JPH09170729A - ガス状及び／又は液状の燃料を燃焼させるための予混合式バーナ - Google Patents

ガス状及び／又は液状の燃料を燃焼させるための予混合式バーナ

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JPH09170729A
JPH09170729A JP8311897A JP31189796A JPH09170729A JP H09170729 A JPH09170729 A JP H09170729A JP 8311897 A JP8311897 A JP 8311897A JP 31189796 A JP31189796 A JP 31189796A JP H09170729 A JPH09170729 A JP H09170729A
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fuel
vortex
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JP8311897A
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Klaus Dr Doebbeling
デッベリング クラウス
Adnam Eroglu
エログル アドナン
Peter Senior
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ABB Research Ltd Sweden
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ABB RES Ltd
ABB Research Ltd Sweden
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 予混合式バーナを改良して、極めて低いＮＯ
X・エミッションを達成でき、バーナが単純な幾何学形
状及び確実な運転挙動を有し、更に、極めて短い区間に
おいて燃焼空気と燃料とを密に混合できると同時に、混
合領域において均一な速度分布が達成され、機械的な保
炎器を使用することなしにフレームの逆火が確実に阻止
されるようにする。 【解決手段】 ガス状及び／又は液状の燃料を燃焼させ
るための予混合式バーナにおいて、渦発生器が、空気と
燃料とを完全に混合した後で燃料／空気混合気流に残留
渦流を残存させるような渦流を発生させ、通路壁によっ
て形成された、コンスタントな高さを有する環状の主流
体通路が、渦発生器及び燃料噴射手段の下流側で、高さ
の５倍乃至２０倍範囲の長さを有し、これに次いで環状
の主流体通路が、内側のシリンダ壁の閉鎖により拡大さ
れて円形の主流体通路を形成している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス状及び／又は
液状の燃料を燃焼させるための予混合式バーナであっ
て、燃料が、二次流体として、通路を案内されるガス状
の主流体内に噴射され、二次流体が、主流体よりも著し
く僅かな質量流を有している形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】ヨーロッパ特許第０３２１８０９号明細
書から公知の予混合式バーナは、有利には、低いＮＯX
・エミッション値（ほぼ２５ｐｐｍ）及び高いフレーム
安定性を有している。ダブルコーンバーナとも呼ばれる
前記予混合式バーナは、互いに補われて１つのブロック
を成す中空の部分円錐体から構成されていて、圧縮機か
ら流れる燃焼空気用の接線方向の空気流入スリット並び
にガス状及び液状の燃料用の供給部を有している。この
場合、中空の部分円錐体の中央軸線は、流れ方向で漸増
する円錐傾度を有していてかつ縦方向で互いにずらされ
て延びている。
【０００３】バーナ（円錐尖頭）の内部には、液状の燃
料用の燃料ノズルが配置されていて、この燃料ノズルを
介して燃料が鋭角に中空円錐内に噴射される。形成され
る円錐形の液状燃料プロフィルは、接線方向の回転する
燃焼空気によって取り囲まれ、この場合、軸方向で燃焼
空気との混合に基づき燃料の濃度が不変に減少する。予
混合式バーナは、ガス状の燃料によってもしくは混合運
転でも運転される。この場合、燃焼空気とガス状の燃料
との混合気形成は既に接線方向の空気流入スリット内で
行われ、この空気流入スリット内ではガス状の燃料は、
均一に分配されたノズルを介して供給される。
【０００４】バーナの出口部における混合気の確実な点
火及び十分な燃焼を達成するために、空気と燃料とを密
に混合する必要がある。噴射の形式に基づいて、ダブル
コーンバーナの内室内で燃料・空気混合気の軸方向に方
向付けられた渦流が生ずる。渦流数が臨界値に達した場
合には、渦流破壊（Vortex Breakdown）が行われかつバ
ーナ出口部の下流で安定したフレームフロントが形成さ
れる。
【０００５】更に例えばＮＯX・値９ｐｐｍ以下にダブ
ルコーンバーナの有害エミッション値を不変に減少させ
