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公開番号2025163523
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-29
出願番号2024066864
出願日2024-04-17
発明の名称バーナおよび燃焼器
出願人川崎重工業株式会社
代理人弁理士法人有古特許事務所
主分類F23D 14/02 20060101AFI20251022BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】筒体内へのフラッシュバックを防止しつつ噴射口での予混合度を十分とすることができるバーナを提供する。
【解決手段】一実施形態に係るバーナ3は、ガス燃料と空気の混合気を燃焼させて火炎を生成するためのものであり、周方向に並ぶ複数の混合流路8を含む予混合ゾーン40を囲む筒体4Aを含む。筒体4Aは、前記混合気の噴射口41を形成する。さらに、バーナ3は、混合流路8にそれぞれ配置された、前記ガス燃料と前記空気を混合する複数のスタティックミキサ9を含む。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ガス燃料と空気の混合気を燃焼させて火炎を生成するためのバーナであって、
周方向に並ぶ複数の混合流路を含む予混合ゾーンを囲む、前記混合気の噴射口を形成する筒体と、
前記複数の混合流路にそれぞれ配置された、前記ガス燃料と前記空気を混合する複数のスタティックミキサと、
を備えるバーナ。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記筒体の中心に位置する軸体と、
前記軸体と前記筒体の間の空間を前記複数の混合流路に仕切る複数の隔壁と、をさらに備え、
前記複数の混合流路のそれぞれの断面形状は扇形である、請求項１に記載のバーナ。
【請求項３】
前記軸体から前記噴射口と反対側に向かって延びる、燃料導入室を形成する燃料導入体と、
前記筒体の軸方向から見たときに隣り合う隔壁の中央を通るように前記燃料導入体から放射状に突出する複数の燃料分配チューブと、をさらに備え、
前記複数の燃料分配チューブのそれぞれは、複数の燃料噴射孔を含む、請求項２に記載のバーナ。
【請求項４】
前記複数の燃料分配チューブのそれぞれにおいて、前記複数の燃料噴射孔のうち前記燃料導入体から最も遠い燃料噴射孔の直径は、前記燃料導入体に最も近い燃料噴射孔の直径よりも大きい、請求項３に記載のバーナ。
【請求項５】
前記複数の燃料分配チューブのそれぞれの断面形状は、前記筒体の軸方向の長さが前記筒体の周方向の幅よりも長い形状である、請求項３または４に記載のバーナ。
【請求項６】
前記複数のスタティックミキサのそれぞれは、捻じれ方向が交互に反転する複数の羽根を含み、
前記複数のスタティックミキサで前記複数の羽根の捻じれ方は同じである、請求項１乃至４の何れか一項に記載のバーナ。
【請求項７】
前記複数の羽根のうちの上流側から１段目以外の羽根は、上流側の羽根の捻じれ中心に向かって尖っている、請求項６に記載のバーナ。
【請求項８】
前記複数の羽根のそれぞれの捻じれ角度は１８０度であり、
前記複数の羽根のうちの上流側から１段目の羽根は、前記筒体の径方向に延びる前縁を有し、前記複数の羽根のうちの上流側から２段目の羽根は、前記筒体の径方向と直交する後縁を有し、前記複数の羽根のうちの上流側から３段目の羽根は、前記筒体の径方向に延びる後縁を有する、請求項６に記載のバーナ。
【請求項９】
前記複数のスタティックミキサのそれぞれは、捻じれ方向が交互に反転する複数の羽根を含み、
前記複数の羽根のうちの上流側から１段目以外の羽根は、上流側の羽根の捻じれ中心に向かって尖っており、
前記複数の羽根のそれぞれの捻じれ角度は１８０度であり、
前記複数の羽根のうちの上流側から１段目の羽根は、前記筒体の径方向に延びる前縁を有し、前記複数の羽根のうちの上流側から２段目の羽根は、前記筒体の径方向と直交する後縁を有し、前記複数の羽根のうちの上流側から３段目の羽根は、前記筒体の径方向に延びる後縁を有し、
前記複数の燃料分配チューブのそれぞれの前記複数の燃料噴射孔は、前記１段目の羽根の前縁の外側端が捩れる方向に向かって燃料を噴射する複数の第１燃料噴射孔と、前記１段目の羽根の前縁の内側端が捩れる方向に向かって燃料を噴射する複数の第２燃料噴射孔を含み、
前記複数の第２燃料噴射孔は、対応する燃料分配チューブの中央よりも内側の領域にあり、
前記複数の第１燃料噴射孔のうちの少なくとも１つは、対応する燃料分配チューブの中央よりも外側の領域にある、請求項３に記載のバーナ。
【請求項１０】
前記筒体は、前記噴射口に向かって縮径する、請求項１乃至４の何れか一項に記載のバーナ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、火炎を生成するためのバーナ、および前記バーナを含む燃焼器に関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、ガス燃料と空気の混合気を燃焼させて火炎を生成するためのバーナが知られている。例えば、特許文献１には、ガスタービンの燃焼器に用いられるバーナが開示されている。なお、特許文献１ではバーナが「燃料ノズル」と呼ばれている。
【０００３】
具体的に、特許文献１のバーナは、筒体と、筒体の中心に位置する軸体と、前記軸体から放射状に突出する複数の旋回羽根を含む。各旋回羽根には複数の燃料噴射孔が形成されており、旋回羽根により燃料と空気の混合気の旋回流が形成される。
【０００４】
さらに、特許文献１のバーナでは、筒体によって形成される噴射口において旋回流の渦心に燃料が滞留することで生じるフラッシュバックを防止するために流路形成筒が採用されている。
【０００５】
前記流路形成筒は、前記複数の旋回羽根に貫通され、前記筒体との間に前記旋回流用の流路を形成するとともに、前記軸体との間に空気用の流路を形成する。流路形成筒と軸体の間の流路を通じて旋回流の渦心に空気が供給されることで、フラッシュバックが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１８－１８９２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のバーナでは噴射口での混合気中の燃料濃度分布が均一となり難く、噴射口での予混合度が不十分となるおそれがある。
【０００８】
そこで、本開示は、筒体内へのフラッシュバックを防止しつつ噴射口での予混合度を十分とすることができるバーナ、および前記バーナを含む燃焼器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示は、一つの側面から、ガス燃料と空気の混合気を燃焼させて火炎を生成するためのバーナであって、周方向に並ぶ複数の混合流路を含む予混合ゾーンを囲む、前記混合気の噴射口を形成する筒体と、前記複数の混合流路にそれぞれ配置された、前記ガス燃料と前記空気を混合する複数のスタティックミキサと、を備えるバーナを提供する。
【００１０】
本開示は、別の側面から、上記のバーナを複数備える燃焼器を提供する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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