JPS61168704A - 粉粒状固体燃料用下向き燃焼バ−ナ−装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １）産業上の利用分野 本発明は下向き燃焼バーナー装置、例えばボイラー、火
炉類、乾燥機、熱交換器を含む温風発生機等の熱源とし
て、粉粒状固体燃料をバーナー中で燃焼させた高温燃焼
ガス乃至火炎を供給するのに特別な効果を有する粉粒状
固体燃料用下焚き燃焼バーナー装置に関するものである
。

２）従来の技術および、（３）　　発明が解決しようと
する問題点 即ち粉粒状固体燃料、例えば微粉体類の燃焼装置に於て
は従来予め微粒状にした粉炭を一次空気によって火炉内
に吹き込む吹き込み方式、バーナー型式等の手段で直接
吹き込んで行われるのが通例であるが、この方型式では
異常過熱部の発生、マタクリンカー塊の発生および同タ
リン力−塊の炉壁えの固着、更にその結果炉壁の焼損等
の諸問題があり、また発生する燃焼ガス乃至火炎は完全
燃焼されていず、その未燃焼ガス等によって例えば、熱
処理炉内の被処理物の汚染や、ロス発生等を除去するこ
とも実際面では不可能であったのが実情である。更に粉
粒状固体燃料として鋸屑を使用する例として一次空気に
随伴させた鋸屑を１個の二次空気の噴出口を持つ渦流筒
を介して点火口を有する二次燃焼室の入口側下部、即ち
燃焼室の長さ方向中心軸から前述渦流筒の長さ方向中心
軸が著るしく下方に偏位した非同軸的な位置となる同二
次燃焼室の底部に近い位置に吹き込み、同二次燃焼室の
底部に落下して堆積する未燃焼の粒体・　の堆槓長さに
略等しい長さを有する１個の狭幅の尚状三次空気噴出口
を、同二次燃焼室の底部に同室の長さ方向に沿って設け
ることによって底部に堆積する未燃の鋸屑を二次燃焼室
の炉壁に沿って燃焼させる如くした所謂鋸屑燃焼装置が
あるが、この装置も前例と同様に二次燃焼室の出口側の
熱風吐出口から未燃焼ガスや、灰煙が確認され更に異常
過熱部の発生、クリンカー塩の造成や炉壁えの固着、ま
た炉壁焼損、被処理物の汚染やロス発生等の問題を除去
することは困難であった。

（４）　問題を解決するための手段 本発明は前述の如き従来の諸問題を解決した粉粒状固体
燃料用下向き燃焼バーナー装置を提供するもので、即ち
粉粒状固体燃料を供給する燃料供給口、同燃料に着火す
る着火手段及び燃焼用空気供給手段とを備え且つ、下端
にロストル（火格子床）を配備した加熱乾溜室と、回加
熱乾溜室下端のロストル開口部に連設し、周壁に複数個
の空気供給口を開口した筒状の第一次燃焼バーナー部と
、同第一次燃焼バーナー部に接続され、同じく周壁に多
数の空気供給口を開口し、一端に燃焼物流出口を有する
筒状の第二次燃焼部と前記第一次及び第二次燃焼部の周
をに設けた空気供給口に加圧空気を供給する手段から構
成される装置で、加熱乾溜室、第一次燃焼部、第二次燃
焼区域から構成される燃焼区域を経過することによって
、燃焼区域内の異常過熱を回避すると共に、同燃料の燃
焼物流の沈降滞留、或は堆積を抑制しつ＼浮遊旋回攪拌
状態を維持させながら適切な浮遊滞留時間をもって粉粒
状固体燃料の完全なガス化燃焼を効率よく行ない得るこ
とが可能となる点に主な特徴がある。更に、本発明の他
の目的は前述要件を充足した特徴によって上述の如き作
用を為すことによりタリン力−塊発生のおそれがなくな
り、仮にクリンカーが発生しても著しく低減した臘とな
り、且つそのクリンカーも極めて細分化された状態で形
成され何等の障害もなく燃焼区域内壁えの１漸炉壁の焼
損等が生じやすい従来技術の欠点から有利に解決され得
る装置を提供できるものである。

