JPH11354290A - 微粉炭着火用プラズマトーチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微粉炭バーナに適用した際に、微粉炭に対し
て短時間に安定して着火させることができる微粉炭着火
用プラズマトーチを提供する。 【構成】 外筒１８の先端に固定されその先端中心部に
ガス噴射口２０を形成した外部電極１９と、外筒１８の
内部に設けた内部ブロック２１の先端のチップ２４内に
配置された内部電極２６とを備え、内部電極２６とチッ
プ２４との間隙２５に作動ガス３０を供給しプラズマガ
スＧとしてガス噴射口２０から噴出するように構成され
て微粉炭バーナ装置に設置されている微粉炭着火用プラ
ズマトーチＰであって、外部電極１９とチップ２４との
間の間隔２２にも作動ガス３０を供給すると共に、外部
電極１９におけるガス噴射口２０の外側位置に、間隔２
２に連通し斜め前方に向けて開口する拡散用噴射口３４
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微粉炭バーナの着
火に用いられる微粉炭着火用プラズマトーチに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ミルで粉砕した石炭の微粉を一次空気と
混合して微粉炭バーナへ供給し該微粉炭バーナから噴出
させて浮遊燃焼させる微粉炭燃焼は、従来から広く一般
に用いられている石炭の燃焼方式である。

【０００３】微粉炭燃焼方式のボイラの火炉に使用され
ている微粉炭バーナ装置の一例を図２によって説明する
と、火炉１の側壁の所定位置にはスロート２が形成され
ており、スロート２付近の火炉１の外部にはウインドボ
ックス３が配置されていて、ウインドボックス３から火
炉１へ燃焼用の二次空気４を供給するようになってい
る。

【０００４】スロート２の中心にはウインドボックス３
を貫通する微粉炭バーナ５が設けられていて、微粉炭バ
ーナ５の中心部には、略円筒状で且つ先端開口部に向か
って直径が急減する絞り部を有するバーナ内筒６が配置
され、バーナ内筒６の軸心位置にはオイルバーナ７が挿
入されている。

【０００５】また、バーナ内筒６の外側にはバーナ外筒
８がバーナ内筒６と同心状に配設されている。バーナ外
筒８の基端部には、その接線方向へ延びる微粉炭流の導
入口９が突設され、該導入口９には微粉炭管１０が接続
されていて、図示していないミルから一次空気１１と共
に供給される微粉炭１２をバーナ外筒８内へ導くように
なっている。

【０００６】前記スロート２とウインドボックス３との
間に形成された空間には、二次空気４の旋回力を調整す
るためのエアレジスタ１３を、スロート２の周りを円形
に囲うように配設すると共に、エアレジスタ１３の内側
の周方向には、二次空気４を内側と外側とに分離するた
めの複数のインナベーン１４を配設し、更に、ウインド
ボックス３とバーナ内筒６の基端部とを、三次空気管１
５によって連通せしめ、三次空気１６をバーナ内筒６へ
導くようにしてある。

【０００７】更に、図２に示す微粉炭バーナ装置におい
ては、微粉炭バーナ５のオイルバーナ７から噴射される
オイル及びバーナ内筒６とバーナ外筒８との間から噴射
される微粉炭１２に着火させるための着火バーナ１７
が、図中矢印で示すようにウインドボックス３に抜き差
し可能に設けられている。

【０００８】前記着火バーナ１７としては、従来から軽
油或いはプロパンガス等の燃料を用い、電気点火により
燃焼させるようにしたものが一般的に採用されていた。

【０００９】前記微粉炭バーナ装置の運転を起動するに
は、オイルバーナ７から軽油を噴射して着火バーナ１７
により噴射された軽油に着火させ、所要の燃焼を行わせ
てオイルバーナ７及びその周辺の温度を上昇させた後、
軽油に代えてオイルバーナ７から重油を噴射させるよう
に切り替えて再び着火バーナ１７により噴射された重油
に着火させ、所要の燃焼を行わせて微粉炭バーナ５及び
火炉１の温度を上昇させた後、図示しないミルから微粉
炭管１０と導入口９を介してバーナ外筒８の内部へ一次
空気１１と共に微粉炭管１０を供給して、バーナ外筒８
の先端から微粉炭１２を噴射させ（この時、オイルバー
ナ７の重油の噴射は停止する）、着火バーナ１７により
噴射された微粉炭１２に着火させる。

【００１０】この時、微粉炭１２は燃焼し難いので、燃
焼が安定するまで約１〜２時間程度着火バーナ１７を燃
焼し続け、微粉炭１２の燃焼が安定したら、着火バーナ
１７の燃焼を停止し、着火バーナ１７はウインドボック
ス３から外部に引き抜くようにしている。

【００１１】微粉炭バーナ装置に備えられている従来の
着火バーナ１７には、前記したように軽油或いはプロパ
ンガス等を燃料として用いており、着火バーナ１７はオ
イルバーナ７による軽油の燃焼時、重油の燃焼時、及び
微粉炭バーナ５による微粉炭１２の燃焼時の着火を行う
と共に、微粉炭１２の安定した燃焼が確保されるまでの
１〜２時間程度間、継続して燃焼する必要があるが、前
記軽油或いはプロパンガスの燃料は高価であり、従って
微粉炭バーナ装置の起動時のコストが増加してしまうと
いう問題を有していた。

【００１２】一方、微粉炭燃焼方式のボイラが設置され
る発電設備等においては、発電した電気を安価に利用す
ることができるので、近年では、微粉炭着火用としてプ
ラズマトーチを用いることが考えられるようになってき
ている。

【００１３】図３は従来考えられている微粉炭着火用プ
ラズマトーチの一例を示したもので、微粉炭着火用プラ
ズマトーチＰは、外筒１８の先端に外部電極１９（陽
極）が固定されており、該外部電極１９は截頭円錐形状
を有していてその先端中心部にはガス噴射口２０が形成
されている。

【００１４】また、前記外筒１８の内部には、内部ブロ
ック２１が設けられており、該内部ブロック２１の先端
には、外部電極１９との間に所要の間隔２２を形成する
ように截頭円錐形状を有し、且つその先端中心部に内部
噴射口２３を備えたチップ２４が固定されており、該チ
ップ２４の内部には、前記チップ２４の内部との間に間
隙２５を形成するように内部電極２６を設けている。

【００１５】前記外筒１８には、外部電極１９近傍まで
延びる冷却流路２７が形成されていて冷却水を循環器供
給して外部電極１９を冷却するようになっている。ま
た、内部ブロック２１にも給水配管２８が接続されてお
り図示しない内部ブロック２１に備えた冷却流路により
前記内部電極２６の冷却を行うようになっている。

【００１６】更に前記内部ブロック２１には、前記外部
電極１９と内部電極２６とに電力を供給するための電力
ケーブル２９が接続されていると共に、前記チップ２４
と内部電極２６との間の間隙２５に作動ガス３０（例え
ば空気）を供給するようにした作動ガス管３１が接続さ
れている。

【００１７】上記従来の微粉炭着火用プラズマトーチＰ
では、作動ガス管３１からの作動ガス３０をチップ２４
と内部電極２６との間の間隙２５に供給し、且つ電力ケ
ーブル２９による給電によって外部電極１９と内部電極
２６との間でアークを生じさせると、前記間隙２５を通
る作動ガス３０はプラズマ化されてチップ２４の内部噴
射口２３及び外部電極１９のガス噴射口２０を通って高
温のプラズマガスＧが高速で噴射される。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
如き従来の微粉炭着火用プラズマトーチＰにおいて、内
部噴射口２３及びガス噴射口２０を通して高速で噴射さ
れるプラズマガスＧは、図３に示すように細長い形状を
有しており、このために図３の微粉炭着火用プラズマト
ーチＰを、図２に示した微粉炭バーナ装置の着火用に用
いた場合には、前記細長いプラズマガスＧが微粉炭１２
の一部を燃焼させるのみであるために、燃えにくい微粉
炭１２の着火が良好に行われない場合があり、よって微
粉炭バーナ５の燃焼が安定するまでに時間が掛かった
り、不完全燃焼によって黒煙が発生する等の問題を生じ
ていた。

【００１９】本発明は、斯かる実情に鑑み、微粉炭バー
ナに適用した際に、微粉炭に対して短時間に安定して着
火させることができるようにした微粉炭着火用プラズマ
トーチを提供しようとするものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、外筒の先端に
固定されその先端中心部にガス噴射口を形成した外部電
極と、外筒の内部に設けた内部ブロックの先端のチップ
内に配置された内部電極とを備え、内部電極とチップと
の間隙に供給した作動ガスを外部電極と内部電極との間
に形成するアークによってプラズマ化してプラズマガス
としてガス噴射口から噴出するように構成されて微粉炭
バーナ装置に抜き差し可能に設置されている微粉炭着火
用プラズマトーチであって、外部電極とチップとの間の
間隔にも作動ガスを供給すると共に、外部電極における
ガス噴射口の外側位置に、間隔に連通し斜め前方に向け
て開口する拡散用噴射口を形成したことを特徴とする微
粉炭着火用プラズマトーチ、に係るものである。

