JPH07208710A - 前混合バーナを運転する方法及び前混合バーナ - Google Patents
前混合バーナを運転する方法及び前混合バーナInfo
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- JPH07208710A JPH07208710A JP6212668A JP21266894A JPH07208710A JP H07208710 A JPH07208710 A JP H07208710A JP 6212668 A JP6212668 A JP 6212668A JP 21266894 A JP21266894 A JP 21266894A JP H07208710 A JPH07208710 A JP H07208710A
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- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 熱ガス発生装置例えば燃焼装置においては互
いに相上下して配置された少なくとも２つの中空な部分
体とから成り、該部分体の中心軸線（１ｂ，２ｂ）が部
分体（１，２）の長手方向にずらされて延びている前混
合バーナ（Ｘ）が使用されている。前述のようにずらさ
れていることにより、それぞれ１つの接線方向の入口ス
リット（２１，２２）が形成され、この入口スリット
（２１，２２）を通って燃焼空気流（１５）が前混合バ
ーナ（Ｘ）の内室（１４）内へ流入する。この接線方向
の入口スリット（２１，２２）の範囲には燃料ノズル
（３６）を有するベンチュリー混合器（３２）が配置さ
れ、該燃料ノズル（３６）を介して燃料（３１）がそこ
を流過する燃焼空気（１５）内へ噴射される。
いに相上下して配置された少なくとも２つの中空な部分
体とから成り、該部分体の中心軸線（１ｂ，２ｂ）が部
分体（１，２）の長手方向にずらされて延びている前混
合バーナ（Ｘ）が使用されている。前述のようにずらさ
れていることにより、それぞれ１つの接線方向の入口ス
リット（２１，２２）が形成され、この入口スリット
（２１，２２）を通って燃焼空気流（１５）が前混合バ
ーナ（Ｘ）の内室（１４）内へ流入する。この接線方向
の入口スリット（２１，２２）の範囲には燃料ノズル
（３６）を有するベンチュリー混合器（３２）が配置さ
れ、該燃料ノズル（３６）を介して燃料（３１）がそこ
を流過する燃焼空気（１５）内へ噴射される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は互いに位置決めされた少
なくとも２つの中空の部分体から成り、該部分体の中心
軸線が部分体の長手方向に互いにずらされて延びてお
り、前混合バーナの内室内に燃焼空気流を供給するため
にそれぞれ１つの軸方向の流入横断面と接線方向の入口
スリットが生じるように構成されている前混合バーナを
運転する方法であって、バーナの運転が少なくとも１つ
のの燃料供給を介して行われる形式のもの及び前記方法
を実施する装置に関する。
なくとも２つの中空の部分体から成り、該部分体の中心
軸線が部分体の長手方向に互いにずらされて延びてお
り、前混合バーナの内室内に燃焼空気流を供給するため
にそれぞれ１つの軸方向の流入横断面と接線方向の入口
スリットが生じるように構成されている前混合バーナを
運転する方法であって、バーナの運転が少なくとも１つ
のの燃料供給を介して行われる形式のもの及び前記方法
を実施する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱発生器を運転する場合に規定されてい
るきわめて低いＮＯＸ，ＣＯ及びＵＨＣエミッションの
観点から、拡散燃焼は前混合区間、ひいては前混合燃焼
により置換えられるようになった。この分野における重
要な変更は文献ＥＰ−０３２１８０９号明細書の公開以
来公知である。この文献による提案の内容は、従来の前
混合区間を、流動方向で見て主として互いに位置決めさ
れた少なくとも２つの中空の円錐状の部分体から成り、
この部分体の中心軸線が互いにずらされている前混合バ
ーナによって置換えることである。これによってこのよ
うに形成された前混合バーナに沿って、流動的に逆向き
の接線方向の入口スリットが生じ、この入口スリットを
通って空気流が前混合バーナの内室に流入するようにな
る。いずれの場合にも戻された排ガス量が添加された新
鮮空気と燃料とから燃焼空気を形成するために混合物を
形成することは前混合バーナが種々の燃料ノズルを有し
ていることで行われる。第１の可能性は前混合バーナの
始めに、すなわち前混合バーナの最小横断面の範囲に、
少なくとも１つの燃料ノズルが設けられ、該ノズルが互
いにずらされて延びる部分体の中心軸線の中間に配置さ
れていることである。個別に運転可能であるか又は前述
の燃料ノズルと作用結合させられている別の燃料噴射
は、接線方向の入口スリットに沿って、内室への移行部
において、一列の燃料ノズルが設けられていることで準
備される。例えば中央に配置されたノズルを通して液状
の燃料を噴射することは、前混合バーナの流動方向で見
て円錐状のスプレー状の燃料柱が形成され、この燃料柱
が前混合バーナの円錐中空室の内壁に接触しないように
行われる。この燃料柱は内室に流入する空気流といずれ
の場合にも軸方向に導かれた別の空気によって取囲ま
れ、前混合バーナの内部で混合物の形成が行われる。こ
の混合物は前混合バーナの出口で点火される。この場
合、このバーナ開口の範囲においてはそこに形成される
逆流ゾーンによって火炎フロントの安定化がもたらされ
