JP3035097B2 - 液体燃料バーナ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボイラ、化学工業炉そ
の他の燃焼炉に適用される液体燃料用バーナ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図３は本発明の前提となる従来の液体燃
料バーナ装置の一例を示す全体配置図、図４はバーナガ
ン使用時の縦断面図、図５はバーナガン不使用時の拡大
縦断面図である。これらの図において、（０１）は炉本
体、（０２）はエアレジスタ、（０３）は１次空気ノズ
ル、（０４）は２次空気ノズル、（０５）はバーナガ
ン、（０６）はバーナガン用ガイドパイプ、（０７）は
液体燃料供給管、（０８）は噴霧蒸気供給本管、（０
９）は燃料霧化用噴霧蒸気供給管、（１０）はパージ用
噴霧蒸気供給管、（１１）は燃焼用空気配管、（１２）
は液体燃料、（１３）は噴霧蒸気、（１４）は燃料霧化
用噴霧蒸気、（１５）はパージ用噴霧蒸気、（１６）は
燃焼用空気、（１７）は１次空気、（１８）は２次空
気、（１９）は炉内、（２０）は火炎、（２１）はアト
マイザ、（２２）は外管、（２３）は内管、（２４）は
バーナガン入口燃料弁、（２５）バーナガン入口噴霧蒸
気弁、（２６）はバーナガン入口パージ用弁、（２７）
はシールエア、（２８）はバーナガン自動抜差装置をそ
れぞれ示す。

【０００３】このような従来の液体燃料バーナの着火操
作は、例えば次の手順によって行なう。 １） 図示されてない通風装置から送り込まれて来た燃
焼用空気（１６）は燃焼用空気配管（１１）を経てエア
レジスタ（０２）へ送り込まれる。 ２） エアレジスタ（０２）は複数のコンパートメント
からなり、各コンパートメントには１次空気ノズル（０
３）、２次空気ノズル（０４）およびバーナガン（０
５）が装着されている。 ３） １次空気ノズル（０３）の中心部には、エアレジ
スタ（０２）の前面板を貫通してバーナガン用ガイドパ
イプ（０６）が設けられ、バーナガン（０５）を挿入装
着する。

【０００４】４） 図示されてない液体燃料（１２）供
給装置から圧送されて来た液体燃料（１２）は、液体燃
料供給管（０７）を経由してバーナガン入口燃料弁（２
４）まで送り込まれる。 ５） 図示されてない噴霧蒸気（１３）供給装置から噴
霧蒸気供給本管（０８）を経由して圧送されて来た噴霧
蒸気（１３）は、燃料霧化用噴霧蒸気供給管（０９）か
ら、燃料霧化用噴霧蒸気（１４）としてバーナガン入口
噴霧蒸気弁（２５）まで送り込まれる。 ６） エアレジスタ（０２）へ送り込まれて来た燃焼用
空気（１６）は、エアレジスタ（０２）内で、１次空気
（１７）と２次空気（１８）に分流され、１次空気（１
７）は１次空気ノズル（０３）から、２次空気（１８）
は２次空気ノズル（０４）から、それぞれ炉内（１９）
へ吹き込まれる。

【０００５】７） 次いで各１次空気ノズル（０３）の
横に設けられた図示されてない点火トーチに通電し、点
火トーチ用燃料を炉内（１９）へ噴射、着火して点火ト
ーチ炎を形成させる。 ８） バーナガン入口噴霧蒸気弁（２５）を開いて、燃
料霧化用噴霧蒸気（１４）をアトマイザ（２１）から炉
内（１９）へ噴射する。 ９） バーナガン入口燃料弁（２４）を開いて液体燃料
（１２）をアトマイザ（２１）へ送り込み、燃料霧化用
噴霧蒸気（１４）と混合してアトマイザ（２１）から噴
出させる。液体燃料（１２）は、アトマイザ（２１）か
ら噴出する際に生じる燃料霧化用噴霧蒸気（１４）の膨
脹力によって霧化し、炉内（１９）へ吹き込まれる。 １０） 炉内（１９）へ吹き込まれた液体燃料（１２）
の噴霧粒子は、図示されてない点火トーチ炎によって着
火し、火炎（２０）を形成、１次空気（１７）および２
次空気（１８）の含有酸素を消費しながら燃焼を継続す
る。

