JP5272698B2 - Combustor - Google Patents

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Description

本発明は、第１配管から消炎距離以下の開口部を介して噴出された燃焼用ガスを第２配管内部の燃焼領域にて燃焼させ、燃焼用ガスの燃焼により発生した燃焼ガスの熱を上記第１配管を介して上記燃焼用ガスに伝熱することによって燃焼用ガスの加熱を行う燃焼器に関するものである。   The present invention combusts the combustion gas ejected from the first pipe through the opening of the flame extinguishing distance or less in the combustion region inside the second pipe, and generates the heat of the combustion gas generated by the combustion of the combustion gas. The present invention relates to a combustor that heats the combustion gas by transferring heat to the combustion gas through a first pipe.

従来から、小型化が可能な燃焼器として、第１配管から消炎距離以下の開口部を介して噴出された燃焼用ガス（燃料と酸化剤とが混合された混合気）を第２配管内部の燃焼領域にて燃焼させる燃焼器が知られている。
このような燃焼器によれば、消炎距離以下とされた開口部によって第１配管に火炎が伝播することが防止され、かつ、適度な燃焼用ガスの供給を行うことによって第２配管内部の極めて狭い燃焼領域にて燃焼用ガスを安定して燃焼させることができる。 Conventionally, as a combustor that can be downsized, a combustion gas (a mixture of fuel and oxidant mixed) ejected from the first pipe through an opening that is equal to or less than the flame extinguishing distance is disposed inside the second pipe. Combustors that burn in the combustion zone are known.
According to such a combustor, it is possible to prevent the flame from propagating to the first pipe by the opening portion set to be equal to or shorter than the flame extinguishing distance, and by supplying an appropriate combustion gas, Combustion gas can be stably burned in a narrow combustion region.

このような燃焼器としては、燃焼用ガスのより安定した燃焼、燃焼器のさらなる小型化、及び、エネルギ効率の向上を目的として、燃焼用ガスの燃焼によって生じた燃焼ガスの熱を第１配管を介して燃焼用ガスに伝熱して燃焼用ガスを燃焼前に加熱する燃焼器が提案されている。
特開２００４−１５６８６２号公報 In such a combustor, for the purpose of more stable combustion of the combustion gas, further downsizing of the combustor, and improvement of energy efficiency, the heat of the combustion gas generated by the combustion of the combustion gas is supplied to the first pipe. A combustor has been proposed in which heat is transferred to a combustion gas via a gas to heat the combustion gas before combustion.
JP 2004-156862 A

ところで、燃焼ガスの熱を効率的に燃焼用ガスに供給するために、燃焼用ガスの流路となる第１配管は熱伝導率の高い材料によって形成されていることが好ましい。
しかしながら、熱伝導率の高い材料は、耐熱性が低いものが多い。このため、第１配管を熱伝導率の高い材料によって形成した場合には、燃焼領域近傍の高温環境に晒される第１配管の領域が、酸化脆弱により劣化し、燃焼器の寿命が短くなってしまう。 By the way, in order to efficiently supply the heat of the combustion gas to the combustion gas, it is preferable that the first pipe serving as the flow path of the combustion gas is formed of a material having a high thermal conductivity.
However, many materials with high thermal conductivity have low heat resistance. For this reason, when the first pipe is formed of a material having high thermal conductivity, the area of the first pipe exposed to a high temperature environment near the combustion area is deteriorated due to oxidation fragility, and the life of the combustor is shortened. End up.

一方、第１配管を耐熱性が高い材料によって形成することも考えられるが、このような材料は熱伝導率が低いため、燃焼ガスの熱を効率的に燃焼用ガスに伝熱することができなくなり、燃焼用ガスの加熱が不十分となる虞がある。   On the other hand, it is conceivable to form the first pipe with a material having high heat resistance. However, since such a material has low thermal conductivity, the heat of the combustion gas can be efficiently transferred to the combustion gas. There is a risk that the combustion gas will be insufficiently heated.

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、燃焼ガスの熱を燃焼用ガスに伝熱して加熱する燃焼器において、燃焼用ガスを十分に加熱可能とすると共に耐久性を向上させることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and in a combustor that transfers the heat of combustion gas to the combustion gas and heats it, the combustion gas can be sufficiently heated and the durability is improved. For the purpose.