ることは、フレーム安定性、脈動及び常時高い燃焼温度
に関連して生ずる問題に基づき、運転条件の変化によっ
て達成することはできない。
【０００６】ダブルコーンバーナの別の欠点は、その複
雑な幾何学形状及びこれに起因する製作技術的な困難性
にある。
【０００７】ヨーロッパ特許公開第０６１９４５６号明
細書から公知の、予混合燃焼を行う燃焼室用の燃料供給
システムにおいては、ガス状及び／又は液状の燃料は二
次流体として通路を案内されるガス状の主流体内に噴射
され、この場合、二次流体は主流体よりも著しく小さな
質量流を有しかつこの場合貫流される予混合通路は湾曲
壁を有している。この構成では、通路は環状に形成され
かつ外側並びに内側の環状壁には同じ数の渦発生器が周
方向で互いに並列されている。
【０００８】前記渦発生器は、流れ方向に延びる擦過流
動自在な３つの面を有していて、これら面の１つは屋根
面を成しかつ別の両面は側壁面を成している。側壁面
は、同じ通路壁と同一平面に位置していてかつ互いに矢
尻角αを成している。屋根面は、貫流される通路に対し
て横方向に延びるエッジによって側壁面と同様の通路壁
に接触していて、かつ、屋根面の縦方向に方向付けられ
たエッジ、つまり、流れ通路内に突入する縦方向に方向
付けられた側壁面エッジと合致する、縦方向に方向付け
られた屋根面エッジは、通路壁に対して所定の仰角θを
成して延びている。
【０００９】ハーフ・渦発生器も可能であり、この場
合、渦発生器の両側壁面の一方のみが矢尻角α／２を備
えているのに対して、他方の側壁面は直線的にしかも流
れ方向に方向付けられている。この場合、互いに向かい
合って位置するそれぞれ２つの渦発生器の接合エッジ
は、同じ半径線上に位置するか又は半分のピッチだけず
らされている。
【００１０】ヨーロッパ特許公開第０６１９４５６号明
細書による上記公知の燃料供給システムによって、極め
て短い区間で燃焼空気と燃料とを密に混合しかつ同時に
混合領域で均一な速度分布が達成されるが、この場合、
十分なフレーム安定性の達成に関しては言及されていな
い。前記燃料供給システムは、自己点火式の燃焼室のた
めに使用されるので、この場合にもフレームを安定化す
ることは不要である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ガス
状及び／又は液状の燃料を燃焼させるための予混合式バ
ーナを改良して、極めて低いＮＯX・エミッションを達
成でき、この場合、バーナが単純な幾何学形状及び確実
な運転挙動を有するようにし、更に、極めて短い区間に
おいて燃焼空気と燃料とを密に混合できると同時に、混
合領域において均一な速度分布が達成され、この場合、
このようなバーナによって、機械的な保炎器を使用する
ことなしにフレームの逆火が確実に阻止されるようにす
ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記課題は、ヨーロッパ
特許公開第０６１９４５６号明細書から公知の燃料供給
システムと協働して作業する、特許請求の範囲第１項の
上位概念に記載の形式の予混合式バーナにおいて、本発
明によれば、使用される渦発生器が、空気と燃料とを混
合した後で燃料／空気混合流に残留渦流を残存させるよ
うな渦流を発生させるようになっており、通路壁によっ
て形成された、コンスタントな高さを有する環状の主流
体通路が、渦発生器及び燃料噴射手段の下流側で、高さ
の５倍乃至２０倍範囲の長さを有しており、これに次い
で環状の主流体通路が、内側のシリンダ壁の閉鎖により
拡大されて円形の主流体通路を形成していることによっ
て解決された。
【００１３】
【発明の効果】本発明の利点は、燃料供給システムによ
って及び渦発生器の使用によって、一面では、剥離領域
なしにかつ均一な速度プロフィルで、極めて短い混合区
間において燃料と燃焼空気とを完全に強烈に混合でき、
これにより、ＮＯX・含有量を最小化するための前提条
件を生ぜしめ、また他面では、混合後燃料／空気混合気
流内に依然として存在する、渦発生器によって生ぜしめ
られる残留渦流に基づいて、再循環領域にプラスの影響
が及ぼされ、これによって、フレーム安定性が高められ
かつ環状の燃焼室における種々のバーナの横方向混合が
改善される。更に、本発明による環状の予混合式バーナ
の利点は、単純な幾何学形状を有しかつそれ故構造的に
簡単に製作可能である、ということにある。
【００１４】更に、流入するフレッシュな燃料／空気混
合気用の点火源として用いられる再循環領域を形成する
ために、環状の予混合区間の十分な長さに応じて内側の
シリンダを閉じる必要がある。このことは、有利には徐
々に又は急激に行われるので、主流体通路は徐々に拡大
されるか又は急激に環状の通路から円形通路に移行す
る。この場合、再循環領域は円形横断面で形成される。
【００１５】デルタ翼タイプのハーフ・渦発生器が使用
されると、有利であり、この場合、渦発生器は、擦過流
動自在な３つの面を有していて、この面は、流れ方向に
延びかつ前記面の１つは屋根面をかつ別の両面は側壁面
