(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粉炭と搬送空気との混合気をバーナに導く微粉炭ノズル管と、同微粉炭ノズル管の先端部近傍に揺動可能に配設された微粉炭ノズルとを備えた微粉炭バーナにおいて、前記微粉炭ノズル管内に微粉炭濃度調節体を装着するとともに、前記微粉炭ノズル管の先端部に微粉炭分流板を設け、前記微粉炭ノズル内に微粉炭案内板を設けたことを特徴とする微粉炭バーナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電用あるいは工場用等のために蒸気発生を行う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について図２及び図３によって説明する。
図２は従来の微粉炭焚きボイラの構造例を示し、図３はそこに用いられている微粉炭バーナの構造を示している。これらの図において、１４はボイラの火炉壁を示し、その内部に火炉１３が形成されている。火炉壁１４には、微粉炭バーナが取付けられている。
【０００３】
０１はバーナ風箱を示し、０２は燃料用空気コンパートメント、０３は補助空気コンパートメントである。
０４は微粉炭ノズルで、そのまわりに補助空気ノズル０５が配置されている。微粉炭ノズル０４には微粉炭ノズル管０６が連絡されている。
【０００４】
微粉炭ノズル管０６には、微粉炭混合気が供給される微粉炭混合気輸送管０７が連通されている。０８は燃料用空気ダクトであり、燃焼用空気１０が供給される。
火炉１３の上部には蒸発管１５が配設されている。
【０００５】
微粉炭バーナは、微粉炭ノズル０４と補助空気ノズル０５を有している。
１９はノズル操作桿を示しており、また、微粉炭ノズル管０６内には微粉炭濃度調節体２０が配置されている。
【０００６】
以上の構造をもつ図２、図３の微粉炭焚きボイラにおいて、図示されてない石炭粉砕設備に送り込まれた石炭は微粉化され、同時に送り込まれた搬送用空気（温風）と混合して微粉炭混合気０９を形成し、微粉炭混合気輸送管０７を通してバーナ風箱０１に装着された微粉炭ノズル管０６へ送り込まれ、微粉炭ノズル０４から火炉１３内へ吹込まれる。
【０００７】
一方、燃焼用空気１０は図示されてない送風設備から燃焼用空気ダクト０８を通してバーナ風箱０１へ送り込まれる。
バーナ風箱０１内は３段に仕切られ、中心部が燃料用空気コンパートメント０２、その上下段が補助空気コンパートメント０３である。
【０００８】
バーナ風箱０１へ送り込まれて来た燃焼用空気１０はバーナ風箱０１内で燃料用空気コンパートメント０２に送り込まれる主燃焼用空気１１と補助空気コンパートメント０３に送り込まれる補助空気１２に分流される。
【０００９】
燃料用空気コンパートメント０２にはその出口部に微粉炭ノズル０４が装着されている。微粉炭ノズル０４はその中心部に微粉炭混合気０９の噴出孔が、当該噴出孔の外周囲には主燃焼用空気１１の噴出孔が設けられている。
【００１０】
微粉炭混合気０９の噴出孔にはバーナ風箱０１外部の微粉炭混合気輸送管０７と連絡した微粉炭ノズル管０６から微粉炭混合気０９が導かれる。微粉炭ノズル管０６内には微粉炭濃度調節体２０が装着されている。
【００１１】
微粉炭濃度調節体２０中央部には混合気通路２１が設けられている。また微粉炭濃度調節体２０の外形は上流側径が小さく、略々真中程で最大径となってそのまま未端まで平行なものと細まりながら未端に達するものがある。
【００１２】
微粉炭ノズル管０６内に送り込まれて来た微粉炭混合気０９は、混合気通路２１からと、微粉炭濃度調節体２０の外表面と微粉炭ノズル管０６の内壁面との間に形成される縮流通路２２から微粉炭ノズル０４へ送り込まれ、微粉炭混合気０９の噴出孔から火炉１３内へ吹込まれる。
【００１３】
微粉炭混合気０９は縮流通路２２を通過する際に、慣性力によって微粉炭が微粉炭ノズル管０６内壁側へ集中されるので微粉炭混合気０９の噴出孔出口部では微粉炭混合気０９表面側での微粉炭濃度が濃くなり内部側が淡くなる。その結果、微粉炭混合気０９の表面側で火炉１３内からの輻射熱を受けて微粉炭中の揮発分発生が大となり着火しやすくなる。
【００１４】
燃料用空気コンパートメント０２に送り込まれて来た主燃焼用空気１１は微粉炭ノズル０４の主燃焼用空気１１の噴出孔から火炉１３内へ吹込まれる。
【００１５】
補助空気コンパートメント０３にはその出口部に補助空気ノズル０５が装着されており、送り込まれて来た補助空気１２は補助空気ノズル０５から火炉１３内へ吹込まれる。
【００１６】
火炉１３内へ吹込まれた微粉炭混合気０９は図示されてない着火源によって着火し、微粉炭火炎１６を形成して主燃焼用空気１１及び補助空気１２により燃焼を継続しながら燃焼ガス１７として火炉１３内を上昇するが蒸発管１５群入口では略々燃焼を完結する。
【００１７】
