JPS63201416A - 石炭・水スラリ燃焼ボイラ - 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】

〔産業上の利用分野〕 本発明は新規な石炭・水スラリ燃焼用ボイラに係り、特
に高圧の空気又は水蒸気等の噴霧媒体によって石炭・水
スラリを噴霧するのに好適なアトマイザ及びバーナを備
えた石炭・水スラリ燃焼用ボイラに関する。 〔従来の技術〕 石炭の流体化技術の一つに石炭・水スラリ（以下ＣＷＭ
と略記する）がある、これは、微粉炭に代わる新しい石
炭の利用形態であり、電力用又は産業用ボイラへの利用
が進められｉいる。ＣＷＭは１石炭を従来の石油系燃料
と同様にポンプでバーナまで供給できるため、微粉炭の
空気搬送と比較して、流量制御の簡便さと燃料供給管径
の縮少などの輸送面での利点がある。また、ボイラ用の
燃料として発熱量を高くする必要性から、ＣＷＭに含ま
れる石炭の濃度を６０〜７０ｗｔ％に高くした高濃度の
ＣＷＭがボイラ用燃料として使用されるようになって来
た。 ＣＷＭは石油に比べて燃えにくく、また燃料中に含まれ
る窒素分の割合も高い。このため、噴霧粒子の燃え切り
時間は長く、火炎を安定に形成することは難しく、さら
に燃料中のＮ分が燃焼雰囲気中で酸化される時に生ずる
窒素酸化物（ＮＯｘ）の割合も高い。従って、ＣＷＭを
良好に燃焼させるには、燃料の微細化を促進して噴霧粒
子の径を小さくし噴霧粒子の重量に対し表面積の割合を
大きくすることで噴霧粒子の加熱を促進し、かつ、噴霧
粒子の燃焼に要する時間を短くすることが必要となる。 Ｎ　Ｏｘを低減するには、着火性能を向上させて安定な
火炎を形成させ、燃焼用の空気が全て混合する前にＣＷ
Ｍに含まれているＮ分を放出させ、還元性雰囲気を形成
させて徐々に燃焼用空気を混合させる必要がある。ここ
で、燃焼を良好にさせるための微粒化の促進と、Ｎ　Ｏ
ｘを低減させるための着火保炎性の促進とは互いに相乗
作用を有している。 ＣＷＭを微粒化して噴霧するには高圧の空気又は蒸気で
微細化する二流体のアトマイザによってなされる。燃焼
性の悪い燃料を微細化するには、噴霧媒体を少なくして
噴霧粒子の速度を低くするとともに、噴霧粒子径を小さ
くすることが必要である。燃料と噴霧媒体の混合を良好
にするには、アトマイザの内部にＣＷＭと噴霧媒体の混
合する混合室を設は混合室の壁面に複数個の穴を用けて
噴出孔とするものがある。その例として実開昭９５１４
５号公報、特開昭６０−３６８１１号公報に記載されて
いる。これらの公知例に記載されているアトマイザは、
混合室の上流側に燃料と噴霧媒体を予め混合する部屋（
以後混合前室と称する）を作り、一度微細化した後に混
合室へ供給し、さらに混合室にて噴霧媒体と燃料の混合
を促進して、混合室に開孔した噴出孔から噴霧粒子とし
て噴出するものである。 これらの公知例に記載されたアトマイザは、燃料の重量
流量に対する噴霧媒体の重量流量の高い微粒化できる条
件では、混合前室内で燃料と噴霧媒体は良好に混合でき
るので、微細な噴霧粒子を得ることができる。 ところが、気液流量比を小さくした条件になると、燃料
の持つ運動量は噴霧媒体の持つ運動量に比べ飛躍的に大
きくなる。このため、噴霧媒体は噴霧媒体の噴出方向に
噴出されたにもがかわらず、燃料の持つ運動量によって
混合前室の下流側すなわち混合室方向に曲げられてしま
う、そして、混合前室内の局所的な気液流量比を見ると
、混合前室の壁側ではアトマイザへ投入した見掛けの気
液流量比よりも高い条件になっているのに対して、混合
前室の中心部は見掛けの気液流量比よりも低い条件とな
って、混合前室の中心部は粗粒子を生成し、壁面部は微
粒子を生成する。この結果、＃Ａ合前室を設けたにもか
かわらず、混合室に粗粒子が供給され、微粒化特性は劣
る。 また粗粒子の生成を抑制する目的で、前記混合前室の断
面積を小さくすると、ＣＷＭは混合室内で閉塞し、良好
に微粒化されない問題を生ずる。 ＣＷＭ燃焼は、空気不足の状態で噴出され積極的に燃焼
用空気の混合を促進することによって、着火性を向上さ
せて、火炎の後退を防止して、低Ｎ　Ｏｘ燃焼を達成す
ることが考えられる。噴霧と燃焼用空気の混合を促進し
て着火性を良好にしたバーナとして１例えば、特開昭５
７−２０２４０２号公報。 特公昭５８−１９９２９号公報に記載されている。これ
らのバーナは、燃料管をバーナ軸芯に配設し、燃料管か
ら噴出する燃料噴出口の周囲の同一平面上に複数個の空
気噴出口を設け、該燃料管及び空気噴出口をバーナタイ
ルの火炉側開口部の反対側の壁面に設けたものである。 これらのバーナは、微粉炭等の燃焼のような燃料噴出速
度が１０〜３０ｍ／ｇ程度の比較的低流速の条件で、燃
料と空気の混合促進及び、バーナタイル内の高温化等の
効果を有するために１着火性は向上する。しかしながら
、ＣＷＭの噴霧の速度は、微粉炭の５〜１０倍程度の１
００〜２００数１０ｍ／ｓとなるため、ＣＷＭの噴霧流
の外周近傍は負圧となって、バーナタイルの外側から内
部への逆流循環が生ずる。 また、空気はＣＷＭ噴霧流の周囲を複数個噴流となって
流れるために、高速のＣＷＭ噴鱒流の周辺近傍の圧力分
布は均一にならず、安定均一な逆流循環は生じない、こ
のため、ＣＷＭの噴霧流は、バーナタイル壁面に衝突す
る問題が生ずる。 また、ＣＷＭは多くの灰分を含む、このため、ＣＷＭ噴
霧がバーナタイル壁面に衝突すると、壁面に灰分の固ま
りを生じ、バーナタイル内の圧力分布は増々不均一にな
り、増々衝突しやすくなり、バーナタイル内に灰分が固
着する問題も生ずるものである。 したがって、ＣＷＭを燃焼する際には、燃焼用空気の混
合を促進するとともに、バーナタイル等のバーナ壁面に
ＣＷＭ噴霧の付着を防止することが重要となる。 従来のバーナの一例として、特開昭５９−１４５４０５
号公報、実公昭５８−１８００７号公報に記載されてい
る。これらの公報に記載されたバーナはバーナタイルを
設けるとともに、燃焼空気をバーナタイル開口部と反対
側の壁面から旋回流で供給するものである。しかし、こ
れらの方法による燃焼用空気は、バーナ構造上の理由で
軸方向の速度成分を有し、一般に噴流の速度の減衰は、
噴流のまわりの流れとの相対速度が大きいほど早くなる
ので、これらのバーナにおいて燃焼用空気を噴出すると
。 ＣＷＭ噴鱒流の速度の減衰は遅くなって、着火位置が後
退する問題が生ずる。

【発明が解決しようとする問題点〕

上記の従来技術は、アトマイザ並びにバーナの個々の性
能を向上させる考えに基づいているが、アトマイザとバ
ーナを含めた燃焼装置という観点で液状燃料の燃焼性の
向上やＮ　Ｏｘの低減を図るという点について配慮がさ
れておらず、＊細化された噴霧粒子の状態に合った燃焼
用空気の混合がされぬために、燃焼を良好にさせる微粒
化の促進とＮ　Ｏｘを低減させる着火保炎の促進とが相
