JPS5811308A

JPS5811308A - 微粉炭燃焼バ−ナ

Info

Publication number: JPS5811308A
Application number: JP10885781A
Authority: JP
Inventors: Kyoichi Shibuya; 渋谷　恭一; Hideki Arai; 英樹荒井
Original assignee: Sumitomo Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Cement Co Ltd
Priority date: 1981-07-14
Filing date: 1981-07-14
Publication date: 1983-01-22
Also published as: JPH0222288B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は微粉炭燃焼バーナに係り、特に耐熱及び耐摩耗
性を向上させた微粉炭燃焼バーナに関する。　　　・ ′−鮫に微粉炭燃焼用バーナの摩耗はバーナの内壁面に
衝突する微粉炭粒子によ抄、そこに切削生塩・裂を生ず
るために起こるものが多いと考見られてい゛る。その要
因となるものは、微粉炭粒子の硬度、粒子径、粒子形状
、粒子の衝突速度、粒子の衝突量、粒子濃度およびバー
ナ壁面との衝突角度などがある。

微粉炭燃焼に用いられる一般炭の炭化度は約８０〜８５
％程度であり、石炭の種類の中では硬度が高一方である
。また平均粒子径は、一般的に５０Ｘ１０ｍ程度であや
、粉砕設備およびコスト面でこれ以上小さくはできない
。更Ｅｌｌ粉炭のバーナへの供給手段は空気に依るもの
が多く、その流速は微粉炭の堆積あるいは炭塵爆発防止
の点から２０ｇ／Ｓ以上にすることが一般的である。

従って、バーナの摩耗の度合は主に微粉炭の供給量に依
存することとな抄、高熱量を得るための燃焼を行なう場
合ＫＦｉ、それだけ摩耗の度合も大きくなるというもの
であった。

この種の微粉炭燃焼バーナとしては、例えば第１図に示
すように、大径の微粉炭供給管１の内部にこれより小径
の空気供給管２を設けて２重管構造としたものが使用さ
れ、微粉炭供給管１の内壁３と空気供給管２の外壁４と
の間を微粉炭と微粉炭供給用の空気との混合流体が流れ
る微粉炭供給路５とし、空気供給管２の内部を燃焼用−
次空気が流れる空気供給路６として構成されている。ま
た微粉炭供給管１０後端には、上記混合流体を微粉炭供
給路５に導くための輸送管７が斜め上方から接続されて
いる。尚、この輸送管７は、第２図に示すように、バー
ナＢの中心から偏るした位置に接続され、これによって
混合流体は旋回しながら微粉炭供給路５に導かれるため
、微粉炭粒子と供給用空気との混合が促進される。

一方、バーナＢの噴出口８近傍は、微粉炭供給管１の内
８１３および空気供給管２の外壁４が他の部分よりも盛
り上がり成形され、微粉炭供給路５が輻挾に形成されて
いる。これ社上述したように、微粉炭の平均粒子径が（
資）Ｘ１０−６軍程度であや、また微粉炭の燃焼が大体
１５００°Ｃ以上で行われることから、微粉炭の燃焼速
度がガス境膜拡散律速になっていることが多く、そのた
め微粉炭の燃焼速度を増加させるため微粉炭粒子の相対
速度を増加させる必要があることからバーナ噴出口８近
傍の微粉炭供給路５を他の部分よりも狭く形成しなけれ
ばならないものである。また、この噴出口８近傍には、
微粉炭供給路５を一定幅に保持する保持部材９が微粉炭
供給管１の内壁３と空気供給管２の外壁４との間に介装
されている。