【０００６】１１） 図３に示されるように複数のバー
ナガン（０５）が装備されている場合は、次いで２番目
のバーナに着火させるために再度上記７）項へ戻り１
０）項までの操作を繰返す。 １２） 全バーナガン（０５）が火炎（２０）を形成
し、それが安定すれば、図示されてない点火トーチ炎を
消火する。 １３） なお燃焼継続中は、バーナガン（０５）とバー
ナガン用ガイトパイプ（０６）間に図示されてない送風
装置から送り込まれて来る常温のシールエア（２７）が
常時圧送され、炉内（１９）から高温の燃焼ガスが侵入
するのを防止している。 以上が従来のものの着火操作例である。

【０００７】次に消火操作手順の一例を述べる。図３に
示されるように複数のバーナガン（０５）が装備されて
る場合は、着火操作と同様に１本づつ順次消火してい
く。 １） まず１番目に消火するバーナガン（０５）の図示
されてない点火トーチを着火し、点火トーチ炎を形成す
る。 ２） バーナガン入口燃料弁（２４）を全閉する。そう
すると火炎（２０）が消火する。

【０００８】３） バーナガン入口パージ用弁（２６）
を開く。そうすると、バーナガン入口燃料弁（２４）か
らアトマイザ（２１）までに滞留していた液体燃料（１
２）が、パージ用噴霧蒸気（１５）によって圧送されア
トマイザ（２１）から炉内（１９）へ噴射されて、図示
されてない点火トーチ炎によって着火、燃焼する。 ４） バーナガン入口パージ用弁（２６）の開放時間す
なわちパージ時間は、各ボイラあるいは燃焼炉により、
パージ状況、炉本体（０１）への影響、経済性等を配慮
して、一般に必要最小限に定められ、しかも自動化され
ている場合が多い。

【０００９】５） 一定のパージ時間が経過すると同時
に、バーナガン入口パージ用弁（２６）が全閉、パージ
用噴霧蒸気（１５）の通気が停止する。引続いてバーナ
ガン入口噴霧蒸気弁（２５）が全閉して燃料霧化用噴霧
蒸気（１４）が停止するが、そのままの状態では、炉内
（１９）からの輻射熱によってバーナガン（０５）先端
に取付けられているアトマイザ（２１）が焼損する。そ
こで、バーナガン入口噴霧蒸気弁（２５）の全閉動作と
ほぼ同時に、バーナガン（０５）がバーナガン自動抜差
装置（２８）により、図５に示されるように、バーナガ
ン用ガイドパイプ（０６）内へ自動的に約 500 mm 引き
抜かれ、酢内（１９）からの輻射熱による過熱を防止す
る。常温のシールエア（２７）はそのまま吹き込み続け
られる。 ６） 図示されてない点火トーチ炎を消火する。 以上で１番目のバーナガン（０５）の消火操作が終了、
続いて２番目のバーナガン（０６）の消火操作に移る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の液体燃料用バー
ナ装置は、消火後のバーナガン入口燃料弁（２４）から
バーナガン（０５）先端のアトマイザ（２１）までに残
存している液体燃料をパージ用噴霧蒸気（１５）によっ
てパージした場合、完全にはパージできず、液体燃料が
残存することがある。そのため従来は、消火・パージ終
了後、全てのバーナガン（０５）を人手によってエアレ
ジスタ（０２）から引抜き、バーナガン（０５）からア
トマイザ（２１）を取外して、バーナガン（０５）とア
トマイザ（２１）を完全清掃していた。そして次回の着
火直前に、このバーナガン（０５）をエアレジスタ（０
２）へ再装着していた。

