TW201901085A - 固體燃料噴燃器及燃燒裝置 - Google Patents

Abstract

具備：文氏管(33)，使燃料噴嘴(21)內之混合流體的流路(24)朝向流路剖面的中心來限縮；燃料濃縮器(34)，對混合流體賦予從燃料噴嘴(21)的中心遠離之方向的速度成分；以及流路區隔構件(36)，將燃料噴嘴(21)的流路區隔成內側與外側，流路區隔構件(36)，具有：外側流路(24a)的剖面積是下游端(S2)比上游端(S1)還擴大的形狀，藉由將燃料濃縮器(34)的上游端(C1)設在文氏管(33)之擴大部(33c)的上游端(V3)到下游端(V4)之間的固體燃料噴燃器(7)，來抑制粉碎生質燃料而成的固體燃料粒子，附著、堆積在噴嘴內部的情況。

Description

固體燃料噴燃器及燃燒裝置

本發明，是關於用來搬送固體燃料來燃燒的固體燃料噴燃器及具備固體燃料噴燃器的燃燒裝置，特別是關於適合生質粒子般粒徑較大之燃料粒子的固體燃料噴燃器及燃燒裝置。

作為在火力發電廠等之鍋爐所使用之固體燃料噴燃器之點火性的提升、提高火炎的穩定性的方法，有著提高燃料濃度，或是提升燃料搬送氣體之氧濃度的方法。

例如，在專利文獻1(日本特開2016-133224號公報)，記載有固體燃料噴燃器，其設有燃料濃縮流路(12)，該燃料濃縮流路(12)是在設於噴燃器之開口部的燃燒穩定器(16)之周邊，使固體燃料粒子濃縮並集中。在專利文獻1，燃料濃縮流路(12)，是記載成隨著前往下游側而使流路剖面積往徑方向擴張的構造，且記載著使燃料濃縮流路出口(12b)的流速比入口(12a)還慢，來提升固體燃料的高濃度化、速度減低所致的點火性、燃燒性。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2016-133224號公報(「0023」～「0026」、「0034」～「0035」、圖1) 　　[專利文獻2]日本專利第4919844號公報(「0021」～「0023」) 　　[專利文獻3]日本特開2010-242999號公報(「0033」)

[發明所欲解決的課題]

作為上述專利文獻1所記載之以往技術所使用的固體燃料使用生質燃料的情況，現今，作為日本國內的火力發電用煤炭(煤粉)焚燒爐之混燃用的燃料，多使用有以木質系原料為顆粒燃料者。在此，顆粒燃料，並非直接使用，而是將以煤炭用磨碎機(煤粉機)為基底的改良磨碎機(粉碎機、分級機)來粉碎、分級而得到的燃料粒子以搬送氣體來搬送至固體燃料噴燃器，而將燃料粒子與搬送氣體的混合流體供給至噴燃器，與煤粉同樣地燃燒。

但是，生質燃料比煤炭還難微粉碎，磨碎機的粉碎動力會需要很大(從粒徑50mm的木質片變成與煤炭相同粒度時大概需要煤炭之10倍左右的動力)，難以微粒化至與現今的煤粉相同水準。且，若將生質燃料微粉化的話會使急速燃燒的可能性提高，必須要有該防止對策。由於該等原因，生質燃料與煤炭相比，會以非常粗的粒子狀態被從磨碎機排出(參照日本專利第4919844號公報、日本特開2010-242999號公報等)。 　　在專利文獻1所記載的構造雖然是在燃料濃縮流路使流速降低，但在粒子較粗的生質燃料中，若在噴燃器(燃料噴嘴)的上游側使流速降得太低的話，有著在噴嘴內部的構造物等附著、堆積有燃料粒子之虞。

本發明，其技術性課題是抑制：粉碎生質燃料而成的固體燃料粒子附著、堆積在噴嘴內部的情況。 [用以解決課題的手段]

為了解決前述技術性課題，請求項1所記載之發明的固體燃料噴燃器，具備： 　　燃料噴嘴，其流動有固體燃料和該搬送氣體的混合流體，且朝向火爐開口； 　　燃燒用氣體噴嘴，其配置在前述燃料噴嘴的外周側，且噴出燃燒用氣體； 　　文氏管，其設在前述燃料噴嘴，且將前述燃料噴嘴內之前述混合流體的流路朝向流路剖面的中心來限縮； 　　燃料濃縮器，其設在前述燃料噴嘴的前述中心側，且對前述混合流體賦予從前述燃料噴嘴的中心遠離之方向的速度成分；以及 　　流路區隔構件，其將前述燃料噴嘴的流路，在流路剖面區隔成內側與外側， 　　其特徵為， 　　前述流路區隔構件，具有：外側流路的剖面積是下游端比上游端還擴大的形狀， 　　前述文氏管，至少具有：使前述混合流體的流路的剖面積隨著往下游側而變小的縮小部、配置在前述縮小部的下游側且使前述混合流體的流路的剖面積隨著往下游側而變大的擴大部， 　　將前述燃料濃縮器的上游端，設在前述文氏管之前述擴大部的上游端到下游端之間。

