專利名稱：燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器及燃料供給方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器及其燃料供給方法。
背景技術(shù)：
對于燃?xì)廨啓C(jī)用的燃燒器，即使在空氣流量及燃料流量等的運(yùn)行條件大幅度變化的情況下，從起動到額定負(fù)荷進(jìn)行穩(wěn)定的燃燒也作為重要條件而被要求。另外，還迫切要求一種能夠降低從燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器排出的氮氧化物(以下記載為NOx)的排出量的燃燒方法。作為NOx排出量小的燃燒方式存在預(yù)混合燃燒方式，就是使燃料和空氣在燃燒反應(yīng)之前經(jīng)預(yù)混合后再進(jìn)行燃燒。一般地，NOx生成量會伴隨燃燒火焰溫度的高溫化呈指數(shù)函數(shù)地增加。但是，根據(jù)預(yù)混合燃燒方式，可以防止燃燒火焰溫度的局部上升，通過加大空氣相對于燃料的比例使預(yù)混合氣體稀薄化而能夠降低燃燒火焰溫度，因此可以降低NOx排出量。近年來，為了對應(yīng)日趨強(qiáng)烈的低NOx化的要求，在預(yù)混合方式中增加了利用進(jìn)一步將預(yù)混合氣體稀薄化的稀薄預(yù)混合燃燒的燃燒器的運(yùn)用方法。但是，一般稀薄預(yù)混合燃燒與一邊使空氣和燃料混合一邊燃燒的擴(kuò)散燃燒相比，火焰容易被吹滅息火，還容易發(fā)生燃燒振動。因此，僅限于可以穩(wěn)定燃燒的使用范圍。因此，為了在確保燃燒的穩(wěn)定化的同時實現(xiàn)低NOx化，對燃燒穩(wěn)定性高的擴(kuò)散燃燒方式和稀薄預(yù)混合燃燒方式進(jìn)行組合。在專利文獻(xiàn)1(日本特開平11-101435號公報)中記載了即使在為了降低NOx排出量而減少向擴(kuò)散噴燒嘴供給的燃料流量的情況下，也可抑制形成于擴(kuò)散燃燒燃燒室的火焰的波動的方法。在專利文獻(xiàn)1中，沒有充分地公開考慮了燃?xì)廨啓C(jī)的使用的控制方法以及實現(xiàn)更加穩(wěn)定的燃燒狀態(tài)的方法。因此，在確保穩(wěn)定的燃燒的同時滿足日趨強(qiáng)烈的低NOx化的需求是很有限的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在具備擴(kuò)散噴燒嘴和預(yù)混合噴燒嘴的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中可以同時實現(xiàn)低NOx燃燒與穩(wěn)定的燃燒的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器。本發(fā)明的特征在于，具備燃料和空氣所供給的燃燒室；位于所述燃燒室的上游側(cè)，向所述燃燒室噴出燃料且使空氣旋轉(zhuǎn)噴出的第一噴燒嘴；在所述第一噴燒嘴的周圍配置多個，并向所述燃燒室供給空氣和燃料的預(yù)混合氣體的第二噴燒嘴；以及配置在所述第一噴燒嘴和所述第二噴燒嘴之間，具有以朝向所述燃燒室的下游側(cè)擴(kuò)張的方式形成的傾斜面的環(huán)狀隔壁，并且將向所述燃燒室噴出空氣的多個空氣噴出孔設(shè)于所述環(huán)狀隔壁的傾斜面上，當(dāng)將配置于所述第一噴燒嘴的周圍的所述第二噴燒嘴的數(shù)量設(shè)為K時，設(shè)置 KXn+l(n = 1,2,3...)個所述空氣噴出孔。按照本發(fā)明，可以提供在具備擴(kuò)散噴燒嘴和預(yù)混合噴燒嘴的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中使
3CN 102538008 A低NOx燃燒與穩(wěn)定的燃燒并存的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器。


