JP2609354B2 - 蒸気発生器 - Google Patents
蒸気発生器Info
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- JP2609354B2 JP2609354B2 JP2297343A JP29734390A JP2609354B2 JP 2609354 B2 JP2609354 B2 JP 2609354B2 JP 2297343 A JP2297343 A JP 2297343A JP 29734390 A JP29734390 A JP 29734390A JP 2609354 B2 JP2609354 B2 JP 2609354B2
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- ignition
- blowing
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C5/00—Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/003—Methods of steam generation characterised by form of heating method using combustion of hydrogen with oxygen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/22—Methods of steam generation characterised by form of heating method using combustion under pressure substantially exceeding atmospheric pressure
- F22B1/26—Steam boilers of submerged-flame type, i.e. the flame being surrounded by, or impinging on, the water to be vaporised, e.g. water in sprays
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
- F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
- F23D2900/00012—Liquid or gas fuel burners with flames spread over a flat surface, either premix or non-premix type, e.g. "Flächenbrenner"
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は蒸気発生器、とくに、吹込みヘッドを有して
いて、前記ヘッドを通して、酸化剤と燃料を吹込みヘッ
ドに隣接している燃焼室に吹込み、また、燃焼室に通じ
ている水の注入装置を有する水素／酸素の反応による蒸
気発生器に関する。
いて、前記ヘッドを通して、酸化剤と燃料を吹込みヘッ
ドに隣接している燃焼室に吹込み、また、燃焼室に通じ
ている水の注入装置を有する水素／酸素の反応による蒸
気発生器に関する。
そのような蒸気発生器の問題点は、酸化剤と燃料を最
適になるように燃焼室に吹込んで完全燃焼させることで
ある。酸化剤と燃料は、完全燃焼を実現するという立場
で、好ましくは、化学量論的比率で吹込まれる。それゆ
え、本発明の根本的目的は、燃焼室内で最適の燃焼状態
を生じるような包括的な蒸気発生器を製作することであ
る。
適になるように燃焼室に吹込んで完全燃焼させることで
ある。酸化剤と燃料は、完全燃焼を実現するという立場
で、好ましくは、化学量論的比率で吹込まれる。それゆ
え、本発明の根本的目的は、燃焼室内で最適の燃焼状態
を生じるような包括的な蒸気発生器を製作することであ
る。
〔課題を解決するための手段〕 この目的は、酸化剤と燃料を共に燃焼室に吹込み、こ
れら２物質の一方を内側円筒流にし、他方を内側円筒流
をかこむ環状流にするいくつかの吹込みエレメントを有
