(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナ内筒の外側にバーナ外筒を同心状に配設し、該バーナ外筒の基端部に、その接線方向へ延びる導入ノズルを形成し、該導入ノズルに、ミルで粉砕された微粉炭を供給するようにした微粉炭バーナ装置において、
ミルで粉砕された微粉炭を粗粒子と微粒子とに分離する分級器と、
該分級器で分離された微粉炭の粗粒子をバーナ内筒の外周面近傍へ導く粗粒子管と、
前記分級器で分離された微粉炭の微粒子を導入ノズルへ導く微粒子管と
を備えたことを特徴とする微粉炭バーナ装置。
【請求項２】
バーナ内筒の外側にバーナ外筒を同心状に配設し、該バーナ外筒の基端部に、その接線方向へ延びる導入ノズルを形成し、該導入ノズルに、ミルで粉砕された微粉炭を供給するようにした微粉炭バーナ装置において、
ミルで粉砕された微粉炭を供給するための微粉炭管の先端部を所要の曲率で湾曲せしめて導入ノズルに接続し、該微粉炭管の湾曲部分を通過する際に分離される微粉炭の粗粒子をバーナ内筒寄りに導くと共に、前記微粉炭管の湾曲部分を通過する際に分離される微粉炭の微粒子をバーナ外筒寄りに導くよう構成したことを特徴とする微粉炭バーナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微粉炭バーナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ミルで粉砕した石炭の微粉を一次空気と混合して微粉炭バーナへ供給し該微粉炭バーナから噴出させて浮遊燃焼させる微粉炭燃焼は、従来から広く一般に用いられている石炭の燃焼方式である。
【０００３】
微粉炭燃焼方式のボイラの火炉に使用されている微粉炭バーナ装置の一例を図４及び図５によって説明すると、火炉１の側壁の所定位置にはスロート２が形成されており、スロート２付近の火炉１の外部にはウインドボックス３が配置されていて、ウインドボックス３から火炉１へ燃焼用の二次空気４を供給するようになっている。
【０００４】
スロート２の中心にはウインドボックス３を貫通する微粉炭バーナ５が設けられていて、微粉炭バーナ５の中心部には、略円筒状で先端開口部に先端に向かって直径が急減する絞り部を有するバーナ内筒６が配置され、バーナ内筒６の軸心位置にはオイルバーナ７が挿入されている。
【０００５】
バーナ内筒６の外側にはバーナ外筒８がバーナ内筒６と同心状に配設されていて、バーナ外筒８は基端部分が略円筒状で、中間部分から先端に向かって直径が漸減する中空円筒状になっている。
【０００６】
バーナ外筒８の先端開口部には、先端に向かって直径が急減するバーナノズル９が取り付けられている。
【０００７】
バーナ外筒８の基端部には、その接線方向へ延びる導入ノズル１９が突設され、該導入ノズル１９には微粉炭管１３が接続されていて、ミル１２から一次空気１１と共に供給される微粉炭１０をバーナ外筒８内へ導くようになっており、バーナ内筒６の基端部外周とバーナ外筒８の基端部内周には、微粉炭管１３から導入ノズル１９を介して供給される微粉炭１０によるバーナ内筒６の基端部外周とバーナ外筒８の基端部内周の摩耗を防止するための耐摩耗材からなるライナ１４が取り付けられている。
【０００８】
前記スロート２とウインドボックス３との間に形成された空間に、二次空気４の旋回力を調整するためのエアレジスタ１５を、スロート２の周りを円形に囲うように配設すると共に、エアレジスタ１５の内側の周方向に、二次空気４を内側と外側とに分離するための複数のインナベーン１６を配設し、更に、ウインドボックス３とバーナ内筒６の基端部とを、三次空気管１８によって連通せしめ、三次空気１７をバーナ内筒６へ導くようにしてある。
【０００９】