る。
るきわめて低いＮＯＸ，ＣＯ及びＵＨＣエミッションの
観点から、拡散燃焼は前混合区間、ひいては前混合燃焼
により置換えられるようになった。この分野における重
要な変更は文献ＥＰ−０３２１８０９号明細書の公開以
来公知である。この文献による提案の内容は、従来の前
混合区間を、流動方向で見て主として互いに位置決めさ
れた少なくとも２つの中空の円錐状の部分体から成り、
この部分体の中心軸線が互いにずらされている前混合バ
ーナによって置換えることである。これによってこのよ
うに形成された前混合バーナに沿って、流動的に逆向き
の接線方向の入口スリットが生じ、この入口スリットを
通って空気流が前混合バーナの内室に流入するようにな
る。いずれの場合にも戻された排ガス量が添加された新
鮮空気と燃料とから燃焼空気を形成するために混合物を
形成することは前混合バーナが種々の燃料ノズルを有し
ていることで行われる。第１の可能性は前混合バーナの
始めに、すなわち前混合バーナの最小横断面の範囲に、
少なくとも１つの燃料ノズルが設けられ、該ノズルが互
いにずらされて延びる部分体の中心軸線の中間に配置さ
れていることである。個別に運転可能であるか又は前述
の燃料ノズルと作用結合させられている別の燃料噴射
は、接線方向の入口スリットに沿って、内室への移行部
において、一列の燃料ノズルが設けられていることで準
備される。例えば中央に配置されたノズルを通して液状
の燃料を噴射することは、前混合バーナの流動方向で見
て円錐状のスプレー状の燃料柱が形成され、この燃料柱
が前混合バーナの円錐中空室の内壁に接触しないように
行われる。この燃料柱は内室に流入する空気流といずれ
の場合にも軸方向に導かれた別の空気によって取囲ま
れ、前混合バーナの内部で混合物の形成が行われる。こ
の混合物は前混合バーナの出口で点火される。この場
合、このバーナ開口の範囲においてはそこに形成される
逆流ゾーンによって火炎フロントの安定化がもたらされ
る。
【０００３】しかし、このような前混合バーナにおいて
水素含有量の高い燃料が燃焼させられると、前述の火炎
安定化に伴う問題が生じる。バーナは水素の火炎速度が
高いことに基づき前混合運転から拡散運転に移行する。
これによって以下の問題が生じる。
水素含有量の高い燃料が燃焼させられると、前述の火炎
安定化に伴う問題が生じる。バーナは水素の火炎速度が
高いことに基づき前混合運転から拡散運転に移行する。
これによって以下の問題が生じる。
【０００４】━バーナの過熱。
【０００５】━ＮＯＸエミッションの強い上昇。
【０００６】━拡散運転と前混合運転との間の移行範囲
における脈動の発生。
における脈動の発生。
【０００７】
【発明の課題】本発明の目的は前述の欠点を排除するこ
とであり、請求項に記載した特徴を有する本発明の課題
は冒頭に述べた形式の方法及び該方法を実施するための
バーナにおいて、できるだけ小さい乱流度で安定した前
混合燃焼と減少させられたＮＯＸエミッションとを保証
する手段を提案することである。
とであり、請求項に記載した特徴を有する本発明の課題
は冒頭に述べた形式の方法及び該方法を実施するための
バーナにおいて、できるだけ小さい乱流度で安定した前
混合燃焼と減少させられたＮＯＸエミッションとを保証
する手段を提案することである。
【０００８】
【課題を解決する手段】本発明の課題は燃焼空気流内で
バーナの内室に前置されたベンチュリー混合器を適当な
個所に導入することで解決された。この場合、ベンチュ
リー混合器は冷却空気流で拡大されることができる。こ
の構成形式は燃料が高い水素含有量を有していると特に
大きな利点をもたらす。この場合、燃料は最高の燃焼空
気速度が発生せしめられている個所に噴射される。
バーナの内室に前置されたベンチュリー混合器を適当な
個所に導入することで解決された。この場合、ベンチュ
リー混合器は冷却空気流で拡大されることができる。こ
の構成形式は燃料が高い水素含有量を有していると特に
大きな利点をもたらす。この場合、燃料は最高の燃焼空
気速度が発生せしめられている個所に噴射される。
【０００９】さらに本発明の別の利点は、燃料噴射個所
がベンチュリー区間の範囲に存在していることである。
そこは燃焼空気の速度が比較的に高く、これにより、与
えられた燃料と他の媒体とは迅速にかつ十分に混合され
る。
がベンチュリー区間の範囲に存在していることである。
そこは燃焼空気の速度が比較的に高く、これにより、与
えられた燃料と他の媒体とは迅速にかつ十分に混合され
る。
【００１０】バーナの出口における小さな火炎速度は火
炎安定性を高め、ひいては発生される脈動は少なくな
る。
炎安定性を高め、ひいては発生される脈動は少なくな
る。
【００１１】ベンチュリー混合器によってわずかな圧力
損失で、燃料と空気との間で良好な混合物を形成するこ
とが実現される。
損失で、燃料と空気との間で良好な混合物を形成するこ
とが実現される。
【００１２】さらに本発明は別の重要な利点を有する。
すなわち、接線方向の入口スリットの上側にはそこで噴
射された燃料のために前混合区間を設ける必要はなく、
バーナの本来のコンパクト性が水素含有量の大きい燃料
に広げたことによって失われないことである。
すなわち、接線方向の入口スリットの上側にはそこで噴
射された燃料のために前混合区間を設ける必要はなく、
バーナの本来のコンパクト性が水素含有量の大きい燃料
に広げたことによって失われないことである。
【００１３】さらに本発明によっては、通常の前混合区
間において常にそうであったように、良好な混合物の形
成を助けるために、燃料を噴射する前に燃料圧を高める
