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JP3509753B2 - 燃料の燃焼法および燃焼用反応器 - Google Patents

燃料の燃焼法および燃焼用反応器

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JP3509753B2
JP3509753B2 JP2000519722A JP2000519722A JP3509753B2 JP 3509753 B2 JP3509753 B2 JP 3509753B2 JP 2000519722 A JP2000519722 A JP 2000519722A JP 2000519722 A JP2000519722 A JP 2000519722A JP 3509753 B2 JP3509753 B2 JP 3509753B2
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JP
Japan
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reaction chamber
reactor
combustion
fuel
air
Prior art date
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JP2000519722A
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JP2001522979A (ja
Inventor
シュタフラー、フランツ、ヨゼフ
ブランツィ、ヴィンチェンツォ
Original Assignee
ゴウルメリ インターナショナル ナムローゼ フェンノートシャップ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of JP3509753B2 publication Critical patent/JP3509753B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C99/00—Subject-matter not provided for in other groups of this subclass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/05—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste oils
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F23L7/002—Supplying water
    • F23L7/005—Evaporated water; Steam

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
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  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、燃料を、必要なら水および／ま
たは酸化剤を添加して、空気と一緒に燃焼させる燃料の
燃焼法、並びに燃料と、空気と、必要なら水および／ま
たは酸化剤のための供給開口、および燃焼生成物のため
の出口開口を有する反応チャンバーを具える、上記のよ
うな燃焼法のための反応器に関する。本願における請求
項１および１２の前文による燃焼法と燃焼装置は、それ
ぞれ、ドイツ特許公開ＤＥ第２ １１８ ０７３号公報か
ら公知である。この公開公報では、霧化装置で空気由来
の酸素と一緒に燃焼されるべき燃料の２つの非混合性相
を反応チャンバーに導入し、そこで擬似均質混合物を形
成し、それをガス化して燃焼させる、汚染された液体お
よび汚泥の処理法が提案されている。さらに、その反応
チャンバーにおいては、上記混合物の均質化のために、
再循環運動を起こすことが意図されている。ここで、燃
料の一部は反応チャンバーの器壁に沿って流れ、それら
器壁から熱を吸収することが意図されている。この方法
では、燃料は円筒状の反応チャンバーに軸方向に導入さ
れる。その反応チャンバーの後に、廃ガスを冷却し、ま
た燃えなかった粉塵粒子を沈殿させる役割を果たす緩和
チャンバーを配置することができる。上記ドイツ特許公
開第２ １１８ ０７３号公報による燃焼法では、反応チ
ャンバーの内壁をガス状反応物の温度に相当する温度に
保つことが不可欠である。この方法にはバーナーの始動
時に不利な点がある。燃焼し難い物質が反応チャンバー
の底部で残渣となる可能性があるからである。同じこと
が粉塵のような不燃性成分についても言え、このような
成分は、反応チャンバー中の循環運動のために、反応チ
ャンバーから運び出すのが困難である。さらに、その反
応器の形状は高流速を可能としない。
【０００２】水を添加して油を燃焼させる装置と方法
は、国際特許公開第９５／２３９４２号公報から公知で
ある。この国際特許公開公報では、油は燃焼チャンバー
に油浴が形成されるまで導入され、その油浴が次に２５
０〜３５０℃の温度に予熱される。次いで、その高温の
油浴表面に水を噴霧すると、燃焼チャンバーへの空気の
同時供給により、火炎の突発的発生がもたらされる。燃
焼の中断を防ぐためには、油浴のレベルは、燃焼中に３
〜４ｍｍの高さを下回らないようにすべきである。この
目的に使用される装置は、一般に、油および水を対応す
る貯留槽から供給するための側面開口を有する角錐台ま
たは円錐台の形態をしている燃焼チャンバーを含んでい
る。油浴は電気的に加熱される。空気が水と共に燃焼チ
ャンバーの内部に入る。１２００〜２０００℃の温度を
持つ火炎が加熱用の円筒状管を経由してオーブンに導か
れる。
【０００３】この公知の、特に廃油の燃焼法において、
油浴中に、燃焼チャンバー底部に向かう方向に発生する
温度勾配は不利であることが判明している。その底部温
度が廃油中の重質分の蒸発温度より低くなる可能性があ
り、その結果その重質分が燃焼チャンバーの底部で、完
全には燃焼できない油状物となるからである。油をノズ
ル経由で注入することは実際的でない。廃油中の残渣お
よび極めて粘稠な成分がそれらノズルを閉塞させること
になるからである。さらに、油の供給、予熱手段を持つ
装置全体が構造的に複雑にもなる。その残留残渣のため
に、特に運転停止時にそのプロセス制御を行うのが困難
である。従って、その設備は連続運転には適合しない。
【０００４】英国特許第７６５，１９７号公報から、液
体燃料および液化可能な燃料の燃焼装置が知られてい
る。この装置は、隣接燃焼空間を持つ、頂部が開口して
いる円筒状燃焼チャンバーより成る。液体燃料は、その
燃焼チャンバーの内部に、半径方向または接線方向に導
入され、そして空気が別個に接線方向に導入され、それ
と同時にその燃料が燃料チャンバーの内表面に接触しつ
つ、そこで蒸発、燃焼せしめられる。その燃焼空間に発
生する温度は１５００〜１８００℃である。少ない空気
の供給による不完全燃焼で、燃料は供給蒸気の助けを借
りて分解され、それによって重油はそれより低級の炭化
水素類、水素および一酸化炭素に分解される。
【０００５】この公知の燃焼法では、また、供給の仕方
も技術的に必要になっており、その上ある一定の壁領域
では、温度がより重質の廃油分の蒸発には不十分で、そ
れら廃油分が次に燃焼チャンバーの底部に集まり、そこ
で不燃性の残渣になるという危険が存在する。ここで
は、水蒸気は実際の燃焼のためには与えられず、重油の
分解のためにのみ与えられる。
【０００６】米国特許第４，０６９，００５号公報にお
いては、水／燃料／空気混合物の金属触媒（ニッケル）
の存在下における燃焼が提案されているが、その場合、
結果として生ずる分解の効率を高めるために、バーナー
の内部に、上記の金属触媒より成っていることもできる
数枚のプレートを積み重ね状態で配置することができ
る。この目的にかなう装置では、液体燃料と水がそれぞ
れ触媒上に上方から滴下され、その場合上記のプレート
は予熱段階で８００℃より高い温度に加熱されている。
その上昇蒸気が金属触媒に沿って導かれ、それによって
易燃焼性のガス状炭化水素類がクラッキングで生成せし
められ、それらが更なるプロセスで燃焼することによっ
て８００〜１０００℃の燃焼ガスが生成せしめられる。
【０００７】米国特許第３，８０４，５７９号公報で
は、工業用ボイラーを加熱するための長い火炎を生成さ
せるため、油と空気が、その火炎により熱交換コイル中
に生成せしめられる水蒸気と一緒に燃焼されている。こ
こで、その長く伸びた火炎は約７３０℃で燃えている。
【０００８】最後に、ドイツ特許第３９ ２９ ７５９
Ｃ２号明細書から、一定の粘度を持つ平均の生成物が形
成され、その生成物が次いで予熱され、タンクに注入さ
れるように、廃油が既知のより小さい粘度を持つ通常の
加熱用油と混合される、廃油生成物の燃焼設備が知られ
ている。そのタンクの反対側には、空気、水および一般
的な中和剤の投入装置が設けられている。その油混合物
を注入するために、空気または水蒸気が用いられる。油
類混合比の制御設備と、追加の空気および中和剤用供給
案内部材を持つその油混合物の注入装置とは、構造的に
複雑な施設に通ずるもので、制御するのが困難であり、
また、廃油の実燃焼生成物に加えて、相当な量の標準の
加熱用油をさらに燃焼させなければならず、このことが
その処理能を著しく制限するために、効率的に作動させ
ることができない。単なる燃焼タンクでは、上記の燃焼
プロセスを維持することができない。
【０００９】本発明の１つの目的は、燃料が残渣を出さ
ずに高エネルギー効率で燃焼せしめられる、任意の凝集
状態を持つ燃料の、必要なら水および／または酸化剤の
添加を伴う、環境に優しい燃焼法を提供することであ
る。この方法に適した反応器は、燃焼プロセスを、連続
運転状態で、少ない積極的努力で最適化しようとするも
のであって、それは可能な限り保守が不要であり、また
自浄性であるのがよい。
【００１０】この目的は、本願の独立の請求項１および
１２の特徴によって達せられる。好ましい態様は、上記
請求項それぞれの実施態様項に由来するものである。
【００１１】本発明によれば、固体および／または液体
および／またはガス状の燃料と、多分水および／または
酸化剤とが、反応チャンバー中に加圧空気により高圧下
で軸方向に導入され、ここでその注入加圧空気の量は完
全燃焼に必要な空気の量に相当し、導入されたその混合
物はその反応チャンバー内部の偏向表面に導かれ、それ
によってその混合物がその反応チャンバーの器壁または
底部に達することができるようになる前に、その混合物
は霧化され、液体成分は蒸発し、固体成分は昇華して、
その混合物が爆発的に燃焼するようになる。この爆発的
な燃焼のプロセスは、反応チャンバーに導入される混合
物の、次のことによる高度の表面増加によって説明する
ことができる：
【００１２】（ａ）加圧空気により供給される燃料は、
それが反応チャンバー中に注入されるときに砕解、霧化
され、
【００１３】（ｂ）存在する圧力は、依然として、その
燃料を、反応チャンバー内部の偏向表面に高速で導くの
に十分であって、その偏向表面で衝突と偏向が更なる分
布と霧化を伴って引き起こされること。
【００１４】加圧空気により注入される追加の水は、そ
れが反応チャンバーに入ると霧化されて液滴となり、そ
れら液滴は水蒸気に変化し、そして偏向表面により反応
チャンバーの内部空間のあらゆる方向に分布せしめられ
る。この突然の蒸発によって引き起こされる膨張は、燃
料と上記加圧空気および水蒸気との混合を支援し、この
ことが、特に難燃性の燃料成分の効率的な燃焼をもたら
している。こうして、チャンバー内壁における燃料の沈
降とチャンバー底部における残渣の濃縮がさらに効率的
に回避可能となり、従ってその反応器は自らをきれいに
する。
【００１５】加圧空気流は２〜１０バール、好ましくは
３〜５バールで反応チャンバーに注入することができ
る。これらの圧力において、供給案内部材からの出口に
おける霧化と、反応チャンバーの内部空間中の偏向表面
に対する衝突で引き起こされる霧化との組み合わせが特
に効率的となる。
【００１６】燃料、水および／または酸化剤は、それぞ
