JPH09178123A - 予混合バーナ - Google Patents
予混合バーナInfo
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- JPH09178123A JPH09178123A JP8321657A JP32165796A JPH09178123A JP H09178123 A JPH09178123 A JP H09178123A JP 8321657 A JP8321657 A JP 8321657A JP 32165796 A JP32165796 A JP 32165796A JP H09178123 A JPH09178123 A JP H09178123A
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- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
- F23C7/002—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
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- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
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- F23D11/402—Mixing chambers downstream of the nozzle
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- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
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- F23D14/62—Mixing devices; Mixing tubes
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- F23D17/002—Burners for combustion simultaneously or alternately of gaseous or liquid or pulverulent fuel gaseous or liquid fuel
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- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C2202/00—Fluegas recirculation
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- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
- F23C2900/06041—Staged supply of oxidant
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
- F23C2900/09002—Specific devices inducing or forcing flue gas recirculation
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 主として流れ方向で互いに入り込んだ少
なくとも２つの中空円筒状の部分体１，２から成る予混
合バーナにおいて、部分体が内室１４を形成しており、
これら部分体の中央軸線の相互のオフセットにより、接
線方向の空気流入スリット２１，２２が形成されてい
る。この空気流入スリットの上流に供給通路２５，２６
が延びており、これらの供給通路がそれぞれ、新鮮空気
１９と煙道ガス２０とから成る燃焼空気１５の調製のた
めのインゼクタ機構２００で終わっている。インゼクタ
機構に付属する孔あき板２３，２４が供給通路への流入
平面３０，４０に対して平行に延びており、かつインゼ
クタノズル２３ａ，２４ａを備えており、その流入角が
予混合バーナの長手方向でバーナ軸線に対して連続的に
変化している。 【効果】 予混合バーナの主体が全く変化を被らない。
なくとも２つの中空円筒状の部分体１，２から成る予混
合バーナにおいて、部分体が内室１４を形成しており、
これら部分体の中央軸線の相互のオフセットにより、接
線方向の空気流入スリット２１，２２が形成されてい
る。この空気流入スリットの上流に供給通路２５，２６
が延びており、これらの供給通路がそれぞれ、新鮮空気
１９と煙道ガス２０とから成る燃焼空気１５の調製のた
めのインゼクタ機構２００で終わっている。インゼクタ
機構に付属する孔あき板２３，２４が供給通路への流入
平面３０，４０に対して平行に延びており、かつインゼ
クタノズル２３ａ，２４ａを備えており、その流入角が
予混合バーナの長手方向でバーナ軸線に対して連続的に
変化している。 【効果】 予混合バーナの主体が全く変化を被らない。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流れ方向で互いに
内外に入り込んだ少なくとも２つの中空円錐状の部分体
から主に成る予混合バーナであって、これらの部分体が
内室を形成しており、この内室内へ燃焼空気を供給する
ための接線方向の空気流入スリットが形成されるよう
に、これらの部分体の中央軸線が互いにオフセットして
長手方向に延びており、予混合バーナが少なくとも１つ
の燃料ノズルにより運転可能であり、かつ少なくとも接
線方向の空気流入スリットの上流に供給通路が延びてお
り、この供給通路が、新鮮空気と煙道ガスとから成る燃
焼空気の調製のための少なくとも１つのインゼクタ機構
を備えている形式のものに関する。
