성요소를 가진 덕트 버너가 바람직하다. 또한, 버너 화염의 길이를 감소시켜 궁극적으로 덕트의 길이를 단축시키는 것이 바람직하다.

대용량 덕트 버너 시스템에 사용하기 위한 본 버너는 연료 러너를 따라 이격되는 연료 출구 주위에 위치되는 공기 스피너(air spinner)를 포함하며, 이러한 공기 스피너는 화염 길이 및 안정성을 제어하도록 구성되고, 생성된 열을 덕트를 가로질러 균일하게 분포시킨다. 본 스피너의 적어도 일부 실시예는 각각의 연료 출구로부터 보다 큰 직경의, 그러나 보다 짧은 길이의 화염을 허용하며, 이는 궁극적으로 예를 들어 러너 및 배플과 각각의 러너의 구성요소(예컨대, 연료 노즐, 배관, 입구, 파일럿 라이트(pilot light), 게이지, 스캐너, 및/또는 기타)의 수를 포함하는 버너 구성요소의 수를 감소시킬 수 있다. 보다 적은 러너 및 구성요소는 또한 제조 및 유지보수 비용을 감소시킬 수 있다. 본 스피너 및 버너는, 덕트의 버너를 가로지른 불리한 압력 강하 없이, 버너를 가로지른 열 생성의 균일성을 개선하고 각각의 연료 출구로부터의 화염의 길이(및 그에 따른 덕트의 길이)를 단축시키면서 이들 구성요소 및 비용을 감소시킬 수 있다.

(예컨대, 덕트를 갖는 덕트 버너 시스템(duct burner system)에 사용하기 위한) 본 버너의 일부 실시예는, 입구 제1 단부와 출구 제2 단부 사이에서 연장되는 개구를 한정하는 프레임(frame) - 프레임은 덕트를 통해 유동하는 공기가 개구를 통해 제1 단부로부터 제2 단부로의 하류 방향으로 유동하도록 덕트에 결합되도록 구성됨 -; 프레임에 결합되고 프레임의 개구를 가로질러 연장되는 복수의 연료 러너 - 복수의 연료 러너 각각은 연료 채널을 한정하는 측벽 및 연료 러너의 길이를 따른 복수의 연료 출구를 포함하고, 복수의 연료 출구 각각은 연료 채널과 연통하고 측벽을 통해 연장됨 -; 및 축을 갖는 연료 경로로부터 반경방향 외향으로 연장되는 복수의 블레이드(blade)를 각각 포함하는 복수의 공기 스피너 - 복수의 블레이드는 블레이드들 사이로 유동하는 공기에 회전을 부여하도록 구성됨 - 를 포함하고, 여기서 복수의 공기 스피너 각각은, 연료 경로의 축이 연료 러너의 축으로부터 평행하지 않은 각도로 연장되는 상태로, 공기 스피너가 복수의 연료 출구 중 하나를 둘러싸도록 복수의 연료 러너 중 하나에 결합된다.

본 버너의 일부 실시예에서, 복수의 공기 스피너 각각은 연료 경로의 축이 연료 러너의 축으로부터 수직한 각도로 연장되도록 복수의 연료 러너 중 하나에 결합된다.

본 버너의 일부 실시예에서, 복수의 공기 스피너는 덕트의 하류 방향으로 향하도록 구성되는 연료 러너의 하류측으로부터 연장된다.

본 버너의 일부 실시예는 복수의 연료 출구 중 하나와 연통하게 연료 러너 중 하나에 각각 결합되는 복수의 노즐을 추가로 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 노즐은 개방된 제1 단부와 실질적으로 폐쇄된 제2 단부 사이에서 연장되는 노즐 채널을 한정하는 측벽을 갖는 본체를 포함하고, 제1 단부는 노즐 채널이 연료 출구와 연통하는 상태로 연료 러너에 결합되며, 본체는 노즐 채널의 축에 평행하지 않은 각도로 측벽을 통해 연장되는 복수의 연료 통로를 한정한다. 일부 실시예에서, 복수의 노즐 각각은 복수의 연료 통로의 축이 노즐 채널의 축과 교차하지 않도록 구성된다. 일부 실시예에서, 복수의 노즐 각각은 복수의 연료 통로의 축이 노즐 채널의 축에 중심설정되는 원형 실린더(circular cylinder)에 접하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 복수의 노즐 각각은 나사(thread)를 통해 연료 러너에 기계적으로 결합된다.

본 버너의 일부 실시예는, 프레임에 결합되고 복수의 연료 러너에 평행하게 프레임의 개구를 가로질러 연장되는 복수의 배플을 추가로 포함하고, 복수의 배플 중 적어도 일부는 연료 러너 중 2개 사이에 각각 배치된다. 일부 실시예에서, 배플은 프레임의 제1 단부와 공기 스피너의 블레이드 사이에 그리고 연료 러너와 프레임의 제2 단부 사이에 위치된다.

(예컨대, 덕트를 갖는 대용량 버너 덕트 시스템(high capacity burner duct system)에 사용하기 위한) 본 버너 키트(burner kit)의 일부 실시예는, 복수의 연료 러너 - 복수의 연료 러너는 연료 러너가 덕트의 채널을 가로질러 연장되도록 덕트에 결합되도록 구성되며, 복수의 연료 러너 각각은 연료 채널을 한정하는 측벽 및 연료 러너의 길이를 따른 복수의 연료 출구를 포함하고, 복수의 연료 출구 각각은 연료 채널과 연통하고 측벽을 통해 연장됨 -; 및 축을 갖는 연료 경로로부터 반경방향 외향으로 연장되는 복수의 블레이드를 각각 포함하는 복수의 공기 스피너 - 복수의 블레이드는 블레이드들 사이로 유동하는 공기에 회전을 부여하도록 구성됨 - 를 포함하고, 여기서 복수의 공기 스피너 각각은, 연료 경로의 축이 연료 러너의 축으로부터 평행하지 않은 각도로 연장되는 상태로, 공기 스피너가 복수의 연료 출구 중 하나를 둘러싸도록 복수의 연료 러너 중 하나에 결합되도록 구성된다.

