JP2001235153A - Burner device and gas turbine system having burner device - Google Patents
Burner device and gas turbine system having burner deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、補助燃焼を行わせ
るパイロット流路を、略筒状のパイロット流路本体の内
部空間に形成すると共に、前記パイロット流路本体の周
囲に略筒状のメイン流路本体を設けて、これらパイロッ
ト流路本体とメイン流路本体との間の空間に、主燃焼を
行わせるメイン流路を形成し、前記メイン流路及び前記
パイロット流路に燃料を供給する燃料供給手段と、前記
メイン流路及び前記パイロット流路に燃焼用の酸素含有
ガスを供給する酸素含有ガス供給手段とを備えたバーナ
装置およびバーナ装置を備えたガスタービンシステムに
関する。The present invention relates to a pilot flow path for performing auxiliary combustion, which is formed in an internal space of a substantially cylindrical pilot flow path main body, and a substantially cylindrical main flow path is provided around the pilot flow path main body. Providing a flow path main body, forming a main flow path for performing main combustion in a space between the pilot flow path main body and the main flow path main body, and supplying fuel to the main flow path and the pilot flow path The present invention relates to a burner device including a fuel supply unit, an oxygen-containing gas supply unit that supplies an oxygen-containing gas for combustion to the main flow passage and the pilot flow passage, and a gas turbine system including the burner device.
【０００２】[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も
のとしては、例えば、燃焼排ガスを燃焼させるバーナ装
置と、当該バーナ装置で生じた燃焼排ガスを用いて回転
駆動させるガスタービンとを備え、当該ガスタービンの
回転を利用して発電を行うものがある。2. Description of the Related Art Various cogeneration systems have been proposed for performing local power generation and district heating.
A typical example of such a cogeneration system includes, for example, a burner device that burns combustion exhaust gas, and a gas turbine that is driven to rotate by using the combustion exhaust gas generated by the burner device. There is one that generates electricity by using the power.
【０００３】このようなガスタービンに用いられるバー
ナ装置の一例を図２に示す。当該バーナ装置は、主に、
メイン流路Ｍ１、および、パイロット流路Ｐ１、燃焼室
である燃焼筒４を備えている。前記メイン流路Ｍ１は、
主燃焼を行う混合気、即ち、燃料及び酸素含有ガスを燃
焼筒４に供給する部分である。前記パイロット流路Ｐ１
は、補助燃焼を行う混合気、即ち、燃料及び酸素含有ガ
スを燃焼筒４に供給する部分である。バーナ装置の運転
に際しては、補助燃焼の炎を用いて、メイン流路Ｍ１か
ら供給される混合気に着火し、燃焼筒４の内部で燃焼炎
を形成させる。一般に、何れのバーナ装置を運転する際
にも排出ＮＯｘ量の低減化が求められる。そのため、図
２に示すバーナ装置では、希薄燃焼を行うことで低ＮＯ
ｘ化を図っていた。即ち、主燃焼用の混合気に対して、
燃焼筒４に設けた複数の流体流入孔１３から酸素含有ガ
スを吹き付ける構成とし、主燃焼用の混合気を希薄なも
のとしていた。これにより、主燃焼に際して局所的な高
温燃焼が生じるのを防止してＮＯｘの発生量を抑制して
いた。FIG. 2 shows an example of a burner device used in such a gas turbine. The burner device is mainly
A main flow path M1, a pilot flow path P1, and a combustion cylinder 4 as a combustion chamber are provided. The main flow path M1 is
This is a part for supplying a mixture for performing main combustion, that is, a fuel and an oxygen-containing gas to the combustion cylinder 4. The pilot flow path P1
Is a portion for supplying an air-fuel mixture for performing auxiliary combustion, that is, a fuel and an oxygen-containing gas to the combustion cylinder 4. During operation of the burner device, the air-fuel mixture supplied from the main flow path M1 is ignited by using the flame of the auxiliary combustion, and a combustion flame is formed inside the combustion cylinder 4. Generally, when operating any of the burner devices, it is required to reduce the amount of exhausted NOx. For this reason, in the burner device shown in FIG.
x was being planned. That is, for the main combustion mixture,
The configuration is such that the oxygen-containing gas is blown from the plurality of fluid inflow holes 13 provided in the combustion cylinder 4 to make the air-fuel mixture for main combustion lean. As a result, local high-temperature combustion is prevented from occurring during the main combustion, and the amount of generated NOx is suppressed.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のバーナ装置を含めた一般のバーナ装置では、補助燃
焼を確実に行わせるために、主燃焼に係る上記希薄混合
気に比べて酸素濃度の小さい、所謂、濃い混合気を用い
た燃焼を行う。このため、補助燃焼においては、上記主
燃焼に比べて局所的な高温燃焼が生じ易く、ＮＯｘの発
生量もある程度増大してしまう。However, in a general burner apparatus including the above-mentioned conventional burner apparatus, in order to surely perform the auxiliary combustion, the oxygen concentration is smaller than that of the above-mentioned lean mixture related to the main combustion. That is, combustion using a so-called rich air-fuel mixture is performed. For this reason, in the auxiliary combustion, local high-temperature combustion is more likely to occur than in the main combustion, and the generation amount of NOx increases to some extent.
【０００５】しかも、図２に示す上記従来のバーナ装置
では、パイロット流路Ｐ１から吐出される混合気の流速
と、メイン流路Ｍ１から吐出される混合気の流速とが略
等しいものであったため、パイロット流路Ｐ１からの混
合気とメイン流路Ｍ１からの混合気とが混じり合うこと
がない。この結果、補助燃焼用の混合気は主燃焼用の混
合気に比べて高濃度のままで燃焼を終えることとなる。
つまり、補助燃焼にあっては局所的な高温燃焼が生じ易
く、ＮＯｘの発生量を低減するにも一定の限界があっ
た。一方、排出ＮＯｘ量を抑制すべく、混合気の供給量
を高温燃焼が生じない程度に設定する場合には、バーナ
装置の定格燃焼負荷を低下させることになるため、バー
ナ装置の性能を十分に活用できないことになる。In the conventional burner device shown in FIG. 2, the flow rate of the mixture discharged from the pilot flow path P1 is substantially equal to the flow rate of the mixture discharged from the main flow path M1. Therefore, the air-fuel mixture from the pilot flow path P1 and the air-fuel mixture from the main flow path M1 do not mix. As a result, the mixture for auxiliary combustion ends combustion at a higher concentration than the mixture for main combustion.
That is, in the auxiliary combustion, local high-temperature combustion is likely to occur, and there is a certain limit in reducing the generation amount of NOx. On the other hand, if the supply amount of the air-fuel mixture is set to such an extent that high-temperature combustion does not occur in order to suppress the emission NOx amount, the rated combustion load of the burner device will be reduced. You will not be able to use it.
