JPH10103620A - 燃焼室を作動するためのバーナ - Google Patents
燃焼室を作動するためのバーナInfo
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- JPH10103620A JPH10103620A JP9256375A JP25637597A JPH10103620A JP H10103620 A JPH10103620 A JP H10103620A JP 9256375 A JP9256375 A JP 9256375A JP 25637597 A JP25637597 A JP 25637597A JP H10103620 A JPH10103620 A JP H10103620A
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Abstract
となしに、火炎安定性の強化並びに燃焼室の規定の幾何
学的形状に対する火炎の適合を生ぜしめる改良策を提供
する。 【解決手段】 バーナ前面70が、燃焼室側に少なくと
も1つのトーラス状の切欠成形部71を有するように構
成されている。
Description
上位概念として記載したように、燃焼空気流用の旋動流
発生器と、燃焼空気流内へ燃料を噴射する手段とを主体
とし、前記旋動流発生器の下流側に混合区が配置されて
おり、該混合区が、流動方向で見て最初の混合区部分の
内部に複数の移行通路を有し、該移行通路が、前記旋動
流発生器において生成した流れを、前記移行通路の下流
側に後置されてバーナ前面へ移行する混合管内へ移送さ
せるように構成された形式の、燃焼室を作動するための
バーナに関する。
るバーナは欧州特許第0704657号明細書に基づい
て公知になっており、この場合前記旋動流発生器におい
て生成された流れはスムーズに混合区内へ移流するよう
になっている。このスムーズな移流は、そのために混合
区始端部に形成された、複数の移行通路から成る幾何学
的移行形状部に基づいて行われ、該移行通路は、旋動流
発生器の作用部分体の数に相応して混合区の端面セクタ
をカバーしかつ流動方向にヘリカル状に延在している。
前記移行通路の下流側では混合区は、任意の数の膜形成
孔(Filmlegungs-bohrungen 又は prefilming bores)
を有しており、該膜形成孔は管壁に沿った流速を高める
ことを保証する。混合区には燃焼室が続いているが、こ
の場合混合区と燃焼室との間の移行部は横断面飛躍部に
よって形成され、該横断面飛躍部の平面内に逆流ゾーン
又は逆流バブルが形成される。
渦の崩壊が混合区の内部では行われず、ずっと下流で、
つまり前記の横断面飛躍部の領域で行われるように選ば
れる。混合区の長さは、全ての燃料種に対して充分な混
合品質を保証するように設計されている。
ーナに対比して、火炎安定性の強化、環境汚染物質の低
放出量、低脈動、完全燃焼、大きな運転使用範囲、諸バ
ーナ間の良好なクロス点火、コンパクトな構造、改善さ
れた混合等々の点で顕著な改善をもたらしたとは云え、
最近の予混合燃焼方式においては摩擦のない円滑な最高
レベルの運転を得るためには、火炎安定性の更なる強化
並びに、燃焼室の予め規定された幾何学的形状に対する
火炎の適合改善を必要としていることが明らかになって
いる。
で述べた形式のバーナにおいて、公知のバーナの作用効
果を何等低下させることなしに、火炎安定性の強化並び
に燃焼室の規定の幾何学的形状に対する火炎の適合を生
ぜしめる改良策を提供することである。
の本発明の構成手段は、混合区の終端部におけるバーナ
前面が、横断面飛躍部の平面内で燃焼室側に少なくとも
1つのトーラス状の切欠成形部を有するように構成され
ている点にある。
流れる燃焼空気は、トーラス状又はドーナツ状の切欠成
形部において生成するトーラス流に接触し、これによっ
て主流の旋動係数(スワール係数)が著しく増大するこ
