JPH08145314A - 希薄燃焼方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 希薄燃焼を安定して行わせる。 【構成】 円筒状の燃焼器１内に分散板３を配置し、分
散板３の上側に燃焼室４を形成し、分散板３の下側に燃
料供給室５を形成する。燃焼室４に、複数の空気供給管
６を接線方向に接続する。燃料供給室５に燃料供給管９
を接続する。燃焼室４内に空気供給管６を通して空気７
を供給して旋回流８を作る。燃料供給管９により燃料供
給室５に燃料１０を供給し、分散板３を通して空気７の
旋回流８中に分散供給することにより希薄燃焼させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガスタービンやボイラ等
において用いる希薄燃焼方法及び装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ガスタービンやボイラ等で採用されてい
る燃焼方式の一つとして、ＮＯｘの低減に有用な希薄予
混合燃焼方式がある。

【０００３】上記希薄予混合燃焼方式は、図５の（イ）
（ロ）にその一例の概要を示す如く、円筒状の燃焼器ａ
の側壁下端部に、周方向で等間隔に配置した複数本（図
では４本）の混合気供給管ｂを接線方向に接続して燃焼
器ａ内に開口させ、プロパン等の燃料と空気との混合気
ｃを、上記各混合気供給管ｂを通し燃焼器ａ内に高速で
供給して旋回流を起させながら燃焼させることにより、
燃焼器ａ内の底部の周辺部位置に環状の反応領域ｄを形
成させて上部排気口ｅから排気させるようにすると共
に、その際に生ずる旋回流により中央部に再循環領域ｆ
が形成されるようにしたものである。

【０００４】この従来の希薄予混合燃焼方式では、一つ
の混合気供給管ｂから燃焼器ａ内に混合気ｃが供給され
て燃焼させられた火炎は、次の混合気供給管ｂからの混
合気ｃの吹出し口まで達するので、下流側の火炎は安定
し、希薄燃焼でも燃焼を安定させることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
燃焼方式の場合は、燃料と空気を予混合してなる混合気
ｃを混合気供給管ｂ内を通して燃焼器ａ内に供給して燃
焼させるものであるため、運転時に混合気供給管ｂ側で
逆火を起すことがあり、又、この逆火を防止するために
混合気ｃの流速を高めると、未燃ガスが発生する問題が
ある。

【０００６】そこで、本発明は、逆火や未燃ガスを発生
させることなく希薄燃焼を安定して行わせることができ
るような希薄燃焼方法及び装置を提供しようとするもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、燃焼室内に複数個所から空気を接線方向
より供給して燃焼室内に空気の旋回流を発生させるよう
にし、該空気の旋回流中に燃料を分散供給して燃焼させ
ることにより、燃焼ガス、活性種が混在する環状の反応
領域を形成させるようにすることを特徴とする希薄燃焼
方法及び装置とする。

【０００８】又、燃焼室への燃料供給のために用いる分
散板の燃料噴出孔は、周方向へ傾斜させて設けたり、小
径として多数設けてもよい。

【０００９】

【作用】燃焼室内で発生させた空気の旋回流中に、分散
板を通して分散させた燃料を別途に供給すると、拡散型
の希薄燃焼が行われることになり、火炎の安定化を図る
ことができる。

【００１０】又、分散板の燃料噴出孔を周方向へ傾斜さ
せて設けた場合は、空気の旋回流に沿うように燃料が混
入されるため、反応領域の形成がより安定されることに
なり、更に、分散板の燃料噴出孔を小径として多数設け
た場合は、燃料の分散性が向上するため、希薄燃焼がよ
り安定化される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１２】図１の（イ）（ロ）及び図２は本発明の希
薄燃焼装置の一実施例を示すもので、円筒状に形成した
燃焼器１内の下部位置に、周辺部に周方向へ所要間隔で
多数の燃料噴出孔２を設けてなる分散板３を配設して、
該分散板３により燃焼器１内を上下に仕切るようにし、
該分散板３の上側に燃焼室４を、又、分散板３の下側に
燃料供給室５をそれぞれ区画形成し、且つ周方向へ等間
隔に配した複数本（実施例では４本）の空気供給管６
を、上記燃焼室４内に連通するように燃焼器１の外側壁
にそれぞれ接線方向に接続して、各空気供給管６を通し
燃焼室４内に空気７を供給して燃焼室４内に空気７の旋
回流８を形成させられるようにし、更に、上記燃料供給
室５には、燃焼器１の側壁下端位置より燃料供給管９を
接続して、該燃料供給管９を通して燃料供給室５内に気
体状の燃料１０を供給するようにし、燃料供給室５内に
供給された燃料１０を、分散板３の燃料噴出孔２より燃
焼室４内の空気７の旋回流８中に分散供給することによ
り、燃焼室４内の周辺部に燃焼ガス、活性種が混在した
環状の反応領域１１を形成して安定した希薄燃焼を行わ
せることができるようにすると共に、燃焼室４の中央部
を旋回流による再循環領域１２とさせられるようにす
る。１３は燃焼器１の排気口を示す。

【００１３】上記構成とした希薄燃焼装置の運転を行う
場合は、燃焼室４内に空気７と燃料１０を別々に供給し
て燃焼させるようにする。この場合、燃焼器１の側壁に
対して接線方向に取り付けてある各空気供給管６を通し
て燃焼室４内に空気７を高速で供給すると、燃焼室４内
において、側壁内面に沿うような空気７の旋回流８が発
生する。一方、燃料１０は、燃料供給管９により燃料供
給室５内に供給された後、分散板３の各燃料噴出孔２を
通って燃焼室４内の空気７の旋回流８中に分散供給され
る。