必要はなくなる。
間において常にそうであったように、良好な混合物の形
成を助けるために、燃料を噴射する前に燃料圧を高める
必要はなくなる。
【００１４】バーナの内室への入口スリットの範囲にお
ける乱流の減少に関する別の利点は、ベンチュリー混合
器が前述の入口スリットの範囲に配置されるか又はその
範囲でその作用を展開できることである。
ける乱流の減少に関する別の利点は、ベンチュリー混合
器が前述の入口スリットの範囲に配置されるか又はその
範囲でその作用を展開できることである。
【００１５】本発明の課題の解決策の別の有利な構成は
他の従属請求項に開示されている。
他の従属請求項に開示されている。
【００１６】次に図面を用いて本発明の実施例を詳しく
説明する。本発明の理解に直接必要ではないすべての部
材は省略してある。異なる図面において同じ部材は同じ
符号で示されている。媒体の流動方向は矢印で示されて
いる。
説明する。本発明の理解に直接必要ではないすべての部
材は省略してある。異なる図面において同じ部材は同じ
符号で示されている。媒体の流動方向は矢印で示されて
いる。
【００１７】
【実施例】前混合バーナＸの構造をより良く理解するた
めには同時に図１と図２の他に、前混合バーナＸの半径
方向断面図である図３を参照することが有利である。さ
らに図１を不必要に複雑にしないために、図２と図３と
から判る、接線方向の空気入口スリットの範囲又は上側
のベンチュリー混合器並びに燃焼空気供給装置は図１に
は示されていない。以下においては図１の記述に際して
も必要に応じて他の図を援用することがある。
めには同時に図１と図２の他に、前混合バーナＸの半径
方向断面図である図３を参照することが有利である。さ
らに図１を不必要に複雑にしないために、図２と図３と
から判る、接線方向の空気入口スリットの範囲又は上側
のベンチュリー混合器並びに燃焼空気供給装置は図１に
は示されていない。以下においては図１の記述に際して
も必要に応じて他の図を援用することがある。
【００１８】図１の前混合バーナＸは２つの半分の円錐
状の部分体１，２から成っている。これらの部分体１，
２は互いにずらされて相上下して位置している。もちろ
ん前混合バーナＸを形成するために必要な円錐状の部分
体の数は２つに限定されるものではない。図示された部
分体１，２の円錐形は流動方向で見て所定の角度を有し
ている。もちろん部分体１，２は流動方向で見て他の開
口形態を有し、例えば規則的又は不規則的に増加する円
錐傾斜、すなわちトランペット形態を有するか又は規則
的又は不規則的に減少する円錐傾斜、すなわちチューリ
ップ形態を有することもできる。後者の両形態は図示す
ることは省略したが、この両形態を想定することに困難
はないと思われる。どのような形が最終的に選ばれるか
は各燃焼の種々のパラメータに関連する。円錐状の部分
体１，２の各中心軸線１ｂ，２ｂを互いにずらすことは
両側において軸対称的な配置で、それぞれ１つの接線方
向の空気入口スリット２１，２２（図２＋３）と１つの
軸方向の流入横断面１８とを形成する。流入横断面１８
を通って新鮮空気から成る燃焼空気１５，１６又は新鮮
空気と煙ガスとの混合物から成る燃焼空気１５，１６が
前混合バーナＸ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１つの円筒形の始端部１ａ，
２ａを有している。これらの始端部１ａ，２ａは部分体
１，２同様、ずらされて延びているので、接線方向の空
気入口スリット２１，２２は前混合バーナＸの全長に亙
って存在することになる。もちろん前混合バーナＸは純
円錐状に、したがって円筒状の始端部１ａ，２ａなしで
構成しておくことができる。例えば前混合バーナＸ全体
を固定するための坐としては特に適している前記円筒状
の始端部分１ａ，２ａ内には、少なくとも１つの燃料ノ
ズル３が配置されている。両方の部分体１，２は必要に
応じてそれぞれ１つの軸方向に延びる、多数のノズル１
７を備えた燃料導管８，９を有している。この燃料導管
８，９を通っては有利にはガス状の燃料１３が導かれ
る。この燃料は前述のノズル１７を通って接線方向の空
気入口スリット２１，２２（図２参照）の範囲でそこを
流過する燃焼空気１５に添加される。前混合バーナＸは
ノズル３を介する燃料供給だけで運転することもノズル
１７を介する燃料供給だけで運転することもできる。も
ちろん両方のノズル３，７の個々のノズルから種々異な
る燃料が供給されると、両方のノズル３，７を介する混
合運転も可能である。前混合バーナＸは燃焼室側１１に
カラー状の板１０を有している。この板１０は多数の孔
１０ａを有し、これらの孔１０ａを介して稀薄化又は冷
却空気が前混合バーナＸの前方部分に供給される。ノズ
ル３を介して液状の燃料が供給されると、この燃料は鋭
角を成して前混合バーナＸの内室１４内へ噴射され、バ
ーナ出口平面までできるだけ均一な円錐状のスプレー像
５が形成される。燃料ノズル４は空気で助成されたノズ
ルであるか圧力噴霧化原理で働くノズルであることがで
きる。
状の部分体１，２から成っている。これらの部分体１，
２は互いにずらされて相上下して位置している。もちろ
ん前混合バーナＸを形成するために必要な円錐状の部分
体の数は２つに限定されるものではない。図示された部
分体１，２の円錐形は流動方向で見て所定の角度を有し
ている。もちろん部分体１，２は流動方向で見て他の開
口形態を有し、例えば規則的又は不規則的に増加する円
錐傾斜、すなわちトランペット形態を有するか又は規則
的又は不規則的に減少する円錐傾斜、すなわちチューリ
ップ形態を有することもできる。後者の両形態は図示す
