JP2006207938A - Pulverulent fuel burner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はバーナの燃料として微粉砕されたバイオマス燃料などの粉状燃料を用いる粉状燃料バーナに関する。 The present invention relates to a pulverized fuel burner using pulverized fuel such as finely pulverized biomass fuel as fuel for the burner.
間伐材や建築現場の廃材等の木材などのバイオマスを原料として生成されるバイオマス燃料は再生可能燃料として着目されている。そしてバイオマス燃料の従来の燃焼方式としては、下記の特許文献1に示されているようにペレット状に成型したバイオマス燃料を、スクリューフィーダで火格子に供給して火格子上で燃焼させる方式や、下記の特許文献2に示されているようにバイオマスやプラスチックなどを微粉砕した可燃粉体(粉状燃料)を、旋回を与えながら軸方向にバーナに供給して燃焼する方式がある。
Biomass fuel produced from biomass such as wood from thinned wood and waste from construction sites is attracting attention as a renewable fuel. And as a conventional combustion method of biomass fuel, as shown in
なお、下記の特許文献3には液体燃料を用いる管状火炎バーナが開示されている。
In addition, the following
しかしながら、上記特許文献1の方式は火格子燃焼となるため燃焼負荷が小さく、家庭用のストーブなどの小型の燃焼器にはよく利用されているが、大型の高負荷燃焼炉には適さないという課題がある。上記特許文献2の方式はプラスチック等の揮発性の高い高カロリー燃料を用いる場合には利用できるが、バイオマス燃料のような低カロリー燃料を用いる場合には火炎温度が低く高負荷での火炎の吹き飛びなどが生じるために保炎性能が低いという問題があり、また、高負荷時の未燃分の発生が多いなどの問題もある。バイオマス燃料は高含水率(4〜15%)で且つ低カロリー(10〜20MJ/kg)の燃料である。また、上記特許文献3の管状火炎バーナは高負荷燃焼が可能で且つ燃焼量の調整範囲が広いなどの優れた特徴を有するものであるが、バイオマス燃料などの粉状燃料ではなく、灯油や軽油などの液体燃料を用いている。
However, since the method of the above-mentioned
従って本発明は上記の事情に鑑み、微粉砕されたバイオマス燃料などの粉状燃料を用いるものであって確実な着火(安定した燃焼)と高燃焼率を達成することができる粉状燃料バーナを提供することを課題とする。 Therefore, in view of the above circumstances, the present invention uses a powdered fuel burner that uses powdered fuel such as finely pulverized biomass fuel and can achieve reliable ignition (stable combustion) and a high combustion rate. The issue is to provide.
上記課題を解決する第1発明の粉状燃料バーナは、管状の第1燃焼室と管状の第2燃焼室とを直列に接続して、前記第1燃焼室側の端面を閉じる一方、前記第2燃焼室側の端面を開放した構成とし、
前記第1燃焼室では、前記第1燃焼室の内壁面の接線方向に向けて前記第1燃焼室に設けられた1つ又は複数のノズルから、前記第1燃焼室内に酸素含有ガスと助燃燃料とを吹き込むことにより当該酸素含有ガスと当該助燃燃料との混合気を前記第1燃焼室内で旋回させるとともに当該混合気を前記第1燃焼室に設けた点火プラグで点火して前記第1燃焼室内に旋回火炎を形成し、
前記第2燃焼室では、前記第2燃焼室の内壁面の接線方向に向けて又は前記接線方向に対して傾斜した方向に向けて前記第2燃焼室に設けられた1つ又は複数のノズルから、前記第2燃焼室内に酸素含有ガスと粉状燃料とを吹き込むことにより当該酸素含有ガスと当該粉状燃料とを前記第2燃焼室内で旋回させ、且つ、当該粉状燃料を前記第1燃焼室から前記第2燃焼室へと移動してきた前記旋回火炎に供給して燃焼させるように構成したことを特徴とする。
A powdery fuel burner according to a first aspect of the present invention that solves the above-described problem connects a tubular first combustion chamber and a tubular second combustion chamber in series, and closes an end surface on the first combustion chamber side, 2 Opening the end face of the combustion chamber side,
In the first combustion chamber, oxygen-containing gas and auxiliary fuel are introduced into the first combustion chamber from one or a plurality of nozzles provided in the first combustion chamber toward the tangential direction of the inner wall surface of the first combustion chamber. And the mixture of the oxygen-containing gas and the auxiliary fuel is swirled in the first combustion chamber, and the mixture is ignited by an ignition plug provided in the first combustion chamber. To form a swirl flame,
In the second combustion chamber, from one or a plurality of nozzles provided in the second combustion chamber toward the tangential direction of the inner wall surface of the second combustion chamber or toward the direction inclined with respect to the tangential direction. The oxygen-containing gas and the pulverized fuel are swirled in the second combustion chamber by blowing the oxygen-containing gas and the pulverized fuel into the second combustion chamber, and the pulverized fuel is turned into the first combustion chamber. It is configured to supply and burn the swirl flame that has moved from the chamber to the second combustion chamber.
また、第2発明の粉状燃料バーナは、第1発明の粉状燃料バーナにおいて、
前記第2燃焼室に設けられたノズルは前記第2燃焼室の径方向に対して45〜90度の範囲内の角度に設定されていることを特徴とする。
The pulverized fuel burner of the second invention is the pulverized fuel burner of the first invention.
The nozzle provided in the second combustion chamber is set at an angle within a range of 45 to 90 degrees with respect to the radial direction of the second combustion chamber.
また、第3発明の粉状燃料バーナは、管状の第1燃焼室と管状の第2燃焼室とを直列に接続して、前記第1燃焼室側の端を閉じる一方、前記第2燃焼室側の端を開放した構成とし、
前記第1燃焼室では、前記第1燃焼室の内壁面の接線方向に向けて前記第1燃焼室に設けられた1つ又は複数のノズルから、前記第1燃焼室内に酸素含有ガスと助燃燃料とを吹き込むことにより当該酸素含有ガスと当該助燃燃料との混合気を前記第1燃焼室内で旋回させるとともに当該混合気を前記第1燃焼室に設けた点火プラグで点火して前記第1燃焼室内に旋回火炎を形成し、
前記第2燃焼室では、前記第2燃焼室の内壁面の接線方向に向けて又は前記接線方向に対して傾斜した方向に向けて前記第2燃焼室に設けられた1つ又は複数のノズルから、前記第2燃焼室内に酸素含有ガスのみを吹き込むことにより当該酸素含有ガスを前記第2燃焼室内で旋回させ、且つ、前記第2燃焼室に設けた他の1つ又は複数のノズルから、前記第2燃焼室内に粉状燃料を酸素含有ガスとともに吹き込むことにより当該粉状燃料を前記第1燃焼室から前記第2燃焼室へと移動してきた前記旋回火炎に供給して燃焼させるように構成したことを特徴とする。
The powdery fuel burner of the third invention connects the tubular first combustion chamber and the tubular second combustion chamber in series, and closes the end on the first combustion chamber side, while the second combustion chamber The side end is open,
In the first combustion chamber, oxygen-containing gas and auxiliary fuel are introduced into the first combustion chamber from one or a plurality of nozzles provided in the first combustion chamber toward the tangential direction of the inner wall surface of the first combustion chamber. And the mixture of the oxygen-containing gas and the auxiliary fuel is swirled in the first combustion chamber, and the mixture is ignited by an ignition plug provided in the first combustion chamber. To form a swirl flame,
In the second combustion chamber, from one or a plurality of nozzles provided in the second combustion chamber toward the tangential direction of the inner wall surface of the second combustion chamber or toward the direction inclined with respect to the tangential direction. The oxygen-containing gas is swirled in the second combustion chamber by blowing only the oxygen-containing gas into the second combustion chamber, and from one or more other nozzles provided in the second combustion chamber, The pulverized fuel is blown into the second combustion chamber together with the oxygen-containing gas so that the pulverized fuel is supplied to the swirling flame that has moved from the first combustion chamber to the second combustion chamber and burned. It is characterized by that.
