特許 7159197 燃焼室を作動させるためのシステムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-14

(45)【発行日】2022-10-24

(54)【発明の名称】燃焼室を作動させるためのシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   F23N 5/00 20060101AFI20221017BHJP

   F23R 3/28 20060101ALI20221017BHJP

   F02C 9/00 20060101ALI20221017BHJP

   F23R 3/40 20060101ALI20221017BHJP

   F23N 1/02 20060101ALI20221017BHJP

   F23N 5/08 20060101ALI20221017BHJP

   F23C 5/32 20060101ALI20221017BHJP

【ＦＩ】

F23N5/00 H

F23R3/28 D

F02C9/00 B

F23R3/40 C

F23N1/02 K

F23N5/08 A

F23C5/32

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2019555800

(86)(22)【出願日】2018-04-22

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-06-18

(86)【国際出願番号】 EP2018060253

(87)【国際公開番号】W WO2018197366

(87)【国際公開日】2018-11-01

【審査請求日】2021-04-12

(31)【優先権主張番号】15/495,243

(32)【優先日】2017-04-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】515322297

【氏名又は名称】ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ７， ＣＨ－５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(72)【発明者】

【氏名】ボツェット、カール

(72)【発明者】

【氏名】ニューシェーファー、カール

【審査官】岩▲崎▼ 則昌

(56)【参考文献】

【文献】特開平４－２０３７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平２－３０２５２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５５－１１０８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５２－１４４８２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５０４５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／０１９１９１４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２３Ｎ ５／００

Ｆ２３Ｒ ３／２８

Ｆ０２Ｃ ９／００

Ｆ２３Ｒ ３／４０

Ｆ２３Ｎ １／０２

Ｆ２３Ｎ ５／０８

Ｆ２３Ｃ ５／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼室（１２）を作動させるための方法（９２）であって、当該方法（９２）が、
複数のノズル（４２，４４，４６）を介して前記燃焼室（１２）に燃料（１８）を導入するステップ（９４）と、
１つ以上のセンサ（８２）を介して、前記複数のノズル（４２，４４，４６）の各ノズルの出力端での燃焼反応のストイキオメトリを測定して、ストイキオメトリデータを取得するステップ（９６）であって、前記１つ以上のセンサ（８２）が、前記複数のノズル（４２，４４，４６）によって前記燃焼室（１２）内に導入される前記燃料（１８）の燃焼により放出される光子の周波数を分析することにより前記ストイキオメトリを測定するスペクトル分析器である、ステップ（９６）と、
前記ストイキオメトリデータから導出されたスペクトル線変動の周波数及び振幅のうち少なくとも１つが閾値を超えているか否かを決定するステップ（９８）と、
前記スペクトル線変動の周波数及び振幅のうち少なくとも１つが閾値を超えていると決定されたときに、前記燃焼室（１２）の火炎安定性が維持されるように、前記ストイキオメトリデータに少なくとも部分的に基づいて前記複数のノズル（４２，４４，４６）のうちの少なくとも１つのノズルのストイキオメトリを調整するステップ（１００）と
を含む、方法（９２）。

【請求項2】

前記複数のノズル（４２，４４，４６）を介して前記燃焼室（１２）に燃料（１８）を導入するステップ（９４）が、前記燃焼室（１２）の最大運転負荷に比べて軽減された負荷に応じて、前記複数のノズル（４２，４４，４６）を介して前記燃焼室（１２）に燃料（１８）を導入することによって行われる、請求項１に記載の方法（９２）。

【請求項3】

前記軽減された負荷が、最大運転負荷の２０％以下である、請求項２に記載の方法（９２）。

【請求項4】

前記複数のノズル（４２，４４，４６）を介して前記燃焼室（１２）に一次空気（４８）を導入することをさらに含む、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の方法（９２）。

【請求項5】

前記複数のノズル（４２，４４，４６）のすべてのストイキオメトリが互いに均一になるように、前記少なくとも１つのノズルのストイキオメトリが調整される、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の方法（９２）。

【請求項6】

前記複数のノズル（４２，４４，４６）のうち第１の点火層（６２）内に配置された第１の配列のノズル（４２，４４）を介して前記燃焼室（１２）に導入される前記燃料（１８）の第１の量が、前記複数のノズル（４２，４４，４６）のうち第２の点火層（６８）内に配置された第２の配列のノズル（４６）を介して前記燃焼室（１２）に導入される前記燃料（１８）の第２の量よりも少なくなるように、前記燃料（１８）の第１の量を調整すること
をさらに含む、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の方法（９２）。

【請求項7】

調節可能な伸縮式ノズル（９０）を含む伸縮式選択的非触媒還元剤（８８）を介して前記燃焼室（１２）からのＮＯｘ排出を低減するステップ（１０４）
をさらに含む、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の方法（９２）。

【請求項8】

２つのミル（２８）を介して前記複数のノズル（４２，４４，４６）に前記燃料（１８）を供給するステップ（１０６）
をさらに含む、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の方法（９２）。

【請求項9】

前記複数のノズル（４２，４４，４６）のうちの少なくとも１つのノズルのストイキオメトリを調整するステップ（１００）が、
前記複数のノズル（４２，４４，４６）のうちの少なくとも１つのノズルが前記燃焼室（１２）に前記燃料（１８）を導入する速度を調整すること（１１４）
を含む、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の方法（９２）。

【請求項10】

燃焼室（１２）を作動させるためのシステム（１０）であって、当該システム（１０）が、
前記燃焼室（１２）に燃料（１８）を導入するように動作する複数のノズル（４２，４４，４６）と、
前記複数のノズル（４２，４４，４６）の各ノズルの出力端での燃焼反応のストイキオメトリを測定することによりストイキオメトリデータを取得するように動作する１つ以上のセンサ（８２）であって、該１つ以上のセンサ（８２）が、前記複数のノズル（４２，４４，４６）によって前記燃焼室（１２）内に導入される前記燃料（１８）の燃焼により放出される光子の周波数を分析することにより前記ストイキオメトリを測定するスペクトル分析器である、１つ以上のセンサ（８２）と、
前記複数のノズル（４２，４４，４６）及び前記１つ以上のセンサ（８２）と電子通信するコントローラ（２２）と
を備えており、前記コントローラ（２２）が、
前記ストイキオメトリデータから導出されたスペクトル線変動の周波数及び振幅のうち少なくとも１つが閾値を超えているか否かを決定し、
前記スペクトル線変動の周波数及び振幅のうち少なくとも１つが閾値を超えていると決定されたときに、前記燃焼室（１２）の火炎安定性が維持されるように、前記ストイキオメトリデータに少なくとも部分的に基づいて前記複数のノズル（４２，４４，４６）のうちの少なくとも１つのノズルのストイキオメトリを調整する
ように動作する、システム（１０）。