請求項2所記載的發明，其特徵為，在請求項1所記載的固體燃料噴燃器中， 　　沿著前述混合流體之流動方向，使前述流路區隔構件的下游端部與前述固體燃料噴燃器之火爐側的開口端部之間的距離，設定成前述燃料噴嘴內徑的1／2到2倍的範圍。

請求項3所記載的發明，其特徵為，在請求項1所記載的固體燃料噴燃器中，具備： 　　從前述燃料噴嘴的內壁側藉由支撐構件來支撐的前述流路區隔構件。

請求項4所記載的發明，其特徵為，在請求項3所記載的固體燃料噴燃器中， 　　前述支撐構件，在從前述燃料噴嘴的開口面側觀看的情況，是配置成使複數個板狀的構件成為線狀。

請求項5所記載的發明，其特徵為，是請求項3所記載的固體燃料噴燃器中， 　　前述支撐構件，是使前述燃料噴嘴圓周方向的流路寬度隨著往下游側而變窄的方式來使寬度形成較大，在到達最大寬度之後，以隨著往下游側而使流路寬度逐漸擴大的方式來使寬度形成較小。 　　其特徵為，

為了解決前述技術性課題，請求項6所記載之發明的燃燒裝置， 　　是在火爐之側壁面的上下方向有複數層，且在各層於爐寬方向具備複數個噴燃器，其特徵為， 　　至少具備1個以上之請求項1所記載的固體燃料噴燃器。

請求項7所記載的發明，是請求項6所記載的燃燒裝置，其特徵為， 　　至少在最上層具備1個以上之請求項1所記載的固體燃料噴燃器。 [發明的效果]

根據請求項1、6所記載的發明，流路區隔構件是具有使外側流路的剖面積為下游端比上游端還擴大的形狀，且燃料濃縮器的上游端是設在文氏管之擴大部的上游端到下游端之間，故混合流體的流速，會使如脈動般增減的情況降低。使擔心有燃料粒子之附著、堆積、滯留之低流速區域的發生受到抑制，而平滑地使流速減速。藉此，可抑制：粉碎生質燃料而成的固體燃料粒子，附著、堆積在噴嘴內部的情況。

根據請求項2所記載的發明，除了請求項1所記載之發明的效果以外，相較於使流路區隔構件的下游端部與固體燃料噴燃器之火爐側的開口端部之間的距離未達燃料噴嘴內徑之1／2倍的情況，能減輕來自火爐之輻射所致的損傷。且，相較於流路區隔構件的下游端部與固體燃料噴燃器之火爐側的開口端部之間的距離比燃料噴嘴內徑的2倍還大的情況，可減低固體燃料噴燃器的大型化、長條化。

根據請求項3所記載的發明，除了請求項1或2所記載之發明的效果以外，相較於流路區隔構件沒有從燃料噴嘴的內壁側以支撐構件來支撐的情況(例如，被支撐在油槍的情況)，例如，在固體燃料噴燃器的保養等，將油槍對燃料噴嘴於軸方向插拔之際，流路區隔構件不會成為妨礙，可容易進行固體燃料噴燃器的組裝或分解的作業。

根據請求項4所記載的發明，除了請求項3所記載之發明的效果以外，可抑制支撐構件妨礙混合流體之流動的情況。且，相較於在從燃料噴嘴的開口面側觀看的情況沒有配置成使複數個板狀的構件成為線狀的情況，能夠抑制渦流的發生，降低燃料對支撐構件的附著、或附著之燃料的著火所致之各構件的損傷。

根據請求項5所記載的發明，除了請求項3所記載之發明的效果以外，可抑制支撐構件妨礙混合流體之流動的情況。且，在寬度形成較大的部位，可將燃料濃縮於圓周方向。此外，相較於不具有寬度變小之下游側的部位的情況，能夠抑制渦流的發生，降低燃料對支撐構件的附著、或附著之燃料的著火所致之各構件的損傷。

根據請求項7所記載的發明，除了請求項6所記載之發明的效果以外，可抑制生質燃料以未著火的狀態掉落至火爐之爐底的情況。

接著參照圖式來說明本發明之實施形態的具體例(以下記載為實施例)，但本發明並不限定於以下的實施例。又，在使用以下圖式的說明中，為了容易理解，除了必須說明的構件以外的圖示是適當省略。 [實施例1]

