JP3679998B2 - 微粉炭バーナ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電用あるいは工場用等の蒸気の発生を行う微粉炭焚きボイラのバーナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種ボイラについて、図８ないし図１１に基づいて説明する。
図８及び図９において、符号０１は断面略正方形のボイラ火炉本体で、その四隅それぞれにバーナを上下方向に複数段に亙って内蔵したバーナ本体０２を配設している。前記バーナは燃料用空気ノズル０３、補助用空気ノズル０４及び微粉炭混合気ノズル０５等で構成され、微粉炭混合気輸送管０６、送気ダクト０７、主バーナ空気用ダクト０８及びアディショナル空気用ダクト０９等を経て、微粉炭混合気１０、燃焼用空気１１、主バーナ用空気１２及びアディショナル空気１３等が供給されるようになっている。
【０００３】
また、１４は上方位置に配置したアディショナル空気ノズル、１５は火炉内を示し、同火炉内１５には微粉炭火炎１６が形成される。１７は各バーナ本体０２に組み入れられた空気調節ダンパ、１８は説明の便宜上火炉内１５に想定した仮想円、１９は火炉内１５に形成されるファイアボルテックスである。
【０００４】
前記構成の従来の微粉炭焚きボイラにおいて、図示省略の石炭粉砕設備に送り込まれた石炭は微粉化され、同時に送り込まれた搬送用空気（温風）と混合して微粉炭混合気１０を形成、微粉炭混合気輸送管０６を通してバーナ本体０２に設けられた微粉炭混合気ノズル０５へ送り込まれる。
【０００５】
バーナ本体０２はボイラ火炉本体０１の四隅に設置されており、各バーナ本体０２には燃料用空気ノズル０３と、その中心部に設けられた微粉炭混合気ノズル０５及び燃料用空気ノズル０３の上下に設けられた補助用空気ノズル０４とからなるバーナが複数組内蔵されている。尚、バーナ本体０２はボイラ火炉本体０１の四隅だけでなく、図１０のバーナ本体０２配置例に示すように、壁面にも設置される場合がある（図１０の（ｂ）〜（ｄ）参照）。
【０００６】
前記各ノズル、即ち燃料用空気ノズル０３、補助用空気ノズル０４、微粉炭混合気ノズル０５は、ボイラ火炉本体０１の水平断面上の中心部に仮想円１８を設定し、その仮想円１８に対して接線方向に微粉炭混合気１０及び主バーナ用空気１２を吹き込むよう装着されている。図１１に従来の微粉炭混合気ノズル０５の組立図の一例を示す。
【０００７】
ボイラ火炉本体０１にはバーナ本体０２の上方の四隅にアディショナル空気ノズル１４が設けられている。アディショナル空気ノズル１４はバーナ本体０２の前記各ノズル０３，０４，０５に対する仮想円１８と同径の仮想円１８をボイラ火炉本体０１の水平断面上の中心部に設定してその仮想円１８に対して接線方向にアディショナル空気１３を吹き込むように装着されている。
【０００８】
バーナ本体０２に設けられた微粉炭混合気ノズル０５へ送り込まれてきた微粉炭混合気１０は、同ノズル０５から火炉内１５へ吹き込まれる。一方、燃焼用空気１１は図示されていない輸送設備によって送気ダクト０７を通して送気され、バーナ本体０２へ入る前に主バーナ用空気１２とアディショナル空気１３とに分流される。
【０００９】
主バーナ用空気１２は主バーナ空気用ダクト０８を通してバーナ本体０２へ送り込まれ、燃料用空気ノズル０３と補助用空気ノズル０４から火炉内１５へ吹き込まれる。
【００１０】
主バーナ用空気１２の量は通常、微粉炭混合気１０として吹き込まれた微粉炭量の量論比以下としてアディショナル空気ノズル１４よりも下部の火炉内１５を還元雰囲気に保持し、微粉炭の燃焼によって発生した窒素酸化物（以下、NOx と略称）を還元する。
【００１１】
主バーナ用空気１２と分流されたアディショナル空気１３はアディショナル空気ノズル１４へ送り込まれ、火炉内１５へ吹き込まれて還元燃焼により燃焼ガス中に残存した可燃分の燃焼完結のために使用される。
【００１２】
ボイラ火炉本体０１の四隅から火炉内１５へ吹き込まれた微粉炭混合気１０は図示されていない着火源によって着火され、微粉炭火炎１６を形成する。それらの微粉炭火炎１６は旋回流となってファイアボルテックス１９を形成し、旋回しながら火炉内１５を上昇する。即ち、旋回燃焼するのである。
【００１３】
前述の如く、バーナ本体０２から吹き込まれる主バーナ用空気１２の量は、微粉炭混合気ノズル０５から微粉炭混合気１０として吹き込まれた微粉炭量の量論比以下であり、アディショナル空気ノズル１４部よりも下方の火炉内１５は還元雰囲気となる。
【００１４】
従って、微粉炭の燃焼によって発生した燃焼排ガスは可燃分を含有したものとなるが、微粉炭燃焼によって発生した燃焼排ガス中のNOx は還元され、代ってNH3 ，HCN 等の中間生成物が発生する。
【００１５】
この還元領域におけるNOx の還元は主バーナ用空気１２と微粉炭混合気１０の拡散混合を効率よく行って燃焼させることが重要で、主バーナ用空気１２によって供給される酸素を完全に消費してしまう程、NOx 還元率が高くなる。
【００１６】
可燃分を含有した燃焼排ガスはアディショナル空気ノズル１４部でアディショナル空気１３を吹き込まれ、火炉出口までに燃焼を完結する。
【００１７】
このような従来のものの微粉炭燃焼で、ボイラ火炉本体０１の水平断面上の中心部に設定した仮想円１８径が過小の場合は、微粉炭火炎１６同志が衝突してファイアボルテックス１９の形成が不良となり燃焼が劣化する。逆に仮想円１８径が過大な場合は微粉炭火炎１６が火炉内１５側壁に衝突する等によりスラッギングが激しくなる上、燃焼も劣化するといった現象が生じる。
【００１８】
そのため、従来から仮想円１８径の決定に当たっては実績をも考慮して慎重に行われて来たが、それでも高速度で吹き込まれる主バーナ用空気１２によって火炉内１５側壁と微粉炭火炎１６の間に負圧が生じ、微粉炭火炎１６が、側壁へ引き寄せられる、所謂コ・アンダ効果のため、微粉炭火炎１６同志が形成するファイアボルテックス１９はその径が仮想円１８径よりもかなり大きな中空のドーナツ状のファイアボルテックス１９となって火炉内１５を流れるので、スラッギングが激しくなる。
【００１９】
バーナ容量が大きくなると微粉炭混合気ノズル０５から吹き込まれる微粉炭混合気１０の噴出モーメンタムが大きくなるので、火炉内１５側壁への微粉炭火炎１６の衝突度合が高まる上に安定した着火性の確保が困難となる。この結果、従来の微粉炭焚きバーナは大容量化が難しいといった欠点を有していた。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
ボイラの大容量化を図る場合、必然的に燃焼量が増大するが、それに対応するためには、（１）ボイラへ装着するバーナ本数の増加、（２）バーナ（１本当たり）の大容量化が必要となる。
【００２１】
このうち、バーナ本数の増加はボイラ火炉本体０１の水平断面上のバーナ本数が決まっているのでバーナ段数を増加することになるが、これはボイラ高さが高くなってボイラ建設コストが増大する。
【００２２】
従って、ボイラの大容量化に対してはバーナ１本当たりの大容量化で対応せざる得ないが、従来のバーナでファイアボルテックス１９を形成させる燃焼を行うと、バーナ容量の増大に伴って微粉炭混合気ノズル０５から吹き込まれる微粉炭混合気１０の噴出モーメンタムが大きくなるので、火炉内１５側壁への微粉炭火炎１６の衝突度合が高まってスラッギング量が増大すると共に微粉炭火炎１６の着火安定性確保が困難となるといった問題点がある。