【請求項11】

前記複数のノズル（４２，４４，４６）が、さらに、前記燃焼室（１２）に一次空気（４８）を導入するように構成されている、請求項１０に記載のシステム（１０）。

【請求項12】

前記コントローラ（２２）が、前記複数のノズル（４２，４４，４６）のすべてのストイキオメトリが互いに均一になるように、前記少なくとも１つのノズルのストイキオメトリを調整する、請求項１０又は請求項１１に記載のシステム（１０）。

【請求項13】

前記コントローラ（２２）が、さらに、前記複数のノズル（４２，４４，４６）のうち第１の点火層（６２）内に配置された第１の配列のノズル（４２，４４）を介して前記燃焼室（１２）に導入される前記燃料（１８）の第１の量が、前記複数のノズル（４２，４４，４６）のうち第２の点火層（６４）内に配置された第２の配列のノズル（４６）を介して前記燃焼室（１２）に導入される前記燃料（１８）の第２の量よりも少なくなるように、前記燃料（１８）の第１の量を調整するように動作する、請求項１０乃至請求項１２のいずれか一項に記載のシステム（１０）。

【請求項14】

前記コントローラ（２２）と電子通信し、前記燃焼室（１２）からのＮＯｘ排出を低減するように動作する伸縮式選択的非触媒還元剤（８８）であって、調節可能な伸縮式ノズル（９０）を含む伸縮式選択的非触媒還元剤（８８）
をさらに備える、請求項１０乃至請求項１３のいずれか一項に記載のシステム（１０）。

【請求項15】

請求項１０乃至請求項１４のいずれか一項に記載のシステム（１０）がコントローラ（２２）によって請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成された命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、概してエネルギー生産に関し、さらに具体的には、燃焼室を作動させるためのシステムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0002】

以下、単に「電力グリッド」とも呼ばれる電気式動力グリッドは、１つ以上の発電所によって生成された電気エネルギーを最終消費者、例えば、企業、家庭などに送るためのシステムである。所定の期間、例えば１日間に消費者が電力グリッドから引き出す／要求する最小電力は、電力グリッドの「ベースライン需要」として知られている。消費者が電力グリッドから引き出す／要求する電力の最大量は、電力グリッドの「ピーク需要」として知られており、ピーク需要が発生する期間は、典型的には、電力グリッドの「ピーク時間」と呼ばれる。同様に、電力グリッドのピーク時間外の期間は、通常、電力グリッドの「オフピーク時間」と呼ばれる。化石燃料ベースの発電所内で燃焼される燃料の量および／または速度は、通常、化石燃料ベースの発電所に接続された電力グリッドによって要求される電力量に相関し、化石燃料ベースの発電所および／またはその燃焼室に対する「負荷」として知られている。

【0003】

従来、多くの電力グリッドでは、ベースライン需要を満たすために化石燃料ベースの発電所のみが使用されていた。しかし、再生可能エネルギー源の需要が伸び続ける中で、多くの電力グリッドは現在、太陽光、風力などの再生可能エネルギー源から大量の電力を受け取っている。ただし、多くの再生可能エネルギー源から供給される電力量は、１日および／または１年の間に変動することが多い。例えば、風力発電所であれば、典型的には、日中よりも夜間に電力グリッドに多くの電力を供給する。逆に、太陽光発電所であれば、典型的には、夜間よりも日中に電力グリッドに多くの電力を供給する。最近の発展により、多くの再生可能エネルギー源が、夜間などのオフピーク時間に電力グリッドのベースライン電力需要を満たすことが可能になっているが、多くの電力グリッドは、ピーク需要を満たすため、および／または再生可能エネルギー源だけでは満たすことができない他の期間の増加した需要を満たすために、依然として化石燃料ベースの発電所に依存している。

【0004】

一般に、化石燃料ベースの発電所を作動させるコストは、接続された電力グリッドの需要を満たすために必要とされる負荷の大きさと正の相関関係にあり、例えば、電力グリッドからの需要が高いほど、さらに多くの化石燃料が消費されて、その需要を満たすための負荷を発生させる。しかし、多くの電力グリッドは、再生可能エネルギー源がオフピーク時間に電力グリッドのベースライン需要を満たすことができる場合には、化石燃料発電所によって発生した負荷全体を消費しない。化石燃料ベースの発電所の停止、すなわち、全燃焼運転の停止は、ピーク時間とオフピーク時間との間の比較的短いサイクルを考慮すると、通常、問題がある。したがって、多くの化石燃料ベースの発電所は、１つ以上の再生可能エネルギー源が電力グリッドのベースライン需要を満たすことができる場合には、低下した／軽減された負荷で動作／作動するのに対して、再生可能エネルギー源がベースライン需要を満たすことができない場合には、比較的高い負荷で動作／作動する。しかし、従来の化石燃料ベースの発電所の燃焼室内の火炎安定性に関する課題のために、そのような従来の化石燃料ベースの発電所は、その最大運転負荷、すなわち、化石燃料ベースの発電所および／または包含される燃焼室が支援／発生させるように設計された最大負荷の５０％までしかその負荷を軽減することができない。多くの電力グリッドは現在、オフピーク時間に再生可能エネルギー源から、多くの従来の化石燃料ベースの発電所の負荷を５０％軽減しても完全には消費されないほど十分な電力を受け取っている。さらに、多くの再生可能エネルギー源は様々な政府機関から補助金を受けているため、包括的な電力グリッドによって供給される電力の価格、すなわち「グリッド価格」は、典型的には、負荷が５０％軽減された運転の間、多くの従来の化石燃料ベースの発電所にとって低すぎて収益を上げることができない。このように、多くの従来の化石燃料ベースの発電所は、オフピーク時間に過剰な負荷を発生させるため、環境的および／または経済的な非効率性に悩まされている。

【0005】

したがって、必要とされているのは、燃焼室を作動させるための改良されたシステムおよび方法である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】米国特許出願公開第２００４／１９１９１４Ａ１号明細書

