(57)【要約】【課題】  非常停止時におけるバーナ装置のパージ負荷を低減すること。【解決手段】  バーナ装置は、燃料供給管１と、蒸気供給管３と、前記燃料供給管１と前記蒸気供給管３とを収容し先端が開口された内筒５と、該内筒５の先端開口部に位置させて設けられ前記燃料供給管１から噴出される燃料を前記蒸気供給管３から噴出される蒸気により霧化するアトマイザ１１と、前記内筒５を軸方向に摺動可能に支持収容し先端が開口された外筒１５と、前記内筒５の後退位置における前記アトマイザ１１よりも先端側に設けられ前記外筒１５の断面を遮断するダンパ１７と、前記外筒１５と前記内筒５との間の空間１２にパージ用蒸気９を供給するノズル１９とを備えて構成されるため、非常停止時のパージ負荷を低減できる。【選択図】    図２
2006145057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料供給管と、蒸気供給管と、前記燃料供給管と前記蒸気供給管とを収容し先端が開口された内筒と、該内筒の先端開口部に位置させて設けられ前記燃料供給管から噴出される燃料を前記蒸気供給管から噴出される蒸気により霧化するアトマイザと、前記内筒を軸方向に摺動可能に支持収容し先端が開口された外筒と、前記内筒の後退位置における前記アトマイザよりも先端側に設けられ前記外筒の断面を遮断するダンパと、前記外筒と前記内筒との間の空間にパージ用蒸気を供給するノズルとが設けられてなるバーナ装置。
【請求項２】
燃料を蒸気により霧化するアトマイザから前記燃料を火炉内に噴出させるバーナ装置のパージ方法において、前記アトマイザの燃料噴出孔からパージ用蒸気を導入することにより、燃料供給経路に残留する前記燃料を逆流させてパージすることを特徴とするバーナ装置のパージ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラなどの火炉内に燃料を噴霧するバーナ装置及びそのパージ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ボイラなどの火炉には、液体燃料を噴出させるバーナ装置が備えられ、アトマイザによって霧化された燃料が炉内に噴出されて燃焼が行われる。このアトマイザには、燃料供給経路と蒸気供給経路が設けられ、例えば、蒸気供給経路に燃料供給経路が合流して形成されることにより、燃料供給経路から噴出される燃料が蒸気供給経路から噴出される蒸気によって霧化される。
【０００３】
このようなバーナ装置において、燃料の供給停止後、燃料供給経路などに残留する液体燃料（以下、残油という）をパージする方法としては、例えば、バーナの後方からパージ用蒸気を通気させ、この蒸気と共に残油をアトマイザから炉内に噴出させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１３７５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば、ボイラなどの非常停止時においては、押込通風機などの運転が停止することに伴い、炉内への蒸気や燃料などの供給が遮断されるため、通常停止時の状態と同様、炉内に残油をパージすることができず、アトマイザなどに残油を残したまま停止しなければならない。
【０００６】
一般に、アトマイザに後方から燃料を供給する燃料供給管は、スチームトレースなどで加温されるが、アトマイザは加温されていないため、アトマイザの燃料供給経路に残る残油は、時間の経過と共に温度が低下して固化する場合がある。すなわち、一般的な燃料油であれば、常温においても所定の流動性が確保されるため、アトマイザを炉内から引き抜いて取り外すことにより残油を除去できるが、比較的高粘度の重油の場合、一旦固化すると、残油処理に特別な装置と多くの時間が必要になる。特許文献１によれば、このような非常停止時におけるアトマイザの残油処理についてなんら検討がされていない。
【０００７】
本発明は、非常停止時におけるバーナ装置のパージ負荷を低減することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明のパージ装置は、燃料供給管と、蒸気供給管と、燃料供給管と蒸気供給管とを収容し先端が開口された内筒と、この内筒の先端開口部に位置させて設けられ燃料供給管から噴出される燃料を蒸気供給管から噴出される蒸気により霧化するアトマイザと、内筒を軸方向に摺動可能に支持収容し先端が開口された外筒と、内筒の後退位置におけるアトマイザよりも先端側に設けられ外筒の断面を遮断するダンパと、外筒と内筒との間の空間にパージ用蒸気を供給するノズルとを設けてなることを特徴としている。
