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WO2009113237A1 - 微粉燃料用バーナ - Google Patents

微粉燃料用バーナ Download PDF

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WO2009113237A1
WO2009113237A1 PCT/JP2009/000496 JP2009000496W WO2009113237A1 WO 2009113237 A1 WO2009113237 A1 WO 2009113237A1 JP 2009000496 W JP2009000496 W JP 2009000496W WO 2009113237 A1 WO2009113237 A1 WO 2009113237A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
nozzle body
air
secondary air
furnace
combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2009/000496
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
田村雅人
須古敏行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to DE112009000291.9T priority Critical patent/DE112009000291B4/de
Priority to US12/864,741 priority patent/US20100307391A1/en
Publication of WO2009113237A1 publication Critical patent/WO2009113237A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D1/00—Burners for combustion of pulverulent fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/002—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion
    • F23C7/004—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion using vanes
    • F23C7/006—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion using vanes adjustable
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/008—Flow control devices

Definitions

  • the present invention relates to a pulverized fuel burner provided in a furnace that uses fine powder as fuel, such as a coal-fired boiler.
  • a furnace using fine powder as a fuel for example, a furnace using coal as a fuel, pulverized coal is pulverized by a pulverized coal machine into pulverized coal, the pulverized coal is mixed with primary air, and the pulverized powder is mixed with primary air.
  • Some are supplied to a charcoal burner and ejected from the pulverized coal burner to a furnace to float and burn the pulverized coal.
  • the combustion secondary air heated to the required temperature (for example, 250 ° C. to 300 ° C.) is further supplied to the mixed flow of primary air and pulverized coal.
  • the pulverized coal in the mixed stream is heated by secondary air and radiant heat from the inside of the furnace, emits volatile matter, and ignites to generate a flame.
  • 1 indicates a furnace
  • 2 indicates a furnace wall of the furnace 1.
  • a throat 3 is provided on the furnace wall 2
  • a wind box 4 is attached to the counter-fire furnace 1 side of the furnace wall 2
  • a pulverized coal burner 5 is provided concentrically with the throat 3 inside the wind box 4.
  • the pulverized coal burner 5 includes a nozzle body 6 and a secondary air adjusting device 7 provided so as to surround the tip of the nozzle body 6.
  • the nozzle body 6 includes an outer cylinder nozzle 8, an inner cylinder nozzle 9 provided concentrically with the outer cylinder nozzle 8, and an oil burner 11 disposed on the center line of the inner cylinder nozzle 9.
  • An outer cylinder base portion (end portion on the side of the counter-fired furnace 1) 8a of the outer cylinder nozzle 8 has a cylindrical shape whose cross-sectional diameter does not change, and an outer cylinder intermediate portion 8b continuous with the outer cylinder base portion 8a is connected to the furnace 1.
  • the outer cylinder tip 8c continuous with the outer cylinder intermediate part 8b is a tapered cylinder whose diameter is reduced toward the furnace 1, and the outer cylinder is tapered.
  • the taper angle of the distal end portion 8c is larger than that of the outer cylinder intermediate portion 8b, and the diameter is sharply reduced from that of the outer cylinder intermediate portion 8b.
  • the inner cylinder cylindrical portion 9a of the inner cylinder nozzle 9 has a cylindrical shape whose cross-sectional diameter does not change up to the vicinity of the distal end of the outer cylinder intermediate portion 8b, and is an inner cylinder distal end portion that is continuous with the inner cylinder cylindrical portion 9a.
  • 9c has a tapered cylindrical shape having a taper angle equivalent to that of the outer cylinder tip 8c.
  • a fuel conduction space 10 is formed in a hollow cylindrical space with the furnace 1 side end opened.
  • a primary air introduction pipe 12 communicates with a base part (end part on the side of the counter-fired furnace 1) of the outer cylinder nozzle 8, and the primary air 14 and the primary air 14 are communicated with the primary air introduction pipe 12.
  • the transported pulverized coal flows into the fuel conduction space 10 from the tangential direction, and is ejected from the tip while turning inside the fuel conduction space 10.
  • one end of a tertiary air introduction pipe 13 is opened at the base of the inner cylinder nozzle 9, and the other end of the tertiary air introduction pipe 13 is opened in the wind box 4 and is fed to the wind box 4.
  • Combustion air is taken in and led to the inner nozzle 9 as auxiliary combustion air, that is, tertiary combustion air.
  • the secondary air adjusting device 7 includes an auxiliary air adjusting mechanism 15 that houses the tip of the nozzle body 6 and a main air adjusting mechanism 16 that is provided concentrically outside the auxiliary air adjusting mechanism 15. .
  • the auxiliary air adjustment mechanism 15 has a first air guide duct 18 that is reduced in diameter toward the tip, and an air volume adjusting blade 19 that is provided at equal intervals around the base of the first air guide duct 18.
  • the adjustment blade 19 can be rotated synchronously about the rotation shaft 21.
  • the main air adjusting mechanism 16 includes a second air guide duct 22 that is reduced in diameter toward the tip, and an air volume adjusting blade 23 that is provided at equal intervals around the base of the second air guide duct 22.
  • the air volume adjusting blade 23 can be rotated synchronously about a rotating shaft 24.
