JP5972925B2 - Burner device for mixed firing, gas nozzle, swirler and boiler - Google Patents

Burner device for mixed firing, gas nozzle, swirler and boiler Download PDF

Info

Publication number
JP5972925B2
JP5972925B2 JP2014055442A JP2014055442A JP5972925B2 JP 5972925 B2 JP5972925 B2 JP 5972925B2 JP 2014055442 A JP2014055442 A JP 2014055442A JP 2014055442 A JP2014055442 A JP 2014055442A JP 5972925 B2 JP5972925 B2 JP 5972925B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
opening
swirler
flame
nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2014055442A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015178911A (en
JP2015178911A5 (en
Inventor
真一 樋上
真一 樋上
伊藤 博一
博一 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volcano Co Ltd
Original Assignee
Volcano Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volcano Co Ltd filed Critical Volcano Co Ltd
Priority to JP2014055442A priority Critical patent/JP5972925B2/en
Priority to KR1020150036654A priority patent/KR101972445B1/en
Priority to CN201520151316.0U priority patent/CN204678345U/en
Publication of JP2015178911A publication Critical patent/JP2015178911A/en
Publication of JP2015178911A5 publication Critical patent/JP2015178911A5/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5972925B2 publication Critical patent/JP5972925B2/en
Priority to KR1020190046046A priority patent/KR102256318B1/en
Priority to KR1020200020929A priority patent/KR102318108B1/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D17/00Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel
    • F23D17/002Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel gaseous or liquid fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C1/00Combustion apparatus specially adapted for combustion of two or more kinds of fuel simultaneously or alternately, at least one kind of fuel being either a fluid fuel or a solid fuel suspended in a carrier gas or air
    • F23C1/08Combustion apparatus specially adapted for combustion of two or more kinds of fuel simultaneously or alternately, at least one kind of fuel being either a fluid fuel or a solid fuel suspended in a carrier gas or air liquid and gaseous fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2204/00Burners adapted for simultaneous or alternative combustion having more than one fuel supply
    • F23D2204/10Burners adapted for simultaneous or alternative combustion having more than one fuel supply gaseous and liquid fuel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)

Description

本発明は、例えば重油等の液体燃料と天然ガス等のガス燃料との異種燃料を同時に燃焼することが可能な混焼用バーナ装置、その混焼用バーナ装置に用いられるガスノズル、スワラ及び混焼用バーナ装置を組み込んだボイラに関するものである。 The present invention relates to a mixed combustion burner device capable of simultaneously burning different fuels, for example, a liquid fuel such as heavy oil and a gas fuel such as natural gas, a gas nozzle used in the mixed combustion burner device, a swirler, and a mixed combustion burner device. It is about the boiler which incorporated .

従来、この種の混焼用バーナ装置は、産業用や船舶用ボイラに採用されている。そして、特許文献1においてこの種の混焼用バーナ装置が開示されている。この特許文献1に開示された混焼用バーナ装置においては、バーナ中心部に保炎用のスワラが配され、その中心軸上に重油等の液体燃料を霧化して供給するアトマイザが設置されている。また、スワラの羽根部及びスワラ外の2つの仮想配設円上には、それぞれ複数本のパイロット火炎用ガスノズル及びメイン火炎用ガスノズルが設置されている。そして、空気は、風箱に導入された後、レジスタ内を通り燃焼室内に導かれる。この際、空気がスワラを通ることにより、スワラ下流の燃焼室内において渦(再循環領域)が形成され、パイロット火炎用ガスノズルからのガスによる火炎がメイン火炎用ガスノズルからのガス及びアトマイザからの霧化燃料に伝播されて燃焼室内において所要の火炎が形成される。   Conventionally, this type of mixed-burning burner apparatus has been employed in industrial and marine boilers. Patent Document 1 discloses this type of mixed burner apparatus. In the mixed combustion burner device disclosed in Patent Document 1, a flame holding swirler is arranged at the center of the burner, and an atomizer for atomizing and supplying liquid fuel such as heavy oil is installed on the central axis. . In addition, a plurality of pilot flame gas nozzles and main flame gas nozzles are respectively installed on the swirler blade portion and two virtual arrangement circles outside the swirler. Then, after the air is introduced into the wind box, it is guided through the register into the combustion chamber. At this time, as the air passes through the swirler, a vortex (recirculation region) is formed in the combustion chamber downstream of the swirler. The required flame is formed in the combustion chamber by being propagated to the fuel.

特開2006−29763号公報JP 2006-29763 A

ところで、この種の混焼用バーナ装置は、一般には大型ボイラにおいて搭載されるものであって、大容量の燃焼量を有するものであった。このようなバーナ装置は大きく、また部品数も多い。このため、混焼用バーナ装置を中型ボイラまたは小型のボイラに適用することが困難であった。また、このような中型または小型のボイラは、大型ボイラと比較して燃焼室の単位容積あたりの燃焼量、すなわち燃焼室負荷が大きいため、火炎の安定性やコンパクト性を達成することが難しい。従って、中型または小型のバーナ装置においては、振動燃焼や不完全燃焼等が生じやすい。   By the way, this kind of co-burning burner device is generally mounted in a large boiler and has a large combustion volume. Such a burner device is large and has a large number of parts. For this reason, it has been difficult to apply the mixed combustion burner device to a medium-sized boiler or a small-sized boiler. In addition, since such a medium-sized or small-sized boiler has a large combustion amount per unit volume of the combustion chamber, that is, a combustion chamber load, compared to a large boiler, it is difficult to achieve flame stability and compactness. Therefore, in a medium-sized or small-sized burner device, vibration combustion, incomplete combustion or the like is likely to occur.

特許文献1に記載されたバーナ装置は、安定した火炎を形成できるとともに、ボイラのコンパクト化に対応できるとしているが、火炎用ガスノズルとしてメイン火炎用ガスノズル及びパイロット火炎用ガスノズルの双方の種類が必要であるため、部品点数が多くなって、構造が複雑である。また、両火炎用ガスノズルがレジスタ内の異なる2つの仮想配設円上に配列されるため、バーナ装置の径が大きくなって、小型化には限界があった。   The burner device described in Patent Document 1 is capable of forming a stable flame and can cope with the downsizing of the boiler. However, both the main flame gas nozzle and the pilot flame gas nozzle are required as the flame gas nozzle. Therefore, the number of parts increases and the structure is complicated. In addition, since the gas nozzles for both flames are arranged on two different virtual arrangement circles in the register, the diameter of the burner device becomes large and there is a limit to downsizing.

本発明は、安定した火炎の形成を実現でき、しかも中型・小型用ボイラ用として対応できるとともに、構成が簡単な混焼用バーナ装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a burner device for co-firing which can realize a stable flame formation, can be used for a medium-sized / small-sized boiler, and has a simple configuration.

上記の目的を達成するために、本発明においては、レジスタの中心軸に配設された燃料ノズルと、この燃料ノズルの周囲に配設されたスワラと、前記燃料ノズルを中心とした仮想配設円上に相互間隔をあけて配設された複数本のガスノズルとを備えた混焼用バーナ装置において、前記ガスノズルには、パイロット火炎を形成するために前記スワラによって形成される再循環領域に向けてガス燃料が噴射されるパイロット火炎用ガス開口と、前記パイロット火炎によりメイン火炎を形成するためにガス燃料が噴射されるメイン火炎用ガス開口とを設けたことを特徴としている。   In order to achieve the above object, according to the present invention, a fuel nozzle disposed on the central axis of a register, a swirler disposed around the fuel nozzle, and a virtual arrangement centering on the fuel nozzle. In a mixed-burning burner apparatus comprising a plurality of gas nozzles arranged on a circle at mutually spaced intervals, the gas nozzle is directed toward a recirculation region formed by the swirler to form a pilot flame. A pilot flame gas opening through which gas fuel is injected and a main flame gas opening through which gas fuel is injected to form a main flame by the pilot flame are provided.

前記の構成においては、ひとつのガスノズルにパイロット火炎用ガス開口と、メイン火炎用ガス開口とが設けられているため、ひとつのガスノズルがパイロット火炎形成用及びメイン火炎形成用の機能を有する。従って、2種類のノズルを設ける必要はない。このため、混焼用バーナ装置の部品点数が少なくなるとともに、同装置の小型化が可能となる。   In the above-described configuration, since one gas nozzle is provided with a pilot flame gas opening and a main flame gas opening, one gas nozzle has a function for forming a pilot flame and a main flame. Therefore, there is no need to provide two types of nozzles. For this reason, the number of parts of the burner device for mixed firing is reduced, and the device can be downsized.