【００２３】
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたもので、微粉炭焚きバーナの大容量化をスラッギング量を増大することなくまた着火安定性を十分に確保して効果的に図れる微粉炭バーナを提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するための本発明に係る微粉炭バーナは、火炉内の水平面内における仮想円に対して接線方向に微粉炭混合気を投入して燃焼させる微粉炭バーナにおいて、微粉炭混合気ノズル先端の混合気噴出口を左右に複数分割して、仮想円中心側と火炉壁側へ分流して吹き込むようにすると共に、火炉壁側へ吹き込む微粉炭混合気が低濃度となるように前記微粉炭混合気供給系に濃淡分離装置を配設し、かつ前記混合気噴出口の中、火炉壁側へ微粉炭混合気を吹き込む側の噴出口を上下に複数分割し、分割した当該混合気噴出口間に微粉炭混合気ノズルの外周を流れる主バーナ用空気の一部を前記微粉炭混合気と共に火炉内へ吹き込む空気噴出口を設けたことを特徴とする。
【００２５】
前記分割した混合気噴出口間に着火促進用の空気孔を開口したことを特徴とする微粉炭バーナ。
【００２６】
前記混合気噴出口の中、仮想円中心側へ微粉炭混合気を吹き込む側の噴出口を更に上下に複数分割したことを特徴とする。
【００２８】
前記微粉炭混合気ノズルに連結した微粉炭混合気輸送管内に濃淡分離装置を設けると共に、微粉炭混合気ノズル内をその入口から先端まで仕切板によって左右に２分割し、濃淡分離装置で分離された濃微粉炭混合気を仮想円中心側へ、淡微粉炭混合気を火炉壁側へ吹き込むようにしたことを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る微粉炭バーナを実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【００３１】
［第１実施例］
図１は本発明の第１実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ矢視図、同図（ｃ）は正面図である。
【００３２】
本実施例におけるバーナは、火炉内の水平面内における仮想円に対して接線方向に微粉炭混合気を投入して燃焼させる微粉炭バーナであり、後述する構成以外は前述した図８ないし図１０と同様なので、これらを参照して重複する説明は省略する。
【００３３】
図１において、１０２はバーナ本体で、このバーナ本体１０２には主バーナ用空気１１２を噴出するための燃料用空気ノズル１０３とこの燃料用空気ノズル１０３の内側に位置して微粉炭混合気１１０を噴出するための微粉炭混合気ノズル１０５とからなるバーナが内蔵される。図示例では、微粉炭混合気ノズル１０５が先端ノズル部と後端筒部とに長手方向に２分割されている。
【００３４】
前記微粉炭混合気ノズル１０５の先端ノズル部における混合気噴出口は、濃微粉炭混合気噴出口１０５ａと淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂとに左右に分割され、仮想円中心側へは濃微粉炭混合気１１０ａが、また火炉壁側へは淡微粉炭混合気１１０ｂが分流・噴出されるようになっている。
【００３５】
一方、前記微粉炭混合気ノズル１０５の後端筒部には断面円形状の濃淡分離室１２５が画成され、微粉炭混合気輸送管１０６より濃淡分離室１２５に供給された微粉炭混合気１１０を流量調節器１２５ａ及び濃淡分離筒１２５ｂにより、濃淡分離筒１２５ｂの外側でかつ前記濃微粉炭混合気噴出口１０５ａに対応させて形成された濃微粉炭混合気払出孔１２５ｃから濃微粉炭混合気１１０ａを、また濃淡分離筒１２５ｂの内側でかつ前記淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂに対応させて形成された淡微粉炭混合気払出孔１２５ｄから淡微粉炭混合気１１０ｂをそれぞれ払い出すようになっている。前記流量調節器１２５ａは濃淡分離筒１２５ｂの後端開口部を開閉すべく作動して淡微粉炭混合気払出孔１２５ｄより払い出される淡微粉炭混合気１１０ｂの流量を調節するものである。
【００３６】
また、前記分割した濃微粉炭混合気噴出口１０５ａと淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂとの間には着火促進用空気孔１２０が複数個開口され、着火促進用空気室１２１に着火促進用空気室入口孔１２２より取り入れた主バーナ用空気１１２の一部が前記着火促進用空気孔１２０から噴出されるようになっている。
【００３７】
このように構成されるため、微粉炭混合気輸送管１０６から微粉炭混合気ノズル１０５の濃淡分離室１２５内に流入した微粉炭混合気１１０は、微粉炭粒子の慣性力によって濃淡分離筒１２５ｂの外側を流れる濃微粉炭混合気１１０ａと濃淡分離筒１２５ｂの内側を流れる淡微粉炭混合気１１０ｂに分離される。
【００３８】
そして、分離された濃微粉炭混合気１１０ａは、濃微粉炭混合気払出孔１２５ｃより微粉炭混合気ノズル１０５内に払い出され、濃微粉炭混合気噴出口１０５ａから仮想円中心側に向けて噴出される。一方、淡微粉炭混合気１１０ｂは、淡微粉炭混合気払出孔１２５ｄより微粉炭混合気ノズル１０５内に払い出され、淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂから火炉壁側に向けて噴出される。
【００３９】
これにより、火炉壁側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を低濃度でかつ微小粒子群にしてスラッギング量を減少させられると共に仮想円中心側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を高濃度にして着火安定性を十分に確保でき、依って、微粉炭焚きバーナの大容量化図れる。換言すれば、ボイラ高さを増大することなくボイラの大容量化が図れる。
【００４０】
また、本実施例では、濃微粉炭混合気噴出口１０５ａと淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂとの間の着火促進用空気孔１２０から主バーナ用空気１１２の一部が噴出されるため、分流・噴出された濃微粉炭混合気１１０ａと淡微粉炭混合気１１０ｂとの早期合流が防止されると共にこれら微粉炭混合気１１０の揮発分発生が促進されてより一層着火安定性が確保される。
【００４１】
［第２実施例］
図２は本発明の第２実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は正面図である。
【００４２】
これは、微粉炭混合気ノズル１０５の先端ノズル部における混合気噴出口を、高濃微粉炭混合気噴出口１０５ａａと中濃微粉炭混合気噴出口１０５ａｂと淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂとに左右に３分割し、微粉炭混合気１１０の吹き込み方向が火炉壁側に近い方ほど、低濃度となるように微粉炭混合気ノズル１０５の後端筒部内に濃淡分離体１２４を適宜配設した例である。
【００４３】