  • the tip of the second air guide duct 22 is continuous with the throat 3 and the tip of the first air guide duct 18 is in a position retracted from the inner wall surface of the furnace wall 2.
  • the tip of the inner cylinder nozzle 9 is in a position further retracted from the tip of the first air guide duct 18.
  • the pulverized coal together with the primary air 14 is supplied from the primary air introduction pipe 12 to the base of the fuel conduction space 10.
  • the primary air 14 flows toward the furnace 1 while turning in the fuel conduction space 10, and is contracted in the process of passing through the fuel conduction space 10, and is ejected from the tip of the outer cylinder nozzle 8. Is done.
  • Secondary air 26, which is auxiliary combustion air, is heated to a required temperature and supplied to the wind box 4, and the secondary air 26 is adjusted in air volume by the air volume adjusting blade 23, and the second air guide duct. 22 is ejected into the furnace 1 together with the primary air 14 and the pulverized coal.
  • the pulverized coal is heated by the secondary air 26 in the process of being ejected to the furnace 1 and is also heated by receiving radiant heat from the furnace 1. By heating, the volatile matter is released from the pulverized coal, the volatile matter is ignited, and the flame is continuously maintained.
  • a part of the secondary air 26 taken into the second air guide duct 22 is taken into the first air guide duct 18 through the air volume adjusting blade 19 and ejected as secondary auxiliary air. Is done.
  • the air volume of the air volume adjusting blade 23 and the air volume of the air volume adjusting blade 19 By adjusting the air volume of the air volume adjusting blade 23 and the air volume of the air volume adjusting blade 19, the state of the supply amount flow of the secondary air 26 is changed, and the combustion state of pulverized coal is adjusted.
  • a part of the secondary air 26 is led to the inner cylinder nozzle 9 as the tertiary air 27 through the tertiary air introduction pipe 13 and is ejected from the inner cylinder nozzle 9.
  • the combustion state of pulverized coal is adjusted by ejecting the tertiary air 27. Therefore, the combustion state of the pulverized coal is adjusted to be optimum by adjusting the secondary air 26 and the tertiary air 27.
  • the oil burner 11 is used when igniting pulverized coal.
  • a pulverized coal such as a bituminous coal such as bituminous coal including a predetermined amount, for example, about 20% of volatile components, is used.
  • oil coke which is a residue after oil refining is used as fuel.
  • Oil coke has a low volatile content of about 10%, and in the conventional pulverized coal burner 5 described above, the temperature of the pulverized fuel ejected from the pulverized coal burner 5 is low, and a sufficient volatile content is not released. There is a problem that cannot be maintained. Further, when the flame is not maintained, there is a problem that NOx soot increases.
  • the present invention provides a pulverized fuel burner that improves the ignitability with a pulverized pulverized fuel with a low volatile content, and that maintains a flame continuously and stably.
  • the present invention comprises a nozzle body that opens toward the furnace and ejects pulverized fuel together with the primary combustion air, and a combustion secondary air passage formed concentrically around the nozzle body, A blocking portion is provided at a predetermined interval along the circumferential direction of the combustion secondary air flow path, and the blocking portion forms a non-flow portion in the combustion secondary air flow path,
  • the present invention relates to a pulverized fuel burner configured to generate a reverse flow phenomenon.
  • the present invention also relates to a pulverized fuel burner in which the range of the shut-off portion occupying the combustion secondary air flow path is variable.
  • the present invention provides a movable ring that is concentrically rotatable with respect to the tip of the nozzle body, a movable guide blade is provided on the movable ring, a fixed guide blade is provided at the tip of the nozzle body,
  • the movable guide vane and the fixed guide vane each have a blocking portion orthogonal to the nozzle axis, and the rotating state of the two blocking portions is changed by rotating the movable ring. It concerns the burner.
  • the nozzle body is housed in a window box, and an air guide duct is provided in the window box concentrically with the tip portion of the nozzle body, and a movable ring is rotatable at the tip portion of the nozzle body.
  • a movable guide vane is provided on the movable ring, a fixed guide vane is provided on the air guide duct, and the movable guide vane and the fixed guide vane each have a blocking portion orthogonal to a nozzle axis,
  • the present invention relates to a pulverized fuel burner configured such that the overlapping state of the two blocking portions is changed by rotating the movable ring.
  • a nozzle body that opens toward the furnace and injects pulverized fuel together with the combustion primary air, and a combustion secondary air passage formed concentrically around the nozzle body.
  • a blocking portion is provided at predetermined intervals along the circumferential direction of the combustion secondary air flow path, and a non-flowing portion is formed in the combustion secondary air flow path by the blocking portion, so that the high temperature in the furnace Since the gas back-flow phenomenon occurs, high-temperature exhaust gas in the furnace is drawn in, the pulverized fuel is heated by the exhaust gas, and even if it is a pulverized fuel with little volatile matter, the ignitability is improved and stable and reliable And the flame is maintained.
  • the range that occupies the combustion secondary air flow path of the shut-off portion is made variable, the strength of the reverse flow phenomenon of the high temperature gas in the furnace can be adjusted, and various volatile component components can be adjusted. Different pulverized fuels can be burned under appropriate conditions.
  • a movable ring is provided concentrically with the tip of the nozzle body so as to be rotatable, a movable guide blade is provided on the movable ring, and a fixed guide blade is provided at the tip of the nozzle body.