本発明によれば、部品点数を減らして構成を簡単にできるとともに、小型化が可能となる。   According to the present invention, the number of parts can be reduced to simplify the configuration, and the size can be reduced.

混焼用バーナ装置の断面図。Sectional drawing of the burner apparatus for mixed combustion. 混焼用バーナ装置の燃焼室を示す断面図。Sectional drawing which shows the combustion chamber of the burner apparatus for mixed combustion. スワラの斜視図。The perspective view of a swirler. スワラ部分の一部破断正面図。The partially broken front view of a swirler part. 実施形態のガスノズルの斜視図。The perspective view of the gas nozzle of an embodiment. 実施形態のガスノズルの断面図。Sectional drawing of the gas nozzle of embodiment. 実施形態のガスノズルの正面図。The front view of the gas nozzle of embodiment. (a)〜(c)は、第1変形例を示すガスノズルの斜視図、横断面図、縦断面図。(A)-(c) is a perspective view of a gas nozzle which shows a 1st modification, a cross-sectional view, and a longitudinal cross-sectional view. (a)〜(c)は、第2変形例を示すガスノズルの斜視図、横断面図、縦断面図。(A)-(c) is a perspective view of a gas nozzle which shows a 2nd modification, a cross-sectional view, and a longitudinal cross-sectional view. (a)〜(d)は、第3変形例を示すガスノズルの斜視図、平面図、横断面図、縦断面図。(A)-(d) is the perspective view of the gas nozzle which shows a 3rd modification, a top view, a cross-sectional view, and a longitudinal cross-sectional view. (a)〜(i)は、第4変形例を示すガスノズルの斜視図、右側面図、左側面図、平面図、底面図、背面図、正面図、(b)のA−A断面図、(g)のB−B断面図。(A)-(i) is a perspective view, a right side view, a left side view, a plan view, a bottom view, a rear view, a front view of a gas nozzle showing a fourth modified example, a cross-sectional view taken along line AA in (b), BB sectional drawing of (g). (a)〜(i)は、第5変形例を示すガスノズルの斜視図、右側面図、左側面図、平面図、底面図、背面図、正面図、(b)のA−A断面図、(g)のB-B断面図。(A)-(i) is a perspective view, a right side view, a left side view, a plan view, a bottom view, a rear view, a front view of a gas nozzle showing a fifth modification, and a cross-sectional view taken along line AA in (b). BB sectional drawing of (g). (a)〜(j)は、第6変形例を示すガスノズルの斜視図、右側面図、左側面図、平面図、底面図、背面図、正面図、(b)のA−A断面図、(g)のC-C断面図、(b)のB-B断面図。(A)-(j) is a perspective view, a right side view, a left side view, a plan view, a bottom view, a rear view, a front view of a gas nozzle showing a sixth modification, and a cross-sectional view taken along line AA in FIG. CC sectional view of (g), BB sectional view of (b). (a)〜(j)は、第7変形例を示すガスノズルの斜視図、右側面図、左側面図、平面図、底面図、背面図、正面図、(b)のA−A断面図、(b)のB−B断面図、(g)のC−D−E断面図。(A)-(j) are the perspective view of the gas nozzle which shows a 7th modification, a right side view, a left side view, a top view, a bottom view, a rear view, a front view, AA sectional view of (b), BB sectional drawing of (b), CDE sectional drawing of (g). ボイラを示す簡略図。A simplified diagram showing a boiler.

(実施形態)
図1に示すように、混焼用バーナ装置の外殻を形成する風箱31の前部には先端部をコーン状に拡径したレジスタ32が突出されており、この拡径部の内部が火炎保持領域33になっている。なお、この明細書においては、図1の左側を前部とする。風箱31の後端には空気受入口311が形成されている。そして、この空気受入口311に接続されたブロワ装置(図示しない)のダクト34から燃焼に用いられる空気が風箱31内に送り込まれ、その空気がレジスタ32を介して火炎保持領域33に供給される。
(Embodiment)
As shown in FIG. 1, a resistor 32 having a cone-shaped enlarged tip is projected from a front portion of an air box 31 that forms an outer shell of a mixed-burning burner device, and the inside of the expanded portion is a flame. It is a holding area 33. In this specification, the left side of FIG. An air receiving port 311 is formed at the rear end of the wind box 31. Then, air used for combustion is sent into the wind box 31 from a duct 34 of a blower device (not shown) connected to the air receiving port 311, and the air is supplied to the flame holding region 33 via the register 32. The

図1に示すように、風箱31の中心には円筒状の第1ステー35が固定され、その先端部には前記レジスタ32の中心軸上に位置する燃料ノズルとしてのアトマイザ36が支持されている。アトマイザ36には給油管38を介して液体燃料が供給されるとともに、給気管37を介して蒸気等の圧力気体よりなる噴霧媒体が供給される。液体燃料としては、A重油,B重油,C重油,灯油,軽油,アルコール,バイオ燃料等が用いられる。そして、アトマイザ36の先端の噴油開口から噴出された液体燃料が同じくアトマイザ36の先端の噴気開口からの圧力気体によって霧化されて火炎保持領域33の中心部に噴出される。前記第1ステー35の外周側には第1ステー35と平行をなす円筒状の第2ステー41が固定され、その先端内部には着火用バーナの着火用バーナノズル42が支持されている。着火用バーナノズル42には給油管43を介して液体燃料が供給される。そして、着火用バーナノズル42から放出された液体燃料がイグナイタ(図示しない)の火花により着火され、その火炎が火炎保持領域33内の燃料に伝播される。この場合の液体燃料としては、A重油、軽油、灯油等が用いられる。   As shown in FIG. 1, a cylindrical first stay 35 is fixed to the center of the wind box 31, and an atomizer 36 as a fuel nozzle located on the central axis of the register 32 is supported at the tip thereof. Yes. The atomizer 36 is supplied with liquid fuel through an oil supply pipe 38 and is supplied with a spray medium made of a pressure gas such as steam through an air supply pipe 37. As the liquid fuel, A heavy oil, B heavy oil, C heavy oil, kerosene, light oil, alcohol, biofuel and the like are used. Then, the liquid fuel ejected from the jet opening at the tip of the atomizer 36 is atomized by the pressure gas from the jet opening at the tip of the atomizer 36 and ejected to the center of the flame holding region 33. A cylindrical second stay 41 parallel to the first stay 35 is fixed to the outer peripheral side of the first stay 35, and an ignition burner nozzle 42 of an ignition burner is supported inside the tip. Liquid fuel is supplied to the ignition burner nozzle 42 via an oil supply pipe 43. The liquid fuel discharged from the ignition burner nozzle 42 is ignited by the spark of an igniter (not shown), and the flame is propagated to the fuel in the flame holding region 33. In this case, A heavy oil, light oil, kerosene or the like is used as the liquid fuel.

図1〜図3に示すように、前記第1ステー35の前端には保炎用のスワラ51がその中心の軸筒52において支持されている。軸筒52の外周には複数枚の螺旋形状の羽根53が固定されている。羽根53の先端には前記軸筒52と同心円上に位置する案内環54が固定されている。そして、レジスタ32の後方側からの空気が案内環54によって案内されて羽根53間を通過するとともに、火炎保持領域33内において火炎が形成されることにより、図4に示すように、火炎保持領域33内においてアトマイザ36及びスワラ51の火炎保持領域33の中心軸線100を中心にしたスワル流が形成される。また、図2に示すように、火炎保持領域33内において中心軸線100の領域を周囲より負圧にした再循環領域が形成される。   As shown in FIGS. 1 to 3, a flame-holding swirler 51 is supported by a shaft cylinder 52 at the center of the front end of the first stay 35. A plurality of spiral blades 53 are fixed to the outer periphery of the shaft cylinder 52. A guide ring 54 located concentrically with the shaft cylinder 52 is fixed to the tip of the blade 53. Then, air from the rear side of the register 32 is guided by the guide ring 54 and passes between the blades 53, and a flame is formed in the flame holding region 33, thereby, as shown in FIG. A swirl flow around the central axis 100 of the flame holding region 33 of the atomizer 36 and the swirler 51 is formed in the inside 33. Further, as shown in FIG. 2, a recirculation region is formed in the flame holding region 33 in which the region of the central axis 100 is set to a negative pressure from the surroundings.