圖1是本發明之實施例1之燃燒系統的全體說明圖。 　　圖1中，在火力發電所等所使用之實施例1的燃燒系統(燃燒裝置)1，是使生質燃料(固體燃料)收容在倉(燃料料斗)4。倉4的生質燃料，是以磨碎機(粉碎機)5來粉碎。粉碎過的燃料，是通過燃料配管8而供給至鍋爐(火爐)6的固體燃料噴燃器7來燃燒。又，固體燃料噴燃器7，是複數設置於鍋爐6。

從鍋爐6排出的排氣體，是以脫硝裝置9來脫硝。脫硝過的排氣體，是通過空氣預熱器10。在空氣預熱器10，是進行由鼓風機11所送的空氣與排氣體之間的熱交換。於是，使排氣體低溫化，並使來自鼓風機11的空氣加熱。來自鼓風機11的空氣，是通過空氣配管12，作為燃燒用空氣而供給至固體燃料噴燃器7及鍋爐6。 　　通過空氣預熱器10的排氣體，是在通過氣體加熱器(熱回收器)13之際被回收熱而低溫化。

通過氣體加熱器(熱回收器)13的排氣體，是以乾式集塵機14來回收、去除排氣體中的灰塵等。 　　通過乾式集塵機14的排氣體，是送到脫硫裝置15來脫硫。 　　通過脫硫裝置15的排氣體，是以濕式集塵機16來回收、去除排氣體中的灰塵等。 　　通過濕式集塵機16的排氣體，是以氣體加熱器(再加熱器)17來再次加熱。 　　通過氣體加熱器(再加熱器)17的排氣體，是從煙囪18排氣至大氣。 　　又，磨碎機5本身的構造，可使用以往公知的各種構造，例如日本特開2010-242999號公報等所記載者，故省略詳細說明。

圖2是實施例1之固體燃料噴燃器的說明圖。 　　圖3是從圖2之箭頭III方向觀看的圖。 　　圖2、圖3中，實施例1的固體燃料噴燃器7，具有流動有搬送氣體的燃料噴嘴21。燃料噴嘴21之下游端的開口，是設在鍋爐6之火爐22的壁面(火爐壁、水管壁)23。燃料噴嘴21，是使燃料配管8連接於上游端。燃料噴嘴21是形成為中空的筒狀，在燃料噴嘴21的內部，形成有供固體燃料(粉碎後的生質燃料)與搬送氣體流動的流路24。

於燃料噴嘴21的外周，設置有將燃燒用空氣噴出至火爐22用的內側燃燒用氣體噴嘴(2次燃燒用氣體噴嘴)26。且，於內側燃燒用氣體噴嘴26的外周側，設置有外側燃燒用氣體噴嘴(3次燃燒用氣體噴嘴)27。各燃燒用氣體噴嘴26、27，是將來自風箱(Wind box)28的空氣朝向火爐22內噴出。在實施例1，於內側燃燒用氣體噴嘴26的下游端，形成有導葉26a，其對於燃料噴嘴21的中心往徑方向外側傾斜(隨著往下游側而使直徑擴大)。且，於外側燃燒用氣體噴嘴27的下游部，形成有：沿著軸方向的喉部27a、與導葉26a平行的擴大部27b。於是，從各燃燒用氣體噴嘴26、27噴出的燃燒用空氣，是以從軸方向的中心擴散的方式噴出。

且，於燃料噴嘴21之下游端的開口部，支撐有燃燒穩定器31。圖2、圖3中，於燃燒穩定器31，形成有內周側突起31a。內周側突起31a，是朝向燃料噴嘴21的中心側突出而形成，且，內周側突起31a，是沿著圓周方向空出間隔來周期地配置(參照圖3)。 　　圖2、圖3中，於燃料噴嘴21之流路剖面的中心部，貫通配置有點火噴燃器(油槍)32。點火噴燃器32，是以貫穿衝突板32a的狀態來被支撐，該衝突板32a是被支撐在燃料噴嘴21的衝突板突緣21a。

圖2中，於燃料噴嘴21的內壁面，設置有文氏管33。文氏管33，具有：上游側的徑縮小部33a、與徑縮小部33a的下游側連續的最小徑部33b、與最小徑部33b的下游側連續的徑擴大部33c。徑縮小部33a，是對於燃料噴嘴21的內壁面，隨著往下游側而往流路剖面的徑方向中心側傾斜地形成。於是，隨著從徑縮小部33a的上游端V1朝向下游端V2，流路24的內徑會縮小。且，最小徑部33b，是與燃料噴嘴21的軸方向平行地形成。徑擴大部33c，是隨著往下游側而往徑方向外側傾斜地形成。於是，隨著從徑擴大部33c的上游端V3朝向下游端V4，流路24的內徑會擴大。 　　於是，在實施例1的文氏管33，供給至燃料噴嘴21的燃料與搬送氣體之混合流體，在通過徑縮小部33a之際，會被往徑方向的內側限縮。於是，可使偏向燃料噴嘴21之內壁面附近的燃料往中心側移動。