【発明の概要】

【0007】

一実施形態では、燃焼室を作動させるための方法が提供される。該方法は、複数のノズルを介して燃焼室に燃料を導入することを含み、各ノズルは、ノズルの出力端について関連するストイキオメトリを有する。該方法は、１つ以上のセンサを介して各ノズルのストイキオメトリを測定してストイキオメトリデータを取得することと、ストイキオメトリデータから導出されたスペクトル線変動の周波数および振幅のうち少なくとも１つが閾値を超えていることを決定することとをさらに含む。該方法は、ストイキオメトリデータに少なくとも部分的に基づいてノズルのうち少なくとも１つのストイキオメトリを調整して、燃焼室の火炎安定性を維持することをさらに含む。

【0008】

別の実施形態では、燃焼室を作動させるためのシステムが提供される。該システムは、燃焼室に燃料を導入するように動作する複数のノズルと、ノズルのうち少なくとも１つの出力端に関連するストイキオメトリを測定することによってストイキオメトリデータを取得するように動作する１つ以上のセンサと、ノズルおよび１つ以上のセンサと電子通信するコントローラとを含む。コントローラは、ストイキオメトリデータから導出されたスペクトル線変動の周波数および振幅のうち少なくとも１つが閾値を超えていることを決定し、ストイキオメトリデータに少なくとも部分的に基づいてノズルのうち少なくとも１つのストイキオメトリを調整して、燃焼室の火炎安定性を維持するように動作する。

【0009】

さらに別の実施形態では、命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。記憶された命令は、複数のノズルを介して燃焼室に燃料を導入し、１つ以上のセンサを介してノズルのうち少なくとも１つの出力端に関連するストイキオメトリを測定してストイキオメトリデータを取得するようにコントローラを適合させるように構成される。記憶された命令は、ストイキオメトリデータから導出されたスペクトル線変動の周波数および振幅のうち少なくとも１つが閾値を超えていることを決定し、取得されたストイキオメトリデータに少なくとも部分的に基づいてノズルのうち少なくとも１つのストイキオメトリを調整して、燃焼室の火炎安定性を維持するようにコントローラを適合させるようにさらに構成される。

【0010】

本発明は、添付の図面を参照して、非限定的な実施形態の以下の説明を読むことにより、さらによく理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態による、燃焼室を作動させるためのシステムのブロック図である。

【図2】本発明の実施形態による、図１のシステムの燃焼室の図である。

【図3】本発明の実施形態による、図２の燃焼室の点火層の断面図である。

【図4】本発明の実施形態による、図２の燃焼室の別の図であり、火球が燃焼室の下流側に収容されている。

【図5】本発明の実施形態による、図１のシステムを利用して燃焼室を作動させるための方法のフローチャートを示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下では、本発明の例示的な実施形態を詳細に参照し、それらの例は添付の図面に例示されている。可能な限り、図面全体を通して使用される同じ符号は、説明を繰り返さずに、同じまたは同様の部分を指す。

【0013】

本明細書で使用する場合、「実質的に」、「略」および「約」という用語は、構成要素またはアセンブリの機能的目的を達成するのに適した理想的な所望の条件に対して、無理なく達成可能な製造および組立公差内の条件を示す。本明細書で使用する場合、「リアルタイム」という用語は、十分に即時性があるとユーザが感じる、またはプロセッサが外部プロセスに追いつくことが可能な、処理の応答性の水準を意味する。本明細書で使用する場合、「電気結合された」、「電気接続された」および「電気通信」は、電流または他の通信媒体が一方から他方に流れることができるように、参照される要素が直接的にまたは間接的に接続されることを意味する。接続には、直接的な導電性の接続、すなわち容量性、誘導性または能動要素が介在せず、誘導接続、容量接続および／または任意の他の好適な電気接続が含まれてもよい。介在する構成要素が存在してもよい。また本明細書で使用する場合、「流体接続された」という用語は、（液体、ガスおよび／またはプラズマを含む）流体が一方から他方に流れることができるように、参照される要素が接続されることを意味する。したがって、本明細書で使用する場合、「上流」および「下流」という用語は、参照される要素の間および／または参照される要素の近くを流れる流体および／またはガスの流路に対する参照される要素の位置を説明する。さらに、粒子に関して本明細書で使用する「ストリーム」という用語は、粒子の連続的またはほぼ連続的な流れを意味する。また本明細書で使用する場合、「加熱接触」という用語は、参照される物体が、熱／熱的エネルギーをこれらの物体の間で伝達することができるように、互いに近接していることを意味する。本明細書でさらに使用する場合、「懸濁状態燃焼」、「懸濁状態で燃焼している」および「懸濁状態で燃焼した」という用語は、空気中に懸濁された燃料を燃焼させるプロセスを指す。燃焼室に関して本明細書で使用する「火炎安定性」という用語は、燃焼室内の火球が予測可能な方法で燃焼する可能性を指す。したがって、燃焼室の火炎安定性が高い場合、火球は燃焼室の火炎安定性が低い場合よりも予測可能な方法で燃焼する。

【0014】

加えて、本明細書に開示される実施形態は、ボイラの一部を形成する燃焼室を有する、接線方向に点火される石炭ベースの発電所に関して主に説明されるが、本発明の実施形態は、燃料の燃焼を全体的に停止することなく燃料の燃焼速度を制限および／または低下させる必要がある任意の装置および／または方法、例えば炉に適用可能であり得ることを理解されたい。

【0015】

ここで図１を参照すると、本発明の実施形態による、燃焼室１２を作動させるためのシステム１０が示されている。理解されるように、実施形態では、燃焼室１２は、ボイラ１４の一部を形成し得、このボイラ１４は、次に、燃料１８（図２）、例えば石炭、石油および／またはガスなどの化石燃料を燃焼して、蒸気タービン発電機２０を介して発電するための蒸気を生成する発電所１６の一部を形成し得る。システム１０は、少なくとも１つのプロセッサ２４およびメモリデバイス２６を有するコントローラ２２、１つ以上のミル２８、選択的触媒還元剤（「ＳＣＲ」）３０、および／または排気スタック３２をさらに含んでもよい。

