JPH07280224A - 予混合式バーナー - Google Patents

予混合式バーナー

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JPH07280224A
JPH07280224A JP7077962A JP7796295A JPH07280224A JP H07280224 A JPH07280224 A JP H07280224A JP 7077962 A JP7077962 A JP 7077962A JP 7796295 A JP7796295 A JP 7796295A JP H07280224 A JPH07280224 A JP H07280224A
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JP
Japan
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vortex generator
burner
passage
vortex
flow
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Application number
JP7077962A
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English (en)
Inventor
Arutohausu Rorufu
アルトハウス ロルフ
Jakob Dr Keller
ケラー ヤーコプ
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ABB Management AG
Original Assignee
ABB Management AG
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D23/00—Assemblies of two or more burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36—Details
    • F23D11/40—Mixing tubes; Burner heads
    • F23D11/402—Mixing chambers downstream of the nozzle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/10—Stators
    • F05B2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Spray-Type Burners (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 極く短い区間内で燃焼空気と燃料との親密な
混合を可能にすると同時に混合ゾーンにおける均等な速
度分布を得ることができ、かつ機械的な保炎器を使用せ
ずに逆火を確実に避けることができ、しかも現存の予混
合式コンバスタに追加装備できるような手段を提供す
る。 【構成】 メインバーナー５２の流動通路２０内で、ガ
ス状及び／又は液状の燃料が二次流体としてガス状の主
流体内へ噴入され、該主流体が先ず渦発生器９を介して
導かれ、しかも複数の前記渦発生器が、流体の通流する
流動通路２０の全周にわたって互いに並列的に配置され
ており、前記渦発生器の下流側にはベンチュリノズル５
０が配置されており、かつ該ベンチュリノズルの最大狭
窄部の領域で前記二次流体が前記流動通路２０内へ導入
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、中央に配置されたパイ
ロットバーナーと、該パイロットバーナーの周りに配置
された複数のメインバーナーとを主体として成る予混合
式バーナーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】著しく高い圧力によるオイル式運転にお
いても、また水素含有量の高いガスによるガス式運転に
おいても予混合式バーナーでは、保炎式バーナーを所謂
「低窒素酸化物（Ｌｏｗ−ＮＯｘ）バーナー」としては
最早使用できないほど点火遅れ時間が短くなる場合があ
る。
【０００３】予混合通路内を流動する燃焼空気流内への
燃料の混合は、概ねクロスジェット流式混合器を用いて
通路内へ燃料を半径方向に噴入することによって行なわ
