JP2001324137A - Burner device - Google Patents

Burner device

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JP2001324137A
JP2001324137A JP2000139731A JP2000139731A JP2001324137A JP 2001324137 A JP2001324137 A JP 2001324137A JP 2000139731 A JP2000139731 A JP 2000139731A JP 2000139731 A JP2000139731 A JP 2000139731A JP 2001324137 A JP2001324137 A JP 2001324137A
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JP
Japan
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combustion
flow path
fuel
main
pilot
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Application number
JP2000139731A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Wakabayashi
努 若林
Koji Moriya
浩二 守家
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Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a burner in which increase of discharged NOx amount can be restrained, and a stable combustion efficiency can be attained, even when the combustion load is changed. SOLUTION: A main flow path M1 for main combustion is provided around a pilot flow path P1 for auxiliary combustion. A main fuel supply means regulating fuel-supply amount to the flow path M1, and a pilot fuel supply means regulating fuel-supply amount to the flow path P1, and an air-supply means 6 supplying air 2 to the flow path P1 are provided to the burner device. An equivalence ratio between the fuel 1 and the air 2 in the flow path M1 is decreased, and the ratio in the path P1 is increased, following the reduction of a combustion load for a rated combustion load in the burner device.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主燃焼を行わせる
メイン流路を、補助燃焼を行わせるパイロット流路の周
囲に形成し、前記メイン流路に燃料供給量を調節しつつ
燃料を供給するメイン燃料供給手段と、前記パイロット
流路に燃料供給量を調節しつつ燃料を供給するパイロッ
ト燃料供給手段と、前記メイン流路および前記パイロッ
ト流路に空気を供給する空気供給手段とを備えたバーナ
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel supply system in which a main flow path for performing main combustion is formed around a pilot flow path for performing auxiliary combustion. Main fuel supply means, pilot fuel supply means for supplying fuel while adjusting the amount of fuel supplied to the pilot flow path, and air supply means for supplying air to the main flow path and the pilot flow path. It relates to a 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 gas, and a gas turbine that is driven to rotate by using the combustion 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
ナ装置としては、通常、メインノズルとパイロットノズ
ルとを備えている。前記メインノズルは、文字通り主燃
焼を行う部分であり、前記パイロットノズルは、前記メ
インノズルから供給される混合気に確実に着火して燃焼
炎を形成させるためのものである。ガスタービンを定格
負荷、即ち、ガスタービンを安定的に連続運転すること
ができる最大の負荷で運転する場合には、前記メインバ
ーナ及び前記パイロットバーナは、一定の条件で連続運
転される。このとき、前記メインバーナの燃焼状態およ
び前記パイロットバーナの燃焼状態は、最適な状態に維
持される。ここで、ガスタービンを定格負荷で運転させ
得るようなバーナ装置の運転状態を定格燃焼負荷状態と
いう。また、バーナ装置の設計上の最大負荷を定格燃焼
負荷といい、具体的には、前記バーナ装置が安定的に連
続運転することができる最大の負荷をいう。この状態で
は、通常、バーナ装置の燃焼効率が最大となり、NOx
の発生量が最小となるようにバーナ装置を設計してあ
る。
[0003] A burner device used for such a gas turbine usually includes a main nozzle and a pilot nozzle. The main nozzle is a portion that literally performs main combustion, and the pilot nozzle is for surely igniting the air-fuel mixture supplied from the main nozzle to form a combustion flame. When the gas turbine is operated at the rated load, that is, at the maximum load at which the gas turbine can be stably operated continuously, the main burner and the pilot burner are continuously operated under certain conditions. At this time, the combustion state of the main burner and the combustion state of the pilot burner are maintained at optimal states. Here, the operating state of the burner device that can operate the gas turbine at the rated load is referred to as the rated combustion load state. Further, the maximum design load of the burner device is referred to as a rated combustion load, and specifically, the maximum load at which the burner device can be stably operated continuously. In this state, normally, the combustion efficiency of the burner device becomes maximum and NOx
The burner device is designed so that the generation amount of the burn is minimized.

【0004】一方、定格燃焼負荷状態からバーナ装置の
出力を下げる場合には、まず、メインバーナへの燃料供
給量を絞ることにより行う。ここで、前記バーナ装置の
夫々の運転状態における瞬間の負荷を「燃焼負荷」とい
う。一般的に「燃焼負荷」とは、燃焼装置の性能を示す
重要な要素の一つであって、燃焼装置の主体をなす燃焼
器の単位空間において単位時間に発生させる熱量のこと
をいう。大幅に燃焼負荷を変更するには、例えば、複数
本あるメインバーナのうちのいくつかの燃焼を停止させ
ることで燃焼負荷の低減が行われる。逆に、燃焼負荷を
増大させるためには、休止させていたメインバーナに点
火することが行われる。
On the other hand, when reducing the output of the burner device from the rated combustion load state, first, the amount of fuel supplied to the main burner is reduced. Here, the instantaneous load in each operation state of the burner device is referred to as “combustion load”. Generally, the “combustion load” is one of the important factors indicating the performance of a combustion device, and refers to the amount of heat generated per unit time in a unit space of a combustor that is a main component of the combustion device. In order to greatly change the combustion load, for example, the combustion load is reduced by stopping the combustion of some of the plurality of main burners. Conversely, in order to increase the combustion load, the main burner that has been stopped is ignited.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のバーナ装置では、燃焼負荷を変更すべくメインバー
ナの点火あるいは消化を行う際に、燃焼負荷が急激に変
化する。当然ながら、これに伴って、燃焼効率も急激に
変動する。よって、このようなバーナ装置を用いている
ガスタービンシステム等においては、運転負荷の変化が
滑らかに行われず、装置部分に衝撃荷重が作用したり、
振動が生じたりする場合があった。
However, in the above-mentioned conventional burner device, when the main burner is ignited or extinguished to change the combustion load, the combustion load changes abruptly. Naturally, the combustion efficiency also fluctuates sharply. Therefore, in a gas turbine system or the like using such a burner device, the operating load does not change smoothly, and an impact load acts on the device portion,
Vibration sometimes occurred.