【0016】

理解されるように、１つ以上のミル２８は、燃焼室１２内での燃焼のために燃料１８を受け取り、加工するように動作する。すなわち、ミル２８は、燃焼室１２内での燃焼のために燃料１８を細断、粉砕および／または調整する。例えば、実施形態では、１つ以上のミル２８は、本明細書で使用する場合、粉砕ローラと回転ボウルとの間で固体燃料を破砕／粉砕する種類のミルを指す粉砕機ミルであってよい。次いで、加工された燃料１８は、導管３４を介してミル２８から燃焼室１２に輸送／供給される。

【0017】

燃焼室１２は、燃料１８を受け取り、燃料１８の燃焼を促進するように動作し、その結果、熱および煙道ガスが生成される。煙道ガスは、導管３６を介して燃焼室１２からＳＣＲ３０に送られてもよい。燃焼室１２がボイラ１４に組み込まれている実施形態では、燃料１８の燃焼からの熱は、捕捉され、例えば、煙道ガスと加熱接触している水壁を介して蒸気を生成するのに使用されてもよく、次いで導管３８を介して蒸気タービン発電機２０に送られる。

【0018】

ＳＣＲ３０は、導管４０および排気スタック３２を介して大気中に煙道ガスを放出する前に、煙道ガス内の窒素酸化物（「ＮＯｘ」）を削減するように動作する。

【0019】

次に図２を参照すると、燃焼室１２の内部が示されている。システム１０は、軽減された負荷に従って実行され得る、一次空気流４８を介して燃焼室１２に燃料１８を導入するように動作する複数のノズル４２、４４および／または４６をさらに含む。言い換えれば、ノズル４２、４４および／または４６は、燃焼室１２の最大運転負荷の半分未満の負荷に対応する速度で、燃焼室１２に燃料１８および一次空気４８を導入する。理解されるように、燃料１８および一次空気流４８は、ノズル４２、４４および４６の出口端を出た後に点火／燃焼されて、火球５０を形成する。システム１０は、追加のノズル５２および／または５４を含んでもよく、それらを通して燃焼室１２に二次空気５６および過燃焼空気５８を導入して、火球５０内の燃料１８の燃焼を制御／調節してもよい。

【0020】

実施形態では、ノズル４２、４４、４６、５２および／または５４は、１つ以上の風箱６０に配置され得、および／または１つ以上の点火層６２、６４、６６、６８および７０に配置され得る。すなわち、ノズル４２、４４、４６、５２、５４の一群は、燃焼室１２の垂直／長手軸７２に沿った同じ位置におよび／または同じ位置の近くに配置される。例えば、第１の点火層６２は、燃料１８および一次空気４８を導入するノズル４２と、二次空気５６を導入するノズル５２を含む第２の点火層６４と、燃料１８および一次空気４８を導入するノズル４４および４６を含む第３の点火層６６および／または第４の点火層６８と、過燃焼空気５８を導入するノズル５４を含む第５の点火層７０とを含み得る。点火層６２、６４、６６、６８および７０は、本明細書では一様である、すなわち、各点火層６２、６４、６６、６８および７０が、一次空気４８および燃料１８のみを導入するノズル４２、４４、４６、二次空気５６のみを導入するノズル５２、または過燃焼空気５８のみを導入するノズル５４のいずれかを含むように示されているが、実施形態では、個々の点火層６２、６４、６６、６８および７０は、ノズル４２、４４、４６、５２および／または５４の任意の組合せを含んでもよいことが理解されよう。さらに、図２は５つの点火層６２、６４、６６、６８および７０を示しているが、本発明の実施形態は任意の数の点火層を含んでもよいことが理解されよう。さらに、ノズル５２および／または５４は、二次空気５６および／または過燃焼空気５８が各ノズル４２、４４および／または４６で一次空気４８を直接補うように、ノズル４２、４４および／または４６の隣に配置され得るか、および／またはノズル４２、４４および／または４６に向けられ得る。

【0021】

次に図３を参照すると、点火層６２の断面図が示されている。理解されるように、実施形態では、燃料１８は接線方向に点火され得る。すなわち、燃料１８は、一次空気流４８の軌道と垂直軸７２からノズル４２まで延びる半径方向線７４との間に形成される角度Φで、ノズル４２を介して燃焼室に導入される。言い換えれば、ノズル４２は、垂直軸７２を中心とする火球を表す仮想円５０に接線方向に一次空気流４８を介して燃料１８を噴射する。特定の態様では、角度Φは２～１０度の範囲であり得る。図３は、燃焼室１２のコーナー内に配置された第１の点火層６２内のノズル４２を示しているが、他の実施形態では、ノズル４２は、火球５０の外側の点火層６２内の任意の点に配置されてもよい。理解されるように、他の点火層６４、６６、６８および／または７０（図２）のノズル４４、４６、５２および／または５４（図２）は、図３に示す第１の点火層６２のノズル４２と同じ方法で方向付けられ得る。

【0022】

図２に戻ると、燃料１８の燃焼粒子は、ノズル４２、４４および／または４６を離れると、燃焼室１２の上流側７８から燃焼室１２の下流側８０に移動する方向に流れる際に、火球５０内で螺旋形状の飛行経路７６、例えば、コルクスクリューをたどる。言い換えれば、燃料１８を接線方向に点火すると、火球５０が垂直軸７２の周りで螺旋状になる。

【0023】

理解されるように、実施形態では、燃焼室１２は、発電所１６と同じ電力グリッドに接続された再生可能エネルギー源がベースライン需要を満たすことができない期間に、通常負荷、すなわちその最大負荷の６０～１００％で作動する。電力グリッドに接続された再生可能エネルギー源がベースライン需要を満たすことができる場合、コントローラ２２は、燃焼室１２に導入される燃料１８、一次空気４８、二次空気５６および／または過燃焼空気５８の量を減少させることによって、燃焼室１２を軽減された負荷、例えば、その最大負荷の５０％未満で作動させてもよい。しかし、理解されるように、燃焼室１２を通る燃料１８の移動を促進するために、一次空気４８、二次空気５６および／または過燃焼空気５８によって供給される最小量の空気が維持されなければならない。したがって、実施形態では、前述の最小量の空気は、燃焼室１２の負荷を軽減するためのコントローラ２２の能力に対する比較的低い制約であり得る。例えば、実施形態では、一次空気４８は、約１～１．５ポンド／燃料１ポンドで各ノズル４２、４４および／または４６に供給され得、コントローラ２２は、燃料１８の燃焼のために各ノズル４２、４４および／または４６で利用可能な空気の総量が約１０．０ポンド／燃料１ポンドであるように、二次空気５６および／または過燃焼空気５８を調整し得る。