乗効果を持って作用されていないという問題があった。 前述の如〈従来のアトマイザは、ＣＷＭ燃料と噴霧媒体
が良好に混合せぬことに起因する大きな噴霧粒子（一般
に直径１００μｍ以上の噴霧粒子）を生成する。大きな
噴霧粒子はその速度の減衰が小さく、火炉内の滞留時間
が極めて短く燃焼に関与することなく火炉外へ排出され
、未燃分の増加の原因となっている。 また、液状燃料がダイラタント流体の場合には大きな噴
霧粒子を生じ易く、流動特性によらず微粒化を生せしめ
るアトマイザが必要となる。 また従来のバーナはＣＷＭの噴霧と燃焼用空気の混合を
促進すべくバーナタイルを設け、バーナタイル内部に空
気を噴出しているが、この空気は噴霧粒子の噴出される
方向の速度成分を有するために噴霧粒子の速度の減衰は
阻害され、火炎がバーナから後退する問題があった。 バーナタイルの外周から供給される空気は前述の火炎の
後退を防ぐために、噴霧と混合させる必要があり、これ
がＮ　Ｏｘを低減できぬ一因となっていた。 本発明の目的は、微細な噴霧粒子を低速で噴出させ着火
を促進させるとともに、噴霧粒子の速度を一層減衰させ
、更に灰分等の付着を防止し、燃焼用空気の最適な投入
によりＮＯｘを低減する石炭・水スラリ燃焼ボイラを提
供するにある。 Ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明は、石炭・水スラリを噴霧媒体により噴霧するア
トマイザ、該アトマイザにより噴霧された石炭・水スラ
リを旋回する空気と混合し火炎を形成させる火炉本体炉
壁に設けられた複数個のバーナ及び火炉内に燃焼ガスに
よって加熱される水蒸気加熱用配管を有するボイラにお
いて、アトマイザは石炭・水スラリと噴霧媒体とを混合
して複数個の噴出口より噴霧する混合室と、前記石炭・
水スラリと噴霧媒体とを混合室にて混合する前に予め環
状の混合室にて混合する混合前室とを有することを特徴
とする石炭・スラリ燃焼ボイラにある。 本発明に係るアトマイザは、混合室がアトマイザの軸方
向に対して直角な切断面の形状が細長であり、細長の部
分がスラリの流れる方向に石炭・水スラリと噴霧媒体と
の十分な混合が得られるようにそれらの飛翔距離を有す
る長さを有するものである。 本発明に係るアトマイザは噴霧噴霧された石炭・水スラ
リの平均粒径が６５μｍ以下となるように十分に噴霧媒
体と混合され、噴霧孔より噴射される。その結果、本発
明に係るボイラ本体の火炉の燃焼ガスの流れを絞るノー
ズにまで距離を従来の火炉に比べて短縮することができ
、定格出力１００ＭＷ当り２．５　ｍ以下とすることが
できる。 本発明に係るアトマイザは、燃料を供給する燃料供給路
と、燃料と混合される噴霧媒体を供給する噴霧媒体供給
路と、燃料供給路および噴霧媒体供給路と連通される混
合室と、燃料および噴霧媒体を混合室から噴霧する噴霧
孔とを備え、燃料供給路と噴霧媒体供給路とは断面環状
の混合前室を介して混合室に接続され、混合前室にて予
め燃料と噴霧媒体とを混合することを特徴とする。 本発明に係るアトマイザの好適な実施態様によれば、燃
料又は噴霧媒体供給路は、燃料又は噴霧媒体供給路から
前記混合前室へ噴出する燃料又は噴霧媒体の噴出方向が
混合前室周壁の接線方向に沿う成分を有するとともに、
混合前室の上流端側に配設された供給孔からなり、混合
前室に旋回流を形成させるのが好ましい、環状の混合前
室のリングの空間部の厚さは４ｍｓ以下が好ましく、そ
の部分の長さは厚さの２倍以上で、特に３〜６倍が好ま
しい。特に、厚さは１〜４ｍｍが好ましい、これらの条
件によって石炭・水スラリの平均粒径が６５μｍ以下の
細かい噴霧が得られる。 本発明は、石炭・水スラリを噴霧媒体により噴霧するア
トマイザ、該アトマイザにより噴霧された石炭・水スラ
リを旋回する空気と混合し火炎を形成させる火炉本体炉
壁に設けられた複数個のバーナ及び前記火炉本体内に燃
焼ガスによって加熱される水蒸気加熱用配管を有するボ
イラにおいて、アトマイザは石炭・水スラリと噴霧媒体
とを混合して複数個の噴出口より噴霧する混合室と１石
炭・水スラリと噴霧媒体とを混合室にて混合する前に予
め環状の混合室にて混合する混合前室を有し、バーナは
アトマイザと同心的に設けられ、アトマイザの先端側か
ら末広がりの円錐形に形成された一次子備燃焼室と、一
次子予備燃焼室の前方に配置された一次子側燃焼室と、
一次子予備燃焼室の外周上に配置され一次子側燃焼室内
に一次空気をアトマイザの軸線をその中心とした旋回流
として噴出する円環状の一次空気ノズルと、一次子側燃
焼室の外周に配置され二次空気火炉内に前記アトマイザ
の軸線をその中心とした旋回流として噴射する二次空気
ノズルとを有することを特徴とする石炭・水スラリ燃焼
ボイラにある。 本発明に係るバーナは更にアトマイザの軸線をその中心
とした旋回流で注入する隙間を複数個有する保炎器によ
って画定される一次子備燃焼室を設けることができる。 本発明に係るバーナの好適な実施態様によれば、一次子
予備燃焼室の開き角度は石炭・水スラリ噴霧流の噴射角
より大きくすること、−次空気は石炭の完全燃焼させる
に必要な量より少ない供給量であること、二次空気は石
炭の完全燃焼に必要な十分な供給量であることが好まし
い、更に、本発明に係るバーナに設けられる保炎器は燃
料噴射方向に延在した複数の羽根を有しており、各羽根
は台形であり、側面は傾斜面であり、隣接する羽根は所
定の隙間をもって配置されていて、シールエアを前記−
次燃焼室内に注入する通路を形成していること、保炎器
は大きさの異なる複数の円錐台リングから成っており、
各円錐台リングは大径側端部が隣接した大きい円錐台リ
ングの小径側端部の内側に所定の環状隙間を有して位置
するように配列されており、保炎器に接続されたスリー
ブパイプにはシールエアを旋回させる旋回流発生器が設
けら九るこ仁、アトマイザの噴出孔と保炎器の先端部と
を結ぶ線に対して断面凹状又は凸状にされることが好ま
しい。 〔作用〕 本発明に係るアトマイザの作用について説明する。 ＣＷＭを噴霧するアトマイザの噴出孔の上流に位置する
混合室へＣＷＭと噴霧媒体を供給する際に、あらかじめ
ＣＷＭと噴霧媒体を混合する大径内周壁および小径外周
壁によって形成される断面環状の混合前室は、大径内周
壁又は小径外周壁に開口された噴霧媒体供給孔から噴出
する噴霧媒体と、前記混合前室の混合室側開口部と反対
側の壁面に開口されたＣＷＭ供給孔から噴出するＣＷＭ
を、ある角度をもって良好に接触せしめる。このため、
混合前室内部の気液流量比は一様になり、部分的に気液
流量比が小さくなったことに起因する粗粒子の生成は効
果的に防止される。 また、ＣＷＭの閉塞を防止できる最小の環状流路幅は、
混合前室の断面が円形の場合の直径よりも小さくできる
ので、ＣＷＭと噴霧媒体の混合を促進して、微粒化を良