微粉炭の燃焼によって発生した燃焼ガス１７は伝熱面を構成する火炉壁１４において吸熱され、火炉１３内を上昇するに伴って減温する。
【００１８】
微粉炭ノズル０４及び補助空気ノズル０５は各コンパートメント０２，０３の壁面にノズル駆動用軸１８によって上下に回動可能に支持されており、更に両ノズル０４，０５にはノズル操作桿１９が取付けられていてバーナ風箱０１の外部からノズル操作桿１９を操作することによって微粉炭ノズル０４及び補助空気ノズル０５はノズル駆動用軸１８を支点として夫々の噴出孔が上下方向を向くよう調節される。
【００１９】
このように従来の微粉炭バーナでは、蒸発管１５群入口における燃焼ガス１７温度を高める必要が生じた場合は各ノズル０４，０５の噴出孔を上方に向けて燃焼領域を高くし、逆に減温する必要がある場合は各ノズル０４，０５の噴出孔を下方に向ける。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
このような微粉炭ノズル０４の上下回動操作を行った場合、微粉炭ノズル管０６内で形成された微粉炭混合気０９の表面側の微粉炭濃度が高く内部側を淡くした微粉炭濃度分布が微粉炭ノズル０４内で崩れるため、微粉炭火炎１６の着火安定性が阻害されるといった欠点を有していた。
【００２１】
本発明は、微粉炭と搬送空気との混合気をバーナに導く微粉炭ノズル管の先端部近傍に、微粉炭ノズルを揺動可能に設けた微粉炭バーナにおいて、その微粉炭ノズルを上下方向に傾斜させても、微粉炭ノズル管内に形成された微粉炭濃度分布が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。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、微粉炭と搬送空気との混合気をバーナに導く微粉炭ノズル管と、同微粉炭ノズル管の先端部近傍に揺動可能に配設された微粉炭ノズルとを備えた微粉炭バーナにおける前記した課題を解決するため、その微粉炭ノズル管内に微粉炭濃度調節体を装着するとともに、微粉炭ノズル管の先端部に微粉炭分流板を設け、更に前記微粉炭ノズル内に微粉炭案内板を設けた微粉炭バーナを提供する。
【００２３】
本発明の微粉炭バーナによれば、微粉炭ノズル管内の微粉炭濃度調節体によってその出口で微粉炭混合気の表面側を濃微粉炭濃度に、内部側を淡微粉炭濃度になるよう形成した微粉炭混合気の濃度分布を、微粉炭ノズルを上下方向に傾斜させても、微粉炭分流板と微粉炭案内板とによって常に微粉炭ノズル出口において殆んど変らぬ状態に保持出来るのである。
【００２４】
このように、本発明の微粉炭バーナによれば、微粉炭ノズルを揺動させても所定の微粉炭濃度分布が崩れることなく、安定した着火性をもち、常に優れた微粉炭火炎が形成可能である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による微粉炭バーナを、図１に示した実施の形態に基づいて具体的に説明する。
【００２６】
図１は、図２及び図３に示したバーナ風箱の燃料用空気コンパートメント０２内に装着する微粉炭ノズル管及び微粉炭ノズルの部分のみを示している。その他の部分の構成は従来の微粉炭バーナと実質同じ構造と作用を有している。
【００２７】
図１において、１０１はバーナ風箱、１０２は燃料用空気コンパートメント、１０３は補助空気コンパートメントを示している。１０４は微粉炭ノズルでノズル駆動用軸１１８で上下に回動可能に取付けられている。１０６は微粉炭ノズル管で微粉炭混合気１０９を導く。
１１１は主燃焼用空気、１１３は火炉を示している。１１９はノズル操作桿、１２０は微粉炭濃度調節体である。
【００２８】
図１に示した微粉炭バーナにおいて図示されてない石炭粉砕設備から送り込まれて来た微粉炭混合気１０９は微粉炭ノズル管１０６から微粉炭ノズル１０４へ送り込まれる。
【００２９】
微粉炭ノズル１０４には、その中心部に微粉炭混合気１０９の噴出孔が、当該噴出孔の外周囲に主燃焼用空気１１１の噴出孔が設けられている。
【００３０】
微粉炭濃度調節体１２０は、その中央部に混合気通路１２１が開口されている。また微粉炭濃度調節体１２０の外形は、上流側径が小さく、略々真中程で最大径となってそのまま未端まで平行なものと細まりながら未端に達するものがある。微粉炭濃度調節体１２０の外表面と微粉炭ノズル管１０６の内壁面との間には縮流通路１２２が形成されている。
【００３１】
図１において、１２３は、微粉炭分流板を示し、微粉炭ノズル管１０６の先端部に設けられている。
１２４は微粉炭案内板を示し、微粉炭ノズル１０４内に取付けられている。
【００３２】
この実施の形態による微粉炭バーナにおいて図示されてない石炭粉砕設備から送り込まれて来た微粉炭混合気１０９は微粉炭ノズル管１０６に達する。
【００３３】
