JP2013160470A - Spray nozzle and combustion device with spray nozzle - Google Patents

Spray nozzle and combustion device with spray nozzle Download PDF

Info

Publication number
JP2013160470A
JP2013160470A JP2012023695A JP2012023695A JP2013160470A JP 2013160470 A JP2013160470 A JP 2013160470A JP 2012023695 A JP2012023695 A JP 2012023695A JP 2012023695 A JP2012023695 A JP 2012023695A JP 2013160470 A JP2013160470 A JP 2013160470A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spray
fluid
medium
flow path
spray nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012023695A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirofumi Okazaki
洋文 岡崎
Kimiharu Kuramasu
公治 倉増
Hideo Okimoto
英雄 沖本
Akihito Orii
明仁 折井
Kenichi Ochi
健一 越智
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Babcock Hitachi KK filed Critical Babcock Hitachi KK
Priority to JP2012023695A priority Critical patent/JP2013160470A/en
Priority to PCT/JP2013/052442 priority patent/WO2013118665A1/en
Publication of JP2013160470A publication Critical patent/JP2013160470A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/38Nozzles; Cleaning devices therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/10Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
    • F23D11/101Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet
    • F23D11/104Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet intersecting at a sharp angle, e.g. Y-jet atomiser

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spray nozzle for collecting file particles near the spray nozzle to accelerate ignition, raising momentum of spraying to accelerate a mixture of spraying particles with air for combustion, and reducing an amount of emission of dust.SOLUTION: In a spray nozzle in which a pressure is applied to a liquid fuel as a spraying fluid for spraying and a pressure is applied to another fluid as a medium for spraying so as to mix it with the spraying fluid for ejection, a tip end of the spray nozzle is equipped with a plurality of ejection holes for ejecting the spraying fluid, an spraying fluid passage for flowing down the spraying fluid via a plurality of ejection holes on one side so as to eject only the spraying fluid and communicating with the spraying holes on the one side is internally arranged at the tip end of the spray nozzle. In addition, the tip end of the spray nozzle is equipped with another spraying fluid passage for flowing down the spraying fluid so as to eject a mixed fluid of the spraying fluid and the medium via a plurality of ejection holes on the other side, a medium passage for spraying for flowing down a spraying medium, and a converged flow path of the spraying fluid passage and medium passage for spraying, and the converged flow path is communicated with the ejection holes on the other side.

Description

本発明は、液体燃料を微粒化させる噴霧ノズル及び噴霧ノズルを備えた燃焼装置に関する。   The present invention relates to a spray nozzle for atomizing liquid fuel and a combustion apparatus including the spray nozzle.

発電用のボイラのように高出力、高負荷の燃焼装置では、燃料を水平燃焼させる浮遊燃焼方式が多く採用される。燃料として燃料油のように液体燃料を用いる場合、燃料を噴霧ノズルで微粒化して燃焼装置の火炉内に浮遊させ燃焼させる。   In a high-output, high-load combustion apparatus such as a power generation boiler, a floating combustion system that horizontally burns fuel is often employed. When a liquid fuel such as fuel oil is used as the fuel, the fuel is atomized by a spray nozzle, floated in a furnace of a combustion apparatus, and burned.

このような噴霧ノズルは、液体燃料を主燃料とする燃焼装置の他、微粉炭のように固体燃料を主燃料として使用する燃焼装置でも、起動や火炎安定化用の補助燃料の燃焼用に用いられることが多い。   Such spray nozzles are used for combustion of auxiliary fuel for start-up and flame stabilization, in addition to combustion devices that use liquid fuel as the main fuel, as well as combustion devices that use solid fuel as the main fuel, such as pulverized coal. It is often done.

液体燃料の燃焼では、噴霧粒子径が大きいと燃焼反応が遅れ、燃焼効率の低下や煤塵、一酸化炭素が発生し易くなる。また、噴霧粒子径が小さい場合でも燃焼用空気との混合が悪く、噴霧粒子の周囲の燃焼用空気が不足すると、煤塵や一酸化炭素が発生し易くなる。このため、液体燃料の燃焼では、微粒化と共に噴霧粒子と燃焼用空気との混合に留意する。   In the combustion of liquid fuel, if the spray particle size is large, the combustion reaction is delayed, and the combustion efficiency is reduced, soot and carbon monoxide are likely to be generated. Further, even when the spray particle size is small, mixing with the combustion air is poor, and if the combustion air around the spray particles is insufficient, soot and carbon monoxide are likely to be generated. For this reason, in the combustion of liquid fuel, attention is paid to mixing of spray particles and combustion air together with atomization.

噴霧ノズルの形式として、一般に下記の2つの方式が用いられる。その1つは液体燃料(噴霧流体)を通常0.5〜5MPaに加圧し、圧力を微粒化に利用する、圧力噴霧方式である。この方式の噴霧ノズルの一例は特開2004−92952号公報(特許文献1)に開示されている。もう1つは、微粒化用の噴霧媒体として空気や蒸気を供給し、噴霧流体と混合して微粒化する2流体噴霧方式である。この方式の噴霧ノズルの一例は、特開2010−127518号公報(特許文献2)及び特開平8−61609号公報(特許文献3)にそれぞれ開示されている。特許文献2及び3では、1つの噴霧ノズルに複数の噴出孔を有し、個々の噴出孔から独立した噴霧を形成するノズルの例が記載されている。   In general, the following two methods are used as the form of the spray nozzle. One of them is a pressure spray system in which liquid fuel (atomizing fluid) is usually pressurized to 0.5 to 5 MPa and the pressure is used for atomization. An example of this type of spray nozzle is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2004-92952 (Patent Document 1). The other is a two-fluid spray system in which air or steam is supplied as a spray medium for atomization and mixed with the spray fluid to atomize. An example of this type of spray nozzle is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-127518 (Patent Document 2) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-61609 (Patent Document 3), respectively. Patent Documents 2 and 3 describe examples of nozzles that have a plurality of ejection holes in one spray nozzle and form sprays that are independent from the individual ejection holes.

特開2004−92952号公報JP 2004-92952 A 特開2010−127518号公報JP 2010-127518 A 特開平8−61609号公報JP-A-8-61609

液体燃料を噴霧させて燃焼させる場合、最初の着火源として最近では電気火花式のイグナイタを使用することがある。このイグナイタは外部に電気火花を発生させる回路が必要なものの、燃焼室内には火花を発生させるイグナイタロッドを挿入するのみの簡便な機構で構成できる。このとき、イグナイタロッドは噴霧ノズルの側に設けると、噴霧ノズルと組みで扱うことができ、操作性が良くなる。また、噴霧ノズルからの距離が短いほど、燃焼室内に露出するイグナイタロッドの長さが短くなり、耐久性の点で望ましい。 When a liquid fuel is sprayed and burned, an electric spark type igniter is recently used as an initial ignition source. Although this igniter requires a circuit for generating an electric spark to the outside, it can be configured with a simple mechanism by simply inserting an igniter rod for generating a spark into the combustion chamber. At this time, if the igniter rod is provided on the spray nozzle side, it can be handled in combination with the spray nozzle, and the operability is improved. Further, the shorter the distance from the spray nozzle, the shorter the length of the igniter rod exposed in the combustion chamber, which is desirable in terms of durability.

イグナイタを用いて液体燃料を着火するには、イグナイタや噴霧ノズルの近傍に微粒子を多く滞留させることが望ましい。微粒子を滞留させることで、大粒子よりも少ないエネルギーの電気火花で微粒子を蒸発、燃焼させることができる。一旦、微粒子が燃焼し始めると、その燃焼熱でそばの粒子に着火し、火炎が拡がり、液体燃料の火炎を形成できる。   In order to ignite liquid fuel using an igniter, it is desirable to retain a large amount of fine particles in the vicinity of the igniter or the spray nozzle. By retaining the fine particles, the fine particles can be evaporated and burned with an electric spark with less energy than the large particles. Once the particulates start to burn, the combustion heat ignites the nearby particles, spreading the flame and forming a liquid fuel flame.

上記、先行技術文献2及び3は、いずれも液体燃料と噴霧用媒体を噴出孔の途中で合流させ、その混合流体を噴霧する2流体式噴霧ノズルに関するものである。この噴霧ノズルでは、噴出孔から噴出する流速が速く、噴霧の運動量が大きい。このため、噴霧の到達位置は長い。また、運動量が大きいため、周囲の空気を巻き込んで燃焼し、ばいじん発生量が少ない。   The above-mentioned prior art documents 2 and 3 both relate to a two-fluid spray nozzle that joins liquid fuel and a spray medium in the middle of an ejection hole and sprays the mixed fluid. In this spray nozzle, the flow velocity ejected from the ejection hole is fast, and the momentum of spray is large. For this reason, the arrival position of the spray is long. Moreover, since the momentum is large, the surrounding air is engulfed and burned, and the amount of dust generation is small.

しかし、微粒子の形成が少なく、また、微粒子は噴霧の運動量が大きいため、噴霧ノズル近傍から離れた位置に移動する。   However, since the formation of fine particles is small and the fine particles have a large momentum of spraying, they move to a position away from the vicinity of the spray nozzle.

また、2流体噴霧ノズルでは微粒子を多くするためには噴霧用媒体の量を増やす必要がある。噴霧用媒体の量を増やすと圧力の関係で噴霧流体の噴出量が減り、燃焼量が減る。また、噴霧用媒体の量を増やすと、エネルギー効率が低下する。   Further, in the two-fluid spray nozzle, it is necessary to increase the amount of the spray medium in order to increase the fine particles. When the amount of the spray medium is increased, the spray amount of the spray fluid decreases due to the pressure, and the combustion amount decreases. Further, when the amount of the spray medium is increased, the energy efficiency is lowered.

一方、先行技術文献1の圧力噴霧式噴霧ノズルでは、旋回流による液膜を形成し、周囲の気体とのせん断力により、微粒化される。このため、2流体式噴霧ノズルに比べて、噴霧の運動量は小さくなる。   On the other hand, in the pressure spray type spray nozzle of Prior Art Document 1, a liquid film is formed by a swirling flow and is atomized by a shearing force with the surrounding gas. For this reason, the momentum of the spray is smaller than that of the two-fluid spray nozzle.

しかし、噴霧の広がり角が大きく、複数の噴霧孔を設けると、個々の噴霧が干渉し、ばいじんが発生し易い等、燃焼性能が悪化することがある。   However, if the spread angle of the spray is large and a plurality of spray holes are provided, the combustion performance may be deteriorated, for example, the individual sprays interfere with each other and dust is easily generated.

このため、前記した従来技術では、噴霧ノズルの近傍に微粒子を集めて着火を促進することと、噴霧の運動量を高めて噴霧粒子と燃焼用空気との混合を促進することとの両立が難しいという課題があった。   For this reason, in the above-described conventional technology, it is difficult to achieve both the acceleration of ignition by collecting fine particles in the vicinity of the spray nozzle and the promotion of the mixing of the spray particles and the combustion air by increasing the momentum of the spray. There was a problem.

本発明の目的は、噴霧ノズルの近傍に微粒子を集めて着火を促進すると共に、噴霧の運動量を高めて噴霧粒子と燃焼用空気との混合を促進してばいじんの発生量を低減した燃焼性能の良い噴霧ノズル、及びこの噴霧ノズルを有する燃焼装置を提供することにある。   The object of the present invention is to collect the fine particles in the vicinity of the spray nozzle to promote ignition and to increase the momentum of the spray to promote the mixing of the spray particles and the combustion air to reduce the generation amount of dust. The object is to provide a good spray nozzle and a combustion device having this spray nozzle.