図1に示すように、風箱31内の後端にはガス燃料室61が区画されている。このガス燃料室61には供給管62を介してガス燃料が供給される。ガス燃料としては、液化天然ガス,液化石油ガス,低カロリーガス等が用いられる。ガス燃料室61には複数本の円筒状の5本の供給管63が接続されている。なお、この供給管63はブラケット(図示しない)により風箱31の内側面に固定されている。供給管63は、後端側の接続部64と、その接続部64の前端にネジにより着脱可能に固着されたガスノズル65とを備えている。ガスノズル65はガスバーナを構成する。本実施形態においては、図4に示すように、各ガスノズル65は前記中心軸線100を中心とした仮想配設円101上において相互間隔をおいた等ピッチで配置されている。ガスノズル65の先端面652は円錐状に形成されている。前記仮想配設円101は前記ガスノズル65の中心軸線102上を通る。   As shown in FIG. 1, a gas fuel chamber 61 is defined at the rear end in the wind box 31. Gas fuel is supplied to the gas fuel chamber 61 through a supply pipe 62. As the gas fuel, liquefied natural gas, liquefied petroleum gas, low calorie gas or the like is used. A plurality of cylindrical five supply pipes 63 are connected to the gas fuel chamber 61. The supply pipe 63 is fixed to the inner surface of the wind box 31 by a bracket (not shown). The supply pipe 63 includes a connecting portion 64 on the rear end side, and a gas nozzle 65 detachably fixed to the front end of the connecting portion 64 with a screw. The gas nozzle 65 constitutes a gas burner. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the gas nozzles 65 are arranged on the virtual arrangement circle 101 centered on the central axis 100 at an equal pitch with a mutual interval. The front end surface 652 of the gas nozzle 65 is formed in a conical shape. The virtual arrangement circle 101 passes on the central axis 102 of the gas nozzle 65.

図1及び図3に示すように、前記スワラ51の外径位置の内側には1つの収容筒55が固定されており、その内部に前記着火用バーナノズル42が収容されている。前記案内環54の等間隔をおいた複数箇所(実施形態では5箇所)には前記ガスノズル65を収容するための凹部56が形成されている。前記ガスノズル65は、この凹部56内に凹部56の内周面との間にわずかの間隙を設けて収容されている。従って、ガスノズル65は、スワラ51の外径面よりスワラ51の径方向の内方に位置している。そして、着火用バーナノズル42の先端は、収容筒55内においてスワラ51の前端の開口面511より後方に位置している。また、ガスノズル65は、その先端部が前記開口面511から火炎保持領域33側に突出している。   As shown in FIGS. 1 and 3, one accommodating cylinder 55 is fixed inside the outer diameter position of the swirler 51, and the ignition burner nozzle 42 is accommodated therein. Concave portions 56 for accommodating the gas nozzles 65 are formed at a plurality of locations (five locations in the embodiment) at equal intervals of the guide ring 54. The gas nozzle 65 is accommodated in the recess 56 with a slight gap between the gas nozzle 65 and the inner peripheral surface of the recess 56. Therefore, the gas nozzle 65 is located inward in the radial direction of the swirler 51 from the outer diameter surface of the swirler 51. The tip of the ignition burner nozzle 42 is located behind the opening surface 511 at the front end of the swirler 51 in the housing cylinder 55. Further, the gas nozzle 65 has a tip protruding from the opening surface 511 toward the flame holding region 33.

図5〜図7に示すように、ガスノズル65の先端部には、その外周面651に開口するひとつのパイロット火炎用ガス開口(以下、パイロット開口という)66が貫設されている。このパイロット開口66は、前記中心軸線100と平行な方向から見て(以下、正面視という)、図4に示すように、前記仮想配設円101の半径方向の中心向きを指向している。従って、パイロット開口66から中心軸線100の方向に向けてガスが噴出される。このパイロット開口66のガスノズル65の中心軸線102に対する中心角θ1は、前記仮想配設円101の半径線103に対してマイナス45度〜プラス45度の範囲内に設定され、この実施形態では0度に設定されている。   As shown in FIG. 5 to FIG. 7, one pilot flame gas opening (hereinafter referred to as a pilot opening) 66 that opens to the outer peripheral surface 651 is provided through the tip of the gas nozzle 65. When viewed from a direction parallel to the central axis 100 (hereinafter referred to as a front view), the pilot opening 66 is directed toward the center of the virtual arrangement circle 101 in the radial direction as shown in FIG. Accordingly, gas is ejected from the pilot opening 66 toward the central axis 100. The central angle θ1 of the pilot opening 66 with respect to the central axis 102 of the gas nozzle 65 is set within a range of minus 45 degrees to plus 45 degrees with respect to the radial line 103 of the virtual arrangement circle 101, and in this embodiment, 0 degrees. Is set to

図4〜図7に示すように、ガスノズル65の先端部には、その外周面651に開口するメイン火炎用ガス第1開口(以下、第1開口という)67と、メイン火炎用ガス第2開口(以下、第2開口という)68とが形成されている。第1開口67は、前記中心軸線102を中心とした中心角θ2が前記半径線103に対してスワル流の前方方向104へ15度〜90度の範囲内に位置している。本実施形態では中心角θ2は36度である。このため、第1開口67は正面視において前記仮想配設円101の半径方向の中心向きで、かつスワル流の前方方向104を指向していて、その指向方向にガスが噴出される。従って、第1開口67により、仮想配設円101の半径方向内向きに形成される仮想半径線103と、仮想配設円101の接線方向であって、スワラ51による燃焼用空気,すなわちスワル流の前方方向104と同じ向きに形成される仮想接線との間の角度範囲内に第1開口67によるガス燃料の噴出方向が設定されている。   As shown in FIGS. 4 to 7, the gas nozzle 65 has a main flame gas first opening 67 (hereinafter, referred to as a first opening) 67 and a main flame gas second opening at the outer peripheral surface 651 at the tip of the gas nozzle 65. 68 (hereinafter referred to as a second opening). The first opening 67 has a central angle θ2 centered on the central axis 102 within a range of 15 to 90 degrees in the forward direction 104 of the swirl flow with respect to the radial line 103. In the present embodiment, the central angle θ2 is 36 degrees. For this reason, the first opening 67 is directed toward the center in the radial direction of the virtual arrangement circle 101 in the front view and is directed in the forward direction 104 of the swirl flow, and the gas is ejected in the direction of the first opening 67. Therefore, the first opening 67 is a virtual radius line 103 formed inward in the radial direction of the virtual arrangement circle 101 and a tangential direction of the virtual arrangement circle 101, and combustion air by the swirler 51, that is, a swirl flow The jet direction of the gas fuel through the first opening 67 is set within an angle range between the front direction 104 and a virtual tangent formed in the same direction.

第2開口68は前記半径線103に対してガスノズル65の中心軸線102を中心とした中心角θ3が90度〜180度の範囲内に位置している。本実施形態では中心角θ3は108度である。従って、第2開口68は、正面視において前記仮想配設円101の半径方向の反対向きにおいて、スワル流の前方方向104を指向していて、その指向方向にガスが噴出される。すなわち、第2開口68により、仮想配設円101の半径方向外向きに形成される仮想半径線103と、該仮想配設円101の接線方向であってスワラ51による燃焼用空気,すなわちスワル流の前方方向104と同じ向きに形成される仮想接線との間の角度範囲内に第2開口68によるガス燃料の噴出方向が設定されている。   The second opening 68 has a central angle θ3 centered on the central axis 102 of the gas nozzle 65 with respect to the radius line 103 within a range of 90 ° to 180 °. In the present embodiment, the central angle θ3 is 108 degrees. Accordingly, the second opening 68 is directed in the forward direction 104 of the swirl flow in the opposite direction to the radial direction of the virtual arrangement circle 101 in a front view, and gas is ejected in the direction of the second opening 68. That is, a virtual radius line 103 formed radially outward of the virtual arrangement circle 101 by the second opening 68, and a combustion air by the swirler 51 in the tangential direction of the virtual arrangement circle 101, that is, a swirl flow The jet direction of the gas fuel through the second opening 68 is set within an angle range between the forward direction 104 and the virtual tangent formed in the same direction.

