JP2739749B2 - スラリー燃料用バーナ - Google Patents

スラリー燃料用バーナ

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JP2739749B2
JP2739749B2 JP4057601A JP5760192A JP2739749B2 JP 2739749 B2 JP2739749 B2 JP 2739749B2 JP 4057601 A JP4057601 A JP 4057601A JP 5760192 A JP5760192 A JP 5760192A JP 2739749 B2 JP2739749 B2 JP 2739749B2
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秀臣 平古場
省三 棟久
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,石炭水スラリー(CW
M)等のスラリー燃料に用いられるバーナに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】スラリー燃料用バーナは,図4に示すよ
うに,バーナプラグ1とバーナプレート4とバーナチッ
プ7を外周部からチップナット10で固定する構成にな
っている。前記バーナプラグ1は,中央部に燃料供給孔
2と,前記燃料供給孔2の周辺部の円周上に配列された
複数の噴霧媒体供給孔3を備えている。前記バーナプレ
ート4は,前記バーナプラグ1の前記燃料供給孔2と連
通し前記燃料供給孔2から供給された燃料を分配するた
めの流路を有する燃料分配室5と,前記燃料分配室5か
ら分配された燃料およびバーナプラグ1の噴霧媒体供給
孔3から供給された噴霧媒体を混合するための複数の第
1混合室6を備えている。前記バーナチップ7は,前記
バーナプレート4の複数の第1混合室6と連通し,第1
混合室6で混合された燃料と噴霧媒体との混合物を一箇
所に集めさらに混合するための第2混合室8と,第2混
合室8で混合された混合物を外部に噴霧するためバーナ
プレート4の反対側の端部に穿設された複数の噴孔9と
を備えている。
【0003】外部からバーナプラグ1へ流入した高濃度
石炭水スラリー等の燃料と圧縮空気等の噴霧媒体とは,
それぞれ前記バーナプラグ1の燃料供給孔2と噴霧媒体
供給孔3とを通りバーナプレート4に流入する。バーナ
プレート4では,燃料供給孔2から流入した燃料が燃料
分配室5の導孔5aから第1混合室6に向かって分配さ
れ,分配された燃料は,噴霧媒体供給孔3を通り第1混
合室6に流入した噴霧媒体と混合されバーナチップ7に
流入する。バーナチップ7では,バーナプレート4の第
1混合室6から流出した燃料が,第2混合室8に集めら
れさらに混合された後,噴孔9を通して外部に噴霧され
燃焼する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし,図4に示すス
ラリー燃料用バーナにあっては,スラリー燃料が高速で
ぶつかったり,絞られて流れるところでは,摩耗し易
い。特に,バーナプレート4のスラリー燃料分配室5は
スラリー燃料が高速で流れるところであり,複数の第1
混合室6は高速の噴霧媒体にスラリー燃料が複数の導孔
5aを通して吹きつけられて膨張するところである。特
に,噴孔9近傍は噴霧媒体に混合したスラリー燃料が高
速で当たるところであり,かかる個所の摩耗が激しく摩
耗とともに高濃度石炭水スラリーの噴霧状態が悪化し,
各噴孔9における噴霧化が不均質になり易い。また,噴
孔9内を流れる噴霧媒体とスラリー燃料の混合物は,さ
らに膨張しようとする力を有するため外縁側を流れよう
とする。このため,噴孔9の外縁側は内縁側に比べ摩耗
が特に激しくなる。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記した問題点を解決す
るため、本発明に係るスラリー燃料用バーナでは、燃料
と蒸気等の噴霧媒体を分配供給するバーナプラグの先端
部に前記燃料と噴霧媒体の混合通路を形成したバーナプ
レートを設け、このバーナプレートには前記混合通路か
ら導入された混合燃料を受入れる混合室を形成するとと
もに混合燃料の噴孔を形成してなるバーナチップを設け
たスラリー燃料用バーナにおいて、前記混合室に混合燃
料を導入する混合通路の通路軸線を当該混合室内部にて
交差させると共に、前記交差点の位置が該交差点とバー