これによれば、第１実施例と同様に、火炉壁側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を低濃度でかつ微小粒子群にしてスラッギング量を減少させられると共に仮想円中心側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を高濃度にして着火安定性を十分に確保でき、依って、微粉炭焚きバーナの大容量化図れる。
【００４４】
［第３実施例］
図３は本発明の第３実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は正面図である。
【００４５】
これは、微粉炭混合気ノズル１０５の先端ノズル部における混合気噴出口を、２つの高濃微粉炭混合気噴出口１０５ａａと１つの中濃微粉炭混合気噴出口１０５ａｂと２つの淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂとに左右に５分割し、微粉炭混合気１１０の吹き込み方向が火炉壁側に近い方ほど、低濃度となるように微粉炭混合気ノズル１０５の後端筒部内に濃淡分離体１２４を適宜配設すると共に、高濃微粉炭混合気噴出口１０５ａａと中濃微粉炭混合気噴出口１０５ａｂとの間の着火促進用空気孔１２０から主バーナ用空気１１２の一部が噴出されるようにした例である。
【００４６】
これによれば、第１実施例と同様に、火炉壁側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を低濃度でかつ微小粒子群にしてスラッギング量を減少させられると共に仮想円中心側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を高濃度にして着火安定性を十分に確保できる。また、着火促進用空気孔１２０からの着火促進用空気によりより一層着火安定性が確保される。
【００４７】
［第４実施例］
図４は本発明の第４実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【００４８】
これは、微粉炭混合気ノズル１０５の先端ノズル部における混合気噴出口を、濃微粉炭混合気噴出口１０５ａと淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂとに左右に２分割し、微粉炭混合気１１０の吹き込み方向が火炉壁側に近い方ほど、低濃度となるように微粉炭混合気ノズル１０５の後端筒部内に濃淡分離体１２４を配設すると共に、濃微粉炭混合気噴出口１０５ａを更に上下に２分割し、かつこの分割した濃微粉炭混合気噴出口１０５ａ間に開口した着火促進用空気孔１２０から主バーナ用空気１１２の一部が噴出されるようにした例である。
【００４９】
これによれば、第１実施例と同様に、火炉壁側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を低濃度でかつ微小粒子群にしてスラッギング量を減少させられると共に仮想円中心側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を高濃度にして着火安定性を十分に確保できる。また、濃微粉炭混合気噴出口１０５ａの２分割による噴出時のモーメンタム減少と着火促進用空気孔１２０からの着火促進用空気によりより一層着火安定性が確保される。
【００５０】
［第５実施例］
図５は本発明の第５実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は側断面図、同図（ｂ）は平断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【００５１】
これは、微粉炭混合気ノズル１０５の先端ノズル部における混合気噴出口を、濃微粉炭混合気噴出口１０５ａと淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂとに左右に２分割し、微粉炭混合気１１０の吹き込み方向が火炉壁側に近い方ほど、低濃度となるように微粉炭混合気ノズル１０５の後端筒部内に濃淡分離体１２４を配設すると共に、淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂを更に上下に複数（図示例では３）分割し、かつこの分割した淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂ間に開口した淡濃度化用空気噴出口１３０から主バーナ用空気１１２の一部が淡濃度化用空気流入孔１３１を介して淡濃度化用空気１１２ａとして噴出されるようにした例である。
【００５２】
これによれば、第１実施例と同様に、火炉壁側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を低濃度でかつ微小粒子群にしてスラッギング量を減少させられると共に仮想円中心側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を高濃度にして着火安定性を十分に確保できる。また、淡濃度化用空気噴出口１３０からの淡濃度化用空気１１２ａにより微粉炭混合気１１０の濃度が更に淡化されるので、より一層スラッギング量を減少させられる。
【００５３】
［第６実施例］
図６は本発明の第６実施例を示すバーナの構造説明図（平断面図）である。
【００５４】
これは、微粉炭混合気ノズル１０５の先端ノズル部における混合気噴出口を、濃微粉炭混合気噴出口１０５ａと淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂとに左右に２分割すると共にこれらの間に開口した着火促進用空気孔１２０から主バーナ用空気１１２の一部が噴出されるようにし、かつ微粉炭混合気ノズル１０５の後端筒部に連結した微粉炭混合気輸送管１０６内に濃淡分離体１２４を配設し、更には微粉炭混合気ノズル１０５の後端筒部内をその入口から先端まで仕切板１３２によって左右に２分割し、微粉炭混合気１１０の吹き込み方向が火炉壁側に近い方ほど、低濃度となるようにした例である。
【００５５】
これによれば、第１実施例と同様に、火炉壁側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を低濃度でかつ微小粒子群にしてスラッギング量を減少させられると共に仮想円中心側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を高濃度にして着火安定性を十分に確保できる。また、着火促進用空気孔１２０からの着火促進用空気によりより一層着火安定性が確保される。また、仕切板１３２によって微粉炭混合気ノズル１０５の入口側で濃淡に分離した微粉炭混合気１１０をそのままの状態で火炉内へ噴出させられるので、濃淡分離体１２４を製作が容易な微粉炭混合気輸送管１０６に設けることができ、コストダウンが図れる。
【００５６】
［第７実施例］
図７は本発明の第７実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ矢視図、同図（ｃ）は正面図である。
【００５７】
