JP2010133683A

JP2010133683A - バーナチップ構造

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Publication number: JP2010133683A
Application number: JP2008312467A
Authority: JP
Inventors: Ryuhei Takashima; 竜平高島; Akiyasu Okamoto; 章泰岡元
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2008-12-08
Filing date: 2008-12-08
Publication date: 2010-06-17

Abstract

【課題】バーナチップ本体の形状を大型化することなく流路径を拡大し、混合区間流路に十分な混合距離を確保して蒸気消費量を増加できるバーナチップ構造を提供する。
【解決手段】バーナチップ本体１０内で燃料油を蒸気により微粒化して炉内へ投入する２流体式のバーナチップ構造において、バーナチップ本体１０のチップ長さを延長して軸中心位置上流側に形成された燃料油主流路１１と、燃料油主流路１１の下流側端部から放射状外向きに分岐して形成された複数の分割燃料油流路１２と、燃料油主流路１１の外周に軸中心方向へ傾斜して形成されるとともに入口開口１３ａが周方向へ等ピッチに配置されている複数の蒸気流路１３と、蒸気流路１３の下流側に連通し略同方向へ傾斜して設けられている混合区間流路１４とを備え、分割燃料油流路１２を混合区間流路１４の入口近傍側面に対して斜め方向から合流させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、油焚きボイラ等に適用されるバーナチップ構造に関する。

従来、油焚きボイラにおいては、バーナチップ構造として２流体式チップが用いられている。
２流体式のバーナチップ構造は、噴霧媒体として空気や蒸気を用い、燃料である油（アスファルトやＶＲ（Vacuum Residue ：減圧残油）等の粗悪燃料を含む）を微粒化することにより、着火及び燃焼を確立させる方法がよく知られている。このような２流体式のバーナチップ構造においては、燃料油と蒸気はチップ内の混合区間で混合され、微粒化されながら炉内へ投入される。

図４に示す従来のバーナチップ構造において、バーナチップ本体１の内部には、噴霧媒体となる蒸気を供給する蒸気主流路２が上流側の中心部に形成されている。この蒸気主流路２は、バーナチップ本体１の軸方向において略中間位置まで形成され、その先端部２ａには複数の分割蒸気流路３が放射状外向きに形成されている。この分割蒸気流路３は、それぞれがバーナチップ本体１の先端部１ａに開口するよう設けられた複数の混合区間流路４に連通している。この混合区間流路４は分割蒸気流路３と同数設けられ、同一軸線上において分割蒸気流路３から流路断面積を拡径して設けられている。

蒸気主流路２の外周側には、混合区間流路４と同数（複数）の燃料油流路５が形成されており、バーナチップ本体１の周方向において等ピッチとなるように配置されている。この燃料油流路５は、油焚きボイラの燃料となる燃料油を供給するものであり、バーナチップ本体１の内部において、混合区間流路４が分割蒸気流路３と連通する入口近傍側面に対し、斜め方向から合流するようになっている。
なお、図中の符号６は、バーナチップ本体１の上流側に連結されているバックプレートであり、蒸気及び燃料油の整流や流路切替を行うものである。

このように構成された２流体式のバーナチップ構造においては、蒸気主流路２から分流して分割蒸気流路３を流れる噴霧媒体の蒸気と、燃料油流路５を通って供給された燃料油とが混合区間流路４内で合流することにより、合流時の衝突や混合区間４内を流れる際の撹拌・混合により燃料油が微粒化される。そして、混合区間流路４を通過して微粒化された燃料油は、バーナチップ本体１の先端部１ａに開口する混合区間４の出口開口から、微粒化燃料として蒸気とともに炉内へ投入される。