図5に示すように、前記パイロット開口66,第1開口67及び第2開口68は、ガスノズル65の軸方向において同位置に形成されるとともに、ガスノズル65の中心軸線102を中心とした放射方向を指向しており、それら66,67,68は同径である。また、図2に示すように、前記パイロット開口66,第1開口67,第2開口68及び第3開口69は、スワラ51の前端開口面511の前方に位置している。   As shown in FIG. 5, the pilot opening 66, the first opening 67, and the second opening 68 are formed at the same position in the axial direction of the gas nozzle 65 and have a radial direction centered on the central axis 102 of the gas nozzle 65. They are oriented, and they have the same diameter. As shown in FIG. 2, the pilot opening 66, the first opening 67, the second opening 68, and the third opening 69 are located in front of the front end opening surface 511 of the swirler 51.

図5〜図7に示すように、ガスノズル65の先端部には、その先端面652に開口するメイン火炎用ガス第3開口(以下、第3開口という)69が貫設されている。第3開口69は中心軸線102を中心とした外向き半径線側において中心角θ4がプラス45度〜マイナス45度の範囲内に位置している。この実施形態においては、θ4は0度である。従って、第3開口69は、正面視において前記仮想配設円101の半径方向の外向きを指向していて、すなわち、第3開口69により、前記ガスノズル65の先端部からガスノズル65の仮想配設円101の半径方向の外向き方向にガスが噴出される。   As shown in FIGS. 5 to 7, a gas flame 65 has a main flame gas third opening (hereinafter, referred to as a third opening) 69 that is open to the tip surface 652 of the gas nozzle 65. The third opening 69 has a central angle θ4 in the range of plus 45 degrees to minus 45 degrees on the outward radial line side with the center axis 102 as the center. In this embodiment, θ4 is 0 degrees. Accordingly, the third opening 69 is directed outward in the radial direction of the virtual arrangement circle 101 in a front view, that is, the virtual arrangement of the gas nozzle 65 from the tip of the gas nozzle 65 by the third opening 69. Gas is ejected in the radially outward direction of the circle 101.

そして、ガスノズル65から噴出される全ガス燃料の全量のうちの略40パーセントが第3開口69から、それぞれ略20パーセントがパイロット開口66,第1,第2開口67,68から噴出されるように、各開口66〜69の内径が設定されている。   Then, approximately 40 percent of the total amount of all gas fuel ejected from the gas nozzle 65 is ejected from the third opening 69, and approximately 20 percent is ejected from the pilot opening 66, first and second openings 67, 68, respectively. The inner diameters of the openings 66 to 69 are set.

図2に示すように、側面視において、パイロット開口66,第1開口67及び第2開口68は、再循環領域の下流の方向を向いて、内方を指向し、それぞれ中心軸線100と平行な軸線105に対して傾斜している。これらの開口66,67,68の軸線105に対する傾斜角度はパイロット開口66が最も大きく、第1開口67,第2開口68の順に小さくなっている。第3開口69は、再循環領域の下流の方向を向いて、外方を指向し、中心軸線100と平行な軸線105に対して傾斜している。   As shown in FIG. 2, the pilot opening 66, the first opening 67, and the second opening 68 are directed to the downstream side of the recirculation region, to the inside, and parallel to the central axis 100, respectively, as viewed from the side. Inclined with respect to the axis 105. The inclination angle of the openings 66, 67, 68 with respect to the axis 105 is the largest in the pilot opening 66 and decreases in the order of the first opening 67 and the second opening 68. The third opening 69 is directed toward the downstream direction of the recirculation region, directed outward, and inclined with respect to the axis 105 parallel to the central axis 100.

図15に示すように、以上のように構成された混焼用バーナ装置30は、ボイラ80のケーシングに組み込まれて稼働される。
次に、本実施形態の混焼用バーナ装置の作用を説明する。
As shown in FIG. 15, the mixed-burning burner device 30 configured as described above is installed and operated in the casing of the boiler 80.
Next, the operation of the burner device for mixed combustion of this embodiment will be described.

図示しないブロワの稼働により、空気が風箱31の後端の空気受入口311から風箱31内に導入される。その空気はレジスタ32を介して、スワラ51内を通り、スワラ51の前端開口面511から火炎保持領域33内に軸線100を中心にして、スワル旋回流として流れるとともに、外側から中心軸線100側に流れ込む再循環流となる。このとき、アトマイザ36から中心軸線100方向に沿って火炎保持領域33内に液体燃料が噴霧されるとともに、着火用バーナノズル42と、ガスノズル65のパイロット開口66及び第1〜第3開口67〜69とからガス燃料が噴出される。これと同時に、着火用バーナノズル42においてイグナイタにより液体燃料に対する着火が行なわれる。そして、その火炎がアトマイザ36及びガスノズル65からの燃料に伝播される。   By operation of a blower (not shown), air is introduced into the wind box 31 from the air receiving port 311 at the rear end of the wind box 31. The air passes through the register 32 through the swirler 51, flows as a swirl swirl around the axis 100 into the flame holding region 33 from the front end opening surface 511 of the swirler 51, and from the outside toward the central axis 100 side. It becomes the recirculation flow that flows. At this time, liquid fuel is sprayed from the atomizer 36 into the flame holding region 33 along the direction of the central axis 100, the ignition burner nozzle 42, the pilot opening 66 of the gas nozzle 65 and the first to third openings 67 to 69. Gas fuel is ejected from At the same time, the liquid burner is ignited by the igniter in the ignition burner nozzle 42. Then, the flame is propagated to the fuel from the atomizer 36 and the gas nozzle 65.

このとき、火炎保持領域33の中心部でスワラ51により旋回をともなう再循環流にのった火炎が形成され、この火炎によりアトマイザ36及びガスノズル65から噴出する燃料を安定して継続的に燃焼させることができる。すなわち、レジスタ32からスワラ51を通過する空気にはスワラ51の旋回羽根の作用により一方向への旋回がかかり、再循環領域が形成される。このため、空気とアトマイザ36及びガスノズル65から噴出される燃料との混合が促進されて、安定した火炎が形成される。なお、火炎保持領域33内において、アトマイザ36及びガスノズル65からの燃料による火炎が安定化した後、着火用バーナノズル42からの液体燃料の供給は停止される。このように、アトマイザ36やガスノズル65からの燃料による火炎が安定した後、着火用バーナの運転は停止される。しかし、火炎不安定時には着火用バーナを運転することも可能であるし、常時運転することも可能ある。特に発熱量の小さい燃料を使用する場合には、着火用バーナを常時運転することもある。また、着火用バーナは、本実施形態においては液体燃料を使用しているが、ガス燃料を使用することも可能である。   At this time, a flame is formed in the recirculation flow with swirling by the swirler 51 at the center of the flame holding region 33, and the fuel ejected from the atomizer 36 and the gas nozzle 65 is stably burned by this flame. be able to. That is, the air passing from the register 32 through the swirler 51 is swung in one direction by the swirling blades of the swirler 51, thereby forming a recirculation region. For this reason, mixing of the air and the fuel ejected from the atomizer 36 and the gas nozzle 65 is promoted, and a stable flame is formed. In the flame holding region 33, after the flame by the fuel from the atomizer 36 and the gas nozzle 65 is stabilized, the supply of the liquid fuel from the ignition burner nozzle 42 is stopped. Thus, after the flame from the fuel from the atomizer 36 or the gas nozzle 65 is stabilized, the operation of the ignition burner is stopped. However, when the flame is unstable, the ignition burner can be operated, or can be always operated. In particular, when a fuel with a small calorific value is used, the ignition burner may be always operated. The ignition burner uses liquid fuel in this embodiment, but it is also possible to use gas fuel.

なお、火炎保持領域33の中心軸線100上にアトマイザ36が、その周囲にガスノズル65が設けられているため、本実施形態の混焼用バーナ装置30を油とガスとを同時に燃焼できる油・ガス混焼用としても使用できるだけではなく、油専焼用及びガス専焼用としても使用できる。この場合、スワラ51により形成された負圧域である再循環領域に、油火炎あるいはガス火炎が十分に保炎されて、安定した火炎が形成される。従って、油とガス燃料とにより、専焼運転及び混焼運転において高ターンダウン比運転が可能で、しかもコンパクトで安定した火炎を形成することができる。   Since the atomizer 36 is provided on the central axis 100 of the flame holding region 33 and the gas nozzle 65 is provided around the atomizer 36, the mixed combustion burner device 30 according to the present embodiment can simultaneously burn oil and gas. It can be used not only for use but also for oil-only and gas-only use. In this case, an oil flame or a gas flame is sufficiently retained in the recirculation region, which is a negative pressure region formed by the swirler 51, and a stable flame is formed. Therefore, with oil and gas fuel, a high turndown ratio operation is possible in the exclusive combustion operation and the mixed combustion operation, and a compact and stable flame can be formed.