を成しており、前記側壁面は同じ通路壁と同一平面に位
置していてかつ一方の側壁面は半分の矢尻角を備えてい
るのに対して、他方の側壁面は直線的にしかも流れ方向
に方向付けられており、前記屋根面は、貫流される環状
の通路に対して横方向に延びるエッジによって側壁面と
同じ通路壁に接触しており、流れ通路内に突入する縦方
向に方向付けられた側壁面エッジと合致する、縦方向に
方向付けられた屋根面エッジは、通路壁に対して所定の
仰角を成して延びている。
【００１６】周方向で互いに並列した前記形式の渦発生
器を使用する場合、全てが同じ回転方向を有する渦流が
組合わされて、大きな回転する渦流が形成される。
【００１７】更に、予混合式バーナ内に、厚みの僅かな
ほぼ直角三角形形状を有する渦発生器が配置されると、
有利である。この場合、擦過流動される三角形の両側壁
面は、互いに平行に延びていてかつ屋根面と共に接合面
を有しており、この場合、屋根面はエッジによってかつ
接合面はエッジによって両側壁面と同じ通路壁に接触し
ている。
【００１８】互いに向かい合って位置する２つの渦発生
器がそれぞれ半分のピッチだけずらされるように、渦発
生器が両シリンダ壁の周方向に亘って均一に分配されて
配置される場合には、旋回流方向は互いに向かい合って
位置する渦発生器において同じでありかつ主流体は極め
て大きな旋回流を生ぜしめ、この旋回流は、燃料との完
全な混合に役立ち、また、フレームを安定化させるため
の残留渦流を提供する。
【００１９】
【発明の実施の形態】図面では、本発明を理解するため
に重要な構成要素のみを図示している。本発明にとって
重要ではない構成要素、例えば、ケーシング、固定手段
及び導管案内手段は、図示されてない。作業媒体の流れ
方向は、矢印で示されている。
【００２０】次に第１図乃至第１０図による実施例に基
づき本発明を説明する。
【００２１】第１図では縦断面図で、本発明による環状
の予混合式バーナの可能な実施例を図示している。予混
合式バーナはほぼ、互いに異なる直径を有する２つのシ
リンダから成っていて、このシリンダは、内側のシリン
ダ壁２１ａと外側のシリンダ壁２１ｂとが環状の通路２
０を制限するように、互いに同心的に配置されている。
環状の通路２０の入口範囲には、渦発生器９が配置され
ていて、この渦発生器の形状及び作用形式は下記に詳述
する。
【００２２】環状の通路２０は、コンスタントな高さＨ
を有している。更に、環状の通路２０は、渦発生器の下
流側で、高さＨの５倍乃至２０倍範囲の長さＬを有しか
つ燃焼空気１及びガス状の燃料２用の予混合区間を形成
している。導管３により、渦発生器の直ぐ下流側でガス
状の燃料２が、外側のシリンダ壁２１ｂ内の開口４を介
して二次流体として環状の通路２０の主流体内に噴射さ
れかつ燃焼空気１と混合される。ガス状の燃料２の供給
は、当然、内側のシリンダ壁２１ａにおいてももしくは
最良には両シリンダ壁２１ａ，２１ｂにおいても行うこ
とができる（第１図下側の部分図参照）。
【００２３】第１図で図示の変化実施例では、予混合区
間の後方で内側のシリンダ壁２１ａは徐々に閉じられて
いるので、内側のシリンダは円錐尖頭によって閉じられ
ている。外側のシリンダ壁２１ｂは、まず円錐尖頭の範
囲で同様に狭められ、次いで、円形の横断面に移行し、
この円形の横断面において、到達するフレッシュな燃料
・空気混合気用の点火源として用いられる再循環領域を
形成する。
【００２４】第２図では、環状の予混合式バーナの別の
変化実施例が図示されている。この場合第１図とは異な
って、内側のシリンダは、十分な長さの予混合区間（長
さＬはほぼ通路高さＨの５倍乃至２０倍）の後方で急激
に閉じられているので、環状の通路２０から再循環領域
２２を形成する円形通路への移行は突発的に行われる。
この場合、ガス状の燃料２は、渦発生器９の直ぐ下流側
で内側及び外側のシリンダに設けられた環状の燃料供給
導管５の開口を介して、二次流体として、渦発生器９に
よって渦流化された主流体内に供給されかつ空気と強烈
に混合される。
【００２５】第３図では、予混合式バーナの第３実施例
が図示されている。この場合にも上記実施例におけるよ
うに、環状の通路内２０内に渦発生器９が配置されてい
て、この渦発生器９を介して、渦発生器９の直ぐ下流側
でガス状の燃料が噴射される前に、燃焼空気１が主流体
として案内されて、渦流化される。渦流化効果（vortex
effect）を増強するために、渦発生器９の上流側で環
状の通路２０内に偏向ブレード８が配置されている。同
じ効果は、主流体が接線方向のスリット（図示せず）を
介して環状の通路２０内に達しかつこれによって接線方
向の速度成分が得られる場合に、達成される。
【００２６】この実施例でも内側のシリンダは徐々に閉
じられているが、円錐尖頭を成して閉じられているので
はなく、半円球を成して閉じられている。内側のシリン
ダ内には、液状の燃料７を供給するための導管６が配置
されている。この液状の燃料は、燃焼空気１及びガス状
の燃料２用の予混合区間の端部で、内側のシリンダの半
