JPH09250714A

JPH09250714A - ガス燃焼装置

Info

Publication number: JPH09250714A
Application number: JP6077496A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sato; 浩佐藤; Yoshihiro Iiyama; 能弘飯山; Masaaki Mori; 雅晶森
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1996-03-18
Filing date: 1996-03-18
Publication date: 1997-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】予混合ガスを３段に供給することにより低Ｎ
Ｏ_x燃焼を可能としたガス燃焼装置において、さらに安
定した低ＮＯ_x燃焼を可能とする。【解決手段】燃焼室２０ａの一端側に、空気と燃料ガ
スとの混合比が一定もしくは必要に応じて可変である一
次燃焼用予混合ガスの噴出口２と、さらにその周囲に、
燃料ガス量を可変とすることにより空気と燃料ガスとの
混合比が可変とされる二次燃焼用予混合ガスの噴出口３
とを設け、燃焼筒２０には三次燃焼用予混合ガスの噴出
口５ａを設けた三段予混合ガス燃焼装置において、前記
燃焼室２０ａの一端側の中央部に、一定量の燃料ガスを
常時供給するパイロットガス流路５１とその周囲の空気
流路５２とからなるパイロットガスノズル５０を配置す
る。一次燃焼用予混合ガスの低ＮＯ_x燃焼が可能とな
り、結果として、負荷範囲にかかわらず、低ＮＯ_x燃焼
が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガス中の窒素
酸化物（ＮＯ_x）濃度を低減させたガス燃焼装置特に、
ガスタービン用燃焼器として有効な低ＮＯ_xガス燃焼装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＮＯ_xによる大気汚染が社会問題となっ
ており、ガス燃焼装置から排出されるＮＯ_xについても
その低減が課題となっている。ガス燃焼装置の一つの例
としてガスタービン用燃焼器を考えると、安定した燃焼
の得られる拡散燃焼が用いられる場合には、燃料と空気
の燃焼は局部的に２０００℃前後の火炎温度を生じ、燃
焼器下流に設置される金属製タービン翼の耐熱温度以下
に燃焼ガス温度を下げるべく燃焼ガスは空気と混合され
る。しかしながら、拡散火炎表面が高温度であることに
より燃焼空気中の窒素と酸素が反応して生じるいわゆる
サーマルＮＯ_xの生成を回避することはできない。火炎
の温度を下げてＮＯ_xの生成を低減するための有効な燃
焼方法として、燃料と燃料に対する過剰な燃焼用空気を
燃焼前に混合し、希薄な予混合ガスとして燃焼させる予
混合燃焼法が行われている。

【０００３】本出願人は、予混合燃焼法を用いた改良さ
れたガス燃焼装置として、ノズル部の中心部に着火用燃
料ガス噴出孔を設け、その周囲に空気と燃料ガスの混合
比が一定である一次燃焼用予混合ガス噴出口と、この一
次燃焼用予混合ガス噴出口の外周に空気と燃料ガスとの
混合比が可変の二次燃焼用予混合ガス噴出口とを同心状
に設けた、いわゆるダブルスワラー型ガス燃焼装置を提
案した（特開平５−２９６４１２号公報参照）。そし
て、ダブルスワラー型ガス燃焼装置のさらに改良された
ものとして、図７に示すような予混合ガス燃焼装置（ダ
ブルスワラー多段型ガス燃焼装置）を開発してすでに提
案している（特開平５−３４０５０８号公報参照）。

【０００４】この予混合ガス燃焼装置は、フランジ付き
筒体１００の内部の軸方向ほぼ中央より上流側（図にお
いて左側）に燃焼ガス噴出ブロック１０が支持され、こ
の燃焼ガス噴出ブロック１０に結合して断面積がほぼ一
定の燃焼筒２０が配置され、該燃焼筒２０の内部に燃焼
室２０ａが形成される。該燃焼ガス噴出ブロック１０
は、中心部に着火用燃料ガス噴出孔１を有し、該着火用
燃料ガス噴出孔１の周囲には、空気と燃料ガスとの混合
比が一定である一次燃焼用予混合ガスの噴出口２が形成
され、該一次燃焼用予混合ガスの噴出口２の周囲には、
燃料ガス量を可変とすることにより空気と燃料ガスとの
混合比が可変とされる二次燃焼用予混合ガスの噴出口３
が形成される。さらに、燃焼筒２０の部分には、同様に
燃料ガス量を可変とすることにより空気と燃料ガスとの
混合比が可変とされる三次燃焼用予混合ガスの噴出口５
ａを有する三次予混合管５が設けられる。

【０００５】着火用燃料ガス噴出孔１には導管１１を介
して着火用燃料ガスＧが供給され、一次燃焼用予混合ガ
ス噴出口２には導管１２を介して一次燃料ガスＧ₁が供
給され、また、二次燃焼用予混合ガス噴出口３には導管
１３から二次燃料ガスＧ₂が供給され、それぞれガスノ
ズル１２ａ、１３ａから噴出される。さらに、前記三次
予混合管５には導管１６が貫通しており、この導管１６
から三次燃料ガスＧ₃が供給される。

【０００６】筒体１００の下流側（図において右側）に
は空気導入口１００ａが形成され、ここから燃焼用空気
Ａが供給される。該燃焼用空気Ａは、一次及び二次の燃
焼用予混合ガス噴出口２及び３の噴出端とは反対側の端
部に配置したスワラー１４及び１５を通り、ガスノズル
１２ａ、１３ａから供給される一次及び二次の燃料ガス
Ｇ₁及びＧ₂と混合して予混合ガスとなり、一次及び二
次の燃焼用予混合ガス噴出口２及び３から燃焼室２０ａ
内に噴出する。また、燃焼用空気Ａの一部は三次予混合
管５において導管１６から供給される三次燃料ガスＧ₃
と混合し、三次燃焼用予混合ガス噴出口５ａから燃焼室
２０ａ内に噴出する。なお、６は、燃焼排ガスを希釈し
てその温度を次段に接続されるタービン（図示せず）に
適した温度まで低下させるための冷却空気を吹き込むた
めの空気孔である。

【０００７】上記提案による予混合ガス燃焼装置におい
ては、起動時には着火用燃料ガス噴出口１から着火用燃
料ガスＧを噴出させて拡散燃焼させると共に、一次燃焼
用予混合ガス噴出口２からは空気と一次燃料ガスＧ₁と
の混合比が一定な予混合ガスを噴出させて燃焼させ、起
動後は、前記一次予混合ガスＧ₁を噴出しながら着火用
燃料ガスＧを絞り込むと共に、二次燃焼用予混合ガス噴
出口３から負荷に対応した混合比の空気と二次燃料ガス
Ｇ₂との予混合ガスを噴出させて燃焼させ、負荷が増す
につれて二次燃料ガスＧ₂の供給量を増やし、ＮＯ_xの
排出量の著しい増加が始まると予想される負荷からは、
二次燃料ガスＧ₂の供給量を一定として、三次燃焼用混
合ガス噴出口５ａから空気と負荷に対応した燃料ガスＧ
₃との混合ガスを噴出させて燃焼を継続するようにされ
る。

【０００８】図８は上記ガス燃焼装置での燃料供給スケ
ジュールの一例であり、一次燃料ガスＧ₁はほぼ一定量
供給され、二次燃料ガスＧ₂及び三次燃料ガスＧ₃の量
を変えて負荷に対する燃焼法を取っている。この燃焼装
置によれば、定量供給される一次燃料ガスＧ₁の供給量
を従来のダブルスワラー型ガス燃焼装置の場合よりも少
なくしても低負荷時での運転が可能であり、それにより
排ガス中にＮＯ_x成分の多い拡散燃焼は起動時のみとな
り、その後は広い空気比において未燃分の排出を低い値
に抑えたままでＮＯ_xの排出を抑えることができる。ま
た、二次燃焼用予混合ガスでの二次燃料ガスＧ₂の増加
に伴いＮＯ_x排出量が著しく増加していた燃焼範囲にお
いても、ＮＯ_xの排出を大幅に低く抑えることができ、
従来の予混合ガス燃焼装置に比べてＮＯ_xと未燃焼成分
の排出が共に低い値を示す燃焼範囲を広げることができ
る。

