JP2010164283A - 廃棄物のガス化で発生する可燃性ガスの燃焼バーナ - Google Patents

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Abstract

【課題】可燃性ガスと燃焼空気を均一に混合することができる燃焼バーナを提供する。
【解決手段】可燃性ガスを導入する可燃性ガス流路3の外周を取り囲んで外部から燃焼空気が取り込まれる上部空気室5、下部空気室6、左側空気室7および右側空気室8が配置され、各空気室の途中にはそれぞれの空気室の下流に所定量の燃焼空気を分配する開口10を設けた整流板9で仕切られ、左側空気室および右側空気室には可燃性ガス流路への出側にスリット状の燃焼空気吐出ノズル17が設けられ、可燃性ガス流路を複数の流路に分岐するための分岐柱15が可燃性ガス流路出口付近に設けられ、分岐ポスト内は上部空気室5および下部空気室6と通じるとともに、可燃性ガス流路の出口方向にスリット状の燃焼空気吐出ノズル16が設けられている。
【選択図】図1

Description

本発明は、廃棄物のガス化によって発生する可燃性ガスを燃焼させる燃焼バーナに関するものである。
一般廃棄物、産業廃棄物などの廃棄物の処理に廃棄物溶融炉などの廃棄物処理炉が利用され、廃棄物処理炉で発生する可燃性ダストや可燃性ガスは燃焼室で燃焼バーナにより燃焼させて熱回収が行われる。
燃焼バーナとして、簡単な構造で燃焼性を向上させることが可能な部分予混合形式の燃焼バーナが知られている(特許文献1参照)。
図10は特許文献1に記載された燃焼バーナを燃焼室に取り付けた状態を示す図、図11は図10の燃焼室の燃焼バーナの水平断面図、図12(a)は図11のF−F矢視図、(b)は図11のE−E矢視図、(c)は燃焼室の内部からバーナタイルを視たD−D矢視図である。
燃焼バーナ1は燃焼室2に取り付けられ、廃棄物処理炉で発生した可燃性ガスは燃焼空気と混合されて燃焼室内で燃焼する。
可燃性ガスは、燃焼室2に可燃性ガス流路である可燃性ガスダクト20を経由して導入され、燃焼空気は燃焼空気ダクト21を経由して風箱22へ導入される。
導入された可燃性ガスと燃焼空気は、風箱22端部のバーナタイル23に形成された混合ガス噴出口24と可燃性ガスダクト20の出口との間に形成されたガス混合室25で部分予混合した上で複数の混合ガス噴出口24から燃焼室1内に噴出し火炎を形成する。
図12(a)において、燃焼空気通路26には、燃焼空気を通す通孔27が間隔おいて貫通している整流板26が設けられている。
可燃性ガスダクト20の出口には、可燃性ガスを分流して流速を速くしてガス混合室25に導入するため、ガス縮小板28が設けられている。
燃焼空気ダクト21から風箱22に導入された燃焼空気は整流板26で整流後、ガス混合室25で可燃性ガスと衝突し部分混合ガスが形成される。可燃性ガスと燃焼空気の混合ガスは、混合ガス噴出口24から燃焼室内に噴出されバーナ火炎を形成する。
特開2006−266619号公報
前記特許文献1に記載された燃焼バーナでは、可燃性ガス流路である可燃性ガスダクトの周囲のみからの燃焼空気による混合となるため均一に混合することができない。特に大型バーナの場合にはガス流路の周囲が大きくなるため、さらに均一に混合しにくくなる。また、可燃性ガスが高温ガスの場合、ガス分岐部が耐熱上、メタリック化できない。
そこで、本発明は、可燃性ガスと燃焼空気を均一に混合することができるメタリックポートを有する燃焼バーナを提供するものである。
