JP2000274688A - バーナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１の流路４５とそれを外囲する第２の流路
４７を規定する第１，２のノズル手段１０，１２と、第
１，２の流路４５，４７に燃焼用ガスを供給する為の第
１，２のガス供給手段２８，３０と、第１，２の流路４
５，４７に空気を供給する為の空気流路８とを備え、第
１のノズル手段１０の混合ガスを点火する点火手段５６
を備えたバーナ装置において、混合状態を促進し、ＮＯ
ｘの発生を抑制することを目的とする。 【解決手段】 第２の流路４７内において、第１のノズ
ル手段１０の外周壁から第２のノズル手段１２内の径方
向過半部に突出して設けられ、周方向に均等に配設され
た複数の管材５３を備えるとともに、管材の管壁に複数
のガス孔５４を備え、第２のガス供給手段３０が、燃焼
用ガスを管材５３の内部に供給し、複数のガス孔５４を
介して第２の流路内に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼用ガスを燃焼
する為のバーナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地域発電、地域暖房などを行う為に、種
々のコージェネレーションシステムが提案されている。
このようなコージェネレーションシステムの代表的な１
つのシステムは、燃焼ガスを燃焼する為のバーナ装置
と、バーナ装置によって燃焼された燃焼ガスによって回
転駆動されるガスタービンとを備え、ガスタービンの回
転を利用して発電が行われる。

【０００３】このようなガスタービンに用いられるバー
ナ装置は、第１のガス供給手段からの燃焼用ガスが供給
され、第１の流路を規定する第１のノズル手段と、第２
のガス供給手段からの燃焼用ガスが供給され、第１のノ
ズル手段を外囲する第２の流路を規定する第２のノズル
手段とを備えている。第１のノズル手段は第１の流路を
規定し、第１の流路を流れる空気流に第１のガス供給手
段からの燃焼用ガスが噴出され、これによって希薄混合
ガスが生成される。又、第２の流路を流れる空気流に第
２のガス供給手段からの燃焼用ガスが噴出され、これに
よって第１のノズル手段の希薄混合ガスよりもガス濃度
の低い希薄混合ガスが生成される。このようなバーナ装
置では、第１のノズル手段の混合ガスのガス濃度が第２
のノズル手段の混合ガスのガス濃度よりも高いので、第
１のノズル手段の混合ガスが燃焼され、そしてこの第１
のノズル手段の燃焼ガスを利用して第２のノズル手段の
混合ガスが燃焼される。燃焼ガスをこのように燃焼する
ことができ、これによって窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生
を抑えた燃焼が可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たバーナ装置では、次の通り解決すべき問題が存在す
る。第２のノズル手段内の燃焼用ガスと空気との混合が
良好に行われないと、第２のノズル手段内において、燃
焼用ガスの濃度の偏りが生じる。この偏りによって、第
２のノズル手段の下流側の燃焼ガスの燃焼ガスの温度に
偏りを生じ、燃焼ガスの最高温度と最低温度の差が大き
くなる。一般に、バーナ装置からの燃焼ガスをガスター
ビンに送給する場合、送給される燃焼ガスの最高温度が
ガスタービンの耐熱温度を超えないようにする必要があ
る。それゆえに、上述したバーナ装置においては、燃焼
ガスの最高温度をガスタービンの耐熱温度、例えば１２
００℃以下に設定する必要があり、このようにしたと
き、中心付近から離れた部位の燃焼ガスの燃焼温度が低
くなる。その結果、ガスタービンに送給される燃焼ガス
の平均温度が低くなり、バーナ装置を含むシステムの熱
効率が悪くなり、高温部分が生じることで、ＮＯｘの発
生の原因となっていた。

