(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭が搬送される燃料管が内設された風箱と、その先端部に配置されたバーナノズルとで構成された石炭焚燃焼装置であって、同バーナノズルは、内側に前記燃料管と連通した一次側通路、外側に前記風箱と連通した二次側通路が形成され、前記一次側通路が上下２つに分岐されるとともに、その間に前記二次側通路と連通された空間が形成されているものにおいて、前記一次側通路間の前記空間内に、幅方向の中央部が両端部に比べてバーナ軸方向に長い形状をもつ剥離防止構造物を配置して前記空間内の上流側を閉塞したことを特徴とする石炭焚燃焼装置。
【請求項２】
石炭が搬送される燃料管が内設された風箱と、その先端部に配置されたバーナノズルとで構成された石炭焚燃焼装置であって、同バーナノズルは、内側に前記燃料管と連通した一次側通路、外側に前記風箱と連通した二次側通路が形成され、前記一次側通路が上下２つに分岐されるとともに、その間に前記二次側通路と連通された空間が形成されているものにおいて、一端が前記二次側通路内にあり、中間が同二次側通路内でノズル中央方向に向かって折れ曲がり、他端が前記一次側通路間の前記空間内にあって同二次側通路からの空気を前記空間に導く案内板を設置したことを特徴とする石炭焚燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電用ボイラ等に適用される石炭焚燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の石炭焚燃焼装置の一例を図７、図８に示してある。この燃焼装置は、風箱１、燃料管２、及びバーナノズル３によって構成されている。バーナノズル３には、隔壁４によって内側の一次側通路５と、外側の二次側通路６とが形成されている。一次側通路５は、中央を空間７によってさらに上下に分岐されていて、その空間７は前記した二次側通路６と連通している。
【０００３】
図７、図８に示した石炭焚燃焼装置は前記した構成を有しており、微粉炭燃料と搬送空気の混合物９は燃料管２から供給され、燃焼用空気１０は風箱１と燃料管２の間からバーナノズル３へ流入する。燃料と搬送空気の混合物９はバーナノズル３の一次側通路５を通る流れ１１、燃焼用空気１０はバーナノズル３の二次側通路６を通る流れ１２をそれぞれ形成し、火炉８へ流れた後、燃料が燃焼する。
【０００４】
燃焼用空気がバーナノズル３の二次側通路６を通る流れ１２の一部は空間７を通る燃焼用空気の流れ１３となる。この流れ１３により、空間７内には図８に示すように旋回流れ１４が生じる。この旋回流れ１４の影響により空間７と火炉８の間の中央部では、その周囲よりも圧力が低い領域が生じ、一次側通路５を通る燃料と搬送空気の混合物が一次側通路を通る流れ１１の一部が図７に示すように逆流する流れ１５となり、空間７内に燃料が逆流する。
このように燃焼装置内に燃料が滞留すると、高温の火炉８からの輻射熱により燃料が燃焼するため、バーナノズル３がその熱により変形する可能性がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記したように内側に燃料管と連通した一次側通路、外側に風箱と連通した二次側通路が形成され、その一次側通路が上下２つに分岐されるとともにその間に前記二次側通路と連通された空間が形成されている石炭焚燃焼装置において、前記空間に燃料が流入するのを抑制可能に構成した石炭焚燃焼装置を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、上下２つに分岐された一次側通路の間に形成された空間内に、幅方向の中央部が両端部に比べてバーナ軸方向に長い形状をもつ剥離防止構造物を配置して前記空間内の上流側を閉塞した構成の石炭焚燃焼装置を提供する。
【０００７】
本発明による石炭焚燃焼装置では、上下２つに分岐された一次側通路の間の空間に対し前記した構成、即ち幅方向の中央部が両端部に比べてバーナ軸方向に長い形状とした剥離防止構造物により前記空間内の上流側を閉塞して配置してあるので、二次側通路からこの空間へ流入して来る燃焼用空気はこの剥離防止構造物の外形に沿い、前記幅方向の両端部から前記中央部に向けて円滑に流れる。
【０００８】
そのため、この空間に流入する燃焼用空気は流れの剥離が生じないか、もし生じても非常に弱いものとなる。従って、その空間内に一次側通路から燃料と搬送空気の流入が抑制され滞留燃料の燃焼によるバーナノズルの変形等を防ぐことができる。
【０００９】
本発明は、また、前記課題を解決するため、一端が二次側通路内にあり、中間が同二次側通路内でノズル中央方向に向かって折れ曲がり、他端が上下２つに分岐された一次側通路の間に形成された空間内にあって、二次側通路からの空気をその空間に導く案内板を配置した構成をもつ石炭焚燃焼装置を提供する。
【００１０】
このように構成した本発明の石炭焚燃焼装置においては、燃焼用空気は二次側通路から一次側通路間の空間に向けて、前記案内板の一端、中間、他端の順に同案内板に沿って円滑に流れ込むため、その空間から火炉へ速い流速で流出させられ、一次側通路からその空間へ流入しようとする燃料と搬送用空気の逆流が抑制される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による石炭焚燃焼装置について図１〜図６に示した実施の形態に基づいて具体的に説明する。なお、以下の実施の形態において、図７、図８に示した従来の装置と同じ構成の部分には説明を簡単にするため同じ符号を付してある。
【００１２】
（第１実施形態）
まず、図１〜図３に示した第１実施形態による石炭焚燃焼装置について説明する。この第１実施形態による石炭焚燃焼装置は、バーナノズル３が隔壁４により内側の一次側通路５と外側の二次側通路６に分かれている点、さらに内側の一次側通路５を上下に分岐し、その間の空間７が外側の二次側通路６に通じている点は先に説明した従来のものと同じである。
【００１３】
しかしながら、本実施形態の石炭焚燃焼装置では、空間７内には幅方向の中央部がバーナ軸方向に長い形状の剥離防止構造物１６が設置されている。この剥離防止構造物１６の構造は図３に示すようなもので、図２に示した巾Ｌと軸方向の長さＬ１の比は一例としてＬ１＝Ｌ／２である。
【００１４】
このように、本実施形態の石炭焚燃焼装置は、空間７内に剥離防止構造物１６を配設した以外図７、図８に示した装置と同じである。
【００１５】
本実施形態の石炭焚燃焼装置において、燃料と搬送空気の混合物９は燃料管２から、燃焼用空気１０は風箱と燃料管２の間からそれぞれバーナノズル３内に流入し、燃料と搬送空気の混合物９はバーナノズル３の一次側通路５、燃焼用空気１０はバーナノズル３の二次側通路６及び空間７を経て、火炉８へ流れた後、燃料が燃焼する。
【００１６】
風箱１と燃料管２の間から燃焼器内に流入した燃焼用空気は、バーナノズル３の二次側通路６を経て火炉８へ流れるが、その一部は一次側通路５の間の空間７を通る。この時、従来の構成では先に説明したように二次側通路６から空間７を含めたスペースへの急拡大流路となるため、流れが剥離し、空間７内に旋回流れ１４が生じ、その結果空間７の火炉側の開口部の中央部の圧力が周囲より低くなり、燃料と搬送空気の混合物９が火炉８へ流れる一次側通路５を通る流れ１１の一部が空間７内に逆流するようになっていた。
【００１７】
しかしながら、本実施形態の装置では、空間７内に、幅方向中央部のバーナ軸方向の長さが長い剥離防止構造物１６があり、図２に示すようにこの外形に沿って燃焼用空気の流れ１３が流れるため流れの剥離が生じないか非常に弱くなる。その結果、空間７の火炉側の開口部の幅方向中央付近と周囲との圧力差が小さくなり、燃料と搬送空気の混合物９が一次側通路を通る流れ１１が、空間７へ逆流する流れ１５となるのを抑制され、滞留燃料の燃焼によるバーナノズル３の変形を防止することができる。
【００１８】
（第２実施形態）
次に、図４〜図６に示した第２実施形態による石炭焚燃焼装置について説明する。この第２実施形態による石炭焚燃焼装置では、第１実施形態で採用した剥離防止構造物１６を省き、代りに案内板１７を設置している。
【００１９】
すなわち、この案内板１７は、図６に示した形状をしており、一端が二次側通路６にあり、二次側通路６内で折れ曲がり、他端が空間７内にあるように配置される。その他の構成は、第１実施形態による石炭焚燃焼装置と実質同じ構造である。
【００２０】
以上の構造を有するこの第２実施形態による石炭焚燃焼装置においては、燃焼用空気１０は一端が二次側通路６内、他端が空間７内にある形状の案内板１７の内側に沿って空間７内に流れ込むため、空間７の幅方向中央部付近から火炉８へ流出する燃焼用空気の流れ１３の流速が速くなり、第１実施形態の装置と同様に、燃料と搬送用空気の混合物９が一次側通路５を通る流れ１１が空間７へ逆流するのを抑制され、滞留した燃料の燃焼によるバーナノズル３の変形が防止できる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、石炭が搬送される燃料管が内設された風箱と、その先端部に配置されたバーナノズルとで構成された石炭焚燃焼装置であって、同バーナノズルは、内側に前記燃料管と連通した一次側通路、外側に前記風箱と連通した二次側通路が形成され、前記一次側通路が上下２つに分岐されるとともに、その間に前記二次側通路と連通された空間が形成されているものにおいて、前記一次側通路間の前記空間内に、幅方向の中央部が両端部に比べてバーナ軸方向に長い形状をもつ剥離防止構造物を配置して前記空間内の上流側を閉塞した石炭焚燃焼装置を提供する。
【００２２】
この燃焼装置によれば、一次側通路の間にある空間へ二次側通路から流入して来る燃焼用空気はその剥離防止構造物の外形に沿って同剥離防止構造物の幅方向の両端部から中央部に向けて円滑に導かれる。そのため一次側通路からその空間への燃料と搬送空気の流入が抑制される。
【００２３】
また、前記した剥離防止構造物に代えて一端が前記二次側通路内にあり、中間が同二次側通路内でノズル中央方向に向かって折れ曲がり、他端が前記一次側通路間の前記空間内にあって同二次側通路からの空気を前記空間に導く案内板を設置した本発明の石炭焚燃焼装置では、その一次側通路間の空間には案内板に沿って二次側通路から燃焼用空気が円滑に流れ込むのでバーナノズルの中央部付近から火炉内へ流出する燃焼用空気流の速度が速くなり、この空間へ一次側通路から燃料が逆流するのが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による石炭焚燃焼装置の断面図。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図。
【図３】剥離防止構造物の斜視図。
【図４】本発明の第２実施形態による石炭焚燃焼装置の断面図。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図。
【図６】案内板の図面で（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ｂ）図の右側面図。
【図７】従来の石炭焚燃焼装置の断面図。
【図８】図７のVIII−VIII線に沿う断面図。
【符号の説明】
１    風箱
２    燃料管
３    バーナノズル
４    隔壁
５    一次側通路
６    二次側通路
７    空間
８    火炉
９    燃料と搬送空気の混合物
１０  燃焼用空気
１１  一次側通路を通る流れ
１２  二次側通路を通る流れ
１３  燃焼用空気の流れ
１４  旋回流れ
１５  逆流する流れ
１６  剥離防止構造物
１７  案内板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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