  • the movable guide vanes and the fixed guide vanes each have a blocking portion orthogonal to the nozzle axis, and the overlapping state of the two blocking portions is changed by rotating the movable ring.
  • the range that occupies the flow path for the secondary air for combustion in the shut-off section changes, the strength of the reverse flow phenomenon of the hot gas in the furnace can be adjusted, and pulverized fuel with various volatile components can be burned under appropriate conditions Can do.
  • the nozzle body is housed in a window box
  • the air guide duct is provided concentrically with the tip of the nozzle body
  • the movable ring rotates at the tip of the nozzle body.
  • the movable ring is provided with a movable guide vane
  • the air guide duct is provided with a fixed guide vane
  • the movable guide vane and the fixed guide vane each have a blocking portion orthogonal to the nozzle axis.
  • FIG. 3 is a view as seen from an arrow A in FIG. 2. It is operation
  • FIG. 2 and 3 show an example of a pulverized coal burner in which the present invention is implemented. 2 that are the same as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
  • the pulverized coal burner 5 includes a nozzle body 6 and a secondary air adjusting device 31, the pulverized coal burner 5 is provided concentrically with the throat 3 opened in the furnace wall 2, and the pulverized coal burner 5 is disposed in the wind box 4. It is stored.
  • the wind box 4 is blown with secondary air 26 from a forced air blower (not shown), and the air volume of the secondary air 26 is controlled by the forced air blower so that the air pressure is adjusted to the air flow necessary for combustion. Is controlled.
  • the nozzle body 6 includes an outer cylinder nozzle 8 and an inner cylinder nozzle 9 provided concentrically with the outer cylinder nozzle 8, and a hollow cylinder shape is provided between the outer cylinder nozzle 8 and the inner cylinder nozzle 9.
  • the fuel conduction space 10 is formed.
  • the base of the nozzle body 6 protrudes from the window box 4 and a primary air introduction pipe 12 is communicated with the outer cylinder base 8a.
  • the downstream end of the tertiary air introduction pipe 13 is communicated with the end of the inner cylinder nozzle 9, and the upstream end is communicated with the wind box 4.
  • the primary air introduction pipe 12 is connected to the pushing ventilator (not shown) via a pulverized coal machine (not shown), and the primary air 14 containing pulverized coal from the primary air introduction pipe 12 is
  • the tertiary air introduction pipe 13 is introduced into the fuel conduction space 10 and takes in a part of the secondary air 26 and introduces it into the inner cylinder nozzle 9.
  • the secondary air conditioning device 31 is provided concentrically with the tip of the pulverized coal burner 5 on the furnace 1 side of the wind box 4.
  • the secondary air conditioning device 31 will be described.
  • An air guide duct 32 is provided concentrically with the outer cylinder nozzle 8 on the surface of the windbox 4 facing the furnace 1, and the air guide duct 32 has a substantially tapered shape whose diameter is reduced toward the furnace 1 side. The tip portion is connected to the throat 3.
  • a movable ring 33 is rotatably provided in the air guide duct 32 so as to be concentric with the air guide duct 32.
  • the required number of movable guide vanes 34 are provided on the inner surface of the movable ring 33 at equal angular intervals, for example, 90 ° intervals. Is provided.
  • the movable guide vane 34 extends toward the center of the pulverized coal burner 5 and the secondary air 26.
  • a flow guide 35 (see FIG. 4A) provided along the flow direction of the flow guide and provided at the upstream end of the flow guide 35 and perpendicular to the flow guide 35 (perpendicular to the axis of the pulverized coal burner 5)
  • the flow blocking portion 36 is configured to rotate integrally with the movable ring 33.
  • the flow guide part 35 is inclined with respect to the first rectification part 35a (see FIG. 4A) parallel to the axis of the pulverized coal burner 5 and the axis, and forms a swirl flow in the secondary air 26. It is formed by two rectification parts 35b (refer to Drawing 4A).
  • the same number of fixed guide vanes 37 as the movable guide vanes 34 are provided at the tip of the outer cylinder nozzle 8 at equal angular intervals, for example, 90 ° intervals.
  • the fixed guide vane 37 has substantially the same shape as the movable guide vane 34, and the fixed guide vane 37 extends radially from the center of the pulverized coal burner 5 and flows along the flow direction of the secondary air 26.
  • Part 38 see FIG. 4A
  • an upstream end of the flow guide 38 and is composed of a flow blocking part 39 orthogonal to the flow guide 38 (perpendicular to the axis of the pulverized coal burner 5)
  • a gap is formed between the outer peripheral end of the fixed guide blade 37 and the inner surface of the movable ring 33, and the flow blocking portion 39 is axial with respect to the flow blocking portion 36. It is displaced in the direction.
  • the flow guide portion 38 is formed by the first rectifying portion 35a and the second rectifying portion 35b, similarly to the movable guide vane 34.
  • the movable guide vane 34 and the fixed guide vane 37 are paired to form a variable blocking portion 41 (see FIGS. 4A, 4B, 5A, and 5B), and the variable blocking portion 41 adjacent to the movable guide vane 34.
  • the fixed guide vane 37 forms a flow path 42 (see FIGS. 4A, 4B, 5A, and 5B).
