JP2590001Y2

JP2590001Y2 - 追い焚きバーナ装置

Info

Publication number: JP2590001Y2
Application number: JP1991004936U
Authority: JP
Inventors: 祐一一楽; 敏雄田和; 佳宏梶本; 誠治吉田; 章信山崎
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd; Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd; Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1991-02-08
Filing date: 1991-02-08
Publication date: 1999-02-10
Anticipated expiration: 2006-02-08
Also published as: JPH04122922U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、いわゆるコージェネレ
ーションシステムなどに有利に実施することができる追
い焚きバーナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からのいわゆるコージェネレーショ
ンシステム（熱電併給システム）では、燃焼器内で圧縮
機によって加圧された燃焼用空気とガス燃料とを混合し
て燃焼させ、その排ガスによってガスタービンを駆動さ
せ、ガスタービンの動力によって発電機を駆動させて発
電するとともに、前記ガスタービンよりも下流側に追い
焚きバーナ装置を設けて、前記ガスタービンからの排ガ
スによって追い焚きバーナ装置でガスを燃焼させ、この
追い焚きバーナ装置からの排ガスの顕熱を廃熱ボイラに
よって回収して蒸気を得るとともに、廃熱ボイラよりも
さらに下流側に設けられるエコノマイザによって、その
排ガスの顕熱を回収して、廃熱ボイラに供給される水を
加熱するように構成されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】このような先行技術で
は、前記追い焚きバーナ装置は、燃焼用空気として酸素
量１２〜１６％の希薄酸素の排ガスを用いているため、
一般的に酸素量２１％程度の空気によって燃焼させるバ
ーナ装置に比べてＮＯｘ発生量は低いけれども、このＮ
Ｏｘ発生量は可及的に少なくすることが好ましい。ま
た、廃熱ボイラによって発生される蒸気量を使用量に応
じて広い範囲で変化させるためには、追い焚きバーナ装
置の高いターンダウン性能が要求される。しかも、この
追い焚きバーナ装置は低いＮＯｘ発生量でかつターンダ
ウン性能を維持し、かつ最大燃焼量から最小燃焼量の範
囲に亘って保炎性および完全燃焼性が達成されなければ
ならないという課題を有する。

【０００４】したがって本考案の目的は、酸素濃度の低
い排ガスを燃焼用空気として用い、ＮＯｘ発生量を可及
的に少なくしてターンダウン性能を向上し、かつ保炎性
および完全燃焼性を達成することができるようにした追
い焚きバーナ装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本考案は、（ａ）ガスタ
ービン２３からの酸素濃度が１２〜１６％の排ガスの通
路内に水平な一直線状の軸線を有するように設けられる
バーナ本体１３であって、このバーナ本体１３は、予め
定める長さＬのバーナ本体部分１２を同一軸線上に複
数、連結して構成され、（ｂ）各バーナ本体部分１２は、ガス燃料が供給され、
複数のノズル孔２が形成されるヘッダ３と、ヘッダ３の
前記ノズル孔２を挟む両側に取付けられる一対の保炎部
材４ａ，４ｂとを有し、（ｃ）ヘッダ３は、（ｃ１）軸直角断面が排ガス供給方向上流側で円弧状に
形成されるヘッダ本体３ａと、ヘッダ本体３ａの排ガス
供給方向下流側に配置される周方向両端部間を塞ぎ、ヘ
ッダ本体３ａから排ガス供給方向下流側に突出し、前記
複数のノズル孔２が形成されるノズル部３ｂとを有し、（ｃ２）ノズル孔２は、内径が１〜２ｍｍ程度であり、
排ガス供給方向下流側に向かって開口し、かつ上下２段
形成されて排ガス供給方向に延びてヘッダ３内のガス燃
料供給通路に共通に連通し、ヘッダ３内に供給されたガ
ス燃料を最大燃焼時と最小燃焼時との流速の比が１５：
１の範囲で噴出し、（ｄ）前記ヘッダ３のノズル部３ｂの上面には、基端部
８ａが固定され、この基端部８ａから排ガス供給方向下
流側に配置される遊端部９ａに近づくにつれて上方にな
るように傾斜する第１保炎部材４ａが設けられ、（ｄ１）第１保炎部材４ａには、その長手方向に間隔を
あけて複数の第１通気孔１１ａが前記長手方向に垂直な
幅方向に複数列形成され、（ｄ２）第１通気孔１１ａは、基端部８ａから遊端部９
ａに近づくにつれて基端部８ａ付近の孔の内径よりも遊
端部９ａ付近の孔の内径が大きくなるように形成され、（ｄ３）前記遊端部９ａには、上方に屈曲する第１屈曲
部１７ａが形成され、（ｅ）前記ヘッダ３のノズル部３ｂの下面には、基端部
８ｂが固定され、この基端部８ｂから排ガス供給方向下
流側に配置される遊端部９ｂに近づくにつれて下方にな
るように傾斜し、第１保炎部材４ａと鉛直面内で成す角
度θが３０〜６０゜に選ばれる第２保炎部材４ｂであっ
て、（ｅ１）この第２保炎部材４ｂには、その長手方向に間
隔をあけて複数の第２通気孔１１ｂが前記長手方向に垂
直な幅方向に複数列形成され、（ｅ２）第２通気孔１１ｂは、基端部８ｂから遊端部９
ｂに近づくにつれて基端部８ｂ付近の孔の内径よりも遊
端部付近の孔の内径が大きくなるように形成され、（ｅ３）前記遊端部９ｂには、下方に屈曲する第２屈曲
部１７ｂが形成されることを特徴とする追い焚きバーナ
装置である。