【０００９】
すなわち、ダンパによって外筒の断面を遮断して形成される空間内にアトマイザを配置させ、ノズルからこの空間内にパージ用蒸気を導入することにより、空間内の蒸気圧力が高くなり、蒸気がアトマイザの燃料噴出孔を通じて低圧側の燃料供給管内に流入する。また、アトマイザの外周は高温の蒸気で満たされるため、アトマイザの内部の残油も加熱され、残油の粘度上昇が抑制される。よって、アトマイザの燃料噴出孔から流入した蒸気が燃料供給管内を逆流することにより、残油は蒸気に同伴して外部に排出されるため、残油を炉内に排出することなく、非常停止時においても少ない負荷でパージ処理を行うことができる。
【００１０】
本発明は、燃料を蒸気により霧化するアトマイザから燃料を火炉内に噴出させるバーナ装置のパージ方法において、アトマイザの燃料噴出孔からパージ用蒸気を導入することにより、燃料供給経路に残留する燃料を逆流させてパージすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、非常停止時におけるバーナ装置のパージ負荷を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を適用してなるバーナ装置の実施形態について図を参照して説明する。図１，２は、本発明に係るバーナ装置の断面構成図であり、図１はアトマイザを前進させて燃料を噴出させる状態を示し、図２はアトマイザを後退させて残油をパージする状態を示している。図３は、図１，２の要部を拡大して示す断面図である。なお、本実施形態では、ボイラの火炉に設けたバーナ装置を一例として示し、液体燃料としては重質油を用いている。
【００１３】
まず、本実施形態のバーナ装置の構成について図１を用いて説明する。本実施形態のバーナ装置は、図に示すように、燃料供給管１と、蒸気供給管３と、燃料供給管１と蒸気供給管３とを収容し、一端が開口する筒状の内側パイプ５と、この内側パイプ５の開口部に位置させて設けられ、燃料供給管１から供給される重質油７を蒸気供給管３から供給させる蒸気９で霧化するアトマイザ１１と、火炉の側壁１３を貫通して形成され、内側パイプ５を収容する筒状の外側パイプ１５と、外側パイプ１５の断面を遮断するダンパ１７と、外側パイプ１５の側面に設けられたノズル１９とを備えている。
【００１４】
燃料供給管１と蒸気供給管３は、内側パイプ５内を軸方向に延在し、基端側（炉外側）は内側パイプ５の端面と連結される一方、先端側（炉内側）はアトマイザ１１の基端側端面に連結されている。内側パイプ５は、外側パイプ１５内を軸方向に摺動するように、外側パイプ１５の基端側から気密に支持されている。すなわち、内側パイプ５は、基端側から側壁１３に固定されるシリンダ２１と連結され、シリンダ２１の動作に伴い、外側パイプ１５内を内側パイプ５が軸方向に移動するようになっている。外側パイプ１５の軸方向の略中央部には、パイプ径を拡大した空間が形成され、該空間内にはダンパ１７が設置されている。このダンパ１７は、内側パイプ５がダンパ１７よりも基端側の所定位置まで移動したときに、ダンパ駆動装置２３により外側パイプ１５内を遮断するようになっている。外側パイプ１５の先端側外周には保炎板１８が設けられている。
【００１５】
蒸気供給管３は基端側に弁２５を備えた配管２７が接続され、配管２７を通じて蒸気供給源から蒸気９が供給される一方、燃料供給管１は基端側に弁２９を備えた配管３１が接続され、配管３１を通じて燃料供給源から重質油７が供給されるようになっている。配管３１において弁２９の後流側には、弁３３を備えた配管３５が接続され、配管３５を通じて燃料供給管１を逆流する蒸気及び残油を系外に排出するようになっている。配管２７において弁２５の上流側には、弁３７を備えた配管３９が接続され、配管３９は側壁１３から基端側に突出する外側パイプ１５の側面にノズル１９を介して接続されている。なお、従来構成と同様、配管２７と配管３１は、弁４１および配管４３を通じて互いに連結されている。
【００１６】