  • a ring gear 43 is provided at the upstream end of the movable ring 33, a drive gear 44 is engaged with the ring gear 43, a drive shaft 45 is connected to the drive gear 44, and the drive shaft 45 is connected to the drive gear 45. It is connected to a motor 47 provided on the front plate 46 of 44.
  • the ring gear 43 is rotated via the drive shaft 45 and the drive gear 44, and the movable ring 33 is rotated integrally with the ring gear 43.
  • the movable guide vane 34 and the fixed guide vane 37 rotate in the forward and reverse directions and move away from each other.
  • FIGS. 4A and 5A show the movable guide vane 34 and the fixed guide vane 37.
  • FIGS. 4A and 5A show the movable guide vane 34 and the fixed guide vane 37.
  • FIG. 4B and FIG. 5B show a state in which the movable guide vane 34 and the fixed guide vane 37 are most separated from each other.
  • the flow path section of the flow path 42 is the maximum, and the size of the variable blocking portion 41 blocking the flow path 42 is the minimum.
  • the cross section of the flow path 42 is the smallest, and the size of the variable blocking portion 41 blocking the flow path 42 is the maximum.
  • the flow rate of the secondary air 26 is small in the closest state, and the flow rate of the secondary air 26 is large in the most separated state.
  • pulverized fuel for example, pulverized coal having a relatively small volatile content
  • the movable ring 33 is rotated by the motor 47 so that the movable guide blade 34 and the fixed guide blade 37 are brought close to each other.
  • the flow passage cross section of the flow passage 42 becomes larger, and the flow velocity of the secondary air 26 passing through the flow passage 42 becomes smaller. Further, the flow path blocking range by the variable blocking section 41 is reduced. A non-flowing portion of the secondary air 26 is generated between the secondary air 26 flowing on both sides of the variable blocking portion 41 at a downstream portion of the variable blocking portion 41, and a vortex is generated. The reverse flow phenomenon of the hot gas in the furnace occurs due to the generation of the vortex, and the furnace gas is drawn from the furnace 1.
  • the in-furnace gas is high temperature, heats the pulverized coal ejected together with the primary air 14, and ignites reliably even if the fuel is low in volatile content. Therefore, even a pulverized fuel with a small amount of volatile matter is ignited reliably and the flame is stably maintained.
  • blocking part 41 is small, a vortex is small and the inhalation amount of the gas in a furnace from the said furnace 1 is small.
  • the movable ring 33 is rotated by the motor 47 via the ring gear 43, and the movable guide vane 34 and the fixed guide vane 37 are moved. Get away to the maximum.
  • the channel of the channel 42 is narrowed, and the channel blocking range by the variable blocking unit 41 is increased.
  • the flow velocity of the secondary air 26 passing through the flow path 42 is increased, the vortex generated between the secondary air 26 flowing on both sides of the variable blocking portion 41 is increased, and the backflow phenomenon of the hot gas in the furnace is also remarkable. It becomes.
  • the amount of in-furnace gas drawn from the furnace 1 is also increased, and the fine gas fuel is heated to a higher temperature by the in-furnace gas, and it becomes possible to ignite the fine powder fuel with less volatile content and to maintain the flame after ignition.
  • a flow blocking plate (corresponding to the flow blocking unit 36 and the flow blocking unit 39) having a required area is connected to the outer cylinder nozzle 8 and the air. It may be provided at a required circumferential interval between the guide duct 32 and the guide duct 32.
  • a cylinder or the like may be used, or the position may be changed manually.
  • the movable ring 33 is rotatably provided in the air guide duct 32
  • the movable ring 33 may be rotatably provided at the tip of the outer cylinder nozzle 8
  • the fixed guide vane 37 may be provided in the air guide duct 32. Good.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

　本発明は、火炉１に向って開口し、微粉燃料を燃焼用１次空気と共に噴出するノズル本体６と、該ノズル本体の周囲に同心に形成された燃焼用２次空気用流路とを具備し、該燃焼用２次空気用流路の円周方向に沿って所定間隔で遮断部を設け、該遮断部により前記燃焼用２次空気用流路に不流通部分を形成し、炉内高温ガスの逆流現象が発生する様構成することにより、揮発分の少ない微粉燃料で、着火性を改善し、連続的に安定して火炎が維持される微粉燃料用バーナである。

Description

微粉燃料用バーナ
　本発明は石炭焚きボイラ等、微粉物を燃料とする火炉に設けられる微粉燃料用バーナに関するものである。
　微粉物を燃料とする火炉、例えば石炭を燃料とする火炉の１つに、微粉炭機により塊状の石炭を粉砕して微粉炭とし、微粉炭を１次空気と混合し、１次空気と共に微粉炭バーナに供給し、該微粉炭バーナより火炉に噴出して微粉炭を浮遊燃焼させるものがある。
　１次空気と微粉炭の混合流に、所要温度（例えば２５０℃～３００℃）に加熱された燃焼用の２次空気が更に供給される。混合流中の微粉炭は、２次空気及び炉内からの輻射熱で加熱され、揮発分を放出して着火し、火炎を生成する。
　図１に於いて、従来の微粉炭バーナについて説明する。
　図１中、１は火炉、２は該火炉１の炉壁を示している。
　該炉壁２にスロート３が設けられ、前記炉壁２の反火炉１側にウインドボックス４が取付けられ、該ウインドボックス４の内部に微粉炭バーナ５が前記スロート３と同心に設けられている。
　該微粉炭バーナ５は、ノズル本体６と該ノズル本体６の先端部を囲む様に設けられた２次空気調整装置７とを具備している。
　前記ノズル本体６は、外筒ノズル８、該外筒ノズル８と同心に設けられた内筒ノズル９、該内筒ノズル９の中心線上に配設されたオイルバーナ１１を具備している。
　前記外筒ノズル８の外筒基部（前記反火炉１側の端部）８ａは、断面径が変化しない円筒形状であり、該外筒基部８ａに連続する外筒中間部８ｂは前記火炉１に向って断面径が縮径するテーパ筒形状であり、前記外筒中間部８ｂに連続する外筒先端部８ｃは前記火炉１に向って断面径が縮径するテーパ筒形状であり、前記外筒先端部８ｃのテーパ角度は前記外筒中間部８ｂより大きく、該外筒中間部８ｂより急激に縮径している。
　前記内筒ノズル９の内筒円筒部９ａは、前記外筒中間部８ｂの先端近傍迄、断面径が変化しない円筒形状であり、前記内筒円筒部９ａに連続する先端部の内筒先端部９ｃは、前記外筒先端部８ｃと同等のテーパ角度を有するテーパ筒形状をしている。前記外筒ノズル８と前記内筒ノズル９間には中空筒状の空間で前記火炉１側端が開放された燃料導通空間１０が形成される。
