CN1836134A - 燃烧器 - Google Patents

Abstract

一种燃烧器，自引燃喷嘴(2)的燃料喷射口(21)喷射的引燃燃料冲击引燃锥(4)的锥体内圆周锥形部(41)的内壁表面。此时，燃料喷射口(21)中的引燃燃料冲撞的位置位于自锥体内圆周锥形部(41)的中部至其下游侧顶端的范围内。

Description

燃烧器

技术领域

本发明涉及一种装在燃气轮机等上的燃烧器，尤其涉及一种装有一个引燃喷嘴和若干主喷嘴的燃烧器，引燃喷嘴使燃料扩散而燃烧，主喷嘴使燃料与空气混合而燃烧。

背景技术

近几年来，为了减小空气污染，在利用燃气轮机的发电设备中，要求减少其废气中包括的NOx。燃气轮机中的NOx是在燃烧器中产生的，燃烧器执行燃烧动作以便旋转燃气轮机。因此，为了减少燃烧器中产生的NOx，通常采用一个具有若干主喷嘴的燃烧器，这些主喷嘴通过将燃料与空气混合而执行燃烧(预混燃烧)。

通过使主喷嘴执行预混燃烧，能减少自燃烧器中排出的NOx的量。不过，燃烧器的燃烧状态并不稳定，且发生燃烧振动。因此，为了抑制上述燃烧振动，使得燃烧状态稳定，采用这样一个燃烧器，即，其还装有一个使燃料扩散且燃烧(扩散燃烧)的引燃喷嘴。图20示出了一个如上所述装有一个引燃喷嘴和若干主喷嘴的燃烧器的示意方框图。

如图20所示，在燃烧器主体1内，将一个引燃喷嘴2***其中心，与此同时，***若干主喷嘴3使之位于引燃喷嘴2的四周。然后，安装一个引燃锥4使之覆盖引燃喷嘴2的顶端部。此外，安装主喷燃器5使之覆盖主喷嘴3的顶端部。而且，将引燃旋流器6安装在引燃喷嘴2顶端部的四周，而将主旋流器7安装在主喷嘴3顶端部的四周，这样引燃喷嘴2和主喷嘴3就得到支承。

在一个如上所述构造的燃烧器中，将引燃喷嘴2顶端部的周围区域构造得如图21所示的那样。引燃喷嘴2顶端的外圆周具有若干燃料喷射口21，其被安装成扩散且喷射燃料(通过引燃喷嘴2喷射的燃料将在下文称作“引燃燃料”)。此外，通过燃烧器主体1供给到引燃喷嘴2的周围区域的空气(“引燃空气”)在穿过引燃旋流器6之后沿着引燃锥4的内壁流动。因此，通过引燃喷嘴2扩散且喷射的引燃燃料燃烧，从而形成扩散火焰(F)；而且，一部分引燃燃料燃烧，与此同时，来自引燃扩散火焰的高温燃烧气体进入，从而形成低速火焰稳定区“X”，其用作主预混火焰的火焰稳定点，从而维持燃烧。

此外，自主喷嘴3喷射的燃料(“主燃料”)与穿过主旋流器7的空气(“主空气”)一起流入主喷燃器5中，且在主喷燃器5内混合，从而让通过主喷燃器5混合的主燃料和主空气流出。当作为主空气和主燃料混合物的空气燃料预混合物自主喷燃器5流出时，空气燃料预混合物基于低速火焰稳定区“X”中的燃烧，自主喷燃器5的下游侧顶端朝燃烧器主体1的内壁燃烧。(在此，“下游”指燃料和空气流的下游。)

此外，作为一种传统技术，为了具有易于形成的低速火焰稳定区“X”以便维持主喷燃器5中的空气燃料预混合物的燃烧，如图22所示，装有一个燃烧器，其中引燃锥4按这样一种方式成形，即，其下游侧顶端朝主喷燃器5突伸，从而用作引燃锥4f。通过按上述方式形成引燃锥4f，便在引燃锥4f下游侧顶端的附近形成低速火焰稳定区“X”。

不过，在装有如图21所示的引燃喷嘴2和主喷嘴3的燃烧器中，为了维持其燃烧状态的稳定性，需要由引燃喷嘴2的扩散燃烧提供的火焰稳定效应。不过，因为在引燃喷嘴2执行燃烧时NOx产生的速度快，就需要抑制引燃喷嘴2的燃烧以便减少NOx。

因此，通过减小提供到引燃喷嘴的燃料与提供到燃烧器的全部燃料所成的比(“引燃比”)而减少从燃烧器的NOx排放。不过，如上所述，当引燃比小时，不能从引燃喷嘴2中获得火焰稳定效应。因此，出现了燃烧振动，使得燃烧状态不稳定，从而降低了燃气轮机的能量效率。

此外，通过形成如图22所示的低速火焰稳定区“X”，可实现燃烧的稳定性。不过，为了进一步促进NOx的减少，需要减少引燃扩散火焰，但当前的低速火焰稳定区“X”不够大。此外，因为引燃锥4f的下游侧顶端成形为向主喷燃器5突伸，便在引燃锥4f于此突伸的主喷燃器5的出口部分形成一个滞流区“Y”，在此流自主喷燃器5的空气燃料预混合物形成涡流。需要关注的是，滞流区“Y”的形成会导致逆燃的发生。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种燃烧器，其中引燃比小，且燃烧振动得到抑制。此外，本发明的另一个目的在于，提供一种燃烧器，其中低速火焰稳定区可变得大一些，且更为可靠，还可防止滞流区在主喷燃器的出口产生。

为了实现上述目的，本发明燃烧器的特征在于，包括：引燃喷嘴，其安装在燃烧器主体的中心部；多个主喷嘴，其等距隔开地安装在引燃喷嘴圆周的四周；引燃锥，其覆盖流动有引燃喷嘴的燃料的下游侧顶端部，且其顶端部设有锥体内圆周锥形部，所述锥体内圆周锥形部成形为以辐射状朝向下游侧的锥形形状；引燃旋流器，所述各引燃漩流器被安装成与引燃锥的内壁表面接触且支承引燃锥中心部的引燃喷嘴；其特征在于，自设置在引燃喷嘴顶端的外圆周上以喷射燃料的燃料喷射口喷射的燃料冲击到从锥体内圆周锥形部一半长的位置到下游侧顶端的锥体内圆周锥形部的内壁表面。

此外，本发明燃烧器的特征在于，包括：引燃喷嘴，其安装在燃烧器主体的中心部；多个主喷嘴，其等距隔开地安装在引燃喷嘴圆周的四周；引燃锥，其覆盖流动有引燃喷嘴的燃料的下游侧顶端部，且其顶端部设有锥体内圆周锥形部，所述锥体内圆周锥形部成形为以辐射状朝向下游侧的锥形形状；引燃旋流器，所述各引燃漩流器被安装成与引燃锥的内壁表面接触且支承引燃锥中心部的引燃喷嘴；其特征在于，当引燃锥的开度角为“θ”时，自设置在引燃喷嘴顶端的外圆周上以喷射燃料的燃料喷射口喷射的燃料的喷射角为“θ/2”；且燃料是与锥体内圆周锥形部的倾斜相平行地喷射的。

而且，本发明燃烧器的特征在于，包括：引燃喷嘴，其安装在燃烧器主体的中心部；多个主喷嘴，其等距隔开地安装在引燃喷嘴圆周的四周；引燃锥，其覆盖流动有引燃喷嘴的燃料的下游侧顶端部；引燃旋流器，所述各引燃漩流器被安装成与引燃锥的内壁表面接触且支承引燃锥中心部的引燃喷嘴；其特征在于，还包括：第一燃料供给通道，其安装在引燃喷嘴的中心部，且使供给到引燃喷嘴的大量燃料通过；第二燃料供给通道，其被安装在第一燃料供给通道的四周，且使供给到引燃喷嘴的剩余燃料通过；圆筒形引燃喷嘴罩，其外壁表面与引燃旋流器的内壁表面接触，覆盖引燃喷嘴的下游侧顶端，且将穿过引燃喷嘴外圆周的空气引导到引燃喷嘴的下游侧顶端；第一燃料喷射管，其被安装在引燃喷嘴下游侧顶端的外圆周上，自第一燃料供给通道穿过引燃喷嘴罩，且将自第一燃料供给通道供给的燃料喷射到引燃喷嘴罩的外圆周；燃料喷射口，所述各燃料喷射口被设置在引燃喷嘴外圆周上的第一燃料喷射管的上游侧，与第二燃料供给通道连接，且将自第二燃料供给通道供给的燃料喷射到由引燃喷嘴罩和引燃喷嘴构成的区域。

另外，本发明燃烧器的特征在于，包括：引燃喷嘴，其安装在燃烧器主体的中心部；多个主喷嘴，其等距隔开地安装在引燃喷嘴圆周的四周；引燃锥，其覆盖流动有引燃喷嘴的燃料的下游侧顶端部；引燃旋流器，所述各引燃漩流器被安装成与引燃锥的内壁表面接触且支承引燃锥中心部的引燃喷嘴；同时还包括圆筒，其与引燃旋流器的下游侧表面接触，且处于引燃旋流器下游侧的引燃喷嘴的外壁表面的附近，圆筒的顶端部装有以辐射状朝向下游侧成形的锥形环圈。