内外に入り込んだ少なくとも２つの中空円錐状の部分体
から主に成る予混合バーナであって、これらの部分体が
内室を形成しており、この内室内へ燃焼空気を供給する
ための接線方向の空気流入スリットが形成されるよう
に、これらの部分体の中央軸線が互いにオフセットして
長手方向に延びており、予混合バーナが少なくとも１つ
の燃料ノズルにより運転可能であり、かつ少なくとも接
線方向の空気流入スリットの上流に供給通路が延びてお
り、この供給通路が、新鮮空気と煙道ガスとから成る燃
焼空気の調製のための少なくとも１つのインゼクタ機構
を備えている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】ヨーロッバ特許公開第０６２９８１７号
明細書によれば、煙道ガス再循環のためのインゼクタに
より拡張された予混合バーナが公知である。液体燃料の
場合、煙道ガスがこの液体燃料を蒸発せしめるのに役立
つ。特に煙道ガスは火炎温度を低下させるのに役立ち、
これがＮＯｘ放出の減少を招来する。この文献によれ
ば、インゼクタはその軸線ひいてはその流出方向、換言
すれば流入角が接線方向の空気流入スリットもしくはバ
ーナ軸線に対して直角になるようにバーナ全長にわたり
接線方向の空気流入スリットに沿って配置されている。
この配置は前述の空気流入スリットの領域内で純粋に接
線方向に向けられた流れのプロフイールを生ぜしめる。
しかし、この構成によれば、予混合バーナ自体のために
は若干の運転形式で以下のような欠点もしくは不備を生
じる。すなわち、 ａ） 予混合バーナの内部へのバックファイヤのリスク
の増大。
明細書によれば、煙道ガス再循環のためのインゼクタに
より拡張された予混合バーナが公知である。液体燃料の
場合、煙道ガスがこの液体燃料を蒸発せしめるのに役立
つ。特に煙道ガスは火炎温度を低下させるのに役立ち、
これがＮＯｘ放出の減少を招来する。この文献によれ
ば、インゼクタはその軸線ひいてはその流出方向、換言
すれば流入角が接線方向の空気流入スリットもしくはバ
ーナ軸線に対して直角になるようにバーナ全長にわたり
接線方向の空気流入スリットに沿って配置されている。
この配置は前述の空気流入スリットの領域内で純粋に接
線方向に向けられた流れのプロフイールを生ぜしめる。
しかし、この構成によれば、予混合バーナ自体のために
は若干の運転形式で以下のような欠点もしくは不備を生
じる。すなわち、 ａ） 予混合バーナの内部へのバックファイヤのリスク
の増大。
【０００３】ｂ） 上記ａ）の結果、最適の火炎位置を
有する運転範囲が制約される。
有する運転範囲が制約される。
【０００４】ｃ） 燃焼に脈動が生じ、これが多様に火
炎位置の不安定化及び又は有害物質放出、特にＮＯｘ放
出の増大を招く。
炎位置の不安定化及び又は有害物質放出、特にＮＯｘ放
出の増大を招く。
【０００５】ｄ） 最適な流れ条件に関して大きな偏倚
が生じ、これにより、予混合バーナのポテンシャルが完
全には利用されない。
が生じ、これにより、予混合バーナのポテンシャルが完
全には利用されない。
【０００６】ｅ） 上述の不備に基づき始動プロセスが
問題となる。
問題となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題とすると
ころは、冒頭に記載した形式の予混合バーナにおいて、
前述の欠点及び不備を排除するために不可欠な流れ条件
を最適にすることにある。
ころは、冒頭に記載した形式の予混合バーナにおいて、
前述の欠点及び不備を排除するために不可欠な流れ条件
を最適にすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、請求項１に記載のように、インゼクタ機構に付属す
る孔あき板が供給通路内への燃焼空気の流入平面に対し
て平行に延びており、孔あき板がこの流入平面の領域内
にインゼクタノズルを備えており、かつ、バーナ軸線に
対するインゼクタノズルの流入角度が予混合バーナの長
手方向で連続的に変化可能であることにより解決され
る。
ば、請求項１に記載のように、インゼクタ機構に付属す
る孔あき板が供給通路内への燃焼空気の流入平面に対し
て平行に延びており、孔あき板がこの流入平面の領域内
にインゼクタノズルを備えており、かつ、バーナ軸線に
対するインゼクタノズルの流入角度が予混合バーナの長
手方向で連続的に変化可能であることにより解決され
る。
【０００９】
【発明の効果】本発明の主たる利点とするところは、予
混合バーナの主体が全く変化を被らないことにある。接
線方向の空気流入スリットから上流へ延びている接線方
向の供給通路内へ新鮮空気を導入することだけが、バー
ナにとって最適な流れの場に適合される。このことは、
それぞれの流入平面がどのように延びていても、インゼ
クタ平面がこの供給通路への流入平面に対して平行に保
たれ、他面において個々のインゼクタノズルの軸線が、
流入平面の軸方向の延びに沿って予混合バーナの流れ方
向で適当に適合されることにより行われる。この適合は
連続的に行われることができ、換言すれば、予混合バー
ナのヘッド段の領域内でのインゼクタノズルの斜めの流
入角、要するにバーナ軸線に対して鋭角を成す流入角
が、予混合バーナの出口のところで予混合バーナのバー
ナ軸線に対してほぼ直角となるまで連続的に行われる。
最適な流れの場の獲得は、この逆流区域の品位に直接的
に影響して、予混合バーナの出口に形成される逆流区域
を位置的に安定させると共に、流れに関連して生じる障
害によってマイナスに影響されないようにする。
混合バーナの主体が全く変化を被らないことにある。接
線方向の空気流入スリットから上流へ延びている接線方
向の供給通路内へ新鮮空気を導入することだけが、バー
ナにとって最適な流れの場に適合される。このことは、
それぞれの流入平面がどのように延びていても、インゼ
クタ平面がこの供給通路への流入平面に対して平行に保
たれ、他面において個々のインゼクタノズルの軸線が、