れる。しかしながら燃料の運動量は、ほぼ完全な混合が
通路高さの約１００倍の距離を経たのちに漸くにして生
じるほど小さい。またベンチュリ形混合器も使用されて
いる。ラチス構造を介して燃料を噴入することも公知で
ある。更には又、特別に構成された旋回体の手前で燃料
を噴射することも採用されている。
【０００４】クロスジェット流又は層流をベースとして
作動する装置は混合距離が著しく長くなるか又は高い噴
射運動量を必要とする。高圧下でかつ化学量論的な混合
比を下回って予混合を行なう場合には、逆火の危険や混
合気の自発着火の危険すらも生じる。予混合管内におけ
る層流剥離及び淀みゾーン、周壁に沿った厚い境界層又
は場合によっては通流横断面全体にわたる極端な速度プ
ロフィールは管内における自発着火の要因となり、或い
は、下流側に位置する燃焼ゾーンから予混合管内へ火炎
が逆火となつて侵入する通路を形成することもある。従
って予混合区間の幾何学的形状の設計には可能最大限の
留意を払う必要がある。
【０００５】保炎式バーナーとしては所謂「二重円錐形
の予混合式バーナー」を挙げることができる。この形式
の二重円錐形バーナーは例えば欧州特許第０３２１８０
９号明細書に基づいて公知であり、これについては図１
及び図３に関連して追って説明する。この場合燃料、例
えば天然ガスは入口ギャップ又は入口スリットにおい
て、圧縮機から流れて来る燃焼空気内へインジェクタノ
ズル列を介して噴入される。該インジェクタノズル列は
大抵は入口スリット全体にわたって均等に分配されてい
る。
【０００６】保炎式バーナーの下流側に後置された燃焼
室内における混合気の確実な点火と申し分のない燃焼度
を得るためには、燃料を空気と親密に混合させることが
必要である。充全な混合は、殊に不都合なＮＯｘを生成
することになる燃焼室内における所謂「ホットスポッ
ト」を避けるためにも寄与する。
【０００７】例えばクロスジェット流式混合器のような
従来慣用の手段によっては前記のように燃料を噴入させ
ることは困難である。それというのは、燃料そのもの
が、所要の大スケールの分配と微小スケールの混合とを
得るのには不充分な運動量しか有していないからであ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、冒頭で述べた形式の予混合式バーナーにおいて、極
く短い区間内で燃焼空気と燃料との親密な混合を可能に
すると同時に混合ゾーンにおける均等な速度分布を得る
ことができ、かつ特別の機械的な保炎器を使用せずに逆
火を確実に避けることができ、しかも現存の予混合式コ
ンバスタに追加装備できるような手段を提供することで
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の構成手段は、円形通路を有するメインバーナ
ー内で、ガス状及び／又は液状の燃料が二次流体として
ガス状の主流体内へ噴入され、該主流体が先ず渦発生器
を介して導かれ、しかも前記渦発生器が、流体の通流す
る通路の全周にわたって複数互いに並列的に配置されて
おり、前記渦発生器の下流側にはベンチュリノズルが配
置されており、かつ該ベンチュリノズルの最大狭窄部の
領域で前記二次流体が前記通路内へ導入される点にあ
る。
【００１０】
【作用】三次元的な渦発生器である本発明の新規な静的
な混合器を用いることによって、メインバーナーにおい
て著しく短い混合距離を得ることができると同時に圧力
損失を僅かにすることが可能になる。再循環領域のない
長手方向の渦流を発生することによって、渦流が完全に
１旋回した後には早くも両流体の粗混合が達成される一
方、乱流と分子拡散プロセスとに基づいて、通路高さの
数倍分に相当する距離を経た後にはすでに微混合が達成
されている。
【００１１】この混合方式は、比較的低い予圧でかつ大
きな希釈度で燃料を燃焼空気内へ混入するのに特に適し
ている。燃料の低い予圧は、中カロリー及び低カロリー
燃焼ガスを使用する場合に特に効果的である。その場合
混合のために必要なエネルギの大部分は、比較的高い体
積流を有する流体、つまり燃焼空気の流動エネルギから
取り出される。
【００１２】本発明のように渦発生器の後方下流側にベ
ンチュリノズルを配置することによって得られる有利な
作用効果は、該ベンチュリノズルの最大狭窄部により、
燃料を最小の逆圧で渦運動流体内へ導入するための単純
な手段が得られる点にある。適正に設計した場合のベン
チュリノズルによって得られる更なる利点は、該ベンチ
