JPH11223306A

JPH11223306A - 熱発生器を稼働するためのバーナ

Info

Publication number: JPH11223306A
Application number: JP10331320A
Authority: JP
Inventors: Klaus Dr Doebbeling; デベリングクラウス; Hans Peter Knoepfel; ペータークネプフェルハンス; Thomas Ruck; ルックトーマス
Original assignee: ABB RES Ltd
Current assignee: ABB RES Ltd
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1998-11-20
Publication date: 1999-08-17
Anticipated expiration: 2018-11-20
Also published as: JP4130716B2; DE59710380D1; ATE244380T1; EP0918191A1; EP0918191B1; US6155820A

Abstract

(57)【要約】【課題】接線方向の燃焼空気流流入通路を備えたスワ
ール発生器と、少なくとも１種類の燃料を前記燃焼空気
流内に噴射する手段とを有し、前記スワール発生器の下
流に配置された混合区分が、流れ方向で第１の部分内
で、スワール発生器内の流れを混合管に移行させる多数
の移行通路を有し、前記混合管は前記移行通路に下流側
で後置接続されている、熱発生器を稼働するためのバー
ナを改良して、低カロリーの燃料を使用した場合に良好
な混合が得られ、最小の有害物質エミッション及び最大
の効率が得られるようにする。【解決手段】接線方向の流入通路１０１ｂ〜１０４ｂ
と作用接続した、ほぼ平行に延びる、燃料ガイド用の第
２の通路１２１〜１２４が配置され、これらの第２の通
路１２１〜１２４は、接線方向の流入通路１０１ｂ〜１
０４ｂがスワール発生器１００の内室１１８内に移行す
る移行部の上流で間隔を保って終わっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱発生器を稼働す
るためのバーナであって、燃焼空気流のための、接線方
向に作用する少なくとも２つの流入通路を備えたスワー
ル発生器と、少なくとも１種類の燃料を前記燃焼空気流
内に噴射するための手段とから主に成っており、前記ス
ワール発生器の下流に混合区分が配置されていて、該混
合区分が、流れ方向で見て第１の部分内で、スワール発
生器内に形成された流れを混合管に移行させるための多
数の移行通路を有していて、この混合管は前記移行通路
の下流でこの移行通路に後置接続されている形式のもの
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ヨーロッパ特許公開第０７８０６２９号
明細書によれば、流入側がスワール発生器より成ってい
るバーナが公知である。この場合、このスワール発生器
内に形成された流れはスムーズに混合区分内に移行す
る。これは、このために混合区分の始端部に形成され
た、流れの幾何学形状（流れのジオメトリー;flow geom
etry）によって行われる。この流れの幾何学形状は複数
の移行通路より成っていて、これらの移行通路は、区域
的に、スワール発生器の作用する部分体の数に応じて、
混合区分をカバーし、流れ方向で螺旋状に延びている。
この移行通路の下流側で混合区分は多数の層膜流形成孔
を有しており、これらの層膜流形成孔（prefilming bor
e)は、管壁部に沿って流れ速度を高めることを保証す
る。次いで、燃料室が続いており、この場合、混合区分
と燃焼室との間の移行部は、横断面増大部によって形成
され、この横断面増大部の平面内に逆流ゾーン又は逆流
バブルが形成される。従ってスワール発生器内のスワー
ル強さは、渦流の崩壊が混合区分内ではなく、さらに下
流で、上述のように横断面増大部の領域内で行われるよ
うに、選定される。ここでは、スワール発生器は予混合
区分の機能を果たす。スワール発生器は、流れ方向で互
いに入り込んでいる中空円錐形の少なくとも２つの部分
体より成っており、この場合、各部分体のそれぞれの長
手方向左右対称軸線は互いにずらされて延びている。そ
れによって、部分体の隣接し合う壁部は、その流れ方向
の延長部で、燃焼空気流のための接線方向の流入通路を
形成しており、この場合、部分体によって形成された内
室内に少なくとも１つの燃料ノズルが作用する。