れ、１本または数本のベンチュリ管を経由して別個にま
たは１つの混合物として加圧空気流の中に導入される。
これによって、ガス状燃料は個々に反応チャンバーに導
入することができるようになる。この供給法で、少ない
積極的努力で良好な遂行（dosibility）が可能となり、
同時に反応チャンバーへの入口における霧化効果が高め
られる。反応チャンバーへの注入は先端がノズルになっ
ていない小直径の標準的な管で果たされ、これによって
不燃性残渣または著しく粘稠な成分による廃油燃焼時の
ノズル詰まりが防がれる。上記の積極的努力は、燃料お
よび水の供給に対して均一なベンチュリ管を使用するこ
とでさらに減少せしめられる。
【００１７】反応チャンバー内部の温度は、これを、熱
伝導性の反応器の器壁により反応チャンバーの軸に沿っ
て均一に保つのが有利である。偏向表面により反応チャ
ンバー内部の混合物に対称分布がもたらされると、対称
温度分布の所で一層均一な燃焼を達成することができ
る。
【００１８】燃焼される混合物の反応チャンバーへの流
入速度は、反応チャンバーの所定形状の所で、得られる
燃焼火炎が反応チャンバーを少なくとも音速で出て行く
ように、そして得られる熱エネルギーが更なる使用のた
めに外部に輸送されるように調整することができる。こ
れは、後記で説明される適切な反応器の形状によりさら
に改善することができる。
【００１９】反応チャンバー中での前記混合物の点火
は、スターター火炎（starter flame）または生成スパ
ークにより行うのが好ましい。燃料、水または空気を燃
焼の際に生成せしめられる廃熱で予熱し、その後でそれ
ら燃料等を反応チャンバーに導入するのが有利である可
能性がある。この結果達成される速度の低下により、特
に重油は一層容易に輸送できるようになる。この燃焼プ
ロセスの流体力学状態には、反応チャンバーの内部空間
に導入することができるインサートにより影響を及ぼす
ことができる。
【００２０】燃焼時には燃料をさらに分解することが有
利であり、この場合、触媒として、例えばニッケル含有
材料を使用することができる。
【００２１】本発明による反応器は双曲面を持つ反応器
ヘッドを具えており、この反応器ヘッドは反応チャンバ
ーの出口開口に隣接し、またその断面はその位置から拡
大している。燃焼火炎はこの反応器ヘッドの所で燃え
る。反応器のこのノズル状形状は、それによって燃焼ガ
スを加速させると共に、その加速に対応して反応チャン
バーの出口領域に真空を形成し、この真空が、燃焼され
る物質をして、反応チャンバーの内部においてその出口
開口の方向にさらに加速するに至らしめ、このことが燃
焼と反応器の自浄性に肯定的な影響を及ぼす。
【００２２】このノズル効果は、反応チャンバーを、少
なくともその上部において、その出口開口の方向に向か
って先細とすることによって改善することができ、かく
してその先細部は、特に角錐台または円錐台とすること
ができる。他方、反応チャンバーはその全体が双曲面形
状を有していることができ、従ってその反応チャンバー
はその出口開口の方向に先細となっている。
【００２３】このノズル状の反応器形状に関し、反応チ
ャンバーの底部に、燃料（および水）用の供給開口を、
それら開口がその反応チャンバーの軸に対して平行に指
向されるようにはめ込むのが有利である。この結果、反
応チャンバーの軸は好ましい流動方向と確定されること
となり、偏向表面は、燃焼されるべき混合物をより良好
に分布させるために、その好ましい流動方向に配置する
ことができ、それによってその混合物はまず反応チャン
バーの軸から偏向され、続いて上記のノズル効果により
この軸に再び向けられることになる。さらに、それら供
給開口からの流出は前記の圧力条件によって支援され
る。
【００２４】均一な分布を達成するための偏向表面とし
て、反応チャンバーの内部にその軸に沿って配置されて
いる、先端が燃料の流動方向に指向されている円錐体、
または同じように指向されている耐火性材料の角錐体を
用いることができる。その結果、圧力、流速、乱流およ
び温度のような物理量が反応チャンバーの断面において
対称に分布され、これによって燃焼プロセスは最適化可
