燃烧器装置及多管式直流锅炉装置制造方法及图纸

在向燃烧区域(R)供给燃料气体(F)与助燃气体(A)的混合气(MG)的燃烧器装置(1)中，设置有：一次混合通道(27)，其使燃料气体和助燃气体导入并混合；二次混合室(33)，其形成于旋转体形状的壁面的内侧且使来自所述一次混合通道(27)的混合气(MG)导入并进一步混合；以及多个混合气导入孔(35)，其形成于所述二次混合室(33)的周壁(5a)，并使来自所述一次混合通道(27)的混合气(MG)向所述二次混合室(33)沿着所述二次混合室(33)的偏心方向导入，从而产生混合气(MG)的回转流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃烧器装置及多管式直流锅炉装置相关申请本申请主张2017年11月29日提出的日本专利申请2017-229025的优先权，并通过参照将其整体引用作为本申请的一部分。
本专利技术涉及一种燃烧器装置，其使例如氢气那样的燃料气体与其他种类的气体混合并燃烧。
技术介绍
近年来，为了抑制导致地球温室效应等环境问题的二氧化碳的排放，提出了在燃料中使用氢的燃烧器装置的技术，以实现所谓的低碳社会(例如参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利申请公开第2012/0258409号说明书
技术实现思路
(一)要解决的技术问题但是，就含氢燃料那样的反应性高的燃料而言，会由于燃烧温度升高而容易产生NOx，需要对此进行抑制。本专利技术的目的在于提供一种燃烧器装置，其即使在使用氢气那样的高反应性的燃料的情况下也能够抑制NOx的产生。(二)技术方案为了实现上述目的，本专利技术的燃烧器装置向燃烧区域供给燃料气体与助燃气体的混合气，该燃烧器装置具备混合喷射体，该混合喷射体具有：一次混合通道，其使燃料气体和助燃气体导入并混合；二次混合室，其位于所述一次混合通道的内径侧，使来自所述一次混合通道的混合气导入并进一步混合，且形成于旋转体形状的壁面的内侧，并形成向所述燃烧区域喷射混合气的喷射口；以及多个混合气导入孔，其形成于所述二次混合室的周壁，并使来自所述一次混合通道的混合气向所述二次混合室沿着所述二次混合室的偏心方向导入，从而产生混合气的回转流。根据本结构，使两种气体在两个阶段进行混合，从而能够促进预混合并产生均匀的混合气。由此，能够抑制局部的火焰的高温化，因而抑制NOx的产生。而且，在混合喷射体内的二次混合室中产生回转流，从而能够进一步促进混合。关于本专利技术一实施方式的燃烧器装置，可以是，所述混合喷射体还具有：第一气体通道，其使燃料气体及助燃气体的其中一方从径向外侧向所述一次混合通道导入；以及第二气体通道，其使燃料气体及助燃气体的其中另一方沿着与所述第一气体通道交叉的方向导入所述一次混合通道。根据该结构，可利用燃料气体与助燃气体交叉时的剪切力，促进一次混合通道中的第一阶段的混合。关于本专利技术一实施方式的燃烧器装置，可以是，还具备多个所述混合喷射体。根据该结构，使作为整体所需量的燃料从多个混合喷射体(喷射口)分散进行喷射，从而更加有效地抑制局部的高温化。由此进一步抑制NOx的产生。在本专利技术一实施方式的燃烧器装置中，可以是，所述二次混合室朝向下游侧扩径。根据该结构，在二次混合室中产生回转流，使混合气沿着二次混合室的壁面流动，从而不会在壁面附近形成混合气的低流速域，因此能够防止发生逆火。在本专利技术一实施方式的燃烧器装置中，可以是，还具备辅助锥体部件，在所述二次混合室朝向下游侧扩径的情况下，所述辅助锥体部件与所述二次混合室呈同心状配置，并从所述二次混合室的最上游部向所述二次混合室内喷射助燃气体。根据该结构，通过从辅助锥体部件喷射助燃气体，能够防止从二次混合室的中央部分发生逆火。在本专利技术一实施方式的燃烧器装置中，可以是，所述二次混合室朝向下游侧缩径。根据该结构，可抑制混合气的回转流中的燃料偏向于外侧，能够实现更均匀的混合。另外，通过减小喷射口的开口面积，从而使混合气的流速增大，能够有效地防止发生逆火现象。本专利技术的多管式直流锅炉装置具备：水管组，其由呈环状排列的多个水管组成；连结壁，其连结于相邻的所述水管之间；以及所述燃烧器装置，其配置为可向由所述水管组及连结壁形成的燃烧室喷射混合气，并具有多个所述混合喷射体，所述燃烧器装置的多个所述混合喷射体排列成与所述水管组同心的环状。根据该结构，在产生混合气的回转流的混合喷射体的外侧配置水管组，从而使在燃烧区域产生的火焰与各水管碰撞。因而，可促进向水管的传热，提高锅炉装置的效率。在本专利技术一实施方式的多管式直流锅炉装置中，可以是，呈环状排列的多个所述混合喷射体配置为能够产生相同方向的混合气的回转流。根据该结构，能够在燃烧室内产生火焰大的回转流，高效地使火焰与水管碰撞。因而，可进一步促进向水管的传热。