JPH08592Y2

JPH08592Y2 - 難燃性燃料用燃焼装置

Info

Publication number: JPH08592Y2
Application number: JP1989038312U
Authority: JP
Inventors: 靖夫広瀬
Original assignee: 有限会社テクノエース
Priority date: 1989-03-31
Filing date: 1989-03-31
Publication date: 1996-01-10
Anticipated expiration: 2004-03-31
Also published as: JPH02133509U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、含水量の多いものあるいは微粉コークス等
のような燃え難い難燃性燃料を燃焼するために使用され
る難燃性燃料用燃焼装置に関する。

（従来の技術）例えば、石灰と水のスラリーとか、湖に発生する青
子、オカラ、汚泥さらには産業廃棄物等のような水分を
多量に含む物質あるいは微粉コークスのように揮発分を
殆んど含まない粉体等は、燃焼させることが難しく、難
燃性燃料（以下、難燃料と略称することがある）と称さ
れている。この難燃料の内、水分含量が多いものは発熱
量が小さく、着火性も悪く、火炎温度も低い。揮発分が
少ないものは、着火性が悪く、燃焼速度が遅い。

このような難燃料を噴射ノズルから噴射しても、一部
火炎を形成しない、いわゆるブラックスカートといわれ
るゾーンが生じ、不完全燃焼となることが多い。

したがって、従来の燃焼装置は、火炎を安定的に形成
するために、燃料を噴射する噴射ノズルの近傍にバーナ
を設けている。

第４図は、従来の燃焼装置の一例を示す一部破断平面
図である。ここに示されている燃焼装置は、燃焼炉１の
端部に難燃料を噴射する噴射ノズル２を設け、この噴射
ノズル２から噴射される難燃料に向けて火炎を吹出すバ
ーナノズル３を前記噴射ノズル２の近傍に設けている。

なお、図中符号「４」はパイロットバーナ、「５」は
覗窓、「６」は燃料投入口である。

（考案が解決しようとする課題）しかし、この燃焼装置７では、噴射ノズル２とバーナ
ノズル３が近いので、バーナノズル３から噴射された火
炎が、十分成長しない間に、噴射ノズル２からの燃料に
当ることになる。高い温度状態に成長した炎が難燃料に
当るという状態ではなく、より低温の炎で燃料を燃やす
という結果となっている。

このため、火口８から燃焼炉１に入った炎は、リフト
火炎となり、燃料が十分燃焼されない。リフト火炎を防
止するために、燃料の流速を低くすると、燃焼処理量が
少なくなり、迅速な処理ができず、また、燃料の流速を
高めれば、前述のようにして形成されたリフト火炎がブ
ローオフすることになる。

本考案者らは、上述した問題に着目し、鋭意研究した
結果、難燃料であっても、これを完全に燃焼させるため
には、着火用のバーナノズルの火炎を十分に成長させる
べく、時間的、空間的に余裕をもって火炎を形成し、こ
の高い温度の火炎で難燃料を着火すれば、より確実に燃
料を燃やすことができることに着目して、本考案を完成
させるに至ったのである。

本考案は、上述した従来の技術に伴なう種々の欠点、
問題点を解決し、所定量の燃料を迅速にかつ確実に燃焼
させることができる難燃料の燃焼装置を提供することを
目的とする。

（課題を解決するための手段）かかる目的を達成するために、本考案に係る難燃性燃
料用燃焼装置は、難燃性燃料を燃焼炉内に噴射する噴射
ノズルと、前記難燃性燃料に向けて火炎を吹出すバーナ
ノズルとを有する難燃性燃料用燃焼装置において、前記
噴射ノズルと燃焼炉の火口との間に形成され所定の通路
長さ及び口径を有しかつ周囲が耐火材により囲まれた難
燃性燃料を予熱する予熱空間と、この予熱空間と前記バ
ーナノズルの噴射口先端との間に形成され該バーナノズ
ルから吹出された火炎が略完全燃焼して前記予熱空間の
難燃性燃料に当たるように設定された通路長さと口径と
を有し周囲が耐火材により囲まれた火炎成長空間とを有
し、該火炎成長空間の軸線が前記予熱空間の軸線と鋭角
的に交差するようにしたことを特徴とする。

また、前記火口は、近傍に二次空気を噴射する空気ノ
ズルが設置されていることを特徴とする。

（作用）上述のように構成した本考案では、バーナノズルから
吹出された着火用の火炎を火炎成長空間において十分成
長させ略完全な高い温度の火炎とした後に、これを噴射
ノズルから予熱空間に噴射された難燃料に衝突乃至接触
させて着火するので、難燃料にはより可燃し易い状態の
火炎が当たり、着火性の悪い難燃料であっても、迅速に
かつ確実に燃焼させることができる。