ることは省略したが、この両形態を想定することに困難
はないと思われる。どのような形が最終的に選ばれるか
は各燃焼の種々のパラメータに関連する。円錐状の部分
体１，２の各中心軸線１ｂ，２ｂを互いにずらすことは
両側において軸対称的な配置で、それぞれ１つの接線方
向の空気入口スリット２１，２２（図２＋３）と１つの
軸方向の流入横断面１８とを形成する。流入横断面１８
を通って新鮮空気から成る燃焼空気１５，１６又は新鮮
空気と煙ガスとの混合物から成る燃焼空気１５，１６が
前混合バーナＸ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１つの円筒形の始端部１ａ，
２ａを有している。これらの始端部１ａ，２ａは部分体
１，２同様、ずらされて延びているので、接線方向の空
気入口スリット２１，２２は前混合バーナＸの全長に亙
って存在することになる。もちろん前混合バーナＸは純
円錐状に、したがって円筒状の始端部１ａ，２ａなしで
構成しておくことができる。例えば前混合バーナＸ全体
を固定するための坐としては特に適している前記円筒状
の始端部分１ａ，２ａ内には、少なくとも１つの燃料ノ
ズル３が配置されている。両方の部分体１，２は必要に
応じてそれぞれ１つの軸方向に延びる、多数のノズル１
７を備えた燃料導管８，９を有している。この燃料導管
８，９を通っては有利にはガス状の燃料１３が導かれ
る。この燃料は前述のノズル１７を通って接線方向の空
気入口スリット２１，２２（図２参照）の範囲でそこを
流過する燃焼空気１５に添加される。前混合バーナＸは
ノズル３を介する燃料供給だけで運転することもノズル
１７を介する燃料供給だけで運転することもできる。も
ちろん両方のノズル３，７の個々のノズルから種々異な
る燃料が供給されると、両方のノズル３，７を介する混
合運転も可能である。前混合バーナＸは燃焼室側１１に
カラー状の板１０を有している。この板１０は多数の孔
１０ａを有し、これらの孔１０ａを介して稀薄化又は冷
却空気が前混合バーナＸの前方部分に供給される。ノズ
ル３を介して液状の燃料が供給されると、この燃料は鋭
角を成して前混合バーナＸの内室１４内へ噴射され、バ
ーナ出口平面までできるだけ均一な円錐状のスプレー像
５が形成される。燃料ノズル４は空気で助成されたノズ
ルであるか圧力噴霧化原理で働くノズルであることがで
きる。
【００１９】円錐状のスプレー像５は空気入口スリット
２１，２２の数に相応して、接線方向に流入する燃焼空
気流１５と、軸方向で送られた別の燃焼空気１６で取囲
まれる。前混合バーナＸの流動方向で、噴射された燃料
は１２の集中度は前述の燃焼空気流１５，１６により連
続的に緩和される。一般的にガス状の燃料１３が接線方
向の入口スリット２１，２２の範囲において供給される
と、燃焼空気との混合物の形成はすでにこの範囲で開始
される。液状の燃料を使用する場合には渦流発生範囲に
おいて、すなわち前混合バーナＸの端部における逆流ゾ
ーン６の範囲において、良好な均質な燃料集中度が横断
面に亙って達成される。燃料／燃焼空気混合物の点火は
逆流ゾーン６の先端で開始される。この個所ではじめて
安定した火炎フロント７が発生する。これまで公知であ
る前混合区間において常に考慮される必要があった、複
雑な火炎保持体でこれを妨ぐことが試みられている、前
混合バーナＸの内部への火炎のバックフラッシュは惧れ
る必要はなくなる。燃焼空気１５，１６が予熱されてい
ると、混合物の点火が行われる前混合バーナＸの始端に
おける点に達する前に、液状の燃料１２の加速された全
体的な蒸発が生じる。蒸発の程度は前混合バーナＸの大
きさ、噴射された燃料１２の滴の大きさ及び燃焼空気流
１５，１６の温度及びその強さに関連する。有害物質エ
ミッションの減少は、燃焼ゾーンに侵入する前に燃料の
完全な蒸発を行うために寄与する煙ガスリサイクルにも
かなりの程度関連する。円錐状の部分体１，２を円錐傾
斜と接線方向の空気入口スリット２１，２２の幅とに関
して構成する場合には火炎安定化のために前混合バーナ
Ｘの開口の範囲において燃焼空気の所望の流動域がその
逆流ゾーン２６と共に生じるように狭い限界が保たれて
いると有利である。総じて言えることは、空気入口スリ
ット２１，２２の縮小は逆流ゾーン６を上流側に移動さ
せ、これによって混合物が早期点火されることである。
さらに一度位置的に固定された逆流ゾーン６はそれ自体
位置安定的であるということができる。何故ならば渦流
数は前混合バーナＸの円錐形の範囲においては流動方向
に増大するからである。混合物の軸方向の速度には燃焼
空気１６のすでに述べた軸方向の供給により影響を及ぼ
すことができる。前混合バーナＸのこの構成はバーナの
構成長さが所定の長さを越えてはならない場合に接線方
向の空気入口スリット２１，２２のギャップ幅を変化さ
せるために適している。この場合には円錐状の部分体
１，２は互いに接近又は離反するように移動させられ、
これによって両方の中心軸１ｂ，２ｂの間の間隔が縮小
又は拡大される（図２参照）。さらに、円錐状の部分体
１，２を回転する運動で内外に移動させることも問題な
く可能である。これにより、適当な手段で、接線方向の
空気入口スリットの形と大きさとを運転中に変化させる
ことが可能である。この結果、構成長さを変えることな
しに、同じ前混合バーナＸが幅の広い機能性をカバーで
きるようになる。
２１，２２の数に相応して、接線方向に流入する燃焼空
気流１５と、軸方向で送られた別の燃焼空気１６で取囲
まれる。前混合バーナＸの流動方向で、噴射された燃料
は１２の集中度は前述の燃焼空気流１５，１６により連