２流体式のバーナチップ構造に関する他の従来技術としては、バーナチップの先端部に開口する蒸気流路を追設することにより、燃料の微粒化を促進して噴霧性能を向上させ、窒素酸化物並びに煤煙の発生を抑制できるバーナが提案されている。（たとえば、特許文献１参照）
また、２流体式のバーナチップ構造に関する他の従来技術としては、ボイラ装置用ＣＷＭ（高濃度石炭・水スラリ）等のスラリ燃料を良好に微粒化（噴霧）させるスラリ燃料用アトマイザ構造が提案されている。この従来技術は、微粒化媒体供給環状流路を先端側で収束させて微粒化媒体を加速してからスラリ燃料と合流させるものである。（たとえば、特許文献２参照）

特開２００２−１６８４１３号公報特開平９−２８７７１４号公報

ところで、上述した２流体式のバーナチップ構造は、良好な微粒化及び燃焼性を確保するため、混合区間流路４の流路長さに十分な混合距離Ｌを確保する必要がある。一般的な混合区間流路４の混合距離Ｌについては、混合区間流路４の流路径をＤとした場合、流路径Ｄの２〜３倍以上（Ｌ／Ｄ＞２〜３）を確保する必要がある。なお、混合距離Ｌは、燃料油と蒸気とが合流した位置から流路出口までの流路長さとなる。
一方、噴霧媒体となる蒸気量については、蒸気消費率（蒸気流量／燃料油流量）を増加させることにより、油の微粒化を促進するとともに燃焼排ガス中の煤塵や窒素酸化物（ＮＯx）を低減できることが知られている。

通常、重質燃料は着火性が低く煤塵やＮＯxの排出量が高いため、これらを低減する有効策のひとつとして、蒸気消費量を増加して蒸気消費率を高めることが知られている。
しかし、蒸気消費量を増加するためには、混合区間流路４の流路径Ｄを拡大する必要があるため、混合区間流路４が上述したＬ／Ｄの条件を満たす十分な流路長さＬを確保することは、バーナチップ本体１が有する外径寸法上の制約から困難になる。すなわち、上述したＬ／Ｄの条件を満たして流路径Ｄを大きくするためには、流路長さＬについても長くする必要が生じるので、バーナチップ本体１の外径や全長も増加して形状が大型化することは避けられない。

また、バーナチップ本体１の径を大きくして流路径Ｄを拡大すると、図示しないバーナ保炎器などバーナ全体の構造を大きくする必要が生じるため好ましくない。
このような背景から、流路径Ｄを拡大して蒸気消費量を増加した場合であっても、バーナチップ本体１の形状を大型化することなく混合区間流路４に十分な混合距離Ｌを確保できるバーナチップ構造の開発が望まれる。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、バーナチップ本体の形状を大型化することなく流路径Ｄを拡大し、混合区間流路４に十分な混合距離Ｌを確保して蒸気消費量を増加できるバーナチップ構造を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係るバーナチップ構造は、バーナチップ本体内で燃料油を噴霧媒体により微粒化して炉内へ投入する２流体式のバーナチップ構造において、前記バーナチップ本体のチップ長さを延長して軸中心位置上流側に形成された燃料油主流路と、該燃料油主流路の下流側端部から放射状外向きに分岐して形成された複数の分割燃料油流路と、前記燃料油主流路の外周に軸中心方向へ傾斜して形成されるとともに入口開口が周方向へ等ピッチに配置されている複数の噴霧媒体流路と、該噴霧媒体流路の下流側に連通し略同方向へ傾斜して設けられている混合区間流路とを備え、前記分割燃料油流路を前記混合区間流路の入口近傍側面に対して斜め方向から合流させたことを特徴とするものである。

このような本発明のバーナチップ構造によれば、バーナチップ本体のチップ長さを延長して軸中心位置上流側に形成された燃料油主流路と、該燃料油主流路の下流側端部から放射状外向きに分岐して形成された複数の分割燃料油流路と、燃料油主流路の外周に軸中心方向へ傾斜して形成されるとともに入口開口が周方向へ等ピッチに配置されている複数の噴霧媒体流路と、該噴霧媒体流路の下流側に連通し略同方向へ傾斜して設けられている混合区間流路とを備え、分割燃料油流路を混合区間流路の入口近傍側面に対して斜め方向から合流させたので、蒸気消費量を増すため混合区間流路の流路径を拡大しても、十分な流路長さ（混合距離）を確保することができる。この場合、バーナチップ本体のチップ長さは、１．５〜２倍程度に延長することで十分な流路長さの確保が可能となる。
また、バーナチップ本体のチップ長さを延長すると、バーナチップ本体とバックプレートとの接合面を延長分だけ炉外へ移動させることができる。