好にすることができる。 ＣＷＭは微粒化された状態で混合室へ供給される。噴霧
粒子の持つ表面張力は噴霧粒子径が小さくなるとともに
大きくなるため、微小な噴霧粒子は合体されることなく
、噴射孔から噴出される。 噴霧の粗粒子は混合室内な合体するが、噴射孔の内壁に
おける剪断力を受けて極めて微細な噴霧粒子となる。 本発明に係るアトマイザの断面環状の混合前室を流れる
燃料は、断面環状の液膜状の流れ（すなわち薄い層の流
れ）となっている。そして、燃料又は噴霧媒体は、液膜
状の燃料の流れをよぎる方向（すなわち燃料の流れる方
向に垂直な成分を有する方向）に噴出させることにより
、高速で流れる燃料又は噴霧媒体の持つ乱流による乱れ
の力及び運動量による力によって、効果的に液膜を分裂
せしめることができるのである。例えば、燃料を噴霧媒
体と平行に噴出する場合の微粒化は、主として乱れの力
に基づいているが、本発明のように。 燃料が液膜状の噴霧媒体流をよぎる方向に噴出される場
合の微粒化は、乱れの力と運動量による力と２つの力を
用いているため、噴霧媒体の流動特性の影響は受けにく
くなっている。それによって、液膜状の燃料は、それが
たとえ非ニユートンで流体の流動特性を有する燃料であ
っても、良好に噴霧媒体と接触できるので、混合前室内
における気液流量比は局所的な差がなくなる。このため
、部分的に気液流量比が小さくなった場合に生じる霧化
燃料の粗粒子の生成を防止することができる。 また、本発明に係るアトマイザの好適な実施態様によれ
ば、前記燃料供給路が前記上流端側の混合前室に配設さ
れているので、燃料供給孔から噴出される燃料は、混合
前室内周壁面に激しく衝突し、燃料の持つ運動量による
力によって再微粒化されるのである。 本発明によるアトマイザの好適な実施態様によれば、前
記燃料又は噴霧媒体供給路は、燃料又は噴霧媒体供給路
から前記混合前室へ流入する燃料又は噴霧媒体の流入方
向が前記大径内周壁の接線方向に沿う成分を有する方向
を向いているので、前記燃料又は噴霧媒体供給路から噴
霧される混合物は前記混合前室へ旋回流として供給され
ることになる。したがって、前記液膜状燃料と噴霧媒体
とが接触した際に生じた霧化燃料粒子は、前記下流端側
内周壁面の全周に均等に分散して衝突するとともに、旋
回流の作用によって霧化燃料粒子を混合室内に分散させ
ることができる。 次に、本発明に係るバーナの作用について説明する。 従来、理論空気量の２０〜３０％の空気が１次空気とし
て１次燃焼室内に噴出されるが、これは、安定な火炎を
得るのには、ＣＷＭ燃焼の場合逆効果である６本発明に
係るバーナでは２次空気を着火用及び低空気比火炎形成
用空気として使用する。 従来、２次空気は３０〜６０度の拡がり角をもって炉内
に噴出されるため、燃料の混合は良くない。 本発明では、２次空気のバーナ近傍での外周への拡がり
を防ぐために、内壁を水平に形成した２次燃焼室を設け
、ここで１次燃焼室内に巻き込まれずに残った２次空気
と、燃料との混合及び、これによる燃焼が促進される０
本発明の２次燃焼室は、２次空気と燃料との混合を促進
するために設置するものである。 従来、２次空気を旋回として投入するのに、固定式の旋
回流発生器が設置されているが、ＣＷＭの場合には、揮
発分の多い石炭から少ない石炭まで種々炭種が変化し、
炭種毎に着火性が異なるため、本発明のように、２次空
気の旋回強度は可変型、即ち調整可能である。２次空気
を旋回流として噴出すると、流れ中心部は負圧となり、
ここに循環流が形成されるため、保炎性が一般には向上
するが、炭種に応じて最適な２次空気量が異なるため、
旋回の運動量も適宜調整の必要がある。また、旋回強度
が強くなりすぎると、火炎は外側へ拡がり易くなり不安
定な燃焼になるが、本発明の２次燃焼室は拡がりを抑制
する効果があり、循環流を効果的に形成させる作用を有
する。 ３次空気については、従来複数個の３次空気ノズルより
、火炎を冷却する目的で噴出される。これは、油の低Ｎ
　Ｏｘ燃焼の場合には、サーマルＮ　Ｏｘの抑制が主目
的であるために、火炎の冷却が低Ｎ　Ｏｘの原理である
が、石炭の場合の様に、フューエルＮＯｘが大半を占め
る場合には、火炎の冷却はほとんど効果がない０本発明
における３次空気は完全燃焼用の空気である。通常、２
次空気の流量は、完全燃焼に必要な理論空気量の４０〜
６０％であり、更に必要な燃焼空気は３次空気として投
入される。本発明に係るバーナでは、３次空気は、円環
状のノズルから噴出され、更に低空気比火炎との混合を
調整するために、その旋回強度が変えられるよう、旋回
流発生器が設置される。 〔実施例〕 第１図は本発明による石炭・水スラリ用ボイラの系統図
である。ボイラ２０１は火炉２０２の相対する壁面に配
されたウィンドボックス２０４に備えられた複数段・複
数列のバーナ２０３及びバーナスロート２０５．各バー
ナ２０３に備えられたアトマイザ２０６．火炉２０２の
上部に備えられた排ガス煙道２０７に配された蒸気加熱
器２０８．９気加熱器２０９．蒸気加熱器２０８とアト
マイザ２０６に介された調圧器２１３．空気加熱器２０
８とウィンドボックス２０４との間に配されたファン２
１２．空気流量を調整する入口ダンバ２１７．ＣＷＭを
供給するＣＷＭポンプ２１０゜ＣＷＭの供給される圧力
を調整する調圧器２１１からなる。 ＣＷＭを燃焼するのに使用される空気２１５は、空気加
熱器２０９で加熱された後、ファン２１２で加圧されて
、入口ダンパ２１７にて流量を調節されてウィンドボッ
クス２０４まで供給される。 ウィンドボックス２０４は火炉２０２の壁面の全面配置
され、複数段、複数列に配置されたバーナ後、調圧器２
１３にて蒸気圧が所定の値になるように調整されてアト
マイザ２０６へ供給される。 Ｃ１１Ｎ２１６はポンプ２１０にて加圧され、調圧器２
１１で所定の供給圧に調整されアトマイザ２０６に供給
される。 第２図は本発明の一例を示すＣＷＭ燃焼ボイラの構成図
である。ボイラ２０１は火炉２０２内に設けられた二次
加熱器２１８．再熱器２１９．−次加熱器２２０及び節
炭器２２１が設けられ、これらの配管によって水蒸気が
製造される。水蒸気は節炭器２２１で加熱され、順次再
熱器２１９゜−次加熱器２２０及び二次加熱器２１８の
順に加熱される。得られた高温高圧の水蒸気はタービン
を回転させるのに用いられる。燃焼ガスはノーズ２２２
で絞られ、均一なガス流として各種の蒸気加熱量に送ら
れる。燃焼ガスは一次通風機２２３によって一次空気予
熱器２０９　に送られた空気を予熱するとともに、空気
予熱器２０９で更に加熱し、排気される。燃焼ガスの一
部はガス再ｌＩｖ環送風機２１２で火炉２０２及びバー
ナ２０３に送られる６本実施例における最終段バーナ２
０３よリノーズ２２２までの距離は定格出力１００ＭＷ
当り２．６ｍである１本実施例によれば、後述するアト
マイザ及びバーナを用いているので、火炎の長さを短縮