続的に緩和される。一般的にガス状の燃料１３が接線方
向の入口スリット２１，２２の範囲において供給される
と、燃焼空気との混合物の形成はすでにこの範囲で開始
される。液状の燃料を使用する場合には渦流発生範囲に
おいて、すなわち前混合バーナＸの端部における逆流ゾ
ーン６の範囲において、良好な均質な燃料集中度が横断
面に亙って達成される。燃料／燃焼空気混合物の点火は
逆流ゾーン６の先端で開始される。この個所ではじめて
安定した火炎フロント７が発生する。これまで公知であ
る前混合区間において常に考慮される必要があった、複
雑な火炎保持体でこれを妨ぐことが試みられている、前
混合バーナＸの内部への火炎のバックフラッシュは惧れ
る必要はなくなる。燃焼空気１５，１６が予熱されてい
ると、混合物の点火が行われる前混合バーナＸの始端に
おける点に達する前に、液状の燃料１２の加速された全
体的な蒸発が生じる。蒸発の程度は前混合バーナＸの大
きさ、噴射された燃料１２の滴の大きさ及び燃焼空気流
１５，１６の温度及びその強さに関連する。有害物質エ
ミッションの減少は、燃焼ゾーンに侵入する前に燃料の
完全な蒸発を行うために寄与する煙ガスリサイクルにも
かなりの程度関連する。円錐状の部分体１，２を円錐傾
斜と接線方向の空気入口スリット２１，２２の幅とに関
して構成する場合には火炎安定化のために前混合バーナ
Ｘの開口の範囲において燃焼空気の所望の流動域がその
逆流ゾーン２６と共に生じるように狭い限界が保たれて
いると有利である。総じて言えることは、空気入口スリ
ット２１，２２の縮小は逆流ゾーン６を上流側に移動さ
せ、これによって混合物が早期点火されることである。
さらに一度位置的に固定された逆流ゾーン６はそれ自体
位置安定的であるということができる。何故ならば渦流
数は前混合バーナＸの円錐形の範囲においては流動方向
に増大するからである。混合物の軸方向の速度には燃焼
空気１６のすでに述べた軸方向の供給により影響を及ぼ
すことができる。前混合バーナＸのこの構成はバーナの
構成長さが所定の長さを越えてはならない場合に接線方
向の空気入口スリット２１，２２のギャップ幅を変化さ
せるために適している。この場合には円錐状の部分体
１，２は互いに接近又は離反するように移動させられ、
これによって両方の中心軸１ｂ，２ｂの間の間隔が縮小
又は拡大される（図２参照）。さらに、円錐状の部分体
１，２を回転する運動で内外に移動させることも問題な
く可能である。これにより、適当な手段で、接線方向の
空気入口スリットの形と大きさとを運転中に変化させる
ことが可能である。この結果、構成長さを変えることな
しに、同じ前混合バーナＸが幅の広い機能性をカバーで
きるようになる。
【００２０】既に述べたように前混合バーナを水素含有
量の大きい燃料で運転した場合には、火炎安定に関して
問題が生じるので、前混合バーナＸは接線方向の空気入
口スリット２１，２２の範囲において拡大させたい。こ
の拡大は図２と３に示されている。この場合、この実施
例ではノズル１７を介した燃料噴射（図１参照）は省略
されている。もちろん燃料ノズル３を一緒に用いて運転
することも可能である。
量の大きい燃料で運転した場合には、火炎安定に関して
問題が生じるので、前混合バーナＸは接線方向の空気入
口スリット２１，２２の範囲において拡大させたい。こ
の拡大は図２と３に示されている。この場合、この実施
例ではノズル１７を介した燃料噴射（図１参照）は省略
されている。もちろん燃料ノズル３を一緒に用いて運転
することも可能である。
【００２１】図２に示されているように燃料３１は燃焼
空気流１５の混合速度が最大である場所、すなわち接線
方向の空気入口スリット２１，２２の範囲に噴射され
る。この範囲においてはベンチュリー混合器３２が前混
合バーナの全長に亙って設けられている。このベンチュ
リー混合器３２は２重の通路、すなわち流路３３，３４
とから成っている。中央のベンチュリー体３５は同時に
燃料供給導管として役立つ。ベンチュリー体３５はさら
に両側に前記流路３３，３４に向かうノズル３６を備え
ている。流路３３，３４は隣接する他の部体３７，３８
が同様にベンチュリー状に構成されることによりベンチ
ュリー効果を展開する。ベンチュリー混合器３２をこの
ように簡単に分割することで、個々のベンチュリー区間
の利点を放棄することなしに混合物形成範囲の構成長さ
を持続的に減少させることができる。この分割は複数で
あることができ、図示されていないベンチュリーマトリ
ックスとして構成しておくことも可能である。後者の実
施例は前混合バーナＸの内室１４における流過を多数の
小さい管ベンチュリーで行うことである。
空気流１５の混合速度が最大である場所、すなわち接線
方向の空気入口スリット２１，２２の範囲に噴射され
る。この範囲においてはベンチュリー混合器３２が前混
合バーナの全長に亙って設けられている。このベンチュ
リー混合器３２は２重の通路、すなわち流路３３，３４
とから成っている。中央のベンチュリー体３５は同時に
燃料供給導管として役立つ。ベンチュリー体３５はさら
に両側に前記流路３３，３４に向かうノズル３６を備え
ている。流路３３，３４は隣接する他の部体３７，３８
が同様にベンチュリー状に構成されることによりベンチ
ュリー効果を展開する。ベンチュリー混合器３２をこの
ように簡単に分割することで、個々のベンチュリー区間
の利点を放棄することなしに混合物形成範囲の構成長さ
を持続的に減少させることができる。この分割は複数で
あることができ、図示されていないベンチュリーマトリ
ックスとして構成しておくことも可能である。後者の実
施例は前混合バーナＸの内室１４における流過を多数の