　前記外筒ノズル８の基部（前記反火炉１側の端部）には１次空気導入管１２が連通し、該１次空気導入管１２を介して１次空気１４及び該１次空気１４に運搬された微粉炭が、前記燃料導通空間１０に接線方向から流入し、該燃料導通空間１０内部を旋回しながら先端から噴出される。又、前記内筒ノズル９の基部には３次空気導入管１３の一端が開口し、該３次空気導入管１３の他端は前記ウインドボックス４に開口し、該ウインドボックス４に送給される燃焼用空気を取入れ、燃焼用補助空気即ち３次燃焼用空気として前記内筒ノズル９に導いている。
　前記２次空気調整装置７は、前記ノズル本体６先端部を収納する補助空気調整機構１５と、該補助空気調整機構１５の外側に同心多重に設けられた主空気調整機構１６から構成されている。
　前記補助空気調整機構１５は、先端に向って縮径する第１空気ガイドダクト１８と該第１空気ガイドダクト１８の基部に円周等間隔で設けられた風量調整羽根１９を有し、該風量調整羽根１９は回転軸２１を中心に同期回転可能となっている。
　又、前記主空気調整機構１６は先端に向って縮径する第２空気ガイドダクト２２と、該第２空気ガイドダクト２２の基部に円周等間隔で設けられた風量調整羽根２３を有し、該風量調整羽根２３は回転軸２４を中心に同期回転可能となっている。
　尚、前記第２空気ガイドダクト２２の先端は、前記スロート３に連続し、前記第１空気ガイドダクト１８の先端は前記炉壁２の内壁面から後退した位置にあり、前記外筒ノズル８、前記内筒ノズル９の先端は前記第１空気ガイドダクト１８の先端より更に後退した位置となっている。
　上記微粉炭バーナ５での燃焼について略述すると、前記１次空気１４と共に微粉炭が前記１次空気導入管１２より前記燃料導通空間１０の基部に供給される。前記１次空気１４は、前記燃料導通空間１０を旋回しながら前記火炉１に向って流動し、又、前記燃料導通空間１０を通過する過程で縮流され、前記外筒ノズル８の先端より噴出される。前記ウインドボックス４には燃焼用補助空気である２次空気２６が所要温度に昇温されて送給され、該２次空気２６は前記風量調整羽根２３により風量調整され、前記第２空気ガイドダクト２２を介して前記１次空気１４、前記微粉炭と共に前記火炉１に噴出される。
　前記微粉炭は、前記火炉１に噴出される過程で、前記２次空気２６により、加熱され、又、前記火炉１内からの輻射熱を受けて加熱される。加熱によって、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。
　尚、前記第２空気ガイドダクト２２に取込まれた前記２次空気２６の一部は前記風量調整羽根１９を介して前記第１空気ガイドダクト１８内部に取込まれ、２次補助空気として噴出される。前記風量調整羽根２３の風量調整、前記風量調整羽根１９の風量調整で前記２次空気２６の供給量流れの状態が変化し、微粉炭の燃焼状態が調整される。
　又、前記２次空気２６の一部は３次空気２７として前記３次空気導入管１３を介して前記内筒ノズル９に導かれ、該内筒ノズル９より噴出される。前記３次空気２７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２６の調整、前記３次空気２７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。
　尚、前記オイルバーナ１１は、微粉炭を着火する際に使用される。
　上記した従来の微粉炭バーナ５には、所定量、例えば２０％程度の揮発成分が含まれる石炭の微粉炭、例えば瀝青炭等の微粉炭が用いられる。
　ところが、近年ではより劣悪な燃料を用いることが要請され、例えば、石油精製後の残渣であるオイルコークスが燃料として用いられる。オイルコークスは、揮発分が１０％程度と低く、上記した従来の微粉炭バーナ５では、該微粉炭バーナ５から噴出される際の微粉燃料の温度が低く、充分な揮発分が放出されず火炎が維持できないという問題がある。又、火炎が維持されない場合は、ＮＯx が増大するという問題がある。
　尚、前述の如き微粉炭バーナの一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
特開平８－１４５３２０号公報
　本発明は斯かる実情に鑑み、揮発分の少ない微粉燃料で、着火性を改善し、連続的に安定して火炎が維持される微粉燃料用バーナを提供するものである。
　本発明は、火炉に向って開口し、微粉燃料を燃焼用１次空気と共に噴出するノズル本体と、該ノズル本体の周囲に同心に形成された燃焼用２次空気用流路とを具備し、該燃焼用２次空気用流路の円周方向に沿って所定間隔で遮断部を設け、該遮断部により前記燃焼用２次空気用流路に不流通部分を形成し、炉内高温ガスの逆流現象が発生する様構成した微粉燃料用バーナに係るものである。
　又、本発明は、前記遮断部の前記燃焼用２次空気用流路を占める範囲を可変とした微粉燃料用バーナに係るものである。
　又、本発明は、前記ノズル本体の先端部に対して同心に、回転可能に可動リングを設け、該可動リングに可動案内羽根を設け、前記ノズル本体の先端部に固定案内羽根を設け、前記可動案内羽根、前記固定案内羽根がそれぞれノズル軸心に対して直交する遮断部を有し、前記可動リングを回転させることで、前記２つの遮断部の重なり状態が変化する様構成した微粉燃料用バーナに係るものである。
　又、本発明は、前記ノズル本体は、ウインドボックスに収納され、該ウインドボックスに前記ノズル本体の先端部と同心に空気ガイドダクトが設けられ、前記ノズル本体の先端部に可動リングが回転可能に設けられ、該可動リングに可動案内羽根を設け、前記空気ガイドダクトに固定案内羽根を設け、前記可動案内羽根、前記固定案内羽根がそれぞれノズル軸心に対して直交する遮断部を有し、前記可動リングを回転させることで、前記２つの遮断部の重なり状態が変化する様構成した微粉燃料用バーナに係るものである。
　本発明によれば、火炉に向って開口し、微粉燃料を燃焼用１次空気と共に噴出するノズル本体と、該ノズル本体の周囲に同心に形成された燃焼用２次空気用流路とを具備し、該燃焼用２次空気用流路の円周方向に沿って所定間隔で遮断部を設け、該遮断部により前記燃焼用２次空気用流路に不流通部分を形成し、炉内高温ガスの逆流現象が発生する様構成したので、炉内の高温の排ガスが呼込まれ、排ガスにより微粉燃料が加熱され、揮発分の少ない微粉燃料であっても、着火性が改善され、安定確実に着火し、又、火炎が維持される。
　又、本発明によれば、前記遮断部の前記燃焼用２次空気用流路を占める範囲を可変としたので、炉内高温ガスの逆流現象の強さが調整でき、揮発分成分の種々の異なる微粉燃料を適正な条件で燃焼させることができる。
