(57)【要約】本発明は、焼却炉の排ガスの完全燃焼を最適化する方法に関する。この方法は、燃焼される固形物質(2)が、一次燃焼空間(12)をなす燃焼室(8)内に取入口(6)を介して導入される段階と、一次空気が吸気され、一次燃焼空間(12)内の、燃焼火格子上を運搬される燃焼床(14)を形成する固形物質が燃焼される段階と、燃焼された固形物質が、運搬方向(F)に関して取入口とは反対側に配置された取出口(18)を介して一次燃焼空間(12)から排出される段階と、二次空気が吸気され、固形物質(2)の燃焼の間に放出された一次燃焼ガスが、燃焼ガスの流れ方向に関して燃焼室の下流に配置されて二次燃焼空間(27)をなす二次燃焼室(28)内で燃焼される段階と、を含む。ここで、一次燃焼ガスを含む排ガスは、二次燃焼空間(27)に入る前に、混合ゾーン(26)で、ノズル(24a, 24b, 24c)を介して導入される流体によって均質化される。本発明は、混合ゾーン(26)が、排ガスの流れ方向に関して少なくとも近似的に直接に燃焼床(14)に隣接し、ノズル(24a, 24b, 24c)から射出される流体の射出速度が４０ｍ／ｓから１２０ｍ／ｓであり、ノズル(24a, 24b, 24c)は、燃焼火格子の傾斜に対して−１０°から＋１０°の角度に向き付けられていることを特徴とする（図１）。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉の排ガスの完全燃焼を最適化する方法であって、
燃焼される固形物質(2)が、一次燃焼空間(12)をなす燃焼室(8)内に取入口(6)を介して導入される段階と、
一次空気が吸気され、前記一次燃焼空間(12)内の、燃焼火格子上を運搬される燃焼床(14)を形成する前記固形物質が燃焼される段階と、
燃焼された前記固形物質が、運搬方向(F)に関して前記取入口とは反対側に配置された取出口(18)を介して前記一次燃焼空間(12)から排出される段階と、
二次空気が吸気され、前記固形物質(2)の燃焼の間に放出された一次燃焼ガスが、燃焼ガスの流れ方向に関して前記燃焼室の下流に配置されて二次燃焼空間(27)をなす二次燃焼室(28)内で燃焼される段階と、を含み、
前記一次燃焼ガスを含む排ガスは、前記二次燃焼空間(27)に入る前に、混合ゾーン(26)で、ノズル(24a, 24b, 24c)を介して導入される流体によって均質化され、
前記混合ゾーン(26)は、前記排ガスの流れ方向に関して少なくとも近似的に直接に、前記燃焼床(14)に隣接し、前記ノズル(24a, 24b, 24c)から射出される前記流体の射出速度は、４０ｍ／ｓから１２０ｍ／ｓであり、前記ノズル(24a, 24b, 24c)は、前記燃焼火格子の傾斜に対して−１０°から＋１０°の角度に向き付けられていること、を特徴とする方法。
【請求項２】
前記混合ゾーン(26)と前記燃焼床(14)との間の距離は、最大で１．５ｍであり、好ましくは、最大で０．８ｍであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記混合ゾーン(26)は、前記燃焼床(14)から測定して最大で２ｍの距離まで延びることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ノズル(24a, 24b, 24c)から射出される前記流体の射出速度は、９０ｍ／ｓであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記ノズル(24a, 24b, 24c)は、前記燃焼火格子の傾斜に対して−５°から＋５°の角度に向き付けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記流体は、前記燃焼室(27)の下流に後続するゾーンから還流された排煙を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
導入される前記排煙の量は、吸気された前記一次空気の量の５％から３５％であり、好ましくは、約２０％であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記流体は、前記燃焼室(8)の取入口側の領域に配置されたノズル(24a)を介して射出されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記ノズルは、外管と、該外管の軸方向に沿って延び、前記外管に囲まれる内管とを有し、前記内管は、排煙を伝達するためのものであり、前記外管は、空気を伝達するためのものであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記流体は、少なくとも２個のノズルから導入され、好ましくは、少なくとも６個のノズルから導入されることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法を実行するための燃焼室であって、