圖1是實施例1的燃燒器的縱剖視圖。圖2是表示實施例1的燃?xì)廨啓C(jī)的整體結(jié)構(gòu)的圖。圖3是從說明實施例1燃燒器的圖1下游側(cè)觀察的I-I向視圖。圖4是實施例1的燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷與燃料供給方法的說明圖。圖中1-壓縮機(jī)，2-渦輪機(jī)，3-燃燒器，5-壓縮空氣，6-壓縮空氣流道，7_燃燒器內(nèi)筒， 8-燃燒室，9-燃燒氣體，10-過渡零件，11-點(diǎn)火栓，20-擴(kuò)散噴燒嘴，21-擴(kuò)散噴燒嘴燃料供給系統(tǒng)，22-燃料噴嘴，23-旋轉(zhuǎn)器，24-燃料，25-燃料噴孔，26-隔壁，27-空氣噴出孔， 30-預(yù)混合噴燒嘴，31-預(yù)混合燃料供給系統(tǒng)，32-燃料噴嘴，33-預(yù)混合器，34-保焰器。
具體實施例方式為了穩(wěn)定地進(jìn)行稀薄預(yù)混合燃燒，采取如下方法以包圍擴(kuò)散噴燒嘴的方式配置環(huán)狀的預(yù)混合噴燒嘴，或者在擴(kuò)散噴燒嘴的周圍設(shè)置多個預(yù)混合噴燒嘴，由此利用穩(wěn)定的擴(kuò)散火焰來保持混合火焰。但是，在相鄰配置擴(kuò)散噴燒嘴與預(yù)混合噴燒嘴的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中，存在由這些燃燒室所形成的火焰會相互干擾的問題。例如，若由擴(kuò)散噴燒嘴所形成的火焰產(chǎn)生波動，則由其影響會導(dǎo)致由預(yù)混合噴燒嘴所形成的火焰不穩(wěn)定，并使燃燒振動的振幅水平增加。然而，根據(jù)以下的實施例所記載的燃燒器，在具備擴(kuò)散噴燒嘴和預(yù)混合噴燒嘴的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的從部分負(fù)荷至額定負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)中，為了增大稀薄預(yù)混合燃燒比率、 減少NOx排出量，即使空氣流量及燃料流量在較寬范圍內(nèi)變化，也不會發(fā)生燃燒振動，因此能夠提供可穩(wěn)定燃燒的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器。以下，參照附圖對采用本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的實施例進(jìn)行說明。(實施例1)在本發(fā)明的實施例1中，參照圖1至圖4進(jìn)行如下說明。圖2是表示本發(fā)明燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的實施例1的結(jié)構(gòu)的縱剖視圖，同時也是概略地表示具備上述燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的的燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖。圖1是本實施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的剖視圖， 圖3是從下游側(cè)觀察圖1的I-I向視圖。圖2所示的燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備主要由渦輪機(jī)2、與渦輪機(jī)2相連并可獲得燃燒用壓縮空氣的壓縮機(jī)1以及多個燃燒器3等構(gòu)成。利用壓縮機(jī)1壓縮的壓縮空氣5通過壓縮空氣流道6導(dǎo)入燃燒器3，然后在形成于燃燒器內(nèi)筒7內(nèi)部的燃燒室8中與燃料一起燃燒。燃燒生成的燃燒氣體9經(jīng)過渡零件10向渦輪機(jī)2進(jìn)行噴射以使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。另外，以借助于與渦輪機(jī)2相連的發(fā)電機(jī)4發(fā)電的方式構(gòu)成。在燃燒器3的軸中心部配置有用于進(jìn)行擴(kuò)散燃燒的擴(kuò)散噴燒嘴20，并在其外周側(cè)配置有多個用于進(jìn)行預(yù)混合燃燒的預(yù)混合噴燒嘴30。另外，在擴(kuò)散噴燒嘴20的外周側(cè)，在預(yù)混合噴燒嘴30的內(nèi)周側(cè)配置有具備傾斜面的隔壁26。擴(kuò)散噴燒嘴20位于燃燒室8的上游側(cè)，在其軸中心設(shè)置有向燃燒室噴出燃料的燃料噴嘴22，在燃料噴嘴22上連接有擴(kuò)散噴燒嘴燃料供給系統(tǒng)21。在燃料噴嘴22的外周側(cè)配置有具備渦流器葉片的旋轉(zhuǎn)器23，使燃燒用空氣fe具有旋轉(zhuǎn)成分后向燃燒室8噴出。噴出的燃燒用空氣fe在燃燒室8與從燃料噴孔25噴出的燃料M混合，利用點(diǎn)火栓11點(diǎn)火后進(jìn)行燃燒。圖3表示圖1的I-I向視圖。在本實施例中，設(shè)置于擴(kuò)散噴燒嘴20外周側(cè)的預(yù)混合噴燒嘴30有四個，即預(yù)混合噴燒嘴30a、30b、30c、30d。各預(yù)混合噴燒嘴分別具有預(yù)混合器33、設(shè)置在預(yù)混合器33上游側(cè)的燃料噴嘴32以及配置在預(yù)混合器33下游側(cè)的保焰器 34。另外，在燃料噴嘴32上連接有預(yù)混合燃料供給系統(tǒng)31。更具體地做成如下結(jié)構(gòu)，將預(yù)混合器33通過四個預(yù)混合噴燒嘴隔板35a、35b、 35c、35d分割成四個預(yù)混合器，即預(yù)混合器33a、33b、33c、33d。向預(yù)混合噴燒嘴供給燃料的預(yù)混合燃料供給系統(tǒng)31也相應(yīng)地分為四個系統(tǒng)31a、31b、31c、31d，可以向四個預(yù)混合器分別獨(dú)立地供給燃料，使各預(yù)混合噴燒嘴能獨(dú)立地形成火焰。圖1表示本實施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的剖視圖。在擴(kuò)散噴燒嘴20和預(yù)混合噴燒嘴30之間配置有環(huán)狀的隔壁26，隔壁沈具有以向燃燒室8下游側(cè)擴(kuò)張的方式形成的傾斜面，在隔壁沈的傾斜面上沿周向形成有多個空氣噴出孔27。在本實施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中，由于若降低擴(kuò)散噴燒嘴20的燃料流量則會使預(yù)混合噴燒嘴30的燃料流量的比率增加，因此降低了 NOx排出量。這時，在本實施例的燃燒器中，火焰沿著從設(shè)于隔壁沈上的空氣噴出孔27噴出的空氣流而形成，因此可以抑制擴(kuò)散噴燒嘴20的燃燒火焰的變動。另外，在從擴(kuò)散噴燒嘴20噴出的空氣流和從預(yù)混合噴燒嘴30噴出的空氣流的邊界，存在著從空氣噴出孔27噴出的空氣流。因此，在從擴(kuò)散噴燒嘴20噴出的空氣流和從預(yù)混合噴燒嘴30噴出的空氣流的邊界的斷層上形成不穩(wěn)定的火焰，能夠防止預(yù)混合火焰波動增幅的現(xiàn)象的發(fā)生。進(jìn)一步講，還可以使兩燃燒室燃燒火焰獨(dú)立、穩(wěn)定地存在。另一方面，擴(kuò)散噴燒嘴20用燃料噴嘴22的燃料噴孔25形成有八個，旋轉(zhuǎn)器23的渦流器葉片由十二枚構(gòu)成。即，燃料噴孔25的數(shù)量是預(yù)混合噴燒嘴的2倍，旋轉(zhuǎn)器23的渦流器葉片的數(shù)量是預(yù)混合噴燒嘴的3倍。如本實施例所述，在作為主要構(gòu)件的預(yù)混合噴燒嘴被分割為多個的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中，為了避免各預(yù)混合器的不均勻性，作為影響預(yù)混合噴燒嘴的燃燒性能的構(gòu)件的擴(kuò)散噴燒嘴的渦流器葉片及燃料噴嘴的燃料噴孔、空氣噴出孔通一般被分割成預(yù)混合器數(shù)量的整數(shù)倍而形成。例如，在專利文獻(xiàn)1所記載的燃燒器中，相對于形成四個預(yù)混合噴燒嘴，空氣噴出孔形成八個。但是，在本實施例的燃燒器中，將形成于隔壁沈上的空氣噴出孔27的數(shù)量做成預(yù)混合噴燒嘴的個數(shù)(四個)的2倍再加一個，即做成九個。在本實施例所述的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中，為了降低NOx排出量，尤其在額定負(fù)荷條件下使在擴(kuò)散噴燒嘴20內(nèi)燃燒的燃料比率降低，并使在預(yù)混合噴燒嘴30內(nèi)燃燒的燃料比率增加。但是，若在擴(kuò)散噴燒嘴20內(nèi)燃燒的燃料比率減小，則可能發(fā)生燃燒振動。認(rèn)為燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的燃燒振動，通過由燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行條件(燃燒溫度、流速、壓力)所確定的燃燒器的氣柱共鳴的固有振動數(shù)值和燃燒室燃燒及保焰器等的不穩(wěn)定燃燒所產(chǎn)生的熱能的變動周期一致，而急劇增大。另外，在形成于燃燒室火焰，特別是預(yù)混合噴燒嘴的預(yù)混合火焰，在燃燒室的周向及軸向均勻地形成的情況下，因不穩(wěn)定燃燒而產(chǎn)生的熱能的變動周期也有均勻化的趨勢?？赡艽嬖谟捎谠撟儎又芷谂c燃燒器的氣柱共鳴的固有振動數(shù)值一致而使燃燒振動增加的情況。然而，根據(jù)相對于被分割的四個的預(yù)混合噴燒嘴30a、30b、30c、30d而形成了九個空氣噴出孔27的本實施例的燃燒器，通過使預(yù)混合火焰的周向的周期性發(fā)生變化，能夠抑制燃燒器的氣柱共鳴的固有振動數(shù)值與熱能的變動周期一致的狀態(tài)，從而能夠抑制燃燒振動的發(fā)生。此外，相對于預(yù)混合噴燒嘴30的數(shù)量K，通過將空氣噴出孔27的數(shù)量做成 KXn+l(n = 1,2,3...)個(在本實施例中η = 2)，可使形成于預(yù)混合噴燒嘴30下游側(cè)的預(yù)混合火焰周向的周期性發(fā)生變化。由此，對燃燒振動起到減衰效果的作用，可抑制燃燒振動的增加。其結(jié)果，在采用預(yù)混合噴燒嘴30降低NOx排出量的同時，能夠?qū)崿F(xiàn)抑制燃燒振動的產(chǎn)生的穩(wěn)定燃燒，能夠提供可靠性高的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器。另外，如圖3所示，在本實施例的燃燒器中，由于相對于四個預(yù)混合噴燒嘴30a、 30b、30c、30d，形成了九個空氣噴出孔27，因此在由隔板35a、35d隔開的預(yù)混合噴燒嘴30a 和擴(kuò)散噴燒嘴20之間的區(qū)域上形成有三個空氣噴出孔27，在其他的預(yù)混合噴燒嘴30b、 30c、30d的區(qū)域上形成有兩個空氣噴出孔27。再有，在本實施例中，就燃燒器周向的預(yù)混合噴燒嘴30a的中央位置40a與形成在預(yù)混合噴燒嘴30a和擴(kuò)散噴燒嘴20之間的空氣噴出孔27a的相位而言，以在燃燒器的周向呈同相位的方式配置有空氣噴出孔27a。進(jìn)一步講，以空氣噴出孔27a為基準(zhǔn)，沿隔壁沈的周向而等間隔地形成有九個空氣噴出孔。因此，即使在預(yù)混合噴燒嘴30b、30c、30d的區(qū)域上形成的空氣噴出孔的數(shù)量皆為兩個，也能夠使在各燃燒室形成每個空氣噴出孔的位置 (例如，與各隔板的距離)在各預(yù)混合器中不同。通過這樣配置空氣噴出孔，可以更有效地擾亂預(yù)混合火焰的周向的周期性，而且還能更有效地抑制燃燒振動。其次，對向本實施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器供給燃料的燃料供給方法進(jìn)行說明。圖4 中橫軸表示燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷，縱軸表示向各燃燒室供給的燃料流量。擴(kuò)散噴燒嘴20的燃料流量以F-20表示，向預(yù)混合噴燒嘴30a供給為燃料為F-30a，以下相同，向預(yù)混合噴燒嘴30b 供給的燃料為F-30b，向預(yù)混合噴燒嘴30c供給的燃料為F-30c，向預(yù)混合噴燒嘴30d供給的燃料為F_30d。a點(diǎn)表示額定轉(zhuǎn)數(shù)無負(fù)荷，f點(diǎn)表示額定負(fù)荷。由a點(diǎn)到b點(diǎn)負(fù)荷，擴(kuò)散噴燒嘴20單獨(dú)運(yùn)行，一邊若到達(dá)b點(diǎn)則使擴(kuò)散噴燒嘴20的燃料F-20下降，一邊向預(yù)混合噴燒嘴30a供給燃料F-30a而開始預(yù)混合燃燒。