ュリノズルにおける流動速度が火炎速度を上回るので、
火炎が燃料の噴射平面内へ逆火となって侵入することが
できないことである。
【００１３】ベンチュリノズルの上流側の渦発生器は、
１つの屋根面と２つの側面とから成っており、しかもこ
の場合、渦発生器の両側面は同一の通路壁面に密接しか
つ互いに矢尻角αを形成しており、かつ屋根面の両長手
方向エッジは、流動通路の内部へ向かって張出すように
侵入している両側面の長手方向エッジに合致しておりか
つ通路壁に対して仰角θを成して延びている。
【００１４】このような渦発生器の利点は、その構造が
特に単純になる点にある。流体の流過する３つの壁面か
ら成る渦発生器は製造技術の面から見ても容易に製造で
き何の問題も生じない。渦発生器の屋根面は多種多様の
形式で両側面と接合させることができる。扁平な又は湾
曲した通路壁面に対する渦発生器の固着・位置決めも、
渦発生器の材料が溶接可能な材料であれば、簡単なシー
ム溶接継手によって行なうことができる。流動技術的な
観点から見れば、該渦発生器を流過する際に生じる流体
の圧力損失は極めて僅かであり、かつ淀みゾーンのない
渦が発生する。更にまた該渦発生器は、概して中空の内
室を設けることによって、種々異なった形式と手段とに
よって冷却することができる。
【００１５】両側面の接合エッジの高さｈと通路高さＨ
との比は、発生渦が渦発生器の直ぐ下流側で、通路全高
又は該渦発生器の配設された通路部分の全高を満たすよ
うに選ぶのが好ましい。
【００１６】矢尻角αを形成する両側面は、対称軸線を
中心として対称的に配置されているのが有利である。こ
のようにすれば等しい旋回流の渦が発生される。
【００１７】前記矢尻角αを形成する両側面が、屋根面
の長手方向エッジと相俟って尖端を形成する少なくとも
ほぼシャープな接合エッジを形成している場合には、通
流横断面が遮断による阻害を受けることは殆どない。
【００１８】シャープな接合エッジが、渦発生器の出口
側エッジであり、かつ、両側面の密接している通路壁に
対して垂直方向に延びている場合は、伴流域が形成され
ないので有利である。
【００１９】前記対称軸線が通路軸線に対して平行に延
び、かつ両側面の接合エッジが渦発生器の下流側エッジ
を形成しており、従って他面において、流体の通流する
通路に対して横方向に延びている屋根面の横方向エッジ
が、通路流の負荷を先ず最初に受けるエッジである場合
には、２つの等しい逆向きの渦が１つの渦発生器におい
て発生される。この場合は両渦の回転方向が前記接合エ
ッジの領域で上向する中立旋回流動パターンが生じる。
【００２０】
【実施例】次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説す
る。
【００２１】但し図面には本発明を理解する上で重要な
構成要素だけを図示した。作業媒体の流動方向は矢印で
示した。図面中、同一の構成要素には夫々同一の対照符
号を付した。ケーシング、固定手段、導管通し部、燃料
調製部、制御装置などのような本発明にとって重要でな
い構成要素の図示は省略した。
【００２２】図１及び図２に示されている円筒形のバー
ナー壁５３は、出口側で適当な手段によって燃焼室（図
示せず）の前壁１００と結合されている。前記燃焼室は
環状燃焼室であっても、或いはサイロ燃焼室であっても
よく、いずれのタイプの燃焼室においても夫々複数のバ
ーナーが前壁１００に配置されている。
【００２３】入口側端部が図１では破線で図示されてい
るバーナー壁５３の内部には、コンバスタの中央に配置
された１個のパイロットバーナー１０１をめぐって、６
個を１グループとするメインバーナー５２が配置されて
いる。図示例のパイロットバーナーは二重円錐（ダブル
コーン）形の予混合式バーナーであるが、本発明ではパ
イロットバーナーは必ずしも二重円錐形である必要はな
い。ここで決定的に重要な点は、該パイロットバーナー
の幾何学的形状を可能な限り小さくすることである。該
パイロットバーナーにおいては、燃料の約１０〜３０％
が燃焼されねばならない。各メインバーナー５２は円筒
形の形状を有している。メインバーナー５２の管状壁５
４には、流動方向で先ず渦発生器９が配置されており、
該渦発生器の出口はベンチュリノズル５０に開口してい
る。燃料は中央燃料ランス１２０を介してパイロットバ
ーナー１０１に、また燃料ランス５１を介してメインバ
ーナー５２に供給される。燃焼空気はプレナムチャンバ
ー（図示せず）からケーシング内部１０３内へ達し、そ