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。   The present invention adopts the following configuration as means for solving the above-described problems.

第１の発明は、内部に燃焼用ガスが流れると共に消炎距離以下の開口部を介して上記燃焼用ガスを噴出する第１配管と、該第１配管の上記開口部から噴出された上記燃焼用ガスが供給されると共に上記燃焼用ガスを燃焼する燃焼領域が内部に形成される第２配管と、を備え、上記燃焼用ガスの燃焼により発生した燃焼ガスの熱を上記第１配管を介して上記燃焼用ガスに伝熱することによって上記燃焼用ガスの加熱を行う燃焼器であって、上記第１配管が、形成材料の酸化腐食温度以下の環境に晒されると共に相対的に熱伝導率が高くかつ相対的に耐熱性が低い伝熱領域と、該伝熱領域の上記形成材料の酸化腐食温度以上の環境に晒されると共に上記伝熱領域と比較して相対的に耐熱性が高い耐熱領域とを備えるという構成を採用する。   1st invention which the combustion gas flows inside, and the said piping for injecting the said gas for combustion through the opening part below a flame extinction distance, and the said object for combustion injected from the said opening part of this 1st piping And a second pipe in which a combustion region for burning the combustion gas is formed, and heat of the combustion gas generated by the combustion of the combustion gas is passed through the first pipe. A combustor for heating the combustion gas by transferring heat to the combustion gas, wherein the first pipe is exposed to an environment below the oxidation corrosion temperature of the forming material and has a relatively high thermal conductivity. A heat transfer region that is high and has relatively low heat resistance, and a heat transfer region that is exposed to an environment above the oxidation corrosion temperature of the forming material in the heat transfer region and has relatively high heat resistance compared to the heat transfer region. The configuration is provided with.

第２の発明は、上記第１の発明において、上記第１配管が、一端側から上記燃焼用ガスを供給されると共に他端が閉塞端とされた内管であり、上記第２配管が、上記第１配管の外周に上記燃焼領域を隔てて配置され、一端側から上記燃焼ガスを排出すると共に他端が上記第１配管の他端側に配置される閉塞端とされた外管であるという構成を採用する。   According to a second invention, in the first invention, the first pipe is an inner pipe to which the combustion gas is supplied from one end side and the other end is a closed end, and the second pipe is The outer pipe is arranged on the outer periphery of the first pipe with the combustion region therebetween, and discharges the combustion gas from one end side, and the other end is a closed end arranged on the other end side of the first pipe. The configuration is adopted.

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記耐熱領域が、第１配管の表面に施されるコーティングによって相対的に高い耐熱性を有するという構成を採用する。   According to a third invention, in the first or second invention, the heat resistant region has a relatively high heat resistance due to a coating applied to a surface of the first pipe.

第４の発明は、上記第１または第２の発明において、上記耐熱領域が、上記伝熱領域の上記形成材料よりも耐熱性が高い材料によって形成されているという構成を採用する。   According to a fourth invention, in the first or second invention, the heat resistant region is formed of a material having higher heat resistance than the forming material of the heat transfer region.

第５の発明は、上記第１〜第４いずれかの発明において、上記伝熱領域を備える第１部材と、上記耐熱領域を有する第２部材とが別体で形成され、上記第１部材と上記第２部材とが接合されて上記第１配管が構成されているという構成を採用する。   According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, the first member having the heat transfer region and the second member having the heat resistant region are formed separately, and the first member and A configuration is adopted in which the first pipe is configured by joining the second member.

本発明によれば、内管１の伝熱領域において燃焼ガスの熱が燃焼用ガスに伝熱されることによって燃焼用ガスを加熱することができる。また、内管１の耐熱領域においては、燃焼ガスの熱によって内管１が酸化脆弱することを防止することができる。
したがって、本発明によれば、燃焼ガスの熱を燃焼用ガスに伝熱して加熱する燃焼器において、燃焼用ガスを十分に加熱可能とすると共に耐久性を向上させることが可能となる。 According to the present invention, the combustion gas can be heated by transferring the heat of the combustion gas to the combustion gas in the heat transfer region of the inner tube 1. Moreover, in the heat-resistant area | region of the inner tube | pipe 1, it can prevent that the inner tube | pipe 1 is oxidized weakly by the heat | fever of combustion gas.
Therefore, according to the present invention, in the combustor in which the heat of the combustion gas is transferred to the combustion gas and heated, the combustion gas can be sufficiently heated and the durability can be improved.