【0006】また、燃焼負荷が急激に変動することは、
燃焼効率の悪化の要因となるばかりでなく、メインバー
ナの点火・消火時に燃料の供給状態が変化することか
ら、燃焼温度が局所的に高温になる等、燃焼温度のバラ
つきを招来する。この結果、特に高温燃焼が行われる位
置では、NOxの発生量が増大する等、上記従来のバー
ナ装置は解決すべき点を有していた。
[0006] Further, the rapid fluctuation of the combustion load is caused by
Not only is the factor of deterioration of the combustion efficiency, but also the variation of the combustion temperature, such as a local increase in the combustion temperature, due to a change in the fuel supply state when the main burner is ignited or extinguished. As a result, the above-described conventional burner device has a problem to be solved, such as an increase in the amount of generated NOx, particularly at a position where high-temperature combustion is performed.

【0007】本発明の目的は、上記従来のバーナ装置の
欠点を解決し、燃焼負荷を変動させた場合でも、排出N
Ox量の増大を抑制し、安定した燃焼効率を得ることが
できるバーナ装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the conventional burner device and to reduce the emission N even when the combustion load is varied.
An object of the present invention is to provide a burner device capable of suppressing an increase in the amount of Ox and obtaining stable combustion efficiency.

【0008】[0008]

【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、バーナ装置
の定格燃焼負荷に対し、前記バーナ装置の燃焼負荷が低
下するに伴って、メイン流路M1での燃料1と空気2と
の当量比を低下させると共に、パイロット流路P1での
当量比を増加させる点に特徴を有する。 (作用効果)本発明に係るバーナ装置では、定格燃焼負
荷に対してバーナ装置の燃焼負荷を低下させるに伴っ
て、メイン流路における混合気の当量比を低下させ、パ
イロット流路における混合気の当量比を増加させるか
ら、前記パイロット流路において確実に燃焼炎を形成
し、当該燃焼による発熱を利用してメイン流路の混合気
を燃焼させることができる。よって、メイン流路に対す
る燃料の供給量を減少させた場合でも、メイン流路にお
ける燃焼状態を安定させることができる。即ち、バーナ
装置を低負荷で運転した場合でもメイン火炎を安定して
燃焼させることができる。
(Structure 1) In a burner device according to the present invention, as described in claim 1, as the combustion load of the burner device decreases with respect to the rated combustion load of the burner device. The feature is that the equivalent ratio between the fuel 1 and the air 2 in the main flow path M1 is reduced and the equivalent ratio in the pilot flow path P1 is increased. (Effect) In the burner device according to the present invention, as the combustion load of the burner device is reduced with respect to the rated combustion load, the equivalent ratio of the air-fuel mixture in the main flow passage is reduced, and the air-fuel mixture in the pilot flow passage is reduced. Since the equivalent ratio is increased, a combustion flame can be reliably formed in the pilot flow path, and the air-fuel mixture in the main flow path can be burned by utilizing the heat generated by the combustion. Therefore, even when the supply amount of fuel to the main passage is reduced, the combustion state in the main passage can be stabilized. That is, the main flame can be stably burned even when the burner device is operated at a low load.

【0009】(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、前記定格燃焼負荷時におい
て、前記メイン流路M1での当量比を、前記パイロット
流路P1での当量比に対して同じ若しくは大きく設定す
ることができる。 (作用効果)本発明に係るバーナ装置では、例えば、前
記メイン流路および前記パイロット流路から流出する混
合気に対して、さらに空気を混入させる場合がある。そ
して、当該空気の混入は、多くの場合、メイン流路から
の流出混合気に対して、さらにバーナ装置の径方向外方
から混入させる場合が多い。このことは、メイン流路か
らの混合気が、まず希釈されることを意味する。
(Structure 2) In the burner device according to the present invention, at the time of the rated combustion load, the equivalent ratio in the main flow path M1 is changed to the equivalent ratio in the pilot flow path P1. Can be set the same or larger. (Operation and Effect) In the burner device according to the present invention, for example, air may be further mixed into the air-fuel mixture flowing out of the main flow path and the pilot flow path. In many cases, the air is mixed with the air-fuel mixture flowing out of the main flow path from the outside in the radial direction of the burner device. This means that the air-fuel mixture from the main flow path is first diluted.

【0010】このような場合に、定格燃焼負荷時におい
て、前記メイン流路での当量比を、前記パイロット流路
での当量比に対して同じ若しくは大きく設定しておくこ
とで、希釈されたメイン流路からの混合気の当量比と、
パイロット流路から流出する混合気の当量比とを略同等
に設定することが可能となる。この結果、バーナ装置全
体としてみた場合に安定的な燃焼状態を得ることができ
る。
In such a case, when the equivalent ratio in the main passage is set to be equal to or larger than the equivalent ratio in the pilot passage at the time of the rated combustion load, the diluted main passage is set. The equivalence ratio of the air-fuel mixture from the flow path;
It is possible to set the equivalent ratio of the air-fuel mixture flowing out of the pilot flow path to be substantially equal. As a result, a stable combustion state can be obtained when the entire burner device is viewed.

【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、前記燃焼負荷が、前記定格燃
焼負荷の50〜70%である場合には、前記メイン流路
M1での当量比を、前記パイロット流路P1での当量比
よりも小さく設定することができる。 (作用効果)定格燃焼負荷に比べて燃焼負荷を小さく設
定する場合に、仮に、パイロット流路およびメイン流路
の双方の当量比を低下させてしまうと、燃焼が不安定と
なったり、失火する等の不都合が生じる場合がある。こ
れを防止するために、本構成のごとく、前記燃焼負荷
が、前記定格燃焼負荷の50〜70%である場合に、前
記メイン流路での当量比を、前記パイロット流路での当
量比よりも小さく設定することで、少なくともパイロッ
ト流路から流出される混合気の燃焼状態を安定的に維持
するのである。この結果、上記失火等の不都合が生じる
のを防止することができる。
(Structure 3) In the burner device according to the present invention, when the combustion load is 50% to 70% of the rated combustion load, the burner device according to the present invention may be configured such that the main flow path M1 is provided. The equivalent ratio can be set smaller than the equivalent ratio in the pilot flow path P1. (Effects) When the combustion load is set smaller than the rated combustion load, if the equivalence ratio of both the pilot flow path and the main flow path is reduced, the combustion becomes unstable or a misfire occurs. And the like may occur. In order to prevent this, as in the present configuration, when the combustion load is 50 to 70% of the rated combustion load, the equivalent ratio in the main passage is set to be smaller than the equivalent ratio in the pilot passage. By setting the value as small as possible, at least the combustion state of the air-fuel mixture flowing out from the pilot flow path is stably maintained. As a result, it is possible to prevent inconveniences such as the misfire from occurring.