こから黒矢印の方向にパイロットバーナー１０１及びメ
インバーナー５２へ流入する。
【００２４】図１並びに図３のＡ及び図３のＢにおいて
概略的に示した予混合式バーナー１０１は、例えば欧州
特許第０３２１８０９号明細書に基づいて公知になって
いるような所謂「二重円錐形バーナー」である。該二重
円錐形バーナーは実質的に２つの中空の部分円錐体１１
１，１１２から成っており、両部分円錐体は流動方向で
互いに間隔をおいて入り組んだ状態で配置されている。
その場合、両部分円錐体１１１，１１２の各中心軸線１
１３，１１４は互いにずらされている。両部分円錐体の
隣接し合った壁は、その長手延在方向で燃焼空気用の接
線方向入口スリット（接線方向入口ギャップ）１１９を
形成し、該接線方向入口スリットを経て燃焼空気はバー
ナー内部に到達する。バーナー内部には液状燃料用の第
１燃料ノズル１１６が配置されている。燃料は鋭角を成
して該第１燃料ノズルから中空円錐体内へ噴射される。
発生する円錐形プロフィールの燃料は、接線方向に流入
する燃焼空気によって包囲される。燃料の濃度は燃焼空
気との混合に基づいて軸方向で連続的に希釈・低下され
る。図示例では該予混合式バーナーは同様にガス状燃料
によっても運転される。このために前記接線方向入口ス
リット１１９の領域内において両部分円錐体１１１，１
１２の壁内には、長手方向に分配された複数のガス流入
ポート１１７が設けられている。従ってガス式運転時に
は燃焼空気との混合気形成はすでに接線方向入口スリッ
ト１１９の領域で始まる。以上の説明から、このように
して両燃料種による混合運転方式も本発明では可能であ
ることが判る。
【００２５】バーナー出口１１８では、負荷される円環
状横断面全体にわたって、可能な限り均質な燃料濃度が
生じる。またバーナー出口では、所定の僧帽球面状の逆
流ゾーンが生じ、該逆流ゾーンの先端部において点火が
行なわれる。この点までの円錐形バーナーの構成は前掲
の欧州特許第０３２１８０９号明細書に基づいて公知に
なっている。
【００２６】メインバーナー５２内における混合器の組
込みに関して詳説するに先立って、本発明の作用態様に
とって重要な渦発生器９を先ず説明する。
【００２７】図４、図５及び図６では、太い矢印で示し
た主流体の通流する本来の流動通路は図示されていな
い。これらの図面によれば渦発生器は実質的に、流体の
擦過流動自在な３つの三角形面、つまり１つの屋根面１
０と２つの側面１１及び１３とから成っている。該三角
形面の長手延在方向で見て屋根面１０及び側面１１，１
３は所定の角度で流動方向に延びている。
【００２８】直角三角形から成る渦発生器の両側壁は、
その長い底辺側でもって通路壁２１に固定され、殊に有
利には気密に固着されている。両側壁は高さ辺側におい
て互いに矢尻角αを成して突合せラインを形成してい
る。該突合せラインはシャープな接合エッジ１６として
構成されており、かつ各側面の密着接合している通路壁
２１に対して垂直に直立している。前記矢尻角αを形成
する両側面１１，１３は図４では形状、サイズ及び方位
角の点で対称的であり、しかも対称軸線１７の両側に対
称的に配置されている。該対称軸線１７の方向は通路軸
線方向に完全に整合している。
【００２９】前記屋根面１０は、流体の通流する通路に
対して直角な横方向に延びている極めて肉薄に形成され
た横方向エッジ１５でもって両側面１１，１３の場合と
同一の通路壁２１に接している。屋根面１０の両長手方
向エッジ１２，１４は、流動通路の内部へ向かって張出
すように侵入している両側面１１，１３の長手方向エッ
ジに合致している。屋根面１０は通路壁２１に対して仰
角θを成して延びている。屋根面の長手方向エッジ１
２，１４は接合エッジ１６と相俟って尖端１８を形成し
ている。
【００３０】渦発生器は勿論、適当な形式で通路壁２１
に固定された底面を有していてもよい。とは云え、この
ような底面は、渦発生器９の作用効果には何ら関係がな
い。
【００３１】図４では両側面１１，１３の接合エッジ１
６は渦発生器の下流側エッジを形成している。従って、
流体の通流する通路に対して直角に延びる屋根面１０の
横方向エッジ１５は、通路流体の負荷を最初に受けるエ
ッジでもある。
【００３２】渦発生器９の作用態様は次の通りである。
両長手方向エッジ１２と１４を経て流れる際、主流体は
１対の逆向きの渦流に変換される。両渦流の渦軸線は主
流体の軸線内に位置している。旋回数及び（渦崩壊が所