以下、図面を参照して、本発明に係る燃焼器の一実施形態について説明する。
なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。 Hereinafter, an embodiment of a combustor according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size.

（第１実施形態）
図１は、本実施形態の燃焼器１００の概略構成を模式的に示した断面図である。
この図に示すように、本実施形態の燃焼器１００は、内管１（第１配管）と、外管２（第２配管）とを備えている。 (First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of a combustor 100 of the present embodiment.
As shown in this figure, the combustor 100 of the present embodiment includes an inner pipe 1 (first pipe) and an outer pipe 2 (second pipe).

内管１は、一端側から燃焼用ガスＧ１が自らの内部に供給されると共に、他端が閉塞端１ａとされた円筒形状を有しており、耐熱性を有する金属材料によって形成されている。
この内管１の閉塞端１ａ側近傍の周面部には、内管１の内部に供給された燃焼用ガスＧ１を内管１の外部に噴出するための開口部１ｂが複数形成されている。そして、これら開口部１ｂの直径は、消炎距離以下に設定されている。 The inner tube 1 has a cylindrical shape in which the combustion gas G1 is supplied to the inside thereof from one end side and the other end is a closed end 1a, and is formed of a heat-resistant metal material. .
A plurality of openings 1b for injecting the combustion gas G1 supplied to the inside of the inner pipe 1 to the outside of the inner pipe 1 are formed in the peripheral surface portion in the vicinity of the closed end 1a side of the inner pipe 1. The diameters of the openings 1b are set to be equal to or less than the flame extinguishing distance.

外管２は、内管１の外周に配置され、一端側から燃焼ガスＧ２が排出されると共に、他端が閉塞端２ａとされた円筒形状を有しており、内管１と同様に耐熱性を有する金属材料によって形成されている。
なお、燃焼ガスＧ２は、燃焼用ガスＧ１が燃焼されることによって生じる高温のガスである。 The outer tube 2 is disposed on the outer periphery of the inner tube 1 and has a cylindrical shape in which the combustion gas G2 is discharged from one end side and the other end is a closed end 2a. It is formed of a metallic material having properties.
Note that the combustion gas G2 is a high-temperature gas generated by burning the combustion gas G1.

そして、図２に示すように、内管１と外管２との間（すなわち外管２の内部）であって、燃焼用ガスＧ１の流れ方向において内管１の開口部１ｂの下流側の領域が燃焼領域Ｒとされている。
この燃焼領域Ｒに火炎が形成されている場合には、上流側から燃焼領域Ｒに供給される燃焼用ガスＧ１が燃焼領域Ｒにて燃焼し、その結果生じた燃焼ガスＧ２が燃焼領域Ｒの下流側に流れる。 And as shown in FIG. 2, it is between the inner tube | pipe 1 and the outer tube | pipe 2 (namely, inside the outer tube | pipe 2), Comprising: In the flow direction of the combustion gas G1, it is a downstream of the opening part 1b of the inner tube | pipe 1. The region is a combustion region R.
When a flame is formed in the combustion region R, the combustion gas G1 supplied to the combustion region R from the upstream side burns in the combustion region R, and the resulting combustion gas G2 is in the combustion region R. Flows downstream.

