JP6393844B1 - Combustion device - Google Patents

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JP6393844B1 JP2018026085A JP2018026085A JP6393844B1 JP 6393844 B1 JP6393844 B1 JP 6393844B1 JP 2018026085 A JP2018026085 A JP 2018026085A JP 2018026085 A JP2018026085 A JP 2018026085A JP 6393844 B1 JP6393844 B1 JP 6393844B1
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弥一 小原
康範 小原
康範 小原
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Abstract

【課題】十分な二次燃焼を行うことで有効に輻射熱を生成することができる燃焼装置を提供する。【解決手段】燃焼装置1は、バーナ5によって形成された一次火炎F1による一次火炎領域が内部に形成される燃焼炉3と、一次火炎領域の長手軸線L1方向における対向位置から二次空気を一次火炎領域側に噴射する対向二次空気ノズル7と、一次火炎領域の外周領域に二次空気を噴射する上方外周二次空気ノズル16及び下方外周二次空気ノズル10と、を備えている。外周二次空気ノズル10,16は、一次火炎領域の外周領域の円周方向に向けて二次空気を噴射する。【選択図】図1A combustion apparatus capable of effectively generating radiant heat by performing sufficient secondary combustion. A combustion apparatus 1 includes a combustion furnace 3 in which a primary flame region formed by a primary flame F1 formed by a burner 5 is formed, and secondary air from a position opposed to the primary flame region in a longitudinal axis L1 direction. The counter secondary air nozzle 7 which injects to the flame area | region side, the upper outer periphery secondary air nozzle 16 and the lower outer periphery secondary air nozzle 10 which inject secondary air to the outer peripheral area | region of a primary flame area | region are provided. The outer peripheral secondary air nozzles 10 and 16 inject secondary air toward the circumferential direction of the outer peripheral region of the primary flame region. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、燃焼装置に関するものである。   The present invention relates to a combustion apparatus.

一次火炎の長手軸線方向における対向位置に設けられたノズルから二次空気を対向流として噴射して二次燃焼を行う対向流燃焼が知られている(特許文献1乃至3)。   Counterflow combustion in which secondary combustion is performed by injecting secondary air as a counterflow from a nozzle provided at an opposing position in the longitudinal axis direction of the primary flame is known (Patent Documents 1 to 3).

特開平7−293856号公報JP-A-7-293856 特許第4220083号公報Japanese Patent No. 4220083 特許第5650812号公報Japanese Patent No. 5650812

上記特許文献1乃至3では、ノズルから二次空気を噴射して良好な二次燃焼を行うことができる。しかし、さらに燃焼効率を上げて火炎から十分に輻射熱を回収することが望まれる。   In Patent Documents 1 to 3, secondary air can be injected from the nozzle to perform good secondary combustion. However, it is desirable to further improve the combustion efficiency and sufficiently recover the radiant heat from the flame.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、十分な二次燃焼を行うことで有効に輻射熱を得ることができる燃焼装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the combustion apparatus which can obtain radiant heat effectively by performing sufficient secondary combustion.

本発明の一態様に係る燃焼装置は、一次火炎領域が内部に形成される燃焼炉と、前記一次火炎領域の長手軸線方向における対向位置から二次空気を該一次火炎領域側に噴射し、該一次火炎領域の前記長手軸線方向における先端部近傍に空気層を形成する対向二次空気ノズルと、前記一次火炎領域の外周領域を包囲する空気層を形成するように二次空気を噴射する外周二次空気ノズルと、を備え、前記外周二次空気ノズルは、前記長手軸線方向における複数位置から、前記一次火炎領域の前記外周領域の円周方向に向けて二次空気を噴射するA combustion apparatus according to an aspect of the present invention includes a combustion furnace in which a primary flame region is formed, and injects secondary air from the opposed position in the longitudinal axis direction of the primary flame region to the primary flame region side, An opposed secondary air nozzle that forms an air layer in the vicinity of the tip of the primary flame region in the longitudinal axis direction, and an outer periphery that injects secondary air so as to form an air layer that surrounds the outer peripheral region of the primary flame region. A secondary air nozzle, and the peripheral secondary air nozzle injects secondary air from a plurality of positions in the longitudinal axis direction toward the circumferential direction of the outer peripheral region of the primary flame region .