【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、前記定格燃焼負荷時には、供
給する全燃料1のうち0〜20%の燃料1を前記パイロ
ット流路P1に供給し、前記燃焼負荷の低下に伴って、
供給する全燃料1のうち前記パイロット流路P1に供給
する燃料1の比率を増加させ、前記燃焼負荷が、前記定
格燃焼負荷の50〜70%である場合には、供給する全
燃料1のうち20〜40%の燃料1を前記パイロット流
路P1に供給するよう構成することもできる。 (作用効果)本構成のごとく、燃焼負荷が定格燃焼負荷
の50〜70%である場合に、供給する全燃料のうち2
0〜40%の燃料をパイロット流路に供給するものであ
れば、上記構成3の作用効果を最適に得ることができ
る。
(Structure 4) In the burner device according to the present invention, at the time of the rated combustion load, 0 to 20% of the total fuel 1 to be supplied is supplied to the pilot flow path P1 at the time of the rated combustion load. Supply, and as the combustion load decreases,
The proportion of fuel 1 to be supplied to the pilot flow path P1 among the total fuel 1 to be supplied is increased, and when the combustion load is 50 to 70% of the rated combustion load, It may be configured to supply 20 to 40% of the fuel 1 to the pilot flow path P1. (Effects) When the combustion load is 50% to 70% of the rated combustion load as in the present configuration, two out of all the supplied fuels are used.
As long as 0 to 40% of fuel is supplied to the pilot flow path, the operation and effect of the above configuration 3 can be optimally obtained.

【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、請求項1から4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用
いてガスタービンシステムを構築した場合には、構成1
の作用効果で記したごとく、例えば、パイロット流路に
おける当量比が極度に低下するのを防止できるなど、バ
ーナ装置の燃焼状態を連続的に変化させることが可能で
ある。この結果、特に、ガスタービンシステムの立ち上
げ時において負荷の増大を連続的に行うことができる。
その際には、メイン流路における燃焼負荷の急変が阻止
でき、NOxの増大を抑制することができる。しかも、
メイン流路の燃焼負荷が連続的に増大あるいは減少させ
ることができるため、負荷の微調節を容易に行い得るガ
スタービンシステムを得ることができる。
(Structure 5) In the burner device according to the present invention, as described in claim 5, any one of claims 1 to 4 can be used as a burner device for a gas turbine system. it can. (Operation and Effect) When a gas turbine system is constructed using the burner device of the present invention as in the present configuration, the configuration 1
As described above, the combustion state of the burner device can be continuously changed, for example, it is possible to prevent the equivalence ratio in the pilot flow passage from extremely lowering. As a result, especially when the gas turbine system is started, the load can be continuously increased.
At that time, a sudden change in the combustion load in the main flow path can be prevented, and an increase in NOx can be suppressed. Moreover,
Since the combustion load in the main flow path can be continuously increased or decreased, a gas turbine system that can easily perform fine adjustment of the load can be obtained.

【0014】[0014]

【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である燃焼用ガス1Aと燃
焼用の空気2とを供給する。前記燃料1は、前記メイン
流路M1に対してはメイン燃料供給手段M2によって供
給し、前記パイロット流路P1に対しては、パイロット
燃料供給手段P2によって供給する。前記メイン流路M
1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、その供給量を調節しつつ供給することができ
る。前記メイン流路M1および前記パイロット流路P1
に対する空気2の供給は、空気供給手段によって供給す
る。当該空気2の供給量は、本実施形態では略一定であ
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, a combustion gas 1A as a fuel 1 and a combustion air 2 are supplied. The fuel 1 is supplied to the main flow path M1 by main fuel supply means M2, and is supplied to the pilot flow path P1 by pilot fuel supply means P2. The main flow path M
The fuel 1 can be supplied to both the fuel flow path 1 and the pilot flow path P1 while adjusting the supply amount. The main flow path M1 and the pilot flow path P1
Is supplied by air supply means. The supply amount of the air 2 is substantially constant in the present embodiment.

【0015】本発明のバーナ装置は、定格燃焼負荷でバ
ーナ装置を稼働している状態から燃焼負荷を低下させる
際に、メイン流路M1での燃料1と空気2との当量比を
低下させ、同時にパイロット流路P1での当量比を増加
させるものである。つまり、燃焼負荷を低下させる場合
には、メイン流路M1及びパイロット流路P1に供給す
る燃料1の総量を減少させるのであるが、その際に、メ
イン流路M1に対してパイロット流路P1に供給する燃
料1の割合を増加させるのである。これにより、燃焼負
荷を低下させた状態でも、少なくともパイロット流路P
1においては燃焼炎を確実に維持することができる。
The burner device of the present invention reduces the equivalence ratio between fuel 1 and air 2 in the main flow path M1 when reducing the combustion load from a state in which the burner device is operating at the rated combustion load, At the same time, the equivalent ratio in the pilot flow path P1 is increased. That is, when the combustion load is reduced, the total amount of the fuel 1 supplied to the main flow path M1 and the pilot flow path P1 is reduced. The proportion of the supplied fuel 1 is increased. Thereby, even when the combustion load is reduced, at least the pilot flow path P
In No. 1, the combustion flame can be reliably maintained.

【0016】尚、ここで、本発明における当量比とは、
燃料1と空気2とを混合させた混合気Gの濃度上の性質
を表す量であり、以下のごとく定義する。 当量比=(燃料濃度/空気濃度)/(燃料濃度/空気濃
度)st 各濃度はモル数で表したものであり、(燃料濃度/空気
濃度)stは、理論混合比における燃料1と空気2との
濃度比である。理論混合比とは、燃料1とそれが完全に
酸化するのに必要な空気2との濃度比である。
Here, the equivalent ratio in the present invention is:
This is a quantity representing the concentration property of the mixture G in which the fuel 1 and the air 2 are mixed, and is defined as follows. Equivalence ratio = (fuel concentration / air concentration) / (fuel concentration / air concentration) st Each concentration is represented by the number of moles, and (fuel concentration / air concentration) st is fuel 1 and air 2 at the theoretical mixing ratio. And the concentration ratio. The stoichiometric mixture ratio is the concentration ratio between the fuel 1 and the air 2 required for its complete oxidation.