このような構成を有する燃焼器１００においては、内管１の開口部１ｂが内管１の周面に形成されているため、開口部１ｂから噴出された燃焼用ガスＧ１は、外管２の内壁面と衝突し、流速が低下する。この結果流速が低下する領域、すなわち外管２の内壁面近傍にて安定して燃焼領域Ｒが形成される。
また燃焼領域Ｒにおいて燃焼量ガスＧ１が燃焼されて生成された燃焼ガスＧ２は、図１の矢印にて示すように、外管２の一端側に流れると共に燃焼用ガスＧ１の外管２への衝突の反発力によって内管１の外壁面に向かう。
このような燃焼用ガスＧ１及び燃焼ガスＧ２の流れの結果、図１に示すように、内管１のうち、燃焼領域Ｒの下流側であって当該燃焼領域Ｒに近い領域Ａ１が相対的に高温の環境に晒される領域となる。そして、内管１は、領域Ａ１よりも燃焼ガスＧ２の排出方向における下流に向かうに連れて相対的に低温の環境に晒される。なお、内管１の領域Ａ１よりも燃焼ガスＧ２の排出方向における上流側の領域は、内管１の開口部１ｂから噴出される燃焼用ガスＧ１によって冷却されるため、領域Ａ１に対して低温の環境に晒されることとなる。 In the combustor 100 having such a configuration, since the opening 1b of the inner tube 1 is formed on the peripheral surface of the inner tube 1, the combustion gas G1 ejected from the opening 1b It collides with the inner wall surface and the flow velocity decreases. As a result, the combustion region R is stably formed in the region where the flow velocity decreases, that is, in the vicinity of the inner wall surface of the outer tube 2.
Further, the combustion gas G2 generated by burning the combustion amount gas G1 in the combustion region R flows to one end side of the outer tube 2 and flows to the outer tube 2 of the combustion gas G1 as shown by an arrow in FIG. It moves toward the outer wall surface of the inner tube 1 by the repulsive force of the collision.
As a result of the flow of the combustion gas G1 and the combustion gas G2, as shown in FIG. 1, a region A1 that is downstream of the combustion region R and is close to the combustion region R in the inner pipe 1 is relatively It becomes an area exposed to high temperature environment. The inner pipe 1 is exposed to a relatively low temperature environment as it goes downstream in the discharge direction of the combustion gas G2 from the region A1. Note that the region upstream of the region A1 of the inner pipe 1 in the discharge direction of the combustion gas G2 is cooled by the combustion gas G1 ejected from the opening 1b of the inner tube 1, so that the temperature is lower than that of the region A1. It will be exposed to the environment.

そして、本実施形態の燃焼器１００においては、内管１が晒される温度分布を予め実測あるいはシミュレーションによって取得し、内管１を、相対的に熱伝導率が高くかつ相対的に耐熱性が低い伝熱領域１０と、該伝熱領域１０と比較して相対的に耐熱性が高い耐熱領域２０とに領域分けする。
具体的には、本実施形態においては、伝熱領域１０は、該伝熱領域１０の形成材料の酸化腐食温度以下の温度環境に晒される領域とされる。また、耐熱領域２０は、上記伝熱領域１０の形成材料の酸化腐食温度以上の温度環境に晒される領域とされる。 In the combustor 100 of the present embodiment, the temperature distribution to which the inner pipe 1 is exposed is acquired in advance by actual measurement or simulation, and the inner pipe 1 has a relatively high thermal conductivity and a relatively low heat resistance. The heat transfer region 10 is divided into a heat-resistant region 20 having relatively higher heat resistance than the heat-transfer region 10.
Specifically, in the present embodiment, the heat transfer region 10 is a region exposed to a temperature environment equal to or lower than the oxidation corrosion temperature of the material forming the heat transfer region 10. The heat resistant region 20 is a region exposed to a temperature environment equal to or higher than the oxidation corrosion temperature of the material forming the heat transfer region 10.

すなわち、本実施形態の燃焼器１００において内管１は、形成材料の酸化腐食温度以下の環境に晒されると共に相対的に熱伝導率が高く相対的に耐熱性が低い伝熱領域１０と、該伝熱領域１０の形成材料の酸化腐食温度以上の環境に晒されると共に伝熱領域１０と比較して相対的に耐熱性が高い耐熱領域２０とを備えている。この耐熱領域２０は、上述の相対的に高い温度環境に晒される内管１の領域Ａ１を必ず含んでいる。   That is, in the combustor 100 of the present embodiment, the inner tube 1 is exposed to an environment below the oxidation corrosion temperature of the forming material and has a relatively high heat conductivity and a relatively low heat resistance, and the heat transfer region 10. The heat transfer region 10 is provided with a heat resistant region 20 that is exposed to an environment that is higher than the oxidation corrosion temperature of the material forming the heat transfer region 10 and that has relatively higher heat resistance than the heat transfer region 10. The heat-resistant region 20 necessarily includes the region A1 of the inner tube 1 that is exposed to the above-described relatively high temperature environment.

