(57)【要約】      （修正有）【課題】搬送媒体を低酸素状態に保ちつつ微粉炭の着火安定性の向上を図るバーナを提供する。【解決手段】炉壁３に設けられたスロート４の中心軸心上に設けられ、補助燃焼用空気２４が流通する内筒ノズル１１及び内筒ノズルと同心で外側に設けられ搬送媒体と微粉炭が混合された微粉炭混合流１８が流通する外筒ノズル９からなるノズル本体７と、ノズル本体を収納するウインドボックス５と、ウインドボックスに収納されると共にノズル本体の先端部に設けられる２次空気調整装置８と、ウインドボックスから内筒ノズル内に補助燃焼用空気として燃焼用空気２２を導入する補助燃焼用空気導入管２３と、外筒ノズル内に微粉炭混合流を導入する微粉炭流供給管１６と、外筒ノズル内に酸素含有ガス１９を供給し微粉炭混合流中の酸素濃度を上昇させる酸素含有ガス供給管１７とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉壁に設けられたスロートの中心軸心上に設けられ、補助燃焼用空気が流通する内筒ノズル及び該内筒ノズルと同心で外側に設けられ搬送媒体と微粉炭が混合された微粉炭混合流が流通する外筒ノズルからなるノズル本体と、該ノズル本体を収納するウインドボックスと、該ウインドボックスに収納されると共に前記ノズル本体の先端部に設けられる２次空気調整装置と、前記ウインドボックスから前記内筒ノズル内に補助燃焼用空気として燃焼用空気を導入する補助燃焼用空気導入管と、前記外筒ノズル内に微粉炭混合流を導入する微粉炭流供給管と、前記外筒ノズル内に酸素含有ガスを供給し前記微粉炭混合流中の酸素濃度を上昇させる酸素含有ガス供給管とを具備することを特徴とするバーナ。
【請求項２】
前記酸素含有ガス供給管が前記外筒ノズルの基部に連通し、前記酸素含有ガスを前記外筒ノズルの基部から供給する請求項１のバーナ。
【請求項３】
前記外筒ノズルの内周面に該外筒ノズルの軸心方向に沿って延在する複数のディフレクタアングルを更に具備し、該ディフレクタアングルは内部に酸素含有ガスの流路が形成されると共に基端に掛渡り前記流路に連通するリング管が接続され、該リング管に前記外筒ノズルの周壁を貫通する前記酸素含有ガス供給管が接続された請求項１のバーナ。
【請求項４】
前記内筒ノズルを囲繞する中空の濃度調整リングを更に具備し、該濃度調整リングの先端面に複数の酸素含有ガス噴出孔が穿設され、前記濃度調整リングに前記内筒ノズルの内部に挿通され該内筒ノズルの周壁を貫通する前記酸素含有ガス供給管が接続された請求項１又は請求項３のバーナ。
【請求項５】
前記内筒ノズルを囲繞する第１濃度調整リングと、該第１濃度調整リングよりも基部側で、前記外筒ノズルの内周面に全周に亘って設けられた第２濃度調整リングとを更に具備し、前記第１濃度調整リング又は前記第２濃度調整リングの少なくとも何れか一方の濃度調整リングが中空で先端面に複数の酸素含有ガス噴出孔が穿設され、前記一方の濃度調整リングに酸素含有ガス供給管が接続された請求項１又は請求項３のバーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ火炉の壁面に設けられ、微粉炭等の燃料を燃焼させるバーナ、特に二酸化炭素の回収を容易に行える様酸素燃焼を行うバーナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボイラの火炉で微粉炭の燃焼を行うバーナに於いて、微粉炭の搬送を行う搬送媒体として、燃焼排ガスと酸素の混合ガスを使用し、又燃焼用空気も同様に燃焼排ガスと酸素の混合ガスを使用することで、燃焼排ガスの大部分を二酸化炭素とし、二酸化炭素の回収を容易にする酸素燃焼を行うバーナがある。
【０００３】
又、搬送媒体に燃焼排ガスと酸素の混合ガスを使用する場合、装置の緊急停止等により搬送媒体中の酸素濃度が上昇し、微粉炭が搬送中に発火する虞れがあることから、搬送媒体には酸素を混合させず、燃焼排ガスのみを搬送媒体とするバーナも考案されている。
【０００４】
然し乍ら、燃焼排ガスに別途酸素を混合させないで燃焼排ガスのみを搬送媒体とした場合、燃焼排ガス中の酸素濃度は僅かに３％〜５％程度である為、燃焼時に周囲から燃焼用空気を供給しても微粉炭混合流に充分に酸素が供給されず、着火が不安定になるという問題があった。
【０００５】
