JP4085412B2 - バーナ - Google Patents
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Description
本発明は、発泡スチロール油化装置の熱分解槽の熱源や、その他の高温の熱源を得るためのバーナに関し、より詳しくは1次燃焼筒の下流側に2次燃焼筒を設けて燃料の完全燃焼を図るものに関する。
燃焼ガス中のNOX 含有量を低減するため、空気を多段に供給し、1次燃焼筒の下流側に2次燃焼筒を設けたバーナが下記特許文献として知られている。
このバーナは、先端が拡開したベルマウス状の1次燃焼筒の外側に、1次燃焼筒よりも直径の大なる2次燃焼筒が設けられ、その2次燃焼筒の先端をベルマウス状に拡開したものである。そして2次燃焼筒に供給される空気は、1次燃焼筒の先端のベルマウス部の外周と、2次燃焼筒の入口部との隙間から供給していた。
このバーナは、先端が拡開したベルマウス状の1次燃焼筒の外側に、1次燃焼筒よりも直径の大なる2次燃焼筒が設けられ、その2次燃焼筒の先端をベルマウス状に拡開したものである。そして2次燃焼筒に供給される空気は、1次燃焼筒の先端のベルマウス部の外周と、2次燃焼筒の入口部との隙間から供給していた。
従来の2次燃焼筒を有するバーナは、1次燃焼筒の先端がベルマウス状に拡開され、その外周に2次空気が流通するため、2次燃焼筒の固定が面倒で、2次燃焼筒はケーシングに支持する必要があり、装置が大型化し量産性に欠けるという問題点があった。
そこで本発明は、1次燃焼筒と2次燃焼筒とを一体化すると共に、各燃焼筒の製造が容易で量産性に優れたコンパクトなバーナを提供することを課題とする。
そこで本発明は、1次燃焼筒と2次燃焼筒とを一体化すると共に、各燃焼筒の製造が容易で量産性に優れたコンパクトなバーナを提供することを課題とする。
請求項1に記載の本発明は、燃焼ノズル(1) と、
その燃焼ノズル(1) の軸線に同軸に、その先端から前方に配置され、軸線方向の少なくとも中間部から前端まで同一の断面形状とされた第1主燃焼部(2) を有する円筒形の1次燃焼筒(3) と、
その第1主燃焼部(2) に同軸に、軸線方向の後半部(4) が軸線方向に同一の空間を空けて被嵌されると共に、その後縁(5) が第1主燃焼部(2) の外周に後絞り部(6) を介して接続され且つ、その後絞り部(6) および/またはそれに近接して外周に開口する複数の2次空気口(7) を有し、前半部(8) が中間絞り部(9) を介して、前記第1主燃焼部(2) と同一直径の第2主燃焼部(10)となる2次燃焼筒(11)と、
前記1次燃焼筒(3) および2次燃焼筒(11)の外周に空間を空け且つ、それらと同軸に被嵌される断面直径が同一の円筒状の外筒(15)と、
を具備し、1次燃焼筒(3) の後端から空気が1次燃焼筒(3) 内に導入され、
2次燃焼筒(11)の2次空気口(7) から外筒(15)内の空気が導かれて、それが1次燃焼筒(3) の先端縁と2次燃焼筒(11)の中間絞り部(9) との間から第2主燃焼部(10)に供給されるバーナである。
その燃焼ノズル(1) の軸線に同軸に、その先端から前方に配置され、軸線方向の少なくとも中間部から前端まで同一の断面形状とされた第1主燃焼部(2) を有する円筒形の1次燃焼筒(3) と、
その第1主燃焼部(2) に同軸に、軸線方向の後半部(4) が軸線方向に同一の空間を空けて被嵌されると共に、その後縁(5) が第1主燃焼部(2) の外周に後絞り部(6) を介して接続され且つ、その後絞り部(6) および/またはそれに近接して外周に開口する複数の2次空気口(7) を有し、前半部(8) が中間絞り部(9) を介して、前記第1主燃焼部(2) と同一直径の第2主燃焼部(10)となる2次燃焼筒(11)と、