しかしこのように構成される従来の一般的な微粉炭燃焼
用バーナＢにあっては輸送管７が接続されろ微粉炭供給
路５の後端部近傍の周一が流速２０＠／Ｓ以上の旋回流
として導入された混合流体中の微粉炭粒子の多衝突を受
け、第１図中に符号ａで示すように後端部周辺の内壁３
および外壁４が摩耗され易い。また一方、バーナＢの噴
出口８近傍では微粉炭供給路５が幅狭に形成されている
ために、微粉炭供給路５の内面に当たる微粉炭粒子の衝
突量が多く、また該部分では微粉炭粒子速度も増加する
ので、第１図及び第３図中に符号すで示すように、噴出
口８近傍における微粉炭供給管１の内壁３および空気供
給管２の外１１４部分の摩耗が激しくなる。特に噴出口
８近傍部分は、微粉炭燃焼大炎からの輻射熱でかな９の
高温になるため、バーナＢの先端が劣化し、耐摩耗性が
低下して摩耗が増々激しくなる。また内壁３と外壁４と
の間に介装された保持部材９も当然に摩耗が激しくなる
。

このように、従来の微粉炭燃焼バーナでは、一般ニハー
ドフエイシング加工した鋼鉄製のものが使用されるため
、その材質上摩耗を防ぐことができず、そのためバーナ
の寿命が短くなった９、また摩耗によ抄機粉炭供給路の
噴出口の断面積が大きくな９混合流体の流速が落ちて、
燃焼効果が低下するという問題点があった他、摩耗した
部分の補修にも時間がかかるという問題点があった。

本発明は、上記の観点に立ってなされたものでありその
目的とするところ社微粉炭燃焼バーナの摩耗を受は易い
部分、即ち微粉炭供給路内において微粉炭の混合流体に
よる衝突を激しく受ける部分にセラミック部材を設ける
ことによって、上記従来の欠点を解消し、微粉炭燃焼効
率を向上させることができる他、長時間の使用に耐え、
かつ補修が簡略化することができるＩ微粉炭燃焼用バー
ナを提供するものである、以下添付図面に示す実施例に
基づいて本発明の詳細な説明する。

第４図乃至第６図は本発明の一実施例と示したものであ
る。

この実施例における燃焼用バーナＢは、先の実施例と同
様、同軸２重管構造からな９、外側の微粉炭供給管１の
内壁３と内側の空気供給管２の外壁４との間に微粉炭供
給路５が形成され、更に微粉炭供給路５の後端部には微
粉炭を供給用空気と共にバーナＢ内に送り込むための輸
送管７が接続されている。そして輸送管７が接続される
微粉炭供給路５の空気と微粉炭とからなる混合流体供給
口１０近傍およびバーナＢ先端の噴出口８近傍Ｋｔｊ夫
々耐熱および耐摩耗性のセラミック部材１１，１２が取
シ付けられている。

混合流体供給口１０近傍に取り付けられるセラミック部
材１１け、更に微粉炭供給管１の内壁３周面に取染付け
られる内壁保護用セラミック部材１１ａと空気供給管２
の外壁４周面に取り付けられる外壁保護用セラミック部
材１１ｂとで構成され、これらは共に内ｌ１１３および
外８ｉ！４周面に沿って密に取り付けられる円筒体形状
からなる。

内壁保護用セラミック部材１１ａの装着は、例えば、微
粉炭供給管１の外壁から差し込んだボルト１３によって
容易忙行うことができ、また外壁保護用セラミック部材
１１ｂの装着は、その先端を空気供給管２の外壁４の一
部に突出形成した固定座１４に固定し、後端をバーナＢ
ＣＩ後方から差し込んだ固定ピース１５で固定すること
によって容易に行うことができる。尚、上記セラミック
部材１１ａ　、　１１ｂを捕修又は点検等のため離脱す
る場合には、ボルト１３及び固定ピース１５をはずすこ
とによって容易に行うことができる。