流入平面の軸方向の延びに沿って予混合バーナの流れ方
向で適当に適合されることにより行われる。この適合は
連続的に行われることができ、換言すれば、予混合バー
ナのヘッド段の領域内でのインゼクタノズルの斜めの流
入角、要するにバーナ軸線に対して鋭角を成す流入角
が、予混合バーナの出口のところで予混合バーナのバー
ナ軸線に対してほぼ直角となるまで連続的に行われる。
最適な流れの場の獲得は、この逆流区域の品位に直接的
に影響して、予混合バーナの出口に形成される逆流区域
を位置的に安定させると共に、流れに関連して生じる障
害によってマイナスに影響されないようにする。
【００１０】本発明の有利かつ効果的な別の構成がその
他の請求項に記載されている。
他の請求項に記載されている。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に本発明の図示の実施例を詳し
く説明する。本発明の直接的な理解に不必要なエレメン
トは省略されている。すべての図面を通じて同じエレメ
ントは同じ符号により示されている。媒体の流れ方向は
矢印により示されている。
く説明する。本発明の直接的な理解に不必要なエレメン
トは省略されている。すべての図面を通じて同じエレメ
ントは同じ符号により示されている。媒体の流れ方向は
矢印により示されている。
【００１２】予混合バーナ１００の構造を良く理解する
ために図１から図５までを同時に参照せられたい。さら
に、図１を不必要に見にくくしないために図１には図２
に示されたインゼクタ並びに予混合バーナの内室へ通じ
た、混合区域として役立つ供給通路は図示されていな
い。図１に基づく予混合バーナ１００は２つの中空円錐
状の部分体１，２から成り、これらの部分体は互いにオ
フセットして互いに内外に入り込んで配置されている。
勿論、予混合バーナ１００の形成のために必要な部分体
１，２の個数は２に制約されない。図示の部分体１，２
の円錐形状は流れ方向で所定の固定された角度を有して
いる。勿論、部分体１，２は流れ方向でその他の開いた
形状、例えばほぼディフューザ又はコンフューザの形状
で規則的又は不規則的に増大又は減少する円錐形状を有
することもできる。後者の両方の形状は当業者にとって
容易に推考可能であるため図面には示されていない。ど
の形状を最終的に選択するかはそのつどの燃焼の種々の
パラメータに依存する。円錐状の部分体１，２のそれぞ
れの中央軸線１ｂ，２ｂの相互のオフセットは、軸対称
的な配置で両側にそれぞれ１つの接線方向の空気流入ス
リット２１，２２（図２参照）を形成せしめる。この接
線方向の空気流入スリットを通して、新鮮空気・煙道ガ
ス混合物から成る燃焼空気１５，１６が予混合バーナ１
００の内室１４内へ流入する。両方の円錐状の部分体
１，２はそれぞれ、部分体１，１２と同様に互いにオフ
セットして延びている円筒状の始端部１ａ，２ａを備え
ており、その結果、接線方向の空気流入スリット２１，
２２は予混合バーナ１００の全長にわたり存在してい
る。勿論、予混合バーナ１００は純円錐状に、要するに
円筒状の始端部１ａ，２ａを備えずに形成されることも
できる。例えば予混合バーナ１００全体の固定のための
座として最適であるこれらの円筒状の始端部１ａ，２ａ
には少なくとも１つの燃料ノズル３が取付けられる。さ
らにこれらの始端部には多数のインゼクタ２００が取付
けられる。これらのインゼクタは、同様に新鮮空気と煙
道ガスとから成り軸方向で導入される燃焼空気１６を調
製する。このインゼクタ２００の構造については図２を
参照されたい。両方の部分体１，２は必要に応じて、多
数の燃料ノズル１７を備えていて軸方向で延びるそれぞ
れ１つの燃料導管８，９を有している。この燃料導管
８，９を通して有利にはガス燃料１３が案内される。こ
のガス燃料は前述の燃料ノズル１７を介して接線方向の
空気流入スリット２１，２２（図２参照）の領域内でこ
れを通流する燃焼空気１５に混入される。予混合バーナ
１００は燃料ノズル３を介した燃料供給のみで、又は燃
料ノズル１７を介した燃料供給のみで運転されることが
できる。勿論、特に各燃料ノズルにより互いに異なる燃
料を供給する場合には、両方の燃料ノズル３，１７を介
した燃料供給による混合運転も可能である。予混合バー
ナ１００は燃焼室１１側にカラー状の板又はフロント壁
１０を備えている。このフロント壁１０は多数の孔１０
ａを備えており、これらの孔を通して希釈空気又は冷却
空気が予混合バーナ１００の前方部分に供給される。燃
料ノズル３を介して液体燃料１２が供給される場合に
は、この液体燃料は、バーナ出口平面に至るまでに可能
な限り均一なコーン状の噴霧形状５が生じるように、符
号４のところで鋭角に予混合バーナ１００の内室１４内
に噴入される。この燃料噴霧は空気により助成されるノ
ズル又は圧力噴霧原理で作動するノズルにより行われ
る。コーン状の噴霧形状５を有する燃料は空気流入スリ
ット２１，２２の数に応じて、接線方向で流入する燃焼
空気１５の流れと、軸方向で導入される別の燃焼空気１
６の流れとにより包囲される。噴入された燃料の濃度は
予混合バーナ１００の流れ方向で連続的に上述の燃焼空
気１５により低下させられる。ガス燃料１３が導入され
る場合には、いつでも空気流入スリット２１，２２の上
流領域内ですでに燃焼空気１５により混合物形成が開始
される。液体燃料又はガス燃料のいずれが使用されて
も、渦崩壊の領域内、要するに予混合バーナ１００の終
端部のところの逆流区域６の領域内では、横断面にわた
り均一かつ最適な燃料濃度が生じる。燃料・燃焼空気混
合物の点火は逆流区域６の尖端で開始される。この箇所
で初めて安定な火炎フロント７が生じる。公知の予混合
区域では常に予混合バーナの内部へのバックファイヤの
リスクがあり、これに対処すべく複雑な保炎器が使用さ
れているが、本発明では予混合バーナ１００の内部への
バックファイヤのリスクは生じない。燃焼空気１５，１
６、要するに空気・煙道ガス混合物が予熱される場合
は、この混合物の点火が行われる箇所である予混合バー