とになる。トーラス部なしに流動する流れに対比して、
横断面飛躍部の領域で生成する逆流バブルが強力に拡大
される。この拡大は半径方向の拡がりと軸方向の緊密さ
とによって特性づけられている。これによって火炎安定
性が強化され、かつ、トーラス部の相応の構成によって
燃焼室の予め規定された幾何学的形状に火炎を所期のよ
うに適合させることが可能になる。
れスリットを有する円錐形に構成された旋動流発生器内
へ流入する燃焼空気の流入口に対してバーナヘッド側の
燃料ノズルをシフトバックすることにも関している。こ
のシフトバックによって燃料ノズルの開口は流入域の上
流に位置するので、従って燃料ノズルから噴射される燃
料スプレー円錐体は、一層大きなスプレー半径をもって
主流内へ噴入されることになる。この構成手段に基づい
て、燃料スプレーは、最初に燃焼空気と接触する際に、
膜から霧滴に崩壊されており、かつ、この燃料スプレー
の円錐周面はこの領域において係数1つ分だけ拡大され
ており、これによって燃料スプレーの拡がりが改善さ
れ、かつ燃焼空気の流入が妨げられることもなくなる。
定ジャケットの領域内に位置させた場合には、燃料ノズ
ルの開口をめぐって複数のポートを設けて、該ポートを
介して掃気を、燃料ノズルによって惹起される横断面内
へ流入させることが可能になる。この掃気用ポートの通
流横断面並びに燃料ノズルのシフトバック距離は、ガス
運転では前記ポートを通流する掃気が前記の逆流バブル
を更に下流側にシフトさせるのには不充分であるように
選ばれる。液状燃料運転では燃料スプレーは事実上ジェ
ットポンプとして作用し、これによって前記ポートを通
流する掃気流は増大し、ひいては逆流バブルを更に下流
側にシフトする、より大きな軸方向運動量が発生するこ
とになる。
域に設けたポートを通流する掃気が、円錐形の旋動流発
生器の内壁濡れを防止する点にある。
段は、請求項2以降に記載した通りである。
る。なお本発明を直接理解する上で重要でない構成部分
はすべて省略した。また諸図面において同一の構成エレ
メントには同一の符号を付した。媒体の流動方向は矢印
で表示した。
る。最初に作用する旋動流発生器100の詳細な構成に
ついては、図2乃至図5に基づいて追って説明する。こ
の旋動流発生器100は、接線方向に流入する燃焼空気
流115によって接線方向で複数回負荷される円錐形構
造体である。この円錐形構造体内で生成する流れは、旋
動流発生器100の下流側に設けられた幾何学的移行形
状部に基づいて支障無く円滑に、しかも剥離領域を発生
させることがないように移行部材200内へ導かれる。
この幾何学的移行形状部の構成については図6に基づい
て詳細に説明する。前記移行部材200は幾何学的移行
形状部の下流側で混合管20によって延長されており、
しかも前記移行部材200と混合管20は本来の混合区
220を形成する。勿論この混合区220は単一の部材
から成ることもでき、すなわち、移行部材200と混合
管20は溶着されて1つの連繋した成形体を形成し、し
かもこの場合各部分の特性は維持されたままである。移
行部材200と混合管20が2つの部材から製作される
場合には、両者は1つのスリーブリング10によって結
合されており、しかも同一のスリーブリング10の頂面
側は、旋動流発生器100のための定着面として役立て
られる。このようなスリーブリング10は更に又、諸種
の混合管を使用できるという利点を有している。混合管
20の下流側には本来の燃焼室30が位置している。但
し該燃焼室30は図1では単に1本の炎管によって具象
化されているにすぎない。混合区220は、旋動流発生
器100の下流側に、異種の燃料の完璧な予混合を達成
できる限定区間を提供するという役目を充分に果たして
いる。更にこの混合区、要するに主として混合管20
は、損失無く流れを導くことを可能にするので、幾何学
的移行形状部とも作用結合して第1に逆流ゾーン又は逆
流バブルが形成することがなく、これによって混合区2
