JPH0792210B2 - 分割流バーナー組立体 - Google Patents
分割流バーナー組立体Info
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- JPH0792210B2 JPH0792210B2 JP5010784A JP1078493A JPH0792210B2 JP H0792210 B2 JPH0792210 B2 JP H0792210B2 JP 5010784 A JP5010784 A JP 5010784A JP 1078493 A JP1078493 A JP 1078493A JP H0792210 B2 JPH0792210 B2 JP H0792210B2
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
- F23C7/002—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion
- F23C7/004—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion using vanes
- F23C7/006—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion using vanes adjustable
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
- F23C7/008—Flow control devices
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D1/00—Burners for combustion of pulverulent fuel
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D1/00—Burners for combustion of pulverulent fuel
- F23D1/02—Vortex burners, e.g. for cyclone-type combustion apparatus
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- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
- Gas Burners (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、一般的にバーナー組
立体、より詳細には燃料燃焼の結果としての窒素酸化物
類の形成を減少する態様で操作する改良されたバーナー
組立体に関する。
立体、より詳細には燃料燃焼の結果としての窒素酸化物
類の形成を減少する態様で操作する改良されたバーナー
組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】反応器、蒸気発生器等の炉区域で石炭を
燃焼させる典型的な装置において、いくつかのバーナー
は炉の内部と連通して配置され、空気と粉砕石炭との混
合物を燃焼させるため操作する。このような装置におい
て使用されるバーナーは、単一の比較的大きな火炎を形
成するように、一般的に燃料／空気混合物がノズルを通
して連続的に噴射される型式のものである。結果とし
て、火炎の表面領域はその体積に対して比較的小さくな
り、よって平均火炎温度は比較的高くなる。しかし、燃
料／空気混合物の燃料部分が粉砕石炭の形状である場
合、燃焼支持空気の中で利用し得る大気窒素の固定によ
り窒素酸化物類が形成され、これは火炎温度の関数であ
る。火炎温度が２８００°Ｆ（１５３７．８°Ｃ）を超
えると、燃焼支持空気から除去される固定窒素の量が温
度の上昇に対して指数関数的に上昇する。この状態は最
終燃焼生成物中の高水準の窒素酸化物類の生成を招き、
それが深刻な大気汚染問題の原因となる。窒素酸化物類
は石炭そのものから得られる窒素からも形成され、これ
は火炎温度の直接的な作用ではないが、燃焼工程中に利
用し得る酸素の量に関係される。
燃焼させる典型的な装置において、いくつかのバーナー
は炉の内部と連通して配置され、空気と粉砕石炭との混
合物を燃焼させるため操作する。このような装置におい
て使用されるバーナーは、単一の比較的大きな火炎を形
成するように、一般的に燃料／空気混合物がノズルを通
して連続的に噴射される型式のものである。結果とし
て、火炎の表面領域はその体積に対して比較的小さくな
り、よって平均火炎温度は比較的高くなる。しかし、燃
料／空気混合物の燃料部分が粉砕石炭の形状である場
合、燃焼支持空気の中で利用し得る大気窒素の固定によ
り窒素酸化物類が形成され、これは火炎温度の関数であ
る。火炎温度が２８００°Ｆ（１５３７．８°Ｃ）を超
えると、燃焼支持空気から除去される固定窒素の量が温
度の上昇に対して指数関数的に上昇する。この状態は最
終燃焼生成物中の高水準の窒素酸化物類の生成を招き、
それが深刻な大気汚染問題の原因となる。窒素酸化物類
は石炭そのものから得られる窒素からも形成され、これ
は火炎温度の直接的な作用ではないが、燃焼工程中に利
用し得る酸素の量に関係される。