そして、本実施形態では、以下の作用及び効果を得ることができる。
(1)前記ガスノズル65には、スワラ51によって形成された再循環領域に向けてガス燃料が噴射されるパイロット開口66が設けられ、このパイロット開口66から噴射されるガス燃料によりパイロット火炎が形成される。また、ガスノズル65には、前記パイロット火炎をもとにメイン火炎を形成するためのガス燃料が噴射される第1〜第3開口67〜69が設けられている。従って、従来構成とは異なり、パイロット火炎のためのガス燃料を供給するパイロットガスノズルとメインガスノズルとを別に設けることが不要となり、部品点数の削減による構成の簡素化と、スワラ51の小径化による装置の小型化が可能となる。
And in this embodiment, the following operations and effects can be obtained.
(1) The gas nozzle 65 is provided with a pilot opening 66 through which gas fuel is injected toward the recirculation region formed by the swirler 51, and a pilot flame is formed by the gas fuel injected from the pilot opening 66. The The gas nozzle 65 is provided with first to third openings 67 to 69 into which gas fuel for forming a main flame is formed based on the pilot flame. Accordingly, unlike the conventional configuration, it is not necessary to separately provide a pilot gas nozzle and a main gas nozzle that supply gas fuel for pilot flame, and the configuration is simplified by reducing the number of parts and the device by reducing the diameter of the swirler 51. Can be reduced in size.

(2)前記パイロット開口66からのガス燃料の噴出方向を、前記ガスノズル65の仮想配設円101の半径方向の中心向きにマイナス45度〜プラス45度の範囲内に位置するように設定した。この構成によれば、スワラ51で形成される再循環領域に、パイロット開口66から適量のガスを供給することにより、コンパクトで安定したパイロット用ガス火炎を形成することができる。従って、前述のように混焼用バーナ装置全体の小型化に寄与できるとともに、低振動の混焼用バーナ装置を得ることができる。   (2) The jet direction of the gas fuel from the pilot opening 66 is set to be within a range of minus 45 degrees to plus 45 degrees in the radial direction center of the virtual arrangement circle 101 of the gas nozzle 65. According to this configuration, by supplying an appropriate amount of gas from the pilot opening 66 to the recirculation region formed by the swirler 51, a compact and stable pilot gas flame can be formed. Therefore, as described above, it is possible to contribute to the miniaturization of the entire mixed combustion burner device and to obtain a low vibration mixed combustion burner device.

(3)特に、前記パイロット開口66からのガス燃料の噴出方向を、前記仮想配設円101の半径方向の中心向きになるように設定した。この構成によれば、スワラ51で形成される再循環領域に、前記パイロット開口66からさらに適量のガスを供給することができて、安定したパイロット用ガス火炎を形成することができる。特に、ガス専焼運転においては、この効果は大きい。そして、パイロット開口66が、スワラ51の火炎保持領域33側の開口面511より下流の位置に向けてガスを噴出するようにした。このようにすれば、スワラ51の下流部に形成される負圧領域に対し、ガス噴出開口部から噴出したガス燃料が適度に混合して、安定したガス火炎が形成される。また、前記パイロットガス開口66は、そのガス噴出方向が軸方向下流向きに対し、中心軸側へ傾斜している。このようにすれば、ガス噴流が循環領域の外周部から内側へ巻き込まれるために、循環流を破壊することなく好適にガス燃料が循環領域に混入し、安定した火炎が形成される。 (3) In particular, the jet direction of the gas fuel from the pilot opening 66 is set to be the center of the virtual arrangement circle 101 in the radial direction. According to this configuration, an appropriate amount of gas can be supplied from the pilot opening 66 to the recirculation region formed by the swirler 51, and a stable pilot gas flame can be formed. In particular, this effect is significant in the gas-only firing operation. The pilot opening 66 ejects gas toward a position downstream of the opening surface 511 of the swirler 51 on the flame holding region 33 side. If it does in this way, the gas fuel injected from the gas injection opening part will mix moderately with respect to the negative pressure area | region formed in the downstream part of the swirler 51, and the stable gas flame will be formed. Further, the pilot gas opening 66 is inclined toward the central axis side with respect to the downstream side in the axial direction. In this way, since the gas jet is wound inward from the outer periphery of the circulation region, the gas fuel is suitably mixed into the circulation region without destroying the circulation flow, and a stable flame is formed.

(4)図2に示す側面視において、前記パイロット開口66を前方に、かつ内方に傾斜した方向に指向させて、前記スワラ51の燃焼用空気出口の開口面511の前方の位置から再循環流の下流の位置に向けてガスが噴出されるようにした。このため、スワラ51の下流部に形成される再循環領域あるいはその付近に対し、パイロット開口66から噴出したガス燃料が適度に供給されて、安定したガス火炎が形成される。   (4) In the side view shown in FIG. 2, the pilot opening 66 is directed forward and inwardly and recirculated from a position in front of the opening surface 511 of the combustion air outlet of the swirler 51. Gas was ejected toward the downstream position of the flow. For this reason, the gas fuel ejected from the pilot opening 66 is appropriately supplied to the recirculation region formed in the downstream portion of the swirler 51 or the vicinity thereof, and a stable gas flame is formed.

(5)前記のように、側面視において、スワラ51の開口面511の前方の位置において前記パイロット開口66の指向角度を前方に、かつ内方に傾斜させて、再循環領域の下流の位置に向けてガスが噴出するように開口した。このため、パイロット開口66からのガス噴流が再循環領域の外周部から内側へ巻き込んで、好適にガス燃料が再循環領域に混入する。このため、再循環流が破壊されることはなく、コンパクトで安定した火炎が形成される。これに対し、側面視において、パイロット開口からのガス噴出方向を中心軸線100に対し略垂直内向きにした場合には、再循環領域をガス噴流が貫通して、この循環流の一部が分断破壊される。このような場合には、火炎安定が阻害され、火炎の不安定化を招きやすくなる。本実施形態では、このような問題の発生を抑止できる。   (5) As described above, in a side view, the directivity angle of the pilot opening 66 is tilted forward and inward at a position in front of the opening surface 511 of the swirler 51 to a position downstream of the recirculation region. It opened so that gas might spout out. For this reason, the gas jet from the pilot opening 66 is wound inward from the outer periphery of the recirculation region, and the gas fuel is suitably mixed into the recirculation region. For this reason, a recirculation flow is not destroyed and a compact and stable flame is formed. On the other hand, in a side view, when the gas ejection direction from the pilot opening is made substantially inwardly perpendicular to the central axis 100, the gas jet passes through the recirculation region, and a part of this circulation flow is divided. Destroyed. In such a case, flame stability is hindered and the flame is likely to become unstable. In the present embodiment, occurrence of such a problem can be suppressed.

(6)ガスノズル65の先端部が前記開口面511から火炎保持領域33側に突出している。このため、図2から明らかなように、ガス燃料を再循環領域にその外周側から内部に巻き込みやすくするための有効な位置にパイロット開口66及び第1〜第3開口67,68,69を容易に配置することができる。従って、コンパクトで安定した火炎の形成に寄与できる。   (6) The front end of the gas nozzle 65 protrudes from the opening surface 511 toward the flame holding region 33. Therefore, as is apparent from FIG. 2, the pilot opening 66 and the first to third openings 67, 68, 69 are easily provided at an effective position for facilitating the gas fuel to enter the recirculation region from the outer peripheral side thereof. Can be arranged. Therefore, it can contribute to the formation of a compact and stable flame.

(7)パイロット開口66がガスノズル65の外周面651に開口されているため、火炎安定化のために、パイロット開口66を中心軸線100方向の下流向きに傾斜状態で指向させることが容易であって、コンパクトで安定した火炎の形成に有効かつ簡単に寄与できるようになる。   (7) Since the pilot opening 66 is opened on the outer peripheral surface 651 of the gas nozzle 65, it is easy to direct the pilot opening 66 in an inclined state toward the downstream in the direction of the central axis 100 in order to stabilize the flame. Effective and easy contribution to the formation of a compact and stable flame.