前記1次燃焼筒(3) および2次燃焼筒(11)の外周に空間を空け且つ、それらと同軸に被嵌される断面直径が同一の円筒状の外筒(15)と、
を具備し、1次燃焼筒(3) の後端から空気が1次燃焼筒(3) 内に導入され、
2次燃焼筒(11)の2次空気口(7) から外筒(15)内の空気が導かれて、それが1次燃焼筒(3) の先端縁と2次燃焼筒(11)の中間絞り部(9) との間から第2主燃焼部(10)に供給されるバーナである。
請求項2に記載の本発明は、請求項1において、
前記第2主燃焼部(10)に同軸に、軸線方向の後半部(4) が軸線方向に同一の空間を空けて被嵌されると共に、その後縁(5) が第2主燃焼部(10)の外周に後絞り部(6) を介して接続され且つ、その後絞り部(6) および/またはそれに近接して外周に開口する複数の3次空気口(12)を有し、前半部(8) が中間絞り部(9) を介して、前記第2主燃焼部(10)と同一直径の第3主燃焼部(13)となる3次燃焼筒(14)と、
前記1次燃焼筒(3) および2次燃焼筒(11)並びに3次燃焼筒(14)の外周に空間を空け且つ、それらと同軸に被嵌される断面直径が同一の円筒状の外筒(15)と、
を具備し、
3次燃焼筒(14)の3次空気口(12)から外筒(15)内の空気が導かれて、それが2次燃焼筒(10)の先端縁と3次燃焼筒(14)の中間絞り部(9) との間から第3主燃焼部(13)に供給されるバーナである。
前記第2主燃焼部(10)に同軸に、軸線方向の後半部(4) が軸線方向に同一の空間を空けて被嵌されると共に、その後縁(5) が第2主燃焼部(10)の外周に後絞り部(6) を介して接続され且つ、その後絞り部(6) および/またはそれに近接して外周に開口する複数の3次空気口(12)を有し、前半部(8) が中間絞り部(9) を介して、前記第2主燃焼部(10)と同一直径の第3主燃焼部(13)となる3次燃焼筒(14)と、
前記1次燃焼筒(3) および2次燃焼筒(11)並びに3次燃焼筒(14)の外周に空間を空け且つ、それらと同軸に被嵌される断面直径が同一の円筒状の外筒(15)と、
を具備し、
3次燃焼筒(14)の3次空気口(12)から外筒(15)内の空気が導かれて、それが2次燃焼筒(10)の先端縁と3次燃焼筒(14)の中間絞り部(9) との間から第3主燃焼部(13)に供給されるバーナである。
請求項3に記載の本発明は、請求項2において、
3次燃焼筒(14)の第3主燃焼部(13)の外周に補助空気口(16)が複数開口し、そこから外筒(15)内の空気が第3主燃焼部(13)内に導かれるバーナである。
請求項4に記載の本発明は、請求項3において、
3次燃焼筒(14)の前端部と外筒(15)の先端部とが連結固定され、1次燃焼筒(3) の後端と外筒(15)の後端とが連結固定されたバーナである。
請求項5に記載の本発明は、請求項4において、
外筒(15)の後端と、1次燃焼筒(3) の後端とが、燃焼ノズル(1) を被嵌する空気案内筒(23)を介して連結固定されたバーナである。
3次燃焼筒(14)の第3主燃焼部(13)の外周に補助空気口(16)が複数開口し、そこから外筒(15)内の空気が第3主燃焼部(13)内に導かれるバーナである。
請求項4に記載の本発明は、請求項3において、
3次燃焼筒(14)の前端部と外筒(15)の先端部とが連結固定され、1次燃焼筒(3) の後端と外筒(15)の後端とが連結固定されたバーナである。
請求項5に記載の本発明は、請求項4において、
外筒(15)の後端と、1次燃焼筒(3) の後端とが、燃焼ノズル(1) を被嵌する空気案内筒(23)を介して連結固定されたバーナである。