ナ１００の出口に到達する前に、液体燃料１２の加速さ
れた完全な蒸発が生じる。蒸発の度合いは予混合バーナ
１００の大きさ、液体燃料１２の液滴の大きさ、燃焼空
気１５，１６の温度及びその組成に依存している。有害
物質放出の削減は根本的に、燃焼区域内へ流入する前の
燃料の完全な蒸発を保証する煙道ガス再循環の度合いに
依存している。接線方向の空気流入スリット２１，２２
の円錐度及び幅に関連して円錐状の部分体１，２を構成
する場合には、燃焼空気の所望の流れの場、要するに限
界的なスワール係数が逆流区域６と共に火炎安定のため
に予混合バーナ１００の開口領域内に生じるように、狭
い限界が維持される。一般にいえることは、空気流入ス
リット２１，２２の縮小が逆流区域６をさらに上流へ移
動せしめ、これにより、混合物が早期に点火される。常
にいえることは、一度位置的に固定された逆流区域６は
位置的に安定しているということである。それというの
は、スワール係数が予混合バーナ１００の円錐形の領域
内では流れ方向に増大するからである。勿論、予混合バ
ーナ１００の出口のところで逆流区域６がより安定に形
成されるように、接線方向の空気流入スリット２１，２
２の流れ横断面が流れ方向に変化可能に、例えば流れ方
向に減少するように形成されることができる。さらに、
混合物の軸方向の速度は、すでに説明した燃焼空気１６
を軸方向で供給することにより影響される。燃焼室１１
側ではその場所の流れ横断面は上述のフロント壁１０に
より、図示されていない横断面跳躍部を有しており、こ
の横断面跳躍部の横断面は燃焼室１１の少なくとも第１
の区域の流れ横断面を形成している。この平面内には前
述の逆流区域６も形成される。予混合バーナ１００の本
発明の構造は、その与えられた全長を変更しないで、図
２から看取されるように、部分体１，２を互いに近付く
ように又は遠ざかるように移動させて、両方の中央軸線
１ｂ，２ｂの間隔を減少又は増大させることにより、接
線方向の空気流入スリット２１，２２のギャップ幅を変
化させるのに有利である。さらにまた、円錐状の部分体
１，２を回転運動により互いに内外に移動させることも
可能である。これにより、接線方向の空気流入スリット
２１，２２の形状及び大きさを運転中に変化させる適当
な手段を講じれば、全長を変化させることなく、同じ予
混合バーナ１００が広い機能性をカバーすることができ
る。
ために図１から図５までを同時に参照せられたい。さら
に、図１を不必要に見にくくしないために図１には図２
に示されたインゼクタ並びに予混合バーナの内室へ通じ
た、混合区域として役立つ供給通路は図示されていな
い。図１に基づく予混合バーナ１００は２つの中空円錐
状の部分体１，２から成り、これらの部分体は互いにオ
フセットして互いに内外に入り込んで配置されている。
勿論、予混合バーナ１００の形成のために必要な部分体
１，２の個数は２に制約されない。図示の部分体１，２
の円錐形状は流れ方向で所定の固定された角度を有して
いる。勿論、部分体１，２は流れ方向でその他の開いた
形状、例えばほぼディフューザ又はコンフューザの形状
で規則的又は不規則的に増大又は減少する円錐形状を有
することもできる。後者の両方の形状は当業者にとって
容易に推考可能であるため図面には示されていない。ど
の形状を最終的に選択するかはそのつどの燃焼の種々の
パラメータに依存する。円錐状の部分体１，２のそれぞ
れの中央軸線１ｂ，２ｂの相互のオフセットは、軸対称
的な配置で両側にそれぞれ１つの接線方向の空気流入ス
リット２１，２２（図２参照）を形成せしめる。この接
線方向の空気流入スリットを通して、新鮮空気・煙道ガ
ス混合物から成る燃焼空気１５，１６が予混合バーナ１
００の内室１４内へ流入する。両方の円錐状の部分体
１，２はそれぞれ、部分体１，１２と同様に互いにオフ
セットして延びている円筒状の始端部１ａ，２ａを備え
ており、その結果、接線方向の空気流入スリット２１，
２２は予混合バーナ１００の全長にわたり存在してい
る。勿論、予混合バーナ１００は純円錐状に、要するに
円筒状の始端部１ａ，２ａを備えずに形成されることも
できる。例えば予混合バーナ１００全体の固定のための
座として最適であるこれらの円筒状の始端部１ａ，２ａ
には少なくとも１つの燃料ノズル３が取付けられる。さ
らにこれらの始端部には多数のインゼクタ２００が取付
けられる。これらのインゼクタは、同様に新鮮空気と煙
道ガスとから成り軸方向で導入される燃焼空気１６を調
製する。このインゼクタ２００の構造については図２を
参照されたい。両方の部分体１，２は必要に応じて、多
数の燃料ノズル１７を備えていて軸方向で延びるそれぞ
れ１つの燃料導管８，９を有している。この燃料導管
８，９を通して有利にはガス燃料１３が案内される。こ
のガス燃料は前述の燃料ノズル１７を介して接線方向の
空気流入スリット２１，２２（図２参照）の領域内でこ
れを通流する燃焼空気１５に混入される。予混合バーナ
１００は燃料ノズル３を介した燃料供給のみで、又は燃
料ノズル１７を介した燃料供給のみで運転されることが
できる。勿論、特に各燃料ノズルにより互いに異なる燃
料を供給する場合には、両方の燃料ノズル３，１７を介
した燃料供給による混合運転も可能である。予混合バー
ナ１００は燃焼室１１側にカラー状の板又はフロント壁
１０を備えている。このフロント壁１０は多数の孔１０
ａを備えており、これらの孔を通して希釈空気又は冷却
空気が予混合バーナ１００の前方部分に供給される。燃
料ノズル３を介して液体燃料１２が供給される場合に
は、この液体燃料は、バーナ出口平面に至るまでに可能
な限り均一なコーン状の噴霧形状５が生じるように、符
号４のところで鋭角に予混合バーナ１００の内室１４内
に噴入される。この燃料噴霧は空気により助成されるノ
ズル又は圧力噴霧原理で作動するノズルにより行われ
る。コーン状の噴霧形状５を有する燃料は空気流入スリ
ット２１，２２の数に応じて、接線方向で流入する燃焼
空気１５の流れと、軸方向で導入される別の燃焼空気１