一次燃焼空間(12)を囲む側壁(10)と、
燃焼される固形物質を前記一次燃焼空間(12)に導入するための取入口(6)と、
前記固形物質を燃焼するための燃焼火格子(16)と、
前記固形物質の運搬方向(F)に関して前記取入口(6)とは反対側に配置され、燃焼された前記固形物質を前記一次燃焼空間(12)から排出するための取出口(18)と、
燃焼処理の間に放出される、一次燃焼ガスを含む排ガスを均質化するためのノズル(24a, 24b, 24c)と、を含み、
前記ノズルは、前記燃焼火格子(16)の上方の、最大で３ｍｍ、好ましくは０．５ｍから３ｍ、最も好ましくは０．５ｍから２ｍの範囲に配置され、かつ、前記燃焼火格子(16)の傾斜に対して−１０°から＋１０°の角度に向き付けられていること、を特徴とする燃焼室。
【請求項１２】
前記ノズルは、前記燃焼室(8)の前記側壁(10)に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の燃焼室。
【請求項１３】
前記ノズル(24a)は、前記取入口(6)側の領域に配置されていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の燃焼室。
【請求項１４】
前記ノズル(24a, 24b, 24c)は、前記燃焼火格子(16)の傾斜に対して−５°から＋５°の角度に向き付けられていることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１項に記載の燃焼室。
【請求項１５】
請求項１１から１４のいずれか１項に記載の燃焼室を含む廃棄物焼却炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段に記載された焼却炉の排ガスの完全燃焼を最適化する方法に関連し、また、その方法を実行するための燃焼室、及び、このような燃焼室を含む廃棄物焼却炉にも関連する。
【背景技術】
【０００２】
都市ごみ、代替燃料、バイオマス、及び他の物質のような固形燃料を燃焼するための焼却炉は、当業者には周知である。このような設備は、燃焼室を有しており、燃焼室では、一次空気が吸気されて固形物質が燃焼される。このような燃焼は、一次燃焼と呼ばれる。ここで、固形物質には、取入口から燃焼室に入り、取出口から出る間に、様々な部分処理が施される。このような部分処理は、大きく乾燥、着火、燃焼、及び灰燃焼に分類される。
【０００３】
これらの各部分処理において、それぞれ異なる組成の排ガスが発生する。乾燥段階では、一次空気は、燃焼される固形物質から単に水分を吸収するだけであり、一方、着火段階では、熱分解生成物が発生する。着火段階で供給される酸素は、乾燥段階とは異なり、通常、完全に転換され、この段階で発生する排ガス流には、酸素はほとんど含まれていないか、あるいは全く含まれていない。燃焼段階では、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２、Ｈ２Ｏ、及びＮ２を典型的な成分とする排ガスが発生し、一方、灰燃焼段階では、空気は最後までほとんど消費されない。
【０００４】
一次燃焼の後、これらの様々な排ガス流は、流れ方向の下流に配置された二次燃焼室に到達し、二次空気が吸気されて燃焼される。この燃焼は、二次燃焼と呼ばれる。
【０００５】
固形物質の燃焼と、不完全燃焼の排ガス成分の二次燃焼とを含む方法は、例えば、国際公開第２００７／０９０５１０号（特許文献１）に開示されている。特許文献１では、二次燃焼室内での窒素酸化物（ＮＯＸ）の生成を最小限に抑制するために、一次的な窒素化合物であるＮＨ３及びＨＣＮを分解することが目的とされている。
【０００６】
欧州特許出願公開第１０７７０７７号明細書（特許文献２）には、特許文献１に開示される方法と類似の方法が記載されている。特許文献２では、排煙からＮＯＸを除去するために、ＳＮＣＲ法が使用される。ＳＮＣＲ法では、触媒は使用されず、代わりに、排煙内に還元剤が射出される。このようなＳＮＣＲ法は、８５０℃から１０００℃の温度で実施され、複雑な制御が要求される。
【０００７】