【０００５】本発明の目的は、バーナ装置における燃焼
の偏りを防止し、これによって燃焼ガスの平均温度を高
め、更にはＮＯｘの発生を抑制することができるバーナ
装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明に係るバーナ装置は、請求項１に記載されてい
るように、第１の流路を規定する第１のノズル手段と、
前記第１のノズル手段を外囲する第２の流路を規定する
第２のノズル手段と、前記第１の流路に燃焼用ガスを供
給する為の第１のガス供給手段と、前記第２の流路に燃
焼用ガスを供給する為の第２のガス供給手段と、前記第
１および前記第２の流路に空気を供給する為の空気流路
とを備え、前記第１のノズル手段の混合ガスを点火する
点火手段を備えたバーナ装置であって、前記第２の流路
内において、前記第１のノズル手段の外周壁から前記第
２のノズル手段内の径方向過半部に突出して設けられ、
周方向に均等に配設された複数の管材を備えるととも
に、前記管材の管壁に複数のガス孔を備え、前記第２の
ガス供給手段が、前記燃焼用ガスを前記複数の管材の内
部に供給し、前記複数のガス孔を介して前記第２の流路
内に供給する。即ち、第２のノズル手段の第２の流路内
に、複数の管材を周方向に均等に配設し、その管材に設
けられた複数のガス孔から燃焼用ガスを第２の流路内に
噴出する構成となっている。このように構成することに
より、空気の流れは、管材が均等に設けられていること
から、第２の流路内において、均一な乱流状態となり、
その空気に複数のガス孔から燃焼用ガスを噴出させるこ
とで、空気と燃焼用ガスの混合が促進され、混合状態が
良好なものとなる。その混合ガスが燃焼した燃焼ガス
は、第２のノズル手段の流れ方向に直角な断面において
の温度分布の偏差が少なくなる。よって、燃焼ガスの平
均温度を高める燃焼ができ、更に最高温度によるＮＯｘ
の発生を抑制することができる。

【０００７】又、上記のようなバーナ装置において、請
求項２に記載されているように、前記複数の管材の本数
が４〜２４本であり、各前記管材における前記ガス孔の
数量が３〜１０個であることが好ましい。即ち、管材の
本数を４本以上とすることで、空気が均一な乱流状態と
なり、燃焼用ガスと空気の混合が促進され、２４本以下
とすることで、第２の流路内における圧損等が少なくて
すみ、簡単に構成することができる。更に、ガス孔の数
量を、１本の管材において３個以上とすることで、空気
と燃焼用ガスの混合状態が良好なものとなり、１０個以
下とすることで、簡単な構成で、このガス孔を設けた管
材を製作することができる。又、好ましくは、上記管材
の本数を８本とし、１本の管材に設けるガス孔の数量を
５個とすることで、第２の流路における燃焼用ガスと空
気の混合が促進され、温度分布の偏差が少なくなり、簡
単な構成でＮＯｘ発生を抑制することができる。

【０００８】更に、上記のようなバーナ装置において、
請求項３に記載されているように、前記複数のガス孔
が、各前記管材において前記第２の流路の軸周りの周方
向において同一方向に開口を有して備えられていること
が好ましい。即ち、上記のように構成することで、管材
の近傍を流通する空気の流れに対して直角方向に燃焼用
ガスを噴出して、混合を促進することができる。更に、
請求項４に記載されているように、前記複数のガス孔
が、各前記管材において、等間隔に開口を有して備えら
れていることが好ましく、空気に対して均等にガスを噴
出することができる。更に、請求項５に記載されている
ように、すべての前記ガス孔が、前記第２の流路の軸周
りの周方向において同一方向に開口を有して備えられて
いることが好ましく、等間隔で配設された各管材の間の
空間において、前記第２の流路の軸周りの周方向におい
て同一方向に燃焼用ガスを噴出することとなるので、供
給された空気に均等に混合ガスを噴出することができ
る。よって、第２の流路内における、空気と燃焼用ガス
の混合状態は良好なものとなり、その混合ガスが燃焼し
た燃焼ガスの温度分布の偏差が更に少なくなり、ＮＯｘ
の発生を抑制することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に従うバーナ装置の一実施形態について説明する。図
１は、本発明に従うバーナ装置の一実施形態を簡略的に
示す断面図であり、図２は、図１のバーナ装置の一部を
拡大して示す断面図であり、図３は、図２におけるＩＩ
Ｉ−ＩＩＩ線による断面図である。

【００１０】図１を参照して、図示のバーナ装置は、バ
ーナテスト用ケースのディフューザ部２を備え、このデ
ィフューザ部２に円筒状のテストケース４が装着され、
テストケース４は図１において右方に延びている。テス
トケース４内には燃焼ケース６が配設されている。燃焼
ケース６は円筒状で、テストケース４に同心状に配設さ
れている。燃焼ケース６の一端部（図１において左端
部）はディフューザ部２に装着され、その他端部は図１
において右方に延びている。ディフューザ部２には、ま
た、空気流路８が形成され、この空気流路８を通して燃
焼用空気が燃焼ケース６の一端部に供給される。この燃
焼用空気は、例えば、コンプレッサ（図示せず）によっ
て圧縮された状態にて送給される。

【００１１】この実施形態では、燃焼ケース６の一端部
内に第１のノズル手段１０、第２のノズル手段１２およ
び燃焼筒１４が配設されている。図２をも参照して、デ
ィフューザ部２の一部には取付支持ブロック１６が装着
され、この取付支持ブロック１６に外ガス送給管１８の
一端部が装着され、この外ガス送給管１８の他端部に噴
射ノズル体２０が装着されている。噴射ノズル体２０は
内部に空間２２が形成され、この内部空間２２を軸線方
向に貫通して仕切スリーブ２４が装着され、この仕切ス
リーブ２４によって上記内部空間２２が内側の第１空間
２２ａとこの第１空間２２ａの外側の第２空間２２ｂと
に仕切られている。外ガス送給管１８の他端部は、噴射
ノズル体２０の第２空間２２ｂに連通されている。又、
外ガス送給管１８の内側には内ガス送給管２６が同心状
に配設され、その一端部が取付支持ブロック１６に装着
され、その他端部が噴射ノズル体２０に装着されてい
る。この内ガス送給管２６は、噴射ノズル体２０の第１
空間２２ａに連通されている。

【００１２】内ガス送給管２６には、これに燃焼用ガス
を供給する為の第１のガス供給手段が接続されている。
第１のガス供給手段は、燃焼用ガスが蓄えられたガス供
給源（図示せず）、ガス供給源から燃焼用ガスを導くガ
ス送給管２８およびガス送給管２８を通して送給される
ガスの流量を制御する流量制御手段、例えば流量制御弁
（図示せず）を含み、ガス送給管２８が内ガス送給管２
６に連通されている。又、外ガス供給管１８には、これ
に燃焼用ガスを供給する為の第２のガス供給手段が接続
されている。第２のガス供給手段は、燃焼用ガスが蓄え
られたガス供給源（図示せず）、ガス供給源から燃焼用
ガスを導くガス送給管３０およびガス送給管３０を通し
て送給されるガスの流量を制御する流量制御手段、例え
ば流量制御弁（図示せず）を含み、ガス送給管３０が外
ガス送給管１８に連通されている。なお、燃焼用ガスと
しては、例えば、都市ガスを好都合に用いることができ
る。

【００１３】第１のノズル手段１０は、噴射ノズル体２
０の外側に装着されている。図示の第１のノズル手段１
０は第１の円筒状部材３２から構成され、この第１の円
筒状部材３２の一端部には周方向に間隔を置いて半径方
向内方に突出する内突起３４が一体的に設けられ、複数
個の内突起３４を介して第１の円筒状部材３２が噴射ノ
ズル体２０に同心状に支持されている。このように構成
されているので、第１の円筒状部材３２と噴射ノズル体
２０との間には、周方向のほぼ全域に渡って環状の隙間
が存在し、空気流路８からの空気はかかる隙間を通して
第１の円筒状部材３２内に導かれる。

【００１４】噴射ノズル体２０の先端部と第１の円筒状
部材３２の一端部との間には、第１のスワラ３６が配設
されている。第１のスワラ３６は、周方向に間隔を置い
て配設された複数個のフィンから構成され、噴射ノズル
体２０と第１の円筒状部材３２との隙間を通して流れる
空気は、かかる第１のスワラ３６によって旋回流とな
り、旋回流の状態で第１の円筒状部材３２内を図１およ
び図２において右方に流れる。第１のスワラ３６は第１
の円筒状部材３２と一体的に形成してもよく、また別体
に形成して両者の間に介在させてもよい。

【００１５】第２のノズル手段１２は、第１のノズル手
段１０の外側に装着されている。図示の第２のノズル手
段１２は第２の円筒状部材３８から構成され、この第２
の円筒状部材３８の一端部が第２のスワラ４０を介して
第１の円筒状部材３２の外側にこれに同心状に装着され
ている。第２のスワラ４０は、周方向に間隔を置いて配
設された複数個のフィンから構成され、第１の円筒状部
材３２と第２の円筒状部材３８との間に導かれる空気
は、かかる第２のスワラ４０の作用によって旋回流とな
り、旋回流の状態で第２の円筒状部材３８内を図１およ
び図２において右方に流れる。この第２のスワラ４０
は、第２の円筒状部材３８と一体的に形成してもよく、
また別体に形成して第１および第２の円筒状部材３２，
３８の間に介在させてもよい。

【００１６】第２の円筒状部材３８の一端部には半径方
向外方に突出する環状フランジ４２が一体的に設けら
れ、この環状フランジ４２の先端部に燃焼筒１４の一端
部が取付ねじ４４によって取付けられている。燃焼筒１
４は円筒状部材から構成され、第１および第２の円筒状
部材３２，３８に同心状に配設され、この燃焼筒１４と
燃焼ケース６との間にも環状の外空間が存在する。

【００１７】この実施形態では、噴射ノズル体２０先端
部には周方向に間隔を置いて８個の第１噴出孔４６が形
成され、これら第１噴射孔４６が噴射ノズル体２０の第
１空間２２ａに連通している。又、噴射ノズル体２０の
中間部には半径方向に延びる８個の第２噴出孔４８が周
方向に間隔を置いて形成され、これら第２噴出孔４８が
噴射ノズル体２０の第２空間２２ｂに連通している。更
に、第１円筒状部材３２の内突起３４には貫通孔５０が
形成され、かかる貫通孔５０が対応する第２噴出孔４８
に接続されている。更に、図３も参照して、第１のノズ
ル手段１０の外周壁である円筒状部材３２から第２のノ
ズル手段１２の外周壁である円筒状部材３８に架設され
た管材５３を、周方向に均等な間隔を置いて８本設け、
各管材５３において等間隔に５個のガス孔５４を、すべ
てのガス孔５４が周方向において同一の方向に開口を有
しているように形成している。

【００１８】このように構成されているので、ガス送給
管２８を通して供給される燃焼用ガスは、内ガス送給管
２６を通して噴射ノズル体２０の第１空間２２ａに送給
され、第１噴出孔４６を通して噴出される。第１のノズ
ル手段１０は、図１および図２に示すとおり、第１の円
筒状部材３２によって第１の流路４５を規定し、空気流
路８を流れる空気の一部は噴射ノズル体２０と第１の円
筒状部材３２との間を通して第１の流路４５に導かれ、
第１噴出孔４６から噴出される燃焼用ガスは、第１のス
ワラ３６によって旋回流となって流れる空気流に向けて
噴出され、旋回流の作用によって実質上均一に混合され
て混合ガス（燃焼用ガスと空気との希薄混合ガス）とな
る。この第１の流路４５の混合ガスの空気比は、例えば
１．４〜１．９程度に設定される。なお、第１のガス供
給手段の流量制御手段（図示せず）を操作することによ
って、第１噴出孔４６から噴出される燃焼用ガスの噴出
量を制御することができる。又、ガス送給管３０を通し
て供給される燃焼用ガスは、外ガス送給管１８を通して
噴射ノズル体２０の第２空間２２ｂに送給され、第２噴
出孔４８および第１の円筒状部材３２の貫通孔５０を通
して第１の円筒状部材３２の外側に噴出される。第２の
ノズル手段１２は、図１および図２に示すとおり、第１
の円筒状部材３２の外側に第２の円筒状部材３８によっ
て環状の第２の流路４７を規定している。空気流路８を
流れる空気の残りの一部は第１の円筒状部材３２と第２
の円筒状部材３８との間を通して第２の流路４７に導か
れて流れる。第２噴出孔４８から貫通孔５０を通して噴
出される燃焼用ガスは、管材５３の内部に導かれ、第２
のスワラ４０によって旋回流となって流れる空気流に向
け、且つ第２の流路４７の軸方向に対して直角方向に噴
出され、旋回流の作用、均一に配設された管材５３によ
る空気流の均一な乱流状態の作用、及び等間隔に形成し
たガス孔５４による第２の流路４７の軸方向に対して直
角方向への燃焼用ガスの噴出することによる作用によっ
て、燃焼用ガスと空気が実質上均一に混合されて混合ガ
ス（燃焼用ガスと空気との希薄混合ガス）となる。この
ことによって、第２の流路４７内の混合ガスは均一な混
合状態となり、燃焼火炎が偏ることを防ぎ、火炎の温度
分布の偏りを抑制することができる。このことによっ
て、燃焼ガスの平均温度を高め、更にはＮＯｘの発生を
抑制することができるバーナ装置を実現することができ
る。