能となる。
【００２５】燃料をさらに分解しようとする場合、金属
触媒、特にニッケル含有触媒を、例えば反応器チャンバ
ーの内壁中に、または反応チャンバー内部の耐火性イン
サート中に与えるのが、或いは偏向表面の中にさえが与
えるのが有利である。この接触分解について、大きな表
面を有する鱗片状または多孔質金属触媒により高効率を
達成することができる。
【００２６】反応器はステンレス鋼のような材料から一
様に造ることができるが、その少なくとも一部を、Ni-M
o- Cr -Co合金（「ニモニック」）のような、特に耐熱
性でかつ機械的に強力な合金から造ることもできる。さ
らに、反応器は、その周囲に、放射熱の量を低下させ
て、反応チャンバー中の温度を１０００℃より高い温度
に保つために、セラミック繊維またはガラス繊維の外側
絶縁層を設けることができる。
【００２７】本発明を、次に、図面を参照して説明され
る態様でさらに詳細に検討することとする。
【００２８】図面は本発明による反応器１を示すもの
で、この反応器１は反応器ヘッド３を出口開口４に隣接
して具える反応チャンバー２を有する。供給案内部材５
および６が反応器１の底部中央に同軸方向にはめ込まれ
ている。偏向表面として、先端が供給案内部材５および
６の方向に配向されている円錐体７が、この実施例の反
応チャンバーの内部にその軸に沿って配置されている。
【００２９】この実施例の反応チャンバー２の上部は、
出口開口４の方向に双曲面状に先細になっており、それ
より反応器ヘッド３の中に双曲面状になって続いてい
る。この形状がノズル効果を生じさせ、そのノズル効果
によって、流動しているガスは出口開口と反応器ヘッド
との領域における真空により反応チャンバー２の内部か
ら吸い出され、このことによって供給案内部材５および
６中の供給圧力をさらに低下させることができるように
なる。このことは、同時に、反応器を自浄性とするのを
可能にするものであって、それは不燃性の粒子および残
渣が吸引効果で反応器の内部から吸い出されるからであ
る。このような残渣は燃焼ガスを濾過することにより沈
積させることができる。
【００３０】この態様では、反応器は約１５リットルの
容積を有し、ステンレス鋼から造られている。反応器
は、これをニモニック合金のような、さらに温度抵抗性
でかつ機械的にさらに硬い材料から造るのが有利であ
る。ここで、ニモニック合金は次の組成を有する：Ｃ＝
０．０５７；Ｓｉ＝０．１８；Ｍｎ＝０．３６；Ｓ＝
０．００２；Ａｌ＝０．４７；Ｃｏ＝１９．３；Ｃｒ＝
１９．７；Ｃｕ＝０．０３；Ｆｅ＝０．５５；Ｍｏ＝
５．７４；Ｔｉ＝２．１；Ｔｉ＋Ａｌ＝２．５９（以
上、重量パーセント）、ｐｐｍ量のＡｇ、Ｂ、Ｂｉおよ
びＰｂ、残りニッケル。この合金中に含まれる元素は、
同時に炭化水素の接触分解を引き起こす。反応器は、こ
の材料から肉厚３〜４ｍｍで造ることができるが、この
厚さはステンレス鋼の５〜７ｍｍに釣り合うものであ
る。反応器１は、熱放射を減少させ、かくして反応器内
部の温度を高める、セラミック繊維材料またはガラス繊
維材料の外側絶縁層を持つのが有利である。
【００３１】直径３〜７ｍｍのベンチュリ管により形成
されている供給案内部材５によって、液体燃料、即ち色
々な組成を持つ廃油と重油、および固体燃料、特に乾燥
されたオリーブのバガスおよび下水の汚泥は、それぞれ
の貯留槽（図示されず）から加圧空気により吸い込ま
れ、３〜５バールの圧力で反応チャンバー２の内部に輸
送される。その燃料流は供給案内部材５の出口で砕解さ
れ、その燃料が偏向表面７に高速で衝突し、その偏向表
面から燃料は反応チャンバーの断面に対称に分布せしめ
られる。供給案内部材５を通って注入された水は、反応
チャンバー２に出ていくときに霧化され、蒸発するが、
その水蒸気も反応チャンバー２の中に対称に分布せしめ
られる。完全燃焼に必要とされる空気の量を提供するた
めに、追加の加圧空気を、供給案内部材５が配置されて
いる供給案内部材６により、要求に応じて供給すること
ができる。
【００３２】約３０〜４０Ｌ／時の水と７０〜８０Ｌ／
時の廃油が反応チャンバー２に導入される。乾燥された