본 버너 키트의 일부 실시예에서, 복수의 공기 스피너 각각은 연료 경로의 축이 연료 러너의 축으로부터 수직한 각도로 연장되도록 복수의 연료 러너 중 하나에 결합되도록 구성된다.

본 버너 키트의 일부 실시예는 복수의 연료 출구 중 하나와 연통하게 연료 러너 중 하나에 결합되도록 각각 구성되는 복수의 노즐을 추가로 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 노즐은 개방된 제1 단부와 실질적으로 폐쇄된 제2 단부 사이에서 연장되는 노즐 채널을 한정하는 측벽을 갖는 본체를 포함하고, 제1 단부는 노즐 채널이 연료 출구와 연통하는 상태로 연료 러너에 결합되며, 본체는 노즐 채널의 축에 평행하지 않은 각도로 측벽을 통해 연장되는 복수의 연료 통로를 한정한다. 일부 실시예에서, 복수의 노즐 각각은 복수의 연료 통로의 축이 노즐 채널의 축과 교차하지 않도록 구성된다. 일부 실시예에서, 복수의 노즐 각각은 복수의 연료 통로의 축이 노즐 채널의 축에 중심설정되는 원형 실린더에 접하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 복수의 노즐 각각은 나사를 통해 연료 러너에 기계적으로 결합되도록 구성된다.

(덕트 버너에 사용하기 위한) 본 공기 스피너의 일부 실시예는, 축을 갖는 연료 경로를 한정하는 허브(hub); 허브로부터 반경방향 외향으로 연장되는 복수의 블레이드 - 복수의 블레이드는 블레이드들 사이로 유동하는 공기에 회전을 부여하도록 구성됨 - 를 포함하고, 여기서 공기 스피너는 덕트 버너의 연료 러너에 결합되도록 구성되되, 연료 경로의 축이 연료 러너의 축으로부터 평행하지 않은 각도로 연장되는 상태로, 공기 스피너가 연료 러너의 연료 출구를 둘러싸도록 구성된다.

본 공기 스피너의 일부 실시예는 허브를 통해 연장되고 연료 출구와 연통하게 연료 러너에 결합되도록 구성되는 노즐을 추가로 포함한다. 일부 실시예에서, 노즐은 개방된 제1 단부와 실질적으로 폐쇄된 제2 단부 사이에서 연장되는 노즐 채널을 한정하는 측벽을 갖는 본체를 포함하고, 제1 단부는 노즐 채널이 연료 출구와 연통하는 상태로 연료 러너에 결합되도록 구성되며, 본체는 노즐 채널의 축에 평행하지 않은 각도로 측벽을 통해 연장되는 복수의 연료 통로를 한정한다. 일부 실시예에서, 노즐은 복수의 연료 통로의 축이 노즐 채널의 축과 교차하지 않도록 구성된다. 일부 실시예에서, 노즐은 복수의 연료 통로의 축이 노즐 채널의 축에 중심설정되는 원형 실린더에 접하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 노즐은 나사를 통해 연료 러너에 기계적으로 결합되도록 구성된다. 일부 실시예에서, 노즐은 허브와 일체형이다.

본 공기 스피너의 일부 실시예에서, 블레이드는 18 인치 이상(예컨대, 24 인치 이상, 18 내지 36 인치, 및/또는 기타)의 최대 횡방향 치수를 갖는다.

전술한 내용은 이어지는 본 개시 내용의 상세한 설명이 보다 잘 이해될 수 있도록 본 개시 내용의 소정의 특징 및 기술적 이점을 상당히 광범위하게 약술하였다. 본 개시 내용의 추가적인 특징 및 이점이 후술된다. 개시된 개념 및 특정 실시예가, 청구범위에 기재된 바와 같은 본 개시 내용의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이, 본 개시 내용의 동일한 목적을 수행하기 위해 다른 구조를 수정 또는 설계하기 위한 기초로서 용이하게 이용될 수 있다는 것이 당업자에게 이해되어야 한다. 본 개시 내용의 조직 및 작동 방법 둘 모두에 관한, 본 개시 내용의 특성인 것으로 여겨지는 특징은, 추가의 목적 및 이점과 함께, 첨부 도면과 관련하여 고려될 때 하기의 설명으로부터 보다 잘 이해될 것이다. 그러나, 각각의 도면은 단지 예시 및 설명의 목적만을 위해 제공되며, 본 개시 내용의 범위의 한정으로서 의도되지 않는다는 것이 명확히 이해되어야 한다.

용어 "결합된"은, 비록 반드시 직접적이지는 않고 반드시 기계적이지는 않지만, 연결된 것으로 정의되며; "결합된" 2개의 항목은 서로 일체형일 수 있다. 용어 "하나"("a" 및 "an")는, 본 개시 내용이 달리 명백히 필요로 하지 않는 한, 하나 이상으로서 정의된다. 용어 "실질적으로"는, 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 명시된 것의 반드시 전체는 아니지만 대부분으로서 정의된다(그리고 명시된 것을 포함한다; 예컨대, 실질적으로 90도는 90도를 포함하고, 실질적으로 평행한은 평행한 것을 포함한다). 임의의 개시된 실시예에서, 용어 "실질적으로", "대략" 및 "약"은 명시된 것"의 [백분율] 이내"로 대체될 수 있으며, 여기서 백분율은 .1, 1, 5 및 10 퍼센트를 포함한다.

또한, 소정의 방식으로 구성되는 디바이스 또는 시스템은 적어도 그러한 방식으로 구성되지만, 그것은 또한 구체적으로 기술되는 방식과 다른 방식으로 구성될 수 있다.