なお、本実施形態の燃焼器１００において、内管１の領域Ａ１よりも燃焼ガスＧ２の排出方向における上流側の領域は、上記伝熱領域１０と同様の材料によって形成されている。つまり、本実施形態の燃焼器１００においては、内管１の伝熱領域１０の形成材料の酸化腐食温度以上の環境に晒される領域のみが耐熱領域２０とされている。   In the combustor 100 of the present embodiment, a region upstream of the region A1 of the inner tube 1 in the discharge direction of the combustion gas G2 is formed of the same material as the heat transfer region 10. In other words, in the combustor 100 of the present embodiment, only the region exposed to the environment above the oxidation corrosion temperature of the material forming the heat transfer region 10 of the inner tube 1 is the heat resistant region 20.

そして、本実施形態の燃焼器１００において耐熱領域２０は、図１に示すように、内管１の表面に施されるコーティング３によって相対的に高い耐熱性を有している。
なお、内管１の形成材料としては、炭素鋼やステンレス鋼（例えばＳＵＳ３２１，ＳＵＳ３０４）を用いることができ、コーティング３の形成材料としてはセラミックスを用いることができる。
例えば、内管１の形成材料としてステンレス鋼、コーティング３の形成材料としてセラミックスを用いる場合には、伝熱領域１０がステンレス鋼のみから形成され、耐熱領域２０がステンレス鋼とセラミックス層との２層構造となる。 And in the combustor 100 of this embodiment, as shown in FIG. 1, the heat resistant area | region 20 has relatively high heat resistance with the coating 3 given to the surface of the inner tube | pipe 1. As shown in FIG.
Carbon steel or stainless steel (for example, SUS321, SUS304) can be used as the material for forming the inner tube 1, and ceramics can be used as the material for forming the coating 3.
For example, when stainless steel is used as the forming material of the inner tube 1 and ceramics is used as the forming material of the coating 3, the heat transfer region 10 is formed of only stainless steel, and the heat resistant region 20 is formed of two layers of stainless steel and a ceramic layer. It becomes a structure.

このような構成を有する本実施形態の燃焼器１００においては、内管１に燃焼用ガスＧ１が供給されると、当該燃焼用ガスＧ１は、内管１を流れる過程において、内管１の外側を流れる燃焼ガスＧ２の熱が内管１を介して伝熱されて加熱される。そして、加熱された燃焼用ガスＧ１は、内管１の開口部１ｂから内管１と外管２との間の空間に噴出され、燃焼領域Ｒにて燃焼される。
燃焼領域Ｒにて燃焼用ガスＧ１が燃焼されることによって燃焼ガスＧ２が生成され、この燃焼ガスＧ２は、外管２の内部を通過して外部に排出される。ここで、本実施形態の燃焼器１００においては、内管１が、形成材料の酸化腐食温度以下の環境に晒されると共に相対的に熱伝導率が高く相対的に耐熱性が低い伝熱領域１０と、該伝熱領域１０の形成材料の酸化腐食温度以上の環境に晒されると共に伝熱領域１０と比較して相対的に耐熱性が高い耐熱領域２０とを備えている。このため、耐熱領域２０において内管１の酸化脆弱が防止されると共に伝熱領域１０において燃焼ガスＧ２の熱を燃焼用ガスＧ１に伝熱することができる。 In the combustor 100 of the present embodiment having such a configuration, when the combustion gas G1 is supplied to the inner tube 1, the combustion gas G1 flows outside the inner tube 1 in the process of flowing through the inner tube 1. The heat of the combustion gas G2 flowing through is transferred through the inner pipe 1 and heated. The heated combustion gas G1 is ejected from the opening 1b of the inner tube 1 into the space between the inner tube 1 and the outer tube 2 and burned in the combustion region R.
Combustion gas G1 is combusted in combustion region R to generate combustion gas G2, and this combustion gas G2 passes through the inside of outer tube 2 and is discharged to the outside. Here, in the combustor 100 of the present embodiment, the inner pipe 1 is exposed to an environment below the oxidation corrosion temperature of the forming material and has a relatively high heat conductivity and a relatively low heat resistance. And a heat-resistant region 20 that is exposed to an environment at or above the oxidation corrosion temperature of the material forming the heat-transfer region 10 and that has a relatively high heat resistance compared to the heat-transfer region 10. For this reason, the oxidation brittleness of the inner pipe 1 is prevented in the heat resistant region 20, and the heat of the combustion gas G2 can be transferred to the combustion gas G1 in the heat transfer region 10.