ナチップの先端面との距離がバーナチップの内部の軸線
方向長さに対して0.5〜0.8の間にあるように設定
し、かつ前記バーナチップに形成された混合燃料噴孔に
おける混合燃料接触長さをバーナ中心側より外縁側を長
くして同一噴孔中での管路抵抗をバーナ外縁側で大きく
設定した構成にする。
【0006】
【作用】本発明のスラリー燃料用バーナでは,バーナプ
ラグの燃料供給孔からバーナプレートの混合室に送給さ
れたスラリー状の燃料は噴霧媒体と混合されてバーナチ
ップ内へ送給され,バーナチップ内でさらに混合されて
噴孔より噴霧され,燃焼される。複数の混合室から噴出
される混合燃料はバーナチップ内において交叉する。こ
のため,前記混合燃料はバーナチップ内において激しく
衝突して均等に分散し,十分に混合された後,噴孔から
噴出される。この場合,混合室から噴出された混合燃料
同志がバーナチップ内において相互に衝突し,均等に分
散されるので混合室から噴出されたときの速度よりも小
さい速度にてバーナチップ内面に衝突するので,バーナ
チップの摩耗が著しく減少する。また,バーナチップ内
における混合が十分に行なわれるようになるので,噴霧
濃度が均一になる。
【0007】さらに,バーナチップにおいて,激しい撹
拌作用が発生するので,バーナチップの内壁を伝わって
流れるスラリーが十分に剪断されて微粒化され,かつ,
噴孔9の外縁側の管路抵抗の方を内縁側の管路抵抗を大
きくしたことにより均一な噴霧流が形成され,噴孔9に
おいて外縁側と内縁側の不均一な摩耗がなくなり,均等
に摩耗するようになる。
【0008】
【実施例】以下,本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1および図2は本発明の一実施例を示す説明図
であり,図4と同一部分に同一符号を付してある。
【0009】本実施例において,バーナプレート4には
合計6個の第1混合室6が周方向等分位置に設けられて
いる。これら第1混合室6は,第2混合室8に向かって
内向きに斜め方向に延在しており,第1混合室6の延長
線方向は第2混合室8内において交叉している。本実施
例では,十分な分散,混合,撹拌領域を確保するため
に,この交叉点Cの位置は,Cとバーナチップ7の先端
面との距離1がバーナチップ7の内部の長さLに対し1
/Lが0.5〜0.8の間にあるようにするのが好適で
ある。
【0010】バーナチップ7には,合計8個の噴孔9が
周方向等分位置に設けられている。なお,本実施例で
は,バーナプラグ1は中心管部材1Aと外管部材1Bと
の同軸的な組合せ体よりなる。中心管部材1Aの先端側
にはフランジ部1aが設けられており,このフランジ部
1aがバーナプレート4に重ね合わされている。中心管
部材1A内の燃料供給孔2には導管12からCWMが供
給され,中心管部材1Aと外管部材1Bとの間の噴霧媒
体供給孔3に蒸気が供給される。図1の実施例では,第
1混合室6のうち導孔5aよりも上流側の部分を小径と
し,それよりも第2混合室8側を大径としている。
【0011】本発明においては,バーナチップ7の噴孔
9の内壁面15は,バーナ中心側より外側に位置する外
縁側15aと,内側に位置する内縁側15bから構成さ
れ,前記外縁側内壁面15aの壁面積は,前記内縁側内
壁面15bの壁面積より大きくなるように構成されてい
る。
【0012】このように構成されたスラリー燃料用バー
ナでは,バーナプラグ1の燃料供給孔2からバーナプレ
ート4の燃料分配室5を介して第1混合室6に送給され
たスラリー状の燃料は,バーナプラグ1の噴霧媒体供給
孔3からバーナプレート4の第1混合室6に送給された
噴霧媒体と混合されてバーナチップの第2混合室8へ送
給され,第2混合室8でさらに混合されて噴孔9より噴
霧され,燃焼される。しかして,複数の第1混合室6か
ら噴出される混合物は,この第2混合室8内において交
叉する。このため,該混合物は第2混合室8内において
激しく衝突して均等に分散し,十分に混合された後,噴
孔9から炉内へ噴出され燃焼する。
【0013】この場合,第1混合室6から噴出された混
合物同志が第2混合室8内において相互に衝突し,均等
に分散されるので,第1混合室6から噴出されたときの
速度よりも小さい速度にてバーナチップ7の内面に衝突
するので,バーナチップ7の摩耗が著しく減少する。ま
た,第2混合室8内における混合が十分に行なわれるよ
うになるので,噴霧濃度が均一になる。
【0014】さらに,第2混合室8内においては,図2
に示した如く,第1混合室6からの噴出物同志の衝突に