本発明のバーナは、1次燃焼筒3の第1主燃焼部2と2次燃焼筒11の第2主燃焼部10とが同一直径に形成され、それらが後絞り部6,後縁5を介して互いに連結され、そしてその後絞り部6および/またはその近傍の2次空気口7から外筒15内の空気が2次燃焼筒11の後半部4と第1主燃焼部2との空間を通り、第1主燃焼部2の先端から中間絞り部9に案内されて第2主燃焼部10に導かれるように構成したから、
2次空気の流通を円滑に行うと共に、2次燃焼筒11および1次燃焼筒3の製造が容易で且つ、それらの組立並びに接続強度の強いバーナとなり得る。
即ち、1次燃焼筒3および2次燃焼筒11を夫々単純な形状としつつ、両者の接続部を強固に接合固定し得る。そして第1主燃焼部2と2次燃焼筒11と外筒15との間に二重のエアー通路空間が形成され、外筒15の外面温度を可及的に低下させることができる。
2次空気の流通を円滑に行うと共に、2次燃焼筒11および1次燃焼筒3の製造が容易で且つ、それらの組立並びに接続強度の強いバーナとなり得る。
即ち、1次燃焼筒3および2次燃焼筒11を夫々単純な形状としつつ、両者の接続部を強固に接合固定し得る。そして第1主燃焼部2と2次燃焼筒11と外筒15との間に二重のエアー通路空間が形成され、外筒15の外面温度を可及的に低下させることができる。
上記構成に加えてさらに、3次燃焼筒14の後半部4を軸線方向に同一の空間を空けて第2主燃焼部10の外周に被嵌し、後絞り部6を介してその後縁5を第2主燃焼部10の外周に接続し、3次燃焼筒14の後絞り部6および/またはその近傍に3次空気口12を形成し、外筒15内の空気をそこから第3主燃焼部13に導くことができる。
この場合には、3次燃焼筒14の構造を単純なものとし且つ、3次燃焼筒14と2次燃焼筒11の接続構造を強固に行うことができる。それと共に、外筒15に伝達される熱を可及的に少なくすることができる。そして、第1主燃焼部2,第2主燃焼部10,第3主燃焼部13の存在により、燃焼ノズル1から噴射される燃料を完全燃焼させることができる。
この場合には、3次燃焼筒14の構造を単純なものとし且つ、3次燃焼筒14と2次燃焼筒11の接続構造を強固に行うことができる。それと共に、外筒15に伝達される熱を可及的に少なくすることができる。そして、第1主燃焼部2,第2主燃焼部10,第3主燃焼部13の存在により、燃焼ノズル1から噴射される燃料を完全燃焼させることができる。
上記構成に加えてさらに、3次燃焼筒14の第3主燃焼部13に補助空気口16を形成し、外筒15内の空気をその補助空気口16から第3主燃焼部13に導くことができる。それにより、さらに確実に燃料の完全燃焼を行うことができる。また、その構造を単純なものとし、製造し易く、バーナを安価に提供できる。
さらに上記構成に加えて、3次燃焼筒14の前端部と外筒15の先端部とを連結固定すると共に、1次燃焼筒3の後端と外筒15の後端とを連結固定することができる。
この場合には、燃焼筒と外筒とを一体化し、強度の強いバーナを提供できる。
上記構成において、外筒15の後端と1次燃焼筒3の後端とを空気案内筒23を介して連結固定することができる。それにより、バーナ全体の強度を充分保ちつつ、燃焼空気を円滑に導くバーナを提供できる。
さらに上記構成に加えて、3次燃焼筒14の前端部と外筒15の先端部とを連結固定すると共に、1次燃焼筒3の後端と外筒15の後端とを連結固定することができる。
この場合には、燃焼筒と外筒とを一体化し、強度の強いバーナを提供できる。
上記構成において、外筒15の後端と1次燃焼筒3の後端とを空気案内筒23を介して連結固定することができる。それにより、バーナ全体の強度を充分保ちつつ、燃焼空気を円滑に導くバーナを提供できる。
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。図1は本発明のバーナの一部破断正面図であり、各燃焼筒は軸線上でその下側を半断面としたものである。