【０００３】このようなバーナは、それ以前に公知の従
来技術のものに対して、火炎安定性の強化、低い有害物
質排出、低い振動、完全な燃焼、広い運転範囲、異なる
バーナ間の良好なクロスイグニッション（cross-igniti
on横方向点火）、コンパクトな構造、改善された混合等
に関連して著しい改良が保証されてはいるが、燃料ノズ
ルによって、空気流入通路に沿って、低い発熱量を有す
る燃料いわゆる低カロリー燃料つまりＭＢＴＵガス及び
ＬＢＴＵガスを噴射する際に、ガス予圧が著しく上昇す
ることが分かっている。これは、装置ここではガスター
ビンの最も低い効率において生じる。さらにまた、この
ような燃料は高いＨ_２及びＣＯ成分を含有しているの
で、火炎速度が著しく高くなり、ひいては火炎がバーナ
内にフラッシュバック（逆火）する危険性がある。この
ような状況においては、バーナは拡散モードに移行し、
従って必然的に高いＮＯ_ｘエミッションを発生させるこ
とになる。しかも、バーナが過熱されるか、又はバーナ
の部分が焼失してしまう内在的な危険性がある。従っ
て、従来技術に属するバーナにおいては、燃料はできる
だけ下流の離れた位置で噴射され、それによって火炎が
上流にフラッシュバックしないようになっている。しか
しながらこの場合むしろ、燃料は蒸気又は窒素によって
希釈され、どちらの場合でも効率の低下を招くことにな
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、冒頭に述べた形式のバーナにおいて、低カロリーの
燃料を使用した場合に良好な混合が得られ、最小の有害
物質エミッション及び最大の効率が得られるような手段
を講じることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決した本発
明によれば、少なくとも１つの接線方向の流入通路と作
用接続した、燃料をガイドするための平行又はほぼ平行
に延びる第２の通路が配置されており、燃料をガイドす
るこれらの第２の通路は、接線方向の流入通路がスワー
ル発生器の内室内に移行する移行部の上流で間隔を保っ
て終わっている。

【０００６】本発明によれば、スワール発生器は、空気
流入通路の他に、有利には通路として構成された独立し
た第２の燃料供給部を有しており、この第２の燃料供給
部を通って低カロリーの燃料が供給されるようになって
いる。この低カロリーの燃料は、適当な形式で燃料空気
流に混合される。つまり、２つの媒体がスワール発生器
のさらに内室内に流入する前にこれら２つの媒体が部分
混合されるようになっている。

【０００７】

【発明の効果】本発明の主要な利点は、本発明によるバ
ーナがどのような燃料のためにも使用できるという点に
ある。本発明によるバーナが例えば液状の燃料によって
稼働される場合には、有利な形式でヘッド側に配置され
たノズルが使用される。このノズルの運転形式は、冒頭
で挙げた従来技術の明細書に記載されている。高熱量の
ガス状の燃料で稼働される場合には、内室への移行部に
おける接線方向の流入通路に沿って配置された燃料ノズ
ルが使用される。低熱量の燃料を使用する場合には、本
発明による拡張が用いられる。このような、低カロリー
燃料によるバーナの運転の拡張は可能である。何故なら
ば低カロリー燃料を、燃焼空気内に噴射することは、ス
ワール発生器の内室に通じる移行部の上流の区分で行わ
れるからである。

【０００８】本発明によれば、低カロリー燃料と燃焼空
気との間の良好な部分混合が保証される。

【０００９】本発明の別の利点は、燃料が等速で(isoki
netic)で噴射され、それによって噴射された燃料と燃焼
空気流との間の高い乱流発生が避けられ、ひいては火炎
の逆火つまりフラッシュバック(flaschback)が持続的に
抑制されるという点にある。

【００１０】本発明の課題の解決策の有利な変化例は、
従属請求項に記載されている。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
示した実施例を用いて詳しく説明する。