尚、特許文献１には、バーナの中心から微粉炭と燃焼排ガスの混合物である１次ガスを火炉内に噴出させ、１次ガスの周囲から２次ガスを供給し、２次ガスの周囲から２次ガスを分岐させた３次ガスを供給し、酸素富化ガスを噴出する酸素富化ガス噴射ノズルをバーナ上流の１次系配管内に設置する酸素燃焼ボイラプラントが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−７５１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は斯かる実情に鑑み、搬送媒体を低酸素状態に保ちつつ微粉炭の着火安定性の向上を図るバーナを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、炉壁に設けられたスロートの中心軸心上に設けられ、補助燃焼用空気が流通する内筒ノズル及び該内筒ノズルと同心で外側に設けられ搬送媒体と微粉炭が混合された微粉炭混合流が流通する外筒ノズルからなるノズル本体と、該ノズル本体を収納するウインドボックスと、該ウインドボックスに収納されると共に前記ノズル本体の先端部に設けられる２次空気調整装置と、前記ウインドボックスから前記内筒ノズル内に補助燃焼用空気として燃焼用空気を導入する補助燃焼用空気導入管と、前記外筒ノズル内に微粉炭混合流を導入する微粉炭流供給管と、前記外筒ノズル内に酸素含有ガスを供給し前記微粉炭混合流中の酸素濃度を上昇させる酸素含有ガス供給管とを具備するバーナに係るものである。
【０００９】
又本発明は、前記酸素含有ガス供給管が前記外筒ノズルの基部に連通し、前記酸素含有ガスを前記外筒ノズルの基部から供給するバーナに係るものである。
【００１０】
又本発明は、前記外筒ノズルの内周面に該外筒ノズルの軸心方向に沿って延在する複数のディフレクタアングルを更に具備し、該ディフレクタアングルは内部に酸素含有ガスの流路が形成されると共に基端に掛渡り前記流路に連通するリング管が接続され、該リング管に前記外筒ノズルの周壁を貫通する前記酸素含有ガス供給管が接続されたバーナに係るものである。
【００１１】
又本発明は、前記内筒ノズルを囲繞する中空の濃度調整リングを更に具備し、該濃度調整リングの先端面に複数の酸素含有ガス噴出孔が穿設され、前記濃度調整リングに前記内筒ノズルの内部に挿通され該内筒ノズルの周壁を貫通する前記酸素含有ガス供給管が接続されたバーナに係るものである。
【００１２】
更に又本発明は、前記内筒ノズルを囲繞する第１濃度調整リングと、該第１濃度調整リングよりも基部側で、前記外筒ノズルの内周面に全周に亘って設けられた第２濃度調整リングとを更に具備し、前記第１濃度調整リング又は前記第２濃度調整リングの少なくとも何れか一方の濃度調整リングが中空で先端面に複数の酸素含有ガス噴出孔が穿設され、前記一方の濃度調整リングに酸素含有ガス供給管が接続されたバーナに係るものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、炉壁に設けられたスロートの中心軸心上に設けられ、補助燃焼用空気が流通する内筒ノズル及び該内筒ノズルと同心で外側に設けられ搬送媒体と微粉炭が混合された微粉炭混合流が流通する外筒ノズルからなるノズル本体と、該ノズル本体を収納するウインドボックスと、該ウインドボックスに収納されると共に前記ノズル本体の先端部に設けられる２次空気調整装置と、前記ウインドボックスから前記内筒ノズル内に補助燃焼用空気として燃焼用空気を導入する補助燃焼用空気導入管と、前記外筒ノズル内に微粉炭混合流を導入する微粉炭流供給管と、前記外筒ノズル内に酸素含有ガスを供給し前記微粉炭混合流中の酸素濃度を上昇させる酸素含有ガス供給管とを具備するので、前記外筒ノズル内に供給される微粉炭混合流中の酸素濃度が低い場合であっても着火を安定させ、着火を促進させることができると共に、酸素濃度を上昇させた前記微粉炭混合流が流動する経路を短くすることで安全性の向上を図ることができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施例に係るバーナを示す概略立断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係るバーナを示す概略立断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係るバーナのノズル本体を示す正面図である。
