[发明专利]预混合燃烧器

说明书

本发明的预混合燃烧器具备：混合部，其具有以燃烧器轴线为中心的第1周壁，在内周形成使气体燃料与空气混合的混合区域，并在第1周壁开口有在周向上排列的多个空气供给口；喷嘴部，其设置于混合部的前端侧，具有以燃烧器轴线为中心的第2周壁，在第2周壁的内周形成有与混合区域连续的预混合气体通路，并在第2周壁的内部形成有有冷却通路；以及头部，其设置于混合部的基端侧，并形成有第1头部室、向第1头部室供给气体燃料的燃料供给口、第2头部室、以及将混合区域与第2头部室连通的燃料喷射口。在第1周壁的内部形成有将第1头部室与冷却通路的入口连接起来的往路、和将冷却通路的出口与第2头部室连接起来的回路。

技术领域

本发明涉及将气体燃料与空气预先混合并喷出的预混合燃烧器。

背景技术

以往，公知有使预先将燃料与氧以最佳的比率混合而成的预混合气体在喷火口燃烧的预混合燃烧器。预混合燃烧器存在通过使空气预先混合于燃料而能够制成稳定的火焰的优点。另一方面，预混合燃烧器存在以下课题，即：若燃烧氢气等燃烧速度较快的气体燃料，则由于火焰接近至喷火口的附近而产生部件的高温化、氧化壁厚变薄、熔损、产生逆火。此外，逆火是指火焰从喷火口向气体的供给侧返回的现象。

因此，在专利文献1中，提出有在预混合燃烧器中防止逆火的技术。专利文献1的预混合燃烧器具备：燃料通路，其包括使燃料在基端侧与末端侧之间折返流通的折返部；预混合气体通路，其包围燃料通路；燃料导入部，其将通过了燃料通路的燃料从预混合气体通路的基端侧朝向末端侧导入；以及空气供给部，其在基端侧向预混合气体通路供给空气。在该预混合燃烧器中，低温的燃料通过设置于燃料通路内的折返部，由此将燃料通路的外周冷却。进入至预混合气体通路的火焰与低温的燃料通路的外周干涉而熄灭。

专利文献1：日本特开2016-90141号公报

在专利文献1的预混合燃烧器中，能够防止上述的预混合燃烧器的课题中的逆火，但不能说是充分地解决了由火焰接近至喷火口的附近而产生的部件的高温化、氧化壁厚变薄、熔损。

发明内容

本发明是鉴于以上的状况而完成的，其目的在于提出一种在预混合燃烧器中防止由火焰接近至喷火口的附近而产生的部件的高温化、氧化壁厚变薄、熔损的技术。

本发明的一个形态所涉及的预混合燃烧器具备：

混合部，其具有以燃烧器轴线为中心的第1周壁，在内周形成有使气体燃料与空气混合的混合区域，并在上述第1周壁开口有在周向上排列的多个空气供给口；

喷嘴部，其设置于上述混合部的前端侧，具有以上述燃烧器轴线为中心的第2周壁，在上述第2周壁的内周形成有与上述混合区域连续的预混合气体通路，并在上述第2周壁的内部形成有冷却通路；以及

头部，其设置于上述混合部的基端侧，并形成有第1头部室、向上述第1头部室供给气体燃料的燃料供给口、第2头部室、以及将上述混合区域与上述第2头部室连通起来的燃料喷射口，

在上述第1周壁的内部，形成有将上述第1头部室与上述冷却通路的入口连接起来的往路、和将上述冷却通路的出口与上述第2头部室连接起来的回路。

在上述结构的预混合燃烧器中，形成有由第1头部室、往路、冷却通路、回路以及第2头部室构成的一系列的燃料流路，并且低温的气体燃料在该燃料通路中流动。由此，通过与在内部流动的低温的气体燃料的热交换，能够将喷嘴部的周壁和混合部的周壁冷却。

在上述结构的预混合燃烧器中，将喷嘴部的周壁冷却，抑制了周壁的表面的高温化。因而，能够抑制喷嘴部的周壁的表面上的氧化皮的生成，进而抑制喷嘴部的氧化壁厚变薄。

在上述结构的预混合燃烧器中，通过喷嘴部的冷却来抑制通过预混合气体通路的预混合气体的升温，因此能够抑制预混合气体的燃烧速度的上升。并且，通过混合部的周壁的冷却，也能够抑制预混合气体的升温，因此能够更有效地抑制预混合气体的燃烧速度的上升。