20の全長にわたってあらゆる燃料種のための混合品質
に影響を及ぼすことが可能になる。しかも該混合区22
0は別の特性も有している。この別の特性は、混合区2
20自体において軸方向速度プロフィールが軸線上で顕
著な最大値を有しているので、燃焼室30からの火炎の
逆着火(逆火)が不可能である点にある。このような構
成の場合、前記の軸方向速度が壁寄りでは低下するのは
勿論のことである。この領域においても逆火を抑えるた
めに混合管20には流動方向及び周方向で多種多様の横
断面と方向とをもった任意の数の孔21が規則的又は不
規則的に配分して穿設されており、この孔を通って空気
量が混合管20の内部に流入し、かつ膜を形成するよう
に壁に沿って速度の増大化を惹起する。同等の作用を達
成するための別の手段は、混合管20の通流横断面が、
すでに述べた幾何学的移行形状部を形成する移行通路2
01の下流側で狭窄され、これによって混合管20の内
部の全速度レベルが高められる点にある。図1では前記
孔21はバーナ軸線60に対して鋭角を成して延びてい
る。更に移行通路201の出口は、混合管20の最も狭
い通流横断面に等しい。従って前記移行通路201は各
横断面差をカバーし、その場合、生成した流れにネガテ
ィブな影響を及ぼすことはない。混合管20に沿って管
流40をガイドする場合に選ばれた手段が、許容不能の
圧力損失を惹起する場合には、該混合管の端部に、図面
には図示しなかったデフューザを設けることによって対
処することが可能である。次いで混合管20の端部には
燃焼室30が接続しており、しかも混合管20の通流横
断面と燃焼室30の通流横断面との間には、バーナ前面
70によって形成された横断面飛躍部(図8乃至図11
参照)が設けられている。ここで始めて中央の逆流ゾー
ン50が形成され、該逆流ゾーンは、実体のない保炎器
の特性を有している。運転中に前記横断面飛躍部の内部
で流体力学的縁域が形成され、該流体力学的縁域におい
て、其処で支配する負圧によって渦剥離が生じると、こ
れに基づいて逆流ゾーン50の環状安定化が強化される
ことになる。燃焼室30は端面側に任意数のポート31
を有し、該ポートを通って空気量が横断面飛躍部内へ直
接流入し、就中、逆流ゾーン50の環状安定化を強化す
るために寄与する。ここで看過する訳にはいかないこと
は、安定的な逆流ゾーン50を発生させるためには管内
において充分に高いスワール(旋動)係数を必要とする
点である。このような高いスワール係数が当初は所望さ
れていなかった場合でも、管端部において例えば接線方
向のポートを介して強く旋動される小さな空気流を供給
することによって、安定的な逆流ゾーンを発生させるこ
とが可能である。その場合の条件は、この安定的な逆流
ゾーン発生のために必要とする空気量が総空気量の約5
〜20%であることである。逆流ゾーン又は逆流バブル
50を安定化させるために混合管20の端部のバーナ前
面70を構成することに関しては、図8乃至図11に就
いての説明を参照されたい。
するためには、図2に図3を同時に関係づけるのが有利
である。更にこの図2を、概観できないほど必要以上に
詳細に作図しないようにするために、図3に略示した誘
導プレート121a,121bは図2では示唆する程度
に作図されているにすぎない。以下の図2についての説
明において、必要に応じて前記の諸図面を参照すること
にする。
に示した旋動流発生器100を形成している。該旋動流
発生器100は2つの中空円錐形部分体101,102
から成り、両中空円錐形部分体は、互いにずらして互い
に入り組むように配置されている。中空円錐形部分体の
個数は、図4及び図5に示したように2個より多くても
よいのは勿論である。この個数は、追って詳説するよう
に、バーナの運転方式にそれぞれ関連している。或る特
定の運転状況にあっては、ただ1つのスパイラルから成
る旋動流発生器を設けることを排除するものではない。
各中空円錐形部分体101,102の中心軸線つまり長
手方向対称軸線101b,102bの相互ずれによっ
て、鏡面対称に配置された隣接壁では、それぞれ接線方
向の通路、つまり空気取入れスリット119,120
(図3)が形成され、該空気取入れスリットを通って燃
焼空気115が旋動流発生器100の内室へ、つまり旋
動流発生器の円錐中空室114内へ流入する。図示の中
空円錐形部分体101,102の円錐形状は流動方向
で、所定の固定角度を有している。勿論また運用条件に
応じて中空円錐形部分体101,102は流動方向で、
トランペット状又はチューリップ状に、漸増又は漸減す
る円錐勾配を有することもできる。たった今述べた形状
は、当業者には容易に追感かつできる推考できることな
ので、その図示は省いた。両中空円錐形部分体101,
102はそれぞれ円筒形始端部分101a,102aを
有し、両円筒形始端部分は、両中空円錐形部分体10
1,102のように矢張り互いにずらされて延びている
ので、接線方向の空気取入れスリット119,120は
旋動流発生器100の全長にわたって存在している。円
筒形始端部分の領域内に、特に液状燃料112用のノズ
ル103が収容されており、該ノズルの燃料噴射口10
4は、中空円錐形部分体101,102によって形成さ
れた円錐中空室114の最狭横断面にほぼ合致してい
る。ノズル103の噴射能と噴射方式は各バーナの規定
のパラメータに依存している。勿論また旋動流発生器1
00は純然たる円錐形に、要するに円筒形始端部分10
1a,102aなしに構成することもできる。各中空円
錐形部分体101,102は更にまた夫々1本の燃料導
管108,109を有し、該燃料導管は前記の接線方向
の空気取入れスリット119,120に沿って配置され
て複数の噴射ポート117を有しており、該噴射ポート
を通って特にガス状燃料113が、矢印116で示した
ように、そこを通流する燃焼空気115内へ噴射され
る。前記燃料導管108,109は、最適の空気/燃料
混合気を得るために殊に有利には、遅くとも接線方向の
空気取入れスリットの終端部において、しかも円錐中空
室114への入口の手前に配置されている。ノズル10
3を通って導かれる燃料は、すでに述べた通り通常の場
合は液状燃料112であり、その場合、別の媒体との混
合気形成も容易に可能である。この液状燃料112は鋭
角を成して円錐中空室114内へ噴射される。ノズル1
03から次いで燃料スプレー円錘体105つまり燃料噴
射流プロフィールが形成され、該燃料スプレー円錐体
は、接線方向に流入して旋回する燃焼空気115によっ
て包囲される。噴射された液状燃料112の濃度は軸方
向で見て、混合のために流入する燃焼空気115によっ
て、気化する方向に連続的に減少される。ガス状燃料1
13が噴射ポート117を介して装入される場合には、
燃料/空気混合気の形成は、空気取入れスリット11
9,120の終端部で直接行われる。燃焼空気115が
付加的に予熱されているか、又は例えば戻される煙道ガ
ス又は排ガスによって富化されている場合には、これ
は、前記混合気が下流側の後置段へ流入する以前に、液
状燃料112の気化を持続的に助成する。燃料導管10
8,109を介して液状燃料を供給しようとする場合も
同等のことが当て嵌まる。円錐角及び接線方向の空気取
入れスリット119,120に関して中空円錐形部分体
101,102を構成する場合、燃焼空気115の所望
の流動フィールドが旋動流発生器100の出口で生じ得
るようにするために、本来狭い限界範囲が厳守されねば
ならない。一般的に云えば、接線方向の空気取入れスリ
ット119.120の縮小化は、旋動流発生器の領域に
おいてすでに逆流ゾーンのより迅速な形成を促進する。
旋動流発生器100の内部における軸方向速度は、軸方
向燃焼空気流を適当に供給すること(図示せず)によっ
て変化することができる。適正な旋動流の発生は、旋動
流発生器100に後置された混合管の内部における流れ
剥離の生成を阻止する。更にまた旋動流発生器100の