また、本発明の他の目的は前述要件を充足した構造的特
徴を有するバーナー装置であることによって形成される
高温燃焼ガス乃至火炎は完全燃焼されたクリーンな状態
で工業炉等内に送り込まれるため従来生じた同炉内の被
処理物の汚染やロス発生等の話問題を解決することが可
能で、例えば鉄−類の加熱焼鈍処理炉え高温燃焼ガス乃
至火炎の供給のための粉粒状固体燃料バーナー装置とし
て利用した際にはスケール（酸化鉄）の発生が従来炉に
於ける約１／６程度にまで著しく低減して製品の歩留り
が格段に向上する効果がある装置となるのである。更に
また、本発明の装置の池目的は一般工業炉から温風機、
乾燥機等の熱源として極めて交換性よく利用することが
出来特に、第二燃焼バーナー部の端部に設けた燃焼物流
出口の開口部を前述炉内え嵌挿固定するのみで極めて多
目的に利用できる特徴がある。

更に又、本発明の装置の今一つの目的は粉粒状固体燃料
として安価な粉粒状木質固体燃料の使用ができるため、
燃焼効率が顕著に向上して、例えばＡ重油燃料の使用に
比らべて約５０〜６０％程度、ＬＰＧ燃料の使用に比ら
べて約６０％程度夫夫低減されるため燃料比で、コスト
ダウンが可能となる特徴がある。

以上、説明した如く本発明の下向き燃焼バーナー装置の
前述各目的及び、更に多くの池目的は以器の熱源とした
場合の実施例である。第２図は第１図に於ける■−■線
に沿う縦断面図。第３図はバーナー部本体の縦断面図。

第４図は第３図に於けるＩＶ−ＩＶ線に沿う縦断面図を
夫々示しである。

即ち第１１図に於ける本発明は粉粒状固体燃料を貯蔵槽
Ａから供給する燃料供給口１および同燃料を増大する看
火部２および一次空気を供給する燃焼用空気供給管３を
構成し、且つ下端にロストル４を設置した燃焼物供給部
を兼用した加熱乾溜室５と量刑熱乾溜室５下端のロスト
ル４の開口部に連投し、闇嘴に複数個空気供給口６ａ、
６ｂを開口した筒状の第一次燃焼バーナー部７と、同燃
焼バーナー部７と軸方向に接続し、更に同燃焼バーナー
部７より小経で周壁に多数の空気供給口８を穿設し一端
に燃焼物流入口９を有する第二火燃焼バーナー部１０と
、前記第一次及び第二火燃焼バーナー部ス１０の外周に
設けた空気ジャケット部１１゜１２内に加圧空気を供通
する如＜１１ｑ成されている。

即ちこの加圧空気供給手段は、リングフロア−１６から
の空気管１４を前記空気ジャケット部１１に設けた流入
口１５に接続したもので、空気ジャケット部１１と１２
は連通した構成である。

またＡは粉粒状固体燃料の貯留槽で、ホッパ一部１６、
上部蓋体１７及び底部一端の吐出口１８から構成され、
又底部に移送装置１９が設けられている。移送装置１９
はモーター２０で駆動されるスクリュー２１から構成さ
れ、同スクリュー２１のピッチは吐出口１８と反対側の
ピッチが小さく順次大きくなる如く構成されている。ま
た２２はホッパ一部１６の側壁上部に一端を固定し、開
放端をスクリュー２１の略中夫に掛合せしめた細巾のバ
ネ性金属片でスクリュー２１の移送に応じて添付図面中
鎖線の位置との間を間欠的に弾発復帰し、それに応じて
貯留槽Ａ内の堆積状態を常に矯正する如く構成されてい
る。更に、前述のスクリュー２１のピッチ変更は、貯留
槽Ａ内の燃料が始動中吐出口１８の近傍部分が早く落下
するためそのゆがみを是正するための構成である。また
、吐出口１８に連設開口した加熱乾溜室５えの燃料供給
口１の真下には、同乾溜室５内の燃料を分散移動をさせ
るスクリュー装置２３が枢看されてありこのスクリュー
装置２３は中央から互に反対方向に金回固定されたスク
リュー翼で構成され、その回転は移送装置１９のスクリ
ュー軸°２４の一端に固定したスプロケット２５からチ
ェーン２６を介して同スクリュー装置２６の軸端に固定
したスプロケット２７に伝達されている。

尚、図面では一基のスクリュー装置２３を示しであるが
、通常乾溜室５の大きさに応じ三基又はそれ以上のスク
リューを配備することが望ましい。

更に、その下方に設けた燃焼空気（−次空気）の供給管
６は復奴本のエアーパイプを差渡し状に配備し、同パイ
プの下面には鋭角状に加圧空気が噴出する噴出孔２８が
多数穿設されている。尚これらの供給管乙に圧送される
加圧空気は空気ジャケット１１から管２８ａを介して供
給されている。

次にロストル４は固体燃料の粒度に応じたロストルに収
り換えて使用可能で、ＩＪＩＩ熱乾溜室５の下端に突設
した内フランジ２９に載置されている構成である。また
第一次燃焼バーナー部７の周壁には一部膨出部６ｏａ、
３０ｂを設け、該膨出部から空気ジャケット１１内の加
圧空気が向バーナー部Ｚ内で旋回し、且つ燃焼物流出口
９側え移動するような空気供給口６１Ｌ、６ｂが穿設さ
れている構成でまた、第二火燃焼バーナー部１０は第一
次燃焼バーナー部７より小経で、レデューサ一部を介し
て偏心状に接続され、あくまでも底面が同一レベルとな
るように設計されているう即ち、極めて内部が高温とな
る第二火燃焼バーナー部１０の周壁の空気供給口８は、
断面的に見て放射状に多数配列され、その材質も厚肉の
５ＵＳ３１０等の耐火層を使用して構成されているっ又
、第１図に於て燃焼物流出口９が歓挿されているのは耐
火層３１ａで囲まれた竪型熱交換器６１内でその上部に
平板熱交換器６２が載置されている。尚、３６は送風口
、３４はアッシュ取出箱（例えはコンベヤ一式でも面）
スらは憧字、もには熟凧吐°出日、乙７は炊罫レベル検
出器、６８は装置の架台を夫々示している。本発明に係
る実施例の構成は以上の通りで、次にその作用について
以下説明する。

（５）　　作用および発明の効果 即ち貯蔵槽Ａに堆積した燃料は、燃料移送装置１９によ
って加熱乾溜室５に燃料供給口１から供給され、着火部
２（例えばオイルバーナー）によって点火される。加熱
乾溜室５内では燃焼用空気（第一次空気）が空気供給管
３から供給され、上層部で乾燥層、次層部では乾溜層、
次に酸化燃焼層、下層部に灰層と夫々ロストル４上で形
成され更にロストル４の下方からの旋回空気によって酸
化燃焼がより促進されるのである。また、ロストル４で
燃焼した粉粒状固体燃料は燃焼酸化状態のもの、未燃焼
ガス、灰等を発生するがこの場合でも分散用スクリュー
装置２３及びロストル方向に［ｏＪつて噴射される空気
供給管６、更にロストル４方向からの空気の旋回流とに
よって相乗的に加熱乾溜室５内に旋回流状態と形成して
解決する串が可能となる効果がある。