【０００９】また、負荷変動にかかわらず燃焼用空気Ａ
の供給量を不変としたので、燃焼用空気の流量を制御す
るための可変機構が不要となり燃焼器の構造が簡単とな
ると共に小型化が図れる利点がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は上記の予混
合ガス燃焼装置について燃焼実験をさらに継続する過程
において、燃焼装置から排出されるＮＯ_xはある程度低
減したものの、一次燃焼用予混合ガスの燃焼によって生
成されるＮＯ_xは依然として存在しており、また、それ
が主たるＮＯ_xの発生源であることを知った。これは、
一次燃焼用予混合ガス、二次燃焼用予混合ガス、三次燃
焼用予混合ガスを比較したときに、一次燃焼用予混合ガ
スの燃料濃度が最も高く、従って、一次燃焼用予混合ガ
スの燃焼火炎の温度が最も高いためにサーマルＮＯ_xを
生成することによると解される。ＮＯ_xを低減するに
は、一次燃焼用予混合ガスの温度を低くすべく、一次燃
焼用予混合ガスの濃度を低くすることが必要となる。

【００１１】しかしながら、この種の燃焼装置では、一
次燃焼用予混合ガスの安定した燃焼により二次燃焼用予
混合ガス、さらには三次燃焼用予混合ガスを燃焼（酸化
反応）させており、一次燃焼用予混合ガスの燃料濃度を
さらに希薄にした場合には、一次燃焼火炎の失火が生
じ、ひいては燃焼装置が失火するため、一次燃焼用予混
合ガスの燃料濃度の希薄度には限度があり、ある程度以
上のＮＯ_xの低減は不可能であった。

【００１２】また、一次燃焼用予混合ガスを安定に燃焼
させるために、着火用燃料ガス噴出孔１から燃料ガスＧ
を常時供給し、安定化した分だけ一次燃焼用予混合ガス
を希薄化することを試みたが、着火用燃料ガス噴出孔１
から供給される燃料ガスＧは一次予混合ガス噴出口２に
供給される相対的に多量の燃焼用空気と拡散燃焼するた
め、着火状態を継続するには一次予混合ガス噴出口２に
供給される燃焼用空気量に見合った相対的に多量のガス
量が必要とされ、そのために多くの燃料ガスを着火用燃
料ガス噴出孔に供給しなければならず、その結果、従来
以上にＮＯ_xを排出する結果となった。

【００１３】本発明の目的は、本出願人が既に提案した
図７に示す形式の予混合ガス燃焼装置の持つ上記のよう
な不都合を解消することにあり、より具体的には、低Ｎ
Ｏ_xの燃焼範囲を広い負荷範囲において達成可能とした
ガス燃焼装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決しかつ
目的を達成するための本発明によるガス燃焼装置は、基
本的に、燃焼室の一端側に位置する、中央部のパイロッ
トガス流路とその周囲の空気流路とからなるパイロット
ガスノズルと、該パイロットガスノズルの周囲に配し
た、空気と燃料ガスとの混合比が一定もしくは必要に応
じて可変である一次燃焼用予混合ガスの噴出口と、該一
次燃焼用予混合ガス噴出口の周囲に配した、燃料ガス量
を可変とすることにより空気と燃料ガスとの混合比が可
変とされる二次燃焼用予混合ガスの噴出口と、前記燃焼
室の側壁の前記二次燃焼用予混合ガスの噴出口から所定
距離離れた位置に配した、燃料ガス量を可変とすること
により空気と燃料ガスとの混合比が可変とされる三次燃
焼用予混合ガスの噴出口とを持つ構成とされる。

【００１５】本発明のガス燃焼装置の好ましい態様にお
いては、前記パイロットガス流路の周囲の空気流路にス
ワラーが配置される。そして、該スワラーの旋回方向
は、一次燃焼用予混合ガス流路及び二次燃焼用予混合ガ
ス流路にもスワラーが設けられる場合には、それらの旋
回方向と同方向とされる。また他の好ましい態様では、
前記パイロットガス流路のガス噴出口はその周囲の空気
流路中であってかつ前記スワラーの下流において径方向
の異なった位置に複数個配置される。

【００１６】さらに、前記パイロットガス流路のガス噴
出口は前記一次燃焼用予混合ガスの噴出口の軸方向位置
と同じ軸方向位置としてもよく、前記一次燃焼用予混合
ガスの噴出口の軸方向上流側に偏位した位置としてもよ
い。また、本発明のガス燃焼装置の好ましい態様におい
ては、前記三次燃焼用予混合ガスの噴出口の取り付け位
置近傍より上流側における燃焼室の断面積がそこより下
流側の断面積よりも小とされる。

【００１７】上記の構成である本発明によるガス燃焼装
置においては、パイロットガス流路からはパイロット燃
料ガスが常時供給されると同時に、その周囲に位置する
空気流路から燃焼用空気が供給される。すなわち、先に
提案した燃焼装置においては、着火用燃料ガス噴出孔か
ら噴出する着火用燃料ガスはその周囲に位置する一次燃
焼用予混合ガス噴出口から噴出する一次燃焼用予混合ガ
ス中の空気と混合して燃焼していたが、本発明による燃
焼装置においては、パイロット燃料ガスは前記空気流路
から供給される空気と主に混合して燃焼する。また、燃
焼の形態は予混合燃焼と拡散燃焼の中間の形態となるた
め、予混合燃焼である一次燃焼用予混合ガスの燃焼より
も、広い混合範囲で安定な燃焼が得られる。それによ
り、パイロット燃料ガスの燃焼は安定し、低い燃料割合
まで失火せずに安定燃焼することが可能となる。

【００１８】パイロット燃料ガスの燃焼により、一次燃
焼用予混合ガスも安定した燃焼状態を継続することがで
き、これまで以上に一次燃焼用予混合ガスを希薄にして
も安定な燃焼を得ることができる。その結果、パイロッ
ト燃料ガスの燃焼により一定量のＮＯ_xが生成されるも
のの、一次燃焼用予混合ガスの燃焼によるＮＯ_xの生成
が減少し、燃焼装置から排出されるＮＯ_xの総量は減少
する。

【００１９】なお、このパイロット燃料ガス及び一次燃
焼用予混合ガスの燃焼は、二次燃焼用予混合ガス及び三
次燃焼用予混合ガスの燃焼に悪影響を与えるものではな
く、従って、前記ダブルスワラー多段型ガス燃焼装置の
持つ利点はそのまま維持される。

【００２０】本発明のガス燃焼装置において、例えば図
５に示す燃料供給スケジュールのように、パイロット燃
料ガス及び一次燃料ガスは定格負荷までの全ての負荷範
囲においてほぼ一定量供給され、負荷変動に対しては、
二次燃料ガス及び三次燃料ガスの量を変えて対応する。
その際に、本発明者らの実験によれば、パイロットガス
ノズルから噴出する混合ガス（以下パイロット混合ガス
という）の濃度を高負荷時において一次燃焼用予混合ガ
スの濃度と同等あるいは一次燃焼用予混合ガス濃度より
も幾分希薄にすることにより、従来の装置とほぼ同等の
燃焼効率とより低いＮＯ_x生成量とを同時に達成するこ
とが可能となった。

【００２１】パイロットガス流路の周囲の空気流路にス
ワラーを設ける場合には、パイロット燃料ガス用空気流
又はパイロット混合ガスに旋回を生じさせることがで
き、それにより、パイロット混合ガス火炎の安定性が一
層向上する。さらに、該スワラーの旋回方向を一次燃焼
用予混合ガス流路及び二次燃焼用予混合ガス流路に設け
られるスワラーの旋回方向と同じくすることにより、さ
らに安定した燃焼が得られることが実験的に確認され
た。