【０００６】本発明の目的は、上記従来のバーナ装置の
欠点を解決し、バーナ装置内部での燃焼状態を均一化し
て、排出ＮＯｘ量を抑制し得るバーナ装置を提供するこ
とにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the conventional burner device and to provide a burner device which can make the combustion state inside the burner device uniform and suppress the amount of exhausted NOx.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】（構成１）本発明に係る
バーナ装置は、請求項１に記載したごとく、メイン流路
Ｍ１から吐出される流体の流速を、前記パイロット流路
Ｐ１から吐出する流体流速に対して１．５倍以上５０倍
以下に設定し、前記メイン流路Ｍ１から吐出する流体の
一部を、前記パイロット流路Ｐ１の吐出下流側部位に巻
き込まれる循環流とする循環流形成手段Ｓ２を備えた点
に特徴を有する。 （作用効果）本構成のごとく、前記メイン流路から吐出
する流体の一部を前記パイロット流路の吐出下流側部位
に巻き込んで循環流とする循環流形成手段を備えたバー
ナ装置であれば、以下の効果が生じる。まず、補助燃焼
を行う混合気に注目すると、当該補助燃焼中の混合気に
メイン流路の側から希薄混合気が流入するため、補助燃
焼途中の混合気が希薄化され、局所的な高温燃焼の発生
が防止される。この結果、排出ＮＯｘ量が低減する。(Structure 1) In the burner device according to the present invention, the flow rate of the fluid discharged from the main flow path M1 is discharged from the pilot flow path P1. A circulating flow that is set to 1.5 times or more and 50 times or less with respect to the fluid flow velocity, and a part of the fluid discharged from the main flow path M1 is a circulating flow that is involved in a discharge downstream portion of the pilot flow path P1. It is characterized in that it has the forming means S2. (Function and Effect) As in the present configuration, if the burner device includes a circulating flow forming unit that circulates a part of the fluid discharged from the main flow channel into a discharge downstream portion of the pilot flow channel to form a circulating flow, The following effects occur. First, paying attention to the air-fuel mixture that performs the auxiliary combustion, the lean air-fuel mixture flows into the air-fuel mixture during the auxiliary combustion from the side of the main flow path. Is prevented from occurring. As a result, the amount of exhaust NOx decreases.
【０００８】一方、メイン流路の側から流入する主燃焼
用の混合気に注目すれば、当該主燃焼用の混合気には、
前記補助燃焼に係る燃焼排ガスが混入する。この結果、
主燃焼用の希薄混合気の酸素濃度がさらに低下する。つ
まり、ここでは高温燃焼の発生がさらに制限されるた
め、排出ＮＯｘ量もより少なくなる。On the other hand, if attention is paid to the main combustion air-fuel mixture flowing from the side of the main passage, the main combustion air-fuel mixture includes:
The flue gas from the auxiliary combustion is mixed. As a result,
The oxygen concentration of the lean mixture for main combustion further decreases. That is, since the occurrence of high-temperature combustion is further restricted here, the amount of exhausted NOx is further reduced.
【０００９】以上のごとく、メイン流路から吐出する混
合気の速度とパイロット流路からと出する混合気の速度
とを異ならせることで、燃焼排ガスを利用しつつ双方の
混合気の循環を行わせることができ、局所的な高温燃焼
が発生するのを防止して排出ＮＯｘ量を低減化すること
ができる。As described above, by making the speed of the air-fuel mixture discharged from the main flow path different from the speed of the air-fuel mixture discharged from the pilot flow path, the two air-fuel mixtures are circulated while utilizing the combustion exhaust gas. It is possible to prevent local high-temperature combustion from occurring and to reduce the amount of exhausted NOx.
【００１０】（構成２）本発明に係るバーナ装置は、請
求項２に記載したごとく、メイン流路Ｍ１から吐出する
流体の一部を、前記パイロット流路Ｐ１の吐出下流側部
位に巻き込まれ、軸心部に到達する循環流とする循環流
形成手段Ｓ２を備えた点に特徴を有する。 （作用効果）本構成のごとく、前記循環流形成手段を備
えて、前記パイロット流路から吐出される流体の直進が
前記循環流によって阻止されると共に、パイロット吐出
流体がメイン流路の下流側部位に方向づけられるように
構成したバーナ装置であれば、構成１で示したのと同様
に、パイロット流路からの吐出流体と、メイン流路から
の吐出流体とが確実に混合されるため、局所的な高温燃
焼が発生せず、排出ＮＯｘ量を低減化することができ
る。(Structure 2) In the burner device according to the present invention, a part of the fluid discharged from the main flow path M1 is caught in the discharge downstream portion of the pilot flow path P1, as described in claim 2. It is characterized in that a circulating flow forming means S2 for circulating a flow reaching the axis is provided. (Function and Effect) As in the present configuration, the circulating flow forming means is provided to prevent the fluid discharged from the pilot flow path from going straight by the circulating flow, and to cause the pilot discharge fluid to flow to the downstream portion of the main flow path. If the burner device is configured so as to be directed in the same manner as in the configuration 1, the discharge fluid from the pilot flow path and the discharge fluid from the main flow path are surely mixed. High-temperature combustion does not occur, and the amount of exhausted NOx can be reduced.
【００１１】（構成３）本発明に係るバーナ装置は、請
求項３に記載したごとく、前記略筒状のパイロット流路
本体Ｐ３を下流側ほど拡径させて前記循環流形成手段Ｓ
２を構成することができる。 （作用効果）本構成のごとく、略筒状のパイロット流路
本体を下流側ほど拡径させておけば、パイロット流路を
流通する混合気は、その下流側ほど拡散してパイロット
流路の軸心に沿う方向での流速を急速に失うこととな
る。このように本構成のバーナ装置であれば、パイロッ
ト流路本体を簡便な構成としながらも、上記循環流を効
果的に形成することができる。(Structure 3) In the burner device according to the present invention, as described in claim 3, the diameter of the substantially cylindrical pilot flow path main body P3 is increased toward the downstream side so that the circulation flow forming means S
2 can be configured. (Function and Effect) As in the present configuration, if the diameter of the substantially cylindrical pilot flow path main body is increased toward the downstream side, the air-fuel mixture flowing through the pilot flow path is diffused toward the downstream side, and the air-fuel mixture is diffused toward the shaft of the pilot flow path. You will quickly lose the flow velocity in the direction along your heart. Thus, with the burner device having this configuration, the circulating flow can be effectively formed while the pilot flow path main body has a simple configuration.