また、着火した固体燃料の前述燃焼多段層は、下方から
順次ロストル４のクリアランスを経て第一次燃焼バーナ
ー部７に導入され、更に燃焼を旋回空気を助長する効果
もある。また空気供給口６＆６ｂの均一分散作用を有す
る旋回流によって第一バーナー部７内の燃焼流は燃焼物
流出口９方向に進行しながら極めて満足すべき゛燃焼効
果を生ずる。

即ち、第一次燃焼バーナー部７内に於ける既に燃焼して
いる同固体燃料燃焼物の沈降滞留乃至堆積を強制的に抑
制して、燃焼物の浮遊旋回攪拌条件下の燃焼状態を形成
し且つその状態を維持せしめ、実に適切な浮遊滞留時間
をもって理想的な一次燃焼効果を達成することができる
のである。

続いて第二火燃焼バーナー部１０に於ても前記と同様な
旋回流の作用と相まって、燃焼物の完全なガス化燃焼効
果を効率よく達成することができるのである。またこの
際例えば、第一次燃焼バーナー部７に供給される二次空
気の供給量を適当に調節して空気ジャケット１１内から
の一次空気と二次空気の＆量を予め設定した適当な所望
空気供給量１１Ｇ囲に調整することが出来、斯くて第一
次燃焼バーナー部７に於ける燃焼温度を使用する粉粒状
固体燃料の種類や量に応じて可燃性分解ガスの適切な発
生条件を設定できることが出来るのである。又、第二火
燃焼バーナー部１０に於ては、前記第一次燃焼バーナー
部７から燃焼物流が完全なガス化燃焼状態となるように
同第二次燃焼バーナー部１０に供給される三次空気の供
給量を適当に調節して、前記第一次燃焼バーナー部７か
らの空気の総量を予め設定した適当な所要空気供給量範
囲に調整することが出来、斯くて第二火燃焼バーナー部
１０に於ける燃焼温度を一次燃焼物流の状態に応じて完
全なガス化燃焼条件に設定することができるのである。

尚、所望により例えば冷却用空気として熱交換に利用し
た予め予熱された空気の状態で供給することも可能であ
る。

又、第一次燃焼バーナー部７と第一次燃焼バーナー都１
０に於ける温度調整は、利用する粉粒状固体燃料の種類
、量、その他の条件に応じて適当に変更できるが、例え
ば粉粒状木質固体燃料を用いる一例に於ては第一次燃焼
バーナー部７の温度を約６００°Ｃ程度までの温度に調
節して燃料の可燃性分解ガス化を主として行わせ、同第
二次燃焼バーナー部１０の温度を例えば約１０００°Ｃ
以上程度までの燃焼物流の完全ガス化燃焼温度に調節し
て工業炉類え導入される燃焼物流を完全燃焼されたクリ
ーンな状態の高温燃焼ガス乃至火炎を供給することがで
きる特徴がある。

更にまた、本発明のバーナー装置に於ては第一次燃焼バ
ーナー部７と第二火燃焼バーナー部１０とが、その形成
される旋回流の進行方向中心軸が略同軸的に９位置する
如く連結されている構成が好ましく、設計上、操作上の
利益に加えて前記所望且つ適切な同軸的旋回流の形式に
役立つのである。