(8)前記第1開口67により、ガスノズル65の仮想配設円101の半径方向内向きに形成される半径線と、仮想配設円101の接線方向であって、スワラ51による燃焼用空気の旋回方向と同じ向きに形成される仮想接線との間の角度範囲内にガス燃料の噴出方向が設定されている。この構成によれば、スワラ51で形成される再循環領域に、前記第1開口67から適量のガスを供給することができるとともに、パイロット用ガス火炎の周囲に適量のガスを供給できて、長く延びたりすることなく、コンパクトにまとまった安定したパイロット用ガス火炎を形成することができる。   (8) A radial line formed inward in the radial direction of the virtual arrangement circle 101 of the gas nozzle 65 by the first opening 67 and a tangential direction of the virtual arrangement circle 101, and the combustion air generated by the swirler 51. The gas fuel ejection direction is set within an angular range between a virtual tangent formed in the same direction as the turning direction. According to this configuration, an appropriate amount of gas can be supplied from the first opening 67 to the recirculation region formed by the swirler 51, and an appropriate amount of gas can be supplied around the pilot gas flame. Without extending, it is possible to form a stable pilot gas flame in a compact form.

(9)第2開口68が、仮想配設円101の半径方向外向きに形成される仮想半径線と、仮想配設円101の接線方向であってスワラ51による燃焼用空気の旋回方向と同じ向きに形成される仮想接線との間の角度範囲内を指向している。従って、第1開口67からのガス噴出域を包囲するように第2開口68からガスが再循環領域に向けて供給される。このため、前記と同様に、コンパクトに安定してまとまったメイン火炎を形成することができる。   (9) The second opening 68 is the same as the virtual radial line formed outward in the radial direction of the virtual arrangement circle 101 and the tangential direction of the virtual arrangement circle 101 and the swirling direction of the combustion air by the swirler 51 It is oriented within the angular range between the virtual tangent formed in the direction. Accordingly, gas is supplied from the second opening 68 toward the recirculation region so as to surround the gas ejection region from the first opening 67. For this reason, it is possible to form a main flame that is compact and stable in the same manner as described above.

(10)第3開口69が、前記ガスノズル65の先端部において、ガスノズル65の仮想配設円101の半径方向外向きで、かつ側面視において再循環領域の方向に開口されている。従って、スワラ51の外側の空気の流れにガスが供給され、再循環領域の外側を包囲する火炎が形成される。このため、火炎保持領域33の全体を有効に利用してまとまった火炎を形成できる。従って、コンパクトな火炎を高い効率のもとで形成できて、高効率運転可能な混焼用バーナ装置を大型化を招くことなく実現できる。   (10) The third opening 69 is opened at the tip of the gas nozzle 65 outward in the radial direction of the virtual arrangement circle 101 of the gas nozzle 65 and in the direction of the recirculation region in a side view. Accordingly, gas is supplied to the air flow outside the swirler 51 to form a flame surrounding the outside of the recirculation region. For this reason, the whole flame holding area | region 33 can be utilized effectively, and the flame which was united can be formed. Therefore, a compact flame can be formed with high efficiency, and a burner device for co-firing that can be operated with high efficiency can be realized without increasing the size.

(11)ガスノズル65は、スワラ51の外形よりも中心側に食い込んで位置する。従って、パイロット用ガスがスワラ前面に形成される再循環領域内へ混合しやすくなる。また、混焼用バーナ装置の外形が小さくなり、小型化が可能となる。   (11) The gas nozzle 65 is positioned so as to cut into the center side of the outer shape of the swirler 51. Therefore, it becomes easy to mix the pilot gas into the recirculation region formed on the front surface of the swirler. In addition, the outer shape of the burner device for co-firing is reduced, and the size can be reduced.

(ガスノズル65の変更例)
ところで、前記ガスノズル65は、各種の変更が可能なので、以下にその数例を列挙する。
(Modification example of gas nozzle 65)
By the way, since the gas nozzle 65 can be variously changed, several examples will be listed below.

図8(a)〜(c),図9(a)〜(c),図11(a)〜(i)の例は、パイロット開口66,第1開口67,第2開口68,第3開口69の配置間隔をガスノズル65の円周方向において変位させたものである。ここで、パイロット開口66が、図7の中心角θ1内に配置されるようにするとともに、第1及び第2開口67,68がスワル流の前方を指向するように、第3開口69が再循環流の前方を指向するように、ガスノズル65がスワラ51の外周に配置される。   8A to 8C, 9A to 9C, and 11A to 11I, the pilot opening 66, the first opening 67, the second opening 68, and the third opening are illustrated. The arrangement interval 69 is displaced in the circumferential direction of the gas nozzle 65. Here, the pilot opening 66 is disposed within the central angle θ1 of FIG. 7 and the third opening 69 is re-oriented so that the first and second openings 67 and 68 are directed in front of the swirl flow. The gas nozzle 65 is disposed on the outer periphery of the swirler 51 so as to be directed in front of the circulating flow.

図10(a)〜(d)及び図14(a)〜(j)の例は、ガスノズル65の先端面652を球状にしたものである。このようにすれば、ガスノズル65の先端を起点としたカルマン渦等の渦を小さくしたり、発生の頻度を少なくしたりできる。従って、燃焼効率の向上が可能となる。   In the examples of FIGS. 10A to 10D and FIGS. 14A to 14J, the tip surface 652 of the gas nozzle 65 is made spherical. In this way, vortices such as Karman vortices starting from the tip of the gas nozzle 65 can be reduced, and the frequency of occurrence can be reduced. Therefore, the combustion efficiency can be improved.

図11(a)〜(i)の例は、ガスノズル65の先端面を平面にしたものである。このようにすれば、ガスノズル65の外形の加工が容易になる。
図12(a)〜(i)の例は、パイロット開口66及び第1,第2開口67,68をガスノズル65の先端面に形成したものである。なお、パイロット開口66及び第1,第2開口67,68のうちの1または2をガスノズル65の先端面に形成に形成してもよい。
In the examples of FIGS. 11A to 11I, the tip surface of the gas nozzle 65 is made flat. In this way, the outer shape of the gas nozzle 65 can be easily processed.
In the example of FIGS. 12A to 12I, the pilot opening 66 and the first and second openings 67 and 68 are formed on the tip surface of the gas nozzle 65. Note that one or two of the pilot opening 66 and the first and second openings 67 and 68 may be formed on the front end surface of the gas nozzle 65.

図2の2点鎖線,図10(a)〜(d)図13(a)〜(j)及び図14(a)〜(j)の例は、パイロット開口66及び第1,第2開口67,68の少なくとも一つをスワラ51の開口面511上あるいは開口面511の上流側に位置するように、ガスノズル65の基端側の位置に形成したものである。このように構成しても、ガス燃料が再循環領域の外周側に流れて、同領域の内部に巻き込まれる。なお、この場合、開口面511の上流側に位置するパイロット開口66及び第1,第2開口67,68が凹部56の内周面側に位置するようにすれば、ガスノズル65からのガス燃料が再循環領域に好適に巻き込まれる。   The two-dot chain line in FIG. 2, FIGS. 10 (a) to (d), FIGS. 13 (a) to (j), and FIGS. 14 (a) to (j) are shown in the pilot opening 66 and the first and second openings 67. , 68 is formed at a position on the base end side of the gas nozzle 65 so as to be located on the opening surface 511 of the swirler 51 or on the upstream side of the opening surface 511. Even if comprised in this way, gaseous fuel will flow to the outer peripheral side of a recirculation area | region, and will be wound in the inside of the area | region. In this case, if the pilot opening 66 and the first and second openings 67 and 68 positioned on the upstream side of the opening surface 511 are positioned on the inner peripheral surface side of the concave portion 56, the gas fuel from the gas nozzle 65 is discharged. It is preferably caught in the recirculation zone.

(他の変更例)
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、以下のような変更態様で具体化してもよい。
(Other changes)
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, You may actualize with the following changes.

・前記実施形態において、ガスノズル65は円筒形に形成されてその断面形状が、円形に形成されている。これに限らず、ガスノズル65が断面五角形,六角形,八角形等の多角形に形成されるように、角筒型にしてもよい。   -In the said embodiment, the gas nozzle 65 is formed in the cylindrical shape, and the cross-sectional shape is formed circularly. However, the present invention is not limited to this, and the gas nozzle 65 may have a rectangular tube shape so that the gas nozzle 65 is formed in a polygonal shape such as a pentagon, hexagon, or octagon.