并且，本发明燃烧器的特征在于，包括：引燃喷嘴，其安装在燃烧器主体的中心部；旁通管，其连接在使不被用于燃烧的空气旁通到燃烧器的下游侧的旁通阀上，且安装在燃烧器主体的上侧上；其中，引燃喷嘴具有多个燃料喷射口，所述燃料喷射口安装在除了最靠近旁通管位置之外的位置以便喷射供给到引燃喷嘴的燃料，且安装在引燃喷嘴下游侧顶端的外圆周上。

此外，本发明燃烧器的特征在于，包括：引燃喷嘴，其安装在燃烧器主体的中心部；连接管，其安装在燃烧器主体的侧表面上，以将火焰传播到别的燃烧器；其中，引燃喷嘴具有多个燃料喷射口，所述燃料喷射口安装在除了最靠近连接管位置之外的位置以便喷射供给到引燃喷嘴的燃料，且安装在引燃喷嘴下游侧顶端的外圆周上。

而且，本发明燃烧器的特征在于，包括：引燃喷嘴，其安装在燃烧器主体的中心部；旁通管，其连接在使不被用于燃烧的空气旁通到燃烧器的下游侧的旁通阀上，且安装在燃烧器主体的上侧上；其中，旁通阀在燃烧状态中稍微开启。

另外，本发明燃烧器的特征在于，包括：引燃喷嘴，其安装在燃烧器主体的中心部；多个主喷嘴，其等距隔开地安装在引燃喷嘴圆周的四周；引燃锥，其覆盖流动有引燃喷嘴的燃料的下游侧顶端部；主喷燃器，所述各主喷燃器覆盖主喷嘴的下游侧顶端部；其中，引燃锥包括：形成为锥形形状的锥体内圆周锥形部，以辐射状朝下游侧伸展；环圈部，其设置在锥体内圆周锥形部的下游侧顶端的外周，且用作大致垂直于所述引燃喷嘴轴向的垂直表面；其中，将由轴向与连接引燃喷嘴下游侧顶端的外周和主喷燃器下游侧顶端外周的线所成的角度指定为“αx”，锥体内圆周锥形部的开度角“θ”则为“0≤θ＜2αx”。

并且，本发明燃烧器的特征在于，包括：引燃喷嘴，其安装在燃烧器主体的中心部；多个主喷嘴，其等距隔开地安装在引燃喷嘴圆周的四周；引燃锥，其覆盖流动有引燃喷嘴的燃料的下游侧顶端部；主喷燃器，所述各主喷燃器覆盖主喷嘴的下游侧顶端部；其中，引燃锥包括：设置在下游侧顶端部且形成为锥形的锥体内圆周锥形部，以辐射状朝主喷燃器的下游侧顶端的附近伸展；第一圆筒形部分，其自锥体内圆周锥形部的下游侧顶端的外周向主喷燃器的中心突伸；第二圆筒形部分，其自锥体内圆周锥形部的下游侧顶端的外周向主喷燃器的中心突伸；圆筒，其形成为顺沿着锥体内圆周锥形部的外壁，且其下游侧顶端与主喷燃器的下游侧顶端接触。

另外，本发明燃烧器的特征在于，包括：引燃喷嘴，其安装在燃烧器主体的中心部；多个主喷嘴，其等距隔开地安装在引燃喷嘴圆周的四周；引燃锥，其覆盖流动有引燃喷嘴的燃料的下游侧顶端部；主喷燃器，所述各主喷燃器覆盖主喷嘴的下游侧顶端部；其中，引燃锥被安装在下游侧顶端部，其特征在于，还包括：第一圆筒形部分，其自靠近主喷燃器下游侧顶端以辐射状扩展的锥体内圆周锥形部且自锥体内圆周锥形部的下游侧顶端的外边缘在主喷燃器中心的方向上突伸；第二圆筒形部分，其自锥体内圆周锥形部的下游侧顶端的外边缘在引燃燃器的中心方向上突伸；圆筒，其形成为顺沿着锥体内圆周锥形部的外壁，且其下游侧顶端与主喷燃器的下游侧顶端接触。

附图说明

图1是示出本发明第一实施例燃烧器的引燃喷嘴的顶端结构的视图；

图2是示出本发明第二实施例燃烧器的引燃喷嘴的顶端结构的视图；

图3是自其下游侧顶端观察的引燃喷嘴的视图；

图4是示出本发明第三实施例燃烧器的引燃喷嘴的顶端结构的视图；

图5是示出本发明第四实施例燃烧器的引燃喷嘴的顶端结构的视图；

图6是示出本发明第五实施例燃烧器的引燃喷嘴的顶端结构的视图；

图7是示出本发明第六实施例燃烧器的引燃喷嘴的顶端结构的视图；

图8是示出本发明第六实施例燃烧器的引燃喷嘴顶端的另一结构的视图；

图9是示出本发明第七实施例燃烧器的引燃喷嘴的顶端结构的视图；

图10A至10F是示出本发明第八实施例的燃烧器主体与引燃喷嘴的燃料喷射口之间关系的示意剖视图；

图11是示出本发明第九实施例燃烧器的引燃喷嘴顶端附近结构的视图；

图12是示出本发明第十实施例燃烧器的引燃喷嘴顶端附近结构的视图；

图13是示出本发明第十一实施例燃烧器的引燃喷嘴顶端附近结构的视图；

图14是示出本发明第十一实施例燃烧器的引燃喷嘴顶端附近的另一结构的视图；

图15是示出本发明第十二实施例燃烧器的引燃喷嘴顶端附近结构的视图；

图16是示出本发明第十三实施例燃烧器的引燃喷嘴顶端附近结构的视图；

图17是示出本发明第十四实施例燃烧器结构的示意方框图；

图18是示出本发明第十四实施例燃烧器的引燃喷嘴的顶端结构的视图；

图19是自其下游侧观察的本发明第十四实施例燃烧器的示意方框图；

图20是示出燃烧器结构的示意方框图；

图21是示出传统燃烧器引燃喷嘴的顶端结构的视图；

图22是示出传统燃烧器引燃喷嘴的顶端结构的视图。

具体实施方式

现在参照附图，将在下文描述本发明的燃烧器。在下文待描述的各个实施例中，构成燃烧器的各部分的关系轮廓是按照传统做法中的相同方式通过图20的示意方框图表示的。因此，将在下文详细描述作为本发明的一个特征方面的引燃喷嘴顶端附近的结构。

<第一实施例>

下面将参照附图描述本发明的第一实施例。图1示出了本发明第一实施例燃烧器的引燃喷嘴的顶端结构。在图1中，相同标号用来指代与图21中相同的部分。

图1中的燃烧器具有被安装在燃烧器主体1(图20)中心部的引燃喷嘴2，其下游侧顶端由引燃锥4覆盖，燃烧器还具有被安装在引燃喷嘴2四周的多个主喷嘴3，其下游侧顶端由主喷燃器5覆盖。随后，通过将引燃旋流器6安装在引燃喷嘴2的下游侧外壁表面，从而支承引燃喷嘴2使之位于引燃锥4的中心部。此外，通过将主旋流器7安装在主喷嘴3的下游侧外壁表面，从而支承主喷嘴3使之位于主喷燃器5的中心。

经过如上所述的构造，引燃锥4形成为锥形，以辐射状朝着其下游侧顶端扩展(以辐射状扩展的部分将在下文称作“锥体内圆周锥形部”。)。通过使锥体内圆周锥形部41成形为以辐射状扩展，自安装在引燃喷嘴2顶端的外圆周上的燃料喷射口21喷射的引燃燃料和流经引燃旋流器6的引燃空气被导入低速火焰稳定区“X”，低速火焰稳定区“X”用作锥体内圆周锥形部41的外周，位于主喷燃器5的下游侧顶端的附近。

此外，当锥体内圆周锥形部41的开度角为“θ”时，自燃料喷射口21喷射的引燃燃料的喷射角“α”被指定为-90°≤α＜-θ/2和θ/2＜α≤90°。通过上述指定，在“-90°≤α＜-θ/2”的情况下，在各燃料喷射口21相对于引燃喷嘴2的中心定位处的相反侧，燃料冲击锥体内圆周锥形部41的内壁；而在“θ/2＜α≤90°”的情况下，燃料撞击锥体内圆周锥形部41靠近各燃料喷射口21定位处的那部分的内壁。

此外，长度“a”为自引燃燃料冲击锥体内圆周锥形部41的内壁的位置“y”顺沿着锥体内圆周锥形部41的内壁表面到引燃锥4的下游侧顶端的长度，它满足关系式“0＜a≤A/2”，其中，长度“A”为顺沿着锥体内圆周锥形部41的整个内壁表面长度。说得明白些，喷射角“α”和引燃喷嘴2下游侧顶端的位置是按下列方式确定的，即，锥体内圆周锥形部41内壁上引燃燃料的冲击位置“y”将位于自锥体内圆周锥形部41的中心到其下游侧顶端的范围内。此时，将引燃喷嘴2安装成使引燃喷嘴2的顶端位置位于引燃锥4下游侧顶端与引燃旋流器6下游侧表面之间的范围内。