隨著負(fù)荷的增加，燃料F-20、燃料F_30a的流量增加，一邊若負(fù)荷到達(dá)c點(diǎn)則使燃料F-20和燃料F-30a下降，一邊向預(yù)混合噴燒嘴30b 供給燃料F-30b。同樣，在負(fù)荷d點(diǎn)向預(yù)混合噴燒嘴30d供給燃料F-30d，在負(fù)荷e點(diǎn)向預(yù)混合噴燒嘴30c供給燃料F-30c，在e點(diǎn)以上的負(fù)荷開始全部燃燒室的燃燒。另外，由于在額定負(fù)荷中減少NOx排出量，因此可以減少向擴(kuò)散噴燒嘴供給的燃料F-20，增加向預(yù)混合噴燒嘴30a、30b、30c、30d供給的燃料。由于在負(fù)荷b點(diǎn)從擴(kuò)散噴燒嘴20的單獨(dú)燃燒轉(zhuǎn)換為與預(yù)混合噴燒嘴30a —同的混合燃燒，因此將b點(diǎn)負(fù)荷稱為轉(zhuǎn)換負(fù)荷b。同樣c點(diǎn)稱為轉(zhuǎn)換負(fù)荷c，d點(diǎn)稱為轉(zhuǎn)換負(fù)荷 d，e點(diǎn)稱為轉(zhuǎn)換負(fù)荷e。若關(guān)注轉(zhuǎn)換負(fù)荷b，則向轉(zhuǎn)換后的擴(kuò)散噴燒嘴20與預(yù)混合噴燒嘴 30a供給的燃料比率約為1 1，即相等。但是，在轉(zhuǎn)換負(fù)荷c中相對于擴(kuò)散噴燒嘴20的預(yù)混合噴燒嘴30a、30b的比例約為1 2，在轉(zhuǎn)換負(fù)荷d中相對于擴(kuò)散噴燒嘴20預(yù)混合噴燒嘴30a、30b、30d的比例約為1 3，另外在轉(zhuǎn)換負(fù)荷e中相對于擴(kuò)散噴燒嘴20預(yù)混合噴燒嘴30a、30b、30c、30d的比例約為1 4，以燃?xì)廨啓C(jī)的負(fù)荷越高，相對于向預(yù)混合器供給的燃料流量的向擴(kuò)散噴燒嘴供給的燃料流量的比例降低的方式進(jìn)行設(shè)定。在燃?xì)廨啓C(jī)的各負(fù)荷中，這是由擴(kuò)散噴燒嘴20、預(yù)混合噴燒嘴30a、30b、30c、30d的燃燒特性所決定的。其次，對在向預(yù)混合器供給燃料、用保焰器34使燃燒穩(wěn)定的情況的從設(shè)于隔壁沈上的空氣噴出孔27噴出的空氣流的作用進(jìn)行說明。如上所述，在本實施例中，沿著從設(shè)于隔壁沈上的空氣噴出孔27噴出的空氣流而形成火焰，由此可實現(xiàn)穩(wěn)定燃燒并降低NOx排出量。另一方面，在轉(zhuǎn)換負(fù)荷b中，為了在預(yù)混合器33a下游側(cè)的燃燒區(qū)域中穩(wěn)定地形成混合火焰，需要預(yù)混合氣體的適當(dāng)?shù)娜剂蠞舛群陀蓴U(kuò)散噴燒嘴20形成的擴(kuò)散火焰所生成的熱能的授受。這時，若在由擴(kuò)散噴燒嘴20生成的擴(kuò)散火焰和由預(yù)混合器33a噴出的預(yù)混合氣體之間存在由空氣噴出孔27噴出的空氣流，則根據(jù)擴(kuò)散噴燒嘴20的燃燒條件，因從空氣噴出孔27噴出空氣流而使擴(kuò)散火焰的溫度降低。認(rèn)為在擴(kuò)散火焰的溫度下降的情況下， 不能向從預(yù)混合器33a噴出的預(yù)混合氣體高效率地傳遞熱能，轉(zhuǎn)換特性降低。對以上說明的本實施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的運(yùn)行方法和在根據(jù)上述轉(zhuǎn)換特性的預(yù)混合噴燒嘴為四個的情況下將空氣噴出孔做成九個時的效果進(jìn)行說明。如圖4所示，雖然在轉(zhuǎn)換負(fù)荷b中向預(yù)混合噴燒嘴30a供給燃料而形成預(yù)混合火焰，但是這時供給到擴(kuò)散噴燒嘴20與預(yù)混合噴燒嘴30a的燃料流量的比率為1 1，與其他轉(zhuǎn)換點(diǎn)相比，擴(kuò)散噴燒嘴20的燃料比例多。這意味著擴(kuò)散火焰的熱能大，有利于預(yù)混合氣體的點(diǎn)火。因此，在預(yù)混合噴燒嘴30a中，即使在與擴(kuò)散噴燒嘴20之間的區(qū)域形成的空氣噴出孔27的數(shù)量為比其他預(yù)混合噴燒嘴多一個的三個，也可以充分地對預(yù)混合氣體進(jìn)行點(diǎn)火。其次，雖然在轉(zhuǎn)換負(fù)荷c中向預(yù)混合器3 供給燃料而形成預(yù)混合火焰，但是如圖 4所示地空氣噴出孔27b形成在隔板3 附近。