構成は、接線方向の空気取入れスリット119,120
の大きさを変化させるのに殊に適しており、ひいては旋
動流発生器100の構造長を変化させること無しに比較
的大きな運転帯域幅をカバーすることが可能になる。勿
論また中空円錐形部分体101,102は別の平面内に
おいても互いに相対的にシフト可能であり、これによっ
て両者をオーバーラップさせるようにすることもでき
る。更に両中空円錐形部分体101,102を、逆向き
の回転運動によってスパイラル状に相互に入り込ませる
ことも可能である。従って接線方向の空気取入れスリッ
ト119,120の形状、大きさ及び構成配置を任意に
変化させ、ひいては旋動流発生器100を、その構造長
を変化させないままで万能的に使用することが可能であ
る。
態をもった誘導プレート121a,121bは流れ導入
機能を有し、しかも該誘導プレートはその長さに応じ
て、中空円錐形部分体101,102の各端部を、燃焼
空気115に対して流れ到来方向に延長している。円錐
中空室114内への燃焼空気115の誘導通路作用は、
円錐中空室114への該通路の入口域に配置された旋回
支点123を中心とする誘導プレート121a,121
bの開閉によって最適化することができ、この誘導プレ
ートの開閉は特に、接線方向の空気取入れスリット11
9,120の元のギャップ寸法をダイナミックに変化さ
せようとする場合に必要である。勿論また、前記の動的
な手段を静的手段に構成することも可能であり、その場
合、要求される誘導プレートは、中空円錐形部分体10
1,102と共に1つの固定的な一体構成部分を形成す
る。また旋動流発生器100は誘導プレート無しに運転
することもでき、或いは該誘導プレートに代わる別の補
助手段を設けることも可能である。
器100は、4個の中空円錐形部分体130,131,
132,133から構成されている。各中空円錐形部分
体130,131,132,133に所属する長手方向
対称軸線は、符号130a,131a,132a,13
3aで表されている。この実施形態について云えること
は、この構成によって発生する旋動強さがより小さいこ
とに基づいて、かつ相応に拡大されたスリット幅と相俟
って、旋動流発生器の下流側の混合管内で渦流が崩壊す
るのを防止するのに最も適しており、この渦流崩壊防止
によって、混合管に課された役割を混合管は最良に果た
すことができる。
部分体140,141,142,143がブレード断面
形状を有していることであり、該ブレード断面形状は或
る流れを生成するために設けられる。因みに旋動流発生
器の作動方式は等しい。燃焼空気流115内への燃料1
16の混加は、ブレード断面形状の内部から行われる。
すなわち燃料導管108は本実施形態では、個々のブレ
ード内に一体に組込まれている。図5においても個々の
中空円錐形部分体140,141,142,143に所
属する長手方向対称軸線は、符号140a,141a,
142a,143aで表されている。
立体的に図示されている。幾何学的移行形状部は、図4
又は図5に相応して4個の中空円錐形部分体を備えた旋
動流発生器100のために構成されている。従って幾何
学的移行形状部は、上流で作用する中空円錐形部分体の
自然な延長部として4つの移行通路201を有してお
り、これによって前記中空円錐形部分体の円錐四半面
は、混合管の壁に交わるまで延長される。同等の事項
は、旋動流発生器が、図2について記載した原理とは異
なった原理に基づいて構成されている場合にも当て嵌ま
る。個々の移行通路201の、下方へ向かって流動方向
に延びる面は、流動方向にスパイラル状に延びる形状を
有し、該スパイラル形状は、この場合移行部材200の
通流横断面が流動方向で円錐形に拡張しているという事
実に相応して、鎌形状の曲線経過を描いている。流動方
向での移行通路201の旋動流角度は、管流に続いて燃
焼室入口の横断面飛躍部に至るまでに、噴射された燃料
との完璧な予混合を実現するのに充分大きな距離が残さ
れているように選ばれている。更に又、前記の構成手段
によって、旋動流発生器の下流側の混合管壁に沿った軸
方向速度も増速される。幾何学的移行形状部と、混合管
域における構成手段とに基づいて、混合管の中心点寄り
の軸方向速度の顕著な上昇が得られるので、早期着火の
危険が決定的に阻止される。
aは、図2乃至図5との関連において詳細に説明され
た。図7における重要な点は、燃料ノズル103aが中
点に配置されていることであり、しかも該燃料ノズルは
円錐形通流横断面の始端部125に対して上流側へシフ
トバックされており、その場合該シフトバック距離12
6は、選択した燃料スプレー円錐角度105に関連して
おり、かつ該シフトバック距離126は、前記始端部に
おける横断面の直径にほぼ等しい長さである。このシフ
トバックによって燃料ノズル103aの燃料噴射口10
4は、頭部側の固定的な円筒形始端部分101a,10
2aの領域内に位置することになる。燃料ノズル103
aのシフトバックによって生じる燃料スプレー円錐体1
05は、より大きな円錐半径でもって、バーナの円錐中
空室114内への燃焼空気の主流によって被覆される領
域内へ流入するので、燃料スプレー円錐体105はこの
領域では最早固定的な緊密体としては挙動せず、むしろ
すでに霧滴に崩解されており、従って燃焼空気によって
容易に侵透可能である。燃料スプレー円錐体105への
燃焼空気115の合流はもはや阻止されず、これは、燃
料スプレー円錐体105が一層容易に燃焼空気によって
侵透され得ることによって、混合品質を改善するプラス
の方向に作用する。更に又、燃料噴射口114の平面域
には、半径方向又はほぼ半径方向に配置した複数のポー
ト124が設けられており、該ポートを通って掃気が、
燃料ノズル103aのサイズによって規定される横断面
内へ流入する。前記ポート124の通流横断面は、ガス
状燃料の使用時には前記ポートを通流する空気質量流が
逆流ゾーン(図1参照)を更に下流寄りにシフトさせる
のには不充分であるように選ばれる。液状燃料の使用時
には燃料スプレー円錐体105は事実上ジェットポンプ
として作用し、これによって前記ポート124を通る空
気質量流は増加する。その結果、逆流ゾーンを更に下流
寄りにシフトさせる、より大きな軸方向運動量が生じ、
これは、火炎の逆着火を防止する良好な対処手段として
作用する。略示した中空円錐形部分体101,102並
びに接線方向の空気取入れスリット119,120の形
態と作用については、図2乃至図5に基づいてすでに詳
説した通りである。
に、バーナ前面70を形成する半径方向終端縁に沿って
トーラス(ドーナツ状)部71がどの様に切欠成形され
ているかが図示されている。原則として該トーラス部7
1のサイズは、混合区に所属する混合管20の内部にお
ける主流又は管流40に関連している。すなわち:トー
ラス部71は、主流40がトーラス部によって生成され
るトーラス流72に接触して、これによって旋動(スワ
ール)係数が著しく増大するように選ばれる。前記接触
に基づいて同時に、バーナ軸線60に対して斜めに偏向
された主流73が生じ、この偏向された主流は前記トー
ラス流72に対して接線方向に進展する。このトーラス
部71に起因して生じる流体動特性は、図1において示
唆したように、逆流バブルつまり逆流ゾーン50をトー
ラス部のない流れに対比して強力に拡大し、ひいてはこ
の領域における火炎安定性の強化を惹起する責務を負っ
ている。この図8から判るトーラス部71は、混合管2
0の内縁を起点として半円形を描いている。半径方向に
残留する半径方向終端縁、つまり残留するバーナ前面7
0はトーラス部71の半円形トーラスプロフィールを経
たのち変化しない元の状態を維持する。
されている。該トーラス部は四半円形トーラスプロフィ
ール74から半径方向終端縁75へ移行し、該半径方向
終端縁は、図8に示した元のバーナ前面70からシフト
バックされている。この場合も旋動係数の強力な増大化