燃焼炉の内部に形成された一次火炎領域の長手軸線方向における対向位置から対向二次空気ノズルによって一次火炎領域側に二次空気を噴射することで、一次火炎領域の長手軸線方向の先端部近傍にて二次燃焼領域を形成する。これにより、高温下にて気相燃焼が生じて一次火炎領域における未燃分が処理されて輻射熱が生じる。さらに、外周二次空気ノズルによって、一次火炎領域の外周領域に対して二次空気を噴射することで、一次火炎領域の外周領域に二次燃焼領域を形成する。これにより、高温下にて気相燃焼が生じて一次火炎領域における未燃分が処理されて輻射熱が生じる。
このように、一次火炎領域の先端部近傍だけでなく外周領域にも二次燃焼領域を形成することとしたので、一次火炎領域の略全体を覆うように二次燃焼領域を形成することができ、十分な二次燃焼を行うことで有効に輻射熱を生成することができる。
Near the tip of the primary flame region in the longitudinal axis direction by injecting secondary air from the opposed position in the longitudinal axis direction of the primary flame region formed inside the combustion furnace to the primary flame region side by the opposed secondary air nozzle To form a secondary combustion region. As a result, gas phase combustion occurs at a high temperature, the unburned portion in the primary flame region is processed, and radiant heat is generated. Furthermore, a secondary combustion area | region is formed in the outer peripheral area | region of a primary flame area | region by injecting secondary air with respect to the outer peripheral area | region of a primary flame area | region by an outer periphery secondary air nozzle. As a result, gas phase combustion occurs at a high temperature, the unburned portion in the primary flame region is processed, and radiant heat is generated.
As described above, since the secondary combustion region is formed not only in the vicinity of the front end portion of the primary flame region but also in the outer peripheral region, the secondary combustion region can be formed so as to cover substantially the entire primary flame region. By performing sufficient secondary combustion, radiant heat can be generated effectively.

さらに、本発明の一態様に係る燃焼装置では、前記燃焼炉内に設けられた熱交換器を備えている。   Furthermore, the combustion apparatus according to an aspect of the present invention includes a heat exchanger provided in the combustion furnace.

燃焼炉内に熱交換器を設けることによって、燃焼炉内に形成された火炎で発生した熱輻射を有効に回収することができる。熱交換器によって回収した熱は、例えば、蒸気を生成することに用いられ、各種の熱源や蒸気タービン発電などに用いることができる。   By providing a heat exchanger in the combustion furnace, heat radiation generated by the flame formed in the combustion furnace can be effectively recovered. The heat recovered by the heat exchanger is used to generate steam, for example, and can be used for various heat sources, steam turbine power generation, and the like.

さらに、本発明の一態様に係る燃焼装置では、前記外周二次空気ノズルは、前記一次火炎領域の前記外周領域の円周方向に向けて二次空気を噴射する。   Furthermore, in the combustion apparatus according to one aspect of the present invention, the outer peripheral secondary air nozzle injects secondary air toward the circumferential direction of the outer peripheral region of the primary flame region.

一次火炎領域の外周領域の円周方向に向けて二次空気を噴射することによって、一次火炎領域の外周領域に略円筒状に厚さの薄い空気層を形成することができる。これにより、一次火炎領域に直接的に二次空気が到達することによって一次火炎領域の火炎温度が低下することを抑制するとともに、一次火炎領域の外周領域に所望の二次燃焼領域を形成することができる。   By injecting secondary air toward the circumferential direction of the outer peripheral region of the primary flame region, a thin air layer can be formed in a substantially cylindrical shape in the outer peripheral region of the primary flame region. As a result, the secondary air reaches the primary flame region directly to prevent the flame temperature in the primary flame region from decreasing, and a desired secondary combustion region is formed in the outer peripheral region of the primary flame region. Can do.

さらに、本発明の一態様に係る燃焼装置では、前記外周二次空気ノズルは、前記一次火炎領域の前記外周領域に位置する円周部を有している。   Furthermore, in the combustion apparatus according to an aspect of the present invention, the outer peripheral secondary air nozzle has a circumferential portion located in the outer peripheral region of the primary flame region.

外周二次空気ノズルは、一次火炎領域の外周領域に位置する円周部を有しているので、一次火炎領域を包囲するように外周領域に二次空気を好適に供給することができる。
円周部は、円環形状としてもよく、又は、円弧形状としてもよい。
Since the outer peripheral secondary air nozzle has a circumferential portion located in the outer peripheral region of the primary flame region, the secondary air can be suitably supplied to the outer peripheral region so as to surround the primary flame region.
The circumferential portion may have an annular shape or an arc shape.

さらに、本発明の一態様に係る燃焼装置では、前記外周二次空気ノズルは、前記燃焼炉内に配置され、前記長手軸線方向に延在する螺旋形状とされている。 Furthermore, in the combustion apparatus according to an aspect of the present invention, the outer peripheral secondary air nozzle is disposed in the combustion furnace and has a spiral shape extending in the longitudinal axis direction.

