JP3787490B2

JP3787490B2 - 燃焼装置

Info

Publication number: JP3787490B2
Application number: JP2000318228A
Authority: JP
Inventors: 栄高野; 邦明高原; 元山本; 義則斉藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-10-13
Filing date: 2000-10-13
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2020-10-13
Also published as: JP2002122323A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃焼装置に係り、特にはその燃焼装置の燃焼ガスの排気技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃焼装置の一例として、消火の訓練をする為に、ナトリウムを燃焼させる燃焼装置が公知である。その公知の例は、日本原子力学会誌ＶＯＬ．４２，Ｎo.７
（２０００）の第７頁から第８頁にかけて記載されている。
【０００３】
そのナトリウム（以下、Ｎａと表示する。）燃焼装置においては、図１０，図１１に示す様に円筒状の燃焼容器１内に燃焼パン１４を据置き、燃焼パンの中にナトリウム１６を入れて、これをヒータ１７によって加熱することによってＮａを燃焼させている。
【０００４】
燃焼に必要な空気は、給気ブロワ２によって燃焼容器１下部より供給している。また、燃焼時に発生するＮａエアロゾルを外部に排出するために燃焼容器１上部中央に排気口１８があり、これに配管と排気ブロワ７からなる排気系が取り付けられている。
【０００５】
更に、Ｎａエアロゾルを効率よく容器外に排出するため、旋回流発生用ノズル５は燃焼容器１下方においてノズルからの空気ガスの流出方向が接線方向に成るようにノズル方向が向けられている。これに給気系の空気の一部を供給するための配管が接続されている。このノズル５やガス供給配管系によって燃焼容器１内に主旋回流である竜巻状の旋回流Ａ１が発生するように設計されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の燃焼装置では、渦を発生させるのには多量のガスを供給する必要があった。
【０００７】
また、渦の発生が不安定であり、燃焼時に発生するＮａエアロゾル等を含む排気ガスを排出しにくいといった問題点があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明では、主旋回流の発生手段の他に燃焼容器上部中央に補助旋回流を発生させる手段を追加する手段を講じた。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
図１と図２に本発明の第１実施例の構成を示す。本実施例でも、従来例と同様に燃焼容器１の内側下方に給気ブロワ２，ダンパ３，供給配管からなる給気系に接続された旋回流発生用ノズル５が燃焼場所の周囲に複数個存在し、主旋回流発生手段とされる。その燃焼場所には、燃焼パン１４とヒ−タ１７が配備される。そのヒ−タ１７による加熱で燃焼パン１４内のＮａ１６が燃焼する構成である。その燃焼に必要な空気をダンパを介して供給配管から燃焼場所に分配している。
【００１１】
燃焼容器１は円筒状であるがその上方は半球ドーム状になっている。そのドーム状の上端には排気口１８が煙突のように上方へ突き出されている。従って、排気口１８は燃焼容器１の上方中央に位置している。
【００１２】
排気口１８の内側には、補助旋回流発生手段として旋回流発生用ノズル６が旋回方向に吹出し口を向けて配備されている。そのノズル６には、給気系を構成する供給配管から分岐した配管がダンパ４を介して接続されているから、そのノズル６から給気ブロワ２により供給される空気が旋回方向へ吹出す。
【００１３】