する吹込みヘッドによって、始めに述べた種類の蒸気発
生器とする本発明によって達成される。
れら２物質の一方を内側円筒流にし、他方を内側円筒流
をかこむ環状流にするいくつかの吹込みエレメントを有
する吹込みヘッドによって、始めに述べた種類の蒸気発
生器とする本発明によって達成される。
本発明による解決策の利点は、この酸化剤を燃料の吹
込み法の信頼性が高く、とくに、酸素を酸化剤として用
い、水素を燃料とするときに、絶対に必要なこれら２物
質の化学量論的燃焼を行える。
込み法の信頼性が高く、とくに、酸素を酸化剤として用
い、水素を燃料とするときに、絶対に必要なこれら２物
質の化学量論的燃焼を行える。
吹込みエレメントによって、環状流と円筒流を直接燃
焼室に吹込むという解決策は、とくに好都合である。
焼室に吹込むという解決策は、とくに好都合である。
さらに、吹込みエレメント内の平行方向の流れの中で
環状流と円筒流を形成し、燃焼室に吹込むことには利点
がある。
環状流と円筒流を形成し、燃焼室に吹込むことには利点
がある。
これと関連して、環状流を内側円筒流と同軸的に拡大
することがとくに好ましいことが証明されている。
することがとくに好ましいことが証明されている。
さらに、酸化剤を内側円筒流にし、燃料を外側環状流
にするための本発明の吹込みヘッドの設計に関連して、
酸化剤の流れを燃料の流れが囲んでいることは好都合で
あることが証明されている。
にするための本発明の吹込みヘッドの設計に関連して、
酸化剤の流れを燃料の流れが囲んでいることは好都合で
あることが証明されている。
始めに述べたように、好ましくは、酸化剤が酸素であ
り、燃料は水素であって、両者が化学量論的比率の質量
流量で導入される。
り、燃料は水素であって、両者が化学量論的比率の質量
流量で導入される。
本発明の吹込みヘッドの設計と関連して、吹込みエレ
メントを吹込みヘッドの底板の内側領域に配設し、底板
には吹込みエレメントに拘束されないエッジ領域があっ
て、かつ、内側領域をかこんでいる。そして、このエッ
ジ領域は好ましくは、燃焼室をかこむ壁面まで延びてい
る。とくに、このエッジ領域が吹込みエレメントに拘束
されないという条件により、吹込みエレメントから下流
でのエネルギ変換を改善し、燃焼室の壁面の熱応力を低
下させる。
メントを吹込みヘッドの底板の内側領域に配設し、底板
には吹込みエレメントに拘束されないエッジ領域があっ
て、かつ、内側領域をかこんでいる。そして、このエッ
ジ領域は好ましくは、燃焼室をかこむ壁面まで延びてい
る。とくに、このエッジ領域が吹込みエレメントに拘束
されないという条件により、吹込みエレメントから下流
でのエネルギ変換を改善し、燃焼室の壁面の熱応力を低
下させる。
底板の全表面積が内側領域とエッジ領域の表面積の和
になっていて、内側領域の表面積が底板の全表面積の0.
6倍を超えないことによって、内側領域とエッジ領域の
間に、とくに有利な関係が得られる。
になっていて、内側領域の表面積が底板の全表面積の0.
6倍を超えないことによって、内側領域とエッジ領域の
間に、とくに有利な関係が得られる。
好ましい実施例では、底板を円形の設計にするように
構成されている。従って、内側領域を円形の設計にし、
エッジ領域は内側領域をかこむ円形環状領域にするのが
好都合である。
構成されている。従って、内側領域を円形の設計にし、
エッジ領域は内側領域をかこむ円形環状領域にするのが
好都合である。
吹込みエレメントの設計に関連して、さらに、円筒流
の断面積が環状流の断面積より大きいことが、とくに、
燃料と酸化剤の良好な混合を達成するために有利なこと
が証明されている。
の断面積が環状流の断面積より大きいことが、とくに、
燃料と酸化剤の良好な混合を達成するために有利なこと
が証明されている。
また、円筒流と環状流を発生する個々のパイプの間に
特定の関係を与えることによって、吹込みエレメントの
燃焼特性が有利になる。
特定の関係を与えることによって、吹込みエレメントの
燃焼特性が有利になる。
円筒流を発生する吹込みエレメントの内側パイプの長
さがその直径の少なくとも３倍であると、とくに有利で
ある。
さがその直径の少なくとも３倍であると、とくに有利で
ある。
同様に、上記の代替として、または追加として、環状
流を発生する吹込みエレメントの周囲の長さが環状流の