できることがらノーズ２２２までの高さを前述の如く低
くできる。 第８図及び第４図は本発明に係るバーナの一実施例を示
す断面図である。２０６は石炭・水スラリーの燃料を微
粒化して噴出させるアトマイザ。 ４はアトマイザ２０６と同芯上に配置され、かつ、アト
マイザ２０６の先端部から末広がりの円錐形状に形成し
た１次子備燃焼室、２は前記１次子備燃焼室４の外周上
に設置され、燃焼用空気をアトマイザの軸線をその中心
とした旋回流として噴出する円環状の１次空気ノズルで
あり、この１次空気ノズル２の内筒は１次子備燃焼室４
の外周面と兼用している。また、この１次空気ノズルの
内筒はその外筒より燃料噴出方向に対して短く形成され
ている。５は１次子備燃焼室４の前方に１次空気ノズル
２の外筒により形成された２次子備燃焼室である。３は
２次子備燃焼室５の外周上に設置され、燃焼用空気と同
じく旋回流として噴出する円環状の２次空気ノズルであ
り、この２次空気ノズル３の円筒は１次空気ノズル２の
外筒と兼用している。３０７，３０８はノズル２，３の
入口に夫々設けられている旋回流発生器（エアレジスタ
）で、ノズル２，３から噴出される空気は旋回流として
噴出される。７は１次子備燃焼室のブロック部分を示し
、９は燃焼炉を示すものである。 上記構成において、燃料のＣＷＭは、アトマイズ２０６
により平均粒径が５０〜１００μｍ程度に微粒化されて
噴出される。１１１粒化されたＣＷＭは、アトマイザ２
０６の外周に設置された円錐状の１次子備燃焼室４内で
着火され、次に１次子備燃焼室４後流に設けられた円筒
状の２次子備燃焼室５内で１次空気により燃焼された後
に、燃焼炉内で２次空気により完全燃焼される。ＣＷＭ
の噴出速度は、微粒化を促進するため１通常、燃焼空気
流速の３〜５倍以上の高速にとられる。さらに１次空気
はアトマイザ２０６の軸線を中心とした旋回流として噴
出される。このため、ＣＷＭ噴流外周の静圧が負圧にな
り、１次空気の一部すなわち１次子備燃焼室よりも高温
の２次子備燃焼室内の雰囲気ガスを１次子備燃焼室４内
に引き戻す。 この雰囲気ガスがＣＷＭの水分除去と着火に使用される
０着火に使用されずに残った１次空気は、ＣＷＭが２次
空気と混合する前に、２次子備燃焼室５内でＣＷＭと混
合され、低空気比で燃焼される。その結果還元領域が形
成され、ＮＯｘが低減される。次に２次空気ノズル３か
らの２次空気と混合して完全燃焼される。１次空気ノズ
ル２の空気噴出口は、２次子備燃焼室５を形成するため
、２次空気ノズル３の空気噴出口より内側に設置される
。１次空気の１次子備燃焼室４内に巻き込まれる割合と
、２次子備燃焼室５内に消費される割合の制御は、１次
空気の旋回強度によって制御され、安定な火炎の形成に
は、適切な旋回強度が選定される。１次空気はこの様に
ＣＷＭの着火及び低空気比火炎の形成に使用されるもの
であり、ＣＷＭの完全燃焼に必要な空気流量よりも少な
い流量に設定される。 １次子備燃焼室４を構成するブロック７の材質は、鋼材
でも可能であるが、耐熱性のセラミック、レンガ等が蓄
熱性及び焼損による寿命を考えると有効である１通常、
ＣＷＭの燃焼装置は、燃焼炉がＣＷＭの火炎を形成する
のに十分な温度に達するまで、気体または液体燃料を用
いて予熱される。 従って、′？Ｉ熱性の高い材料でブロック７を構成する
と、予熱時にこれに熱が貯えられ、ＣＷＭの着火がこの
熱により容易になる。また、セラミックヒータ等の発熱
体をブロック７の材料を用いると、発熱体によってＣＷ
Ｍ噴流を加熱でき、発熱量により着火を制御することが
可能である。ブロック７の材質を、この様に、蓄熱性あ
るいは発熱性の面から選定すれば、ＣＷＭ投入開始時の
着火性が改善される。一旦、安定な火炎が形成されると
、火炎からの伝熱によりブロック７が加熱されるため、
ＣＷＭの着火性の問題は小さくなる。 また、この着火用の熱の供給の他に、第３図に示すよう
な１次子備燃焼室４を７ＪＩｌ！すると、高速で噴出さ
れるＣＷＭは、２次子備燃焼室５において１次空気と混
合する前に、その流速が減衰するため、空気混合時の滞
留時間が長くなり、着火位置をバーナ面に近付けるのに
有効である。即ち、２次子備燃焼室５内での火炎の形成
が容易になる。 従って、１次子備燃焼室４は、ＣＷＭ流速の減衰を図る
意味でも、できるだけ大きく作ることが望ましいが、大
きく作りすぎると、後述する様な噴流の偏りの他に内壁
にＣＷＭ粒子が付着する恐れが高くなり適切な大きされ
設計することが要求される。また、１次子備燃焼室４の
開き角αは、ＣＷＭ粒子の付着を防止するために、ＣＷ
Ｍのアトマイザ２０６の噴霧角より大きくとることが好
ましい。 ２次子備燃焼室５は、円環状の２次空気ノズル３の内筒
によって形成され、１次子備燃焼室４の後流に設置され
る。既に述べたように、この２次子備燃焼室５は、１次
空気によりＣＷＭを燃焼するのに利用される。低Ｎ　Ｏ
ｘ燃焼には、低空気比火炎によって得られる還元領域の
形成が重要であることは前述の通りである。２次子備燃
焼室５の設置は、この低空気火炎を形成し易くし、更に
１次、２次空気の作用を明瞭にする。２次空気の噴出口
は２次子備燃焼室５の後流であるため、２次空気との混
合が遅くなる。また、１次空気の流れは２次子備燃焼室
５の内壁（即ち、２次空気ノズル３の内筒）によって外
周に拡がるのを防止されるため、ＣＷＭとの混合が促進
され、低空気比火炎の形成が容易になる。また、２次空
気あるいは１次空気ノズルの材質は、鋼材を使用するの
が普通であるが、ブロック７と同様、低空気比燃焼を促
進するため、内壁を蓄熱性の高い耐熱性セラミック、あ
るいはセラミックヒータ等の発熱体で構成するのも有効
である。 以上の如く、第３図のバーナによれば、ＣｗＭの着火性
が改善されるために、安定な火炎を得るのが容易になり
、燃焼性が向上される。また、低空気比火炎の形成が容
易になると同時に、２次空気の混合が遅くなる分だけ、
還元領域を大きくとることができ、第３図のバーナは、
ＮＯｘの排出抑制に有効である。更に付は加えれば、２
次空気の混合を遅くするのは、火炎が長炎化する即ち、
燃焼装置が大きくなる欠点を有する。これには、２次空
気を旋回流として噴出することが重要になる。旋回流と
して噴出すると、旋回流内部が負圧になるために、火炎
後流において、下流から燃焼装置側に向う逆向きの流れ
が形成される。これにより、後流における２次空気とＣ
ＷＭとの混合が促進され、火炎の長炎化が防止される。 他の実施例として１次子備燃焼室４の形状が第３図と異
なり、燃焼室の大きさを大きくとるために、ＣＷＭを噴
霧するアトマイザ２０６周囲の１次子備燃焼室の拡がり
を大きくシ、断面拡大後の円筒部が長くとることができ
る。１次子備燃焼室４をこのような形状にとると、１次
子備燃焼室４の効果は大きくなるが、燃焼室の中心軸と
アトマイザ２０６の中心軸を良く一致させないと、１次