【００２２】パイロットガス流路のガス噴出口の位置は
一次燃焼用予混合ガスの噴出口の軸方向位置と同じ位置
かそれよりも軸方向上流側に偏位した位置に配置される
が、パイロットガスの噴出口を一次燃焼用予混合ガスの
噴出口よりも軸方向上流側に配置した場合には、一次燃
焼用予混合ガスのパイロット燃料ガスへの影響を小さく
することができ、より少ないガス量で安定燃焼が得ら
れ、燃焼器の負荷範囲がさらに拡大する。

【００２３】本発明の燃焼装置において、パイロットガ
ス流路のガス噴出口を中心位置としその周囲に空気流路
を配置した場合には、パイロット燃料ガスと空気との混
合が積極的には促進されない状態で下流側である燃焼場
にパイロット混合ガスが供給されることから拡散燃焼を
主とした燃焼となり、安定燃焼の促進が可能となる。し
かし、この場合には、ある程度のＮＯ_xの増加は避けら
れない。ＮＯ_x排出量の減少を特に必要とする場合に
は、前記パイロットガス流路の周囲の空気流路中であっ
てかつスワラーの下流の位置に、径方向の異なった位置
となるようにしてガス噴出口を複数個配置する。それに
より、パイロット燃料ガスと空気とは前記条件よりも急
速に混合することによって、より予混合燃焼に近い燃焼
状態となり、さらに低ＮＯ_x燃焼が達成可能となる。

【００２４】図６は、図５及び図８に示した燃料供給ス
ケジュールによる場合の、図７に示す従来の燃焼装置と
本発明の燃焼装置での燃焼時のＮＯ_x排出量を示す実験
結果であり、従来の燃焼装置に比べ、本発明による燃焼
装置では負荷変動範囲の全域においてＮＯ_x排出量が低
減している。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるガス燃焼装置
を添付の図面を参照した実施例に基づきより詳細に説明
する。なお、本発明におけるガス燃焼装置において、パ
イロットガスノズルに係る構成を除き、他の構成は、図
７に基づき説明した本出願人が先に提案している燃焼装
置（ダブルスワラー多段型ガス燃焼装置）と基本的に同
じである。従って、図７に示す燃焼装置の各部材と同じ
機能を果たす部材については図面において同じ符号を付
し、詳細な説明は省略する。また、燃焼に際しては、前
記先に提案している燃焼装置では、図８に示すように一
次燃料ガスはぼ一定量供給され、二次燃料ガス及び三次
燃料ガスの量を変えて負荷に対応する燃焼法をとるが、
本発明による燃焼装置では、パイロットガス及び一次燃
料ガスをほぼ一定に供給する燃焼法の他、高負荷におい
てはパイロットガス及び一次燃料ガスを一定量供給する
が、低負荷においてはパイロットガス及び／又は一次燃
料ガスを可変とする燃焼法をとる場合もある。

【００２６】図１は本発明によるガス燃焼装置の一例を
示す軸方向断面図であり、図２は図１のII-II 線による
断面図である。図において、５０はパイロットガスノズ
ルであり、燃焼装置の上流側中央部に配置される。パイ
ロットガスノズル５０の周囲には一次燃焼用予混合ガス
噴出口２が位置し、さらにその外周には二次燃焼用予混
合ガス噴出口３が位置している。また、燃焼筒２０の燃
焼室２０ａほぼ中央位置には三次燃焼用予混合ガスの噴
出口５ａを有する三次予混合管５が設けられ、該三次予
混合管５には導管１６から三次燃料ガスＧ₃が供給され
る。

【００２７】パイロットガスノズル５０は、中央部のパ
イロットガス流路５１とその周囲の空気流路５２とを有
し、該空気流路５２の空気導入側にはスワラー５３が設
けられる。空気流路５２の断面積に特に制限はないが、
本発明者らの実験によれば一次燃焼用予混合ガス量の約
５０％程度の量の空気が導入されるように設計すること
が望ましい。

【００２８】この実施例では、パイロットガス流路５１
の閉塞先端部は、一次燃焼用予混合ガス噴出口２の軸方
向位置よりも上流側に所定距離だけ偏位した位置とさ
れ、その閉塞端近傍から放射方向に、図２に示すよう
に、複数本（図示の例では６本）のノズル管５５が前記
空気流路５２にまで延出し、また、各ノズル管５５の先
端も同様に閉塞している。そして、該ノズル管５５が空
気流路５２内に位置する部分には、複数個（好ましくは
４個程度）のガス噴出口５６が穿設されている。