於文氏管33的下游側，使燃料濃縮器34設置在點火噴燃器32的外表面。燃料濃縮器34，具有：上游側的徑擴大部34a、與徑擴大部34a的下游側連續的最大徑部34b、與最大徑部34b的下游側連續的徑縮小部34c。徑擴大部34a，是對於點火噴燃器32的外表面，隨著往下游側而往流路剖面的徑方向外側傾斜地形成。於是，隨著從徑擴大部34a的上游端C1朝向下游端C2，徑擴大部34a的外徑會擴大。且，最大徑部34b，是與燃料噴嘴21的軸方向平行地形成。徑縮小部34c，是隨著往下游側而往徑方向中心側傾斜地形成。於是，隨著從徑縮小部34c的上游端C3朝向下游端C4，徑縮小部34c的外徑會縮小。 　　於是，在實施例1的燃料濃縮器34，當燃料與搬送氣體的混合流體通過徑擴大部34a之際，會賦予朝向徑方向之外側的速度成分。藉此，使燃料朝向燃料噴嘴21的內壁面濃縮。

圖4是實施例1之流路區隔構件的說明圖，圖4(A)是側視圖，圖4(B)是圖4(A)的IVB-IVB線剖面圖。 　　圖2、圖3中，於燃料濃縮器34的下游側，配置有流路區隔構件36。流路區隔構件36，是藉由支撐構件37而支撐在燃料噴嘴21的內面。實施例1的流路區隔構件36，是形成為隨著從上游端S1朝向下游端S2使內徑縮小的部分圓錐狀(conical形狀)。於是，流路區隔構件36，是將流路24區隔成外側流路24a與內側流路24b。 　　圖3、圖4中，支撐構件37，是形成為沿著徑方向延伸的板狀。支撐構件37，是對於圓周方向空出間隔而複數配置。圖3中，在實施例1，支撐構件37，是配置在與燃燒穩定器31之內周側突起31a彼此之間相對應的位置。

圖2中，在實施例1的固體燃料噴燃器7，是使流路區隔構件36的上游端S1，設定在比燃料濃縮器34之徑擴大部34a的延長線41到達燃料噴嘴21之內壁的位置Rp還要靠下游側。於是，以燃料濃縮器34的徑擴大部34a來朝向燃料噴嘴21的內周壁濃縮過後的燃料，是幾乎被供給至外側流路24a。藉此，因燃料濃縮器34而被朝向徑方向外側之粒子的流動不會被流路區隔構件36給妨礙，且即使外側流路24a中朝向徑方向外側的燃料在內周壁反射而再次朝向中心軸側，亦會被流路區隔構件36給阻止。藉此，能抑制以燃料濃縮器34濃縮過後的燃料均勻地再次分散於流路剖面的情況。

又，在實施例1，在比燃料濃縮器34之徑擴大部34a的下游端C2還靠下游側，混合流體於燃料噴嘴21之中心軸方向的速度會逐漸降低。於是，認為燃料粒子會比位置Rp還要稍微偏上游側到達噴嘴的內周壁。於是，流路區隔構件36的上游端S1，以設定在比位置Rp還下游側為佳，但並不限定於此，亦可為與位置Rp相同的位置，或是稍微偏上游側的位置。 　　但是，若將流路區隔構件36之上游端S1的位置，設定得過於偏上游側的話，會成為朝向徑方向外側流動之燃料粒子的阻礙。因此，在實施例1，是將流路區隔構件36的上游端S1設定在：比燃料濃縮器34之最大徑部34b的下游端部C3還靠下游側，亦即，不與朝向徑方向外側流動之燃料粒子的流線(延長線41)重疊的區域。

若流路區隔構件36之上游端S1的位置，對於位置Rp太靠下游側的話，當燃料粒子暫時被燃料濃縮器34濃縮至燃料噴嘴21的內周壁側，可成為燃料濃度從燃料噴嘴21的中心軸側朝向徑方向外側變高之濃度分布的混合流體時，燃料粒子會在內壁反射而再次朝向噴嘴中心軸側等，而有著濃度分布變薄的問題。 　　且，例如，若比混合流體的流速在燃料噴嘴21內的全剖面中降低到底的燃料濃縮器34之徑縮小部34c的下游端C4還靠下游側的話，流路區隔構件36之外側流路24a之混合流體的流速，是在上游端S1到下游端S2之間進一步降低，結果會使流速過於降低而使燃料粒子附著、堆積的可能性變高。