このバーナは、中心に燃焼ノズル1が配置され、その燃焼ノズル1の外側を空気案内筒23が取り囲み、その空気案内筒23の先端に順に1次燃焼筒3と2次燃焼筒11と3次燃焼筒14とが連結されている。そしてそれらにより内筒を形成し、その内筒の外周に外筒15が空間を空けて被嵌されている。その外筒15の前端と3次燃焼筒14の前端部とが接続される共に、外筒15の後端と空気案内筒23の後端とが接続されている。この外筒15の後端部外周は、フランジ20にボルト等の締結手段を介して固定されている。
このバーナは、中心に燃焼ノズル1が配置され、その燃焼ノズル1の外側を空気案内筒23が取り囲み、その空気案内筒23の先端に順に1次燃焼筒3と2次燃焼筒11と3次燃焼筒14とが連結されている。そしてそれらにより内筒を形成し、その内筒の外周に外筒15が空間を空けて被嵌されている。その外筒15の前端と3次燃焼筒14の前端部とが接続される共に、外筒15の後端と空気案内筒23の後端とが接続されている。この外筒15の後端部外周は、フランジ20にボルト等の締結手段を介して固定されている。
空気案内筒23はその両端が解放されると共に、外周に開口24が形成されて、そこから空気が矢印のように外筒15内に流入する。空気案内筒23の先端は僅かに内フランジ状に形成され、そこに1次燃焼筒3の後端が溶接等の手段により接続されている。
また、1次燃焼筒3の後端部内周には仕切板17が固定されている。この仕切板17の中心は開口し、その開口に燃焼ノズル1の先端が隣接する。またその仕切板17には、多数のタービュレータ19が切り起こし形成され、その切り起こされた孔18が空気口を形成する。
また、1次燃焼筒3の後端部内周には仕切板17が固定されている。この仕切板17の中心は開口し、その開口に燃焼ノズル1の先端が隣接する。またその仕切板17には、多数のタービュレータ19が切り起こし形成され、その切り起こされた孔18が空気口を形成する。
1次燃焼筒3は僅かの円錐部21を介して段付き状に形成されている。その円錐部21に多数の1次空気口25が形成されている。
1次燃焼筒3の後端部および先端部は、夫々直径の異なった円筒状に形成されている。そしてその軸線方向の少なくとも中間部から前端まで同一断面形状とされた第1主燃焼部2が設けられている。その第1主燃焼部2の外周には空間を空けて2次燃焼筒11の後半部4が被嵌されている。この2次燃焼筒11は、その後端部に後絞り部6を介して後縁5が設けられ、その後縁5の内周直径が第1主燃焼部2の外周直径に整合する。そして、その後縁5と第1主燃焼部2の外周とが溶接等の手段により接合されている。
1次燃焼筒3の後端部および先端部は、夫々直径の異なった円筒状に形成されている。そしてその軸線方向の少なくとも中間部から前端まで同一断面形状とされた第1主燃焼部2が設けられている。その第1主燃焼部2の外周には空間を空けて2次燃焼筒11の後半部4が被嵌されている。この2次燃焼筒11は、その後端部に後絞り部6を介して後縁5が設けられ、その後縁5の内周直径が第1主燃焼部2の外周直径に整合する。そして、その後縁5と第1主燃焼部2の外周とが溶接等の手段により接合されている。
後絞り部6に隣接した後半部4の外周には、多数の2次空気口7が設けられている。なお、後絞り部6にも2次空気口7を穿設することができる。或いは後絞り部6のみに2次空気口7を穿設することができる。
2次燃焼筒11の前半部8は、中間絞り部9を介して、後半部4より直径が小に形成され、内部に第2主燃焼部10を構成する。第2主燃焼部10の内周直径は、第1主燃焼部2の内周直径に等しい。2次燃焼筒11の中間絞り部9は、第1主燃焼部2の先端よりも僅かに前方から形成され、中間絞り部9と第1主燃焼部2の先端との間に2次空気の通路を形成する。