上記の発明において、前記バーナチップ本体の上流側端部に開口する前記噴霧媒体流路の入口開口と、前記バーナチップ本体の下流側端部に開口する前記混合区間流路の出口開口とは、前記混合区間流路の長さを最大にする開口間が軸中心から傾斜する直線により連結されていることが好ましく、これにより、蒸気消費量増すため混合区間流路の流路径を拡大しても、バーナチップ本体の延長長さを最小限に抑えて十分な流路長さ（混合距離）を確保することができる。

本発明のバーナチップ構造は、バーナチップ本体内で燃料油を噴霧媒体により微粒化して炉内へ投入する２流体式のバーナチップ構造において、前記バーナチップ本体のチップ長さを延長して軸中心位置上流側に形成された噴霧媒体主流路と、該噴霧媒体主流路の下流側端部から軸中心線と平行に分岐して形成された複数の混合区間流路と、前記噴霧媒体主流路の外周に軸中心方向へ傾斜して形成され、前記混合区間流路の入口近傍側面に対して斜め方向から合流するとともに入口開口が周方向へ等ピッチに配置されている複数の燃料油流路とを備え、前記混合区間流路を軸中心線と平行に形成された流路途中から微粒化燃料噴射角度で外向きに傾斜させたことを特徴とするものである。

このような本発明のバーナチップ構造によれば、バーナチップ本体のチップ長さを延長して軸中心位置上流側に形成された噴霧媒体主流路と、該噴霧媒体主流路の下流側端部から軸中心線と平行に分岐して形成された複数の混合区間流路と、噴霧媒体主流路の外周に軸中心方向へ傾斜して形成され、混合区間流路の入口近傍側面に対して斜め方向から合流するとともに入口開口が周方向へ等ピッチに配置されている複数の燃料油流路とを備え、混合区間流路を軸中心線と平行に形成された流路途中から微粒化燃料噴射角度で外向きに傾斜させたので、蒸気消費量を増すため混合区間流路の流路径を拡大しても、十分な流路長さ（混合距離）を確保することができる。

上記の発明において、前記バーナチップ本体にバックプレートを一体化し、前記混合区間流路と前記燃料油流路との合流位置を前記バックプレート部に設けることが好ましく、これにより、良好な加工性を得ることができる。

上記の発明において、前記噴霧媒体を蒸気とし、前記混合区間流路に水を投入する流路が設けられていることが好ましく、これにより、蒸気の流路径を最小限に抑えて蒸気消費量を増加させることができる。

本発明のバーナチップ構造は、バーナチップ本体内で燃料油を蒸気により微粒化して炉内へ投入する２流体式のバーナチップ構造において、前記バーナチップ本体の軸中心位置上流側に形成された蒸気主流路と、該蒸気主流路の下流側端部から放射状外向きに分岐して形成された複数の分割蒸気流路と、前記蒸気主流路の外周に軸中心方向へ傾斜して形成されるとともに入口開口が周方向へ等ピッチに配置されている複数の燃料油流路と、該燃料油流路の下流側に連通し略同方向へ傾斜して設けられている混合区間流路と、該混合区間流路に水を投入する水流路とを備えていることを特徴とするものである。

このような本発明のバーナチップ構造によれば、バーナチップ本体の軸中心位置上流側に形成された蒸気主流路と、該蒸気主流路の下流側端部から放射状外向きに分岐して形成された複数の分割蒸気流路と、蒸気主流路の外周に軸中心方向へ傾斜して形成されるとともに入口開口が周方向へ等ピッチに配置されている複数の燃料油流路と、該燃料油流路の下流側に連通し略同方向へ傾斜して設けられている混合区間流路と、該混合区間流路に水を投入する水流路とを備えているので、混合区間流路に投入された水が蒸発して沸騰微粒化を誘発する。従って、蒸気の流路を拡大することなく、蒸気消費量を増加させることができる。