バイオマスのような固体燃料は１１０〜１３０Ｌ／時で
供給される。液体および固体の燃料も導入しようとする
場合は、それらの供給量はそれらに対応して減少させな
ければならない。バーナーの仕事率はほぼ１ＭＷtであ
る。有毒物の放出は無視できるほど低い。
【００３３】燃焼プロセスの制御は、燃焼ガスの温度、
量および化学的組成を測定することによって行われる。
それに応じて、供給される水、空気および燃料の量が制
御される。
【００３４】以上説明した反応器の構造は、燃焼プロセ
スの物理量について、反応チャンバー２の軸点に対して
回転対称の対称的分布をもたらす。反応チャンバー２の
断面においては、ガスの温度、圧力および流速はほとん
ど一定である。その温度は反応チャンバー２の底部から
出口開口４の方向に高くなるが、ここで、連続運転にお
いては、熱伝導性の反応器の器壁によって温度勾配の平
準化がもたらされる。
【００３５】燃焼プロセスの流体力学状態は、反応器の
形状および偏向表面の位置と形状を変えることで調整す
ることができる。
【００３６】燃料は反応器中で完全に燃焼される。燃え
ない可能性のある残渣は吸引効果で反応器内部から運び
出されるが、これらはフィルターを用いて採集すること
ができる。反応器１のノズル効果は、これを、供給速度
と共に、燃焼ガスが約１２００〜１５００℃の温度にお
いて、音速で反応器ヘッド３を出ていくように調整する
ことが可能である。
【００３７】本発明の反応器と燃焼法は、異なる工業用
途でも有望である。例えば、その高温の燃焼ガスを用い
て、砂に高温ガスを侵入させる流動床を機能させること
ができる。このような流動床は、通常、対象物（例え
ば、ワニス残分）を除去してきれいにするのに用いられ
る。この用途は特別の廃棄物の処理にも有望である。バ
イオマスは、空気を意図的に不足させることで、流動床
上で熱分解処理することができ、これによって本発明の
方法に直接供給できる固体およびガス状の燃料が得られ
る。その上、生成した燃焼ガスは燃焼式モーターでの電
流の発生に直接使用することができる。最後に、本発明
の燃焼法は熱と電流の複合発生に、即ち蒸気タービンの
作動に、またガスタービンの作動に利用することができ
る。
【００３８】本発明は、色々な組成を持つ廃油、下水の
汚泥、オリーブのバガス、鉱物質の炭素、その他の可燃
性廃棄物のような、処分が困難な諸々の廃棄物の、環境
に優しい燃焼を可能にするものである。本発明の説明に
関して、更に以下の内容を開示する。 １．燃料を、必要なら水を添加して、空気と一緒に燃焼
させる、燃料の燃焼法において、 （ａ）固体および／または液体および／またはガス状の
燃料と、必要なら水および／または酸化剤とを、反応チ
ャンバー（２）中に、その軸方向に導入し、 （ｂ）注入加圧空気の量は完全燃焼に必要とされる空気
の量に相当し、そして （ｃ）導入された該混合物を該反応チャンバー（２）の
内部の偏向表面に導き、それによって該混合物を、それ
が該反応チャンバー（２）の器壁または底部に達するこ
とができるようになる前に、霧化させ、昇華させ、およ
び／または蒸発させて爆発的に燃焼させることを特徴と
する上記の燃焼法。 ２．加圧空気流または複数の加圧空気流を反応チャンバ
ー（２）に約２〜１０バール、好ましくは３〜５バール
の圧力で注入することを特徴とする、上記第１項の方
法。 ３．燃料、水および／または酸化剤を１本または数本の
ベンチュリ管により加圧空気流の中に導入することを特
徴とする、上記第１または２項の方法。 ４．ガス状燃料を加圧空気なしで反応チャンバー（２）
に導入することを特徴とする、上記１〜３のいずれか１
項の方法。 ５．反応チャンバー（２）の内部温度を、熱伝導性の反
応器の器壁により該反応チャンバー（２）の軸に対して
均一に保つことを特徴とする、上記１〜４のいずれか１
項の方法。 ６．反応チャンバー（２）への流入速度を、燃焼火炎が
該反応チャンバー（２）を該反応チャンバーの所定形状
の所で少なくとも音速で出て行くように調整することを
特徴とする、上記１〜５のいずれか１項の方法。 ７．反応チャンバー（２）中での導入混合物の点火を、
スターター火炎または生成スパークにより行うことを特