本発明の噴霧ノズルは、液体燃料を噴霧流体として圧力を加え噴霧させ、別の流体を噴霧用媒体として圧力を加えて前記噴霧流体と混合して噴出させる噴霧ノズルにおいて、前記噴霧ノズルの先端部に噴霧流体を噴出させる噴出孔を複数個備え、前記複数個備えた一方の噴出孔から噴霧流体のみが噴出するように、噴霧流体を流下させてこの一方の噴出孔に連通する噴霧流体流路を前記噴霧ノズルの先端部の内部に設け、前記複数個備えた他方の噴出孔から噴霧流体と噴霧用媒体の混合流体が噴出するように、噴霧流体を流下させる別の噴霧流体流路と、噴霧用媒体を流下させる噴霧用媒体流路と、これらの噴霧流体流路と噴霧用媒体流路とが合流した合流流路を前記噴霧ノズルの先端部の内部にそれぞれ設けると共に、前記合流流路をこの他方の噴出孔に連通させたことを特徴とする。   The spray nozzle of the present invention is a spray nozzle in which liquid fuel is sprayed by applying a pressure as a spray fluid, and another fluid is sprayed by being mixed with the spray fluid by applying pressure as a spray medium, and the tip of the spray nozzle A plurality of spray holes for spraying the spray fluid, and a spray fluid flow path for allowing the spray fluid to flow down and communicating with the one spray hole so that only the spray fluid is ejected from one of the plurality of spray holes A spray fluid flow path for allowing the spray fluid to flow down so that a mixed fluid of the spray fluid and the spray medium is ejected from the other ejection holes provided in the plurality of the spray nozzles. A spraying medium flow path for causing the spraying medium to flow down, and a merged flow path in which the spray fluid flow path and the spraying medium flow path are joined to each other inside the tip portion of the spray nozzle, and the merged flow path This Characterized in that communicated in a square injection ports.

また本発明の噴霧ノズルは、液体燃料を噴霧流体として圧力を加えて噴霧させ、別の流体を噴霧用媒体として圧力を加えて前記噴霧流体と混合して噴出させる噴霧ノズルにおいて、 前記噴霧ノズルの先端部に噴霧流体を噴出させる噴出孔を複数個備え、前記複数個備えた一方の噴出孔から噴霧流体のみが噴出するように、噴霧流体を流下させる複数の噴霧流体流路と、これらの複数の噴霧流体流路を流れる噴霧流体が対向して流れる結合流路を前記噴霧ノズルの先端部の内部に設けると共に、前記結合流路をこの一方の噴出孔に連通させて該結合流路内で交差した噴霧流体を前記一方の噴出孔から噴出させ、前記複数個備えた他方の噴出孔から噴霧流体と噴霧用媒体の混合流体が噴出するように、噴霧流体を流下させる別の噴霧流体流路と、噴霧用媒体を流下させる噴霧用媒体流路と、これらの噴霧流体流路と噴霧用媒体流路とが合流した合流流路を前記噴霧ノズルの先端部の内部にそれぞれ設けると共に、前記合流流路をこの他方の噴出孔に連通させて噴霧流体と噴霧用媒体の混合流体を前記他方の噴出孔から噴出させるように構成したことを特徴とする。   The spray nozzle of the present invention is a spray nozzle that applies pressure as a spray fluid to spray liquid fuel and mixes and sprays another fluid as a spray medium by applying pressure. A plurality of spray holes for spraying the spray fluid at the tip, a plurality of spray fluid flow paths for allowing the spray fluid to flow down so that only the spray fluid is ejected from one of the plurality of spray holes, and a plurality of these A joint flow path through which the spray fluid flowing through the spray fluid flow path faces is provided inside the tip of the spray nozzle, and the joint flow path is communicated with the one ejection hole in the joint flow path. Another spray fluid flow path for causing the spray fluid to flow down so that the spray fluid that intersects is ejected from the one ejection hole and the mixed fluid of the spray fluid and the spray medium is ejected from the other ejection hole provided in plural When A spraying medium flow path for causing the spraying medium to flow down, and a merged flow path in which the spray fluid flow path and the spraying medium flow path are joined to each other inside the tip portion of the spray nozzle, and the merged flow path Is communicated with the other ejection hole so that the mixed fluid of the spray fluid and the spray medium is ejected from the other ejection hole.

また本発明の噴霧ノズルは、液体燃料を噴霧流体として圧力を加えて噴霧させ、別の流体を噴霧用媒体として圧力を加えて前記噴霧流体と混合して噴出させる噴霧ノズルにおいて、 前記噴霧ノズルの先端部に噴霧流体を噴出させる噴出孔を複数個備え、前記複数個備えた一方の噴出孔から噴霧流体と噴霧用媒体とを混合させて噴出するように、噴霧流体を流下させる複数の噴霧流体流路と、噴霧用媒体を流下させる複数の噴霧用媒体流路と、これらの複数の噴霧流体流路を流れる噴霧流体が対向して流れる結合流路を前記噴霧ノズルの先端部の内部に設け、前記結合流路に複数の前記噴霧用媒体流路を接続すると共に、前記結合流路をこの一方の噴出孔に連通させ、前記複数個備えた他方の噴出孔から別の噴霧流体と別の噴霧用媒体の混合流体が噴出するように、該噴霧流体を流下させる別の噴霧流体流路と、該噴霧用媒体を流下させる別の噴霧用媒体流路と、これらの噴霧流体流路と噴霧用媒体流路とが合流した合流流路を前記噴霧ノズルの先端部の内部にそれぞれ設けると共に、前記合流流路をこの他方の噴出孔に連通させて噴霧流体と噴霧用媒体の混合流体を前記他方の噴出孔から噴出させるように構成したことを特徴とする。   The spray nozzle of the present invention is a spray nozzle that applies pressure as a spray fluid to spray liquid fuel and mixes and sprays another fluid as a spray medium by applying pressure. A plurality of spray fluids that flow down the spray fluid so that the spray fluid and the spray medium are mixed and ejected from one of the plurality of spray holes provided at the tip portion. A flow path, a plurality of spray medium flow paths for causing the spray medium to flow down, and a combined flow path through which the spray fluid flowing through the plurality of spray fluid flow paths face each other are provided inside the tip of the spray nozzle. A plurality of spraying medium flow paths are connected to the combined flow path, the combined flow path is communicated with the one ejection hole, and another spray fluid is separated from the other plurality of ejection holes. Mixing spray media Another spray fluid flow path for causing the spray fluid to flow down, another spray medium flow path for causing the spray medium to flow down, the spray fluid flow path and the spray medium flow path, Are provided inside the tip of the spray nozzle, and the combined flow channel is communicated with the other ejection hole so that the mixed fluid of the spray fluid and the spray medium is discharged from the other ejection hole. It is configured to be ejected.

また本発明の噴霧ノズルは、液体燃料を噴霧流体とし圧力を加えて噴霧させ、別の流体を噴霧用媒体として圧力を加え前記噴霧流体と混合して噴出させる噴霧ノズルにおいて、前記噴霧ノズルの先端部に噴霧流体を噴出させる噴出孔を複数個備え、前記複数個備えた一方の噴出孔から噴霧流体と噴霧用媒体の混合流体が噴出するように、噴霧流体を流下させる第1の噴霧流体流路と、噴霧用媒体を流下させる噴霧用媒体流路と、これらの噴霧流体流路と噴霧用媒体流路とが合流した合流流路を前記噴霧ノズルの先端部の内部にそれぞれ設けると共に、前記合流流路をこの一方の噴出孔に連通させて噴霧流体と噴霧用媒体の混合流体を前記一方の噴出孔から噴出させ、前記複数個備えた他方の噴出孔から別の噴霧流体と別の噴霧用媒体の混合流体が噴出するように、この別の噴霧流体を流下させる第2の噴霧流体流路と、この別の噴霧用媒体を流下させる第2の噴霧用媒体流路と、これらの噴霧流体流路と噴霧用媒体流路とが合流した第2の合流流路を前記噴霧ノズルの先端部の内部にそれぞれ設けると共に、前記第2の合流流路をこの他方の噴出孔に連通させてこれらの噴霧流体と噴霧用媒体の混合流体を前記他方の噴出孔から噴出させ、更に第1の噴霧流体流路の面積は前記第2の噴霧流体流路の面積よりも小さく形成させて構成したことを特徴とする。   Further, the spray nozzle of the present invention is a spray nozzle that sprays liquid fuel as a spray fluid and applies pressure, and sprays another fluid as a spray medium and applies pressure and mixes with the spray fluid, and the tip of the spray nozzle A first spray fluid flow for causing the spray fluid to flow down so that a mixed fluid of the spray fluid and the spray medium is ejected from one of the plurality of spray holes, A spray passage, a spray medium flow path for allowing the spray medium to flow down, and a merge flow path in which the spray fluid flow path and the spray medium flow path are joined to each other inside the tip of the spray nozzle, and The combined flow path is communicated with the one ejection hole, and the mixed fluid of the spray fluid and the spray medium is ejected from the one ejection hole, and another spray fluid and another spray are ejected from the other plurality of ejection holes. Mixed media , A second spray fluid flow path that causes the other spray fluid to flow down, a second spray medium flow path that causes the other spray medium to flow down, the spray fluid flow path and the spray. Second merging channels that merge with the medium flow channel are provided inside the tip of the spray nozzle, respectively, and the second merging channel is communicated with the other ejection holes, The mixed fluid of the spray medium is ejected from the other ejection hole, and the area of the first spray fluid channel is formed smaller than the area of the second spray fluid channel. .

また本発明の噴霧ノズルは、液体燃料を噴霧流体とし圧力を加えて噴霧させ、別の流体を噴霧用媒体として圧力を加え前記噴霧流体と混合して噴出させる噴霧ノズルにおいて、前記噴霧ノズルの先端部に噴霧流体を噴出させる噴出孔を複数個備え、前記複数個備えた一方の噴出孔から噴霧流体と噴霧用媒体の混合流体が噴出するように、噴霧流体を流下させる第1の噴霧流体流路と、噴霧用媒体を流下させる噴霧用媒体流路と、これらの噴霧流体流路と噴霧用媒体流路とが合流した合流流路を前記噴霧ノズルの先端部の内部にそれぞれ設けると共に、前記合流流路をこの一方の噴出孔に連通させて噴霧流体と噴霧用媒体の混合流体を前記一方の噴出孔から噴出させ、前記複数個備えた他方の噴出孔から別の噴霧流体と別の噴霧用媒体の混合流体が噴出するように、この別の噴霧流体を流下させる第2の噴霧流体流路と、該噴霧用媒体を流下させる第2の噴霧用媒体流路と、これらの噴霧流体流路と噴霧用媒体流路とが合流した第2の合流流路を前記噴霧ノズルの先端部の内部にそれぞれ設けると共に、前記第2の合流流路をこの他方の噴出孔に連通させてこの噴霧流体と噴霧用媒体の混合流体を前記他方の噴出孔から噴出させ、更に前記一方の噴出孔から混合流体として噴出される前記第1の噴霧流体流路を流下する噴霧流体の流量に対する前記噴霧用媒体流路を流下する噴霧用媒体の流量の比よりも、前記他方の噴出孔から混合流体として噴出される前記第2の噴霧流体流路を流下する別の噴霧流体の流量に対する前記別の噴霧用媒体流路を流下する別の噴霧用媒体の流量の比の方が大きくなるように構成したことを特徴とする。   Further, the spray nozzle of the present invention is a spray nozzle that sprays liquid fuel as a spray fluid and applies pressure, and sprays another fluid as a spray medium and applies pressure and mixes with the spray fluid, and the tip of the spray nozzle A first spray fluid flow for causing the spray fluid to flow down so that a mixed fluid of the spray fluid and the spray medium is ejected from one of the plurality of spray holes, A spray passage, a spray medium flow path for allowing the spray medium to flow down, and a merge flow path in which the spray fluid flow path and the spray medium flow path are joined to each other inside the tip of the spray nozzle, and The combined flow path is communicated with the one ejection hole, and the mixed fluid of the spray fluid and the spray medium is ejected from the one ejection hole, and another spray fluid and another spray are ejected from the other plurality of ejection holes. Mixed media A second spray fluid flow path for causing the other spray fluid to flow down, a second spray medium flow path for causing the spray medium to flow down, and the spray fluid flow path and the spray medium. A second merging channel that merges with the channel is provided inside the tip of the spray nozzle, and the second merging channel is communicated with the other ejection hole so that the spray fluid and the spray medium The mixed fluid is ejected from the other ejection hole, and further flows down the spraying medium flow path with respect to the flow rate of the spray fluid flowing down the first spray fluid flow path ejected as the mixed fluid from the one ejection hole. The flow rate of another spraying medium relative to the flow rate of another spraying fluid flowing down the second spraying fluid flow channel ejected as a mixed fluid from the other ejection hole is larger than the ratio of the flow rate of the spraying media The ratio of the flow rate of the different spraying media flowing down Characterized by being configured such increases.