上述した本発明のバーナチップ構造によれば、バーナチップ本体の形状、特に外径寸法を大型化することなく蒸気を流す流路の流路径を拡大し、混合区間流路に十分な混合距離Ｌを確保できる流路長さの混合区間流路で燃料油を微粒化できるようになり、従って、蒸気消費量の増加が可能となる。このような蒸気消費量の増加が可能になると、燃料油としてアスファルトやＶＲ等の粗悪燃料を含む重質油等を使用する油焚きボイラにおいても、燃料油の微粒化を促進して良好な着火性を確保するとともに煤塵やＮＯxの排出量を低減することができる。

以下、本発明に係るバーナチップ構造の一実施形態を図面に基づいて説明する。
＜第１の実施形態＞
図１に示す実施形態のバーナチップ構造は、燃料油を燃焼させる油焚きボイラに適用されるものであり、蒸気や空気を噴霧媒体として燃料油を微粒化した後、微粒化燃料を炉内へ投入する２流体式である。この場合の燃料油は、重油等の一般的な油種はもちろんのこと、たとえばアスファルトやＶＲ等のように、低燃焼性及び高粘度の重質化した粗悪燃料を含むものとする。

図１のバーナチップ構造は、バーナチップ本体１０内で燃料油を噴霧媒体の蒸気により微粒化して炉内へ投入する２流体式とされ、バーナチップ本体１０のチップ長さが軸方向に延長されている。すなわち、本発明のバーナチップ本体１０において、そのチップ長さ（軸方向長さ）は、図４に示す従来構造のバーナチップ本体１を基準として１．５〜２倍程度に延長されている。なお、バーナチップ本体１０の外径寸法を含むバーナ仕様については、図４の従来構造と同じである。

図示のバーナチップ本体１０は、軸中心位置上流側に形成された燃料油主流路１１と、燃料油主流路１１の下流側端部から放射状外向きに分岐して形成された複数の分割燃料油流路１２と、燃料油主流路１１の外周に軸中心方向へ傾斜して形成されるとともに、入口開口１３ａが周方向へ等ピッチに配置されている複数の蒸気（噴霧媒体）流路１３と、蒸気流路１３の下流側に連通し略同方向へ傾斜して設けられている混合区間流路１４とを備えている。そして、複数の分割燃料油流路１２は、それぞれが対応する混合区間流路１４の入口近傍側面に対して斜め方向から合流するように連通している。

バーナチップ本体１０の後端面１０ａに開口する燃料油主流路１１は、図示しない上流側のバックプレートを介して、燃料油の供給源に接続されている。この燃料油主流路１１は、略円筒形状としたバーナチップ本体１０の軸中心位置に開口するとともに、バックプレートと接続される上流側の端部付近において、軸方向長さを必要最小限に短くした寸法形状に形成されている。すなわち、この燃料主流路１１は、下流側先端部に複数（図示の構成例では６箇所）の分割燃料油流路１２を開口させ、必要量の燃料油を導入して各分割燃料油流路１２に均等配分するヘッダー機能を達成できる寸法及び形状を有するものであればよい。換言すれば、後述する混合区間流路１４の流路長さＬ１を最大限に確保するため、軸方向長さを可能な限り短くすることが望ましい。

バーナチップ本体１０の後端面１０ａには、燃料油主流路１１の外周に複数（図示の構成例では６箇所）の蒸気流路１３が設けられている。蒸気流路１３の入口開口１３ａは、燃料油主流路１１の周囲を取り囲むようにして、周方向へ等ピッチに配置されている。この蒸気流路１３は、図示しない上流側のバックプレートを介して蒸気の供給源に接続されている。