【００１９】空気流路８を通して流れる空気の残部は燃
焼筒１４と燃焼ケース６との間の空間５１を通して流れ
る。この実施形態では、燃焼筒１４には周方向および軸
線方向に間隔を置いて複数個の空気孔５２が形成されて
おり、空間５１を通して流れる空気はこれら空気孔５２
を通して燃焼筒１４内に導入される。空気孔５２を通し
て導入される空気は燃焼筒１４の内周面に沿って流れる
空気層を生成し、かかる空気層によって燃焼筒１４が冷
却される。又、後述する如くして燃焼して燃焼筒１４内
を流れる燃焼ガスの温度が異常に上昇しないように、必
要に応じて、燃焼筒１４に稀釈孔（図示せず）を設ける
ことができ、このように稀釈孔を設けた場合、空間５１
を流れる空気が稀釈孔を通して燃焼筒１４内に導入さ
れ、導入した空気によって燃焼ガスの温度が低下され
る。

【００２０】この実施形態では、図１に示すとおり、第
１のノズル手段１０の先端部、即ち第１の円筒状部材３
２の他端部と、第２のノズル手段１２の先端部、即ち第
２の円筒状部材３８の他端部とは、実質上同じ位置又は
ほぼ同じ位置まで延びており、また燃焼筒１４の先端部
は第１および第２のノズル手段１０，１２を越えてさら
に図１において右方に延びている。従って、第１の流路
４５の混合ガスによる燃焼火炎は第１の円筒状部材３２
の内部もしくは先端部から図１において右方に生成さ
れ、また第２の流路４７の混合ガスによる燃焼火炎は第
２の円筒状部材３８の先端部から図１において右方に発
生し、これら燃焼火炎は燃焼筒１４内にて所要のとおり
に燃焼される。

【００２１】又、噴射ノズル体２０と第１の円筒状部材
３２との隙間は、第１の円筒状部材３２と第２の円筒状
部材３８との隙間よりも小さく設定されており、従って
第１の流路４５に流入する空気は、第１の流路４５の入
口部において絞られ、その後下流側において第１の流路
の断面積が大きく増大するので、この第１の流路４５を
流れる空気流の流速は比較的遅く、これに対して、第２
の流路４７を流れる空気流の流速は比較的早くなる。

【００２２】燃焼筒１４の先端部には、さらに筒状の導
出筒６０が設けられている。導出筒６０は、図１におい
て右方に延び、その先端部は先細に形成されており、燃
焼筒１４から導出筒６０の一端部に導かれた燃焼ガスは
この導出筒６０内を流れてその先細先端部に集められて
下流側に流れる。導出筒６０の先端側にはガスタービン
６２が配設され、燃焼筒１４内で燃焼された燃焼ガスは
導出筒６０を通してガスタービン６２に送給され、ガス
タービン６２はバーナ装置からの燃焼ガスによって回転
駆動される。なお、導出筒６０の先端部は、燃焼ケース
６の先端部に装着された支持プレート６４によって支持
されている。