此外，流路區隔構件36，為了發揮其原本的功能，必須要有一定程度的長度。於是，為了確保流路區隔構件36的長度，下游端S2的位置，是靠近燃料噴嘴21的開口端(噴燃器軸方向位置)fs乃至噴燃器開口面(開口端位置)ne。在此，若流路區隔構件36的上游端S1對於位置Rp配置得太靠下游側的話，有著燃料噴嘴21、固體燃料噴燃器7全體的軸方向長度過長的問題。這時，會導致固體燃料噴燃器7的大型(長條)化，就成本上升，與其他機器、爐外構造物之間有所干涉，而因此使設置場所受到限制，故不佳。 　　於是，在實施例1，流路區隔構件36的上游端S1，是至少設定在比燃料濃縮器34之徑縮小部34c的下游端C4還上游側。

且，實施例1的流路區隔構件36，是以下游端S2之混合流體的流速比上游端S1的流速還要降低的方式，成為使下游端S2之外側流路24a的剖面積比上游端S1之外側流路24a的剖面積還要擴大的部分圓錐形狀。只要為這種傾斜形狀的話，比起沿著軸方向之筒狀的情況，固體燃料粒子容易沿著傾斜面來移動，而不易堆積在上表面。

此外，實施例1的流路區隔構件36，是從燃料噴嘴21的內周壁側藉由支撐構件37來支撐。假設若從中心軸(點火噴燃器32)側來支撐流路區隔構件36的話，在點火噴燃器32及／或燃料濃縮器34的維護檢點等之際，從衝突板32a和衝突板突緣21a分離而往爐外拉出之際，若不將流路區隔構件36和支撐構件37分開則無法通過文氏管33。亦即，有著維護檢點作業之作業性降低的問題。相對於此，在實施例1，流路區隔構件36是從燃料噴嘴21的內周壁側來被支撐，而容易進行點火噴燃器32及／或燃料濃縮器34的維護、檢點。

且，在實施例1，是將流路區隔構件36與支撐構件37(及燃料濃縮器34)，設置在：從燃料噴嘴21的火爐22側開口端部fs乃至固體燃料噴燃器7的火爐22壁面開口部ne空出距離靠向燃料噴嘴21內之流體流動方向上游側，亦即火爐22的外側。更具體來說，如圖2所示般，在從燃料噴嘴21的火爐側開口端部fs起算，以燃料噴嘴21之火爐側開口端部fs之內徑D1的1／4以上，或在從固體燃料噴燃器7的火爐壁面開口部ne起算，以內徑D1的1／2以上來分開的位置，設定流路區隔構件36之下游端S2的位置。

於是，能減輕流路區隔構件36等受到來自火爐(爐內)22的輻射而成為高溫，導致因熱而直接受到損傷的情況。且，即使是燃料粒子特別附著、堆積在流路區隔構件36的上表面等的情況亦可減輕發火的風險，或是減輕即使沒有附著堆積，只是因滯留傾向而在燃料噴嘴21內著火的風險，可容易使著火區域位在燃燒穩定器31的下游側。 　　又，若流路區隔構件36的下游端S2，過於遠離各位置fs、ne的話，流路區隔構件36之流速減低後的區間會變長。若流速減低後的區間變長的話，燃料粒子附著堆積在燃料噴嘴21之壁面的可能性會變高，或是有著燃料噴嘴21長條化導致固體燃料噴燃器7大型化的問題。於是，現實來說，從位置ne到流路區隔構件36之下游端S2為止的距離，以內徑D1的2倍左右為止為佳。

且，在實施例1，燃料濃縮器34的上游端C1，是設定在文氏管33的徑擴大部33c(V3～V4之間)。特別是，燃料濃縮器34之徑擴大部34a的下游端C2，是配置在比文氏管33之徑擴大部33c的下游端V4還靠上游側。 　　在此，對於混合流體的流速F，若從上游側觀看F的話，首先在文氏管33的上游端V1為F0，但在徑縮小部33a逐漸加速，在最小徑部33b加速到最快之後，在徑擴大部33c，隨著燃料噴嘴21之軸方向剖面積的增大而逐漸減速。 　　從燃料濃縮器34的上游端C1到徑擴大部34a的下游端C2，燃料噴嘴21之軸方向剖面積的增大程度雖會變小，但還是會減速。

且，在實施例1，在燃料濃縮器34之徑擴大部34a之下游端C2的軸方向剖面積，是設定成增大至在文氏管之徑擴大部33c之上游端V3之軸方向剖面積的2倍左右。 　　而且，若使燃料濃縮器34之徑擴大部34a的下游端C2，設定成與文氏管33的下游端V4相同或靠上游側的話，流速F，在從位置V3到V4為止之減速的傾向會持續，不會轉為加速。而且，從文氏管33的下游端V4，到燃料濃縮器34之最大徑部34b的下游端C3為止之間，流速F為一定，且在下游端C3以後，隨著徑縮小部34c之外徑的縮小而使流速F進一步減速。