が生じ、かつ前述の理由に基づいて逆流バブル50の強
化が生じる。
に、トーラス部の形成は種々様々な形式によって可能で
あり、この場合以下のことが重要である。すなわち、ト
ーラス流72は、主流40によって駆進され、該主流4
0は図示の方向に偏向される。
に関しては、図8に示した構成に相当している。図10
において意図されている改良手段は、主流40に加えて
更に二次流76によって駆進されるトーラス流72に関
する。この二次流76は、バーナ前面を形成する半径方
向終端縁70のための冷却空気流を同時に形成してい
る。
変化態様であり、ここではトーラス流72の形成に関連
して燃料パイロット段77を一緒に構成することを可能
にする原理的手段が図示されている。燃料パイロット段
77に所属しかつ軸方向に延びる通路は、燃料をトーラ
ス流72内へ導入し、かつ燃料にパイロット処理を施す
ために役立てられ、しかも該通路はトーラス部71のほ
ぼ最高部位に開口している。
バーナとして構成されたバーナの概略断面図である。
て示した斜視図である。
ら成る旋動流発生器の概略図である。
学的形状の立体図である。
当の旋動流発生器の概略断面図である。
形成されたトーラス流発生手段の第1実施態様の概略図
である。
形成されたトーラス流発生手段の第2実施態様の概略図
である。
に形成されたトーラス流発生手段の第3実施態様の概略
図である。
に形成されたトーラス流発生手段の第4実施態様の概略
図である。
する混合管、 21ポート、 30 燃焼室、 31
ポート、 40 混合管内の管流又は主流、 5
0 逆流ゾーン又は逆流バブル、 60 バーナ軸
線、 70半径方向終端縁としてのバーナ前面、 71
トーラス部、 72 トーラス流、 73 偏
向された主流、 74 四半円形トーラスプロフィー
ル、 75 シフトバックされた半径方向終端縁、
76 二次流又は冷却空気流、 77 燃料パイロ
ット段、 100,100a 旋動流発生器、10
1,102 中空円錐形部分体、 101a,102
a 円筒形始端部分、 101b,102b 長手
方向対称軸線、 103,103a 燃料ノズル、
104 燃料噴射口、 105 燃料スプレー円錘
体又は燃料スプレー円錐角度、 108,109 燃
料導管、 112 液状燃料、113 ガス状燃
料、 114 円錐中空室、 115 燃焼空気
又は燃焼空気流、 116 燃料導管から噴射される
燃料を示す矢印、 117噴射ポート、 119,12
0 接線方向の空気取入れスリット、 121a,1
21b 誘導プレート、 123 誘導プレートの
旋回支点、 124 ポート、 125 円錐形通
流横断面の始端部、 126 円錐形通流横断面始端
部に対する燃料ノズルのシフトバック距離、 130,
131,132,133 中空円錐形部分体、 13
0a,131a,132a,133a 長手方向対称
軸線、 140,141,142,143 ブレード
断面形状の中空円錐形部分体、 140a,141a,
142a,143a 長手方向対称軸線、 200
混合区部分を成す移行部材、 201 移行通路、2
20 混合区
Claims (18)
- 【請求項1】 燃焼空気流用の旋動流発生器と、燃焼空
気流内へ燃料を噴射する手段とを主体とし、前記旋動流
発生器の下流側に混合区が配置されており、該混合区
が、流動方向で見て最初の混合区部分の内部に複数の移
行通路を有し、該移行通路が、前記旋動流発生器におい
て生成した流れを、前記移行通路の下流側に後置されて
バーナ前面へ移行する混合管内へ移送させるように構成
された形式の、燃焼室を作動するためのバーナにおい
て、バーナ前面(70)が、燃焼室側に少なくとも1つ
のトーラス状の切欠成形部(71,74)を有するよう
に構成されていることを特徴とする、燃焼室を作動する
ためのバーナ。 - 【請求項2】 バーナ前面(70)内に設けたトーラス
状の切欠成形部(71)が半円形を描いている、請求項
1記載のバーナ。 - 【請求項3】 バーナ前面(70)内に設けたトーラス