これは、微粉炭混合気ノズル１０５の先端ノズル部における混合気噴出口を、濃微粉炭混合気噴出口１０５ａと淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂとに左右に２分割すると共にこれらを更に上下に２分割して濃微粉炭混合気噴出口１０５ａにおいては上方を高濃微粉炭混合気噴出口１０５ａａとし下方を中濃微粉炭混合気噴出口１０５ａｂとした。また、上下の噴出口間に開口した着火促進用空気孔１２０から主バーナ用空気１１２の一部が噴出されるようにすると共に微粉炭混合気ノズル１０５の後端筒部に連結した微粉炭混合気輸送管１０６内に濃淡分離体１２４を配設し、更には微粉炭混合気ノズル１０５の後端筒部内をその入口から先端まで仕切板１３２によって左右に２分割し、微粉炭混合気１１０の吹き込み方向が火炉壁側に近い方ほど、低濃度となるようにした例である。
【００５８】
これによれば、第１実施例と同様に、火炉壁側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を低濃度でかつ微小粒子群にしてスラッギング量を減少させられると共に仮想円中心側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を高濃度にして着火安定性を十分に確保できる。また、着火促進用空気孔１２０からの着火促進用空気によりより一層着火安定性が確保される。また、仕切板１３２によって微粉炭混合気ノズル１０５の入口側で濃淡に分離した微粉炭混合気１１０をそのままの状態で火炉内へ噴出させられるので、濃淡分離体１２４を製作が容易な微粉炭混合気輸送管１０６に設けることができ、コストダウンが図れる。また、上方の高濃微粉炭混合気噴出口１０５ａａから高濃微粉炭混合気１１０ａａを噴出させて着火安定性の向上を図る一方で、下方の中濃微粉炭混合気噴出口１０５ａｂからは薄目の中濃微粉炭混合気１１０ａｂを噴出させて噴出口底面へ微粉炭が沈降堆積するのが防止される。尚、上記実施例で、淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂ側は特に上下に２分割しなくても良い。
【００５９】
尚、本発明は上記各実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各種噴出口の分割数の変更等各種変更が可能であることはいうまでもない。
【００６０】
【発明の効果】
以上、実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明の請求項１に係る発明は、火炉内の水平面内における仮想円に対して接線方向に微粉炭混合気を投入して燃焼させる微粉炭バーナにおいて、微粉炭混合気ノズル先端の混合気噴出口を左右に複数分割して、仮想円中心側と火炉壁側へ分流して吹き込むようにすると共に、火炉壁側へ吹き込む微粉炭混合気が低濃度となるように前記微粉炭混合気供給系に濃淡分離装置を配設し、かつ前記混合気噴出口の中、火炉壁側へ微粉炭混合気を吹き込む側の噴出口を上下に複数分割し、分割した当該混合気噴出口間に微粉炭混合気ノズルの外周を流れる主バーナ用空気の一部を前記微粉炭混合気と共に火炉内へ吹き込む空気噴出口を設けたので、火炉壁側へ吹き込む微粉炭混合気を低濃度でかつ微小粒子群にしてスラッギング量を減少させられると共に仮想円中心側へ吹き込む微粉炭混合気を高濃度にして着火安定性を十分に確保でき、依って、微粉炭焚きバーナの大容量化図れる。換言すれば、ボイラ高さを増大することなくボイラの大容量化が図れる。また、前記空気噴出口により微粉炭混合気の濃度が更に淡化され、より一層スラッギング量が減少される。
【００６１】
本発明の請求項２に係る発明は、前記分割した混合気噴出口間に着火促進用の空気孔を開口したことを特徴とするので、より一層着火安定性が確保される。
【００６２】
本発明の請求項３に係る発明は、前記混合気噴出口の中、仮想円中心側へ微粉炭混合気を吹き込む側の噴出口を更に上下に複数分割したことを特徴とするので、噴出時のモーメンタム減少によりより一層着火安定性が確保される。
【００６４】
本発明の請求項４に係る発明は、前記微粉炭混合気ノズルに連結した微粉炭混合気輸送管内に濃淡分離装置を設けると共に、微粉炭混合気ノズル内をその入口から先端まで仕切板によって左右に２分割し、濃淡分離装置で分離された濃微粉炭混合気を仮想円中心側へ、淡微粉炭混合気を火炉壁側へ吹き込むようにしたことを特徴とするので、濃淡分離装置を製作が容易な微粉炭混合気輸送管に設けることができ、コストダウンが図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ矢視図、同図（ｃ）は正面図である。
【図２】本発明の第２実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は正面図である。
【図３】本発明の第３実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は正面図である。
【図４】本発明の第４実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】本発明の第５実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は側断面図、同図（ｂ）は平断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【図６】本発明の第６実施例を示すバーナの構造説明図（平断面図）である。
【図７】本発明の第７実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ矢視図、同図（ｃ）は正面図である。
【図８】従来のボイラの系統図である。
【図９】図８のＥ−Ｅ線矢視図である。
【図１０】従来のボイラにおけるバーナの配置図である。
【図１１】従来のボイラにおける微粉炭混合気ノズルを示し、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は正面図である。
【符号の説明】
１０２ バーナ本体
１０３ 燃料用空気ノズル
１０５ 微粉炭混合気ノズル
１０５ａ 濃微粉炭混合気噴出口
１０５ｂ 淡微粉炭混合気噴出口
１０５ａａ 高濃微粉炭混合気噴出口
１０５ａｂ 中濃微粉炭混合気噴出口
１０５ｂ 淡微粉炭混合気噴出口
１０６ 微粉炭混合気輸送管
１１０ 微粉炭混合気
１１０ａ 濃微粉炭混合気
１１０ａａ 高濃微粉炭混合気
１１０ａｂ 中濃微粉炭混合気
１１０ｂ 淡微粉炭混合気
１１２ 主バーナ用空気
１１２ａ 淡濃度化用空気
１２０ 着火促進用空気孔
１２１ 着火促進用空気室
１２２ 着火促進用空気室入口孔
１２４ 濃淡分離体
１２５ 濃淡分離室
１２５ａ 流量調節器
１２５ｂ 濃淡分離筒
１２５ｃ 濃微粉炭混合気払出孔
１２５ｄ 淡微粉炭混合気払出孔
１３０ 淡濃度化用空気噴出口
１３１ 淡濃度化用空気流入孔
１３２ 仕切板
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電用あるいは工場用等の蒸気の発生を行う微粉炭焚きボイラのバーナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種ボイラについて、図８ないし図１１に基づいて説明する。