次に、本実施形態のアトマイザ１１の詳細構成について説明する。本実施形態のアトマイザ１１は、図３に示すように、基端側が平坦面、先端側が円錐台形状に形成され、基端側と先端側とを構成する２つの構成部品を軸方向で重ね合わせ、外側からリング状の固定部材５１を冠着させて構成される。アトマイザ１１は、基端側の構成部品において、重質油７が流れる燃料供給流路５３と、蒸気９が流れる蒸気供給流路５５とを有し、蒸気供給流路５５は先端側にかけて軸中心に向かって斜めに形成されるのに対し、燃料供給流路５３は、軸と平行に形成されている。先端側の構成部品、いわゆるノズル部においては、軸中心の蒸気供給流路５５から先端側の端面に向かって放射状に蒸気噴出流路５７が形成され、燃料供給流路５３から延在する燃料噴出流路５９がこの蒸気噴出流路５７に合流するようになっている。
【００１７】
次に、バーナ装置のパージ動作について説明する。まず、通常運転時においては、図１に示すように、内側パイプ５を前進させてアトマイザ１１を炉内に突き出した状態とし、弁２５、２９を開放し、弁３３、３７、４１を全閉とする。そして、基端側から供給される蒸気９と重質油７をアトマイザ１１で混合し、微粒化した燃料を炉内に噴出させる。
【００１８】
ここで、例えば、通常行われるパージ操作では、弁２５，２９を全閉とし、弁４１を開放することにより、基端側から燃料供給管１内に蒸気９を導入し、蒸気９と共に残油を炉内に噴出させるようにしている。しかし、例えば、ボイラが非常停止した場合、蒸気９を送風する押込通風機等も同時に停止するため、通常行われるパージ操作を行うことができず、残油の排出ができなくなる。
【００１９】
本実施形態においては、ボイラが非常停止した場合、図２に示すように、弁２５、２９、４１は全閉となり、アトマイザ１１は、シリンダ２１によって内側パイプ５と共に外側パイプ１５内を基端側の所定位置まで後退して停止する。このようにアトマイザ１１が炉内から引き抜かれると、ダンパ１７が閉じられ、アトマイザ２１は炉内から遮断される。つまり、アトマイザ２１は、この時点で内側パイプ５、外側パイプ１５、ダンパ１７で囲まれた空間１２に収容される。
【００２０】
次に、弁３３、３７が開放され、ノズル１９から空間１２内に蒸気９が供給されると、ダンパ１７が閉じているため、空間１２内の蒸気圧力は上昇する。そして、高圧の蒸気は、比較的圧力の低いアトマイザ１１の内部に燃料噴出孔から侵入し、例えば、蒸気噴出流路５７、燃料噴出流路５９、燃料供給流路５３を順次通過して、燃料供給管１内に導かれる。この過程で、各流路に滞留する残油は蒸気に同伴されて基端側に移動し、さらに、配管３１、弁３３、配管３５を経由して炉外に排出される。
【００２１】
以上述べたように、本実施形態によれば、アトマイザ１１をダンパ１７を閉鎖して形成される空間１２内に収容し、この空間１２内に蒸気９を供給することにより、アトマイザ１１の燃料噴出孔から流入した蒸気が燃料供給管１内を逆流するため、残油を蒸気に同伴して外部に排出できる。この結果、アトマイザ１１を取り外したり、残油を炉内に排出することがないため、非常停止時においても、少ない負荷でパージ処理を行うことができる。
【００２２】
また、本実施形態では、空間１２内に蒸気を供給することで、アトマイザ１１及び燃料供給管１の内部の残油を熱伝導により加熱できるため、残油の温度低下に伴う粘度上昇を抑制できる。このため、例えば、重質油などの比較的高粘度の液体燃料を用いる場合においても蒸気の逆流効果を十分に発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るバーナ装置の断面図であり、燃料を噴出させる状態を説明する図である。
【図２】本発明に係るバーナ装置の断面図であり、残油をパージする状態を説明する図である。
【図３】図１，２のアトマイザを拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  燃料供給管
３  蒸気供給管
５  内側パイプ
７  重質油
９  蒸気
１１  アトマイザ
１３  側壁
１５  外側パイプ
１７  ダンパ
１９  ノズル
２１  シリンダ
２５，２９，３３，３７，４１  弁
２７，３１，３５，３９，４３  配管
５３  燃料供給流路
５５  蒸気供給流路
５７  蒸気噴出流路
５９  燃料噴出流路
【図１】
2006145057.tif 000003
【図２】
2006145057.tif 000004
【図３】
2006145057.tif 000005