【0017】さらに、燃焼負荷を増大させる場合には、
前記メイン流路M1への燃料1の供給割合を漸増させる
ことができるため、混合気Gの当量比が極端に変動する
ことがない。この結果、燃焼温度の急上昇を抑制し、N
Oxの発生量が増大するのを抑制することができる。
尚、前記燃焼用ガス1Aとしては、例えば都市ガスを用
いることができる。
Further, when increasing the combustion load,
Since the supply ratio of the fuel 1 to the main flow path M1 can be gradually increased, the equivalent ratio of the air-fuel mixture G does not fluctuate extremely. As a result, a rapid rise in combustion temperature is suppressed, and N
An increase in the generation amount of Ox can be suppressed.
As the combustion gas 1A, for example, city gas can be used.

【0018】(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。本実施形態で
は、ガスタービンシステムに前記バーナ装置を設けた例
を示す。図1は、本発明に係るバーナ装置の断面図であ
る。図2は、前記バーナ装置の要部の断面図である。図
3は、図2のIII−III線における断面図である。
(Burner Apparatus) An embodiment of a burner apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, an example in which the burner device is provided in a gas turbine system will be described. FIG. 1 is a sectional view of a burner device according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view of a main part of the burner device. FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG.

【0019】図示は省略するが、前記ガスタービンシス
テムは、複数のバーナ装置を備えて構成してある。複数
のバーナ装置は、ガスタービン4の回転軸を中心にして
周方向に分散配置する。夫々のバーナ装置は、例えば、
前記回転軸と同軸心に設けたディフューザ部材5に取り
付けてある。当該ディフューザ部材5は、夫々のバーナ
装置に燃焼用の空気2を供給するために、空気供給手段
6である空気流路6aを絞る部材である。
Although not shown, the gas turbine system is provided with a plurality of burner devices. The plurality of burner devices are distributed in the circumferential direction around the rotation axis of the gas turbine 4. Each burner device, for example,
It is attached to a diffuser member 5 provided coaxially with the rotation shaft. The diffuser member 5 is a member that narrows an air flow path 6a that is an air supply unit 6 to supply the combustion air 2 to each burner device.

【0020】さらに詳細には、図1に示すごとく、前記
バーナ装置は、その最外周部を円筒状のケース部材7で
構成し、その内部にやはり円筒状の燃焼ケース8を、前
記ケース部材7と同軸心状に備えている。そして、当該
燃焼ケース8の内部に燃焼筒9を配置してある。前記デ
ィフューザ部材5からは、前記燃焼ケース8の内部に燃
焼用の空気2を供給する。当該燃焼用の空気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。
More specifically, as shown in FIG. 1, the burner device has an outermost peripheral portion formed of a cylindrical case member 7 and a cylindrical combustion case 8 inside the case member 7. And coaxially. Then, a combustion cylinder 9 is arranged inside the combustion case 8. The air 2 for combustion is supplied from the diffuser member 5 into the combustion case 8. Although not shown, the combustion air 2 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9の一端部
にパイロットノズルP3およびメインノズルM3を備え
ている。これらパイロットノズルP3およびメインノズ
ルM3には、後述するごとく前記燃焼用の空気2が供給
される。また図1に示すごとく、前記パイロットノズル
P3および前記メインノズルM3には、前記ディフュー
ザ部材5からパイロット燃料供給管P4およびメイン燃
料供給管M4を介して燃焼用の燃料1が供給される。
As shown in FIG. 1, one end of the combustion cylinder 9 is provided with a pilot nozzle P3 and a main nozzle M3. The combustion air 2 is supplied to the pilot nozzle P3 and the main nozzle M3 as described later. As shown in FIG. 1, the fuel 1 for combustion is supplied to the pilot nozzle P3 and the main nozzle M3 from the diffuser member 5 via a pilot fuel supply pipe P4 and a main fuel supply pipe M4.

【0022】前記パイロット燃料供給管P4および前記
メイン燃料供給管M4は、噴射ノズル体10に供給され
る。当該噴射ノズル体10は、前記燃焼筒9の端部に取
り付けた環状フランジ体11に取り付けてある。図2に
示すごとく、前記噴射ノズル体10の内部は、第1空間
12と第2空間13とに仕切ってある。前記第1空間1
2には、前記パイロット燃料供給管P4を接続してあ
り、前記第2空間13には、前記メイン燃料供給管M4
を接続してある。前記第1空間12に供給した燃料1
は、第1噴出孔14を介して前記パイロット流路P1に
噴出させる。前記第2空間13に供給した燃料1は、第
2噴出孔15を介して前記メイン流路M1に噴出させ
る。
The pilot fuel supply pipe P4 and the main fuel supply pipe M4 are supplied to the injection nozzle body 10. The injection nozzle body 10 is attached to an annular flange body 11 attached to an end of the combustion cylinder 9. As shown in FIG. 2, the inside of the injection nozzle body 10 is partitioned into a first space 12 and a second space 13. The first space 1
2 is connected to the pilot fuel supply pipe P4, and the second space 13 is connected to the main fuel supply pipe M4.
Is connected. Fuel 1 supplied to the first space 12
Is ejected through the first ejection hole 14 into the pilot flow path P1. The fuel 1 supplied to the second space 13 is jetted through the second jet hole 15 to the main flow path M1.

【0023】図1に示すごとく、前記パイロット流路P
1には、パイロット燃料供給手段P2によって燃料1を
供給する。当該パイロット燃料供給手段P2は、前記パ
イロット燃料供給管P4の他に、燃料1の供給量を調節
するパイロット燃料制御弁P5とからなる。また、前記
メイン燃料供給手段M2は、前記メイン燃料供給管M4
の他に、燃料1の供給量を調節するメイン燃料制御弁M
5とからなる。
As shown in FIG. 1, the pilot flow path P
1 is supplied with fuel 1 by pilot fuel supply means P2. The pilot fuel supply means P2 includes, in addition to the pilot fuel supply pipe P4, a pilot fuel control valve P5 for adjusting the supply amount of the fuel 1. Further, the main fuel supply means M2 is connected to the main fuel supply pipe M4.
In addition, the main fuel control valve M for adjusting the supply amount of the fuel 1
5

【0024】前記パイロット燃料制御弁P5および前記
メイン燃料制御弁M5には、夫々の制御弁の開度を調節
するための制御手段16を備えている。即ち、供給する
燃料1の全量を増減させて、バーナ装置の燃焼負荷を調
節する際に、前記制御手段16は、供給する燃料1の全
量および前記パイロット流路P1および前記メイン流路
M1への燃料1の供給比率を適宜調節する。燃料1の供
給に係る具体的態様については後述する。
The pilot fuel control valve P5 and the main fuel control valve M5 are provided with control means 16 for adjusting the opening of each control valve. That is, when adjusting the combustion load of the burner device by increasing or decreasing the total amount of the supplied fuel 1, the control means 16 controls the total amount of the supplied fuel 1 and the amount of the fuel 1 to be supplied to the pilot flow path P 1 and the main flow path M 1. The supply ratio of the fuel 1 is appropriately adjusted. A specific mode relating to the supply of the fuel 1 will be described later.