【００１２】（構成４）本発明に係るバーナ装置は、請
求項４に記載したごとく、前記略筒状のメイン流路本体
Ｍ３を、流路方向で同径もしくは、下流側に向かって縮
径して構成することもできる。 （作用効果）構成３で示したごとく、本発明のバーナ装
置は、パイロット流路を下流側ほど拡径させて構成する
ことができるが、この場合に、本構成のごとく、前記略
筒状のメイン流路本体を、流路方向で同径もしくは、下
流側に向かって縮径した構成とすれば、双方の流路から
吐出した流体の速度の差を大きく設定することができ
る。本構成であれば、メイン流路を略円筒形状の部材あ
るいは略円錐形状の部材を用いればよいから、循環流形
成手段を簡便に構成することができる。(Structure 4) In the burner device according to the present invention, the substantially cylindrical main flow path main body M3 may have the same diameter in the flow direction or a diameter reduced toward the downstream side. It can also be configured. (Function and Effect) As shown in Configuration 3, the burner device of the present invention can be configured such that the diameter of the pilot flow path increases toward the downstream side. In this case, as in this configuration, the substantially cylindrical shape is used. If the main flow path main body is configured to have the same diameter in the flow path direction or to be reduced in diameter toward the downstream side, the difference in the speed of the fluid discharged from both flow paths can be set to be large. With this configuration, the main flow path may be formed of a substantially cylindrical member or a substantially conical member, so that the circulating flow forming means can be simply configured.
【００１３】（構成５）本発明に係るバーナ装置は、請
求項５に記載したごとく、前記循環流形成手段Ｓ２とし
て、前記パイロット流路Ｐ１の出口における流体流速を
５〜３０ｍ／ｓｅｃに設定し、前記メイン流路Ｍ１の出
口における流体流速を５０〜２００ｍ／ｓｅｃに設定し
たものを用いることができる。 （作用効果）前記パイロット流路の出口における流体流
速および前記メイン流路の出口における流体流速を本構
成のごとく設定することで、燃焼筒内における排ガスの
自己循環がより顕著になり、排出ＮＯｘ量をさらに低減
化することができる。(Structure 5) In the burner device according to the present invention, as the circulating flow forming means S2, the fluid flow velocity at the outlet of the pilot flow path P1 is set to 5 to 30 m / sec. The fluid flow velocity at the outlet of the main flow path M1 may be set to 50 to 200 m / sec. (Function and Effect) By setting the fluid flow velocity at the outlet of the pilot flow path and the fluid flow velocity at the exit of the main flow path as in the present configuration, self-circulation of exhaust gas in the combustion cylinder becomes more remarkable, and the amount of discharged NOx Can be further reduced.
【００１４】（構成６）本発明に係るバーナ装置は、請
求項６に記載したごとく、前記パイロット流路Ｐ１及び
メイン流路Ｍ１の下流側に、メイン流路Ｍ１出口径Ｄ１
に対して１．２倍以上４倍以下の流路径Ｄ２を備えた拡
大流路部１４を備えて構成することができる。 （作用効果）このような拡大流路部を備えることで、双
方の流路から吐出された混合気は流速を急激に低下させ
つつ、互いに混合しながら燃焼筒の内部に拡散する。当
該拡散に伴い、混合気は、パイロット流路出口で形成す
る燃焼炎を伝搬させ易い状態となる。よって、燃焼筒の
何れの場所においても均等な燃焼状態を得ることがで
き、燃焼効率に優れたバーナ装置を得ることができる。
勿論、本構成においても、上記構成１に示したごとく、
燃焼排ガスの自己循環作用が期待できるから、排出ＮＯ
ｘ量の少ないバーナ装置を得ることができる。(Structure 6) In the burner device according to the present invention, an outlet diameter D1 of the main flow path M1 is provided downstream of the pilot flow path P1 and the main flow path M1.
And an enlarged channel portion 14 having a channel diameter D2 1.2 times or more and 4 times or less. (Effects) By providing such an enlarged flow path portion, the air-fuel mixture discharged from both flow paths is diffused into the combustion cylinder while mixing with each other while rapidly decreasing the flow velocity. With the diffusion, the air-fuel mixture is in a state where the combustion flame formed at the outlet of the pilot flow path is easily propagated. Therefore, a uniform combustion state can be obtained in any place of the combustion cylinder, and a burner device excellent in combustion efficiency can be obtained.
Of course, also in this configuration, as shown in the above configuration 1,
Since the self-circulation effect of the combustion exhaust gas can be expected, the emission NO
A burner device with a small x amount can be obtained.
【００１５】（構成７）本発明に係るバーナ装置は、請
求項７に記載したごとく、前記拡大流路部１４の外周部
位に、流路径方向で拡大流路部１４中心に向かう流体流
入孔１３を備えて構成することができる。 （作用効果）本構成のごとく、流体流入孔を備えること
で、前記流体流入孔から燃焼筒の内部に流入した酸素含
有ガスが、メイン流路から吐出した混合気に吹き付けら
れ、当該メイン流路からの混合気を燃焼筒のより中心
側、即ち、パイロット流路の下流側に向かわせることと
なる。よって、更に強い燃焼排ガスの自己循環作用が発
揮されて、排出ＮＯｘ量を低減させることができる。(Structure 7) In the burner device according to the present invention, as described in claim 7, a fluid inflow hole 13 extending toward the center of the enlarged flow passage portion 14 in the radial direction of the flow passage is formed in the outer peripheral portion of the enlarged flow passage portion 14. Can be provided. (Function and Effect) By providing the fluid inflow hole as in the present configuration, the oxygen-containing gas flowing into the inside of the combustion cylinder from the fluid inflow hole is blown to the air-fuel mixture discharged from the main flow passage. Is directed to a more central side of the combustion cylinder, that is, a downstream side of the pilot flow path. Therefore, a stronger self-circulation effect of the combustion exhaust gas is exhibited, and the amount of exhaust NOx can be reduced.
【００１６】（構成８）本発明に係るバーナ装置は、請
求項８に記載したごとく、請求項１から７に記載の何れ
かのバーナ装置を、ガスタービンシステムのタービン用
バーナ装置として用いることができる。 （作用効果）本構成のごとく、本発明のバーナ装置をガ
スタービに用いることで、排出ＮＯｘ量の少ないガスタ
ービンシステムを構築することができる。(Structure 8) In the burner device according to the present invention, as described in claim 8, any one of the burners described in claims 1 to 7 can be used as a turbine burner device of a gas turbine system. it can. (Effects) By using the burner device of the present invention in a gas turbine as in the present configuration, a gas turbine system with a small amount of NOx emission can be constructed.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】（概要）本発明に係るバーナ装置
は、補助燃焼を行わせるパイロット流路Ｐ１の周囲に、
主燃焼を行わせるメイン流路Ｍ１を形成するものであ
る。前記メイン流路Ｍ１および前記パイロット流路Ｐ１
には、本実施形態では燃料１と燃焼用の酸素含有ガス２
とを供給する。前記燃料１は、前記メイン流路Ｍ１に対
しては燃料供給手段Ｓ１の一つであるメイン燃料供給管
Ｍ２から供給し、前記パイロット流路Ｐ１に対しては、
同じく燃料供給手段Ｓ１の一つであるパイロット燃料供
給管Ｐ２から供給する。前記燃料１としては、例えば都
市ガスを用いることができ、前記酸素含有ガス２として
は、例えば空気を用いることができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Summary) A burner device according to the present invention is provided around a pilot flow path P1 for performing auxiliary combustion.