因此，與從預(yù)混合器33c噴出的噴出氣流相結(jié)合而使擴(kuò)散火焰的溫度降低，這對轉(zhuǎn)換特性起到不利的作用。但是，向預(yù)混合器供給的燃料流量與向擴(kuò)散噴燒嘴供給的燃料流量的比率約為2 1，擴(kuò)散火焰的熱能依然較大。因此，在轉(zhuǎn)換負(fù)荷c中的轉(zhuǎn)換也可以穩(wěn)定地進(jìn)行。同樣，在切換負(fù)荷d中，擴(kuò)散噴燒嘴與預(yù)混合噴燒嘴的燃料流量比率約成為3 1， 且擴(kuò)散火焰的燃燒比例也變小。但是，由于在轉(zhuǎn)換負(fù)荷d中隨著燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷的上升，流入預(yù)混合器的燃燒空氣溫度也上升，因此在轉(zhuǎn)換負(fù)荷d中的轉(zhuǎn)換也可以穩(wěn)定地進(jìn)行。在切換負(fù)荷e中，燃料比率約為4 1且擴(kuò)散火焰的熱能也變小。但是，在預(yù)混合噴燒嘴30c的范圍內(nèi)形成的兩個空氣噴出孔27，形成在與相鄰的隔板3^、35c充分分開的位置上。因此，即使擴(kuò)散火焰的熱能小，也可以借助于預(yù)混合器3!3b、33d形成的預(yù)混合火焰的熱能而維持來自預(yù)混合器33c的預(yù)混合氣體的點(diǎn)火。從而，可以穩(wěn)定地進(jìn)行預(yù)混合氣體的點(diǎn)火。這樣，最先向在預(yù)混合噴燒嘴30中在與擴(kuò)散燃燒燃燒室之間形成的空氣噴出孔的數(shù)量最多的預(yù)混合噴燒嘴30a供給燃料，由此可成為擴(kuò)散火焰的熱能較大的狀態(tài)，從而能實現(xiàn)穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。
另外，最后向與預(yù)混合噴燒嘴30a對置的預(yù)混合噴燒嘴30c供給燃料，由此可以有效地利用由相鄰的預(yù)混合噴燒嘴30b、30d形成的預(yù)混合火焰的熱能，實現(xiàn)更穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。如上所述，在本實施例所示的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中，將預(yù)混合噴燒嘴分割為四個，將空氣噴出孔做成九個，在與最先供給燃料的預(yù)混合噴燒嘴的燃燒器周向的中央位置40a成同相位的位置上形成空氣噴出孔，再以該空氣噴出孔為基準(zhǔn)，等間隔地形成其他八個空氣噴出孔。然后，向與最先供給燃料的預(yù)混合器相鄰的兩個預(yù)混合器依次供給燃料，最后向與最先供給燃料的預(yù)混合器對置的位置的預(yù)混合器投入燃料，由此可提高在各負(fù)荷中的轉(zhuǎn)換特性，因此可以降低在全部燃燒室燃燒的切換負(fù)荷e的燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷。再有，可以提供在定額負(fù)荷中根據(jù)預(yù)混合燃燒而降低NOx排出量的同時抑制燃燒振動的產(chǎn)生的可靠性高的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器。本發(fā)明不僅適用于發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，也適用于可以同時供給熱量和電力的熱電聯(lián)供系統(tǒng)，或者是作為泵、壓縮機(jī)等機(jī)械驅(qū)動用發(fā)動機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器以及其他燃
權(quán)利要求
