JP3664838B2 - 微粉炭燃焼器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は発電用あるいは工場等の自家発電用のボイラに適用する微粉炭燃焼器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のものについて図6に基づいて説明する。図は所定の経路を経て搬送された微粉炭が炉内に噴出されるまでの状況を概略的に示している。
【0003】
即ち、1次空気と共に微粉炭管内1を搬送されてきた微粉炭は、その先端に設けたバーナから炉内に噴出するが、ここに至る経路において通過する屈曲部2で微粉炭は遠心力により偏流が起きるが,同屈曲部2の直後に配置したキッカ3に当接することによって中央部に戻される。
【0004】
同微粉炭はその後経路内に配置された中子4により整流され、中央部5が薄く、周辺部6の濃い微粉炭濃度分布を形成し、安定着火と低NOX 燃焼を実現するように構成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前記した様に従来の微粉炭用の燃焼器では、図示省略の石炭粉砕器からバーナまでの微粉炭搬送管は、途中に多くの屈曲部2を有しているので、この屈曲部2においては遠心力により微粉炭管内での濃度分布が生じることになる。
【0006】
また、この様な屈曲部2を数度の通過することで微粉炭は偏流し、微粉炭管1内には螺旋状の微粉炭高濃度部が形成されるが、この螺旋状の微粉炭偏流が発生する場合においては、流量条件によってはキッカ3の位置に高濃度部がこない場合や、また、中子4通過後も螺旋状の高濃度部が残存し、微粉炭の濃淡整流が行われず、結局、安定着火、低NOX のための微粉炭濃度分布の最適化ができないことがあった。
【0007】
本発明は従来のものにおけるこのような不具合を解消し、簡便な構成で、微粉炭濃度分布の最適化を図り、安定着火と共に低NOX 化を達成するようにしたものを提供することを課題とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した課題を解決すべくなされたもので、その第1の手段として、バーナへ微粉炭を導く微粉炭管の最終の直管部の内面に螺旋状のライフル板を設け、同ライフル板の螺旋状の曲面は前記微粉炭管内を搬送される微粉炭混合気の螺旋状偏流と逆向きの螺旋面に形成した微粉炭燃焼器を提供し、微粉炭管内の屈曲部等で生じた螺旋状の微粉炭偏流と逆向きの螺旋面に形成し、同微粉炭偏流に対峙するように微粉炭管内に張り出したライフル板を配設しているので、微粉炭偏流はこのライフル板に衝突して偏流が打ち消され、均一分布の流れとなって後流位置に於いて、例えば整流作用等を好適に行うことのできる順調な流れとなる様に調整されるものである。
【0009】
また、本発明は第2の手段として、バーナへ微粉炭を導く微粉炭管の最終の直管部の内面に複数のフィンを螺旋状の流線上に配列し、同配列は同フィンの配列で形成する螺旋状の流線が左まわり又は右まわりの何れの方向に対しても対称的に流線が形成されるように配列した微粉炭燃焼器を提供し、微粉炭管の最終の直管部の内面で螺旋状の流線上に配列した複数のフィンは、フィンを全体として同フィンの配列で形成する螺旋状の流線が左まわり又は右まわりの何れの方向に対しても対称的に流線が形成されるように配列したことにより、微粉炭管内の屈曲部等で生じた螺旋状の微粉炭偏流は、その偏流の方向が前記フィンの螺旋状配置方向と同方向であってもまた反対方向であってもフィンの表裏いずれかの面と衝突することとなり、これにより微粉炭偏流が打ち消されて均一分布の流れとなり、後流位置に於いて例えば整流作用等を好適に行うことのできる順調な流れとなる様に調整されるものである。
そしてまた、本発明は第3の手段として、前記第1又は第2の手段において、前記螺旋状のライフル板、または螺旋状の流線上に配列した複数のフィンの下流で微粉炭管のノズル部の上流には、同微粉炭管の中央部に微粉炭の流れを濃淡分離する中子を配置した微粉炭燃焼器を提供し、前記螺旋状のライフル板、または螺旋状の流線上に配列した複数のフィンにより螺旋状の偏流を打ち消されて均一分布の流れとなった微粉炭の流れは、その後流位置に於いて微粉炭管の中央部に配置された中子により、確実に好適な濃淡分離が行われるものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の第1形態を図1、図2に基づいて説明する。なお前記した従来のものと同一の部分については、図中同一の符号を付して示し、重複する説明は省略する。