本発明の噴霧ノズルを備えた燃焼装置は、燃料を燃焼させる燃焼炉と、前記燃焼炉に燃料と該燃料を搬送する搬送気体を供給する燃料供給系統と、前記燃焼炉に燃焼用気体を供給する燃焼用気体供給系統と、前記燃料供給系統と燃焼用気体供給系統が接続されており前記燃焼炉の炉壁に設けられた燃料を燃焼させるバーナと、前記燃焼炉に設けたバーナによって燃料を燃焼して発生した燃焼排ガスから外部に熱交換させる熱交換器と、前記燃焼炉の前記熱交換器と熱交換した後の燃焼排ガスを前記燃焼炉の外部に流下させる煙道とを有する燃焼装置であって、前記燃焼装置に使用する噴霧ノズルとして燃料の少なくとも一部に液体燃料を使用する前記したいずれかの噴霧ノズルを用いたことを特徴とする。   A combustion apparatus having a spray nozzle according to the present invention includes a combustion furnace for burning fuel, a fuel supply system for supplying fuel and a carrier gas for transporting the fuel to the combustion furnace, and supplying a combustion gas to the combustion furnace. A combustion gas supply system, a burner to which the fuel supply system and the combustion gas supply system are connected to burn the fuel provided on the furnace wall of the combustion furnace, and the burner provided to the combustion furnace A combustion apparatus comprising: a heat exchanger for exchanging heat from combustion exhaust gas generated by combustion; and a flue for causing combustion exhaust gas after heat exchange with the heat exchanger of the combustion furnace to flow down to the outside of the combustion furnace In this case, any one of the above-described spray nozzles using liquid fuel as at least a part of the fuel is used as the spray nozzle used in the combustion apparatus.

本発明によれば、噴霧ノズルの近傍に微粒子を集めて着火を促進すると共に、噴霧の運動量を高めて噴霧粒子と燃焼用空気との混合を促進してばいじんの発生量を低減した燃焼性能の良い噴霧ノズル、及びこの噴霧ノズルを有する燃焼装置を実現することが可能となる。   According to the present invention, fine particles are collected in the vicinity of the spray nozzle to promote ignition, and the momentum of the spray is increased to promote the mixing of the spray particles and the combustion air to reduce the generation amount of dust. It is possible to realize a good spray nozzle and a combustion apparatus having this spray nozzle.

本発明の実施例である噴霧ノズルを備えた燃焼装置の一例を示した概略構成図。The schematic block diagram which showed an example of the combustion apparatus provided with the spray nozzle which is the Example of this invention. 本発明の第1実施例に係る噴霧ノズルの先端部の構造を示す部分断面図。The fragmentary sectional view which shows the structure of the front-end | tip part of the spray nozzle which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例に係る噴霧ノズルを用いたバーナを示した概略構成図。The schematic block diagram which showed the burner using the spray nozzle which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例に係るバーナの噴霧ノズル近傍を燃焼装置の火炉内から見た部分図。The partial view which looked at the spray nozzle vicinity of the burner which concerns on 1st Example of this invention from the furnace of the combustion apparatus. 本発明の第2実施例に係る噴霧ノズルの先端部の構造を示す部分断面図。The fragmentary sectional view which shows the structure of the front-end | tip part of the spray nozzle which concerns on 2nd Example of this invention. 本発明の第2実施例の変形例に係る噴霧ノズルの先端部の構造を示す部分断面図。The fragmentary sectional view which shows the structure of the front-end | tip part of the spray nozzle which concerns on the modification of 2nd Example of this invention. 本発明の第3実施例に係る噴霧ノズルの先端部の構造を示す部分断面図。The fragmentary sectional view which shows the structure of the front-end | tip part of the spray nozzle which concerns on 3rd Example of this invention.

本発明の実施例である噴霧ノズル及びこの噴霧ノズルを備えた燃焼装置について図面を用いて説明する。   A spray nozzle and a combustion apparatus equipped with this spray nozzle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の実施例である噴霧ノズルを備えた燃焼装置の一例を図1に示す。図1に示した本発明の実施例である噴霧ノズルを備えた燃焼装置のボイラにおいては、ボイラを構成する火炉1の壁面に、燃料と燃焼用空気とを供給する複数個のバーナ2が設置されている。バーナ2には燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給系統3と、液体燃焼を供給する液体燃料供給系統4と、噴霧用媒体を供給する噴霧用媒体供給系統5がそれぞれ配設されている。   An example of the combustion apparatus provided with the spray nozzle which is the Example of this invention is shown in FIG. In the boiler of the combustion apparatus having the spray nozzle according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, a plurality of burners 2 for supplying fuel and combustion air are installed on the wall surface of the furnace 1 constituting the boiler. Has been. The burner 2 is provided with a combustion air supply system 3 for supplying combustion air, a liquid fuel supply system 4 for supplying liquid combustion, and a spraying medium supply system 5 for supplying a spraying medium.

本実施例のボイラにおいては、燃焼用空気供給系統3は、火炉1の壁面に設置したバーナ2に接続する配管6と、火炉1の壁面で前記バーナ2の下流側の位置に設置された空気供給口8に接続する配管7に分岐して、前記バーナ2と前記空気供給口8にそれぞれ接続している。   In the boiler of the present embodiment, the combustion air supply system 3 includes a pipe 6 connected to the burner 2 installed on the wall surface of the furnace 1, and air installed at a position downstream of the burner 2 on the wall surface of the furnace 1. It branches into the piping 7 connected to the supply port 8, and is connected to the said burner 2 and the said air supply port 8, respectively.

前記配管6及び配管7には、バーナ2に供給する燃焼用空気の流量、及び空気供給口8に供給する空気の流量をそれぞれ調節する流量調節弁(図示せず)が設置されている。   The pipes 6 and 7 are provided with flow rate control valves (not shown) for adjusting the flow rate of combustion air supplied to the burner 2 and the flow rate of air supplied to the air supply port 8, respectively.

また、液体燃料供給系統4と噴霧用媒体供給系統5には、それぞれの上流側に液体燃料及び噴霧用媒体の圧力や流量を調整する供給器(図示せず)が設置されており、それぞれの下流端に噴霧ノズル9が設置されている。   The liquid fuel supply system 4 and the spray medium supply system 5 are each provided with a feeder (not shown) for adjusting the pressure and flow rate of the liquid fuel and the spray medium on the upstream side. A spray nozzle 9 is installed at the downstream end.

本実施例のボイラでは、燃焼用空気供給系統3を通じて供給された燃焼用空気は配管6と7に分岐され、それぞれバーナ2と空気供給口8から火炉1内に噴出する。このように燃焼用空気を分けて供給することで、バーナ2によって液体燃料を燃焼させて形成される火炎の温度を低減している。   In the boiler of the present embodiment, the combustion air supplied through the combustion air supply system 3 is branched into pipes 6 and 7 and ejected into the furnace 1 from the burner 2 and the air supply port 8, respectively. By separately supplying the combustion air in this way, the temperature of the flame formed by burning the liquid fuel by the burner 2 is reduced.

さらに、火炉1内のバーナ2の近傍にて燃料を空気不足で燃焼させることで燃料中に含まれる窒素分の一部が還元剤として生成し、燃焼で発生するNOxを窒素に還元する反応を生じさせることができる。   Further, by burning the fuel in the vicinity of the burner 2 in the furnace 1 with a shortage of air, a part of nitrogen contained in the fuel is generated as a reducing agent, and a reaction for reducing NOx generated by the combustion to nitrogen is performed. Can be generated.

このため、火炉1出口でのNOx濃度はバーナ2から全ての燃焼用空気を供給する場合に比べて低減する。なお、空気供給口8から残りの燃焼用空気を火炉1内に供給して、燃料を完全燃焼させることで未燃焼分を低減させることができる。   For this reason, the NOx concentration at the furnace 1 outlet is reduced as compared with the case where all the combustion air is supplied from the burner 2. The remaining combustion air is supplied from the air supply port 8 into the furnace 1 to completely burn the fuel, thereby reducing the unburned amount.

火炉1内でバーナ2によって燃料を燃焼して生じた燃焼ガス10は、空気供給口7から供給された燃焼用空気と混合して燃焼ガスの流れ11となり、火炉1の上部に配設した熱交換器12で熱交換した後に、煙道13を通って流下して、煙突14から大気に放出される。   Combustion gas 10 generated by burning fuel in the furnace 1 by the burner 2 is mixed with combustion air supplied from the air supply port 7 to become a combustion gas flow 11, and heat disposed in the upper part of the furnace 1. After exchanging heat with the exchanger 12, it flows down through the flue 13 and is discharged from the chimney 14 to the atmosphere.

次に図2を用いて本発明の第1実施例である噴霧ノズルの構造について詳細に説明する。   Next, the structure of the spray nozzle according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

図2は本実施例の噴霧ノズル9の先端部20である部分断面図を示している。この図2では上流側が液体燃料(噴霧流体)21の供給系統(図示せず)と、噴霧用媒体22の供給系統(図示せず)にそれぞれ接続した構成の噴霧ノズル9の先端部20が示されている。   FIG. 2 shows a partial sectional view of the tip 20 of the spray nozzle 9 of this embodiment. In FIG. 2, the tip 20 of the spray nozzle 9 is configured such that the upstream side is connected to a supply system (not shown) of the liquid fuel (spray fluid) 21 and a supply system (not shown) of the spray medium 22. Has been.

図2に示した本実施例の噴霧ノズル9のノズルの先端部20では、噴出孔23と噴出孔24を有する複数個の噴出口を備えた噴霧ノズル9のノズルの先端部20を示しているが、噴出孔はこの2つ以外にも多数備えることも可能である。多数の噴出孔を噴霧ノズル9のノズルの先端部20に備えることで、噴霧ノズル9から噴出する液体燃料の噴出量を増加させることができる。   The tip 20 of the nozzle of the spray nozzle 9 of the present embodiment shown in FIG. 2 shows the tip 20 of the nozzle of the spray nozzle 9 having a plurality of jet outlets having the jet holes 23 and the jet holes 24. However, it is possible to provide a number of ejection holes in addition to these two. By providing a large number of ejection holes at the tip 20 of the nozzle of the spray nozzle 9, the amount of liquid fuel ejected from the spray nozzle 9 can be increased.

噴霧ノズル9の先端部20に備えた複数個の噴出孔のうち、一方の噴出孔である噴出孔23は噴霧流体21のみを該噴出孔23から噴出させるものである。   Of the plurality of ejection holes provided in the tip 20 of the spray nozzle 9, the ejection hole 23, which is one of the ejection holes, ejects only the spray fluid 21 from the ejection hole 23.