空気の引き戻し量が偏り、ＣＷＭの噴流が中心よりずれ
易くなり、バーナ部品の製作及び組み立てに注意を要す
る。 第５図に第３図に示したバーナでＣＷＭを燃焼した結果
を示す１図には、特開昭５９−２０８３０５号公報で示
した微粉炭用の低Ｎ　Ｏｘバーナを用い、微粉炭ノズル
の替りに、ＣＷＭの噴出ノズルを設置してＣＷＭを燃焼
した時の結果を比較のために併記した。使用したアトマ
イザは両者のバーナとも同じである１図の横軸は、燃焼
炉出口において採取した燃焼灰中に含まれる未燃分の割
合を示し、この値が小さければ、燃焼率が高いことにな
る。 縦軸は燃焼炉出口で測定したＮＯｘの濃度を、６％の０
２濃度基準に換算した値を示す、一般に、灰中未燃分が
高くなると、Ｎ分の灰中に残る量が増すために、Ｎ　Ｏ
ｘ濃度は低くなる。従って、灰中未燃分を少なくすると
同時に、Ｎ　Ｏｘも１０するバーナが最も望ましく、燃
焼特性が良いことになる。使用したＣＷＭは、６３重景
％の太平洋炭と３７重景％の水より成る。図中、０印で
示したものが微粉炭用の低ＮＯｘバーナを用いた時の結
果である。微粉炭は、ＣＷＭに比べて１着火性が良く、
燃焼用空気と燃料の混合を比較的長くしても、特開昭５
９−２０８３０５のバーナにより、高い燃焼性が得られ
ると同時にＮＯｘの低減を図ることができる。これに対
して、ＣＷＭを微粉炭用のバーナを用いて燃焼すると１
図よりＮｏχ低減と高効率燃焼とを、同時に達成するの
が困難であることがわかる。０印で示したのは、第１図
に示したバーナで燃焼した結果である。従来の微粉炭用
バーナで燃焼した結果に比べ、第３図に示したバーナに
よれば灰中未燃分量の少ない所でＣＷＭを燃焼でき、こ
のバーナは燃焼率の向上に有効であることがわかる。ま
た、ＮＯｘについても、燃焼率を高く維持した状態でそ
の排出量を低減できることがわかる。このＮ　Ｏｘ排出
量の調整は、１次及び２次空気の流量配分、及びそれぞ
れの空気の旋回強度選定によって行われる。この第５図
の結果から、本発明によるバーナは、ＣＷＭの燃焼に有
効であることがわかる。 第６図は本発明に係るアトマイザの一例の断面図である
０本実施例のアトマイザはＣＷＭ供給管１０２、噴霧媒
体供給管１０１．アトマイザヘッド１０３．２つのノズ
ルチップ１０４，１０５゜押えボルト１０６．スプレー
ヤプレート】ｏ７゜キャップナツト１０８からなる。 アトマイザの中心に配された円管は噴霧媒体を供給する
噴霧媒体供給管１０１であり、円管の内部が噴霧媒体流
路１０９である。噴霧媒体供給管１０１を内管とし、同
心円状に配されたＣＷＭ供給管１０２を外管とする円環
状の流路はＣＷＭ流路１１０である。ＣＷＭ供給管１０
２及び噴霧媒体供給管１０１の下流側にアトマイザへラ
ド１０３が位置する。アトマイザヘッド１０３の中心部
にはノズルチップ１０５を固定するためのステンレス鋼
等の金属製のネジが設けられている。上記ネジを中心と
してその外周の円周上には、断面が管状の流路が１個又
は複数個配されており、該流路は噴霧媒体を下流側の混
合前室１１３へ供給する噴霧媒体供給孔１１１である。 さらに上記噴霧媒体供給孔１１１の外周の同心円上には
、断面が管状の流路が複数個配されており、該流路はＣ
ＷＭをＣＷＭ供給路１１０からノズルチップ１０４とア
トマイザヘッド１０３を壁面とするＣＷＭ供給孔１１２
へ供給する。ＣＷＭと噴霧媒体が接触する混合前室１１
３は、ノズルチップ１０４の中心部に開孔した管状部を
大径内周壁とし、ノズルチップ１０５を小径外周壁とす
る断面環状の部屋である。この混合前室１１３の大径内
周壁にＣＷＭ供給孔１１２が設けられており、該混合前
室１１３の上流側に噴霧媒体供給孔１１】が開孔されて
いる。混合前室１１３の下流側には混合室１１４が連絡
されており、その径は混合前室１１３の大径内周壁径よ
り大きくなるように設けられている。 混合室１１４はスプレーヤプレート１０７及びノズルチ
ップ１．０４．．１０５の壁面で構成されている。スプ
レーヤプレート１０７の混合室１】４下流側の壁面には
、複数個の噴出孔１１５が開孔している。これらの噴出
孔１１５は、放射状にＣυＭ噴霧粒子を広げるように、
ある角度を互いになすように配置されている。一方、チ
ップナツト１０８は、スプレーヤプレート１０７．ノズ
ルチップ］０４，７１−マイザヘッド１０３を内部に納
めて、噴霧媒体供給管１０２に設けられたネジによって
締め付け、噴霧媒体及びｃＷＭの漏れを防止しているの
である。また、ノズルチップ１０４，１０５゜さらにス
プレーヤプレート１ｏ７で、高速で噴霧されるＣＷＭ噴
霧粒子による壁面の摩耗を防止する目的で、セラミック
ス等の耐摩耗性の高い材料で製作されている。セラミッ
クスとして、Ｓ　ｙ−ＣｒＡ　Ｉ）、　２０３．　Ｓ　
ｉ　１ｌＮ４．　Ｓ　ｉ　ａＮａ−Ａ　Ｉ）、　２０１
１等の焼結体が用いられる。 第７図は第６図の１−１矢視図である。ＣＷＭは、複数
個で断面管状のＣＷＭ流路２０１がら供給され、アトマ
イザヘッド１０３を内壁ノズルチップ１０４を外壁とす
る環状部で合流し、ノズルチップ１０４のアトマイザ中
心軸直角の側面に衝突して流れ方向をアトマイザ中心軸
直角方向（半径方向）に変更される。その後、ＣＷＭは
ノズルチップ１０４とアトマイザヘッド１０３を壁面と
するＣＷＭ供給孔１１２がら混合前室１１３に供給され
る。噴霧媒体は混合前室１１３の上流側壁面に設けられ
た噴霧媒体供給孔１１１がら供給される。 アトマイザの内部でＣＷＭと噴霧媒体を混合して噴霧す
るアトマイザの平均粒径は、混合室上流部に配された混
合前室の噴霧媒体密度及び流速の増加、又は幾何学的流
路幅の減少によって低減される。ここで、幾何学的流路
幅とは、断面環状の混合前室においてはその環状流路幅
が相当し、断面円形の混合前室においてはその直径に相
当する。 一方、ＣＷＭは固体粒子を含む流体であるため、むやみ
に幾何学的流路幅を減少すると閉塞等の問題を生ずる。 そこで、断面環状及び断面円形の混合前室について、閉
塞限界の幾何学的流路幅を検討すると、断面環状の混合
前室の幾何学的流路幅は断面円形の約１／２にまでする
ことができた。 このため、断面環状の混合前室１１３とすることによっ
て、ＣＷＭと噴霧媒体の混合は非常に良くなり１局所的
に気液流量比が低くなったことに起因する粗粒子の生成
を効果的に防止することができる。環状混合前室の流路
幅は４ｍｍ以下が好ましい。特に、１．５〜２．５＋ａ
ｍの幅が好ましく、部分的にリング状になっていればよ
い。本実施例では環状混合前室の長さは流路幅１．５ｍ
ｍ又は２）の２種について各々６１１Ｉｍ又は１０ＩＩ
ｌｌ！＋とした。 また、ＣＷＭを噴霧媒体は混合前室１１３にて、ある角
度を持って接触できるために、擬塑性及びダイラタント
等のＣＷＭの流動特性の影響を受けにくく微粒化するこ
とができる。特に、ＣＷＭと噴霧媒体の噴出方向が９０