　又、本発明によれば、前記ノズル本体の先端部に対して同心に、回転可能に可動リングを設け、該可動リングに可動案内羽根を設け、前記ノズル本体の先端部に固定案内羽根を設け、前記可動案内羽根、前記固定案内羽根がそれぞれノズル軸心に対して直交する遮断部を有し、前記可動リングを回転させることで、前記２つの遮断部の重なり状態が変化する様構成したので、遮断部の燃焼用２次空気用流路を占める範囲が変化し、炉内高温ガスの逆流現象の強さが調整でき、揮発分成分が種々に異なる微粉燃料を適正な条件で燃焼させることができる。
　又、本発明によれば、前記ノズル本体は、ウインドボックスに収納され、該ウインドボックスに前記ノズル本体の先端部と同心に空気ガイドダクトが設けられ、前記ノズル本体の先端部に可動リングが回転可能に設けられ、該可動リングに可動案内羽根を設け、前記空気ガイドダクトに固定案内羽根を設け、前記可動案内羽根、前記固定案内羽根がそれぞれノズル軸心に対して直交する遮断部を有し、前記可動リングを回転させることで、前記２つの遮断部の重なり状態が変化する様構成したので、遮断部の燃焼用２次空気用流路を占める範囲が変化し、炉内高温ガスの逆流現象の強さが調整でき、揮発分成分が種々に異なる微粉燃料を適正な条件で燃焼させることができるという優れた効果を発揮する。
従来の微粉炭バーナを示す断面図である。 本発明に係る微粉炭バーナの一例を示す断面図である。 図２のＡ矢視図である。 本発明の微粉炭バーナに用いられる可変遮断部の作動説明図であって、可動案内羽根と固定案内羽根とが最も近接した状態を示す図である。 本発明の微粉炭バーナに用いられる可変遮断部の作動説明図であって、可動案内羽根と固定案内羽根とが最も離反した状態を示す図である。 本発明の微粉炭バーナに用いられる可変遮断部の作動説明図であって、可動案内羽根と固定案内羽根とが最も近接した状態を示す図である。 本発明の微粉炭バーナに用いられる可変遮断部の作動説明図であって、可動案内羽根と固定案内羽根とが最も離反した状態を示す図である。
符号の説明
　　　　１　　　　　　　火炉
　　　　４　　　　　　　ウインドボックス
　　　　５　　　　　　　微粉炭バーナ
　　　　６　　　　　　　ノズル本体
　　　　８　　　　　　　外筒ノズル
　　　　１４　　　　　　１次空気
　　　　２６　　　　　　２次空気
　　　　３２　　　　　　空気ガイドダクト
　　　　３３　　　　　　可動リング
　　　　３４　　　　　　可動案内羽根
　　　　３６　　　　　　流れ遮断部
　　　　３７　　　　　　固定案内羽根
　　　　３９　　　　　　流れ遮断部
　　　　４３　　　　　　リングギア
　　　　４４　　　　　　駆動ギア
　　　　４７　　　　　　モータ
　以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
　図２、図３は本発明が実施される微粉炭バーナの一例を示している。尚、図２中、図１中で示したものと同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
　微粉炭バーナ５はノズル本体６、２次空気調整装置３１を具備し、前記微粉炭バーナ５は炉壁２に開口されたスロート３と同心に設けられ、前記微粉炭バーナ５はウインドボックス４に収納されている。
　該ウインドボックス４には図示しない押込み通風機からの２次空気２６が送風され、該２次空気２６の風量は、前記押込み通風機によって、制御され、燃焼に必要な風量となる様に送風圧力が制御されている。
　前記ノズル本体６は、外筒ノズル８、該外筒ノズル８と同心に設けられた内筒ノズル９を有し、前記外筒ノズル８と前記内筒ノズル９との間には、中空筒状の燃料導通空間１０が形成される。
　前記ノズル本体６の基部は、前記ウインドボックス４から突出し、外筒基部８ａに１次空気導入管１２が連通されている。前記内筒ノズル９の端部に３次空気導入管１３の下流端が連通され、上流端は前記ウインドボックス４に連通されている。前記１次空気導入管１２は微粉炭機（図示せず）を介して前記押込み通風機（図示せず）に接続され、前記１次空気導入管１２より微粉炭を含む１次空気１４が前記燃料導通空間１０に導入され、前記３次空気導入管１３は前記２次空気２６の一部を取込み、前記内筒ノズル９内部に導入する様になっている。
　前記ウインドボックス４の火炉１側には、前記２次空気調整装置３１が前記微粉炭バーナ５の先端部と同心に設けられている。
　該２次空気調整装置３１について説明する。
　前記ウインドボックス４の前記火炉１に対向する面に空気ガイドダクト３２が前記外筒ノズル８と同心に設けられ、前記空気ガイドダクト３２は前記火炉１側に向って縮径する略テーパ形状であり、先端部は前記スロート３に接続される。
　前記空気ガイドダクト３２の内部に、該空気ガイドダクト３２と同心に可動リング３３が回転可能に設けられ、該可動リング３３の内面には可動案内羽根３４が所要数等角度間隔、例えば９０度間隔で設けられている。
　該可動案内羽根３４は、前記微粉炭バーナ５の中心に向って延出し、前記２次空気２６
の流れ方向に沿って設けられた流れ案内部３５（図４Ａ参照）と該流れ案内部３５の上流端に設けられ、該流れ案内部３５と直交する（前記微粉炭バーナ５の軸心と直交する）流れ遮断部３６から構成され、前記可動リング３３と一体に回転する様になっている。
　前記流れ案内部３５は、前記微粉炭バーナ５の軸心と平行な第１整流部３５ａ（図４Ａ参照）と、軸心に対して傾斜し、前記２次空気２６に旋回流れを形成する第２整流部３５ｂ（図４Ａ参照）によって形成されている。
　前記外筒ノズル８の先端部には、固定案内羽根３７が等角度間隔、例えば９０度間隔で前記可動案内羽根３４と同数設けられている。
　前記固定案内羽根３７は前記可動案内羽根３４と略同形状であり、前記固定案内羽根３７は、前記微粉炭バーナ５の中心から放射状に延出し、前記２次空気２６の流れ方向に沿う流れ案内部３８（図４Ａ参照）と該流れ案内部３８の上流端に設けられ、前記流れ案内部３８と直交する（前記微粉炭バーナ５の軸心と直交する）流れ遮断部３９から構成され、前記可動リング３３の回転と干渉しない様、前記固定案内羽根３７の外周端と前記可動リング３３の内面とは隙間が形成され、又、前記流れ遮断部３９は前記流れ遮断部３６に対して軸心方向にずれている。