前記噴出孔23の上流側から導かれた噴霧流体21は、噴霧ノズル9のノズルの先端部20の内部に形成した噴霧流体21を流下させる噴霧流体流路25と、噴霧流体21に旋回をかける旋回流発生器26を順次流下して噴出孔23に供給され、噴霧流体21が自身の持つ圧力により前記旋回流発生器26で旋回流となって前記噴出孔23から噴出する。   The spray fluid 21 guided from the upstream side of the ejection hole 23 swirls the spray fluid 21 and the spray fluid flow path 25 that causes the spray fluid 21 formed inside the nozzle tip 20 of the spray nozzle 9 to flow down. The swirling flow generator 26 is sequentially flowed down and supplied to the ejection holes 23, and the spray fluid 21 is swirled by the swirling flow generator 26 due to its own pressure and ejected from the ejection holes 23.

圧力噴霧式による噴霧流体21の噴霧は、噴霧流体21と周囲の気体とのせん断力により、微粒化される。噴霧流体21のみの運動量のため、噴霧の運動量は2流体式の噴霧に比べて小さくなる。このため、微粒子が噴霧ノズル9の近傍に留まり易い。   The spray of the spray fluid 21 by the pressure spray method is atomized by the shearing force between the spray fluid 21 and the surrounding gas. Because of the momentum of the spray fluid 21 only, the momentum of the spray is smaller than that of the two-fluid spray. For this reason, the fine particles tend to stay in the vicinity of the spray nozzle 9.

噴霧ノズルの先端部20の近くにイグナイタを設置して着火させる場合、噴出孔23からの噴霧により、噴霧流体21の微粒子を噴霧ノズル9の近傍に滞留させることで、大粒子よりも少ないエネルギーの電気火花で噴霧流体21の微粒子を蒸発、燃焼させることができる。   When an igniter is installed near the tip 20 of the spray nozzle and ignited, the fine particles of the spray fluid 21 are retained in the vicinity of the spray nozzle 9 by spraying from the ejection holes 23, so that the energy of the smaller than the large particles The electric spark can evaporate and burn the fine particles of the spray fluid 21.

一旦、噴霧流体21の微粒子が燃焼し始めると、その燃焼熱でそばの粒子に着火し、火炎が拡がり、液体燃料の火炎を形成できる。このため、小容量のイグナイタにて確実に着火し易くなる。   Once the fine particles of the spray fluid 21 start to burn, the combustion heat ignites the nearby particles, the flame spreads, and a liquid fuel flame can be formed. For this reason, it becomes easy to reliably ignite with a small capacity igniter.

本実施例の噴霧ノズル9においては、噴霧ノズル9のノズルの先端部20に備えた複数個の噴出孔のうち、他方の噴出孔である噴出孔24は噴霧流体21と噴霧用媒体22を流路内にて混合させて該噴出孔24から噴出させている。   In the spray nozzle 9 of the present embodiment, among the plurality of spray holes provided at the tip 20 of the spray nozzle 9, the spray hole 24, which is the other spray hole, flows the spray fluid 21 and the spray medium 22. The mixture is mixed in the passage and ejected from the ejection hole 24.

前記噴出孔24の上流側から導かれた噴霧用媒体22は、噴霧ノズル9のノズルの先端部20内部に形成した噴霧用媒体22を流下させる噴霧用媒体流路27と、噴霧流体21を流下させる噴霧流体流路28とが、合流流路29にて合流することで混合して、この合流流路29を流下した噴霧用媒体22と噴霧流体21との混合流体が噴出孔24に供給され、前記噴出孔24から噴出する。   The spraying medium 22 guided from the upstream side of the ejection hole 24 flows down the spraying medium flow path 27 for spraying the spraying medium 22 formed inside the tip 20 of the spraying nozzle 9 and the spraying fluid 21. The spray fluid flow path 28 to be mixed is mixed at the merge flow path 29 to be mixed, and the mixed fluid of the spray medium 22 and the spray fluid 21 flowing down the merge flow path 29 is supplied to the ejection holes 24. And ejected from the ejection hole 24.

このような2流体噴霧式による噴霧は噴霧流体21と噴霧用媒体22との混合により噴霧流体21が微粒化される。噴霧流体21と噴霧用媒体22とはそれぞれ運動量を有するため、噴霧の運動量は圧力噴霧式の噴霧に比べて大きくなる。このため、噴霧粒子は燃料ノズル9から離れた位置まで到達する。また、運動量が大きいため、周囲の空気を巻き込んで燃焼し、ばいじんの発生量を少なくすることができる。   In such a two-fluid spray, the spray fluid 21 is atomized by mixing the spray fluid 21 and the spray medium 22. Since the spray fluid 21 and the spray medium 22 each have a momentum, the spray momentum is larger than that of the pressure spray type spray. For this reason, the spray particles reach a position away from the fuel nozzle 9. Moreover, since the momentum is large, the surrounding air is engulfed and burned, so that the amount of dust can be reduced.

なお、噴霧用媒体としては蒸気または空気に圧力を与えて噴出させることが一般的であるが、他の気体、例えば燃焼排ガスを利用することもできる。   The spraying medium is generally jetted by applying pressure to steam or air, but other gases such as combustion exhaust gas can also be used.

本実施例の噴霧ノズル9においては、上記のように一方の噴出孔23から噴霧する噴霧流体21のみの噴霧と、他方の噴出孔24から噴霧する噴霧流体21と噴霧用媒体22との混合流体の噴霧との2種類の噴霧を形成することで、着火の促進と、ばいじん発生量の低減との両立を図ることができる。   In the spray nozzle 9 of the present embodiment, the spray of only the spray fluid 21 sprayed from one ejection hole 23 as described above, and the mixed fluid of the spray fluid 21 sprayed from the other ejection hole 24 and the spray medium 22 are mixed. By forming the two types of sprays, i.e., spraying, it is possible to achieve both the promotion of ignition and the reduction of the amount of dust generation.

上記したように、本実施例によれば噴霧ノズルの近傍に微粒子を集めて着火を促進すると共に、噴霧の運動量を高めて噴霧粒子と燃焼用空気との混合を促進してばいじんの発生量を低減した燃焼性能の良い噴霧ノズルの実現、及びこの噴霧ノズルを有する燃焼装置を実現することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, fine particles are collected in the vicinity of the spray nozzle to promote ignition, and the momentum of the dust is generated by increasing the momentum of the spray to promote the mixing of the spray particles and the combustion air. It is possible to realize a reduced spray nozzle with good combustion performance and a combustion apparatus having this spray nozzle.

上記した図2に示す本実施例の噴霧ノズル9を用いることで、1つの噴霧ノズル9にて2種類の噴霧を形成できる。即ち、複数の噴霧孔23、24のうち、一方の噴出孔23からは圧力噴霧方式にて噴霧を形成し、他方の噴出孔24からは2流体噴霧方式にて噴霧を形成する。   By using the spray nozzle 9 of the present embodiment shown in FIG. 2 described above, two types of spray can be formed by one spray nozzle 9. That is, the spray is formed from one of the plurality of spray holes 23 and 24 by the pressure spray method, and the spray is formed from the other spray hole 24 by the two-fluid spray method.

図3は、図1の燃焼装置のボイラに設置したバーナ2の部分の拡大図であって、図2に示した本実施例の噴霧ノズル9を先端に設置したバーナ2の一例を示している。また,図4は,図3に示すバーナ2の噴霧ノズル9の近傍を火炉1内から見た部分図である。   FIG. 3 is an enlarged view of a portion of the burner 2 installed in the boiler of the combustion apparatus of FIG. 1, and shows an example of the burner 2 in which the spray nozzle 9 of this embodiment shown in FIG. . FIG. 4 is a partial view of the vicinity of the spray nozzle 9 of the burner 2 shown in FIG.

図3に示した燃焼装置のバーナ2においては、前述した実施例の噴霧ノズル9がバーナの中心軸に設置されており、噴霧流体と噴霧用媒体を流下する流路34が配設され、噴霧ノズル9の先端近くに火炎安定用の障害物46が設けられている。   In the burner 2 of the combustion apparatus shown in FIG. 3, the spray nozzle 9 of the above-described embodiment is installed on the central axis of the burner, and a flow path 34 for flowing down the spray fluid and the spray medium is disposed. An obstacle 46 for stabilizing the flame is provided near the tip of the nozzle 9.

障害物46としては旋回流発生器やスリットを有する邪魔板などが一般的である。噴霧ノズル9からは2種類の噴霧50と噴霧51が火炉1内に噴霧される。   As the obstacle 46, a swirl flow generator or a baffle plate having a slit is generally used. Two types of sprays 50 and 51 are sprayed from the spray nozzle 9 into the furnace 1.

燃焼用空気はウインドボックス37から3つの流路に分かれて供給されている。中心の噴霧ノズル9に近い方から、1次流路31、2次流路32、3次流路33である。前記1次流路31、2次流路32、3次流路33からそれぞれ1次空気43、2次空気44、3次空気45として火炉1内に噴出する。   Combustion air is supplied from a wind box 37 in three flow paths. The primary flow path 31, the secondary flow path 32, and the tertiary flow path 33 are located closer to the center spray nozzle 9. The primary flow path 31, the secondary flow path 32, and the tertiary flow path 33 are ejected into the furnace 1 as primary air 43, secondary air 44, and tertiary air 45, respectively.

3次流路33はその外周が火炉壁40に接続している。また、火炉壁40には伝熱管41を設けている。また、旋回流発生器38、39やガイド板42により燃焼用空気の噴出方向を変えて、ばいじんやNOxの発生を抑制している。なお、1次流路31から3次流路33はそれぞれダンパ(図示せず)にてその流量を制御するように構成されている。   The outer periphery of the tertiary flow path 33 is connected to the furnace wall 40. A heat transfer tube 41 is provided on the furnace wall 40. Further, the swirl flow generators 38 and 39 and the guide plate 42 are used to change the direction in which the combustion air is ejected to suppress the generation of dust and NOx. The primary flow path 31 to the tertiary flow path 33 are each configured to control the flow rate by a damper (not shown).

噴霧ノズル9の近くにイグナイタ36を設置する。図4に示すように,噴霧ノズル9の先端部に設置した圧力噴霧式による噴霧を生成する噴出孔23をイグナイタ36に近づけることで,イグナイタ36の先端近傍には液体燃料である噴霧流体21の微粒子が滞留する。このため,イグナイタ36は少ないエネルギーの電気火花で微粒子を蒸発、燃焼させることができるので、小容量のイグナイタにて確実に着火し易くなる。
噴霧ノズル9の先端部に圧力噴霧式の噴出孔23や2流体噴霧式の噴出孔24を設ける場合,微粒子を噴出する圧力噴霧式の噴出孔23は1または2孔とし,残りの多数は2流体噴霧式の噴出孔24とすることが望ましい。図4では噴霧ノズル9の先端部に噴出孔23を1個,噴出孔24を3個設けた場合を示す。このとき,圧力噴霧式の噴出孔23は微粒子を生成することで着火や火炎の安定化を担う。また,2流体噴霧式の噴出孔24は噴出孔23に比べて大容量の液体燃料を噴霧し,この噴霧は前述の通り運動量が高く,燃焼空気と混合し易い。このため噴出孔24を噴出孔23に比べて増やすことで,噴霧ノズル9で噴霧可能な液体燃料を多くして燃焼量を増やすことができる。
An igniter 36 is installed near the spray nozzle 9. As shown in FIG. 4, by approaching the igniter 36, the spray hole 23, which is installed at the tip of the spray nozzle 9 and generates a spray by the pressure spray method, is near the tip of the igniter 36. Fine particles stay. For this reason, since the igniter 36 can evaporate and burn the fine particles with an electric spark of low energy, it becomes easy to reliably ignite with a small-capacity igniter.
When the pressure spray type ejection hole 23 and the two-fluid spray type ejection hole 24 are provided at the tip of the spray nozzle 9, the pressure spray type ejection holes 23 for ejecting the fine particles are one or two, and the remaining many are two. It is desirable to use the fluid spray type ejection hole 24. FIG. 4 shows a case where one spray hole 23 and three spray holes 24 are provided at the tip of the spray nozzle 9. At this time, the pressure spray type ejection hole 23 is responsible for ignition and stabilization of the flame by generating fine particles. Further, the two-fluid spray type injection hole 24 sprays a large volume of liquid fuel as compared with the injection hole 23, and this spray has a high momentum and is easily mixed with the combustion air. Therefore, by increasing the number of ejection holes 24 as compared with the ejection holes 23, the amount of liquid fuel that can be sprayed by the spray nozzle 9 can be increased and the amount of combustion can be increased.