状の切欠成形部(74)が四半円形を描いており、該四
半円形が次いで、バーナ前面(70)からシフトバック
された終端縁(75)へ移行している、請求項1記載の
バーナ。 - 【請求項4】 トーラス状の切欠成形部(71,74)
のプロフィールが、混合管(20)の内壁とバーナ前面
(70)との間の移行部で始まっている、請求項1記載
のバーナ。 - 【請求項5】 トーラス状の切欠成形部(71,74)
が、二次空気(76)及び/又は燃料(77)を流入さ
せるために、前記トーラス状の切欠成形部で生成される
トーラス流(72)へ開口する少なくとも1つの通路を
有している、請求項1記載のバーナ。 - 【請求項6】 混合区(220)における移行通路(2
01)の数が、旋動流発生器(100,100a)によ
って生成される部分流の数に等しい、請求項1記載のバ
ーナ。 - 【請求項7】 移行通路(201)に後置された混合管
(20)が、前記混合管(20)の内部に空気流を噴射
するための複数のポート(21)を流動方向及び周方向
に有している、請求項1記載のバーナ。 - 【請求項8】 ポート(21)が、混合管(20)のバ
ーナ軸線(60)に対して鋭角を成して延びている、請
求項7記載のバーナ。 - 【請求項9】 移行通路(201)の下流側における混
合管(20)の通流横断面が、旋動流発生器(100,
100a)内で生成した流れ(40)の横断面よりも小
又は大であるか、或いは該横断面に等しい、請求項1記
載のバーナ。 - 【請求項10】 混合区(220)の下流に燃焼室(3
0)が配置されており、前記の混合区(220)と燃焼
室(30)との間に、該燃焼室(30)の初期流動横断
面を惹起する横断面飛躍部が存在し、かつ該横断面飛躍
部の流域において逆流ゾーン(50)が作用可能であ
る、請求項1記載のバーナ。 - 【請求項11】 バーナ前面(70)の上流にデフュー
ザ及び/又はベンチュリ区が存在している、請求項1記
載のバーナ。 - 【請求項12】 旋動流発生器(100,100a)
が、流動方向で相互に入り組み合った少なくとも2個の
中空円錐形部分体(101,102;130,131,
132,133;140,141,142,143)か
ら成り、該中空円錐形部分体の各長手方向対称軸線(1
01b,102b;130a,131a,132a,1
33a;140a,141a,142a,143a)が
相互にずれて延在し、前記中空円錐形部分体の隣接した
壁が該中空円錐形部分体の長手方向延在範囲にわたっ
て、燃焼空気(115)用の接線方向の空気取入れスリ
ット(119,120)を形成しており、かつ前記中空
円錐形部分体によって形成された円錐中空室(114)
内に少なくとも1つの燃料ノズル(103,103a)
が配置されている、請求項1記載のバーナ。 - 【請求項13】 接線方向の空気取入れスリット(11
9,120)の長手方向延在範囲内に別の複数の燃料噴
射ポート(117)が配置されている、請求項12記載
のバーナ。 - 【請求項14】 中空円錐形部分体(140,141,
142,143)がブレード状の成形横断面を有してい
る、請求項12記載のバーナ。 - 【請求項15】 中空円錐形部分体が流動方向で見て固
定円錐角或いは漸増又は漸減する円錐勾配を有してい
る、請求項12記載のバーナ。 - 【請求項16】 中空円錐形部分体がスパイラル状に相
互に入り組み合っている、請求項12記載のバーナ。 - 【請求項17】 燃料ノズル(103)が接線方向の空
気取入れスリット(119,120)の始端部に対して
距離(126)分だけシフトバックされている、請求項
12記載のバーナ。 - 【請求項18】 距離(126)の区間に、二次空気を
流入させるための複数の半径方向又はほぼ半径方向のポ
ート(124)が設けられている、請求項17記載のバ
ーナ。
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