・前記実施形態では、スワラ51の外周に凹部56が形成されて、ガスノズル65がスワラ51の外径位置より径方向の中心側に配置されている。ガスノズル65のスワラ51の径方向の位置は、前記実施形態よりさらに中心に近づくように変位されてもよく、図4に2点鎖線で示すように、前記外径位置から中心側に近づいた位置でスワラ51の羽根53を貫通してもよい。あるいは、凹部56の円弧を浅くして、前記実施形態よりスワラ51の外径側に変位したり、スワラ51の外径位置から外側に配置したりしてもよい。   In the embodiment, the recess 56 is formed on the outer periphery of the swirler 51, and the gas nozzle 65 is disposed on the center side in the radial direction from the outer diameter position of the swirler 51. The position in the radial direction of the swirler 51 of the gas nozzle 65 may be displaced so as to be closer to the center than in the above embodiment, and as shown by a two-dot chain line in FIG. The blade 53 of the swirler 51 may be penetrated. Alternatively, the arc of the concave portion 56 may be shallowed so as to be displaced to the outer diameter side of the swirler 51 from the above-described embodiment, or may be disposed outward from the outer diameter position of the swirler 51.

・アトマイザ36は、蒸気噴霧タイプのものが使用されているが、空気噴霧型アトマイザ等の二流体噴射アトマイザでもよい。また、霧化媒体を使用しない圧力噴霧型のアトマイザが用いられてもよい。   The atomizer 36 is a steam spray type, but may be a two-fluid injection atomizer such as an air spray atomizer. Further, a pressure spray type atomizer that does not use an atomizing medium may be used.

・アトマイザ36に代えて、スワラ51の中心部に燃料ノズルとしてのガスノズルを設けてもよい。この場合、このガスノズルから噴出されるガスと、各ガスノズル65から噴出されるガスとを同種類のガスにしても、異種類のガスにしてもよい。同種類のガスにした場合は、バーナ装置がガスの専焼用バーナ装置になり、異種類のガスにした場合は、異ガスの混焼用バーナ装置になる。   In place of the atomizer 36, a gas nozzle as a fuel nozzle may be provided at the center of the swirler 51. In this case, the gas ejected from the gas nozzle and the gas ejected from each gas nozzle 65 may be the same type of gas or different types of gas. When the same type of gas is used, the burner device becomes a gas burner device for exclusive use of gas, and when different types of gas are used, it becomes a burner device for mixed combustion of different gases.

・ガスノズル65の本数は5本に限らない。2〜4本,6本以上のいずれかの本数も可能である。この場合、各ガスノズル65は等間隔に配列されることが好ましい。
・パイロット火炎用ガス開口を前記中心角θ1内に位置するように複数設けてもよい。
The number of gas nozzles 65 is not limited to five. Any number of 2-4, 6 or more is possible. In this case, the gas nozzles 65 are preferably arranged at equal intervals.
A plurality of pilot flame gas openings may be provided so as to be located within the central angle θ1.

・メイン火炎用ガス開口の数を1,2または4以上のいずれかに変更してもよい。
・前記実施形態では、混焼用バーナ装置30がボイラ80用として具体化されているが、これに限らず、工業用炉や熱風発生装置用等、他の用途に利用可能である。
-You may change the number of gas openings for main flames to 1, 2 or 4 or more.
-In the said embodiment, although the mixed-burning burner apparatus 30 is actualized for boilers 80, it can utilize for other uses, such as not only for this but for an industrial furnace and a hot-air generator.

前記実施形態では、ガスノズル65の先端部をスワラ51の開口面511から火炎保持領域33側に突出させたが、突出させなくてもよい。このように構成しても、ガスノズル65がスワラ51の外周に位置しているため、ガス燃料を再循環領域の外周部から内部に巻き込みやすい位置にパイロット開口66及び第1〜第3開口67,68,69を配置できる。   In the above-described embodiment, the tip of the gas nozzle 65 is protruded from the opening surface 511 of the swirler 51 toward the flame holding region 33. However, the gas nozzle 65 may not be protruded. Even in this configuration, since the gas nozzle 65 is located on the outer periphery of the swirler 51, the pilot opening 66 and the first to third openings 67, 68, 69 can be arranged.

・前記実施形態においては、前記パイロット開口66,第1及び第2開口67,68を同径にしたが、これらの開口66,67,68及び第3開口69の径は、各種の条件,例えばスワラ51の内部を通る空気量とスワラ51の外部を通る空気量との比率,スワル流の旋回強さ等の条件に応じて適宜に設定される。従って、各開口66,67,68,69から噴出されるガス燃料の量の比率も各種条件に応じて適宜に設定される。   In the embodiment, the pilot opening 66, the first and second openings 67, 68 have the same diameter. However, the diameters of the openings 66, 67, 68 and the third opening 69 may vary depending on various conditions, for example, It is appropriately set according to conditions such as the ratio of the amount of air passing through the inside of the swirler 51 and the amount of air passing through the outside of the swirler 51, the swirling strength of the swirl flow, and the like. Therefore, the ratio of the amount of gas fuel ejected from each opening 66, 67, 68, 69 is also set appropriately according to various conditions.

30…混焼用バーナ装置、32…レジスタ、33…火炎保持領域、36…アトマイザ、51…スワラ、511…開口面、56…凹部、65…ガスノズル、66…パイロット火炎用ガス開口、67…メイン火炎用ガス第1開口、68…メイン火炎用ガス第2開口、69…メイン火炎用ガス第3開口、100…中心軸線、101…仮想配設円   30 ... Mixed burner device, 32 ... Register, 33 ... Flame holding area, 36 ... Atomizer, 51 ... Swirler, 511 ... Opening surface, 56 ... Recess, 65 ... Gas nozzle, 66 ... Gas opening for pilot flame, 67 ... Main flame Gas first opening, 68 ... Main flame gas second opening, 69 ... Main flame gas third opening, 100 ... Center axis, 101 ... Virtual arrangement circle

Claims (10)