【００２３】この実施形態では、第２の流路４７の希薄
混合ガスの一部が第１の流路４５の希薄混合ガスに混合
されるように構成されている。図１および図２を参照し
てさらに説明すると、この実施形態では、第１のノズル
手段１０の第１の円筒状部材３２に混合ガス導入手段が
設けられている。図示の第１の円筒状部材３２は、円筒
状のノズル本体７２とこのノズル本体７２の先端部に装
着される先端ノズル７４から構成され、ノズル本体７２
の一端部（図１および図２において左端部）が噴射ノズ
ル体２０に装着されている。ノズル体７２は一端部近傍
から他端部まで実質上同じ内径であり、その一端部は半
径方向外方に幾分湾曲されており、これによって空気流
路８を流れる空気は、かかる湾曲一端部に案内されて噴
射ノズル体２０とノズル本体７２との隙間に導かれる。
先端ノズル７４は、内径が大きい大径部７６と内径が小
さい小径部７８と、大径部７６および小径部７８を接続
するテーパ部８０から構成され、テーパ部８０は半径方
向内方に向けてテーパ状に延びている。この形態では、
小径部７８の内径はノズル本体７２の内径と実質上等し
く、大径部７６の内径は小径部７８およびノズル本体７
２の内径よりも大きく設定されている。

【００２４】この実施形態では、ノズル本体７２の他端
部に先端ノズル７４の大径部７６が装着され、周方向に
実質上等間隔の４個所を、４個のネジ８２によって固定
されている。このように先端ノズル７４が装着されてい
るので、ノズル本体７２の他端部外周面と先端ノズル７
４の大径部７６の内周面との間に環状の導入開口８４が
形成され、この導入開口３４が混合ガス導入手段として
機能する。このように導入開口８４が設けられているの
で、第２の流路４７を流れる希薄混合ガスはこの導入開
口８４を通して第１の流路４５に導入され、第１の流路
４５を流れる希薄混合ガスに混合される。従って、第２
の流路４７からの混合ガスによって第１の流路４５の混
合ガスのガス濃度が薄められ、これによって第１の流路
４５の混合ガスと第２の流路４７の混合ガスとのガス濃
度の均一化が図られる。

【００２５】更に、この形態では、第１の流路４５を流
れる希薄混合ガスのガス濃度は第２の流路４７を流れる
希薄混合ガスのガス濃度よりも濃くなるように設定され
ている。そして、このことに関連して、混合ガスを点火
する為の点火手段５６は細長い点火部材５８を有し、そ
の基部がテストケース４に装着され、その先端部が燃焼
ケース６、燃焼筒１４、第２のノズル手段１２の外周壁
である第２の円筒状部材３８および第１のノズル手段１
０の外周壁である第１の円筒状部材３２を貫通して、第
１の流路４５の外周面上に達している。点火部材５８の
先端点火部は、第１の流路４５を流れる混合ガスに向け
て火花を発生し、かかる火花によって第１の流路４５の
混合ガスが点火燃焼される。そして、第１の流路４５に
て発生した燃焼ガスの火炎が第２の流路４５を流れる混
合ガスに伝播され、かかる火炎の伝播によって第２の流
路４７の混合ガスが燃焼される。

【００２６】又、図２をも参照し、第２の流路４７内に
おいて、第１の円筒状部材３２（第１のノズル手段１０
の外周壁）から円筒状部材３８（第２のノズル手段１２
の外周壁）に架けて設けられ、且つ第２の流路４７内の
周面上の断面において翼形状の４つの第２の流路内配設
部材５９を、第２の流路４７内において周方向で均等に
装着し、それらの第２の流路内配設部材５９の１つの内
部に点火部材５８（点火手段５６）を貫通させるように
構成している。このように、第２の流路内配設部材５９
を全て同一形状にして、均等に配置し、その１つの内部
に点火部材５８を貫通させることにより、第２の流路４
７内において、第２の流路内配設部材を均等に配設した
ことによる作用として、第２の流路４７内を流れる混合
ガスの流れが偏ることを抑制することができる。

【００２７】この実施形態では、また、点火手段５６の
点火部材５８は、第１のノズル手段１０のノズル本体７
２の他端部近傍、具体的には混合ガスの流れ方向に見て
導入開口８４の上流側に配設される。このように構成す
ることによって、第１の流路４５を流れる混合ガス、即
ち第２の流路４７からの混合ガスが導入される前の比較
的濃いガス濃度の混合ガスが点火部材５８の先端部に送
給されるようになり、点火手段５６による点火性能が低
下することが回避できる。

