(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナへ微粉炭を導く微粉炭管の最終の直管部の内面に螺旋状のライフル板を設け、同ライフル板の螺旋状の曲面は前記微粉炭管内を搬送される微粉炭混合気の螺旋状偏流と逆向きの螺旋面に形成したことを特徴とする微粉炭燃焼器。
【請求項２】
バーナへ微粉炭を導く微粉炭管の最終の直管部の内面に複数のフィンを螺旋状の流線上に配列し、同配列は同フィンの配列で形成する螺旋状の流線が左まわり又は右まわりの何れの方向に対しても対称的に流線が形成されるように配列したことを特徴とする微粉炭燃焼器。
【請求項３】
前記螺旋状のライフル板、または螺旋状の流線上に配列した複数のフィンの下流で微粉炭管のノズル部の上流には、同微粉炭管の中央部に微粉炭の流れを濃淡分離する中子を配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の微粉炭燃焼器。
【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等の自家発電用のボイラに適用する微粉炭燃焼器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のものについて図６に基づいて説明する。図は所定の経路を経て搬送された微粉炭が炉内に噴出されるまでの状況を概略的に示している。
【０００３】
即ち、１次空気と共に微粉炭管内１を搬送されてきた微粉炭は、その先端に設けたバーナから炉内に噴出するが、ここに至る経路において通過する屈曲部２で微粉炭は遠心力により偏流が起きるが，同屈曲部２の直後に配置したキッカ３に当接することによって中央部に戻される。
【０００４】
同微粉炭はその後経路内に配置された中子４により整流され、中央部５が薄く、周辺部６の濃い微粉炭濃度分布を形成し、安定着火と低ＮＯX 燃焼を実現するように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記した様に従来の微粉炭用の燃焼器では、図示省略の石炭粉砕器からバーナまでの微粉炭搬送管は、途中に多くの屈曲部２を有しているので、この屈曲部２においては遠心力により微粉炭管内での濃度分布が生じることになる。
【０００６】
また、この様な屈曲部２を数度の通過することで微粉炭は偏流し、微粉炭管１内には螺旋状の微粉炭高濃度部が形成されるが、この螺旋状の微粉炭偏流が発生する場合においては、流量条件によってはキッカ３の位置に高濃度部がこない場合や、また、中子４通過後も螺旋状の高濃度部が残存し、微粉炭の濃淡整流が行われず、結局、安定着火、低ＮＯX のための微粉炭濃度分布の最適化ができないことがあった。
【０００７】
本発明は従来のものにおけるこのような不具合を解消し、簡便な構成で、微粉炭濃度分布の最適化を図り、安定着火と共に低ＮＯX 化を達成するようにしたものを提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した課題を解決すべくなされたもので、その第１の手段として、バーナへ微粉炭を導く微粉炭管の最終の直管部の内面に螺旋状のライフル板を設け、同ライフル板の螺旋状の曲面は前記微粉炭管内を搬送される微粉炭混合気の螺旋状偏流と逆向きの螺旋面に形成した微粉炭燃焼器を提供し、微粉炭管内の屈曲部等で生じた螺旋状の微粉炭偏流と逆向きの螺旋面に形成し、同微粉炭偏流に対峙するように微粉炭管内に張り出したライフル板を配設しているので、微粉炭偏流はこのライフル板に衝突して偏流が打ち消され、均一分布の流れとなって後流位置に於いて、例えば整流作用等を好適に行うことのできる順調な流れとなる様に調整されるものである。
【０００９】
また、本発明は第２の手段として、バーナへ微粉炭を導く微粉炭管の最終の直管部の内面に複数のフィンを螺旋状の流線上に配列し、同配列は同フィンの配列で形成する螺旋状の流線が左まわり又は右まわりの何れの方向に対しても対称的に流線が形成されるように配列した微粉炭燃焼器を提供し、微粉炭管の最終の直管部の内面で螺旋状の流線上に配列した複数のフィンは、フィンを全体として同フィンの配列で形成する螺旋状の流線が左まわり又は右まわりの何れの方向に対しても対称的に流線が形成されるように配列したことにより、微粉炭管内の屈曲部等で生じた螺旋状の微粉炭偏流は、その偏流の方向が前記フィンの螺旋状配置方向と同方向であってもまた反対方向であってもフィンの表裏いずれかの面と衝突することとなり、これにより微粉炭偏流が打ち消されて均一分布の流れとなり、後流位置に於いて例えば整流作用等を好適に行うことのできる順調な流れとなる様に調整されるものである。