外周二次空気ノズルを長手軸線方向に延在する螺旋形状とすることで、一次火炎領域の外周領域に対して均等に二次空気を供給することができる。また、螺旋形状とすることで、外周二次空気ノズルから噴射した二次空気を旋回させて流すことができ、二次空気の長手軸線方向における直進性を向上させることができる。例えば、軸線方向が水平方向に向くように螺旋形状を位置させた場合には、直進性を向上させることによって二次空気が浮力によって上方向に向くことを抑制することができる。   By making the outer peripheral secondary air nozzle into a spiral shape extending in the longitudinal axis direction, secondary air can be evenly supplied to the outer peripheral region of the primary flame region. Further, by adopting a spiral shape, the secondary air injected from the outer peripheral secondary air nozzle can be swirled and flowed, and the straightness of the secondary air in the longitudinal axis direction can be improved. For example, when the spiral shape is positioned so that the axial direction is in the horizontal direction, it is possible to suppress the secondary air from being directed upward due to buoyancy by improving straightness.

さらに、本発明の一態様に係る燃焼装置では、前記対向二次空気ノズルは、前記長手軸線に直交する面内にて円環形状をなす円環部を有している。   Furthermore, in the combustion apparatus according to one aspect of the present invention, the opposed secondary air nozzle has an annular portion having an annular shape in a plane orthogonal to the longitudinal axis.

対向二次空気ノズルは、長手軸線に直交する面内にて円環形状をなす円環部を有しているので、長手軸線上にノズルヘッドを設ける場合に比べて、火炎の輻射を遮る面積を小さくすることができる。これにより、より多くの輻射熱を回収することができる。
円環部は、1重の円環としても良いし、共通の中心を有する二重や三重といった複数重とされた円環部としても良い。
The opposed secondary air nozzle has an annular part that forms an annular shape in a plane perpendicular to the longitudinal axis, so that the area that blocks flame radiation compared to the case where a nozzle head is provided on the longitudinal axis. Can be reduced. Thereby, more radiant heat can be collect | recovered.
The annular portion may be a single annular ring, or may be a multiple annular portion such as a double or triple having a common center.

一次火炎領域の外周領域に二次空気を噴射する外周二次空気ノズルを設けることによって、十分な二次燃焼を行うことで有効に輻射熱を得ることができる。   By providing an outer peripheral secondary air nozzle that injects secondary air in the outer peripheral region of the primary flame region, radiant heat can be effectively obtained by performing sufficient secondary combustion.

本発明の一実施形態に係る燃焼装置を示した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which showed the combustion apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図1の燃焼装置の横断面図である。It is a cross-sectional view of the combustion apparatus of FIG. 螺旋状とされた外周二次空気ノズルを示した側面図である。It is the side view which showed the outer periphery secondary air nozzle made into the helical form. 対向二次空気ノズルの第1変形例を示した正面図である。It is the front view which showed the 1st modification of the opposing secondary air nozzle. 対向二次空気ノズルの第2変形例を示した正面図である。It is the front view which showed the 2nd modification of the opposing secondary air nozzle. 第1変形例に係る燃焼装置を示した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which showed the combustion apparatus which concerns on a 1st modification. 第2変形例に係る燃焼装置を示した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which showed the combustion apparatus which concerns on a 2nd modification.

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
図1には、本実施形態に係る燃焼装置1が示されている。燃焼装置1は、床BS上に設置された筐体1a内に燃焼炉3を備えている。燃焼炉3は、水平方向に延在する横型とされている。燃焼炉3は、図2に示されているように、上部に開口を有する略円筒形とされている。燃焼炉3の下端には、排出口3aが形成されており、溶融した灰分が排出できるようになっている。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a combustion apparatus 1 according to this embodiment. The combustion apparatus 1 includes a combustion furnace 3 in a housing 1a installed on the floor BS. The combustion furnace 3 is a horizontal type extending in the horizontal direction. As shown in FIG. 2, the combustion furnace 3 has a substantially cylindrical shape having an opening at the top. A discharge port 3a is formed at the lower end of the combustion furnace 3 so that molten ash can be discharged.

燃焼装置1の筐体1aを構成する側壁には、バーナ5が設けられている。バーナ5には、微粉炭やバイオマス等の燃料と一次空気が供給される。バーナ5は、燃焼炉3の内部に一次火炎F1を形成する。一次火炎F1は、水平方向に長手軸線L1を有するように形成される。   A burner 5 is provided on a side wall constituting the casing 1a of the combustion apparatus 1. The burner 5 is supplied with fuel such as pulverized coal and biomass and primary air. The burner 5 forms a primary flame F <b> 1 inside the combustion furnace 3. The primary flame F1 is formed to have a longitudinal axis L1 in the horizontal direction.