【０００３】前述を勘案すると、火炎温度を抑制し、燃
焼工程中に利用し得る酸素の量を減少させ、よって窒素
酸化物類の形成を減少させる試みがなされてきた。試み
られた解決策には、二段階燃焼、煙道ガス再循環、バー
ナーへの酸素欠損燃料／空気混合物の導入、及び単一の
大きな火炎の複数の小さな火炎への分割を伴う技術が含
まれている。
焼工程中に利用し得る酸素の量を減少させ、よって窒素
酸化物類の形成を減少させる試みがなされてきた。試み
られた解決策には、二段階燃焼、煙道ガス再循環、バー
ナーへの酸素欠損燃料／空気混合物の導入、及び単一の
大きな火炎の複数の小さな火炎への分割を伴う技術が含
まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの試み
は単一ではなにがしかの有益な結果を生むかもしれず、
またある場合には大幅なＮＯｘの減少をもたらすかもし
れないが、なお一層の窒素酸化物類の削減が可能であ
る。
は単一ではなにがしかの有益な結果を生むかもしれず、
またある場合には大幅なＮＯｘの減少をもたらすかもし
れないが、なお一層の窒素酸化物類の削減が可能であ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】従って本発明の目的は、
燃料燃焼における窒素酸化物類の生成を大幅に減少する
態様で操作するバーナー組立体を提供することにある。
燃料燃焼における窒素酸化物類の生成を大幅に減少する
態様で操作するバーナー組立体を提供することにある。
【０００６】本発明の別の目的は、１単位容量あたりの
火炎の表面積が増大され、結果としてより多くの火炎放
射、より低い火炎温度、及び最高温度における火炎内燃
焼構成分のより短い滞留時間を生ずるバーナー組立体を
提供することにある。
火炎の表面積が増大され、結果としてより多くの火炎放
射、より低い火炎温度、及び最高温度における火炎内燃
焼構成分のより短い滞留時間を生ずるバーナー組立体を
提供することにある。
【０００７】本発明の更に別の目的は、燃焼工程中に燃
料の化学量論的燃焼が利用し得る酸素の量を減少させる
よう調節され、窒素酸化物類形成のそれに付随する削減
を達成する前記の型式のバーナー組立体を提供すること
にある。
料の化学量論的燃焼が利用し得る酸素の量を減少させる
よう調節され、窒素酸化物類形成のそれに付随する削減
を達成する前記の型式のバーナー組立体を提供すること
にある。
【０００８】本発明の更に特定の目的は、二つの平行路
においてバーナー出口に二次空気を向け、それぞれを通
る空気の流れ及び渦巻きを個々に制御するために整合手
段が配置された前記の型式のバーナー組立体を提供する
ことにある。
においてバーナー出口に二次空気を向け、それぞれを通
る空気の流れ及び渦巻きを個々に制御するために整合手
段が配置された前記の型式のバーナー組立体を提供する
ことにある。
【０００９】本発明の他の更に特定の目的は、燃料／空
気混合物が半径方向に間隔をおいた平行な二つの環状通
路を通される前記の型式のバーナー組立体を提供するこ
とにある。
気混合物が半径方向に間隔をおいた平行な二つの環状通
路を通される前記の型式のバーナー組立体を提供するこ
とにある。
【００１０】本発明の更に別の目的は、一方の通路の燃
料部分が凝縮され、単一の火炎パターンを形成する前記
の型式のバーナー組立体を提供することにある。
料部分が凝縮され、単一の火炎パターンを形成する前記
の型式のバーナー組立体を提供することにある。
【００１１】本発明の更に別の目的は、他方の通路が角
度をつけて間隔をおいた複数の通路に分割され、単一の
火炎パターンを包囲する複数の火炎パターンを形成する
前記の型式のバーナー組立体を提供することにある。
度をつけて間隔をおいた複数の通路に分割され、単一の
火炎パターンを包囲する複数の火炎パターンを形成する
前記の型式のバーナー組立体を提供することにある。
【００１２】これら及びその他の目的を果たすために、
本発明によれば、バーナー組立体であって、該バーナー
組立体は、先端部分が半径方向内方にテーパーされた内
側管状部材と、先端部分が半径方向内方にテーパーさ
れ、前記内側管状部材の周囲に同軸的に延長して、環状
通路を規定する外側管状部材と、前記先端部において、
前記内側管状部材と前記外側管状部材との間に延長し
て、内側環状通路及び外側環状通路を規定する円錐状分
割部材と、燃料粒子の大半が遠心力によって前記外側環
状通路に入るように、前記環状通路へ接線方向に開口す
る、燃料粒子と空気との混合物のための入口と、前記外
側環状通路内に形成される、角度をなして離隔する複数
の別個の通路とを含み、前記別個の各通路は、前記混合
物を受理するための入口と、前記混合物を排出するため
の出口とを有し、前記別個の各通路の横断面積は、その
入口から出口にかけて徐々に減少し、前記混合物は、前
記別個の通路の前記各出口からそれぞれ排出される時、
点火によって別個の火炎パターンを形成し、前記バーナ
ー組立体はさらに、前記円錐形分割部材の内側表面上に
形成される複数のリブを含む、バーナー組立体が提供さ
れる。
本発明によれば、バーナー組立体であって、該バーナー
組立体は、先端部分が半径方向内方にテーパーされた内
側管状部材と、先端部分が半径方向内方にテーパーさ
れ、前記内側管状部材の周囲に同軸的に延長して、環状
