JPH09189405A - 前混合バーナ - Google Patents
前混合バーナInfo
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- JPH09189405A JPH09189405A JP8342042A JP34204296A JPH09189405A JP H09189405 A JPH09189405 A JP H09189405A JP 8342042 A JP8342042 A JP 8342042A JP 34204296 A JP34204296 A JP 34204296A JP H09189405 A JPH09189405 A JP H09189405A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D5/00—Burners in which liquid fuel evaporates in the combustion space, with or without chemical conversion of evaporated fuel
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
- F23R3/04—Air inlet arrangements
- F23R3/10—Air inlet arrangements for primary air
- F23R3/12—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex
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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
- 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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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F23D17/00—Burners for combustion simultaneously or alternately of gaseous or liquid or pulverulent fuel
- F23D17/002—Burners for combustion simultaneously or alternately of gaseous or liquid or pulverulent fuel gaseous or liquid fuel
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
- F23R3/16—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration with devices inside the flame tube or the combustion chamber to influence the air or gas flow
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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
- F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
- F23C2900/07002—Premix burners with air inlet slots obtained between offset curved wall surfaces, e.g. double cone burners
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 円錐形の部分シェルと該部分シェルに溶接さ
れた燃料導管との結合範囲において、運転中にコントロ
ールされない流れ特性が発生しないように、燃料導管を
形成する。 【解決手段】 燃料ノズル１１７が燃料導管１０８，１
０９と作用結合しており、該燃料導管が、円錐形の部分
シェル１０１，１０２のそれ自体で完結された延長部に
よって、つまり円錐形の部分シェル１０１，１０２の延
長部だけによって、接線方向の空気流入スロット１１
９，１２０の範囲に形成されている。
れた燃料導管との結合範囲において、運転中にコントロ
ールされない流れ特性が発生しないように、燃料導管を
形成する。 【解決手段】 燃料ノズル１１７が燃料導管１０８，１
０９と作用結合しており、該燃料導管が、円錐形の部分
シェル１０１，１０２のそれ自体で完結された延長部に
よって、つまり円錐形の部分シェル１０１，１０２の延
長部だけによって、接線方向の空気流入スロット１１
９，１２０の範囲に形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、前混合バーナであ
って、主として、流れ方向において互いに内外に配置さ
れた少なくとも２つの円錐形の部分シェルから成ってお
り、これらの部分シェルの各長手方向対称軸線がバーナ
軸線に対してずらされて、かつ互いに平行に延びてお
り、部分シェルの隣接した壁がその長手方向において、
該部分シェルによって形成された円錐中空室内に燃焼空
気を貫流させるための接線方向の空気流入スロットを形
成しており、しかも少なくとも接線方向の空気流入スロ
ットの範囲に、燃料ノズルが配置されている形式のもの
に関する。
って、主として、流れ方向において互いに内外に配置さ
れた少なくとも２つの円錐形の部分シェルから成ってお
り、これらの部分シェルの各長手方向対称軸線がバーナ
軸線に対してずらされて、かつ互いに平行に延びてお
り、部分シェルの隣接した壁がその長手方向において、
該部分シェルによって形成された円錐中空室内に燃焼空
気を貫流させるための接線方向の空気流入スロットを形
成しており、しかも少なくとも接線方向の空気流入スロ
ットの範囲に、燃料ノズルが配置されている形式のもの
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ヨーロッパ特許第３２１８０９号明細書
に基づいて公知の、渦流バーナ（Drallbrenner）として
設計された前混合バーナ（Vormischbrenner）は、流れ
方向において互いに内外に配置された少なくとも２つの
円錐形の部分シェルから成っており、これらの部分シェ
ルの各円錐軸線は、バーナ軸線に対してずらされて、か
つ互いに平行に延びており、円錐形の部分シェルの隣接
した壁はその長手方向において、前混合バーナの内部に
燃焼空気流を貫流させるための接線方向の通路又は空気
流入スロットを形成している。前混合バーナはヘッド側
に、ほぼバーナ軸線上に配置されたノズルを有してお
り、このノズルは有利には液体燃料によって運転され
る。接線方向で前混合バーナの内部に流入する燃焼空気
は、ノズルから噴射された円錐形の燃料スプレイを捕ら
え、これによって燃料／空気混合物が形成される。前混
合バーナの出口の範囲には、安定化された逆流ゾーン又
は逆流バブル（Rueckstroemblase）を備えた炎前面が形
成される。接線方向の空気流入スロットの範囲には、長
手方向に複数の別のノズルが配置されており、これらの
ノズルは、有利には気体燃料によって運転される。この
燃料を供給するために、接線方向の空気流入スロットに
沿って各１つの燃料導管が延びており、この燃料導管は
有利には前記ノズルによって拡大されている。この燃料
導管は軸線方向において、円錐形の部分シェルに有利に
は扇形に溶接されている。燃料導管はしたがって、接線
方向の各空気流入スロットの外側の制限部を形成してい
る。そしてこの場合内側の制限部は、そこにずらされて
配置された別の円錐形の部分シェルによって形成されて
いる。円錐形の部分シェルと溶接された燃料導管との間
において、運転中に生じる異なった熱膨張によって、部
分シェルと燃料導管との結合平面に沿ってゆがみが発生
し、このようなゆがみによって両者の間には間隙が形成
されてしまう。この結果、この問題のある範囲内におい
ては燃焼空気流がコントロールされずに流れることにな
り、つまり燃焼空気の一部は、前記間隙を通って円錐形
の部分シェルの外面に沿って流れ、ひいてはこれにより
流体技術的な不都合と熱量的な不都合とが惹起される。
さらに分かっていることであるが、穿孔であれ、打抜き
であれ、レーザ加工であれ、特に、円錐形の部分シェル
と燃料導管との溶接後に、燃料ノズルを形成すること
は、比較的小さな直径及び不都合な加工特性に基づい
て、満足できるものではない。この場合における難点は
特に、燃料管理のために極めて重要である孔通路の均一
性との関連において発生する。
に基づいて公知の、渦流バーナ（Drallbrenner）として
設計された前混合バーナ（Vormischbrenner）は、流れ
方向において互いに内外に配置された少なくとも２つの
円錐形の部分シェルから成っており、これらの部分シェ
ルの各円錐軸線は、バーナ軸線に対してずらされて、か
つ互いに平行に延びており、円錐形の部分シェルの隣接
した壁はその長手方向において、前混合バーナの内部に
燃焼空気流を貫流させるための接線方向の通路又は空気
流入スロットを形成している。前混合バーナはヘッド側
に、ほぼバーナ軸線上に配置されたノズルを有してお
り、このノズルは有利には液体燃料によって運転され
る。接線方向で前混合バーナの内部に流入する燃焼空気
は、ノズルから噴射された円錐形の燃料スプレイを捕ら
え、これによって燃料／空気混合物が形成される。前混
合バーナの出口の範囲には、安定化された逆流ゾーン又
は逆流バブル（Rueckstroemblase）を備えた炎前面が形
成される。接線方向の空気流入スロットの範囲には、長
手方向に複数の別のノズルが配置されており、これらの
ノズルは、有利には気体燃料によって運転される。この
燃料を供給するために、接線方向の空気流入スロットに
沿って各１つの燃料導管が延びており、この燃料導管は
有利には前記ノズルによって拡大されている。この燃料
導管は軸線方向において、円錐形の部分シェルに有利に
は扇形に溶接されている。燃料導管はしたがって、接線
方向の各空気流入スロットの外側の制限部を形成してい
る。そしてこの場合内側の制限部は、そこにずらされて
配置された別の円錐形の部分シェルによって形成されて
いる。円錐形の部分シェルと溶接された燃料導管との間
において、運転中に生じる異なった熱膨張によって、部
分シェルと燃料導管との結合平面に沿ってゆがみが発生
し、このようなゆがみによって両者の間には間隙が形成
されてしまう。この結果、この問題のある範囲内におい
ては燃焼空気流がコントロールされずに流れることにな
り、つまり燃焼空気の一部は、前記間隙を通って円錐形
の部分シェルの外面に沿って流れ、ひいてはこれにより
流体技術的な不都合と熱量的な不都合とが惹起される。
さらに分かっていることであるが、穿孔であれ、打抜き
であれ、レーザ加工であれ、特に、円錐形の部分シェル
と燃料導管との溶接後に、燃料ノズルを形成すること
は、比較的小さな直径及び不都合な加工特性に基づい
て、満足できるものではない。この場合における難点は
特に、燃料管理のために極めて重要である孔通路の均一
性との関連において発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ゆえに本発明の課題
は、冒頭に述べた形式の前混合バーナを改良して、円錐
形の部分シェルと該部分シェルに溶接された燃料導管と
の結合範囲において、従来発生していた運転中における
コントロールされない流れ特性の発生を防止することが
できるように、燃料導管を形成することである。
は、冒頭に述べた形式の前混合バーナを改良して、円錐
形の部分シェルと該部分シェルに溶接された燃料導管と
の結合範囲において、従来発生していた運転中における
コントロールされない流れ特性の発生を防止することが
できるように、燃料導管を形成することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、燃料ノズルが燃料導管と作用結合
しており、該燃料導管が、円錐形の部分シェルのそれ自
体で完結された延長部によって、つまり円錐形の部分シ
ェルの延長部だけによって、接線方向の空気流入スロッ
トの範囲に形成されている。
に本発明の構成では、燃料ノズルが燃料導管と作用結合
しており、該燃料導管が、円錐形の部分シェルのそれ自
体で完結された延長部によって、つまり円錐形の部分シ
ェルの延長部だけによって、接線方向の空気流入スロッ
トの範囲に形成されている。
【０００５】
【発明の効果】すなわち本発明によれば、円錐形の部分
シェルと燃料導管とが一体の部材から成っており、この
場合燃料導管は金属薄板の曲げによって円錐形の部分シ
ェルの回りに形成され、そして端部は、円錐形の部分シ
ェルの外面に溶接される。
シェルと燃料導管とが一体の部材から成っており、この
場合燃料導管は金属薄板の曲げによって円錐形の部分シ
ェルの回りに形成され、そして端部は、円錐形の部分シ
ェルの外面に溶接される。
【０００６】本発明の大きな利点としては次のことが挙
げられる。すなわち本発明による前混合バーナでは、接
線方向の空気流入スロットの範囲、つまり燃焼空気が流
入する範囲においては、異なった２つの物体の溶接結合
部が存在していない。シェルが燃料導管と共に１つの部
材から製造されることによって、溶接範囲において形成
される間隙を通ってコントロールされない流れが発生す
るおそれは、もはや存在しない。
げられる。すなわち本発明による前混合バーナでは、接
線方向の空気流入スロットの範囲、つまり燃焼空気が流
入する範囲においては、異なった２つの物体の溶接結合
部が存在していない。シェルが燃料導管と共に１つの部
材から製造されることによって、溶接範囲において形成
される間隙を通ってコントロールされない流れが発生す
るおそれは、もはや存在しない。
【０００７】本発明の別の理由としては次のことが挙げ
られる。すなわち本発明のように構成されていると、燃
料ノズルを形成する孔の形成を、燃料導管の形成前に、
最適な加工特性と加工方法とで行うことが可能である。
られる。すなわち本発明のように構成されていると、燃
料ノズルを形成する孔の形成を、燃料導管の形成前に、
最適な加工特性と加工方法とで行うことが可能である。
【０００８】本発明のその他の有利な構成は、請求項２
以下に記載されている。
以下に記載されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に図面につき本発明の実施の形
態を説明する。
態を説明する。
【００１０】なお図面及び以下の説明において、本発明
の直接的な理解のために必要でないエレメントはすべて
省かれている。また同一部材に対しては、すべての図面
において同一符号が付けられており、また媒体の流れ方
向は、矢印で示されている。
の直接的な理解のために必要でないエレメントはすべて
省かれている。また同一部材に対しては、すべての図面
において同一符号が付けられており、また媒体の流れ方
向は、矢印で示されている。
【００１１】バーナ１００の構造をより良好に理解する
ためには、図１と同時に図２及び図３を参照することが
望ましい。以下の記載においては図１について述べる際
に、必要に応じて残りの図面の示唆する。
ためには、図１と同時に図２及び図３を参照することが
望ましい。以下の記載においては図１について述べる際
に、必要に応じて残りの図面の示唆する。
【００１２】図１に示されたバーナ１００は前混合バー
ナであり、円錐形の２つの部分シェル１０１，１０２か
ら成っていて、両部分シェル１０１，１０２は互いにず
らされて互いに内外に配置されている。円錐形の部分シ
ェル１０１，１０２の各中心軸線又は長手方向対称軸線
１０１ｂ，１０２ｂのずれによって、両側には鏡像的な
配置形式において、各１つの接線方向の空気流入スロッ
ト１１９，１２０が開放形成されている（図２，図
３）。そして両空気流入スロット１１９，１２０を通っ
て燃焼空気１１５が、前混合バーナ１００の内室、つま
り円錐中空室１１４に流入する。流れ方向における図示
された部分シェル１０１，１０２の円錐形状は、規定さ
れた一定の角度を有している。もちろん運転に応じて、
円錐形の部分シェル１０１，１０２は流れ方向におい
て、ディフューザ又はコンフューザのように増大する又
は減少する円錐傾斜を有することができる。このような
両方の形状は、当業者によって難無く想像することがで
きるので、図面には示されていない。両方の円錐形の部
分シェル１０１，１０２は、各１つの円筒形の始端部分
１０１ａ，１０２ａを有しており、両始端部分１０１
ａ，１０２ａは、円錐形の部分シェル１０１，１０２と
同様に、互いにずらされて延びており、したがって接線
方向の空気流入スロット１１９，１２０は、前混合バー
ナ１００の全長にわたって存在する。円筒形の始端部分
の範囲には、燃料ノズル１０３が設けられており、この
燃料ノズル１０３の噴射部１０４は、円錐形の部分シェ
ル１０１，１０２によって形成された円錐中空室１１４
の最も狭い横断面とほぼ合致している。この燃料ノズル
１０３の噴射容量及び形式は、その都度の前混合バーナ
１００の所与のパラメータに合わせられている。もちろ
ん、図１に示されているような円筒形の始端部分を設け
ることなしに、前混合バーナを純然たる円錐形に延びる
部分シェルから構成することも可能である。円錐形の部
分シェル１０１，１０２は、さらに各１つの燃料導管１
０８，１０９を有しており、該燃料導管１０８，１０９
は接線方向の空気流入スロット１１９，１２０に沿って
延びていて、複数の噴射開口もしくは燃料ノズル１１７
を備えている。これらの燃料ノズル１１７を通して有利
にはガス状のもしくは気体の燃料１１３が、そこを貫流
する燃焼空気１１５内に噴射される（図１の矢印１１６
参照）。これらの燃料導管１０８，１０９は接線方向の
空気流入スロットの範囲において次のように、すなわち
最適な空気／燃料混合物を得ることができるように、配
置されている。これらの燃料導管１０８，１０９に対す
るより詳しい実施形式については、以下においてさらに
詳しく述べる。燃焼室１２２の側において、前混合バー
ナ１００の出口開口は前壁１１０に移行しており、この
前壁１１０には複数の孔１１０ａが設けられている。こ
れらの孔１１０ａは、必要とあらば、希釈空気又は冷却
空気１１０ｂを燃焼室１２２の前方部分に供給するため
に働く。このような空気供給はさらに、前混合バーナ１
００の出口における炎安定化のためにも役立つ。このよ
うな炎安定化は、半径方向の扁平化に基づいて炎のコン
パクトさを支持することが問題であるような場合に、重
要である。燃料ノズル１０３を通してもたらされる燃料
は、液体燃料１１２であるが、この液体燃料は再循環さ
れた排ガスを加えて富の状態（リッチ）にすることも可
能である。この燃料１１２は、鋭角を成して円錐中空室
１１４内に噴射される。燃料ノズル１０３からはその後
で円錐形の燃料スプレイ１０５が形成されるが、この燃
料スプレイ１０５は、接線方向に流入する回転する燃焼
空気１１５によって取り囲まれる。軸方向において、燃
料１１２のコンセントレーションは連続的に、流入する
燃焼空気１１５によって分解され、最適な混合物が形成
される。バーナ軸線上における燃料ノズル１０３位置
は、円錐形の部分シェル１０１，１０２の狭い横断面に
対して、規定された区間だけ上流に向かってずらされて
いてもよい。このことは、燃料スプレイ１０５のコンパ
クトさに依存しており、この燃料スプレイ１０５は既に
前混合バーナ１００のヘッド側において、流入する燃焼
空気１１５によって貫流されねばならず、これによって
最適な混合物を生ぜしめることができる。前混合バーナ
１００が気体燃料１１３によって運転される場合、これ
は有利には噴射開口つまり燃料ノズル１１７を介しても
たらされ、この場合この燃料／空気混合物の形成は、空
気流入スロット１１９，１２０の端部の直ぐ近くにおい
て達成される。燃料ノズル１０３を介して燃料１１２が
噴射される場合、渦流破裂（Wirbelaufplatzen）の範
囲、つまり前混合バーナ１００の端部における逆流ゾー
ン１０６の範囲において、最適かつ均一な燃料コンセン
トレーションが横断面にわたって得られる。点火は、逆
流ゾーン１０６の先端において行われる。この箇所にお
いて初めて、安定した炎前面１０７を生ぜしめることが
できる。前混合バーナ１００の内部への炎のフラッシュ
バック（このようなフラッシュバックは公知の前混合区
間においても潜在的に存在しており、公知の前混合区間
では複雑な保炎バッフル（Flammenhalter）を用いてこ
のようなフラッシュバックを阻止することが試みられて
いる）は、ここでは生じるおそれがない。燃焼空気１１
５が付加的に予加熱されるか、又は再循環された排ガス
を加えられると、このことは、燃焼ゾーンに達する前に
おいて、液体燃料１１２の気化を持続的に助成する。同
様なことは、燃料導管１０８，１０９を介して気体燃料
の代わりに液体燃料が供給される場合においても言え
る。円錐形の部分体１０１，１０２をその円錐角や接線
方向の空気流入スロット１１９，１２０の幅に関して構
成する場合には、逆流ゾーン１０６を備えた燃焼空気１
１５の所望の流れ領域が前混合バーナの出口において生
じることを可能にするために、狭い限界範囲が維持され
ねばならない。一般的にはつぎのように言うことができ
る。すなわちこの場合、接線方向の空気流入スロット１
１９，１２０を小さくすると、逆流ゾーン１０６はさら
に上流に向かってシフトされ、これによっていずれにせ
よ混合物は早期に点火されることになる。いずれにせよ
明らかなのは、一度固定された逆流ゾーン１０６はそれ
自体位置安定的であるということである。それというの
は、渦巻き数は流れ方向において前混合バーナ１００の
円錐形の範囲において増大するからである。前混合バー
ナ１００の内部における軸方向速度は、軸方向の燃焼空
気流の図示されていない相応な供給によって変化可能で
ある。前混合バーナ１００の構造はさらに、接線方向の
空気流入スロット１１９，１２０のサイズを変えるのに
有利に適しており、これによって前混合バーナ１００の
構造長さを変化させることなしに、比較的大きな運転領
域を得ることができる。さらにまた、個々の円錐形の部
分シェル１０１，１０２を螺旋状に互いに内外に配置す
ることも可能である。
ナであり、円錐形の２つの部分シェル１０１，１０２か
ら成っていて、両部分シェル１０１，１０２は互いにず
らされて互いに内外に配置されている。円錐形の部分シ
ェル１０１，１０２の各中心軸線又は長手方向対称軸線
１０１ｂ，１０２ｂのずれによって、両側には鏡像的な
配置形式において、各１つの接線方向の空気流入スロッ
ト１１９，１２０が開放形成されている（図２，図
３）。そして両空気流入スロット１１９，１２０を通っ
て燃焼空気１１５が、前混合バーナ１００の内室、つま
り円錐中空室１１４に流入する。流れ方向における図示
された部分シェル１０１，１０２の円錐形状は、規定さ
れた一定の角度を有している。もちろん運転に応じて、
円錐形の部分シェル１０１，１０２は流れ方向におい
て、ディフューザ又はコンフューザのように増大する又
は減少する円錐傾斜を有することができる。このような
両方の形状は、当業者によって難無く想像することがで
きるので、図面には示されていない。両方の円錐形の部
分シェル１０１，１０２は、各１つの円筒形の始端部分
１０１ａ，１０２ａを有しており、両始端部分１０１
ａ，１０２ａは、円錐形の部分シェル１０１，１０２と
同様に、互いにずらされて延びており、したがって接線
方向の空気流入スロット１１９，１２０は、前混合バー
ナ１００の全長にわたって存在する。円筒形の始端部分
の範囲には、燃料ノズル１０３が設けられており、この
燃料ノズル１０３の噴射部１０４は、円錐形の部分シェ
ル１０１，１０２によって形成された円錐中空室１１４
の最も狭い横断面とほぼ合致している。この燃料ノズル
１０３の噴射容量及び形式は、その都度の前混合バーナ
１００の所与のパラメータに合わせられている。もちろ
ん、図１に示されているような円筒形の始端部分を設け
ることなしに、前混合バーナを純然たる円錐形に延びる
部分シェルから構成することも可能である。円錐形の部
分シェル１０１，１０２は、さらに各１つの燃料導管１
０８，１０９を有しており、該燃料導管１０８，１０９
は接線方向の空気流入スロット１１９，１２０に沿って
延びていて、複数の噴射開口もしくは燃料ノズル１１７
を備えている。これらの燃料ノズル１１７を通して有利
にはガス状のもしくは気体の燃料１１３が、そこを貫流
する燃焼空気１１５内に噴射される（図１の矢印１１６
参照）。これらの燃料導管１０８，１０９は接線方向の
空気流入スロットの範囲において次のように、すなわち
最適な空気／燃料混合物を得ることができるように、配
置されている。これらの燃料導管１０８，１０９に対す
るより詳しい実施形式については、以下においてさらに
詳しく述べる。燃焼室１２２の側において、前混合バー
ナ１００の出口開口は前壁１１０に移行しており、この
前壁１１０には複数の孔１１０ａが設けられている。こ
れらの孔１１０ａは、必要とあらば、希釈空気又は冷却
空気１１０ｂを燃焼室１２２の前方部分に供給するため
に働く。このような空気供給はさらに、前混合バーナ１
００の出口における炎安定化のためにも役立つ。このよ
うな炎安定化は、半径方向の扁平化に基づいて炎のコン
パクトさを支持することが問題であるような場合に、重
要である。燃料ノズル１０３を通してもたらされる燃料
は、液体燃料１１２であるが、この液体燃料は再循環さ
れた排ガスを加えて富の状態（リッチ）にすることも可
能である。この燃料１１２は、鋭角を成して円錐中空室
１１４内に噴射される。燃料ノズル１０３からはその後
で円錐形の燃料スプレイ１０５が形成されるが、この燃
料スプレイ１０５は、接線方向に流入する回転する燃焼
空気１１５によって取り囲まれる。軸方向において、燃
料１１２のコンセントレーションは連続的に、流入する
燃焼空気１１５によって分解され、最適な混合物が形成
される。バーナ軸線上における燃料ノズル１０３位置
は、円錐形の部分シェル１０１，１０２の狭い横断面に
対して、規定された区間だけ上流に向かってずらされて
いてもよい。このことは、燃料スプレイ１０５のコンパ
クトさに依存しており、この燃料スプレイ１０５は既に
前混合バーナ１００のヘッド側において、流入する燃焼
空気１１５によって貫流されねばならず、これによって
最適な混合物を生ぜしめることができる。前混合バーナ
１００が気体燃料１１３によって運転される場合、これ
は有利には噴射開口つまり燃料ノズル１１７を介しても
たらされ、この場合この燃料／空気混合物の形成は、空
気流入スロット１１９，１２０の端部の直ぐ近くにおい
て達成される。燃料ノズル１０３を介して燃料１１２が
噴射される場合、渦流破裂（Wirbelaufplatzen）の範
囲、つまり前混合バーナ１００の端部における逆流ゾー
ン１０６の範囲において、最適かつ均一な燃料コンセン
トレーションが横断面にわたって得られる。点火は、逆
流ゾーン１０６の先端において行われる。この箇所にお
いて初めて、安定した炎前面１０７を生ぜしめることが
できる。前混合バーナ１００の内部への炎のフラッシュ
バック（このようなフラッシュバックは公知の前混合区
間においても潜在的に存在しており、公知の前混合区間
では複雑な保炎バッフル（Flammenhalter）を用いてこ
のようなフラッシュバックを阻止することが試みられて
いる）は、ここでは生じるおそれがない。燃焼空気１１
５が付加的に予加熱されるか、又は再循環された排ガス
を加えられると、このことは、燃焼ゾーンに達する前に
おいて、液体燃料１１２の気化を持続的に助成する。同
様なことは、燃料導管１０８，１０９を介して気体燃料
の代わりに液体燃料が供給される場合においても言え
る。円錐形の部分体１０１，１０２をその円錐角や接線
方向の空気流入スロット１１９，１２０の幅に関して構
成する場合には、逆流ゾーン１０６を備えた燃焼空気１
１５の所望の流れ領域が前混合バーナの出口において生
じることを可能にするために、狭い限界範囲が維持され
ねばならない。一般的にはつぎのように言うことができ
る。すなわちこの場合、接線方向の空気流入スロット１
１９，１２０を小さくすると、逆流ゾーン１０６はさら
に上流に向かってシフトされ、これによっていずれにせ
よ混合物は早期に点火されることになる。いずれにせよ
明らかなのは、一度固定された逆流ゾーン１０６はそれ
自体位置安定的であるということである。それというの
は、渦巻き数は流れ方向において前混合バーナ１００の
円錐形の範囲において増大するからである。前混合バー
ナ１００の内部における軸方向速度は、軸方向の燃焼空
気流の図示されていない相応な供給によって変化可能で
ある。前混合バーナ１００の構造はさらに、接線方向の
空気流入スロット１１９，１２０のサイズを変えるのに
有利に適しており、これによって前混合バーナ１００の
構造長さを変化させることなしに、比較的大きな運転領
域を得ることができる。さらにまた、個々の円錐形の部
分シェル１０１，１０２を螺旋状に互いに内外に配置す
ることも可能である。
【００１３】図２には、燃料導管１０８，１０９の幾何
学的な輪郭形状が示されている。両燃料導管１０８，１
０９は、一体的な相応な部分シェル１０１，１０２から
形成されており、この場合部分シェル１０１，１０２の
端部は中断されずに折り曲げられていて、各部分シェル
の外面に溶接されている。
学的な輪郭形状が示されている。両燃料導管１０８，１
０９は、一体的な相応な部分シェル１０１，１０２から
形成されており、この場合部分シェル１０１，１０２の
端部は中断されずに折り曲げられていて、各部分シェル
の外面に溶接されている。
【００１４】燃料ノズル１１７は、接線方向の空気流入
スロット１１９，１２０の範囲の直ぐ近くに位置してお
り、これらの空気流入スロット１１９，１２０を通して
燃焼空気１１５は円錐中空室１１４に流入する。この範
囲において、燃焼空気１１５の流入は、流れを損なう干
渉から解放されている。なぜならばこの場合燃料導管１
０８，１０９は、部分シェルに対して熱によって生ぜし
められたゆがみもしくはひずみ（Verwerfung）にさらさ
れていないからである。円錐中空室１１４内への燃焼空
気１１５の流入時における均一性は、そこで行われる燃
料噴射（矢印１１６）と共に最適な混合物を生ぜしめ
る。このような構成において、燃料導管を接線方向の空
気流入スロット１１９，１２０を越えて上流に向かって
さらに引き延ばすことも可能である（図２における一点
鎖線で示された部分１０９ａ参照）。このような輪郭形
状では、燃料ノズル１１７ａは必要に応じて、接線方向
の空気流入スロット１１９，１２０の上にも配置するこ
とができる。これらの空気流入スロット１１９，１２０
は斜めに燃料噴射（矢印１１６ａ）を行うことができ、
このようになっていると、燃料噴流は、対向して位置し
ている部分シェル１０１の縁部を十分に擦過して流れる
ので、少なくとも冷却作用が得られる。このような構成
においてさらに、混合区間を延長させることが可能であ
り、このようになっていると、有害物質の放出を低下さ
せると共に混合を改善することができる。
スロット１１９，１２０の範囲の直ぐ近くに位置してお
り、これらの空気流入スロット１１９，１２０を通して
燃焼空気１１５は円錐中空室１１４に流入する。この範
囲において、燃焼空気１１５の流入は、流れを損なう干
渉から解放されている。なぜならばこの場合燃料導管１
０８，１０９は、部分シェルに対して熱によって生ぜし
められたゆがみもしくはひずみ（Verwerfung）にさらさ
れていないからである。円錐中空室１１４内への燃焼空
気１１５の流入時における均一性は、そこで行われる燃
料噴射（矢印１１６）と共に最適な混合物を生ぜしめ
る。このような構成において、燃料導管を接線方向の空
気流入スロット１１９，１２０を越えて上流に向かって
さらに引き延ばすことも可能である（図２における一点
鎖線で示された部分１０９ａ参照）。このような輪郭形
状では、燃料ノズル１１７ａは必要に応じて、接線方向
の空気流入スロット１１９，１２０の上にも配置するこ
とができる。これらの空気流入スロット１１９，１２０
は斜めに燃料噴射（矢印１１６ａ）を行うことができ、
このようになっていると、燃料噴流は、対向して位置し
ている部分シェル１０１の縁部を十分に擦過して流れる
ので、少なくとも冷却作用が得られる。このような構成
においてさらに、混合区間を延長させることが可能であ
り、このようになっていると、有害物質の放出を低下さ
せると共に混合を改善することができる。
【００１５】図３には、燃料導管１０８，１０９の構成
が変えられた実施例が示されており、この場合燃料導管
１０８，１０９の最大の流過横断面は、図２におけるよ
うに、接線方向における空気流入スロット１１９，１２
０の直ぐ近くに位置しているのではなく、広く円錐中空
室１１４の平面に位置している。したがって燃料噴射
（矢印１１６）は接線方向の空気流入スロット１１９，
１２０のさらに下流において行われる。この実施例にお
いてもまた、燃焼空気１１５の流入は、熱によるゆがみ
によって生ぜしめられる可能性のあるバイパス間隙（By
pass-Spalten）から解放されている。
が変えられた実施例が示されており、この場合燃料導管
１０８，１０９の最大の流過横断面は、図２におけるよ
うに、接線方向における空気流入スロット１１９，１２
０の直ぐ近くに位置しているのではなく、広く円錐中空
室１１４の平面に位置している。したがって燃料噴射
（矢印１１６）は接線方向の空気流入スロット１１９，
１２０のさらに下流において行われる。この実施例にお
いてもまた、燃焼空気１１５の流入は、熱によるゆがみ
によって生ぜしめられる可能性のあるバイパス間隙（By
pass-Spalten）から解放されている。
【図１】本発明による前混合バーナを一部破断して示す
斜視図である。
斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った前混合バーナの断
面図である。
面図である。
【図３】図２とは異なった実施例による燃料導管を備え
た前混合バーナの、図２に相当する断面図である。
た前混合バーナの、図２に相当する断面図である。
１００ 前混合バーナ、 １０１，１０２ 部分シェ
ル、 １０１ａ，１０２ａ 始端部分、 １０１ｂ，１
０２ｂ 長手方向対称軸線、 １０３ 燃料ノズル、
１０４ 噴射部、 １０５ 燃料スプレイ、 １０６
逆流ゾーン、 １０７ 炎前面、 １０８，１０９ 燃
料導管、 １１０ 前壁、 １１０ａ 孔、 １１０ｂ
冷却空気、 １１２ 液体燃料、 １１３ 気体燃
料、 １１４円錐中空室、 １１５ 燃焼空気、 １１
６，１１６ａ 矢印（燃料噴射）、１１７，１１７ａ
噴射開口（燃料ノズル）、 １１９，１２０ 空気流入
スロット、 １２２ 燃焼室
ル、 １０１ａ，１０２ａ 始端部分、 １０１ｂ，１
０２ｂ 長手方向対称軸線、 １０３ 燃料ノズル、
１０４ 噴射部、 １０５ 燃料スプレイ、 １０６
逆流ゾーン、 １０７ 炎前面、 １０８，１０９ 燃
料導管、 １１０ 前壁、 １１０ａ 孔、 １１０ｂ
冷却空気、 １１２ 液体燃料、 １１３ 気体燃
料、 １１４円錐中空室、 １１５ 燃焼空気、 １１
６，１１６ａ 矢印（燃料噴射）、１１７，１１７ａ
噴射開口（燃料ノズル）、 １１９，１２０ 空気流入
スロット、 １２２ 燃焼室
Claims (10)
- 【請求項１】 前混合バーナであって、主として、流れ
方向において互いに内外に配置された少なくとも２つの
円錐形の部分シェルから成っており、これらの部分シェ
ルの各長手方向対称軸線がバーナ軸線に対してずらされ
て、かつ互いに平行に延びており、部分シェルの隣接し
た壁がその長手方向において、該部分シェルによって形
成された円錐中空室内に燃焼空気を貫流させるための接
線方向の空気流入スロットを形成しており、しかも少な
くとも接線方向の空気流入スロットの範囲に、燃料ノズ
ルが配置されている形式のものにおいて、燃料ノズル
（１１７，１１７ａ）が燃料導管（１０８，１０９，１
０９ａ）と作用結合しており、該燃料導管（１０８，１
０９，１０９ａ）が、円錐形の部分シェル（１０１，１
０２）のそれ自体で完結された延長部によって、つまり
円錐形の部分シェル（１０１，１０２）の延長部だけに
よって、接線方向の空気流入スロット（１１９，１２
０）の範囲に形成されていることを特徴とする前混合バ
ーナ。 - 【請求項２】 前混合バーナ（１００）のヘッド側に、
少なくとも１つの別の燃料ノズル（１０３）が配置され
ている、請求項１記載の前混合バーナ。 - 【請求項３】 前混合バーナ（１００）のヘッド側に配
置された燃料ノズル（１０３）が、液体燃料によって運
転可能であり、かつ接線方向の空気流入スロットの範囲
に配置された燃料ノズル（１１７，１１７ａ）が、気体
燃料（１１３）によって運転可能である、請求項１又は
２記載の前混合バーナ。 - 【請求項４】 前混合バーナ(１００)のヘッド側に配置
された燃料ノズル（１０３）が、バーナ軸線上に配置さ
れている、請求項２記載の前混合バーナ。 - 【請求項５】 部分シェル（１０１，１０２）が流れ方
向において、均一に増大する流れ横断面を形成してい
る、請求項１記載の前混合バーナ。 - 【請求項６】 部分シェル（１０１，１０２）が流れ方
向において、増大する円錐傾斜を形成している、請求項
１記載の前混合バーナ。 - 【請求項７】 部分シェル（１０１，１０２）が流れ方
向において、減少する円錐傾斜を形成している、請求項
１記載の前混合バーナ。 - 【請求項８】 部分シェル（１０１，１０２）が螺旋状
に互いに内外に配置されている、請求項１記載の前混合
バーナ。 - 【請求項９】 接線方向の空気流入スロット（１１９，
１２０）の流過横断面が、前混合バーナ（１００）の長
手方向において減少している、請求項１記載の前混合バ
ーナ - 【請求項１０】 部分シェル（１０１，１０２）の端部
が、接線方向の空気流入スロット（１１９，１２０）の
下及び／又は上において燃料導管を形成した後で、所属
の部分シェルの外面と密に結合されている、請求項１記
載の前混合バーナ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19548851A DE19548851A1 (de) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | Vormischbrenner |
| DE19548851.2 | 1995-12-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09189405A true JPH09189405A (ja) | 1997-07-22 |
Family
ID=7781502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8342042A Pending JPH09189405A (ja) | 1995-12-27 | 1996-12-20 | 前混合バーナ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0786626A1 (ja) |
| JP (1) | JPH09189405A (ja) |
| KR (1) | KR970046925A (ja) |
| CA (1) | CA2192741A1 (ja) |
| DE (1) | DE19548851A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE59709791D1 (de) * | 1997-09-19 | 2003-05-15 | Alstom Switzerland Ltd | Brenner für den Betrieb eines Wärmeerzeugers |
| EP0918191B1 (de) * | 1997-11-21 | 2003-07-02 | Alstom | Brenner für den Betrieb eines Wärmeerzeugers |
| KR100361976B1 (ko) * | 1999-09-15 | 2002-11-25 | 오창선 | 고점도 연료용 연소버너 |
| DE102018005192B3 (de) | 2018-07-02 | 2019-12-05 | Truma Gerätetechnik GmbH & Co. KG | Brennervorrichtung |
| CN115435324B (zh) * | 2022-11-04 | 2023-03-14 | 佛山市德力泰科技有限公司 | 防止回火的多燃料混合装置及燃烧器 |
| CN119532730B (zh) * | 2024-12-05 | 2026-02-10 | 西安交通大学 | 阵列式微预混燃烧器 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0210462B1 (de) * | 1985-07-30 | 1989-03-15 | BBC Brown Boveri AG | Dualbrenner |
| DE3819899C1 (en) * | 1988-06-11 | 1989-11-30 | Daimler-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De | Apparatus for generating a homogeneous mixture from a first and second medium |
| CH680157A5 (ja) * | 1989-12-01 | 1992-06-30 | Asea Brown Boveri | |
| US5307634A (en) * | 1992-02-26 | 1994-05-03 | United Technologies Corporation | Premix gas nozzle |
| CH687831A5 (de) * | 1993-04-08 | 1997-02-28 | Asea Brown Boveri | Vormischbrenner. |
| DE4330083A1 (de) * | 1993-09-06 | 1995-03-09 | Abb Research Ltd | Verfahren zum Betrieb eines Vormischbrenners |
| SE9304194L (sv) * | 1993-12-17 | 1995-06-18 | Abb Stal Ab | Bränslespridare |
| DE4426353A1 (de) * | 1994-07-25 | 1996-02-01 | Abb Research Ltd | Brenner |
| US5479773A (en) * | 1994-10-13 | 1996-01-02 | United Technologies Corporation | Tangential air entry fuel nozzle |
-
1995
- 1995-12-27 DE DE19548851A patent/DE19548851A1/de not_active Withdrawn
-
1996
- 1996-12-05 EP EP96810849A patent/EP0786626A1/de not_active Withdrawn
- 1996-12-12 CA CA002192741A patent/CA2192741A1/en not_active Abandoned
- 1996-12-20 JP JP8342042A patent/JPH09189405A/ja active Pending
- 1996-12-26 KR KR1019960072348A patent/KR970046925A/ko not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2192741A1 (en) | 1997-06-28 |
| KR970046925A (ko) | 1997-07-26 |
| EP0786626A1 (de) | 1997-07-30 |
| DE19548851A1 (de) | 1997-07-03 |
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