용어 "포함하다(comprise)"(및 "포함한다(comprises)" 및 "포함하는(comprising)"과 같은 포함하다의 임의의 형태), "갖는다(have)"(및 "갖다(has)" 및 "갖는(having)"과 같은 갖는다의 임의의 형태), "구비하다(include)"(및 "구비한다(includes)" 및 "구비하는(including)"과 같은 구비하다의 임의의 형태), 및 "수용하다(contain)"(및 "수용한다(contains)" 및 "수용하는(containing)"과 같은 수용하다의 임의의 형태)는 개방형 연결 동사(open-ended linking verb)이다. 결과적으로, 하나 이상의 요소를 "포함하는", "갖는", "구비하는" 또는 "수용하는" 장치는 그러한 하나 이상의 요소를 소유하지만, 단지 그러한 요소만을 소유하는 것으로 제한되지 않는다. 마찬가지로, 하나 이상의 단계를 "포함하는", "갖는", "구비하는" 또는 "수용하는" 방법은 그러한 하나 이상의 단계를 소유하지만, 단지 그러한 하나 이상의 단계만을 소유하는 것으로 제한되지 않는다.

장치, 시스템 및 방법 중 임의의 것의 임의의 실시예는 기술된 단계, 요소 및/또는 특징 중 임의의 것을 포함/구비/수용/갖기보다는 기술된 단계, 요소 및/또는 특징 중 임의의 것으로 구성되거나 그것으로 본질적으로 구성될 수 있다. 따라서, 청구범위의 임의의 청구항에서, 용어 "~으로 구성되는" 또는 "~으로 본질적으로 구성되는"은 주어진 청구항의 범주를, 그것이 달리 개방형 연결 동사를 사용하는 것으로부터 변화시키기 위해, 상기 언급된 개방형 연결 동사 중 임의의 것을 대체할 수 있다.

일 실시예의 특징 또는 특징들은, 본 개시 내용 또는 실시예의 본질에 의해 명확히 금지되지 않는 한, 기술되거나 예시되지 않더라도, 다른 실시예에 적용될 수 있다.

전술된 실시예 및 다른 것과 관련된 일부 상세 사항이 후술된다.

하기 도면은 제한이 아닌 예로서 예시된다. 간결함 및 명료함을 위해, 주어진 구조물의 모든 특징부는 그 구조물이 나타나는 모든 도면에서 항상 라벨로 표기되는 것은 아니다. 동일한 도면 부호가 반드시 동일한 구조물을 표시하는 것은 아니다. 오히려, 동일한 도면 부호가 동일하지 않은 도면 부호로 표시될 수 있는 유사한 특징부 또는 유사한 기능성을 가진 특징부를 표시하기 위해 사용될 수 있다. 도면은 (달리 언급되지 않는 한) 크기조정되어 도시되는데, 이는 도시된 요소의 크기가 적어도 도면에 도시된 실시예에 대하여 서로에 대해 정확하다는 것을 의미한다.
도 1a 및 도 1b는 통상적인 종래 기술의 덕트 버너의, 각각, 정면도 및 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 연료 러너 및 복수의 공기 스피너의 제1 실시예의 개략적인 사시도.
도 3은 도 2의 스피너 중 단 하나의 스피너 및 연료 러너의 일부분의 개략적인 확대 사시도.
도 4는 본 공기 스피너 중 하나의 제2 실시예의 확대 사시도.
도 5는 도 4의 스피너의 단면 사시도.
도 6은 도 4의 스피너의 노즐의 부분 절결 측단면도.
도 7은 본 덕트 버너의 일 실시예의 정면도.

본 발명은 복수의 연료 출구를 갖고 덕트를 가로질러 연장되는 연료 러너, 및 연료 출구 주위에서 연료 러너에 결합되는 공기 스피너 - 공기 스피너는 공기 스피너를 통해 유동하는 공기에 회전을 부여함 - 를 가진 덕트 버너를 제공한다. 본 스피너의 적어도 일부 실시예는 덕트를 가로질러 거의 균일한 열 생성을 산출하기 위해 스피너가 스피너를 통해 이동하는 질량 유동을 선회시켜(spin) 덕트 내에 단축되고 확대된 버너 화염을 생성하도록 연료 출구 주위에 배치되고 연료 출구를 둘러싸는 다수의 고정된 블레이드를 포함한다.

도 1a 및 도 1b는 덕트(5)를 가로질러 연장되는 연료 러너(3) 및 연료 러너(3)에 평행하게 그리고 연료 러너들 사이에서 연장되는 배플(7)을 포함하는 종래 기술의 통상적인 덕트 버너(1)의, 각각, 정면도 및 측면도를 도시한다. 연료 러너(3)는 각각의 연료 러너(3)의 내부 채널을 따라 그리고 내부 채널과 연통하게 배열되는 복수의 연료 출구(9)를 포함한다. 사용시, TEG 또는 연소 공기일 수 있는 질량 유동이 덕트(5)를 통해 연료 러너(3)를 가로질러 유동하고, 연료가 연료 출구(9)로부터 방출된다. 연료 출구(9) 각각으로부터의 연료가 점화되고, 수백 개의 작은 화염이 덕트 버너를 가로질러 격자 패턴으로 연소되어, 덕트의 영역을 가로질러 적절한 가열(relative heating)을 제공한다.