1.一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，其特征在于，具備 燃料和空氣所供給的燃燒室；位于所述燃燒室的上游側(cè)，向所述燃燒室噴出燃料且使空氣旋轉(zhuǎn)噴出的第一噴燒嘴； 在所述第一噴燒嘴的周圍配置多個，并向所述燃燒室供給空氣和燃料的預(yù)混合氣體的第二噴燒嘴；以及配置在所述第一噴燒嘴和所述第二噴燒嘴之間，具有以朝向所述燃燒室的下游側(cè)擴(kuò)張開的方式形成的傾斜面的環(huán)狀隔壁，將向所述燃燒室噴出空氣的多個空氣噴出孔設(shè)于所述環(huán)狀隔壁的傾斜面上， 當(dāng)將配置于所述第一噴燒嘴的周圍的所述第二噴燒嘴的數(shù)量設(shè)為K時，設(shè)置ΚΧη+1 (η =1,2,3...)個所述空氣噴出孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，其特征在于， 所述多個空氣噴出孔在所述環(huán)狀隔壁的周向等間隔地配置，所述多個空氣噴出孔中的一個，以所述第二噴燒嘴的任意一個的中央位置與燃燒器的周向的相位成為同相位的方式進(jìn)行配置。
3.—種權(quán)利要求1所記載的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的燃料供給方法，其特征在于，在所述多個第二噴燒嘴中，最先向所述多個第二噴燒嘴中在與所述第一噴燒嘴之間形成的所述空氣噴出孔的數(shù)量最多的所述第二噴燒嘴供給燃料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料供給方法，其特征在于，在所述多個第二噴燒嘴中，最后向所述多個第二噴燒嘴中配置在與最先供給燃料的所述第二噴燒嘴對置的位置上的所述第二燒室供給燃料。
5.一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，具有 燃料和空氣所供給的燃燒室；位于所述燃燒室的上游側(cè)，向所述燃燒室噴出燃料且使空氣旋轉(zhuǎn)噴出的第一噴燒嘴； 配置在第一噴燒嘴周圍，并向燃燒室供給空氣與燃料的預(yù)混合氣體的環(huán)狀的第二噴燒嘴；配置于第一噴燒嘴的外側(cè)、第二噴燒嘴的內(nèi)側(cè)，具有以半徑方向的截面面積朝向燃燒室下游側(cè)擴(kuò)大的方式形成且相對于燃燒室的中心軸而傾斜的面的環(huán)狀隔壁；以及在周向隔著間隔配置于所述環(huán)狀隔壁的傾斜的面上，并向所述燃燒室的中心軸方向噴出空氣的多個空氣噴出孔，其特征在于，利用隔板在周向上將所述環(huán)狀的第二噴燒嘴分割為四等分，并且設(shè)置九個沿周向設(shè)置在所述環(huán)狀隔壁的傾斜的面上的所述空氣噴出孔，所述空氣噴出孔在燃燒器的周向以所述分割的第二噴燒嘴的中央位置的相位為基準(zhǔn)，沿周向以等間隔形成。
6.一種權(quán)利要求5所記載的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的燃料供給方法，其特征在于，在所述多個第二噴燒嘴中最先向?qū)⑺隹諝鈬姵隹仔纬稍谒霏h(huán)狀的第二噴燒嘴的周向的中央位置上的所述第二噴燒嘴供給燃料，并且最后向配置在與最先供給燃料的所述第二噴燒嘴對置的位置上的所述第二燃料室供給燃料。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中可使低NOx燃燒和穩(wěn)定的燃燒并存的可靠性高的燃燒器。其特征在于，燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器具備燃料和空氣所供給的燃燒室；位于所述燃燒室的上游側(cè)向所述燃燒室噴出燃料且使空氣旋轉(zhuǎn)噴出的第一噴燒嘴；在所述第一噴燒嘴的周圍配置多個，并向所述燃燒室供給空氣和燃料的預(yù)混合氣體的第二噴燒嘴；以及配置在所述第一噴燒嘴和所述第二噴燒嘴之間，具有以朝向所述燃燒室的下游側(cè)擴(kuò)張開的方式形成的傾斜面的環(huán)狀隔壁，將向所述燃燒室噴出空氣的多個空氣噴出孔設(shè)于所述環(huán)狀隔壁的傾斜面上，當(dāng)將配置于所述第一噴燒嘴的周圍的所述第二噴燒嘴的數(shù)量設(shè)為K時，設(shè)置K×n+1(n＝1，2，3...)個所述空氣噴出孔。
文檔編號F23R3/28GK102538008SQ20111039121
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者井上洋, 伊藤和行, 吉田正平, 齋藤武雄, 林明典, 笹尾俊文 申請人:株式會社日立制作所