球状の端部内に配置されたノズルからバーナの円形の横
断面内に噴射される。
【００２７】当然、図示されてない別の実施例におい
て、環状の通路２０内にガス状の燃料２を噴射する代わ
りに、液状の燃料７を例えば燃料ランス（fuel lance）
を介して導入しかつ環状の通路２０内で渦発生器９によ
って渦流化された空気と混合することができる。
【００２８】環状の通路２０内に取り付けられた渦発生
器９は異なる形状を有している。本発明にとって重要な
ことは、再循環領域を用いずに縦渦流を生ぜしめかつこ
れによって、極めて短い区間内で燃焼空気と燃料との完
全な混合を可能にし、他面混合後内側のシリンダの後方
部分に沿って存在する流れ内に残留渦流を残すことが、
重要である。この残留渦流は、再循環領域に影響を及ぼ
しかつ一面では高いフレーム安定性を生ぜしめ、他面で
は環状燃焼室内での種々のバーナの最良の横方向混合
（transverse mixing）に寄与する。
【００２９】上述の実施例で概略的に示された渦発生器
９は、ハーフ・デルタ翼（第４図参照）として構成され
ている。即ち、渦発生器９は、擦過流動自在な３つの面
１０，１１，１２を有し、この面は、流れ方向に延びて
いてかつ前記面の１つは屋根面１０をかつ別の両面は側
壁面１１，１３を成しており、側壁面１１，１３は、同
じ通路壁１３と同一平面に位置していて、かつ、側壁面
１１は矢尻角α／２を備えているのに対して、別の側壁
１３は直線的でかつ流れ方向に方向付けられており、屋
根面１０は、貫流される通路２０に対して横方向に延び
るエッジ１５によって、側壁面１１，１３と同じ通路壁
２１に接触している。流れ通路内に突入する縦方向に方
向付けられた側壁面１１，１３のエッジと合致する、屋
根面１１，１３の縦方向に方向付けられたエッジ１２，
１４は、通路壁２１に対して所定の仰角θを成して延び
ている。両側壁面１１，１３は、互いに接合エッジ１６
を有し、この接合エッジは、屋根面１０の縦方向に方向
付けられたエッジ１２，１４と協働して先端部１８を形
成していて、この場合、接合エッジは、湾曲した通路壁
２１の半径線内で延びている。この場合、屋根面１０の
縦方向に方向付けられたエッジ１２，１４及び／又は接
合エッジ１６は、少なくともほぼシャープに形成されて
いる。
【００３０】第４図乃至第６図では、太い矢印で示され
た主流体によって貫流される本来の通路は、図示されて
いない。
【００３１】第４図で図示の渦発生器９の接合エッジ１
６が、渦発生器９の下流側のエッジを成しかつ貫流され
る通路２０に対して横方向に延びる屋根面１０のエッジ
１５が、最初に主流体によって負荷されるエッジである
と、有利である。それというのも、これによって特に良
好に渦流が形成されるからである。
【００３２】渦発生器９の作用形式は以下の通りであ
る。
【００３３】半分の矢尻角α／２を備えた側壁面１１の
エッジ１４を擦過流動した場合には、主流体は渦流に変
換され、渦流の軸線は主流体の軸線内に位置する。主流
体の流れ方向に方向付けられた直線的な側壁面１３で
は、渦流は発生しないので、強制的に流れに旋回流が生
ぜしめられかつ渦流中立領域は提示されない。渦発生器
９の直ぐ下流で燃料が上記のように二次流体として主流
体内に導入された場合には、燃焼空気１と燃料２との強
烈な混合が生ぜしめられる。
【００３４】第５図では、本発明による予混合式バーナ
のために使用される、渦発生器９ａの別の実施例が図示
されている。渦発生器９ａはほぼ、厚みの僅かな直角三
角形の形状を有し、この場合、擦過流動される両三角形
の側壁面１１，１３は、互いに平行に延びかつ屋根面１
９と共に接合面１９を有していて、この場合、屋根面１
０はエッジ１５によってかつ接合面１９はエッジ１７に
よって両側壁面１１，１３と同じ通路壁に接触していて
かつ側壁面１１，１３は到達する空気の主流体方向と角
度βを成している。
【００３５】屋根面１０は、凹面状又は凸面状に湾曲す
ることができる。このことの利点は、直線的な屋根面を
有する渦発生器に比して、僅かな圧力勾配で同じ渦流強
度を発生できる、ということにある。渦発生器９ａの別
の利点は、例えば薄い薄板の打抜き加工によって極めて
簡単に製作できるということにある。渦発生器９ａにお
ける屋根面１０の幅は極めて僅かであるので、事実上渦
流形成は一方の側でのみ行われかつ燃料／空気混合気形
成にプラスの影響を及ぼす極めて大きな渦流が生ずる。
【００３６】第６図では、第５図で図示の渦発生器９ａ
の変化実施例が図示されている。この場合、両側壁面１
１，１３は直角三角形の形状を有するのではなく、台形
状に形成されている。この渦発生器９ａも渦流発生のた
めに著しく適している。
【００３７】第７図乃至第１０図では、予混合式バーナ
の環状の通路２０内の渦発生器９もしくは渦発生器９ａ
の種々の配置形式を図示している。
【００３８】第７図では、第４図による渦発生器９が、
内側のシリンダ壁２１ａ並びに外側のシリンダ壁２１ｂ
に配置されている。渦発生器は、ほぼ通路高さＨ全体を
満たす高さｈを有している。