微粉炭ノズル管１０６内には微粉炭濃度調節体１２０が設けられており、その出口側（後流）に微粉炭ノズル管１０６内を上，中，下の３段に分割するようにして微粉炭分流板１２３が微粉炭ノズル管１０６出口部迄伸びて装着されている。
【００３４】
微粉炭ノズル管１０６の出口部には微粉炭ノズル１０４が設けられていて微粉炭ノズル管１０６へ送り込まれて来た微粉炭混合気１０９を火炉１１３内へ吹込んで燃焼させる。微粉炭ノズル１０４内には微粉炭ノズル管１０６内の微粉炭分流板１２３と連絡するようにして微粉炭案内板１２４が装着されている。
【００３５】
なお、微粉炭案内板１２４と微粉炭分流板１２３の関係位置は微粉炭ノズル１０４が上下方向に作動しても常に連絡するよう配置されている。
【００３６】
微粉炭ノズル管１０６に送り込まれて来た微粉炭混合気１０９は微粉炭濃度調節体１２０の外表面と微粉炭ノズル管１０６の内壁面とによって形成された縮流通路１２２を通過する際に慣性力によって微粉炭が微粉炭ノズル管１０６内壁側へ集中されるので、微粉炭濃度調節体１２０出口側では微粉炭混合気１０９の表面側が濃微粉炭混合気１０９ａに、内部側が淡微粉炭混合気１０９ｂとなっている。
【００３７】
濃微粉炭混合気１０９ａは、微粉炭濃度調節体１２０の出口側に設けられた微粉炭分流板１２３によって上，中，下の３段に分割された微粉炭ノズル管１０６内の上段及び下段通路から、また、淡微粉炭混合気１０９ｂは中段通路から微粉炭ノズル１０４へ送り込まれる。
【００３８】
微粉炭ノズル１０４へ送り込まれた濃淡両微粉炭混合気１０９ａ，１０９ｂは微粉炭ノズル１０４内へ装着された微粉炭案内板１２４によって微粉炭ノズル管１０６出口部での微粉炭濃度分布を保持したまま、微粉炭ノズル１０４から火炉１１３内へ吹込まれて燃焼に供される。
【００３９】
また、微粉炭ノズル１０４を上下方向にノズル駆動用軸１１８のまわりに回動させた場合でも微粉炭分流板１２３と微粉炭案内板１２４によって微粉炭ノズル１０４出口部における微粉炭濃度分布を、微粉炭ノズル管１０６出口部のままの状態に保持出来るので常に着火安定性に優れた微粉炭火炎１１６の形成が可能となる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明により微粉炭ノズル管内に微粉炭濃度調節体を装着するとともに、微粉炭ノズル管先端部に微粉炭分流板を設け、更に微粉炭ノズル内に微粉炭案内板を設けた構成としているので、その微粉炭分流板で微粉炭ノズル管内を多数に分割し、その分割通路を微粉炭ノズル内の微粉炭案内板が継続し、微粉炭ノズル管出口における微粉炭濃度分布（表面側が濃く、内部側が薄い）が常に微粉炭ノズル出口部迄保持される。
【００４１】
以上のようにして本発明の微粉炭バーナによれば、微粉炭ノズル出口において常に所望の微粉炭濃度分布を維持できるので、安定した着火性と優れた燃焼火炎形成を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の一形態による微粉炭バーナにおける微粉炭ノズル及び微粉炭ノズル管の構造を示す縦断面図。
【図２】  従来の微粉炭焚きボイラの構造を示す説明図。
【図３】  図２の微粉炭焚きボイラに用いられている微粉炭バーナの例を示す縦断面図。
【符号の説明】
０１        バーナ風箱
０２        燃料用空気コンパートメント
０３        補助空気コンパートメント
０４        微粉炭ノズル
０５        補助空気ノズル
０６        微粉炭ノズル管
０７        微粉炭混合気輸送管
０８        燃焼用空気ダクト
０９        微粉炭混合気
１０        燃焼用空気
１１        主燃焼用空気
１２        補助空気
１３        火炉
１４        火炉壁
１５        蒸発管
１６        微粉炭火炎
１７        燃焼ガス
１８        ノズル駆動用軸
１９        ノズル操作桿
２０        微粉炭濃度調節体
２１        混合気通路
２２        縮流通路
１０１      バーナ風箱
１０２      燃焼用空気コンパートメント
１０４      微粉炭ノズル
１０６      微粉炭ノズル管
１０９      微粉炭混合気
１０９ａ    濃微粉炭混合気
１０９ｂ    淡微粉炭混合気
１１１      主燃焼用空気
１１２      補助空気
１１３      火炉
１１８      ノズル駆動用軸
１１９      ノズル操作桿
１２０      微粉炭濃度調節体
１２１      混合気通路
１２２      縮流通路
１２３      微粉炭分流板
１２４      微粉炭案内板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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