假使，使燃料濃縮器34的上游端C1設定在比文氏管33的下游端V4還靠下游側的情況(專利文獻1的情況)，到文氏管33的下游端V4為止為減速的流速F，在燃料濃縮器34之徑擴大部34a的上游端C1到下游端C2之間會轉為加速。使在文氏管33的徑擴大部33c暫時減速的燃料粒子再次加速，也就是說，使流路剖面積的輪廓(從上游側朝向下游側之流路剖面積的變化)成為形成有脈動般的流動的話，會產生流速F過於降低的區域，有著燃料粒子堆積、滯留的疑慮。就設計數值上也是，於文氏管33的下游端V4，在燃料噴嘴21的中心軸側不存在燃料濃縮器34的案例，流速F會過於降低，而成為有燃料粒子堆積、滯留之疑慮的區域。

相對於此，在實施例1，燃料濃縮器34的上游端C1，是設定在文氏管33的徑擴大部33c(V3～V4之間)。於是，文氏管33之徑擴大部33c的上游端V3以後，到流路區隔構件36的上游端S1為止，不會發生脈動般的流動，流速F，不會陷入至有燃料粒子堆積、滯留之疑慮的低流速區域，能平滑地減速。藉此，在實施例1的固體燃料噴燃器7，燃料噴嘴21的內部，是以流速F不會從文氏管33之徑擴大部33c的上游端V3朝向下游端(開口部fs、ne)增大(為單調減少或相同)的方式，將剖面積設定成單調增加或相同(不減少)。

圖2～圖4中，實施例1的支撐構件37，是形成為往徑方向延伸之放射狀的板狀，對於混合流體成為盡量不會妨礙其流動的形態。又，在實施例1，支撐構件37，雖然是使用長度方向的長度與流路區隔構件36相同長度之1片的板狀構件，但並不限定於此，板亦可分為複數，亦可為棒狀的構件。

在此，於專利文獻1揭示出，障害物(14)是對於混合流體的流動，設置楔形之立體的構造物之例子。若如專利文獻1所記載的構造般，對於混合流體的流動方向，使圓周方向的流路在成為最窄之後聯繫於障害物(14)之中斷的空間，而成為使流路一口氣擴大的形態的話，會朝向該障害物(14)之往火爐的開口部所面對的壁面乃至空間，發生混合流體逆流的渦流。該面狀的部位是受到來自火爐的輻射而成為高溫，故必須考慮耐熱性高的構件之使用、覆蓋等的對策。因前述的渦流發生而有著燃料粒子附著、成長乃至滯留的可能性。

相對於此，在實施例1的支撐構件37，形成為厚度方向與火爐22相對的板狀，在從燃料噴嘴21的開口面側觀看的情況時，是配置成複數個板狀的支撐構件37成為線狀。藉此，與專利文獻1所記載的構造相比之下，難以發生混合流體逆流的渦流，可抑制燃料粒子附著、成長乃至滯留的情況。且，受到來自火爐22的輻射而成為高溫之情況的對策亦較少即可，有經濟性。 　　且，實施例1的支撐構件37，是配置在不與燃燒穩定器31的內周側突起31a重疊的位置，與重疊的情況相比之下，降低混合氣體之流動的抵抗。

且，在實施例1，關於燃料噴嘴(1次噴嘴)21的內徑，開口部(下游端)的內徑D1(除了燃燒穩定器31的內周側突起31a)，是設定成比文氏管33之上游端V1的內徑D2還大。為了在燃料噴嘴21的上游側(燃料搬送管)防止燃料粒子附著堆積在流路內部，必須將混合流體的流速保持在高到某種程度，相對於此，就點火性、穩燃性的觀點來看，有必要在燃料噴嘴(1次噴嘴)21的開口部使流速充分降低。因此，在實施例1，是使下游端的內徑D1設定成比文氏管33之上游端V1的內徑D2還大。