【００２９】パイロットガスＧ_pはパイロットガス流路
５１に送給され、ノズル管５５に形成したガス噴出口５
６からパイロットガス流路５１の周囲に位置する空気流
路５２内に噴出する。空気流路５２に導入される空気は
スワラー５３を通過することにより旋回流とされてお
り、パイロットガスＧ_pは、該旋回流となった導入空気
と急速に混合しながら拡散燃焼と予混合燃焼の中間の燃
焼をする。この実施例においては、ガス噴出口５６は一
次燃焼用予混合ガス噴出口２の軸方向位置よりも上流側
に所定距離だけ偏位した位置とされていることから、パ
イロット混合ガスは一次燃焼用予混合ガスの影響を受け
ることなく、その燃焼は一層安定する。そのために、安
定した燃焼を継続することが可能となる。

【００３０】パイロットガスの燃焼用空気は主に空気流
路５２から導入される空気であり、一次燃焼用予混合ガ
ス噴出口２から噴出する一次燃焼用予混合ガスの影響を
大きくは受けることなく燃焼可能である。それにより、
図７に示す燃焼装置における着火用燃料ガスよりも安定
した状態でその燃焼を維持することができ、低い燃焼割
合まで安定燃焼を維持することが可能となる。また、パ
イロット混合ガスは安定かつ希薄な予混合燃焼に近い燃
焼状態となるので低ＮＯ_x燃焼も維持される。

【００３１】図３は本発明のガス燃焼装置の他の実施例
を示す軸方向断面図であり、図４は図３のIV-IV 線によ
る断面図である。この実施例では、燃焼筒２０の形状が
径の等しい筒体ではなく、上流側に位置する断面積の小
さい第１の部分２１と、下流側である断面積の大きい第
２の部分２２と、第１の部分２１と第２の部分２２を接
続する下流側に向けて拡径した第３の部分２３とから構
成されており、第３の部分２３には一端を燃焼室２０ａ
に開放する三次予混合管５ｂが配置され、該三次予混合
管５ｂの他端側は上流側に向けて延出している。そし
て、該三次予混合管５ｂには導管１６の先端が挿入され
て、該導管１６から三次燃料ガスＧ₃が供給される。パ
イロット燃料ガス、一次燃料ガス、及び二次燃料ガスの
供給のための構成は図１に示したものと同じ構成であ
る。

【００３２】この実施例のものにあっては、三次予混合
管５ｂを燃焼筒２０の前記断面積の小さい第１の部分２
１側を通して配管したことから、燃焼器の太さを第１の
実施例のものと比較して細くすることができ、燃焼器を
コンパクト化することができる利点がある。さらに、燃
焼筒２０の上流から噴射されるパイロット混合ガス、一
次燃焼用予混合ガス及び二次燃焼用予混合ガスは、スワ
ラー５３、１４、１５により旋回が与えられているため
に遠心力で外側に押し付けられ燃焼筒２０の中心軸付近
の流速は低下しており、下流側から上流側への流れが生
じやすい傾向にある。そのために、負荷が低いとき三次
予混合管５ｂから供給された三次燃焼用予混合ガス（空
気）はこの逆流に沿って上流へ逆戻りし、一次及び二次
燃焼用予混合ガスの燃焼性を悪化させる場合がある。こ
の実施例のように、燃焼筒２０の上流部２１を細くする
ことによってその部分での軸方向の平均流速が高くな
り、三次予混合管５ｂから流入する予混合ガス（空気）
が上流部の燃焼に与える悪影響を低減することが可能と
なる利点もある。