【００３９】第８図では、内側のシリンダ壁２１ａに配
置された渦発生器９は、外側のシリンダ壁２１ｂに配置
された渦発生器よりも小さく形成されていて、その高さ
ｈはほぼＨ／２であるのに対して、外側の渦発生器９の
高さｈは通路高さＨに等しい。異なる幾何学形状の渦発
生器９の使用によって、異なる強度の渦流が生ぜしめら
れ、このことは、フレームを安定させるために必要な残
留渦流に有利な作用を及ぼす。
【００４０】第９図では、第６図による幾何学形状を有
する渦発生器９ａの配置形式を図示している。渦発生器
の高さｈは通路高さＨに等しく、即ち、渦発生器は通路
高さＨ全体を満たす。この場合、屋根面１３の平らに形
成された部分は、内側のシリンダ壁２１ａに隣接する。
発生する渦流は矢印で示されている。
【００４１】更に、第１０図では、環状の通路２０にお
ける第５図による渦発生器９ａの配置形式を図示してい
る。渦発生器９ａは、内側のシリンダ壁２１ａ並びに外
側のシリンダ壁２１ｂに、例えば溶接されて、配置され
ている。向かい合って位置する２つの渦発生器９ａは、
それぞれ半分のピッチだけ互いに周方向にずらされてい
るので、旋回流方向は内外同じでありかつ渦流は加算さ
れて所望のように大きな渦流を形成し、この渦流は、空
気と燃料とを完全に混合するために並びにこれに関連し
て残留渦流としてフレームを安定させるのに寄与する。
【００４２】予混合式バーナは、有利には、部分負荷の
際の運転のために適している。それというのも、バーナ
の幾何学形状に基づき問題なく、パイロットガスもしく
は二次ガスを直接再循環領域内に噴射できるからであ
る。これによって、バーナの安定限界が拡大される。
【００４３】本発明によるバーナでは逆火の危険は生じ
ない。それというのも、混合領域で高い流れ速度が支配
しかつ上述の渦発生器タイプの選択によって混合領域に
おいて再循環領域が生じないからである。更に、本発明
による多数の予混合式バーナによって難なく環状燃焼室
を運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による予混合式バーナの縦断面図。
【図２】予混合式バーナの第２実施例の部分縦断面図。
【図３】予混合式バーナの第３実施例の部分縦断面図。
【図４】デルタ翼タイプのハーフ・渦発生器の斜視図。
【図５】渦発生器の別の実施例の斜視図。
【図６】渦発生器の別の実施例の斜視図。
【図７】環状の通路における第４図による渦発生器の配
置形式を示す図。
【図８】環状の通路における第４図による渦発生器の別
の配置形式を示す図。
【図９】環状の通路における第６図による渦発生器の配
置形式を示す図。
【図１０】環状の通路における第５図による渦発生器の
配置形式を示す図。
【符号の説明】
１ 燃焼空気 ２ ガス状の燃料 ３，６ 導管 ４ 開口 ５ 燃料供給導管 ７ 液状の燃料 ８ 偏向ブレード ９，９ａ 渦発生器 １０ 屋根面 １１，１３ 側壁面 １２，１４ 縦縁 １５，１７ エッジ １６ 接合エッジ １８ 先端部 １９ 接合面 ２０ 環状の通路 ２１ａ，２１ｂ シリンダ壁 ２２ 再循環領域 α 矢尻角 β 主流体方向と側壁面との角度 θ 仰角 ｈ 渦発生器の高さ Ｈ 環状の通路の高さ Ｌ 環状の通路の長さ

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料供給システムと協働して作業する、
    ガス状及び／又は液状の燃料を燃焼させるための予混合
    式バーナであって、燃料が、二次流体として、通路を案
    内されるガス状の主流体内に噴射され、この場合、二次
    流体が、主流体よりも著しく僅かな質量流を有してお
    り、貫流される予混合通路（２０）が、環状に形成され
    ていてかつ内側のシリンダ壁（２１ａ）及び外側のシリ
    ンダ壁（２１ｂ）によって制限されており、主流体が、
    再循環領域を用いずに縦渦流を発生させる渦発生器
    （９，９ａ）を介して案内され、該渦発生器の多数が、
    環状の通路（２０）の周方向に亘って少なくとも１つの
    通路壁（２１）に並べて配置されており、渦発生器
    （９，９ａ）の直ぐ下流で内側のシリンダ壁（２１ａ）
    及び／又は外側のシリンダ壁（２１ｂ）に、燃料を噴射
    するための手段が配置されている形式のものにおいて、
    渦発生器（９，９ａ）が、空気と燃料とを完全に混合し
    た後で燃料／空気混合気流に残留渦流を残存させるよう
    な渦流を発生させるようになっており、通路壁（２１ａ
    ，２１ｂ）によって形成された、コンスタントな高さ
    を有する環状の主流体通路（２０）が、渦発生器（９）
    及び燃料噴射手段の下流側で、高さ（Ｈ）の５倍乃至２
    ０倍範囲の長さ（Ｌ）を有しており、これに次いで環状
    の主流体通路（２０）が、内側のシリンダ壁（２１ａ
    ）の閉鎖により拡大されて円形の主流体通路を形成し
    ていることを特徴とする、ガス状及び／又は液状の燃料
    を燃焼させるための予混合式バーナ。