【0025】前記噴射ノズル体10は、前記パイロット
ノズルP3の内側に装着してある。前記パイロットノズ
ルP3は第1円筒状部材17で構成してあり、前記環状
フランジ体11に取り付けた第2円筒状部材18に対し
て、メイン流路内配設部材19を介して取り付けてあ
る。また、前記第1円筒状部材17の内側には、周方向
Xに間隔を置いて半径方向Y内方に突出する内突起20
を一体形成してあり、当該内突起20を介して噴射ノズ
ル体10を取り付けてある。本構成により、前記第1円
筒状部材17と前記噴射ノズル体10との間には、周方
向Xのほぼ全域に渡って環状の隙間21aが存在する。
当該隙間21aには前記空気2が流通し、さらに、当該
空気2は前記パイロット流路P1に流通する。
The injection nozzle body 10 is mounted inside the pilot nozzle P3. The pilot nozzle P3 is constituted by a first cylindrical member 17, and is attached to a second cylindrical member 18 attached to the annular flange body 11 via a member 19 provided in the main flow path. Further, inside the first cylindrical member 17, there are inner projections 20 projecting inward in the radial direction Y at intervals in the circumferential direction X.
Are integrally formed, and the injection nozzle body 10 is attached via the inner projection 20. With this configuration, an annular gap 21a exists between the first cylindrical member 17 and the injection nozzle body 10 over substantially the entire area in the circumferential direction X.
The air 2 flows through the gap 21a, and the air 2 further flows through the pilot flow path P1.

【0026】前記噴射ノズル体10の先端部と前記第1
円筒状部材17との間には、複数の第1スワラ22を配
設してある。当該第1スワラ22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10と前記第1円筒状部材17との隙間21aを流通
する空気2は、前記第1スワラ22によって旋回流とな
る。
The tip of the injection nozzle body 10 and the first
A plurality of first swirlers 22 are provided between the first swirler 22 and the cylindrical member 17. The first swirler 22 is a plurality of fins arranged at intervals in the circumferential direction X. The air 2 flowing through the gap 21 a between the injection nozzle body 10 and the first cylindrical member 17 is swirled by the first swirler 22.

【0027】一方、前記第1円筒状部材17と、メイン
ノズルM3として機能する前記第2円筒状部材18との
間には、第2スワラ23を設けてある。当該第2スワラ
23は、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。前記第1円筒状部材17と前記第2円筒
状部材18との間を流通する空気2は、前記第2スワラ
23によって旋回流となる。燃料1は、前記第2スワラ
23を通過した直後の空気2に、前記第2噴出孔15お
よび貫通孔25を介して供給する。この希薄混合気Gが
前記メイン流路M1を流通する。
On the other hand, a second swirler 23 is provided between the first cylindrical member 17 and the second cylindrical member 18 functioning as the main nozzle M3. The second swirler 23 is composed of a plurality of fins arranged at intervals in the circumferential direction X. The air 2 flowing between the first cylindrical member 17 and the second cylindrical member 18 is swirled by the second swirler 23. The fuel 1 is supplied to the air 2 immediately after passing through the second swirler 23 through the second ejection holes 15 and the through holes 25. This lean mixture G flows through the main flow path M1.

【0028】図1に示すごとく、前記空気流路6aを流
通した空気2の一部は、前記燃焼筒9と前記燃焼ケース
8との間の空間26を流通する。前記燃焼筒9には、自
身の周方向Xおよび混合気Gの流通方向に沿って、複数
個の空気孔27を分散配置してある。これにより、空間
26を通して流れる空気2を、これら空気孔27を通し
て燃焼筒9の内部に導入する。当該導入した空気2は、
燃焼筒9の内周面に沿って流れ、燃焼筒9を冷却した
り、燃焼筒9の内部に存在する燃焼ガスを冷却する等の
機能を発揮する。
As shown in FIG. 1, a part of the air 2 flowing through the air passage 6a flows through a space 26 between the combustion cylinder 9 and the combustion case 8. A plurality of air holes 27 are dispersedly arranged in the combustion cylinder 9 along its own circumferential direction X and the flow direction of the air-fuel mixture G. Thereby, the air 2 flowing through the space 26 is introduced into the combustion cylinder 9 through the air holes 27. The introduced air 2 is
It flows along the inner peripheral surface of the combustion cylinder 9 and exhibits functions such as cooling the combustion cylinder 9 and cooling combustion gas existing inside the combustion cylinder 9.

【0029】図2に示すごとく、前記第1円筒状部材1
7の先端部と、前記第2円筒状部材18の先端部とは、
空気2の流通方向においてはほ同位置となるように設定
してある。混合気G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、第1円筒状部材17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、前記第2円筒状部材18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9の内部において形成される。
As shown in FIG. 2, the first cylindrical member 1
7 and the tip of the second cylindrical member 18
The air 2 is set so as to be substantially at the same position in the flow direction. The combustion flame generated by burning the air-fuel mixture G is generated from the inside of the first cylindrical member 17 or from the front end in the pilot flow path P1. On the other hand, the combustion flame in the main flow path M1 is generated from the tip of the second cylindrical member 18. These combustion flames are formed inside the combustion cylinder 9.

【0030】噴射ノズル体10と第1円筒状部材17と
の隙間21aは、第1円筒状部材17と第2円筒状部材
18との隙間21bよりも小さく設定してある。これに
より、パイロット流路P1に流通する空気2の量より
も、メイン流路M1に流通する空気2の量を増大させて
いる。そして、パイロット流路P1においては、前記第
1スワラ22の下手側の流路断面積を急拡大するように
構成してあるが、一方のメイン流路M1の流路断面積は
略一定に設定してある。この結果、パイロット流路P1
を流れる空気2の流速は、メイン流路M1を流れる空気
2の流速よりも大幅に遅められることとなる。
The gap 21a between the injection nozzle body 10 and the first cylindrical member 17 is set smaller than the gap 21b between the first cylindrical member 17 and the second cylindrical member 18. Thereby, the amount of the air 2 flowing through the main flow path M1 is larger than the amount of the air 2 flowing through the pilot flow path P1. In the pilot flow path P1, the flow path cross-sectional area on the lower side of the first swirler 22 is configured to rapidly expand, but the flow path cross-sectional area of one main flow path M1 is set to be substantially constant. I have. As a result, the pilot flow path P1
The flow velocity of the air 2 flowing through the main flow path M1 is significantly slower than the flow velocity of the air 2 flowing through the main flow path M1.

