(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内筒と外筒とからなり、内筒と外筒との間にリブを設けたバーナーノズルにおいて、先端部を分割して本体部と二重円環部材とし、二重円環部材を相対的に周方向に移動可能に連結部材により本体部に取り付けたことを特徴とするバーナーノズル。
【請求項２】
内筒と外筒とからなり、内筒と外筒との間にリブを設けたバーナーノズルにおいて、先端部を分割して本体部と二重円環部材とし、更に、二重円環部材を内筒部と外筒部とに分割し、連結部材により内筒部と外筒部とを本体部に取り付けて内筒部と外筒部と本体部とを相対的に周方向に移動可能にして二重円環部材を本体部に取り付けたことを特徴とするバーナーノズル。
【請求項３】
請求項１もしくは請求項２において、リブを先端から後退させて内筒と外筒との間に設けたことを特徴とするバーナーノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、発電用ボイラやガス化炉における燃焼装置のバーナーノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、発電用ボイラの火炉には燃焼装置が設けられ、燃焼装置には火炉を臨むバーナーノズルが備えられている。例えば、ガス焚きのボイラのバーナーノズルとしては、内筒から一次空気、外筒から二次空気を火炉に送給すると共に燃料ノズルから燃料を火炉に送給し、火炉に所定の状態の火炎を発生させるようになっている。液体燃料焚きのバーナーノズルや微粉炭焚きのバーナーノズルも、燃料が種類が異なるだけで略同様な構成となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、バーナーノズルの先端は火炉に晒されることになり、火炎や炉内の輻射熱により高温になってしまう。内筒と外筒との間はリブでつながっているが、バーナーノズルの先端と後端との間には長手方向で温度差が生じ、且つ、内筒は燃料等の流体により冷却される状態になって外筒に対して相対的に温度が低くなり、内筒と外筒との間で温度差が生じる。この温度差のため、バーナーノズルの先端部位は熱応力が発生し、変形や亀裂（クリープ損傷）が発生する虞があった。従って、定期的に点検を行って、変形や亀裂に対する対策または交換を講じる必要がある。
【０００４】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、熱応力に対して損傷が生じにくいバーナーノズルを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のバーナーノズルは、内筒と外筒とからなり、内筒と外筒との間にリブを設けたバーナーノズルにおいて、先端部を分割して本体部と二重円環部材とし、二重円環部材を相対的に周方向に移動可能に連結部材により本体部に取り付けたことを特徴とする。
【０００７】
また、上記目的を達成するための本発明のバーナーノズルは、内筒と外筒とからなり、内筒と外筒との間にリブを設けたバーナーノズルにおいて、先端部を分割して本体部と二重円環部材とし、更に、二重円環部材を内筒部と外筒部とに分割し、連結部材により内筒部と外筒部とを本体部に取り付けて内筒部と外筒部と本体部とを相対的に周方向に移動可能にして二重円環部材を本体部に取り付けたことを特徴とする。
【０００８】
そして、リブを先端から後退させて内筒と外筒との間に設けたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明の実施形態例を説明する。
【００１１】
図１乃至図４に基づいて本発明の第１実施形態例を説明する。図１には本発明の第１実施形態例に係るバーナーノズルを備えた燃焼装置（バーナー）の要部断面、図２にはバーナーノズルの分解斜視、図３にはバーナーノズルの断面、図４にはバーナーノズルの正面を示してある。
【００１２】
図１に示すように、ボイラ本体１にはバーナー風箱２が備えられ、バーナー風箱２にはバーナー３が設けられている。火炉４の炉壁５の所定位置には開口６が設けられ、開口６にはバーナー３のバーナーノズル７が臨んで配置されている。バーナー３は内筒としての一次ノズル８と外筒としての二次ノズル９とで構成され、一次ノズル８内には燃料を送給する燃料ノズル２０が配置されている。
【００１３】
バーナー風箱２内には図示しない送風装置から燃焼用空気が送られ、燃焼用空気は一次ノズル８及び二次ノズル９に送られる。一次ノズル８に送られた燃焼用空気は別途送り込まれる所定の混合気と混合されて燃料ノズル２０の先端外周から火炉４内に噴出され、二次ノズル９に送られた燃料用空気は別途送り込まれる所定の混合気と混合されて一次ノズル８の先端外周から火炉４内に噴出される。また、燃料ノズル２０の先端からは所定状態の燃料が火炉４内に噴出され、所定状態の火炎を火炉４内に発生させる。
【００１４】