　又、前記流れ案内部３８は、前記可動案内羽根３４と同様、前記第１整流部３５ａと前記第２整流部３５ｂによって形成されている。
　前記可動案内羽根３４と前記固定案内羽根３７は対で、可変遮断部４１（図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂ参照）を構成し、前記可動案内羽根３４と隣接する前記可変遮断部４１の固定案内羽根３７とで流路４２（図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂ参照）が形成される。
　前記可動リング３３の上流端にはリングギア４３が設けられ、該リングギア４３には駆動ギア４４が噛合され、該駆動ギア４４には駆動軸４５が連結され、該駆動軸４５は前記駆動ギア４４の正面板４６に設けられたモータ４７に連結されている。
　該モータ４７を回転することで、前記駆動軸４５、前記駆動ギア４４を介して前記リングギア４３が回転され、該リングギア４３と一体に前記可動リング３３が回転する。
　前記可動案内羽根３４と前記固定案内羽根３７とが相対的に正逆回転し、近接離反する。
　図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂは、前記可動案内羽根３４と前記固定案内羽根３７との関係を示すものであり、図４Ａ、図５Ａは前記可動案内羽根３４と前記固定案内羽根３７とが最も近接した状態、図４Ｂ、図５Ｂは、前記可動案内羽根３４と前記固定案内羽根３７とが最も離反した状態を示している。
　最も近接した状態では、前記流路４２の流路断面は最大であり、又、前記可変遮断部４１が前記流路４２を遮る大きさは最小となっている。又、最も離反した状態では、該流路４２の流路断面は最小であり、又、前記可変遮断部４１が前記流路４２を遮る大きさは最大となっている。
　供給する２次空気量を同じとすれば、最も近接した状態では、前記２次空気２６の流速は小さく、又、最も離反した状態では、該２次空気２６の流速は大きくなる。
　次に、前記２次空気調整装置３１の作用について説明する。
　微粉燃料、例えば、揮発分の比較的少ない微粉炭が供給される場合は、前記モータ４７により前記可動リング３３を回転させ、前記可動案内羽根３４と前記固定案内羽根３７とを近接させる。
　前記流路４２の流路断面は大きくなり、前記流路４２を通過する前記２次空気２６の流速は小さくなる。又、前記可変遮断部４１による流路遮断範囲は小さくなる。前記可変遮断部４１の下流部分で、該可変遮断部４１の両側を流れる前記２次空気２６間には、該２次空気２６の不流通部分が生じ、渦が発生する。渦の発生により炉内高温ガスの逆流現象が発生し、前記火炉１から炉内ガスが呼込まれる。
　炉内ガスは、高温であり、前記１次空気１４と共に噴出される微粉炭を加熱し、揮発分の少ない燃料であっても、確実に着火する。従って、揮発分の少ない微粉燃料であっても、確実に着火し、火炎が安定して維持される。尚、前記可変遮断部４１の遮断範囲は小さいので、渦は小さく、前記火炉１から炉内ガスの呼込み量は少ない。
　次に、揮発分が、著しく少ない微粉燃料が供給される場合は、前記モータ４７により前記リングギア４３を介して前記可動リング３３を回転し、前記可動案内羽根３４と前記固定案内羽根３７とを最大に離反する。
　前記流路４２の流路が狭められ、又、前記可変遮断部４１による流路遮断範囲が大きくなる。前記流路４２を通過する前記２次空気２６の流速は大きくなり、該可変遮断部４１の両側を流れる前記２次空気２６間に発生する渦は大きくなり、炉内高温ガスの逆流現象も顕著となる。この為、前記火炉１から炉内ガスの呼込み量も大きくなり、炉内ガスにより、微粉燃料はより高温に加熱され、揮発分の少ない微粉燃料の着火、着火後の火炎維持が可能となる。
　而して、前記可変遮断部４１に於ける前記可動案内羽根３４と前記固定案内羽根３７の離反量を調整することで、揮発分の少ない種々の微粉燃料に対して最適な燃焼状態が得られる。
　尚、供給される微粉燃料が含む揮発分に変化がない場合は、所要面積を有する、流れ遮断板（前記流れ遮断部３６、前記流れ遮断部３９に相当）を前記外筒ノズル８と前記空気ガイドダクト３２との間に円周所要間隔で設けてもよい。
　又、前記可動リング３３或は前記可動案内羽根３４を回転させる手段としては、種々考えられ、例えばシリンダ等が用いられ、或は手動で位置を変更してもよい。
　又、前記可動リング３３は、前記空気ガイドダクト３２に回転可能に設けたが、前記外筒ノズル８の先端部に回転可能に設け、前記空気ガイドダクト３２に前記固定案内羽根３７を設けてもよい。
 

Claims (4)

  1. 　火炉に向って開口し、微粉燃料を燃焼用１次空気と共に噴出するノズル本体と、該ノズル本体の周囲に同心に形成された燃焼用２次空気用流路とを具備し、該燃焼用２次空気用流路の円周方向に沿って所定間隔で遮断部を設け、該遮断部により前記燃焼用２次空気用流路に不流通部分を形成し、炉内高温ガスの逆流現象が発生する様構成した微粉燃料用バーナ。
  2. 　前記遮断部の前記燃焼用２次空気用流路を占める範囲を可変とした請求項１の微粉燃料用バーナ。
  3. 　前記ノズル本体の先端部に対して同心に、回転可能に可動リングを設け、該可動リングに可動案内羽根を設け、前記ノズル本体の先端部に固定案内羽根を設け、前記可動案内羽根、前記固定案内羽根がそれぞれノズル軸心に対して直交する遮断部を有し、前記可動リングを回転させることで、前記２つの遮断部の重なり状態が変化する様構成した請求項１の微粉燃料用バーナ。
  4. 　前記ノズル本体は、ウインドボックスに収納され、該ウインドボックスに前記ノズル本体の先端部と同心に空気ガイドダクトが設けられ、前記ノズル本体の先端部に可動リングが回転可能に設けられ、該可動リングに可動案内羽根を設け、前記空気ガイドダクトに固定案内羽根を設け、前記可動案内羽根、前記固定案内羽根がそれぞれノズル軸心に対して直交する遮断部を有し、前記可動リングを回転させることで、前記２つの遮断部の重なり状態が変化する様構成した請求項１の微粉燃料用バーナ。
     
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