도 2 및 도 3은 연료 러너(14) 및 복수의 공기 스피너(18)를 갖는 본 덕트 버너의 제1 실시예(10)의 일부분의 개략적인 사시도를 도시하며, 이때 도 3은 도 2의 단일 스피너(18) 및 연료 러너의 대응하는 부분의 확대도를 도시한다. 도시된 실시예에서, 연료 러너(14)는 덕트(22)를 가로질러 측방향으로(예컨대, 수평으로) 연장되도록 구성된다. 이러한 실시예에서, 연료 러너(14)는 연료 러너의 길이를 따라 연료 채널(30)을 한정하는 측벽(26) 및 복수의 연료 출구(34)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 복수의 연료 출구(34)는 연료 채널(30)과 유체 연통하고, 연료 러너의 측벽(26)을 통해 연장된다. 이러한 실시예에서, 공기 스피너(18)는 연료 경로(42)로부터 반경방향 외향으로 연장되는 복수의 블레이드(38)를 각각 포함하며, 이때 블레이드(38)는 블레이드들 사이로 유동하는 공기에 회전을 부여하도록 고정되고 구성된다. 도시된 실시예에서, 공기 스피너(18)는 공기 스피너가 연료 러너의 하류측에서 연료 출구(34) 중 하나를 둘러싸도록(덕트 공기가 덕트 공기의 유동 방향을 표시하는 화살표에 의해 도 2에 표시된 바와 같이 연료 러너로부터 스피너로의 방향으로 유동하도록) 연료 러너(14)에 결합된다. 스피너(18)는 그들이 TEG와 같은 연소 공기를 선회 또는 회전시키도록 구성되기 때문에 "공기" 스피너로 지칭되지만, "공기" 스피너의 사용이 오직 대기(atmospheric air)만이 사용될 수 있다는 것을 암시하지는 않는다. 오히려, 공기 스피너(18)는 덕트 버너를 통해 유동할 수 있는 다양한 가스 중 임의의 것에 선회 또는 회전을 부여하도록 구성되고 선회 또는 회전을 부여하기에 적합하다. 도시된 바와 같이, 연료 러너(14)는 덕트의 폭(예컨대, 30 피트)을 가로질러 다수의 공기 스피너를 지지하도록 구성될 수 있고, 공기 스피너를 구조적으로 지지하기에 충분한 직경(예컨대, 4 내지 8 인치, 6 인치, 또는 그 초과) 및 벽 두께(예컨대, 스케쥴(schedule) 40)를 가질 수 있다.

도시된 실시예에서, 공기 스피너(18)는 각각의 공기 스피너(18)의 중심축(46)이 연료 러너(14)의 중심축(50)에 수직하게 배치되고 연료 러너의 중심축과 교차하도록 연료 러너(14)에 결합된다. 도시된 바와 같이, 블레이드(38)는 덕트 공기의 유동 방향에 대해 수직하지 않은 그리고 평행하지 않은 각도로 배치되며, 따라서 덕트(22)를 통해 유동하는 연소 덕트 공기가 스피너 블레이드들(18) 사이로 유동하고 비스듬히 놓인 블레이드(38)에 의해 회전된다(선회되거나 스월링됨(swirled)). 블레이드(38)가 연료 경로(42)(및 대응하는 연료 출구(34))로부터 반경방향 외향으로 연장되지만, 각각의 개별 블레이드(38)의 종축이 공기 스피너(18)의 중심축(46)과 교차할 필요는 없다. 특히, 일부 실시예에서, 각각의 블레이드(38)는 예를 들어 각각의 블레이드의 종축이 축(46)에 중심설정되는 원에 접하도록 공기 스피너(18)의 중심축(46)으로부터 수직하게 외향으로 연장되는 선에 대해 비스듬히 놓일 수 있다. 블레이드의 각도, 길이, 수, 및/또는 프로파일을 상이하게 하는 것을 포함할 수 있는 블레이드(18)의 다수의 구성이 가능하다. 예를 들어, 블레이드(38)에는 예를 들어 곡선형, 직선형, 테이퍼형성(tapered), 호형(arced), 및/또는 다양한 다른 프로파일 중 임의의 것과 같은 다양한 블레이드 프로파일 중 임의의 것이 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 블레이드 프로파일은 블레이드의 길이를 따라 달라질 수 있다. 추가의 예로서, 본 공기 스피너의 일부 실시예는 5개 내지 15개의 블레이드(예컨대, 6개 내지 12개의 블레이드)를 포함할 수 있다.

도시된 실시예에서, 덕트 버너(10)는 또한 덕트 공기가 덕트를 통해 유동함에 따라 덕트 공기의 속도를 증가시켜 버너로부터의 화염이 느리지 않은 것을 보장하는 데 도움을 주기 위해 덕트(22) 내의 공간을 점유하거나 차지하도록 연료 러너들(14) 사이에 배플(54)을 포함한다. 배플(54)은 예를 들어 도시된 바와 같이 덕트(22)를 가로질러 연료 러너(14)와 나란히 그리고 연료 러너에 평행하게 연장되는 시트 금속 스페이서(sheet metal spacer)를 포함할 수 있다.

연료 출구(34)는 노즐 또는 단지 구멍을 포함할 수 있고, 일부 실시예에서, 다수의 구멍 또는 노즐을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 연료 출구(34)는, 연료가 예를 들어 연료 출구 외경에 접하는 것과 같이 선회되어 분사될 수 있어, 분사된 연료가 블레이드(38)에 의해 회전되는 덕트 공기와 함께 효과적으로 선회하거나 회전한다는 점에서, 블레이드(38)에 의한 덕트 공기의 선회 또는 회전을 보완한다. 예를 들어, "선회" 가스 노즐은 9 인치의 외경을 가질 수 있고, 이러한 외경에 접하게 배출하는 복수의 노즐 통로를 포함할 수 있다. 적어도 일부 실시예에서, 노즐은 연료를 블레이드(38)의 하류로 방출하지만; 다른 실시예에서, 연료는 블레이드 상류로 또는 블레이드 내로 방출될 수 있다.

예를 들어, (도 4 내지 도 6에 도시된 것과 같은) 일부 실시예에서, 유체 출구(34)에 결합되는 각각의 노즐은 폐쇄 단부, 및 연료가 대응하는 공기 스피너를 통과하는 공기의 회전 방향과 유사한(예컨대, 접하는) 방향으로 측방향 외향으로 방출되게 하도록 비스듬히 놓이는 복수의 측방향 연료 통로를 포함할 수 있다. 이러한 유형의 선회 가스 분사는, 예를 들어 덕트 공기 유동 에너지가 단독으로 연소를 최적화하기에 불충분한 경우 또는 추가적인 배플(54)이 부가될 수 없는 경우(예컨대, 공간 제약으로 인해 또는 배플이 바람직하지 않은 수준의 배압(back pressure)을 야기하고, 이는 버너의 상류에 있는 터빈을 손상시킬 수 있기 때문에)와 같이, 화염 제어 및 강도를 보조하기 위해 대응하는 공기 스피너(18)로부터 유동하는 선회 덕트 공기에 추가의 에너지를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 유형의 선회 가스 분사는, 본 공기 스피너와 함께 그리고 상기 제공된 바와 같이 구성되어, 통상적인 덕트 버너와 동등하거나 실질적으로 동일한 배압 수준을 생성할 수 있다.