図1に示すように、一次火炎F1の長手軸線L1方向における対向位置、すなわち燃焼炉3を挟んだバーナ5の反対側には、二次空気を噴射する対向二次空気ノズル7が設けられている。対向二次空気ノズル7は、半球形状とされた1つのノズルヘッド7aを備えている。ノズルヘッド7aには複数の噴射口が形成されており、各噴射口の口径は例えば3mmとされる。対向二次空気ノズル7のノズルヘッド7aから噴射される二次空気は、一次火炎F1が形成された一次火炎領域に正対するように噴射するのではなく、図中に矢印A1で示されているように、一次火炎領域の長手軸線L1における先端部近傍に薄い空気層を形成するように放射状に噴射される。すなわち、一次火炎領域に二次空気が到達することがないように対向二次空気ノズル7から二次空気が噴射される。例えば、噴射口から噴射される二次空気の到達距離は20cm以上30cm以下とされる。対向二次空気ノズル7には、送風機9から空気が供給されるようになっている。 As shown in FIG. 1, an opposed secondary air nozzle 7 that injects secondary air is provided at the opposed position of the primary flame F <b> 1 in the direction of the longitudinal axis L <b> 1, that is, on the opposite side of the burner 5 across the combustion furnace 3. Yes. The opposed secondary air nozzle 7 includes a single nozzle head 7a having a hemispherical shape. The nozzle head 7a is formed with a plurality of injection ports, and the diameter of each injection port is, for example, 3 mm. The secondary air injected from the nozzle head 7a of the opposed secondary air nozzle 7 is not injected so as to face the primary flame region where the primary flame F1 is formed, but is indicated by an arrow A1 in the figure. Thus, it sprays radially so that a thin air layer may be formed near the tip in the longitudinal axis L1 of the primary flame region. That is, the secondary air is injected from the opposed secondary air nozzle 7 so that the secondary air does not reach the primary flame region. For example, the reach distance of the secondary air injected from the injection port is 20 cm or more and 30 cm or less. Air is supplied to the opposing secondary air nozzle 7 from the blower 9.

燃焼炉3の内周に沿って、下方外周二次空気ノズル(外周二次空気ノズル)10が設けられている。下方外周二次空気ノズル10は、図2に示されているように、燃焼炉3の横断面において、燃焼炉3の内周に沿って曲成された円弧形状の円弧ノズル(円周部)10aを備えている。円弧ノズル10aは、図1に示すように、長手軸線L1方向に所定間隔をおいて複数設けられている。各円弧ノズル10aは、共通の空気供給管12に接続されている。空気供給管12の上流側には、送風機14が接続されている。   A lower outer peripheral secondary air nozzle (outer peripheral secondary air nozzle) 10 is provided along the inner periphery of the combustion furnace 3. As shown in FIG. 2, the lower outer peripheral secondary air nozzle 10 is a circular arc nozzle (circumferential portion) that is curved along the inner periphery of the combustion furnace 3 in the cross section of the combustion furnace 3. 10a. As shown in FIG. 1, a plurality of arc nozzles 10a are provided at predetermined intervals in the direction of the longitudinal axis L1. Each arc nozzle 10 a is connected to a common air supply pipe 12. A blower 14 is connected to the upstream side of the air supply pipe 12.

円弧ノズル10aには複数の噴射口が形成されており、各噴射口の口径は例えば3mmとされる。円弧ノズル10aから噴射される二次空気は、長手軸線L1方向に噴射される(図1の矢印A2参照)とともに、円周方向に向けて噴射される(図2の矢印A3参照)。このように噴射された二次空気は、一次火炎F1によって形成された一次火炎領域の外周領域を包囲するように、厚さが薄い空気層を形成する。また、下方外周二次空気ノズル10から噴射される二次空気は、一次火炎領域に到達しないように噴射される。例えば、噴射口から噴射される二次空気の到達距離は20cm以上30cm以下とされる。 The arc nozzle 10a is formed with a plurality of injection ports, and the diameter of each injection port is, for example, 3 mm. The secondary air injected from the arc nozzle 10a is injected in the direction of the longitudinal axis L1 (see arrow A2 in FIG. 1) and is injected in the circumferential direction (see arrow A3 in FIG. 2). The secondary air thus injected forms an air layer with a small thickness so as to surround the outer peripheral region of the primary flame region formed by the primary flame F1. Moreover, the secondary air injected from the lower outer peripheral secondary air nozzle 10 is injected so as not to reach the primary flame region. For example, the reach distance of the secondary air injected from the injection port is 20 cm or more and 30 cm or less.

