JPH0444164B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はスラリ燃料の燃焼を安定にかつ高効
率で行う装置に関する。

最近の燃料事情の変化に伴い、エネルギ源とし
ての脱石油化が図られ、この一環として石炭等の
固体燃料が見直されている。この固体燃料の取り
扱いを容易とし、かつ制御性を高めるため、固体
燃料を微粉化し、これに液体を加えることにより
スラリ化した燃料が何種か開発されている。この
様なスラリ燃料としては粉砕した石炭と石油を混
合したもの（COM）、石油に代えて水を加えたも
の（CWM）、さらに石油や水に代えてメタノー
ルを加えたもの等が開発されている。これらはい
づれも固体燃料を流体として取り扱えるため、配
管輸送が可能であり、かつバーナから噴射供給し
て燃焼させるため従来のストーカ焚き等に比較し
て格段に制御性が優れる等の利点を有している。

この様な利点を有する反面、スラリー燃料には
独特の問題点もありその解決が望まれている。こ
の点をCWMを例に説明する。CWMは液体とし
て水を用いており、他のスラリ燃料に比較して安
価である反面、燃焼に当つてはマイナス要因とな
る水を有するため、スラリ全体としては水分の含
有量を低下させる必要がある。このため少い水分
で流動化を確保するため種々の方法が試みられて
いるが、このうち固体燃料の粒度分布をある程度
分散させ、比較的大径の粒子から小径の粒子まで
種々の径の粒子を分散させることが効果的である
ことが確認された。これは、大径粒子相互の隙間
に小径、中径の粒子が入り込み、かつこれらの粒
子の間に水の膜が形成されて全体として流動化を
保持する一方、大径粒子間の空間部に小径、中径
の粒子が入り込み、その分だけ水の含有量を減少
させることができるためと考えられる。

しかしこのスラリ燃料を、バーナから噴射し燃
焼させる場合、蒸気や空気等の霧化用媒体により
噴霧しても固体燃料粒子は結合力が強いことから
比較的多数の粒子が一塊となつて噴射されてしま
う。これは、粒子の粒度分散を分散させた結果、
スラリとしての結合力が増加し、バーナにおいて
微細化が不十分となるためと考えられる。この結
果、バーナ火炎は長炎化し、完全燃焼を行せるに
は火炉空間を大きくせねばならぬという問題があ
る。以上CWMを例に説明したが、他のスラリ燃
料でも同様の問題がある。

この発明は上述した問題点に鑑み構成したもの
であり結合力の強いスラリ燃料でも粒子を分散
し、微細化して噴射できる好ましい火炎形成ので
きる燃焼装置を提供することにある。

要するにこの発明は、霧化用媒体によりスラリ
を微細化する内面を耐摩耗材とする第一混合室を
バーナのスラリ通路に接続して設け、この第一混
合室に接続し、その接続部で横断面積を急増しか
つ内面を耐摩耗材にする第二混合室を設け、この
第二混合室に微細化されたスラリ燃料を噴霧燃焼
させるノズルを一以上設けたことを特徴とするス
ラリ燃焼装置である。

以下この発明の一実施例を図面により説明す
る。

第１図ないし第４図において、１はスラリ燃料
（以下単に「スラリ」と称する）Ｆの通路２を形
成するバーナ本体の内筒であり、その周囲には断
面環状の霧化用気体通路３（通常蒸気又は圧力空
気をその気体とする）を介して外筒４が形成配置
してある（第２図参照）。外筒４に対しては中間
部材５が螺合し、これにより内筒１と中間部材５
とは接続し、前記スラリ通路２は中間筒５内に対
しても連続的に形成される。１６は中間部材の取
り付けを強固にするナツト（廻り止めのナツト）
であり中間部材５と共にダブルナツトを構成す
る。６は中間部材内部に形成したベンチユリ状部
で中央に通路６ａを有するものであり、固体燃料
粒子による摩耗を低減するためセラミツクス等の
耐摩耗材により形成しておく。図示円錐状部の角
度α，βは図示例の他約90°に近いものとしスラ
リの剪断の効果を高めたものにできる。また要す
れば通路６ａはバーナ軸心を中心とする円周状に
配置した複数の小孔にしてもよい。７はベンチユ
リ状部６に隣接して形成した第一混合室であり、
複数本（図示の場合は６本）の霧化用媒体（以下
蒸気Ｓで示す）のノズル８が開口している。この
ノズルに対応して前述の環状の霧化用気体通路３
を経て、中間部材５において６本（図示例の６本
に限定するものではない）の霧化用気体通路８が
形成され、第一混合室７においてノズル８として
開口するよう構成してある。この場合ノズル８は
第一混合室７の横断面周壁の接線方向にその軸心
をもち開口させることにより室内に強力な旋回流
を形成するようにしておく。なお、このノズルの
形成を容易にするには、中間部材５の外周部から
第一混合室まで一連に通路を形成し、中間部材が
金属材料のときは穿孔後に不用の部分を金属ねじ
等の盲栓９により閉塞するように構成するとよい
（第４図参照）。

次に符号１０は中間部材５の先端部に螺合した
キヤツプ部であつて内部は中空となつており、こ
のキヤツプ部を中間部材５に連設することにより
第一混合室７に接続して第二混合室１４を形成す
る。１１はこのキヤツプ部先端に形成した燃料噴
射ノズルである。第二混合室内部にもセラミツク
ス等の耐摩耗材１３がライニングしてあり耐摩耗
性を向上させている。なおこの場合、キヤツプ
部、中間部材等を全てセラミツクス化するように
してもよい。

以上の装置において、符号１２で示す如く蒸気
通路８′から分岐して別の蒸気通路を形成し、か
つこれを第二混合室１４に開口させることにより
第二混合室においてさらに蒸気等により粒子の分
散を図るようにしてもよい。またこの場合第二混
合室に対する蒸気噴射ノズルも同混合室の横断面
についての同壁の接線方向に形成してもよく、か
つその軸心方向を燃料の旋回方向を前述のノズル
８と同方向とするほか、このノズル８による旋回
方向と反対方向に形成することにより第二混合室
において逆の旋回力を与えることにより同混合室
において逆の旋回力を与えることにより同混合室
で激しい混合攪拌流に形成するようにしてもよ
い。

また、ノズル８及び第二混合室のノズルを含め
て、ノズルを接線方向に形成するのは必須要件で
はなく、各ノズルの開口軸心を各々任意の位置に
配置してもよい。

以上の構成の装置において、燃料通路２を進行
したスラリＦはベンチユリ状部６の通路６ａにお
いて流速を増加させかつ燃料に剪断力を与えると
共にこのベンチユリー部よりも断面積が増加する
第一混合室７に噴射され燃料の細粒状滴となり、
この状態の細粒状滴のスラリに対してノズル８か
ら蒸気Ｓが噴射され激しい旋回流を生じスラリ中
の固体粒子は個々に飛散し、第二混合室１４に流
入する。このり混合室１４において更に燃料細粒
液と蒸気は激しく混合攪拌しながらノズル１１か
ら噴射する。炉内に噴射された混合物のうちスラ
リ構成流体は炉内の高温の輻射熱により瞬時に蒸
発し、かつ個体粒子も更に微細粒に分散している
ためきわめて短時間加熱で燃焼する。このため火
炎は短炎化しかつ燃焼についての制御性は向上す
る。

この発明を実施することによりスラリ燃料は微
粒に分散して噴射されるため短炎となり燃焼性及
び制御性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る燃焼装置の断面図、第
２図は第１図のＡ−Ａ線による断面図、第３図は
同Ｂ−Ｂ線による断面図、第４図は同Ｃ−Ｃ線に
よる断面図である。 １……スラリ通路、５……中間部材、７……第
一混合室、８……霧化用媒体ノズル、１０……キ
ヤツプ部、１３……セラミツクスライニング、１
４……第二混合室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 霧化用媒体によりスラリを微細化する内面を
   耐摩耗材とする第一混合室をバーナのスラリ通路
   に接続して設け、この第一混合室に接続し、その
   接続部で横断面積を急増しかつ内面を耐摩耗材に
   する第二混合室を設け、この第二混合室に微細化
   されたスラリ燃料を噴霧燃焼させるノズルを一以
   上設けたことを特徴とするスラリ燃焼装置。 ２ 前記第二混合室に霧化用媒体を噴射しスラリ
   を微細化するノズルを一以上設けたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のスラリ燃焼装
   置。 ３ 第一混合室と第二混合室をを形成する材料を
   セラミツクスとすることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項記載のスラリ燃焼装置。