しかも、火口近傍に二次空気を噴射する空気ノズルを
設置すれば、この二次空気によって、可燃し易い状態の
難燃料を確実に燃焼させることができる。

（実施例）以下、図面を参照して本考案の一実施例を説明する。

第１図は、本考案に係る難燃性燃料用燃焼装置の一実
施例を示す全体概略説明図、第２図は、第１図の要部を
示す拡大断面図、第３図は、燃焼炉内における温度状態
を示す説明図である。

第１図において、難燃性燃料用燃焼装置10は、燃焼炉
11の端部に難燃料を燃焼炉11内に噴射する噴射ノズル12
と、難燃料に向けて火炎を吹出すバーナノズル13とを有
している。

前記噴射ノズル12には、難燃料を給送するポンプ、好
適にはスネークポンプ等からなる燃料供給部14が導管P1
により連通され、また前記バーナノズル13には、タンク
15の内に貯溜された燃料、例えば灯油を、ポンプ16によ
り給送する導管P2が連通されている。

前記噴射ノズル12への空気は、コンプレッサ17から導
管P3を介して導入され、バーナノズル13には、送風機18
からの燃焼用空気が導管P4を介して導入されるようにな
っている。

なお、第１図中符号「19」は煙突、「Ｍ」はモータで
ある。

特に、本実施例では、第２図に示すように、前記噴射
ノズル12と燃焼炉11の火口20との間に予熱空間23が形成
されている。

この予熱空間23は、難燃料を燃焼炉11に噴射する前
に、燃焼し易い状態とする空間である。難燃料は、石炭
と水のスラリーとか、湖に発生する青子等のような水分
を多量に含むものとか、あるいは微粉コークスのように
揮発分を殆んど含まない粉体等であるので、これを完全
燃焼させるには、瞬時に着火温度とすることは困難であ
る。したがって、本実施例では、この難燃料の温度を時
間的、空間的に余裕をもって、着火温度まで高めるよう
に、この予熱空間23を所定の通路長さL1と口径D1とを有
ものとし、難燃料の温度が予熱空間23を通過する間に高
められ、難燃料が燃焼炉11に至ると確実に燃焼し得るよ
うにしている。

なお、予熱空間23は、周囲が耐火材21により囲まれ、
さらにこの耐火材21の周囲は、断熱材22により覆われて
いる。

一方、前記バーナノズル13側においても、バーナノズ
ル13の噴射口24先端と前記予熱空間23との間に、バーナ
ノズル13から吹出された火炎が略完全燃焼して予熱空間
23の難燃料に衝突乃至接触するように設定された通路長
さL2と口径D2を有し、かつ周囲が耐火材21により囲ま
れ、さらにこの耐火材21の周囲を断熱材22により覆って
なる火炎成長空間25が形成されている。

この火炎成長空間25は、前記バーナノズル13から噴射
された火炎を略完全燃焼させ、高い温度の火炎を形成す
るために設けられたもので、ここにおいても、所定量の
燃料が時間的、空間的に余裕をもって、略完全な火炎を
形成するように燃焼させるようにしている。

なお、略完全燃焼とは、70％程度以上の燃焼状態であ
ればよく、必ずしも100％のものでなくてもよいことを
意味する。

そして、火炎成長空間25の軸線の延長線が予熱空間23
の軸線と所定の角度θで鋭角的に交差するようにしてい
る。この交差角θは、成長した火炎が難燃料に衝突乃至
接触するように設定できるものであれば、どのような角
度であってもよい。また、火炎成長空間25の軸線と予熱
空間23の軸線との交点が、必ずしも火口20までの予熱空
間23に存在しなければならないというものではなく、ほ
ぼパラレルに近接配置し交点が燃焼炉内あるいは外部で
生じるようになっているものでもよい。

さらに、前記火口20の近傍には、着火された難燃料に
対し二次空気を噴射する空気ノズル26が設けられてい
る。この空気ノズル26には、前記送風機18からの燃焼用
空気が導管P4から分岐した導管P5を介して導入され、噴
射口27から難燃料の火炎を取り囲むように噴射されるよ
うになっている。

次に、上記実施例の作用を説明する。

図外の電源を入れると、まず、ポンプ16と送風機18が
動作し、バーナノズル13から灯油と燃焼空気が火炎成長
空間25に噴射され、図外の着火装置により着火され、火
炎を形成する。