上記のように内壁保護用セラミック部材１１ａ及び外壁
保護用セラミック部材１１ｂを装着することによって、
輸送管Ｔ内を供給されてくる微粉炭は、混合流体供給口
１０近傍のセラミック部材１１ｇ　、　１１ｂに当たる
ため、バーナＢの摩耗を防止することができる。例えば
、上記セラミック部材１１ａ　、　１１ｂとして、アル
ミナ純度９９％、肉厚１０鵡のもの２使用した場合には
、該部分での連続使用は約２００００時間が可能となり
、従来鋼板製ノバーナをハード７エイシング加工してい
た場合が約４０００時間であった。のに比べて大幅に耐
久時間を向上させることができる。

一方、噴出口８近傍に取シ付けられるセラミック部材１
２は、前記セラミック部材１１と同様、更に微粉炭供給
管１の内壁３に取り付けられる円筒状の内壁保護用セラ
ミック部材１２ａと空気供給管２の外壁４周面に取り付
けられる円筒状の外壁保護用セラミック部材１２ｂとで
構成されるが、微粉炭と含む混合流体の流速を上けるた
めに、その中程が先端に向かって傾斜しており、後半部
に比べて前半部の方が厚肉状に形成され、微粉炭供給路
５がノズル状に快くなっている。

また内壁保護用セラミック部材１２ａの前部には、空気
供給管２の外ａ１４との間に介装される保持部材１６が
一体成形され、微粉炭供給路５を一定幅に保持して−る
。

これらのセラミック部材１２ａ　、　１２ｂは、バーナ
Ｂの噴出口８側から夫々挿入され、後端部を内壁３およ
び外壁４に形成した係止段部１７　、１８に係止した状
態で微粉炭供給管１の外側及び空気供給管２の内側から
夫々ポル）１９．２０によって壁面に密に装着される。

このようにバーナＢの先端部近傍に内壁保護用セラミッ
ク部材１２ｍ及び外壁保護用セラミック部材１２ｂ　を
装着することによって、微粉炭供給路５内を移動してく
る混合流体は、該セラミック部材１２ｍ　、　１２ｂ　
Ｋ激しく当たるが、これらセラミック部材１２ａ　、　
１２ｂが耐摩耗性であるためその摩耗が少ない。また火
炎の輻射熱の影響による材質の劣化もセラミック部材１
２８　、１２ｂの高耐熱性によ′つて防止できる。例え
ｄ１上記セラミック部材１２ａ　、　１２ｂとしてアル
ミナ純度９９％、前部の厚肉部の肉厚１５鰭のものを使
用した場合には、該部分における連続使用時間が約１６
０００時間となり、また上記セラミックより硬度が高い
炭化硅素セラミック（肉厚１０１１１１）と使用した場
合には約２００００時間の連続使用が可能となり、従来
ハードフェイシング加工していた場合が約４０００時間
であったのに比べて大幅に耐久時間を向上させることが
できる。

尚、上記セラミック部材、１２ａ　、　１２ｂを補修、
又は点検のためバーナＢから離脱する場合には、固定ボ
ルト１９．加をはずすことによって容易に行うことがで
きる。

第７図及び第８図は本発明に係る微粉炭燃焼バーナの先
端部の他の実施例を示したものであり、バーナＢの先端
部に微粉炭供給管１及び空気供給管２と略同−径の円筒
状セラミック部材２１ａ　、　２１ｂを夫々取シ付けた
ものである。これらの円筒状セラミック部材２１ａ　、
　２１ｂは、前記実施例と同様、外側円筒状セラミック
部材２１ａの前半部及び内側円筒状セラミック部材２１
ｂの前半部が夫々対向する面に向かって厚肉状に形成さ
れ、バーナＢの微粉炭供給路５の径よりも幅狭に形成さ
れる。また外側円筒状セラミック部材２１ａの後端部円
周上には外側に張抄出した７ランク部ｎが、内側円筒状
セラミック部材２１ｂの後端部円周上には内側に張抄出
した７ランク部ｎが夫々形成され、これら７う／ジ部η
、２３に対応して設けられたバーナＢ先端の７ラング部
２４．２５に当接させた状態でポル）　２６　、２７で
両者を固定する。尚、微粉炭供給路５を一定幅に保持す
るための保持部材１６は前記実施例と同様、外側円筒状
セラミック部材２１暑の内壁円周上の３箇所に形成され
て−る。

