[发明专利]用于氢气燃烧器装置的喷嘴结构

说明书

本公开提供了一种用于氢气燃烧器装置的喷嘴结构，该喷嘴结构能够减少所产生的NOx的量。用于氢气燃烧器装置的喷嘴结构包括外管、与外管同中心地设置的内管、以及设置成使外管与内管之间的空间节流的稳定器。内管包括内管端部部分，该内管端部部分具有形成在内管端部部分中的轴向开孔和周向开孔，轴向开孔沿内管的轴向方向贯穿，周向开孔沿内管的径向方向贯穿。氢气流动穿过内管。周向开孔使氢气沿内管的径向方向从内管流出。

技术领域

本公开涉及用于氢气燃烧器装置的喷嘴结构。

背景技术

日本未审专利申请公开No.H11-201417公开了一种用于燃烧器的喷嘴结构，在该用于燃烧器的喷嘴结构中，燃烧气体与空气预先混合，使得NOx的产生被抑制。在该用于燃烧器的喷嘴结构中，烃类气体等通常被用作燃烧气体。

发明内容

本发明人已经发现了以下问题。应当指出的是，存在氢气被用作燃料气体的情况。在这些情况中，由于氢气与烃类气体相比是高活性的，因此燃烧火焰的温度可能局部地变高。结果是，有时会产生大量NOx。

本公开为减少在氢气燃烧器装置中所产生的NOx的量而做出。

第一示例性方面是用于氢气燃烧器装置的喷嘴结构，该喷嘴结构包括外管、与外管同中心地设置的内管、以及设置成使外管与内管之间的空间节流的稳定器，其中，

内管包括内管端部部分，该内管端部部分具有形成在该内管端部部分中的轴向开孔和周向开孔，轴向开孔沿内管的轴向方向贯穿，周向开孔沿内管的径向方向贯穿，

氢气流动穿过内管，

周向开孔使氢气沿内管的径向方向从内管流出，

轴向开孔使氢气沿内管的轴向方向从内管流出，

含氧气体在外管与稳定器之间流动，

轴向开孔的横截面积S1与周向开孔的横截面积S2之间的比率S2/S1等于或低于50％，并且

内管和外管之间的空间的横截面积S4与稳定器的外边缘和外管之间的空间的横截面积S3之间的比率S3/S4等于或低于45％。

根据上述构造，通过限定比率S2/S1的上限确保了氢气的直流动特性。此外，通过限定比率S3/S4的上限防止了促进氢气与含氧气体的混合。结果是，可以防止燃烧火焰的温度局部地变高并且因此减少了所产生的NOx的量。

进一步地，可以限定比率S2/S1与比率S3/S4满足以下关系：

S3/S4≤0.0179×(S2/S1)2-1.7193×(S2/S1)+45。

根据上述构造，由于比率S2/S1和比率S3/S4的范围被进一步限制，因此进一步防止了促进氢气与含氧气体的混合。因此，可以进一步防止燃烧火焰的温度局部地变高并且因此进一步减少了所产生的NOx的量。

本公开可以减少氢气燃烧器装置中产生的NOx的量。

通过在下文中给出的详细描述和以仅说明的方式给出并且因此不应被认为是对本公开的限制的附图，将更充分地理解本公开的以上及其他目标、特征和优点。

附图说明

图1是示出了根据第一实施方式的喷嘴结构的立体图；

图2是根据第一实施方式的喷嘴结构的主要部分的截面图；

图3是根据第一实施方式的喷嘴结构的截面图；

图4是根据第一实施方式的喷嘴结构的主要部分的立体图；

图5是示出了关于氢气喷嘴孔面积比率S2/S1的就氧气浓度为11％而言所转换的NOx浓度的曲线图；