窒素酸化物の還元については、さらに、国際公開第９９／５８９０２号（特許文献３）にも記載されている。特許文献３に記載された発明では、燃焼室から出たガスに、混合段階で、酸素を含まないかまたは酸素濃度が低い媒質が添加されて、均質化される。その後、均質化された排ガス流は、定常状態ゾーンを通過し、定常状態ゾーンにおいて、すでに生成されている窒素酸化物が還元される。この方法では、操業条件によっては、熱分解ガスの累積量が大きくなり、完全燃焼のために十分な量の二次空気が局所的に使用できなくなる場合がある。その結果、未燃ガスが二次燃焼室から漏れ、例えば、排煙中にＣＯのピークが発生する。
【０００８】
様々な燃焼処理ゾーンが存在することにより、それぞれの排ガス流の成分が異なることに加えて、温度の不均衡も生じる。着火ゾーンと燃焼ゾーンの温度は、例えば灰燃焼ゾーンと比較すると非常に高い。この不均衡は、二次燃焼室ではさらに顕著なものとなる。着火ゾーン及び燃焼ゾーンで発生する排ガス中の可燃性の一次燃焼ガスの割合は、灰燃焼ゾーンで発生する排ガスと比べて高く、これらの可燃性のガスの燃焼によって、さらに温度が上昇するためである。
【０００９】
特に、取入口側の領域では、燃焼室または二次燃焼室を囲む側壁が、高温の影響を受けて損傷するおそれがある。加えて、この領域では、高温によるケーキングまたはコーキングが生じるおそれがあり、その場合、複雑な保守手順を用いてこれらを除去しなければならない。
【００１０】
例えば、欧州特許出願公開第１０８１４３４号明細書（特許文献４）、欧州特許出願公開第１３８２９０６号明細書（特許文献５）、及び、米国特許第５３１３８９５号明細書（特許文献６）に記載された方法は、未燃焼物質（特に、ＣＯ）の量を低減する問題を克服しようとするものである。例えば、特許文献６には、燃焼室から出るガスを、渦巻き流中で旋回させるように、混合流体が導入されることが記載されている。加えて、例えば特許文献４には、このような流体を導入するための特別なノズル構成が記載されており、これによって、流路の防炎カバーの領域に配置される射出平面内に、回転流が形成される。
【００１１】
しかし、特に特許文献６に記載された方法において、燃焼室内に存在する温度の不均衡の問題への対処は、十分とは言えない。この方法は、燃焼室の取入口側の領域の温度を、水滴または水蒸気を射出することによって低下させるものであり、これは、エネルギー回収の収支の観点から不利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開第２００７／０９０５１０号
【特許文献２】欧州特許出願公開第１０７７０７７号明細書
【特許文献３】国際公開第９９／５８９０２号
【特許文献４】欧州特許出願公開第１０８１４３４号明細書
【特許文献５】欧州特許出願公開第１３８２９０６号明細書
【特許文献６】米国特許第５３１３８９５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、操業上の高い信頼性を有し、かつ高効率で燃焼処理からのエネルギー回収が可能な、焼却炉の排ガスの完全燃焼を最適化する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的は、請求項１に従う方法により達成される。本発明の好ましい実施形態は、各従属請求項に詳細に記載される。
【００１５】
本発明に従う方法は、燃焼される固形物質を、一次燃焼空間をなす燃焼室内に取入口を介して導入する段階と、一次空気を吸気し、一次燃焼空間内の、燃焼火格子上を運搬される燃焼床を形成する固形物質を燃焼する段階と、燃焼された固形物質を、運搬方向に関して取入口とは反対側に配置された取出口を介して一次燃焼空間から排出する段階の、各段階を含んでいる。
【００１６】
固形物質の燃焼の間に放出された一次燃焼ガスは、二次空気が吸気されて、二次燃焼空間をなす二次燃焼室で燃焼される。二次燃焼室は、燃焼ガスの流れ方向に関して燃焼室の下流に（言い換えれば、燃焼室の上方に）配置されている。
【００１７】
一次燃焼ガスを含む排ガスは、二次燃焼空間に入る前に（言い換えれば、流れ方向に関して上流側で、したがって、この燃焼空間の下方で）、混合ゾーンで均質化される。この均質化は、ノズルを介して導入される流体によって生じる。
【００１８】
ここで、上記のノズルは、単一のノズルであってもよく、または、複数のノズルであってもよい。また、上記の均質化は、排ガスまたは異なる成分の個々の排ガス流が、可能な限り均質なガス混合物が得られるように、混合されることを意味する。
【００１９】
本発明において、混合ゾーンは、排ガスの流れ方向に関して少なくとも近似的に直接に、燃焼床に隣接する。言い換えれば、混合ゾーンは、燃焼床の、少なくとも近似的に直上に配置されている。これによって、例えば着火ゾーンまたは燃焼ゾーンで発生する非常に高温の排ガス流を、乾燥ゾーンまたは灰燃焼ゾーンからの比較的低温の排ガス流と、燃焼床のほぼ直上で混合することが可能となり、ひいては、早い段階で温度ピークを相殺するかまたは低減することができる。同時に、この方法によれば、例えば冷却媒質による冷却の場合に発生するような、エネルギー回収の収支の悪化が回避される。
【００２０】
加えて、ガス混合物は、個々の燃焼処理ゾーンで発生する排ガス流の均質化の結果として得られ、二次燃焼空間内での二次燃焼のために最適化されるように調整されている。その結果、本発明によれば、（二次）空気の余剰を低減しても、排ガスの最適化された完全燃焼を確実に実施することが可能となる。これによって、二次空気の吸気量を少なくしても、ＣＯまたは未燃焼炭化水素等の有害物質の放出を、非常に低いレベルに抑制することが可能となる。
【００２１】
また、燃焼ゾーンで発生する還元窒素含有燃焼ガス（窒素酸化物前駆物質）と、乾燥ゾーンまたは灰燃焼ゾーン上に存在する酸素とが混合されても、結果として窒素酸化物の増大は生じないことも分かった。これは、燃焼ゾーンからの排ガス流と、乾燥ゾーン及び灰燃焼ゾーンに累積する酸素を豊富に含む排ガス流とが混合されるとき、同時に、これらのガス流の温度が下がり、それによってサーマルＮＯＸの生成が抑制されるという事実から説明することができる。
【００２２】
上述したように、本発明に従って、流体は、１または複数のノズルを介して導入される。また、本発明に従って、ノズルから射出される流体の射出速度は、約４０ｍ／ｓから約１２０ｍ／ｓであり、ノズルは、燃焼火格子の傾斜に対して−１０°から１０°の角度に向き付けられている。
【００２３】
上述したように規定されるノズルに加えて、燃焼火格子の傾斜に対して上記の角度に揃えられていないノズルをさらに設けることもできる。
【００２４】
ここで、燃焼火格子の傾斜とは、燃焼火格子全体の傾斜の平均を意味する（存在する個々の火格子段部のうちのどの段部の配向でもない）。
【００２５】
本発明に従うノズルの向きにより、本発明に従って燃焼床の直上に混合ゾーンを配置しても、燃焼火格子から固形物質が過剰に巻き上がることが確実に回避される。本発明に従って、流体の射出速度を約４０ｍ／ｓから約１２０ｍ／ｓとすることも、固形物質の巻き上がりを回避するために有用である。
【００２６】
本発明に従う新たなノズルの配置構成と射出速度との組み合わせにより、燃焼火格子からの固形物質の不要な巻き上がりを過剰に生じさせることなく、混合ゾーンを、排ガスの流れ方向に関して少なくとも近似的に直接に、燃焼床に隣接させることが可能となる。
【００２７】
本発明に従う約４０ｍ／ｓから約１２０ｍ／ｓの射出速度で早くも良好な均質化が達成可能であることは、先行技術に非常に大きな値が教示されていることに鑑みれば、いっそう驚くべきことである。例えば、欧州特許出願公開第１５０８７４５号明細書には、射出速度が少なくともマッハ数１であることが開示されている。マッハ数１の速度は、音速と同義であり、２０℃の空気の場合、具体的には約３４３ｍ／ｓである。そして、焼却炉にみられるような高温では、この速度は、さらに大きな値をとるものである。
【００２８】
本発明の好ましい実施形態に従って、混合ゾーンと燃焼床との間の距離は、最大で１．５ｍであり、好ましくは、最大で０．８ｍである。この距離は、燃焼床の上側の境界位置と、排ガスの流れ方向に沿って考えたときの混合ゾーンの開始位置との間の最大距離である。この最大距離は、焼却炉の通常の寸法に鑑みれば、「近似的に燃焼床の直上」の表現の範囲内に含まれるものである。燃焼床の上側の境界位置は、典型的には燃焼火格子の約０．３ｍから約１ｍ上方にあるため、混合ゾーンと燃焼火格子との間には適切な距離がとられている。
【００２９】
本発明の好ましい実施形態に従って、混合ゾーンは、燃焼床から測定して最大で２ｍの距離まで延びている。したがって、この実施形態に従う混合ゾーンは、排ガスの流れ方向に沿って考えたとき、最大で２ｍの位置で終了し、この場合でも、二次空気の射出までに十分な距離がとられている。本発明に従って、混合ゾーンが、少なくとも近似的に直接に燃焼床に隣接する場合、上述した上側の境界位置は、排ガスの所望の均質化を達成するために十分なものである。
【００３０】
本発明の好ましい実施形態に従って、ノズルから射出される流体の射出速度を、約９０ｍ／ｓとすることにより、特に良好な均質化が達成される。
【００３１】