また,図1や図3では2流体噴霧式の噴出孔24を火炉1の上流側となる下向きに多く設け,下向きの噴霧の運動量が多い場合を示す。噴出孔24は液体燃料の噴出量が多い。この噴出孔を下向きに増やすことで,噴霧粒子のうち,下向きに噴霧される割合が増える。このため噴霧粒子が火炉1内に滞留し,燃焼反応の時間が増えるため,未燃焼分が減り,火炉1出口でのばいじんの排出量を抑制できる。   1 and FIG. 3 show a case where a number of two-fluid spray type injection holes 24 are provided downward on the upstream side of the furnace 1 and the amount of momentum of the downward spray is large. The ejection hole 24 has a large ejection amount of liquid fuel. By increasing the number of spray holes downward, the proportion of spray particles sprayed downward increases. For this reason, since spray particles stay in the furnace 1 and the time for the combustion reaction increases, the amount of unburned fuel is reduced, and the amount of dust discharged at the furnace 1 outlet can be suppressed.

本実施例では、燃焼装置として液体燃料を使用する場合を示したが、主燃料として微粉炭等の固体燃料を使用し、補助燃料として液体燃料を使用する場合も適用可能である。この場合、噴霧ノズル9から液体燃料を火炉1内に噴霧する場合に上記の効果が得られる。   In the present embodiment, the case where liquid fuel is used as the combustion device is shown, but the present invention can also be applied to the case where solid fuel such as pulverized coal is used as the main fuel and liquid fuel is used as the auxiliary fuel. In this case, when the liquid fuel is sprayed from the spray nozzle 9 into the furnace 1, the above effect can be obtained.

上記した本実施例によれば、噴霧ノズルの近傍に微粒子を集めて着火を促進すると共に、噴霧の運動量を高めて噴霧粒子と燃焼用空気との混合を促進してばいじんの発生量を低減した燃焼性能の良い噴霧ノズル、及びこの噴霧ノズルを有する燃焼装置を実現することが可能となる。   According to the above-described embodiment, fine particles are collected in the vicinity of the spray nozzle to promote ignition, and the momentum of the spray is increased to promote the mixing of the spray particles and the combustion air, thereby reducing the amount of dust generated. It becomes possible to realize a spray nozzle having good combustion performance and a combustion apparatus having this spray nozzle.

図5に本発明の第2実施例である噴霧ノズル9の先端部20の一例を示す。図5に示した本実施例の噴霧ノズル9の先端部20と、図2に示した第1実施例の噴霧ノズル9の先端部20との違いは、噴出孔23の流路構造である。このため、両者に共通した構成の説明は省略して、この噴出孔23に係る部分についてのみ以下に説明する。   FIG. 5 shows an example of the tip 20 of the spray nozzle 9 according to the second embodiment of the present invention. The difference between the tip 20 of the spray nozzle 9 of the present embodiment shown in FIG. 5 and the tip 20 of the spray nozzle 9 of the first embodiment shown in FIG. For this reason, description of the structure common to both is abbreviate | omitted, and only the part which concerns on this ejection hole 23 is demonstrated below.

本実施例の噴霧ノズル9の先端部20において、噴出孔23からは噴霧流体21のみが噴出する。前記噴出孔23の上流側から導かれた噴霧流体21は、噴霧ノズル9のノズルの先端部20の内部に形成した2つの噴霧流体流路25を夫々流下するが、前記2つの噴霧流体流路25を結合する結合流路60が配設されており、更に前記結合流路60と直交して設けられた流路61が前記噴出孔23に連通されていることによって、前記噴出孔23の上流側から導かれた噴霧流体21は、噴霧流体流路25、結合流路60、及び流路61を通じて噴出孔23から噴出する。このため、噴出孔23は結合流路60と流路61との交差部分に位置している。   In the tip part 20 of the spray nozzle 9 of the present embodiment, only the spray fluid 21 is ejected from the ejection hole 23. The spray fluid 21 guided from the upstream side of the ejection hole 23 flows down the two spray fluid passages 25 formed inside the nozzle tip 20 of the spray nozzle 9. 25, and a flow path 61 provided orthogonal to the coupling flow path 60 is communicated with the ejection hole 23, so that the upstream side of the ejection hole 23 is provided. The spray fluid 21 guided from the side is ejected from the ejection hole 23 through the spray fluid channel 25, the coupling channel 60, and the channel 61. For this reason, the ejection hole 23 is located at the intersection of the coupling channel 60 and the channel 61.

本実施例の噴霧ノズル9の先端部20においては、2つの噴霧流体流路25からそれぞれ流下した2つの噴霧流体21は前記結合流路60にて流路61との交差部分に向かって対向して流れる。このため、流路61との交差部分において対向した2つの噴霧流体21が衝突し、その衝突力により前記噴出孔23から噴出される噴霧流体21の噴霧は、上流側の結合流路60と直角方向に扇型の噴霧を形成する。   In the tip portion 20 of the spray nozzle 9 of the present embodiment, the two spray fluids 21 flowing down from the two spray fluid flow paths 25 are opposed to the intersection with the flow path 61 in the combined flow path 60. Flowing. For this reason, two spray fluids 21 facing each other at the intersection with the channel 61 collide, and the spray of the spray fluid 21 ejected from the ejection hole 23 by the collision force is perpendicular to the upstream coupled channel 60. A fan-shaped spray is formed in the direction.

交差部(噴出孔)23で形成される液膜は交差部から噴出後、周囲の気体とのせん断力により分裂し、微粒化する。このような圧力噴霧方式を一般にファンスプレ式噴霧という。   The liquid film formed at the intersecting portion (ejection hole) 23 is split from the shearing force with the surrounding gas and atomized after ejecting from the intersecting portion. Such a pressure spray method is generally called fan spray spray.

ファンスプレ式噴霧では、交差部(噴出孔)23において噴霧流体21が衝突し、直角方向に拡がることで、噴出孔23の軸方向の運動量は低下する。このため、噴霧流体21の噴霧粒子が噴霧ノズル9の近傍に留まり易い。噴霧ノズル9の近傍の噴霧粒子の濃度が高くなることで、噴霧粒子間の火炎伝播速度が高くなり、火炎の形成が容易となる。   In the fan spray type spray, the spray fluid 21 collides at the intersecting portion (spout hole) 23 and expands in the perpendicular direction, so that the momentum in the axial direction of the spout hole 23 decreases. For this reason, the spray particles of the spray fluid 21 tend to stay in the vicinity of the spray nozzle 9. By increasing the concentration of the spray particles in the vicinity of the spray nozzle 9, the flame propagation speed between the spray particles is increased, and the formation of the flame is facilitated.

また、ファンスプレ式噴霧では、圧力噴霧で一般的な旋回流を用いた噴霧方式と比べて、扇型の噴霧のために、個々の噴出孔からの噴霧が干渉し難くなる。このため、噴霧の干渉により発生した大粒子によるばいじんの発生や、燃焼が遅れるなどの燃焼不良が抑制されるという利点がある。   Further, in the fan spray type spray, compared with the spray method using a swirl flow that is general in pressure spraying, the spray from the individual ejection holes is less likely to interfere due to the fan-type spray. For this reason, there is an advantage that combustion failure such as generation of soot and dust due to large particles generated by the interference of the spray and combustion delay are suppressed.

図5に示した上記した本実施例の噴霧ノズル9では、噴霧流体21のみが噴出する噴出孔23では、噴出孔23の上流側の噴霧流体流路25を液体燃料(噴霧流体)21が交差部分に向かい対向して流れる。このため、交差部分において対向した噴霧流体21が衝突し、その衝突力により交差部分では噴出孔23の上流側の噴霧流体流路25と直角方向に扇型の噴霧を形成する。交差部で形成される液膜は交差部から噴出後、周囲の気体とのせん断力により分裂し、噴霧流体21を微粒化する。このような圧力噴霧方式を一般にファンスプレ式噴霧という。   In the spray nozzle 9 of the above-described embodiment shown in FIG. 5, the liquid fuel (spray fluid) 21 intersects the spray fluid passage 25 upstream of the spray hole 23 in the spray hole 23 from which only the spray fluid 21 is ejected. It flows opposite to the part. For this reason, the spray fluid 21 which opposes in the intersection part collides, and a fan-shaped spray is formed in the orthogonal | vertical direction with the spray fluid flow path 25 of the upstream of the ejection hole 23 in the intersection part by the collision force. The liquid film formed at the intersecting portion is ejected from the intersecting portion, and then splits by the shearing force with the surrounding gas, thereby atomizing the spray fluid 21. Such a pressure spray method is generally called fan spray spray.

ファンスプレ式噴霧では、交差部において噴霧流体21が衝突し、直角方向に拡がることで、噴出孔23の軸方向の運動量は低下する。このため、噴霧流体21の噴霧粒子が噴霧ノズル9の近傍に留まり易い。噴霧ノズル9の近傍の噴霧粒子の濃度が高くなることで、噴霧粒子間の火炎伝播速度が高くなり、火炎の形成が容易となる。   In the fan spray type spray, the spray fluid 21 collides at the intersecting portion and expands in the right-angle direction, so that the momentum in the axial direction of the ejection hole 23 decreases. For this reason, the spray particles of the spray fluid 21 tend to stay in the vicinity of the spray nozzle 9. By increasing the concentration of the spray particles in the vicinity of the spray nozzle 9, the flame propagation speed between the spray particles is increased, and the formation of the flame is facilitated.

また、ファンスプレ式噴霧では、圧力噴霧で一般的な旋回流を用いた噴霧方式と比べて、扇型の噴霧のために、個々の噴出孔からの噴霧が干渉し難くなる。このため、噴霧の干渉で生じる大粒子によるばいじんの発生を抑制し、燃焼が遅れるなどの燃焼不良を抑制する利点がある。   Further, in the fan spray type spray, compared with the spray method using a swirl flow that is general in pressure spraying, the spray from the individual ejection holes is less likely to interfere due to the fan-type spray. For this reason, there exists an advantage which suppresses generation | occurrence | production of the soot and dust by the large particle which arises by interference of spraying, and suppresses the combustion failure, such as combustion delay.

本実施例によれば、噴霧ノズルの近傍に微粒子を集めて着火を促進すると共に、噴霧の運動量を高めて噴霧粒子と燃焼用空気との混合を促進してばいじんの発生量を低減した燃焼性能の良い噴霧ノズル、及びこの噴霧ノズルを有する燃焼装置を実現することが可能となる。   According to this embodiment, the combustion performance of collecting fine particles in the vicinity of the spray nozzle to promote ignition and increasing the momentum of the spray to promote mixing of the spray particles and combustion air to reduce the generation amount of dust. This makes it possible to realize a spray nozzle having good quality and a combustion apparatus having this spray nozzle.