【００１２】図面では、本発明を理解するために直接重
要でない部材は省かれている。異なる図面において同一
の部材には同一の符号が記されている。媒体の流れ方向
は矢印で示されている。

【００１３】図１には、バーナの全体構造が示されてい
る。まずスワール発生器１００が作動する。このスワー
ル発生器１００の構成は図２に詳しく記載されている。
このスワール発生器１００で形成されたスワール流つま
り渦流は、スワール発生器の下流に設けられた移行部幾
何学形状を介して、このゾーン内で剥離範囲が形成され
ないようにスムーズに移行部材２００に移行する。

【００１４】次に図２を用いてスワール発生器１００を
詳しく説明する。このスワール発生器１００は、４つの
中空円錐形の部分体１０１，１０２，１０３，１０４
（図２参照）より成っており、これらの中空円錐形の部
分体は、互いにずらされていてしかも互いに入り込んで
いる。それぞれの中心軸線１０１ａ〜１０４ａ（図２参
照）が互いにずらされていることによって、それぞれの
側に接線方向の流入通路１０１ｂ〜１０４ｂ（図２参
照）が形成され、これらの流入通路を通って、燃焼空気
１１５がスワール発生器１００の内室１１８内に流入す
る。図示の部分体１０１〜１０４の円錐形形状は、流れ
方向で見て所定の角度を有している。勿論、運転条件に
応じて、部分体１０１〜１０４は、流れ方向で次第に大
きくなるか又は小さくなる、トランペット状若しくはチ
ューリップ状の円錐形角度を有していてもよい。トラン
ペット状若しくはチューリップ状の形状は、当業者によ
って容易に考えられるので、図面に示されていない。部
分体１０１〜１０４は、円筒形の始端部を有しており、
この始端部の形状は図５に詳しく記載されている。勿
論、スワール発生器１００を純粋に円錐形に、つまり円
筒形の始端部なしで構成することもできる。部分体１０
１〜１０４は、それぞれ１つの、内方にずらされた、同
様に接線方向にガイドされた通路１２１，１２２，１２
３，１２４（図２も参照）も有しており、これらの通路
を通じて、ガス状の燃料１１７がガイドされる。このガ
ス状の燃料１１７は、それぞれ軸方向に延びる流入スリ
ット１３１（部分体１０１〜１０４が延びる方向に対し
て平行又はほぼ平行に延びている）を介して、燃焼空気
をガイドする接線方向の流入通路１０１ｂ〜１０４ｂ内
に噴射される。この流入スリット１３１の流過横断面及
び形状は、供給しようとする燃料１１７の圧力及び量に
合わされている。２つの流れつまり燃焼空気１１５とガ
ス状の燃料１１７とは、第１の混合まで（これらの流れ
が内室１１８内に流入する手前で形成される）独自にガ
イドされる。この場合、燃料１１７は、燃料空気１１５
と、接線方向の流入通路１０１ｂ〜１０４ｂが内室１１
８内に移行する移行部の上流で所定の間隔を保って位置
で混合される。それによって、２つの媒体気は、内室１
１８内に侵入するまで前もって予混合される。これは構
造的に、燃料をガイドする通路１２１〜１２４がそれぞ
れの部分体１０１〜１０４に独自のガイドとして設けら
れていることによって得られる。その混合平面までに至
る２つの流れ若しくは媒体（１１５，１１７）の貫流開
口は、ほぼ一様な質量流の貫流を許容するように構成さ
れている。これは、バーナがＬＢＴＵガス又はＭＢＴＵ
ガスによって稼働される場合には常に必要である。ガス
状の燃料１１７は、ガスをガイドする通路１２１〜１２
４から、前述のように、流入スリット１３１を介して燃
焼空気流１１５の内側において流れる。混合面は、前述
のように、接線方向の流入通路１０１ｂ〜１０４ｂが内
室１１８に移行する移行部の上流に所定の間隔を保って
配置されている。それによって内室１１８内には予混合
された混合気１３０が流入する。勿論、燃焼空気１１５
と燃料１１７との流れガイドは、互いに入れ替えて配置
してもよい。これら２つの流れ若しくは媒体の混合は、
内室１１８内に侵入する前に、交互に生じるせん断力に
よって行われ、これによって非常に集中的な部分混合が
得られる。次いで、スワール発生器１００内にさらに延
びる予混合区分は、燃焼空気１１５と燃料１１７との間
の最適な均質な混合を最終的に準備するためのものであ
る。燃焼空気１１５は付加的に予加熱されるか又は、戻
し案内された排ガスによって濃縮若しくは富化されるの
で、これは、２つの流体（１１５，１１７）の混合程度
を持続的に補助する。接線方向の流入通路の円錐角度及
び幅に関連した円錐形の部分体１０１〜１０４の構造に
おいて、狭い限界に維持しなければならない。それによ
って、スワール発生器１００の出口において混合気の所
望の流れフィールドが調節できる。