また、第4発明の粉状燃料バーナは、第1〜第3発明の何れかの粉状燃料バーナにおいて、
前記第1燃焼室と前記第2燃焼室は相互の管軸が同一軸上となるように接続されていることを特徴とする。
Moreover, the pulverized fuel burner of the fourth invention is the pulverized fuel burner of any of the first to third inventions,
The first combustion chamber and the second combustion chamber are connected so that their pipe axes are on the same axis.
また、第5発明の粉状燃料バーナは、第1〜第4発明の何れかの粉状燃料バーナにおいて、
前記第2燃焼室の内径を、前記第1燃焼室の内径よりも大きくし、
前記第2燃焼室内に吹き込む前記酸素含有ガスの量を、前記第1燃焼室内に吹き込む酸素含有ガスの量よりも多くしたことを特徴とする。
Moreover, the pulverized fuel burner of the fifth invention is the pulverized fuel burner of any of the first to fourth inventions,
An inner diameter of the second combustion chamber is larger than an inner diameter of the first combustion chamber;
The amount of the oxygen-containing gas blown into the second combustion chamber is larger than the amount of the oxygen-containing gas blown into the first combustion chamber.
また、第6発明の粉状燃料バーナは、第5発明の粉状燃料バーナにおいて、
前記第1燃焼室と前記第2燃焼室は、一端が前記第1燃焼室に接続され他端が前記第2燃焼室に接続された接続管を介して、直列に接続されており、
前記接続管の内壁面が、前記第1燃焼室の内径と同一の内径を有する前記一端から前記第2燃焼室の内径と同一の内径を有する前記他端へと向かうにしたがって内径が漸増するテーパー状の面となっていることを特徴とする。
The pulverized fuel burner of the sixth invention is the pulverized fuel burner of the fifth invention,
The first combustion chamber and the second combustion chamber are connected in series via a connection pipe having one end connected to the first combustion chamber and the other end connected to the second combustion chamber.
A taper in which the inner wall surface of the connecting pipe gradually increases from the one end having the same inner diameter as the first combustion chamber toward the other end having the same inner diameter as the second combustion chamber. It is characterized by the shape of the surface.
また、第7発明の粉状燃料バーナは、第1〜第6発明の何れかの粉状燃料バーナにおいて、
前記第1燃焼室の端面に設けたノズルから、前記第1燃焼室内に粉状燃料を酸素含有ガスとともに吹き込むことにより、当該粉状燃料を前記旋回火炎に供給して燃焼させるように構成したことを特徴とする。
Moreover, the pulverized fuel burner of the seventh invention is the pulverized fuel burner of any of the first to sixth inventions,
The powdery fuel is blown into the first combustion chamber together with the oxygen-containing gas from the nozzle provided on the end face of the first combustion chamber, so that the powdery fuel is supplied to the swirling flame and burned. It is characterized by.
また、第8発明の粉状燃料バーナは、一方の端面を閉じ、他方の端面を開放した管状の燃焼室を有し、
前記燃焼室では、前記燃焼室の内壁面の接線方向に向けて前記燃焼室に設けられた1つ又は複数のノズルから、前記燃焼室内に酸素含有ガスと助燃燃料とを吹き込むことにより当該酸素含有ガスと当該助燃燃料との混合気を前記燃焼室内で旋回させるとともに当該混合気を前記燃焼室に設けた点火プラグで点火して前記燃焼室内に旋回火炎を形成し、且つ、前記燃焼室の一方の端面に設けたノズルから、前記燃焼室内に粉状燃料を酸素含有ガスとともに吹き込むことにより、当該粉状燃料を前記旋回火炎に供給して燃焼させるように構成したことを特徴とする。
The powdery fuel burner of the eighth invention has a tubular combustion chamber in which one end face is closed and the other end face is opened,
In the combustion chamber, oxygen-containing gas and auxiliary fuel are blown into the combustion chamber from one or more nozzles provided in the combustion chamber toward the tangential direction of the inner wall surface of the combustion chamber. A mixture of gas and auxiliary combustion fuel is swirled in the combustion chamber, and the mixture is ignited by an ignition plug provided in the combustion chamber to form a swirling flame in the combustion chamber, and one of the combustion chambers The powdery fuel is blown into the combustion chamber together with the oxygen-containing gas from a nozzle provided on the end face of the gas, so that the powdery fuel is supplied to the swirling flame and burned.
また、第9発明の粉状燃料バーナは、第7又は第8発明の粉状燃料バーナにおいて、
前記第1燃焼室側の端面に設けたノズルの内壁面が、前記第1燃焼室の端面に近づくしたがって内径が漸増するテーパー状の面となっていること、又は、前記燃焼室の一方の端面に設けたノズルの内壁面が、前記燃焼室の一方の端面に近づくしたがって内径が漸増するテーパー状の面となっていることを特徴とする。
The pulverized fuel burner of the ninth invention is the pulverized fuel burner of the seventh or eighth invention,
The inner wall surface of the nozzle provided on the end surface on the first combustion chamber side is a tapered surface whose inner diameter gradually increases so as to approach the end surface of the first combustion chamber, or one end surface of the combustion chamber The inner wall surface of the nozzle provided in the above is a tapered surface whose inner diameter gradually increases so as to approach one end surface of the combustion chamber.
また、第10発明の粉状燃料バーナは、第1〜第9発明の何れかの粉状燃料バーナにおいて、
前記第1燃焼室及び前記第2燃焼室の管軸方向が鉛直方向となるように設置されていることを特徴とする。
Moreover, the pulverized fuel burner of the tenth invention is the pulverized fuel burner of any of the first to ninth inventions,
The first combustion chamber and the second combustion chamber are installed so that the tube axis directions are vertical.
また、第11発明の粉状燃料バーナは、第1〜第10発明の何れかの粉状燃料バーナにおいて、
前記粉状燃料はバイオマス燃料を微粉砕したものであることを特徴とする粉状燃料バーナ。
Moreover, the pulverized fuel burner of the eleventh invention is the pulverized fuel burner of any of the first to tenth inventions,
The pulverized fuel burner, wherein the pulverized fuel is a pulverized biomass fuel.
第1発明の粉状燃料バーナによれば、第1燃焼室では、第1燃焼室の内壁面の接線方向に向けて第1燃焼室に設けられた1つ又は複数のノズルから、第1燃焼室内に酸素含有ガスと助燃燃料とを吹き込むことにより当該酸素含有ガスと当該助燃燃料との混合気を第1燃焼室内で旋回させるとともに当該混合気を第1燃焼室に設けた点火プラグで点火して前記第1燃焼室内に旋回火炎を形成し、第2燃焼室では、第2燃焼室の内壁面の接線方向に向けて又は前記接線方向に対して傾斜した方向に向けて第2燃焼室に設けられた1つ又は複数のノズルから、第2燃焼室内に酸素含有ガスと粉状燃料とを吹き込むことにより当該酸素含有ガスと当該粉状燃料とを第2燃焼室内で旋回させて供給する、助燃燃料の燃焼により形成される火炎は強旋回を受け燃焼室の内壁面に沿って拡がり燃焼室壁面の内側に火炎を形成し、回転しながら上昇する。バイオマス等の微粉砕された粉状燃料も強い旋回を受けるために燃焼室の内壁面に沿って回転しながら上昇する。該粉状燃料は、遠心力により内壁面の表面に引き寄せられ、助燃燃料により形成される火炎帯の内部に入り込み、火炎帯と同伴しながら上昇することになる。これにより、低カロリー且つ高含水率のバイオマス燃料等の低品位粉状燃料においても確実な着火と安定した燃焼が可能となり、比較的広い空気比の範囲での保炎も可能となる。 According to the pulverized fuel burner of the first invention, in the first combustion chamber, the first combustion is performed from one or a plurality of nozzles provided in the first combustion chamber toward the tangential direction of the inner wall surface of the first combustion chamber. The air-fuel mixture of the oxygen-containing gas and the auxiliary fuel is swirled in the first combustion chamber by blowing the oxygen-containing gas and the auxiliary fuel into the chamber, and the air-fuel mixture is ignited by an ignition plug provided in the first combustion chamber. A swirling flame is formed in the first combustion chamber, and in the second combustion chamber, the second combustion chamber is directed toward the tangential direction of the inner wall surface of the second combustion chamber or toward the direction inclined with respect to the tangential direction. The oxygen-containing gas and the pulverized fuel are swirled and supplied in the second combustion chamber by blowing the oxygen-containing gas and the pulverized fuel into the second combustion chamber from one or more nozzles provided. The flame formed by the combustion of the auxiliary combustion fuel Only along the inner wall surface of the combustion chamber flame is formed inside the expansion the combustion chamber wall surface rises while rotating. Finely pulverized fuel such as biomass also rises while rotating along the inner wall surface of the combustion chamber in order to receive a strong swirl. The powdery fuel is attracted to the surface of the inner wall surface by centrifugal force, enters the inside of the flame zone formed by the auxiliary fuel, and rises while accompanying the flame zone. This enables reliable ignition and stable combustion even in a low-grade powdery fuel such as a biomass fuel having a low calorie and a high water content, and enables flame holding in a relatively wide air ratio range.