  2. 【請求項２】 主流体通路が徐々に拡大されている、請
    求項１記載の予混合式バーナ。
  3. 【請求項３】 主流体通路が急激に拡大されている、請
    求項１記載の予混合式バーナ。
  4. 【請求項４】 渦発生器（９）が、擦過流動自在な３つ
    の面（１０，１１，１２）を有していて、該面が、流れ
    方向に延びかつ前記面の１つが屋根面（１０）をかつ別
    の両面が側壁面（１１，１３）を成しており、該側壁面
    （１１，１３）が、同じ通路壁（２１）と同一平面に位
    置していてかつ一方の側壁面（１１）が、半分の矢尻角
    （α／２）を備えているのに対して、他方の側壁面（１
    ３）が、直線的にしかも流れ方向に方向付けられてお
    り、前記屋根面（１０）が、貫流される通路（２０）に
    対して横方向に延びるエッジ（１５）によって、側壁面
    （１１，１３）と同じ通路壁（２１）に接触しており、
    流れ通路内に突入する縦方向に方向付けられた側壁面エ
    ッジと合致する、縦方向に方向付けられた屋根面エッジ
    （１２，１４）が、通路壁（２１）に対して所定の仰角
    （θ）を成して延びている、請求項１記載の予混合式バ
    ーナ。
  5. 【請求項５】 両側壁面（１１，１３）が、縦方向に方
    向付けられた屋根面エッジ（１２，１４）と協働して先
    端部（１８）を形成する接合エッジ（１６）を互いに有
    しており、接合エッジが、湾曲した通路壁（２１）の半
    径線内で延びている、請求項４記載の予混合式バーナ。
  6. 【請求項６】 接合エッジ（１６）及び／又は縦方向に
    方向付けられた屋根面エッジ（１２，１４）が、少なく
    ともほぼシャープに形成されている、請求項４記載の予
    混合式バーナ。
  7. 【請求項７】 接合エッジ（１６）が、渦発生器（９）
    の下流側のエッジを成していてかつ貫流される通路（２
    ０）に対して横方向に延びる屋根面エッジ（１５）が、
    最初に主流体で負荷されるエッジを成している、請求項
    ６記載の予混合式バーナ。
  8. 【請求項８】 渦発生器（９ａ）が、厚みの薄いほぼ直
    角三角形形状を有しており、擦過流動される三角形の両
    側壁面（１１，１３）が、互いに平行に延びていてかつ
    屋根面（１０）と協働して接合面（１９）を有してお
    り、屋根面（１０）がエッジ（１５）によってかつ接合
    面（１９）がエッジ（１７）によって両側壁面（１１，
    １３）と同じ通路壁に接触しており、側壁面（１１，１
    ３）が、到達する空気の主流体方向と所定の角度（β）
    を成している、請求項１記載の予混合式バーナ。
  9. 【請求項９】 渦発生器（９ａ）の側壁面（１１，１
    ３）が、台形状に形成されている、請求項８記載の予混
    合式バーナ。
  10. 【請求項１０】 屋根面（１０）が凹面状又は凸面状に
    形成されている、請求項８記載の予混合式バーナ。
  11. 【請求項１１】 接合面（１９）が、渦発生器（９ａ）
    の下流側の面を形成していてかつ貫流される通路（２
    ０）に対して横方向に延びる屋根面エッジ（１５）が、
    最初に主流体で負荷されるエッジを成している、請求項
    ８又は９記載の予混合式バーナ。
  12. 【請求項１２】 渦発生器（９，９ａ）の高さ（ｈ）
    が、通路（２０）の高さ（Ｈ）に等しく形成されてい
    る、請求項４又は８又は９記載の予混合式バーナ。
  13. 【請求項１３】 内側の通路壁（２１ａ ）及び外側の
    通路壁（２１ｂ）に、同じ数の渦発生器（９，９ａ）が
    配置されており、互いに向かい合って位置するそれぞれ
    ２つの渦発生器（９，９ａ）が、半分のピッチだけずら
    されて配置されている、請求項４又は９記載の予混合式
    バーナ。
  14. 【請求項１４】 内側の通路壁（２１ａ ）及び外側の
    通路壁（２１ｂ）に、同じ数の渦発生器（９，９ａ）が
    配置されており、内側及び外側の渦発生器（９，９ａ）
    が、異なる幾何学形状を有している、請求項４又は９記
    載の予混合式バーナ。
  15. 【請求項１５】 ガス状の燃料が、渦発生器（９，９
    ａ）の下流側で、内側及び／又は外側の通路壁（２１ａ
    ，２１ｂ）内の開口を介して供給される、請求項１記
    載の予混合式バーナ。
  16. 【請求項１６】 液状の燃料が、渦発生器（９，９ａ）
    の下流側に配置されたランスを介して噴射される、請求
    項１記載の予混合式バーナ。
  17. 【請求項１７】 付加的に液状の燃料が、内側のシリン
    ダの端部で噴射される、請求項１５又は１６記載の予混
    合式バーナ。