【0011】
図1、2において、1は微粉炭搬送管で、図示省略の搬送装置により1次空気と共に微粉炭を搬送する。4は微粉炭の流れを濃淡分離する中子で、前記微粉炭搬送管1のノズル部の前方で同微粉炭搬送管1の中央部に配置されている。
【0012】
7はライフル板で前記中子4の上流で微粉炭搬送管1の屈曲部2の後流位置に配設され、同微粉炭搬送管1の内壁から管内に向かって突き出した連続した螺旋状の複数枚の板体で構成されている。
【0013】
なお、8は前記微粉炭搬送管1内で1次空気と共に螺旋状偏流を伴って搬送されてきた微粉炭混合気を示しており、前記ライフル板7の螺旋状の曲面は、この偏流の曲がり方向に対向する形状に形成されている。
【0014】
この様に構成された本実施の形態において、微粉炭搬送管1の幾つかの屈曲部を経由して螺旋状偏流を生起され、最終位置の屈曲部2でこの螺旋状偏流を強調された微粉炭混合気8は、この偏流と逆向きの螺旋を持って配置せれたライフル板7と衝突し、偏流が打ち消され均一分布となる。
【0015】
この後、中子4により微粉炭の濃淡を分離されて炉内に噴出され、周辺部分布6が濃く、中央部分布5の薄い微粉炭濃度分布が形成され、安定着火と低NOX を実現する。また、空気流もライフル板7により旋回がかけられ、これにより中心部分布5及び周辺部分布6の区分形成がさらに進む。
【0016】
なお、このライフル板7は微粉炭搬送管1の内径をDとすれば、その約2倍、即ち2Dの範囲に亘って延設され、一例をII−II断面を取って図2に示す様に、周方向を6等分して6枚配置されている。
【0017】
そしてこのライフル板7の板厚Bは、その加工性と耐摩耗性を考慮して10〜30mm程度が好ましく、また管内に向けて突き出した高さHは、前記微粉炭搬送管1の内径Dに対して0.1〜0.3倍とするのが好ましい。
【0018】
即ち、前記ライフル板7の高さHは、同ライフル板7に衝突する微粉炭の偏流を効率よく消すために0.1D以上の高さが必要であり、また、その目的の限りではこの高さは高いほど好ましいことになるものの、加工の困難性を考慮すれば0.3D程度が限界となるので、前記0.1Dを下限値とし、0.3Dを上限値としている。
【0019】
なお、ここではライフル板7の枚数を6枚としたものを例示したが、同ライフル板7の枚数Nは、3〜8枚程度にするのが現実的である。
【0020】
また、微粉炭搬送管1の内径Dは、300〜500φのものが一般的であり、いま、内径Dを500mmとして場合、このサイズに適合するライフル板7として、板厚Bは20mm、高さHは0.2Dとして100mm、そして枚数を6枚としたものが好ましい例として考えられる。
【0021】
次に、本発明の実施の第2形態を図3ないし図5に基づいて説明する。なお、前記した従来のもの、および、実施の第1形態のものと同一の部分については図中同一の符号を付して示し、重複する説明は省略する。
【0022】
本実施の形態は、前記実施の第1形態のものにおけるライフル板7に替えて、この位置に複数の小型の整流フィン9を配設したものである。
【0023】
即ち、本実施の形態では、微粉炭搬送管1の内径Dに対し、その約2倍、即ち2Dの範囲に亘って複数の小型の整流フィン9を分布させ、各小型の整流フィン9が上流側に配置されたものから下流側に配置されたものにかけて、螺旋状流線の上に分布するように配列されている。
【0024】
しかも、この螺旋状流線は、左まわり、または右まわりのいずれの方向に対しても対称的に流線が形成されるような整流フィン9の配置であり、そのため各整流フィン9の個々についてみれば、図3に示されるようにそれぞれの長手方向を微粉炭搬送管1の軸線と平行方向に向けて配置されている。
【0025】
従って本実施の形態においては、微粉炭搬送管1の幾つかの屈曲部を経由して螺旋状偏流を生起された微粉炭混合気8は、この螺旋状流線に沿って配列された整流フィン9と衝突し、偏流が打ち消され均一分布となる。
【0026】
しかも本実施の形態ではそれぞれの整流フィン9の配列が左右いずれの方向にたいしても対称的に螺旋状の流線を描ける配置であるために、微粉炭混合気8が左右どちらからの螺旋状偏流であっても対応でき、かつそれぞれの整流フィン9が個々に独立した小型の部材で形成されているために、その製作、組込み等の工作が容易である。