如上所述，因为引燃燃料冲击在引燃锥4的中心与下游侧之间，引燃燃料自冲击位置“y”沿着引燃锥4的锥体内圆周锥形部41的锥形燃烧。因此，就容易将引燃火焰导入低速火焰稳定区“X”。因此，尽管减少了引燃燃料，仍可在低速火焰稳定区“X”中提高火焰的稳定性。

基于上述文字，因为使自主喷嘴3喷射的主燃料在主喷燃器5中与穿过主旋流器7的主空气混合的空气燃料预混合物在将低速火焰稳定区“X”用作火焰稳定点的情况下燃烧稳定，就可稳定地燃烧空气燃料预混合物。因此，因为能抑制空气燃料预混合物燃烧时出现的燃烧振动，尽管引燃比通过引燃燃料的减少而减小，仍可通过稳定燃烧器中的燃烧来抑制燃烧振动。

此外，引燃燃料的冲击位置“y”越靠近引燃锥4的下游侧顶端，就有越多的引燃燃料到达低速火焰稳定区“X”，这样一来，就会提高低速火焰稳定区“X”中的火焰稳定性。因此，在上述区域中，通过指定引燃喷嘴2下游侧顶端的位置和引燃燃料的喷射角以使引燃燃料的冲击位置“y”靠近引燃锥4的下游侧顶端，就可在引燃比小时抑制燃烧器中的燃烧振动。

<第二实施例>

下面参照附图对本发明的第二实施例进行描述。图2示出了本发明第二实施例燃烧器引燃喷嘴的顶端结构。在图2中，相同标号指代与图1中相同的部分。此外，本发明第二实施例的燃烧器是由与第一实施例(图1)中燃烧器的相同部件构成的，只不过引燃燃料喷射角“α”的设定值不同。因此，下面将对与引燃燃料喷射角“α”相关的部分进行详细描述。

与图1的燃烧器不同的是，在图2的燃烧器中，燃料喷射口21中的引燃燃料的喷射角“α”被指定为“θ/2”。说得明白些，引燃燃料是与锥体内圆周锥形部41的内壁表面相平行地喷射的。通过使引燃燃料自燃料喷射口21与锥体内圆周锥形部41的内壁表面相平行地喷射，如上所述，引燃燃料燃烧，从而容易将引燃火焰导入低速火焰稳定区“X”中。因此，尽管减少了引燃燃料，仍可提高低速火焰稳定区“X”中的火焰稳定性。

此外，理想的是，引燃燃料的喷射方向与锥体内圆周锥形部41的内壁表面之间的距离“c”为“1/2(B-D)”，其中，引燃锥4的下游侧顶端的直径为“B”，而引燃喷嘴2的直径为“D”。此外，距离“c”为20mm或更小，更为理想。另外，此时，按如下方式安装引燃喷嘴2，即，引燃喷嘴2顶端的位置位于引燃锥4的下游侧顶端与引燃旋流器6的下游侧表面之间的范围内。

如图3所示，在本发明的第一和第二实施例中，当自下游侧观察引燃喷嘴2时，引燃燃料可不以辐射状自燃料喷射口21喷射，而是以从自引燃喷嘴2的中心朝向燃料喷射口21的方向偏移角度“β”(侧向面对角)喷射的。此时，引燃燃料是沿着锥体内圆周锥形部41的内壁表面以螺旋流动的。

<第三实施例>

下面参照附图对本发明的第三实施例进行描述。图4示出了本发明第三实施例燃烧器的引燃喷嘴的顶端结构。在图4中，相同的标号用来指代与图1中相同的部分，且省略了其详细说明。

图4中的燃烧器具有一个安装好的圆筒形引燃喷嘴罩9，自比引燃旋流器6的更上游侧覆盖引燃喷嘴2的下游侧顶端。说得简单些，将引燃喷嘴罩9***且定位成与引燃旋流器6的内壁表面接触。此外，在引燃喷嘴2内，在其中心安装有一个供给了绝大部分引燃燃料的主燃料供给通道22，且在主燃料供给通道22的外圆周上安装有供给了剩余的引燃燃料的火焰稳定燃料供给通道23。

而且，装有燃料喷射管21a，从而穿过引燃喷嘴罩9，所述燃料喷射管21a被安装在引燃喷嘴2下游侧顶端的外圆周上，且喷射通过主燃料供给通道22提供的引燃燃料；且将喷射通过火焰稳定燃料供给通道23供给的引燃燃料的火焰稳定燃料喷射口24安装在引燃喷嘴2外壁表面上比燃料喷射管21a的更上游侧。通过将燃料喷射口21(图1)用作燃料喷射管21a，可喷射通过主燃料供给通道22供给的引燃燃料，而不用在其内混合扫掠空气。

当如上所述构造燃烧器时，在引燃喷嘴2外圆周侧上流动的引燃空气的一部分流经由引燃喷嘴2和引燃喷嘴罩9构成的扫掠空气供给通路25，从而用作防止燃料喷射管21a燃烧的扫掠空气，且大部分的剩余引燃空气穿过引燃旋流器6。此外，扫掠空气与自火焰稳定燃料喷射口24喷射的引燃燃料混合，且空气燃料预混合物自扫掠空气供给通路25的下游侧顶端排放。

这里，燃料喷射管21a的周围区域是通过经过扫掠空气供给通路25的空气燃料预混合物冷却的，从而防止燃料喷射管21a的附近燃烧。为了防止燃料喷射管21a的附近如上所述地燃烧，则将流经火焰稳定燃料供给通道23的引燃燃料的流量设定为使得引燃燃料的密度稀，其中空气燃料预混合物的燃烧气体温度为1500℃或更小。当空气燃料预混合物在燃烧气体温度高于1500℃的情况下达到该密度时，就会有出现逆燃的担心。此外，流经主燃料供给通道22的引燃燃料自燃料喷射管21a喷射到引燃喷嘴罩9的外部。

因为在自燃料喷射管21a喷射的引燃燃料扩散且燃烧时空气燃料预混合物自扫掠空气供给通路25的下游侧顶端排放，就可通过燃料喷射管21a中的燃料提高引燃扩散火焰的火焰稳定性。因此，因为通过主喷燃器5混合且通过引燃扩散火焰燃烧的空气燃料预混合物的火焰稳定性也得以提高，则尽管引燃比降低也能通过使燃烧器中的燃烧稳定抑制燃烧振动。

<第四实施例>

下面通过参照附图描述本发明的第四实施例。图5示出了本发明第四实施例的燃烧器的引燃喷嘴的顶端结构。在图5中，相同的标号用来指代与图4中相同的部分，且省略了其详细说明。

与第三实施例(图4)的燃烧器不同的是，图5中所示的燃烧器装有一个圆筒形引燃喷嘴罩9a，其覆盖自引燃喷嘴2的火焰稳定燃料喷射口24的附近到其下游侧顶端的那部分，和一个圆筒形引燃喷嘴罩9b，其安装在引燃喷嘴罩9a的外圆周侧上。此外，将引燃喷嘴罩9b安装成与引燃旋流器6的内壁表面相接触，且与燃料喷射管21a上游侧上的引燃喷嘴罩9a重叠。此外，设置引燃喷嘴罩9b使之自引燃旋流器6的上游侧覆盖引燃喷嘴2。

通过如上所述安装引燃喷嘴罩9a和9b，扫掠空气流过由引燃喷嘴2和引燃喷嘴罩9b构成的扫掠空气供给通路25，且与自火焰稳定燃料喷射口24喷射的引燃燃料混合。作为引燃燃料和扫掠空气的混合物的空气燃料预混合物分别流入由引燃喷嘴2和引燃喷嘴罩9a构成的空气燃料预混合物供给通路25a和由引燃喷嘴罩9a和9b构成的空气燃料预混合物供给通路25b。

随后，流经空气燃料预混合物供给通路25b而被排放的空气燃料预混合物排放到燃料喷射管21a的下游侧，且流经空气燃料预混合物供给通路25b而被排放的空气燃料预混合物排放到燃料喷射管21a的上游侧。由此，因为自燃料喷射管21a喷射的引燃燃料可被空气燃料预混合物包覆，则可供给空气燃料预混合物使之包住引燃扩散火焰，从而提高引燃扩散火焰的火焰稳定性。

<第五实施例>

下面将参照附图描述本发明的第五实施例。图6示出了本发明第五实施例的燃烧器的引燃喷嘴的顶端结构。在图6中，相同的标号用来指代与图5中相同的部分，且省略了其详细说明。

与第四实施例(图5)的燃烧器不同的是，在图6的燃烧器中，以穿过引燃喷嘴罩9a的方式装有一个火焰稳定燃料喷射管24a，其自火焰稳定燃料供给通道23供给的引燃燃料。通过将火焰稳定燃料喷射口24(图5)用作火焰稳定燃料喷射管24a，流过由引燃喷嘴2和引燃喷嘴罩9a构成的扫掠空气供给通路的扫掠空气可在不与通过火焰稳定燃料供给通道23供给的引燃燃料混合的状况下流动。