燃焼炉3の上方には、燃焼炉3の上方の開口に対向するように、上方外周二次空気ノズル(外周二次空気ノズル)16が設けられている。上方外周二次空気ノズル16は、図2に示されているように、燃焼炉3の横断面において、上方に凸とされ下方に凹となるように曲成された円弧ノズル(円周部)16aを備えている。円弧ノズル16aは、図1に示すように、長手軸線L1方向に所定間隔をおいて複数設けられている。各円弧ノズル16aは、共通の空気供給管18に接続されている。空気供給管18の上流側には、送風機9が接続されている。   An upper outer peripheral secondary air nozzle (outer peripheral secondary air nozzle) 16 is provided above the combustion furnace 3 so as to face the upper opening of the combustion furnace 3. As shown in FIG. 2, the upper outer peripheral secondary air nozzle 16 is a circular arc nozzle (circumferential portion) that is curved so as to be convex upward and concave downward in the cross section of the combustion furnace 3. 16a. As shown in FIG. 1, a plurality of arc nozzles 16a are provided at predetermined intervals in the direction of the longitudinal axis L1. Each arc nozzle 16 a is connected to a common air supply pipe 18. A blower 9 is connected to the upstream side of the air supply pipe 18.

円弧ノズル16aには複数の噴射口が形成されており、各噴射口の口径は例えば3mmとされる。各円弧ノズル16aから噴射される二次空気は、斜め下方に噴射される。具体的には、長手軸線L1方向における両側(図1の矢印A4参照)でかつ、円弧ノズル16aの下方(図2の矢印A5参照)に向かって噴射される。このように噴射された二次空気は、一次火炎F1によって形成された一次火炎領域の外周領域を包囲するように、厚さが薄い空気層を形成する。また、上方外周二次空気ノズル16から噴射される二次空気は、一次火炎領域に到達することがないように噴射される。例えば、噴射口から噴射される二次空気の到達距離は20cm以上30cm以下とされる。 The arc nozzle 16a is formed with a plurality of injection ports, and the diameter of each injection port is, for example, 3 mm. The secondary air injected from each arc nozzle 16a is injected obliquely downward. Specifically, the fuel is injected on both sides in the direction of the longitudinal axis L1 (see arrow A4 in FIG. 1) and below the arc nozzle 16a (see arrow A5 in FIG. 2). The secondary air thus injected forms an air layer with a small thickness so as to surround the outer peripheral region of the primary flame region formed by the primary flame F1. Moreover, the secondary air injected from the upper outer peripheral secondary air nozzle 16 is injected so as not to reach the primary flame region. For example, the reach distance of the secondary air injected from the injection port is 20 cm or more and 30 cm or less.

図2に示されているように、燃焼炉3の上方には、内部に水が流通する水管20が設けられている。水管20は、燃焼装置1の筐体1aを構成する壁部(側壁など)にも設けられており、燃焼炉3内で発生した火炎の輻射熱を吸収する熱交換器として用いられる。   As shown in FIG. 2, a water pipe 20 through which water flows is provided above the combustion furnace 3. The water pipe 20 is also provided on a wall portion (side wall or the like) constituting the casing 1a of the combustion apparatus 1, and is used as a heat exchanger that absorbs the radiant heat of the flame generated in the combustion furnace 3.

上述した燃焼装置1は、以下のように用いられる。
バーナ5に燃料と一次空気が供給されることによって、燃焼炉3内に一次火炎F1が形成される。この一次火炎F1によって形成された一次火炎領域の長手軸線L1方向における先端領域に、対向二次空気ノズル7から二次空気が噴射される。二次空気は、一次火炎領域の先端領域を覆うように厚さが薄い空気層を形成する。この薄い空気層で、高温下にて気相燃焼が生じて一次火炎領域における未燃分が処理されて二次燃焼が行われる。
The combustion apparatus 1 mentioned above is used as follows.
By supplying fuel and primary air to the burner 5, a primary flame F <b> 1 is formed in the combustion furnace 3. Secondary air is jetted from the opposed secondary air nozzle 7 to the tip region in the direction of the longitudinal axis L1 of the primary flame region formed by the primary flame F1. The secondary air forms an air layer with a small thickness so as to cover the tip region of the primary flame region. In this thin air layer, gas phase combustion occurs at a high temperature, the unburned portion in the primary flame region is processed, and secondary combustion is performed.

一次火炎領域の外周領域には、下方外周二次空気ノズル10及び上方外周二次空気ノズル16から二次空気が噴射される。二次空気は、一次火炎領域の外周領域を覆うように厚さが薄い空気層を形成する。この薄い空気層で、高温下にて気相燃焼が生じて一次火炎領域における未燃分が処理されて二次燃焼が行われる。   Secondary air is injected from the lower outer peripheral secondary air nozzle 10 and the upper outer peripheral secondary air nozzle 16 into the outer peripheral region of the primary flame region. The secondary air forms an air layer with a small thickness so as to cover the outer peripheral region of the primary flame region. In this thin air layer, gas phase combustion occurs at a high temperature, the unburned portion in the primary flame region is processed, and secondary combustion is performed.