【図４】本発明の第３の実施例に係るバーナを示す概略立断面図である。
【図５】本発明の第４の実施例に係るバーナを示す概略立断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００１６】
先ず、図１に於いて、本発明の第１の実施例に係るバーナ１について説明する。
【００１７】
図１中、２は火炉、３は該火炉２の炉壁を示している。該炉壁３にスロート４が設けられ、前記炉壁３の反火炉２側にウインドボックス５が取付けられ、該ウインドボックス５の内部に前記バーナ１が前記スロート４と同心に設けられている。
【００１８】
前記バーナ１は、ノズル本体７と該ノズル本体７の先端部（炉内側の端部）を囲む様に設けられた２次空気調整装置８とを具備している。
【００１９】
前記ノズル本体７は、同心に設けられた外筒ノズル９、内筒ノズル１１、該内筒ノズル１１の中心線上に配設されたオイルバーナ１２を具備しており、前記外筒ノズル９と前記内筒ノズル１１とは、それぞれ径が漸次減少する縮径構造となっている。又、前記外筒ノズル９、前記内筒ノズル１１の断面形状はそれぞれ円形であり、前記外筒ノズル９と前記内筒ノズル１１間には中空筒状の空間で前記火炉２側端が開放された燃料導通空間１３が形成される。
【００２０】
前記外筒ノズル９の内周面には、周方向に所定の角度ピッチで所要数、例えば４５°間隔で断面が三角形状のディフレクタアングル１４が配設され、前記内筒ノズル１１には、該内筒ノズル１１を囲繞する濃度調整リング１５が設けられている。
【００２１】
前記外筒ノズル９の基部（前記反火炉２側の端部）には微粉炭流供給管１６と酸素含有ガス供給管１７とが、それぞれ前記外筒ノズル９に接線方向から連通されている。前記微粉炭流供給管１６は微粉炭ミル（図示せず）に接続され、該微粉炭流供給管１６を介して搬送媒体（以下１次空気と称す）と微粉炭とが混合された微粉炭混合流１８が前記燃料導通空間１３に接線方向から流入する。
【００２２】
尚、前記微粉炭混合流１８中の１次空気は、前記火炉２にて燃焼された微粉炭の燃焼排ガスを酸素濃度２１％の空気と混合させるか、又は燃焼排ガスがそのまま使用されることで、酸素濃度が例えば３％〜５％程度迄低下しており、前記微粉炭ミルに粉砕されてから前記燃料導通空間１３に流入する迄の搬送工程に於いて、前記微粉炭混合流１８が高温となった場合でも、微粉炭が発火しない様になっている。
【００２３】
又、前記酸素含有ガス供給管１７は酸素含有ガス供給源（図示せず）に接続され、該酸素含有ガス供給管１７を介して純酸素や酸素と二酸化炭素の混合ガス等である酸素含有ガス１９が、前記燃料導通空間１３に接線方向から流入する。
【００２４】
該燃料導通空間１３に流入した前記微粉炭混合流１８、及び前記酸素含有ガス１９は、前記燃料導通空間１３内部を旋回しつつ混合され、所定酸素濃度、例えば１６％〜２１％の酸素濃度の酸素含有微粉炭流２０として前記燃料導通空間１３の先端より噴出される様になっている。
【００２５】
尚、前記酸素含有ガス供給管１７は前記外筒ノズル９の基部に軸心方向から連通させ、前記酸素含有ガス供給管１７を介して前記酸素含有ガス１９が前記燃料導通空間１３に軸心方向から流入する様にしてもよい。
【００２６】
又、前記ウインドボックス５には２次空気送風ダクト２１が連通しており、該２次空気送風ダクト２１を介して燃焼用空気として２次空気２２が流入する。尚、該２次空気２２には、前記火炉２にて微粉炭を燃焼させた際の燃焼排ガスに酸素を混合させた混合ガス、例えば酸素を約３０％、二酸化炭素を約７０％とした混合ガスが使用される。
【００２７】
又、前記内筒ノズル１１の基部には前記ウインドボックス５の内部に開口する補助燃焼用空気導入管としての３次空気導入管２３が連通し、前記ウインドボックス５に送給される前記２次空気２２を取入れ、燃焼用補助空気即ち３次空気２４として前記内筒ノズル１１内に導いている。
【００２８】
前記２次空気調整装置８は、前記ノズル本体７の先端部を収納する補助空気調整機構２５と、該補助空気調整機構２５の外側に同心多重に設けられた主空気調整機構２６から構成されている。
【００２９】