６の流れとにより包囲される。噴入された燃料の濃度は
予混合バーナ１００の流れ方向で連続的に上述の燃焼空
気１５により低下させられる。ガス燃料１３が導入され
る場合には、いつでも空気流入スリット２１，２２の上
流領域内ですでに燃焼空気１５により混合物形成が開始
される。液体燃料又はガス燃料のいずれが使用されて
も、渦崩壊の領域内、要するに予混合バーナ１００の終
端部のところの逆流区域６の領域内では、横断面にわた
り均一かつ最適な燃料濃度が生じる。燃料・燃焼空気混
合物の点火は逆流区域６の尖端で開始される。この箇所
で初めて安定な火炎フロント７が生じる。公知の予混合
区域では常に予混合バーナの内部へのバックファイヤの
リスクがあり、これに対処すべく複雑な保炎器が使用さ
れているが、本発明では予混合バーナ１００の内部への
バックファイヤのリスクは生じない。燃焼空気１５，１
６、要するに空気・煙道ガス混合物が予熱される場合
は、この混合物の点火が行われる箇所である予混合バー
ナ１００の出口に到達する前に、液体燃料１２の加速さ
れた完全な蒸発が生じる。蒸発の度合いは予混合バーナ
１００の大きさ、液体燃料１２の液滴の大きさ、燃焼空
気１５，１６の温度及びその組成に依存している。有害
物質放出の削減は根本的に、燃焼区域内へ流入する前の
燃料の完全な蒸発を保証する煙道ガス再循環の度合いに
依存している。接線方向の空気流入スリット２１，２２
の円錐度及び幅に関連して円錐状の部分体１，２を構成
する場合には、燃焼空気の所望の流れの場、要するに限
界的なスワール係数が逆流区域６と共に火炎安定のため
に予混合バーナ１００の開口領域内に生じるように、狭
い限界が維持される。一般にいえることは、空気流入ス
リット２１，２２の縮小が逆流区域６をさらに上流へ移
動せしめ、これにより、混合物が早期に点火される。常
にいえることは、一度位置的に固定された逆流区域６は
位置的に安定しているということである。それというの
は、スワール係数が予混合バーナ１００の円錐形の領域
内では流れ方向に増大するからである。勿論、予混合バ
ーナ１００の出口のところで逆流区域６がより安定に形
成されるように、接線方向の空気流入スリット２１，２
２の流れ横断面が流れ方向に変化可能に、例えば流れ方
向に減少するように形成されることができる。さらに、
混合物の軸方向の速度は、すでに説明した燃焼空気１６
を軸方向で供給することにより影響される。燃焼室１１
側ではその場所の流れ横断面は上述のフロント壁１０に
より、図示されていない横断面跳躍部を有しており、こ
の横断面跳躍部の横断面は燃焼室１１の少なくとも第１
の区域の流れ横断面を形成している。この平面内には前
述の逆流区域６も形成される。予混合バーナ１００の本
発明の構造は、その与えられた全長を変更しないで、図
２から看取されるように、部分体１，２を互いに近付く
ように又は遠ざかるように移動させて、両方の中央軸線
１ｂ，２ｂの間隔を減少又は増大させることにより、接
線方向の空気流入スリット２１，２２のギャップ幅を変
化させるのに有利である。さらにまた、円錐状の部分体
１，２を回転運動により互いに内外に移動させることも
可能である。これにより、接線方向の空気流入スリット
２１，２２の形状及び大きさを運転中に変化させる適当
な手段を講じれば、全長を変化させることなく、同じ予
混合バーナ１００が広い機能性をカバーすることができ
る。
【００１３】すでに述べたように、部分体１，２の個数
は２に制限されない。運転形式に応じて、所望ならばそ
れより多い部分体を設けることも可能である。内室１４
内へ燃焼空気１５を螺旋状の流れで導入する場合には、
この導入は１つの接線方向の空気流入スリットだけで行
われる。
は２に制限されない。運転形式に応じて、所望ならばそ
れより多い部分体を設けることも可能である。内室１４
内へ燃焼空気１５を螺旋状の流れで導入する場合には、
この導入は１つの接線方向の空気流入スリットだけで行
われる。
【００１４】複数の部分体により構成すべき予混合バー
ナがただ１つの連続した管から成る場合には、内室内へ
の接線方向の噴入はこの管の壁厚を貫通した通路状の貫
通孔を通して行われる。
ナがただ１つの連続した管から成る場合には、内室内へ
の接線方向の噴入はこの管の壁厚を貫通した通路状の貫
通孔を通して行われる。
【００１５】図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って予混合
バーナ１００のほぼ中央を断面した図である。鏡像的に
接線方向に配置された供給通路２５，２６は混合区域の
機能を果たしており、この混合区域内では新鮮空気１９
と戻し案内された煙道ガス２０とによる最終的な混合気
形成が完遂される。燃焼空気１５はインゼクタ機構２０
０内で調製される。軸方向で導入される燃焼空気１６は
同様にインゼクタ機構内で調製される（図１参照）。予
混合バーナ１００の内室１４内への接線方向の流入に役
立つ各供給通路２５，２６の上流では、新鮮空気１９が
この予混合バーナ１００の全長にわたり均一に孔あき板
２３，２４を介して分配される。この孔あき板２３，２
４は接線方向の空気流入スリット２１，２２へ向かう流
れ方向に向いたパーフォレーションを有している。この
パーフォレーションは多数のインゼクタノズルの機能を
果たしている。このインゼクタノズルは、各インゼクタ
ノズル２３ａ，２４ａがそれぞれ所定量の煙道ガス２０
だけを吸込んで、バーナ全長に相応する孔あき板２３，
２４の軸方向全長にわたり均一な煙道ガスの混入を生ぜ
しめるように、周囲に位置する煙道ガス２０に吸込作用
を及ぼす。この構成によれば、すでに両方の媒体、要す
るに新鮮空気１９と煙道ガス２０とが接触する箇所にお
いて良好な混合が行われ、その結果、接線方向の空気流
入スリット２１，２２に至るまでの、混合物形成のため
の供給通路２５，２６の流れの長さが最小にされる。さ
らに、インゼクタ２００のこのような構成の優れた点