上述のように一次燃焼及び二次燃焼によって発生した輻射熱は、水管20によって構成される熱交換器に回収され、水管20にて蒸気を生成する。生成された蒸気は、各種の熱源や蒸気タービン発電などに用いられる。   As described above, the radiant heat generated by the primary combustion and the secondary combustion is collected in the heat exchanger constituted by the water pipe 20, and steam is generated in the water pipe 20. The generated steam is used for various heat sources and steam turbine power generation.

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
一次火炎領域の先端部近傍だけでなく、外周二次空気ノズル10,16によって外周領域にも二次燃焼領域を形成することとしたので、一次火炎領域の略全体を覆うように二次燃焼領域を形成することができる。これにより、十分な二次燃焼を行うことで有効に輻射熱を生成することができる。
According to this embodiment, there exist the following effects.
Since the secondary combustion region is formed not only in the vicinity of the front end portion of the primary flame region but also in the outer peripheral region by the outer peripheral secondary air nozzles 10 and 16, the secondary combustion region covers almost the entire primary flame region. Can be formed. Thereby, radiant heat can be effectively generated by performing sufficient secondary combustion.

外周二次空気ノズル10,16を用いて一次火炎領域の外周領域の円周方向に向けて二次空気を噴射することによって、一次火炎領域の外周領域に略円筒状に厚さの薄い空気層を形成することができる。これにより、一次火炎領域に直接的に二次空気が到達することによって一次火炎領域の火炎温度が低下することを抑制するとともに、一次火炎領域の外周領域に所望の二次燃焼領域を形成することができる。   A thin air layer having a substantially cylindrical shape is formed in the outer peripheral region of the primary flame region by injecting secondary air in the circumferential direction of the outer peripheral region of the primary flame region using the outer peripheral secondary air nozzles 10 and 16. Can be formed. As a result, the secondary air reaches the primary flame region directly to prevent the flame temperature in the primary flame region from decreasing, and a desired secondary combustion region is formed in the outer peripheral region of the primary flame region. Can do.

外周二次空気ノズル10,16は、一次火炎領域の外周領域に位置する円弧ノズル10a,16aを有しているので、一次火炎領域を包囲するように外周領域に二次空気を好適に供給することができる。   Since the outer peripheral secondary air nozzles 10 and 16 have the arc nozzles 10a and 16a located in the outer peripheral region of the primary flame region, the secondary air is suitably supplied to the outer peripheral region so as to surround the primary flame region. be able to.

なお、外周二次空気ノズル10,16に代えて、あるいは外周二次空気ノズル10,16とともに、図3に示すように、螺旋形状とされた外周二次空気ノズル22を用いても良い。具体的には、燃焼炉3の内周に沿って螺旋状に外周二次空気ノズル22を配置する。これにより、一次火炎領域の外周領域に対して均等に二次空気を供給することができる。また、螺旋形状とすることで、外周二次空気ノズルから噴射した二次空気を長手軸線L1回りに旋回させて流すことができ、二次空気の長手軸線L1方向における直進性を向上させることができる。直進性を向上させることによって二次空気が浮力によって上方向に向くことを抑制することができ、二次燃焼を良好に行うことができる。   Instead of the peripheral secondary air nozzles 10 and 16, or together with the peripheral secondary air nozzles 10 and 16, as shown in FIG. 3, a spiral peripheral secondary air nozzle 22 may be used. Specifically, the outer peripheral secondary air nozzle 22 is disposed spirally along the inner periphery of the combustion furnace 3. Thereby, secondary air can be uniformly supplied with respect to the outer peripheral area | region of a primary flame area | region. In addition, by adopting a spiral shape, the secondary air injected from the outer peripheral secondary air nozzle can be swung around the longitudinal axis L1, and the straight air can be improved in the direction of the longitudinal axis L1. it can. By improving the straightness, the secondary air can be prevented from being directed upward by buoyancy, and secondary combustion can be performed satisfactorily.

また、図4に示すように、対向二次空気ノズル7に代えて、円環形状の円環部24aを有する円環ノズル24を用いても良い。円環部24aには、空気を供給するための空気供給管24bが接続されている。円環ノズル24の円環部24aは、長手軸線L1に直交する面内にて円環形状をなすように配置される。円環ノズル24は、図1のように中央部にノズルヘッド7aを設ける場合に比べて、火炎の輻射を遮る面積を小さくすることができる。これにより、より多くの輻射熱を回収することができる。   Further, as shown in FIG. 4, an annular nozzle 24 having an annular part 24 a may be used in place of the opposed secondary air nozzle 7. An air supply pipe 24b for supplying air is connected to the annular portion 24a. The annular portion 24a of the annular nozzle 24 is disposed so as to form an annular shape in a plane orthogonal to the longitudinal axis L1. The annular nozzle 24 can reduce the area that blocks the flame radiation as compared with the case where the nozzle head 7a is provided at the center as shown in FIG. Thereby, more radiant heat can be collect | recovered.