【0031】図1に示すごとく、燃焼筒9の先端部に
は、筒状の導出筒28を取り付けてある。当該導出筒2
8の先端部は先細に形成してあり、当該先端部は、支持
プレート29を介して燃焼ケース8の先端部に支持して
ある。前記導出筒28の出口近傍には、ガスタービン4
を配設してある。つまり、前記燃焼筒9の内部で燃焼生
成した燃焼ガスにより、前記ガスタービン4を回転駆動
する。
As shown in FIG. 1, a tubular lead-out tube 28 is attached to the tip of the combustion tube 9. Outgoing cylinder 2
The distal end of the combustion case 8 is supported by a distal end of the combustion case 8 via a support plate 29. In the vicinity of the outlet of the outlet cylinder 28, the gas turbine 4
Is arranged. That is, the gas turbine 4 is rotationally driven by the combustion gas generated by combustion in the combustion tube 9.

【0032】混合気Gへの点火は、図1に示すごとく、
ケース部材7からパイロットノズルP3に至る点火手段
32を用いて行う。当該点火手段32は、長尺状の点火
部材32aを有しており、燃焼ケース8、および、燃焼
筒9、第2円筒状部材18、第1円筒状部材17を貫通
している。この点火部材32aは、図1乃至図3に示す
ごとく、第1円筒状部材17と第2円筒状部材18との
間に設けたメイン流路内配設部材19の内部を貫通させ
て設けてある。前記メイン流路内配設部材19は、前記
メイン流路M1の内部であって、周方向Xに分散させた
状態に四つ設けてある。前記メイン流路内配設部材19
は、前記メイン流路M1の内部において、バーナ装置の
径方向Yに沿って設けるが、当該径方向Yに垂直な面で
切断した場合の前記メイン流路内配設部材19の断面形
状は、混合気Gの流通抵抗増大を抑制するために翼形状
としている。
The ignition of the mixture G is performed as shown in FIG.
This is performed using the ignition means 32 extending from the case member 7 to the pilot nozzle P3. The ignition means 32 has an elongated ignition member 32a, and penetrates through the combustion case 8, the combustion cylinder 9, the second cylindrical member 18, and the first cylindrical member 17. As shown in FIGS. 1 to 3, the ignition member 32 a is provided so as to penetrate the inside of the main flow path disposing member 19 provided between the first cylindrical member 17 and the second cylindrical member 18. is there. The four main flow path distributing members 19 are provided inside the main flow path M1 and are dispersed in the circumferential direction X. The main flow passage arranging member 19
Is provided along the radial direction Y of the burner device inside the main flow path M1, but the cross-sectional shape of the main flow path disposing member 19 when cut along a plane perpendicular to the radial direction Y is as follows: In order to suppress an increase in the flow resistance of the air-fuel mixture G, a blade shape is adopted.

【0033】尚、本バーナ装置では、図3に示すごと
く、図2のIII−III切断面において、メイン流路
内配設部材19の合計の断面積が、メイン流路M1の断
面積の20%程度となるように設定してある。これによ
り、メイン流路M1の内部を流れる希薄混合気の圧力損
失の増大を抑制している。
In the present burner apparatus, as shown in FIG. 3, the total cross-sectional area of the main flow passage arranging member 19 is 20% of the cross-sectional area of the main flow path M1 on the cut plane III-III in FIG. %. This suppresses an increase in pressure loss of the lean mixture flowing inside the main flow path M1.

【0034】点火部材32aの先端点火部からは火花を
発生させることができ、これによってパイロット流路P
1を流通する混合気Gに点火する。パイロット流路P1
で生じた火炎は、メイン流路M1を流れる混合気Gに伝
播してメイン流路M1においても火炎を形成する。
[0034] A spark can be generated from the tip ignition portion of the ignition member 32a.
1 ignites the mixture G flowing through. Pilot flow path P1
Is propagated to the air-fuel mixture G flowing through the main flow path M1 to form a flame also in the main flow path M1.

【0035】以上のごとく、均等に配置したメイン流路
内配設部材19の一つに点火部材32aを貫通配置させ
ておけば、点火部材32aが、メイン流路M1の内部を
流通する混合気Gに影響を及ぼすことはない。この結
果、メインノズルM3に形成される燃焼火炎が乱れるの
を防止することができ、火炎の温度分布の偏りを抑制す
ると共に、燃焼状態を健全なものとして燃焼ガスの平均
温度を高めることができる。ただし、燃焼状態が健全な
ものとなる結果、局部的に燃焼温度が上昇する事態が生
じるのを防止でき、NOxの発生を抑制することができ
る。
As described above, if the ignition member 32a is disposed so as to penetrate through one of the uniformly disposed members 19 in the main flow path, the ignition member 32a allows the air-fuel mixture flowing in the main flow path M1 to be mixed. It does not affect G. As a result, it is possible to prevent the combustion flame formed in the main nozzle M3 from being disturbed, to suppress the bias of the flame temperature distribution, and to increase the average temperature of the combustion gas by making the combustion state sound. . However, as a result of a healthy combustion state, it is possible to prevent a situation where the combustion temperature rises locally, and it is possible to suppress the generation of NOx.

【0036】(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、燃焼負荷を変化させる場合に、
パイロット流路P1およびメイン流路M1に供給する燃
料1の量を個別に調整する。例えば、バーナ装置の燃焼
負荷を低下させる場合には、メイン流路M1に供給する
燃料1と空気2との当量比を、パイロット流路P1に供
給する前記当量比よりも小さくする。具体的には、当該
バーナ装置に供給する燃料1の全量を減少させて燃焼負
荷を低下させながら、前記メイン流路M1に対する燃料
1の分配比率を、前記パイロット流路P1に対する燃料
1の分配比率よりも低くしていくのである。
(Operation Example of Burner Apparatus) The results of a combustion experiment performed using the burner apparatus of the present invention are shown below. In the burner device according to the present invention, when changing the combustion load,
The amounts of the fuel 1 supplied to the pilot flow path P1 and the main flow path M1 are individually adjusted. For example, when reducing the combustion load of the burner device, the equivalence ratio between the fuel 1 and the air 2 supplied to the main flow path M1 is made smaller than the equivalence ratio supplied to the pilot flow path P1. Specifically, while reducing the total amount of fuel 1 supplied to the burner device and reducing the combustion load, the distribution ratio of fuel 1 to the main flow path M1 is changed to the distribution ratio of fuel 1 to the pilot flow path P1. Lower than that.