本発明は、廃棄物をガス化して発生する可燃性ガスと燃焼空気とを混合して燃焼させる燃焼バーナにおいて、可燃性ガスを導入する可燃性ガス流路の外周を取り囲んで外部から燃焼空気が取り込まれる流路が形成され、該流路の途中は整流板で仕切られ、整流板の下流側には上部空気室、下部空気室、左側空気室および右側空気室が配置され、前記整流板には所定量の燃焼空気を分配する開口を設け、左側空気室および右側空気室には可燃性ガスの吐出ポートの外側の側面にスリット状の燃焼空気吐出ノズルが設けられ、可燃性ガス流路を複数の流路に分岐するための分岐ポストが可燃性ガス流路出口付近に設けられ、分岐ポスト内は上部空気室および下部空気室と通じるとともに、可燃性ガス流路の吐出ポートの内側の側面にスリット状の燃焼空気吐出ノズルが設けられていることを特徴とする。
前記構成において、円形断面の可燃性ガス流路の外周を取り囲んで外部から燃焼空気が取り込まれる上部空気室、下部空気室、左側空気室および右側空気室が配置された二重管構造とし、分岐ポストを円形断面とすることができる。また、分岐ポストを可燃性ガス流路と直交する方向に間隔をおいて複数配置することができる。
本発明は、各吐出ポートごとに可燃性ガスが空気で挟み込まれるため、確実な混合が可能となる。
本発明は、分岐部は燃焼空気により冷却されるため、メタリックで形成できる。
本発明は、燃焼量が大きなバーナとなってもポート部の寸法を変えずに分岐部の数を増加させることで同じ燃焼性が得られる。
本発明の燃焼バーナを燃焼室に取り付けた状態を示す水平断面図である。 本発明の燃焼バーナを燃焼室に取り付けた状態を示す垂直断面図である。 図1のA−A断面図である。 本発明の燃焼バーナの立体図である。 本発明の別実施例の燃焼バーナを燃焼室に取り付けた状態を示す水平断面図である。 本発明の別実施例の燃焼バーナを燃焼室に取り付けた状態を示す垂直断面図である。 図6のB矢視図である。 図6のC−C矢視図である。 バーナのポート数を増加した例の水平断面図である。 従来の燃焼バーナを燃焼室に取り付けた状態を示す図である。 図10の燃焼バーナの断面図である。 (a)は図11のF−F矢視図、(b)は図11のE−E矢視図、(c)は燃焼室の内部からバーナタイルを視たD−D矢視図である。
本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図1〜図4において、燃焼バーナ1は燃焼室2に取り付けられ、廃棄物処理炉で発生した可燃性ガスは燃焼空気と混合されて燃焼室内で燃焼する。
廃棄物処理炉で発生した可燃性ガスが導入されて可燃性ガス流路3となる断面が矩形の可燃性ガスポートが中央に配置される。可燃性ガス流路3の外側を取り囲んで風箱22が形成され燃焼空気ダクト4から燃焼空気を供給する空気流路が形成され、本流路の下流側には風箱22が整流板9で仕切られており、この整流板9には、燃焼空気を通す開口10が間隔おいて設けられ、当該整流板9を通過した空気は上部空気室5、下部空気室6、左側空気室7および右側空気室8が独立して配置されている各室に流入する。整流板9の開口10の断面積に応じた所定量の燃焼空気を上下左右の各空気室内に独立して流すことが可能となっている。
燃焼バーナ1の端部には中間部のバーナタイル12と周囲部のバーナタイル13の間に混合ガス噴出口14が形成される。中間部のバーナタイル12の上流側には、上部空気室5および下部空気室6の燃焼空気通路11に連通する屋根形の分岐ポスト15が1個又は複数個間隔をおいて配置される。分岐ポスト15と中間部の山形のバーナタイル12とにより形成される間隙で二つの燃焼空気吐出ノズル16が形成される。上部空気室5および下部空気室6に導入された燃焼空気は燃焼空気通路11から分岐ポスト15に入り込み、燃焼空気吐出ノズル16から分岐して吐出する。