A main flow path M1 for performing main combustion is formed. The main flow path M1 and the pilot flow path P1
In this embodiment, the fuel 1 and the oxygen-containing gas 2 for combustion
And supply. The fuel 1 is supplied to the main flow path M1 from a main fuel supply pipe M2 which is one of the fuel supply means S1, and to the pilot flow path P1.
The fuel is supplied from a pilot fuel supply pipe P2 which is also one of the fuel supply means S1. For example, city gas can be used as the fuel 1, and air can be used as the oxygen-containing gas 2, for example.
【００１８】図示は省略するが、前記メイン流路Ｍ１お
よび前記パイロット流路Ｐ１の何れに対しても、燃料１
は、燃料供給手段Ｓ１によって供給量を調節しつつ供給
することができる。燃料供給手段Ｓ１は、この他に、例
えば図外の燃料供給ポンプおよび燃料供給量制御弁等か
ら構成される。Although not shown, the fuel 1 is supplied to both the main flow path M1 and the pilot flow path P1.
Can be supplied while the supply amount is adjusted by the fuel supply means S1. The fuel supply means S1 further includes, for example, a fuel supply pump and a fuel supply amount control valve (not shown).
【００１９】また、前記メイン流路Ｍ１および前記パイ
ロット流路Ｐ１に対する酸素含有ガス２の供給は、図外
のコンプレッサーおよび酸素含有ガス供給管などで構成
する酸素含有ガス供給手段によって供給する。前記メイ
ン流路Ｍ１および前記パイロット流路Ｐ１に供給する酸
素含有ガス２の量は、夫々の流路における混合気の当量
比に応じて異なるが、何れか一方の流路における酸素含
有ガス２の供給量は略一定とする。The supply of the oxygen-containing gas 2 to the main flow path M1 and the pilot flow path P1 is performed by an oxygen-containing gas supply means comprising a compressor and an oxygen-containing gas supply pipe (not shown). The amount of the oxygen-containing gas 2 supplied to the main flow path M1 and the pilot flow path P1 varies depending on the equivalent ratio of the air-fuel mixture in each flow path. The supply amount is substantially constant.
【００２０】（バーナ装置）本発明に係るバーナ装置の
一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明
に係るバーナ装置の断面図である。図１に示すごとく、
前記バーナ装置は、外周部に燃焼ケース３を備えると共
に、その内部に燃焼筒４を配置してある。前記燃焼ケー
ス３の内部には、燃焼用の酸素含有ガス２を供給する。
当該燃焼用の酸素含有ガス２は、図示は省略するが、コ
ンプレッサ等によって圧縮した状態で供給する。(Burner Apparatus) An embodiment of a burner apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a burner device according to the present invention. As shown in FIG.
The burner device includes a combustion case 3 on an outer peripheral portion and a combustion cylinder 4 disposed inside the combustion case 3. The combustion case 3 is supplied with an oxygen-containing gas 2 for combustion.
Although not shown, the oxygen-containing gas 2 for combustion is supplied in a state compressed by a compressor or the like.
【００２１】図１に示すごとく、前記燃焼筒４の一端部
にパイロット流路本体Ｐ３およびメイン流路本体Ｍ３を
備えている。これらの流路本体は共に同軸心状となるよ
うに構成する。前記パイロット流路本体Ｐ３の内側の空
間、及び、前記パイロット流路本体Ｐ３と前記メイン流
路本体Ｍ３との間の空間に、燃焼用の燃料１及び酸素含
有ガス２を供給する。As shown in FIG. 1, a pilot passage main body P3 and a main passage main body M3 are provided at one end of the combustion cylinder 4. These channel bodies are configured to be coaxial. The fuel 1 for combustion and the oxygen-containing gas 2 are supplied to a space inside the pilot flow path main body P3 and a space between the pilot flow path main body P3 and the main flow path main body M3.
【００２２】前記燃料１は、図１に示すごとく、パイロ
ット流路本体Ｐ３に対してはパイロット燃料供給管Ｐ２
を介して供給し、メイン流路本体Ｍ３に対してはメイン
燃料供給管Ｍ２を介して供給する。本実施形態では、前
記パイロット燃料供給管Ｐ２および前記メイン燃料供給
管Ｍ２は、前記パイロット流路本体Ｐ３の内側に装着し
た噴射ノズル体５に一旦連通させる。As shown in FIG. 1, the fuel 1 is supplied to a pilot fuel supply pipe P2 with respect to a pilot flow path main body P3.
And supplied to the main flow path main body M3 via the main fuel supply pipe M2. In the present embodiment, the pilot fuel supply pipe P2 and the main fuel supply pipe M2 once communicate with the injection nozzle body 5 mounted inside the pilot flow path main body P3.
【００２３】前記噴射ノズル体５の内部は、第１空間６
と第２空間７とに仕切ってある。前記第１空間６には、
前記パイロット燃料供給管Ｐ２を接続してあり、前記第
２空間７には、前記メイン燃料供給管Ｍ２を接続してあ
る。前記第１空間６に供給した燃料１は、第１吐出孔８
を介して前記パイロット流路Ｐ１に吐出させる。前記第
２空間７に供給した燃料１は、第２吐出孔９を介して前
記メイン流路Ｍ１に吐出させる。尚、これらパイロット
燃料供給管Ｐ２およびメイン燃料供給管Ｍ２、噴射ノズ
ル体５等を総称して燃料供給手段Ｓ１という。The interior of the injection nozzle body 5 has a first space 6
And the second space 7. In the first space 6,
The pilot fuel supply pipe P2 is connected, and the second space 7 is connected to the main fuel supply pipe M2. The fuel 1 supplied to the first space 6 is supplied to a first discharge port 8
Through the pilot flow path P1. The fuel 1 supplied to the second space 7 is discharged through the second discharge holes 9 to the main flow path M1. The pilot fuel supply pipe P2, the main fuel supply pipe M2, the injection nozzle body 5, and the like are collectively referred to as fuel supply means S1.