排気口１８の上方には排気系が接続される。排気系は排気口１８に接続された排気配管と、その排気配管に接続された排気ブロワ７から構成される。その排気ブロワ７を駆動すると、燃焼容器１内の燃焼ガスを排気口１８と排気配管経由で排気出来る。
【００１４】
燃焼を行う場合には、給気ブロワ２を稼動して燃焼場所と旋回流発生用ノズル５に空気を圧送する。圧送された空気は一部が燃焼に供せられ、その他は旋回流発生用ノズル５から接線方向に吹き出ることで旋回流Ａ１を主旋回流として発生させる。
【００１５】
これと同時に給気ブロワ２はダンパ４を経由して旋回流発生用ノズル６にも空気を圧送するから、旋回流発生用ノズル６から吹き出た空気が旋回流Ａ２を補助旋回流として発生させる。Ｎａ燃焼時のエアロゾルを含む燃焼ガスが各旋回流に巻き込まれて効率良く排気ブロワ７で排気される。
【００１６】
本実施例では、燃焼容器下方に取り付けられた主旋回流発生用ノズル５の他に、燃焼容器上方中央近傍にも補助旋回流発生用ノズル６が取り付いている。給気ブロワ２によって圧縮された空気は二分され、主旋回流発生用ノズル５と補助旋回流発生用ノズル６に供給される。それぞれのノズル５，６に供給される空気流量は、燃焼容器１の大きさで決められるが、ダンパ３及びダンパ４の開度調節によって流量調節が行えるようになっている。
【００１７】
本実施例においては少ない流量で補助旋回流が発生し、この補助旋回流によって主旋回流が誘起されるので、小さな流量で確実に主旋回流を作ることが出来る。
【００１８】
図３，図４，図５に本発明の第２実施例の構成を示す。本実施例においては、燃焼容器１の上部中央に補助旋回流Ａ２を作る手段として旋回流Ａ２発生用ベーン８が取り付けてある。補助旋回流発生用ベーン８は、図５のように、上端及び下端が閉じられ、内側円筒１９と外側円筒２０で囲まれた環状流路２１内にあり、その向きは内側円筒の接線方向になっている。また、内側円筒１９の側壁にはスリットが切られている。
【００１９】
排気ブロワ７から供給される排気ガスは環状流路に入り、隣接するベ−ン８の間を通過した後スリットを通して排気口１８内に流出する。排気ガスがベーン８間を通過する時に接線方向に整流されるので排気ガスの流出方向も接線方向になり、この結果、容器１の出口近傍に補助旋回流Ａ２が発生する。
【００２０】
なお、補助旋回流Ａ２発生用ベーン８に供給される排気ガスの流量は、実験で予め決定しておき、ダンパ９及びダンパ１０の開度調節によって流量調節が行えるようになっている。
【００２１】
その他の構成と作用は既述の第１実施例と同じである。
【００２２】
図６，図７に本発明の第３実施例の構成を示す。本実施例においては、燃焼容器１上部中央に存在する排気口１８に補助旋回流Ａ２を作る手段として穴の開いた板からなる旋回流Ａ２発生用スロート１１が取り付けてある。
【００２３】
そのスロート１１の穴の大きさは、流動抵抗が過大にならない様に設定しておく。この旋回流Ａ２発生用スロート１１は、燃焼容器１出口部に、燃焼容器内から燃焼容器の排気口上方に向かう強い吸込み流を作るために設けられる。強い吸込み流を作ることを可能とするため、旋回流Ａ２発生用スロート１１の下流側で排気ガスの一部を再循環用ブロワ１２で引き込み、旋回流Ａ２発生用スロート
１１の上流側、即ち燃焼容器１内であってスロート１１よりも低い部所にダンパ１０で調整した流量を戻す配管経路と再循環ガス吐出口を設けている。この再循環流によって、燃焼容器内が過度の負圧となり難い上、旋回流Ａ２発生用スロート１１の穴の上流側に竜巻状の補助旋回流Ａ２が発生する。
【００２４】
その他の構成と作用は既述の第１実施例と同じである。
【００２５】
図８，図９に本発明の第４実施例の構成を示す。本実施例は、燃焼容器１内の周方向流れの循環強度を大きくするために、既述の第３実施例の燃焼容器１の内周に沿って複数台の旋回流Ａ１発生用ブロワ１３を主旋回流発生手段として配置したものである。この実施例では給気ブロワ２が空気を供給する先は燃焼場所のみとなる。
【００２６】