望される限りでは）渦の崩壊点は、仰角θと矢尻角αを
適当に選択することによって決定される。前記角度の増
加に伴って渦流の強さもしくは旋回数は増大し、かつ渦
崩壊点は渦発生器自体の作用開始点領域の方に上流側へ
向かってシフトする。適用例に応じて仰角θと矢尻角α
とは、設計上の条件並びに混合プロセス自体によって決
定される。その場合はなお、渦発生器の長さＬ並びに接
合エッジ１６の高さｈだけを適合させればよい（図７参
照）。
【００３３】図５には、図４に示した渦発生器をベース
とした所謂「ハーフ（１／２）渦発生器」が図示されて
おり、渦発生器９ａの両側面の一方の側面１１だけが矢
尻角α／２を有しているにすぎない。他方の側面１３は
流動方向に真直ぐ整合されている。対称的な渦発生器９
とは異なって、この場合は矢尻角を有する側にだけ渦が
発生される。従って渦発生器９ａの下流側には中立渦流
ゾーンは存在せず、流体の流れに旋回が強制的に与えら
れる。
【００３４】図４とは異なって図６では渦発生器９のシ
ャープな接合エッジ１６は、通路流の負荷を先ず最初に
受ける部位である。要するに渦発生器は図４の場合に対
比して１８０°回動されている。図示から判るように、
互いに逆向きの両渦流は、図４に対比して、その旋回方
向を変化している。
【００３５】図７では渦発生器９が流動通路２０内に組
込まれている。原則としては接合エッジ１６の高さｈ
は、発生渦が渦発生器の直ぐ下流側ですでに通路高さＨ
全体を満たすような大きさに達するように通路高さＨ又
は渦発生器に所属した通路部分の高さと調和されてい
る。これによって、流体の負荷を受ける横断面積内に均
等な速度分布が生じる。選択すべき比率＝ｈ／Ｈに対し
て影響を及ぼすことになる別の決定的なファクターは、
渦発生器に沿って流れる際に生じる圧力降下である。比
率ｈ／Ｈが大きくなるに伴って圧力損失率も増大するの
は明らかである。
【００３６】図示例では図２から判るように、６個のメ
インバーナーの夫々において、円形横断面の全周にわた
って４個の渦発生器９が間隔をおいて分配されている。
個々の渦発生器の配設された通路部分の前記の高さは、
この場合は円の半径に相当している。勿論前記４つの渦
発生器９は、通路壁２１に間隙を明けないように通路壁
の各セクタ壁面に沿って周方向に並列されていてもよ
い。この場合、発生すべき渦は決定的である。
【００３７】渦発生器９は主として２流体を混合するた
めに使用される。燃焼空気としての主流体は矢印方向で
入口側の横方向エッジ１５に衝突する。ガス状燃料及び
／又は液状燃料としての二次流体は、主流体よりも著し
く小さな質量流を有し、本例では渦発生器の下流側で主
流体内へ導入される。
【００３８】図１によればメインバーナー５２では燃料
は夫々通路中央の燃料ランス５１を介して噴入され、該
燃料ランスの開口は渦発生器の下流側に位置している。
該燃料ランス５１は、流動通路２０を通る総体積流の約
１０％に設計されている。図面から判るように燃料の噴
射は流動方向に行なわれる。この場合の噴入燃料の運動
量は主流体の流動運動量にほぼ等しい。また同じく横方
向に噴射するノズルを設けることも可能であり、この場
合の燃料運動量は主流体の流動運動量の約２倍でなけれ
ばならない。
【００３９】噴射された燃料は渦によって一緒に連行さ
れて主流体流と混合される。該燃料は渦流の螺旋経過に
追従し、渦の下流側の室内で均等に微分配される。これ
によって、（冒頭ですでに述べたような、渦を形成しな
い流れ内へ燃料ジェット流を半径方向に噴射する場合に
生じる）対向壁で噴射流が跳ね返る危険及び所謂「ホッ
トスポット」を形成する危険も低下される。
【００４０】主たる混合プロセスが渦内で行なわれかつ
二次流の噴射運動量の影響を受けにくくなるので、燃料
噴射はフレキシブルになりかつその他の限界条件に適合
させることができる。こうして例えば全ての運転負荷範
囲において同じ噴射運動量を維持することが可能にな
る。混合動作が渦発生器の幾何学的形状によって規定さ
れ、機械の負荷、例えばガスタービンの出力、によって
は規定されないので、このように構成されたバーナーは
部分負荷運転条件の場合にも最適に稼働する。燃焼プロ
セスは、燃料の点火遅れ時間と渦の混合時間とをマッチ
させることによって最適化され、これによって放出有害
物質を最小限に抑えることが保証される。
【００４１】更にまた強力な混合によって、通流横断面
積全体にわたって良好な温度プロフィールが生じ、かつ
熱音響的な不安定の発生可能性も低下する。この発生可