【００２１】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００２２】本発明の微粉炭着火用プラズマトーチによ
れば、拡散用噴射口によってプラズマガスを前側外方に
向けて広がるように噴射させることができ、よって微粉
炭バーナ装置に適用した場合に、燃え難い微粉炭を広い
範囲で燃焼させて確実に着火させることができるように
なり、従って微粉炭の着火に要する時間を短縮すること
ができると共に、従来のような不完全燃焼による黒煙の
発生の問題も防止できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。

【００２４】図１は本発明を実施する形態の一例であっ
て、図中、図３と同一の符号を付した部分は同一物を表
わしており、基本的な構成は図３に示す従来のものと同
様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１に示
す如く、微粉炭着火用プラズマトーチＰにおけるチップ
２４と内部電極２６との間の間隙２５に作動ガス３０を
供給すると共に、外部電極１９とチップ２４との間の間
隔２２にも作動ガス３０を供給するようにし、更に、外
部電極１９の截頭形状の傾斜部３３に、前記間隔２２に
連通し斜め前方に向けて開口するようにした拡散用噴射
口３４を形成した点にある。尚、拡散用噴射口３４は、
ガス噴射口２０を取り巻くように複数個形成するように
し、また、拡散用噴射口３４は、外筒１８及び外部電極
１９の軸心と交差する方向に傾斜して形成されていても
よい。

【００２５】次に、上記図示例の作動を説明する。

【００２６】図１に示した微粉炭着火用プラズマトーチ
Ｐを作動させるには、作動ガス管３１からの作動ガス３
０をチップ２４と内部電極２６との間の間隙２５に供給
すると共に、外部電極１９とチップ２４との間の間隔２
２にも上記作動ガス３０を供給する。

【００２７】この状態で、電力ケーブル２９による給電
により外部電極１９と内部電極２６との間でアークを生
じさせると、前記間隙２５に供給された作動ガス３０は
プラズマ化され、チップ２４の内部噴射口２３及び外部
電極１９のガス噴射口２０を通ってプラズマガスＧとな
って噴射される。

【００２８】一方、外部電極１９とチップ２４との間の
間隔２２に供給された作動ガス３０も、外部電極１９と
内部電極２６との間で生じたアークによってプラズマ化
され、プラズマガスＧの一部は、拡散用噴射口３４を通
って前側外方に広がったプラズマガスＧ’となって噴射
される。

【００２９】このように、拡散用噴射口３４によってプ
ラズマガスＧ’を前部外方に向けて広がるように噴射さ
せるようにしているので、図２に示すような微粉炭バー
ナ装置に適用した場合に、燃え難い微粉炭１２を広い範
囲で燃焼させることによって微粉炭１２への着火を確実
に行わせることができ、従って微粉炭の着火に要する時
間を短縮することができ、且つ従来のような不完全燃焼
による黒煙の発生の問題も防止することができる。

【００３０】尚、本発明の微粉炭着火用プラズマトーチ
は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得
ることは勿論である。

【００３１】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の微粉炭着
火用プラズマトーチによれば、拡散用噴射口によってプ
ラズマガスを前側外方に向けて広がるように噴射させる
ことができ、よって微粉炭バーナ装置に適用した場合
に、燃え難い微粉炭を広い範囲で燃焼させて確実に着火
させることができるようになり、従って微粉炭の着火に
要する時間を短縮することができると共に、従来のよう
な不完全燃焼による黒煙の発生の問題も防止できる等の
優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例の側断面図であ
る。

【図２】微粉炭バーナ装置の一例を示す側断面図であ
る。

【図３】従来の微粉炭着火用プラズマトーチの一例を示
す側断面図である。

【符号の説明】

１８ 外筒 １９ 外部電極 ２０ ガス噴射口 ２１ 内部ブロック ２２ 間隔 ２４ チップ ２５ 間隙 ２６ 内部電極 ３０ 作動ガス ３３ 傾斜部 ３４ 拡散用噴射口 Ｇ プラズマガス Ｇ’ プラズマガス Ｐ 微粉炭着火用プラズマトーチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外筒の先端に固定されその先端中心部に
   ガス噴射口を形成した外部電極と、外筒の内部に設けた
   内部ブロックの先端のチップ内に配置された内部電極と
   を備え、内部電極とチップとの間隙に供給した作動ガス
   を外部電極と内部電極との間に形成するアークによって
   プラズマ化してプラズマガスとしてガス噴射口から噴出
   するように構成されて微粉炭バーナ装置に抜き差し可能
   に設置されている微粉炭着火用プラズマトーチであっ
   て、外部電極とチップとの間の間隔にも作動ガスを供給
   すると共に、外部電極におけるガス噴射口の外側位置
   に、間隔に連通し斜め前方に向けて開口する拡散用噴射
   口を形成したことを特徴とする微粉炭着火用プラズマト
   ーチ。