図８及び図９において、符号０１は断面略正方形のボイラ火炉本体で、その四隅それぞれにバーナを上下方向に複数段に亙って内蔵したバーナ本体０２を配設している。前記バーナは燃料用空気ノズル０３、補助用空気ノズル０４及び微粉炭混合気ノズル０５等で構成され、微粉炭混合気輸送管０６、送気ダクト０７、主バーナ空気用ダクト０８及びアディショナル空気用ダクト０９等を経て、微粉炭混合気１０、燃焼用空気１１、主バーナ用空気１２及びアディショナル空気１３等が供給されるようになっている。
【０００３】
また、１４は上方位置に配置したアディショナル空気ノズル、１５は火炉内を示し、同火炉内１５には微粉炭火炎１６が形成される。１７は各バーナ本体０２に組み入れられた空気調節ダンパ、１８は説明の便宜上火炉内１５に想定した仮想円、１９は火炉内１５に形成されるファイアボルテックスである。
【０００４】
前記構成の従来の微粉炭焚きボイラにおいて、図示省略の石炭粉砕設備に送り込まれた石炭は微粉化され、同時に送り込まれた搬送用空気（温風）と混合して微粉炭混合気１０を形成、微粉炭混合気輸送管０６を通してバーナ本体０２に設けられた微粉炭混合気ノズル０５へ送り込まれる。
【０００５】
バーナ本体０２はボイラ火炉本体０１の四隅に設置されており、各バーナ本体０２には燃料用空気ノズル０３と、その中心部に設けられた微粉炭混合気ノズル０５及び燃料用空気ノズル０３の上下に設けられた補助用空気ノズル０４とからなるバーナが複数組内蔵されている。尚、バーナ本体０２はボイラ火炉本体０１の四隅だけでなく、図１０のバーナ本体０２配置例に示すように、壁面にも設置される場合がある（図１０の（ｂ）〜（ｄ）参照）。
【０００６】
前記各ノズル、即ち燃料用空気ノズル０３、補助用空気ノズル０４、微粉炭混合気ノズル０５は、ボイラ火炉本体０１の水平断面上の中心部に仮想円１８を設定し、その仮想円１８に対して接線方向に微粉炭混合気１０及び主バーナ用空気１２を吹き込むよう装着されている。図１１に従来の微粉炭混合気ノズル０５の組立図の一例を示す。
【０００７】
ボイラ火炉本体０１にはバーナ本体０２の上方の四隅にアディショナル空気ノズル１４が設けられている。アディショナル空気ノズル１４はバーナ本体０２の前記各ノズル０３，０４，０５に対する仮想円１８と同径の仮想円１８をボイラ火炉本体０１の水平断面上の中心部に設定してその仮想円１８に対して接線方向にアディショナル空気１３を吹き込むように装着されている。
【０００８】
バーナ本体０２に設けられた微粉炭混合気ノズル０５へ送り込まれてきた微粉炭混合気１０は、同ノズル０５から火炉内１５へ吹き込まれる。一方、燃焼用空気１１は図示されていない輸送設備によって送気ダクト０７を通して送気され、バーナ本体０２へ入る前に主バーナ用空気１２とアディショナル空気１３とに分流される。
【０００９】
主バーナ用空気１２は主バーナ空気用ダクト０８を通してバーナ本体０２へ送り込まれ、燃料用空気ノズル０３と補助用空気ノズル０４から火炉内１５へ吹き込まれる。
【００１０】
主バーナ用空気１２の量は通常、微粉炭混合気１０として吹き込まれた微粉炭量の量論比以下としてアディショナル空気ノズル１４よりも下部の火炉内１５を還元雰囲気に保持し、微粉炭の燃焼によって発生した窒素酸化物（以下、NOx と略称）を還元する。
【００１１】
主バーナ用空気１２と分流されたアディショナル空気１３はアディショナル空気ノズル１４へ送り込まれ、火炉内１５へ吹き込まれて還元燃焼により燃焼ガス中に残存した可燃分の燃焼完結のために使用される。
【００１２】
ボイラ火炉本体０１の四隅から火炉内１５へ吹き込まれた微粉炭混合気１０は図示されていない着火源によって着火され、微粉炭火炎１６を形成する。それらの微粉炭火炎１６は旋回流となってファイアボルテックス１９を形成し、旋回しながら火炉内１５を上昇する。即ち、旋回燃焼するのである。
【００１３】
前述の如く、バーナ本体０２から吹き込まれる主バーナ用空気１２の量は、微粉炭混合気ノズル０５から微粉炭混合気１０として吹き込まれた微粉炭量の量論比以下であり、アディショナル空気ノズル１４部よりも下方の火炉内１５は還元雰囲気となる。
【００１４】
従って、微粉炭の燃焼によって発生した燃焼排ガスは可燃分を含有したものとなるが、微粉炭燃焼によって発生した燃焼排ガス中のNOx は還元され、代ってNH3 ，HCN 等の中間生成物が発生する。
【００１５】
この還元領域におけるNOx の還元は主バーナ用空気１２と微粉炭混合気１０の拡散混合を効率よく行って燃焼させることが重要で、主バーナ用空気１２によって供給される酸素を完全に消費してしまう程、NOx 還元率が高くなる。
【００１６】
可燃分を含有した燃焼排ガスはアディショナル空気ノズル１４部でアディショナル空気１３を吹き込まれ、火炉出口までに燃焼を完結する。
【００１７】
このような従来のものの微粉炭燃焼で、ボイラ火炉本体０１の水平断面上の中心部に設定した仮想円１８径が過小の場合は、微粉炭火炎１６同志が衝突してファイアボルテックス１９の形成が不良となり燃焼が劣化する。逆に仮想円１８径が過大な場合は微粉炭火炎１６が火炉内１５側壁に衝突する等によりスラッギングが激しくなる上、燃焼も劣化するといった現象が生じる。
【００１８】
そのため、従来から仮想円１８径の決定に当たっては実績をも考慮して慎重に行われて来たが、それでも高速度で吹き込まれる主バーナ用空気１２によって火炉内１５側壁と微粉炭火炎１６の間に負圧が生じ、微粉炭火炎１６が、側壁へ引き寄せられる、所謂コ・アンダ効果のため、微粉炭火炎１６同志が形成するファイアボルテックス１９はその径が仮想円１８径よりもかなり大きな中空のドーナツ状のファイアボルテックス１９となって火炉内１５を流れるので、スラッギングが激しくなる。
【００１９】
バーナ容量が大きくなると微粉炭混合気ノズル０５から吹き込まれる微粉炭混合気１０の噴出モーメンタムが大きくなるので、火炉内１５側壁への微粉炭火炎１６の衝突度合が高まる上に安定した着火性の確保が困難となる。この結果、従来の微粉炭焚きバーナは大容量化が難しいといった欠点を有していた。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
ボイラの大容量化を図る場合、必然的に燃焼量が増大するが、それに対応するためには、（１）ボイラへ装着するバーナ本数の増加、（２）バーナ（１本当たり）の大容量化が必要となる。
【００２１】
このうち、バーナ本数の増加はボイラ火炉本体０１の水平断面上のバーナ本数が決まっているのでバーナ段数を増加することになるが、これはボイラ高さが高くなってボイラ建設コストが増大する。
【００２２】
従って、ボイラの大容量化に対してはバーナ１本当たりの大容量化で対応せざる得ないが、従来のバーナでファイアボルテックス１９を形成させる燃焼を行うと、バーナ容量の増大に伴って微粉炭混合気ノズル０５から吹き込まれる微粉炭混合気１０の噴出モーメンタムが大きくなるので、火炉内１５側壁への微粉炭火炎１６の衝突度合が高まってスラッギング量が増大すると共に微粉炭火炎１６の着火安定性確保が困難となるといった問題点がある。
【００２３】
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたもので、微粉炭焚きバーナの大容量化をスラッギング量を増大することなくまた着火安定性を十分に確保して効果的に図れる微粉炭バーナを提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するための本発明に係る微粉炭バーナは、火炉内の水平面内における仮想円に対して接線方向に微粉炭混合気を投入して燃焼させる微粉炭バーナにおいて、微粉炭混合気ノズル先端の混合気噴出口を左右に複数分割して、仮想円中心側と火炉壁側へ分流して吹き込むようにすると共に、火炉壁側へ吹き込む微粉炭混合気が低濃度となるように前記微粉炭混合気供給系に濃淡分離装置を配設し、かつ前記混合気噴出口の中、火炉壁側へ微粉炭混合気を吹き込む側の噴出口を上下に複数分割し、分割した当該混合気噴出口間に微粉炭混合気ノズルの外周を流れる主バーナ用空気の一部を前記微粉炭混合気と共に火炉内へ吹き込む空気噴出口を設けたことを特徴とする。