【００２４】前記噴射ノズル体５の先端部と前記パイロ
ット流路本体Ｐ３との間には、複数の第１スワラ１０を
配設してある。当該第１スワラ１０は、周方向Ｘに間隔
を置いて配設した複数個のフィンである。前記噴射ノズ
ル体５と前記パイロット流路本体Ｐ３との間の空間、即
ち、パイロット流路Ｐ１を流通する酸素含有ガス２は、
前記第１スワラ１０によって旋回流とされ、パイロット
流路Ｐ１の外部に吐出される。燃料１は、前記第１スワ
ラ１０を通過する前の段階で、前記第１吐出孔８を介し
て供給する。このようにしてパイロット流路Ｐ１から吐
出する混合気が形成される。A plurality of first swirlers 10 are disposed between the tip of the injection nozzle body 5 and the pilot flow path main body P3. The first swirler 10 is a plurality of fins arranged at intervals in the circumferential direction X. The space between the injection nozzle body 5 and the pilot flow path main body P3, that is, the oxygen-containing gas 2 flowing through the pilot flow path P1,
The swirl flow is formed by the first swirler 10 and discharged to the outside of the pilot flow path P1. The fuel 1 is supplied through the first discharge holes 8 before passing through the first swirler 10. Thus, an air-fuel mixture discharged from the pilot flow path P1 is formed.
【００２５】一方、前記パイロット流路本体Ｐ３と前記
メイン流路本体Ｍ３との間には、第２スワラ１１を設け
てある。当該第２スワラ１１も、周方向Ｘに間隔を置い
て配設した複数個のフィンで構成する。前記パイロット
流路本体Ｐ３と前記メイン流路本体Ｍ３との間を流通す
る酸素含有ガス２は、前記第２スワラ１１によって旋回
流となる。燃料１は、前記第２スワラ１１を通過した直
後の酸素含有ガス２に、前記第２吐出孔９を介して供給
する。このようにして前記メイン流路Ｍ１から吐出する
混合気を形成する。On the other hand, a second swirler 11 is provided between the pilot flow path main body P3 and the main flow path main body M3. The second swirler 11 also includes a plurality of fins arranged at intervals in the circumferential direction X. The oxygen-containing gas 2 flowing between the pilot flow path main body P3 and the main flow path main body M3 is swirled by the second swirler 11. The fuel 1 is supplied to the oxygen-containing gas 2 immediately after passing through the second swirler 11 through the second discharge hole 9. Thus, an air-fuel mixture discharged from the main flow path M1 is formed.
【００２６】酸素含有ガス２の一部は、図１に示すごと
く、燃焼筒４と燃焼ケース３との間の空間１２を流通す
る。前記燃焼筒４には、自身の周方向Ｘおよび酸素含有
ガス２の流通方向に沿って、複数個の流体流入孔１３を
分散配置してある。これにより、空間１２を通して流れ
る酸素含有ガス２を、これら流体流入孔１３を通して燃
焼筒４の内部に導入する。つまり、A part of the oxygen-containing gas 2 flows through a space 12 between the combustion tube 4 and the combustion case 3 as shown in FIG. A plurality of fluid inflow holes 13 are dispersedly arranged in the combustion cylinder 4 along its circumferential direction X and the flow direction of the oxygen-containing gas 2. Thereby, the oxygen-containing gas 2 flowing through the space 12 is introduced into the combustion cylinder 4 through the fluid inflow holes 13. That is,
【００２７】当該導入した酸素含有ガス２は、主に、前
記メイン流路Ｍ１から燃焼筒４の内部に吐出された混合
気に周囲から吹き付けられる。この結果、メイン流路Ｍ
１から吐出された混合気をパイロット流路Ｐ１から吐出
した混合気の側に偏向させることができる。このよう
に、前記流体流入孔１３は、双方の流路Ｐ１，Ｍ１から
吐出された混合気の循環流を形成し、メイン流路Ｍ１か
ら吐出された混合気の酸素濃度を低下させて排出ＮＯｘ
量を低減化する機能を有する。The introduced oxygen-containing gas 2 is mainly blown from the surroundings onto the air-fuel mixture discharged from the main passage M1 into the combustion cylinder 4. As a result, the main flow path M
1 can be deflected to the side of the air-fuel mixture discharged from the pilot flow path P1. As described above, the fluid inflow hole 13 forms a circulating flow of the air-fuel mixture discharged from both of the flow paths P1 and M1, reduces the oxygen concentration of the air-fuel mixture discharged from the main flow path M1, and discharges NOx.
Has the function of reducing the amount.
【００２８】また、前記流体流入孔１３から導入した酸
素含有ガス２の一部は、前記燃焼筒４の内周面４ａに沿
って流れ、燃焼筒４を冷却する他、燃焼筒４の下流に位
置するタービン翼が加熱されるのを防止するために燃焼
排ガスを冷却する等の機能も有する。A part of the oxygen-containing gas 2 introduced from the fluid inlet 13 flows along the inner peripheral surface 4 a of the combustion cylinder 4, cools the combustion cylinder 4, and downstream of the combustion cylinder 4. It also has a function of cooling combustion exhaust gas to prevent the located turbine blades from being heated.
【００２９】図１に示すごとく、前記パイロット流路本
体Ｐ３の先端部と、前記メイン流路本体Ｍ３の先端部と
は、混合気の流通方向Ｚにおいてはほ同位置となるよう
に設定してある。混合気を燃焼させて生じる燃焼火炎
は、パイロット流路Ｐ１においては、パイロット流路本
体Ｐ３の内部からもしくは先端部から生成される。一
方、メイン流路Ｍ１における燃焼火炎は、前記メイン流
路本体Ｍ３の先端部から生成される。そして、これら燃
焼火炎は、前記燃焼筒４の内部において形成される。As shown in FIG. 1, the distal end of the pilot flow path main body P3 and the distal end of the main flow path main body M3 are set so as to be substantially at the same position in the flow direction Z of the air-fuel mixture. is there. The combustion flame generated by burning the air-fuel mixture is generated in the pilot flow path P1 from the inside of the pilot flow path main body P3 or from the front end. On the other hand, the combustion flame in the main flow path M1 is generated from the tip of the main flow path main body M3. These combustion flames are formed inside the combustion cylinder 4.
【００３０】本発明のバーナ装置では、前記パイロット
流路本体Ｐ３を、混合気の流通方向Ｚ下流側ほど拡径さ
せて略円錐状とした筒状の部材としてある。一方、前記
メイン流路本体Ｍ３は、混合気の流通方向Ｚ下流側ほど
縮径させて略円錐状とした筒状の部材としてある。本構
成とすることで、前記パイロット流路Ｐ１から吐出され
た混合気の流速に対して、前記メイン流路Ｍ１から吐出
された混合気の流速を大きなものとしている。In the burner device according to the present invention, the pilot flow passage main body P3 is a cylindrical member having a substantially conical shape whose diameter increases toward the downstream side in the flow direction Z of the air-fuel mixture. On the other hand, the main flow path main body M3 is a cylindrical member that is reduced in diameter toward the downstream side in the flow direction Z of the air-fuel mixture to have a substantially conical shape. With this configuration, the flow velocity of the air-fuel mixture discharged from the main flow path M1 is made larger than the flow velocity of the air-fuel mixture discharged from the pilot flow path P1.