【０００６】また本発明は、前記排ガスの通路内には、
複数のバーナ本体１３が上下に隣接して配置され、前記
上下に隣接する各バーナ本体１３の間隔Ｓは、３０〜１
００ｍｍに選ばれることを特徴とする。

【０００７】

【０００８】

【作用】請求項１記載の本考案に従えば、複数のバーナ
本体部分１２を連結して、水平な一直線状の軸線を有す
るバーナ本体１３が構成される。このバーナ本体１３
は、ガスタービン２３からの酸素濃度が１２〜１６％の
排ガスの通路内に設けられ、この排ガスを燃焼用空気と
してガス燃料と混合し、燃焼する。このようなバーナ本
体１３は、前記バーナ本体部分１２の連結本数を適宜調
整して連結することによって、任意の燃焼量を実現する
ことが可能である。またこのバーナ本体１３は前記排ガ
スの通路内で水平な一直線状の軸線を有するように設け
られるので、前記通路内で軸線方向に一様な火炎を形成
して均一な温度分布で高温の排ガスを発生させることが
できる。バーナ本体１３を構成する各バーナ本体部分１
２は、ヘッダ本体３ａに複数のノズル孔２が形成される
ノズル部３ｂとを有し、各ノズル孔は内径が１〜２ｍｍ
に選ばれ、ヘッダ３内のガス燃料供給通路に共通に連通
する。このような細いノズル孔２から最大燃焼時からこ
の最大燃焼時の流速の１／１５となる最小燃焼時にわた
って流速を変化させてガス燃料を噴出させることが可能
であるので、広い燃焼範囲を実現することができる。こ
のような広い燃焼範囲の燃焼をノズル孔２は上下に複数
段形成されるので、排ガスとガス燃料との混合の遅れを
補償することができ、保炎性および完全燃焼性の低下が
防がれる。第１および第２保炎部材４ａ，４ｂは、３０
〜６０°の角度を成して拡開し、基端部８ａ，８ｂから
遊端部９ａ，９ｂに近づくにつれて内径が大きくなる第
１および第２通気孔１１ａ，１１ｂがそれぞれ形成され
る。このような第１および第２保炎部材４ａ，４ｂによ
って、最小燃焼時から最大燃焼時にわたって保炎が行わ
れる位置に応じて適度の排ガスを燃焼用空気として確実
に供給することができ、これによって良好な保炎性およ
び完全燃焼性を達成することができる。しかも第１およ
び第２保炎部材４ａ，４ｂの遊端部９ａ，９ｂには第１
および第２屈曲部１７ａ，１７ｂが形成されるので、こ
れらの屈曲部１７ａ，１７ｂによって伴流を発生させ、
ガス燃料と排ガスとの混合を促進し、高燃焼時において
保炎が基端部８ａ，８ｂから遊端部９ａ，９ｂ側へ移動
しても良好な保炎を達成して完全燃焼させることができ
る。