【００２５】
前記分割した混合気噴出口間に着火促進用の空気孔を開口したことを特徴とする微粉炭バーナ。
【００２６】
前記混合気噴出口の中、仮想円中心側へ微粉炭混合気を吹き込む側の噴出口を更に上下に複数分割したことを特徴とする。
【００２８】
前記微粉炭混合気ノズルに連結した微粉炭混合気輸送管内に濃淡分離装置を設けると共に、微粉炭混合気ノズル内をその入口から先端まで仕切板によって左右に２分割し、濃淡分離装置で分離された濃微粉炭混合気を仮想円中心側へ、淡微粉炭混合気を火炉壁側へ吹き込むようにしたことを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る微粉炭バーナを実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【００３１】
［第１実施例］
図１は本発明の第１実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ矢視図、同図（ｃ）は正面図である。
【００３２】
本実施例におけるバーナは、火炉内の水平面内における仮想円に対して接線方向に微粉炭混合気を投入して燃焼させる微粉炭バーナであり、後述する構成以外は前述した図８ないし図１０と同様なので、これらを参照して重複する説明は省略する。
【００３３】
図１において、１０２はバーナ本体で、このバーナ本体１０２には主バーナ用空気１１２を噴出するための燃料用空気ノズル１０３とこの燃料用空気ノズル１０３の内側に位置して微粉炭混合気１１０を噴出するための微粉炭混合気ノズル１０５とからなるバーナが内蔵される。図示例では、微粉炭混合気ノズル１０５が先端ノズル部と後端筒部とに長手方向に２分割されている。
【００３４】
前記微粉炭混合気ノズル１０５の先端ノズル部における混合気噴出口は、濃微粉炭混合気噴出口１０５ａと淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂとに左右に分割され、仮想円中心側へは濃微粉炭混合気１１０ａが、また火炉壁側へは淡微粉炭混合気１１０ｂが分流・噴出されるようになっている。
【００３５】
一方、前記微粉炭混合気ノズル１０５の後端筒部には断面円形状の濃淡分離室１２５が画成され、微粉炭混合気輸送管１０６より濃淡分離室１２５に供給された微粉炭混合気１１０を流量調節器１２５ａ及び濃淡分離筒１２５ｂにより、濃淡分離筒１２５ｂの外側でかつ前記濃微粉炭混合気噴出口１０５ａに対応させて形成された濃微粉炭混合気払出孔１２５ｃから濃微粉炭混合気１１０ａを、また濃淡分離筒１２５ｂの内側でかつ前記淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂに対応させて形成された淡微粉炭混合気払出孔１２５ｄから淡微粉炭混合気１１０ｂをそれぞれ払い出すようになっている。前記流量調節器１２５ａは濃淡分離筒１２５ｂの後端開口部を開閉すべく作動して淡微粉炭混合気払出孔１２５ｄより払い出される淡微粉炭混合気１１０ｂの流量を調節するものである。
【００３６】
また、前記分割した濃微粉炭混合気噴出口１０５ａと淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂとの間には着火促進用空気孔１２０が複数個開口され、着火促進用空気室１２１に着火促進用空気室入口孔１２２より取り入れた主バーナ用空気１１２の一部が前記着火促進用空気孔１２０から噴出されるようになっている。
【００３７】
このように構成されるため、微粉炭混合気輸送管１０６から微粉炭混合気ノズル１０５の濃淡分離室１２５内に流入した微粉炭混合気１１０は、微粉炭粒子の慣性力によって濃淡分離筒１２５ｂの外側を流れる濃微粉炭混合気１１０ａと濃淡分離筒１２５ｂの内側を流れる淡微粉炭混合気１１０ｂに分離される。
【００３８】
そして、分離された濃微粉炭混合気１１０ａは、濃微粉炭混合気払出孔１２５ｃより微粉炭混合気ノズル１０５内に払い出され、濃微粉炭混合気噴出口１０５ａから仮想円中心側に向けて噴出される。一方、淡微粉炭混合気１１０ｂは、淡微粉炭混合気払出孔１２５ｄより微粉炭混合気ノズル１０５内に払い出され、淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂから火炉壁側に向けて噴出される。
【００３９】
これにより、火炉壁側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を低濃度でかつ微小粒子群にしてスラッギング量を減少させられると共に仮想円中心側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を高濃度にして着火安定性を十分に確保でき、依って、微粉炭焚きバーナの大容量化図れる。換言すれば、ボイラ高さを増大することなくボイラの大容量化が図れる。
【００４０】
また、本実施例では、濃微粉炭混合気噴出口１０５ａと淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂとの間の着火促進用空気孔１２０から主バーナ用空気１１２の一部が噴出されるため、分流・噴出された濃微粉炭混合気１１０ａと淡微粉炭混合気１１０ｂとの早期合流が防止されると共にこれら微粉炭混合気１１０の揮発分発生が促進されてより一層着火安定性が確保される。
【００４１】
［第２実施例］
図２は本発明の第２実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は正面図である。
【００４２】
これは、微粉炭混合気ノズル１０５の先端ノズル部における混合気噴出口を、高濃微粉炭混合気噴出口１０５ａａと中濃微粉炭混合気噴出口１０５ａｂと淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂとに左右に３分割し、微粉炭混合気１１０の吹き込み方向が火炉壁側に近い方ほど、低濃度となるように微粉炭混合気ノズル１０５の後端筒部内に濃淡分離体１２４を適宜配設した例である。
【００４３】
これによれば、第１実施例と同様に、火炉壁側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を低濃度でかつ微小粒子群にしてスラッギング量を減少させられると共に仮想円中心側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を高濃度にして着火安定性を十分に確保でき、依って、微粉炭焚きバーナの大容量化図れる。
【００４４】
［第３実施例］
図３は本発明の第３実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は正面図である。
【００４５】