図４及び図５に示される如き微粉炭バーナ５においては、ミル１２から微粉炭管１３と導入ノズル１９を介してバーナ外筒８の内部へ一次空気１１と共に供給される微粉炭１０は、バーナ外筒８の後端部において旋回力を与えられ、バーナ内筒６とバーナ外筒８との間の空間内を周方向に旋回しながら先端側へ流動し、バーナノズル９の先端からスロート２へ噴出し、ウインドボックス３から供給される二次空気４と混合され、燃焼が行われるようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４及び図５に示される如き従来の微粉炭バーナ装置では、バーナ内筒６の外周面に微粉炭１０が付着しやすく、該バーナ内筒６の外周面に付着した微粉炭１０が低温酸化された場合、微粉炭バーナ５内部で発火が起こり、該微粉炭バーナ５が焼損する虞れがあった。
【００１１】
前記バーナ外筒８の後端部から微粉炭バーナ５内へ供給される微粉炭１０の平均粒径は、およそ４０［μｍ］程度であるが、そのうち前記バーナ内筒６の外周面へ付着する微粉炭１０は、比較的細かい粒子（平均粒径１０［μｍ］程度の微粒子）であり、これは、微粉炭管１３がバーナ外筒８の基端部に形成された接線方向に延びる導入ノズル１９に接続され、ミル１２から微粉炭管１３と導入ノズル１９を介してバーナ外筒８の内部へ一次空気１１と共に供給される微粉炭１０が、バーナ外筒８の後端部において旋回力を与えられ、バーナ内筒６とバーナ外筒８との間の空間内を周方向に旋回しながら先端側へ流動して行くため、遠心力により、バーナ外筒８の内周面側ほど粗粒子が多く分布して流れると共に、バーナ内筒６の外周面側ほど微粒子が多く分布して流れることが原因であると考えられる。
【００１２】
本発明は、斯かる実情に鑑み、バーナ内筒外周面における微粉炭の付着、堆積を防止し得、微粉炭バーナが焼損することを回避し得る微粉炭バーナ装置を提供しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第一の発明は、バーナ内筒の外側にバーナ外筒を同心状に配設し、該バーナ外筒の基端部に、その接線方向へ延びる導入ノズルを形成し、該導入ノズルに、ミルで粉砕された微粉炭を供給するようにした微粉炭バーナ装置において、
ミルで粉砕された微粉炭を粗粒子と微粒子とに分離する分級器と、
該分級器で分離された微粉炭の粗粒子をバーナ内筒の外周面近傍へ導く粗粒子管と、
前記分級器で分離された微粉炭の微粒子を導入ノズルへ導く微粒子管と
を備えたことを特徴とする微粉炭バーナ装置にかかるものである。
【００１４】
又、第二の発明は、バーナ内筒の外側にバーナ外筒を同心状に配設し、該バーナ外筒の基端部に、その接線方向へ延びる導入ノズルを形成し、該導入ノズルに、ミルで粉砕された微粉炭を供給するようにした微粉炭バーナ装置において、
ミルで粉砕された微粉炭を供給するための微粉炭管の先端部を所要の曲率で湾曲せしめて導入ノズルに接続し、該微粉炭管の湾曲部分を通過する際に分離される微粉炭の粗粒子をバーナ内筒寄りに導くと共に、前記微粉炭管の湾曲部分を通過する際に分離される微粉炭の微粒子をバーナ外筒寄りに導くよう構成したことを特徴とする微粉炭バーナ装置にかかるものである。
【００１５】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１６】
第一の発明においては、ミルで粉砕された微粉炭は、分級器において粗粒子と微粒子とに分離され、該分級器で分離された微粉炭の粗粒子は、粗粒子管を介してバーナ内筒の外周面近傍へ導かれると共に、前記分級器で分離された微粉炭の微粒子は、微粒子管を介して導入ノズルへ導かれる。
【００１７】
この結果、前記微粉炭の粗粒子は、バーナ内筒の外周面近傍に沿って先端側へ流れ、前記微粉炭の微粒子は、導入ノズルからバーナ外筒に沿って周方向に旋回しながら先端側へ流れることとなり、前記微粉炭の粗粒子の流れによって前記微粉炭の微粒子がバーナ内筒の外周面に付着しにくくなり、該バーナ内筒の外周面に付着した微粉炭の低温酸化に伴う発火も起こりにくくなり、該微粉炭バーナが焼損しなくなる。
【００１８】
又、前記導入ノズルからバーナ外筒の接線方向へ導入されるのは、微粉炭の微粒子だけとなり、微粉炭の粗粒子のバーナ外筒への衝突頻度が低下するため、バーナ外筒の摩耗も低減されることとなる。