は、予混合バーナ１００のジオメトリが、特に接線方向
の空気流入スリット２１，２２の形状と大きさに関連し
て形状安定であること、換言すれば予混合バーナ１００
の軸方向全長にわたる熱い煙道ガス２０の均一に配量さ
れた分布により、熱に由来するひずみが発生しないこと
にある。これまで説明したのと同じ構成のインゼクタは
軸方向での新鮮空気・煙道ガス混合物形成（図１参照）
のためにも援用される。この場合、流入横断面１８は多
数のインゼクタノズルによりカバーされており、これら
のインゼクタノズルは図１から看取されるように、イン
ゼクタノズル２３ａ，２４ａと同じ原理に基づき機能す
る。それゆえ、新鮮空気１９の流入開口全体は、流れ方
向で予混合バーナ１００の内室に至るまでの新鮮空気１
９と煙道ガス２０とによる混合物形成に先立って新鮮空
気・煙道ガス混合物の度合いを規定する、インゼクタノ
ズルの密なネットワークを備えている。
バーナ１００のほぼ中央を断面した図である。鏡像的に
接線方向に配置された供給通路２５，２６は混合区域の
機能を果たしており、この混合区域内では新鮮空気１９
と戻し案内された煙道ガス２０とによる最終的な混合気
形成が完遂される。燃焼空気１５はインゼクタ機構２０
０内で調製される。軸方向で導入される燃焼空気１６は
同様にインゼクタ機構内で調製される（図１参照）。予
混合バーナ１００の内室１４内への接線方向の流入に役
立つ各供給通路２５，２６の上流では、新鮮空気１９が
この予混合バーナ１００の全長にわたり均一に孔あき板
２３，２４を介して分配される。この孔あき板２３，２
４は接線方向の空気流入スリット２１，２２へ向かう流
れ方向に向いたパーフォレーションを有している。この
パーフォレーションは多数のインゼクタノズルの機能を
果たしている。このインゼクタノズルは、各インゼクタ
ノズル２３ａ，２４ａがそれぞれ所定量の煙道ガス２０
だけを吸込んで、バーナ全長に相応する孔あき板２３，
２４の軸方向全長にわたり均一な煙道ガスの混入を生ぜ
しめるように、周囲に位置する煙道ガス２０に吸込作用
を及ぼす。この構成によれば、すでに両方の媒体、要す
るに新鮮空気１９と煙道ガス２０とが接触する箇所にお
いて良好な混合が行われ、その結果、接線方向の空気流
入スリット２１，２２に至るまでの、混合物形成のため
の供給通路２５，２６の流れの長さが最小にされる。さ
らに、インゼクタ２００のこのような構成の優れた点
は、予混合バーナ１００のジオメトリが、特に接線方向
の空気流入スリット２１，２２の形状と大きさに関連し
て形状安定であること、換言すれば予混合バーナ１００
の軸方向全長にわたる熱い煙道ガス２０の均一に配量さ
れた分布により、熱に由来するひずみが発生しないこと
にある。これまで説明したのと同じ構成のインゼクタは
軸方向での新鮮空気・煙道ガス混合物形成（図１参照）
のためにも援用される。この場合、流入横断面１８は多
数のインゼクタノズルによりカバーされており、これら
のインゼクタノズルは図１から看取されるように、イン
ゼクタノズル２３ａ，２４ａと同じ原理に基づき機能す
る。それゆえ、新鮮空気１９の流入開口全体は、流れ方
向で予混合バーナ１００の内室に至るまでの新鮮空気１
９と煙道ガス２０とによる混合物形成に先立って新鮮空
気・煙道ガス混合物の度合いを規定する、インゼクタノ
ズルの密なネットワークを備えている。
【００１６】図３は予混合バーナ１００を流れ方向での
略示した図であり、この場合特に、供給通路２５，２６
への流入平面３０に対する、インゼクタ機構に付属する
孔あき板２３，２４の延びが示されている。この延びば
互いに平行であり、かつ、この場合には流入平面自体も
バーナ全長にわたり予混合バーナ１００のバーナ軸線に
対して平行である。さらに図３から看取されるように、
インゼクタノズル２３ａ，２４ａの、予混合バーナ１０
０のバーナ軸線に対する流入角度は流れ方向で変化して
いる。この流入角は、予混合バーナ１００のヘッド段の
領域内での鋭角からはじまって、予混合バーナの出口の
領域内でバーナ軸線に対してほぼ直角となるまで順次に
変化している。この措置により、燃焼空気の混合の品位
が向上し、逆流区域が位置安定的に影響される。
略示した図であり、この場合特に、供給通路２５，２６
への流入平面３０に対する、インゼクタ機構に付属する
孔あき板２３，２４の延びが示されている。この延びば
互いに平行であり、かつ、この場合には流入平面自体も
バーナ全長にわたり予混合バーナ１００のバーナ軸線に
対して平行である。さらに図３から看取されるように、
インゼクタノズル２３ａ，２４ａの、予混合バーナ１０
０のバーナ軸線に対する流入角度は流れ方向で変化して
いる。この流入角は、予混合バーナ１００のヘッド段の
領域内での鋭角からはじまって、予混合バーナの出口の
領域内でバーナ軸線に対してほぼ直角となるまで順次に
変化している。この措置により、燃焼空気の混合の品位
が向上し、逆流区域が位置安定的に影響される。
【００１７】図４及び図５は図２及び図３とほぼ同じ構
成を示し、この場合も、インゼクタノズル２６ａ，２７
ａを備えた孔あき板２６，２７がバーナ全長にわたり供
給通路２５，２６への流入平面４０に対して平行に延び
ている。しかし、この場合には、流入平面４０は予混合
バーナ１００のバーナ軸線に対して円錐状に延びてい
る。流れ方向でのインゼクタノズル２６ａ，２７ａの流
入角変化はこの場合も図２及び図３の場合と同様である
が、しかし、この場合には、供給通路への流入平面４０
に対するインゼクタノズル２６ａ，２７ａの流入角が、
予混合バーナ１００の出口領域で直角となるまで順次に
変化している。
成を示し、この場合も、インゼクタノズル２６ａ，２７
ａを備えた孔あき板２６，２７がバーナ全長にわたり供
給通路２５，２６への流入平面４０に対して平行に延び
ている。しかし、この場合には、流入平面４０は予混合
バーナ１００のバーナ軸線に対して円錐状に延びてい
る。流れ方向でのインゼクタノズル２６ａ，２７ａの流
入角変化はこの場合も図２及び図３の場合と同様である