図6に本発明の第2実施例である噴霧ノズル9の変形例を示す。この図6に示した第2実施例の変形例の噴霧ノズル9の先端部20と、図5に示した第2実施例の噴霧ノズル9の先端部20との違いは、噴出孔23の流路構造である。このため、両者に共通した構成の説明は省略して、この噴出孔23に係る部分についてのみ以下に説明する。   FIG. 6 shows a modification of the spray nozzle 9 according to the second embodiment of the present invention. The difference between the tip 20 of the spray nozzle 9 of the modification of the second embodiment shown in FIG. 6 and the tip 20 of the spray nozzle 9 of the second embodiment shown in FIG. It is a road structure. For this reason, description of the structure common to both is abbreviate | omitted, and only the part which concerns on this ejection hole 23 is demonstrated below.

本変形例の噴霧ノズル9の先端部20において、噴出孔23からは噴霧流体21と噴霧用媒体22が混合して噴出する。前記噴出孔23の上流側から導かれた噴霧流体21は、噴霧ノズル9のノズルの先端部20の内部に形成した2つの噴霧流体流路25を夫々流下する。   In the tip part 20 of the spray nozzle 9 of this modification, the spray fluid 21 and the spray medium 22 are mixed and ejected from the ejection hole 23. The spray fluid 21 guided from the upstream side of the ejection hole 23 flows down the two spray fluid flow paths 25 formed inside the nozzle tip 20 of the spray nozzle 9.

更に、前記噴出孔23の上流側から導かれた噴霧用媒体22は、噴霧ノズル9のノズルの先端部20の内部に形成した2つの噴霧用媒体流路62を夫々流下する。   Further, the spraying medium 22 guided from the upstream side of the ejection hole 23 flows down the two spraying medium flow paths 62 formed inside the nozzle tip 20 of the spray nozzle 9.

そして前記2つの噴霧流体流路25と前記2つの噴霧用媒体流路62を結合する結合流路60が配設されており、更に前記結合流路60と直交して設けられた流路61が前記噴出孔23に連通されていることによって、前記噴出孔23の上流側から導かれた噴霧流体21と噴霧用媒体22とが前記結合流路60で合流し、流路61を通じて噴出孔23から噴出する。   A combined flow path 60 that couples the two spray fluid flow paths 25 and the two spray medium flow paths 62 is provided, and a flow path 61 provided orthogonal to the combined flow path 60 is further provided. By communicating with the ejection hole 23, the spray fluid 21 and the spray medium 22 guided from the upstream side of the ejection hole 23 merge in the coupling channel 60, and pass through the channel 61 from the ejection hole 23. Erupts.

本変形例の噴霧ノズル9の先端部20においては、2つの噴霧流体流路25からそれぞれ流下した2つの噴霧流体21は前記結合流路60にて流路61との交差部分に向かって対向して流れる。また、その途中で2つの噴霧用媒体流路62からそれぞれ流下した2つの噴霧用媒体22が合流する。このため、噴霧用媒体22の合流により噴霧流体21の第1の微粒化が進み、また、交差部分における衝突力が大きくなる。このため、噴霧用媒体22を用いないファンスプレ式噴霧に比べて、噴霧流体21の微粒化が促進される。   In the tip part 20 of the spray nozzle 9 of this modification, the two spray fluids 21 respectively flowing down from the two spray fluid flow paths 25 are opposed to the intersection with the flow path 61 in the combined flow path 60. Flowing. Further, two spraying media 22 respectively flowing down from the two spraying medium flow paths 62 join in the middle. For this reason, the first atomization of the spray fluid 21 proceeds by the merging of the spray medium 22, and the collision force at the intersecting portion increases. For this reason, atomization of the spray fluid 21 is promoted compared to the fan spray type spray that does not use the spray medium 22.

さらに、上述の通り、微粒化が進む。このため、微粒子を滞留させることで、大粒子よりも少ないエネルギーの電気火花で微粒子を蒸発、燃焼させることができる。さらに微粒子の滞留を増やすことで、火炎が拡がりやすくなる。このため、小容量のイグナイタにて確実に着火し易くなる。   Furthermore, atomization proceeds as described above. Therefore, by retaining the fine particles, the fine particles can be evaporated and burned with an electric spark with less energy than the large particles. Further, increasing the retention of fine particles makes it easier for the flame to spread. For this reason, it becomes easy to reliably ignite with a small capacity igniter.

本変形例によっても、噴霧ノズルの近傍に微粒子を集めて着火を促進すると共に、噴霧の運動量を高めて噴霧粒子と燃焼用空気との混合を促進してばいじんの発生量を低減した燃焼性能の良い噴霧ノズル、及びこの噴霧ノズルを有する燃焼装置を実現することが可能となる。   Also in this modification, the combustion performance of collecting particulates in the vicinity of the spray nozzle to promote ignition and increasing the momentum of the spray to promote mixing of the spray particles and combustion air to reduce the generation amount of dust. It is possible to realize a good spray nozzle and a combustion apparatus having this spray nozzle.

次に本発明の第3の実施例に係る噴霧ノズル9の先端部20の一例を図7に示す。図7に示した本実施例の噴霧ノズル9の先端部20と、図2に示した第1実施例の噴霧ノズル9の先端部20との違いは、噴出孔23の流路構造である。このため、両者に共通した構成の説明は省略して、この噴出孔23に係る部分についてのみ以下に説明する。   Next, an example of the tip 20 of the spray nozzle 9 according to the third embodiment of the present invention is shown in FIG. The difference between the tip 20 of the spray nozzle 9 of the present embodiment shown in FIG. 7 and the tip 20 of the spray nozzle 9 of the first embodiment shown in FIG. For this reason, description of the structure common to both is abbreviate | omitted, and only the part which concerns on this ejection hole 23 is demonstrated below.

本実施例の噴霧ノズル9の先端部20において、噴出孔23及び噴出孔24は噴霧流体21と噴霧用媒体22を混合させて前記噴出孔23及び噴出孔24からそれぞれ噴出している。   In the tip part 20 of the spray nozzle 9 of the present embodiment, the spray hole 23 and the spray hole 24 are mixed from the spray fluid 21 and the spray medium 22 and ejected from the spray hole 23 and the spray hole 24, respectively.

前記噴出孔23の上流側から導かれた噴霧流体21は、噴霧ノズル9のノズルの先端部20の内部に形成した噴霧用媒体22を流下させる噴霧用媒体流路64と、噴霧流体21を流下させる噴霧流体流路63とが、合流流路63にて合流することで混合して、この合流流路65を流下した噴霧用媒体22と噴霧流体21との混合流体が噴出孔23に供給され、前記噴出孔23から噴出する。   The atomizing fluid 21 guided from the upstream side of the ejection hole 23 flows down the atomizing medium flow path 64 that causes the atomizing medium 22 formed inside the nozzle tip 20 of the atomizing nozzle 9 to flow down, and the atomizing fluid 21. The spray fluid flow path 63 to be mixed is mixed at the merge flow path 63 to be mixed, and the mixed fluid of the spray medium 22 and the spray fluid 21 flowing down the merge flow path 65 is supplied to the ejection holes 23. And ejected from the ejection hole 23.

本実施例の噴霧ノズル9の先端部20においては、噴出孔23と噴出孔24はいずれも2流体式噴霧であるが、噴出孔23の噴霧流体流路63の断面積が噴出孔24の噴霧流体流路28の断面積より小さくなるように形成されている。   In the tip portion 20 of the spray nozzle 9 of the present embodiment, both the ejection hole 23 and the ejection hole 24 are two-fluid sprays, but the cross-sectional area of the spray fluid channel 63 of the ejection hole 23 is the spray of the ejection hole 24. It is formed so as to be smaller than the cross-sectional area of the fluid flow path 28.

このため、前記噴出孔23に接続する噴霧流体流路63に対する噴霧用媒体流路64の断面積の比率は、前記噴出孔24に接続する噴霧流体流路28に対する噴霧用媒体流路27の断面積の比率よりも、小さくなる。   For this reason, the ratio of the cross-sectional area of the spray medium flow path 64 to the spray fluid flow path 63 connected to the ejection hole 23 is the disconnection of the spray medium flow path 27 relative to the spray fluid flow path 28 connected to the spray hole 24. It becomes smaller than the ratio of the area.

つまり、噴出孔24に比べて噴出孔23の方が、噴霧流体21を流下させる噴霧流体流路63に対して噴霧用媒体22を流下する噴霧用媒体流路64の断面積の比率が大きいため、噴出孔23の方が、噴出する噴霧流体21の流体に占める噴霧用媒体22の流量比率が多くなる。   That is, the ratio of the cross-sectional area of the spray medium flow path 64 that flows down the spray medium 22 to the spray fluid flow path 63 that flows down the spray fluid 21 is larger in the spray holes 23 than in the spray holes 24. The flow rate ratio of the spray medium 22 to the fluid of the spray fluid 21 to be ejected is greater in the ejection holes 23.

或いは、別の手段として、噴霧ノズル9の先端部20に複数個設けた噴出孔23、24のうち、噴出孔23から混合流体として噴出される噴霧流体流路63を流下する噴霧流体21の流量に対する噴霧用媒体流路64を流下する噴霧用媒体22の流量の比よりも、噴出孔24から混合流体として噴出される噴霧流体流路28を流下する噴霧流体21の流量に対する噴霧用媒体流路27を流下する噴霧用媒体22の流量の比の方が大きくなるように、噴霧用媒体22の流量又は圧力を調節するように設置した調節弁(図示せず)を操作して噴霧流体21に対して前記噴出孔24から噴出する噴霧用媒体22を供給する供給圧力が、前記噴出孔23から噴出する噴霧用媒体22を供給する供給圧力よりも増加させて供給するように構成しても良い。   Alternatively, as another means, the flow rate of the spray fluid 21 flowing down through the spray fluid passage 63 ejected as a mixed fluid from the ejection holes 23 among the plurality of ejection holes 23, 24 provided in the tip portion 20 of the spray nozzle 9. The spray medium flow path with respect to the flow rate of the spray fluid 21 flowing down the spray fluid flow path 28 ejected as the mixed fluid from the ejection holes 24, rather than the ratio of the flow rate of the spray medium 22 flowing down the spray medium flow path 64 The control valve (not shown) installed so as to adjust the flow rate or pressure of the spraying medium 22 is adjusted so that the ratio of the flow rate of the spraying medium 22 flowing down 27 becomes larger. On the other hand, the supply pressure for supplying the spraying medium 22 ejected from the ejection hole 24 may be configured to be increased from the supply pressure for supplying the spraying medium 22 ejected from the ejection hole 23.

このように、噴霧用媒体22を多く使用することで、噴霧流体21の微粒化が進む。このため、微粒子を滞留させることで、大粒子よりも少ないエネルギーの電気火花で微粒子を蒸発、燃焼させることができる。さらに微粒子の滞留を増やすことで、火炎が拡がりやすくなる。このため、小容量のイグナイタにて確実に着火し易くなる。   Thus, atomization of the spray fluid 21 proceeds by using a large amount of the spray medium 22. Therefore, by retaining the fine particles, the fine particles can be evaporated and burned with an electric spark with less energy than the large particles. Further, increasing the retention of fine particles makes it easier for the flame to spread. For this reason, it becomes easy to reliably ignite with a small capacity igniter.