通过如上所述安装火焰稳定燃料喷射管24a，将自扫掠空气供给通路25供给且流经扫掠空气供给通路25c的扫掠空气排放到引燃喷嘴2的下游侧顶端，而不与引燃燃料混合。因此，确保了引燃喷嘴2的下游侧顶端被扫掠空气冷却。

而且，流入由引燃喷嘴罩9a和9b构成的空气燃料预混合物供给通路25b的扫掠空气与自火焰稳定燃料喷射管24a喷射的引燃燃料混合，且作为空气燃料预混合物排放到燃料喷射管21a的上游侧。从而，因为空气燃料预混合物被供给到引燃扩散火焰的周围区域，则可提高引燃扩散火焰的火焰稳定性。

此外，在本发明的第三至第五实施例中，可应用这样一个燃烧器，其中，自燃料喷射管21a喷射的引燃燃料的喷射角与引燃锥4的锥体内圆周锥形部41之间的关系是第一或第二实施例中的那种关系。

<第六实施例>

下面将参照附图描述本发明的第六实施例。图7和8示出了本发明第六实施例的燃烧器的引燃喷嘴的顶端结构。在图7和8中，相同的标号用来指代与图1中相同的部分，且省略了其详细说明。

图7和8中的燃烧器装有一个圆筒10，其自引燃旋流器6的下游侧表面覆盖引燃喷嘴2的下游侧顶端部。圆筒10按如下方式构造，即，其内壁表面在自引燃旋流器6的下游侧表面朝向引燃喷嘴2的下游侧顶端的部分中与引燃喷嘴2的外壁表面紧密接触。此时，在邻近引燃喷嘴2的外壁表面的圆筒10的部分与引燃喷嘴2的外壁表面之间设有一个狭窄空间。此外，圆筒10装有环圈101，其自引燃喷嘴2下游侧顶端附近的位置朝向下游展开，从而形成为锥形。因为装有环圈101的圆筒10被安装成与引燃旋流器6的下游侧表面接触，则通过引燃旋流器6的引燃空气在引燃锥4与圆筒10之间通过。

此外，圆筒10的环圈101被构造为不干涉自燃料喷射口21喷射的引燃燃料的射流。为了如上所述构造成防止与引燃燃料的射流干涉，例如，如图7所示，与燃料喷射口21中的引燃燃料的喷射角“α”相关的环圈101的开度角“γ”可以是“0°＜2α≤γ＜180°”。此外，为了使引燃空气在引燃锥4与圆筒10之间充分通过，相关于引燃喷嘴2下游侧顶端位置的引燃锥4的内壁表面与引燃喷嘴2的外壁表面之间的距离“k”，圆筒10下游侧顶端位置的引燃锥4的内壁表面与环圈101之间的距离“l”被指定为“0＜l≤k”，或更优选为“l≥k/2”。

此外，例如，如图8所示，当环圈101形成在从引燃喷嘴2的下游侧顶端稍微朝上游侧偏移的位置且环圈101的开度角“γ”为“0°＜γ＜2α”时，其中环圈101开始形成的位置与引燃喷嘴2的下游侧顶端之间的距离为“t”，则环圈101的长度“s”可被设定为满足关系式“s＜t/(cos(γ/2)-tanα×sin(γ/2))”，从而防止自燃料喷射口21喷射的引燃燃料冲击环圈101。

因为当引燃燃料因上述结构而沿着圆筒10的环圈101流动时，引燃燃料的涡流形成在环圈101顶端部的附近区“Z”，就形成了一个用作低速区的流通区。从而，因为引燃燃料并不在燃料喷射口21的周围区域中撞击引燃燃料射流的底部，就可防止引燃扩散火焰减弱，此外，因为流通区形成在环圈101顶端部的附近区“Z”，引燃扩散火焰就可稳定地燃烧。

<第七实施例>

下面将参照附图描述本发明的第七实施例。图9示出了本发明第七实施例燃烧器引燃喷嘴的顶端结构。在图9中，相同的标号用来指代与图8中相同的部分，且省略了其详细说明。

与第六实施例(图8)的燃烧器相同，图9中的燃烧器具有一个圆筒10a，其自引燃旋流器6的下游侧表面覆盖引燃喷嘴2的下游侧顶端部，圆筒10a被设置成与引燃旋流器6的下游侧表面接触。说得明白些，在自引燃旋流器6的下游侧表面到引燃喷嘴2的下游侧顶端的部分中，在邻近引燃喷嘴2外壁表面的圆筒10a的部分与圆筒10a中引燃喷嘴2的外壁表面之间形成有一个狭窄空间。此外，圆筒10a装有一个环圈102，其自引燃喷嘴2下游侧顶端附近的位置朝着下游侧展开，从而形成为锥形。

而且，环圈102形成在从引燃喷嘴2下游侧顶端稍微朝向上游侧偏移的位置，其中，环圈102的开度角“γ”被指定为“0°＜γ＜2α”。随后，通过将环圈102的长度“s”设定为满足关系式“s≥t/(cos(γ/2)-tanα×sin(γ/2))”，使得自燃料喷射口21喷射的引燃燃料冲击环圈102。此外，为了让引燃空气能够在引燃锥4与圆筒10a之间充分地通过，圆筒10a下游侧顶端位置的引燃锥4内壁表面与环圈102之间的距离“l”便被指定为“0＜l≤k”，或更优选为“l≥k/2”。

经过上述构造，低速区由撞击点形成，在该撞击点处引燃燃料撞击到圆筒10a的环圈102上，从而使引燃燃料沿着环圈102燃烧。从而，因为引燃空气并不撞击引燃燃料射流的底部和燃料喷射口21周围区域中引燃燃料的撞击点，就可防止引燃扩散火焰减弱，且在撞击点通过环圈102提高了引燃扩散火焰的稳定性，从而使引燃扩散火焰稳定地燃烧。

此外，在本发明的第六和第七实施例中，可应用这样一个燃烧器，其中，自引燃喷射口21喷射的引燃燃料的喷射角与锥体内圆周锥形部41之间的关系是第一或第二实施例中的那种关系。而且，与第三至第五实施例一样，可安装引燃喷嘴罩9、9a和9b，覆盖引燃喷嘴2的下游侧顶端。

<第八实施例>

下面将参照附图描述本发明的第八实施例。图10A至10F是示出了第八实施例中燃烧器主体与引燃喷嘴的燃料喷射口之间关系的示意剖视图。

在图10A至10F的燃烧器中，燃烧器主体150装有一个空气旁通管151，其与一个由蝶形阀等构成的旁通阀160连接，不用来燃烧的空气流自压缩机并在空气旁通管151内流动，还装有连接管152，其与其它的燃烧器主体连接且传播火焰。其中，空气旁通管151被安装在燃烧器主体150的顶部，连接管152被安装在燃烧器主体150的两侧表面。

因为燃烧器主体150装有用作空腔的空气旁通管151和连接管152，当燃烧器执行燃烧时，由各空气旁通管151和连接管152形成的空腔分别用作燃气的滞流区。从而在空气旁通管151和连接管152附近的区域中，燃烧变得不稳定，由此引起燃烧振动且影响其它区域中的燃烧。

因此，如图10A所示，例如，该实施例按如下方式构造，即，不将燃料喷射口21安装在最靠近旁通管151位置的引燃喷嘴2中的位置“p”上。说得明白些，例如，当安装了七个燃料喷射口21时，在被布置成均匀隔开的燃料喷射口21当中，假定安装了八个燃料喷射口21，安装在位置“p”上的燃料喷射口21就被塞住。

此外，与上述的方式相似，例如分别如图10B和10C所示的那样，引燃喷嘴2按如下方式构造，即，燃料喷射口21并不安装在最靠近连接管152位置的位置“q”和“r”中的一个上。而且，例如，如图10D所示，引燃喷嘴2是以在最靠近连接管152位置的两位置“q”和“r”未设有燃料喷射口21的方式构造的。另外，例如，如图10E和10F所示，引燃喷嘴2按如下方式构造，即，燃料喷射口21并不安装在最靠近连接管152位置的位置“q”和“r”之一上，也不安装在最靠近空气旁通管151位置的位置“p”上。

通过塞住位于由空气旁通管151或连接管152形成的空腔上的燃料喷射口21，能防止燃气扩散到由空气旁通管151或连接管152形成的空腔。从而可防止因由空气旁通管151或连接管152形成的空腔引起的燃气的滞流，从而抑制引燃比减小时的燃烧振动。

此外，如图10A所示，该实施例被构造成塞住对应于空气旁通管151位置的燃料喷射口21。不过，通过在对应于空气旁通管151的位置上设置燃料喷射口21，且使旁通阀160在燃烧器燃烧期间稍微开启，就会在载荷高于部分载荷的情况下供给少量空气。而且，通过使旁通阀160稍微开启而供给少量空气的燃烧器的结构可应用在具有如图10B至10D所示结构的燃烧器上。

另外，在该实施例的燃烧器中，其引燃喷嘴的周围区域可按照第一至第七实施例所构造的方式构造。其中，引燃喷嘴的周围区域可具有将第一至第七实施例中描述的特征组合起来的结构。