ここで、射出速度は、ノズル開口から出射するときに流体が有する速度である。標準的に使用されるノズルは、通常、６０ｍｍから２００ｍｍの円形のノズル断面を有する。また、ノズルの断面は、ノズルの射出開口の直径が６０ｍｍから９０ｍｍとなるように、ノズル口の方向に沿って連続的に先細りとなるように形成されているものであってもよい。
【００３２】
流体の導入による固形物質の巻き上がりを最小限に留めるため、それぞれのノズルは、燃焼火格子の傾斜に対して、好ましくは−１０°から＋５°の角度に向き付けられており、より好ましくは−５°から＋５°の角度に向き付けられている。また、本発明のさらに好ましい実施形態では、それぞれのノズルは、燃焼火格子の傾斜に対して−１０°から０°の角度に向き付けられている。
【００３３】
本発明のさらに好ましい実施形態では、流体は、二次燃焼空間の下流に後続するゾーンから還流された排煙を含んでいる。一般的な廃物焼却炉の構成では、排煙の還流は、好ましくは、蒸気発生器と煙道との間のゾーンから実施される。導入される排煙の量は、吸気された一次空気の量の約５％から約３５％であり、好ましくは、約２０％である。排煙とは別に、あるいは、排煙に加えて、任意の適切な他の流体、特に、空気、窒素等の不活性ガス、水蒸気、または、これらの混合ガス、を使用することもできる。
【００３４】
通常、最高温度となるのは、燃焼室の取入口側の領域であるため、本発明の好ましい実施形態に従って、流体は、燃焼室の取入口側の領域に配置された単一のノズル、または、複数のノズルの列を介して射出される。これによって、燃焼室を囲む側壁の非常に顕著な温度不均衡、及び、それによって生じる損傷または汚染を効果的に回避することができる。
【００３５】
特に、このような流体として、還流された排煙を使用する場合、それぞれのノズルは、外管と、外管の軸方向に沿って延び、外管に囲まれる内管とを有することが好ましい。ここで、内管は、排煙を伝達するためのものであり、外管は、空気を伝達するためのものである。内管の内径は、好ましくは、約７０ｍｍであり、外管の内径（言い換えれば、内管と外管の間に存在する環状の間隙の外径）は、約１１０ｍｍである、
【００３６】
この実施形態において、空気流は、排煙に含まれる不純物の付着に対してノズルを防護する防護壁として使用される。特に、取入口側の領域の温度では、このような付着によってケーキングが発生しやすく、極端な場合、ノズルの損傷の要因ともなる。この実施形態では、このような問題を効果的に防ぐことができる。
【００３７】
燃焼室の幅の１ｍ毎に、少なくとも１個のノズルを設けると有利であることが分かった。流体は、好ましくは、少なくとも２個のノズルから導入され、より好ましくは、少なくとも６個のノズルから導入される。これによって、比較的少ない量の射出流体を用いて、可能な限り完全な均質化を実施することができる。
【００３８】
本発明は、上述した方法に加えて、その方法を実行するための燃焼室も提供するものである。この燃焼室は、一次燃焼空間を囲む側壁と、燃焼される固形物質を一次燃焼空間に導入するための取入口と、固形物質を燃焼するための燃焼火格子と、固形物質の運搬方向に関して取入口とは反対側に配置され、燃焼された固形物質を一次燃焼空間から排出するための取出口と、燃焼処理の間に放出される、一次燃焼ガスを含む排ガスを均質化するためのノズルと、を含んでいる。ここで、ノズルは、本発明に従って、燃焼火格子の上方の、最大で３ｍｍ、好ましくは０．５ｍから３ｍ、最も好ましくは０．５ｍから２ｍの範囲に配置される。
【００３９】
ノズルは、一般に、燃焼室の側壁に配置され、好ましくは、取入口側の領域または取出口側の領域に配置される。
【００４０】
均質化処理に伴って、燃焼床に存在する固形物質の巻き上がりが生じることを回避するため、ノズルは、本発明に従って、燃焼火格子の傾斜に対して、−１０°から＋１０°の角度、好ましくは、−１０°から＋５°の角度、より好ましくは−５°から＋５°の角度に、向き付けられている。本発明のさらに好ましい実施形態では、それぞれのノズルは、燃焼火格子の傾斜に対して、−１０°から０°の角度に向き付けられている。
【００４１】
上述した方法及び燃焼室に加えて、本発明は、さらに、上述した燃焼室を含む廃棄物焼却炉も提供するものである。
【００４２】
本発明は、添付図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、本発明に係る方法を実行するための燃焼室及び二次燃焼室の一部を、模式的に示す図である。