伴って激しい撹拌作用が発生する。この後,バーナチッ
プ7の噴孔9から炉内へ噴出するとき,全噴霧流のう
ち,一部は噴孔9の内壁面,すなわち外縁側内壁面15
aと内縁側内壁面15bを摺動しながら通過する。この
とき,噴孔9内を流れる噴霧媒体とスラリー燃料の混合
物はさらに膨張しようとする力を有しているため,噴孔
9を通過時どうしても前記外縁側内壁面15a側へ多く
流れようとする。
【0015】本発明では,内縁側内壁面15bより外縁
側内壁面15aの壁面積を大きくして,すでに霧化され
たスラリー状の燃料と蒸気との混合燃料の一部が壁面近
傍を流れるときに偏流を生ずることなく均一に流れるよ
うに外縁側内壁面15aでの摺動抵抗を大きくするよう
にしてあるため,炉内へ噴出された混合燃料の噴霧流は
均一になりバーナチップ7の噴孔9の片寄った摩耗が防
止できる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明に係るスラリー燃料用バーナでは、燃料と蒸気等
の噴霧媒体を分配供給するバーナプラグの先端部に前記
燃料と噴霧媒体の混合通路を形成したバーナプレートを
設け、このバーナプレートには前記混合通路から導入さ
れた混合燃料を受入れる混合室を形成するとともに混合
燃料の噴孔を形成してなるバーナチップを設けたスラリ
ー燃料用バーナにおいて、前記混合室に混合燃料を導入
する混合通路の通路軸線を当該混合室内部にて交差させ
ると共に、前記交差点の位置が該交差点とバーナチップ
の先端面との距離がバーナチップの内部の軸線方向長さ
に対して0.5〜0.8の間にあるように設定したこと
により、複数の混合通路からの噴出混合燃料が混合室内
で衝突して均等に分散し、さらに十分な混合が行われ
る。また、混合室からの噴出混合燃料のバーナチップの
内面への衝突速度が小さくなるとともに、バーナチップ
内で十分に混合されるようになるため、バーナチップの
内面の磨耗が著しく減少され、しかも噴霧濃度の偏りが
減少する。さらに、本発明によるとバーナチップの内壁
を伝わって流れるスラリーが十分に剪断されて薄膜にな
るので、噴霧中の粗大粒子の発生が防止されるととも
に、バーナプレート内での磨耗が著しく減少する。ま
た、噴孔の外縁側内壁面と内縁側内壁面の管路抵抗を変
えて外縁側内壁面を大きくしたことにより、噴孔の偏っ
た磨耗がなくなり良好な噴霧状態が長時間持続する。こ
れらのことにより、バーナプレートおよびバーナチップ
の長寿命化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係るスラリー燃料用バーナの縦断面図
である。
【図2】同バーナのバーナチップ内での混合燃料の混合
状態を示す説明図である。
【図3】本発明に係るバーナチップの噴孔を示す拡大断
面図である。
【図4】従来のスラリー燃料用バーナの縦断面図であ
る。
【図5】従来のバーナチップの噴孔の摩耗状態を示す断
面図である。
【図6】図5のVI−VIから見た正面図である。
【符号の説明】
1 バーナプラグ 2 燃料供給孔 3 噴霧媒体供給孔 4 バーナプレート 5 燃料分配室 5a 導孔 6 第1混合室 7 バーナチップ 8 第2混合室 9 噴孔 10 チップナット 15a 外縁側内壁面 15b 内縁側内壁面

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料と蒸気等の噴霧媒体を分配供給する
    バーナプラグの先端部に前記燃料と噴霧媒体の混合通路
    を形成したバーナプレートを設け、このバーナプレート
    には前記混合通路から導入された混合燃料を受入れる混
    合室を形成するとともに混合燃料の噴孔を形成してなる
    バーナチップを設けたスラリー燃料用バーナにおいて、
    前記混合室に混合燃料を導入する混合通路の通路軸線を
    当該混合室内部にて交差させると共に、前記交差点の位
    置が該交差点とバーナチップの先端面との距離がバーナ
    チップの内部の軸線方向長さに対して0.5〜0.8の
    間にあるように設定し、かつ前記バーナチップに形成さ
    れた混合燃料噴孔における混合燃料接触長さをバーナ中
    心側より外縁側を長くして同一噴孔中での管路抵抗をバ
    ーナ外縁側で大きく設定したことを特徴とするスラリー
    燃料用バーナ。」
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