これは、微粉炭混合気ノズル１０５の先端ノズル部における混合気噴出口を、２つの高濃微粉炭混合気噴出口１０５ａａと１つの中濃微粉炭混合気噴出口１０５ａｂと２つの淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂとに左右に５分割し、微粉炭混合気１１０の吹き込み方向が火炉壁側に近い方ほど、低濃度となるように微粉炭混合気ノズル１０５の後端筒部内に濃淡分離体１２４を適宜配設すると共に、高濃微粉炭混合気噴出口１０５ａａと中濃微粉炭混合気噴出口１０５ａｂとの間の着火促進用空気孔１２０から主バーナ用空気１１２の一部が噴出されるようにした例である。
【００４６】
これによれば、第１実施例と同様に、火炉壁側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を低濃度でかつ微小粒子群にしてスラッギング量を減少させられると共に仮想円中心側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を高濃度にして着火安定性を十分に確保できる。また、着火促進用空気孔１２０からの着火促進用空気によりより一層着火安定性が確保される。
【００４７】
［第４実施例］
図４は本発明の第４実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【００４８】
これは、微粉炭混合気ノズル１０５の先端ノズル部における混合気噴出口を、濃微粉炭混合気噴出口１０５ａと淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂとに左右に２分割し、微粉炭混合気１１０の吹き込み方向が火炉壁側に近い方ほど、低濃度となるように微粉炭混合気ノズル１０５の後端筒部内に濃淡分離体１２４を配設すると共に、濃微粉炭混合気噴出口１０５ａを更に上下に２分割し、かつこの分割した濃微粉炭混合気噴出口１０５ａ間に開口した着火促進用空気孔１２０から主バーナ用空気１１２の一部が噴出されるようにした例である。
【００４９】
これによれば、第１実施例と同様に、火炉壁側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を低濃度でかつ微小粒子群にしてスラッギング量を減少させられると共に仮想円中心側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を高濃度にして着火安定性を十分に確保できる。また、濃微粉炭混合気噴出口１０５ａの２分割による噴出時のモーメンタム減少と着火促進用空気孔１２０からの着火促進用空気によりより一層着火安定性が確保される。
【００５０】
［第５実施例］
図５は本発明の第５実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は側断面図、同図（ｂ）は平断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【００５１】
これは、微粉炭混合気ノズル１０５の先端ノズル部における混合気噴出口を、濃微粉炭混合気噴出口１０５ａと淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂとに左右に２分割し、微粉炭混合気１１０の吹き込み方向が火炉壁側に近い方ほど、低濃度となるように微粉炭混合気ノズル１０５の後端筒部内に濃淡分離体１２４を配設すると共に、淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂを更に上下に複数（図示例では３）分割し、かつこの分割した淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂ間に開口した淡濃度化用空気噴出口１３０から主バーナ用空気１１２の一部が淡濃度化用空気流入孔１３１を介して淡濃度化用空気１１２ａとして噴出されるようにした例である。
【００５２】
これによれば、第１実施例と同様に、火炉壁側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を低濃度でかつ微小粒子群にしてスラッギング量を減少させられると共に仮想円中心側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を高濃度にして着火安定性を十分に確保できる。また、淡濃度化用空気噴出口１３０からの淡濃度化用空気１１２ａにより微粉炭混合気１１０の濃度が更に淡化されるので、より一層スラッギング量を減少させられる。
【００５３】
［第６実施例］
図６は本発明の第６実施例を示すバーナの構造説明図（平断面図）である。
【００５４】
これは、微粉炭混合気ノズル１０５の先端ノズル部における混合気噴出口を、濃微粉炭混合気噴出口１０５ａと淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂとに左右に２分割すると共にこれらの間に開口した着火促進用空気孔１２０から主バーナ用空気１１２の一部が噴出されるようにし、かつ微粉炭混合気ノズル１０５の後端筒部に連結した微粉炭混合気輸送管１０６内に濃淡分離体１２４を配設し、更には微粉炭混合気ノズル１０５の後端筒部内をその入口から先端まで仕切板１３２によって左右に２分割し、微粉炭混合気１１０の吹き込み方向が火炉壁側に近い方ほど、低濃度となるようにした例である。
【００５５】
これによれば、第１実施例と同様に、火炉壁側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を低濃度でかつ微小粒子群にしてスラッギング量を減少させられると共に仮想円中心側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を高濃度にして着火安定性を十分に確保できる。また、着火促進用空気孔１２０からの着火促進用空気によりより一層着火安定性が確保される。また、仕切板１３２によって微粉炭混合気ノズル１０５の入口側で濃淡に分離した微粉炭混合気１１０をそのままの状態で火炉内へ噴出させられるので、濃淡分離体１２４を製作が容易な微粉炭混合気輸送管１０６に設けることができ、コストダウンが図れる。
【００５６】
［第７実施例］
図７は本発明の第７実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ矢視図、同図（ｃ）は正面図である。
【００５７】
これは、微粉炭混合気ノズル１０５の先端ノズル部における混合気噴出口を、濃微粉炭混合気噴出口１０５ａと淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂとに左右に２分割すると共にこれらを更に上下に２分割して濃微粉炭混合気噴出口１０５ａにおいては上方を高濃微粉炭混合気噴出口１０５ａａとし下方を中濃微粉炭混合気噴出口１０５ａｂとした。また、上下の噴出口間に開口した着火促進用空気孔１２０から主バーナ用空気１１２の一部が噴出されるようにすると共に微粉炭混合気ノズル１０５の後端筒部に連結した微粉炭混合気輸送管１０６内に濃淡分離体１２４を配設し、更には微粉炭混合気ノズル１０５の後端筒部内をその入口から先端まで仕切板１３２によって左右に２分割し、微粉炭混合気１１０の吹き込み方向が火炉壁側に近い方ほど、低濃度となるようにした例である。
【００５８】
これによれば、第１実施例と同様に、火炉壁側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を低濃度でかつ微小粒子群にしてスラッギング量を減少させられると共に仮想円中心側へ吹き込む微粉炭混合気１１０を高濃度にして着火安定性を十分に確保できる。また、着火促進用空気孔１２０からの着火促進用空気によりより一層着火安定性が確保される。また、仕切板１３２によって微粉炭混合気ノズル１０５の入口側で濃淡に分離した微粉炭混合気１１０をそのままの状態で火炉内へ噴出させられるので、濃淡分離体１２４を製作が容易な微粉炭混合気輸送管１０６に設けることができ、コストダウンが図れる。また、上方の高濃微粉炭混合気噴出口１０５ａａから高濃微粉炭混合気１１０ａａを噴出させて着火安定性の向上を図る一方で、下方の中濃微粉炭混合気噴出口１０５ａｂからは薄目の中濃微粉炭混合気１１０ａｂを噴出させて噴出口底面へ微粉炭が沈降堆積するのが防止される。尚、上記実施例で、淡微粉炭混合気噴出口１０５ｂ側は特に上下に２分割しなくても良い。
【００５９】
尚、本発明は上記各実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各種噴出口の分割数の変更等各種変更が可能であることはいうまでもない。
【００６０】
【発明の効果】
以上、実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明の請求項１に係る発明は、火炉内の水平面内における仮想円に対して接線方向に微粉炭混合気を投入して燃焼させる微粉炭バーナにおいて、微粉炭混合気ノズル先端の混合気噴出口を左右に複数分割して、仮想円中心側と火炉壁側へ分流して吹き込むようにすると共に、火炉壁側へ吹き込む微粉炭混合気が低濃度となるように前記微粉炭混合気供給系に濃淡分離装置を配設し、かつ前記混合気噴出口の中、火炉壁側へ微粉炭混合気を吹き込む側の噴出口を上下に複数分割し、分割した当該混合気噴出口間に微粉炭混合気ノズルの外周を流れる主バーナ用空気の一部を前記微粉炭混合気と共に火炉内へ吹き込む空気噴出口を設けたので、火炉壁側へ吹き込む微粉炭混合気を低濃度でかつ微小粒子群にしてスラッギング量を減少させられると共に仮想円中心側へ吹き込む微粉炭混合気を高濃度にして着火安定性を十分に確保でき、依って、微粉炭焚きバーナの大容量化図れる。換言すれば、ボイラ高さを増大することなくボイラの大容量化が図れる。また、前記空気噴出口により微粉炭混合気の濃度が更に淡化され、より一層スラッギング量が減少される。
【００６１】
本発明の請求項２に係る発明は、前記分割した混合気噴出口間に着火促進用の空気孔を開口したことを特徴とするので、より一層着火安定性が確保される。
【００６２】
本発明の請求項３に係る発明は、前記混合気噴出口の中、仮想円中心側へ微粉炭混合気を吹き込む側の噴出口を更に上下に複数分割したことを特徴とするので、噴出時のモーメンタム減少によりより一層着火安定性が確保される。
【００６４】
本発明の請求項４に係る発明は、前記微粉炭混合気ノズルに連結した微粉炭混合気輸送管内に濃淡分離装置を設けると共に、微粉炭混合気ノズル内をその入口から先端まで仕切板によって左右に２分割し、濃淡分離装置で分離された濃微粉炭混合気を仮想円中心側へ、淡微粉炭混合気を火炉壁側へ吹き込むようにしたことを特徴とするので、濃淡分離装置を製作が容易な微粉炭混合気輸送管に設けることができ、コストダウンが図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ矢視図、同図（ｃ）は正面図である。
【図２】本発明の第２実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は正面図である。
【図３】本発明の第３実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は正面図である。
【図４】本発明の第４実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】本発明の第５実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は側断面図、同図（ｂ）は平断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【図６】本発明の第６実施例を示すバーナの構造説明図（平断面図）である。
【図７】本発明の第７実施例を示すバーナの構造説明図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ矢視図、同図（ｃ）は正面図である。
【図８】従来のボイラの系統図である。
【図９】図８のＥ−Ｅ線矢視図である。
【図１０】従来のボイラにおけるバーナの配置図である。
【図１１】従来のボイラにおける微粉炭混合気ノズルを示し、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は正面図である。
【符号の説明】
１０２ バーナ本体
１０３ 燃料用空気ノズル
１０５ 微粉炭混合気ノズル
１０５ａ 濃微粉炭混合気噴出口
１０５ｂ 淡微粉炭混合気噴出口
１０５ａａ 高濃微粉炭混合気噴出口
１０５ａｂ 中濃微粉炭混合気噴出口
１０５ｂ 淡微粉炭混合気噴出口
１０６ 微粉炭混合気輸送管
１１０ 微粉炭混合気
１１０ａ 濃微粉炭混合気
１１０ａａ 高濃微粉炭混合気
１１０ａｂ 中濃微粉炭混合気
１１０ｂ 淡微粉炭混合気
１１２ 主バーナ用空気
１１２ａ 淡濃度化用空気
１２０ 着火促進用空気孔
１２１ 着火促進用空気室
１２２ 着火促進用空気室入口孔
１２４ 濃淡分離体
１２５ 濃淡分離室
１２５ａ 流量調節器
１２５ｂ 濃淡分離筒
１２５ｃ 濃微粉炭混合気払出孔
１２５ｄ 淡微粉炭混合気払出孔
１３０ 淡濃度化用空気噴出口
１３１ 淡濃度化用空気流入孔
１３２ 仕切板
Claims (4)
- 火炉内の水平面内における仮想円に対して接線方向に微粉炭混合気を投入して燃焼させる微粉炭バーナにおいて、微粉炭混合気ノズル先端の混合気噴出口を左右に複数分割して、仮想円中心側と火炉壁側へ分流して吹き込むようにすると共に、火炉壁側へ吹き込む微粉炭混合気が低濃度となるように前記微粉炭混合気供給系に濃淡分離装置を配設し、かつ前記混合気噴出口の中、火炉壁側へ微粉炭混合気を吹き込む側の噴出口を上下に複数分割し、分割した当該混合気噴出口間に微粉炭混合気ノズルの外周を流れる主バーナ用空気の一部を前記微粉炭混合気と共に火炉内へ吹き込む空気噴出口を設けたことを特徴とする微粉炭バーナ。
- 前記分割した混合気噴出口間に着火促進用の空気孔を開口したことを特徴とする請求項１に記載の微粉炭バーナ。
- 前記混合気噴出口の中、仮想円中心側へ微粉炭混合気を吹き込む側の噴出口を更に上下に複数分割したことを特徴とする請求項１又は２に記載の微粉炭バーナ。
- 前記微粉炭混合気ノズルに連結した微粉炭混合気輸送管内に濃淡分離装置を設けると共に、微粉炭混合気ノズル内をその入口から先端まで仕切板によって左右に２分割し、濃淡分離装置で分離された濃微粉炭混合気を仮想円中心側へ、淡微粉炭混合気を火炉壁側へ吹き込むようにしたことを特徴とする請求項１，２又は３に記載の微粉炭バーナ。
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