【図２】図２は、燃焼ゾーンで発生する排ガス流のＯ２濃度（ｖｏｌ％単位）及びＣＯ濃度（標準大気状態で、ｍｇ／ｍ３単位）について、ノズルの作動期間と停止期間を切り替えつつ測定した結果を時間に対して示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１に示すように、燃焼される固形物質２は、供給ホッパー２に注入され、そこから取入口６を介して燃焼室８に導入される。この導入には、一般的には、投入用タペットが用いられる。燃焼室８は、側壁１０を含み、側壁１０は、上方に向かって先細りとなるように形成された一次燃焼空間１２を囲むものである。
【００４５】
固形物質２は、燃焼床１４を形成して（供給）燃焼火格子１６上を運搬される。燃焼火格子を通って一次空気が流れ、固形物質は、この処理の間に燃焼される。この際、乾燥ゾーン、着火ゾーン、燃焼ゾーン、及び、灰燃焼ゾーンは、運搬方向Ｆに沿って連続して設けられる。その後、燃焼された固形物質は、取入口１６の反対側に配置された取出口１８から排出され、次いで、スラグ運搬装置のスラグ除去器を介して送られる。図示された実施形態において、一次空気は、個々の下部熱風室２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを介して分配され、下部熱風室の各々には、個別の一次空気ライン２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを介して供給される。
【００４６】
ノズル２４ａ、２４ｂ、２４ｃ（図１に矢印で示す）は、燃焼室の側壁１０に配置され、燃焼室８に流体を導入するために使用される。これらのノズルは、ノズルからの流体の射出速度が、４０ｍ／ｓから１２０ｍ／ｓとなるように構成されている。
【００４７】
図示された実施形態では、ノズル２４ａは、燃焼室８の取入口側の領域８’に配置され、詳しくは、側壁１０の、取入口に対向し、傾斜して上方に延びる部分１０’に配置されている。また、ノズル２４ｂ、２４ｃは、取出口側の領域８’’に配置されている。その際、側壁の、傾斜して上方に延びる部分１０’’に１個のノズル２４ｂが配置され、端面２５を形成して垂直に延びる部分１０’’’に１個のノズルが配置されている。但し、本発明の目的に適合する任意の他の個数及び配置構成のノズルを使用するものであってもよい。
【００４８】
燃焼処理の間に放出される燃焼ガスを含む排ガスは、ノズル２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを用いることにより、混合ゾーン２６で均質化される。混合ゾーンは、排ガスの流れ方向に関して少なくとも近似的に直接に燃焼床１４に隣接する。図１において、この均質化は、破線矢印で示されている。ここで、符号Ａは、高温であり、かつ一次燃焼ガスの濃度が高い領域を模式的に示しており、符号Ｂは、符号Ａで示す領域と比較して、低温であり、かつ一次燃焼ガスの濃度が低い領域を模式的に示している。均質化の後、言い換えれば、図１において符号Ａ、Ｂで示される領域の上方において、排ガスは、均質なガス混合物をなして存在する。
【００４９】
この排ガスは、燃焼室８に後続し、二次燃焼空間２７をなす二次燃焼室２８に流れ込む。そして、二次空気が吸気され、排ガスは、二次燃焼室で燃焼される。このため、二次燃焼室２８の側壁３０には、二次空気を導入するためのノズル３２ａ、３２ｂが設けられている。
【００５０】
図２に示すように、ノズルをオン位置にして作動させ、流体を導入した場合、燃焼ゾーンで発生する排ガス流内で局所的に測定されたＯ２濃度（Ｏ２,ローカル：図中、太実線で示す）は、全域的なＯ２濃度（Ｏ２,グローバル：図中、細破線で示す）、すなわち、燃焼室で発生する排ガス流に存在する全体のＯ２濃度にほぼ一致する。一方、ノズルをオフ位置にして停止させた場合、局所的なＯ２濃度の測定値は、全域的なＯ２濃度の測定値よりも、著しく低い。
【００５１】
ＣＯ濃度については、ノズルを作動させた場合、比較的低く、かつほぼ一定の値が得られるのに対して、ノズルを停止させた場合、比較的高く、かつ、非常に多様な値が得られる。流体の導入によって排ガスが均質化されることは、この結果にも示されている。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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2014513786.tif 000006
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