“相当”直径または“水力直径”の少なくとも３倍であ
ることが、とくに好都合であることが証明されている。
流を発生する吹込みエレメントの周囲の長さが環状流の
“相当”直径または“水力直径”の少なくとも３倍であ
ることが、とくに好都合であることが証明されている。
これまでの実施例の説明では、蒸気発生器の運転中に
酸化剤と燃料を供給する吹込みエレメントの配置につい
てのみ詳細説明を行っていて、酸化剤と燃料の混合体に
どのように点火するかについては述べていない。
酸化剤と燃料を供給する吹込みエレメントの配置につい
てのみ詳細説明を行っていて、酸化剤と燃料の混合体に
どのように点火するかについては述べていない。
とくに好ましい実施例では、１個の点火チャンバの１
個のオリフィス、または、いくつかの点火チャンバのオ
リフィスを底板のエッジ領域に配設するように構成され
ている。結果として、蒸気発生器の運転のために吹込み
エレメントが配置されている領域の外側に点火チャンバ
が置かれる。それゆえ、点火チャンバを配慮せずに、吹
込みエレメントの最適配置が行える。
個のオリフィス、または、いくつかの点火チャンバのオ
リフィスを底板のエッジ領域に配設するように構成され
ている。結果として、蒸気発生器の運転のために吹込み
エレメントが配置されている領域の外側に点火チャンバ
が置かれる。それゆえ、点火チャンバを配慮せずに、吹
込みエレメントの最適配置が行える。
均一点火を実現するために、いくつかの点火チャンバ
が好ましく設けられている。
が好ましく設けられている。
吹込みエレメントの場合、酸化剤と燃料が燃焼室内で
完全混合するようにのみ、吹込みエレメントが酸化剤と
燃料を燃焼室に吹込むように構成されているが、これと
は対照的に、点火チャンバの場合、酸化剤と燃料が、そ
の中で点火可能な混合状態に混合するように構成されて
いる。
完全混合するようにのみ、吹込みエレメントが酸化剤と
燃料を燃焼室に吹込むように構成されているが、これと
は対照的に、点火チャンバの場合、酸化剤と燃料が、そ
の中で点火可能な混合状態に混合するように構成されて
いる。
点火チャンバは、内側円筒流内に導入された酸化剤と
内側円筒流をかこむ環状流に導入された燃料が底板から
流出する前に点火領域内に完全に混合されているよう
に、好ましく設計されている。
内側円筒流をかこむ環状流に導入された燃料が底板から
流出する前に点火領域内に完全に混合されているよう
に、好ましく設計されている。
内側円筒流を発生する内側円筒パイプに隣接するよう
に点火領域を配設するのが好ましい。
に点火領域を配設するのが好ましい。
さらに、環状流部分の外側の区画になっている連続的
円周面によって点火領域が区画されるように配設される
のが好ましい。
円周面によって点火領域が区画されるように配設される
のが好ましい。
酸化剤と燃料の混合体に点火するために、点火エレメ
ントを点火領域内に好ましく設けている。とくに、点火
エレメントはオリフィス直前に配設される。
ントを点火領域内に好ましく設けている。とくに、点火
エレメントはオリフィス直前に配設される。
本発明のこれ以上の特徴と利点は実施例についての以
下の説明と添付図で示されている。
下の説明と添付図で示されている。
本発明の蒸気発生器の実施例は、第１図に示されてい
るように、吹込みヘッド10と、それに隣接している燃焼
室12、それをかこんでいる燃焼室ハウジング14から成っ
ている。この燃焼室ハウジング14内に、吹込みヘッド10
に対して間隔を置いて、数個−少なくとも１個−の注入
用リング16が配設されていて、それによって、水が燃焼
室に注入され、吹込みヘッド10と反対側の端部で蒸気流
18が発生し、出口開口部20を通って蒸気発生器から流出
する。本発明の実施例は水素／酸素の蒸気発生器として
好ましく運転される。この蒸気発生器では、酸素の流れ
GO2と水素の流れGH2が化学量論的比率で吹込みヘッド10
に供給され、つぎに燃焼室12に両方の流れが流入する。
るように、吹込みヘッド10と、それに隣接している燃焼
室12、それをかこんでいる燃焼室ハウジング14から成っ
ている。この燃焼室ハウジング14内に、吹込みヘッド10
に対して間隔を置いて、数個−少なくとも１個−の注入
用リング16が配設されていて、それによって、水が燃焼