【0024】

上述したように、燃焼室１２を軽減された負荷で作動させると、燃焼室１２の火炎安定性が低下するリスクがある。すなわち、火球５０が予測不可能度が高い方法で燃焼し始め得るリスクが増大する。特に、燃焼室１２の火炎安定性は、ノズル４２、４４および／または４６のうち１つ以上のストイキオメトリに少なくとも部分的に基づく。本明細書で使用する場合、ノズル４２、４４および／または４６のストイキオメトリとは、一次空気４８および燃料１８の化学反応比を指し、いくつかの実施形態では、ノズル４２、４４および／または４６での燃料１８の燃焼によって消費される二次空気５６および／または過燃焼空気５８の比を指す。理解されるように、燃焼室１２に対する負荷を軽減するためのコントローラ２２による燃料１８、一次空気４８、二次空気５６および／または過燃焼空気５８の低減は、次に、ノズル４２、４４および／または４６のうち１つ以上のストイキオメトリを変化させる。

【0025】

したがって、図２にも示すように、システム１０は、コントローラ２２と電子通信し、リアルタイムで実行され得る一次空気４８および燃料１８を導入するノズル４２、４４、４６のうち少なくとも１つのストイキオメトリを測定／監視することによって、ストイキオメトリデータ、すなわちノズル４２、４４および／または４６での燃焼反応の生成物および反応物のストイキオメトリに関連するデータを取得するように動作する１つ以上のセンサ８２をさらに含む。

【0026】

例えば、実施形態では、ストイキオメトリデータからスペクトル線が生成／導出されてもよい。理解されるように、スペクトル線の強度は、ノズル４２、４４、４６の燃焼反応の生成物および／または反応物のストイキオメトリ量に対応し得る。言い換えれば、スペクトル線は、ノズル４２、４４、４６のそれぞれのストイキオメトリの指標を提供する。さらに理解されるように、毎秒約２０～約２００サイクルであり、それによって、振幅および周波数を有する波形を生じ得る炉のランブルの結果として、スペクトル線の強度は経時的に変動し得る。

【0027】

理解されるように、スペクトル線変動の周波数および／または振幅の変化は、燃焼室１２の火炎安定性が不安定であり、および／または不安定になる傾向があるという指標を提供し得る。したがって、実施形態では、スペクトル線変動の周波数および／または振幅が閾値を超える場合、ノズル４２、４４、４６のうち１つ以上のストイキオメトリを調整してもよい。例えば、ベースライン周波数および／または振幅、すなわち、通常負荷運転下でのスペクトル線変動の周波数および／または振幅から約２０％～約２５％のスペクトル線変動の周波数および／または振幅の変化は、燃焼室１２の火炎安定性が不安定であり、および／または不安定になる傾向があることを示し得る。

【0028】

したがって、ノズル４２、４４、４６のうち１つ以上でストイキオメトリを測定することにより、コントローラ２２は、燃焼室の火炎安定性が不安定であり、および／または不安定になる傾向があることを検出し、次いで、ノズル４２、４４および／または４６のうち１つ以上の個々のストイキオメトリを調整することによって、燃焼室１２の火炎安定性を修正／維持することができる。理解されるように、コントローラ２２は、ノズル４２、４４および／または４６に供給／送達される一次空気４８および／または燃料１８の量を調整することによって、ノズル４２、４４および／または４６のストイキオメトリを調整し得る。したがって、実施形態では、センサ８２により、コントローラ２２は、リアルタイムでノズル４２、４４および／または４６のうち１つ以上の一次空気４８および／または燃料１８を監視および調整することによって、燃焼室１２の火炎安定性を維持および／または増大することが可能になる。また、コントローラ２２は、二次空気５６および／または過燃焼空気５８を調整して、ノズル４２、４４および／または４６のうち１つ以上でストイキオメトリを調整してもよい。

【0029】

理解されるように、実施形態では、センサ８２は、ノズル４２、４４および／または４６によって燃焼室１２内に導入される一次空気４８および燃料１８の燃焼により放出される光子の周波数を分析することにより特定のノズル４２、４４および／または４６でストイキオメトリを測定するスペクトル分析器であり得る。そのような実施形態では、センサ８２は、火炎検出器、すなわち、特定のノズル４２、４４および／または４６で燃料１８および一次空気４８が実際に燃焼することを保証する装置としても機能し得る。他の実施形態では、センサ８２は、発生した煙道ガス内のＣＯの量を分析することによってノズル４２、４４および／または４６のうち１つ以上のストイキオメトリを決定することができる、燃焼室１２の下流に配置された一酸化炭素（「ＣＯ」）センサ／検出器８４（図１）であってよい。

【0030】

理解されるように、コントローラ２２は、通常負荷運転および／または負荷軽減運転中にセンサ８２を介してノズル４２、４４および／または４６のストイキオメトリを監視／測定および／または調整して、燃焼室１２の火炎安定性を維持してもよい。すなわち、コントローラ２２は、燃焼室の火炎安定性が望ましくないレベルに低下するリスクを軽減するように、ノズル４２、４４および／または４６のストイキオメトリを調整する。したがって、実施形態では、コントローラ２２は、ノズル４２、４４および／または４６のうち１つ以上でストイキオメトリの変動を感知することによって、燃焼室１２の火炎安定性が低下していることを検出／決定してもよい。例えば、センサ８２がスペクトル分析器である実施形態では、ノズル４２、４４および／または４６でのストイキオメトリの変動は、ノズル４２、４４および／または４６でストイキオメトリを監視するセンサ８２により測定されるスペクトル線内の変動に対応し得る。

【0031】

特定の態様では、コントローラ２２は、各ノズル４２、４４および／または４６のストイキオメトリが互いに実質的に均一になるように、各ノズル４２、４４および／または４６のストイキオメトリを調整してもよい。言い換えれば、コントローラ２２は、各ノズル４２、４４および／または４６に送達される一次空気４８および燃料１８の量が実質的に同じであることを保証し得る。例えば、コントローラ２２がセンサ８２を介して第１のノズル４２のストイキオメトリが第２のノズル４４のストイキオメトリよりも高いことを検出した場合、コントローラ２２は、第１のノズル４２および第２のノズル４４のストイキオメトリが同じ／均一になるように、第２のノズル４４に向かう一次空気４８および／または燃料１８の量を増加させるか、第１のノズル４２に向かう一次空気４８および／または燃料１８の量を減少させてもよい。実施形態では、コントローラ２２は、特定の点火層（例えば６８）のあらゆるノズル（例えば４６）のストイキオメトリを調整し、点火層上のあらゆるノズルが互いに同じ／均一になるようにしてもよい。