작동시, 연소 공기는 연료가 연료 출구(34)로부터 방출되는 동안에 덕트(22)를 통해 러너(14) 및 공기 스피너(18)를 가로질러 유동한다. 덕트 공기가 고정된 블레이드(38)를 통해 유동함에 따라, 덕트 공기는 각각의 연료 출구(34) 주위로 원형 와류 패턴(circular vortex pattern)으로 강제로 선회된다. 각각의 연료 출구(34)로부터의 연료가 점화되고, 선회하거나 스월링하는 덕트 공기가 연료 출구로부터 방출된 연료와 함께 짧은 부시 화염(short bushy flame)을 유발한다. (종래 기술의 통상적인 버너에 비해) 보다 큰 연료 출구(34) 및 공기 스피너(18)는 수개의 중간 크기의 화염을 덕트 버너를 가로질러 격자 패턴으로 생성하여, 덕트(22)를 가로질러 적절한 가열을 제공한다.

종래 기술의 통상적인 덕트 버너와 대조적으로, 본 덕트 버너의 실시예는 예를 들어 2 피트 이격되는 대신에 4 피트 이격되는 연료 러너를 가질 수 있다. 적어도 일부 실시예에서, 본 공기 스피너는 짧은 부시 화염을 생성하기 위해, 대략 24 인치 이상, 예컨대 32 인치 내지 36 인치의 최대 횡방향 치수(예컨대, 외경)를 가질 수 있다. 단순한 구멍 또는 노즐을 통한 직선적인 분사(straight injection) 대신에, 전술된 바와 같은 연료의 선회 분사가 강하고 짧은 부시 화염의 생성을 추가로 촉진시킨다.

본 덕트 버너는 종래 기술의 통상적인 덕트 버너에서 발견될 수 있는 바와 같은 수백 개의 연료 출구를 가진 10개 내지 12개의 러너 대신에, 각각의 연료 러너 상에 6개 내지 7개의 버너를 가진 4개 내지 5개의 연료 러너를 포함할 수 있다. 이는 보다 적은 구성요소 및 그에 따른 보다 낮은 비용뿐만 아니라, 덕트 공기의 경로 내의 보다 적은 장애물의 결과를 가져온다. 다수의 아주 작은 화염이 수백 개의 연료 출구로부터 생성되기보다는, 보다 적은 수의 보다 큰(예컨대, 중간 크기의) 짧은 부시 화염이 생성되어, 덕트를 가로질러 원하는 비교적 균일한 열 생성을 산출한다. 보다 적은 연료 출구는 종래 기술의 통상적인 덕트 버너에서와 같은 수백 개의(예컨대, 300개의) 구멍보다는, 대략 20개 정도의 구멍이 러너 내에 드릴링되기 때문에 제조 비용을 감소시킨다. 마지막으로, 본 공기 스피너에 의해 생성되는(예컨대, 본 선회 연료 분사와 함께) 보다 짧은 화염은 보다 짧은 전체 덕트 길이 및 하우징 또는 프레임의 재료와 제조에 대한 보다 낮은 비용을 허용한다. 또한, 보다 큰 직경의 스피너는 또한, 그렇지 않을 경우 통상적인 덕트 버너에서 배플에 의해 점유될 공간 중 일부를 점유하거나 자치하여, 상기 제공된 종래 기술의 예에서와 같이, 대략 0.01 psig의 유사한 압력 강하를 갖고서 보다 적고 보다 작은 배플이 사용될 수 있도록 한다. 마지막으로, 본 덕트 버너는 3백만 BTU/hr-ft(MM BTU/hr-ft)로부터 10 내지 12 MM BTU/hr-ft만큼 (종래 기술의 통상적인 덕트 버너에 비해) 착화 용량(firing capacity)을 증가시킬 수 있다.

도 4 내지 도 6은 공기 스피너가 결합되는 연료 러너(14)의 일부분과 함께 본 공기 스피너의 제2 실시예(18a)를 도시한다. 공기 스피너(18)에 대해 전술된 바와 같이, 공기 스피너(18a)는 축(46)을 갖는 연료 경로(42)로부터 반경방향 외향으로 연장되는 복수의 블레이드(38a)를 포함하고, 복수의 블레이드는 블레이드들 사이로 유동하는 공기에 회전을 부여하도록 구성된다(블레이드(38a)는 다른 특징부를 더욱 명확하게 나타내기 위해 도 6에서 생략됨). 도시된 바와 같이, 공기 스피너(18a)는 축(46)이 연료 러너의 축(50)에 대해 평행하지 않은(예컨대, 수직한) 각도에 있는 상태로 공기 스피너가 연료 출구(34)를 둘러싸도록 연료 러너(14)에 결합된다. 도시된 실시예에서, 공기 스피너(18a)는, 연료 경로(42)를 한정하고 블레이드(38a)가 그로부터 연장되는 허브(58)를 추가로 포함한다.

도시된 실시예에서, 노즐(62)이 허브(58)를 통해 연장되고, 연료 출구(34)와 연통하게 연료 러너(14)에 결합된다. 보다 구체적으로, 이러한 실시예에서, 노즐(62)은 개방된 제1 단부(78)와 실질적으로 폐쇄된 제2 단부(82) 사이에서 연장되는 노즐 채널(74)을 한정하는 측벽(70)을 갖는 본체(66)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 제1 단부(78)는 노즐 채널(74)이 연료 출구(34)와 연통하는 상태로 연료 러너(14)에 결합되도록 구성되고, 본체(66)는 노즐 채널의 축(90)에 평행하지 않은 각도로 측벽(70)을 통해 연장되는 복수의 연료 통로(86)를 한정한다. 도시된 구성에서, 노즐(62)이 연료 러너에 결합될 때, 축(90)은 대응하는 공기 스피너(18)의 연료 경로(42)의 축(46)과 동축이다.