徴とする、上記１〜６のいずれか１項の方法。 ８．燃料および／または水および／または空気を燃焼の
際に生成した廃熱で予熱し、その後にそれらを反応チャ
ンバー（２）に導入することを特徴とする、上記１〜７
のいずれか１項の方法。 ９．反応チャンバー（２）の内部空間が、該反応チャン
バーに導入し得るインサートにより流体力学的に形成さ
れていることを特徴とする、上記１〜８のいずれか１項
の方法。 １０．燃焼の際に炭化水素含有流体を接触分解させるこ
とを特徴とする、上記１〜９のいずれか１項の方法。 １１．ニッケル含有物質を触媒として使用することを特
徴とする、上記第１０項の方法。 １２．燃料を、必要なら水および／または酸化剤を添加
して、空気と一緒に燃焼させる燃焼法のための、該燃
料、該空気、該酸化剤および／または該水のための供給
開口、および燃焼生成物のための出口開口を有する反応
チャンバーを含んで成る反応器において、該反応器
（１）が双曲面を有する反応器ヘッド（３）を具え、該
双曲面状反応器ヘッド（３）は反応チャンバー（２）の
出口開口（４）に隣接して配置され、そして該双曲面状
反応器ヘッド（３）の断面が該隣接配置の位置から拡大
していることを特徴とする、上記の反応器。 １３．反応チャンバー（２）が、少なくともその上部に
おいて、出口開口（４）の方向に先細になっていること
を特徴とする、上記第１２項の反応器。 １４．反応チャンバー（２）の先細部が角錐台または円
錐台として形成されていることを特徴とする、上記第１
３項の反応器。 １５．反応チャンバー（２）が双曲面状に形成されてい
ることを特徴とする、上記第１３項の反応器。 １６．供給案内部材（５、６）の開口が、反応チャンバ
ー（２）の底部にはめ込まれ、かつ該反応チャンバー
（２）の軸に対して平行に指向されていることを特徴と
する、上記第１２〜１５のいずれか１項の反応器。 １７．供給案内部材（５、６）の開口が、反応チャンバ
ー（２）の底部の表面中央に同心に配置されていること
を特徴とする、上記第１６項の反応器。 １８．供給案内部材（５、６）が、燃料および／または
水の吸引用ベンチュリ管として形成されている単なる管
からできていることを特徴とする、上記第１２〜１７の
いずれか１項の反応器。 １９．偏向表面（７）が、反応チャンバー（２）の内部
に、供給開口で与えられる流入方向に配置されているこ
とを特徴とする、上記第１２〜１８のいずれか１項の反
応器。 ２０．偏向表面（７）が円錐体または角錐体により形成
され、その先端が供給開口の方向に向いていることを特
徴とする、上記第１９項の反応器。 ２１．反応チャンバー（２）に点火源が設けられている
ことを特徴とする、上記１２〜２０のいずれか１項の反
応器。 ２２．反応チャンバー（２）の内部、例えば反応チャン
バーの器壁の中、反応チャンバー（２）の内部の耐火性
インサートの中、または偏向表面（７）の中に金属触媒
が与えられていることを特徴とする、上記第１２〜２１
のいずれか１項の反応器。 ２３．金属触媒が耐火性の鱗片状または多孔質材料の中
に配置されていることを特徴とする、上記第２２項の反
応器。 ２４．反応器（１）が、一部、特に材料応力が最大であ
る領域がNi-Mo-Co-Cr合金（ニモニック合金）からでき
ていることを特徴とする、上記第１２〜２３のいずれか
１項の反応器。 ２５．反応器（１）が、例えばセラミックまたはガラス
繊維の外側絶縁層を有していることを特徴とする、上記
第１２〜２４のいずれか１項の反応器。 ［図面の簡単な説明］
【図１】図１は、本発明による反応器の、下から見た斜
視側面図である。
【図２】図２は、図１の反応器の、上から見た斜視透視
図である。