【０００９】このようにして排ガス供給源からの比較的
酸素濃度の低い排ガスであっても、ヘッダのノズル孔か
ら供給されるガス燃料と確実に混合させて、高いターン
ダウン性能で完全燃焼させることができる。

【００１０】請求項２記載の本考案に従えば、上記のバ
ーナ装置１が前記排ガスの通路内に鉛直面内で上下に隣
接して配置される。これによってより大きな燃焼量を実
現し、高いターンダウン性能を達成することが可能とな
る。また各バーナ装置１の間隔ｓは上下に３０〜１００
ｍｍに選ばれるので、高い燃焼量を得るために火炎長が
長くなって装置が大形化するという不具合が生ぜず、短
い火炎によって高い燃焼量を達成することができる。

【００１１】

【００１２】

【実施例】図１は本考案の一実施例の追い焚きバーナ装
置１を示す断面図であり、図２はその追い焚きバーナ装
置１の平面図であり、図３はその追い焚きバーナ装置１
の一部を切欠いて示す斜視図である。追い焚きバーナ装
置１は、後述するように、ガスタービン２３からの排ガ
スの通路内に水平な一直線状の軸線を有するように設け
られ、予め定める長さＬのバーナ本体部分１２を複数連
結して構成される。各バーナ本体部分１２は、ガス燃料
が供給され、多数の微少なノズル孔２が形成されるヘッ
ダ３と、ヘッダ３の前記ノズル孔２を挟む両側に取付け
られる一対の保炎部材４ａ，４ｂとを有する。ヘッダ３
には、フランジ継手５を介して接続される管路６からガ
ス燃料が供給され、前記ノズル孔２を介して矢符７で示
されるように噴出される。

【００１３】ヘッダ３は、軸直角断面が排ガス供給方向
Ａ上流側で円弧状に形成されるヘッダ本体３ａと、ヘッ
ダ本体３ａの排ガス供給方向Ａ下流側に配置される周方
向両端部間を塞ぎ、ヘッダ本体３ａから排ガス供給方向
Ａ下流側に突出し、前記複数のノズル孔２が形成される
ノズル部３ｂとを有する。

【００１４】各保炎部材４ａ，４ｂの基端部８ａ，８ｂ
は、前記ヘッダ３にボルトなどを用いて固定されてお
り、遊端部９ａ，９ｂ側になるにつれて、角度θを成し
て拡開して設けられる。この角度θは、たとえば３０〜
６０度に選ばれる。また各保炎部材４ａ，４ｂの幅Ｗ１
は、１５０〜２５０ｍｍに選ばれる。基端部８ａ，８ｂ
と遊端部９ａ，９ｂとの間には、後述する排ガス供給源
であるタービン２３からの排ガスがケーシング１９内の
通路に矢符１０ａ，１０ｂで示されるように通過する通
気孔１１が形成される。また各保炎部材４ａ，４ｂの遊
端部９ａ，９ｂに、前記遊端部９ａ，９ｂと基端部８
ａ，８ｂとを結ぶ延長線よりも外側方（図１の上下方
向）に屈曲して形成される各屈曲部１７ａ，１７ｂの幅
Ｗ２は、たとえば１０〜２０ｍｍ程度である。