노즐(62)의 도시된 실시예에서, 제2 단부(82)는 노즐(62)의 제1 단부(78)보다 크다(예컨대, 도시된 바와 같이 보다 큰 직경을 가짐). 이러한 구성에서, 연료 통로(86)는 연료 통로의 축이 노즐 채널의 축(90)과 교차하지 않도록 편위(offset)될 수 있다. 예를 들어, 도시된 실시예에서, 연료 통로의 축은, 예를 들어 제2 단부(82)에 인접한 측벽(70)의 내부 표면에 의해 한정되는 원형 실린더와 같은, 노즐 채널의 축(90)에 중심설정되는 원형 실린더에 접한다. 연료 통로(86)가 축(90)으로부터 편위되고 축(90)으로부터 반경방향 외향으로 연장되는 선에 대해 비스듬히 놓이는 이러한 구성은 연료를 축(90)을 중심으로 시계 또는 반시계 방향으로 외향으로 지향시켜 공기 스피너(18)에 의해 부여되는 덕트 공기의 선회 또는 회전을 촉진시킴으로써 전술된 바와 같은 연료의 "선회" 분사를 가능하게 한다. 도시된 실시예에서, 연료 통로(86)는 또한 노즐의 제1 단부(78)로부터 제2 단부(82)를 향해 연장되는 하류 방향으로 축(90)에 대해 65 내지 85도로 비스듬히 놓인다. 다른 실시예에서, 연료 통로(86)는 축(90)에 대해 보다 작은 각도로(예컨대, 20 내지 65도로), 축(90)에 대해 보다 큰 각도로(예컨대, 85 내지 89도로), 또는 축(90)에 수직하게 배치될 수 있다. 도시된 실시예에서, 노즐(66)의 제2 단부(82)는 7 내지 10 인치의 외경을 갖는다. 다른 실시예에서, 노즐(66)의 제2 단부(82)는 보다 작은 직경(예컨대, 5 내지 7 인치) 또는 보다 큰 직경(예컨대, 10 내지 12 인치)을 가질 수 있다.

도시된 실시예에서, 공기 스피너(18a)는 블레이드(38a)의 외측 단부에 결합되는 외측 지지 링(outer support ring)(94)을 추가로 포함한다. 도시된 실시예에서, 외측 지지 링(94)은 32 인치의 직경을 갖는다. 다른 실시예에서, 외측 지지 링 및/또는 블레이드는 18 내지 36 인치, 또는 그 초과의 외경을 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 각각의 블레이드(38a)는 상류-하류 방향(예컨대, 축(90)에 평행하고 그로부터 외향으로 연장되는 평면)에 대해 20 내지 45도(예컨대, 30도)의 각도 θ만큼 비스듬히 놓인다. 다른 실시예에서, 각도 θ는 보다 큰 각도(예컨대, 45 내지 75도) 또는 보다 작은 각도(예컨대, 55 내지 65도)일 수 있다.

도시된 실시예에서, 노즐(66)은 용접 없이(예컨대, 나사를 통해) 연료 러너(14)에 기계적으로 결합되도록 구성된다(그리고 그렇게 도시됨). 보다 구체적으로, 이러한 실시예에서, 노즐(66)은 연료 러너(14) 내의 대응하는 연료 출구(34)를 둘러싸는 대응하는 암형 나사와 맞물리도록 구성되는 수형 나사를 포함하는 제1 단부(106)를 갖는 스피너 어댑터(spinner adapter)(102)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 스피너 어댑터는 또한 노즐(66)의 제1 단부(78) 상의 대응하는 수형 나사와 맞물리도록 구성되는 암형 나사를 포함하는 제2 단부(110)를 포함한다. 공기 스피너(18a)의 허브(58)가 또한 용접 없이 노즐 및 연료 러너에 기계적으로 결합되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도시된 실시예에서, 스피너 어댑터(102)는 허브(58)를 제2 단부(110) 위에 수용하기에 충분한 거리만큼 제2 단부(110)로부터 이격되는 견부(shoulder)(114)를 포함하고, 스피너 어댑터(102)의 제2 단부(110)는 리테이너 링(retainer ring)(118)의 암형 나사와 맞물려 허브(58)를 견부(114)와 리테이너 링(118) 사이에 고정시키도록 구성되는 수형 나사를 포함한다. 다른 실시예에서, 리테이너 링(118)은 허브(58)와 일체형일 수 있고/있거나, 허브(58)의 내부 표면이 어댑터(102) 상의 대응하는 수형 나사와 맞물리도록 구성되는 암형 나사를 포함할 수 있다. 그러한 실시예에서, 본 덕트 버너의 적어도 일부 구성요소가 현장 조립을 위해(예컨대, 새로운 설치를 위해, 또는 마모된 또는 결함 있는 구성요소의 교체를 위해) 분해된 상태로 운송될 수 있다. 다른 실시예에서, 전술한 나사의 일부 또는 전부가 용접을 위해 생략될 수 있거나, 나사형 연결부의 임의의 헐거워짐을 방지하기 위해 용접에 의해 영구적으로 고정될 수 있다.

일부 실시예에서, 노즐(62)이 허브(58) 및/또는 스피너 어댑터(102)와 일체형일 수 있고/있거나, 스피너 어댑터(102)가 허브(58)와 일체형일 수 있으며, 이들 중 임의의 것이 예를 들어 적층(layered) 제조 기술에 의해 일체형 방식으로 형성될 수 있다.