通路を規定する外側管状部材と、前記先端部において、
前記内側管状部材と前記外側管状部材との間に延長し
て、内側環状通路及び外側環状通路を規定する円錐状分
割部材と、燃料粒子の大半が遠心力によって前記外側環
状通路に入るように、前記環状通路へ接線方向に開口す
る、燃料粒子と空気との混合物のための入口と、前記外
側環状通路内に形成される、角度をなして離隔する複数
の別個の通路とを含み、前記別個の各通路は、前記混合
物を受理するための入口と、前記混合物を排出するため
の出口とを有し、前記別個の各通路の横断面積は、その
入口から出口にかけて徐々に減少し、前記混合物は、前
記別個の通路の前記各出口からそれぞれ排出される時、
点火によって別個の火炎パターンを形成し、前記バーナ
ー組立体はさらに、前記円錐形分割部材の内側表面上に
形成される複数のリブを含む、バーナー組立体が提供さ
れる。
【００１３】
【実施例】特に図１を参照して、参照番号１０は従来の
炉の前壁又は後壁１４に形成された貫通開口１２に対し
て軸方向に整列して配置されたバーナー組立体を一般的
に示す。炉は開口１２にすぐ隣接した燃焼室１６を規定
するのに適当な形態の後壁と側壁を含むことが理解され
る。また、バーナー組立体１０と同一の追加のバーナー
組立体を収容するために炉の前壁または後壁１４には同
様の開口が設けられる。壁１４並びに炉の他の壁の内側
表面は適当な熱絶縁材料で張られ、特に図示されていな
いが、燃焼室１６はボイラー管で張られることも可能で
あり、該管の中を水等の熱交換流体が蒸気を発生する目
的で慣用の態様で循環されることが理解される。
炉の前壁又は後壁１４に形成された貫通開口１２に対し
て軸方向に整列して配置されたバーナー組立体を一般的
に示す。炉は開口１２にすぐ隣接した燃焼室１６を規定
するのに適当な形態の後壁と側壁を含むことが理解され
る。また、バーナー組立体１０と同一の追加のバーナー
組立体を収容するために炉の前壁または後壁１４には同
様の開口が設けられる。壁１４並びに炉の他の壁の内側
表面は適当な熱絶縁材料で張られ、特に図示されていな
いが、燃焼室１６はボイラー管で張られることも可能で
あり、該管の中を水等の熱交換流体が蒸気を発生する目
的で慣用の態様で循環されることが理解される。
【００１４】垂直壁が、連接する上壁、底壁、及び側壁
と共に、炉壁１４と平行関係に配置され、慣用の態様で
は通称「二次空気」と呼ばれる燃焼支持空気を受理するた
めのプレナム室すなわち風箱を形成することもまた理解
される。
と共に、炉壁１４と平行関係に配置され、慣用の態様で
は通称「二次空気」と呼ばれる燃焼支持空気を受理するた
めのプレナム室すなわち風箱を形成することもまた理解
される。
【００１５】バーナー組立体１０は内側管状部材２２と
外側管状部材２４とを含む。外側部材２４は内側部材２
２に対して同心離隔関係に該部材を越えて延長して、炉
開口１２まで延長する環状通路２６を規定する。接線方
向に配置した入口ダクト２８は、後に詳細に説明される
ように、燃料と空気との混合物を管状通路２６内に導く
ために外側環状部材２４と連通する。
外側管状部材２４とを含む。外側部材２４は内側部材２
２に対して同心離隔関係に該部材を越えて延長して、炉
開口１２まで延長する環状通路２６を規定する。接線方
向に配置した入口ダクト２８は、後に詳細に説明される
ように、燃料と空気との混合物を管状通路２６内に導く
ために外側環状部材２４と連通する。
【００１６】一対の離隔環状板３０と３２とは、ノズル
２０の周りに延長し、該板３０の内端は外側管状部材２
４の上で終止する。線状部材３４は板３２の内端からノ
ズル２０に対してほぼ長手方向に延長し、ちょうど壁１
４の内側で終止する。追加の環状板３８は板３０と離隔
平行関係にノズル２０の周りに延長する。空気分割スリ
ーブ４０は板３８の内側表面から線状部材３４とノズル
２０の間を実質的にノズルと線状部材３４と平行関係に
延長し、二つの空気流通路４２と４４とを規定する。
２０の周りに延長し、該板３０の内端は外側管状部材２
４の上で終止する。線状部材３４は板３２の内端からノ
ズル２０に対してほぼ長手方向に延長し、ちょうど壁１
４の内側で終止する。追加の環状板３８は板３０と離隔
平行関係にノズル２０の周りに延長する。空気分割スリ
ーブ４０は板３８の内側表面から線状部材３４とノズル
２０の間を実質的にノズルと線状部材３４と平行関係に
延長し、二つの空気流通路４２と４４とを規定する。
【００１７】複数の外側整合羽根４６は、板３０と３２
の間に枢動的に載置され、前記風箱から空気流通路４２
と４４への二次空気の渦巻きを制御する。同様の態様で
複数の内側整合羽根４８は、板３０と３８の間に枢動的
に載置され環状通路４４を通過する二次空気の渦巻きを
更に調節する。図１にはただ二つの整合羽根４６と４８
しか図示されていないが、更にいくつかの羽根が、図示
されている羽根と円周方向離隔関係に延長する。また、
羽根４６と４８の枢動的載置は、羽根をシャフトに載置
し（略示的に示す）、板３０、３２、及び３８内に形成
された適当なベアリングでシャフトを軸支する等の慣用
の態様によってなされてもよい。さらに、羽根４６と４
８の位置はクランク等によって調節し得る。これらの部
品の型式は従来のものなので、図示せず、以下にも詳細
には記載されない。
の間に枢動的に載置され、前記風箱から空気流通路４２