そして、蒸気流路１３は、その軸線がバーナチップ本体１０の軸中心線と交差するように傾斜して形成されている。さらに、蒸気流路１３と同じ軸線上には、蒸気流路１３の下流側に連通する混合区間流路１４が形成されており、この混合区間流路１４は、バーナチップ本体１０の先端面１０ｂまで連通して出口開口１４ａを形成している。この出口開口１４ａは、先端面１０ｂの同一円周上に等ピッチで配置されている。
すなわち、蒸気流路１３及び混合区間流路１４は、バーナチップ本体１０の内部を傾斜して通る同一軸線に連通して設けられ、複数ある軸線（図示の構成例では６本）は、できるだけ長い距離を確保して互いに交差しないように配置されている。さらに、同一軸線に沿って形成される蒸気流路１３及び混合区間流路１４についても、隣接する流路間が互いに干渉しないよう考慮した配置となっている。なお、蒸気流路１３の軸線方向長さについては、混合区間流路１４の流路長さを最大限に確保するため、厳密には分割燃料油流路１２の合流位置から混合区間流路１４の出口開口１４ａまでの十分な混合距離Ｌを確保するため、可能な限り短くすることが望ましい。

蒸気流路１３及び混合区間流路１４が６箇所設けられている図示の構成例では、たとえば図１（ｂ）に示すように、後端面１０ａに開口する入口開口１３ａが投影上最も近い位置にある出口開口１４ａと連通するのではなく、ひとつとばして２番目に近い出口開口１４ａに連通させることで、入口開口１３ａから出口開口１４ａまでの軸線長さを確保している。
このように構成された混合区間流路１４の入口部近傍には、すなわち蒸気流路１３と連結された直後の位置には、燃料油主流路１１の下流側端部から放射状外向きに分岐して形成された複数の分割燃料油流路１２が接続されている。この分割燃料油流路１２は、蒸気流路１３から混合区間流路１４に流入した蒸気の流れに対し、側方から斜めに衝突するようにして燃料油を投入する。

このように構成されたバーナチップ構造は、バーナチップ本体１０のチップ長さを従来の１．５〜２倍程度に延長したことにより、蒸気消費量を増すため混合区間流路１４の流路径Ｄ１を拡大しても、混合区間流路１４の流路長さ及び十分な混合距離Ｌ１を確保することができる。この場合、バーナチップ本体１０の外径寸法については、同じ寸法の採用が可能であり、変更する場合であっても大幅に増加することはない。
また、バーナチップ本体１０のチップ長さを延長すると、ボイラに設置した状態ではチップ先端位置が同じになるため、バーナチップ本体１０とバックプレートとの接合面は延長分だけ炉外へ移動する。このため、バーナチップ本体１０とバックプレートとの接合面が熱影響を受けにくくなるので、接合面から燃料油や空気がリークする可能性を低下させるという利点もある。

特に、バーナチップ本体１０の後端面（上流側端部）１０ａに開口する蒸気流路１３の入口開口１３ａと、バーナチップ本体１０の先端面（下流側端部）１０ｂに開口する混合区間流路１４の出口開口１４ａとは、混合区間流路１４の長さを最大にする開口間が軸中心から傾斜する直線により連結されているので、蒸気消費量増すため混合区間流路１４の流路径Ｄ１を拡大しても、バーナチップ本体１０のチップ長さ延長を最小限に抑えて十分な混合距離Ｌ１を確保することができる。すなわち、略円筒形状としたバーナチップ本体１０の内部を有効利用して混合区間流路１４を斜めに通したので、バーナチップ本体１０の形状を変更して大型化しなくても、流路径Ｄ１に対する混合距離Ｌ１の比を２以上に大きく設定することが可能になる。

また、上述した構成のバーナチップ本体１０においては、噴霧媒体を蒸気とする場合、後述する実施形態と同様に、混合区間流路１４に直接水を投入する流路（不図示）を設けることにより、蒸気流路１３や混合区間流路１４の流路径Ｄ１を最小限に抑えて蒸気消費量を増加させることができる。
すなわち、混合区間流路１４に投入された水は、加熱を受けることで蒸発して沸騰微粒化を誘発する。このため、蒸気と比較して流路断面積が小さくてすむ水を投入することにより、コンパクトなバーナチップ構造で蒸気消費率を増加させることができる。

