JP2001355832A - エアポート構造 - Google Patents
エアポート構造Info
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- air port
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構造で、しかもガス流との混合効率が
高いエアポート構造を提供すること。 【解決手段】 エアポート３内の空気流路を分割する筒
状のスリーブ１４を設け、該スリーブ１４外側の空気流
路の流れをエアポート中心軸１３より外側へ広がるよう
に向けたバッフル１５をスリーブ１４の先端に取り付
け、エアポートの最も外側の空気流路外側壁のスロート
６の径の拡大部分であるスロート広がり部１２とバッフ
ル１５の傾斜角度を等しくし、両者間の法線方向距離Ｌ
を一定に保ち、さらにバッフル１５の先端がスロート６
とスロート広がり部１２の接点よりエアポート３の空気
流路上流側になるように設置するものである。旋回発生
器を設置しなくてもスリーブ先端部に取り付けたバッフ
ル１５が空気噴流を広げることができ、エアポート３の
上流側のバーナで燃焼した燃焼ガスとエアポート３から
噴出した空気噴流の混合効率が向上する。
高いエアポート構造を提供すること。 【解決手段】 エアポート３内の空気流路を分割する筒
状のスリーブ１４を設け、該スリーブ１４外側の空気流
路の流れをエアポート中心軸１３より外側へ広がるよう
に向けたバッフル１５をスリーブ１４の先端に取り付
け、エアポートの最も外側の空気流路外側壁のスロート
６の径の拡大部分であるスロート広がり部１２とバッフ
ル１５の傾斜角度を等しくし、両者間の法線方向距離Ｌ
を一定に保ち、さらにバッフル１５の先端がスロート６
とスロート広がり部１２の接点よりエアポート３の空気
流路上流側になるように設置するものである。旋回発生
器を設置しなくてもスリーブ先端部に取り付けたバッフ
ル１５が空気噴流を広げることができ、エアポート３の
上流側のバーナで燃焼した燃焼ガスとエアポート３から
噴出した空気噴流の混合効率が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエアポート構造に関
わり、特に低ＮＯｘ燃焼バーナ構造を備えたボイラなど
の燃焼用火炉に設けられる未燃分の発生が少なく、高効
率燃焼が可能なエアポート構造に関する。
わり、特に低ＮＯｘ燃焼バーナ構造を備えたボイラなど
の燃焼用火炉に設けられる未燃分の発生が少なく、高効
率燃焼が可能なエアポート構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】今日の事業用ボイラでは排ガス中に含ま
れる有害な窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減するために、火
炉から排出する排ガス流路に脱硝装置を設けており、そ
れに加えて低ＮＯｘ燃焼法を用いて、火炉内で発生する
ＮＯｘ量を抑えているのが一般的である。低ＮＯｘ燃焼
法には排ガスを再循環させるか又は理論空気比以下で燃
焼するバーナの下流側に不足分の燃焼用空気を吹き込む
二段燃焼を火炉内で行う方法と、バーナに低ＮＯｘバー
ナと呼ばれるものを用いる方法との二つがあるが、最近
ではこれらを併用している場合が多い。
れる有害な窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減するために、火
炉から排出する排ガス流路に脱硝装置を設けており、そ
れに加えて低ＮＯｘ燃焼法を用いて、火炉内で発生する
ＮＯｘ量を抑えているのが一般的である。低ＮＯｘ燃焼
法には排ガスを再循環させるか又は理論空気比以下で燃
焼するバーナの下流側に不足分の燃焼用空気を吹き込む
二段燃焼を火炉内で行う方法と、バーナに低ＮＯｘバー
ナと呼ばれるものを用いる方法との二つがあるが、最近
ではこれらを併用している場合が多い。
【０００３】図１１に代表的な出力３０ＭＷの微粉炭燃
焼用の火炉を示す。図１１（ａ）は火炉の概略を示した
正面図、図１１（ｂ）は側断面図である。水壁１で構成
された火炉には３段の低ＮＯｘバーナ２と１段のエアポ
ート３とがそれぞれ４列対向するように火炉壁に取り付
けられている。低ＮＯｘバーナ２では空気比（バーナ空
気量／理論空気量）が０．８程度になるような燃焼を行
い、エアポート３でバーナ２での燃焼で不足した分だけ
の空気量を吹き込んで完全燃焼を行わせる二段燃焼法が
用いられている。
焼用の火炉を示す。図１１（ａ）は火炉の概略を示した
正面図、図１１（ｂ）は側断面図である。水壁１で構成
された火炉には３段の低ＮＯｘバーナ２と１段のエアポ
ート３とがそれぞれ４列対向するように火炉壁に取り付
けられている。低ＮＯｘバーナ２では空気比（バーナ空
気量／理論空気量）が０．８程度になるような燃焼を行
い、エアポート３でバーナ２での燃焼で不足した分だけ
の空気量を吹き込んで完全燃焼を行わせる二段燃焼法が
用いられている。
【０００４】バーナゾーンで発生するＮＯｘ量はバーナ
空気比が低いほど少ないので、このような二段燃焼炉で
発生するＮＯｘ濃度は低ＮＯｘバーナ２だけを使用する
場合よりも格段に低い値となる。このように二段燃焼法
はＮＯｘ発生量を低減するのに有効な方法である。
空気比が低いほど少ないので、このような二段燃焼炉で
発生するＮＯｘ濃度は低ＮＯｘバーナ２だけを使用する
場合よりも格段に低い値となる。このように二段燃焼法
はＮＯｘ発生量を低減するのに有効な方法である。
【０００５】しかし、燃焼領域が火炉の下流側へ移って
いるために、エアポート３付近での空気と不完全燃焼し
た燃料との混合効率が悪いと排ガス中に未燃分を含むこ
とがある。図１１に示す低ＮＯｘバーナ２とエアポート
３の各ウインドボックス４、５には排ガスの熱等を利用
したエアヒータ２２で３００℃程度に予熱された空気２
４が振り分けられて供給される。
いるために、エアポート３付近での空気と不完全燃焼し
た燃料との混合効率が悪いと排ガス中に未燃分を含むこ
とがある。図１１に示す低ＮＯｘバーナ２とエアポート
３の各ウインドボックス４、５には排ガスの熱等を利用
したエアヒータ２２で３００℃程度に予熱された空気２
４が振り分けられて供給される。
【０００６】ウインドボックス４、５からバーナ２やエ
アポート３の２つ以上に分割された空気流路に空気が供
給される。特にバーナ２に関してはウインドボックス４
からの空気はバーナ２の中心軸上にある燃料と一次空気
（燃料搬送用空気）との混合流には供給されず、前記混
合流の流路の外周部に設けられる図示していない二次空
気流路、三次空気流路に供給される。バーナ２が微粉炭
バーナである場合にはミル２３から供給される微粉炭が
搬送用空気２５と共にバーナ２の前記混合流の流路に供
給される。なお、火炉から出た燃焼排ガスは再循環ライ
ン２７を経由して再び火炉内に供給され、前記微粉炭の
不完全燃焼反応に利用される。
アポート３の２つ以上に分割された空気流路に空気が供
給される。特にバーナ２に関してはウインドボックス４
からの空気はバーナ２の中心軸上にある燃料と一次空気
（燃料搬送用空気）との混合流には供給されず、前記混
合流の流路の外周部に設けられる図示していない二次空
気流路、三次空気流路に供給される。バーナ２が微粉炭
バーナである場合にはミル２３から供給される微粉炭が
搬送用空気２５と共にバーナ２の前記混合流の流路に供
給される。なお、火炉から出た燃焼排ガスは再循環ライ
ン２７を経由して再び火炉内に供給され、前記微粉炭の
不完全燃焼反応に利用される。
【０００７】火炉ではエアポート３から空気を導入して
不完全燃焼している微粉炭との混合効率を向上させるた
めに図１２及び図１３に示すようなエアポート構造が用
いられる。図１２に示すエアポート構造は旋回発生器１
０によって、エアポート３の空気流路から噴出する空気
の旋回流２８を発生させ、バーナ２（図１１）のゾーン
からのガス流２６との混合を促進させようとするもので
ある。
不完全燃焼している微粉炭との混合効率を向上させるた
めに図１２及び図１３に示すようなエアポート構造が用
いられる。図１２に示すエアポート構造は旋回発生器１
０によって、エアポート３の空気流路から噴出する空気
の旋回流２８を発生させ、バーナ２（図１１）のゾーン
からのガス流２６との混合を促進させようとするもので
ある。
【０００８】ここで、空気噴流に旋回を与えすぎると遠
心力によって噴流の広がりを増し、火炉内への貫通力が
低下する。また図１３に示すエアポート構造は旋回流の
中心に空気の直進流２９を噴出させ、旋回流２８による
広がりと直進流２９の貫通力を兼ね備えるようにしたも
のである。図１３に示すエアポート構造は直進流２９の
空気噴出量制御用のダンパ１１が設けられている。
心力によって噴流の広がりを増し、火炉内への貫通力が
低下する。また図１３に示すエアポート構造は旋回流の
中心に空気の直進流２９を噴出させ、旋回流２８による
広がりと直進流２９の貫通力を兼ね備えるようにしたも
のである。図１３に示すエアポート構造は直進流２９の
空気噴出量制御用のダンパ１１が設けられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図１４はエアポート３
（図１１）からの空気旋回噴流の炉内における流動様式
を模式化したものである。エアポート３の空気流路から
噴出する空気噴流は反時計回りに回転して渦流２０を形
成しており、エアポート３の上流側のバーナゾーンから
のガス流２６が渦流２０に流れ込む。この時、図面左側
の渦流２０領域では、空気噴流の旋回方向がガス流２６
の流れ方向とは反対側になっているので、この領域では
旋回の無い単純な噴流に比較して渦流２０とガス流２６
との混合は促進される。ところが、図面右側の渦流２０
領域では、その旋回方向がガス流２６の流れ方向と同じ
方向になっているので渦流２０とガス流２６との混合は
抑制される。このためエアポート３から旋回する空気噴
流を供給しても、さほど混合効率は向上しない。
（図１１）からの空気旋回噴流の炉内における流動様式
を模式化したものである。エアポート３の空気流路から
噴出する空気噴流は反時計回りに回転して渦流２０を形
成しており、エアポート３の上流側のバーナゾーンから
のガス流２６が渦流２０に流れ込む。この時、図面左側
の渦流２０領域では、空気噴流の旋回方向がガス流２６
の流れ方向とは反対側になっているので、この領域では
旋回の無い単純な噴流に比較して渦流２０とガス流２６
との混合は促進される。ところが、図面右側の渦流２０
領域では、その旋回方向がガス流２６の流れ方向と同じ
方向になっているので渦流２０とガス流２６との混合は
抑制される。このためエアポート３から旋回する空気噴
流を供給しても、さほど混合効率は向上しない。
【００１０】さらに図１２、図１３に示すような旋回発
生器１０を狭いエアポート流路に取り付けるとエアポー
ト構造が複雑となり、メンテナンスが困難となる。
生器１０を狭いエアポート流路に取り付けるとエアポー
ト構造が複雑となり、メンテナンスが困難となる。
【００１１】本発明の課題は簡単な構造で、しかもガス
流との混合効率が高い空気噴流を供給できるエアポート
構造を提供することである。
流との混合効率が高い空気噴流を供給できるエアポート
構造を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために、エアポート内の空気流路内に、該空気流
路を２つ以上に分割する筒状のスリーブを設け、該スリ
ーブの最外側の空気流路の流れをエアポート中心軸より
外側へ広がるようにするための末広がり状の案内羽根
（以下、バッフルと称す）をスリーブの先端に取り付け
るものである。
決するために、エアポート内の空気流路内に、該空気流
路を２つ以上に分割する筒状のスリーブを設け、該スリ
ーブの最外側の空気流路の流れをエアポート中心軸より
外側へ広がるようにするための末広がり状の案内羽根
（以下、バッフルと称す）をスリーブの先端に取り付け
るものである。
【００１３】エアポートの最も外側の空気流路外側壁を
スロートというが、本発明の他の発明は前記案内羽根に
加えて、このスロート先端部と火炉壁との間にはスロー
ト径の末広がり状部分を設け、これをスロート広がり部
と称すると、このスロート広がり部と前記バッフルのエ
アポート中心軸に対するそれぞれの傾斜角度を等しく
し、両者間の法線方向距離を保ち、さらにバッフル先端
がスロート広がり部よりエアポートの空気流路の上流側
になるように設置するものである。
スロートというが、本発明の他の発明は前記案内羽根に
加えて、このスロート先端部と火炉壁との間にはスロー
ト径の末広がり状部分を設け、これをスロート広がり部
と称すると、このスロート広がり部と前記バッフルのエ
アポート中心軸に対するそれぞれの傾斜角度を等しく
し、両者間の法線方向距離を保ち、さらにバッフル先端
がスロート広がり部よりエアポートの空気流路の上流側
になるように設置するものである。
【００１４】
【作用】本発明は前記構成からなるエアポート構成とす
ることで、旋回発生器を設置しなくてもスリーブ先端部
に取り付けたバッフルが火炉内での空気噴流を広げるこ
とができ、エアポートの上流側のバーナで燃焼した火炉
内での燃焼ガスとエアポートから噴出した空気噴流の混
合効率が向上する。
ることで、旋回発生器を設置しなくてもスリーブ先端部
に取り付けたバッフルが火炉内での空気噴流を広げるこ
とができ、エアポートの上流側のバーナで燃焼した火炉
内での燃焼ガスとエアポートから噴出した空気噴流の混
合効率が向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
と共に説明する。図１（ａ）に本発明の実施の形態にな
るエアポート構造の断面図を示し、図１（ｂ）に本発明
の実施の形態になる火炉側から見たエアポート構造の正
面図を示す。エアポート３は一次空気７の流路と二次空
気８の流路に分けられ、各流路は円筒状スリーブ１４で
分けられている。なお、ここで用いる一次空気７及び二
次空気８の流路はバーナ内に設けられる一次空気流路及
び二次空気流路とは別のものである。
と共に説明する。図１（ａ）に本発明の実施の形態にな
るエアポート構造の断面図を示し、図１（ｂ）に本発明
の実施の形態になる火炉側から見たエアポート構造の正
面図を示す。エアポート３は一次空気７の流路と二次空
気８の流路に分けられ、各流路は円筒状スリーブ１４で
分けられている。なお、ここで用いる一次空気７及び二
次空気８の流路はバーナ内に設けられる一次空気流路及
び二次空気流路とは別のものである。
【００１６】このスリーブ１４の先端にバッフル１５を
末広がり状に取り付ける。これにより火炉内での空気噴
流を広げることができ、エアポート３の上流側のバーナ
で燃焼した火炉内での燃焼ガスとエアポート３から噴出
した空気噴流の混合効率が向上する。
末広がり状に取り付ける。これにより火炉内での空気噴
流を広げることができ、エアポート３の上流側のバーナ
で燃焼した火炉内での燃焼ガスとエアポート３から噴出
した空気噴流の混合効率が向上する。
【００１７】図３にスリーブ１４の先端にバッフル１５
を付けた場合（バッフル付）とバッフル１５を付けない
場合（バッフルなし）に、図４に示す長さｘにおける噴
流の広がり幅Ｗ６の大きさを評価したものを示す。また
別の実施の形態においては、前記スリーブ１４の先端に
バッフル１５を末広がり状に取り付け、さらに、このバ
ッフル１５の末広がり角度をエアポート中心軸１３に対
する傾斜角度（＝スリーブ１４の壁面の延長線に対する
傾斜角度）θを４０〜４５°とする。
を付けた場合（バッフル付）とバッフル１５を付けない
場合（バッフルなし）に、図４に示す長さｘにおける噴
流の広がり幅Ｗ６の大きさを評価したものを示す。また
別の実施の形態においては、前記スリーブ１４の先端に
バッフル１５を末広がり状に取り付け、さらに、このバ
ッフル１５の末広がり角度をエアポート中心軸１３に対
する傾斜角度（＝スリーブ１４の壁面の延長線に対する
傾斜角度）θを４０〜４５°とする。
【００１８】エアポート３の最も外側の空気流路外側壁
をスロート６というが、このスロート６の先端部と火炉
壁（水壁１）との間にはスロート６径の拡大部分を設
け、これをスロート広がり部１２と称する。図１では、
エアポート中心軸１３に対するスロート広がり部１２の
傾斜角度をφと定義すると、この角度φを角度θと等し
くなるように、すなわち、エアポート中心軸１３に対す
るバッフル１５の傾斜角度とスロート広がり部１２の傾
斜角度が同じになるようにする。いいかえれば、バッフ
ル１５とスロート６の広がり部１２が平行になるように
設置し、バッフル１５とスロート広がり部１２の法線方
向距離Ｌが一定になるようにする。
をスロート６というが、このスロート６の先端部と火炉
壁（水壁１）との間にはスロート６径の拡大部分を設
け、これをスロート広がり部１２と称する。図１では、
エアポート中心軸１３に対するスロート広がり部１２の
傾斜角度をφと定義すると、この角度φを角度θと等し
くなるように、すなわち、エアポート中心軸１３に対す
るバッフル１５の傾斜角度とスロート広がり部１２の傾
斜角度が同じになるようにする。いいかえれば、バッフ
ル１５とスロート６の広がり部１２が平行になるように
設置し、バッフル１５とスロート広がり部１２の法線方
向距離Ｌが一定になるようにする。
【００１９】また、バッフル１５の先端（図１の点Ｂ）
はスロート広がり部１２とスロート６の接点よりエアポ
ート３の空気入口側（エアポート空気流路上流側）にな
るように設置する。これにより、図２に本エアポート３
を使った場合の火炉内での空気流速分布を示すが、エア
ポート３のスロート６の径よりもはるかに大きく空気流
が広がる。二次空気８（図１）が外側に広がることによ
り、一次空気７（図１）もこの高い流速の流れに引っ張
られるため、噴流全体は広がる。
はスロート広がり部１２とスロート６の接点よりエアポ
ート３の空気入口側（エアポート空気流路上流側）にな
るように設置する。これにより、図２に本エアポート３
を使った場合の火炉内での空気流速分布を示すが、エア
ポート３のスロート６の径よりもはるかに大きく空気流
が広がる。二次空気８（図１）が外側に広がることによ
り、一次空気７（図１）もこの高い流速の流れに引っ張
られるため、噴流全体は広がる。
【００２０】バッフル１５の最適位置について図３と図
４により説明する。図３で示す長さｄと長さｘは図４に
示した通りであり、長さｄはスロート６直径、長さｘは
エアポート中心軸１３方向の距離である。長さｘの原点
は、バッフル１５とスロート広がり部１２との接線方向
距離Ｌ＝０となるとき（すなわち、バッフル１５の先端
（図１のＢ点）が図１の面Ｃ上にあるとき）のバッフル
１５とスリーブ１４の接続部位置にしている。図３はバ
ッフル１５の位置をエアポート中心軸１３方向に種々変
えて、そのときの図４に示す長さｘにおける噴流の広が
り幅Ｗ６の大きさを評価したものである。
４により説明する。図３で示す長さｄと長さｘは図４に
示した通りであり、長さｄはスロート６直径、長さｘは
エアポート中心軸１３方向の距離である。長さｘの原点
は、バッフル１５とスロート広がり部１２との接線方向
距離Ｌ＝０となるとき（すなわち、バッフル１５の先端
（図１のＢ点）が図１の面Ｃ上にあるとき）のバッフル
１５とスリーブ１４の接続部位置にしている。図３はバ
ッフル１５の位置をエアポート中心軸１３方向に種々変
えて、そのときの図４に示す長さｘにおける噴流の広が
り幅Ｗ６の大きさを評価したものである。
【００２１】図４に示す長さｘにおける噴流の広がり幅
Ｗ６は、原点からの長さｘの地点におけるエアポート中
心軸１３の延長線から立てた垂線方向における噴流の流
速がエアポート入口流速の平均値ｖｉｍの１／６の流速
となる位置での噴流の広がり幅Ｗ６である。
Ｗ６は、原点からの長さｘの地点におけるエアポート中
心軸１３の延長線から立てた垂線方向における噴流の流
速がエアポート入口流速の平均値ｖｉｍの１／６の流速
となる位置での噴流の広がり幅Ｗ６である。
【００２２】図３中の横軸に記載したバッフル１５の位
置（ａ）〜（ｃ）は、図５のバッフル１５とスロート６
との位置関係（ａ）〜（ｃ）に対応しており、それぞ
れ、図５（ａ）はバッフル１５とスロート６の広がり部
１２の法線方向距離Ｌ＝０となる位置でバッフル１５を
エアポート入口側に取り付けた場合、図５（ｂ）はバッ
フル１５とスロート広がり部１２の法線方向距離Ｌを一
定に保ち、バッフル１５の先端をスロート広がり部１２
とスロート６の接点（図４に示す点Ａ）より空気流路上
流側に設置した場合、図５（ｃ）はバッフル１５位置を
スロート広がり部１２とスロート６の接点（点Ａ）より
出口（火炉内側）に設置した場合を示している。図３よ
りバッフル位置（ｂ）で空気噴流の広がりの極大値が得
られている。
置（ａ）〜（ｃ）は、図５のバッフル１５とスロート６
との位置関係（ａ）〜（ｃ）に対応しており、それぞ
れ、図５（ａ）はバッフル１５とスロート６の広がり部
１２の法線方向距離Ｌ＝０となる位置でバッフル１５を
エアポート入口側に取り付けた場合、図５（ｂ）はバッ
フル１５とスロート広がり部１２の法線方向距離Ｌを一
定に保ち、バッフル１５の先端をスロート広がり部１２
とスロート６の接点（図４に示す点Ａ）より空気流路上
流側に設置した場合、図５（ｃ）はバッフル１５位置を
スロート広がり部１２とスロート６の接点（点Ａ）より
出口（火炉内側）に設置した場合を示している。図３よ
りバッフル位置（ｂ）で空気噴流の広がりの極大値が得
られている。
【００２３】図５に示すように、バッフル位置（ａ）で
は二次空気８がスロート６にぶつかり、バッフル１５を
付けない場合と同程度の広がりとなる。また、バッフル
位置（ｃ）ではバッフル１５とスロート６の広がり部１
２間を通る二次空気８の流速が低くなるため、空気噴流
の広がりは悪くなる。このようにバッフル位置（ｂ）の
ような範囲にバッフル１５を設置すると、空気噴流が広
がりやすい最適な構造となる。
は二次空気８がスロート６にぶつかり、バッフル１５を
付けない場合と同程度の広がりとなる。また、バッフル
位置（ｃ）ではバッフル１５とスロート６の広がり部１
２間を通る二次空気８の流速が低くなるため、空気噴流
の広がりは悪くなる。このようにバッフル位置（ｂ）の
ような範囲にバッフル１５を設置すると、空気噴流が広
がりやすい最適な構造となる。
【００２４】また、図５のバッフル位置（ｃ）のような
構造にすると、火炉内からの輻射熱によりバッフル１５
を焼損させる可能性があるため、バッフル１５の材料を
保護するためにも、バッフル位置（ｂ）がバッフル１５
の最適配置位置である。
構造にすると、火炉内からの輻射熱によりバッフル１５
を焼損させる可能性があるため、バッフル１５の材料を
保護するためにも、バッフル位置（ｂ）がバッフル１５
の最適配置位置である。
【００２５】スリーブ１４外側のエアポート３の空気流
路を流れる二次空気８の流速を高くするために二次空気
流量を多くすると、図６に示すように、火炉内の壁面に
沿って空気が流れるため（以下、壁面噴流）、バーナゾ
ーンからくる燃焼ガスとの混合が非常に悪くなる。その
ため、運用のしやすさも含めて、エアポートから噴出す
る空気噴流の流速はエアポートの分割された各空気流路
で等しくすると良い。なお、図６はバッフル１５、スロ
ート広がり部１２の傾斜角は共に４５°の場合である。
路を流れる二次空気８の流速を高くするために二次空気
流量を多くすると、図６に示すように、火炉内の壁面に
沿って空気が流れるため（以下、壁面噴流）、バーナゾ
ーンからくる燃焼ガスとの混合が非常に悪くなる。その
ため、運用のしやすさも含めて、エアポートから噴出す
る空気噴流の流速はエアポートの分割された各空気流路
で等しくすると良い。なお、図６はバッフル１５、スロ
ート広がり部１２の傾斜角は共に４５°の場合である。
【００２６】図７にバッフル１５の前記傾斜角度θを種
々変えた場合の空気噴流の広がり幅Ｗ６を示す。前記傾
斜角度θを大きくすると、例えば傾斜角度θ＝７０°の
場合を図８に示す。図８はバッフル１５とスロート広が
り部１２の傾斜角度φは共に７０°の場合である。前記
傾斜角度θ、φが大きいと、空気噴流は広がりにくくな
る。また、傾斜角度θを大きくしすぎると、エアポート
内のスリーブ１４の外側を流れる二次空気８の直進流と
の角度の差が大きすぎるため、二次空気８の直進流を曲
げるのではなく、ただの邪魔板になり、バッフル１５と
スロート広がり部１２の相互作用による整流が困難とな
る。また、傾斜角度θ＝５０°にすると、図６のような
火炉壁面噴流が起きやすくなり、燃焼ガスとの混合性が
悪くなる。傾斜角度θを２５〜４５°まで変化させた結
果、傾斜角度θ＝４５°の時が最も二次空気８の空気噴
流が広がる。よってバッフル傾斜角度θは４０〜４５
°、好ましくは４５°が良い。
々変えた場合の空気噴流の広がり幅Ｗ６を示す。前記傾
斜角度θを大きくすると、例えば傾斜角度θ＝７０°の
場合を図８に示す。図８はバッフル１５とスロート広が
り部１２の傾斜角度φは共に７０°の場合である。前記
傾斜角度θ、φが大きいと、空気噴流は広がりにくくな
る。また、傾斜角度θを大きくしすぎると、エアポート
内のスリーブ１４の外側を流れる二次空気８の直進流と
の角度の差が大きすぎるため、二次空気８の直進流を曲
げるのではなく、ただの邪魔板になり、バッフル１５と
スロート広がり部１２の相互作用による整流が困難とな
る。また、傾斜角度θ＝５０°にすると、図６のような
火炉壁面噴流が起きやすくなり、燃焼ガスとの混合性が
悪くなる。傾斜角度θを２５〜４５°まで変化させた結
果、傾斜角度θ＝４５°の時が最も二次空気８の空気噴
流が広がる。よってバッフル傾斜角度θは４０〜４５
°、好ましくは４５°が良い。
【００２７】図９に本発明の他の実施の形態になるエア
ポート構造を示す。図９のエアポート構造はスリーブ１
４の先端に設置するバッフル１５をエアポート中心軸１
３方向に可動にするものである。これにより火炉出口の
排ガス中のＮＯｘ及び未燃分を分析しながら、空気噴流
の広がりを調整することができる。バッフル１５には、
例えばサーボモータ１６のような中央操作室から電気信
号でコントロール可能なものを取り付けると操作が簡略
化される。このとき、バッフル１５が火炉内に入りすぎ
て焼損してしまわないようにサーボモータ１６でコント
ロールするか、もしくは機械的なストッパを設けるなど
の必要がある。
ポート構造を示す。図９のエアポート構造はスリーブ１
４の先端に設置するバッフル１５をエアポート中心軸１
３方向に可動にするものである。これにより火炉出口の
排ガス中のＮＯｘ及び未燃分を分析しながら、空気噴流
の広がりを調整することができる。バッフル１５には、
例えばサーボモータ１６のような中央操作室から電気信
号でコントロール可能なものを取り付けると操作が簡略
化される。このとき、バッフル１５が火炉内に入りすぎ
て焼損してしまわないようにサーボモータ１６でコント
ロールするか、もしくは機械的なストッパを設けるなど
の必要がある。
【００２８】また、本発明のバッフル１５はスロート６
の直径より小さくなっており、エアポート入口の方向へ
抜き出しやすいので、図９に示すような構造をとっても
メンテナンスしやすく、コスト低減につながる。
の直径より小さくなっており、エアポート入口の方向へ
抜き出しやすいので、図９に示すような構造をとっても
メンテナンスしやすく、コスト低減につながる。
【００２９】また、図９に示す方法でエアポートの空気
噴流の広がりを調整する代わりに、図１０に示すエアポ
ートのように旋回発生器１０を付けて空気噴流の広がり
を調整する方法もあり、火炉燃焼排ガスにＮＯｘ濃度が
多くなる場合や未燃分が含まれる場合には臨機応変に対
応可能になる。
噴流の広がりを調整する代わりに、図１０に示すエアポ
ートのように旋回発生器１０を付けて空気噴流の広がり
を調整する方法もあり、火炉燃焼排ガスにＮＯｘ濃度が
多くなる場合や未燃分が含まれる場合には臨機応変に対
応可能になる。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、エアポート構成からの
空気噴流で燃焼ガス中の未燃分を低減でき、従来のエア
ポート構造に比べて構成が簡略化されるので、コストの
低いエアポート構造を提供することができる。また、本
発明により、エアポート構造を簡略化し、エアポート空
気噴流に旋回をかけなくても従来法並の燃焼ガスとのガ
ス混合効率を持ち、排ガス中の未燃分を低減でき、製
造、メンテナンスコストを低減させるエアポート構造と
なる。
空気噴流で燃焼ガス中の未燃分を低減でき、従来のエア
ポート構造に比べて構成が簡略化されるので、コストの
低いエアポート構造を提供することができる。また、本
発明により、エアポート構造を簡略化し、エアポート空
気噴流に旋回をかけなくても従来法並の燃焼ガスとのガ
ス混合効率を持ち、排ガス中の未燃分を低減でき、製
造、メンテナンスコストを低減させるエアポート構造と
なる。
【図１】 本発明の実施の形態のエアポート構造の断面
図（図１（ａ））と正面図（図１（ｂ））である。
図（図１（ａ））と正面図（図１（ｂ））である。
【図２】 図１のエアポート構造の空気噴流の流速分布
を示す図である。
を示す図である。
【図３】 図１のエアポート構造のバッフル位置と空気
噴流の広がりの関係を示す図である。
噴流の広がりの関係を示す図である。
【図４】 図１のエアポート構造の空気噴流の広がりの
指標を示す説明図である。
指標を示す説明図である。
【図５】 図１のエアポート構造のバッフル位置と空気
噴流の広がりのメカニズムを示す説明図である。
噴流の広がりのメカニズムを示す説明図である。
【図６】 本発明に含まれないエアポート構造の空気噴
流の流速分布を示す図である。
流の流速分布を示す図である。
【図７】 バッフルの傾斜角度と空気噴流の広がりの関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図８】 本発明に含まれないエアポート構造の空気噴
流の流速分布を示す図である。
流の流速分布を示す図である。
【図９】 本発明の他の実施の形態のエアポート構造の
断面図である。
断面図である。
【図１０】 本発明の他の実施の形態のエアポート構造
の断面図である。
の断面図である。
【図１１】 微粉炭燃焼炉の概略図を示す側面図（図１
１（ａ））と他の方向から見た側面図（図１１（ｂ））
である。
１（ａ））と他の方向から見た側面図（図１１（ｂ））
である。
【図１２】 従来のエアポート構造の断面図である。
【図１３】 従来のエアポート構造の断面図である。
【図１４】 従来のエアポート構造の空気噴流の模式図
である。
である。
１ 水壁 ２ バーナ ３ エアポート ４、５ ウィンドボックス ６ スロート ７ 一次空気 ８ 二次空気 １０ 旋回発生器 １１ ダンパ １２ スロート広がり部 １３ エアポート中心軸 １４ スリーブ １５ バッフル ２０ 渦流 ２２ エアヒータ ２３ ミル ２４ 空気 ２５ 搬送用空気 ２６ ガス流 ２７ 再循環ライン ２８ 旋回流 ２９ 空気直進流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津村 俊一 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉事業所内 Ｆターム(参考） 3K023 KA01 KB04 KC01 KD01 3K065 QA04 QB03 QB11 TA01 TA14 TB01 TB08 TC01 TD07 TE02 TE07 TF01 TG01 TH12
Claims (6)
- 【請求項１】 燃焼炉壁面に設けられた理論空気比以下
で燃焼するバーナの下流側で、バーナでの燃料の燃焼に
不足する量の燃焼用空気を燃焼炉内に吹き込むための空
気流路を燃焼炉壁面の末広がり状のスロート部に接続し
て設けたエアポート構造において、 空気流路を２つ以上に分割する筒状スリーブと該筒状ス
リーブの火炉側の先端に取り付けた末広がり状の案内羽
根とを設けることを特徴とするエアポート構造。 - 【請求項２】 エアポート中心軸に対する案内羽根の末
広がり角度とスロート部の末広がり角度が同じであり、
案内羽根先端がスロート部より空気流路の上流側に配置
されることを特徴とする請求項１記載のエアポート構
造。 - 【請求項３】 筒状スリーブで区分される最外側の空気
流路に周方向速度成分を与えるための手段を設けること
を特徴とする請求項１記載のエアポート構造。 - 【請求項４】 筒状スリーブで区分される２つ以上の空
気流路の空気流速を等しくなるように筒状スリーブを配
置することを特徴とする請求項１記載のエアポート構
造。 - 【請求項５】 筒状スリーブ先端の案内羽根をエアポー
ト中心軸の方向に移動可能な構造にしたことを特徴とす
る請求項１記載のエアポート構造。 - 【請求項６】 筒状スリーブ先端の案内羽根と燃焼炉壁
面のスロート部のエアポート中心軸に対する傾斜角度を
４０〜４５°の範囲内の等しい末広がり角度にしたこと
を特徴とする請求項２記載のエアポート構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000179487A JP2001355832A (ja) | 2000-06-15 | 2000-06-15 | エアポート構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000179487A JP2001355832A (ja) | 2000-06-15 | 2000-06-15 | エアポート構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001355832A true JP2001355832A (ja) | 2001-12-26 |
Family
ID=18680754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000179487A Pending JP2001355832A (ja) | 2000-06-15 | 2000-06-15 | エアポート構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001355832A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2453223A (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-01 | Gen Electric | Gas flow injector and method of injecting gas into a combustion system |
| JP2010270990A (ja) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料バーナ及び旋回燃焼ボイラ |
| US7878130B2 (en) | 2004-11-04 | 2011-02-01 | Babcock-Hitachi K.K. | Overfiring air port, method for manufacturing air port, boiler, boiler facility, method for operating boiler facility and method for improving boiler facility |
| WO2012096319A1 (ja) * | 2011-01-12 | 2012-07-19 | バブコック日立株式会社 | ボイラ装置 |
| JP2013155917A (ja) * | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Bab-Hitachi Industrial Co | バーナ装置 |
| WO2015005350A1 (ja) | 2013-07-09 | 2015-01-15 | バブコック日立株式会社 | 燃焼装置 |
| JP2015117862A (ja) * | 2013-12-17 | 2015-06-25 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ボイラ |
-
2000
- 2000-06-15 JP JP2000179487A patent/JP2001355832A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7878130B2 (en) | 2004-11-04 | 2011-02-01 | Babcock-Hitachi K.K. | Overfiring air port, method for manufacturing air port, boiler, boiler facility, method for operating boiler facility and method for improving boiler facility |
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| WO2012096319A1 (ja) * | 2011-01-12 | 2012-07-19 | バブコック日立株式会社 | ボイラ装置 |
| JP2012145267A (ja) * | 2011-01-12 | 2012-08-02 | Babcock Hitachi Kk | ボイラ装置 |
| JP2013155917A (ja) * | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Bab-Hitachi Industrial Co | バーナ装置 |
| WO2015005350A1 (ja) | 2013-07-09 | 2015-01-15 | バブコック日立株式会社 | 燃焼装置 |
| KR20160018760A (ko) | 2013-07-09 | 2016-02-17 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | 연소 장치 |
| US10359193B2 (en) | 2013-07-09 | 2019-07-23 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Combustion device |
| JP2015117862A (ja) * | 2013-12-17 | 2015-06-25 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ボイラ |
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