図7に示した本実施例の噴霧ノズル9では、複数の交差部から噴出する噴霧流体(液体燃料)21は、お互いに異なる角度で噴出し、噴霧流体21の噴霧粒子が広い範囲(角度)に拡がる。このため、噴霧粒子がお互いに衝突し難く、大粒子の生成を抑制できる。   In the spray nozzle 9 of this embodiment shown in FIG. 7, spray fluids (liquid fuel) 21 ejected from a plurality of intersections are ejected at different angles, and the spray particles of the spray fluid 21 have a wide range (angle). To spread. For this reason, the spray particles hardly collide with each other, and the generation of large particles can be suppressed.

さらに、本実施例に基づく噴霧ノズル9では、噴出孔23、24は何れも2流体式噴霧となるものの、噴霧用媒体22の比率の大きい噴霧孔23では、噴霧流体21の微粒子が多くなる。噴霧流体21の微粒子は慣性力が小さいので、周囲の気体との速度差により減速し、噴霧ノズル9の近傍に留まり易い。噴霧ノズル9の近傍の、噴霧流体21の噴霧粒子の濃度が高くなることで、噴霧粒子間の火炎伝播速度が高くなり、火炎の形成が容易となる。   Furthermore, in the spray nozzle 9 based on the present embodiment, the ejection holes 23 and 24 are both two-fluid sprays, but in the spray holes 23 having a large ratio of the spray medium 22, the fine particles of the spray fluid 21 increase. Since the fine particles of the spray fluid 21 have a small inertial force, the fine particles of the spray fluid 21 are decelerated due to the speed difference with the surrounding gas and easily stay near the spray nozzle 9. When the concentration of the spray particles of the spray fluid 21 in the vicinity of the spray nozzle 9 is increased, the flame propagation speed between the spray particles is increased and the formation of the flame is facilitated.

また、噴霧用媒体22の比率の小さい噴霧孔24からは運動量の大きい噴霧流体21の噴霧を形成することで噴霧粒子は燃料ノズル9から離れた位置まで到達する。また、運動量が大きいため、周囲の空気を巻き込んで燃焼し、ばいじん発生量が少ない。
噴霧用媒体22の比率を変えることで、噴霧流体21の微粒子を噴霧ノズル9の近傍にとどめ易くなる。このため、微粒化に用いる噴霧用媒体22の使用量を低減し、燃焼装置のエネルギー効率を高めることができる。
Further, the spray particles 21 reach a position away from the fuel nozzle 9 by forming a spray of the spray fluid 21 having a large momentum from the spray holes 24 having a small ratio of the spray medium 22. Moreover, since the momentum is large, the surrounding air is engulfed and burned, and the amount of dust generation is small.
By changing the ratio of the spray medium 22, it becomes easy to keep the fine particles of the spray fluid 21 in the vicinity of the spray nozzle 9. For this reason, the usage-amount of the atomizing medium 22 used for atomization can be reduced, and the energy efficiency of a combustion apparatus can be improved.

本実施例によれば、噴霧ノズルの近傍に微粒子を集めて着火を促進すると共に、噴霧の運動量を高めて噴霧粒子と燃焼用空気との混合を促進してばいじんの発生量を低減した燃焼性能の良い噴霧ノズル、及びこの噴霧ノズルを有する燃焼装置を実現することが可能となる。   According to this embodiment, the combustion performance of collecting fine particles in the vicinity of the spray nozzle to promote ignition and increasing the momentum of the spray to promote mixing of the spray particles and combustion air to reduce the generation amount of dust. This makes it possible to realize a spray nozzle having good quality and a combustion apparatus having this spray nozzle.

本発明は液体燃料を微粒化させる噴霧ノズル、及びこの噴霧ノズルを備えた燃焼装置に適用可能である。   The present invention can be applied to a spray nozzle for atomizing liquid fuel and a combustion apparatus equipped with the spray nozzle.

1:火炉、2:バーナ、3:燃焼用空気供給系統、4:燃料供給系統、5:噴霧用媒体供給系統、6、7:配管、8:空気供給口、9:噴霧ノズル、10:燃焼ガスの流れ、12:熱交換器、13:煙道、14:煙突、20:噴霧ノズルの先端部、21:液体燃料(噴霧流体)、22:噴霧用媒体、23、24:噴出孔、25:噴霧流体流路、26:旋回流発生器、27:噴霧用媒体流路、28:噴霧流体流路、29:合流流路、31:1次流路、32:2次流路、33:3次流路、34:流路、36:イグナイタ、37:ウインドボックス、38、39:旋回流発生器、40:火炉壁、41:伝熱管、42;ガイド、43:1次空気の流れ、44:2次空気の流れ、45:3次空気の流れ、46:障害物、50、51:噴霧、60:結合流路、61:流路、63:噴霧流体流路、64:噴霧用媒体流路、65:流路。   1: furnace, 2: burner, 3: combustion air supply system, 4: fuel supply system, 5: spray medium supply system, 6, 7: piping, 8: air supply port, 9: spray nozzle, 10: combustion Gas flow, 12: heat exchanger, 13: flue, 14: chimney, 20: tip of spray nozzle, 21: liquid fuel (spray fluid), 22: spraying medium, 23, 24: jet hole, 25 : Spray fluid flow path, 26: swirl flow generator, 27: spraying medium flow path, 28: spray fluid flow path, 29: confluence flow path, 31: 1 primary flow path, 32: secondary flow path, 33: Tertiary flow path, 34: flow path, 36: igniter, 37: wind box, 38, 39: swirl flow generator, 40: furnace wall, 41: heat transfer tube, 42; guide, 43: flow of primary air, 44: Secondary air flow, 45: Tertiary air flow, 46: Obstacle, 50, 51: Spray, 60: Combined flow , 61: passage, 63: atomizing fluid flow path, 64: atomizing medium flow path, 65: flow path.

Claims (6)