【００１５】スワール発生器１００はさらに、中央の燃
料ノズル１０５を備えており、この燃料ノズル１０５は
ヘッド段として働く。有利な形式でこの燃料ノズルは、
液状の燃料１０６によって駆動される。このノズルをガ
ス状の燃料によって駆動することも可能である。液状の
燃料１０６をノズル１０５を介して供給することによっ
て、円錐形中空室１１８内に円錐形の燃料噴射プロフィ
ール１０７が形成され、この燃料噴射プロフィールは、
接線方向でスワール流を伴って流入する燃焼空気１１５
によって取り囲まれる。流入する燃料空気１１５は、前
記混合気１１５／１１７によって置き換えられる。濃縮
された燃料１０６は、連続的に流入する燃焼空気１１５
によって、軸方向で混合気に薄められる。前記ノズル１
０５を介して液状の燃料１０６を供給する際に、スワー
ル発生器１００の端部で、横断面に亘って均質で最適な
濃縮が得られる。ここでも、燃焼空気１１５が予加熱さ
れるか又は戻し案内された排ガスが富化された時に、液
状の燃料１０６の気化の上昇が得られる。

【００１６】スワール発生器１００はさらに、接線方向
の流入通路１０１ｂ〜１０４ｂに沿ってそれぞれ１つの
燃料ライン１１１を有しており、これらの燃料ライン１
１１〜１１４を通って燃料１１６が流れ、この際に、燃
料は、内室１１８への移行部で、燃料ラインに組み込ま
れた開口を介して燃焼空気流１１５内に噴射される。燃
料ライン１１１〜１１４からの燃料によってバーナの駆
動が行われる。何故ならば接線方向の、燃料をガイドす
る通路１２１〜１２４は、スワール発生器１００の内室
１１８への移行部まで達していないからである。

【００１７】燃料１０６，１１６の供給に関しては、本
発明による組み込まれた構成部分について記載されてい
るヨーロッパ特許第０３２１８０９号明細書を参照され
たい。低カロリーの燃料１１７を燃料空気流１１５内に
導入することは、図面に詳しく示されていない流入補助
手段によって改善される。この流入補助手段は有利には
ガイドブレードである。このガイドブレードは例えば流
入スリット１３１内に配置されていて、それによって低
カロリーの燃料を誘導し、それによって部分混合の改善
が得られる。