図１乃至図３に示すように、バーナー３のバーナーノズル７の周方向には、一次ノズル８と二次ノズル９の間に複数のリブ１０が配されている。バーナーノズル７は先端部１１が分割されてそれぞれにリブ１０が設けられた本体部１２と二重環部材１３とされ、本体部１２と二重環部材１３はリブ１０の部位で連結されて二重環部材１３が相対的に周方向に移動可能となっている。図３に示すように、リブ１０の先端10a 側はバーナーノズル７の先端7aから幅Ｔ後退して設けられている。尚、図３に点線で示すように、リブ１０の先端10a を後退側にＵ字状部を形成してアールを設けた状態にすることも可能である。
【００１５】
図３に示すように、バーナーノズル７の先端部１１は、本体部１２と二重環部材１３とが連結部材としてのボルト１４で連結されている。即ち、ボルト１４は両端側にねじ部14a,14b が形成され、一方のねじ部14a （図中右側）が本体部１２のリブ１０の部位に螺合している。ボルト１４には二重環部材１３のリブ１０の部位が貫通し、ボルト１４の他方のねじ部14b （図中左側）にナット１５が螺合して本体部１２と二重環部材１３とが連結されている。
【００１９】
二重環部材１３のボルト１４が貫通する貫通穴１７はボルト１４の径より大径に形成され、連結時であっても本体部１２に対して二重環部材１３が相対的に周方向に移動可能となっている。図中の符号で14c は、ボルト１４を本体部１２に螺合する際に工具を嵌合させるために使用する工具掛部である。尚、ボルト１４を予め本体部１２に固定したスタットボルトとしてもよく、六角ボルト等頭部付きのボルトを用いてもよい。
【００２０】
図４に示すように、バーナーノズル７の先端部１１の二重環部材１３の内周（内側）には多数の放熱フィン１６が設けられ、一次ノズル８側の放熱フィン１６と二次ノズル９側の放熱フィン１６とは、周方向で位相をずらして形成されている。放熱フィン１６により、例えば、温度が４０度から５０度低下するようになっている。
【００２１】
上記構成のバーナーノズル７は、先端部１１を分割して本体部１２と二重環部材１３とし、二重環部材１３を相対的に周方向に移動可能にボルト１４で本体部１２に取り付けたので、先端部１１が高温になって本体部１２との間に温度差が生じた場合、本体部１２に対して二重環部材１３が周方向に膨張して移動し、熱膨張差を吸収することができ、発生応力が小さくなって変形や亀裂の発生が抑制されて熱応力による損傷（クリープ損傷）を防止することができる。
【００２２】
また、二重環部材１３のリブ１０の先端10a をバーナーノズル７の先端部7aから後退させたので、応力発生位置が低温側に移動してリブ１０の取り付け部が高温に晒されることが抑制され、二重環部材１３とリブ１０との結合部の熱応力による損傷が抑制される。また、二重環部材１３の内側に放熱フィン１６を設けたので、放熱によりバーナーノズル７の先端部の温度が低下し、熱応力を低減することができる。
【００２３】
このため、バーナーノズル７の変形及び亀裂の発生が防止されて長寿命化を図ることが可能になり、バーナーノズル７が損傷した場合であっても、二重環部材１３を交換することで対処することができる。
【００２４】
上述した実施形態例では、リブ１０を設けたバーナーノズル７を例に挙げて説明したが、リブ１０を省略することも可能である。また、先端部１１を分割することなく、一体構造のバーナーノズルにおいてリブ１０を設けてバーナーノズルの温度を低下させて変形や亀裂を抑制するようにしてもよい。
【００２５】
図５、図６に基づいて本発明の第２実施形態例を説明する。図５には本発明の第２実施形態例に係るバーナーノズルの分解斜視、図６にはバーナーノズルの断面を示してある。尚、図５、図６は第１実施形態例の図２及び図３に相当するものであり、第１実施形態例のバーナーノズル７が本実施形態例におけるバーナーノズル２１に相当する。このため、第１実施形態例と同一部材には同一符号を付してバーナーの全体構成の説明及び重複する説明は省略してある。
【００２６】
図５、図６に示すように、バーナーノズル２１の周方向には、一次ノズル８と二次ノズル９の間に複数のリブ１０が配されている。バーナーノズル２１は先端部２２が分割されてそれぞれにリブ１０が設けられた本体部２３と二重環部材２４とされ、二重環部材２４は一次ノズル８を形成する内筒部２５と二次ノズル９を形成する外筒部２６とに分割されている。本体部２３と二重環部材２４とは連結部材としてのボルト１４で連結され、内筒部２５と外筒部２６と本体部２３とは相対的に周方向に移動可能にされている。
【００２７】
即ち、ボルト１４は両端側にねじ部14a,14b が形成され、一方のねじ部14a （図中右側）が本体部２３のリブ１０の部位に螺合している。ボルト１４には二重環部材２４の内筒部２５及び外筒部２６のリブ１０の部位25a,26a が貫通し、ボルト１４の他方のねじ部14b （図中左側）にナット１５が螺合して本体部２３と内筒部２５及び外筒部２６からなる二重環部材２４とが連結されている。内筒部２５及び外筒部２６の部位25a,26a の貫通穴25b,26b はボルト１４の径より大径に形成され、連結時であっても本体部１２に対して内筒部２５及び外筒部２６が個別に相対的に周方向に移動可能となっている。
【００２８】