即ち、本発明の粉粒状固体燃料用バーナー装置は広範囲
の粉粒状固体燃料に適用し、例えば微粉炭類、素炭（木
炭粉）類、鋸屑、木粉類、紙類、破、砕物類、瀝青粉類
その他加工粉粒状固体燃料例えば特公昭５９−１３７１
２号公報に記載の強酸化処理アスファルト類とオレフィ
ン系樹脂類とを含有する浴融混合物を粉末化した再溶融
性アスファルト粉末や、その造粒物、更に同粉末を結合
剤として木粉をペレット化した造粒物、例えば特開　４
゜昭５７−１２９７５５号公報記載の改良固形木質燃料
等、その他各種の粉粒状固体燃料を使用できる特徴を有
するものである。以上詳細に説明した如く本発明の粉粒
状固体燃料用バーナー装置は、燃焼圧域内で燃焼物流出
１コ方向に進行する旋回流を形成する如く配備した複数
１固の加圧空気供給口を有する第一次燃焼バーナー部と
、これに連結された多数の空気供給口を有する第一次燃
焼バーナー部これに連結された多数の空気供給口を有す
る第二次燃焼バーナー部、及び第一次燃焼バーナー部に
下端のロストルを跨がって載置した加熱乾溜室を具備し
た装置の構成であることによって前述本発明の目的で多
数列挙した如くの種々の効果が得られるものである。尚
加筆すれば、加熱乾溜室えの空気供給、第−及び第二次
燃焼バーナー部えの空太供玲等を加熱乾溜室、第一次、
及び第二次燃焼バーナー部、更に工業炉類等の温度検知
と連動じた自動調節機構例えばＰＩＤ制御方式によって
容易にコントロールすることは可能である。

【図面の簡単な説明】

添付肉量は本発明の粉粒状固体燃料用下向き燃焼バーナ
ー装置の実施例を示すもので、第１図は一部を切欠した
全体側面図、第２図は第１図に於ける■−■線に沿う縦
断面図、第３図は燃焼バーナー部本体の縦断面部、第４
図は第６図に於けるＩＶ−ＩＶ線に沿う縦断面図を夫々
示しである。 Ａ・・・貯蔵槽、１・・・燃料供給口、２・・・着火部
、６・・・空気供給管、４・・・ロストル、５・・・加
熱乾溜室、６ａ、６ｂ・・・空気供給口、７・・・第一
次燃焼バーナー部、８・・・空気供給口、９・−・燃焼
物流入口、１０・・・第二次燃焼バーナー部、 １１、１２・・・空気ジャケット、１３・・・リングフ
ロア−１１４・・・空気管、１５・・・流入口、１６・
・・ホッパー°部、１７・・・上部蓋体、１８・・・吐
出口、１９・・・移送装置、２０・・・モーター、２１
・・・スクリュー、２２・・・バネ性金属片、２３・・
・スクリュー装置、２４・・・スクリュー軸、２５．２
７・・・スプロケット、２６・・・チェーン、２８・・
・噴出孔、２８ａ・・・管、２９・・・内フランジ、３
０ａ、３０ｂ・・・膨出部、３１・・・竪形熱交換器、
３１＆・・・耐火層、６２・・・平板熱交換器、３３・
・・送風口、３４・・・アッシュ取出箱、６５・・・煙
突、３６・・・熱風吐出口、６７・・・燃料レベル検知
器、３８・・・架台、 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）粉粒状固体燃料を供給する燃料供給口及び該燃料
   に着火する着火手段及び燃料用空気供給手段を備え、且
   つ下端にロストルを設置した燃焼物供給部分を兼ねた加
   熱乾溜室と、該加熱乾溜室下端のロストル開口部に連設
   し、周壁に複数個の空気供給口を開口した筒状の第一次
   燃焼バーナー部と、該第一次燃焼バーナー部に接続され
   、同じく周壁に多数の空気口を開口し、一端に燃焼物流
   出口を有する筒状の第二次燃焼バーナー部と、前記第一
   次及び第二次燃焼バーナー部の周壁に設けた空気供給口
   に加圧空気を供給する手段とを包含して成る粉粒状固体
   燃料用下向き燃焼バーナー装置。
2. （２）第一次燃焼バーナー部分に配備した空気供給口の
   開口方向が該バーナー部の筒状室内で燃焼物流出口方向
   え進行する旋回流が得られるように構成したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の粉粒状固体燃料用下
   向き燃焼バーナー装置。
3. （３）加熱乾溜室に於ける上部に配備した空気供給手段
   が下面から空気噴流する開口部が多数配列したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の粉粒状固体燃料用
   下向き燃焼バーナー装置。