<第九实施例>

下面将参照附图描述本发明的第九实施例。图11示出了本发明第九实施例燃烧器的引燃喷嘴顶端附近的结构。在图11中，相同的标号用来指代与图1中相同的部分，且省略了其详细说明。

图11中的燃烧器具有安装在燃烧器主体1(图20)中心的引燃喷嘴2，其下游侧顶端由引燃锥4a(与图20中的引燃锥4相当)覆盖，且具有多个安装在引燃喷嘴2圆周上的主喷嘴3，其下游侧顶端被主喷燃器5覆盖。随后，通过将引燃旋流器6安装在引燃喷嘴2的下游侧外壁表面，支承引燃喷嘴2使之位于引燃锥4a的中心。此外，通过将主旋流器7安装在主喷嘴3的下游侧外壁表面，支承主喷嘴3使之位于主喷燃器5的中心。

经过如上所述的构造，引燃锥4a具有锥形的形状，以辐射状朝着下游侧顶端展开(以辐射状展开的部分将在下文称作“锥体内圆周锥形部”。)。随后，锥体内圆周锥形部41的下游侧顶端的外圆周具有安装在其上的一个环圈42，用作一个大致垂直于引燃喷嘴2轴向的垂直表面。环圈42是以一个自锥体内圆周锥形部41的下游侧顶端朝向主喷燃器5下游侧顶端展开的环形成的。此外，将环圈42安装在下游侧上距主喷燃器5的下游侧顶端约几毫米的位置上。

此外，引燃锥4a具有一个锥形圆筒43，其以辐射状朝下游侧展开，安装在锥体内圆周锥形部41的外圆周上。与锥体内圆周锥形部41相同，圆筒43的下游侧顶端装有一个环形环圈44，用作一个大致垂直于引燃喷嘴2轴向的垂直表面，以与环圈42面对。此外，环圈44被安装在主喷燃器5下游侧顶端的位置上。随后，将圆筒43安装成在其与锥体内圆周锥形部41之间形成一个空间。其中，还在锥体内圆周锥形部41的环圈42与圆筒43的环圈44之间形成一个空间。

通过如上所述将引燃锥41形成为以辐射状扩展，自设置在引燃喷嘴2顶端的外圆周上的燃料喷射口21喷射的引燃燃料就由穿过引燃旋流器6的引燃空气扩散且燃烧，并导入主喷燃器5的下游侧顶端。随后，沿着锥体内圆周锥形部41的内壁，将引燃扩散火焰引到形成在锥体内圆周锥形部41的环圈42的下游侧上的火焰稳定低速区“X”。火焰稳定低速区“X”是按照锥体内圆周锥形部41的环圈42的宽度“1x”设定尺寸的。

此外，在流入锥体内圆周锥形部41与圆筒43之间的空间中时，穿过引燃锥4a外圆周的空气流出至主喷燃器5的下游侧顶端，穿过环圈42与环圈44之间的空间，并以薄膜的形式流入用作主喷燃器5与引燃锥4a之间边界的部分中。通过使空气以薄膜按上述方式流到该边界，就可防止由火焰稳定低速区“X”中的火焰引起的逆燃。此外，因为空气穿过锥体内圆周锥形部41与圆筒43之间的空间，锥体内圆周锥形部41和环圈42就可被冷却。

通过使火焰稳定低速区“X”由锥体内圆周锥形部41的环圈42形成，其中，由在其最近点处连接引燃喷嘴2下游侧顶端的周边和主喷燃器5下游侧顶端周边的线与引燃喷嘴2的轴向所形成的角度为“αx”，则锥体内圆周锥形部41的开度角“θ”被指定为“0°≤θ＜2αx”。其中，优选开度角“θ”为60°或更小，更优选的是，比“37°±3°”还小。

从而因为分别形成在连接主喷燃器5的区域内的环圈42的宽度“lx”可足够宽，且其面积可足够大，形成在环圈42下游侧上的火焰稳定低速区“X”的尺寸可足够大，从而提高了火焰稳定性。此外，因为环圈42并不从主喷燃器5的下游侧顶端突伸，就不会有滞流区形成在主喷燃器5的下游侧顶端上，从而防止了逆燃的发生。

<第十实施例>

下面将参照附图对本发明的第十实施例进行描述。图12示出了本发明第十实施例燃烧器引燃喷嘴顶端的附近结构。在图12中，相同的标号用来指代与图11中相同的部分，且省略了其详细说明。

与第九实施例(图11)中的燃烧器不同的是，图12中的燃烧器装有一个引燃锥4b(相当于图20中的引燃锥4)，其下游侧顶端形成为伸展到比主喷燃器5的下游侧顶端还要居于下游的位置。引燃锥4b形成为使锥体内圆周锥形部41b自主喷燃器5的下游侧顶端伸展，其中，锥体内圆周锥形部41b的外圆周具有圆筒43，该圆筒43自主喷燃器5的下游侧顶端朝上游接合在其上，还具有圆筒45，该圆筒45自主喷燃器5的下游侧顶端朝下游接合在其上。

与第九实施例相同，圆筒43具有装在其下游侧顶端的环圈44，而圆筒45具有装在其上游侧顶端以与环圈44面对的环圈46。与第九实施例相同，环圈44形成为一个环，以致自圆筒43的下游侧顶端朝主喷燃器5的下游侧顶端扩展，环圈46也形成为一个环，以致自圆筒45的上游侧顶端朝主喷燃器5的下游侧顶端扩展。装有环圈46的圆筒45是以其下游侧顶端对应于锥体内圆周锥形部41b的下游侧顶端的方式安装的。

此外，圆筒43和45被安装成在锥体内圆周锥形部41b与圆筒43之间、锥体内圆周锥形部41b与圆筒45之间、以及环圈44与环圈46之间都设有空间。从而，因为圆筒43的环圈44安装在主喷燃器5的下游侧顶端的位置，圆筒45的环圈46便安装在从主喷燃器5下游侧顶端朝下游侧偏移有几毫米的位置上。

而且，在圆筒45中，顺沿着锥体内圆周锥形部41b的长度“L”优选是环圈44或环圈46宽度“lx”的一到三倍。经过上述的构造，在穿过引燃旋流器6之后沿着引燃锥4b的内壁流动的引燃空气流入形成在圆筒45外圆周上的火焰稳定低速区“X”，这可降低火焰稳定低速区的温度，且防止燃料密度变稀。

此外，通过以薄膜的形式使空气从环圈44与环圈46之间的空间流动，就可防止主喷燃器5下游侧顶端的逆燃；且通过以薄膜的形式使空气自锥体内圆周锥形部41b与圆筒45之间的空间流动，还确保了防止引燃空气流入火焰稳定低速区“X”。而且，优选的是，锥体内圆周锥形部41b的开度角“θ”按与第一实施例相同的方式指定为“0°≤θ＜2αx”，使之为60°或更小。更优选的是，开度角“θ”比“37°±3°”的角度还小。

<第十一实施例>

下面将参照附图描述本发明的第十一实施例。图13示出了本发明第十一实施例燃烧器引燃喷嘴顶端的附近的结构。在图13中，相同的标号用来指代与图11中相同的部分，且省略了其详细说明。

与第九实施例(图11)中的燃烧器不同的是，图13中的燃烧器装有一个引燃锥4c(相当于图20中的引燃锥4)，其具有一个安装在主喷燃器5下游侧顶端的上游侧上的锥体内圆周锥形部41c。引燃锥4c的锥体内圆周锥形部41c的下游侧顶端装在主喷燃器5下游侧顶端的上游侧上。

随后，锥体内圆周锥形部41c的下游侧顶端具有一个安装在其上的环圈42，从而用作一个垂直于引燃喷嘴2轴向的垂直表面；与此同时，环圈42的外边缘具有一个安装在其上的圆筒47，形成为锥形以邻近主喷燃器5。说得明白些，锥体内圆周锥形部41c的连接到环圈42上的部分的直径与环圈42内边缘的直径保持一致；且圆筒47上游侧顶端的直径与环圈44外边缘的直径保持一致。

此外，与第九实施例相同，引燃锥4c具有圆筒43c，圆筒43c具有一个设在面对环圈42的位置上的环圈44，圆筒43c安装在锥体内圆周锥形部41c的外圆周上。接着，圆筒43c还具有一个安装在其上的圆筒48，形成为锥形，从而顺沿着环圈44外边缘上的圆筒47。说得明白些，圆筒43c的连接到环圈44上的部分的直径与环圈44内边缘的直径保持一致，而圆筒48上游侧顶端的直径与环圈44外边缘的直径保持一致。通过如上所述在主喷燃器5与锥体内圆周锥形部41c之间安装圆筒43c，就可让穿过引燃锥4c外圆周的空气流经锥体内圆周锥形部41c与圆筒43c之间的间隙。