また、左側空気室7および右側空気室8の燃焼空気通路11の出口を絞って周囲部のバーナタイルとの間の燃焼空気吐出ノズル17が形成され、左側空気室7および右側空気室8に導入された燃焼空気が燃焼空気吐出ノズル17から吐出する。
分岐ポスト15の燃焼空気吐出ノズル16と周囲部の燃焼空気吐出ノズル17を設けることにより、可燃性ガス流路3の端部には可燃性ガスを分流して吐出する可燃性ガス吐出ノズル18が形成されることになる。こうして可燃性ガス吐出ノズル18から分岐して吐出した可燃性ガスがそれぞれ燃焼空気吐出ノズル16,17から吐出した燃焼空気に挟まれて混合される。
本実施例の燃焼バーナの動作について説明する。
燃焼空気ダクト4から導入された燃焼空気は、風箱22に入った後整流板9の開口10で分流されて上下左右の各空気室5〜8に導入される。上部空気室5および下部空気室6に導入された燃焼空気は分岐ポスト15に入り込んで燃焼空気吐出ノズル16から吐出し、左側空気室7および右側空気室8に導入された燃焼空気は燃焼空気吐出ノズル17から吐出する。一方、燃焼空気は可燃性ガス流路3の可燃性ガス吐出ノズル18から吐出するので、可燃性ガスは燃焼空気吐出ノズル16,17から吐出する燃焼空気に挟まれるので、可燃性ガスと燃焼空気とが効率よく混合され、混合ガスは混合ガス噴出口14から燃焼室内に吹き込まれる。
可燃性ガス流路の周囲は燃焼空気が通過する風箱22や上下左右の空気室で囲まれているため常に冷却されており、この結果、高温の可燃性ガスが可燃性ガス流路を通過してもポートに特別の耐火構造を必要とせず、燃焼バーナ全体をメタリックで形成できる。また、燃焼バーナのサイズに応じて、混合ガス噴出口の個数を容易に増加させることができるため、燃焼性を変化させずにスケールアップが可能である。
図5〜図8において、図1〜図4の実施例1と同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。
図5〜図8において、廃棄物処理炉で発生した可燃性ガスが導入される断面が円形の可燃性ガス流路3が中央に配置され、この可燃性ガス流路3の外側を取り囲んで同心円状に燃焼空気ダクト4から燃焼空気を供給する風箱22が配置され、風箱22は下流側が整流板で仕切られ、以降の流路が上部空気室5、下部空気室6、左側空気室7、右側空気室8に仕切られている。
この整流板9には、燃焼空気を通す開口10が間隔おいて設けられ、空気室5〜8と可燃性ガス流路3との間で風箱から上、下、左、右の空気室に至る燃焼空気通路11が形成される。整流板9を設置することで燃焼空気を上下左右の各空気室内に開口10の断面積に応じた流量を流すことが可能となる。
燃焼バーナ1の端部の外周には、バーナタイル13が形成され、左側空気室7および右側空気室8の燃焼空気通路11の出口を絞ってバーナタイル13との間に燃焼空気吐出ノズル17が形成される。左側空気室7および右側空気室8に導入された燃焼空気が燃焼空気吐出ノズル17から吐出する。
可燃性ガス流路3の可燃性ガス出側の端部の中央には、上部空気室5および下部空気室6の燃焼空気通路11に連通する断面円形の分岐ポスト15が配置されている。分岐ポスト15には燃焼空気吐出ノズル16が形成されている。燃焼空気吐出ノズル16は上下に2段且つ左右斜め前方向に向けて一対設けられる。上部空気室5および下部空気室6に導入された燃焼空気は燃焼空気通路11から分岐ポスト15に入り込み、燃焼空気吐出ノズル16から分岐して吐出する。
断面円形の分岐ポスト15と左右に燃焼空気吐出ノズル17を設けることにより、可燃性ガス流路3の端部には可燃性ガスを分流して吐出する可燃性ガス吐出ノズル18が形成されることになる。こうして可燃性ガス吐出ノズル18から分岐して吐出した可燃性ガスがそれぞれ燃焼空気吐出ノズル16,17から吐出した燃焼空気に挟まれて混合される。