そしてまた、本発明は第３の手段として、前記第１又は第２の手段において、前記螺旋状のライフル板、または螺旋状の流線上に配列した複数のフィンの下流で微粉炭管のノズル部の上流には、同微粉炭管の中央部に微粉炭の流れを濃淡分離する中子を配置した微粉炭燃焼器を提供し、前記螺旋状のライフル板、または螺旋状の流線上に配列した複数のフィンにより螺旋状の偏流を打ち消されて均一分布の流れとなった微粉炭の流れは、その後流位置に於いて微粉炭管の中央部に配置された中子により、確実に好適な濃淡分離が行われるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の第１形態を図１、図２に基づいて説明する。なお前記した従来のものと同一の部分については、図中同一の符号を付して示し、重複する説明は省略する。
【００１１】
図１、２において、１は微粉炭搬送管で、図示省略の搬送装置により１次空気と共に微粉炭を搬送する。４は微粉炭の流れを濃淡分離する中子で、前記微粉炭搬送管１のノズル部の前方で同微粉炭搬送管１の中央部に配置されている。
【００１２】
７はライフル板で前記中子４の上流で微粉炭搬送管１の屈曲部２の後流位置に配設され、同微粉炭搬送管１の内壁から管内に向かって突き出した連続した螺旋状の複数枚の板体で構成されている。
【００１３】
なお、８は前記微粉炭搬送管１内で１次空気と共に螺旋状偏流を伴って搬送されてきた微粉炭混合気を示しており、前記ライフル板７の螺旋状の曲面は、この偏流の曲がり方向に対向する形状に形成されている。
【００１４】
この様に構成された本実施の形態において、微粉炭搬送管１の幾つかの屈曲部を経由して螺旋状偏流を生起され、最終位置の屈曲部２でこの螺旋状偏流を強調された微粉炭混合気８は、この偏流と逆向きの螺旋を持って配置せれたライフル板７と衝突し、偏流が打ち消され均一分布となる。
【００１５】
この後、中子４により微粉炭の濃淡を分離されて炉内に噴出され、周辺部分布６が濃く、中央部分布５の薄い微粉炭濃度分布が形成され、安定着火と低ＮＯX を実現する。また、空気流もライフル板７により旋回がかけられ、これにより中心部分布５及び周辺部分布６の区分形成がさらに進む。
【００１６】
なお、このライフル板７は微粉炭搬送管１の内径をＤとすれば、その約２倍、即ち２Ｄの範囲に亘って延設され、一例をII−II断面を取って図２に示す様に、周方向を６等分して６枚配置されている。
【００１７】
そしてこのライフル板７の板厚Ｂは、その加工性と耐摩耗性を考慮して１０〜３０mm程度が好ましく、また管内に向けて突き出した高さＨは、前記微粉炭搬送管１の内径Ｄに対して０．１〜０．３倍とするのが好ましい。
【００１８】
即ち、前記ライフル板７の高さＨは、同ライフル板７に衝突する微粉炭の偏流を効率よく消すために０．１Ｄ以上の高さが必要であり、また、その目的の限りではこの高さは高いほど好ましいことになるものの、加工の困難性を考慮すれば０．３Ｄ程度が限界となるので、前記０．１Ｄを下限値とし、０．３Ｄを上限値としている。
【００１９】
なお、ここではライフル板７の枚数を６枚としたものを例示したが、同ライフル板７の枚数Ｎは、３〜８枚程度にするのが現実的である。
【００２０】
また、微粉炭搬送管１の内径Ｄは、３００〜５００φのものが一般的であり、いま、内径Ｄを５００mmとして場合、このサイズに適合するライフル板７として、板厚Ｂは２０mm、高さＨは０．２Ｄとして１００mm、そして枚数を６枚としたものが好ましい例として考えられる。
【００２１】
次に、本発明の実施の第２形態を図３ないし図５に基づいて説明する。なお、前記した従来のもの、および、実施の第１形態のものと同一の部分については図中同一の符号を付して示し、重複する説明は省略する。
【００２２】
本実施の形態は、前記実施の第１形態のものにおけるライフル板７に替えて、この位置に複数の小型の整流フィン９を配設したものである。
【００２３】
即ち、本実施の形態では、微粉炭搬送管１の内径Ｄに対し、その約２倍、即ち２Ｄの範囲に亘って複数の小型の整流フィン９を分布させ、各小型の整流フィン９が上流側に配置されたものから下流側に配置されたものにかけて、螺旋状流線の上に分布するように配列されている。
【００２４】
しかも、この螺旋状流線は、左まわり、または右まわりのいずれの方向に対しても対称的に流線が形成されるような整流フィン９の配置であり、そのため各整流フィン９の個々についてみれば、図３に示されるようにそれぞれの長手方向を微粉炭搬送管１の軸線と平行方向に向けて配置されている。