【0032】

ここで図４を参照すると、実施形態では、コントローラ２２は、第１／下部点火層（例えば６２および／または６６）内に配置されたノズル（例えば４２および／または４４）を介して燃焼室１２に導入される燃料１８の第１の量を調整して、燃料１８の第１の量が、第２／上部点火層（例えば６８）内に配置されたノズル（例えば４６）を介して燃焼室１２に導入される燃料１８の第２の量よりも少なくなるようにさらに動作し得る。言い換えれば、コントローラ２２は、一次空気４８および／または燃料１８の下部ノズルへの流れを減少させ、および／または一次空気４８および／または燃料１８の上部ノズルへの流れを増加させて、火球５０が燃焼室１２の下流端／上部領域８０に収容されるようにしてもよい。理解されるように、実施形態では、下部ノズル（例えば、４２、５２および／または４４）は完全に遮断されてもよい。

【0033】

加えて、実施形態では、システム１０は、火球５０の安定性を検出／監視する火炎安定性センサ８６をさらに含んでもよい。例えば、実施形態では、火炎安定性検出器８６は、火球５０の垂直軸７２を見下ろす燃焼室１２に取り付けられたカメラであってよい。そのような実施形態では、火炎安定性検出器８６によって確認される火球５０内の暗い縞は、燃焼室１２の火炎安定性が低下していることを示し得る。火炎安定性センサ８６は、火球５０の垂直軸７２を見下ろし、火球５０によって放出される光子の周波数の分析に少なくとも部分的に基づいて火炎安定性を決定する、燃焼室１２に取り付けられたスペクトル分析器であってもよい。したがって、実施形態では、火炎安定性検出器８６は、極低負荷状態、すなわち、燃焼室１２の継続運転にとって火球５０の信頼性が低すぎる状態を検出してもよい。言い換えれば、火炎安定性検出器８６は、燃焼室１２の可能な限り低い負荷を決定する際にコントローラ２２を支援してもよい。

【0034】

図１に戻ると、実施形態では、システム１０は、コントローラ２２と電子通信し、燃焼室１２からのＮＯｘ排出を削減するように動作する傘型／伸縮式選択的非触媒還元剤（「ＳＮＣＲ」）８８をさらに含んでもよい。理解されるように、傘型ＳＮＣＲ８８は、ＮＯｘ還元に最適な温度、例えば１６００Ｆ°を有する変化する位置で、アンモニアおよび／またはアンモニア形成試薬を燃焼室１２に注入することを可能にする調節可能な伸縮式ノズル９０を含む。通常、負荷軽減運転では、煙道ガスの温度が低下し、例えば７００Ｆ°未満になり、その結果、ＮＯｘ排出を削減するためのＳＣＲ３０の効率が低下し得るが、通常、負荷軽減運転では、通常負荷運転よりもＮＯｘ生成が少なくなる。したがって、理解されるように、実施形態では、傘型ＳＮＣＲ８８によってもたらされるＮＯｘ削減の増加は、負荷軽減運転によって低下した煙道ガス温度に起因するＳＣＲ３０によるＮＯｘ削減の減少を補償することができる。

【0035】

ここで図５に移ると、本発明の実施形態による、燃焼室１０を作動させるための方法９２が示されている。方法９２は、ノズル４２、４４および／または４６を介して燃焼室１０に燃料１８を導入すること（９４）と、各ノズル４２、４４および／または４６のストイキオメトリを上述の方法で測定してストイキオメトリデータを取得／生成すること（９６）とを含む。理解されるように、実施形態では、各ノズル４２、４４および／または４６のストイキオメトリを測定してストイキオメトリデータを取得／生成すること（９６）は、各ノズル４２、４４および／または４６のストイキオメトリを測定することと、各ノズル４２、４４および／または４６のストイキオメトリの測定からストイキオメトリデータを取得／生成することとを含む。

【0036】

方法９２は、ストイキオメトリデータから導出されたスペクトル線変動の周波数および／または振幅が閾値を超えていることを決定すること（９８）と、ストイキオメトリデータに少なくとも部分的に基づいてノズル４２、４４および／または４６のうち少なくとも１つのストイキオメトリを調整して（１００）、燃焼室１０の火炎安定性を維持および／または改善することとをさらに含む。実施形態では、方法９２は、第１の点火層６２のノズル４２によって燃焼室１０に導入される燃料１８の量が、第２の点火層６８のノズル４６によって燃焼室１０に導入される燃料１８の量よりも少なくなるように調整すること（１０２）、すなわち、異なる点火層６２、６４、６６、６８および／または７０の間で、燃焼室１０に導入される燃料１８の量を調整すること（１０２）をさらに含んでもよい。実施形態では、方法９２は、傘型ＳＮＣＲ８８を介して燃焼室１０からのＮＯｘ排出を削減すること（１０４）、および／または２つのミル２８を介してノズル４２、４４および／または４６に燃料１８を供給すること（１０６）をさらに含んでもよい。

【0037】

図５にさらに示されるように、スペクトル線変動の周波数および／または振幅が閾値を超えていることを決定すること（９８）は、ストイキオメトリデータからスペクトル線変動を導出すること（１０８）を含んでもよく、これは、次に、ストイキオメトリデータからスペクトル線を生成すること（１１０）と、経時的なスペクトル線を分析すること（１１２）とを含んでもよい。本発明の特定の態様では、ストイキオメトリデータに少なくとも部分的に基づいてノズル４２、４４および／または４６のうち少なくとも１つのストイキオメトリを調整して（１００）、燃焼室１０の火炎安定性を維持および／または改善することは、ノズル４２、４４および／または４６が燃焼室１０に燃料１８を導入する量／速度を調整すること（１１４）を含んでもよい。