【図３】図３は、図１の反応器の透視側面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−33512（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−181702（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−290305（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−80673（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−52170（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭50−24789（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23C 11/00 F23D 11/24

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料を、加圧空気により、反応チャンバ
    ー（２）中に、その軸方向に導入し、燃焼させる、燃料
    の燃焼法において、 （ａ）固体および／または液体および／またはガス状の
    燃料を使用し、 （ｂ）注入加圧空気の量は完全燃焼に必要とされる空気
    の量に相当し、そして （ｃ）導入された該混合物を該反応チャンバー（２）の
    内部の偏向表面に導き、それによって、該混合物が該反
    応チャンバー（２）の器壁に達する前に、該混合物を分
    布させ、液体及び／又は気体成分を更に霧化させ、液体
    成分を蒸発させ、固体成分を昇華させ、そして該混合物
    を爆発的に燃焼させ始めることを特徴とする上記の燃焼
    法。
  2. 【請求項２】 加圧空気流または複数の加圧空気流を反
    応チャンバー（２）に約２〜１０バール、好ましくは３
    〜５バールの圧力で注入することを特徴とする、請求項
    １の方法。
  3. 【請求項３】 ガス状の燃料を、導入された加圧空気と
    は別個に反応ャンバー（２）内に導入する、請求項１ま
    たは２の方法。
  4. 【請求項４】 反応チャンバー（２）への流入速度を、
    燃焼火炎が該反応チャンバー（２）を該反応チャンバー
    の所定形状の所で少なくとも音速で出て行くように調整
    することを特徴とする、請求項１の方法。
  5. 【請求項５】 燃料を、空気と一緒に燃焼させる燃焼法
    のための、該燃料および該空気のための供給開口、およ
    び燃焼生成物のための出口開口を有する反応チャンバー
    を含んで成る反応器において、該反応器（１）が双曲面
    を有する反応器ヘッド（３）を具え、該双曲面状反応器
    ヘッド（３）は反応チャンバー（２）の出口開口（４）
    に隣接して配置され、そして該双曲面状反応器ヘッド
    （３）の断面が該隣接配置の位置から拡大しており、し
    かも、偏向表面（７）が、反応チャンバー（２）の内部
    に、供給開口で与えられる流入方向に配置されているこ
    とを特徴とする、上記の反応器。
  6. 【請求項６】 反応チャンバー（２）が、少なくともそ
    の上部において、出口開口（４）の方向に先細になって
    いることを特徴とする、請求項５の反応器。
  7. 【請求項７】 反応チャンバー（２）の先細部が角錐台
    または円錐台として形成されていることを特徴とする、
    請求項６の反応器。
  8. 【請求項８】 反応チャンバー（２）が双曲面状に形成
    されていることを特徴とする、請求項６の反応器。
  9. 【請求項９】 供給案内部材（５、６）の開口が、反応
    チャンバー（２）の底部にはめ込まれ、かつ該反応チャ
    ンバー（２）の軸に対して平行に指向されていることを
    特徴とする、請求項５の反応器。
  10. 【請求項１０】 偏向表面（７）が円錐体または角錐体
    により形成され、その先端が供給開口の方向に向いてい
    ることを特徴とする、請求項５の反応器。
  11. 【請求項１１】 反応チャンバー（２）の内部、例えば
    反応チャンバーの器壁の中または偏向表面の中、に触媒
    が与えられていることを特徴とする、請求項５の反応
    器。
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