【００１１】しかし最近では、着火、消火の頻度が多い
ことと人手不足のために、消火・パージ後のバーナガン
（０５）をエアレジスタ（０２）に装着したまま休止
し、再度使用する場合はそのまま着火操作に入ることも
あった。このように残存液体燃料（以下、残油と記す）
をそのまま放置してバーナガン（０５）をエアレジスタ
（０２）に装着しておくと、バーナガン（０５）内の残
油が熱分解して軽質分のみが蒸発し、重質分はバーナガ
ン（０５）先端のアトマイザ（２１）噴孔から拡散侵入
して来る空気によって酸化され、コークス化してアトマ
イザ（２１）噴孔あるいはバーナガン（０５）自体を閉
塞するという問題が生じていた。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の課
題を解決するために、液体燃料を噴霧蒸気により霧化し
てノズルから炉内に噴射し燃焼させるとともに不使用時
にはガイドパイプ内を後部の所定位置まで引抜かれるバ
ーナガンと、上記噴霧蒸気を遮断弁を介して上記液体燃
料の通路に導入する管路と、上記所定位置における上記
ノズルの近傍の上記ガイドパイプ側壁に設けられたスラ
イドダンパ付きの蒸気放出口と、上記遮断弁および上記
スライドダンパを上記バーナガンが上記所定位置に達し
た時に開き上記所定位置を離れた時に閉じる制御装置と
を備えたことを特徴とする液体燃料バーナ装置を提案す
るものである。

【００１３】

【作用】本発明においては、バーナガンを消火して残油
をパージしガイドパイプ内後部の所定位置まで引抜いた
後も、少量のパージ用噴霧蒸気を遮断弁を介して液体燃
料通路に通気するので、バーナガン先端のアトマイザ噴
孔から空気が拡散侵入して来ることはない。したがっ
て、パージしきれなかったバーナガン内の少量の残油
が、酸化されて固形化しバーナガン噴孔を閉塞する恐れ
はない。

【００１４】また、バーナガンがガイドパイプ後部の所
定位置に達すると、スライドダンパが制御装置により自
動的に作動して、ガイドパイプに設けられた蒸気放出口
が開くので、バーナガン不使用時の小量のパージ用噴霧
蒸気はその蒸気放出口からガイドパイプ外に放出され、
ガイドパイプ内にドレンが溜る心配もない。この蒸気放
出口は、バーナガンが上記所定位置を離れると、制御装
置により自動的に閉じられる。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の一実施例におけるバーナガン
使用時の縦断面図、図２は同じくバーナガン不使用時の
拡大縦断面図である。これらの図において、前記図３な
いし図５により説明した従来のものと同様の部分につい
ては、冗長になるのを避けるため、同一の符号を付けて
詳しい説明を省く。

【００１６】図１および図２で新たに描き加えられた部
材として、（１０１）はスライドダンパ、（１０２）は
休止用噴霧蒸気放出孔、（１０３）はスライドダンパ操
作桿、（１０４）は休止時パージ用弁、（１０５）はパ
ージ用噴霧蒸気流量調整体、（１０６）は休止時パージ
用噴霧蒸気供給管をそれぞれ示す。

【００１７】本実施例においては、バーナガン（０５）
内およびアトマイザ（２１）内で残油がコークス化する
のを防止するため、パージ終了後も少量のパージ用噴霧
蒸気（１５）を燃料霧化用噴霧蒸気供給管（０９）とパ
ージ用噴霧蒸気供給管（１０）からバーナガン（０５）
へ通気し、常時噴射してバーナガン（０５）先端のアト
マイザ（２１）噴孔から空気が拡散侵入しないようにす
る。そのためにバーナガン入口パージ用弁（２６）入口
のパージ用噴霧蒸気供給管（１０）から分岐する休止時
パージ用弁（遮断弁）（１０４）を設け、更にその後流
にパージ用噴霧蒸気流量調整体（１０５）を設けるとと
もに、その出口側を分流して休止時パージ用噴霧蒸気供
給管（１０６）を配管し、バーナガン入口の噴霧蒸気弁
（２５）とパージ用弁（２６）の出口部に接続した。休
止時パージ用弁（１０４）は、バーナガン（０５）がバ
ーナガン自動抜差装置（２８）により引き抜かれて所定
位置に達した時に、開き始め、所定位置から離れた時に
全閉するように、図示されてない自動制御システムによ
って制御される。