このように本実施形態の燃焼器１００によれば、内管１の伝熱領域１０において燃焼ガスＧ２の熱が燃焼用ガスＧ１に伝熱されることによって燃焼用ガスＧ１を加熱することができる。また、内管１の耐熱領域２０においては、燃焼ガスの熱によって内管１が酸化脆弱することを防止することができる。
したがって、本実施形態の燃焼器１００によれば、燃焼ガスの熱を燃焼用ガスに伝熱して加熱する燃焼器において、燃焼用ガスを十分に加熱可能とすると共に耐久性を向上させることが可能となる。 Thus, according to the combustor 100 of the present embodiment, the combustion gas G1 can be heated by transferring the heat of the combustion gas G2 to the combustion gas G1 in the heat transfer region 10 of the inner tube 1. Further, in the heat resistant region 20 of the inner tube 1, it is possible to prevent the inner tube 1 from being weakened by oxidation due to the heat of the combustion gas.
Therefore, according to the combustor 100 of the present embodiment, in the combustor in which the heat of the combustion gas is transferred to the combustion gas and heated, the combustion gas can be sufficiently heated and the durability can be improved. It becomes.

また、本実施形態の燃焼器１００によれば、内管１の伝熱領域１０の形成材料の酸化腐食温度以上の環境に晒される領域のみが耐熱領域２０とされ、当該耐熱領域２０のみにコーティング３が施されている。
つまり、コーティング３が施される領域が最小限に抑えられている。このため、コーティング３の形成材料（セラミックス材料）と内管１の伝熱領域１０の形成材料（金属材料）との熱伸び差に起因してコーティング３が剥離することを抑制することができる。 Further, according to the combustor 100 of the present embodiment, only the region exposed to the environment above the oxidation corrosion temperature of the material forming the heat transfer region 10 of the inner tube 1 is the heat resistant region 20, and only the heat resistant region 20 is coated. 3 is given.
That is, the area where the coating 3 is applied is minimized. For this reason, it can suppress that the coating 3 peels due to the difference in thermal expansion of the forming material (ceramic material) of the coating 3 and the forming material (metal material) of the heat transfer region 10 of the inner tube 1.

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the description of the second embodiment, the description of the same parts as in the first embodiment will be omitted or simplified.

図２は、本実施形態の燃焼器が備える内管１の分解断面図である。この図に示すように、本実施形態の燃焼器が備える内管１は、伝熱領域１０を備える第１部材４と、耐熱領域２０を備える第２部材５とがネジ構造によって螺嵌されることによって接合されて構成されている。   FIG. 2 is an exploded cross-sectional view of the inner tube 1 provided in the combustor of the present embodiment. As shown in this figure, in the inner tube 1 provided in the combustor of this embodiment, a first member 4 provided with a heat transfer region 10 and a second member 5 provided with a heat resistant region 20 are screwed together by a screw structure. Are joined together.

なお、本実施形態の燃焼器においては、第１部材４に雌ネジ４ａが形成され、第２部材５に雄ネジ５ａが形成されている。
ただし、第１部材４に雄ネジを形成し、第２部材５に雌ネジを形成する構成を採用しても良い。 In the combustor of the present embodiment, the first member 4 is formed with a female screw 4a, and the second member 5 is formed with a male screw 5a.
However, a configuration in which a male screw is formed on the first member 4 and a female screw is formed on the second member 5 may be employed.