従って、上述したバーナチップ構造によれば、バーナチップ本体１０の形状、特に外径寸法を大型化することなく流路径Ｄ１を拡大し、混合区間流路１４に十分な混合距離Ｌ１を確保して燃料油を微粒化できるので、コンパクトなバーナチップ本体１０を用いて蒸気消費量の増加が可能となる。このような蒸気消費量の増加が可能になると、燃料油としてアスファルトやＶＲ等の粗悪燃料を含む重質油等を使用する油焚きボイラにおいても、燃料油の微粒化を促進して煤塵やＮＯxの排出量を低減することができる。
また、流路径Ｄ１を拡大してもバーナチップ本体１０の外径を大きくする必要がないので、図示しないバーナ保炎器などバーナ全体の構造を大きくする必要もない。

＜第２の実施形態＞
本発明に係るバーナチップ構造について、第２の実施形態を図２に基づいて説明する。なお、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図２に示すバーナチップ構造は、バーナチップ本体２０内で燃料油を噴霧媒体により微粒化して炉内へ投入する２流体式とされ、バーナチップ本体２０のチップ長さが上述した第１の実施形態と同様に軸方向に延長されている。

図示のバーナチップ本体２０は、軸中心位置上流側に形成された蒸気（噴霧媒体）主流路２１と、蒸気主流路２１の下流側端部から軸中心線と平行に分岐して形成された複数（たとえば６箇所）の混合区間流路２２と、蒸気主流路２１の外周に軸中心方向へ傾斜して形成され、混合区間流路２２の入口近傍側面に対して斜め方向から合流するとともに、入口開口２３ａが周方向へ等ピッチに配置されている複数（たとえば６箇所）の燃料油流路２３とを備えている。なお、混合区間流路２２は、バーナチップ本体２０の軸中心の周囲において、周方向に等ピッチで配置されている。

そして、複数の混合区間流路２２は、それぞれが軸中心線と平行に形成された流路途中から微粒化燃料噴射角度で外向きに傾斜するよう折曲され、各混合区間流路２２の出口開口２２ａがバーナチップ本体２０の先端面２０ｂに開口している。
なお、バーナチップ本体２０の後端面２０ａに開口する蒸気主流路２１及び燃料油流路２３は、それぞれが図示しない上流側のバックプレートを介して、蒸気や燃料油の供給源に接続されている。

このように構成されたバーナチップ構造は、バーナチップ本体２０のチップ長さを延長したことに加えて、混合区間流路２２を途中から外向きに微粒化燃料噴射角度まで曲げたことにより、蒸気消費量を増すために混合区間流路２２の流路径Ｄ２を拡大しても、混合区間流路２２に十分な混合距離Ｌ２を確保することができる。なお、この場合の混合距離Ｌ２は、混合区間流路２２に燃料油流路２３が合流した位置から混合区間流路２２の出口開口２２ａまでの流路長さである。

ところで、上述した実施形態は、バーナチップ本体２０の上流側にバックプレートを接続する構成としたが、バーナチップ本体２０にバックプレートを一体化することにより、混合区間流路２２と燃料油流路２３との合流位置、すなわち混合距離Ｌ２の起点位置をバックプレート部に設けることが可能になる。このようなバックプレートの一体化は、バーナチップ本体２０に形成される各流路を機械加工する際に、良好な加工性を得ることができる。

また、上述した構成のバーナチップ本体２０においても、噴霧媒体を蒸気とする場合、後述する実施形態と同様に、混合区間流路２２に直接水を投入する流路（不図示）を設けることにより、蒸気主流路２１や混合区間流路２２の流路径Ｄ２を最小限に抑えて蒸気消費量を増加させることができる。
すなわち、混合区間流路２２に投入された水は、加熱を受けることで蒸発して沸騰微粒化を誘発するため、蒸気と比較して流路断面積が小さくてすむ水を投入することにより、コンパクトなバーナチップ構造で蒸気消費率を増加させることができる。

