JP2001522979A

JP2001522979A - 燃料の燃焼法および燃焼用反応器

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Publication number: JP2001522979A
Application number: JP2000519722A
Authority: JP
Inventors: シュタフラー、フランツ、ヨゼフ
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: 1997-11-10
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2001-11-20
Anticipated expiration: 2018-11-10
Also published as: NO318705B1; ATE204974T1; JP3509753B2; NO20002364D0; CA2309650C; CA2309650A1; PT1031000E; PL340823A1; EP1031000B1; ES2163304T3; WO1999024756A1; US6575733B1; CN1281544A; DK1031000T3; EP1031000A1; AU734573B2; HK1030448A1; PL193419B1; DE19749688A1; RU2198349C2

Abstract

(57)【要約】本発明は、空気により燃焼され、そして水が必要なら加えられている、任意、特定の凝集状態にある燃料の燃焼法に関する。本発明は、また、燃焼プロセスを最適化するように設計されている、該方法のための反応器に関する。固体、液体および／またはガス状の燃料と、必要なら水および／または酸化剤が、圧縮空気により、反応チャンバー（２）中に、軸方向に導かれ、それによって、かくして注入された圧縮空気の量は完全燃焼に必要とされる空気の量に相当し、かつノズルで導入された混合物が反応チャンバー（２）の内側領域中の偏向表面（７）に導かれるようになり、その結果該混合物が反応チャンバー（２）の器壁または底部に到達することができるようになる前に、霧化され、昇華され、および／または気化されて、爆発的様式で燃焼するようになる。この燃焼法のための反応器（１）は、反応チャンバー（２）の出口開口に隣接して接続され、その接続部から断面を拡大して延在して、反応器（１）にノズル形状を与えている、双曲面を持つ反応器ヘッド（３）を具えている。

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。

【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２５０〜３５０℃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３９２９７５９Ｃ２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-Mo- 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１ＭＷ_t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１２０
０〜１５００℃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。

【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。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１１年１１月３０日（１９９９．１１．３０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正内容】

【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２１１８０７３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２１１８０７３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。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【請求項１】燃料を、必要なら水を添加して、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、その際
必要なら酸化剤を添加し、（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、分布させ、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。

【手続補正書】

【提出日】平成１２年５月１２日（２０００．５．１２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項３】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。

【請求項４】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、請求
項１の方法。

【請求項５】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、請求項１の方法。

【請求項６】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。

【請求項７】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６の反応器。

【請求項８】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７の反応器。

【請求項９】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７の反応器。

【請求項１０】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６の反応器。

【請求項１１】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、請求項６の反応
器。

【請求項１２】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１１の反応器。

【請求項１３】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、請求項６の反応器。

【手続補正書】

【提出日】平成１３年７月２日（２００１．７．２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項３】ガス状の燃料を、導入された加圧空気とは別れて反応チャンバー（２）内に導入する、請求項１または２の方法。

【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。

【請求項５】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、請求
項１の方法。

【請求項６】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、請求項１の方法。

【請求項７】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。

【請求項８】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７の反応器。

【請求項９】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８の反応器。

【請求項１０】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８の反応器。

【請求項１１】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７の反応器。

【請求項１２】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、請求項７の反応
器。

【請求項１３】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１２の反応器。

【請求項１４】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、請求項７の反応器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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。
【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。
【請求項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、請求項１または２の方
法。
【請求項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、請求項１〜３のいずれか１項の方法。
【請求項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、請
求項１〜４のいずれか１項の方法。
【請求項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、請求項１〜５のいずれか１項の方法。
【請求項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、請求項１〜６のいずれ
か１項の方法。
【請求項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、請求項１〜７のいずれか１項の方法。
【請求項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、請求
項１〜８のいずれか１項の方法。
【請求項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、請求項１〜９のいずれか１項の方法。
【請求項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
、請求項１０の方法。
【請求項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。
【請求項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、請求項１２の反応
器。
【請求項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、請求項１３の反応器。
【請求項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、請求項１３の反応器。
【請求項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、請求項１２〜１５のいずれか１項の反応器。
【請求項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、請求項１６の反応
器。
【請求項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
、請求項１２〜１７のいずれか１項の反応器。
【請求項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、請求項１２〜１
８のいずれか１項の反応器。
【請求項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、請求項１９の反応器。
【請求項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、請求項１２〜２０のいずれか１項の反応器。
【請求項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、請求項１２〜２１の
いずれか１項の反応器。
【請求項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、請求項２２の反応器。
【請求項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、請求項１２〜２３のいずれか１項の反応器。
【請求項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、請求項１２〜２４のいずれか１項の反
応器。