【0027】
なお、この整流フィン9の一例をあげれば、長さLは約100mm、板厚は10〜30mm、高さは微粉炭搬送管1の内径Dの0.1〜0.3倍(0.1D〜0.3D)、軸方向での配置間隔Mは100mm程度とし、また、円周方向の配置間隔を120°〜45°の位相とし、周方向で3〜8個配置されるようにすることが望ましい。
【0028】
以上、本発明を図示の実施の形態について説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【0029】
【発明の効果】
以上請求項1に記載の発明による微粉炭燃焼器は、バーナへ微粉炭を導く微粉炭管の最終の直管部の内面に螺旋状のライフル板を設け、同ライフル板の螺旋状の曲面は前記微粉炭管内を搬送される微粉炭混合気の螺旋状偏流と逆向きの螺旋面に形成して構成しているので、微粉炭管内の屈曲部等で生じた螺旋状の微粉炭偏流を、同偏流と逆向きの螺旋面に形成して同微粉炭偏流に対峙するように微粉炭管内に張り出したライフル板に衝突させてこれを打ち消し、同微粉炭の流れを均一分布の流れに変えて後流位置に於いて例えば整流作用等を好適に行うことのできる順調な流れとなる様に調整し、極めて簡便な構成で微粉炭濃度分布の最適化を図り、安定着火と共に低NOX 化を達成することができたものである。
【0030】
また、請求項2の発明によれば、バーナへ微粉炭を導く微粉炭管の最終の直管部の内面に複数のフィンを螺旋状の流線上に配列し、同配列は同フィンの配列で形成する螺旋状の流線が左まわり又は右まわりの何れの方向に対しても対称的に流線が形成されるように配列して微粉炭燃焼器を構成しているので、前記フィンがフィンを全体の配列で形成する螺旋状の流線が左まわり又は右まわりの何れの方向に対しても対称的に流線が形成されるように配列されていることにより、微粉炭管内の屈曲部等で生じた螺旋状の微粉炭偏流は、その偏流の方向が前記フィンの螺旋状配置方向と同方向であってもまた反対方向であってもフィンの表裏いずれかの面と衝突させることにより、同微粉炭偏流を打ち消して均一分布の流れとし、後流位置に於いて例えば整流作用等を好適に行う順調な流れに変えて微粉炭濃度分布の最適化を図り、安定着火と共に低NOX 化を達成することができたものである。
そしてまた、請求項3の発明によれば、前記請求項1又は請求項2の発明において、前記螺旋状のライフル板、または螺旋状の流線上に配列した複数のフィンの下流で微粉炭管のノズル部の上流には、同微粉炭管の中央部に微粉炭の流れを濃淡分離する中子を配置して微粉炭燃焼器を構成しているので、前記螺旋状のライフル板、または螺旋状の流線上に配列した複数のフィンにより螺旋状の偏流を打ち消されて均一分布の流れとなった微粉炭の流れは、その後流位置に於いて微粉炭管の中央部に配置された中子により、確実に好適な濃淡分離が行われ、安定着火と共に低NO X 化を達成することができたものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第1形態に係わる微粉炭燃焼器の概略図。
【図2】図1のII−II線矢視図。
【図3】本発明の実施の第2形態に係わる微粉炭燃焼器の概略図。
【図4】図3のIV−IV線矢視図。
【図5】図3のV−V線矢視図。
【図6】従来の微粉炭燃焼器の概略図。
【符号の説明】
1 微粉炭搬送管
2 屈曲部
3 キッカ
4 中子4
5 中央部分布
6 周辺部分布
7 ライフル板
8 微粉炭混合気
9 整流フィン
Claims (3)
- バーナへ微粉炭を導く微粉炭管の最終の直管部の内面に螺旋状のライフル板を設け、同ライフル板の螺旋状の曲面は前記微粉炭管内を搬送される微粉炭混合気の螺旋状偏流と逆向きの螺旋面に形成したことを特徴とする微粉炭燃焼器。
- バーナへ微粉炭を導く微粉炭管の最終の直管部の内面に複数のフィンを螺旋状の流線上に配列し、同配列は同フィンの配列で形成する螺旋状の流線が左まわり又は右まわりの何れの方向に対しても対称的に流線が形成されるように配列したことを特徴とする微粉炭燃焼器。
- 前記螺旋状のライフル板、または螺旋状の流線上に配列した複数のフィンの下流で微粉炭管のノズル部の上流には、同微粉炭管の中央部に微粉炭の流れを濃淡分離する中子を配置したことを特徴とする請求項1又は2に記載の微粉炭燃焼器。
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