【００２８】このようなバーナ装置では、第１の流路４
５を流れる混合ガスに第２の流路４７を流れる混合ガス
の一部が送給され、これによって点火手段５６の下流側
にて第１の流路４５の混合ガスが第２の流路４７からの
混合ガスによって薄められ、かくして第１の流路４５と
第２の流路４７の混合ガスのガス濃度をほぼ均一化し、
更に、第２の流路内に周方向において均等に管材５３を
設け、この管材に規則的に形成されたガス孔５４によっ
て燃焼用ガスを噴出することによって、燃焼用ガスと空
気の混合が促進され、燃焼ガスの燃焼温度を燃焼筒１４
の半径方向断面のほぼ全域において実質上均一にするこ
とができる。このように燃焼ガスの燃焼温度を平均化す
ることによって、燃焼ガスをガスタービン６２に送給す
る場合、燃焼温度の平均値を増加することができ、バー
ナ装置を含むガスタービンシステムの効率の向上を図る
ことができる。

【００２９】本発明のバーナ装置の効果を確認する為
に、実施例として、図１〜図３に示す実施形態のバーナ
装置を用いて燃焼ガスの燃焼実験を行った。又、比較例
として、本発明の特徴構成であるガス孔５４を有す管材
５３を取り除いた状態においても燃焼実験を行った。燃
焼火炎の下流側における温度分布の偏差については、本
発明に係るバーナ装置においては２２℃となり、温度分
布の偏りが抑制されているのに比べ、ガス孔５４を有す
管材５３を取り除いた比較例においては４０℃と温度分
布が偏っていることが判る。又、排出ＮＯｘ値において
は、本発明に係るバーナ装置においては、１３ｐｐｍ
（酸素０％換算）であったのに比べ、比較例において
は、３５ｐｐｍ（酸素０％換算）となり、ＮＯｘの排出
を抑制していることが判る。

【００３０】

【発明の効果】以上のことから、本発明に係るバーナ装
置においては、燃焼用ガスと空気の混合状態を良好なも
のとし、燃焼火炎下流の温度分布の偏りを抑制すること
で、最高温度を低減することができ、更に、排出ＮＯｘ
値も低減することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るバーナ装置の実施の形態を簡略的
に示す断面図

【図２】図１のバーナ装置の要部を簡略的に示す拡大断
面図

【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図

【符号の説明】

８ 空気流路 １０ 第１のノズル手段 １２ 第２のノズル手段 ２８ 第１のガス供給手段 ３０ 第２のガス供給手段 ４５ 第１の流路 ４７ 第２の流路 ５６ 点火手段 ５３ 管材 ５４ ガス孔

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の流路を規定する第１のノズル手段
   と、前記第１のノズル手段を外囲する第２の流路を規定
   する第２のノズル手段と、前記第１の流路に燃焼用ガス
   を供給する為の第１のガス供給手段と、前記第２の流路
   に燃焼用ガスを供給する為の第２のガス供給手段と、前
   記第１および前記第２の流路に空気を供給する為の空気
   流路とを備え、前記第１のノズル手段の混合ガスを点火
   する点火手段を備えたバーナ装置であって、 前記第２の流路内において、前記第１のノズル手段の外
   周壁から前記第２のノズル手段内の径方向過半部に突出
   して設けられ、周方向に均等に配設された複数の管材を
   備えるとともに、前記管材の管壁に複数のガス孔を備
   え、 前記第２のガス供給手段が、前記燃焼用ガスを前記複数
   の管材の内部に供給し、前記複数のガス孔を介して前記
   第２の流路内に供給するバーナ装置。
2. 【請求項２】前記複数の管材の本数が４〜２４本であ
   り、各前記管材における前記ガス孔の数量が３〜１０個
   である請求項１に記載のバーナ装置。
3. 【請求項３】 前記複数のガス孔が、各前記管材におい
   て前記第２の流路の軸周りの周方向において同一方向に
   開口を有して備えられている請求項１又は２に記載のバ
   ーナ装置。
4. 【請求項４】 前記複数のガス孔が、各前記管材におい
   て、等間隔に開口を有して備えられている請求項３に記
   載のバーナ装置。
5. 【請求項５】 すべての前記ガス孔が、前記第２の流路
   の軸周りの周方向において同一方向に開口を有して備え
   られている請求項３又は４に記載のバーナ装置。