従って、上述したバーナチップ構造によれば、バーナチップ本体２０の形状、特に外径寸法を大型化することなく流路径Ｄ２を拡大し、混合区間流路２２に十分な混合距離Ｌ２を確保して燃料油を微粒化できるので、コンパクトなバーナチップ本体２０を用いて蒸気消費量の増加が可能となる。このような蒸気消費量の増加が可能になると、燃料油としてアスファルトやＶＲ等の粗悪燃料を含む重質油等を使用する油焚きボイラにおいても、燃料油の微粒化を促進して着火性を向上させ、煤塵やＮＯxの排出量を低減することができる。

＜第３の実施形態＞
本発明に係るバーナチップ構造について、第３の実施形態を図３に基づいて説明する。なお、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図３に示すバーナチップ構造は、バーナチップ本体３０内で燃料油を噴霧媒体により微粒化して炉内へ投入する２流体式とされ、バーナチップ本体３０の内部には、噴霧媒体となる蒸気を供給する蒸気主流路３１が上流側の中心部に形成されている。この蒸気主流路３１は、バーナチップ本体３０の軸方向においてバーナチップ本体３０の後端面３０ａから略中間位置まで形成され、その先端部３１ａには複数（たとえば６箇所）の分割蒸気流路３２が放射状外向きに形成されている。この分割蒸気流路３２は、それぞれの出口開口３３ａがバーナチップ本体３０の先端部３０ｂに開口するよう設けられた複数の混合区間流路３３に連通している。この混合区間流路３３は分割蒸気流路３２と同数（たとえば６箇所）設けられ、同一軸線上において分割蒸気流路３２から流路断面積を拡径して設けられている。

蒸気主流路３１の外周側には、混合区間流路３３と同数（たとえば６箇所）の燃料油流路３４が形成されており、燃料油流路３４の入口開口３４ａは、バーナチップ本体３０の周方向において等ピッチとなるように配置されている。この燃料油流路３４は、油焚きボイラの燃料となる燃料油を供給するものであり、バーナチップ本体３０の内部において、混合区間流路３３が分割蒸気流路３２と連通する入口近傍側面に対し、斜め方向から合流するようになっている。
そして、本実施形態のバーナチップ本体３０は、混合区間流路３３に対して水を投入する水流路３５を備えている。図示の構成例において、水流路３５は、混合区間流路３３と同数の６本が設けられており、各混合区間流路３３に対して直接水を投入できるようになっている。

このような本発明のバーナチップ構造によれば、混合区間流路３３に水を投入する水流路３５を備えているので、混合区間流路３３に投入された水が加熱されることで蒸発し、沸騰微粒化を誘発する。
従って、蒸気主流路３１、分割蒸気流路３２及び混合区間流路３３のように蒸気が流れる流路の流路径を拡大することなく、蒸気消費量を増加させることができる。すなわち、水流路３５から投入された水は加熱を受けて気体の蒸気になるので、同じ蒸気量を得るためには、液体の水を流すため流路断面積が小さくてすむ水流路３５を備えたコンパクトなバーナチップ本体３０を用い、効率よく蒸気を供給して蒸気消費率を増加させることができる。

従って、混合区間流路３３の流路径Ｄ３を拡大する必要がなくなるので、バーナチップ本体３０の寸法形状を拡大することなく、混合区間流路３３内に十分な混合距離Ｌ３を確保することができる。
ところで、図３に示す水流路３５は、図４に示す従来構造のバーナチップ本体１に追加して設けた構成例であるが、上述した各実施形態のバーナチップ本体１０，２０に追加して設けることも可能である。

このように、上述した本発明のバーナチップ構造によれば、バーナチップ本体の形状、特に外径寸法を大型化することなく蒸気等の噴霧媒体を流す流路径を拡大し、混合区間流路に十分な混合距離を確保して燃料油を微粒化できる。従って、蒸気消費量の増加が可能となり、このような蒸気消費量の増加が可能になると、燃料油としてアスファルトやＶＲ等の粗悪燃料を含む重質油等を使用する油焚きボイラにおいても、燃料油の微粒化を促進して煤塵やＮＯxの排出量を低減することができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。