前記補助空気調整機構２５は、先端に向って縮径する第１空気ガイドダクト２７と、回転自在に多数設けられたインナ空気ベーン２８とを有し、該インナ空気ベーン２８はリンク機構（図示せず）を介して同期回動可能であり、空気流れに対する傾斜角を変更可能となっている。又、前記主空気調整機構２６は先端に向って縮径する第２空気ガイドダクト２９と、円周等間隔で回転可能に多数設けられたアウタ空気ベーン３１とを有し、該アウタ空気ベーン３１は、前記インナ空気ベーン２８と同様にリンク機構（図示せず）を介して同期回動可能であり、空気流れに対する傾斜角を変更可能となっている。
【００３０】
尚、前記第２空気ガイドダクト２９の先端は、前記スロート４に連続し、前記第１空気ガイドダクト２７の先端は前記炉壁３の内壁面から後退した位置にあり、前記外筒ノズル９、前記内筒ノズル１１の先端も前記炉壁３の内壁面から後退した位置となっている。
【００３１】
次に、前記バーナ１での燃焼について説明する。
【００３２】
微粉炭ミル（図示せず）により粉砕された微粉炭が１次空気により搬送され、前記微粉炭流供給管１６より前記微粉炭混合流１８として前記燃料導通空間１３の基部に供給されると共に、酸素含有ガス供給源（図示せず）からの前記酸素含有ガス１９が前記酸素含有ガス供給管１７より前記燃料導通空間１３の基部に供給される。
【００３３】
該燃料導通空間１３の基部に供給された前記微粉炭混合流１８及び前記酸素含有ガス１９は、前記燃料導通空間１３を旋回しながら前記火炉２に向って流動する。前記微粉炭混合流１８と前記酸素含有ガス１９とは前記燃料導通空間１３を旋回する過程で混ざり合い、酸素濃度が上昇した前記酸素含有微粉炭流２０となると共に、旋回により該酸素含有微粉炭流２０中の微粉炭濃度及び酸素濃度が均一化される。
【００３４】
又、該酸素含有微粉炭流２０は前記外筒ノズル９内を通過する過程で縮流されて増速され、整流される。この時、前記濃度調整リング１５により前記酸素含有微粉炭流２０が偏向されて微粉炭濃度が調整され、又前記ディフレクタアングル１４により前記酸素含有微粉炭流２０内の微粉炭がより均一化されると共に、旋回が抑制され軸心方向への速度を与えられ、前記外筒ノズル９の先端より噴出される。
【００３５】
前記酸素含有微粉炭流２０は、前記火炉２に噴出される過程で、前記２次空気２２により昇温され、更に前記火炉２内からの輻射熱を受けて加熱される。加熱により、微粉炭から揮発分が放出され、該揮発分に着火して火炎が連続的に維持される。
【００３６】
前記ウインドボックス５には燃焼用空気である前記２次空気２２が所定温度に昇温されて供給される。該２次空気２２は前記アウタ空気ベーン３１により旋回が与えられ、前記第２空気ガイドダクト２９を介して前記酸素含有微粉炭流２０と共に前記火炉２に噴出される。
【００３７】
尚、前記第２空気ガイドダクト２９に取込まれた前記２次空気２２の一部は前記インナ空気ベーン２８を介して前記第１空気ガイドダクト２７内部に取込まれ、２次補助空気として噴出される。又、前記インナ空気ベーン２８は、空気流れに対して傾斜しており、取込んだ一部の２次空気２２に旋回流を与える様になっている。
【００３８】
前記アウタ空気ベーン３１の風量調整、前記インナ空気ベーン２８による旋回流の強さの調整、風量調整で前記２次空気２２の供給量及び流れの状態が変化し、微粉炭の燃焼状態が調整される。
【００３９】
又、前記２次空気２２の一部は前記３次空気２４として前記３次空気導入管２３を介して前記内筒ノズル１１に導かれ、該内筒ノズル１１より噴出される。前記３次空気２４が噴出されることで、微粉炭の燃焼状態が調整される。従って、前記２次空気２２の調整、前記３次空気２４の調整等により微粉炭の燃焼状態が最適となる様に調整される。
【００４０】
上述の様に、第１の実施例では、前記外筒ノズル９の基部より前記酸素含有ガス供給管１７を介して前記酸素含有ガス１９を供給し、該酸素含有ガス１９を前記微粉炭混合流１８が前記燃料導通空間１３を流動する過程で混合させ、着火に充分な酸素濃度を有する前記酸素含有微粉炭流２０としているので、該酸素含有微粉炭流２０が前記外筒ノズル９から噴出される段階で充分に酸素濃度を上昇させることができ、前記燃料導通空間１３に供給される前記微粉炭混合流１８中の酸素濃度が低い場合であっても、着火を安定させ、着火を促進させることができる。
【００４１】
又、前記酸素含有ガス１９を前記外筒ノズル９の基部より供給し、着火に充分な酸素濃度を有する前記酸素含有微粉炭流２０が前記燃焼導通空間１３のみを流動する様にしているので、微粉炭ミル（図示せず）に粉砕され、前記燃料導通空間１３に供給される前記微粉炭混合流１８を低酸素状態とすることができ、又前記酸素含有微粉炭流２０が流動する経路を短くでき、微粉炭が発火するのを防止し、安全性を向上させることができる。
【００４２】
又、前記酸素含有ガス供給管１７は、前記外筒ノズル９に接続され、前記燃料導通空間１３内に延出しない構造となっているので、前記酸素含有ガス供給管１７が前記燃料導通空間１３内に露出せず、微粉炭により前記酸素含有ガス供給管１７が摩耗するのを防止することができる。
【００４３】
又、前記３次空気導入管２３を介して前記ウインドボックス５の前記２次空気２２を前記内筒ノズル１１に供給しているので、前記酸素含有微粉炭流２０が噴出される前記外筒ノズル９の内側と外側から燃焼用空気を供給し、微粉炭と酸素の混合を促進することができ、微粉炭の着火の安定性をより高めることができる。
【００４４】
更に、前記燃料導通空間１３内に前記酸素含有ガス供給管１７を介して前記酸素含有ガス１９を供給し、又前記火炉２にて微粉炭を燃焼した際の燃焼排ガスを酸素濃度２１％の空気と混合させて１次空気とするか、又は燃焼排ガスをそのまま１次空気として使用しているので、前記火炉２にて微粉炭の燃焼に供される空気は二酸化炭素の割合が高くなり、燃焼後の排ガスの殆どが二酸化炭素となり、燃焼後の工程にて二酸化炭素の回収を容易に行うことができる。
【００４５】
次に、図２、図３に於いて、本発明の第２の実施例について説明する。尚、図２、図３中、図１中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００４６】
第２の実施例のバーナ１では、各ディフレクタアングル１４内に酸素含有ガス１９の流路を形成する酸素含有ガス導入パイプ３３が挿通され、又前記ディフレクタアングル１４の基端には、各ディフレクタアングル１４に掛渡るリング管３４が接続されており、各酸素含有ガス導入パイプ３３と前記リング管３４とが連通している。
【００４７】
又、該リング管３４には、外筒ノズル９を貫通する酸素含有ガス供給管３５が接続され、該酸素含有ガス供給管３５は酸素含有ガス供給源（図示せず）に接続されており、該酸素含有ガス供給源より前記酸素含有ガス供給管３５を介して、純酸素や酸素と二酸化炭素の混合ガス等である前記酸素含有ガス１９が前記リング管３４に供給される様になっている。
【００４８】
第２の実施例に於いては、微粉炭ミル（図示せず）で粉砕された微粉炭が、１次空気と共に微粉炭混合流１８として微粉炭流供給管１６を介して燃料導通空間１３内に供給され、又前記酸素含有ガス１９が前記酸素含有ガス供給管３５を介して前記リング管３４に供給される。
【００４９】
前記燃料導通空間１３内に接線方向から供給された前記微粉炭混合流１８は、前記燃料導通空間１３を旋回する過程で均一化され、又外筒ノズル９内を通過する過程で縮流されて増速され、整流される。更に、濃度調整リング１５により前記微粉炭混合流１８中の微粉炭濃度が調整されると共に、前記ディフレクタアングル１４により前記微粉炭混合流１８中の微粉炭がより均一化され、旋回を抑制して軸心方向への速度を与えられ、前記外筒ノズル９の先端より前記微粉炭混合流１８が噴出される。
【００５０】
又、前記リング管３４に供給された前記酸素含有ガス１９は、前記リング管３４内を流通し、各酸素含有ガス導入パイプ３３に導入されて該各酸素含有ガス導入パイプ３３の先端、即ち各ディフレクタアングル１４の先端より噴出される。
【００５１】
従って、第２の実施例では、前記微粉炭混合流１８に対し、各ディフレクタアングル１４の先端より前記酸素含有ガス１９が供給される様になっているので、該酸素含有ガス１９と前記微粉炭混合流１８とを容易に混合させることができ、該微粉炭混合流１８中の酸素濃度が低い場合であっても微粉炭の着火を安定させ、着火を促進させることができる。
【００５２】
又、第１の実施例と同様、３次空気導入管２３を介して２次空気２２を前記内筒ノズル１１に供給しているので、前記外筒ノズル９から噴出される前記微粉炭混合流１８の内側と外側から燃焼用空気を供給することができ、微粉炭と酸素の混合を促進させ、微粉炭の着火の安定性をより高めることができる。
【００５３】
更に、前記酸素含有ガス供給管３５が前記外筒ノズル９を貫通し、前記リング管３４に接続されているので、前記酸素含有ガス供給管３５が前記燃料導通空間１３内に露出せず、前記酸素含有ガス供給管３５が微粉炭により摩耗するのを防止することができる。
【００５４】
尚、第２の実施例に於いて、前記ディフレクタアングル１４内に前記酸素含有ガス導入パイプ３３を挿通し、該酸素含有ガス導入パイプ３３を前記酸素含有ガス１９の流路としているが、前記ディフレクタアングル１４を中空構造とし、該ディフレクタアングル１４そのものを前記酸素含有ガス１９の流路としてもよい。
【００５５】
次に、図４に於いて、本発明の第３の実施例について説明する。尚、図４中、図１中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００５６】
第３の実施例では、濃度調整リング１５を中空構造とし、該濃度調整リング１５の先端面に等角度ピッチで複数の酸素含有ガス噴出孔３７を穿設している。
【００５７】
又、前記濃度調整リング１５は、内筒ノズル１１内に挿通され、該内筒ノズル１１の周壁を貫通する酸素含有ガス供給管３８と接続されている。
【００５８】
該酸素含有ガス供給管３８は、図示しない酸素含有ガス供給源に接続されており、前記酸素含有ガス供給管３８を介して純酸素や酸素と二酸化炭素の混合ガス等の酸素含有ガス１９が前記濃度調整リング１５内に供給され、前記酸素含有ガス噴出孔３７から前記燃料導通空間１３内に噴出される様になっている。
【００５９】
第３の実施例に於いては、微粉炭流供給管１６を介して供給された微粉炭混合流１８に前記濃度調整リング１５を介して前記酸素含有ガス１９を供給することで、前記微粉炭混合流１８と前記酸素含有ガス１９とを混合させ、外筒ノズル９の先端より噴出する段階で、微粉炭を着火させるのに充分な酸素濃度を有する酸素含有微粉炭流２０とすることができる。
【００６０】
従って、前記燃料導通空間１３に供給される前記微粉炭混合流１８中の酸素濃度が低い場合であっても、微粉炭の着火を安定させ、着火を促進させることができる。
【００６１】
又、前記濃度調整リング１５より前記酸素含有ガス１９を供給することで、前記酸素含有微粉炭流２０が流動する経路をより短くすることができるので、微粉炭の発火を防止し、より安全性を向上させることができる。
【００６２】
更に、前記酸素含有ガス供給管３８が前記内筒ノズル１１の内部に挿通され、又該内筒ノズル１１の周壁を貫通して前記濃度調整リング１５に接続されているので、前記酸素含有ガス供給管３８が前記燃料導通空間１３内に露出することがなく、微粉炭による前記酸素含有ガス供給管３８の摩耗を防止することができる。
【００６３】
尚、第３の実施例のバーナ１に、第２の実施例の構成、即ちディフレクタアングル１４内に挿通された酸素含有ガス導入パイプ３３（図３参照）と、前記ディフレクタアングル１４の基端に掛渡って接続されたリング管３４（図２参照）と、前記外筒ノズル９の周壁を貫通し前記リング管３４に接続された酸素含有ガス供給管３５（図２参照）を加えてもよい。
【００６４】
次に、図５に於いて、本発明の第４の実施例について説明する。尚、図５中、図１中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００６５】
第４の実施例のバーナ１では、燃料導通空間１３内に内筒ノズル１１を囲繞する中空の第１濃度調整リング４１が設けられる。該第１濃度調整リング４１は基部及び先端部がそれぞれテーパ状となっており、側断面が台形形状となっている。該第１濃度調整リング４１の先端側の斜面には、等角度ピッチで複数の第１酸素含有ガス噴出孔４２が穿設されている。
【００６６】
又、前記第１濃度調整リング４１には、第１酸素含有ガス供給管４３が接続されている。該第１酸素含有ガス供給管４３は、前記内筒ノズル１１の内部に挿通され、該内筒ノズル１１の周壁を貫通し、前記第１酸素含有ガス供給管４３が前記燃料導通空間１３内に露出しない様になっている。
【００６７】
前記第１酸素含有ガス供給管４３は酸素含有ガス供給源（図示せず）と接続されており、純酸素や酸素と二酸化炭素の混合ガス等の酸素含有ガス１９は、前記第１酸素含有ガス供給管４３を介して前記第１濃度調整リング４１内に供給され、前記第１酸素含有ガス噴出孔４２を介して前記燃料導通空間１３内に噴出される。
【００６８】
又、前記第１濃度調整リング４１よりも基部側の外筒ノズル９の内周面には、全周に亘って中空の第２濃度調整リング４４が設けられる。該第２濃度調整リング４４は基部及び先端部がそれぞれテーパ状となっており、側断面が台形形状となっている。該第２濃度調整リング４４の先端側の斜面には、等角度ピッチで複数の第２酸素含有ガス噴出孔４５が穿設されている。
【００６９】
前記第２濃度調整リング４４には、前記外筒ノズル９の周壁を貫通する第２酸素含有ガス供給管４６が接続され、該第２酸素含有ガス供給管４６が前記燃料導通空間１３内に露出しない様になっている。
【００７０】
前記第２酸素含有ガス供給管４６は酸素含有ガス供給源（図示せず）に接続されており、前記酸素含有ガス１９は、前記第２酸素含有ガス供給管４６を介して前記第２濃度調整リング４４内に供給され、前記第２酸素含有ガス噴出孔４５を介して前記燃料導通空間１３内に噴出される。
【００７１】
第４の実施例に於いては、微粉炭流供給管１６を介して供給された微粉炭混合流１８に、前記第１濃度調整リング４１及び前記第２濃度調整リング４４を介して前記酸素含有ガス１９を供給することで、前記微粉炭混合流１８と前記酸素含有ガス１９とを混合させ、前記外筒ノズル９の先端より噴出する段階で、微粉炭を着火させるのに充分な酸素濃度を有する酸素含有微粉炭流２０とすることができる。
【００７２】
従って、前記燃料導通空間１３内に供給される微粉炭混合流１８中の酸素濃度が低い場合であっても、微粉炭の燃焼に充分な酸素を得ることができ、微粉炭の着火を安定させ、着火を促進させることができる。
【００７３】
又、前記第１濃度調整リング４１及び前記第２濃度調整リング４４により前記酸素含有微粉炭流２０中の微粉炭の濃度を均一化でき、生成される火炎を安定させることができる。
【００７４】
更に、前記第１酸素含有ガス供給管４３と前記第２酸素含有ガス供給管４６とが、それぞれ前記燃料導通空間１３内に露出しない様になっているので、微粉炭による前記第１酸素含有ガス供給管４３と前記第２酸素含有ガス供給管４６の摩耗を防止することができる。
【００７５】
尚、第４の実施例では、前記第１濃度調整リング４１と前記第２濃度調整リング４４の両方に前記酸素含有ガス供給管４３，４６を接続し、前記酸素含有ガス噴出孔４２，４５を介して前記酸素含有ガス１９を噴出させているが、前記第１濃度調整リング４１と前記第２濃度調整リング４４の何れか一方からのみ前記酸素含有ガス１９を噴出させる様にしてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１              バーナ
２              火炉
３              炉壁
４              スロート
５              ウインドボックス
７              ノズル本体
８              ２次空気調整装置
９              外筒ノズル
１１            内筒ノズル
１３            燃料導通空間
１４            ディフレクタアングル
１５            濃度調整リング
１６            微粉炭流供給管
１７            酸素含有ガス供給管
１８            微粉炭混合流
１９            酸素含有ガス
２０            酸素含有微粉炭流
２２            ２次空気
２３            ３次空気導入管（補助燃焼用空気導入管）
２４            ３次空気
３３            酸素含有ガス導入パイプ
３４            リング管
３５            酸素含有ガス供給管
３７            酸素含有ガス噴出孔
３８            酸素含有ガス供給管
４１            第１濃度調整リング
４２            第１酸素含有ガス噴出孔
４３            第１酸素含有ガス供給管
４４            第２濃度調整リング
４５            第２酸素含有ガス噴出孔
４６            第２酸素含有ガス供給管
【図１】
2014009922.tif 000003
【図２】
2014009922.tif 000004
【図３】
2014009922.tif 000005