【００１５】前記ヘッダ３のノズル部３ｂの上面に基端
部８ａが固定される第１保炎部材４ａは、基端部８ａか
ら排ガス供給方向Ａ下流側に配置される遊端部９ａに近
づくにつれて上方になるように傾斜して設けられる。こ
の第１保炎部材４ａには、その長手方向（図１の紙面に
垂直方向）に間隔をあけて複数の第１通気孔１１ａが前
記長手方向に垂直な幅方向に複数列形成される。また前
記ヘッダ３のノズル部３ｂの下面に基端部８ｂが固定さ
れる第２保炎部材４ｂには、その長手方向（図１に紙面
に垂直方向）に間隔をあけて複数の第２通気孔１１ｂが
前記長手方向に垂直な幅方向に複数列形成される。前記
第１通気孔１１ａは、基端部８ａから遊端部９ａに近づ
くにつれて基端部８ａ付近の孔の内径よりも遊端部９ａ
付近の孔の内径が大きくなるように形成される。また、
第２通気孔１１ｂは、基端部８ｂから遊端部９ｂに近づ
くにつれて基端部８ｂ付近の孔の内径よりも遊端部９ｂ
付近の孔の内径が大きくなるように形成される。

【００１６】これらのヘッダ３と一対の保炎部材４とに
よって構成されるバーナ本体部分１２は、図２に示され
るように１ｆｔ程度の長さＬを有し、このようなバーナ
本体部分１２を複数連結してバーナ本体１３が構成され
る。これらのバーナ本体部分１２は、金属製のパッキン
を介してボルト締めによって連結されている。バーナ本
体１３の長手方向一端部には、点火プラグ１４が設けら
れ、高電圧ケーブル１５を介して変圧器１６からの高電
圧の電力が供給される。このように、バーナ本体１３を
複数のバーナ本体部分１２から構成して、いわゆるユニ
ット化することによって、任意の燃焼量に対応すること
ができる。

【００１７】図４は、追い焚きバーナ装置１を備える排
熱回収装置２０の全体の構成を簡略化して示す系統図で
ある。いわゆるコージェネレーションシステムと呼ばれ
る排熱回収装置２０は、圧縮機２１によって圧縮された
加圧空気を燃焼器２２内でガス燃料と混合して燃焼さ
せ、この排ガスによってガスタービン２３を駆動させ
て、このガスタービン２３の動力によって発電機２４を
駆動させて発電するように構成される。ガスタービン２
３の排ガスの供給方向Ａ下流側には、本考案に従う追い
焚きバーナ装置１が設けられる。この追い焚きバーナ装
置１よりもさらに下流側には廃熱ボイラ２５が設けら
れ、追い焚きバーナ装置１の排ガスの顕熱によって蒸気
を発生するように構成される。

【００１８】廃熱ボイラ２５よりも下流側には、この廃
熱ボイラ２５に供給する水を前記排ガスの顕熱を回収し
て加熱するためのエコノマイザ２６が設けられる。した
がって、エコノマイザ２６に供給された常温のたとえば
水道水などの水は昇温されて廃熱ボイラ２５に供給され
て追い焚きバーナ装置１からの廃熱の顕熱を回収してさ
らに昇温され、蒸気が生成される。

【００１９】次に、低ＮＯｘ化について説明する。本考
案の追い焚きバーナ装置１は、酸素濃度２１％程度の空
気によって燃焼させる一般的なバーナ装置に比べて希薄
な酸素濃度１２〜１６％程度のガスタービンからの排ガ
スを使用し、ガス燃料と混合させて燃焼させるため、前
記一般的なバーナ装置に比べてＮＯｘ発生量は低いけれ
ども、事実上、規制値などによってさらに低いＮＯｘ発
生量が要求されている。

【００２０】このような課題を解決するために、本件考
案者の実験によれば、ＮＯｘ発生量が従来に比べて、燃
焼量３０×１０⁴ ｋｃａｌ／ｆｔ・ｈのときのＮＯｘ値
を１．０とすると、３０×１０⁴ ｋｃａｌ／ｆｔ・ｈに
おいて、本件追い焚きバーナ装置１では約０．９とな
り、１０％低下することが確かめられており、また２０
×１０⁴ ｋｃａｌ／ｆｔ・ｈにおいては、従来のバーナ
装置が０．８６であるのに対して、本件バーナ装置１で
は０．４２となり、約５０％の低下があることが確かめ
られている。

【００２１】図５は、各保炎部材４ａ，４ｂの通気孔１
１ａ，１１ｂの面積変化に対するＮＯｘ発生量の変化を
示し、各ラインＬ１〜Ｌ４は、従来のバーナ装置の保炎
部材４の総面積に対する通気孔１１の開口率が６〜８％
であるときの通気孔面積の変化量を横軸で１００％と
し、このときＮＯｘ値を縦軸で１．０として示されてい
る。ラインＬ１は、追い焚きバーナ装置１の燃焼量が２
０×１０⁴ ｋｃａｌ／ｆｔ・ｈである場合のＮＯｘ値を
示し、ラインＬ２は前記燃焼量が２３×１０⁴ ｋｃａｌ
／ｆｔ・ｈであるときのＮＯｘ値を示し、ラインＬ３は
前記燃焼量が２７×１０⁴ ｋｃａｌ／ｆｔ・ｈであると
きのＮＯｘ値を示し、ラインＬ４は前記燃焼量が３０×
１０⁴ ｋｃａｌ／ｆｔ・ｈであるときのＮＯｘ値を示
す。この場合のガスタービン２３からの排ガスは、Ｏ₂
濃度１５．０％、温度５００℃、流速１２．２〜１２．
８ｍ／ｓである。

【００２２】さらに本発明の他の実施例の追い焚きバー
ナ装置１は、図６に示されるように、上下方向（図２お
よび図４における紙面に垂直方向）に３段設けられてお
り、各バーナ装置１の間隔ｓはたとえば３０〜１００ｍ
ｍとしている。このような間隔ｓは、小さい方がＮＯｘ
は低くなるが、火炎長が長くなることが本件考案者によ
って確かめられており、したがって火炎長が長くなるこ
とによる装置の大形化が防がれ、高い燃焼量を実現する
ことができるため、前述したように、間隔ｓは３０〜１
００ｍｍであることが好ましい。

【００２３】次に、図７を参照してターンダウン性能に
ついて説明する。排熱回収装置２０において、前記廃熱
ボイラ２５から発生される蒸気は、その使用量に応じて
最大発生量から最小発生量までの範囲が広いことが好ま
しく、したがってハイターンダウン性能が要求される。
本件バーナ装置１は、ノズル孔２がヘッダ本体３ａの長
手方向に相互に近接して複数形成されており、このノズ
ル孔２の内径は、１〜２ｍｍ程度である。このようなノ
ズル孔２から５０００ｍｍＨ₂ Ｏでガス燃料が噴射され
る。一方、燃焼用空気として用いられる排ガスは、保炎
部材４の外側方（図７の上下方向両側方）および保炎部
材４ａ，４ｂの通気孔１１から各保炎部材４ａ，４ｂの
内方に流入し、ノズル孔２から噴出されるガス燃料と混
合して燃焼する。

【００２４】そこで、ターンダウン性能を向上するため
に、最大燃焼量から最低燃焼量の範囲に亘って保炎性お
よび完全燃焼性を達成する必要があり、本件考案者の実
験において、酸素濃度１２〜１６％の排ガスを用いてタ
ーンダウン比１：１５を達成することができた。以下
に、本件考案者による実験結果に基づいてさらに詳しく
説明する。

【００２５】前述したように、ノズル孔２から最大燃焼
時において、流速２６０ｍ／ｓ、圧力５０００ｍｍＨ₂
Ｏで噴出されるガス燃料によって、各保炎部材４ａ，４
ｂよりも外側方に流れる排ガスが２５ｍｍＨ₂ Ｏの差圧
を生じて各保炎部材４ａ，４ｂ内に流れ込む。このこと
は、各保炎部材４ａ，４ｂの内側でノズル孔２から高速
で噴出したガス燃料の運動量によって、各保炎部材４
ａ，４ｂの通気孔１１ａ，１１ｂの周囲には剥離現象が
生じ、このような剥離現象に伴って参照符３０で示され
るような渦巻状の伴流が生じ、これによって各保炎部材
４ａ，４ｂの外側方を流れる排ガスが吸引されてガス燃
料と一次混合する。このようにノズル孔２からガス燃料
が噴出され、かつ通気孔１１ａ，１１ｂから排ガスが流
入している状態では、ノズル孔２の出口付近に参照符３
１で示されるように渦状の伴流が発生しており、このよ
うなノズル孔２の出口付近における伴流３１の発生によ
って各保炎部材４ａ，４ｂ間で順次的にガス燃料と排ガ
スとを混合することによって、保炎性および完全燃焼性
が達成される。