在本专利技术一实施方式的多管式直流锅炉装置中，可以是，呈环状排列的多个所述混合喷射体以相邻的混合喷射体产生相反方向的混合气的回转流的方式配置。根据该结构，能够在相邻的混合喷射体之间产生火焰朝向径向外侧的流动，高效地使火焰与水管碰撞。因而，可进一步促进向水管的传热。在权利要求书和/或说明书和/或附图中公开的至少两个结构的任意组合均包含于本专利技术。尤其是权利要求书的各权利要求的两个以上的任意组合均包含于本专利技术。附图说明通过参考附图对以下优选的实施方式进行说明，可更加清楚地理解本专利技术。但是，实施方式和附图仅用于图示和说明，不应用于限定本专利技术的范围。本专利技术的范围由所附权利要求书确定。附图的各图中的相同附图标记表示相同或相当的部分。图1是表示本专利技术一实施方式的燃烧器装置的概要结构的纵向剖视图。图2是表示图1的燃烧器装置的混合喷射体的周边结构的纵向剖视图。图3是表示图2的混合喷射体的周边结构的横向剖视图。图4是将图2的混合喷射体的周边结构的一部分放大表示的纵向剖视图。图5是表示图1的燃烧器装置一变形例的混合喷射体的周边结构的纵向剖视图。图6是表示图1的燃烧器装置另一变形例的混合喷射体的周边结构的纵向剖视图。图7是表示本专利技术第一实施方式的锅炉装置的概要结构的纵向剖视图。图8是示意性地表示图7的锅炉装置的概要结构的横向剖视图。图9是示意性地表示本专利技术第二实施方式的锅炉装置的概要结构的横向剖视图。具体实施方式以下参照附图对本专利技术的优选实施方式进行说明。图1示出了本专利技术的一个实施方式的燃烧器装置。该图所示的燃烧器装置1是向燃烧区域R供给燃料气体与助燃气体的混合气MG的装置。燃烧器装置1例如用作锅炉、燃气轮机等动力装置的加热装置。燃料气体例如是燃烧速度快、可燃浓度范围大的燃料，在本实施方式中，作为燃料气体而使用含氢气体，例如氢气。另外，在本实施方式中，作为助燃气体而使用空气A。作为助燃气体，除了空气之外，也可以使用例如调整了空气中的氧浓度的气体、废气等。在以下的说明中，将燃料气体作为“燃料F”、并将助燃气体作为“空气A”来进行说明。燃烧器装置1具备混合喷射体7，混合喷射体7包含锥体部件5，锥体部件5形成向燃烧区域R喷射混合气MG的喷射口3。混合喷射体7具有：中空圆锥台状的锥体部件5、和收纳锥体部件5的中空筒状部件9。在图示的例子中，中空筒状部件9形成为中空圆筒状。锥体部件5与中空筒状部件9呈同心状配置。并且，中空筒状部件9也可以是方筒状。另外，在本实施方式中，燃烧器装置1具备多个(在本例中是排列成4×3列的12个)混合喷射体7即多个锥体部件5。在以下的说明中，将与各锥体部件5的轴心方向平行的方向简称为“轴心方向X”。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃烧器装置，其向燃烧区域供给燃料气体与助燃气体的混合气，且具备混合喷射体，/n所述混合喷射体具有：/n一次混合通道，其使燃料气体和助燃气体导入并混合；/n二次混合室，其位于所述一次混合通道的内径侧，使来自所述一次混合通道的混合气导入并进一步混合，且形成于旋转体形状的壁面的内侧，并形成向所述燃烧区域喷射混合气的喷射口；以及/n多个混合气导入孔，其形成于所述二次混合室的周壁，并使来自所述一次混合通道的混合气向所述二次混合室沿着所述二次混合室的偏心方向导入，从而产生混合气的回转流。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171129 JP 2017-2290251.一种燃烧器装置，其向燃烧区域供给燃料气体与助燃气体的混合气，且具备混合喷射体，
所述混合喷射体具有：
一次混合通道，其使燃料气体和助燃气体导入并混合；
二次混合室，其位于所述一次混合通道的内径侧，使来自所述一次混合通道的混合气导入并进一步混合，且形成于旋转体形状的壁面的内侧，并形成向所述燃烧区域喷射混合气的喷射口；以及
多个混合气导入孔，其形成于所述二次混合室的周壁，并使来自所述一次混合通道的混合气向所述二次混合室沿着所述二次混合室的偏心方向导入，从而产生混合气的回转流。


2.根据权利要求1所述的燃烧器装置，其特征在于，
所述混合喷射体还具有：
第一气体通道，其使燃料气体及助燃气体的其中一方从径向外侧向所述一次混合通道导入；以及
第二气体通道，其使燃料气体及助燃气体的其中另一方沿着与所述第一气体通道交叉的方向导入所述一次混合通道。


3.根据权利要求1或2所述的燃烧器装置，其特征在于，
还具备多个所述混合喷射体。


4.根据权利要求1至3中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：宇土贵丈，平野昂志，冈田邦夫，堀川敦史，
申请(专利权)人：川崎重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP