JP5743115B2 - 燃焼装置 - Google Patents
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Description
ここで示されている空気流入方向が少なくとも2方向以上ある燃焼用空気ノズルを有するバーナでは、火炉外壁において複数のバーナのそれぞれの燃焼用空気流路をダクトで接続し、共通のウィンドボックスを設けるためには、前記ダクトの取り回しが複雑になる。
請求項1記載の発明は、燃料とその搬送気体との混合物を火炉(18)内に噴出させる筒状の燃料ノズル(3)と前記燃料ノズル(3)の外周に設けられた燃焼用気体を火炉(18)内に噴出させる筒状の1以上の燃焼用気体ノズル(8、11)と該燃焼用気体ノズル(8、11)に燃焼用気体を供給するウィンドボックス(12)を有するバーナ(19)を複数個、火炉(18)の炉壁(10)に並べて設置した燃焼装置であって、
(a)前記ウィンドボックス(12)は、全てのバーナ(19)に共通してバーナ(19)の軸方向に対して垂直方向に向いた同一の方向から燃焼用気体が並進して流入する平行な複数の流路を形成するように区画されて流入する燃焼用気体流入用開口部(12a、12b)を有し、(b)該燃焼用気体流入用開口部(12a、12b)には、火炉(19)の外部から燃焼用空気がまとめて供給されるように、ウィンドボックス(12)が設置される炉壁(10)の外側に設置される単一のダクト(16)内に前記燃焼用気体流入用開口部(12a、12b)が配置され、(c)前記ウィンドボックス(12)の燃焼用気体流入用の前記複数の流路のうち、一部の流路は前記燃焼用気体ノズル(8、11)の上側、残りの流路は燃焼用気体ノズル(8、11)の下側に接続され、(d)前記燃焼用気体用の複数の流路には、それぞれ独立に燃焼用気体の流量を調整する第1の流量調整手段(15a、15b)が設けられることを特徴とする燃焼装置である。
また、第1の流量調節手段(15)の上流側に第2の流量調節手段(17)を設けることで、個別のバーナ(19)に供給する空気量を調整することができる。
さらに、(d)一つの火炉壁面(10)の外側に設けられるウィンドボックス(12)に供給する燃焼用気体をまとめて単一のダクト(16)から供給することができ、複数のバーナ(19)への燃焼用気体供給系統を単純な構造とすることができる。
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明の効果に加えて、単一のダクト(16)の内部又は外部に複数の前記ウィンドボックス(12)を炉壁(10)の外側に並べて設置したことにより、複数のウィンドボックス(12)とダクト(16)の建設が簡単になる。
請求項3記載の発明によれば、請求項1または2記載の発明の効果に加えて、一つのウィンドボックス(12)に設けられる第1の流量調節手段(15)によりバーナ(19)の上下の燃焼用気体の運動量に偏差を与えることができ、第1の流量調節手段(15)の上流側に第2の流量調節手段(17)を設けることで、個別のバーナ(19)に供給する燃焼用気体量を調整することが容易にできるようになる。
なお、本発明の燃料としては、微粉炭に限らず、気流搬送可能な程度に微粉化された固体燃料であれば、その種類や組成は問わない。また燃料搬送用気体および燃焼用気体として、主に空気を用いる場合について記載しているが、必ずしも空気のみに限定されるものではなく、燃焼排ガスや空気または酸素と燃焼排ガスとの混合気体等、ボイラなどの燃焼装置の燃料搬送用気体および燃焼用気体として用いられるものであれば、その種類や組成を問わない。
また、油噴霧ノズル7はバーナ19の起動時または低負荷燃焼時に助燃のために使用する。燃料ノズル3のノズル内径を狭めるためのベンチュリ6を燃料ノズル3の内周壁に配置し、微粉炭濃縮器5を燃料ノズル3の出口部付近の油噴霧ノズル7の外周に設ける。燃料ノズル3と2次空気ノズル8を隔てる隔壁の先端(ノズル3,8の出口部)に保炎器4を設け、また2次空気ノズル8と3次空気ノズル11を隔てる隔壁の先端(ノズル8,11の出口部)に流体をバーナ19の中心軸から拡散する方向に向けたガイドスリーブ13を設ける。
以下、図面を用いて説明するが、本発明はそれらの構造に限定されるものではない。
なお、ダンパ15a,15bの平面を燃焼用空気の流れに沿った方向に配置した状態でウィンドボックス12の入口開口部から長さL1だけ該ボックス12の内側にダンパ15a,15bを配置している。
ボイラ炉壁10に複数配置されているバーナ19へ供給される燃料には分布が生じ得るので、燃料供給量に見合った燃焼用空気流量となるように1つ1つのバーナ19ごとに燃焼用空気流量を調節できることが望まれる。
ここで、第1ダンパ15のみでも、その開度を1つ1つのバーナ19ごとに調節すれば、燃焼用空気流量を調節できるが、本来、バーナ19の上下の燃焼用空気の運動量に偏差を与える目的で設けた第1ダンパ15に前記燃料供給量に見合った燃焼用空気流量を調節する機能を重ねて持たせると、その制御が難しくなる。
そこで、本実施例においては、前記それぞれ異なる2つの機能を分担する第1ダンパ15と第2ダンパ17を独立して設けている。
図16と図17は、実施例1(図4、5)で説明したバーナ19の上下の空気運動量に偏差を与える第1ダンパ15a,15bに加え、第1ダンパ15a,15bの上流側に各バーナ19に流入する燃焼用空気流量を調節するための第2ダンパ17a,17bを設けた構成を示す。
前述のとおり、例えばバーナ19の上下の燃焼用空気運動量に偏差を与える第1ダンパ15a,15bの中の上側の第1ダンパ15aを閉動作し、下側の第1ダンパ15bを開動作することでバーナ19の下側の燃焼用空気の噴出量が増加し、バーナ19の下方への燃焼用空気の運動量が増加すると、火炉18内での火炎が下向きに偏向する(図3(b)参照)。
第1ダンパ15a,15bの上流に第2ダンパ17a,17bを設けることで、バーナ19の上下の燃焼用空気の運動量の偏差を抑制することなく、それぞれのバーナ19に流入する燃焼用空気流量を個別に調整することができる。
個別のウィンドボックス12内でそれぞれのバーナ19の上下の燃焼用空気運動量に偏差を与える調節器としての第1ダンパ15a,15bが第2ダンパ17a,17bの下流側に設けられていれば良く、第2ダンパ17a,17bが配置される場所を問わない。
また、第1ダンパ15a,15b及び第2ダンパ17a,17b共に図示したバタフライ型のダンパの代わりに重ね合わせた複数の多孔板をスライドさせて開孔面積を調節するようなものを用いても良く、気体流量の調節機能を有するものであれば、その構造は問わない。
例えば、図16に示すウィンドボックス12内の上方の第1ダンパ15aを閉動作し、下方の第1ダンパ15bを開動作することでバーナ19の下方の燃焼用空気の噴出量が増加する際に、ウィンドボックス12内の上方にある2次空気ノズル8の開口部8aをスライド式ダンパ9aにより全閉することで、ウィンドボックス12内の上方の3次空気ノズル11への燃焼用空気の流入を防ぎ、2次空気ノズル8からの火炉18内へ噴出する燃焼用空気の運動量はバーナ19の周方向にほぼ均一に保つことができ、保炎性を保持することができる。
上記第1ダンパ15a,15bとスライド式ダンパ9aの操作により、バーナ19での保炎性を保ちつつ、バーナ19の上下の3次空気の運動量に偏差を与えるだけで、火炉18内の火炎を偏向させることができる。
また、図19に示すように図16及び図17に示す前記ウィンドボックス12を有するバーナ19をボイラの炉壁10の外側に設置し、火炉18の外部からの燃焼用空気をダクト16を経由してそれぞれのウィンドボックス12を有するバーナ19に供給する構成にしても良い。
3 燃料ノズル 4 保炎器
5 微粉炭濃縮器 6 ベンチュリ
7 重油ノズル 8 2次空気ノズル
9 スライド式ダンパ 10 ボイラ炉壁
11 3次空気ノズル 12 ウィンドボックス
13 ガイドスリーブ 14 仕切板
15(15a,15aa,15ab,15b,15ba,15bb) ダンパ(第1の流量調整手段)
16 ダクト
17(17a,17aa,17ab,17b,17ba,17bb) ダンパ(第2の流量調整手段)
18 ボイラ火炉 19 バーナ
20 バンカ 21 ミル
23 ブロア 24 アフタエアポート
25 ブロア
Claims (3)
- 燃料とその搬送 気体との混合物を火炉(18)内に噴出させる筒状の燃料ノズル(3)と前記燃料ノズル(3)の外周に設けられた燃焼用気体を火炉(18)内に噴出させる筒状の1以上の燃焼用気体ノズル(8、11)と該燃焼用気体ノズル(8、11)に燃焼用気体を供給するウィンドボックス(12)を有するバーナ(19)を複数個、火炉(18)の炉壁(10)に並べて設置した燃焼装置であって、
(a)前記ウィンドボックス(12)は、全てのバーナ(19)に共通してバーナ(19)の軸方向に対して垂直方向に向いた同一の方向から燃焼用気体が並進して流入する平行な複数の流路を形成するように区画されて流入する燃焼用気体流入用開口部(12a、12b)を有し、
(b)該燃焼用気体流入用開口部(12a、12b)には、火炉(18)の外部から燃焼用空気がまとめて供給されるように、ウィンドボックス(12)が設置される炉壁(10)の外側に設置される単一のダクト(16)内に前記燃焼用気体流入用開口部(12a、12b)が配置され、
(c)前記ウィンドボックス(12)の燃焼用気体流入用の前記複数の流路のうち、一部の流路は前記燃焼用気体ノズル(8、11)の上側、残りの流路は燃焼用気体ノズル(8、11)の下側に接続され、
(d)前記燃焼用気体用の複数の流路には、それぞれ独立に燃焼用気体の流量を調整する第1の流量調整手段(15a、15b)が設けられることを特徴とする燃焼装置。 - 前記単一のダクト(16)の内部又は外部に複数の前記ウィンドボックス(12)が並べて設置されることを特徴とする請求項1記載の燃焼装置。
- 前記第1の流量調整手段(15a、15b)の上流側に個々のバーナ(19)に流入する前記燃焼用気体の流量を調節する第2の流量調節手段(17a、17b)がそれぞれのウィンドボックス(12)内に設けられることを特徴とする請求項1又は2記載の燃焼装置。
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