JPH11281009A - 微粉炭バーナ - Google Patents

微粉炭バーナ

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JPH11281009A
JPH11281009A JP10079179A JP7917998A JPH11281009A JP H11281009 A JPH11281009 A JP H11281009A JP 10079179 A JP10079179 A JP 10079179A JP 7917998 A JP7917998 A JP 7917998A JP H11281009 A JPH11281009 A JP H11281009A
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浩 谷川
Hachiro Kawashima
八郎 川島
Akiyasu Okamoto
章泰 岡元
Yoshihiko Ikemoto
善彦 池本
Takayuki Sudo
隆之 須藤
Tadashi Gengo
義 玄後
Koichi Sakamoto
康一 坂本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 微粉炭と空気との混合気を搬送する微粉炭管
と、その先端部に回動自在に設けられた微粉炭ノズルと
を有する微粉炭バーナにおいて、微粉炭管内に形成され
た微粉炭の濃淡バランスが微粉炭ノズルの角度変化によ
って崩れないようにした微粉炭バーナを提供する。 【解決手段】 微粉炭混合気02を搬送する微粉炭管0
1の先端部にピン08を中心として微粉炭ノズル04が
回転自在に配設されている。微粉炭管01内には微粉炭
混合気を濃淡分離するための濃淡分離器03が配置さ
れ、その下流に内部通路を淡混合器が通過し外周部を濃
混合気が通過する整流器10、その下流に整流器10の
内部通路を通った淡混合気を微粉炭ノズル04内に案内
する仕切板09が配置されている。これにより微粉炭ノ
ズル04の角度変化にかかわらず微粉炭混合気の濃淡バ
ランスが崩れない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、産業用及び事業用
の微粉炭焚きボイラに適用して好適な微粉炭バーナに関
する。
【0002】
【従来の技術】微粉炭焚きボイラに用いられている従来
の微粉炭バーナの例を図13〜図15に示してあり、こ
れについて説明する。これらの図において、01は微粉
炭管で、微粉炭と搬送空気とからなる微粉炭混合気02
を微粉炭ノズル04に導く。03は微粉炭管01内に設
けられた濃淡分離器である。06は二次空気ノズルであ
る。
【0003】濃淡分離器03は、燃焼炉壁面を構成する
伝熱チューブへの灰付着防止、NOx発生量の低減、そ
れに着火安定燃焼などの目的で微粉炭ノズル04へ供給
される微粉炭混合気02に濃淡分離を与えるために用い
られている。
【0004】この濃淡分離器03は、図に示されている
ように流れ方向に断面形状において長方形ブロック形状
で、微粉炭管01の内壁に接するように幅方向に広い形
状を有している。
【0005】以上のように、二次空気ノズル06、微粉
炭ノズル04、微粉炭管01及び濃淡分離器03で構成
された図13〜図15の微粉炭バーナにおいて、微粉炭
管01内を流れてきた微粉炭混合気02は、濃淡分離器
03に衝突し微粉炭は慣性力を与えられ微粉炭管01の
上下内周面側に集まる。この作用により微粉炭管01内
で外側に微粉炭濃度の高い微粉炭混合気02、中央側に
微粉炭濃度の低い微粉炭混合気02をそれぞれ形成し、
微粉炭ノズル04に達する。
【0006】微粉炭ノズル04内周面側の濃度の高い微
粉炭混合気02は二次空気ノズル06を通過してきた二
次空気05と接触混合し、微粉炭ノズル04の周囲で着
火し、良好な火炎07aを形成する。また、微粉炭ノズ
ル04内の中央部は濃度の低い微粉炭混合気02が吹き
抜け、微粉炭ノズル04の後流側(炉内)で着火燃焼
し、微粉炭濃度の低い火炎07bを形成する。この作用
により、微粉炭燃焼でのNOx発生量を低減し、かつ着
火を安定させることができた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】大型ボイラの運転で
は、微粉炭ノズルの角度を上向きにしたり下向きにして
蒸気温度を制御することがよく行われるが、この運転方
法を図13〜図15に示したような濃淡分離器を設けた
従来の微粉炭バーナに適用すると、微粉炭ノズル04の
角度変化が微粉炭混合気02の流れに影響を与え、微粉
炭混合気02の濃度バランスが崩れてしまう。そのこと
が原因で、濃淡分離を行うようにした従来の微粉炭バー
ナにおいては微粉炭ノズル04に上下角度調節機構をつ
けることはなかった。
【0008】本発明は、微粉炭と空気との混合気を搬送
する微粉炭管と、その先端部に回動自在に設けられた微
粉炭ノズルとを有する微粉炭バーナにおいて、微粉炭管
内に形成された微粉炭の濃淡バランスが微粉炭ノズルの
角度変化によって崩れないように構成した微粉炭バーナ
を提供することを課題としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、微粉炭ノズルに微粉炭混合気を搬送する微
粉炭管内に濃淡分離器を配置し、微粉炭ノズルの上流側
端部に、内部を淡混合気が通過し、外周部を濃混合気が
通過する1種類または複数個の整流器を配設する。
【0010】このように構成した本発明の微粉炭バーナ
では、微粉炭管内で濃淡分離器によって外側が濃混合
気、内側が淡混合気に分離されて濃淡混合気となった微
粉炭混合気は、整流器において外周部を濃混合気、内部
を淡混合気が通過させられて微粉炭混合気の濃度分布は
更に外側で濃く、内側で淡くなる。
【0011】本発明の微粉炭バーナでは、前記整流器に
加え、前記微粉炭ノズル内に淡混合気を案内する仕切板
を設けた構造の微粉炭バーナとするのが好ましい。この
ように整流器に加え仕切板を設けた構造とすることによ
って、濃淡分離器と整流器によって濃淡分離された微粉
炭混合気は、その淡混合気を案内する仕切板によって互
いに分離され濃淡混合気が分散することなく微粉炭ノズ
ルに導かれる。
【0012】従って、微粉炭ノズルの角度を変えても微
粉炭ノズルの先端から出る微粉炭混合気は、中央側で濃
度が低く、外側(微粉炭ノズルの内周側)で濃度が高い
状態を崩すことがない。
【0013】本発明による微粉炭バーナに設ける整流器
は、微粉炭管とともに回動するように構成してもよい
し、微粉炭管内に固定してもよい。
【0014】整流器を固定した構造とした場合には、微
粉炭ノズルが角度変化しても整流器入口における微粉炭
混合気の流入断面積が一定となり微粉炭混合気は微粉炭
ノズルの角度変化による濃度バランスへの影響が少いも
のとなる。
【0015】また、本発明の微粉炭バーナにおいて、微
粉炭管と微粉炭ノズルの回動部取合をピンを中心とする
円弧形状とすることによって、微粉炭ノズルの回動の角
度変化を容易に行える構造となる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明による微粉炭バーナ
について図1〜図12に示した実施の形態に基づいて具
体的に説明する。なお、以下の実施の形態において、図
13〜図15に示した従来の装置と同じ構成の部分には
説明を省略するため同じ符号を付してある。
【0017】(第1実施形態)まず、図1〜図4に示し
た第1実施形態による微粉炭バーナについて説明する。
図1〜図4において、08はピンを示し、微粉炭管01
と微粉炭ノズル04の取り合いをこのピン08を中心と
する円弧形状にしてあり、これによって、微粉炭ノズル
04の上下角度を調節可能にしている。11はシールプ
レートを示し、微粉炭管01と微粉炭ノズル04の取り
合い部の隙間をこのシールプレート11によって塞いで
いる。
【0018】10は濃淡分離器03の下流に設けられた
整流器で、整流器10の内部を淡混合気が通過し、外周
部を濃混合気が通過するように配設されている。この整
流器10の内部通路からは仕切板09が伸びていて、こ
の仕切板09は、整流器10の内部を流れた淡混合気を
微粉炭ノズル04の先端部まで案内する。
【0019】この第1実施形態の微粉炭バーナは以上の
構造を有しており、微粉炭管01内を流れて来る微粉炭
混合気02は濃淡分離器03によって中央側で微粉炭濃
度が低く、外側(すなわち、微粉炭管01の内周側)で
微粉炭濃度が高くなる。
【0020】整流器10は、微粉炭管01内にて内周側
の微粉炭混合気02を微粉炭ノズル04内の上下方向へ
偏らせるような形状をしているため、濃淡分離器03で
分離された微粉炭混合気02の濃度分布を微粉炭ノズル
04内にて中央側の微粉炭濃度を更に低く、内周側の微
粉炭濃度を更に高くなるようにする。その微粉炭濃度の
偏った微粉炭混合気02の流れは仕切板09によって微
粉炭ノズル04先端まで導く。これらの作用により微粉
炭ノズル04の角度を図3、図4のように変えても微粉
炭ノズル04先端の微粉炭混合気02の微粉炭濃度は微
粉炭ノズル04の中央側で低く、微粉炭ノズル04の内
周側で高く維持される。
【0021】こうして、微粉炭ノズル04の周囲で濃混
合気の着火を安定させる良好な火炎07aを形成させ、
また、微粉炭ノズル04の中央部で淡混合気を着火燃焼
させ微粉炭濃度の低い火炎07bを形成させる。これに
よりNOx発生量が少く、着火性の良い安定した燃焼を
行わせることができる。
【0022】(第2実施形態)次に、図5〜図8に示し
た第2実施形態による微粉炭バーナについて説明する。
この第2実施形態による微粉炭バーナにも、第1実施形
態の場合と同様に仕切板09と整流器10が設けられて
いるが、仕切板09と整流器10は切り離されており、
整流器10は微粉炭管01に取り付けられて固定されて
いる。
【0023】以上の構成を持つ第2実施形態の微粉炭バ
ーナでは、整流器10が微粉炭管01に固定されている
ため、図7、図8に示すように微粉炭ノズル04が上下
方向に角度変化しても整流器10はそのままの状態にど
とまり、微粉炭混合気02に対する整流器10の入口の
流入断面積は一定である。
【0024】従って、この第2実施形態の微粉炭バーナ
では、第1実施形態の微粉炭バーナよりも微粉炭ノズル
04の角度変化による微粉炭混合気における濃度バラン
スに対する影響が少い。その他の作用効果は第1実施形
態の微粉炭バーナと同じである。
【0025】(第3実施形態)次に図9〜図12に示す
第4実施形態による微粉炭バーナについて説明する。図
9〜図12において、12は整流器で、微粉炭混合気0
2の流れの下流側に向って立上った傾斜面12−1を有
している。この整流器12は仕切板09の外側にそれぞ
れ取付けられている。その他の構成は第1実施形態によ
る微粉炭バーナと実質同じである。
【0026】この第3実施形態による微粉炭バーナで
は、整流器12が仕切板09に取付けられているため、
整流器10のあと、仕切板09の外側を流れる微粉炭混
合気02中の微粉炭が整流器12によって外側、すなわ
ち微粉炭ノズル04の内周面側へ向けられる。
【0027】以上のようにして微粉炭ノズル04の先端
部では、内周面側の微粉炭濃度が向上する。この作用は
微粉炭ノズル04が上下に角度変化されても変わらない
事が、図11、図12からも明らかであろう。これによ
って、この第3実施形態の微粉炭バーナにおいては着
火、保炎性能が一段と向上されたものとなる。その他の
作用、効果は、第1実施形態のものと同じでありその説
明を省略する。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の微粉炭バ
ーナは、微粉炭管内に濃淡分離器、及び内部を淡混合気
が通過し外周部を濃混合気が通過する1種類または複数
個の整流器、またはこれらに加え微粉炭ノズル内に淡混
合気を案内する仕切板を設けたものである。
【0029】従って、本発明の微粉炭バーナでは、濃淡
分離器によって分離された微粉炭混合気が、整流器にお
いて外周部を濃混合気、内部を淡混合気が通過させられ
て微粉炭混合気の濃度分布は更に外側に濃く、内側に低
くなる。こうして微粉炭ノズルの角度を変えても微粉炭
ノズルの先端から出る微粉炭混合気は、中央側で濃度が
低く、外側(微粉炭ノズルの内周側)で濃度が高い状態
を維持される。
【0030】本発明の微粉炭バーナにおいて微粉炭ノズ
ル内に淡混合気を案内する仕切板を設けたものでは、前
記したように濃淡分離器と整流器によって濃淡分離され
た微粉炭混合気は、その仕切板によってその互いに分離
された状態で微粉炭ノズルに導かれ、従って、微粉炭ノ
ズルの角度を変えても微粉炭ノズルの先端から出る微粉
炭混合気は、中央側で濃度が低く、外側(微粉炭ノズル
の内周側)で濃度が高い状態を崩すことがない。
【0031】本発明による微粉炭バーナにおいて、整流
器を固定した構造とした場合には、微粉炭ノズルが角度
変化しても整流器入口における微粉炭混合気の流入断面
積が一定となり微粉炭ノズルの角度変化による微粉炭混
合気の濃度バランスへの影響が少いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態による微粉炭バーナの断
面図で、図2のI−I線に沿う断面図。
【図2】図1のII−II線に沿う断面図。
【図3】微粉炭ノズルが上向き角度をとった状態におけ
る図2と同様の断面図。
【図4】微粉炭ノズルが下向き角度をとった状態におけ
る図2と同様の断面図。
【図5】本発明の第2実施形態による微粉炭バーナの断
面図で、図6のV−V線に沿う断面図。
【図6】図5のVI−VI線に沿う断面図。
【図7】微粉炭ノズルが上向き角度をとった状態におけ
る図6と同様の断面図。
【図8】微粉炭ノズルが下向き角度をとった状態におけ
る図6と同様の断面図。
【図9】本発明の第3実施形態による微粉炭バーナの断
面図で図10のIX−IX線に沿う断面図。
【図10】図9のX −X 線に沿う断面図。
【図11】微粉炭ノズルが上向き角度をとった状態にお
ける図10と同様の断面図。
【図12】微粉炭ノズルが下向き角度をとった状態にお
ける図10と同様の断面図。
【図13】従来の微粉炭バーナの例を示す断面図で、図
14のXIII−XIII線に沿う断面図。
【図14】図13のXIV −XIV 線に沿う断面図。
【図15】図14のXV−XV線に沿う図面。
【符号の説明】
01 微粉炭管 02 微粉炭混合気 03 濃淡分離器 04 微粉炭ノズル 05 二次空気 06 二次空気ノズル 07a 火炎 07b 火炎 08 ピン 09 仕切板 10 整流器 11 シールプレート 12 整流器 12−1 傾斜面
フロントページの続き (72)発明者 池本 善彦 長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工業株式 会社長崎造船所内 (72)発明者 須藤 隆之 長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工業株式 会社長崎造船所内 (72)発明者 玄後 義 東京都千代田区丸の内二丁目5番1号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 坂本 康一 東京都千代田区丸の内二丁目5番1号 三 菱重工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 微粉炭と空気との混合気を搬送する微粉
    炭管と、同微粉炭管の先端部に回動自在に配設された微
    粉炭ノズルとを有する微粉炭バーナにおいて、前記微粉
    炭管内に濃淡分離器を配置し、前記微粉炭ノズルの上流
    側端部に、内部を淡混合気が通過し、外周部を濃混合気
    が通過する1種類または複数個の整流器を配設したこと
    を特徴とする微粉炭バーナ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の微粉炭バーナにおいて、
    前記微粉炭ノズル内に前記淡混合気を案内する仕切板を
    設けたことを特徴とする微粉炭バーナ。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の微粉炭バーナ
    において、前記整流器が前記微粉炭ノズルとともに回動
    するか、または微粉炭管内に固定されていることを特徴
    とする微粉炭バーナ。
  4. 【請求項4】 請求項1、2または3に記載の微粉炭バ
    ーナにおいて、前記微粉炭管と微粉炭ノズルの回動部取
    合をピンを中心とする円弧形状にしたことを特徴とする
    微粉炭バーナ。
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