なお、図5に示すように、円環部26a1,26a2を2つ設けて二重とされた円環ノズル26としてもよい。両円環部26a1,26a2は、共通の中心を有し、半径が小さい円環部26a1と、半径が大きい大円環部26a2とを備えている。大円環部26a2に対して空気供給管26bが接続されており、かつ、大円環部26a2と小円環部26a1との間に半径方向に延在する複数の接続管26cが接続されている。これにより、空気が両円環部26a1,26a2に供給される。
このように二重の円環部26a1,26a2を有する円環ノズル26としたので、より大きな面積にわたって二次空気を供給することができる。また、円環部26aを3つ以上設けて三重以上の円環ノズルとしても良い。
In addition, as shown in FIG. 5, it is good also as the annular nozzle 26 which provided two annular parts 26a1 and 26a2 and was made double. Both the annular portions 26a1, 26a2 have a common center, and include an annular portion 26a1 having a small radius and a large annular portion 26a2 having a large radius. An air supply pipe 26b is connected to the large ring part 26a2, and a plurality of connection pipes 26c extending in the radial direction are connected between the large ring part 26a2 and the small ring part 26a1. Yes. As a result, air is supplied to both annular portions 26a1, 26a2.
Thus, since it was set as the annular nozzle 26 which has the double annular part 26a1, 26a2, secondary air can be supplied over a larger area. Further, three or more annular portions 26a may be provided to form a triple or more annular nozzle.

また、本実施形態では、図1に示したように燃焼炉3が横型とされた燃焼装置1を用いて説明したが、図6に示すように、燃焼炉が縦型とされた燃焼装置1’であっても良い。図6に示した燃焼装置1’では、半球形状のノズルヘッド7a’を有する対向二次空気ノズル7’と、螺旋形状とされた外周二次空気ノズル22’とが設けられている。外周二次空気ノズル22’は、鉛直軸線回りに形成された螺旋形状となっている。各ノズル7’,22’は、共通の送風機30に接続されている。   Further, in the present embodiment, the combustion apparatus 1 in which the combustion furnace 3 is a horizontal type as shown in FIG. 1 has been described. However, as shown in FIG. 6, the combustion apparatus 1 in which the combustion furnace is a vertical type. 'May be. In the combustion apparatus 1 ′ shown in FIG. 6, an opposed secondary air nozzle 7 ′ having a hemispherical nozzle head 7 a ′ and a spiral outer peripheral secondary air nozzle 22 ′ are provided. The outer peripheral secondary air nozzle 22 'has a spiral shape formed around the vertical axis. The nozzles 7 ′ and 22 ′ are connected to a common blower 30.

また、図7に示すように、対向二次空気ノズルと外周二次空気ノズルとを兼用したノズル32を用いても良い。同図に示した燃焼装置1”は、縦型の燃焼炉とされている。ノズル32は、上方に位置する上部ノズル32aと、上部ノズル32aに両側部に接続され、燃焼炉の内壁に沿って下方に延在する側方ノズル32bとを備えている。上部ノズル32aと側方ノズル32bとは共通の空気流路を有している。上部ノズル32aが対向二次空気ノズルとしての機能を有し、側方ノズル32bが外周二次空気ノズルとしての機能を有する。ノズル32の上流側には、送風機34が接続されている。   Further, as shown in FIG. 7, a nozzle 32 that serves as both a counter secondary air nozzle and an outer peripheral secondary air nozzle may be used. The combustion apparatus 1 ″ shown in the figure is a vertical combustion furnace. The nozzle 32 is connected to the upper nozzle 32a located above and to both sides of the upper nozzle 32a, along the inner wall of the combustion furnace. The upper nozzle 32a and the side nozzle 32b have a common air flow path, and the upper nozzle 32a functions as an opposed secondary air nozzle. The side nozzle 32b has a function as an outer peripheral secondary air nozzle, and a blower 34 is connected to the upstream side of the nozzle 32.

上述した実施形態では、微粉炭やバイオマスを燃料の一例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、食料廃棄物や、鶏糞、その他の難燃性物質の燃焼に対しても用いることができる。   In the above-described embodiment, pulverized coal and biomass have been described as examples of fuel. However, the present invention is not limited to this, and also for combustion of food waste, chicken manure, and other flame-retardant substances. Can be used.

1,1’,1” 燃焼装置
1a 筐体
3 燃焼炉
3a 排出口
5 バーナ
7,7’ 対向二次空気ノズル
7a,7a’ ノズルヘッド
9 送風機
10 下方外周二次空気ノズル(外周二次空気ノズル)
10a 円弧ノズル(円周部)
12 空気供給管
14 送風機
16 上方外周二次空気ノズル(外周二次空気ノズル)
16a 円弧ノズル(円周部)
18 空気供給管
20 水管(熱交換器)
22 外周二次空気ノズル
24,26 円環ノズル
24a,26a 円環部
24b 空気供給管
26a1 小円環部
26a2 大円環部
26b 空気供給管
26c 接続管
30 送風機
32 ノズル
34 送風機
BS 床
F1 一次火炎
L1 長手軸線
1, 1 ', 1 "Combustion device 1a Housing 3 Combustion furnace 3a Discharge port 5 Burner 7, 7' Opposed secondary air nozzle 7a, 7a 'Nozzle head 9 Blower 10 Lower outer peripheral secondary air nozzle (outer peripheral secondary air nozzle )
10a Circular nozzle (circumferential part)
12 Air supply pipe 14 Blower 16 Upper outer peripheral secondary air nozzle (outer peripheral secondary air nozzle)
16a Circular nozzle (circumferential part)
18 Air supply pipe 20 Water pipe (heat exchanger)
22 peripheral secondary air nozzles 24, 26 annular nozzles 24a, 26a annular part 24b air supply pipe 26a1 small annular part 26a2 large annular part 26b air supply pipe 26c connection pipe 30 blower 32 nozzle 34 blower BS floor F1 primary flame L1 Long axis

Claims (4)

一次火炎領域が内部に形成される燃焼炉と、
前記一次火炎領域の長手軸線方向における対向位置から二次空気を該一次火炎領域側に噴射し、該一次火炎領域の前記長手軸線方向における先端部近傍に空気層を形成する対向二次空気ノズルと、
前記一次火炎領域の外周領域を包囲する空気層を形成するように二次空気を噴射する外周二次空気ノズルと、
を備え、
前記外周二次空気ノズルは、前記長手軸線方向における複数位置から、前記一次火炎領域の前記外周領域の円周方向に向けて二次空気を噴射するとともに、前記一次火炎領域の前記外周領域に位置する円周部を有している燃焼装置。
A combustion furnace in which a primary flame region is formed;
An opposed secondary air nozzle that injects secondary air from the opposed position in the longitudinal axis direction of the primary flame region to the primary flame region side, and forms an air layer in the vicinity of the tip portion in the longitudinal axis direction of the primary flame region; ,
An outer peripheral secondary air nozzle for injecting secondary air so as to form an air layer surrounding the outer peripheral region of the primary flame region;
With
The outer peripheral secondary air nozzle injects secondary air from a plurality of positions in the longitudinal axis direction toward the circumferential direction of the outer peripheral region of the primary flame region, and is positioned in the outer peripheral region of the primary flame region Combustion device having a circumferential portion .
一次火炎領域が内部に形成される燃焼炉と、
前記一次火炎領域の長手軸線方向における対向位置から二次空気を該一次火炎領域側に噴射し、該一次火炎領域の前記長手軸線方向における先端部近傍に空気層を形成する対向二次空気ノズルと、
前記一次火炎領域の外周領域を包囲する空気層を形成するように二次空気を噴射する外周二次空気ノズルと、
を備え、
前記外周二次空気ノズルは、前記燃焼炉内に配置され、前記長手軸線方向における複数位置から、前記一次火炎領域の前記外周領域の円周方向に向けて二次空気を噴射するとともに、前記長手軸線方向に延在する螺旋形状とされている燃焼装置。
A combustion furnace in which a primary flame region is formed;
An opposed secondary air nozzle that injects secondary air from the opposed position in the longitudinal axis direction of the primary flame region to the primary flame region side, and forms an air layer in the vicinity of the tip portion in the longitudinal axis direction of the primary flame region; ,
An outer peripheral secondary air nozzle for injecting secondary air so as to form an air layer surrounding the outer peripheral region of the primary flame region;
With
The outer peripheral secondary air nozzle is disposed in the combustion furnace, injects secondary air from a plurality of positions in the longitudinal axis direction toward the circumferential direction of the outer peripheral region of the primary flame region, and the longitudinal A combustion apparatus having a spiral shape extending in the axial direction.
前記燃焼炉内に設けられた熱交換器を備えている請求項1又は2に記載の燃焼装置。 The combustion apparatus of Claim 1 or 2 provided with the heat exchanger provided in the said combustion furnace. 前記対向二次空気ノズルは、前記長手軸線に直交する面内にて円環形状をなす円環部を有している請求項1からのいずれかに記載の燃焼装置。 The combustion apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein the opposed secondary air nozzle has an annular portion having an annular shape in a plane orthogonal to the longitudinal axis.
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