JP8311897A 1995-11-23 1996-11-22 ガス状及び／又は液状の燃料を燃焼させるための予混合式バーナ Pending JPH09170729A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100988836B1 (ko) * 2008-05-16 2010-10-20 이재랑 업소용 가스버너
JP2014514521A (ja) * 2011-01-20 2014-06-19 カスケード デザイン，インク． 燃料および酸化剤を同時に計量するための燃料および酸化剤の複合型計量ジェット、システムおよび方法

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0924459A1 (de) * 1997-12-17 1999-06-23 Asea Brown Boveri AG Verfahren und Vorrichtung zum Eindüsen eines Brennstoff-Flüssigkeitsgemisches in die Brennkammer eines Brenners
US6672862B2 (en) 2000-03-24 2004-01-06 North American Manufacturing Company Premix burner with integral mixers and supplementary burner system
WO2003098110A1 (de) * 2002-05-16 2003-11-27 Alstom Technology Ltd Vormischbrenner
DE10250208A1 (de) * 2002-10-28 2004-06-03 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Vorrichtung zur Flammenstabilisierung für mager vorgemischte Brenner für Flüssigbrennstoff in Gasturbinenbrennkammern mittels Turbolatorelementen im Hauptstrom
US7520272B2 (en) * 2006-01-24 2009-04-21 General Electric Company Fuel injector
US20070249738A1 (en) * 2006-04-25 2007-10-25 Haynes Joel M Premixed partial oxidation syngas generator
EP2096033B1 (en) * 2006-11-28 2018-05-23 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Method and system for supplying conditioned air in airplane
US20080302351A1 (en) * 2007-06-06 2008-12-11 Hunter Donald O Gas-Fired Portable Heater
CN102853426B (zh) * 2012-09-29 2014-11-26 宋涛 预混式合金纤维灶头
US9285120B2 (en) 2012-10-06 2016-03-15 Coorstek, Inc. Igniter shield device and methods associated therewith
EP2725302A1 (en) * 2012-10-25 2014-04-30 Alstom Technology Ltd Reheat burner arrangement
WO2015134009A1 (en) * 2014-03-05 2015-09-11 Siemens Aktiengesellschaft Gas turbine engine with compressor exhaust flow static mixing system
US10222059B2 (en) * 2016-08-16 2019-03-05 Preferred Utilities Manufacturing Corporation Apparatus for reducing emissions when burning various fuels
WO2018122574A1 (en) * 2016-12-29 2018-07-05 I.C.I. Caldaie S.P.A. Boiler for generating hot water or steam
RU181834U1 (ru) * 2018-04-24 2018-07-26 Виктор Николаевич Бирюков Устройство для сжигания газа
KR20220153655A (ko) * 2020-03-31 2022-11-18 지멘스 에너지 글로벌 게엠베하 운트 코. 카게 버너의 버너 구성요소 및 이러한 유형의 버너 구성요소를 갖는 가스 터빈의 버너