室に注入され、吹込みヘッド10と反対側の端部で蒸気流
18が発生し、出口開口部20を通って蒸気発生器から流出
する。本発明の実施例は水素／酸素の蒸気発生器として
好ましく運転される。この蒸気発生器では、酸素の流れ
GO2と水素の流れGH2が化学量論的比率で吹込みヘッド10
に供給され、つぎに燃焼室12に両方の流れが流入する。
第２図に示されるように、全体的に10として示された
吹込みヘッドが燃焼室12を締切って、底板22を形成して
いる。底板22は、燃焼室ハウジング14の端部フランジ26
上に外側支持端24で支持されていて、燃焼室ハウジング
14の縦軸28に垂直な平面内に延びている。
吹込みヘッドが燃焼室12を締切って、底板22を形成して
いる。底板22は、燃焼室ハウジング14の端部フランジ26
上に外側支持端24で支持されていて、燃焼室ハウジング
14の縦軸28に垂直な平面内に延びている。
縦軸28まわりに同心的に好ましく延びている円形の内
側領域Ｉ内で、底板22には、全体として30として示され
ている複数の吹込みエレメントが設けられている。吹込
みエレメント30は燃焼室ハウジング14の縦軸28に平行な
縦軸32に配設されている。好ましくは、吹込みエレメン
ト30は内側領域Ｉ内に規則的パターンで配置され、お互
いに、実質的に一定間隔になっている。
側領域Ｉ内で、底板22には、全体として30として示され
ている複数の吹込みエレメントが設けられている。吹込
みエレメント30は燃焼室ハウジング14の縦軸28に平行な
縦軸32に配設されている。好ましくは、吹込みエレメン
ト30は内側領域Ｉ内に規則的パターンで配置され、お互
いに、実質的に一定間隔になっている。
これらの吹込みエレメント30のそれぞれが、孔34から
成っていて、孔34は、燃焼室12に面している底板22の前
側36から底板22を通って、燃焼室12の反対側にある水素
分配領域38に通じている。吹込みエレメント30は、ま
た、以下に示す内側パイプ50を有する。水素分配領域38
は底板22と中間底40の間の空間によって形成されてい
る。中間底40は、底板22に対して、平行で、燃焼室12の
反対側で、底板22に対して間隔を設けて配設されてい
る。水素の質量流量GH2は、縦軸28に対して半径方向に
延びていて水素分配領域38に通じている水素供給管42を
通じて、水素分配領域38の外側領域に好ましく供給され
ている。
成っていて、孔34は、燃焼室12に面している底板22の前
側36から底板22を通って、燃焼室12の反対側にある水素
分配領域38に通じている。吹込みエレメント30は、ま
た、以下に示す内側パイプ50を有する。水素分配領域38
は底板22と中間底40の間の空間によって形成されてい
る。中間底40は、底板22に対して、平行で、燃焼室12の
反対側で、底板22に対して間隔を設けて配設されてい
る。水素の質量流量GH2は、縦軸28に対して半径方向に
延びていて水素分配領域38に通じている水素供給管42を
通じて、水素分配領域38の外側領域に好ましく供給され
ている。
中間底40の水素分配領域38の反対側に、酸素分配領域
44が、一方は中間底40によって、他方は吹込みヘッド10
の後カバー46によって形成されている。酸素供給管48
が、この酸素分配領域44に通じている。
44が、一方は中間底40によって、他方は吹込みヘッド10
の後カバー46によって形成されている。酸素供給管48
が、この酸素分配領域44に通じている。
孔34に加えて、吹込みエレメント30は、中間底40を貫
通している内側パイプ50から成っている。内側パイプ50
は酸素分配領域44から燃焼室12の方向に延びていて、そ
の前端52の開口部が孔34内で、底板22の前側面36より、
ある距離だけ後方に位置している。
通している内側パイプ50から成っている。内側パイプ50
は酸素分配領域44から燃焼室12の方向に延びていて、そ
の前端52の開口部が孔34内で、底板22の前側面36より、
ある距離だけ後方に位置している。
内側パイプ50は、それぞれの吹込みエレメント30の縦
軸と同軸上に配設されていて、その外径は、孔34の内径
より小さい。そのため、第３図に示すように、内側パイ
プ50と孔34の間には環状ギャップ54が残されている。
軸と同軸上に配設されていて、その外径は、孔34の内径
より小さい。そのため、第３図に示すように、内側パイ
プ50と孔34の間には環状ギャップ54が残されている。
内側パイプ50が酸素分配領域44から延びているので、
酸素ガスの円筒流56がこの内側パイプ50を通って、この
内側パイプ50の前端52から流出する。
酸素ガスの円筒流56がこの内側パイプ50を通って、この
内側パイプ50の前端52から流出する。
孔34は、水素分配領域38まで延びているが、水素分配
領域38を内側パイプ50が完全に貫通しているので、水素
ガスの環状流58が、内側パイプ50と孔34の間の環状ギャ
ップ54内を、そして、内側パイプ50の前端52までは円筒
流56のまわりを、それとは分離的に流れる。従って、吹
込みエレメント30内の両方の流れは、内側パイプ50の前
端52の前方でのみ混合を行える。前端52は底板22の前側
面36からある距離だけ後退しているので、環状流58と円
筒流56の混合は、底板22の前側面より僅かな距離手前
で、すでに始まっていて、燃焼室12に入って、ある範囲
まで続いてから、完全混合状態になる。
領域38を内側パイプ50が完全に貫通しているので、水素
ガスの環状流58が、内側パイプ50と孔34の間の環状ギャ
ップ54内を、そして、内側パイプ50の前端52までは円筒
流56のまわりを、それとは分離的に流れる。従って、吹
込みエレメント30内の両方の流れは、内側パイプ50の前
端52の前方でのみ混合を行える。前端52は底板22の前側
面36からある距離だけ後退しているので、環状流58と円
筒流56の混合は、底板22の前側面より僅かな距離手前
で、すでに始まっていて、燃焼室12に入って、ある範囲
まで続いてから、完全混合状態になる。
本発明によれば、円筒流が流れる断面積FZは環状流が
流れる断面積FRより大きい。さらに、酸素と水素は共に
化学量論的比率で流入するという条件を常に満さなけれ
ばならない。
流れる断面積FRより大きい。さらに、酸素と水素は共に
化学量論的比率で流入するという条件を常に満さなけれ
ばならない。
さらに、本発明によれば、内側パイプ50の長さLIが内
側パイプの直径の少なくとも３倍である。
側パイプの直径の少なくとも３倍である。
さらに、本発明によれば、孔34の周囲の面の長さLB
が、環状流58の“相当”直径または“水力直径”の少な
くとも３倍であるように選定されている。この“相当”
直径または“水力直径”は公式Ｄ＝4FR/Uにもとずいて
計算されている。ここでＵは、環状流58の流路断面の周
囲の長さである。
が、環状流58の“相当”直径または“水力直径”の少な
くとも３倍であるように選定されている。この“相当”
直径または“水力直径”は公式Ｄ＝4FR/Uにもとずいて
計算されている。ここでＵは、環状流58の流路断面の周
囲の長さである。
底板22の内側領域Ｉには、吹込みエレメント30が設け
られていて、エッジ領域Ｒによってかこまれている。エ
ッジ領域Ｒは円形リングの形状で内側リングＩを囲んで
いる。そして、燃焼室ハウジング14の内側壁面60まで延
びている。本発明によれば、このエッジ領域Ｒには、吹
込みエレメント30が設けられていない。
られていて、エッジ領域Ｒによってかこまれている。エ
ッジ領域Ｒは円形リングの形状で内側リングＩを囲んで
いる。そして、燃焼室ハウジング14の内側壁面60まで延
びている。本発明によれば、このエッジ領域Ｒには、吹
込みエレメント30が設けられていない。
好ましくは、エッジ領域Ｒは点火チャンバ62から成っ
ている。点火チャンバ62は底板22の燃焼室12の反対側か
ら延びていて、底板22の前側面36内に前オリフィス64で
開いている。
ている。点火チャンバ62は底板22の燃焼室12の反対側か
ら延びていて、底板22の前側面36内に前オリフィス64で
開いている。
点火チャンバ62は外側パイプ本体の外壁を形成してい
る外側パイプ66とこの外側パイプ66内に同軸的に配設さ
れているシリンダパイプ68から成っている。シリンダパ
イプ68は外側パイプ66の内側壁面とそれ自体の外側壁面
の間で環状領域70を形成している。シリンダパイプ68の
後端は酸素供給管72に接続されている。その一方で環状
領域70の後端は水素供給管74に接続されている。このた
め、同様に酸素の円筒流が水素の環状流でかこまれてい
る。
る外側パイプ66とこの外側パイプ66内に同軸的に配設さ
れているシリンダパイプ68から成っている。シリンダパ
イプ68は外側パイプ66の内側壁面とそれ自体の外側壁面
の間で環状領域70を形成している。シリンダパイプ68の
後端は酸素供給管72に接続されている。その一方で環状
領域70の後端は水素供給管74に接続されている。このた
め、同様に酸素の円筒流が水素の環状流でかこまれてい
る。
好ましくは、シリンダパイプ68の先端は、オリフィス
64から間隔Ｚだけ引込んでいる。それで、水素の環状流
が酸素の円筒流と点火チャンバ62内で完全に混合でき
る。好ましくは、電気点火装置76がシリンダパイプ68の
先端とオリフィス64の間に設けられていて、オリフィス
64の前で、水素の環状流と酸素の円筒流の混合体に点火
する。それから水素と酸素の燃焼噴流78が底板22内のオ
リフィス64から流出する。それで、底板22の内側領域Ｉ
から流出する水素と酸素の流れに点火できる。
64から間隔Ｚだけ引込んでいる。それで、水素の環状流
が酸素の円筒流と点火チャンバ62内で完全に混合でき
る。好ましくは、電気点火装置76がシリンダパイプ68の
先端とオリフィス64の間に設けられていて、オリフィス
64の前で、水素の環状流と酸素の円筒流の混合体に点火
する。それから水素と酸素の燃焼噴流78が底板22内のオ
リフィス64から流出する。それで、底板22の内側領域Ｉ
から流出する水素と酸素の流れに点火できる。
この目的のために、シリンダパイプ68の前端とオリフ
ィス64の間に長さＺで示されている点火領域80が好まし
く形成されている。点火領域80はシリンダパイプ68の前
端とオリフィス64の間に延びている。点火領域は外側パ
イプ66の内側円周面82によって好ましく区切られてい
る。同様に、内側円周面82が外側パイプ66とシリンダパ
イプ68の間の領域内の環状流形成に寄与し、オリフィス
64まで延びている。点火エレメント76の点火ヘッド84が
この内側円周面から好ましく突出していて、酸化剤と燃
料が完全混合する領域内で、好ましくはオリフィス64の
直前に配設されている。
ィス64の間に長さＺで示されている点火領域80が好まし
く形成されている。点火領域80はシリンダパイプ68の前
端とオリフィス64の間に延びている。点火領域は外側パ
イプ66の内側円周面82によって好ましく区切られてい
る。同様に、内側円周面82が外側パイプ66とシリンダパ
イプ68の間の領域内の環状流形成に寄与し、オリフィス
64まで延びている。点火エレメント76の点火ヘッド84が
この内側円周面から好ましく突出していて、酸化剤と燃
料が完全混合する領域内で、好ましくはオリフィス64の
直前に配設されている。
点火プラグまたはグロー・プラグが点火エレメントと
して好ましく配設されている。
して好ましく配設されている。
本発明の吹込みヘッドでは、内側領域の表面積FIは表
面積FI＋FRa、すなわち、内側領域の表面積FIとエッジ
領域の表面積FRaの和の0.6倍以下になるように好ましく
選定されている。
面積FI＋FRa、すなわち、内側領域の表面積FIとエッジ
領域の表面積FRaの和の0.6倍以下になるように好ましく
選定されている。
本開示例は1989年11月４日のドイツ国出願第P39 36 8
06.8号内に開示されている対象事項に関連していて、そ
の全内容が参考文献として、本明細書に含まれている。
06.8号内に開示されている対象事項に関連していて、そ
の全内容が参考文献として、本明細書に含まれている。
第１図は本発明の蒸気発生器を概略的に示した実施例の
部分的で長手方向の断面図、 第２図は吹込みヘッドの拡大図、 第３図は第２図の切断線３−３に沿った断面図である。 10……吹込みヘッド、12……燃焼室、 16……注入用リング、30……吹込みエレメント、 56……円筒流、58……環状流。