2次燃焼筒11の前半部8は、中間絞り部9を介して、後半部4より直径が小に形成され、内部に第2主燃焼部10を構成する。第2主燃焼部10の内周直径は、第1主燃焼部2の内周直径に等しい。2次燃焼筒11の中間絞り部9は、第1主燃焼部2の先端よりも僅かに前方から形成され、中間絞り部9と第1主燃焼部2の先端との間に2次空気の通路を形成する。
次に、2次燃焼筒11の第2主燃焼部10の外周には、3次燃焼筒14の後半部4が空間を空けて被嵌されている。その3次燃焼筒14の後端部には、後絞り部6を介して後縁5が設けられ、その後縁5の内周が第2主燃焼部10の外周に整合する。そしてその後縁5と第2燃焼部10の外周との間が溶接等の手段により固定されている。また、3次燃焼筒14の後半部4には、後絞り部6に隣接し多数の3次空気口12が周方向に等間隔に形成されている。
なお、その3次空気口12を後絞り部6にも設けることができる。
なお、その3次空気口12を後絞り部6にも設けることができる。
3次燃焼筒14の前半部8の内周は、2次燃焼筒11の第2主燃焼部10の内周と同一である。その3次燃焼筒14の前半部8の外周には、多数の補助空気口16が周方向に等間隔に形成されている。この3次燃焼筒14と2次燃焼筒11とは、筒状体として基本的に同一形状を有する。異なるのは、それに設けられた空気口の位置および空気口間のピッチのみである。 外筒15の先端は内フランジ状に絞られ、その内フランジ部の内周と3次燃焼筒14の第3主燃焼部13外周とが溶接等の手段により接合されている。
なお、この例では2次燃焼筒11および3次燃焼筒14に形成された各空気口の直径は、下流側程大きく形成されると共に、下流側程各空気口間のピッチが広くなっている。外筒15の外周には、通常、断熱材が被覆される。
なお、この例では2次燃焼筒11および3次燃焼筒14に形成された各空気口の直径は、下流側程大きく形成されると共に、下流側程各空気口間のピッチが広くなっている。外筒15の外周には、通常、断熱材が被覆される。
このようにしてなるバーナは、燃焼ノズル1から液体の燃料が噴射される。燃料の一例として、スチレン等の廃棄プラスチック材を油化したものを使用することができる。燃焼ノズル1からは、その燃料とエアーとの混合体が噴射され、それに点火される。そして空気案内筒23の孔18および円錐部21の1次空気口25から1次空気が供給され、第1主燃焼部2内で燃料が燃焼する。孔18から流入した1次空気は、タービュレータ19および燃焼ノズル1からのエアーの噴射に基づき軸線の周りに渦状に回転して流入する。燃焼ノズル1からの燃料は、さらに2次燃焼筒11の第2主燃焼部10により燃焼される。
このとき、2次燃焼筒11の2次空気口7から外筒15内の空気が流入し、第1主燃焼部2の先端と2次燃焼筒11の中間絞り部9との間を通り、それが第2主燃焼部10に導かれる。そして第2主燃焼部10内でより完全に燃料を燃焼させる。さらに第2主燃焼部10を通過した燃料は、3次燃焼筒14の第3主燃焼部13内で燃焼される。このとき、3次燃焼筒14の後半部4の3次空気口12から流入した空気は、第2主燃焼部10の外周を通り3次燃焼筒14の中間絞り部9と第2主燃焼部10の先端との間から、3次燃焼筒14の第3主燃焼部13内に流入する。そして第3主燃焼部13の前半部8の外周の補助空気口16からの空気と共に、燃料ガスをさらに完全燃焼させる。
なお、上記実施の形態では3次燃焼筒まで設けたが、さらに4次燃焼筒,5次燃焼筒を接続することもできる。その場合には、最終燃焼筒と外筒15の先端とが接続される。各燃焼筒どうしの接続は、1次燃焼筒と2次燃焼筒との接続と同様である。
また、3次燃焼筒以下を省略し、1次燃焼筒と2次燃焼筒のみとすることもできる。その場合には、2次燃焼筒の先端部と外筒15の先端部とが接続される。
また、3次燃焼筒以下を省略し、1次燃焼筒と2次燃焼筒のみとすることもできる。その場合には、2次燃焼筒の先端部と外筒15の先端部とが接続される。