【００１８】円錐形の部分体１０１〜１０４の数は４つ
に限定されるものではない。２つの接線方向の流入通路
だけを備えたスワール発生器も可能である。

【００１９】移行部材２００は、移行部幾何学形状（図
３参照）の流出側で混合管２０によって延長されてお
り、この場合、これら２つの部分は本来の混合区分２２
０を形成する。勿論、混合区分２２０は単一の部材より
成っていてもよい。つまり、移行部材２００と混合管２
０とを１つのまとまりのある構造体に合体させてもよ
い。この場合にも、各部分の特徴は維持される。移行部
材２００と混合管２０とが２つの部分より製造されてい
る場合には、これらの部分は１つのスリーブリング１０
によって結合されており、この場合、同一のスリーブリ
ング１０がヘッド側のスワール発生器１００のための固
定面として役立つ。このようなスリーブリング１０はさ
らに、基本構造をややほとんど変える必要なしに、種々
異なる混合管をはめ込むことができるという利点を有し
ている。混合管２０の流出側には、単に燃焼管として示
された燃焼室の本来の燃焼スペースが設けられている。
この混合区分２２０は、さらにスワール発生器１００の
下流側で、規定された区分を有しており、この規定され
た区分内で異なる種類の燃料の完全な予混合を行うこと
ができる。この混合区分つまり混合管２０は、さらに損
失のない流れガイドを可能にするので、移行部幾何学形
状と協働して、まず逆流ゾーン又は逆流バブルが形成さ
れないようになっており、それによって混合区分２２０
の長さに亘ってすべての種類の燃料のための混合の室に
影響を与えることができる。しかしながらこの混合区間
２２０は、次のような別の特性も有している。つまり、
この混合管内で、軸方向速度プロフィールの軸方向の最
大突出が形成されるようになっているので、燃焼室から
の火炎の逆火(flashback)は避けられる。勿論、このよ
うな構造において、軸方向速度が壁部に向かって低下す
ることは正しいことである。この領域内においても逆火
を避けるために、混合管２０は、流れ方向及び周方向
で、規則的又は不規則的に分割された、異なる横断面及
び方向を有する多数の孔２１を備えており、これらの孔
２１を通って多量の空気が混合管２０の内部に流入し、
壁部に沿って貫流速度が高められて層膜流(prefilmer）
が形成される。これらの孔２１は、混合管２０の内壁に
おいて少なくとも付加的に噴射冷却が得られるように設
計することもできる。混合管２０内で混合気の速度を高
めるための、その他の可能性は、貫流横断面に、前記移
行部幾何学形状を形成する移行通路２０１の下流側で狭
窄部を設け、それによって混合管２０内での速度レベル
が全体的に高められるようにするという点にある。図面
では、これらの孔２１は、バーナ軸線６０に対して鋭角
の角度で延びている。さらに、移行通路２０１の出口
は、混合管２０の最も狭い貫流横断面に相当する。従っ
て前記移行通路２０１は、形成された流れに不都合な影
響を与えることなしに、それぞれの横断面差をブリッジ
する。選択された手段において、混合管２０に沿った流
れ（主流）４０が、許容できない程度の圧力損失を生ぜ
しめる場合には、混合管の端部に、図示されていないデ
ィフーザを設けることによる補助手段が講じられる。こ
うすることによって、混合管２０の端部には、燃焼室
（燃焼スペース３０）が接続され、この場合、２つの貫
流横断面間に、バーナフロント７０によって形成された
横断面増大箇所が設けられている。この場合、逆流ゾー
ン５０を備えた中央の火炎フロントが形成され、この中
央の火炎フロントは、火炎フロントに対して、ボディレ
ス(bodiless)の火炎ホルダの特性を有している。運転中
にこの横断面増大部において流れに従って形成される縁
部ゾーン（この縁部ゾーン内で、ここに形成される負圧
によって渦流剥離が形成される）が形成されると、逆流
ゾーン５０の環状安定化が得られる。燃焼室３０の端面
側がその他の手段例えばパイロットバーナによって覆わ
れていなければ、燃焼室３０はその端面側で多数の開口
３１を有しており、これらの開口を通って大量の空気量
が前記横断面増大部に向かって流れ込み、ここで、逆流
ゾーン５０の環状安定化が強められるように作用する。
安定した逆流ゾーン５０を形成するためには、十分に高
い回転数が必要である、ということを述べておかなけれ
ばならない。このように十分に高い回転数が望まれない
場合には、安定した逆流ゾーンが、管端部において強く
スワールされた小さい空気流例えば接線方向の開口によ
って生ぜしめられる。この場合、このために必要な空気
量は全空気量の約５％〜２０％であることから出発して
いる。逆流ゾーン又は逆流バブル５０を安定化させるた
めの、混合管２０の端部におけるバーナフロント７０の
構成に関しては、図４に基づく説明に記載されている。