小さい管ベンチュリーで行うことである。
【００２２】図３は円錐状の部分体１，２が付加的な案
内薄板４１，４２で拡大され、この案内薄板を通って付
加的に冷却空気流４３が流れ、この冷却空気流４３が部
分体１，２を冷却する点で図２とは異なっている。図３
に示されたベンチュリー混合器４４においては燃焼空気
流１５に対して簡単なベンチュリー状の流路４５が形成
されているので燃料ノズル４６もこの流路４５内にだけ
作用する。他のベンチュリー効果は冷却空気流４３に対
して生じる。この場合にもベンチュリー体４７は燃料供
給管として構成されている。
内薄板４１，４２で拡大され、この案内薄板を通って付
加的に冷却空気流４３が流れ、この冷却空気流４３が部
分体１，２を冷却する点で図２とは異なっている。図３
に示されたベンチュリー混合器４４においては燃焼空気
流１５に対して簡単なベンチュリー状の流路４５が形成
されているので燃料ノズル４６もこの流路４５内にだけ
作用する。他のベンチュリー効果は冷却空気流４３に対
して生じる。この場合にもベンチュリー体４７は燃料供
給管として構成されている。
【００２３】一般的にはベンチュリー混合器３２，４４
はその構成形式とは無関係に前混合バーナＸの内室１４
の前に接続されていることが重要である。
はその構成形式とは無関係に前混合バーナＸの内室１４
の前に接続されていることが重要である。
【図１】ダブルコーンバーナの形をした前混合バーナの
傾斜図（前混合バーナの主部体だけを図示）。
傾斜図（前混合バーナの主部体だけを図示）。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ面に沿った断面図。
【図３】接線方向の入口スリットの上側にある燃焼空気
供給部の別の実施例を示した図。
供給部の別の実施例を示した図。
【符号の説明】 Ｘ 前混合バーナ、 １，２ 部分体、 ３ 燃料ノズ
ル、 ４ 燃料噴射、５ 円錐状のスプレー像、 ６
逆流ゾーン、 ７ 火炎フロント、 １０板、 １１
燃焼室、 １２ 燃料、 １３ 燃料、 １４ 前混合
バーナの内室、 １５，１６ 燃焼空気、 １７ 燃料
ノズル、 １８ バーナの横断面、２１，２２ 接線方
向の空気入口スリット、 ３１ 燃料、 ３２ ベンチ
ュリー混合器、 ３３，３４ 流路、 ３５ ベンチュ
リー体、 ３６ 燃料ノズル、 ３７，３８ ベンチュ
リー体、 ４１，４２ 案内薄板、 ４３ 冷却空気
流、 ４４ ベンチュリー混合器、 ４５ 流路、 ４
６ 燃料ノズル、 ４７ ベンチュリー体
ル、 ４ 燃料噴射、５ 円錐状のスプレー像、 ６
逆流ゾーン、 ７ 火炎フロント、 １０板、 １１
燃焼室、 １２ 燃料、 １３ 燃料、 １４ 前混合
バーナの内室、 １５，１６ 燃焼空気、 １７ 燃料
ノズル、 １８ バーナの横断面、２１，２２ 接線方
向の空気入口スリット、 ３１ 燃料、 ３２ ベンチ
ュリー混合器、 ３３，３４ 流路、 ３５ ベンチュ
リー体、 ３６ 燃料ノズル、 ３７，３８ ベンチュ
リー体、 ４１，４２ 案内薄板、 ４３ 冷却空気
流、 ４４ ベンチュリー混合器、 ４５ 流路、 ４
６ 燃料ノズル、 ４７ ベンチュリー体
Claims (9)
- 【請求項１】 互いに位置決めされた少なくとも２つの
中空の部分体から成り、該部分体の中心軸線が部分体の
長手方向に互いにずらされて延びており、前混合バーナ
の内室内に燃焼空気流を供給するためにそれぞれ１つの
軸方向の流入横断面と接線方向の入口スリットが生じる
ように構成されている前混合バーナを運転する方法であ
って、バーナの運転が少なくとも１つのの燃料供給を介
して行われる形式のものにおいて、前混合バーナ(Ｘ)の
内室（１４）の上側で作用する少なくとも１つのベンチ
ュリー区間（３３，３４，４５）の範囲において燃料の
供給（３６，４６）を行い、このベンチュリー区間（３
３，３４，４５）を通して燃焼空気流を流過させること
を特徴とする、前混合バーナを運転する方法。 - 【請求項２】 前混合バーナ（Ｘ）を水素含有量の高い
燃料（３１）で運転する、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前混合バーナが流動方向で、互いに位置
決めされた少なくとも２つの中空の部分体（１，２）か
ら成り、該部分体(１，２)の中心軸（１ｂ，２ｂ）が部
分体（１，２）の長手方向に、互いにずらされて延び、
接線方向の入口スリット（２１，２２）と軸方向の流入
横断面（１８）が生じるように構成されており、接線方
向の入口スリット（２１，２２）の範囲に少なくとも１
つのベンチュリー混合器（３２，４４）が配置されてお
り、少なくとも１つの燃料ノズル（３６，４６）がベン
チュリー混合器（３２，４４）と作用結合させられてい
ることを特徴とする、請求項１記載の方法を実施するた
めの前混合バーナ。 - 【請求項４】 前混合バーナ（Ｘ）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
線方向の入口スリット（２１，２２）の範囲に配置され
た多数の燃料ノズル（１７）を備えている、請求項３記
載の前混合バーナ。 - 【請求項５】 ベンチュリー混合器（３２，４４）の範
囲における燃料ノズル（３６，４６）によりガス状の燃
料（３１）が噴射可能でかつヘッド側に配置された燃料
ノズル（３）で液状の燃料（１２）が噴射可能でかつ接
線方向の入口スリット（２１，２２）の範囲に配置され
た燃料ノズル（１７）によりガス状の燃料（１３）が噴
射可能である、請求項３記載の前混合バーナ。 - 【請求項６】 部分体（１，２）が流動方向に一様に増