’　をなす場合には、ＣＷＭは噴霧媒体の強い剪断力を
受けて微粒化するため、ＣＷＭの流動特性をほとんど受
けずに微粒化することができる。 本実施例は、噴霧媒体とＣＷＭを単に混合した状態で混
合室１１４へ供給するのでなく、混合前室１１３におい
て噴霧化した状態で混合室１１４へ供給する。このため
、混合室１１４におけるＣＷＭと噴霧媒体の混合は極め
て良好になり、噴霧の平均粒径を顕著に低減する。また
、気液流量比を一定に保ち、ＣＷＭの供給量を減少した
場合においても、混合前室１１２においてＣＷＭと噴霧
媒体を極めて良好に混合することができる。このため、
気液流量比一定の条件下で噴霧の平均粒径をある値以下
に保つことができるＣＷＭの最近供給量と最大供給量の
比（所謂、ターンダウン比）を大きくすることができる
。これは、火炉の負荷変動幅を大きく取れる効果を有す
る。 ＣＷＭ供給孔１１２はアトマイザの軸直角方向のノズル
チップ１０４の側壁及びアトマイザヘッド１０３の側壁
で構成されており、ＣＷＭの噴出方向が噴霧媒体の噴出
方向と９０°をなすように設けられている。このＣＷＭ
供給孔１１２は上記の様な形状に限るものではなく、混
合前室の大径内周壁に設けた複数個の断面管状の供給孔
でも同等の効果を得ることができる。さらにＣＷＭ供給
孔１１２を混合前室の小径外周壁に設ける構造にしても
同様の効果が得られる。ＣＷＭ供給孔１１２は混合前室
１１３内でＣＷＭが旋回流を形成するように混合前室１
１３外周面の接線方向に噴射されるように設けることが
よい。 本実施例の噴霧媒体供給孔１１１は混合前室１１３の下
流方向に開孔しているが、混合前室１１３の内部で旋回
流を形成するように開孔することができる。この場合、
ＣＷＭと噴霧媒体はより一層均等に混合できるとともに
、さらに噴霧媒体の有する旋回力が混合前室１１３にお
けるＣＷＭの微粒化へ効果的゛に作用するので、混合前
室１１３の微粒化が促進される。 混合室１１４は円筒のカップ状になっており、その空間
の体積を直径で割った値を平均長さとし。 その長さを直径の０．５　とした、噴霧孔１１５は混合
物が広がる方向に形成されている。前述のセラミックス
焼結体からなるのが好ましく、その外周部をステンレス
鋼等の金属で被い、保護することが好ましい。 第８図はアトマイザ２０６が配されている他の例のバー
ナ２０３の構造を示す、バーナ２０３は、ＣＷＭ及び蒸
気を供給するバーナガン３０１．アトマイザ２０６．ア
トマイザ２０６を中心として同心円状にその径が大きく
なるように順次配されたアトマイザスリーブ３０４．−
次スリーブ３０５゜スロート３０６．アトマイザスリー
ブ３０４の先端を一層スリーブ３０５の先端とをロート
状に配された旋回羽３０３．−次スリーブ３０Ｆ）の火
炉側と反対側に配された一層エアレジスタ３ｏ７゜スロ
ートの火炉側と反対側の端に配された２次エアレジスタ
３０８．スロート３０６の火炉側開口部に接続されかつ
径が火炉側に向けて次第に大青くなる保炎キャスタ３１
０．保炎キャスタ３１０の内部に配された複数本の水壁
管３０９からなる。 バーナガン３０１及びアトマイザ３０２はアトマイザス
リーブ３０４の内部に納められている。 、　　アトマイザスリーブ３０４と１次スリーブ３０５
によって形成された環状流路は１次エアレジスタ３０′
７によって流量を制御された１次空気３１１を通過させ
る。環状流路の出口には、台形状の薄板を複数個円周方
向に互いに重なり合わせ、かつ薄板の重なり部は所定の
すき間を有する旋回羽３０３が備えられている。更に、
旋回羽３０３の外周側の端部はアトマイザの先端よりも
火炉側に位置している。１次空気３１１は前記すき間か
ら旋回羽３０３の薄板の表面を流れる様に噴出され、旋
回流を形成する。２次空気３１２は、２次エアレジスタ
３０８にて旋回流を形成され、スロート３０６と１次ス
リーブ３０５によりなる環状流路から噴出される。保炎
キャスタ３１０はＣＷＭ噴霧火炎からの輻射により加熱
され、その一部を伝熱にて氷壁管に伝える。 上述の如く、ＣＷＭを良好に噴霧できるアトマイザを第
８図に示す如くバーナ２０３に配置することにより、−
次空気は旋回羽３０３を構成する台形状の薄板により形
成されるすき間から旋回羽３０３の薄板の表面を流れる
ように旋回流で噴出される。この１次空気はＣＷＭ噴露
粒子の速度成分を有せず大噴出されるので、ＣＷＭ噴霧
粒子と混合する際に効果的に噴霧の速度を減衰させる。 また、旋回流の１次空気が形成するガス循環流は火炎の
高温ガスを旋回羽３０３の方向へ移動させるため、噴霧
粒子に含まれる水分を急速に蒸発させる。さらにまた、
噴霧粒子は旋回羽等に付着して、バーナまわりの空気流
れを変化させ、火炎を不安定にさせる等の問題を生ずる
が、旋回流でかつ旋回羽３０３の薄板の表面を流れる空
気流は、付着した噴霧粒子を排出させるので、上記の問
題は生ずることなく安定な火炎が形成される。 ２次空気は２次エアレジスタ３０８で強旋回流で噴出さ
れるので、ＣＷＭ噴霧粒子の着火保炎が良好になる。さ
らに、２次空気の一部は火炎の後流部で混合されるので
、バーナ近傍にＮ　Ｏｘを還元する雰囲気が形成され、
火炉から排出されるＮ　Ｏｘ濃度は効果的に低減される
のである。 保炎キャスタ３１０は火炎からの輻射は、伝熱により加
熱され、２次空気を伝熱により加熱するとともに、輻射
によりＣＷＭ噴寝粒子を加熱する。 このため、ｃ　Ｗ　Ｍ　ａＢ　霧粒子の水の蒸発は促進
され急速に着火されるようになる。 本実施例の燃焼装置は、アトマイザ及びバーナの相乗作
用により、ＣＷＭｒＩｎｉの着火・保炎性の向上並びに
ＮＯｘの低減が図れる。 第９図は本発明に係るバーナの他の実施例の構造を示し
たものである。本実施例のバーナは第６図に示した構造
のアトマイザを有し、第１図に示された石炭・水スラリ
用ボイラに取付けられている。 本実施例のバーナはＣＷＭ及び蒸気を供給するバーナガ
ン３０１とアトマイザ３０２からなるアトマイザ２０６
と、アトマイザを中心として同心円状にその径が大きく
なるように順次配されたアトマイザスリーブ３０４と１
次スリーブ３０５と２次スリーブ６０１とスロート３０
６と、アトマイザスリーブ３０４と１次スリーブ３０５
のなす環状部に配された旋回羽３０３と、１次スリーブ
の火炉側と反対側に配された１次エアレジスタと、１次
スリーブ３０５と２次スリーブ６０１のなす環状部の火
炉側開口部を閉ぐように配された保炎キャスタ６０２と
スロートの火炉側と反対側の端に配された２次エアレジ
スタ３０８と、スロート３０６の火炉側開口部に接続さ
れかつ径が火炉側に向けて次第に大きくなる保炎キャス
タと、保炎キャスタの内部に配された複数本の氷壁管か
らなる。 バーナガン３０１及びアトマイザ３０２はアトマイザス
リーブ３０４の内部に納められている。 アトマイザスリーブ３０４と１次スリーブ３０５によっ