圖5是本發明之實施例之其他形態的說明圖，圖5(A)是對應圖2的圖，圖5(B)是對應圖3的圖，圖5(C)是對應圖4的圖。 　　取代圖2～圖4所示之支撐構件37的形態，圖5所示的支撐構件37’，是具有：以使燃料噴嘴21之圓周方向的流路寬度隨著往下游側而變窄的方式，而使支撐構件37’的寬度形成為較大的上游部37a’；在到達最大寬度(位置Sm)之後，以隨著往下游側而使流路寬度逐漸擴大的方式，而使支撐構件37’的寬度形成為較小的下游部37b’。於是，支撐構件37’，是如圖5(C)所示般，使徑方向剖面形成菱形狀，但並不限定於此，亦可對於流動在燃料噴嘴21內的混合流體成為流線型等的形態。 　　又，前述之最大寬度部的寬度沒有必要在噴嘴徑方向成為固定，從噴嘴開口所觀看之支撐構件37’的剖面形狀亦可為大致梯形形狀。 　　在圖5之形態的支撐構件37’，與圖2～圖4所示的情況相比之下，使燃料噴嘴21之圓周方向的燃料濃縮功能提升，並與專利文獻1不同，具有使流路寬度逐漸縮小的下游部37b’故難以發生渦流，而抑制燃料粒子的附著、成長乃至滯留。

圖6是具備本發明之固體燃料噴燃器的鍋爐(燃燒裝置)的說明圖，圖6(A)是罐(鍋爐)前後各3層的固體燃料噴燃器之中在罐前側及罐後側的最上層使用生質燃料之設置本發明之固體燃料噴燃器之情況的說明圖，圖6(B)及圖6(D)是在罐前側的最上層使用生質燃料之設置本發明之固體燃料噴燃器之情況的說明圖，圖6(C)及圖6(E)是在罐後側的最上層使用生質燃料之設置本發明之固體燃料噴燃器之情況的說明圖。 　　在圖6(A)所示的形態，固體燃料噴燃器7之中，是對最上層的固體燃料噴燃器7，供給生質燃料。另一方面，對中層與下層的固體燃料噴燃器7’，供給固體燃料之一例的煤炭。煤炭，是使收容在倉4’者以磨碎機5’粉碎而成為煤粉，並供給至中層與下層的固體燃料噴燃器7’。又，在各層，固體燃料噴燃器7，是沿著燃燒裝置1的爐寬度方向來複數設置。 　　固體燃料噴燃器7’的形態，亦可不一定要為上述之本發明的固體燃料噴燃器。

如圖1所示般，使用生質燃料的情況，有著粒子徑較大的生質燃料未著火就落至爐底的情況。若未著火的生質燃料累積在爐底的話，有著必須提高保養的頻率，或是燃料的浪費變多的問題。 　　對於該等，在圖6(A)所示的形態，是僅在最上層的固體燃料噴燃器7使用生質燃料。於是，即使在最上層的固體燃料噴燃器7發生有未著火的生質燃料，在掉落至爐底的期間，亦容易被中層與下層的固體燃料噴燃器7’點火而燒掉。特別是，鍋爐6中，在設置有固體燃料噴燃器7、7’的區域，是越上方越容易成為高溫。於是，若在最上層的固體燃料噴燃器7使用生質燃料的話，相較於在下層的固體燃料噴燃器使用生質燃料的情況，難以發生未著火的生質燃料。藉此，在圖6A所示的形態，難以使未著火的生質燃料落至爐底，可抑制燃料的浪費等。

且，亦可使在罐前側及罐後側各具備3層固體燃料噴燃器之既有的燃燒裝置1中，僅將最上層的固體燃料噴燃器7變更成使用生質燃料。於是，可容易將既有之僅使用煤炭的燃燒裝置1，轉換成使用生質燃料的燃燒裝置1。 　　此外，如圖6(B)、圖6(C)所示般，即使是固體燃料噴燃器7、7’的層數在罐前後不同的構造(或是，雖然具備相同層數，但有1個停止的構造)，亦可變更成只有在罐前側或罐後側之最上層的1個固體燃料噴燃器7使用生質燃料。

又，圖1、圖6中，雖示例出在上下方向具備3層固體燃料噴燃器7、7’的構造，但並不限定於此。亦可為2層或4層以上的構造。 　　此時，使用生質燃料的固體燃料噴燃器7，是以最上層為佳，但並不限定於此。亦可為最上層與中層的2層以上。 　　且，例如，像圖6(D)、圖6(E)那般在最上層，於一方的固體燃料噴燃器7使用生質燃料，於另一方的固體燃料噴燃器7’使用煤粉的構造亦可。亦即，亦可為讓使用生質燃料的固體燃料噴燃器7、使用煤粉的固體燃料噴燃器7’相對向的構造。

以上，雖詳述本發明的實施例，但本發明，並不限定於前述實施例，只要在申請專利範圍所記載之本發明的主旨的範圍內，可進行各種的變更。 　　例如，雖示例了出具有最小徑部33b或最大徑部34b的構造，但亦可為不具有的構造。 　　且，雖示例了具有2次燃燒用氣體噴嘴26與3次燃燒用氣體噴嘴27之2段燃燒用氣體噴嘴26、27的構造，但並不限定於此，燃燒用氣體噴嘴亦可為1段或3段以上。