而且，与第九实施例相同，锥体内圆周锥形部41c的环圈42的上游侧上的开度角“θ”被指定为“0°≤θ＜2αx”。优选的是，开度角“θ”为60°或更小。更优选的是，开度角“θ”比“37°±3°”的角度还小。正如刚才所述的那样，环圈42可按与第九实施例相同的方式获得足够的宽度和足够大的面积。经过如上所述的构造，便在环圈42的下游侧上形成一个尺寸足够大的火焰稳定低速区“X”。

此外，穿过引燃锥4c外圆周的空气流入锥体内圆周锥形部41c与圆筒43c之间的空间中，且自圆筒47与圆筒48之间的空间以薄膜的形式流到主喷燃器5与引燃锥4a之间的边界。此时，因为圆筒47和48成形为顺沿着主喷燃器5的顶端，就可确保空气与流自主喷燃器5的空气燃料预混合物相平行地流动，且形成一个薄膜形式的空气空间。因此，就可保持火焰稳定低速区“X”中的火焰稳定性，且可提高逆燃的抵抗性。

另外，在第十一实施例中，如图14所示，引燃锥4x的形状可按与第十实施例相同的方式形成，从而具有锥体内圆周锥形部41x和设在其上的圆筒43x、45x。说得明白些，圆筒43x被安装成接合到锥体内圆周锥形部41x的上游侧上，与此同时，圆筒45x被安装成接合到锥体内圆周锥形部41x的下游侧上。而且，分别安装在圆筒43x和45x上的环圈44和46被装在主喷燃器5下游侧顶端的上游侧上。而且，环圈44的外边缘装有一个圆筒48，其伸展到主喷燃器5的下游侧顶端，而环圈46装有一个圆筒49，其成形为顺沿着圆筒48的内圆周。

<第十二实施例>

下面将参照附图对本发明的第十二实施例进行描述。图15示出了本发明第十二实施例中燃烧器的引燃喷嘴顶端的附近结构。在图15中，相同的标号用来指代与图11中相同的部分，且省略了其详细说明。

与第九实施例(图11)中的燃烧器不同的是，图15中的燃烧器装有一个引燃锥4d(相当于图20中的引燃锥4)，其具有一个由圆筒50a和50b构成的双圆筒，该圆筒50a和50b的各下游侧顶端与锥体内圆周锥形部41d的外圆周连接。在双圆筒50中，圆筒50a形成为顺沿着锥体内圆周锥形部41d，与此同时，装在圆筒50a的外圆周上的圆筒50b形成为顺沿着主喷燃器5。此外，引燃锥4d具有一个设在其上的位于双圆筒50的圆筒50b与主喷燃器5之间的圆筒51。

经过如上所述的构造，在一个朝着双圆筒50的上游侧顶端成形的空腔中完整地形成有一个滞流区。这样低速火焰稳定区“X”就进入双圆筒50空腔的凹窝中。因此，通过使低速火焰稳定区“X”形成在双圆筒50的空腔的凹窝中，能让形成在双圆筒50开口附近的低速火焰稳定区“X”变得大一些，从而提高其火焰稳定性。

此外，流经引燃锥4d外圆周的一部分空气在流入锥体内圆周锥形部41d与圆筒50a之间的空间中之后，以薄膜的形式自锥体内圆周锥形部41d的下游侧顶端流出。而且，流经引燃锥4d外圆周的一部分空气在流入圆筒50b与圆筒51之间的空间中之后，以薄膜的形式自主喷燃器5的下游侧顶端流出。因此，提高了对主喷燃器5逆燃的抵抗性。

<第十三实施例>

下面将参照附图对本发明的第十三实施例进行描述。图16示出了本发明第十三实施例中燃烧器引燃喷嘴顶端的附近结构。在图16中，相同的标号用来指代与图11中相同的部分，且省略了其详细说明。

与第九实施例(图11)中的燃烧器不同的是，图16中的燃烧器具有一个引燃锥4e(相当于图20中的引燃锥4)，其装有一个环圈52，该环圈52自锥体内圆周锥形部41e的下游侧顶端向主喷燃器5的下游侧顶端突伸；还装有一个圆筒53，其上游侧顶端连接在锥体内圆周锥形部41e的下游侧顶端上。此外，引燃锥4e具有一个圆筒43e，它按照其下游侧顶端与主喷燃器5的下游侧顶端相接触的方式安装在锥体内圆周锥形部41e的外圆周上。

随后，将引燃锥4e的下游侧顶端安装成位于主喷燃器5下游侧顶端的下游侧几毫米的地方。此外，环圈52的开度角“β”被设定成宽于锥体内圆周锥形部41e的开度角“θ”，且圆筒53的内壁相对轴向朝向内面。这里，优选的是，由圆筒53的内壁和引燃喷嘴2的轴向所成的角度“δ”处于“0°≤δ≤60°”的范围内。而且，圆筒53内壁的长度被设定成大致等同于环圈52的宽度“lx”。

经过如上所述的构造，便在由环圈52和圆筒53构造的一个区域的附近形成低速火焰稳定区“X”。因为在此时，环圈52和圆筒53分别在其上游侧顶端相互连接，从而在上游侧提供了一个空腔且成形为朝下游侧开放，就可相对于环圈52和圆筒53的连接部分在空腔中形成一个滞流区。因此，低速火焰稳定区“X”就可变得大一些，且其火焰稳定性可予以提高。

此外，流经引燃锥4e外圆周的一部分空气在流入锥体内圆周锥形部41e与圆筒43e之间的空间中之后，以薄膜的形式流出至主喷燃器5的下游侧顶端。因为圆筒43e的下游侧顶端被安装成与主喷燃器5的下游侧顶端保持接触，就必定将空气引到主喷燃器5的下游侧顶端，从而防止在主喷燃器5上出现逆燃。

<第十四实施例>

下面将参照附图对本发明的第十四实施例进行描述。图17是示出第十四实施例中燃烧器的示意方框图。此外，图18示出了本发明第十四实施例燃烧器的引燃喷嘴顶端的附近结构。在图17和18中，相同的符号用来指代与图20和11中相同的部分。

图17的燃烧器具有一个燃烧器主体1、一个引燃喷嘴2、若干主喷嘴3、一个引燃锥4、若干主喷燃器5、若干引燃旋流器6、若干主旋流器7、多个安装在引燃喷嘴2与主喷嘴3之间的提高火焰稳定性燃料供给通道8、一个与主喷嘴3连接且给主喷嘴3供给燃料的主燃料歧管90以及一个与提高火焰稳定性燃料供给通道8连接且给提高火焰稳定性燃料供给通道8供给燃料的提高火焰稳定性燃料歧管95。

与主喷嘴3数量相同的若干提高火焰稳定性燃料供给通道8是按照其中心位于将引燃喷嘴2的中心与主喷嘴3的中心连接的线上的方式安装的(不过，不一定安装与主喷嘴相同数量的提高火焰稳定性燃料供给通道8，而是可安装适当的数量)。此外，将提高火焰稳定性燃料歧管95安装在主燃料歧管90的上游，且将连接在提高火焰稳定性燃料歧管95上的提高火焰稳定性燃料供给通道8***设在主燃料歧管90中的孔91内。而且，将引燃喷嘴2***分别形成在主燃料歧管90和提高火焰稳定性燃料歧管95中心上的孔92和96内。

在如上所述构造的燃烧器中，如图18所示，采用的是形状与第九实施例(图11)相同的引燃锥4a。在此，为了自提高火焰稳定性燃料供给通道8将燃料供给到形成在环圈42附近的低速火焰稳定区“X”，将提高火焰稳定性燃料供给通道8设置成穿过环圈42和44，且环圈42装有一个提高火焰稳定性燃料喷射口81。而且，因为提高火焰稳定性燃料供给通道8被安装成位于一条连接引燃喷嘴中心和主喷嘴中心的线上，例如，如图19所示，当存在八个主喷嘴3时，分别相应地在引燃锥4a的环圈42上设有八个提高火焰稳定性燃料喷射口81。

经过如上所述的构造，自提高火焰稳定性燃料歧管95供给的燃料在穿过提高火焰稳定性燃料供给通道8之后自提高火焰稳定性燃料喷射口81喷射到低速火焰稳定区“X”。这么一来，自提高火焰稳定性燃料喷射口81喷射的燃料在低速火焰稳定区“X”中燃烧，从而提高了低速火焰稳定区“X”中的火焰稳定性。

此外，在第十四实施例中，给出了这样一个示例，即在其中，提高火焰稳定性燃料供给通道8被安装在本发明第九实施例的装有引燃锥4a的燃烧器上，但其也可安装在第十至第十三实施例的装有引燃锥4b至4e的燃烧器上。此时，引燃锥4b具有被设置成穿过环圈44和46的提高火焰稳定性燃料供给通道8；引燃锥4c具有被设置成穿过环圈42和44的提高火焰稳定性燃料供给通道8；引燃锥4d具有被设置成穿过圆筒50a和50b的连接部的提高火焰稳定性燃料供给通道8；引燃锥4e具有被设置成穿过环圈52和圆筒53的连接部的提高火焰稳定性燃料供给通道8。这么一来，穿过分别设置的提高火焰稳定性燃料供给通道8的燃料便被喷射到低速火焰稳定区“X”。