加する流れ横断面を有している、請求項３記載の前混合
バーナ。 - 【請求項７】 部分体（１，２）が流動方向で不均一に
増加する流れ横断面を有している、請求項３記載の前混
合バーナ。 - 【請求項８】 部分体（１，２）が流動方向で一様に減
少する流れ横断面を有している、請求項３記載の前混合
バーナ。 - 【請求項９】 部分体（１，２）が流動方向で不均一に
減少する流れ横断面を有している、請求項３記載の前混
合バーナ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4330083.9 | 1993-09-06 | ||
| DE4330083A DE4330083A1 (de) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | Verfahren zum Betrieb eines Vormischbrenners |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07208710A true JPH07208710A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=6496954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6212668A Pending JPH07208710A (ja) | 1993-09-06 | 1994-09-06 | 前混合バーナを運転する方法及び前混合バーナ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5489203A (ja) |
| EP (1) | EP0641971B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07208710A (ja) |
| DE (2) | DE4330083A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011504995A (ja) * | 2007-11-27 | 2011-02-17 | アルストム テクノロジー リミテッド | 予混合バーナ内で水素を燃焼させるための方法および装置 |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4439619A1 (de) * | 1994-11-05 | 1996-05-09 | Abb Research Ltd | Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Vormischbrenners |
| DE4445279A1 (de) * | 1994-12-19 | 1996-06-20 | Abb Management Ag | Einspritzdüse |
| DE4446842B4 (de) * | 1994-12-27 | 2006-08-10 | Alstom | Verfahren und Vorrichtung zum Zuleiten eines gasförmigen Brennstoffs in einen Vormischbrenner |
| DE19548851A1 (de) * | 1995-12-27 | 1997-07-03 | Asea Brown Boveri | Vormischbrenner |
| DE19619873A1 (de) * | 1996-05-17 | 1997-11-20 | Abb Research Ltd | Brenner |
| DE19654116A1 (de) * | 1996-12-23 | 1998-06-25 | Abb Research Ltd | Brenner zum Betrieb einer Brennkammer mit einem flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoff |
| US6141954A (en) * | 1998-05-18 | 2000-11-07 | United Technologies Corporation | Premixing fuel injector with improved flame disgorgement capacity |
| US6065961A (en) * | 1999-02-16 | 2000-05-23 | Shaffer; Yul E. | Low NOx burner |
| 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 |
| EP1217295B1 (de) * | 2000-12-23 | 2006-08-23 | ALSTOM Technology Ltd | Brenner zur Erzeugung eines Heissgases |
| JP4913746B2 (ja) * | 2004-11-30 | 2012-04-11 | アルストム テクノロジー リミテッド | 予混合バーナー内の水素を燃焼する方法及び装置 |
| ATE480737T1 (de) * | 2005-06-17 | 2010-09-15 | Alstom Technology Ltd | Brenner zur vormischartigen verbrennung |