が、しかし、この場合には、供給通路への流入平面４０
に対するインゼクタノズル２６ａ，２７ａの流入角が、
予混合バーナ１００の出口領域で直角となるまで順次に
変化している。
【図１】本発明の１実施例に基づく予混合バーナの部分
破断斜視図である。
破断斜視図である。
【図２】燃焼空気流の供給通路への流入平面がバーナ軸
線に対して平行に延びている実施例の予混合バーナを図
１のＩＩ−ＩＩに沿って断面した図である。
線に対して平行に延びている実施例の予混合バーナを図
１のＩＩ−ＩＩに沿って断面した図である。
【図３】流れ方向でのインゼクタ機構の形状を看取する
ことができるように図２に示す予混合バーナを略示した
図である。
ことができるように図２に示す予混合バーナを略示した
図である。
【図４】供給通路への流入平面の別の実施例を示す略示
図である。
図である。
【図５】インゼクタ機構の別の形状が看取されるように
図４に示す予混合バーナを略示した図である。
図４に示す予混合バーナを略示した図である。
１，２ 円錐状の部分体、 １ａ，２ａ 円錐状の部分
体の始端部、 １ｂ，２ｂ 円錐状の部分体の中央軸
線、 ３ 燃料ノズル、 ５ コーン状の噴霧形状、
６ 逆流区域、 ７ 火炎フロント、 ８，９ 燃料導
管、 １０ フロント壁、 １１ 燃焼室、 １２，１
３ 燃料、 １４ バーナの内室、 １５，１６ 流入
空気、 １７ 燃料ノズル、 １８ バーナの横断面、
１９ 新鮮空気、 ２０ 煙道ガス、 ２１，２２
接線方向の空気流入スリット、 ２３，２４ 孔あき
板、 ２３ａ，２４ａ インゼクタノズル、 ２５，２
６ 供給通路、 ２７，２８ 孔あき板、 ２７ａ，２
８ａ インゼクタノズル、 ３０，４０ 供給通路への
流入平面、 １００ 予混合バーナ、 ２００ インゼ
クタ機構
体の始端部、 １ｂ，２ｂ 円錐状の部分体の中央軸
線、 ３ 燃料ノズル、 ５ コーン状の噴霧形状、
６ 逆流区域、 ７ 火炎フロント、 ８，９ 燃料導
管、 １０ フロント壁、 １１ 燃焼室、 １２，１
３ 燃料、 １４ バーナの内室、 １５，１６ 流入
空気、 １７ 燃料ノズル、 １８ バーナの横断面、
１９ 新鮮空気、 ２０ 煙道ガス、 ２１，２２
接線方向の空気流入スリット、 ２３，２４ 孔あき
板、 ２３ａ，２４ａ インゼクタノズル、 ２５，２
６ 供給通路、 ２７，２８ 孔あき板、 ２７ａ，２
８ａ インゼクタノズル、 ３０，４０ 供給通路への
流入平面、 １００ 予混合バーナ、 ２００ インゼ
クタ機構
Claims (8)
- 【請求項１】 流れ方向で互いに内外に入り込んだ少な
くとも２つの中空円錐状の部分体から主に成る予混合バ
ーナであって、これらの部分体が内室を形成しており、
この内室内へ燃焼空気を供給するための接線方向の空気
流入スリットが形成されるように、これらの部分体の中
央軸線が互いにオフセットして長手方向に延びており、
予混合バーナが少なくとも１つの燃料ノズルにより運転
可能であり、かつ少なくとも接線方向の空気流入スリッ
トの上流に供給通路が延びており、この供給通路が、新
鮮空気と煙道ガスとから成る燃焼空気の調製のための少
なくとも１つのインゼクタ機構を備えている形式のもの
において、 このインゼクタ機構に付属する孔あき板（２３，２４；
２７，２８）が供給通路（２５，２６）内への燃焼空気
（１５）の流入平面（３０，４０）に対して平行に延び
ており、孔あき板がこの流入平面の領域内にインゼクタ
ノズル（２３ａ，２４ａ；２７ａ，２８ａ）を備えてお
り、かつ、バーナ軸線に対するインゼクタノズルの流入
角度が予混合バーナ（１００）の長手方向で連続的に変
化可能であることを特徴とする予混合バーナ。 - 【請求項２】 インゼクタノズル（２３ａ，２４ａ；２
７ａ，２８ａ）の前記流入角が予混合バーナ（１００）
のヘッド段の領域内で鋭角を有しており、かつ、この角
度が、予混合バーナの出口領域内で供給通路（２５，２
６）への流入平面（３０，４０）及び又はバーナ軸線に
対してほぼ直角となるまで孔あき板（２３，２４；２
７，２８）に沿って次第に増大している請求項１記載の
予混合バーナ。 - 【請求項３】 予混合バーナ（１００）が、ヘッド側に
配置された少なくとも１つの燃料ノズル（３）及び又は
接線方向の空気流入スリット（２１，２２）の領域内に
配置された多数の燃料ノズル（１７）を備えている請求
項１記載の予混合バーナ。 - 【請求項４】 燃料ノズル（３）が液体燃料（１２）に
より、かつ燃料ノズル（１７）がガス燃料（１３）によ
り運転可能である請求項３記載の予混合バーナ。 - 【請求項５】 部分体（１，２）が流れ方向に均一に増
大する流れ横断面を形成している請求項１記載の予混合
バーナ。 - 【請求項６】 部分体（１，２）が流れ方向に不均一に
増大する流れ横断面を形成している請求項１記載の予混
合バーナ。 - 【請求項７】 部分体（１，２）が流れ方向に均一又は
不均一に減少する流れ横断面を形成している請求項１記
載の予混合バーナ。 - 【請求項８】 接線方向の空気流入スリット（２１，２
２）の流れ横断面が予混合バーナ（１００）の長手方向
に減少している請求項１記載の予混合バーナ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19545036.1 | 1995-12-02 | ||
| DE19545036A DE19545036A1 (de) | 1995-12-02 | 1995-12-02 | Vormischbrenner |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09178123A true JPH09178123A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=7779050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8321657A Pending JPH09178123A (ja) | 1995-12-02 | 1996-12-02 | 予混合バーナ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5727938A (ja) |