て形成された環状流路は１次エアレジスタ３０７によっ
て流量を制御された１次空気３１１を通過させる。前記
環状流路の出口には、台形状の薄板を複数個円周方向に
互いに重なり合わせ、かつ、薄板の重なり部は所定のす
き間を有することを特徴とする旋回羽３０３が備えられ
ている。 １次空気３１１は前記すき間がら旋回羽３０３の薄板の
表面を流れる様に噴出され、旋回流を形成する。２次空
気３１２は、２次エアレジスタ３０８にて旋回流を形成
され、スロート３０６と１次スリーブ３０５によりなる
環状流路から噴出される。 保炎キャスタ３１０はＣＷＭ噴霧火炎からの輻射により
加熱され、その一部を伝熱にて氷壁管に伝える。保炎キ
ャスタ６０２はＣＷＭ噴霧火炎からの輻射により加熱さ
れ、噴霧粒子を加熱するとともに、２次空気の噴霧火炎
への混合を遅延させる。 アトマイザ３０２で良好に微粒化された噴霧粒子は、旋
回羽３０３から供給される１次空気により速度を減衰さ
れ、また１次空気の形成する高温のガス循環流により噴
霧粒子の水分の蒸発が促進されるので、急速に着火する
ことができる。 アトマイザ３０２の微粒化促進と旋回羽３０３の１次空
気供給の相乗作用による着火促進により、２次空気は噴
霧の着火促進する必要がなくなり、ＮＯｘを低減するよ
うに投入されることが可能となる。すなわち、旋回羽３
０３の外周部に保炎キャスタ６０２を設け、２次空気と
噴霧の混合を遅延させることにより、旋回羽３０３の火
炎側の部分に酸素不足の燃焼領域が形成される。この領
域では、ＮＯｘを還元するに有効なＮＨｓ　、Ｃｏ。 Ｎ２等の還元性ガスを生成するので、噴霧の燃焼初期に
生成されたＮ　Ｏｘはこの酸素不足の燃焼領域で効果的
にＮ２へ還元される。また保炎キャスタ６０２の火炎側
にはガス循環流が形成され、噴霧火炎の保炎性を向上さ
せる。 ２次空気は２次エアレジスタ３０８にて強旋回で噴出さ
れるので、上記の酸素不足の燃焼領域に火炎後流から旋
回羽３０３へ向うガス循環流が形成され、Ｎ　Ｏｘの還
元反応を促進する。また、２次空気の一部は上記の酸素
不足の燃焼領域の後流側で急速に混合するので、噴霧粒
子の燃焼を促進させ、燃焼灰に含まれる未燃分は低減さ
れる。 保炎キャスタ３１０は火炎からの輻射し伝熱により加熱
され、２次空気を伝熱により加熱するとともに、輻射に
よりＣＷＭ噴霧粒子を加熱する。 このため、ＣＷＭ噴寝粒子の水の蒸発は促進され急速に
着火されるようになる。 第９図のバーナの保炎キャスタ６０２の形状は、その火
炉側の表面が環状の平板である場合について述べたが、
保炎キャスタ６０２の形状は２次空気の混合遅延及び噴
霧火炎の保炎の目的を満足するように任意に変えられる
。保炎キャスタ６０２の変形例を第１０図に示す、保炎
キャスタ６０２は２次スリーブ６０１と接する所に、径
が火炉側に向けて漸次大きくなる形状を有する保炎リン
グ７０１を有する。保炎リング７０１は、２次空気と噴
霧の混合を遅らせるとともに保炎キャスタ６０２の火炎
側に形成されるガス循環流を発達させるので、ＣＷＭ噴
霧火炎の保炎性は一層向上されるのである。 燃料にＣＷＭを用いる場合について記したが。 本発明の燃焼装置は、ＣＷＭに限らず、石油中に石炭粒
子をｌ！ｌ濁させた石炭・油スラリ、石油ピッチの粒子
と水を混合した石油ピッチスラリ、などの固体粒子の燃
料を含む液状の燃料や、残渣油などの油より燃焼しにく
い液体燃料を燃焼する際にも、上記実施例と同等の効果
を有することは言うまでもない。 〔発明の効果〕 本発明によれば、アトマイザは内部の局所的な気液流量
比の変化を小さくすることができ、従来のアトマイザに
比べ大きな噴霧粒子の生成を抑制し、かつ、ＣＷＭの流
動特性の影響を受けにくい状態で微粒化するので、従来
のアトマイザよりも着火が促進される。さらに、着火用
の一次空気は噴霧粒子の速度を減衰しかつ灰分の付着が
防止され、燃焼用の２次空気は、酸素不足の燃焼火炎が
形成されるので、ＣＷＭ噴霧粒子の燃焼率は向上し、火
炉から排出されるＮ　Ｏｘ濃度は低減される効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る石炭・水スラリ燃焼ボイラの系統
図、第２図は本発明に係る石炭・水スラリ燃焼ボイラの
構成図、第３図は本発明に係るバーナの断面図、第４図
は空気の旋回流を形成させる送風機の斜視図、第５図は
灰中未燃分とＮ　Ｏｘ量との関係を示す線図、第６図は
本発明に係るアトマイザの断面図、第７図は第６図のＩ
−Ｉ断面図、第８図及び第９図は本発明に係るバーナの
他の実施例を示す断面図、第１０図は本発咀に係るバー
ナの保炎キャスタ部の詳細を示す断面図である。 ２・・・２次空気ノズル、３・・・３次空気ノズル、４
・・・一次子予備燃焼室、５・・・一次子側燃焼室、１
０１・・・噴霧媒体供給管、１０２・・・ＣＷＭ供給管
、１０３・・・アトマイザヘッド、１０４，１０５・・
・ノズルチップ、１０６・・・押えボルト、１０７・・
・スプレーヤプレート、１０８・・・キャップナツト、
１０９・・・噴霧媒体流路、１１０・・・ＣＷＭ流路、
１１１・・・噴霧媒体供給孔、１１２・・・ＣＷＭ供給
孔、１１３・・・混合前室、１１４・・・混合室、１１
５・・・噴出孔、２０１・・・ボイラ、２０２・・・火
炉、２０３・・・バーナ、２０４ウインドボツクス、２
０５・・・スロート、２０６・・・アトマイザ、２０７
・・・排ガス煙道、２０８・・・蒸気加熱器、２０９・
・・空気加熱器、２１０・・・ＣＷＭポンプ、２１１・
・・調圧器、２１２・・・ファン、２１３・・・調圧器
、２１４・・・蒸気、２１５川空気、２１６・・・ＣＷ
Ｍ、２１７・・・ムロダンパ、３１０・・・保炎キャス
タ、３１１・・・１次空気、３１２・・・２次空気、４
０１・・・噴霧媒体流路、６０１・・・２次スリーブ、
第１　Ｚ ＄２目 ルＶ １２φ°゛　アッシュホンハ゛ 第３に 第４図 第５０ 仄中禾燃分Ｃ皇■冬） 第７０ ！１ＪＩＩｊｊ：Ｊ Ｊ／４・ｃｗｐｑ ′ｌＡ９　口 第ｔＯｍ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、石炭・水スラリを噴霧媒体により噴霧するアトマイ
   ザ、該アトマイザにより噴霧された石炭・水スラリを旋
   回する空気と混合し火炎を形成させる火炉本体炉壁に設
   けられた複数個のバーナ及び前記火炉内に燃焼ガスによ
   つて加熱される水蒸気加熱配管を有するボイラにおいて
   、前記アトマイザは前記石炭・水スラリと噴霧媒体とを
   混合して複数個の噴出口より噴霧する混合室と、前記石
   炭・水スラリと噴霧媒体とを前記混合室にて混合する前
   に予め環状の混合室にて混合する混合前室とを有するこ
   とを特徴とする石炭・水スラリ燃焼ボイラ。 ２、石炭・水スラリを噴霧媒体により噴霧するアトマイ
   ザ、該アトマイザにより噴霧された石炭・水スラリを旋