【００２０】図３には、移行部材２００が三次元的に示
されている。図１、図２に相応して４つの部分体を備え
たスワール発生器１００のための移行部幾何学形状が構
成されている。それに応じて移行部幾何学形状は、上流
側で作用する部分体の自然な延長部としての４つの移行
通路２０１を有しており、それによって、前記部分体の
円錐形の１／４面は、混合管の壁部と交差するまで、延
長される。これと同じことは、スワール発生器が、図１
及び図２に示した原理とは異なる原理から構成されてい
る場合にも当てはまる。流れ方向に向かって下方に延び
る、各移行通路２０１の面は、流れ方向で螺旋状若しく
はスパイラル状(spirally)に延びる形状を有しており、
この形状は、もっぱら移行部材２００の貫流横断面が流
れ方向で円錐形に広がっているという事実に基づいて、
三日月形の形状を描く。移行部通路２０１のスワール角
度は、流れ方向で、噴霧された燃料との完全な予混合を
得るために、管流が、燃焼室入口における横断面増大部
まで十分に大きい区分を有するように、選定されてい
る。さらにまた、前記手段によって、スワール発生器の
下流で混合管における軸方向速度も高められる。混合管
の領域における移行部幾何学形状と前記手段とによっ
て、軸方向速度のプロフィールは混合管の中心点に向か
って著しく上昇するので、早期点火の危険性に対して決
定的に対抗作用する。

【００２１】図４には、バーナ出口において形成された
切り取り縁部(breakaway edge)Ａが示されている。管２
０の貫流横断面は、この領域で移行曲率半径Ｒを有して
おり、この移行曲率半径Ｒの大きさは、基本的に管２０
内の流れに関連している。この曲率半径Ｒは、流れが壁
部に接触して、それによってスワール係数(swirl coeff
icient）が著しく上昇するように選定されている。この
曲率半径Ｒの大きさは、曲率半径Ｒ＞管２０の内径ｄの
１０％であるように規定される。曲率なしの流れに対し
て逆流バブル５０は著しく増大する。この曲率半径Ｒ
は、管２０の出口平面まで達しており、この場合、湾曲
部の始端部と終端部との間の角度βは＜９０゜である。
角度βの一方の脚に沿って、切り取り縁部Ａは管２０内
に延びており、それによって、切り取り縁部Ａの前方ポ
イントに対して切り取り段部Ｓが形成される。この切り
取り段部Ｓの深さは＞３ｍｍである。勿論、管２０の出
口平面に対して平行に延びる縁部は、湾曲された形状に
よって再び出口平面の段部に戻されている。切り取り縁
部Ａの接線と、管２０の出口平面に対する垂線との間に
広がる角度β′は、角度βと同じ大きさである。この切
り取り縁部の構成の利点については、ヨーロッパ特許公
開第０７８０６２９号明細書の「発明の開示」において
説明されている。同じ目的による切り取り縁部の別の構
成は、燃焼室側のトーラス(torus)状のノッチ（切り込
み）によって得られる。切り取り縁部に関しては、前記
公知の明細書は、そこに記載された保護対象を含んで、
本発明の一部である。