【００２６】また最小燃焼時においては、ノズル孔２か
ら噴出するガス燃料の流速が最大時の１／１５となるこ
とによって、ガス燃料と排ガスとの混合が遅れてしま
う。このような混合の遅れを補償するために、ノズル孔
２を上下に複数段（本実施例では２）とし、第１および
第２通気孔１１ａ，１１ｂの内径を基端部８ａ，８ｂか
ら遊端部９ａ，９ｂ寄りになるにつれて順次的に大きく
なるように形成するとともに、複数列、各列が第１およ
び第２保炎部材４ａ，４ｂの長手方向に延びて配列する
ことによって、前記混合の遅れによる保炎性および完全
燃焼性の低下を防止できることが本件考案者の実験によ
って確かめられている。

【００２７】以上の実験結果を各燃焼状態に分けてまと
めると、次のとおりである。

【００２８】（ａ）低燃焼時（２０×１０⁴ ｋｃａｌ／
ｆｔ・ｈ未満）では、ヘッダ３に複数の微少なノズル孔
２が形成されるので、その付近に微少な渦３１が発生
し、これによって良好な保炎が行われる。

【００２９】（ｂ）中間燃焼時（２０×１０⁴以上、４
０×１０⁴ｋｃａｌ／ｆｔ・ｈ未満）では、保炎の位置
は下流側へ移動し、保炎部材４内に流入する排ガスとガ
ス燃料とが良好に混合して燃焼する。

【００３０】（ｃ）高燃焼時（４０×１０⁴ ｋｃａｌ／
ｆｔ・ｈ）では、保炎は保炎部材４の屈曲部１７とその
下流側近傍で行われ、良好な保炎性および完全燃焼性が
達成された。

【００３１】このように本件考案者の実験によって、タ
ーンダウン比１：１５の高いターンダウン性能が達成さ
れることが確認される。

【００３２】図８は、点火プラグ１４付近を拡大して示
す一部の断面図である。本考案では、従来からのパイロ
ットバーナに代えて点火プラグ１４によってスパークに
よる火花によって点火を可能とする。この点火プラグ１
４は、２極のスパークプラグが用いられ、変圧器１６は
二次電圧が１００００Ｖ、容量２００ＶＡであるものを
使用する。電極３１，３２間の放電部３３は、ガス燃料
と排ガスとが混合する領域で最も上流側、すなわちノズ
ル孔２が開口するヘッダ３の表面３４に近接する位置で
あり、かつ、点火プラグ１４の焼損を防止するために、
最も低温となる位置に配置される。本実施例では、電極
３１の軸線を、前記表面３４から下流側へ距離ｍ１＝２
０ｍｍ以下とし、また電極３２の先端部が端板３５から
内方側へ距離ｍ２＝１０ｍｍ以上となる位置に設けられ
ている。さらに、確実な着火を得るために、各電極３
１，３２が挿通する端板３５の挿通孔３７を塞いで排ガ
スが放電部３３側に流入することを防止するために、端
板３５とケーシング１９との間には、前記電極３１，３
２を外囲する保護管３６が設けられる。

【００３３】このように点火プラグ１４によって着火を
行うことができるので、従来のようなパイロットバーナ
を用いる必要がなくなり、このことからパイロットバー
ナ用の燃焼用空気を供給するための配管およびそれに関
連する機器、パイロットバーナ用の安全装置、ならびに
パイロットバーナ用エアブロアなどが不要となり、部品
点数を削減して低コスト化を図ることが可能となる。し
かも、パイロットバーナおよびそれに関連する構成のメ
ンテナンスが不要であり、またパイロットバーナの吹消
えなどを監視するための紫外線検出素子などを設ける必
要がなくなるため、このような紫外線検出素子間の放電
および作動不良などに起因する爆発などが発生する恐れ
がなくなり、安全性が向上される。