と４４への二次空気の渦巻きを制御する。同様の態様で
複数の内側整合羽根４８は、板３０と３８の間に枢動的
に載置され環状通路４４を通過する二次空気の渦巻きを
更に調節する。図１にはただ二つの整合羽根４６と４８
しか図示されていないが、更にいくつかの羽根が、図示
されている羽根と円周方向離隔関係に延長する。また、
羽根４６と４８の枢動的載置は、羽根をシャフトに載置
し（略示的に示す）、板３０、３２、及び３８内に形成
された適当なベアリングでシャフトを軸支する等の慣用
の態様によってなされてもよい。さらに、羽根４６と４
８の位置はクランク等によって調節し得る。これらの部
品の型式は従来のものなので、図示せず、以下にも詳細
には記載されない。
【００１８】風箱から羽根４６への空気流量は、板３２
の外側周縁上に滑動可能に配置され、ノズル２０の長手
軸に平行に可動するスリーブ５０の動きによって制御さ
れる。細長いウォームギア５２は、スリーブ５０を動か
すために設けられ、回転可能支持物を設けるため、板３
０に取り付けられたブッシュ５４を通って延長する。ウ
ォームギア５２は、このウォームギアを回転させるため
の適当な駆動手段（図示せず）に適切に接続された一端
部と、ネジ５２ａを設けた他端部とを持つ。ウォームギ
ア５２のネジ５２ａは、スリーブ５０内に形成された適
当な孔（図示せず）と歯合し、ウォームギアの回転時に
スリーブはノズル２０の長手軸に関して長手方向に、板
３０と３２によって規定される空気入口を横切って動
く。このように、空気流通路４２と４４を通過する風箱
からの燃焼支持空気の量はスリーブ５０の軸方向移動に
より制御され得る。穿孔空気フード５６は、スリーブ５
０の下流直下で板３０と３２の間に延長し、静圧差測定
法によるバーナーへの二次空気の流れの独立した測定を
可能にする。これは流れを測定する従来の手段で、測定
装置は図示されない。この整合組立体の詳細は、本発明
の譲受人に譲渡された米国特許第４，３４８，１７０号
及び第４，４００，４５１号に示され、記載されてい
る。
の外側周縁上に滑動可能に配置され、ノズル２０の長手
軸に平行に可動するスリーブ５０の動きによって制御さ
れる。細長いウォームギア５２は、スリーブ５０を動か
すために設けられ、回転可能支持物を設けるため、板３
０に取り付けられたブッシュ５４を通って延長する。ウ
ォームギア５２は、このウォームギアを回転させるため
の適当な駆動手段（図示せず）に適切に接続された一端
部と、ネジ５２ａを設けた他端部とを持つ。ウォームギ
ア５２のネジ５２ａは、スリーブ５０内に形成された適
当な孔（図示せず）と歯合し、ウォームギアの回転時に
スリーブはノズル２０の長手軸に関して長手方向に、板
３０と３２によって規定される空気入口を横切って動
く。このように、空気流通路４２と４４を通過する風箱
からの燃焼支持空気の量はスリーブ５０の軸方向移動に
より制御され得る。穿孔空気フード５６は、スリーブ５
０の下流直下で板３０と３２の間に延長し、静圧差測定
法によるバーナーへの二次空気の流れの独立した測定を
可能にする。これは流れを測定する従来の手段で、測定
装置は図示されない。この整合組立体の詳細は、本発明
の譲受人に譲渡された米国特許第４，３４８，１７０号
及び第４，４００，４５１号に示され、記載されてい
る。
【００１９】図２−４はバーナー組立体２０の詳細を示
す。図示されるように、内側と外側の管状部材２２と２
４の端部、すなわち先端は、それぞれ参照番号２２ａ、
２４ａで示されるとおり炉開口１２に向かって半径方向
内側にわずかにテーパーされる。分割円錐体５８は、先
端２２ａと２４ａの間に延長し、半径方向に離隔し平行
で同軸の二つの通路６０と６２を規定する。外側通路６
０は、外側胴部材２４の先端と分割円錐体５８との間に
延長し、内側通路６２は、分割円錐体５８と内側管状部
材２２の先端の間に延長する。通路６０と６２のそれぞ
れの一端は、環状通路２６からの燃料／空気混合物を受
理し、通路６０と６２のそれぞれの他端は、後記する態
様にて炉開口１２へ混合物を排出する。
す。図示されるように、内側と外側の管状部材２２と２
４の端部、すなわち先端は、それぞれ参照番号２２ａ、
２４ａで示されるとおり炉開口１２に向かって半径方向
内側にわずかにテーパーされる。分割円錐体５８は、先
端２２ａと２４ａの間に延長し、半径方向に離隔し平行
で同軸の二つの通路６０と６２を規定する。外側通路６
０は、外側胴部材２４の先端と分割円錐体５８との間に
延長し、内側通路６２は、分割円錐体５８と内側管状部
材２２の先端の間に延長する。通路６０と６２のそれぞ
れの一端は、環状通路２６からの燃料／空気混合物を受
理し、通路６０と６２のそれぞれの他端は、後記する態
様にて炉開口１２へ混合物を排出する。
【００２０】図２、５、及び６によりわかりやすく示さ
れるように、外側環状通路６０は、６０度間隔で角度を
つけて間隔をおいた六つのセグメント６０ａに分割され
る。それぞれのセグメント６０ａは、通路６０中に複数
の楕円形状（断面）の壁６４を成形することにより形成
され、該通路は、外側管状部材２４と分割円錐体５８の
対応する面と共に、燃料／空気混合物を通過させる囲ま
れた通路を規定する。それぞれの壁６４は、環状通路６
０の全長に渡って延長し、通路の排出端に向かって内側
にテーパーする。よって、図５によりわかりやすく示さ