能性が存在する場合に限り渦発生器は熱音響的な振動に
対する減衰手段として働く。
【００４２】ところでバーナー内への火炎の逆火による
着火を避けるために、前記渦発生器の下流側にはベンチ
ュリノズル５０が設けられている。該ベンチュリノズル
５０は、出口速度が約８０〜１５０ｍ／ｓｅｃの場合に
最狭横断面部位における流動速度が約１５０〜１８０ｍ
／ｓｅｃになるように設計されている。前記最狭横断面
部位と渦発生器の出口側の接合エッジ１６との間の距離
は、発生渦が前記最狭横断面部位ではすでに完全に満た
されているように選ばれる。燃料噴射の部位は、ベンチ
ュリノズル５０の最大狭窄部の平面内に位置している。
【００４３】図８の平面図では渦発生器の変化実施態様
が、また図９の正面図では円形通路内に配置した該渦発
生器が図示されている。矢尻角αを形成する両方の側面
１１と１３とは異なった長さを有している。このことは
取りも直さず、流体の通流する通路に対して斜向した横
方向エッジ１５ａをもって屋根面１０が、側面１１，１
３の接している通路壁と同一の通路壁に密着しているこ
とを意味している。その場合渦発生器はその全幅にわた
って異なった仰角θを有している。このような実施態様
によって奏せられる作用効果は、異なった強さをもった
渦が発生されることである。例えば、これによって主流
体に付随した旋回に作用を及ぼすことが可能である。或
いはまた、図９に略示したように、渦発生器の下流側で
異なった渦流によって、最初は無旋回の主流体に強制的
に旋回が付与される。このような構成は独立したコンパ
クトなバーナーユニットとして好適である。例えばガス
タービンの環状コンバスタ内で複数の前記のようなバー
ナーユニットを使用することによって、外側の主流体に
強制的に付与される旋回流を、例えば部分負荷運転時に
おけるバーナーの横方向点火挙動を改善するために利用
することが可能になる。
【００４４】本発明は、前記の図示の実施例のみに限定
されるものではない。渦発生器を複合配置する場合、本
発明の思想を逸脱しない範囲で多数の組合せが可能であ
る。また主流体への二次流体の導入を、多様な形式で、
例えばベンチュリ管の複数の壁孔のみを介してか、又は
付加的に該壁孔を介して行なうことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による予混合式バーナーの部分
縦断面図である。
【図２】白矢印で示した図１の断面線に沿った予混合式
バーナーの横断面図である。
【図３】二重円錐形予混合式バーナーの出口領域の横断
面図（Ａ）並びに同一の予混合式バーナーの円錐頂部領
域の横断面図（Ｂ）である。
【図４】渦発生器の斜視図である。
【図５】図４に示した渦発生器の第１変化態様の斜視図
である。
【図６】図４に示した渦発生器の第２変化態様の斜視図
である。
【図７】通路内に配置された渦発生器の概略側面図であ
る。
【図８】渦発生器の変化態様の平面図である。
【図９】図８に示した渦発生器の配置態様の正面図であ
る。
【符号の説明】
Ｌ 渦発生器の長さ、 Ｈ 通路高さ、 ｈ 接
合エッジの高さ、 α，α／２ 矢尻角、 θ 仰
角、 ９，９ａ 渦発生器、 １０ 屋根面、 １
１ 側面、 １２ 長手方向エッジ、 １３ 側
面、 １４長手方向エッジ、 １５ 屋根面の横方向
エッジ、１５ａ 斜向した横方向エッジ、 １６
接合エッジ、 １７ 対称軸線、 １８ 尖端、
２０，２０ａ 流動通路、 ２１，２１ａ，２１ｂ
通路壁、 ５０ ベンチュリノズル、 ５１ 燃
料ランス、 ５２ メインバーナー、 ５３ バー
ナー壁、 ５４ メインバーナー壁、 １００ 燃
焼室の前壁、 １０１二重円錐形バーナー、 １０２
空気入口、 １０３ ケーシング内部、 １１１，
１１２ 部分円錐体、 １１３，１１４ 中心軸
線、 １１６燃料ノズル、 １１７ ガス流入ポー
ト、 １１８ バーナー出口、１１９ 接線方向ギ
ャップ、 １２０ 中央の燃料ランス

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 中央に配置されたパイロットバーナー
    （１０１）と、該パイロットバーナーの周りに配置され
    た複数のメインバーナー（５２）とを主体として成る予
    混合式バーナーにおいて、メインバーナー（５２）の流
    動通路（２０）内で、ガス状及び／又は液状の燃料が二
    次流体としてガス状の主流体内へ噴入され、該主流体が