第2発明の粉状燃料バーナによれば、第2燃焼室に設けられたノズルは第2燃焼室の径方向に対して45〜90度の範囲内の角度に設定されているため、供給する粉状燃料の旋回の強度が可変となり、対象とする粉状燃料の粒径に応じて角度を設定することにより、粉状燃料を旋回火炎に確実に入り込ませて確実に着火させることができる。 According to the pulverized fuel burner of the second aspect of the invention, the nozzle provided in the second combustion chamber is set at an angle within a range of 45 to 90 degrees with respect to the radial direction of the second combustion chamber. The strength of swirling of the pulverized fuel becomes variable, and by setting the angle according to the particle size of the target pulverized fuel, the pulverized fuel can surely enter the swirling flame and be ignited reliably.
第3発明の粉状燃料バーナによれば、第1燃焼室では、第1燃焼室の内壁面の接線方向に向けて第1燃焼室に設けられた1つ又は複数のノズルから、第1燃焼室内に酸素含有ガスと助燃燃料とを吹き込むことにより当該酸素含有ガスと当該助燃燃料との混合気を第1燃焼室内で旋回させるとともに当該混合気を第1燃焼室に設けた点火プラグで点火して前記第1燃焼室内に旋回火炎を形成し、第2燃焼室では、第2燃焼室の内壁面の接線方向に向けて又は前記接線方向に対して傾斜した方向に向けて第2燃焼室に設けられた1つ又は複数のノズルから、第2燃焼室内に酸素含有ガスのみを吹き込むことにより当該酸素含有ガスを第2燃焼室内で旋回させ、且つ、第2燃焼室に設けた他の1つ又は複数のノズルから、第2燃焼室内に粉状燃料を酸素含有ガスとともに吹き込むことにより当該粉状燃料を第1燃焼室から第2燃焼室へと移動してきた前記旋回火炎に供給して燃焼させるように構成したため、粉状燃料として低カロリー且つ高含水率のバイオマス燃料などの低品位の粉状燃料を用いても、確実な着火と安定した燃焼が可能となり、比較的広い空気比の範囲での保炎も可能となる。しかも、粉状燃料を吹き込むためのノズルとは別に酸素含有ガスのみを吹き込むためのノズルを設けたことにより、酸素含有ガスのみを吹き込むためのノズルとは別個に粉状燃料を吹き込むためのノズルの取り付け角度を任意に設定することができるため、供給する粉状燃料の旋回の強度が可変となり、対象とする粉状燃料の粒径に応じて角度を設定することにより、粉状燃料を旋回火炎に確実に入り込ませて確実に着火させることができる。 According to the pulverized fuel burner of the third invention, in the first combustion chamber, the first combustion is performed from one or a plurality of nozzles provided in the first combustion chamber toward the tangential direction of the inner wall surface of the first combustion chamber. The air-fuel mixture of the oxygen-containing gas and the auxiliary fuel is swirled in the first combustion chamber by blowing the oxygen-containing gas and the auxiliary fuel into the chamber, and the air-fuel mixture is ignited by an ignition plug provided in the first combustion chamber. A swirling flame is formed in the first combustion chamber, and in the second combustion chamber, the second combustion chamber is directed toward the tangential direction of the inner wall surface of the second combustion chamber or toward the direction inclined with respect to the tangential direction. The oxygen-containing gas is swirled in the second combustion chamber by blowing only the oxygen-containing gas into the second combustion chamber from one or a plurality of nozzles provided, and the other one provided in the second combustion chamber Alternatively, powdered fuel is supplied into the second combustion chamber from a plurality of nozzles. Since the powdered fuel is supplied to the swirl flame that has been moved from the first combustion chamber to the second combustion chamber by being blown together with the element-containing gas and burned, the powdered fuel has a low calorie and a high water content. Even if low quality powdery fuel such as biomass fuel is used, reliable ignition and stable combustion are possible, and flame holding in a relatively wide air ratio range is also possible. Moreover, by providing a nozzle for blowing only oxygen-containing gas separately from the nozzle for blowing powdered fuel, a nozzle for blowing powdered fuel separately from the nozzle for blowing only oxygen-containing gas is provided. Since the mounting angle can be set arbitrarily, the swirling strength of the powdered fuel to be supplied is variable, and the swirling flame is set by changing the angle according to the particle size of the target powdered fuel. It is possible to ignite surely by letting it enter.
第4発明の粉状燃料バーナによれば、第1燃焼室と第2燃焼室は相互の管軸が同一軸上となるように接続されているため、相互の管軸がずれている場合に比べて助燃燃料によって形成された旋回火炎を減衰させることなく、より確実に第1燃焼室から第2燃焼室へと導くことができる。 According to the pulverized fuel burner of the fourth aspect of the invention, the first combustion chamber and the second combustion chamber are connected so that the mutual pipe axes are on the same axis, and therefore when the mutual pipe axes are shifted. In comparison, the swirl flame formed by the auxiliary fuel can be more reliably guided from the first combustion chamber to the second combustion chamber without being attenuated.
第5発明の粉状燃料バーナによれば、第2燃焼室の内径を、第1燃焼室の内径よりも大きくし、第2燃焼室内に吹き込む酸素含有ガスの量を、第1燃焼室内に吹き込む酸素含有ガスの量よりも多くしたため、比較的少ない量の助燃燃料の旋回火炎で多量の粉状燃料を燃焼させて高負荷燃焼を実現することができる。 According to the pulverized fuel burner of the fifth invention, the inner diameter of the second combustion chamber is made larger than the inner diameter of the first combustion chamber, and the amount of oxygen-containing gas blown into the second combustion chamber is blown into the first combustion chamber. Since the amount of oxygen-containing gas is larger than the amount of oxygen-containing gas, a large amount of powdery fuel can be burned with a relatively small amount of swirling flame of auxiliary combustion fuel to achieve high load combustion.
第6発明の粉状燃料バーナによれば、第1燃焼室と第2燃焼室は、一端が第1燃焼室に接続され他端が第2燃焼室に接続された接続管を介して、直列に接続されており、前記接続管の内壁面が、第1燃焼室の内径と同一の内径を有する前記一端から第2燃焼室の内径と同一の内径を有する前記他端へと向かうにしたがって内径が漸増するテーパー状の面となっているため、第1燃焼室と第2燃焼室との接続部で内径がステップ状に変化している場合に比べて助燃燃料によって形成された旋回火炎を減衰させることなく、より確実に第1燃焼室から第2燃焼室へと導くことができる。 According to the pulverized fuel burner of the sixth aspect of the invention, the first combustion chamber and the second combustion chamber are connected in series via a connecting pipe having one end connected to the first combustion chamber and the other end connected to the second combustion chamber. And the inner wall surface of the connection pipe has an inner diameter as it goes from the one end having the same inner diameter as the inner diameter of the first combustion chamber toward the other end having the same inner diameter as the inner diameter of the second combustion chamber. Since the tapered surface gradually increases, the swirl flame formed by the auxiliary fuel is attenuated as compared with the case where the inner diameter changes stepwise at the connection between the first combustion chamber and the second combustion chamber. Therefore, the first combustion chamber can be guided to the second combustion chamber more reliably.
第7発明の粉状燃料バーナによれば、第1燃焼室の端面に設けたノズルから、第1燃焼室内に粉状燃料を酸素含有ガスとともに吹き込むことにより、当該粉状燃料を助燃燃料で形成された旋回火炎に供給して燃焼させるように構成したことにより、助燃燃料によって形成される旋回火炎の基部に粉状燃料が供給されて前記旋回火炎及び内壁面からの熱放射による熱が粉状燃料に供給されるため、粉状燃料として低カロリー且つ高含水率のバイオマス燃料などの低品位の粉状燃料を用いても、確実な着火と安定した保炎が可能となる。 According to the pulverized fuel burner of the seventh invention, the pulverized fuel is formed with the auxiliary fuel by blowing the pulverized fuel together with the oxygen-containing gas into the first combustion chamber from the nozzle provided on the end face of the first combustion chamber. The powdery fuel is supplied to the base of the swirl flame formed by the auxiliary fuel, and the heat generated by the heat radiation from the swirl flame and the inner wall surface is powdered. Since the fuel is supplied to the fuel, reliable ignition and stable flame holding are possible even when a low-grade powdery fuel such as a biomass fuel having a low calorie and a high water content is used as the powdery fuel.
第8発明の粉状燃料バーナによれば、燃焼室では、燃焼室の内壁面の接線方向に向けて燃焼室に設けられた1つ又は複数のノズルから、燃焼室内に酸素含有ガスと助燃燃料とを吹き込むことにより当該酸素含有ガスと当該助燃燃料との混合気を燃焼室内で旋回させるとともに当該混合気を燃焼室に設けた点火プラグで点火して燃焼室内に旋回火炎を形成し、且つ、燃焼室の一方の端面に設けたノズルから、燃焼室内に粉状燃料を酸素含有ガスとともに吹き込むことにより、当該粉状燃料を前記旋回火炎に供給して燃焼させるように構成したため、助燃燃料によって形成される旋回火炎の基部に粉状燃料が供給されて前記旋回火炎及び内壁面からの熱放射による熱が粉状燃料に供給されるため、粉状燃料として低カロリー且つ高含水率のバイオマス燃料などの低品位の粉状燃料を用いても、確実な着火と安定した保炎が可能となる。 According to the pulverized fuel burner of the eighth invention, in the combustion chamber, oxygen-containing gas and auxiliary fuel are introduced into the combustion chamber from one or a plurality of nozzles provided in the combustion chamber toward the tangential direction of the inner wall surface of the combustion chamber. And swirling the mixture of the oxygen-containing gas and the auxiliary fuel in the combustion chamber and igniting the mixture with an ignition plug provided in the combustion chamber to form a swirling flame in the combustion chamber, and Since the powdery fuel is blown into the combustion chamber together with the oxygen-containing gas from the nozzle provided on one end face of the combustion chamber, the powdery fuel is supplied to the swirling flame and burned, so it is formed by the auxiliary fuel. The powdered fuel is supplied to the base of the swirling flame and the heat generated by the heat radiation from the swirling flame and the inner wall surface is supplied to the powdered fuel. Even using a low-grade powdered fuel such as scan fuel, it is possible to reliably ignite a stable flame holding.
第9発明の粉状燃料バーナによれば、第1燃焼室側の端面に設けたノズルの内壁面が、第1燃焼室の端面に近づくしたがって内径が漸増するテーパー状の面となっていること、又は、燃焼室の一方の端面に設けたノズルの内壁面が、燃焼室の一方の端面に近づくしたがって内径が漸増するテーパー状の面となっているため、このノズルから前記第1燃焼室内、又は、前記燃焼室内に空気とともに吹き込まれた粉状燃料が、内壁面に沿って剥離することなく前記第1燃焼室内又は前記燃焼室内で十分に広がるため、助燃燃料によって形成された旋回火炎に確実に供給され、当該粉状燃料のより確実な着火と安定した保炎が可能となる。 According to the pulverized fuel burner of the ninth aspect of the invention, the inner wall surface of the nozzle provided on the end face on the first combustion chamber side is a tapered face whose inner diameter gradually increases as it approaches the end face of the first combustion chamber. Alternatively, since the inner wall surface of the nozzle provided on one end surface of the combustion chamber is a tapered surface whose inner diameter gradually increases so as to approach one end surface of the combustion chamber, the first combustion chamber, Alternatively, the pulverized fuel blown in with the air into the combustion chamber spreads sufficiently in the first combustion chamber or the combustion chamber without peeling along the inner wall surface, so that the swirl flame formed by the auxiliary fuel is surely The powdered fuel can be more reliably ignited and stably held.
第10発明の粉状燃料バーナによれば、第1燃焼室及び第2燃焼室の管軸方向が鉛直方向となるように設置されているため、未燃粉状燃料が重力によって落下しても、下から上昇してくる旋回火炎や空気によって再び吹き上げられることにより、鉛直方向に未燃粉状燃料の循環流が形成されるため、燃焼室内における粉状燃料の滞留時間が延長されることになり、比較的粒の粗い粉状燃料でも安定した燃焼が可能となる。 According to the pulverized fuel burner of the tenth invention, since the tube axis directions of the first combustion chamber and the second combustion chamber are set in the vertical direction, even if the unburned pulverized fuel falls due to gravity, Because the circulating flow of unburned powdery fuel is formed in the vertical direction by being blown up again by the swirling flame or air rising from below, the residence time of the powdered fuel in the combustion chamber is extended. Thus, stable combustion is possible even with a relatively coarse powdery fuel.
第11発明の粉状燃料バーナによれば、粉状燃料はバイオマス燃料を微粉砕したものであることを特徴とするため、上記第1〜第10発明の効果が得られることにより、微粉砕されたバイオマス燃料用のバーナとして好適な粉状燃料バーナを実現することができる。 According to the pulverized fuel burner of the eleventh aspect of the invention, the pulverized fuel is obtained by finely pulverizing biomass fuel. Therefore, the pulverized fuel burner is finely pulverized by obtaining the effects of the first to tenth aspects of the invention. A powdery fuel burner suitable as a burner for biomass fuel can be realized.
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づき、詳細に説明する。なお、本発明の粉状燃料バーナは例えばロータリキルン用のバーナ、直接還元炉用のバーナ、燃焼炉用のバーナなど、広く一般に利用することができるものである。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The pulverized fuel burner of the present invention can be widely used, for example, a burner for a rotary kiln, a burner for a direct reduction furnace, or a burner for a combustion furnace.
<実施の形態例1>
図1(a)は本発明の実施の形態例1に係る粉状燃料バーナの側面図、図1(b)は図1(a)のA−A線矢視断面図、図1(c)は図1(a)のB−B線矢視断面図、図1(d)は図1(a)のC−C線矢視断面図である。
<
1A is a side view of a pulverized fuel burner according to
図1(a)〜図1(d)に示すように、本実施の形態例1の粉状燃料バーナは管状(円筒状)の第1燃焼室1と管状(円筒状)の第2燃焼室2とを有しており、これらの第1燃焼室1と第1燃焼室2とが、接続管3を介して直列に接続されている。第1燃焼室1側の端面4は閉じられている一方、第2燃焼室2側の端面5は開放されている。第1燃焼室1と第2燃焼室2は相互の管軸(中心軸)が同一軸上となるように接続されている。勿論、接続管3の管軸も第1燃焼室1及び第2燃焼室2の管軸と同一軸上になっている。
As shown in FIGS. 1 (a) to 1 (d), the pulverized fuel burner of
また、本粉状燃料バーナは第1燃焼室1及び第2燃焼室2の管軸方向が鉛直方向となるように設置されている。なお、必ずしもこれに限定するものではなく、本粉状燃料バーナは第1燃焼室1及び第2燃焼室2の管軸方向が水平方向となるように設置してもよい。
Moreover, this powdery fuel burner is installed so that the tube axis direction of the
また、第2燃焼室2の内径は、第1燃焼室1の内径の内径よりも大きくなっている。これは第2燃焼室2において多量の粉状燃料を燃焼させるために第2燃焼室2内に吹き込む空気の量を、第1燃焼室1内に吹き込む空気の量よりも多くするためである(詳細後述)。換言すれば、比較的少ない量の助燃燃料によって形成される旋回火炎(詳細後述)でできるだけ多量の粉状燃料を燃焼させて高負荷燃焼を実現するためである。図示例では第2燃焼室2の内径が第1燃焼室1の内径の約3倍となっている。なお、第2燃焼室2の内径を具体的にどの程度にするかは、第2燃焼室2内への具体的な粉状燃料の吹き込み量や、当該粉状燃料の吹き込み量に応じた具体的な空気(酸素含有ガス)の吹き込み量などに応じて適宜設定される。
Further, the inner diameter of the
接続管3は一端(下端)が第1燃焼室1に接続され、他端(上端)が第2燃焼室2に接続されている。そして、接続管3の内壁面3aは、第1燃焼室1の内径と同一の内径を有する前記一端から第2燃焼室2の内径と同一の内径を有する前記他端へと向かうにしたがって内径が漸増するテーパー状の面となっている。内壁面3aの燃焼室1,2の管軸方向(鉛直方向)に対する角度θ1は、接続管3内を流れる空気と助燃燃料の混合気(詳細後述)が内壁面3aから剥離しない角度(例えば5〜10度程度)に設定されている。このような角度θ1の具体的な値については理論的又は実験的に適宜設定することができる。
The
なお、第1燃焼室1と第2燃焼室2との接続は必ずしもテーパー状の接続管3を介して接続する場合に限定するものではなく、図1(a)に一点鎖線で示すように第1燃焼室1と第2燃焼室2とを直接的に接続して内径が、両者の接続部でステップ状に変化してもよい。
Note that the connection between the
第1燃焼室1の側面(周面)には2つのノズル6が設けられている。これらのノズル6は、図示しない助燃燃料供給装置から送られてきた助燃燃料と空気の予混合気を第1燃焼室1内に吹き込むためのものである。助燃燃料としては着火性のよい都市ガスやLPGなどの気体燃料が用いられる。第1燃焼室1の周面(側面)には管軸方向に沿って長いスリット状の孔1aが形成されており、この孔1aの周縁部にノズル6の先端部6aがそれぞれ接続されている。また、2つのノズル6及び孔1aは第1燃焼室1の周面における同一の管軸方向位置に設けられ、且つ、管軸に対して線対称の位置関係となっている。なお、ノズル6は図示例のように第1燃焼室2に2つ設けることが望ましいが、必ずしもこれに限定するものではなく、第1燃焼室2に1つ又は3つ以上設けてもよい。
Two
また、ノズル6は第1燃焼室1の径方向に対する角度θ2が90度となっている。即ち、ノズル6は第1燃焼室1の内壁面1bの接線方向に向けられた状態で第1燃焼室1に設けられている。なお、2つのノズル6は何れも先端側が、同じ周方向(図示例では反時計回りの方向)に向けられている。
In addition, the angle θ 2 of the
従って、これらのノズル6から図1(d)に矢印で示すように第1燃焼室1内に助燃燃料と空気の混合気が吹き込まれると、第1燃焼室1内では内壁面1bに沿って前記混合気の旋回流が形成される。ノズル6は、その先端部6aの形状が第1燃焼室1の管軸方向に沿って長い偏平であり、且つ、その開口面積が縮小されているため、前記混合気を確実に前記接線方向に高速で吹き込むことができる。また、第1燃焼室1の側面にはノズル6に近接して点火プラグ8が設けられており、この点火プラグ8によって第1燃焼室1内に吹き込まれた前記混合気を点火するようになっている。
Accordingly, when an air-fuel mixture of auxiliary combustion fuel and air is blown into the
一方、第2燃焼室2の側面(周面)には2つのノズル7が設けられている。これらのノズル7は、図示しない粉状燃料供給装置から送られてきた粉状燃料と空気の予混合気を第2燃焼室2内に吹き込むためのものである。前記粉状燃料としては、バイオマス燃料を微粉砕したものの他、各種の粉状燃料を用いることができる。
On the other hand, two
第2燃焼室2の周面(側面)には管軸方向に沿って長いスリット状の孔2aが2つ形成されており、これらの孔2aの周縁部にノズル7の先端部7aがそれぞれ接続されている。また、2つのノズル7及び孔2aは第2燃焼室2の周面における同一の管軸方向位置に設けられ、且つ、管軸に対して線対称の位置関係となっている。なお、ノズル7は図示例のように第2燃焼室2に2つ設けることが望ましいが、必ずしもこれに限定するものではなく、第2燃焼室2に1つ又は3つ以上設けてもよい。
Two slit-
ノズル7は第2燃焼室2の径方向に対する角度θ3が90度となっている。即ち、ノズル7は第2燃焼室2の内壁面2bの接線方向に向けられた状態で第2燃焼室2に設けられている。また、2つのノズル7は何れも先端側が、同じ周方向(図示例では反時計回りの方向)に向けられている。従って、これらのノズル7から図1(b)に矢印で示すように第2燃焼室2内に粉状燃料と空気が吹き込まれると、第2燃焼室2内には内壁面2bに沿って当該空気と当該粉状燃料の旋回流が形成される。ノズル7は、その先端部7aの形状が第2燃焼室2の管軸方向に沿って長い偏平であり、且つ、その開口面積が縮小されているため、前記空気と前記粉状燃料を確実に前記接線方向に高速で吹き込むことができる。
The angle θ 3 of the
なお、ノズル7の取り付けは、必ずしも前記接線方向に向ける場合に限定するものではなく、旋回火炎11(管状の火炎帯)に粉状燃料が確実に入り込むようにするために前記接線方向に対して傾斜する方向に向けて取り付けるようにしてもよい。つまり、空気の旋回流を形成するには前記接線方向に向けてノズル7を取り付けることが望ましいが、粉状燃料が確実に旋回火炎11に入り込むようにするには前記接線方向に対して傾斜した方向に向けてノズル7を取り付けたほうがよい場合がある。この場合、ノズル7の取り付け角度(吹き込み角度)は図1(b)に一点鎖線で示すように第2燃焼室2の径方向に対して45度(θ4)の角度から前記径方向に対して90度(θ3)の角度までの範囲(45〜90度の範囲)内で設定するのが適当である。なお、具体的にどの角度に設定するかは、粉状燃料の粒径に応じた当該粉状燃料の旋回火炎11の通過時間などを考慮して決定され、例えば比較的粒径が小さい場合には90度寄りの角度とし、比較的粒径が大きい場合には45度寄りの角度とする。
The attachment of the
以上のことから、本実施の形態例1の粉状燃料バーナでは次のような作用効果が得られる。 From the above, the following effects can be obtained in the pulverized fuel burner of the first embodiment.
即ち、本実施の形態例1によれば、第1燃焼室1では、第1燃焼室1の内壁面1bの接線方向に向けて第1燃焼室1に設けられたノズル6から、第1燃焼室1内に空気と助燃燃料の混合気を吹き込むと、当該混合気が第1燃焼室1内で旋回する。このため、当該混合気を点火プラグ8で点火すると、当該混合気の助燃燃料の燃焼によって形成される火炎が強旋回を受けるため、第1燃焼室1内には第1燃焼室1の内壁面1bに沿って旋回する旋回火炎11が形成される。そして、この旋回火炎11は旋回しながら上昇(移動)し、接続管3内を経て第2燃焼室2内へと達する。
That is, according to the first embodiment, in the
このとき、第1燃焼室1と第2燃焼室2は相互の管軸が同一軸上となるように接続されているため、相互の管軸がずれている場合に比べて旋回火炎11を、より確実に第1燃焼室1から第2燃焼室2へと導くことができる。更に、接続管3は内壁面3aが、第1燃焼室1の内径と同一の内径を有する一方の端から第2燃焼室2の内径と同一の内径を有する他方の端へと向かうにしたがって内径が漸増するテーパー状の面となっているため、第1燃焼室1と第2燃焼室2との接続部で内径がステップ状に変化している場合に比べて旋回火炎11を、より確実に第1燃焼室1から第2燃焼室2へと導くことができる。
At this time, since the
一方、第2燃焼室では、第2燃焼室2の内壁面2bの接線方向に向けて又は前記接線方向に対して傾斜した方向に向けて第2燃焼室2に設けられたノズル7から、第2燃焼室2内に空気と粉状燃料とを吹き込むと、当該空気と当該粉状燃料とが第2燃焼室2内で旋回する。そして、当該粉状燃料が、第1燃焼室1から第2燃焼室2へと移動(上昇)してきた旋回火炎11に供給されて燃焼する。
On the other hand, in the second combustion chamber, from the
詳述すると、第2燃焼室2では、粉状燃料が、空気とともに強い旋回が与えられて第2燃焼室2内に投入(旋回火炎11に供給)されるため、第2燃焼室2の内壁面2bに沿って旋回しながら上昇(開放端面5へと向かって移動)する。このため、当該粉状燃料は、遠心力により、旋回火炎11(管状の火炎帯)の内部を貫通した後、助燃燃料の高温反応域に同伴された状態で旋回しながら上昇する。その結果、第2燃焼室2内では当該粉状燃料と助燃燃料の高温反応域との熱交換が非常に効率よく行われるため、当該粉状燃料の酸化反応(燃焼)が急速に進展する。従って、本粉状燃料バーナでは、粉状燃料として低カロリー且つ高含水率のバイオマス燃料などの低品位の粉状燃料を用いても、確実な着火と安定した燃焼が可能となり、比較的広い空気比の範囲での保炎も可能となる。
More specifically, in the
また、この場合、特に第2燃焼室2に設けるノズル7の取り付け角度を、第2燃焼室2の径方向に対して45〜90度の範囲内の角度に調整して設定(固定)することにより、粉状燃料を旋回火炎11(管状の火炎帯)により確実に入り込ませて、より確実に着火させることができる。
In this case, in particular, the mounting angle of the
また、本実施の形態例1の粉状燃料バーナでは第2燃焼室2の内径を、第1燃焼室1の内径よりも大きくして、第2燃焼室2内に吹き込む空気の量を第1燃焼室1内に吹き込む空気の量よりも多くしたため、比較的少ない量の助燃燃料の旋回火炎11で多量の粉状燃料を燃焼させて高負荷燃焼を実現することができる。
In the pulverized fuel burner according to the first embodiment, the inner diameter of the
また、本実施の形態例1の粉状燃料バーナは第1燃焼室1及び第2燃焼室の管軸方向が鉛直方向となるように設置されているため、未燃粉状燃料が重力によって落下しても、下から上昇してくる旋回火炎11や空気によって再び吹き上げられることにより、鉛直方向に未燃粉状燃料の循環流が形成される。このため、第2燃焼室2内における粉状燃料の滞留時間が延長されることになり、比較的粒の粗い粉状燃料でも安定した燃焼が可能となる。なお、前述のように本粉状燃料バーナは第1燃焼室1及び第2燃焼室2の管軸方向が水平方向となるように設置しても使用することができるが、この場合には平均粒径の小さな粉状燃料を用いることが望ましい。
In addition, since the pulverized fuel burner of the first embodiment is installed so that the tube axis directions of the
<実施の形態例2>
図2は本発明の実施の形態例2に係る粉状燃料バーナの要部断面図であり、図1(b)に相当する断面図である。なお、本実施の形態例2の粉状燃料バーナでは第2燃焼室に設けるノズルの構成のみが上記実施の形態例1(図1参照)と異なり、その他の構成については上記実施の形態例1と同様であるため、ここでの詳細な説明及び図示は省略する。
<
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of a powder fuel burner according to
図2に示すように、本実施の形態例2の粉状燃料バーナでは、第2燃焼室2の側面(周面)に4つのノズル7A,7Bが設けられている。このうちの2つのノズル7Aは図示しない空気(酸素含有ガス)供給装置から送られてきた空気(酸素含有ガス)のみを第2燃焼室2内に吹き込むためのものであり、他の2つのノズル7Bは図示しない粉状燃料供給装置から空気(酸素含有ガス)とともに送られてきた粉状燃料を第2燃焼室2内に吹き込むためのものである。
As shown in FIG. 2, in the pulverized fuel burner according to the second embodiment, four
第2燃焼室2の周面(側面)には管軸方向に沿って長いスリット状の孔2aが4つ形成されており、これらの孔2aの周縁部にノズル7A,7Bの先端部7aがそれぞれ接続されている。また、4つのノズル7A,7B及び孔2aは第2燃焼室2の周面における同一の管軸方向位置に設けられ、且つ、2つのノズル7A及び孔2aは管軸に対して線対称の位置関係となっており、他の2つのノズル7B及び孔2aも管軸に対して線対称の位置関係となっている。ノズル7A,7Bは何れも先端側が、同じ周方向(図示例では反時計回りの方向)に向けられている。また、ノズル7は先端部7aの形状が第2燃焼室2の管軸方向に沿って長い偏平であり、且つ、その開口面積が縮小されているため、空気や粉状燃料を前記接線方向に高速で吹き込むことができる。なお、ノズル7Aは図示例のように第2燃焼室2に2つ設けることが望ましいが、必ずしもこれに限定するものではなく、第2燃焼室2に1つ又は3つ以上設けてもよい。ノズル7Bも図示例のように第2燃焼室2に2つ設けることが望ましいが、必ずしもこれに限定するものではなく、第2燃焼室2に1つ又は3つ以上設けてもよい。
Four long slit-
ノズル7Aは第2燃焼室2の内壁面2bの接線方向に向けられた状態で第2燃焼室2に設けられている。従って、このノズル7Aから図2に矢印で示すように第2燃焼室2内に空気が吹き込まれると、第2燃焼室2内には内壁面2bに沿って当該空気の旋回流が形成される。なお、この場合も、ノズル7Aの取り付け角度は必ずしも前記接線方向に向けられた場合に限定するものでなく、第2燃焼室2内で空気の旋回流を形成することができれば前記接線方向に対して傾斜した方向に向けてもよい(例えば第2燃焼室2の径方向に対して45〜90度の範囲内の角度に設定してもよい)。
The
ノズル7Bも、図示例では第2燃焼室2の内壁面2bの接線方向に向けられた状態で第2燃焼室2に設けられている。但し、空気のみを吹き込むノズル7Aを粉状燃料を吹き込むノズル7Bとは別に設けたため、ノズル7Bの取り付け角度は前記接線方向に向けた角度だけでなく、粉状燃料が旋回火炎11(管状の火炎帯)に確実に供給される(入り込む)任意の角度、即ち、第2燃焼室2の径方向に対して45〜90度の範囲内の角度だけではく、45度より小さな角度にも設定することができる。
The
本実施の形態例2の粉状燃料バーナおいても、第2燃焼室2に設けるノズルの数は上記実施の形態例1の粉状燃料バーナよりも多くなるものの、上記実施の形態例2の粉状燃料バーナと同様の作用効果が得られる。しかも、本実施の形態例2では第2燃焼室2の内壁面2bの接線方向に向けて又は前記接線方向に対して傾斜した方向に向けて第2燃焼室2に設けられたノズル7Aから、第2燃焼室2内に空気のみを吹き込むことにより当該空気を第2燃焼室2内で旋回させ、且つ、第2燃焼室2に設けた他のノズル7Bから、第2燃焼室2内に粉状燃料を空気とともに吹き込むことにより、当該粉状燃料を第1燃焼室1から第2燃焼室2へと移動してきた旋回火炎11に供給して燃焼させるように構成したこと、即ち、粉状燃料を吹き込むためのノズル7Bとは別に空気のみを吹き込むためのノズル7Aを設けたことにより、ノズル7Aとは別個にノズル7Bの取り付け角度を任意に設定することができるため、より確実に旋回火炎11に粉状燃料を供給することができる。
Even in the pulverized fuel burner of the second embodiment, the number of nozzles provided in the
<実施の形態例3>
図3(a)は本発明の実施の形態例3に係る粉状燃料バーナの側面図、図3(b)は図3(a)のD−D線矢視断面図、図3(c)は図3(a)のE−E線矢視断面図、図3(d)は図3(a)のF−F線矢視断面図である。
<
3A is a side view of a pulverized fuel burner according to
図3(a)〜図3(b)に示すように、本実施の形態例3の粉状燃料バーナでは第1燃焼室1の端面4に管状のノズル21が設けられている。ノズル21は、その管軸が第1燃焼室1の管軸と同軸上となるように設けられている。そして、このノズル21から、図3(a)中に矢印で示すように第1燃焼室1内へ管軸方向にバイオマス燃料などの粉状燃料を空気(酸素含有ガス)とともに吹き込むことにより、当該粉状燃料を、助燃料によって形成された旋回火炎11に供給して燃焼させるように構成されている。
As shown in FIGS. 3 (a) to 3 (b), in the powdery fuel burner of the third embodiment, a
本実施の形態例3のその他の構成は上記実施の形態例1又は2(図1,図2参照)と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。なお、この場合、ノズル7,7A,7Bから第2燃焼室2内への粉状燃料の供給は行わず、ノズル21からの第1燃焼室1内への粉状燃料の供給のみを行うようにしてもよい。この場合、燃焼室としては第2燃焼室2を設けずに第1燃焼室1だけを設ければよい。
Since the other configuration of the third embodiment is the same as that of the first or second embodiment (see FIGS. 1 and 2), detailed description thereof is omitted here. In this case, the powdered fuel is not supplied from the
本実施の形態例3の粉状燃料バーナによれば、第1燃焼室1内に供給された粉状燃料の周囲には助燃燃料による旋回火炎11が安定に形成されており、ノズル21から第1燃焼室1内に吹き込まれた粉状燃料が、その直後に旋回火炎11からの熱移動により急速に加熱されて熱分解、揮発、着火にいたる。即ち、助燃燃料によって形成される旋回火炎11の基部に粉状燃料が供給されて確実に旋回火炎11の熱が粉状燃料に供給されるため、粉状燃料として低カロリー且つ高含水率のバイオマス燃料などの低品位の粉状燃料を用いても、確実な着火と安定した保炎が可能となる。
According to the pulverized fuel burner of the third embodiment, the
<実施の形態例4>
図4は本発明の実施の形態例4に係る粉状燃料バーナの要部を一部破断して示す側面図である。図4に示すように、本実施の形態例4の粉状燃料バーナでは、第1燃焼室1の端面4に設けたノズル21の内壁面21aが、第1燃焼室1の端面4に近づくしたがって内径が漸増するテーパー状の面となっている。なお、内壁面21aの第1燃焼室2の管軸方向(鉛直方向)に対する角度θ5は、ノズル21内を流れる粉状燃料が混合された空気が内壁面21aから剥離しない角度(例えば5〜10度程度)に設定されている。このような角度θ5の具体的な値については理論的又は実験的に適宜設定することができる。
<
FIG. 4 is a side view showing a part of the main part of the powder fuel burner according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, in the pulverized fuel burner of the fourth embodiment, the
本実施の形態例4のその他の構成は上記実施の形態例1〜3(図1〜図3参照)と同様であるため、ここでの詳細な説明及び図示は省略する。 Since the other configuration of the fourth embodiment is the same as that of the first to third embodiments (see FIGS. 1 to 3), detailed description and illustration are omitted here.
本実施の形態例4の粉状燃料バーナによれば、上記実施の形態例3と同様の作用効果が得られる。しかも、本実施の形態例4の粉状燃料バーナではノズル21の内壁面21aが、第1燃焼室1の端面4に近づくしたがって内径が漸増するテーパー状の面となっているため、ノズル21から第1燃焼室1内に空気とともに吹き込まれた粉状燃料が、上記実施の形態例3のような単なる管状のノズル21に比べて第1燃焼室1内で十分に広がるため、より確実に助燃燃料によって形成された旋回火炎11(管状の火炎帯)に供給されるため、当該粉状燃料のより確実な着火と安定した保炎が可能となる。
According to the pulverized fuel burner of the fourth embodiment, the same effects as those of the third embodiment can be obtained. Moreover, in the pulverized fuel burner according to the fourth embodiment, the
本発明は粉状燃料バーナに関するものであり、特にバーナの燃料として低カロリー且つ高含水率のバイオマス燃料などの低品位の粉状燃料を用いる場合に適用して有用なものである。 The present invention relates to a pulverized fuel burner, and is particularly useful when applied to a low-grade pulverized fuel such as a biomass fuel having a low calorie and a high water content as fuel for the burner.
1 第1燃焼室
1a 孔
1b 内壁面
2 第2燃焼室
2a 孔
2b 内壁面
3 接続管
3a 内壁面
4,5 端面
6 ノズル
6a 先端部
7 ノズル
7a 先端部
7A,7B ノズル
8 点火プラグ
11 旋回火炎
21 ノズル
21a 内壁面
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記第1燃焼室では、前記第1燃焼室の内壁面の接線方向に向けて前記第1燃焼室に設けられた1つ又は複数のノズルから、前記第1燃焼室内に酸素含有ガスと助燃燃料とを吹き込むことにより当該酸素含有ガスと当該助燃燃料との混合気を前記第1燃焼室内で旋回させるとともに当該混合気を前記第1燃焼室に設けた点火プラグで点火して前記第1燃焼室内に旋回火炎を形成し、
前記第2燃焼室では、前記第2燃焼室の内壁面の接線方向に向けて又は前記接線方向に対して傾斜した方向に向けて前記第2燃焼室に設けられた1つ又は複数のノズルから、前記第2燃焼室内に酸素含有ガスと粉状燃料とを吹き込むことにより当該酸素含有ガスと当該粉状燃料とを前記第2燃焼室内で旋回させ、且つ、当該粉状燃料を前記第1燃焼室から前記第2燃焼室へと移動してきた前記旋回火炎に供給して燃焼させるように構成したことを特徴とする粉状燃料バーナ。 The tubular first combustion chamber and the tubular second combustion chamber are connected in series, and the end surface on the first combustion chamber side is closed, while the end surface on the second combustion chamber side is opened,
In the first combustion chamber, oxygen-containing gas and auxiliary fuel are introduced into the first combustion chamber from one or a plurality of nozzles provided in the first combustion chamber toward the tangential direction of the inner wall surface of the first combustion chamber. And the mixture of the oxygen-containing gas and the auxiliary fuel is swirled in the first combustion chamber, and the mixture is ignited by an ignition plug provided in the first combustion chamber. To form a swirl flame,
In the second combustion chamber, from one or a plurality of nozzles provided in the second combustion chamber toward the tangential direction of the inner wall surface of the second combustion chamber or toward the direction inclined with respect to the tangential direction. The oxygen-containing gas and the pulverized fuel are swirled in the second combustion chamber by blowing the oxygen-containing gas and the pulverized fuel into the second combustion chamber, and the pulverized fuel is turned into the first combustion chamber. A powdery fuel burner configured to supply and burn the swirl flame that has moved from the chamber to the second combustion chamber.
前記第2燃焼室に設けられたノズルは前記第2燃焼室の径方向に対して45〜90度の範囲内の角度に設定されていることを特徴とする粉状燃料バーナ。 The pulverized fuel burner according to claim 1,
The nozzle provided in the second combustion chamber is set at an angle within a range of 45 to 90 degrees with respect to the radial direction of the second combustion chamber.
前記第1燃焼室では、前記第1燃焼室の内壁面の接線方向に向けて前記第1燃焼室に設けられた1つ又は複数のノズルから、前記第1燃焼室内に酸素含有ガスと助燃燃料とを吹き込むことにより当該酸素含有ガスと当該助燃燃料との混合気を前記第1燃焼室内で旋回させるとともに当該混合気を前記第1燃焼室に設けた点火プラグで点火して前記第1燃焼室内に旋回火炎を形成し、
前記第2燃焼室では、前記第2燃焼室の内壁面の接線方向に向けて又は前記接線方向に対して傾斜した方向に向けて前記第2燃焼室に設けられた1つ又は複数のノズルから、前記第2燃焼室内に酸素含有ガスのみを吹き込むことにより当該酸素含有ガスを前記第2燃焼室内で旋回させ、且つ、前記第2燃焼室に設けた他の1つ又は複数のノズルから、前記第2燃焼室内に粉状燃料を酸素含有ガスとともに吹き込むことにより当該粉状燃料を前記第1燃焼室から前記第2燃焼室へと移動してきた前記旋回火炎に供給して燃焼させるように構成したことを特徴とする粉状燃料バーナ。 The tubular first combustion chamber and the tubular second combustion chamber are connected in series, and the end on the first combustion chamber side is closed, while the end on the second combustion chamber side is opened,
In the first combustion chamber, oxygen-containing gas and auxiliary fuel are introduced into the first combustion chamber from one or a plurality of nozzles provided in the first combustion chamber toward the tangential direction of the inner wall surface of the first combustion chamber. And the mixture of the oxygen-containing gas and the auxiliary fuel is swirled in the first combustion chamber, and the mixture is ignited by an ignition plug provided in the first combustion chamber. To form a swirl flame,
In the second combustion chamber, from one or a plurality of nozzles provided in the second combustion chamber toward the tangential direction of the inner wall surface of the second combustion chamber or toward the direction inclined with respect to the tangential direction. The oxygen-containing gas is swirled in the second combustion chamber by blowing only the oxygen-containing gas into the second combustion chamber, and from one or more other nozzles provided in the second combustion chamber, The pulverized fuel is blown into the second combustion chamber together with the oxygen-containing gas so that the pulverized fuel is supplied to the swirling flame that has moved from the first combustion chamber to the second combustion chamber and burned. A powdery fuel burner characterized by that.
前記第1燃焼室と前記第2燃焼室は相互の管軸が同一軸上となるように接続されていることを特徴とする粉状燃料バーナ。 In the pulverized fuel burner according to any one of claims 1 to 3,
The powdery fuel burner, wherein the first combustion chamber and the second combustion chamber are connected such that their tube axes are on the same axis.
前記第2燃焼室の内径を、前記第1燃焼室の内径よりも大きくし、
前記第2燃焼室内に吹き込む前記酸素含有ガスの量を、前記第1燃焼室内に吹き込む酸素含有ガスの量よりも多くしたことを特徴とする粉状燃料バーナ。 In the pulverized fuel burner according to any one of claims 1 to 4,
An inner diameter of the second combustion chamber is larger than an inner diameter of the first combustion chamber;
A powdery fuel burner characterized in that the amount of the oxygen-containing gas blown into the second combustion chamber is larger than the amount of the oxygen-containing gas blown into the first combustion chamber.
前記第1燃焼室と前記第2燃焼室は、一端が前記第1燃焼室に接続され他端が前記第2燃焼室に接続された接続管を介して、直列に接続されており、
前記接続管の内壁面が、前記第1燃焼室の内径と同一の内径を有する前記一端から前記第2燃焼室の内径と同一の内径を有する前記他端へと向かうにしたがって内径が漸増するテーパー状の面となっていることを特徴とする粉状燃料バーナ。 The pulverized fuel burner according to claim 5,
The first combustion chamber and the second combustion chamber are connected in series via a connection pipe having one end connected to the first combustion chamber and the other end connected to the second combustion chamber.
A taper in which the inner wall surface of the connecting pipe gradually increases from the one end having the same inner diameter as the first combustion chamber toward the other end having the same inner diameter as the second combustion chamber. A pulverized fuel burner characterized in that it is shaped like a surface.
前記第1燃焼室の端面に設けたノズルから、前記第1燃焼室内に粉状燃料を酸素含有ガスとともに吹き込むことにより、当該粉状燃料を前記旋回火炎に供給して燃焼させるように構成したことを特徴とする粉状燃料バーナ。 In the pulverized fuel burner according to any one of claims 1 to 6,
The powdery fuel is blown into the first combustion chamber together with the oxygen-containing gas from the nozzle provided on the end face of the first combustion chamber, so that the powdery fuel is supplied to the swirling flame and burned. A pulverized fuel burner.
前記燃焼室では、前記燃焼室の内壁面の接線方向に向けて前記燃焼室に設けられた1つ又は複数のノズルから、前記燃焼室内に酸素含有ガスと助燃燃料とを吹き込むことにより当該酸素含有ガスと当該助燃燃料との混合気を前記燃焼室内で旋回させるとともに当該混合気を前記燃焼室に設けた点火プラグで点火して前記燃焼室内に旋回火炎を形成し、且つ、前記燃焼室の一方の端面に設けたノズルから、前記燃焼室内に粉状燃料を酸素含有ガスとともに吹き込むことにより、当該粉状燃料を前記旋回火炎に供給して燃焼させるように構成したことを特徴とする粉状燃料バーナ。 Having a tubular combustion chamber with one end face closed and the other end face open;
In the combustion chamber, oxygen-containing gas and auxiliary fuel are blown into the combustion chamber from one or more nozzles provided in the combustion chamber toward the tangential direction of the inner wall surface of the combustion chamber. A mixture of gas and the auxiliary fuel is swirled in the combustion chamber, and the mixture is ignited by a spark plug provided in the combustion chamber to form a swirling flame in the combustion chamber, and one of the combustion chambers A pulverized fuel, wherein the pulverized fuel is blown into the combustion chamber together with an oxygen-containing gas from a nozzle provided on the end face of the slag so that the pulverized fuel is supplied to the swirling flame and burned. Burner.
前記第1燃焼室側の端面に設けたノズルの内壁面が、前記第1燃焼室の端面に近づくしたがって内径が漸増するテーパー状の面となっていること、又は、前記燃焼室の一方の端面に設けたノズルの内壁面が、前記燃焼室の一方の端面に近づくしたがって内径が漸増するテーパー状の面となっていることを特徴とする粉状燃料バーナ。 The pulverized fuel burner according to claim 7 or 8,
The inner wall surface of the nozzle provided on the end surface on the first combustion chamber side is a tapered surface whose inner diameter gradually increases so as to approach the end surface of the first combustion chamber, or one end surface of the combustion chamber A powdery fuel burner characterized in that the inner wall surface of the nozzle provided on the nozzle is a tapered surface whose inner diameter gradually increases so as to approach one end surface of the combustion chamber.
前記第1燃焼室及び前記第2燃焼室の管軸方向が鉛直方向となるように設置されていることを特徴とする粉状燃料バーナ。 In the pulverized fuel burner according to any one of claims 1 to 9,
A pulverized fuel burner, wherein the first combustion chamber and the second combustion chamber are installed so that the tube axis directions are vertical.
前記粉状燃料はバイオマス燃料を微粉砕したものであることを特徴とする粉状燃料バーナ。 In the pulverized fuel burner according to any one of claims 1 to 10,
The pulverized fuel burner, wherein the pulverized fuel is a pulverized biomass fuel.
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JP2009229053A (en) * | 2008-02-27 | 2009-10-08 | Osaka Gas Co Ltd | Fluid heating device |
JP2010185631A (en) * | 2009-02-13 | 2010-08-26 | Kyushu Olympia Kogyo Kk | Biofuel combustion device |
JP2011214767A (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Kaneko Agricultural Machinery Co Ltd | Turning combustion device |
JP2017078516A (en) * | 2015-10-19 | 2017-04-27 | 株式会社Ihi環境エンジニアリング | Burner |
JP2017219302A (en) * | 2016-06-06 | 2017-12-14 | 東京瓦斯株式会社 | Combustor |
-
2005
- 2005-01-28 JP JP2005020824A patent/JP2006207938A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009229053A (en) * | 2008-02-27 | 2009-10-08 | Osaka Gas Co Ltd | Fluid heating device |
JP2010185631A (en) * | 2009-02-13 | 2010-08-26 | Kyushu Olympia Kogyo Kk | Biofuel combustion device |
JP2011214767A (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Kaneko Agricultural Machinery Co Ltd | Turning combustion device |
JP2017078516A (en) * | 2015-10-19 | 2017-04-27 | 株式会社Ihi環境エンジニアリング | Burner |
JP2017219302A (en) * | 2016-06-06 | 2017-12-14 | 東京瓦斯株式会社 | Combustor |
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