【００１８】パージ用噴霧蒸気（１５）は、バーナガン
用ガイドパイプ（０６）内に噴射されて壁面に衝突する
と、ドレン化する。そのドレンがバーナガン用ガイドパ
イプ（０６）の先端側に溜ると、燃焼ガス中に含有され
た三酸化硫黄ガス（ＳＯ₃ ）と反応して硫酸腐食を生じ
る恐れがある。その対策として本実施例では、休止中の
バーナガン（０５）先端のアトマイザ（２１）から噴射
されるパージ用噴霧蒸気（１５）が衝突するバーナガン
用ガイドパイプ（０６）の壁面に、休止用噴霧蒸気放出
孔（１０２）を設け、噴射されたパージ用噴霧蒸気（１
５）がバーナガン用ガイドパイプ（０６）内でドレン化
して溜ることがないようにした。この休止用噴霧蒸気放
出孔（１０２）には、バーナガン（０５）使用中にシー
ルエア（２７）がバーナガン用ガイドパイプ（０６）外
へ漏洩しないよう、スライドダンパ（１０１）を設け
る。

【００１９】このスライドダンパ（１０１）は、バーナ
ガン自動抜差装置（２８）に連結され、消火・パージ後
にバーナガン（０５）と連動して作動する。そして、バ
ーナガン（０５）使用中は休止用噴霧蒸気放出孔（１０
２）を全閉して、シールエア（２７）の漏洩を防止す
る。またバーナガン（０５）休止中は休止用噴霧蒸気放
出孔（１０２）を開孔して、アトマイザ（２１）から噴
射されたパージ用噴霧蒸気（１５）の殆んどをバーナガ
ン用ガイドパイプ（０６）外へ放出させ、ドレンの滞留
を防止する。

【００２０】本実施例における消火時の操作手順は次の
とおりである。 １） 図示されてない点火トーチを着火して点火トーチ
炎を形成する。 ２） バーナガン入口燃料弁（２４）を全閉する。炉内
（１９）で燃焼中の火炎（２０）が消火する。 ３） バーナガン入口パージ用弁（２６）を開く（パー
ジ開始）。バーナガン入口燃料弁（２４）からアトマイ
ザ（２１）までに滞留していた液体燃料（１２）が、パ
ージ用噴霧蒸気（１５）によって圧送されアトマイザ
（２１）から炉内（１９）へ噴射されて、図示されてな
い点火トーチ炎によって着火、燃焼する。

【００２１】４） 一定のパージ時間が経過すると、バ
ーナガン入口パージ用弁（２６）が全閉してパージ用噴
霧蒸気（１５）の通気が停止する。引続いてバーナガン
入口噴霧蒸気弁（２５）が全閉して燃料霧化用噴霧蒸気
（１４）が停止するが、バーナガン入口噴霧蒸気弁（２
５）の全閉動作とほぼ同時に、バーナガン（０５）がバ
ーナガン自動抜差装置（２８）によりバーナガン用ガイ
ドパイプ（０６）内へ自動的に約 500 mm 引抜かれる。
また同時に、バーナガン自動抜差装置（２８）にスライ
ドダンパ操作桿（１０３）によって連結されたスライド
ダンパ（１０１）が作動して、休止用噴霧蒸気放出孔
（１０２）が開放される。

【００２２】５） バーナガン（０５）がバーナガン自
動抜差装置（２８）によって引抜かれ所定位置に達する
と、パージ用噴霧蒸気供給管（１０）のバーナガン入口
パージ用弁（２６）の入口部から分岐するパージ用噴霧
蒸気供給管（１０）に設けられた休止時パージ用弁（１
０４）が開き始める。 ６） 休止時パージ用弁（１０４）の後流に設けられた
パージ用噴霧蒸気流量調整体（１０５）が、バーナガン
（０５）休止時のパージ用噴霧蒸気（１５）流量を常に
一定に調整する。