この火炎は、火炎成長空間25内において成長する。火
炎成長空間25は、所定の軸方向長さL1と口径D1とを有し
ているので、バーナノズル13からの火炎は、周囲の空気
と十分化合して略完全燃焼することになり、高い温度の
火炎が形成されることになる。略完全燃焼により形成さ
れた火炎は、第３図に示すＡゾーンのように高温とな
る。

次に、コンプレッサ17と燃料供給部14を動作し、噴射
ノズル12から難燃料を予熱空間23に噴射する。この難燃
料の流れに対しては、火炎成長空間25で成長した高温の
火炎が交差するように存在しているので、この火炎に難
燃料が噴射ノズル12から所定長噴射された位置で衝突乃
至接触する。これにより難燃料は、火炎からの熱を受け
て、その水分が蒸発するとともに加熱されることにな
る。

なお、前記交差角θが小さく、火炎と難燃料の流れが
平行流的な状態となることもあるが、この場合には、火
炎成長空間25と予熱空間23とをある程度近接配置すれ
ば、火炎と難燃料の流れが衝突乃至接触するので問題は
ない。

この状態のＢゾーンは、第３図に示すように温度が低
下する。しかし、この温度低下は、難燃料の着火温度以
下にはならないように、難燃料の量と灯油の量とを調整
しているので、この噴射された難燃料は、着火可能状態
となるか若しくは着火状態となる。

このようにして着火状態となった難燃料は、火口20の
近傍に至るが、この火口20には、二次空気を噴射口27か
ら噴射する空気ノズル26を設置しているので、この二次
空気によって新鮮な酸素の補給を受けてより確実に燃焼
し、燃焼炉11であるＣゾーンに入り、完全に燃焼され、
第３図に示すように再度温度が上昇し、難燃料であって
も、確実に燃焼させることになる。

実験によれば、予熱空間23の通路長さL1を1200mm、口
径D1を600mmとし、火炎成長空間25の通路長さL2を900m
m、口径D2を450mmとし、予熱空間23と火炎成長空間25と
の交差角θを30度とし、灯油を35〜70kg/時で供給した
場合に、難燃料である80％の水分を含有する青子を、35
0kg/時で供給してもほぼ完全燃焼させることができるこ
とが判明した。

本考案は、上述した実施例に限定されるものではな
く、前記バーナノズル13に導かれる燃料は、灯油に限ら
ず、ガス燃料であってもよい。

（考案の効果）以上述べたように、本考案によれば、バーナノズルか
ら吹出された火炎を火炎成長空間において略完全なもの
とし、これを噴射ノズルから予熱空間に噴射された難燃
料に衝突乃至接触させ、これをより可燃し易い状態とす
るようにしたので、着火性の悪い難燃料であっても、迅
速にかつ確実に燃焼させることができる。

しかも、火口近傍に二次空気を噴射する空気ノズルを
設置しているので、この二次空気によっても前記燃焼を
より完全なものとすることができることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係る難燃性燃料用燃焼装置の全体を
示す該略説明図、第２図は、第１図の要部を示す拡大断
面図、第３図は、炎の状態を示す説明図、第４図は、従
来の燃焼装置の一例を示す断面図である。 11……燃焼炉、12……噴射ノズル、13……バーナノズ
ル、20……火口、21……耐火材、23……予熱空間、24…
…噴射口、25……火炎成長空間、26……空気ノズル、D
1,D2……口径、L1,L2……通路の長さ、θ……交差角。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】難燃性燃料を燃焼炉（11）内に噴射する噴
射ノズル（12）と、前記難燃性燃料に向けて火炎を吹出
すバーナノズル（13）とを有する難燃性燃料用燃焼装置
において、前記噴射ノズル（12）と燃焼炉（11）の火口（20）との
間に形成され所定の通路長さ（L1）と口径（D1）とを有
しかつ周囲が耐火材（21）により囲まれた難燃性燃料を
予熱する予熱空間（23）と、この予熱空間（23）と前記バーナノズル（13）の噴射口
に（24）先端との間に形成され該バーナノズル（13）か
ら吹出された火炎が略完全燃焼して前記予熱空間（23）
の難燃性燃料に当たるように設定された通路長さ（L2）
と口径（D2）とを有し周囲が耐火材（21）により囲まれ
た火炎成長空間を（25）とを有し、該火炎成長空間（25）の軸線が前記予熱空間（23）の軸
線と鋭角的に交差するようにしたことを特徴とする難燃
性燃料用燃焼装置。
【請求項２】前記火口（20）は、近傍に二次空気を噴射
する空気ノズル（26）が設置されていることを特徴とす
る請求項１に記載の難燃性燃料用燃焼装置。