도 7은 본 덕트 버너의 일 실시예(10a)의 정면도를 도시한다. 도시된 실시예에서, 버너(10a)는 입구 제1 단부(페이지 안으로 향함)와 출구 제2 단부(페이지 밖으로 향함) 사이에서 연장되는 개구(204)를 한정하는 프레임(200)을 포함하고, 프레임은 덕트를 통해 유동하는 공기가 개구를 통해 제1 단부로부터 제2 단부로의 하류 방향으로(페이지 밖으로) 유동하도록 덕트에 결합되도록 구성된다. 일부 실시예에서, 프레임(200)은 덕트의 세그먼트를 포함한다. 도시된 구성에서, 프레임(200)은 30 피트의 폭 및 60 피트의 높이를 갖는다. 도시된 바와 같이, 버너(10a)는 매니폴드(manifold)(208)에 연결되는 복수의 연료 러너(14), 및 각각의 연료 경로(42)의 축(46)이 연료 러너의 축(50)으로부터 평행하지 않은(예컨대, 수직한) 각도로 배치되어 연장되는 상태로 연료 출구(34) 중 각각의 연료 출구를 둘러싸는, 연료 러너에 결합되는 복수의 공기 스피너(18a)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 공기 스피너(18a)는 덕트의 하류 방향을 향하도록 구성되는 연료 러너의 하류측으로부터 연장된다. 이러한 실시예에서, 버너(10a)는, 프레임(200)에 결합되고 연료 러너(14)에 평행하게 개구(204)를 가로질러 연장되는 복수의 배플(54)을 추가로 포함하고, 복수의 배플 중 적어도 일부는 연료 러너 중 2개 사이에 각각 배치된다. 일부 실시예에서, 배플(54)은 프레임의 제1 단부와 공기 스피너(18a)의 블레이드 사이에(공기 스피너의 블레이드의 상류에서) 그리고 연료 러너(14)와 프레임의 제2 단부 사이에(연료 러너의 하류에서) 위치된다. 러너 및 배플의 수평 또는 수직 배열이 가능하지만, 도 7에 도시된 수평 배열이 전형적으로 유지보수를 위한 보다 용이한 접근을 제공하는데, 이는 플랫폼이 보다 용이한 접근을 위해 구성요소를 따라 수평으로 설치될 수 있기 때문이다.

상기 설명은 예시적인 것이며 제한적이지 않다. 본 개시 내용의 많은 변형이 본 개시 내용의 검토를 통해 당업자에게 명백하게 될 것이다. 본 명세서에 기술된 임의의 실시예의 하나 이상의 특징이 본 개시 내용의 범주로부터 벗어남이 없이 임의의 다른 실시예의 하나 이상의 특징과 조합될 수 있다. 그러므로, 본 개시 내용의 범주는 오직 상기 설명만을 참조하여 결정되어서는 안 되며, 대신에 상기 설명을 고려하여 계류중인 청구범위를, 그의 전체 범주 또는 등가물과 함께 참조하여 결정되어야 한다.

본 개시 내용 및 그의 이점이 상세하게 기술되었지만, 첨부된 청구범위에 의해 한정되는 바와 같은 본 개시 내용의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 본 명세서에서 다양한 변화, 대체 및 변경이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 본 출원의 범주는 본 명세서에 기술된 공정, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 및 단계의 특정 실시예로 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 당업자가 본 개시 내용의 개시 사항으로부터 용이하게 이해할 바와 같이, 본 명세서에 기술된 대응하는 실시예와 실질적으로 동일한 기능을 수행하거나 실질적으로 동일한 결과를 달성하는, 현재 존재하거나 추후에 개발될 공정, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 또는 단계가 본 개시 내용에 따라 이용될 수 있다. 따라서, 첨부된 청구범위는 그의 범주 내에, 그러한 공정, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 또는 단계를 포함하도록 의도된다.

Claims (25)