另外，可将第九至十四实施例的燃烧器在其引燃喷嘴的附近按第一至第八实施例的方式构造。在此，燃烧器引燃喷嘴附近的结构可被构造成具有第一至第八实施例中所述的特征的组合。

工业实用性

如上所述，根据本发明，通过使自燃料喷射口喷射的燃料冲击到引燃锥下游侧顶端的附近，可将大量燃料引导至形成在引燃锥下游侧顶端附近的低速火焰稳定区，这便提高了引燃扩散火焰的火焰稳定性。此外，通过让自燃料喷射口喷射的燃料与引燃锥的内壁表面相平行地喷射，可将大量燃料引导至形成在引燃锥下游侧顶端附近的低速火焰稳定区，从而提高了引燃扩散火焰的火焰稳定性。因为按上述方式提高了低速火焰稳定区中的引燃扩散火焰的火焰稳定性，就可减少燃烧振动，这就可减小供给到燃烧器的燃料的引燃比，从而实现了NOx的减少。

此外，根据本发明，通过自燃料喷射口将燃料喷射到一个由引燃喷嘴罩和引燃喷嘴构成的区域，且产生混合有燃料和空气的空气燃料预混合物、从而供给到由自第一燃料喷射管喷射的燃料引起的引燃扩散火焰附近，就可提高引燃扩散火焰的火焰稳定性。另外，因为通过由第一圆筒罩和第二圆筒罩构成引燃喷嘴罩且分别在引燃喷嘴与第二圆筒罩之间的区域和第一圆筒罩与第二圆筒罩之间的区域中产生空气燃料预混合物，可供给空气燃料预混合物使之包围引燃扩散火焰，就可进一步提高引燃扩散火焰的火焰稳定性。而且，通过安装第二燃料喷射管且仅仅在第一圆筒罩与第二圆筒罩之间的区域中产生空气燃料预混合物，必定可利用穿过第二圆筒罩与引燃喷嘴之间区域的空气冷却引燃喷嘴的下游侧顶端。

此外，根据本发明，通过将圆筒下游侧顶端上的环圈设置成与引燃旋流器的下游侧表面相接触，就防止了穿过引燃喷嘴外圆周的空气流到引燃喷嘴的下游侧顶端，从而能让空气流入自燃料喷射口喷射的燃料射流的底部。因此，就可在不减弱引燃扩散火焰的条件下实现燃烧。

而且，通过不将燃料喷射口安装在引燃喷嘴下游侧顶端靠近具有空腔比如旁通管、连接管等的区域的位置，就可防止在具有空腔比如旁通管、连接管等的区域中形成燃料滞流区。此外，通过在燃烧状态稍微地开启旁通阀，就可防止通过旁通管的空腔形成燃料的滞流区。因此，就可减小滞流区中燃烧的不稳定性。

根据本发明，因为将一个环圈部设置在引燃锥的下游侧顶端上，低速火焰稳定区就可大一点，而且必定形成在环圈部的下游侧上。因此，可提高混合了主喷燃器中的燃料和空气的空气燃料预混合物的火焰稳定性，从而减少了燃烧振动。此外，因为将一个圆筒设置在锥体内圆周锥形部的外圆周上，空气就可以薄膜的形式自主喷燃器的下游侧顶端流动，稳定火焰的环圈部就可冷却下来且防止了主喷燃器的逆燃。

并且，因为使锥体内圆周锥形部设有一个自环圈部的连接部伸展的圆筒部，引燃空气便沿着锥体内圆周锥形部流动，从而防止了流入低速火焰稳定区，也就提高了低速火焰稳定区中的火焰稳定性。此外，因为在锥体内圆周锥形部的外圆周上装了一个双圆筒，就可在双圆筒的空腔中形成一个滞流区，就可通过将低速火焰稳定区形成到空腔的凹窝中且使其尺寸变大而提高火焰稳定性。而且，可通过分别突伸到主喷嘴和引燃喷嘴的第一和第二圆筒确保形成低速火焰稳定区，也可通过第二圆筒防止沿着锥体内圆周锥形部流动的引燃空气流入低速火焰稳定区。

此外，通过将多个提高火焰稳定性燃料供给通道设置成让燃料在引燃锥与主喷燃器之间通过，就可通过提高火焰稳定性燃料供给通道实施向低速火焰稳定区的燃料供给。因此，可提高低速火焰稳定区中的火焰稳定性。

Claims (35)

1、一种燃烧器，包括：

引燃喷嘴，其设置在燃烧器主体的中心部；

多个主喷嘴，其按规则的间隔设置在引燃喷嘴的周围区域中；

引燃锥，其覆盖流动有引燃喷嘴的燃料的下游侧顶端部，且其顶端部设有锥体内圆周锥形部，所述锥体内圆周锥形部具有以辐射状朝向下游侧的锥形形状；

引燃旋流器，所述各引燃漩流器被安装成与引燃锥的内壁表面接触且支承引燃锥中心部的引燃喷嘴；

其中，自设置在引燃喷嘴顶端的外圆周上且喷射燃料的燃料喷射口喷射的燃料冲击到从锥体内圆周锥形部一半长的位置到下游侧顶端的锥体内圆周锥形部的内壁表面。

2、根据权利要求1所述的燃烧器，其中，当引燃锥的开度角为“θ”时，自设置在引燃喷嘴顶端的外圆周上且喷射燃料的燃料喷射口喷射的燃料的喷射角“α”满足：-90°≤α＜-θ/2、θ/2＜α≤90°。

3、一种燃烧器，包括：

引燃喷嘴，其设置在燃烧器主体的中心部；

多个主喷嘴，其按规则的间隔设置在引燃喷嘴的周围区域中；

引燃锥，其覆盖流动有引燃喷嘴的燃料的下游侧顶端部，且其顶端部设有锥体内圆周锥形部，所述锥体内圆周锥形部具有以辐射状朝向下游侧的锥形形状；

引燃旋流器，所述各引燃漩流器被安装成与引燃锥的内壁表面接触且支承引燃锥中心部的引燃喷嘴；

其中，当引燃锥的开度角为“θ”时，自设置在引燃喷嘴顶端的外圆周上且喷射燃料的燃料喷射口喷射的燃料的喷射角为“θ/2”；且燃料是与锥体内圆周锥形部的倾斜相平行地喷射的。

4、根据权利要求3所述的燃烧器，其中，自引燃锥的燃料的射流与锥体内圆周锥形部的锥形内壁表面之间的距离“c”为“c＜1/2(B-D)”，其中，引燃锥的下游侧顶端的直径为“B”，而引燃喷嘴的直径为“D”。

5、一种燃烧器，包括：

引燃喷嘴，其设置在燃烧器主体的中心部；

多个主喷嘴，其按规则的间隔设置在引燃喷嘴的周围区域中；

引燃锥，其覆盖流动有引燃喷嘴的燃料的下游侧顶端部，且其顶端部设有锥体内圆周锥形部，所述锥体内圆周锥形部具有以辐射状朝向下游侧的锥形形状；

引燃旋流器，所述各引燃漩流器被安装成与引燃锥的内壁表面接触且支承引燃锥中心部的引燃喷嘴；

其中，所述引燃喷嘴包括：

第一燃料供给通道，其被设置在引燃喷嘴的中心部，且使供给到引燃喷嘴的大量燃料通过；

第二燃料供给通道，其被设置在第一燃料供给通道的周围区域上，且使供给到引燃喷嘴的剩余燃料通过；

圆筒形引燃喷嘴罩，其外壁表面与引燃旋流器的内壁表面接触，覆盖引燃喷嘴的下游侧顶端，且将穿过引燃喷嘴外圆周的空气引导到引燃喷嘴的下游侧顶端；

第一燃料喷射管，其被设置在引燃喷嘴下游侧顶端的外圆周上，自第一燃料供给通道穿过引燃喷嘴罩，且将自第一燃料供给通道供给的燃料喷射到引燃喷嘴罩的外圆周；

燃料喷射口，所述各燃料喷射口被设置在比引燃喷嘴外圆周上的第一燃料喷射管要居于更上游侧的位置上，且与第二燃料供给通道连接，从而将自第二燃料供给通道供给的燃料喷射到由引燃喷嘴罩和引燃喷嘴构成的区域。

6、根据权利要求5所述的燃烧器，其中，引燃喷嘴罩包括：

第一圆筒罩，其与引燃旋流器的内壁表面接触且自比引燃旋流器的位置还居于上游侧的位置到比燃料喷射口的位置还居于下游侧的位置覆盖引燃喷嘴的下游侧顶端；

第二圆筒罩，其被设置在与第一圆筒罩重叠的位置上，且处于引燃喷嘴与第一圆筒罩之间，第一燃料喷射管穿过第二圆筒罩。

7、根据权利要求6所述的燃烧器，其中，第二圆筒罩自燃料喷射口的附近覆盖引燃喷嘴的下游侧顶端。

8、根据权利要求6所述的燃烧器，其中，引燃喷嘴装有第二燃料喷射管，其自燃料喷射口穿到第二圆筒罩，且将自第二燃料供给通道供给的燃料喷射到由第一圆筒罩和第二圆筒罩构成的区域。