レジスタの中心軸に配設された燃料ノズルと、
前記燃料ノズルの周囲に配設されたスワラと、
前記燃料ノズルを中心とした仮想配設円上に相互間隔をあけて配設された複数本のガスノズルと
を備えた混焼用バーナ装置において、
前記ガスノズルには、
パイロット火炎を形成するために、前記スワラによって形成される再循環領域に向けてガス燃料が噴射されるパイロット火炎用ガス開口と、
前記パイロット火炎によりメイン火炎を形成するために、ガス燃料が噴射されるメイン火炎用ガス開口と
を設け
前記パイロット火炎用ガス開口がガスノズルの外周面に開口し、前記パイロット火炎用ガス開口からのガス燃料の噴出方向が、前記仮想配設円の半径方向の中心向きになるように、パイロット火炎用ガス開口の指向方向を設定し、
前記メイン火炎用ガス開口は、ガスノズルの先端部の外周面に開口するメイン火炎用ガス開口と、ガスノズルの先端部の先端面に前記仮想配設円の半径方向外向きに開口するメイン火炎用ガス開口とで構成された混焼用バーナ装置。
A fuel nozzle disposed on the central axis of the register;
A swirler disposed around the fuel nozzle;
In a mixed combustion burner device comprising a plurality of gas nozzles arranged at intervals on a virtual arrangement circle centered on the fuel nozzle,
In the gas nozzle,
A pilot flame gas opening through which gas fuel is injected towards a recirculation zone formed by the swirler to form a pilot flame;
In order to form a main flame by the pilot flame, a gas opening for main flame into which gas fuel is injected is provided ,
The pilot flame gas is formed so that the pilot flame gas opening is opened in the outer peripheral surface of the gas nozzle, and the gas fuel is ejected from the pilot flame gas opening in the radial direction of the virtual arrangement circle. Set the direction of the aperture,
The main flame gas opening includes a main flame gas opening that opens to the outer peripheral surface of the tip of the gas nozzle, and a main flame gas that opens to the tip surface of the tip of the gas nozzle in the radially outward direction of the virtual circle. A burner device for co-firing composed of an opening .
前記ガスノズルの先端部の先端面に開口するメイン火炎用ガス開口の内径は、前記先端部の外周面に開口するメイン火炎用ガス開口の内径より大きく設定されている請求項1に記載の混焼用バーナ装置。 2. The co-firing according to claim 1 , wherein an inner diameter of a main flame gas opening opened at a distal end surface of the distal end portion of the gas nozzle is set larger than an inner diameter of a main flame gas opening opened at an outer peripheral surface of the distal end portion . Burner device. 前記パイロット火炎用ガス開口が、ガスノズルの外周面の基端側に位置し、スワラの火炎保持領域側の開口面より下流の位置に向けてガスを噴出するようにした請求項1に記載の混焼用バーナ装置。 The co-firing according to claim 1, wherein the pilot flame gas opening is located on the base end side of the outer peripheral surface of the gas nozzle, and gas is ejected toward a position downstream from the opening surface on the flame holding region side of the swirler. Burner equipment. 前記パイロット火炎用ガス開口は、そのガス噴出方向が軸方向下流向きに対し、中心軸側へ傾斜している請求項に記載の混焼用バーナ装置。 The mixed combustion burner device according to claim 3 , wherein the pilot flame gas opening is inclined toward the central axis side with respect to the downstream side in the axial direction. 前記ガスノズルの先端部の外周面に開口するメイン火炎用ガス開口は、前記仮想配設円の内向き半径線と、同仮想配設円の接線であって、スワラによる燃焼用空気の旋回方向と同じ向きの仮想接線との間の角度範囲内にガス燃料の噴出方向を設定している請求項1〜のうちのいずれか一項に記載の混焼用バーナ装置。 The main flame gas opening that opens to the outer peripheral surface of the distal end portion of the gas nozzle, the virtual distribution inward radial line of設円, a tangent of the virtual distribution設円, the turning direction of the combustion air by swirler The co-firing burner device according to any one of claims 1 to 4 , wherein a gas fuel ejection direction is set within an angular range between virtual tangents in the same direction. 前記ガスノズルの先端部の外周面に開口するメイン火炎用ガス開口は、
前記仮想配設円の半径方向外向きに形成される仮想半径線と、前記仮想配設円の接線方向であってスワラによる燃焼用空気の旋回方向と同じ向きに形成される仮想接線との間の角度範囲内にガス燃料の噴出方向を設定した請求項1〜のうちのいずれか一項に記載の混焼用バーナ装置。
The gas opening for the main flame that opens to the outer peripheral surface of the tip of the gas nozzle ,
A virtual radial line formed radially outwardly of the virtual distribution設円, between the virtual tangent line which is formed in the same direction as the turning direction of the combustion air by the swirler said a tangential direction of the virtual distribution設円The burner device for co-firing according to any one of claims 1 to 4 , wherein the jet direction of the gas fuel is set within the angle range.
前記スワラにはその外径よりもスワラ中心側に位置する凹部を形成し、その凹部内にガスノズルを配置した請求項1〜のうちのいずれか一項に記載の混焼用バーナ装置。 The burner device for co-firing according to any one of claims 1 to 6 , wherein a concave portion that is located closer to the swirler center than the outer diameter is formed in the swirler, and a gas nozzle is disposed in the concave portion. 請求項1〜のうちのいずれか一項に記載のガスノズル。 Gas nozzle according to any one of claims 1-7. 請求項1〜7のうちのいずれか一項に記載のスワラ。 The swirler according to any one of claims 1 to 7 . ボイラケーシングに請求項1〜のうちのいずれか一項に記載の混焼用バーナ装置を組み込んだボイラ。 A boiler in which the burner device for mixed combustion according to any one of claims 1 to 7 is incorporated in a boiler casing.
JP2014055442A 2014-03-18 2014-03-18 Burner device for mixed firing, gas nozzle, swirler and boiler Expired - Fee Related JP5972925B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014055442A JP5972925B2 (en) 2014-03-18 2014-03-18 Burner device for mixed firing, gas nozzle, swirler and boiler
KR1020150036654A KR101972445B1 (en) 2014-03-18 2015-03-17 Mixed-combustion burner device
CN201520151316.0U CN204678345U (en) 2014-03-18 2015-03-17 Multifuel combustion burner and boiler
KR1020190046046A KR102256318B1 (en) 2014-03-18 2019-04-19 Mixed-combustion burner device
KR1020200020929A KR102318108B1 (en) 2014-03-18 2020-02-20 Mixed-combustion burner device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014055442A JP5972925B2 (en) 2014-03-18 2014-03-18 Burner device for mixed firing, gas nozzle, swirler and boiler

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016136740A Division JP6243485B2 (en) 2016-07-11 2016-07-11 Burner device and boiler for mixed firing

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2015178911A JP2015178911A (en) 2015-10-08
JP2015178911A5 JP2015178911A5 (en) 2016-02-12
JP5972925B2 true JP5972925B2 (en) 2016-08-17

Family

ID=54178032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014055442A Expired - Fee Related JP5972925B2 (en) 2014-03-18 2014-03-18 Burner device for mixed firing, gas nozzle, swirler and boiler

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5972925B2 (en)
KR (3) KR101972445B1 (en)
CN (1) CN204678345U (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021105613A1 (en) * 2021-03-09 2022-09-15 Nipro Corporation Burner, apparatus and method for processing a glass container
KR102650467B1 (en) 2023-10-07 2024-03-22 주식회사 성진엠텍 Biogas Mixing Burner System And Control Method Thereof

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB735409A (en) * 1952-09-12 1955-08-17 Babcock & Wilcox Ltd Improvements in fuel burner means
US4915619A (en) * 1988-05-05 1990-04-10 The Babcock & Wilcox Company Burner for coal, oil or gas firing
JPH034263A (en) * 1989-05-31 1991-01-10 Canon Inc Magnetic brush developing device
JP2002235909A (en) * 2001-02-09 2002-08-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Combustion device
KR200295094Y1 (en) * 2002-08-20 2002-11-18 주식회사 제이에이치에너지 Sprayer and mixer of oxygen, hydrogen and liquid fuel for burner
JP4034263B2 (en) 2003-12-25 2008-01-16 三菱電機株式会社 Fuel injection valve and swirler manufacturing method
JP4383364B2 (en) * 2004-06-15 2009-12-16 ボルカノ株式会社 Mixed burner
JP5487918B2 (en) * 2009-11-30 2014-05-14 株式会社Ihi Multi-fuel burner device
KR20140007167A (en) * 2012-07-09 2014-01-17 이창희 The burner device of tundish

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015178911A (en) 2015-10-08
KR20190044599A (en) 2019-04-30
KR20200021059A (en) 2020-02-27
KR102256318B1 (en) 2021-05-27
KR20150108777A (en) 2015-09-30
KR101972445B1 (en) 2019-04-25
KR102318108B1 (en) 2021-10-28
CN204678345U (en) 2015-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4383364B2 (en) Mixed burner
CA2667047C (en) Gas turbine combustor
JP5678603B2 (en) Pulverized coal burner
KR102318108B1 (en) Mixed-combustion burner device
JP6243485B2 (en) Burner device and boiler for mixed firing
EP2685163B1 (en) Premix burner of the multi-cone type for a gas turbine
JP6056409B2 (en) Biomass burner
JP5658126B2 (en) Oil burning burner, solid fuel burning burner unit and solid fuel burning boiler
JP6567714B2 (en) Burner equipment
JP6302886B2 (en) Function addition equipment for burner equipment
JP6502462B2 (en) Mixed combustion burner device and boiler
JP5636335B2 (en) Gas turbine combustor
JP6906881B1 (en) Low flammability fuel combustion device
JP7446077B2 (en) Gas turbine combustor, gas turbine and oil fuel combustion method
JP7295990B1 (en) gas burner
JP5832624B2 (en) Oil burning burner, solid fuel burning burner unit and solid fuel burning boiler
US20150072295A1 (en) Apparatus for burning fuel
JP2019148368A (en) Flame holder and combustion burner for boiler
JP5406819B2 (en) Gas burner
JP6729045B2 (en) Combustion gas burner and by-product gas burner
CA1301048C (en) Acid gas burner
JP4730924B1 (en) Nozzle device and burner device provided with the nozzle device
JPS60218519A (en) Multi-fuel combustion burner
JP2019015463A (en) Burner

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150722

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151214

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160224

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160315

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160516

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160621

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160713

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5972925

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees