JP7429501B2 - powder injection device - Google Patents

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本発明は、粉体噴射装置に関するものである。 The present invention relates to a powder injection device.

下記特許文献1には、粉体噴射装置の一例として、石炭焚ボイラに取り付けられる微粉炭バーナが開示されている(特許文献1の図6参照)。微粉炭バーナでは、石炭粉砕機で石炭を粉砕して微粉炭としたものを燃焼用空気と混合させ、この混合流体をバーナノズルから火炉に噴射して微粉炭を燃焼させるようになっている。このような微粉炭バーナにおいては、バーナノズルの噴射口において微粉炭の粒子濃度を均一化させることにより、燃焼状態を良好に保つことができる。 The following Patent Document 1 discloses a pulverized coal burner attached to a coal-fired boiler as an example of a powder injection device (see FIG. 6 of Patent Document 1). In a pulverized coal burner, a coal pulverizer pulverizes coal into pulverized coal, which is mixed with combustion air, and this mixed fluid is injected from a burner nozzle into a furnace to burn the pulverized coal. In such a pulverized coal burner, a good combustion state can be maintained by making the particle concentration of pulverized coal uniform at the injection port of the burner nozzle.

特開2009-131793号公報Japanese Patent Application Publication No. 2009-131793

微粉炭バーナにおいて、燃焼性能を良好に保つためには、ノズル出口での微粉炭濃度の偏りを無くす必要がある。従来では、ノズルの接線から微粉炭を流入させるダクトを使用し、内部での旋回を抑えるためにノズルの内周面に邪魔板を設けていた。邪魔板は、混合流体の主流方向に対して平行に延び、微粉炭の旋回を止めることで、微粉炭をノズルの内周面近傍に均等に分布させる。 In a pulverized coal burner, in order to maintain good combustion performance, it is necessary to eliminate unevenness in pulverized coal concentration at the nozzle outlet. Conventionally, a duct was used to flow pulverized coal from a tangent to the nozzle, and a baffle plate was provided on the inner circumferential surface of the nozzle to suppress swirling inside. The baffle plate extends parallel to the main flow direction of the mixed fluid and stops swirling of the pulverized coal to evenly distribute the pulverized coal near the inner peripheral surface of the nozzle.

しかしながら、微粉炭が邪魔板に十分に衝突せず、微粉炭の粒子濃度が不均一になることが懸念されていた。これにより、極度に粒子濃度が薄いまたは濃い領域が形成されると、保炎性が低下し、排ガス汚染物(NO、CO等)が増加してしまう、という問題があった。
また、運転条件が変化し微粉炭及び燃焼用空気の流量が低下すると、混合流体の旋回流の勢いが衰えて、さらに微粉炭の粒子濃度が不均一になることが懸念されていた。
However, there was a concern that the pulverized coal would not sufficiently collide with the baffle plate, resulting in uneven particle concentration of the pulverized coal. As a result, if a region with an extremely low or high particle concentration is formed, there is a problem in that flame stability decreases and exhaust gas contaminants (NO, CO, etc.) increase.
Furthermore, if the operating conditions change and the flow rates of pulverized coal and combustion air decrease, there has been concern that the momentum of the swirling flow of the mixed fluid will weaken and the particle concentration of pulverized coal will become non-uniform.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、運転条件によらず、粉体をノズルの内周面近傍に均等に分布させることができる粉体噴射装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and aims to provide a powder injection device that can evenly distribute powder near the inner circumferential surface of a nozzle regardless of operating conditions.

上記の課題を解決するために、本発明は、粉体と気体との混合流体を噴射するノズルと、前記ノズルの内周面に沿って前記混合流体を供給し、前記混合流体の旋回流を形成する混合流体供給部と、を備え、前記ノズルは、その内周面に前記混合流体の主流方向に対して交差する方向に延びる邪魔板を有する、粉体噴射装置を採用する。 In order to solve the above problems, the present invention includes a nozzle that injects a mixed fluid of powder and gas, and supplies the mixed fluid along the inner peripheral surface of the nozzle to generate a swirling flow of the mixed fluid. A powder injection device is employed, in which the nozzle has a baffle plate extending in a direction crossing the main flow direction of the mixed fluid on an inner circumferential surface thereof.

また、本発明においては、前記邪魔板は、前記主流方向に間隔をあけて複数の突部を形成している、という構成を採用する。 Further, in the present invention, the baffle plate has a configuration in which a plurality of protrusions are formed at intervals in the mainstream direction.

また、本発明においては、前記邪魔板は、螺旋状に形成されている、という構成を採用する。 Further, in the present invention, a configuration is adopted in which the baffle plate is formed in a spiral shape.

また、本発明においては、前記邪魔板は、前記旋回流と逆巻の螺旋状に形成されている、という構成を採用する。 Further, in the present invention, a configuration is adopted in which the baffle plate is formed in a spiral shape that is reversely wound to the swirling flow.

また、本発明においては、前記ノズルは、前記内周面を形成する外スリーブと、前記外スリーブの内側に配置された内スリーブと、を有し、前記内スリーブは、その外周面に前記旋回流を前記内周面に導く傾斜突部を有し、前記傾斜突部は、前記主流方向において前記邪魔板が配置されている領域内に設けられている、という構成を採用する。 Further, in the present invention, the nozzle includes an outer sleeve forming the inner circumferential surface, and an inner sleeve disposed inside the outer sleeve, and the inner sleeve has the turning surface on its outer circumferential surface. A configuration is adopted in which a sloped protrusion that guides the flow to the inner circumferential surface is provided, and the sloped protrusion is provided in a region where the baffle plate is arranged in the main flow direction.

本発明では、ノズルの内周面に設けられた邪魔板が、混合流体の主流方向に対して交差して配置される。混合流体の流量が増減すると、混合流体がノズルから噴射されるまでに旋回する回数が増減するが、混合流体の主流方向(ノズルが延びる軸心方向)における流れは変わらない。このため、どのような運転条件であっても、必ず粉体が邪魔板に衝突し、粉体がノズルの内周面近傍に均等に分布する。
したがって、本発明によれば、運転条件によらず、粉体をノズルの内周面近傍に均等に分布させることができる粉体噴射装置が得られる。
In the present invention, the baffle plate provided on the inner peripheral surface of the nozzle is arranged to intersect with the main flow direction of the mixed fluid. When the flow rate of the mixed fluid increases or decreases, the number of times the mixed fluid turns before it is injected from the nozzle increases or decreases, but the flow of the mixed fluid in the mainstream direction (the axial direction along which the nozzle extends) does not change. Therefore, no matter what the operating conditions are, the powder always collides with the baffle plate, and the powder is evenly distributed near the inner peripheral surface of the nozzle.
Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain a powder injection device that can evenly distribute powder near the inner circumferential surface of a nozzle regardless of operating conditions.

本発明の実施形態における微粉炭バーナの構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a pulverized coal burner in an embodiment of the present invention. 図1における矢視A-A断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 1. FIG. 本発明の実施形態における微粉炭バーナの(a)解析モデルと、(b)その解析モデルを用いた微粉炭の粒子濃度の解析結果である。2 shows (a) an analytical model of a pulverized coal burner in an embodiment of the present invention, and (b) an analytical result of the particle concentration of pulverized coal using the analytical model. 比較例として、主流方向に対して平行な邪魔板を備える従来の微粉炭バーナの(a)解析モデルと、(b)その解析モデルを用いた微粉炭の粒子濃度の解析結果である。As a comparative example, (a) an analytical model of a conventional pulverized coal burner equipped with a baffle plate parallel to the main flow direction, and (b) an analytical result of the particle concentration of pulverized coal using the analytical model. 本発明の別実施形態における邪魔板の構成を示す断面図である。It is a sectional view showing the composition of the baffle plate in another embodiment of the present invention.

以下、本発明の粉体噴射装置について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、粉体噴射装置の一実施形態として微粉炭バーナを例示する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the powder injection device of this invention is demonstrated with reference to drawings. In addition, in the following description, a pulverized coal burner is illustrated as one embodiment of a powder injection device.

図1は、本発明の実施形態における微粉炭バーナ1の構成を示す斜視図である。図2は、図1における矢視A-A断面図である。
微粉炭バーナ1は、微粉炭(粉体)と燃焼用空気(気体)との混合流体Fを不図示の火炉に噴射し、微粉炭を燃焼させるものである。本実施形態の微粉炭バーナ1は、ノズル10と、混合流体供給部20と、ウインドボックス30と、を有する。
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a pulverized coal burner 1 in an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along arrow AA in FIG.
The pulverized coal burner 1 injects a mixed fluid F of pulverized coal (powder) and combustion air (gas) into a furnace (not shown) to combust the pulverized coal. The pulverized coal burner 1 of this embodiment includes a nozzle 10, a mixed fluid supply section 20, and a wind box 30.

ノズル10は、混合流体Fを噴射する噴射口11と、噴射口11に至る混合流体Fの搬送流路12と、を有する。ノズル10は、筒状に形成されており、その一端に噴射口11が形成されている。搬送流路12は、ノズル10の軸心C1に沿って、噴射口11まで略直線的に延在している。本実施形態では、ノズル10の噴射口11側が絞られ、軸心C1に向かって混合流体Fを噴射可能な構成となっている。 The nozzle 10 has an injection port 11 for ejecting the mixed fluid F, and a conveyance channel 12 for the mixed fluid F that reaches the injection port 11. The nozzle 10 is formed in a cylindrical shape, and has an injection port 11 formed at one end thereof. The conveyance channel 12 extends substantially linearly along the axis C1 of the nozzle 10 to the injection port 11. In this embodiment, the injection port 11 side of the nozzle 10 is constricted so that the mixed fluid F can be injected toward the axis C1.

ノズル10は、同心で設けられた筒状の内スリーブ13と外スリーブ14とを有し、二重筒構造となっている。内スリーブ13は、長手方向の略中腹部位から先端側へ向かって直径が漸減し、且つ先端開口部に、先端に向かって直径が急減する絞り部を有する。外スリーブ14は、内スリーブ13の外周に同心状に配設され、内スリーブ13と略相似形で、且つ先端に向かって直径が急減する絞り部を有する。 The nozzle 10 has a cylindrical inner sleeve 13 and an outer sleeve 14 that are provided concentrically, and has a double-tube structure. The inner sleeve 13 has a diameter that gradually decreases from approximately the midpoint in the longitudinal direction toward the distal end, and has a constricted portion at the distal opening that rapidly decreases in diameter toward the distal end. The outer sleeve 14 is disposed concentrically around the outer circumference of the inner sleeve 13, has a substantially similar shape to the inner sleeve 13, and has a constricted portion whose diameter rapidly decreases toward the tip.

内スリーブ13の内部には、オイルバーナ(不図示)が挿入されている。オイルバーナは、内スリーブ13の軸心位置に挿入されると共に、軸心方向に沿って移動可能にエアシリンダ(不図示)に連結されている。オイルバーナは、着火時において内スリーブ13から突出して油を噴射し、燃焼中においては焼損を防止するため内スリーブ13内に退避する。内スリーブ13には、三次空気を供給する三次空気管(不図示)が接続されている。 An oil burner (not shown) is inserted inside the inner sleeve 13. The oil burner is inserted into the axial position of the inner sleeve 13 and is connected to an air cylinder (not shown) so as to be movable along the axial direction. The oil burner protrudes from the inner sleeve 13 and injects oil when ignited, and retreats into the inner sleeve 13 during combustion to prevent burnout. A tertiary air pipe (not shown) that supplies tertiary air is connected to the inner sleeve 13 .

搬送流路12は、内スリーブ13と外スリーブ14との間に形成されている。すなわち、搬送流路12は、リング状に形成されている。具体的に、搬送流路12の内縁は、内スリーブ13の外周面15よって形成されている。また、搬送流路12の外縁は、外スリーブ14の内周面16によって形成されている。 The conveyance channel 12 is formed between the inner sleeve 13 and the outer sleeve 14. That is, the conveyance channel 12 is formed in a ring shape. Specifically, the inner edge of the conveyance channel 12 is formed by the outer peripheral surface 15 of the inner sleeve 13. Further, the outer edge of the conveyance channel 12 is formed by the inner circumferential surface 16 of the outer sleeve 14.

混合流体供給部20は、図1に示すように、ノズル10の側部に接続されている。混合流体供給部20は、搬送流路12に混合流体Fを供給するものである。混合流体供給部20は、ノズル10(外スリーブ14)の内周面16に沿って接線方向に混合流体Fを供給し、混合流体Fの旋回流Sを形成するようになっている。混合流体供給部20の上流側には、不図示の微粉炭供給装置及び送風装置が設けられており、微粉炭と燃焼用空気(一次空気)とが予め混合された混合流体Fが導入されてくる。 The mixed fluid supply section 20 is connected to the side of the nozzle 10, as shown in FIG. The mixed fluid supply section 20 supplies the mixed fluid F to the conveyance channel 12. The mixed fluid supply section 20 supplies the mixed fluid F in a tangential direction along the inner circumferential surface 16 of the nozzle 10 (outer sleeve 14) to form a swirling flow S of the mixed fluid F. A pulverized coal supply device and a blower device (not shown) are provided upstream of the mixed fluid supply section 20, and a mixed fluid F in which pulverized coal and combustion air (primary air) are mixed in advance is introduced. come.

ウインドボックス30は、ノズル10から噴射された混合流体Fに二次空気を混合させるものであり、ノズル10の噴射口11の周囲を囲うように設けられている。このウインドボックス30は、噴射口11の周りを円形に囲うように配設された複数のエアレジスタ(不図示)と、エアレジスタの内側に周方向に配設された複数のインナーベーン(不図示)と、を有している。エアレジスタは、二次空気の流量を調整し、インナーベーンは、エアレジスタを介して供給される二次空気に旋回力を与える。 The wind box 30 mixes secondary air with the mixed fluid F injected from the nozzle 10, and is provided so as to surround the injection port 11 of the nozzle 10. This wind box 30 includes a plurality of air registers (not shown) disposed to surround the injection port 11 in a circular manner, and a plurality of inner vanes (not shown) disposed circumferentially inside the air register. ) and has. The air register adjusts the flow rate of secondary air, and the inner vane provides a swirling force to the secondary air supplied through the air register.

図示しない石炭粉砕機で粉砕された微粉炭は、燃焼用空気と混合され、混合流体供給部20を介してノズル10に供給される。微粉炭と燃焼用空気の混合流体Fは、ノズル10の後端側において内周面16の接線方向に供給されて旋回流Sとなり、内周面16に沿って周方向に旋回しながら先端側へ流動し、噴射口11から噴射される。そして、噴射口11から噴射された混合流体Fは、ウインドボックス30から供給される二次空気と混合して燃焼する。 Pulverized coal pulverized by a coal pulverizer (not shown) is mixed with combustion air and supplied to the nozzle 10 via the mixed fluid supply section 20 . The mixed fluid F of pulverized coal and combustion air is supplied in the tangential direction of the inner circumferential surface 16 at the rear end side of the nozzle 10 to form a swirling flow S, and swirls in the circumferential direction along the inner circumferential surface 16 while flowing toward the tip side. and is injected from the injection port 11. The mixed fluid F injected from the injection port 11 is mixed with secondary air supplied from the wind box 30 and combusted.

ノズル10は、保炎性を高めるため、混合流体Fに含まれる微粉炭を内周面16近傍に均等に分布させる邪魔板40を有する。邪魔板40は、ノズル10の内周面16に対して立設し、内周面16に沿って流れる混合流体Fと衝突する。邪魔板40は、図2に示す軸心C1に沿う断面が、矩形状である。なお、邪魔板40の断面形状は、三角形や、その他の多角形であってもよく、また、丸みを帯びていてもよい。 The nozzle 10 includes a baffle plate 40 that evenly distributes the pulverized coal contained in the mixed fluid F near the inner circumferential surface 16 in order to improve flame stability. The baffle plate 40 stands up against the inner peripheral surface 16 of the nozzle 10 and collides with the mixed fluid F flowing along the inner peripheral surface 16. The baffle plate 40 has a rectangular cross section along the axis C1 shown in FIG. Note that the cross-sectional shape of the baffle plate 40 may be triangular or other polygonal, or may be rounded.

邪魔板40は、図2に示すように、混合流体Fの主流方向(ノズル10が延びる軸心C1に沿う方向)に対して交差する方向に延びている。この邪魔板40は、軸心C1と直交する基準平面C2に対して角度αで交差している。角度αは、10°以下であることが好ましく、より好ましくは5°以下である。本実施形態の邪魔板40は、軸心C1と略直交する方向に延びており、角度αが、例えば3.5°に設定されている。 As shown in FIG. 2, the baffle plate 40 extends in a direction intersecting the mainstream direction of the mixed fluid F (the direction along the axis C1 along which the nozzle 10 extends). This baffle plate 40 intersects at an angle α with a reference plane C2 perpendicular to the axis C1. The angle α is preferably 10° or less, more preferably 5° or less. The baffle plate 40 of this embodiment extends in a direction substantially perpendicular to the axis C1, and the angle α is set to, for example, 3.5°.

邪魔板40は、主流方向に間隔をあけて複数の突部41を形成している。この突部41は、4個以上あることが好ましく、より好ましくは5~7個である。本実施形態では、この突部41が等間隔で6個配置されている。 The baffle plate 40 has a plurality of protrusions 41 formed at intervals in the mainstream direction. It is preferable that there are four or more protrusions 41, and more preferably five to seven protrusions. In this embodiment, six protrusions 41 are arranged at equal intervals.

邪魔板40は、複数の突部41が一繋ぎになった螺旋状に形成されている。この邪魔板40は、図2に示すように、混合流体Fの旋回流Sと逆巻の螺旋状に形成されている。すなわち、旋回流Sが、軸心C1を中心に時計回りであるとき、邪魔板40は、軸心C1を中心に反時計回りに渦を巻く。また、旋回流Sが、軸心C1を中心に反時計回りであるとき、邪魔板40は、軸心C1を中心に時計回りに渦を巻く。 The baffle plate 40 is formed in a spiral shape in which a plurality of protrusions 41 are connected. As shown in FIG. 2, this baffle plate 40 is formed in a spiral shape that is counter-wound to the swirling flow S of the mixed fluid F. That is, when the swirling flow S is clockwise around the axis C1, the baffle plate 40 swirls counterclockwise around the axis C1. Further, when the swirling flow S is counterclockwise around the axis C1, the baffle plate 40 swirls clockwise around the axis C1.

ノズル10は、上述の邪魔板40が設けられた内周面16に旋回流Sを導く傾斜突部50を有する。傾斜突部50は、内スリーブ13の外周面15に環状に形成されている。この傾斜突部50は、混合流体Fの主流方向において邪魔板が配置されている領域X内に設けられている。傾斜突部50は、ノズル10の先端側に向かうに従って高くなる傾斜面51を有し、ノズル10の中心部に集まってしまった混合流体Fに含まれる微粉炭を邪魔板40に衝突させる。 The nozzle 10 has an inclined protrusion 50 that guides the swirling flow S to the inner circumferential surface 16 where the baffle plate 40 described above is provided. The inclined protrusion 50 is formed in an annular shape on the outer peripheral surface 15 of the inner sleeve 13 . This inclined protrusion 50 is provided within a region X where the baffle plate is arranged in the mainstream direction of the mixed fluid F. The inclined protrusion 50 has an inclined surface 51 that becomes higher toward the tip side of the nozzle 10, and causes the pulverized coal contained in the mixed fluid F that has gathered at the center of the nozzle 10 to collide with the baffle plate 40.

続いて、上記構成の邪魔板40を備える微粉炭バーナ1の作用について、図3及び図4を参照して説明する。
図3は、本発明の実施形態における微粉炭バーナの(a)解析モデル100と、(b)その解析モデル100を用いた微粉炭の粒子濃度の解析結果である。図4は、比較例として、主流方向に対して平行な邪魔板を備える従来の微粉炭バーナの(a)解析モデル200と、(b)その解析モデル200を用いた微粉炭の粒子濃度の解析結果である。
Next, the operation of the pulverized coal burner 1 including the baffle plate 40 having the above configuration will be explained with reference to FIGS. 3 and 4.
FIG. 3 shows (a) an analytical model 100 of a pulverized coal burner according to an embodiment of the present invention, and (b) an analysis result of the particle concentration of pulverized coal using the analytical model 100. As a comparative example, FIG. 4 shows (a) an analytical model 200 of a conventional pulverized coal burner equipped with baffles parallel to the mainstream direction, and (b) an analysis of the particle concentration of pulverized coal using the analytical model 200. This is the result.

図4(a)に示す解析モデル200は、混合流体の主流方向に対して平行な邪魔板240を備える点で、図3(a)に示す解析モデル100と相違し、その他の点で一致している。この解析モデル200を用い、混合流体Fの流量を低下させた条件で解析した結果、図4(b)に示すように、ノズル10の内周面16近傍に粒子濃度が薄い領域や濃い領域が円環斑状に形成されることが確認された。このため、保炎性の低下が懸念される。 The analytical model 200 shown in FIG. 4(a) differs from the analytical model 100 shown in FIG. 3(a) in that it includes a baffle plate 240 parallel to the mainstream direction of the mixed fluid, and is the same in other respects. ing. As a result of analysis using this analytical model 200 under conditions where the flow rate of the mixed fluid F is reduced, as shown in FIG. It was confirmed that it was formed in a circular patch shape. For this reason, there is a concern that flame stability may deteriorate.

一方、図3(a)に示す解析モデル100を用い、混合流体Fの流量を低下させた同じ条件で解析した結果、図3(b)に示すように、粒子濃度が異常に濃い領域が無くなり、ノズル10の内周面16近傍に周方向に沿って略均一の粒子濃度が得られることが確認された。すなわち、本実施形態では、図2に示すように、ノズル10の内周面16に設けられた邪魔板40が、混合流体Fの主流方向に対して交差して配置される。混合流体Fの流量が増減すると、混合流体Fがノズル10から噴射されるまでに旋回する回数が増減するが、混合流体Fの主流方向(ノズル10が延びる軸心方向)における流れは変わらない。このため、どのような運転条件であっても、必ず微粉炭が邪魔板40に衝突するため、微粉炭がノズル10の内周面16近傍に均等に分布する。 On the other hand, as a result of analysis using the analytical model 100 shown in FIG. 3(a) under the same conditions with a lower flow rate of mixed fluid F, as shown in FIG. 3(b), there was no region with abnormally high particle concentration. It was confirmed that a substantially uniform particle concentration was obtained in the vicinity of the inner circumferential surface 16 of the nozzle 10 along the circumferential direction. That is, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the baffle plate 40 provided on the inner circumferential surface 16 of the nozzle 10 is arranged to intersect with the main flow direction of the mixed fluid F. When the flow rate of the mixed fluid F increases or decreases, the number of times the mixed fluid F turns before it is injected from the nozzle 10 increases or decreases, but the flow of the mixed fluid F in the mainstream direction (the axial direction in which the nozzle 10 extends) does not change. Therefore, regardless of the operating conditions, the pulverized coal always collides with the baffle plate 40, so that the pulverized coal is evenly distributed near the inner circumferential surface 16 of the nozzle 10.

本実施形態では、邪魔板40が主流方向に間隔をあけて複数の突部41を形成している。この構成によれば、混合流体Fに含まれる微粉炭が、主流方向において複数回、邪魔板40と衝突するため、ノズル10の内周面16近傍における粒子濃度を均一化する効果が高くなる。解析結果では、突部41が4個までは段階的に粒子濃度の均一化が図られ、突部41が5~7個になると粒子濃度の十分な均一化が図られ、突部41が8個以上になるとそれ以降の改善は殆ど無くなった。このため、突部41は、4個以上あることが好ましく、より好ましくは5~7個である。 In this embodiment, the baffle plate 40 forms a plurality of protrusions 41 at intervals in the mainstream direction. According to this configuration, the pulverized coal contained in the mixed fluid F collides with the baffle plate 40 multiple times in the mainstream direction, so that the effect of uniformizing the particle concentration near the inner circumferential surface 16 of the nozzle 10 is enhanced. The analysis results show that the particle concentration is made uniform in stages up to 4 protrusions 41, and when the number of protrusions 41 reaches 5 to 7, the particle concentration is sufficiently uniform, and when the number of protrusions 41 becomes 8 When the number exceeds 1, there is almost no improvement after that. Therefore, the number of protrusions 41 is preferably four or more, more preferably five to seven.

また、本実施形態においては、邪魔板40は、螺旋状に形成されている。邪魔板40が螺旋状であれば、ノズル10の軸心方向から見て、突部41が内周面16の周方向全体に重なって配置されるため、混合流体Fが突部41のいずれにも衝突しないパスルートが形成されない。なお、微粉炭バーナ1は、定期的にノズル10の内周面16に堆積した微粉炭を清掃しており、その清掃の際には、ノズル10から空気のみを噴射させ、内周面16に堆積した微粉炭を排出している。ここで、邪魔板40が螺旋状であれば、微粉炭が邪魔板40の根元部に溜まることなく、微粉炭が内周面16に沿って周方向に旋回しながら噴射口11から排出されるため、メンテナンスが容易になる。 Moreover, in this embodiment, the baffle plate 40 is formed in a spiral shape. If the baffle plate 40 has a spiral shape, the protrusions 41 will overlap the entire circumferential direction of the inner circumferential surface 16 when viewed from the axial direction of the nozzle 10, so that the mixed fluid F will not reach any of the protrusions 41. A non-colliding path route is not formed. The pulverized coal burner 1 periodically cleans the pulverized coal deposited on the inner circumferential surface 16 of the nozzle 10, and when cleaning, only air is injected from the nozzle 10 to clean the inner circumferential surface 16. The accumulated pulverized coal is being discharged. Here, if the baffle plate 40 has a spiral shape, the pulverized coal will not accumulate at the base of the baffle plate 40, and the pulverized coal will be discharged from the injection port 11 while swirling in the circumferential direction along the inner circumferential surface 16. Therefore, maintenance becomes easier.

また、本実施形態の邪魔板40は、旋回流Sと逆巻の螺旋状に形成されている。この構成によれば、邪魔板40が、旋回流Sとなる混合流体Fと衝突し易くなるため、ノズル10の内周面16近傍における粒子濃度を均一化する効果が高くなる。また、ノズル10の内スリーブ13には、その外周面15に旋回流Sを内周面16に導く傾斜突部50が設けられ、傾斜突部50は、主流方向において邪魔板40が配置されている領域X内に配置されているため、ノズル10の中心部に集まってしまった混合流体Fに含まれる微粉炭を邪魔板40に衝突させ、ノズル10の内周面16近傍における粒子濃度をより確実に均一化することができる。 Moreover, the baffle plate 40 of this embodiment is formed in a spiral shape that is reversely wound with respect to the swirling flow S. According to this configuration, the baffle plate 40 easily collides with the mixed fluid F forming the swirling flow S, so that the effect of uniformizing the particle concentration near the inner circumferential surface 16 of the nozzle 10 is enhanced. Further, the inner sleeve 13 of the nozzle 10 is provided with an inclined protrusion 50 on its outer circumferential surface 15 that guides the swirling flow S to the inner circumferential surface 16, and the inclined protrusion 50 has a baffle plate 40 disposed in the mainstream direction. Since the pulverized coal contained in the mixed fluid F that has gathered at the center of the nozzle 10 collides with the baffle plate 40, the particle concentration near the inner circumferential surface 16 of the nozzle 10 is further reduced. Uniformity can be ensured.

このように、上述の本実施形態によれば、微粉炭と燃焼用空気との混合流体Fを噴射するノズル10と、ノズル10の内周面16に沿って混合流体Fを供給し、混合流体Fの旋回流Sを形成する混合流体供給部20と、を備え、ノズル10は、その内周面16に混合流体Fの主流方向に対して交差する方向に延びる邪魔板40を有する、という構成を採用することによって、運転条件によらず、微粉炭をノズル10の内周面16近傍に均等に分布させることができる微粉炭バーナ1が得られる。 As described above, according to the present embodiment described above, the nozzle 10 injects the mixed fluid F of pulverized coal and combustion air, and the mixed fluid F is supplied along the inner circumferential surface 16 of the nozzle 10, and the mixed fluid a mixed fluid supply section 20 that forms a swirling flow S of the mixed fluid F, and the nozzle 10 has a baffle plate 40 on its inner peripheral surface 16 that extends in a direction intersecting the mainstream direction of the mixed fluid F. By employing this, it is possible to obtain a pulverized coal burner 1 that can evenly distribute pulverized coal near the inner circumferential surface 16 of the nozzle 10 regardless of operating conditions.

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the present invention is not limited to the above embodiments. The various shapes and combinations of the constituent members shown in the above-described embodiments are merely examples, and can be variously changed based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

図5は、本発明の別実施形態における邪魔板40Aの構成を示す断面図である。なお、図5において上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明は簡略若しくは省略する。
図5に示す邪魔板40Aは、リング状に形成されている。この邪魔板40Aは、混合流体Fの主流方向において間隔をあけて複数配置されている。また、邪魔板40Aは、内周面16に沿って混合流体Fの主流方向に対して直交する方向に延びている。
FIG. 5 is a sectional view showing the configuration of a baffle plate 40A in another embodiment of the present invention. In addition, in FIG. 5, the same reference numerals are attached to the same or equivalent configurations as those in the above-described embodiment, and the description thereof will be simplified or omitted.
The baffle plate 40A shown in FIG. 5 is formed in a ring shape. A plurality of baffle plates 40A are arranged at intervals in the mainstream direction of the mixed fluid F. Further, the baffle plate 40A extends along the inner circumferential surface 16 in a direction perpendicular to the mainstream direction of the mixed fluid F.

図5に示す邪魔板40Aにおいても、混合流体Fに含まれる微粉炭が、主流方向において複数回、邪魔板40Aと衝突するため、ノズル10の内周面16近傍における粒子濃度を均一化することができる。しかし、邪魔板40Aを複数配置する必要があるため、上述した実施形態と比べて、邪魔板40Aの間隔の調整作業に手間がかかる。なお、清掃の際に、堆積した微粉炭を排出できるように、邪魔板40Aに切り欠きを形成してもよい。この切り欠きは、パスルートが形成されないように、ノズル10の軸心方向から見て、重ならないように配置することが好ましい。 Also in the baffle plate 40A shown in FIG. 5, the pulverized coal contained in the mixed fluid F collides with the baffle plate 40A multiple times in the mainstream direction, so that the particle concentration near the inner circumferential surface 16 of the nozzle 10 can be made uniform. I can do it. However, since it is necessary to arrange a plurality of baffle plates 40A, it takes more effort to adjust the intervals between the baffle plates 40A than in the embodiment described above. Note that a notch may be formed in the baffle plate 40A so that accumulated pulverized coal can be discharged during cleaning. The cutouts are preferably arranged so as not to overlap when viewed from the axial direction of the nozzle 10 so that a path route is not formed.

また、例えば、上記実施形態では、本発明の粉体噴射装置を微粉炭バーナ1に適用した構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、例えば、同じく粉体を噴射し、被対象物の表面にコーティング層を形成するコールドスプレー装置等にも適用することができる。また、本発明は、上述した工業分野に限らず、食品分野や医薬品分野において同じように粉体を噴射する粉体噴射装置全般に適用することができる。 Further, for example, in the above embodiment, a configuration in which the powder injection device of the present invention is applied to the pulverized coal burner 1 has been described, but the present invention is not limited to this configuration. It can also be applied to cold spray equipment that forms a coating layer on the surface of an object. Further, the present invention can be applied not only to the above-mentioned industrial fields but also to powder injection devices in general that jet powder in the same way in the food and pharmaceutical fields.

1 微粉炭バーナ
10 ノズル
13 内スリーブ
14 外スリーブ
16 内周面
20 混合流体供給部
40 邪魔板
41 突部
50 傾斜突部
C1 軸心
F 混合流体
S 旋回流
X 領域
1 Pulverized coal burner 10 Nozzle 13 Inner sleeve 14 Outer sleeve 16 Inner circumferential surface 20 Mixed fluid supply section 40 Baffle plate 41 Projection 50 Inclined projection C1 Axial center F Mixed fluid S Swirling flow X region

Claims (2)

粉体と気体との混合流体を噴射するノズルと、
前記ノズルの内周面に沿って前記混合流体を供給し、前記混合流体の旋回流を形成する混合流体供給部と、を備え、
前記ノズルは、その内周面に前記混合流体の主流方向に対して交差する方向に延びる邪魔板を有し、
前記邪魔板は、前記主流方向に間隔をあけて5~7個の突部を形成すると共に、前記5~7個の突部が一繋ぎになった前記旋回流と逆巻の螺旋状に形成されている、ことを特徴とする粉体噴射装置。
a nozzle that sprays a mixed fluid of powder and gas;
a mixed fluid supply unit that supplies the mixed fluid along the inner circumferential surface of the nozzle to form a swirling flow of the mixed fluid,
The nozzle has a baffle plate on its inner peripheral surface that extends in a direction intersecting the mainstream direction of the mixed fluid,
The baffle plate has 5 to 7 protrusions formed at intervals in the mainstream direction, and is formed in a spiral shape that is opposite to the swirling flow in which the 5 to 7 protrusions are connected. A powder injection device characterized by:
前記ノズルは、前記内周面を形成する外スリーブと、前記外スリーブの内側に配置された内スリーブと、を有し、
前記内スリーブは、その外周面に前記旋回流を前記内周面に導く傾斜突部を有し、
前記傾斜突部は、前記主流方向において前記邪魔板が配置されている領域内に設けられている、ことを特徴とする請求項1に記載の粉体噴射装置。
The nozzle includes an outer sleeve forming the inner peripheral surface, and an inner sleeve disposed inside the outer sleeve,
The inner sleeve has an inclined protrusion on its outer circumferential surface that guides the swirling flow to the inner circumferential surface,
The powder injection device according to claim 1 , wherein the inclined protrusion is provided in a region where the baffle plate is arranged in the mainstream direction.
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