【００３１】このように、双方の流路から吐出される混
合気の流速に差を設けることで、特にパイロット流路Ｐ
１の下手側において、圧力の低い部分が形成される。こ
のような圧力の低い部分には、前記メイン流路Ｍ１から
混合気が流入し易くなる。つまり、前記メイン流路Ｍ１
から吐出する混合気の一部が、前記パイロット流路Ｐ１
の吐出下流側部位に巻き込まれて循環流を形成するから
である。このように、メイン流路Ｍ１から吐出される混
合気の流速と、パイロット流路Ｐ１から吐出される混合
気の流速との差を大きく設定することで、燃焼筒４の内
部において強い循環流が形成される。このとき、前記略
円錐形状に形成したパイロット流路本体Ｐ３及びメイン
流路本体Ｍ３が循環流形成手段Ｓ２として機能する。As described above, by providing a difference between the flow rates of the air-fuel mixture discharged from the two flow paths, the pilot flow path P
On the lower side of 1, a low pressure part is formed. The air-fuel mixture easily flows into the low pressure portion from the main flow path M1. That is, the main flow path M1
A part of the air-fuel mixture discharged from the
Is formed in the downstream part of the discharge and forms a circulating flow. As described above, by setting a large difference between the flow velocity of the air-fuel mixture discharged from the main flow path M1 and the flow velocity of the air-fuel mixture discharged from the pilot flow path P1, a strong circulating flow is generated inside the combustion cylinder 4. It is formed. At this time, the pilot flow path main body P3 and the main flow path main body M3 formed in the substantially conical shape function as the circulating flow forming means S2.
【００３２】メイン流路Ｍ１から吐出される混合気と、
パイロット流路Ｐ１から吐出される混合気との燃焼態様
は以下のごとくである。まず、補助燃焼を行う混合気に
注目すると、補助燃焼中の混合気にメイン流路Ｍ１の側
から希薄混合気が流入するため、補助燃焼途中の混合気
が希薄化され、局所的な高温燃焼の発生が防止される。
この結果、排出ＮＯｘ量が低減する。一方、メイン流路
Ｍ１の側から流入する主燃焼用の混合気に注目すれば、
当該主燃焼用の混合気には、前記補助燃焼に係る燃焼排
ガスが混入する。この結果、主燃焼用の希薄混合気の酸
素濃度がさらに低下する。つまり、ここでは高温燃焼の
発生がより制限されて排出ＮＯｘ量が更に少なくなる。An air-fuel mixture discharged from the main flow path M1;
The manner of combustion with the air-fuel mixture discharged from the pilot flow path P1 is as follows. First, paying attention to the air-fuel mixture performing the auxiliary combustion, the air-fuel mixture during the auxiliary combustion is diluted because the lean air-fuel mixture flows into the air-fuel mixture during the auxiliary combustion from the side of the main flow path M1. Is prevented from occurring.
As a result, the amount of exhaust NOx decreases. On the other hand, paying attention to the main combustion air-fuel mixture flowing in from the main flow path M1 side,
The exhaust gas from the auxiliary combustion is mixed in the main combustion air-fuel mixture. As a result, the oxygen concentration of the lean mixture for main combustion further decreases. That is, here, the occurrence of high-temperature combustion is further restricted, and the amount of exhausted NOx is further reduced.
【００３３】以上のごとく、メイン流路から吐出する流
体の速度とパイロット流路からと出する流体の速度とを
異ならせることで、燃焼排ガスを利用しつつ混合気の自
己循環を積極的に行わせることができる。この結果、局
所的な高温燃焼を防止し、排出ＮＯｘ量を低減化するこ
とができる。As described above, by making the speed of the fluid discharged from the main flow passage different from the speed of the fluid discharged from the pilot flow passage, the self-circulation of the air-fuel mixture is actively performed while using the combustion exhaust gas. Can be made. As a result, local high-temperature combustion can be prevented, and the amount of exhausted NOx can be reduced.
【００３４】尚、前記メイン流路本体Ｍ３は、前記混合
気の流通方向Ｚに沿って同径とするものであってもよ
い。この場合でも、パイロット流路Ｐ１からの混合気の
吐出速度に比べて、メイン流路Ｍ１からの混合気の吐出
速度を大きく設定しておけば、上記のごとく、メイン流
路Ｍ１に係る混合気の巻き込みが生じて同等の作用効果
を得ることができる。The main flow path main body M3 may have the same diameter along the flow direction Z of the air-fuel mixture. Even in this case, if the discharge speed of the air-fuel mixture from the main flow path M1 is set to be higher than the discharge speed of the air-fuel mixture from the pilot flow path P1, as described above, the air-fuel mixture of the main flow path M1 And the same effect can be obtained.
【００３５】本発明のバーナ装置においては、燃焼筒４
の内部における混合気の燃焼状態をより最適化するため
に、図１に示すごとく、前記パイロット流路Ｐ１及びメ
イン流路Ｍ１の下流側に、メイン流路Ｍ１の出口径Ｄ１
に対して１．２倍以上４倍以下の流路径Ｄ２を備えた拡
大流路部１４を備えている。このような拡大流路部１４
を備えることで、双方の流路Ｐ１，Ｍ１から吐出された
混合気は流速を急激に低下させつつ、互いに混合しなが
ら燃焼筒４の内部に拡散する。当該拡散に伴い、混合気
は、パイロット流路Ｐ１の出口で形成する燃焼炎を伝搬
させ易い状態となる。よって、燃焼筒４の何れの場所に
おいても均等な燃焼状態を得ることができ、燃焼効率に
優れたバーナ装置を得ることができる。勿論、本構成に
おいても、燃焼排ガスの自己循環作用が期待できるか
ら、排出ＮＯｘ量は少ないものとなる。In the burner device of the present invention, the combustion cylinder 4
As shown in FIG. 1, an outlet diameter D1 of the main flow path M1 is provided downstream of the pilot flow path P1 and the main flow path M1 in order to further optimize the combustion state of the air-fuel mixture inside the main flow path M1.
And an enlarged flow path portion 14 having a flow path diameter D2 that is 1.2 times or more and 4 times or less of the diameter D2. Such an enlarged flow path portion 14
, The air-fuel mixture discharged from the two flow paths P1 and M1 diffuses into the combustion cylinder 4 while mixing with each other while rapidly decreasing the flow velocity. With the diffusion, the air-fuel mixture is in a state where the combustion flame formed at the outlet of the pilot flow path P1 is easily propagated. Therefore, a uniform combustion state can be obtained in any place of the combustion cylinder 4, and a burner device excellent in combustion efficiency can be obtained. Of course, also in this configuration, since the self-circulation effect of the combustion exhaust gas can be expected, the amount of exhaust NOx is small.
【００３６】尚、本実施形態では、図１に示すごとく、
前記拡大流路部１４の外周部位に、当該拡大流路部１４
の流路径方向に沿って拡大流路部１４の中心側に酸素含
有ガス２を流入させる前記流体流入孔１３を備えてい
る。In this embodiment, as shown in FIG.
At the outer peripheral portion of the enlarged flow path section 14, the enlarged flow path section 14
The fluid inflow hole 13 through which the oxygen-containing gas 2 flows into the center of the enlarged flow path portion 14 along the flow path radial direction is provided.
【００３７】（バーナ装置の運転例）本発明のバーナ装
置を用いて行った燃焼実験の結果を以下に示す。本発明
に係るバーナ装置では、メイン流路Ｍ１の出口部の外径
を７２ｍｍφ、内径を４２ｍｍφとした。一方、パイロ
ット流路Ｐ１の出口部の内径は３８ｍｍφとした。前記
メイン流路Ｍ１からは、３５０℃の空気を２６２Ｎｍ3
／ｈで供給した。このときの空気流速は５７ｍ／ｓｅｃ
であった。一方、前記パイロット流路Ｐ１からは、３５
０℃の空気を３２Ｎｍ3 ／ｈで供給した。このときの空
気流速は１８ｍ／ｓｅｃであった。燃料供給量は、バー
ナ装置を定格燃焼負荷の状態で運転させるために、パイ
ロット流路Ｐ１に対しては１．９Ｎｍ3 ／ｈとし、メイ
ン流路Ｍ１に対しては１７．５Ｎｍ3 ／ｈとした。尚、
バーナ装置全体としての当量比は０．３５であった。(Example of Operation of Burner Apparatus) The results of a combustion experiment conducted using the burner apparatus of the present invention are shown below. In the burner device according to the present invention, the outer diameter of the outlet of the main flow path M1 is 72 mmφ, and the inner diameter is 42 mmφ. On the other hand, the inner diameter of the outlet of the pilot flow path P1 was 38 mmφ. 262 Nm 3 of air at 350 ° C.
/ H. The air velocity at this time is 57 m / sec.
Met. On the other hand, from the pilot flow path P1, 35
Air at 0 ° C. was supplied at 32 Nm 3 / h. The air flow rate at this time was 18 m / sec. Fuel supply amount, in order to operate the burner apparatus in a state of rated combustion load, the 1.9 nm 3 / h for the pilot channel P1, and 17.5 nm 3 / h for the main flow path M1 did. still,
The equivalent ratio of the entire burner device was 0.35.
【００３８】上記燃焼試験の結果、排出ＮＯｘ量が１３
ｐｐｍ以下（酸素０％換算以下）となり、燃焼効率が９
９％以上であることが確認できた。As a result of the combustion test, the amount of exhausted NOx was 13
ppm or less (oxygen 0% conversion or less) and the combustion efficiency is 9
It was confirmed that it was 9% or more.
【００３９】尚、上記実施形態では、前記メイン流路Ｍ
１から吐出する空気の流速を５７ｍ／ｓｅｃとし、前記
パイロット流路Ｐ１から吐出する空気の流速を１８ｍ／
ｓｅｃとしたが、夫々の流速は、例えば、前記メイン流
路Ｍ１の出口における流速を５０〜２００ｍ／ｓｅｃに
設定し、前記パイロット流路Ｐ１の出口における流速を
５〜３０ｍ／ｓｅｃに設定すれば良好な燃焼結果を得る
ことができると考えられる。In the above embodiment, the main flow path M
1 is 57 m / sec, and the flow velocity of the air discharged from the pilot flow path P1 is 18 m / sec.
The flow rates at the outlet of the main flow path M1 are set to 50 to 200 m / sec, and the flow rates at the outlet of the pilot flow path P1 are set to 5 to 30 m / sec. It is believed that good combustion results can be obtained.
【００４０】このような流速の差としては、例えば、前
記パイロット流路Ｐ１から吐出する流体流速に対して前
記メイン流路Ｍ１から吐出する流体流速を１．５倍以上
５０倍以下に設定するものであってもよく、この場合に
も、排出ＮＯｘ量を低減化することができる。The difference between the flow velocities is, for example, that the flow velocity of the fluid discharged from the main flow path M1 is set to 1.5 to 50 times the flow velocity of the fluid discharged from the pilot flow path P1. In this case as well, the amount of exhausted NOx can be reduced.
【００４１】（効果）以上のごとく、本発明に係るバー
ナ装置は、前記メイン流路Ｍ１から吐出する流体の一部
を前記パイロット流路Ｐ１の吐出下流側部位に巻き込ん
で強い循環流を形成する循環流形成手段Ｓ２を備えてい
るから、補助燃焼を行う混合気については、補助燃焼中
の混合気にメイン流路の側から希薄混合気が流入して補
助燃焼途中の混合気が希薄化され、局所的な高温燃焼の
発生が防止される。一方、メイン流路の側から流入する
主燃焼用の混合気に対しては、補助燃焼に係る燃焼排ガ
スが混入する。この結果、主燃焼用の希薄混合気の酸素
濃度がさらに低下して局所的な高温燃焼の発生機会がさ
らに制限される。以上のごとく、メイン流路から吐出す
る流体の速度とパイロット流路からと出する流体の速度
とを異ならせることで、燃焼排ガスを利用しつつ流体の
循環を行わせることができ、局所的な高温燃焼の発生を
防止して排出ＮＯｘ量を低減化することができる。(Effect) As described above, in the burner device according to the present invention, a part of the fluid discharged from the main flow path M1 is drawn into the discharge downstream portion of the pilot flow path P1 to form a strong circulation flow. Since the mixture is provided with the circulating flow forming means S2, with respect to the air-fuel mixture for performing the auxiliary combustion, the lean air-fuel mixture flows into the air-fuel mixture during the auxiliary combustion from the side of the main flow path, and the air-fuel mixture during the auxiliary combustion is diluted. In addition, the occurrence of local high-temperature combustion is prevented. On the other hand, the mixture for main combustion flowing from the side of the main flow path is mixed with the combustion exhaust gas relating to the auxiliary combustion. As a result, the oxygen concentration of the lean air-fuel mixture for the main combustion is further reduced, and the chance of occurrence of local high-temperature combustion is further restricted. As described above, by making the velocity of the fluid discharged from the main flow path different from the velocity of the fluid discharged from the pilot flow path, the circulation of the fluid can be performed while utilizing the combustion exhaust gas, and the local The generation of high-temperature combustion can be prevented, and the amount of exhaust NOx can be reduced.