| US20070190382A1 (en) * | 2006-02-10 | 2007-08-16 | Fischer Bernhard A | Hydrocarbon reformer system |
| EP1843098A1 (en) * | 2006-04-07 | 2007-10-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas turbine combustor |
| WO2009068427A1 (de) * | 2007-11-27 | 2009-06-04 | Alstom Technology Ltd | Vorrichtung und verfahren zum betrieb einer gasturbinenanlage unter verwendung eines zweiten, wasserstoffreichen brennstoffs |
| EP2685163B1 (en) * | 2012-07-10 | 2020-03-25 | Ansaldo Energia Switzerland AG | Premix burner of the multi-cone type for a gas turbine |
| JP6602004B2 (ja) * | 2014-09-29 | 2019-11-06 | 川崎重工業株式会社 | 燃料噴射器及びガスタービン |
| JP2024080498A (ja) * | 2022-12-02 | 2024-06-13 | トヨタ自動車株式会社 | 水素ガスタービンに適した燃焼器及びその燃焼ノズル |
| KR102532015B1 (ko) * | 2022-12-16 | 2023-05-12 | 최진민 | 보일러용 가스 혼합기 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US2838103A (en) * | 1956-04-03 | 1958-06-10 | Temple S Voorheis | Forced air draft burner construction |
| US3217779A (en) * | 1963-07-18 | 1965-11-16 | Zink Co John | Gas and liquid fuel burner combination |
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| CH679692A5 (ja) * | 1989-04-24 | 1992-03-31 | Asea Brown Boveri | |
| CH680946A5 (ja) * | 1989-12-19 | 1992-12-15 | Asea Brown Boveri | |
| CH680467A5 (ja) * | 1989-12-22 | 1992-08-31 | Asea Brown Boveri | |
| CH682952A5 (de) * | 1991-03-12 | 1993-12-15 | Asea Brown Boveri | Brenner für eine Vormischverbrennung eines flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffes. |
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-
1993
- 1993-09-06 DE DE4330083A patent/DE4330083A1/de not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-08-17 EP EP94112811A patent/EP0641971B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-08-17 DE DE59405946T patent/DE59405946D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-08-18 US US08/292,268 patent/US5489203A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-09-06 JP JP6212668A patent/JPH07208710A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
| JP2011504995A (ja) * | 2007-11-27 | 2011-02-17 | アルストム テクノロジー リミテッド | 予混合バーナ内で水素を燃焼させるための方法および装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4330083A1 (de) | 1995-03-09 |
| EP0641971A2 (de) | 1995-03-08 |
| DE59405946D1 (de) | 1998-06-18 |
| EP0641971A3 (de) | 1995-08-16 |
| EP0641971B1 (de) | 1998-05-13 |
| US5489203A (en) | 1996-02-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040220 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041029 |