【0037】例えば、定格負荷燃焼しているバーナ装置
を、燃焼負荷が62%になるまで低下させた場合の例を
表1に示す。
For example, Table 1 shows an example in which a burner device burning at the rated load is reduced to a combustion load of 62%.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】以上のごとく、定格燃焼負荷時におけるメ
イン流路M1での当量比を0.73とし、同じ定格燃焼
負荷時におけるパイロット流路P1での当量比を0.6
7として、メイン流路M1における当量比を大きく設定
した。燃料1は、供給する全燃料1のうち10%の燃料
1を前記パイロット流路P1に供給した。このようにパ
イロット流路P1での当量比に比べてメイン流路M1の
当量比をある程度大きく設定しておくのは、前記空気孔
27から流入する空気2によって燃焼筒9の内部の当量
比が小さくなることを考慮したものである。つまり、前
記空気孔27から流入する空気2は、まず、前記メイン
流路M1から流出した混合気Gに混入し、メイン流路M
1からの混合気Gの当量比を低下させる。このように当
量比が低下した混合気Gと前記パイロット流路P1から
流出した混合気Gの当量比とを略同等にすることで、全
体として安定的な燃焼状態を得ようとするものである。
As described above, the equivalent ratio in the main passage M1 at the rated combustion load is set to 0.73, and the equivalent ratio in the pilot passage P1 at the same rated combustion load is set to 0.6.
As 7, the equivalence ratio in the main flow path M1 was set large. As the fuel 1, 10% of the total fuel 1 to be supplied was supplied to the pilot flow path P1. The reason why the equivalent ratio of the main passage M1 is set to be somewhat larger than the equivalent ratio in the pilot passage P1 is that the equivalent ratio inside the combustion cylinder 9 is changed by the air 2 flowing from the air hole 27. This is in consideration of becoming smaller. That is, the air 2 flowing from the air holes 27 first mixes with the air-fuel mixture G flowing out of the main flow path M1,
The equivalent ratio of the mixture G from 1 is reduced. By making the equivalent ratio of the air-fuel mixture G having the reduced equivalence ratio equal to the equivalent ratio of the air-fuel mixture G flowing out of the pilot flow path P1, it is intended to obtain a stable combustion state as a whole. .

【0040】このあと、燃焼負荷を定格燃焼負荷の62
%に設定して燃焼を行った。本実施形態では、前記メイ
ン流路M1での当量比を0.47とし、前記パイロット
流路P1での当量比を1.35として、前記メイン流路
M1での当量比の方を小さく設定した。燃料1は、供給
する全燃料1のうち前記パイロット流路P1に供給する
燃料1の比率を増加させ、供給する全燃料1のうち26
%の燃料1を前記パイロット流路P1に供給した。
Thereafter, the combustion load is reduced to the rated combustion load of 62.
% And combustion was performed. In the present embodiment, the equivalent ratio in the main flow path M1 is set to 0.47, the equivalent ratio in the pilot flow path P1 is set to 1.35, and the equivalent ratio in the main flow path M1 is set smaller. . The fuel 1 increases the ratio of the fuel 1 to be supplied to the pilot flow path P1 to the total fuel 1 to be supplied, and 26
% Of fuel 1 was supplied to the pilot flow path P1.

【0041】このように、燃焼負荷を小さく設定する場
合に、仮に、パイロット流路P1およびメイン流路M1
の双方の当量比を低下させてしまうと、燃焼が不安定と
なったり、失火する等の不都合が生じる場合がある。こ
れを防止するために、少なくともパイロット流路P1か
らの混合気Gの燃焼状態を安定的に維持すべく、パイロ
ット流路P1の当量比を大きく設定しておくのである。
As described above, when the combustion load is set small, if the pilot flow path P1 and the main flow path M1
If the equivalent ratio of both is reduced, inconveniences such as unstable combustion and misfire may occur. In order to prevent this, the equivalence ratio of the pilot flow path P1 is set to be large in order to stably maintain at least the combustion state of the air-fuel mixture G from the pilot flow path P1.

【0042】本実験の結果、燃焼負荷を変化させても、
燃焼状態の変化が滑らかなものとなり、燃焼温度の局部
的な上昇が生じることもなかった。大気開放燃焼試験を
行った結果、NOxの発生量は13ppm以下(酸素0
%換算以下)であり、良好な燃焼を行えることが確認で
きた。また、燃焼効率の変動が少ない滑らかな燃焼運転
を行えることが確認できた。
As a result of this experiment, even if the combustion load was changed,
The change in the combustion state became smooth, and there was no local increase in the combustion temperature. As a result of performing an open-air combustion test, the amount of generated NOx was 13 ppm or less (oxygen 0
% Conversion or less), and it was confirmed that good combustion could be performed. It was also confirmed that a smooth combustion operation with little fluctuation in combustion efficiency could be performed.

【0043】(効果)以上のごとく、本発明に係るバー
ナ装置は、バーナ装置の定格燃焼負荷に対し、前記バー
ナ装置の燃焼負荷が低下するに伴って、メイン流路M1
での燃料1と空気2との当量比を低下させると共に、パ
イロット流路P1での当量比を増加させるものであるか
ら、前記パイロット流路において確実に燃焼炎を形成
し、当該燃焼による発熱を利用してメイン流路の混合気
を燃焼させることができる。よって、バーナ装置に対す
る燃料の供給量を減少させ、バーナ装置を低負荷で運転
した場合でも、メイン火炎を安定して維持することがで
きる。
(Effects) As described above, in the burner device according to the present invention, as the combustion load of the burner device decreases with respect to the rated combustion load of the burner device, the main flow path M1
Since the equivalent ratio between the fuel 1 and the air 2 in the above is reduced and the equivalent ratio in the pilot flow path P1 is increased, a combustion flame is reliably formed in the pilot flow path, and heat generated by the combustion is reduced. The mixture in the main passage can be burned by utilizing the mixture. Therefore, the amount of fuel supplied to the burner device can be reduced, and the main flame can be stably maintained even when the burner device is operated with a low load.