9、根据权利要求6所述的燃烧器，其中，第一圆筒罩是按第一圆筒罩的下游侧顶端比第一燃料喷射管居于更上游侧的方式安装的。

10、一种燃烧器，包括：

引燃喷嘴，其设置在燃烧器主体的中心部；

多个主喷嘴，其按规则的间隔设置在引燃喷嘴的周围区域中；

引燃锥，其覆盖流动有引燃喷嘴的燃料的下游侧顶端部，且其顶端部设有锥体内圆周锥形部，所述锥体内圆周锥形部具有以辐射状朝向下游侧的锥形形状；

引燃旋流器，所述各引燃漩流器被安装成与引燃锥的内壁表面接触且支承引燃锥中心部的引燃喷嘴；

圆筒，其与所述各引燃旋流器的下游侧表面接触，且处于比引燃旋流器要位于更下游侧的引燃喷嘴的外壁表面的附近，圆筒的顶端部设有以辐射状朝向下游侧成形的锥形环圈。

11、根据权利要求10所述的燃烧器，其中，环圈被设置成使环圈的下游侧顶端比自引燃喷嘴喷射的燃料射流冲击环圈的位置要居于更上游侧。

12、根据权利要求10所述的燃烧器，其中，环圈被设置成使环圈的下游侧顶端比自引燃喷嘴喷射的燃料射流冲击环圈的位置要居于更下游侧。

13、一种燃烧器，包括：

引燃喷嘴，其设置在燃烧器主体的中心部；

旁通管，所述各旁通管连接在使不被用于燃烧的空气旁通到燃烧器的下游侧的旁通阀上，且设置在燃烧器主体的顶面上；

其中，引燃喷嘴设有多个燃料喷射口，所述燃料喷射口喷射供给到引燃喷嘴的燃料，且所述燃料喷射口在除了最靠近旁通管位置之外的位置被安装在引燃喷嘴下游侧顶端的外圆周上。

14、一种燃烧器，包括：

引燃喷嘴，其设置在燃烧器主体的中心部；

连接管，所述各连接管设置在燃烧器主体的侧表面上以将火焰传播到别的燃烧器；

其中，引燃喷嘴设有多个燃料喷射口，所述燃料喷射口喷射供给到引燃喷嘴的燃料，且所述燃料喷射口在除了最靠近连接管位置之外的位置被安装在引燃喷嘴下游侧顶端的外圆周上。

15、一种燃烧器，包括：

引燃喷嘴，其设置在燃烧器主体的中心部；

旁通管，所述各旁通管连接在使不被用于燃烧的空气旁通到燃烧器的下游侧的旁通阀上，且安装在燃烧器主体的顶面上；

其中，旁通阀稍微开启。

16、一种燃烧器，包括：

引燃喷嘴，其设置在燃烧器主体的中心部；

多个主喷嘴，其按规则的间隔设置在引燃喷嘴的周围区域中；

引燃锥，其覆盖流动有引燃喷嘴的燃料的下游侧顶端部；

主喷燃器，所述各主喷燃器覆盖主喷嘴的下游侧顶端部；

其中，引燃锥包括：

形成为锥形形状的锥体内圆周锥形部，以辐射状朝下游侧伸展；

环圈部，其设置在锥体内圆周锥形部的下游侧顶端的外周，且用作大致垂直于所述引燃喷嘴轴向的垂直表面；

其中，将由轴向与连接引燃喷嘴下游侧顶端的外周和主喷燃器下游侧顶端外周的线所成的角度指定为“αx”，锥体内圆周锥形部的开度角“θ”则为“0≤θ＜2αx”。

17、根据权利要求16所述的燃烧器，其中，锥体内圆周锥形部的外圆周设有圆筒，所述圆筒成形为顺沿着锥体内圆周锥形部的外壁和环圈部。

18、根据权利要求17所述的燃烧器，其中，将圆筒的下游侧顶端定位成处在主喷燃器下游侧顶端的外周附近。

19、根据权利要求16所述的燃烧器，其中，环圈被安装在比主喷燃器的下游侧顶端要居于更下游侧几毫米的位置。

20、根据权利要求16所述的燃烧器，其中，锥体内圆周锥形部设有圆筒形部分，所述圆筒形部分自与锥体内圆周锥形部中的环圈部连接的部分伸展，具有与锥体内圆周锥形部相同的开度角“θ”。

21、根据权利要求20所述的燃烧器，其中，设有第一圆筒，其具有第一环圈部，其在锥体内圆周锥形部的外圆周上自下游侧顶端向主喷燃器的上游侧覆盖，用作垂直于引燃锥轴向的垂直表面，且朝着其下游侧顶端上主喷燃器的下游侧顶端位置伸展；

第二圆筒，其具有第二环圈部，其在锥体内圆周锥形部的外圆周上自主喷燃器的下游侧顶端向下游侧覆盖，第二环圈部位于其上游侧顶端，且与第一环圈部面对。

22、根据权利要求20所述的燃烧器，其中，锥体内圆周锥形部的圆筒形部分中沿着圆筒形部分的长度为环圈部中相对于引燃锥轴向的垂直长度的一到三倍。

23、根据权利要求16所述的燃烧器，其中，环圈部被安装成比主喷燃器的下游侧顶端要居于更上游侧；

其中，环圈部具有锥形形状的圆筒形部分，顺沿着主喷燃器的外壁自环圈部的外周向着主喷燃器的下游侧顶端延伸。

24、根据权利要求23所述的燃烧器，其中，锥体内圆周锥形部具有圆筒形部分，所述圆筒形部分自与锥体内圆周锥形部中的环圈部连接的部分伸展，具有与锥体内圆周锥形部相同的开度角“θ”。

25、根据权利要求16至24中任一项所述的燃烧器，其中，设有多个提高火焰稳定性燃料供给通道，使所述各提高火焰稳定性燃料供给通道在引燃锥与主喷燃器之间通过，且将燃料供给到与锥体内圆周锥形部连接的环圈部的下游侧。

26、根据权利要求25所述的燃烧器，其中，将提高火焰稳定性燃料供给通道安装成位于连接主喷嘴和引燃喷嘴的线上。

27、一种燃烧器，包括：

引燃喷嘴，其设置在燃烧器主体的中心部；

多个主喷嘴，其按规则的间隔设置在引燃喷嘴的周围区域中；

引燃锥，其覆盖流动有引燃喷嘴的燃料的下游侧顶端部；

主喷燃器，所述各主喷燃器覆盖主喷嘴的下游侧顶端部；

其中，引燃锥包括：

设置在下游侧顶端部且形成为锥形的锥体内圆周锥形部，以辐射状朝下游侧伸展；

双圆筒，其中，设置在锥体内圆周锥形部的外圆周上的第一圆筒形部分与第二圆筒形部分分别在其上游侧顶端部连接，所述第二圆筒形部分的开度角比第一圆筒形部分的要宽，且第二圆筒形部分设置在第一圆筒形部分的外圆周上。

28、根据权利要求27所述的燃烧器，其中，双圆筒的外圆周设有成形为顺沿着第二圆筒形部分外壁的圆筒。

29、根据权利要求27或28所述的燃烧器，其中，设有多个提高火焰稳定性燃料供给通道，使所述各提高火焰稳定性燃料供给通道在引燃锥与主喷燃器之间通过，且将燃料供给到由双圆筒的第一和第二圆筒形部分形成的空腔。

30、根据权利要求29所述的燃烧器，其中，将提高火焰稳定性燃料供给通道安装成位于连接主喷嘴和引燃喷嘴的线上。

31、一种燃烧器，包括：

引燃喷嘴，其设置在燃烧器主体的中心部；

多个主喷嘴，其按规则的间隔设置在引燃喷嘴的周围区域中；

引燃锥，其覆盖流动有引燃喷嘴的燃料的下游侧顶端部；

主喷燃器，所述各主喷燃器覆盖主喷嘴的下游侧顶端部；

其中，引燃锥包括：

设置在下游侧顶端部且形成为锥形的锥体内圆周锥形部，以辐射状朝主喷燃器的下游侧顶端的附近伸展；

第一圆筒形部分，其自锥体内圆周锥形部的下游侧顶端的外周向主喷燃器的中心突伸；

第二圆筒形部分，其自锥体内圆周锥形部的下游侧顶端的外周向主喷燃器的中心突伸；

圆筒，其形成为顺沿着锥体内圆周锥形部的外壁，且其下游侧顶端与主喷燃器的下游侧顶端接触。

32、根据权利要求31所述的燃烧器，其中，第二圆筒形部分的长度与第一圆筒形部分的长度大致相同。

33、根据权利要求31所述的燃烧器，其中，第二圆筒形部分形成为朝着下游侧相对引燃锥的轴向在0度到60度的范围内关闭。

34、根据权利要求31至33中任一项所述的燃烧器，其中，设置有多个提高火焰稳定性燃料供给通道，使所述各提高火焰稳定性燃料供给通道在引燃锥与主喷燃器之间通过，且将燃料供给到由第一和第二圆筒形部分包围的区域。

35、根据权利要求34所述的燃烧器，其中，将提高火焰稳定性燃料供给通道安装成位于连接主喷嘴和引燃喷嘴的线上。

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