そして、本実施形態の燃焼器においては、第１部材４が、相対的に伝熱性が高くかつ相対的に耐熱性が低い材料によって形成されており、これによって伝熱領域１０が高い伝熱性を有している。
一方、第２部材５は、上記伝熱領域１０の形成材料よりも耐熱性の高い材料によって形成されている。これによって、耐熱領域２０が高い耐熱性を有している。
なお、第１部材４の形成材料としては、炭素鋼やステンレス鋼（例えばＳＵＳ３２１，ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１０）を用いることができ、第２部材５の形成材料としてはセラミックスを用いることができる。 And in the combustor of this embodiment, the 1st member 4 is formed with the material with comparatively high heat conductivity, and relatively low heat resistance, and, thereby, the heat transfer area 10 has high heat conductivity. Have.
On the other hand, the second member 5 is formed of a material having higher heat resistance than the material for forming the heat transfer region 10. Thereby, the heat-resistant region 20 has high heat resistance.
Carbon steel or stainless steel (for example, SUS321, SUS304, SUS316, SUS310) can be used as a forming material of the first member 4, and ceramics can be used as a forming material of the second member 5.

以上のような本実施形態の燃焼器においても上記第１実施形態と同様に、内管１の伝熱領域１０において燃焼ガスＧ２の熱が燃焼用ガスＧ１に伝熱されることによって燃焼用ガスＧ１を加熱することができる。また、内管１の耐熱領域２０においては、燃焼ガスの熱によって内管１が酸化脆弱することを防止することができる。
したがって、本実施形態の燃焼器によれば、燃焼ガスの熱を燃焼用ガスに伝熱して加熱する燃焼器において、燃焼用ガスを十分に加熱可能とすると共に耐久性を向上させることが可能となる。 Also in the combustor of the present embodiment as described above, similarly to the first embodiment, the heat of the combustion gas G2 is transferred to the combustion gas G1 in the heat transfer region 10 of the inner tube 1, thereby causing the combustion gas G1. Can be heated. Further, in the heat resistant region 20 of the inner tube 1, it is possible to prevent the inner tube 1 from being weakened by oxidation due to the heat of the combustion gas.
Therefore, according to the combustor of the present embodiment, in the combustor that transfers the heat of the combustion gas to the combustion gas and heats it, the combustion gas can be sufficiently heated and the durability can be improved. Become.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る燃焼器の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   The preferred embodiment of the combustor according to the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the above embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態においては、本発明における第１配管として内管１を備え、本発明における第２配管として外管２を備え、これらの内管１と外管２とが同心円状に配置された二重管構造の燃焼器について説明した。
しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、第１配管と第２配管とが燃焼領域となる燃焼室を中心として巻回して配置される、いわゆるスイスロール型の燃焼器に適用することもできる。
また、本発明は、特開２００７−２１２０８２号公報に記載された、いわゆるディスク型の燃焼器に適用することもできる。 For example, in the above embodiment, the inner pipe 1 is provided as the first pipe in the present invention, the outer pipe 2 is provided as the second pipe in the present invention, and the inner pipe 1 and the outer pipe 2 are arranged concentrically. A double-tube combustor was described.
However, the present invention is not limited to this, for example, a so-called Swiss roll type combustor in which the first pipe and the second pipe are wound around a combustion chamber serving as a combustion region. It can also be applied.
The present invention can also be applied to a so-called disc-type combustor described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-212082.

また、上記実施形態においては、コーティング３及び第２部材５の形成材料をセラミックスとする構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、耐熱領域２０の形成材料と比較して耐熱性の高い他の耐熱材料によってコーティング３及び第２部材５を形成しても良い。 Moreover, in the said embodiment, the structure which uses ceramics as the forming material of the coating 3 and the 2nd member 5 was demonstrated.
However, the present invention is not limited to this, and the coating 3 and the second member 5 may be formed of another heat resistant material having higher heat resistance than the material forming the heat resistant region 20.

本発明の第１実施形態における燃焼器の概略構成を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the schematic structure of the combustor in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態における燃焼器が備える内管の分解断面図である。It is an exploded sectional view of an inner pipe with which a combustor in a 2nd embodiment of the present invention is provided.