1‧‧‧燃燒裝置

4、4’‧‧‧燃料倉

5、5’‧‧‧粉碎機

7、7’‧‧‧固體燃料噴燃器

8‧‧‧燃料配管

21‧‧‧燃料噴嘴

22‧‧‧火爐

24‧‧‧混合流體的流路

24a‧‧‧外側流路

26、27‧‧‧燃燒用氣體噴嘴

33‧‧‧文氏管

33a‧‧‧縮小部

33c‧‧‧擴大部

34‧‧‧燃料濃縮器

36‧‧‧流路區隔構件

37、37’‧‧‧支撐構件

C1‧‧‧燃料濃縮器的上游端

D1‧‧‧燃料噴嘴內徑

ne‧‧‧固體燃料噴燃器之火爐側的開口端部

S2‧‧‧流路區隔構件的下游端部

V3‧‧‧文氏管之擴大部的上游端

V4‧‧‧文氏管之擴大部的下游端

圖1是本發明之實施例1之燃燒系統的全體說明圖。 　　圖2是實施例1之固體燃料噴燃器的說明圖。 　　圖3是從圖2之箭頭III方向觀看的圖。 　　圖4是實施例1之流路區隔構件的說明圖，圖4(A)是側視圖，圖4(B)是圖4(A)的IVB-IVB線剖面圖。 　　圖5是本發明之實施例之其他形態的說明圖，圖5(A)是對應圖2的圖，圖5(B)是對應圖3的圖，圖5(C)是對應圖4的圖。 　　圖6是具備本發明之固體燃料噴燃器的鍋爐(燃燒裝置)的說明圖，圖6(A)是罐(鍋爐)前後各3層的固體燃料噴燃器之中在罐前側及罐後側的最上層使用生質燃料之設置本發明之固體燃料噴燃器之情況的說明圖，圖6(B)及圖6(D)是在罐前側的最上層使用生質燃料之設置本發明之固體燃料噴燃器之情況的說明圖，圖6(C)及圖6(E)是在罐後側的最上層使用生質燃料之設置本發明之固體燃料噴燃器之情況的說明圖。

Claims (7)

1. 一種固體燃料噴燃器， 　　燃料噴嘴，其流動有固體燃料和該搬送氣體的混合流體，且朝向火爐開口； 　　燃燒用氣體噴嘴，其配置在前述燃料噴嘴的外周側，且噴出燃燒用氣體； 　　文氏管，其設在前述燃料噴嘴，且將前述燃料噴嘴內之前述混合流體的流路朝向流路剖面的中心來限縮； 　　燃料濃縮器，其設在前述燃料噴嘴的前述中心側，且對前述混合流體賦予從前述燃料噴嘴的中心遠離之方向的速度成分；以及 　　流路區隔構件，其將前述燃料噴嘴的流路，區隔成在流路剖面的內側與外側， 　　其特徵為， 　　前述流路區隔構件，具有：外側流路的剖面積是下游端比上游端還擴大的形狀， 　　前述文氏管，至少具有：使前述混合流體的流路的剖面積隨著往下游側而變小的縮小部、配置在前述縮小部的下游側且使前述混合流體的流路的剖面積隨著往下游側而變大的擴大部， 　　將前述燃料濃縮器的上游端，設在前述文氏管之前述擴大部的上游端到下游端之間。
2. 如請求項1所記載之固體燃料噴燃器，其中， 　　沿著前述混合流體之流動方向，使前述流路區隔構件的下游端部與前述固體燃料噴燃器之火爐側的開口端部之間的距離，設定成前述燃料噴嘴內徑的1／2到2倍的範圍。
3. 如請求項1所記載之固體燃料噴燃器，其具備： 　　從前述燃料噴嘴的內壁側藉由支撐構件來支撐的前述流路區隔構件。
4. 如請求項3所記載之固體燃料噴燃器，其中， 　　前述支撐構件，在從前述燃料噴嘴的開口面側觀看的情況，是配置成使複數個板狀的構件成為線狀。
5. 如請求項3所記載之固體燃料噴燃器，其中， 　　前述支撐構件，是以使前述燃料噴嘴圓周方向的流路寬度隨著往下游側而變窄的方式來使寬度形成為較大，在達到最大寬度之後，以隨著往下游側而使流路寬度逐漸擴大的方式來使寬度形成為較小。
6. 一種燃燒裝置，是在火爐之側壁面的上下方向具備複數層，且在各層於爐寬方向具備複數個噴燃器，其特徵為， 　　具備至少1個以上之請求項1所記載的固體燃料噴燃器。
7. 如請求項6所記載之燃燒裝置，其中，至少在最上層具備1個以上之請求項1所述的固體燃料噴燃器。