【0038】

最後に、システム１０は、本明細書に記載の機能を実行するために、および／または本明細書に記載の結果を達成するために、リアルタイムで実行することのできる必要な電子機器、ソフトウェア、メモリ、記憶装置、データベース、ファームウェア、論理／状態マシン、マイクロプロセッサ、通信リンク、表示装置または他の視覚的もしくは聴覚的ユーザインターフェース、印刷装置、および任意の他の入力／出力インターフェースを含んでもよいことを理解されたい。例えば、上述のように、システム１０は、システム１０の構成要素のうち１つ以上と電気的に通信するコントローラ２２の形態で、少なくとも１つのプロセッサ２４とシステムメモリ／データ記憶構造２６とを含んでもよい。メモリは、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）と、読み出し専用メモリ（「ＲＯＭ」）とを含んでもよい。少なくとも１つのプロセッサは、１つ以上の従来のマイクロプロセッサと、数値演算コプロセッサなどの１つ以上の補助的なコプロセッサとを含んでもよい。本明細書で説明するデータ記憶構造は、磁気、光学および／または半導体メモリの適切な組合せを含んでもよく、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュドライブ、コンパクトディスクなどの光学ディスク、および／またはハードディスクもしくはハードドライブを含んでもよい。

【0039】

加えて、システム１０の様々な構成要素のうち１つ以上を制御するソフトウェアアプリケーションは、コンピュータ可読媒体から少なくとも１つのプロセッサのメインメモリに読み込まれてもよい。「コンピュータ可読媒体」という用語は、本明細書で使用する場合、少なくとも１つのプロセッサ２４（または本明細書で説明する装置の任意の他のプロセッサ）に実施するための命令を提供する、または命令を提供することに関与する任意の媒体を指す。そのような媒体は、多くの形態をとってもよく、限定はしないが、不揮発性媒体および揮発性媒体を含む。不揮発性媒体は、例えば、メモリなどの光学、磁気または光磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、動的ランダムアクセスメモリ（「ＤＲＡＭ」）を含み、これは典型的には、メインメモリを構成する。コンピュータ可読媒体の一般的な形態は、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、任意の他の磁気媒体、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、任意の他の光学媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭ（電子的に消去可能なプログラム可能読み出し専用メモリ）、フラッシュＥＥＰＲＯＭ、任意の他のメモリチップもしくはカートリッジ、またはコンピュータが読み出すことができる任意の他の媒体を含む。

【0040】

実施形態では、ソフトウェアアプリケーションにおける命令のシーケンスの実施は、少なくとも１つのプロセッサに本明細書に記載の方法／プロセスを実行させるが、本発明の方法／プロセスの実装のためのソフトウェア命令の代わりに、またはそれと組み合わせて、ハードワイヤード回路を使用することができる。したがって、本発明の実施形態は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアの任意の特定の組合せに限定されない。

【0041】

上記の説明は、制限ではなく例示を意図していることをさらに理解されたい。例えば、上述の実施形態（および／またはその態様）は、互いに組み合わせて使用されてもよい。加えて、本発明の範囲から逸脱せずに、それらの教示に特定の状況または材料を適合させる多くの修正を施してもよい。

【0042】

例えば、一実施形態では、燃焼室を作動させるための方法が提供される。該方法は、複数のノズルを介して燃焼室に燃料を導入することを含み、各ノズルは、ノズルの出力端について関連するストイキオメトリを有する。該方法は、１つ以上のセンサを介して各ノズルのストイキオメトリを測定してストイキオメトリデータを取得することと、ストイキオメトリデータから導出されたスペクトル線変動の周波数および振幅のうち少なくとも１つが閾値を超えていることを決定することとをさらに含む。該方法は、ストイキオメトリデータに少なくとも部分的に基づいてノズルのうち少なくとも１つのストイキオメトリを調整して、燃焼室の火炎安定性を維持することをさらに含む。特定の実施形態では、複数のノズルを介して燃焼室に燃料を導入することは、燃焼室の軽減された負荷に応じる。特定の実施形態では、軽減された負荷は、最大運転負荷の２０％以下である。特定の実施形態では、スペクトル線変動の周波数および振幅は、燃焼室の火炎安定性に関連付けられる。特定の実施形態では、少なくとも１つのノズルのストイキオメトリは、あらゆるノズルのストイキオメトリが互いに実質的に均一になるように調整される。特定の実施形態では、１つ以上のセンサのうち少なくとも１つはスペクトル分析器である。特定の実施形態では、１つ以上のセンサうち少なくとも１つは一酸化炭素センサである。特定の実施形態では、該方法は、第１の点火層内に配置された複数のノズルを介して燃焼室に導入される燃料の第１の量を調整して、燃料の第１の量が第２の点火層内に配置された複数のノズルを介して燃焼室に導入される燃料の第２の量よりも少なくなるようにすることをさらに含む。特定の実施形態では、該方法は、傘型選択的非触媒還元剤を介して燃焼室からのＮＯｘ排出を削減することをさらに含む。特定の実施形態では、該方法は、２つのミルを介してノズルに燃料を供給することをさらに含む。特定の実施形態では、ノズルのうち少なくとも１つのストイキオメトリを調整することは、少なくとも１つのノズルが燃焼室に燃料を導入する速度を調整することを含む。

【0043】

他の実施形態は、燃焼室を作動させるためのシステムを提供する。該システムは、燃焼室に燃料を導入するように動作する複数のノズルと、ノズルのうち少なくとも１つの出力端に関連するストイキオメトリを測定することによってストイキオメトリデータを取得するように動作する１つ以上のセンサと、ノズルおよび１つ以上のセンサと電子通信するコントローラとを含む。コントローラは、ストイキオメトリデータから導出されたスペクトル線変動の周波数および振幅のうち少なくとも１つが閾値を超えていることを決定し、ストイキオメトリデータに少なくとも部分的に基づいてノズルのうち少なくとも１つのストイキオメトリを調整して、燃焼室の火炎安定性を維持するように動作する。特定の実施形態では、燃料は、燃焼室の軽減された負荷に応じて、複数のノズルを介して燃焼室に導入される。特定の実施形態では、軽減された負荷は、最大運転負荷の２０％以下である。特定の実施形態では、スペクトル線変動の周波数および振幅は、燃焼室の火炎安定性に関連付けられる。特定の実施形態では、コントローラは、あらゆるノズルのストイキオメトリが互いに実質的に均一になるように、少なくとも１つのノズルのストイキオメトリを調整する。特定の実施形態では、１つ以上のセンサのうち少なくとも１つはスペクトル分析器である。特定の実施形態では、コントローラは、第１の点火層内に配置された複数のノズルを介して燃焼室に導入される燃料の第１の量を調整して、燃料の第１の量が第２の点火層内に配置された複数のノズルを介して燃焼室に導入される燃料の第２の量よりも少なくなるようにさらに動作する。特定の実施形態では、該システムは、コントローラと電子通信し、燃焼室からのＮＯｘ排出を削減するように動作する傘型選択的非触媒還元剤をさらに含む。