れるように、それぞれのセグメント６０ａの楕円形出口
開口は、図６によりわかりやすく示されるように、その
入口開口より小さい。それぞれのセグメント６０ａの出
口開口は、図２、５、及び６に示されるように楕円形で
もよいが、円形、矩形、または四角形等、他の形状でも
よい。
れるように、外側環状通路６０は、６０度間隔で角度を
つけて間隔をおいた六つのセグメント６０ａに分割され
る。それぞれのセグメント６０ａは、通路６０中に複数
の楕円形状（断面）の壁６４を成形することにより形成
され、該通路は、外側管状部材２４と分割円錐体５８の
対応する面と共に、燃料／空気混合物を通過させる囲ま
れた通路を規定する。それぞれの壁６４は、環状通路６
０の全長に渡って延長し、通路の排出端に向かって内側
にテーパーする。よって、図５によりわかりやすく示さ
れるように、それぞれのセグメント６０ａの楕円形出口
開口は、図６によりわかりやすく示されるように、その
入口開口より小さい。それぞれのセグメント６０ａの出
口開口は、図２、５、及び６に示されるように楕円形で
もよいが、円形、矩形、または四角形等、他の形状でも
よい。
【００２１】図１によりわかりやすく示されるように、
角度をつけて間隔をおいたクサビ形状の六つの開口６６
が、内側空気流通路４４（図１）から外側通路６０の角
度をつけて間隔をおいたセグメント６０ａによって占め
られていない部分へ二次空気を入れるように、隣接する
壁６４の間に形成される。六つの板６８はノズル組立体
１０の排出端部でそれぞれの開口６６の端部を越えて延
長する。
角度をつけて間隔をおいたクサビ形状の六つの開口６６
が、内側空気流通路４４（図１）から外側通路６０の角
度をつけて間隔をおいたセグメント６０ａによって占め
られていない部分へ二次空気を入れるように、隣接する
壁６４の間に形成される。六つの板６８はノズル組立体
１０の排出端部でそれぞれの開口６６の端部を越えて延
長する。
【００２２】図５及び６によりわかりやすく示されるよ
うに、複数のリブ５８ａが分割円錐体５８の内側表面上
に形成され、空気と燃料との混合物が環状室６２を通過
するときに固形の燃料粒を集め、よって燃料粒が炉開口
１２に排出される前に凝縮される。
うに、複数のリブ５８ａが分割円錐体５８の内側表面上
に形成され、空気と燃料との混合物が環状室６２を通過
するときに固形の燃料粒を集め、よって燃料粒が炉開口
１２に排出される前に凝縮される。
【００２３】図３及び図４に示されるように、先端７０
は、内側環状部材２２のテーパー部分２２ａの端部に形
成され、部材２２内に延長し先端の内壁に付着した複数
のロッド７２により部材２２に対して可動である。ロッ
ド７２の他端は、水圧シリンダー等のどんな種類の付勢
装置（図示せず）にも接続可能であり、ロッドと、よっ
て先端７０の慣用の態様による長手方向の動きを行な
う。従って、先端７０の長手方向の動きは内側環状通路
６２の有効出口開口を変化させ、この開口を通って流れ
る燃料／空気の量、よって通路６０と６２の間の相対領
域が調節可能となり、それにより通路６０と６２の総領
域が変化する。先端７０を炉開口１２に向かって延長す
ることにより通路６２の自由領域が減少し、それにより
通路６０と６２の総自由領域が減少する。従って、通路
６０と６２から出る石炭／空気混合物の速度は流れが一
定のとき上昇する。
は、内側環状部材２２のテーパー部分２２ａの端部に形
成され、部材２２内に延長し先端の内壁に付着した複数
のロッド７２により部材２２に対して可動である。ロッ
ド７２の他端は、水圧シリンダー等のどんな種類の付勢
装置（図示せず）にも接続可能であり、ロッドと、よっ
て先端７０の慣用の態様による長手方向の動きを行な
う。従って、先端７０の長手方向の動きは内側環状通路
６２の有効出口開口を変化させ、この開口を通って流れ
る燃料／空気の量、よって通路６０と６２の間の相対領
域が調節可能となり、それにより通路６０と６２の総領
域が変化する。先端７０を炉開口１２に向かって延長す
ることにより通路６２の自由領域が減少し、それにより
通路６０と６２の総自由領域が減少する。従って、通路
６０と６２から出る石炭／空気混合物の速度は流れが一
定のとき上昇する。
【００２４】石炭がノズルから排出されるときに石炭に
着火するためにノズル２０の出口に隣接して適当な着火
装置を設けることができることが理解される。これらの
着火装置は慣用の設計なので、明白であり、図面に示さ
ない。
着火するためにノズル２０の出口に隣接して適当な着火
装置を設けることができることが理解される。これらの
着火装置は慣用の設計なので、明白であり、図面に示さ
ない。
【００２５】操作において、それぞれのバーナー組立体
１０と関連する可動スリーブ５０（図１）はそれぞれの
バーナー組立体への空気を正確に釣り合わせるために最
初の始動の間に調整される。最初の釣り合わせ後、バー
ナーの始動と閉鎖の間バーナー組立体への二次空気の流
れを制御するためだけにスリーブ５０をさらに動かすこ
とが必要である。しかし、必要であれば、流れの制御は
外側羽根４６によってなすことも可能である。
１０と関連する可動スリーブ５０（図１）はそれぞれの
バーナー組立体への空気を正確に釣り合わせるために最
初の始動の間に調整される。最初の釣り合わせ後、バー
ナーの始動と閉鎖の間バーナー組立体への二次空気の流