【００１４】上述した如く、空気７の旋回流８中に燃料
１０を混合させて燃焼させると、図２の反応領域の展開
図に示す如く、空気７、燃料１０、燃焼ガス、活性種が
混在した環状の反応領域１１が形成されることになっ
て、安定した拡散型の希薄燃焼が行われることになる。
この際、空気７と燃料１０はそれぞれ別個の空気供給管
６と燃料供給管９を通して燃焼室４内に供給されるよう
にしてあるため、空気供給管６や燃料供給室５で逆火を
起すことはなく、したがって、逆火防止のために流速を
高める必要がないので未燃ガスが発生することもなく、
又、燃料１０は空気７の旋回流８中に分散供給されるよ
うにしてあるため、空気７の旋回流の上流側の火炎によ
り発生した燃焼ガスや活性種の作用で下流側の火炎が安
定化され、希薄条件であっても安定した燃焼が可能とな
る。

【００１５】次に、図３は本発明の他の実施例を示すも
ので、上記図１の実施例と同様な構成において、分散板
３の燃料噴出孔２を、空気７の旋回流８に沿うように周
方向へ傾斜させて設けたものである。

【００１６】図３の実施例の場合には、燃料噴出孔２か
ら空気７の旋回流８中に、該旋回流８に沿わせて燃料１
０を斜め方向に混入させることができるので、反応領域
１１をより安定化させることができる。

【００１７】又、図４は本発明の更に他の実施例を示す
もので、上記図１の実施例と同様な構成において、分散
板３の燃料噴出孔２を小径として多数設けて、分散板３
の周辺部を多孔状にしたものである。

【００１８】図４の実施例の場合には、燃料１０を更に
分散させ易くすることができるので、燃焼室４内での希
薄燃焼をより安定化させることができる。

【００１９】なお、上記実施例では、燃料供給室５に燃
料１０を供給するための燃料供給管９を燃焼器１の側壁
に１本だけ取り付けた場合を示したが、複数本としても
よく、又、図１の（イ）において二点鎖線で示す如く、
燃焼器１の底部に取り付けるようにしてもよいこと、更
に、空気供給管６は４本用いた場合を示したが、適宜増
減できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内
において種々変更を加え得ることは勿論である。

【００２０】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の希薄燃焼方法
及び装置によれば、燃焼器内に、分散板にて区画された
燃焼室と燃料供給室とを形成し、燃焼室に空気供給管を
接線方向より接続すると共に、燃料供給室に燃料供給管
を接続して、燃焼室内に発生させた空気の旋回流中に分
散板の燃料噴出孔を通した燃料を分散供給できるように
したので、燃料と空気との混合気を希薄燃焼させる場合
に惹起される逆火発生や未燃ガス発生の問題を未然に防
止することができ、しかも燃焼室内に燃焼ガス、活性種
が混在する環状の反応領域を形成できることにより、希
薄条件であっても安定した燃焼を行わせることができ、
又、分散板の燃料噴出孔を、空気の旋回流中に燃料が斜
め方向から混入されるように周方向に傾斜させることに
より、反応領域をより安定化させることができ、更に、
分散板の周辺部を多孔板状とすることにより、燃料の分
散性を向上できて希薄燃焼をより安定化させることがで
きる、等の優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の希薄燃焼装置の一実施例の概要を示す
もので、（イ）は切断側面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ
矢視図である。

【図２】反応領域を展開して示す拡大図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す切断平面図である。

【図４】本発明の更に他の実施例を示す切断平面図であ
る。

【図５】従来の希薄予混合方式を示すもので、（イ）は
切断側面図、（ロ）は切断平面図である。

【符号の説明】

１ 燃焼器 ２ 燃料噴出孔 ３ 分散板 ４ 燃焼室 ５ 燃料供給室 ６ 空気供給管 ７ 空気 ８ 旋回流 ９ 燃料供給管 １０ 燃料 １１ 反応領域

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室内に複数個所から空気を接線方向
   より供給して燃焼室内に空気の旋回流を発生させるよう
   にし、該空気の旋回流中に燃料を分散供給して燃焼させ
   ることにより、燃焼ガス、活性種が混在する環状の反応
   領域を形成させるようにすることを特徴とする希薄燃焼
   方法。
2. 【請求項２】 円筒状の燃焼器内に、周辺部に複数の燃
   料噴出孔を周方向へ所定間隔で設けた分散板を配置して
   燃焼器内を上下に仕切り、該分散板の上側に燃焼室を、
   又、分散板の下側に燃料供給室をそれぞれ形成し、且つ
   上記燃焼器の側壁に、上記燃焼室内に開口するように複
   数の空気供給管を接線方向に取り付け、更に、上記燃料
   供給室に燃料供給管を接続した構成を有することを特徴
   とする希薄燃焼装置。
3. 【請求項３】 分散板の燃料噴出孔を、空気の旋回流中
   に燃料が斜め方向から混入されるように周方向に傾斜さ
   せて設けた請求項２記載の希薄燃焼装置。
4. 【請求項４】 分散板の燃料噴出孔を小径として多数設
   け、分散板の周辺部を多孔板状とした請求項２記載の希
   薄燃焼装置。