【００２３】７） 休止時パージ用弁（１０４）が開く
と、パージ用噴霧蒸気（１５）が、パージ用噴霧蒸気流
量調整体（１０５）から休止時パージ用噴霧蒸気供給管
（１０６）を経て、燃料霧化用噴霧蒸気供給管（０９）
とパージ用噴霧蒸気供給管（１０）からバーナガン（０
５）へ圧送され、アトマイザ（２１）噴孔からバーナガ
ン用ガイドパイプ（０６）内へ噴射される。 ８） 噴射されたパージ用噴霧蒸気（１５）は、休止用
噴霧蒸気放出孔（１０２）からバーナガン用ガイドパイ
プ（０６）の外側へ排出される。したがって、バーナガ
ン用ガイドパイプ（０６）内にドレンが滞留することは
なく、バーナガン用ガイドパイプ（０６）が硫酸腐食を
受ける心配はない。

【００２４】９） 休止時パージ用弁（１０４）は、上
記のとおりバーナガン（０５）が所定位置まで引き抜か
れた時から開き始めるが、逆に所定位置からバーナガン
（０５）が離れた時に全閉するよう、図示されてないシ
ーケンスが組まれている。

【００２５】

【発明の効果】本発明においては、不使用中のバーナガ
ンからパージ用噴霧蒸気を噴射しても、バーナガン用ガ
イドパイプ内にドレンが滞留しないから、バーナガンの
消火・パージ終了後も常時パージ用噴霧蒸気を噴射しつ
づけることができる。その結果、アトマイザ噴孔からバ
ーナガン内へ空気が拡散侵入することが防止され、バー
ナガン内およびアトマイザ内の残油がコークス化しなく
なる。したがって、消火・パージ終了後の人手によるバ
ーナガンの解放清掃が不要となり、バーナガンは消火・
パージ終了後もエアレジスタに装着したままで再使用の
時まで休止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例におけるバーナガン使
用時の縦断面図である。

【図２】図２は同じくバーナガン不使用時の拡大縦断面
図である。

【図３】図３は従来の液体燃料バーナ装置の一例を示す
全体配置図である。

【図４】図４は上記従来の液体燃料バーナ装置における
バーナガン使用時の縦断面図である。

【図５】図５は同じくバーナガン不使用時の拡大縦断面
図である。

【符号の説明】

（０１） 炉本体 （０２） エアレジスタ （０３） １次空気ノズル （０４） ２次空気ノズル （０５） バーナガン （０６） バーナガン用ガイドパイプ （０７） 液体燃料供給管 （０８） 噴霧蒸気供給本管 （０９） 燃料霧化用噴霧蒸気供給管 （１０） パージ用噴霧蒸気供給管 （１１） 燃焼用空気配管 （１２） 液体燃料 （１３） 噴霧蒸気 （１４） 燃料霧化用噴霧蒸気 （１５） パージ用噴霧蒸気 （１６） 燃焼用空気 （１７） １次空気 （１８） ２次空気 （１９） 炉内 （２０） 火炎 （２１） アトマイザ （２２） 外管 （２３） 内管 （２４） バーナガン入口燃料弁 （２５） バーナガン入口噴霧蒸気弁 （２６） バーナガン入口パージ用弁 （２７） シールエア （２８） バーナガン自動抜差装置 （１０１） スライドダンパ （１０２） 休止用噴霧蒸気放出孔 （１０３） スライドダンパ操作桿 （１０４） 休止時パージ用弁（遮断弁） （１０５） パージ用噴霧蒸気流量調整体 （１０６） 休止時パージ用噴霧蒸気供給管

フロントページの続き (72)発明者 大栗 正治 長崎市深堀町５丁目717番地１ 長菱エ ンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−194126（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−193514（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−137521（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−18310（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23D 11/10 F23D 11/18 - 11/20 F23D 11/38 F23N 1/00 105 F23N 5/24 101

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体燃料を噴霧蒸気により霧化してノズ
   ルから炉内に噴射し燃焼させるとともに不使用時にはガ
   イドパイプ内を後部の所定位置まで引抜かれるバーナガ
   ンと、上記噴霧蒸気を遮断弁を介して上記液体燃料の通
   路に導入する管路と、上記所定位置における上記ノズル
   の近傍の上記ガイドパイプ側壁に設けられたスライドダ
   ンパ付きの蒸気放出口と、上記遮断弁および上記スライ
   ドダンパを上記バーナガンが上記所定位置に達した時に
   開き上記所定位置を離れた時に閉じる制御装置とを備え
   たことを特徴とする液体燃料バーナ装置。