【００４２】〔別実施の形態〕 〈１〉 本発明のバーナ装置は、例えば、ガスタービン
システムのタービン用バーナ装置など各種装置のバーナ
装置として使用可能である。当該バーナ装置は、排出Ｎ
Ｏｘ量が少なく、燃焼効率に優れているため、運転効率
が良くクリーンなガスタービンシステムを得ることがで
きる。[Other Embodiments] <1> The burner device of the present invention can be used as a burner device of various devices such as a burner device for a turbine of a gas turbine system. The burner device has a discharge N
Since the Ox amount is small and the combustion efficiency is excellent, a clean gas turbine system with good operation efficiency can be obtained.
【図１】本発明に係るバーナ装置を示す断面図FIG. 1 is a sectional view showing a burner device according to the present invention.
【図２】従来のバーナ装置を示す断面図FIG. 2 is a sectional view showing a conventional burner device.
１ 燃料 ２ 酸素含有ガス １３ 流体流入孔 １４ 拡大流路部 Ｄ１ メイン流路の出口径 Ｄ２ 拡大流路部の流路径 Ｍ３ メイン流路本体 Ｍ１ メイン流路 Ｐ１ パイロット流路 Ｐ３ パイロット流路本体 Ｓ１ 燃料供給手段 Ｓ２ 循環流形成手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel 2 Oxygen-containing gas 13 Fluid inflow hole 14 Expanded flow path part D1 Outlet diameter of main flow path D2 Flow path diameter of expanded flow path part M3 Main flow path main body M1 Main flow path P1 Pilot flow path P3 Pilot flow path main body S1 Fuel Supply means S2 Circulating flow forming means
Claims (8)
略筒状のパイロット流路本体の内部空間に形成すると共
に、前記パイロット流路本体の周囲に略筒状のメイン流
路本体を設けて、これらパイロット流路本体とメイン流
路本体との間の空間に、主燃焼を行わせるメイン流路を
形成し、 前記メイン流路及び前記パイロット流路に燃料を供給す
る燃料供給手段と、前記メイン流路及び前記パイロット
流路に燃焼用の酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供
給手段とを備えたバーナ装置であって、 前記メイン流路から吐出される流体の流速を、前記パイ
ロット流路から吐出する流体流速に対して１．５倍以上
５０倍以下に設定し、 前記メイン流路から吐出する流体の一部を、前記パイロ
ット流路の吐出下流側部位に巻き込まれる循環流とする
循環流形成手段を備えたバーナ装置。1. A pilot flow path for performing auxiliary combustion,
Formed in the internal space of the substantially cylindrical pilot flow path main body, a substantially cylindrical main flow path main body is provided around the pilot flow path main body, and the space between the pilot flow path main body and the main flow path main body is provided. A main flow path for performing main combustion in the space; a fuel supply means for supplying fuel to the main flow path and the pilot flow path; and an oxygen-containing gas for combustion in the main flow path and the pilot flow path. A flow rate of a fluid discharged from the main flow path, wherein the flow rate of the fluid discharged from the main flow path is 1.5 times or more and 50 times the flow rate of the fluid discharged from the pilot flow path. A burner apparatus comprising: a circulating flow forming unit that is set as follows, and that makes a part of the fluid discharged from the main flow path a circulating flow that is caught in a discharge downstream portion of the pilot flow path.
略筒状のパイロット流路本体の内部空間に形成すると共
に、前記パイロット流路本体の周囲に略筒状のメイン流
路本体を設けて、これらパイロット流路本体とメイン流
路本体との間の空間に、主燃焼を行わせるメイン流路を
形成し、 前記メイン流路及び前記パイロット流路に燃料を供給す
る燃料供給手段と、前記メイン流路及び前記パイロット
流路に燃焼用の酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供
給手段とを備えたバーナ装置であって、 前記メイン流路から吐出する流体の一部を、前記パイロ
ット流路の吐出下流側部位に巻き込まれ、軸心部に到達
する循環流とする循環流形成手段を備えたバーナ装置。2. A pilot flow path for performing auxiliary combustion,
Formed in the internal space of the substantially cylindrical pilot flow path main body, a substantially cylindrical main flow path main body is provided around the pilot flow path main body, and the space between the pilot flow path main body and the main flow path main body is provided. A main flow path for performing main combustion in the space; a fuel supply means for supplying fuel to the main flow path and the pilot flow path; and an oxygen-containing gas for combustion in the main flow path and the pilot flow path. And a part of a fluid discharged from the main flow path is caught in a discharge downstream side part of the pilot flow path and reaches a shaft center part. A burner device having a circulating flow forming means for circulating a flow.
側ほど拡径させて前記循環流形成手段を構成した請求項
１または２記載のバーナ装置。3. The burner device according to claim 1, wherein the circulating flow forming means is configured by increasing the diameter of the substantially cylindrical pilot flow passage body toward the downstream side.
向で同径もしくは、下流側に向かって縮径して構成され
る請求項３記載のバーナ装置。4. The burner device according to claim 3, wherein the substantially cylindrical main flow path main body is configured to have the same diameter in the flow direction or to reduce the diameter toward the downstream side.
流路の出口における流体流速を５〜３０ｍ／ｓｅｃに設
定し、前記メイン流路の出口における流体流速を５０〜
２００ｍ／ｓｅｃに設定する請求項１または２記載のバ
ーナ装置。5. The circulating flow forming means sets a fluid flow rate at an outlet of the pilot flow path to 5 to 30 m / sec, and sets a fluid flow rate at an outlet of the main flow path to 50 to 30 m / sec.
3. The burner device according to claim 1, wherein the burner device is set to 200 m / sec.
流側に、メイン流路の出口径に対して１．２倍以上４倍
以下の流路幅を備えた拡大流路部を備える請求項１から
５のいずれか１項記載のバーナ装置。6. An enlarged flow path section having a flow path width of 1.2 times to 4 times the outlet diameter of the main flow path downstream of the pilot flow path and the main flow path. The burner device according to any one of claims 1 to 5.
向で拡大流路部中心に向かう流体流入孔を備えた請求項
６記載のバーナ装置。7. The burner device according to claim 6, wherein a fluid inflow hole is provided at an outer peripheral portion of the enlarged flow passage portion in a radial direction of the flow passage toward a center of the enlarged flow passage portion.
装置をタービン用バーナ装置として備えたガスタービ
ン。8. A gas turbine comprising the burner device according to claim 1 as a turbine burner device.
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|---|---|---|---|
| JP2000041171A JP4155690B2 (en) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | BURNER DEVICE AND GAS TURBINE SYSTEM HAVING BURNER DEVICE |
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Publications (2)
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|---|---|
| JP2001235153A true JP2001235153A (en) | 2001-08-31 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8172568B2 (en) * | 2007-08-10 | 2012-05-08 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Combustor |
-
2000
- 2000-02-18 JP JP2000041171A patent/JP4155690B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| US8172568B2 (en) * | 2007-08-10 | 2012-05-08 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Combustor |
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