【００２２】図５には、図１に示したバーナの概略図が
示されており、特に中央に配置された燃料ノズル１０５
の周囲の流れ及び、燃料噴射装置１７０の作用に関して
図示されている。バーナのその他の主要な構成部つまり
スワール発生器１００及び移行部材２００の作用形式
は、前述されている。燃料ノズル１０５は、間隔を保っ
て配置されたリング１９０によって取り囲まれており、
このリング１９０に、周方向に配置された多数の孔１６
１が形成されている。これらの孔１６１を通って、空気
量若しくは定量の空気(air quantity)１６０がリング状
のエアチャンバ１８０内に流入し、そこで燃料ランス
（fuel lance）のパージ(purge）が行われる。これらの
孔１６１は、適当な軸方向の分力がバーナ軸線６０に生
じるように、斜め前方に向けられている。これらの孔１
６１と作用接続して付加的に燃料噴射装置１７０が設け
られており、これらの燃料噴射装置１７０は、有利には
ガス状の所定量の燃料をそれぞれの空気１６０内に供給
する。図面に概略的に示されているように、混合管２０
内には流過横断面に亘って均一な燃料濃度が調節され
る。このような均一な燃料濃度、特に燃料軸線６０上に
濃度が集中することによって、バーナ出口における火炎
フロントの安定が得られ、それによって燃焼室の振動が
生じることは避けられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スワール発生器の下流で混合区分を備えた、予
混合気として構成されたバーナの一部破断した概略図で
ある。