【００３４】

【考案の効果】以上のように請求項１記載の本考案によ
れば、複数のバーナ本体部分１２を連結して、水平な一
直線状の軸線を有するバーナ本体１３が構成される。こ
のバーナ本体１３は、ガスタービン２３からの酸素濃度
が１２〜１６％の排ガスの通路内に設けられ、この排ガ
スを燃焼用空気としてガス燃料と混合し、燃焼する。こ
のようなバーナ本体１３は、前記バーナ本体部分１２の
連結本数を適宜調整して連結することによって、任意の
燃焼量を実現することが可能である。またこのバーナ本
体１３は前記排ガスの通路内で水平な一直線状の軸線を
有するように設けられるので、前記通路内で軸線方向に
一様な火炎を形成して均一な温度分布で高温の排ガスを
発生させることができる。バーナ本体１３を構成する各
バーナ本体部分１２は、ヘッダ本体３ａに複数のノズル
孔２が形成されるノズル部３ｂとを有し、各ノズル孔は
内径が１〜２ｍｍに選ばれ、ヘッダ３内のガス燃料供給
通路に共通に連通する。このような細いノズル孔２から
最大燃焼時からこの最大燃焼時の流速の１／１５となる
最小燃焼時にわたって流速を変化させてガス燃料を噴出
させることが可能であるので、広い燃焼範囲を実現する
ことができる。このような広い燃焼範囲の燃焼をノズル
孔２は上下に複数段形成されるので、排ガスとガス燃料
との混合の遅れを補償することができ、保炎性および完
全燃焼性の低下が防がれる。第１および第２保炎部材４
ａ，４ｂは、３０〜６０°の角度を成して拡開し、基端
部８ａ，８ｂから遊端部９ａ，９ｂに近づくにつれて内
径が大きくなる第１および第２通気孔１１ａ，１１ｂが
それぞれ形成される。このような第１および第２保炎部
材４ａ，４ｂによって、最小燃焼時から最大燃焼時にわ
たって保炎が行われる位置に応じて適度の排ガスを燃焼
用空気として確実に供給することができ、これによって
良好な保炎性および完全燃焼性を達成することができ
る。しかも第１および第２保炎部材４ａ，４ｂの遊端部
９ａ，９ｂには第１および第２屈曲部１７ａ，１７ｂが
形成されるので、これらの屈曲部１７ａ，１７ｂによっ
て伴流を発生させ、ガス燃料と排ガスとの混合を促進
し、高燃焼時において保炎が基端部８ａ，８ｂから遊端
部９ａ，９ｂ側へ移動しても良好な保炎を達成して完全
燃焼させることができる。

【００３５】このようにして排ガス供給源からの比較的
酸素濃度の低い排ガスであっても、ヘッダのノズル孔か
ら供給されるガス燃料と確実に混合させて、高いターン
ダウン性能で完全燃焼させることができる。

【００３６】請求項２記載の本考案に従えば、上記のバ
ーナ装置１が前記排ガスの通路内に鉛直面内で上下に隣
接して配置される。これによってより大きな燃焼量を実
現し、高いターンダウン性能を達成することが可能とな
る。また各バーナ装置１の間隔ｓは上下に３０〜１００
ｍｍに選ばれるので、高い燃焼量を得るために火炎長が
長くなって装置が大形化するという不具合が生ぜず、短
い火炎によって高い燃焼量を達成することができる。