1 燃焼ノズル
2 第1主燃焼部
3 1次燃焼筒
4 後半部
5 後縁
6 後絞り部
7 2次空気口
8 前半部
9 中間絞り部
10 第2主燃焼部
11 2次燃焼筒
12 3次空気口
2 第1主燃焼部
3 1次燃焼筒
4 後半部
5 後縁
6 後絞り部
7 2次空気口
8 前半部
9 中間絞り部
10 第2主燃焼部
11 2次燃焼筒
12 3次空気口
13 第3主燃焼部
14 3次燃焼筒
15 外筒
16 補助空気口
17 仕切板
18 孔
19 タービュレータ
20 フランジ
21 円錐部
23 空気案内筒
24 開口
25 1次空気口
14 3次燃焼筒
15 外筒
16 補助空気口
17 仕切板
18 孔
19 タービュレータ
20 フランジ
21 円錐部
23 空気案内筒
24 開口
25 1次空気口
Claims (5)
- 燃料ノズル(1) と、
その燃焼ノズル(1) の軸線に同軸に、その先端から前方に配置され、軸線方向の少なくとも中間部から前端まで同一の断面形状とされた第1主燃焼部(2) を有する円筒形の1次燃焼筒(3) と、
その第1主燃焼部(2) に同軸に、軸線方向の後半部(4) が軸線方向に同一の空間を空けて被嵌されると共に、その後縁(5) が第1主燃焼部(2) の外周に後絞り部(6) を介して接続され且つ、その後絞り部(6) および/またはそれに近接して外周に開口する複数の2次空気口(7) を有し、前半部(8) が中間絞り部(9) を介して、前記第1主燃焼部(2) と同一直径の第2主燃焼部(10)となる2次燃焼筒(11)と、
前記1次燃焼筒(3) および2次燃焼筒(11)の外周に空間を空け且つ、それらと同軸に被嵌される断面直径が同一の円筒状の外筒(15)と、
を具備し、1次燃焼筒(3) の後端から空気が1次燃焼筒(3) 内に導入され、
2次燃焼筒(11)の2次空気口(7) から外筒(15)内の空気が導かれて、それが1次燃焼筒(3) の先端縁と2次燃焼筒(11)の中間絞り部(9) との間から第2主燃焼部(10)に供給されるバーナ。 - 請求項1において、
前記第2主燃焼部(10)に同軸に、軸線方向の後半部(4) が軸線方向に同一の空間を空けて被嵌されると共に、その後縁(5) が第2主燃焼部(10)の外周に後絞り部(6) を介して接続され且つ、その後絞り部(6) および/またはそれに近接して外周に開口する複数の3次空気口(12)を有し、前半部(8) が中間絞り部(9) を介して、前記第2主燃焼部(10)と同一直径の第3主燃焼部(13)となる3次燃焼筒(14)と、
前記1次燃焼筒(3) および2次燃焼筒(11)並びに3次燃焼筒(14)の外周に空間を空け且つ、それらと同軸に被嵌される断面直径が同一の円筒状の外筒(15)と、
を具備し、
3次燃焼筒(14)の3次空気口(12)から外筒(15)内の空気が導かれて、それが2次燃焼筒(10)の先端縁と3次燃焼筒(14)の中間絞り部(9) との間から第3主燃焼部(13)に供給されるバーナ。 - 請求項2において、
3次燃焼筒(14)の第3主燃焼部(13)の外周に補助空気口(16)が複数開口し、そこから外筒(15)内の空気が第3主燃焼部(13)内に導かれるバーナ。 - 請求項3において、
3次燃焼筒(14)の前端部と外筒(15)の先端部とが連結固定され、1次燃焼筒(3) の後端と外筒(15)の後端とが連結固定されたバーナ。 - 請求項4において、
外筒(15)の後端と、1次燃焼筒(3) の後端とが、燃焼ノズル(1) を被嵌する空気案内筒(23)を介して連結固定されたバーナ。
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ID=34612280
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