れを制御するためだけにスリーブ５０をさらに動かすこ
とが必要である。しかし、必要であれば、流れの制御は
外側羽根４６によってなすことも可能である。
【００２６】風箱からの二次空気は、穿孔フード５６を
通り、板３０と３２の間の入口へ通される。空気の軸流
速度と半径方向速度は、空気が、後記する態様にてバー
ナー組立体１０から排出される石炭と混合するように、
空気流通路４２と４４を通過し炉開口１２へと流れる
際、整合羽根４６及び４８によって制御される。燃料、
好ましくは一次空気源内に懸濁され、すなわち随伴され
る粉砕石炭は、それぞれのバーナー組立体１０の接線方
向入口から導入され、そこで渦を巻いて環状室２６を通
る。入口２８内に導入された粉砕石炭は空気より重いの
で、粉砕石炭は、このようにして発生した遠心力のもと
で外側管状部材２４の内壁に向けて半径方向外方に容易
に動きやすくなる。その結果、比較的少量の空気と共に
石炭の大半は、外側胴部材２４と分割円錐体５８との間
に規定される外側環状通路６０（図３及び４）に入る。
壁２４、外側胴部材２４、及び分割円錐体５８によって
規定される通路６０のセグメント６０ａの入口端部は、
燃料／空気の流れを六つの均等に間隔をおいた流れに分
割し、該流れは、囲まれたセグメント６０ａを通過し、
セグメント６０ａの出口端部から排出され、そしてイグ
ニッション時に六つの別個の火炎パターンを形成する。
通り、板３０と３２の間の入口へ通される。空気の軸流
速度と半径方向速度は、空気が、後記する態様にてバー
ナー組立体１０から排出される石炭と混合するように、
空気流通路４２と４４を通過し炉開口１２へと流れる
際、整合羽根４６及び４８によって制御される。燃料、
好ましくは一次空気源内に懸濁され、すなわち随伴され
る粉砕石炭は、それぞれのバーナー組立体１０の接線方
向入口から導入され、そこで渦を巻いて環状室２６を通
る。入口２８内に導入された粉砕石炭は空気より重いの
で、粉砕石炭は、このようにして発生した遠心力のもと
で外側管状部材２４の内壁に向けて半径方向外方に容易
に動きやすくなる。その結果、比較的少量の空気と共に
石炭の大半は、外側胴部材２４と分割円錐体５８との間
に規定される外側環状通路６０（図３及び４）に入る。
壁２４、外側胴部材２４、及び分割円錐体５８によって
規定される通路６０のセグメント６０ａの入口端部は、
燃料／空気の流れを六つの均等に間隔をおいた流れに分
割し、該流れは、囲まれたセグメント６０ａを通過し、
セグメント６０ａの出口端部から排出され、そしてイグ
ニッション時に六つの別個の火炎パターンを形成する。
【００２７】環状通路２６を通過する燃料／空気混合物
の残部は、分割円錐体５８と内側管状部材２２の間に規
定された内側環状通路６２に入る。通路６２に入る混合
物は、前述のように、ほとんどが石炭粒の半径方向外側
への動きによって生じた空気である。分割円錐体５８の
内側表面上のリブ５８ａは石炭粒を集め、よって凝縮
し、通路６２の出口端部から排出されるときに、角度を
つけて間隔をおいた通路６０からの六つの火炎パターン
に包囲される七つ目の火炎パターンを形成するために充
分な石炭の混合物中密度が達成される。
の残部は、分割円錐体５８と内側管状部材２２の間に規
定された内側環状通路６２に入る。通路６２に入る混合
物は、前述のように、ほとんどが石炭粒の半径方向外側
への動きによって生じた空気である。分割円錐体５８の
内側表面上のリブ５８ａは石炭粒を集め、よって凝縮
し、通路６２の出口端部から排出されるときに、角度を
つけて間隔をおいた通路６０からの六つの火炎パターン
に包囲される七つ目の火炎パターンを形成するために充
分な石炭の混合物中密度が達成される。
【００２８】可動先端７０の位置は、環状通路６０と６
２から排出される燃料／空気混合物の相対量、よって速
度を正確に制御するために調節可能である。内側空気通
路４４（図１）からの二次空気は、そのセグメント６０
ａの間に形成されたクサビ型開口６６を通過し、外側環
状通路６０に入り、通路６０と６２から排出される燃料
／空気混合物に二次空気を供給する。着火装置はその後
定常状態燃焼が達成された後、閉鎖される。
２から排出される燃料／空気混合物の相対量、よって速
度を正確に制御するために調節可能である。内側空気通
路４４（図１）からの二次空気は、そのセグメント６０
ａの間に形成されたクサビ型開口６６を通過し、外側環
状通路６０に入り、通路６０と６２から排出される燃料
／空気混合物に二次空気を供給する。着火装置はその後
定常状態燃焼が達成された後、閉鎖される。
【００２９】
【発明の効果】前述の結果、いくつかの利点が生じる。
例えば、通路６２からの一つの独立火炎パターンを包囲
する通路６０からの多数の（図示、記載される実施例で
は六つの）火炎パターンの形成は、より強い火炎放射、
より低い平均火炎温度、及び最高温度における火炎内の
ガス成分のより短い滞留時間を生み、これら全てが窒素
酸化物類の形成を減少させることに寄与する。
例えば、通路６２からの一つの独立火炎パターンを包囲
する通路６０からの多数の（図示、記載される実施例で
は六つの）火炎パターンの形成は、より強い火炎放射、
より低い平均火炎温度、及び最高温度における火炎内の
ガス成分のより短い滞留時間を生み、これら全てが窒素
酸化物類の形成を減少させることに寄与する。