【図４】
2014009922.tif 000006
【図５】
2014009922.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成25年4月26日(2013.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉壁に設けられたスロートの中心軸心上に設けられ、補助燃焼用空気が流通する内筒ノズル及び該内筒ノズルと同心で外側に設けられ搬送媒体と微粉炭が混合された微粉炭混合流が流通する外筒ノズルからなるノズル本体と、該ノズル本体を収納するウインドボックスと、該ウインドボックスに収納されると共に前記ノズル本体の先端部に設けられる２次空気調整装置と、前記ウインドボックスから前記内筒ノズル内に補助燃焼用空気として燃焼用空気を導入する補助燃焼用空気導入管と、前記外筒ノズル内に微粉炭混合流を導入する微粉炭流供給管と、前記微粉炭混合流に酸素含有ガスを供給し前記微粉炭混合流中の酸素濃度を上昇させる酸素含有ガス供給管とを具備することを特徴とするバーナ。
【請求項２】
前記外筒ノズルの内周面に該外筒ノズルの軸心方向に沿って延在する複数のディフレクタアングルを更に具備し、該ディフレクタアングルは内部に酸素含有ガスの流路が形成されると共に基端に掛渡り前記流路に連通するリング管が接続され、該リング管に前記外筒ノズルの周壁を貫通する前記酸素含有ガス供給管が接続された請求項１のバーナ。
【請求項３】
前記酸素含有ガス供給管が前記外筒ノズルの基部に連通し、前記酸素含有ガスを前記外筒ノズルの基部から供給する請求項１のバーナ。
【請求項４】
前記内筒ノズルを囲繞する中空の濃度調整リングを更に具備し、該濃度調整リングの先端面に複数の酸素含有ガス噴出孔が穿設され、前記濃度調整リングに前記内筒ノズルの内部に挿通され該内筒ノズルの周壁を貫通する前記酸素含有ガス供給管が接続された請求項１又は請求項２のバーナ。
【請求項５】
前記内筒ノズルを囲繞する第１濃度調整リングと、該第１濃度調整リングよりも基部側で、前記外筒ノズルの内周面に全周に亘って設けられた第２濃度調整リングとを更に具備し、前記第１濃度調整リング又は前記第２濃度調整リングの少なくとも何れか一方の濃度調整リングが中空で先端面に複数の酸素含有ガス噴出孔が穿設され、前記一方の濃度調整リングに酸素含有ガス供給管が接続された請求項１又は請求項２のバーナ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明は、炉壁に設けられたスロートの中心軸心上に設けられ、補助燃焼用空気が流通する内筒ノズル及び該内筒ノズルと同心で外側に設けられ搬送媒体と微粉炭が混合された微粉炭混合流が流通する外筒ノズルからなるノズル本体と、該ノズル本体を収納するウインドボックスと、該ウインドボックスに収納されると共に前記ノズル本体の先端部に設けられる２次空気調整装置と、前記ウインドボックスから前記内筒ノズル内に補助燃焼用空気として燃焼用空気を導入する補助燃焼用空気導入管と、前記外筒ノズル内に微粉炭混合流を導入する微粉炭流供給管と、前記微粉炭混合流に酸素含有ガスを供給し前記微粉炭混合流中の酸素濃度を上昇させる酸素含有ガス供給管とを具備するバーナに係るものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明によれば、炉壁に設けられたスロートの中心軸心上に設けられ、補助燃焼用空気が流通する内筒ノズル及び該内筒ノズルと同心で外側に設けられ搬送媒体と微粉炭が混合された微粉炭混合流が流通する外筒ノズルからなるノズル本体と、該ノズル本体を収納するウインドボックスと、該ウインドボックスに収納されると共に前記ノズル本体の先端部に設けられる２次空気調整装置と、前記ウインドボックスから前記内筒ノズル内に補助燃焼用空気として燃焼用空気を導入する補助燃焼用空気導入管と、前記外筒ノズル内に微粉炭混合流を導入する微粉炭流供給管と、前記微粉炭混合流に酸素含有ガスを供給し前記微粉炭混合流中の酸素濃度を上昇させる酸素含有ガス供給管とを具備するので、前記微粉炭混合流中の酸素濃度が低い場合であっても着火を安定させ、着火を促進させることができると共に、酸素濃度を上昇させた前記微粉炭混合流が流動する経路を短くすることで安全性の向上を図ることができるという優れた効果を発揮する。