| EP (1) | EP0777082A3 (ja) |
| JP (1) | JPH09178123A (ja) |
| CA (1) | CA2190064A1 (ja) |
| DE (1) | DE19545036A1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19654116A1 (de) * | 1996-12-23 | 1998-06-25 | Abb Research Ltd | Brenner zum Betrieb einer Brennkammer mit einem flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoff |
| DE19654741A1 (de) * | 1996-12-30 | 1998-07-02 | Abb Research Ltd | Kesselanlage für eine Wärmeerzeugung |
| DE19721936A1 (de) * | 1997-05-26 | 1998-12-03 | Abb Research Ltd | Brenner zum Betrieb eines Aggregates zur Erzeugung eines Heissgases |
| DE59710093D1 (de) * | 1997-10-08 | 2003-06-18 | Alstom Switzerland Ltd | Verfahren zur Verbrennung von gasförmigen, flüssigen sowie mittel-oder niederkalorischen Brennstoffen in einem Brenner |
| US6383461B1 (en) | 1999-10-26 | 2002-05-07 | John Zink Company, Llc | Fuel dilution methods and apparatus for NOx reduction |
| DE10049203A1 (de) * | 2000-10-05 | 2002-05-23 | Alstom Switzerland Ltd | Verfahren zur Brennstoffeinleitung in einen Vormischbrenner |
| DE10050248A1 (de) * | 2000-10-11 | 2002-04-18 | Alstom Switzerland Ltd | Brenner |
| DE10051221A1 (de) * | 2000-10-16 | 2002-07-11 | Alstom Switzerland Ltd | Brenner mit gestufter Brennstoff-Eindüsung |
| EP1504222B1 (de) * | 2002-05-16 | 2007-07-11 | Alstom Technology Ltd | Vormischbrenner |
| US20150285502A1 (en) * | 2014-04-08 | 2015-10-08 | General Electric Company | Fuel nozzle shroud and method of manufacturing the shroud |
| CN114353080B (zh) * | 2020-09-30 | 2025-08-22 | 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 | 火排片、燃烧器组件和热水装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| DE4309115A1 (de) * | 1993-03-23 | 1994-09-29 | Viessmann Werke Kg | Verfahren zum Betrieb eines Ölverdampfungsbrenners |
| DE4320212A1 (de) * | 1993-06-18 | 1994-12-22 | Abb Research Ltd | Feuerungsanlage |
-
1995
- 1995-12-02 DE DE19545036A patent/DE19545036A1/de not_active Withdrawn
-
1996
- 1996-11-06 EP EP96810739A patent/EP0777082A3/de not_active Ceased
- 1996-11-12 CA CA002190064A patent/CA2190064A1/en not_active Abandoned
- 1996-11-12 US US08/747,571 patent/US5727938A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-12-02 JP JP8321657A patent/JPH09178123A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US5727938A (en) | 1998-03-17 |
| CA2190064A1 (en) | 1997-06-03 |
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| EP0777082A3 (de) | 1997-09-24 |
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