本発明に係るバーナチップ構造について第１の実施形態を示す図で、（ａ）はバーナチップ本体の内部構造を示す部分断面図、（ｂ）は（ａ）の後端面方向から見た（矢視Ａ）流路説明図、（ｃ）は（ａ）の前端面方向から見た（矢視Ｂ）図である。本発明に係るバーナチップ構造について第２の実施形態を示す図で、バーナチップ本体の内部構造を示す断面図である。本発明に係るバーナチップ構造について第３の実施形態を示す図で、（ａ）はバーナチップ本体の内部構造を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の前端面方向から見た図である。従来のバーナチップ構造について内部構造を示す断面図である。

符号の説明

１０，２０，３０バーナチップ本体
１１燃料油主流路
１２分割燃料油流路
１３蒸気流路
１４，２２，３３混合区間流路
２１，３１蒸気主流路
２３，３４燃料油流路
３５水流路

Claims

バーナチップ本体内で燃料油を噴霧媒体により微粒化して炉内へ投入する２流体式のバーナチップ構造において、
前記バーナチップ本体のチップ長さを延長して軸中心位置上流側に形成された燃料油主流路と、該燃料油主流路の下流側端部から放射状外向きに分岐して形成された複数の分割燃料油流路と、前記燃料油主流路の外周に軸中心方向へ傾斜して形成されるとともに入口開口が周方向へ等ピッチに配置されている複数の噴霧媒体流路と、該噴霧媒体流路の下流側に連通し略同方向へ傾斜して設けられている混合区間流路とを備え、
前記分割燃料油流路を前記混合区間流路の入口近傍側面に対して斜め方向から合流させたことを特徴とするバーナチップ構造。
前記バーナチップ本体の上流側端部に開口する前記噴霧媒体流路の入口開口と、前記バーナチップ本体の下流側端部に開口する前記混合区間流路の出口開口とは、前記混合区間流路の長さを最大にする開口間が軸中心から傾斜する直線により連結されていることを特徴とする請求項１に記載のバーナチップ構造。
バーナチップ本体内で燃料油を噴霧媒体により微粒化して炉内へ投入する２流体式のバーナチップ構造において、
前記バーナチップ本体のチップ長さを延長して軸中心位置上流側に形成された噴霧媒体主流路と、該噴霧媒体主流路の下流側端部から軸中心線と平行に分岐して形成された複数の混合区間流路と、前記噴霧媒体主流路の外周に軸中心方向へ傾斜して形成され、前記混合区間流路の入口近傍側面に対して斜め方向から合流するとともに入口開口が周方向へ等ピッチに配置されている複数の燃料油流路とを備え、
前記混合区間流路を軸中心線と平行に形成された流路途中から微粒化燃料噴射角度で外向きに傾斜させたことを特徴とするバーナチップ構造。
前記バーナチップ本体にバックプレートを一体化し、前記混合区間流路と前記燃料油流路との合流位置を前記バックプレート部に設けたことを特徴とする請求項３に記載のバーナチップ構造。
前記噴霧媒体を蒸気とし、前記混合区間流路に水を投入する流路が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のバーナチップ構造。
バーナチップ本体内で燃料油を蒸気により微粒化して炉内へ投入する２流体式のバーナチップ構造において、
前記バーナチップ本体の軸中心位置上流側に形成された蒸気主流路と、該蒸気主流路の下流側端部から放射状外向きに分岐して形成された複数の分割蒸気流路と、前記蒸気主流路の外周に軸中心方向へ傾斜して形成されるとともに入口開口が周方向へ等ピッチに配置されている複数の燃料油流路と、該燃料油流路の下流側に連通し略同方向へ傾斜して設けられている混合区間流路と、該混合区間流路に水を投入する水流路とを備えていることを特徴とするバーナチップ構造。