【0044】

なおさらに他の実施形態は、命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体。記憶された命令は、複数のノズルを介して燃焼室に燃料を導入し、１つ以上のセンサを介してノズルのうち少なくとも１つの出力端に関連するストイキオメトリを測定してストイキオメトリデータを取得するようにコントローラを適合させるように構成される。記憶された命令は、ストイキオメトリデータから導出されたスペクトル線変動の周波数および振幅のうち少なくとも１つが閾値を超えていることを決定し、取得されたストイキオメトリデータに少なくとも部分的に基づいてノズルのうち少なくとも１つのストイキオメトリを調整して、燃焼室の火炎安定性を維持するようにコントローラを適合させるようにさらに構成される。

【0045】

したがって、負荷軽減運転中に１つ以上のノズルのストイキオメトリを調整することによって、本発明のいくつかの実施形態は、低い火炎安定性に関連するリスクを軽減しながら、最大運転負荷の２０パーセント（２０％）以下の軽減された負荷で作動する燃焼室を提供し得る。したがって、いくつかの実施形態は、再生可能エネルギー源を有する電力グリッドに接続された化石燃料ベースの発電所によって消費される燃料の量を大幅に削減する。

【0046】

加えて、いくつかの実施形態におけるコントローラは、ノズルに燃料を供給するのに２つのミルで十分になるように、負荷軽減運転中にノズルに向かう一次空気および／または燃料を減少させてもいい。そのような実施形態では、ミルは、ミルの通常のフィーダ速度の半分未満で作動し得、ミルの安全な作動、すなわち、各ノズルで燃料が燃焼していること、および／またはミル内の振動が通常の作動範囲内にあることを保証するために、追加の機器、例えば、ミルに配置された振動モニタ、および燃焼室内の火炎安定性モニタ。理解されるように、このような実施形態が２つのミルを用いて作動する能力は、従来の化石燃料ベースの発電所を上回る効率の大幅な改善、例えば運転コストの低下を提供し得る。

【0047】

さらに、単に排出基準が満たされていることを確認するためにストイキオメトリを監視するのに比べて、ノズルでのストイキオメトリ内の変動を検出することによって、本発明のいくつかの実施形態は、通常負荷運転および／または負荷軽減運転での燃焼室の火炎安定性を維持および／または改善する能力を提供する。

【0048】

本明細書で説明した材料の寸法および種類は、本発明のパラメータを定義することを意図しており、決して限定ではなく、単なる例示的な実施形態である。上記の説明を検討することにより、多くの他の実施形態が当業者に明らかになるであろう。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、そのような特許請求の範囲が権利を与える十分な均等物の範囲とともに決定されるべきである。添付の特許請求の範囲において、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「それには（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」という用語は、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「そこでは（ｗｈｅｒｅｉｎ）」という用語のそれぞれの平易な英語の同義語として用いている。また、以下の特許請求の範囲では、「第１の」、「第２の」、「第３の」、「上部の」、「下部の」、「底部の」、「頂部の」などの用語は、単なる目印として用いられており、それらの対象に数値的または位置的な要件を課すことを意図してはいない。さらに、以下の特許請求の範囲の制限は、このような特許請求の範囲の制限が、さらなる構造を欠いた機能の記述が後に続く「～する手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」という語句を明示的に用いていない限り、ミーンズプラスファンクションの形式では書かれておらず、そのように解釈されることを意図していない。

【0049】

本明細書では、本発明のいくつかの実施形態を最良の形態を含めて開示するために、また、任意の装置またはシステムの製作および使用、ならびに組み込まれた任意の方法の実行を含めて当業者が本発明の実施形態を実践することを可能にするために実施例を用いている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が思い付く他の実施例を含み得る。このような他の実施例は、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差がない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にある。

【0050】

本明細書で使用する場合、単数形で記載され、単語「ａ」または「ａｎ」の後に続く要素またはステップは、複数の前記要素またはステップを除外しないものとして理解されるべきであるが、そのような除外が明示的に述べられている場合は除く。さらに、本発明の「一実施形態」への言及は、記載した特徴も組み込んだ追加の実施形態の存在を除外するものと解釈されることを意図してはいない。さらに、明示的な反対の記載がない限り、特定の特性を有する要素または複数の要素を「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、その特性を有しない追加の要素を含んでもよい。

【0051】

本明細書に込められた本発明の主旨および範囲から逸脱せずに、上で説明した発明にいくらかの変更を施し得るため、上記の説明の主題または添付の図面に示す主題のすべては、本明細書における本発明の概念を例示する単なる例として解釈されるべきであり、本発明を限定するものとみなされるべきではないことを意図している。

【符号の説明】

【0052】

１０ システム、燃焼室
１２ 燃焼室
１４ ボイラ
１６ 発電所
１８ 燃料
２０ 蒸気タービン発電機
２２ コントローラ
２４ プロセッサ
２６ メモリデバイス、システムメモリ／データ記憶構造
２８ ミル
３０ 選択的触媒還元剤（ＳＣＲ）
３２ 排気スタック
３４ 導管
３６ 導管
３８ 導管
４０ 導管
４２ 第１のノズル
４４ 第２のノズル
４６ ノズル
４８ 一次空気流、一次空気
５０ 火球
５２ ノズル
５４ ノズル
５６ 二次空気
５８ 過燃焼空気
６０ 風箱
６２ 第１の点火層
６４ 第２の点火層
６６ 第３の点火層
６８ 第４の点火層
７０ 第５の点火層
７２ 垂直軸
７４ 半径方向線
７６ 飛行経路
７８ 上流側
８０ 下流側、下流端／上部領域
８２ センサ
８４ 一酸化炭素センサ／検出器
８６ 火炎安定性検出器、火炎安定性センサ
８８ 傘型／伸縮式選択的非触媒還元剤（ＳＮＣＲ）
９０ 調節可能な伸縮式ノズル
９２ 方法

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】