    先ず渦発生器（９）を介して導かれ、しかも複数の前記
    渦発生器が、流体の通流する流動通路（２０）の全周に
    わたって互いに並列的に配置されており、前記渦発生器
    の下流側にはベンチュリノズル（５０）が配置されてお
    り、かつ該ベンチュリノズルの最大狭窄部の領域で前記
    二次流体が前記流動通路（２０）内へ導入されることを
    特徴とする、予混合式バーナー。
  2. 【請求項２】 パイロットバーナー（１０１）が、流動
    方向で互いに入り組んだ状態で配置された実質的に２つ
    の中空の部分円錐体（１１１，１１２）によって二重円
    錐原理に基づいて作動し、前記両方の部分円錐体の中心
    軸線（１１３，１１４）が互いにずらされており、両方
    の部分円錐体の隣接し合った周壁がその長手方向で燃焼
    空気用の接線方向入口スリット（１１９）を形成してお
    り、しかも該接線方向入口スリットの領域において両方
    の部分円錐体の周壁内には、長手方向で分配された複数
    のガス流入ポート（１１７）が設けられている、請求項
    １記載の予混合式バーナー。
  3. 【請求項３】 渦発生器（９）が、流体の流過自在な、
    流動方向に延在する３つの面を（１０，１１，１３）を
    有し、該３つの面のうち１つが屋根面（１０）を、また
    他の２つが側面（１１，１３）を形成しており、両方の
    側面（１１，１３）が通路壁（２１）の同一セグメント
    壁面に密着しかつ互いに矢尻角（α，α／２）を形成し
    ており、かつ前記屋根面（１０）が、流体の通流する流
    動通路（２０）に対して直角な横方向に延びる横方向エ
    ッジ（１５）でもって、前記の両側面（１１，１３）の
    場合と同一のセグメント壁面に接しており、かつ前記屋
    根面（１０）の両長手方向エッジ（１２，１４）が、前
    記両側面（１１，１３）の、流動通路（２０）内へ張出
    すように侵入して延びる長手方向エッジと合致しかつ前
    記セグメント壁面に対して仰角（θ）をとって延びてい
    る、請求項１記載の予混合式バーナー。
  4. 【請求項４】 渦発生器（９）の、矢尻角（α）を形成
    している両方の側面（１１，１３）が、渦発生器（９）
    の対称軸線（１７）を中心として対称的に配置されてい
    る、請求項３記載の予混合式バーナー。
  5. 【請求項５】 渦発生器（９）の、矢尻角（α，α／
    ２）を形成している両方の側面（１１，１３）が、互い
    に接合する接合エッジ（１６）を有し、該接合エッジ
    が、屋根面（１０）の長手方向エッジ（１２，１４）と
    相俟って１つの尖端（１８）を形成しており、かつ前記
    接合エッジ（１６）が円形の流動通路（２０）の半径方
    向線内に位置している、請求項３記載の予混合式バーナ
    ー。
  6. 【請求項６】 接合エッジ（１６）及び／又は屋根面
    （１０）の長手方向エッジ（１２，１４）が少なくとも
    ほぼシャープなエッジに構成されている、請求項５記載
    の予混合式バーナー。
  7. 【請求項７】 渦発生器（９）の対称軸線（１７）が通
    路軸線に対して平行に延在し、両方の側面（１１，１
    ３）の接合エッジ（１６）が前記渦発生器（９）の下流
    側エッジを形成しており、かつ屋根面（１０）の、流体
    の通流する流動通路（２０）に対して横方向に延びる横
    方向エッジ（１５）が、主流体によって最初に負荷され
    るエッジである、請求項１記載の予混合式バーナー。
  8. 【請求項８】 渦発生器（９）の高さ（ｈ）と流動通路
    （２０）の高さ（Ｈ）との比は、発生渦が渦発生器
    （９）の直ぐ下流側で通路全高又は、前記渦発生器の所
    属する通路部分の全高を占めるように選ばれている、請
    求項１記載の予混合式バーナー。
  9. 【請求項９】 二次流体が、流動通路（２０）内の中央
    に配置された燃料ランス（５１）を介して、長手方向噴
    射又は横方向噴射によって導入される、請求項１記載の
    予混合式バーナー。
JP7077962A 1994-04-02 1995-04-03 予混合式バーナー Pending JPH07280224A (ja)

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