【００１９】
又、第二の発明においては、ミルで粉砕された微粉炭は、微粉炭管の湾曲部分を通過する際に、遠心力により、湾曲部分の外周側ほど粗粒子が多く分布して流れると共に、湾曲部分の内周側ほど微粒子が多く分布して流れるようになり、微粉炭が粗粒子と微粒子とに分離された形で導入ノズルへ導かれる。
【００２０】
この結果、前記微粉炭の粗粒子は、導入ノズルからバーナ内筒寄りに導入され、該バーナ内筒に沿って周方向に旋回しながら先端側へ流れると共に、前記微粉炭の微粒子は、導入ノズルからバーナ外筒寄りに導入され、該バーナ外筒に沿って周方向に旋回しながら先端側へ流れることとなり、前記微粉炭の粗粒子の流れによって前記微粉炭の微粒子がバーナ内筒の外周面に付着しにくくなり、該バーナ内筒の外周面に付着した微粉炭の低温酸化に伴う発火も起こりにくくなり、該微粉炭バーナが焼損しなくなる。
【００２１】
又、この場合、前記導入ノズルからバーナ外筒の接線方向には、微粉炭の粗粒子と微粒子の両方が導入されるが、従来に比べれば、微粉炭の粗粒子のバーナ外筒への衝突頻度が低下するため、バーナ外筒の摩耗も低減されることとなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００２３】
図１は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図４及び図５と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、ミル１２で粉砕された微粉炭１０を粗粒子と微粒子とに分離するサイクロン等の分級器２０を設け、該分級器２０で分離された微粉炭１０の粗粒子を粗粒子管２１を介してバーナ内筒６の外周面近傍へ導くと共に、前記分級器２０で分離された微粉炭１０の微粒子を微粒子管１３’を介して導入ノズル１９へ導くよう構成する。
【００２４】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【００２５】
ミル１２で粉砕された微粉炭１０（平均粒径およそ４０［μｍ］程度）は、分級器２０において粗粒子と微粒子（平均粒径およそ１０［μｍ］程度）とに分離され、該分級器２０で分離された微粉炭１０の粗粒子は、粗粒子管２１を介してバーナ内筒６の外周面近傍へ導かれると共に、前記分級器２０で分離された微粉炭１０の微粒子は、微粒子管１３’を介して導入ノズル１９へ導かれる。
【００２６】
この結果、前記微粉炭１０の粗粒子は、バーナ内筒６の外周面近傍に沿って先端側へ流れ、前記微粉炭１０の微粒子は、導入ノズル１９からバーナ外筒８に沿って周方向に旋回しながら先端側へ流れることとなり、前記微粉炭１０の粗粒子の流れによって前記微粉炭１０の微粒子がバーナ内筒６の外周面に付着しにくくなり、該バーナ内筒６の外周面に付着した微粉炭１０の低温酸化に伴う発火も起こりにくくなり、該微粉炭バーナ５が焼損しなくなる。
【００２７】
又、前記導入ノズル１９からバーナ外筒８の接線方向へ導入されるのは、微粉炭１０の微粒子だけとなり、微粉炭１０の粗粒子のバーナ外筒８への衝突頻度が低下するため、バーナ外筒８のライナ１４が設けられた部分の摩耗も低減されることとなる。
【００２８】
こうして、バーナ内筒６外周面における微粉炭１０の付着、堆積を防止し得、微粉炭バーナ５が焼損することを回避し得、更に、微粉炭１０の粗粒子によるバーナ外筒８の摩耗を低減でき、微粉炭バーナ５の寿命延長にも役立つ。
【００２９】
図２及び図３は本発明を実施する形態の他の例であって、図中、図４及び図５と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図４及び図５に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図２及び図３に示す如く、ミル１２で粉砕された微粉炭１０を供給するための微粉炭管１３”の先端部を所要の曲率で湾曲せしめて導入ノズル１９に接続し、該微粉炭管１３”の湾曲部分を通過する際に分離される微粉炭１０の粗粒子をバーナ内筒６寄りに導くと共に、前記微粉炭管１３”の湾曲部分を通過する際に分離される微粉炭１０の微粒子をバーナ外筒８寄りに導くよう構成した点にある。