尚、内筒部２５の外側及び外筒部２６の内側に、即ち、二重環部材２４の内周（内側）に多数の放熱フィン１６（図４参照）を設けることも可能で、放熱フィン１６により、バーナーノズル２１の先端部２２の温度を、例えば、４０度から５０度低下させるようにすることもできる。
【００２９】
上記構成のバーナーノズル２１は、先端部２２を分割して本体部２３と二重環部材２４とし、更に、二重環部材２４を内筒部２５と外筒部２６とに分割し、内筒部２５及び外筒部２６からなる二重環部材２４を相対的に周方向に移動可能にボルト１４で本体部２３に取り付けたので、先端部２２が高温になって本体部１２との間に温度差が生じた場合、及び、先端部２２の一次ノズル８側と二次ノズル９側との間に温度差が生じた場合、本体部２３に対して内筒部２５と外筒部２６が周方向に個別に膨張して移動して二重環部材２４が周方向に移動し、熱膨張差を吸収することができ、発生応力が小さくなって変形や亀裂の発生が抑制されて熱応力による損傷を防止することができる。
【００３０】
このため、バーナーノズル２１の変形及び亀裂の発生が防止されて長寿命化を図ることが可能になり、バーナーノズル２１が損傷した場合であっても、内筒部２５及び外筒部２６を個別に交換すること、もしくは、内筒部２５及び外筒部２６からなる二重環部材２４を交換することで対処することができる。
【００３１】
本発明は、ガス燃料焚き、液体燃料焚き、微粉炭焚きの燃焼装置や、ガス化炉における燃焼装置のバーナーノズルに適用することが可能である。
【００３２】
【発明の効果】
バーナーノズルは、内筒と外筒とからなるバーナーノズルにおいて、先端部を分割して本体部と二重環部材とし、二重環部材を相対的に周方向に移動可能に連結部材により本体部に取り付けたので、先端部が高温になって本体部との間に温度差が生じた場合、本体部に対して二重環部材が膨張して周方向に移動し、熱膨張差を吸収することができ、発生応力が小さくなって変形や亀裂の発生が抑制されて熱応力による損傷を防止することができる。この結果、熱応力に対して損傷が生じにくいバーナーノズルとすることが可能になる。
【００３３】
また、本発明のバーナーノズルは、内筒と外筒とからなり、内筒と外筒との間にリブを設けたバーナーノズルにおいて、先端部を分割して本体部と二重環部材とし、二重環部材を相対的に周方向に移動可能に連結部材により本体部に取り付けたので、先端部が高温になって本体部との間に温度差が生じた場合、本体部に対して二重環部材が膨張して周方向に移動し、熱膨張差を吸収することができ、発生応力が小さくなって変形や亀裂の発生が抑制されて熱応力による損傷を防止することができる。この結果、熱応力に対して損傷が生じにくいバーナーノズルとすることが可能になる。
【００３４】
また、本発明のバーナーノズルは、内筒と外筒とからなり、内筒と外筒との間にリブを設けたバーナーノズルにおいて、先端部を分割して本体部と二重環部材とし、更に、二重環部材を内筒部と外筒部とに分割し、連結部材により内筒部と外筒部とを本体部に取り付けて内筒部と外筒部と本体部とを相対的に周方向に移動可能にして二重環部材を本体部に取り付けたので、先端部が高温になって本体部との間に温度差が生じた場合、及び、先端部の内筒側と外筒側との間に温度差が生じた場合、本体部に対して内筒部と外筒部が周方向に個別に膨張して移動して二重環部材が周方向に移動し、熱膨張差を吸収することができ、発生応力が小さくなって変形や亀裂の発生が抑制されて熱応力による損傷を防止することができる。この結果、熱応力に対して損傷が生じにくいバーナーノズルとすることが可能になる。
【００３５】
また、バーナーノズルは、内筒と外筒とからなるバーナーノズルにおいて、先端部の内筒の外側及び外筒の内側にそれぞれ放熱フィンを設けたので、先端部が高温になった場合、放熱フィンにより温度を低下させて発生応力が小さくなって変形や亀裂の発生が抑制されて熱応力による損傷を防止することができる。この結果、熱応力に対して損傷が生じにくいバーナーノズルとすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態例に係るバーナーノズルを備えた燃焼装置（バーナー）の要部断面図。
【図２】バーナーノズルの分解斜視図。
【図３】バーナーノズルの断面図。
【図４】バーナーノズルの正面図。
【図５】本発明の第２実施形態例に係るバーナーノズルの分解斜視図。
【図６】バーナーノズルの断面図。
【符号の説明】
１  ボイラ本体
２  バーナー風箱
３  バーナー
４  火炉
５  炉壁
６  開口
７，２１  バーナーノズル
7a  先端
８  一次ノズル
９  二次ノズル
１０  リブ
10a  先端
１１，２２  先端部
１２，２３  本体部
１３，２４  二重環部材
１４  ボルト
14a,14b  ねじ部
１５  ナット
１６  放熱フィン
１７,25b,26b  貫通穴
２５  内筒部
25a  部位
２６  外筒部
26a  部位
【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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