【図２】スワール発生器の、図１のII−II線に沿った断
面図及び、符号を示すための概略図である。

【図３】スワール発生器と混合区分との間の移行部幾何
学形状を示す概略的な斜視図である。

【図４】逆流ゾーンをスペース的に安定化させるための
切り取り縁部を示す概略図である。

【図５】付加的な燃料噴射装置を備えた、図１に示した
バーナの概略図である。

【符号の説明】

１０スリーブリング、２０混合管、２１孔、
３０燃焼室、３１開口、４０流れ（主
流）、５０逆流ゾーン（逆流バブル）、６０バー
ナ軸線、７０バーナフロント、１００スワール
発生器、１０１，１０２，１０３，１０４円錐形の
部分体、１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａ
部分対の中心軸線、１０１ｂ，１０２ｂ，１０３ｂ，
１０４ｂ接線方向の流入通路、１０５燃料ノズル、
１０６燃料、１０７燃料噴射プロフィール、
１１１，１１２，１１３，１１４燃料ライン、１１
５燃焼空気、１１６燃料、１１７燃料、１２
１，１２２，１２３，１２４燃料をガイドするための
接線方向通路、１３１流入スリット、１５０燃
料濃度、１６０空気、１６１孔、１７０燃
料噴射装置、１８０リング状のエアチャンバ、２
００移行部材、２０１移行通路、２２０混合区
分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱発生器を稼働するためのバーナであっ
て、燃焼空気流のための、接線方向に作用する少なくと
も２つの流入通路を備えたスワール発生器と、少なくと
も１種類の燃料を前記燃焼空気流内に噴射するための手
段とから主に成っており、前記スワール発生器の下流に
混合区分が配置されていて、該混合区分が、流れ方向で
見て第１の部分内で、スワール発生器内に形成された流
れを混合管に移行させるための多数の移行通路を有して
いて、この混合管は前記移行通路の下流でこの移行通路
に後置接続されている形式のものにおいて、少なくとも１つの接線方向の流入通路（１０１ｂ，１０
２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂ）と作用接続した、燃料をガ
イドするための平行又はほぼ平行に延びる第２の通路
（１２１，１２２，１２３，１２４）が配置されてお
り、燃料をガイドするこれらの第２の通路（１２１，１
２２，１２３，１２４）は、接線方向の流入通路（１０
１ｂ，１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂ）がスワール発生
器（１００）の内室（１１８）内に移行する移行部の上
流で間隔を保って終わっている、ことを特徴とする、熱
発生器を稼働するためのバーナ。
【請求項２】燃料をガイドする通路（１２１，１２
２，１２３，１２４）が、接線方向の流入通路（１０１
ｂ，１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂ）内に流入する流入
スリット（１３１）で終わっている、請求項１記載のバ
ーナ。
【請求項３】前記流入スリット（１３１）が流れ補助
手段を備えている、請求項２記載のバーナ。
【請求項４】スワール発生器（１００）が、流れ方向
で互いに入り込んでいる少なくとも２つの中空円錐形の
部分体（１０１，１０２，１０３，１０４）より成って
おり、これらの部分体のそれぞれ長手方向左右対称軸線
（１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａ）が互いに
ずらされて延びていて、部分体の互いに隣接し合う壁部
が、その長手方向で、燃料空気流（１１５）を内室（１
１８）内に流入させるための接線方向の流入通路（１０
１ｂ，１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂ）を形成してお
り、部分体（１０１，１０２，１０３，１０４）によっ
て形成された内室（１０８）内に別の燃料ノズル（１０
５，１１６）が作用するようになっている、請求項１記
載のバーナ。
【請求項５】バーナが、燃料をガイドする通路（１２
１，１２２，１２３，１２４）を介して低カロリーのガ
ス状の燃料（１１７）と、接線方向の流入通路（１０１
ｂ，１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂ）が内室（１１８）
内に移行する移行部に沿って燃料ライン（１１１，１１
２，１１３，１１４）を介して高カロリーのガス状の燃
料（１１６）と、スワール発生器（１００）の中央のヘ
ッド側に配置された燃料ノズル（１０５）を介して液状
の燃料（１０６）とによって稼働される、請求項１又は
４記載のバーナ。
【請求項６】部分体（１０１，１０２，１０３，１０
４）が流れ方向で見て、固定された円錐角を有している
か、或いは次第に大きくなる円錐形の傾斜又は次第に小
さくなる円錐形の傾斜を有している、請求項４記載のバ
ーナ。
【請求項７】部分体（１０１，１０２，１０３，１０
４）がスパイラル状に互いに入り込んでいる、請求項４
記載のバーナ。
【請求項８】ヘッド側に配置されたバーナノズル（１
０５）が同心的なリング（１９０）によって取り囲まれ
ており、該リング（１９０）が、周方向に配置された多
数の孔（１６１）を有しており、これらの孔（１６１）
を通って流れ込む定量空気（１６０）に別の燃料（１７
０）が噴射されるようになっている、請求項４記載のバ
ーナ。
【請求項９】前記多数の孔（１６１）が斜め前方に向
けられている、請求項８記載のバーナ。
【請求項１０】燃料ノズル（１０５）が、リング状の
エアチャンバ（１８０）によって取り囲まれている、請
求項８記載のバーナ。
【請求項１１】混合区間（２２０）に形成された移行
通路（２０１）の数が、スワール発生器（１００）によ
って形成された部分流の数に相当する、請求項１記載の
バーナ。
【請求項１２】移行通路（２０１）に後置接続された
混合管（２０）が、流れ方向及び周方向で、空気流を混
合管（２０）の内部に噴射するための複数の開口（２
１）を備えている、請求項１記載のバーナ。
【請求項１３】前記開口（２１）が、混合管（２０）
のバーナ軸線（６０）に対して鋭角を成して延びてい
る、請求項１２記載のバーナ。
【請求項１４】混合管（２０）の貫流横断面が、移行
通路（２０１）の下流で、スワール発生器（１００）に
形成された流れ（４０）の横断面よりも小さいか、同じ
か又は大きい、請求項１記載のバーナ。
【請求項１５】混合区分（２２０）の下流に燃焼室
（３０）が配置されており、混合区間（２２０）と燃焼
室（３０）との間に横断面増大部が設けられており、該
横断面増大部が燃焼室（３０）の最初の流過横断面を形
成し、この横断面増大部の領域内で逆流ゾーン（５０）
が作用するようになっている、請求項１記載のバーナ。
【請求項１６】逆流ゾーン（５０）の上流に、ディフ
ーザ及び／又はベンチュリ区分が設けられている、請求
項１５記載のバーナ。
【請求項１７】混合管（２０）が燃焼室（３０）側で
切り取り縁部（Ａ）を有している、請求項１記載のバー
ナ。