   回する空気流と混合し火炎を形成させる火炉本体炉壁に
   設けられた複数個のバーナ及び前記火炉本体内に燃焼ガ
   スによつて加熱される水蒸気加熱用配管を有するボイラ
   において、前記アトマイザは前記石炭・水スラリと噴霧
   媒体とを混合して複数個の噴出口より噴射する混合室を
   有し、該混合室は前記アトマイザの軸方向に対して直角
   な断面の形状が細長であり、該細長の部分が前記スラリ
   の流れる方向に前記混合に要するに十分な飛翔距離を有
   する長さを有することを特徴とする石炭・水スラリ燃焼
   用ボイラ。 ３、石炭・水スラリを噴霧媒体により噴霧するアトマイ
   ザ、該アトマイザにより噴霧された石炭・水スラリを旋
   回する空気流と混合し火炎を形成させる火炉本体炉壁に
   設けられた複数個のバーナ、燃焼ガスの流れを絞る前記
   火炉本体の火炎終端部に設けられたノーズ、前記火炉本
   体内に前記燃焼ガスによつて加熱される水蒸気加熱用配
   管が設けられているボイラにおいて、前記アトマイザは
   前記石炭・水スラリと噴霧媒体とを混合する混合室を有
   し、該混合室は前記噴霧された石炭・水スラリの平均粒
   径を６５μｍ以下とする構造を有し、前記火炉本体の前
   記バーナの最終段から前記ノーズまでの距離を定格出力
   １００ＭＷ当り２．５ｍ以下とすることを特徴とする石
   炭・水スラリ燃焼ボイラ。 ４、石炭・水スラリからなる燃料を噴霧媒体により噴霧
   するアトマイザ、該アトマイザにより噴霧された石炭・
   水スラリを旋回する空気流と混合し火炎を形成させるバ
   ーナ及び前記火炉本体内に燃焼ガスによつて加熱される
   水蒸気加熱用配管を有するボイラにおいて、前記アトマ
   イザは燃料を供給する燃料供給路と、前記燃料と混合さ
   れる噴霧媒体を供給する噴霧媒体供給路と、前記燃料供
   給路および噴霧媒体供給路と連通される混合室と、該混
   合室に前記燃料および噴霧媒体を前記混合室から噴霧す
   る噴霧孔とを備え、前記燃料供給路と噴霧媒体供給路と
   は、断面環状の混合前室を介して前記混合室に接続され
   、前記混合前室にて予め前記噴霧媒体と燃料とを混合す
   ることを特徴とする石炭・水スラリ燃焼用ボイラ。 ５、前記燃料又は噴霧媒体供給路は、前記混合前室へ噴
   出する燃料又は噴霧媒体の噴出方向が前記混合前室周壁
   の接線方向に添う成分を有するとともに、前記混合前室
   の上流端部に配設された供給孔からなり、旋回流を形成
   する特許請求の範囲第４項に記載の石炭・水スラリ燃焼
   用ボイラ。 ６、石炭・水スラリを噴霧媒体により噴霧するアトマイ
   ザ、により噴霧された石 炭・水スラリを旋回する空気と混合し火炎を形成させる
   火炉本体炉壁に設けられた複数個のバーナ及び前記火炉
   本体内に燃焼ガスによつて加熱される水蒸気加熱用配管
   を有するボイラにおいて、前記アトマイザは前記石炭・
   水スラリと噴霧媒体とを混合して複数個の噴出口より噴
   霧する混合室と、前記石炭・水スラリと噴霧媒体とを前
   記混合室にて混合する前に予め環状の混合室にて混合す
   る混合前室とを有し、前記バーナは前記アトマイザと同
   心的に設けられ、アトマイザの先端側から末広がりの円
   錐形に形成された一次予備燃焼室と、該一次予備燃焼室
   の前方に配置された二次予備燃焼室と、 前記一次予備燃焼室の外周上に配置され前記二次予備燃
   焼室内に一次空気を前記アトマイザの軸線をその中心と
   した旋回流として噴出する円環状の一次空気ノズルと、
   前記二次予備燃焼室の外周に配置され二次空気を火炉内
   に前記アトマイザの軸線をその中心とした旋回流として
   噴射する二次空気ノズルとを有することを特徴とする石
   炭・水スラリ燃焼ボイラ。 ７、石炭・水スラリからなる燃料を噴霧媒体により噴霧
   するアトマイザ、該アトマイザにより噴霧された石炭・
   水スラリを旋回する空気流と混合し火炎を形成させるバ
   ーナ及び前記火炉本体内に燃焼ガスによつて加熱される
   水蒸気加熱用配管を有するボイラにおいて、前記アトマ
   イザは燃料を供給する燃料供給路と、前記燃料と混合さ
   れる噴霧媒体を供給する噴霧媒体供給路と、前記燃料供
   給路および噴霧媒体供給路と連通される混合室と、該混
   合室に前記燃料および噴霧媒体を前記混合室から噴霧す
   る噴霧孔と、 前記燃料供給路と噴霧媒体供給路とは、断面環状の混合
   前室を介して前記混合室に接続され、かつ前記バーナは
   、前記アトマイザと同心的に設けられ、アトマイザの先
   端側から末広がりの円錐形に形成された一次予備燃焼室
   と、 該一次予備燃焼室の前方に配置された二次予備燃焼室と
   、 前記一次予備燃焼室の外周上に配置され前記二次予備燃
   焼室内に一次空気を前記燃料ノズルの軸線をその中心と
   した旋回流として噴出する円環状の一次空気ノズルと、 前記二次予備燃焼室の外周に配置され二次空気を火炉内
   に前記料ノズルの軸線をその中心とした旋回流として噴
   射する二次空気ノズルとを有することを特徴とする石炭
   ・水スラリ燃焼ボイラ。 ８、石炭・水スラリを噴霧媒体により噴霧するアトマイ
   ザ、該アトマイザにより噴霧された石炭・水スラリを旋
   回する空気流と混合し火炎を形成させる火炉本体炉壁に
   設けられた複数個のバーナ及び前記火炉本体内部に燃焼
   ガスによつて加熱される水蒸気加熱用配管を有するボイ
   ラにおいて、前記アトマイザは前記石炭・水スラリと噴
   霧媒体とを混合して複数個の噴出口より噴射する混合室
   を有し、該混合室は前記アトマイザの軸方向に対して垂
   直な断面の形状が細長であり、該細長の部分が前記スラ
   リの流れる方向に前記混合に要するに十分な飛翔距離を
   有する長さを有し、かつ前記バーナは前記アトマイザと
   同心的に設けられ、アトマイザの先端側から末広がりの
   円錐形に形成された一次予備燃焼室にして、該一次子予
   備燃焼室の内壁面にそつてシールエアを前記アトマイザ
   の軸線をその中心として旋回流で注入する隙間を複数個
   有した保炎器によつて画定される一次予備燃焼室と、 該一次予備燃焼室の前方に配置された二次予び燃焼室と
   、 前記一次子側燃焼室の外周上に配置され前記二次予備燃
   焼室内に一次空気を前記アトマイザの軸線をその中心と
   した旋回流として噴出する円環上の一次空気ノズルと、
   前記一次子側燃焼室の外周に配置され二次空気を火炉内
   に前記アトマイザの軸線をその中心とした旋回流として
   噴射する二次空気ノズルとを有することを特徴とする石
   炭・水スラリ燃焼ボイラ。