1. 덕트를 갖는 덕트 버너 시스템(duct burner system)에 사용하기 위한 버너로서,
   입구 제1 단부와 출구 제2 단부 사이에서 연장되는 개구를 한정하는 프레임(frame) - 프레임은 덕트를 통해 유동하는 공기가 개구를 통해 제1 단부로부터 제2 단부로의 하류 방향으로 유동하도록 덕트에 결합되도록 구성됨 -;
   프레임에 결합되고 프레임의 개구를 가로질러 연장되는 복수의 연료 러너(fuel runner) - 복수의 연료 러너 각각은 연료 채널을 한정하는 측벽 및 연료 러너의 길이를 따른 복수의 연료 출구를 포함하고, 복수의 연료 출구 각각은 연료 채널과 연통하고 측벽을 통해 연장됨 -; 및
   축을 갖는 연료 경로로부터 반경방향 외향으로 연장되는 복수의 블레이드(blade)를 각각 포함하는 복수의 공기 스피너(air spinner) - 복수의 블레이드는 블레이드들 사이로 유동하는 공기에 회전을 부여하도록 구성됨 - 를 포함하고,
   복수의 공기 스피너 각각은, 연료 경로의 축이 연료 러너의 축으로부터 평행하지 않은 각도로 연장되는 상태로, 공기 스피너가 복수의 연료 출구 중 하나를 둘러싸도록 복수의 연료 러너 중 하나에 결합되는, 버너.
2. 제1항에 있어서, 복수의 공기 스피너 각각은 연료 경로의 축이 연료 러너의 축으로부터 수직한 각도로 연장되도록 복수의 연료 러너 중 하나에 결합되는, 버너.
3. 제1항에 있어서, 복수의 공기 스피너는 덕트의 하류 방향으로 향하도록 구성되는 연료 러너의 하류측으로부터 연장되는, 버너.
4. 제1항에 있어서,
   복수의 연료 출구 중 하나와 연통하게 연료 러너 중 하나에 각각 결합되는 복수의 노즐(nozzle)을 추가로 포함하는, 버너.
5. 제4항에 있어서, 각각의 노즐은 개방된 제1 단부와 실질적으로 폐쇄된 제2 단부 사이에서 연장되는 노즐 채널을 한정하는 측벽을 갖는 본체를 포함하고, 제1 단부는 노즐 채널이 연료 출구와 연통하는 상태로 연료 러너에 결합되며, 본체는 노즐 채널의 축에 평행하지 않은 각도로 측벽을 통해 연장되는 복수의 연료 통로를 한정하는, 버너.
6. 제5항에 있어서, 복수의 노즐 각각은 복수의 연료 통로의 축이 노즐 채널의 축과 교차하지 않도록 구성되는, 버너.
7. 제6항에 있어서, 복수의 노즐 각각은 복수의 연료 통로의 축이 노즐 채널의 축에 중심설정되는 원형 실린더(circular cylinder)에 접하도록 구성되는, 버너.
8. 제5항에 있어서, 복수의 노즐 각각은 나사(thread)를 통해 연료 러너에 기계적으로 결합되는, 버너.
9. 제1항에 있어서,
   프레임에 결합되고 복수의 연료 러너에 평행하게 프레임의 개구를 가로질러 연장되는 복수의 배플(baffle)을 추가로 포함하고, 복수의 배플 중 적어도 일부는 연료 러너 중 2개 사이에 각각 배치되는, 버너.
10. 제9항에 있어서, 배플은 프레임의 제1 단부와 공기 스피너의 블레이드 사이에 그리고 연료 러너와 프레임의 제2 단부 사이에 위치되는, 버너.
11. 덕트를 갖는 대용량 버너 덕트 시스템(high capacity burner duct system)에 사용하기 위한 버너 키트(burner kit)로서,
    복수의 연료 러너 - 복수의 연료 러너는 연료 러너가 덕트의 채널을 가로질러 연장되도록 덕트에 결합되도록 구성되며, 복수의 연료 러너 각각은 연료 채널을 한정하는 측벽 및 연료 러너의 길이를 따른 복수의 연료 출구를 포함하고, 복수의 연료 출구 각각은 연료 채널과 연통하고 측벽을 통해 연장됨 -; 및
    축을 갖는 연료 경로로부터 반경방향 외향으로 연장되는 복수의 블레이드를 각각 포함하는 복수의 공기 스피너 - 복수의 블레이드는 블레이드들 사이로 유동하는 공기에 회전을 부여하도록 구성됨 - 를 포함하고,
    복수의 공기 스피너 각각은, 연료 경로의 축이 연료 러너의 축으로부터 평행하지 않은 각도로 연장되는 상태로, 공기 스피너가 복수의 연료 출구 중 하나를 둘러싸도록 복수의 연료 러너 중 하나에 결합되도록 구성되는, 버너 키트.
12. 제11항에 있어서, 복수의 공기 스피너 각각은 연료 경로의 축이 연료 러너의 축으로부터 수직한 각도로 연장되도록 복수의 연료 러너 중 하나에 결합되도록 구성되는, 버너 키트.
13. 제11항에 있어서,
    복수의 연료 출구 중 하나와 연통하게 연료 러너 중 하나에 결합되도록 각각 구성되는 복수의 노즐을 추가로 포함하는, 버너 키트.
14. 제13항에 있어서, 각각의 노즐은 개방된 제1 단부와 실질적으로 폐쇄된 제2 단부 사이에서 연장되는 노즐 채널을 한정하는 측벽을 갖는 본체를 포함하고, 제1 단부는 노즐 채널이 연료 출구와 연통하는 상태로 연료 러너에 결합되며, 본체는 노즐 채널의 축에 평행하지 않은 각도로 측벽을 통해 연장되는 복수의 연료 통로를 한정하는, 버너 키트.
15. 제14항에 있어서, 복수의 노즐 각각은 복수의 연료 통로의 축이 노즐 채널의 축과 교차하지 않도록 구성되는, 버너 키트.
16. 제15항에 있어서, 복수의 노즐 각각은 복수의 연료 통로의 축이 노즐 채널의 축에 중심설정되는 원형 실린더에 접하도록 구성되는, 버너 키트.
17. 제14항에 있어서, 복수의 노즐 각각은 나사를 통해 연료 러너에 기계적으로 결합되도록 구성되는, 버너 키트.
18. 덕트 버너에 사용하기 위한 공기 스피너로서,
    축을 갖는 연료 경로를 한정하는 허브(hub);
    허브로부터 반경방향 외향으로 연장되는 복수의 블레이드 - 복수의 블레이드는 블레이드들 사이로 유동하는 공기에 회전을 부여하도록 구성됨 - 를 포함하고,
    공기 스피너는 덕트 버너의 연료 러너에 결합되도록 구성되되, 연료 경로의 축이 연료 러너의 축으로부터 평행하지 않은 각도로 연장되는 상태로, 공기 스피너가 연료 러너의 연료 출구를 둘러싸도록 구성되는, 공기 스피너.
19. 제18항에 있어서,
    허브를 통해 연장되고 연료 출구와 연통하게 연료 러너에 결합되도록 구성되는 노즐을 추가로 포함하는, 공기 스피너.
20. 제19항에 있어서, 노즐은 개방된 제1 단부와 실질적으로 폐쇄된 제2 단부 사이에서 연장되는 노즐 채널을 한정하는 측벽을 갖는 본체를 포함하고, 제1 단부는 노즐 채널이 연료 출구와 연통하는 상태로 연료 러너에 결합되도록 구성되며, 본체는 노즐 채널의 축에 평행하지 않은 각도로 측벽을 통해 연장되는 복수의 연료 통로를 한정하는, 공기 스피너.
21. 제19항에 있어서, 노즐은 복수의 연료 통로의 축이 노즐 채널의 축과 교차하지 않도록 구성되는, 공기 스피너.
22. 제21항에 있어서, 노즐은 복수의 연료 통로의 축이 노즐 채널의 축에 중심설정되는 원형 실린더에 접하도록 구성되는, 공기 스피너.
23. 제19항에 있어서, 노즐은 나사를 통해 연료 러너에 기계적으로 결합되도록 구성되는, 공기 스피너.
24. 제19항에 있어서, 노즐은 허브와 일체형인, 공기 스피너.
25. 제19항에 있어서, 블레이드는 18 인치 이상의 최대 횡방향 치수를 갖는, 공기 스피너.

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