【００２５】
従って本実施の形態においては、微粉炭搬送管１の幾つかの屈曲部を経由して螺旋状偏流を生起された微粉炭混合気８は、この螺旋状流線に沿って配列された整流フィン９と衝突し、偏流が打ち消され均一分布となる。
【００２６】
しかも本実施の形態ではそれぞれの整流フィン９の配列が左右いずれの方向にたいしても対称的に螺旋状の流線を描ける配置であるために、微粉炭混合気８が左右どちらからの螺旋状偏流であっても対応でき、かつそれぞれの整流フィン９が個々に独立した小型の部材で形成されているために、その製作、組込み等の工作が容易である。
【００２７】
なお、この整流フィン９の一例をあげれば、長さＬは約１００mm、板厚は１０〜３０mm、高さは微粉炭搬送管１の内径Ｄの０．１〜０．３倍（０．１Ｄ〜０．３Ｄ）、軸方向での配置間隔Ｍは１００mm程度とし、また、円周方向の配置間隔を１２０°〜４５°の位相とし、周方向で３〜８個配置されるようにすることが望ましい。
【００２８】
以上、本発明を図示の実施の形態について説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【００２９】
【発明の効果】
以上請求項１に記載の発明による微粉炭燃焼器は、バーナへ微粉炭を導く微粉炭管の最終の直管部の内面に螺旋状のライフル板を設け、同ライフル板の螺旋状の曲面は前記微粉炭管内を搬送される微粉炭混合気の螺旋状偏流と逆向きの螺旋面に形成して構成しているので、微粉炭管内の屈曲部等で生じた螺旋状の微粉炭偏流を、同偏流と逆向きの螺旋面に形成して同微粉炭偏流に対峙するように微粉炭管内に張り出したライフル板に衝突させてこれを打ち消し、同微粉炭の流れを均一分布の流れに変えて後流位置に於いて例えば整流作用等を好適に行うことのできる順調な流れとなる様に調整し、極めて簡便な構成で微粉炭濃度分布の最適化を図り、安定着火と共に低ＮＯX 化を達成することができたものである。
【００３０】
また、請求項２の発明によれば、バーナへ微粉炭を導く微粉炭管の最終の直管部の内面に複数のフィンを螺旋状の流線上に配列し、同配列は同フィンの配列で形成する螺旋状の流線が左まわり又は右まわりの何れの方向に対しても対称的に流線が形成されるように配列して微粉炭燃焼器を構成しているので、前記フィンがフィンを全体の配列で形成する螺旋状の流線が左まわり又は右まわりの何れの方向に対しても対称的に流線が形成されるように配列されていることにより、微粉炭管内の屈曲部等で生じた螺旋状の微粉炭偏流は、その偏流の方向が前記フィンの螺旋状配置方向と同方向であってもまた反対方向であってもフィンの表裏いずれかの面と衝突させることにより、同微粉炭偏流を打ち消して均一分布の流れとし、後流位置に於いて例えば整流作用等を好適に行う順調な流れに変えて微粉炭濃度分布の最適化を図り、安定着火と共に低ＮＯX 化を達成することができたものである。
そしてまた、請求項３の発明によれば、前記請求項１又は請求項２の発明において、前記螺旋状のライフル板、または螺旋状の流線上に配列した複数のフィンの下流で微粉炭管のノズル部の上流には、同微粉炭管の中央部に微粉炭の流れを濃淡分離する中子を配置して微粉炭燃焼器を構成しているので、前記螺旋状のライフル板、または螺旋状の流線上に配列した複数のフィンにより螺旋状の偏流を打ち消されて均一分布の流れとなった微粉炭の流れは、その後流位置に於いて微粉炭管の中央部に配置された中子により、確実に好適な濃淡分離が行われ、安定着火と共に低ＮＯX 化を達成することができたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係わる微粉炭燃焼器の概略図。
【図２】図１のII−II線矢視図。
【図３】本発明の実施の第２形態に係わる微粉炭燃焼器の概略図。
【図４】図３のIV−IV線矢視図。
【図５】図３のＶ−Ｖ線矢視図。
【図６】従来の微粉炭燃焼器の概略図。
【符号の説明】
１        微粉炭搬送管
２        屈曲部
３        キッカ
４        中子４
５        中央部分布
６        周辺部分布
７        ライフル板
８        微粉炭混合気
９        整流フィン
【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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