【００３０】
図２及び図３に示す例においては、ミル１２で粉砕された微粉炭１０は、微粉炭管１３”の湾曲部分を通過する際に、遠心力により、湾曲部分の外周側ほど粗粒子が多く分布して流れると共に、湾曲部分の内周側ほど微粒子が多く分布して流れるようになり、微粉炭１０が粗粒子と微粒子とに分離された形で導入ノズル１９へ導かれる。
【００３１】
この結果、前記微粉炭１０の粗粒子は、導入ノズル１９からバーナ内筒６寄りに導入され、該バーナ内筒６に沿って周方向に旋回しながら先端側へ流れると共に、前記微粉炭１０の微粒子は、導入ノズル１９からバーナ外筒８寄りに導入され、該バーナ外筒８に沿って周方向に旋回しながら先端側へ流れることとなり、前記微粉炭１０の粗粒子の流れによって前記微粉炭１０の微粒子がバーナ内筒６の外周面に付着しにくくなり、該バーナ内筒６の外周面に付着した微粉炭１０の低温酸化に伴う発火も起こりにくくなり、該微粉炭バーナ５が焼損しなくなる。
【００３２】
又、この場合、前記導入ノズル１９からバーナ外筒８の接線方向には、微粉炭１０の粗粒子と微粒子の両方が導入されるが、従来に比べれば、微粉炭１０の粗粒子のバーナ外筒８への衝突頻度が低下するため、バーナ外筒８のライナ１４が設けられた部分の摩耗も低減されることとなる。
【００３３】
こうして、図２及び図３に示す例の場合にも、バーナ内筒６外周面における微粉炭１０の付着、堆積を防止し得、微粉炭バーナ５が焼損することを回避し得、更に、微粉炭１０の粗粒子によるバーナ外筒８の摩耗を低減でき、微粉炭バーナ５の寿命延長にも役立つ。又、図２及び図３に示す例の場合には、図１の例の場合のように分級器２０等を設ける必要がなく、先端部を所要の曲率で湾曲せしめた微粉炭管１３”を用いるだけの簡単な変更で済むため、既設の設備を改造するようなときには有利となる。
【００３４】
尚、本発明の微粉炭バーナ装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３５】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の請求項１記載の微粉炭バーナ装置によれば、バーナ内筒外周面における微粉炭の付着、堆積を防止し得、微粉炭バーナが焼損することを回避し得、更に、微粉炭の粗粒子によるバーナ外筒の摩耗を低減でき、微粉炭バーナの寿命延長にも役立つという優れた効果を奏し得、又、本発明の請求項２記載の微粉炭バーナ装置によれば、上記効果に加え更に、先端部を所要の曲率で湾曲せしめた微粉炭管を用いるだけの簡単な変更で済むため、既設の設備を改造するようなときには有利となるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例の側断面図である。
【図２】本発明を実施する形態の他の例の側断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】従来例の側断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【符号の説明】
５          微粉炭バーナ
６          バーナ内筒
８          バーナ外筒
１０          微粉炭
１２          ミル
１３’        微粒子管
１３”        微粉炭管
１９          導入ノズル
２０          分級器
２１          粗粒子管
【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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