符号の説明Explanation of symbols

１００……燃焼器、１……内管（第１配管）、１ａ……閉塞端、１ｂ……開口部、２……外管（第２配管）、２ａ……開閉端、３……コーティング、４……第１部材、５……第２部材、１０……伝熱領域、２０……耐熱領域、Ｇ１……燃焼用ガス、Ｇ２……燃焼ガス、Ｒ……燃焼領域   100: Combustor, 1 ... Inner pipe (first pipe), 1a ... Closed end, 1b ... Opening, 2 ... Outer pipe (second pipe), 2a ... Open / close end, 3 ... Coating 4 ... 1st member, 5 ... 2nd member, 10 ... Heat transfer region, 20 ... Heat resistant region, G1 ... Combustion gas, G2 ... Combustion gas, R ... Combustion region

Claims (5)

内部に燃焼用ガスが流れると共に消炎距離以下の開口部を介して前記燃焼用ガスを噴出する第１配管と、該第１配管の前記開口部から噴出された前記燃焼用ガスが供給されると共に前記燃焼用ガスを燃焼する燃焼領域が内部に形成される第２配管と、を備え、前記燃焼用ガスの燃焼により発生した燃焼ガスの熱を前記第１配管を介して前記燃焼用ガスに伝熱することによって前記燃焼用ガスの加熱を行う燃焼器であって、
前記第１配管は、
形成材料の酸化腐食温度以下の環境に晒されると共に相対的に熱伝導率が高くかつ相対的に耐熱性が低い伝熱領域と、
該伝熱領域の前記形成材料の酸化腐食温度以上の環境に晒されると共に前記伝熱領域と比較して相対的に耐熱性が高い耐熱領域と
を備えることを特徴とする燃焼器。 While the combustion gas flows inside, the first piping for ejecting the combustion gas through the opening portion of the flame extinguishing distance or less, and the combustion gas ejected from the opening portion of the first piping are supplied. And a second pipe in which a combustion region for burning the combustion gas is formed, and heat of the combustion gas generated by the combustion of the combustion gas is transmitted to the combustion gas via the first pipe. A combustor for heating the combustion gas by heating,
The first piping is
A heat transfer region that is exposed to an environment below the oxidation corrosion temperature of the forming material and has a relatively high thermal conductivity and relatively low heat resistance;
A combustor comprising: a heat-resistant region that is exposed to an environment equal to or higher than an oxidation corrosion temperature of the forming material in the heat-transfer region and has a relatively high heat resistance as compared with the heat-transfer region. 前記第１配管が、一端側から前記燃焼用ガスを供給されると共に他端が閉塞端とされた内管であり、
前記第２配管が、前記第１配管の外周に前記燃焼領域を隔てて配置され、一端側から前記燃焼ガスを排出すると共に他端が前記第１配管の他端側に配置される閉塞端とされた外管である
ことを特徴とする請求項１記載の燃焼器。 The first pipe is an inner pipe to which the combustion gas is supplied from one end side and the other end is a closed end;
The second pipe is disposed on the outer periphery of the first pipe across the combustion region, and exhausts the combustion gas from one end side, and the other end is disposed on the other end side of the first pipe; The combustor according to claim 1, wherein the combustor is an outer tube. 前記耐熱領域は、第１配管の表面に施されるコーティングによって相対的に高い耐熱性を有することを特徴とする請求項１または２記載の燃焼器。   The combustor according to claim 1 or 2, wherein the heat-resistant region has a relatively high heat resistance by a coating applied to a surface of the first pipe. 前記耐熱領域は、前記伝熱領域の前記形成材料よりも耐熱性が高い材料によって形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の燃焼器。   The combustor according to claim 1, wherein the heat-resistant region is formed of a material having higher heat resistance than the forming material of the heat transfer region. 前記伝熱領域を備える第１部材と、前記耐熱領域を有する第２部材とが別体で形成され、
前記第１部材と前記第２部材とが接合されて前記第１配管が構成されていることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の燃焼器。

The first member having the heat transfer region and the second member having the heat resistant region are formed separately,
The combustor according to any one of claims 1 to 4, wherein the first pipe is configured by joining the first member and the second member.

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