各旋回流Ａ１発生用ブロワ１３においては、燃焼容器１内のガスを接線方向に吸込み、旋回流Ａ１発生用ブロワ１３で加圧した後再び燃焼容器１内へ接線方向へ吹出して戻す様にしてある。本実施例によれば、主旋回流である旋回流Ａ１をより強くすることが出来る。
【００２７】
その他の構成と作用は第３実施例と同じである。
【００２８】
本発明の各実施例によれば、排気口近傍に補助旋回流を発生させて主旋回流を迅速且つ確実に安定した旋回流に発達させて、旋回流と排気の合成力で竜巻のような流れを作って燃焼時のＮａエアロゾルを旋回中心に集めて排気出来る。
【００２９】
その補助旋回流は旋回半径が小さくて少ない風量で発生させることができる。そのため、主旋回流発生手段から大量の風量を吹出して旋回を勢いの良い安定した状態に維持するのに比べて少ない流量で旋回流を確実に発生させる事ができる。よって、主旋回流発生手段に多量のガスを流さなくてもよく、各ブロワの容量が少なくてよく、経済的でもある。
【００３０】
本発明の各実施例によれば、少ない流量で燃焼容器内の旋回流を確実に安定的に発生させる事が出来る。
【００３１】
さらには、本発明の各実施例によれば少ない流量で初期の渦を作ることが出来、多量のガスを流す必要がなくなる。この結果、先に述べた各ブロワばかりか、ダンパ，配管等、ガスの給気ライン，排気ラインの構成をコンパクトなものとすることが出来る。また、渦の発生時期と発生位置が安定化するため、渦の発生時期と規模を制御し易くなる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、極力少ない流量で旋回流を確実に発生させ燃焼ガスを確実に排気出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるＮａ燃焼装置の縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】本発明の第２実施例によるＮａ燃焼装置の縦断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】図３の旋回流発生用ベーンの斜視図である。
【図６】本発明の第３実施例によるＮａ燃焼装置の縦断面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ矢視図である。
【図８】本発明の第４実施例によるＮａ燃焼装置の縦断面図である。
【図９】図８のＡ−Ａ矢視図である。
【図１０】従来のＮａ燃焼装置の縦断面図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ矢視図である。
【符号の説明】
１…燃焼容器、２…給気ブロワ、５…旋回流Ａ１発生用ノズル、６…旋回流
Ａ２発生用ノズル、７…排気ブロワ、８…旋回流Ａ２発生用ベーン、１１…旋回流Ａ２発生用スロート、１２…再循環用ブロワ、１３…旋回流Ａ１発生用ブロワ、１４…燃焼パン、１６…ナトリウム、１７…ヒータ、１８…排気口、１９…内側円筒、２０…外側円筒、２１…環状流路。

Claims

ナトリウムの燃焼場所を含む領域を囲む唯一の容器と、前記燃焼場所に燃焼に必要な空気をダンパを介して供給する空気の供給手段と、前記容器の内側に前記燃焼場所の周囲に装備されて前記容器内に旋回流を発生させる主旋回流発生手段と、前記容器の上部に装備された排気口と、前記排気口に接続されて前記容器内のガスを排出する排気手段と、前記排気口又はその近傍に装備されて旋回流を発生させる補助旋回流発生手段とを備えたナトリウム燃焼装置。
請求項１において、補助旋回流発生装置は、旋回流の旋回方向に吹出し口を向けられたスリットと、前記スリット内に風圧を供給する手段とを備える補助旋回流発生手段とを備えたナトリウム燃焼装置。
請求項１において、補助旋回流発生装置は、排気口に装備されたスロートと、前記スロートよりも低い前記容器内の箇所に排気を戻す手段とを備える補助旋回流発生手段とを備えたナトリウム燃焼装置。
請求項１又は請求項２又は請求項３において、主旋回流発生手段は、旋回方向へ吹出し方向を向けた複数のブロワであるナトリウム燃焼装置。