液体燃料を噴霧流体とし圧力を加えて噴霧させ、別の流体を噴霧用媒体として圧力を加え前記噴霧流体と混合して噴出させる噴霧ノズルにおいて、
前記噴霧ノズルの先端部に噴霧流体を噴出させる噴出孔を複数個備え、
前記複数個備えた一方の噴出孔から噴霧流体のみが噴出するように、噴霧流体を流下させて一方の噴出孔に連通する噴霧流体流路を前記噴霧ノズルの先端部の内部に設け、
前記複数個備えた他方の噴出孔から噴霧流体と噴霧用媒体の混合流体が噴出するように、噴霧流体を流下させる別の噴霧流体流路と、噴霧用媒体を流下させる噴霧用媒体流路と、これらの噴霧流体流路と噴霧用媒体流路とが合流した合流流路を前記噴霧ノズルの先端部の内部にそれぞれ設けると共に、前記合流流路をこの他方の噴出孔に連通させたことを特徴とする噴霧ノズル。
In a spray nozzle in which liquid fuel is sprayed as a spray fluid and sprayed, and another fluid is sprayed as a spray medium and pressure is mixed with the spray fluid and ejected.
A plurality of ejection holes for ejecting the spray fluid at the tip of the spray nozzle,
A spray fluid flow path is provided inside the tip of the spray nozzle to flow down the spray fluid and communicate with one of the spray holes so that only the spray fluid is ejected from one of the plurality of ejection holes provided.
Another spray fluid flow path for causing the spray fluid to flow down, and a spray medium flow path for causing the spray medium to flow down, so that a mixed fluid of the spray fluid and the spray medium is ejected from the other plurality of ejection holes. And a merging channel in which the atomizing fluid channel and the atomizing medium channel merge together are provided inside the tip of the spray nozzle, and the merging channel is communicated with the other ejection hole. Feature spray nozzle.
液体燃料を噴霧流体として圧力を加えて噴霧させ、別の流体を噴霧用媒体として圧力を加えて前記噴霧流体と混合して噴出させる噴霧ノズルにおいて、
前記噴霧ノズルの先端部に噴霧流体を噴出させる噴出孔を複数個備え、
前記複数個備えた一方の噴出孔から噴霧流体のみが噴出するように、噴霧流体を流下させる複数の噴霧流体流路と、これらの複数の噴霧流体流路を流れる噴霧流体が対向して流れる結合流路を前記噴霧ノズルの先端部の内部に設けると共に、前記結合流路をこの一方の噴出孔に連通させて該結合流路内で交差した噴霧流体を前記一方の噴出孔から噴出させ、
前記複数個備えた他方の噴出孔から噴霧流体と噴霧用媒体の混合流体が噴出するように、噴霧流体を流下させる別の噴霧流体流路と、噴霧用媒体を流下させる噴霧用媒体流路と、これらの噴霧流体流路と噴霧用媒体流路とが合流した合流流路を前記噴霧ノズルの先端部の内部にそれぞれ設けると共に、前記合流流路をこの他方の噴出孔に連通させて噴霧流体と噴霧用媒体の混合流体を前記他方の噴出孔から噴出させるように構成したことを特徴とする噴霧ノズル。
In a spray nozzle in which liquid fuel is sprayed by applying pressure as a spray fluid, and another fluid is sprayed by applying pressure as a spray medium and mixing with the spray fluid,
A plurality of ejection holes for ejecting the spray fluid at the tip of the spray nozzle,
A plurality of spray fluid passages for allowing the spray fluid to flow down so that only the spray fluid is ejected from one of the plurality of ejection holes, and a coupling in which the spray fluids flowing through the plurality of spray fluid passages face each other A flow path is provided inside the tip of the spray nozzle, and the combined flow path is communicated with the one ejection hole, and the spray fluid intersecting in the combined flow path is ejected from the one ejection hole,
Another spray fluid flow path for causing the spray fluid to flow down, and a spray medium flow path for causing the spray medium to flow down, so that a mixed fluid of the spray fluid and the spray medium is ejected from the other plurality of ejection holes. In addition, each of the spray fluid flow channels and the spray medium flow channel is joined to each other inside the tip portion of the spray nozzle, and the merge flow channel is communicated with the other ejection hole to spray fluid. A spray nozzle characterized in that a mixed fluid of a spray medium and a spray medium is ejected from the other ejection hole.
液体燃料を噴霧流体として圧力を加えて噴霧させ別の流体を噴霧用媒体として圧力を加えて前記噴霧流体と混合して噴出させる噴霧ノズルにおいて、
前記噴霧ノズルの先端部に噴霧流体を噴出させる噴出孔を複数個備え、
前記複数個備えた一方の噴出孔から噴霧流体と噴霧用媒体とを混合させて噴出するように、噴霧流体を流下させる複数の噴霧流体流路と、噴霧用媒体を流下させる複数の噴霧用媒体流路と、これらの複数の噴霧流体流路を流れる噴霧流体が対向して流れる結合流路を前記噴霧ノズルの先端部の内部に設け、前記結合流路に複数の前記噴霧用媒体流路を接続すると共に、前記結合流路をこの一方の噴出孔に連通させ、
前記複数個備えた他方の噴出孔から別の噴霧流体と別の噴霧用媒体の混合流体が噴出するように、該噴霧流体を流下させる別の噴霧流体流路と、該噴霧用媒体を流下させる別の噴霧用媒体流路と、これらの噴霧流体流路と噴霧用媒体流路とが合流した合流流路を前記噴霧ノズルの先端部の内部にそれぞれ設けると共に、前記合流流路をこの他方の噴出孔に連通させて噴霧流体と噴霧用媒体の混合流体を前記他方の噴出孔から噴出させるように構成したことを特徴とする噴霧ノズル。
In a spray nozzle in which liquid fuel is sprayed by applying pressure as a spray fluid, and another fluid is sprayed by mixing with the spray fluid by applying pressure as a spray medium,
A plurality of ejection holes for ejecting the spray fluid at the tip of the spray nozzle,
A plurality of spray fluid passages for causing the spray fluid to flow down and a plurality of spray media for causing the spray medium to flow down so that the spray fluid and the spray medium are mixed and ejected from one of the plurality of ejection holes. A flow path and a combined flow path in which the spray fluid flowing through the plurality of spray fluid flow paths face each other are provided inside the tip of the spray nozzle, and the plurality of spray medium flow paths are provided in the combined flow path. And connecting the coupling channel to the one ejection hole,
Another spray fluid flow path for allowing the spray fluid to flow down and the spray medium to flow down so that a mixed fluid of another spray fluid and another spray medium is ejected from the other plurality of ejection holes. Provided in the inside of the tip of the spray nozzle is another spray medium flow path, and a merge flow path where the spray fluid flow path and the spray medium flow path merge, A spray nozzle characterized in that a mixed fluid of a spray fluid and a spray medium is ejected from the other ejection hole in communication with the ejection hole.
液体燃料を噴霧流体とし圧力を加えて噴霧させ、別の流体を噴霧用媒体として圧力を加え前記噴霧流体と混合して噴出させる噴霧ノズルにおいて、
前記噴霧ノズルの先端部に噴霧流体を噴出させる噴出孔を複数個備え、
前記複数個備えた一方の噴出孔から噴霧流体と噴霧用媒体の混合流体が噴出するように、噴霧流体を流下させる第1の噴霧流体流路と、噴霧用媒体を流下させる噴霧用媒体流路と、これらの噴霧流体流路と噴霧用媒体流路とが合流した合流流路を前記噴霧ノズルの先端部の内部にそれぞれ設けると共に、前記合流流路をこの一方の噴出孔に連通させて噴霧流体と噴霧用媒体の混合流体を前記一方の噴出孔から噴出させ、
前記複数個備えた他方の噴出孔から別の噴霧流体と別の噴霧用媒体の混合流体が噴出するように、この別の噴霧流体を流下させる第2の噴霧流体流路と、この別の噴霧用媒体を流下させる第2の噴霧用媒体流路と、これらの噴霧流体流路と噴霧用媒体流路とが合流した第2の合流流路を前記噴霧ノズルの先端部の内部にそれぞれ設けると共に、前記第2の合流流路をこの他方の噴出孔に連通させてこれらの噴霧流体と噴霧用媒体の混合流体を前記他方の噴出孔から噴出させ、
更に第1の噴霧流体流路の面積は前記第2の噴霧流体流路の面積よりも小さく形成させて構成したことを特徴とする噴霧ノズル。
In a spray nozzle in which liquid fuel is sprayed as a spray fluid and sprayed, and another fluid is sprayed as a spray medium and pressure is mixed with the spray fluid and ejected.
A plurality of ejection holes for ejecting the spray fluid at the tip of the spray nozzle,
A first spray fluid flow path for causing the spray fluid to flow down and a spray medium flow path for causing the spray medium to flow down so that a mixed fluid of the spray fluid and the spray medium is ejected from one of the plurality of ejection holes. And a merging channel in which the spray fluid channel and the spraying medium channel merge together is provided inside the tip portion of the spray nozzle, and the merging channel is communicated with one of the ejection holes for spraying. A mixed fluid of a fluid and a spray medium is ejected from the one ejection hole,
A second spray fluid flow path for causing the other spray fluid to flow down so that a mixed fluid of another spray fluid and another spray medium is ejected from the other ejection hole provided in the plurality; A second spray medium flow path for causing the medium to flow down, and a second merge flow path in which the spray fluid flow path and the spray medium flow path are joined to each other inside the tip of the spray nozzle. The second merging channel is communicated with the other ejection hole, and the mixed fluid of the spray fluid and the spray medium is ejected from the other ejection hole,
Further, the spray nozzle characterized in that the area of the first spray fluid channel is formed smaller than the area of the second spray fluid channel.
液体燃料を噴霧流体とし圧力を加えて噴霧させ、別の流体を噴霧用媒体として圧力を加え前記噴霧流体と混合して噴出させる噴霧ノズルにおいて、
前記噴霧ノズルの先端部に噴霧流体を噴出させる噴出孔を複数個備え、
前記複数個備えた一方の噴出孔から噴霧流体と噴霧用媒体の混合流体が噴出するように、噴霧流体を流下させる第1の噴霧流体流路と、噴霧用媒体を流下させる噴霧用媒体流路と、これらの噴霧流体流路と噴霧用媒体流路とが合流した合流流路を前記噴霧ノズルの先端部の内部にそれぞれ設けると共に、前記合流流路をこの一方の噴出孔に連通させて噴霧流体と噴霧用媒体の混合流体を前記一方の噴出孔から噴出させ、
前記複数個備えた他方の噴出孔から別の噴霧流体と別の噴霧用媒体の混合流体が噴出するように、この別の噴霧流体を流下させる第2の噴霧流体流路と、該噴霧用媒体を流下させる第2の噴霧用媒体流路と、これらの噴霧流体流路と噴霧用媒体流路とが合流した第2の合流流路を前記噴霧ノズルの先端部の内部にそれぞれ設けると共に、前記第2の合流流路をこの他方の噴出孔に連通させてこの噴霧流体と噴霧用媒体の混合流体を前記他方の噴出孔から噴出させ、
更に前記一方の噴出孔から混合流体として噴出される前記第1の噴霧流体流路を流下する噴霧流体の流量に対する前記噴霧用媒体流路を流下する噴霧用媒体の流量の比よりも、前記他方の噴出孔から混合流体として噴出される前記第2の噴霧流体流路を流下する別の噴霧流体の流量に対する前記別の噴霧用媒体流路を流下する別の噴霧用媒体の流量の比の方が大きくなるように構成したことを特徴とする噴霧ノズル。
In a spray nozzle in which liquid fuel is sprayed as a spray fluid and sprayed, and another fluid is sprayed as a spray medium and pressure is mixed with the spray fluid and ejected.
A plurality of ejection holes for ejecting the spray fluid at the tip of the spray nozzle,
A first spray fluid flow path for causing the spray fluid to flow down and a spray medium flow path for causing the spray medium to flow down so that a mixed fluid of the spray fluid and the spray medium is ejected from one of the plurality of ejection holes. And a merging channel in which the spray fluid channel and the spraying medium channel merge together is provided inside the tip portion of the spray nozzle, and the merging channel is communicated with one of the ejection holes for spraying. A mixed fluid of a fluid and a spray medium is ejected from the one ejection hole,
A second spray fluid flow path for allowing the other spray fluid to flow down so that a mixed fluid of another spray fluid and another spray medium is ejected from the other plurality of ejection holes, and the spray medium A second spraying medium flow path for causing the spraying fluid to flow down, and a second merging flow path in which the spray fluid flow path and the spraying medium flow path are merged, respectively, inside the tip of the spray nozzle, and The second confluence channel is communicated with the other ejection hole, and the mixed fluid of the spray fluid and the spray medium is ejected from the other ejection hole,
Further, the ratio of the flow rate of the spray medium flowing down the spray medium flow path to the flow rate of the spray fluid flowing down the first spray fluid flow path that is jetted as a mixed fluid from the one jet hole is the other. The ratio of the flow rate of another spraying medium flowing down the other spraying medium flow channel to the flow rate of another spraying fluid flowing down the second spraying fluid flow channel ejected as a mixed fluid from the ejection holes of A spray nozzle characterized by being configured so as to be large.
燃料を燃焼させる燃焼炉と、前記燃焼炉に燃料と該燃料を搬送する搬送気体を供給する燃料供給系統と、前記燃焼炉に燃焼用気体を供給する燃焼用気体供給系統と、前記燃料供給系統と燃焼用気体供給系統が接続されており前記燃焼炉の炉壁に設けられた燃料を燃焼させるバーナと、前記燃焼炉に設けたバーナによって燃料を燃焼して発生した燃焼排ガスから外部に熱交換させる熱交換器と、前記燃焼炉の前記熱交換器と熱交換した後の燃焼排ガスを前記燃焼炉の外部に流下させる煙道とを有する燃焼装置であって、
前記燃焼装置に使用する噴霧ノズルとして燃料の少なくとも一部に液体燃料を使用する 前記請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の噴霧ノズルを用いたことを特徴とする噴霧ノズルを備えた燃焼装置。
A combustion furnace that burns fuel; a fuel supply system that supplies fuel to the combustion furnace and a carrier gas that transports the fuel; a combustion gas supply system that supplies combustion gas to the combustion furnace; and the fuel supply system And a combustion gas supply system connected to the burner for burning the fuel provided on the furnace wall of the combustion furnace, and heat exchange from the combustion exhaust gas generated by burning the fuel with the burner provided for the combustion furnace to the outside A combustion apparatus comprising: a heat exchanger to be discharged; and a flue for causing combustion exhaust gas after heat exchange with the heat exchanger of the combustion furnace to flow down to the outside of the combustion furnace,
A spray nozzle using the spray nozzle according to any one of claims 1 to 5, wherein a liquid fuel is used as at least a part of the fuel as the spray nozzle used in the combustion apparatus. Combustion equipment.
JP2012023695A 2012-02-07 2012-02-07 Spray nozzle and combustion device with spray nozzle Pending JP2013160470A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012023695A JP2013160470A (en) 2012-02-07 2012-02-07 Spray nozzle and combustion device with spray nozzle
PCT/JP2013/052442 WO2013118665A1 (en) 2012-02-07 2013-02-04 Spray nozzle and combustion device provided with spray nozzle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012023695A JP2013160470A (en) 2012-02-07 2012-02-07 Spray nozzle and combustion device with spray nozzle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013160470A true JP2013160470A (en) 2013-08-19

Family

ID=48947429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012023695A Pending JP2013160470A (en) 2012-02-07 2012-02-07 Spray nozzle and combustion device with spray nozzle

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2013160470A (en)
WO (1) WO2013118665A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015040666A (en) * 2013-08-22 2015-03-02 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Spray nozzle and combustion device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4961136U (en) * 1972-09-04 1974-05-29
JPS60181530U (en) * 1984-05-07 1985-12-02 三菱重工業株式会社 Barnagan
JP3035097B2 (en) * 1992-10-27 2000-04-17 三菱重工業株式会社 Liquid fuel burner device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015040666A (en) * 2013-08-22 2015-03-02 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Spray nozzle and combustion device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013118665A1 (en) 2013-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6029375B2 (en) Spray nozzle, burner equipped with the same, and combustion apparatus
TWI465291B (en) Combustion apparatus having the spray nozzle and the spray nozzle
JP3099109B2 (en) Pulverized coal burner
JPS63210508A (en) Super low nox combustion device
JPH0820047B2 (en) Low NOx short flame burner
JP6317631B2 (en) Spray nozzle, combustion apparatus equipped with spray nozzle, and gas turbine plant
JP6491898B2 (en) Spray nozzle, combustion apparatus using spray nozzle, and gas turbine plant
JP5417258B2 (en) Combustion device with spray nozzle
JP6173868B2 (en) Spray nozzle and combustion apparatus equipped with spray nozzle
WO2013118665A1 (en) Spray nozzle and combustion device provided with spray nozzle
WO2014142305A1 (en) Spray nozzle, burner equipped with spray nozzle, and combustion device equipped with burner having spray nozzle
WO2011030501A1 (en) Pulverized coal boiler
WO2014097812A1 (en) Spray nozzle, burner with spray nozzle, and combustion device with burner
JP6053815B2 (en) Spray nozzle, burner with spray nozzle and combustion apparatus with burner
JP2013190161A (en) Spray nozzle, burner, and combustion device
JP2013185776A (en) Spray nozzle, burner and combustion device
JP2014031988A (en) Spray nozzle, and burner and combustion device equipped with the same
JP2020112283A (en) Combustion device
JP6168914B2 (en) Spray nozzle and combustion device
JP2008304146A (en) Burner and boiler
JP2008215791A (en) Burner and boiler