本実施例の燃焼バーナの動作について説明する。
燃焼空気ダクト4から導入された燃焼空気は、風箱22に入った後整流板9の開口10で分流されて上下左右の各空気室内に導入される。上部空気室5および下部空気室6に導入された燃焼空気は分岐ポスト15に入り込んで燃焼空気吐出ノズル16から吐出し、左側空気室7および右側空気室8に導入された燃焼空気は燃焼空気吐出ノズル17から吐出する。一方、燃焼空気は可燃性ガス流路3の可燃性ガス吐出ノズル18から吐出するので、可燃性ガスは燃焼空気吐出ノズル16,17から吐出する燃焼空気に挟まれ、可燃性ガスと燃焼空気とが効率よく混合され、混合ガスは燃焼室内に吹き込まれる。
また、可燃性ガス流路3の周囲は燃焼空気が通過する上下左右の空気室5〜8で囲まれているため常に冷却されており、この結果、高温の可燃性ガスが可燃性ガス流路3を通過してもポートに特別の耐火構造を必要とせず、燃焼バーナ全体をメタリックで形成できる。
図9において、実施例1と同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。
可燃性ガス吐出ノズル18から吐出する可燃性ガスが全て燃焼空気吐出ノズル16あるいは17から吐出する燃焼空気に挟まれるので、可燃性ガスと燃焼空気とが効率よく混合される。燃焼バーナのサイズに応じて、混合ガス噴出口14の個数を容易に増加させることができる。そのため、燃焼性を変化させずにスケールアップが可能である。
1:燃焼バーナ
2:燃焼室
3:可燃性ガス流路
4:燃焼空気ダクト
5:上部空気室
6:下部空気室
7:左側空気室
8:右側空気室
9:整流板
10:開口
11:燃焼空気通路
12:中間部のバーナタイル
13:周囲部のバーナタイル
14:混合ガス噴出口
15:分岐ポスト
16:燃焼空気吐出ノズル
17:燃焼空気吐出ノズル
18:可燃性ガス吐出ノズル
20:可燃性ガスダクト
21:燃焼空気ダクト
22:風箱
23:バーナタイル
24:混合ガス噴出口
25:ガス混合室
26:整流板
27:通孔
28:ガス縮小板

Claims (3)

  1. 廃棄物をガス化して発生する可燃性ガスと燃焼空気とを混合して燃焼させる燃焼バーナにおいて、
    可燃性ガスを導入する可燃性ガス流路の外周を取り囲んで外部から燃焼空気が取り込まれる流路が形成され、該流路の途中は整流板で仕切られ、整流板の下流側には上部空気室、下部空気室、左側空気室および右側空気室が配置され、
    前記整流板には所定量の燃焼空気を分配する開口を設け、左側空気室および右側空気室には可燃性ガスの吐出ポートの外側の側面にスリット状の燃焼空気吐出ノズルが設けられ、
    可燃性ガス流路を複数の流路に分岐するための分岐ポストが可燃性ガス流路出口付近に設けられ、分岐ポスト内は上部空気室および下部空気室と通じるとともに、可燃性ガス流路の吐出ポートの内側の側面にスリット状の燃焼空気吐出ノズルが設けられていることを特徴とする燃焼バーナ。
  2. 円形断面の可燃性ガス流路の外周を取り囲んで外部から燃焼空気が取り込まれる上部空気室、下部空気室、左側空気室および右側空気室が配置された二重管構造とし、分岐ポストが円形断面であることを特徴とする請求項1記載の燃焼バーナ。
  3. 分岐ポストが可燃性ガス流路と直交する方向に間隔をおいて複数配置されていることを特徴とする請求項1記載の燃焼バーナ。
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