【0044】特に、低負荷時には、バーナ装置全体の燃
焼量が少なくなるため高温部分が発生せず、その結果、
NOxの発生量を減少させることができる。そして、メ
イン流路への燃料供給割合は減少させるものの、パイロ
ット流路への燃料供給割合を増大させてパイロット燃焼
の保炎力を高める結果、メイン火炎をも十分に安定して
燃焼させることができる。
In particular, when the load is low, the combustion amount of the entire burner device is reduced, so that no high-temperature portion is generated.
The generation amount of NOx can be reduced. Although the fuel supply ratio to the main flow passage is reduced, the fuel supply ratio to the pilot flow passage is increased to increase the flame holding power of the pilot combustion. As a result, the main flame can be sufficiently stably burned. it can.

【0045】一方、高負荷時には、メイン流路への燃料
供給割合を増大させ、パイロット流路への燃料供給割合
を減少させる。この場合、メイン燃焼は希薄混合気を燃
焼させるものであるため局部的な高温燃焼が発生し難
く、その結果、排出NOx量を低減化することができ
る。そして、高負荷時にはパイロット流路への燃料供給
割合を減少させるが、この場合には、メイン側での燃焼
量が増大しているから、メイン燃焼において失火等は発
生せず、バーナ装置全体として安定した燃焼が可能とな
る。
On the other hand, when the load is high, the fuel supply rate to the main flow path is increased, and the fuel supply rate to the pilot flow path is decreased. In this case, since the main combustion burns a lean air-fuel mixture, local high-temperature combustion hardly occurs, and as a result, the amount of exhausted NOx can be reduced. When the load is high, the fuel supply ratio to the pilot flow path is reduced. In this case, however, since the amount of combustion on the main side increases, no misfire or the like occurs in the main combustion, and the burner device as a whole Stable combustion becomes possible.

【0046】〔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。本発明のバーナ装置を用い
るものであれば、特に、ガスタービンシステムの立ち上
げ時において負荷の増大を連続的に行うことができる。
その際には、メイン流路における燃焼負荷の急変が阻止
でき、NOxの増大を抑制することができる。しかも、
メイン流路の燃焼負荷を連続的に増大あるいは減少させ
得るため、負荷の微調節を容易に行い得るガスタービン
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 for various devices such as a burner device for a gas turbine system. If the burner device according to the present invention is used, the load can be continuously increased, particularly when the gas turbine system is started up.
At that time, a sudden change in the combustion load in the main flow path can be prevented, and an increase in NOx can be suppressed. Moreover,
Since the combustion load of the main passage can be continuously increased or decreased, a gas turbine system capable of easily performing fine adjustment of the load can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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】バーナ装置の要部を示す断面図FIG. 2 is a sectional view showing a main part of the burner device.

【図3】図2のIII−III線による断面図FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料 2 空気 6 空気供給手段 M1 メイン流路 M2 メイン燃料供給手段 P1 パイロット流路 P2 パイロット燃料供給手段 Reference Signs List 1 fuel 2 air 6 air supply means M1 main flow path M2 main fuel supply means P1 pilot flow path P2 pilot fuel supply means

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主燃焼を行わせるメイン流路を、補助燃
焼を行わせるパイロット流路の周囲に形成し、 前記メイン流路に燃料供給量を調節しつつ燃料を供給す
るメイン燃料供給手段と、前記パイロット流路に燃料供
給量を調節しつつ燃料を供給するパイロット燃料供給手
段と、前記メイン流路および前記パイロット流路に空気
を供給する空気供給手段とを備えたバーナ装置であっ
て、 前記バーナ装置の定格燃焼負荷に対し、前記バーナ装置
の燃焼負荷が低下するに伴って、前記メイン流路での燃
料と空気との当量比を低下させると共に、前記パイロッ
ト流路での当量比を増加させることを特徴とするバーナ
装置。
1. A main fuel supply means for forming a main flow path for performing main combustion around a pilot flow path for performing auxiliary combustion, and supplying fuel while adjusting a fuel supply amount to the main flow path; A burner device comprising: a pilot fuel supply unit that supplies fuel while adjusting a fuel supply amount to the pilot passage; and an air supply unit that supplies air to the main passage and the pilot passage. With respect to the rated combustion load of the burner device, as the combustion load of the burner device decreases, the equivalent ratio between fuel and air in the main passage is reduced, and the equivalent ratio in the pilot passage is reduced. Burner device characterized by increasing.
【請求項2】 前記定格燃焼負荷時において、前記メイ
ン流路での当量比を、前記パイロット流路での当量比に
対して同じ若しくは大きく設定することを特徴とする請
求項1に記載のバーナ装置。
2. The burner according to claim 1, wherein the equivalent ratio in the main passage is set to be equal to or larger than the equivalent ratio in the pilot passage at the time of the rated combustion load. apparatus.
【請求項3】 前記燃焼負荷が、前記定格燃焼負荷の5
0〜70%である場合には、前記メイン流路での当量比
を、前記パイロット流路での当量比よりも小さく設定す
ることを特徴とする請求項2に記載のバーナ装置。
3. The combustion load is 5 times the rated combustion load.
3. The burner device according to claim 2, wherein when the ratio is 0% to 70%, the equivalent ratio in the main passage is set smaller than the equivalent ratio in the pilot passage.
【請求項4】 前記定格燃焼負荷時には、供給する全燃
料のうち0〜20%の燃料を前記パイロット流路に供給
し、前記燃焼負荷の低下に伴って、供給する全燃料のう
ち前記パイロット流路に供給する燃料の比率を増加さ
せ、 前記燃焼負荷が、前記定格燃焼負荷の50〜70%であ
る場合には、供給する全燃料のうち20〜40%の燃料
を前記パイロット流路に供給するよう構成したことを特
徴とする請求項3に記載のバーナ装置。
4. At the time of the rated combustion load, 0 to 20% of the total fuel to be supplied is supplied to the pilot flow path, and the pilot flow of the total fuel to be supplied is reduced as the combustion load decreases. When the combustion load is 50 to 70% of the rated combustion load, 20 to 40% of the total fuel to be supplied is supplied to the pilot passage. The burner device according to claim 3, wherein the burner device is configured to perform the following.
【請求項5】 請求項1から4に記載の何れかのバーナ
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
システム。
5. A gas turbine system comprising the burner device according to claim 1 as a burner device for a turbine.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005147136A (en) * 2003-10-23 2005-06-09 Niigata Power Systems Co Ltd Fuel control device for gas turbine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005147136A (en) * 2003-10-23 2005-06-09 Niigata Power Systems Co Ltd Fuel control device for gas turbine

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