【００３０】また、二次空気の一部は、通路セグメント
６０ａの間の開口６６によって外側環状通路６０を通過
する燃料／空気の流れに導入されることも可能である。
結果として、空気−石炭の流れの総横断面に渡る実質的
に均一な燃料／空気の割合が達成される。また、内側環
状通路６２の領域を調節する可動先端７０の設置によ
り、６０、６２双方の通路を通過する燃料／空気の速度
が調節可能となり、それにより二次空気の速度に対する
一次空気の速度を最適化する。
６０ａの間の開口６６によって外側環状通路６０を通過
する燃料／空気の流れに導入されることも可能である。
結果として、空気−石炭の流れの総横断面に渡る実質的
に均一な燃料／空気の割合が達成される。また、内側環
状通路６２の領域を調節する可動先端７０の設置によ
り、６０、６２双方の通路を通過する燃料／空気の速度
が調節可能となり、それにより二次空気の速度に対する
一次空気の速度を最適化する。
【００３１】さらに、バーナー組立体と関連する穿孔空
気フード５６を横切る圧力降下は、最初にスリーブ５０
を調整してそれぞれのバーナー組立体への二次空気の流
れを釣り合わせることにより均一化することができるの
で、炉内に渡って実質的に均一な煙道ガス分配が得られ
る。またこれにより、共用の風箱が使用可能となり、こ
の装置をより低い過剰空気で窒素酸化物類と一酸化炭素
両方を大幅に減少して操作することが可能となる。さら
に、別個の整合羽根４６と４８の、外側と内側の空気流
通路４２と４４への設置により、二次空気の分配と火炎
の形が独立して制御されることが可能となり、その結
果、窒素酸化物類の大幅な減少と、制御された混合を以
って両方の流れが平行路上を炉へ入ることによるより漸
定的な一次空気石炭の流れと二次空気の混合がなされ
る。
気フード５６を横切る圧力降下は、最初にスリーブ５０
を調整してそれぞれのバーナー組立体への二次空気の流
れを釣り合わせることにより均一化することができるの
で、炉内に渡って実質的に均一な煙道ガス分配が得られ
る。またこれにより、共用の風箱が使用可能となり、こ
の装置をより低い過剰空気で窒素酸化物類と一酸化炭素
両方を大幅に減少して操作することが可能となる。さら
に、別個の整合羽根４６と４８の、外側と内側の空気流
通路４２と４４への設置により、二次空気の分配と火炎
の形が独立して制御されることが可能となり、その結
果、窒素酸化物類の大幅な減少と、制御された混合を以
って両方の流れが平行路上を炉へ入ることによるより漸
定的な一次空気石炭の流れと二次空気の混合がなされ
る。
【００３２】本発明の範囲内でいくつかの変更及び追加
が前述のものになされてもよいことが理解される。例え
ば、本発明の装置が化学量論よりも少ない空気の吸気を
許すので、空気を供給して燃焼を完全にするために、必
要があれば上炊き空気口等を設けることができる。ま
た、本発明は、セグメントの数が特定の設計要求にとも
ない変化し得るので、出口に六つの火炎パターンを形成
する六つの通路セグメント６０ａに限定されるものでは
ない。更に、セグメント６０ａの出口の形は楕円形であ
る必要はなく、製作需要の指示する他の幾何学的又は独
自のデザインであってもよい。
が前述のものになされてもよいことが理解される。例え
ば、本発明の装置が化学量論よりも少ない空気の吸気を
許すので、空気を供給して燃焼を完全にするために、必
要があれば上炊き空気口等を設けることができる。ま
た、本発明は、セグメントの数が特定の設計要求にとも
ない変化し得るので、出口に六つの火炎パターンを形成
する六つの通路セグメント６０ａに限定されるものでは
ない。更に、セグメント６０ａの出口の形は楕円形であ
る必要はなく、製作需要の指示する他の幾何学的又は独
自のデザインであってもよい。
【００３３】当業者にとって自明であるように、添付請
求項に規定される本発明の範囲から離れることなく、本
発明の実施態様に対し他の変更や改変をなしてもよい。
求項に規定される本発明の範囲から離れることなく、本
発明の実施態様に対し他の変更や改変をなしてもよい。
【図面の簡単な説明】前記の簡単な説明、並びに本発明
の更なる目的、特徴、及び利点は、本発明に関する現在
好ましいが例示的な実施態様の以下の詳細な記述によ
り、以下の添付図面に基づきより充分に認識される：
の更なる目的、特徴、及び利点は、本発明に関する現在
好ましいが例示的な実施態様の以下の詳細な記述によ
り、以下の添付図面に基づきより充分に認識される：
【図１】図１は、炉開口に隣接して設置された本発明の
バーナー組立体を表わす断面図である。
バーナー組立体を表わす断面図である。
【図２】図２は、図１のバーナー組立体の一部の部分斜
視図である。
視図である。
【図３】図３は、図２の３−３線に沿う断面図である。
【図４】図４は、図２の４−４線に沿う断面図である。
【図５】図５は、図１のバーナー組立体の出口端部の拡
大立面図である。
大立面図である。
【図６】図６は、図１のバーナー組立体の入口端部の拡
大立面図である。
大立面図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 バーナー組立体であって、該バーナー組
立体は、先端部分が半径方向内方にテーパーされた内側
管状部材と、先端部分が半径方向内方にテーパーされ、
前記内側管状部材の周囲に同軸的に延長して、環状通路
を規定する外側管状部材と、前記先端部において、前記
内側管状部材と前記外側管状部材との間に延長して、内
側環状通路及び外側環状通路を規定する円錐状分割部材
と、燃料粒子の大半が遠心力によって前記外側環状通路
に入るように、前記環状通路へ接線方向に開口する、燃
料粒子と空気との混合物のための入口と、前記外側環状
通路内に形成される、角度をなして離隔する複数の別個
の通路とを含み、前記別個の各通路は、前記混合物を受
理するための入口と、前記混合物を排出するための出口
とを有し、前記別個の各通路の横断面積は、その入口か
ら出口にかけて徐々に減少し、前記混合物は、前記別個
の通路の前記各出口からそれぞれ排出される時、点火に
よって別個の火炎パターンを形成し、前記バーナー組立
体はさらに、前記円錐形分割部材の内側表面上に形成さ
れる複数のリブを含む、バーナー組立体。 - 【請求項２】 バーナー組立体であって、該バーナー組
立体は、先端部分が半径方向内方にテーパーされた内側
環状部材と、先端部分が半径方向内方にテーパーされ、
前記内側環状部材の周囲に同軸的に延長して、環状通路
を規定する外側環状部材と、前記先端部において、前記
内側環状部材と前記外側環状部材との間に延長して、内
側及び外側環状通路を規定する円錐状分割部材と、燃料
粒子と空気との混合物のための入口と、前記外側環状通
路内に形成される、角度をなして離隔する複数の別個の
通路とを含み、前記別個の各通路は、前記混合物を受理
するための入口と、前記混合物を排出するための出口と
を有し、前記バーナー組立体はさらに、前記円錐形分割
部材の内側表面上に形成される複数のリブを含み、前記
内側環状通路内を通過する前記混合物中の燃料粒子は、
該リブにより凝縮され、前記内側環状通路の前記出口か
ら排出される時、点火によって追加の火炎パターンを形
成する、バーナー組立体。 - 【請求項３】 バーナー組立体であって、該バーナー組
立体は、先端部分が半径方向内方にテーパーされた内側
管状部材と、先端部分が半径方向内方にテー パーされ、
前記内側管状部材の周囲に同軸的に延長して、環状通路
を規定する外側管状部材と、前記先端部において、前記
内側管状部材と前記外側管状部材との間に延長して、内
側及び外側環状通路を規定する円錐状分割部材と、燃料
粒子の大半が遠心力によって前記外側環状通路に入るよ
うに、前記環状通路へ接線方向に開口する、燃料粒子と
空気との混合物のための入口と、前記外側環状通路内に
形成される、角度をなして離隔する複数の別個の通路と
を含み、前記別個の各通路は、前記混合物を受理するた
めの入口と、前記混合物を排出するための出口とを有
し、前記別個の各通路の横断面積は、その入口から出口
にかけて徐々に減少し、前記混合物は、前記別個の通路
の前記各出口からそれぞれ排出される時、点火によって
別個の火炎パターンを形成し、前記バーナー組立体はさ
らに、前記円錐形分割部材の内側表面上に形成される複
数のリブを含み、前記内側環状通路内を通過する前記混
合物中の燃料粒子は、該リブにより凝縮され、前記内側
環状通路の前記出口から排出される時、点火によって追
加の火炎パターンを形成する、バーナー組立体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US82655792A | 1992-01-27 | 1992-01-27 | |
| US826,557 | 1992-01-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0611109A JPH0611109A (ja) | 1994-01-21 |
| JPH0792210B2 true JPH0792210B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=25246886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5010784A Expired - Fee Related JPH0792210B2 (ja) | 1992-01-27 | 1993-01-26 | 分割流バーナー組立体 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5347937A (ja) |
| EP (1) | EP0554014B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0792210B2 (ja) |
| CN (1) | CN1049963C (ja) |
| CA (1) | CA2086399C (ja) |
| ES (1) | ES2108817T3 (ja) |
| MX (1) | MX9300192A (ja) |
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| US5542839A (en) * | 1994-01-31 | 1996-08-06 | Gas Research Institute | Temperature controlled low emissions burner |
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