EP3889506A1 (de) * 2020-03-31 2021-10-06 Siemens Aktiengesellschaft Brennerkomponente eines brenners und brenner einer gasturbine mit einer solchen
WO2023030610A1 (de) * 2021-08-31 2023-03-09 Ammann Schweiz Ag Gasbefeuerter brenner, insbesondere für eine trockentrommel einer asphaltmischanlage

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3958416A (en) * 1974-12-12 1976-05-25 General Motors Corporation Combustion apparatus
FR2316540A2 (fr) * 1975-02-28 1977-01-28 Heurtey Efflutherm Procede et dispositif d'evaporation et d'oxydation thermique d'effluents liquides et de dechets solides sous forme pulverulente
GB2097113B (en) * 1981-04-22 1985-09-18 Gen Electric Low nox combustor
DE3663189D1 (en) * 1985-03-04 1989-06-08 Siemens Ag Burner disposition for combustion installations, especially for combustion chambers of gas turbine installations, and method for its operation
DE3512702A1 (de) * 1985-04-09 1986-10-09 Martin 6349 Mittenaar Gabriel Brenner fuer fluessige und gasfoermige brennstoffe an einem heizungskessel
CH674561A5 (ja) * 1987-12-21 1990-06-15 Bbc Brown Boveri & Cie
DE3835354A1 (de) * 1988-10-17 1990-04-19 Funk A Bergbau Huettenkombinat Hochleistungsgasbrenner
CH687832A5 (de) * 1993-04-08 1997-02-28 Asea Brown Boveri Brennstoffzufuehreinrichtung fuer Brennkammer.
CH687269A5 (de) * 1993-04-08 1996-10-31 Abb Management Ag Gasturbogruppe.
EP0619133B1 (de) * 1993-04-08 1996-11-13 ABB Management AG Mischkammer
US5518395A (en) * 1993-04-30 1996-05-21 General Electric Company Entrainment fuel nozzle for partial premixing of gaseous fuel and air to reduce emissions
US5351477A (en) * 1993-12-21 1994-10-04 General Electric Company Dual fuel mixer for gas turbine combustor
DE19507088B4 (de) * 1995-03-01 2005-01-27 Alstom Vormischbrenner

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100988836B1 (ko) * 2008-05-16 2010-10-20 이재랑 업소용 가스버너
JP2014514521A (ja) * 2011-01-20 2014-06-19 カスケード デザイン，インク． 燃料および酸化剤を同時に計量するための燃料および酸化剤の複合型計量ジェット、システムおよび方法

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EP0775869A2 (de) 1997-05-28
DE59607621D1 (de) 2001-10-11
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EP0775869A3 (de) 1998-03-11

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