【００３３】上記の説明は本発明によるガス燃焼装置の
幾つかの実施例の説明にすぎず、多くの変形例が存在す
る。例えば、パイロットガス流路５１の先端が閉塞して
いることは必須でなく、先端の開放した流路であっても
よい。その場合には、空気流路５２から流入する空気と
パイロットガスＧ_Pとの混合は積極的には行われない状
態で下流側の燃焼場に移動し、拡散燃焼に近い燃焼を行
うこととなり、より安定した燃焼状態を得ることができ
る。また、空気流路に設けたスワラー５３も必ずしも必
須ではなく省略することもできる。その場合には、空気
とパイロットガスとの混合程度は低下することから負荷
範囲の拡大にとっては有効となるが、反面、拡散燃焼が
増大して低ＮＯ_x燃焼は幾分困難となる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、予混合ガス噴出口の中心部に、パイロットガス流路
の周囲に空気流路を設けたパイロットガスノズルを配置
したことにより、先に提案した予混合ガスを３段に分け
て供給するようにしたガス燃焼装置（特開平５−３４０
５０８号公報参照）において、より低ＮＯ_x燃焼が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガス燃焼装置の一例を示す軸方向
断面図。

【図２】図１のII-II 線による断面図。

【図３】本発明によるガス燃焼装置の他の例を示す軸方
向断面図。

【図４】図１のIV-IV 線による断面図。

【図５】本発明によるガス燃焼装置の燃料スケジュール
の一例を示すグラフ。

【図６】ＮＯ_x生成量の比較を示すグラフ。

【図７】先の提案に係る予混合ガス燃焼装置を示す軸方
向断面図。

【図８】図７に示した予混合ガス燃焼装置の燃料スケジ
ュールの一例を示すグラフ。

【符号の説明】

２０…燃焼筒、２０ａ…燃焼室、５０…パイロットガス
ノズル、５１…パイロットガス流路、５２…空気流路、
５５…ノズル管、５６…ガス噴出口、５３…スワラー、
Ｇ_p…パイロットガス、Ｇ₁…一次燃料ガス、Ｇ₂…二
次燃料ガス、Ｇ₃…三次燃料ガス、２…一次燃焼用予混
合ガス噴出口、３…二次燃焼用予混合ガス噴出口、５ａ
…三次燃焼用予混合ガス噴出口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼室の一端側に位置する、中央部のパ
イロットガス流路とその周囲の空気流路とからなるパイ
ロットガスノズルと、該パイロットガスノズルの周囲の、空気と燃料ガスとの
混合比が一定もしくは必要に応じて可変である一次燃焼
用予混合ガスの噴出口と、該一次燃焼用予混合ガス噴出口の周囲の、燃料ガス量を
可変とすることにより空気と燃料ガスとの混合比が可変
とされる二次燃焼用予混合ガスの噴出口と、前記燃焼室の側壁の前記二次燃焼用予混合ガスの噴出口
から所定距離離れた位置に位置する、燃料ガス量を可変
とすることにより空気と燃料ガスとの混合比が可変とさ
れる三次燃焼用予混合ガスの噴出口、とを設けたことを特徴とするガス燃焼装置。
【請求項２】前記パイロットガスノズルの空気流路に
スワラーを配置したことを特徴とする請求項１記載のガ
ス燃焼装置。
【請求項３】前記パイロットガス流路のガス噴出孔は
周囲の空気流路中であってかつスワラーの下流において
径方向の異なった位置に複数個配置されていることを特
徴とする請求項２記載のガス燃焼装置。
【請求項４】前記パイロットガス流路のガス噴出孔は
前記一次燃焼用予混合ガスの噴出口の軸方向位置よりも
上流側に偏位して位置していることを特徴とする請求項
１ないし３いずれか記載のガス燃焼装置。
【請求項５】前記三次燃焼用予混合ガスの噴出口の取
り付け位置近傍より上流側における燃焼室の断面積がそ
こより下流側の断面積よりも小とされていることを特徴
とする請求項１ないし４いずれか記載のガス燃焼装置。
【請求項６】一次燃焼用予混合ガス流路及び二次燃焼
用予混合ガス流路にもスワラーが設けられており、それ
らのスワラーと前記パイロットガスノズルの空気流路に
配置したスワラーとは、同じ旋回方向を持つようにされ
ていることを特徴とする請求項２記載のガス燃焼装置。