部分的で長手方向の断面図、 第２図は吹込みヘッドの拡大図、 第３図は第２図の切断線３−３に沿った断面図である。 10……吹込みヘッド、12……燃焼室、 16……注入用リング、30……吹込みエレメント、 56……円筒流、58……環状流。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アルフレート ブルン ドイツ連邦共和国，6962 アーデルスハ イム‐センフェルト，メルヒンガー シ ュタイゲ ２ (56)参考文献 特開 昭51−18300（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−49426（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−49610（ＪＰ，Ａ)
Claims (11)
- 【請求項１】隣接する燃焼室内に化学量論的状態で酸化
剤と燃料を吹込む吹込みヘッドと、 上記燃焼室に水を導入するための注入装置とを具備し、 上記吹込みヘッドは複数の吹込みエレメント（30）を有
することからなる蒸気発生器において：各吹込みエレメ
ント（30）は内側パイプ（50）を具備し、該内側パイプ
（50）はその直径の少なくとも３倍の長さ（LI）を有
し、該内側パイプ（50）は内側円筒流としてその長さ
（LI）に沿った酸化剤の流れを案内し且つ上記内側円筒
流の酸化剤を上記燃焼室内に排出するようになってお
り、 各吹込みエレメントは、更に、上記内側パイプ（50）を
囲み且つ外側環状流としてのその長さに沿った燃料の流
れを案内し且つ上記外側環状流を上記燃焼室に排出する
ようにした周辺面（34）を具備し、環状流（58）を発生
する上記吹込みエレメント（30）の上記周辺面（34）の
流さ（LB）は、該環状流（58）の流路断面積FRおよび該
流路断面の周流さＵを用いて４・FR/Uで表わされる該環
状流（58）の“相当”または“水力”直径の少なくとも
３倍であり、且つ上記円筒流の断面積（FZ）は上記環状
流の断面積（FR）よりも大きく、且つ上記環状流（58）
は上記円筒流（56）と同軸的に延びていることを特徴と
する蒸気発生器。 - 【請求項２】前記吹込みエレメント（30）が前記吹込み
ヘッド（10）の底板（22）の内側領域（Ｉ）内に配設さ
れており、前記底板はエッジ領域（Ｒ）を有し、該エッ
ジ領域は吹込みエレメントを有さずかつ前記内側領域
（Ｉ）をかこんでいることを特徴とする請求項１に記載
の蒸気発生器。 - 【請求項３】前記内側領域の表面積（FI）は、前記内側
領域の表面積（FI）と前記エッジ領域の表面積（FRa）
の和によって表わされる前記底板（22）の全表面積の0.
6倍より少いことを特徴とする請求項２記載の蒸気発生
器。 - 【請求項４】点火チャンバ（62）のオリフィス（64）が
前記底板（22）の前記エッジ領域（Ｒ）に配設されてい
ることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれ
か一項に記載の蒸気発生器。 - 【請求項５】数個の点火チャンバ（62）が設けられてい
ることを特徴とする請求項４記載の蒸気発生器。 - 【請求項６】前記点火チャンバ（62）が、前記酸化剤
（O2）および前記燃料（H2）が点火可能な混合体になる
ように混合されるように設計されていることを特徴とす
る請求項４または請求項５記載の蒸気発生器。 - 【請求項７】前記点火チャンバ（62）は、内側円筒流内
に導入された前記酸化剤（O2）と、前記内側円筒流をか
こむ環状流内に導入された前記燃料（H2）とが、前記底
板（22）から流出する前に点火領域（80）内で混合され
るように設計されていることを特徴とする請求項６記載
の蒸気発生器。 - 【請求項８】前記点火領域（80）が前記内側円筒流を発
生する内側シリンダパイプ（68）に隣接していることを
特徴とする請求項７記載の蒸気発生器。 - 【請求項９】前記点火領域（80）が、前記環状流の外側
境界になっている連続的周辺面（82）によって画定され
ていることを特徴とする請求項７または請求項８記載の
蒸気発生器。 - 【請求項１０】点火エレメント（66）が前記点火領域
（80）内に配設されていることを特徴とする請求項４か
ら請求項９までのいずれか一項に記載の蒸気発生器。 - 【請求項１１】前記点火エレメント（66）が前記オリフ
ィス（64）の直前に配設されていることを特徴とする請
求項10記載の蒸気発生器。
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