【００３７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の追い焚きバーナ装置１を示
す断面図である。

【図２】追い焚きバーナ装置１の平面図である。

【図３】バーナ本体１３の一部を示す斜視図である。

【図４】追い焚きバーナ装置１が備えられる排熱回収装
置２０の簡略化した系統図である。

【図５】本件考案者の実験結果を示すグラフである。

【図６】追い焚きバーナ装置１を複数段備えた状態を示
す簡略化した断面図である。

【図７】ガス燃料および排ガスの混合動作を説明するた
めの断面図である。

【図８】点火プラグ１４付近を拡大して示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１追い焚きバーナ装置２ノズル孔３ヘッダ４ａ，４ｂ保炎部材８ａ，８ｂ基端部９ａ，９ｂ遊端部１１ａ，１１ｂ通気孔１３バーナ本体２０排熱回収装置２３ガスタービン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者梶本佳宏大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)考案者吉田誠治大阪市西区京町堀２丁目４番７号中外炉工業株式会社内 (72)考案者山崎章信大阪市西区京町堀２丁目４番７号中外炉工業株式会社内 (56)参考文献特開昭62−123209（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−200918（ＪＰ，Ａ) 実開昭53−332（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F23D 14/22 F23C 11/00 F01K 23/10 F23D 14/74

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】（ａ）ガスタービン２３からの酸素濃度
が１２〜１６％の排ガスの通路内に水平な一直線状の軸
線を有するように設けられるバーナ本体１３であって、
このバーナ本体１３は、予め定める長さＬのバーナ本体
部分１２を同一軸線上に複数、連結して構成され、（ｂ）各バーナ本体部分１２は、ガス燃料が供給され、
複数のノズル孔２が形成されるヘッダ３と、ヘッダ３の
前記ノズル孔２を挟む両側に取付けられる一対の保炎部
材４ａ，４ｂとを有し、（ｃ）ヘッダ３は、（ｃ１）軸直角断面が排ガス供給方向上流側で円弧状に
形成されるヘッダ本体３ａと、ヘッダ本体３ａの排ガス
供給方向下流側に配置される周方向両端部間を塞ぎ、ヘ
ッダ本体３ａから排ガス供給方向下流側に突出し、前記
複数のノズル孔２が形成されるノズル部３ｂとを有し、（ｃ２）ノズル孔２は、内径が１〜２ｍｍ程度であり、
排ガス供給方向下流側に向かって開口し、かつ上下２段
形成されて排ガス供給方向に延びてヘッダ３内のガス燃
料供給通路に共通に連通し、ヘッダ３内に供給されたガ
ス燃料を最大燃焼時と最小燃焼時との流速の比が１５：
１の範囲で噴出し、（ｄ）前記ヘッダ３のノズル部３ｂの上面には、基端部
８ａが固定され、この基端部８ａから排ガス供給方向下
流側に配置される遊端部９ａに近づくにつれて上方にな
るように傾斜する第１保炎部材４ａが設けられ、（ｄ１）第１保炎部材４ａには、その長手方向に間隔を
あけて複数の第１通気孔１１ａが前記長手方向に垂直な
幅方向に複数列形成され、（ｄ２）第１通気孔１１ａは、基端部８ａから遊端部９
ａに近づくにつれて基端部８ａ付近の孔の内径よりも遊
端部９ａ付近の孔の内径が大きくなるように形成され、（ｄ３）前記遊端部９ａには、上方に屈曲する第１屈曲
部１７ａが形成され、（ｅ）前記ヘッダ３のノズル部３ｂの下面には、基端部
８ｂが固定され、この基端部８ｂから排ガス供給方向下
流側に配置される遊端部９ｂに近づくにつれて下方にな
るように傾斜し、第１保炎部材４ａと鉛直面内で成す角
度θが３０〜６０゜に選ばれる第２保炎部材４ｂであっ
て、（ｅ１）この第２保炎部材４ｂには、その長手方向に間
隔をあけて複数の第２通気孔１１ｂが前記長手方向に垂
直な幅方向に複数列形成され、（ｅ２）第２通気孔１１ｂは、基端部８ｂから遊端部９
ｂに近づくにつれて基端部８ｂ付近の孔の内径よりも遊
端部付近の孔の内径が大きくなるように形成され、（ｅ３）前記遊端部９ｂには、下方に屈曲する第２屈曲
部１７ｂが形成されることを特徴とする追い焚きバーナ
装置。
【請求項２】前記排ガスの通路内には、複数のバーナ
本体１３が上下に隣接して配置され、前記上下に隣接する各バーナ本体１３の間隔Ｓは、３０
〜１００ｍｍに選ばれることを特徴とする請求項１記載
の追い焚きバーナ。