この実施例におけるバーナＢは、炉内に挿入されたセラ
ミック部材２１ａ　、　２１ｂが熱衝撃の影響を大きく
受けるので、上記アルミナセラミック又は炭化硅素セラ
ミックより耐熱衝撃性に優れる窒化硅素セラミックを使
用するのが望ましく、これによって高温炉内における熱
変形を受けにくく、また炉内中で飛散する粉体物による
摩耗を受けｋくい。例えば、上記窒化硅素セラミックを
使用し、外側円筒状セラミック部材２１ａの厚肉部をＩ
Ｑ　ｍ　、内側円筒状セラミック部材２１ｂの厚肉部を
１５０とした場合、バーナＢの連続使用時間は約１６０
００時間となり、従来のように八−ドフイシング加工し
て−たバーナの連続使用時間が約４０００時間であった
のに比べて大幅に耐久時間を向上することができ−る。

　　　　　　−尚、上記実施例でけ七う、ミック部材の
装着場所を、バーナの混合流体供給口近傍および噴出口
の近傍に限定して説明したが、本発明では上記場所に限
定されることなく、バーナの形状、構造等によって微粉
炭の衝突によって摩耗管受は易い部分に装着することが
できる。

ｔた上記セラミックは、上記実施例の種類のものに限定
されるものではなく、耐摩耗性、耐熱性の良いセラミッ
クであれば使用できる。・以上説明したように本発明に
係る微粉炭燃焼バーナによれば、微粉炭供給路には微粉
炭の衝突によって摩耗を受は易一部分に耐摩耗性セラミ
ック部材を設けたから、微粉炭によるバーナの摩耗を防
止することができ、バーナの耐久性を向上さ・せること
ができる。

また特に高温を受は易い部分には、耐熱性セラミック部
材を用いることによって熱の影響を少なくすることがで
きる。

更にセラミック部材は着脱可能に装着されるので、点検
又は補修を容易に行なうことができる等の効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の微粉炭燃焼バーナの一例を示す断面説明
図、第２図は輸送管近傍の平面図、第３図は第１図中ト
ｌ線断面説明図、第４図は本発明に係る微粉炭燃焼バー
ナの一実施例を示す断面説明図、第５図は第４図中ｖ−
ｖ線断面図、第６図は第４図中Ｍ−Ｗ線断面図、第７図
は微粉炭燃焼バーナ先端部の他の実施例を示す断面説明
図、第８図は第７図中■−■線断面説明図である。１・・・微粉炭供給管　　２・・・空気供給管３・・・
内壁　　　　　　４・・・外壁５・・・微粉炭供給路　
　８・・・噴出口１０・・・混合流体供給口　１１　、
１２・・・セラミック部材１６・・・保持部材２１１　、２１ｂ・・・円筒状セラミック部材２４、ｂ
・・・７ランジ部特許出願人　　住友セメント株式会社第４図第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）微粉炭供給管（１）の内部に空気供給管のを設け
て多重管構造とし、微粉炭供給管（１）の内壁Ｇ）と空
気供給管■の外Ｗ（４）との間を微粉炭供給路６）とし
て構成した微粉炭゛燃焼バーナにおいて、上記微粉炭供
給路（５）Ｋｔｉ微粉炭供給用空気と共に送シ込まれる
微粉炭の衝突によって摩耗を受は易い部分に、セラミッ
ク部材を設けたことを特徴とする微粉炭燃焼バーナ。
（２）微粉炭供給路６）の混合流体供給口（１０）近傍
において、微粉炭供給管（１）の内１１（３）局面およ
び空気供給管Ｑ）の外壁（４）局面にセラミック部材（
ｌｌａ）　、　（ｌｌｂ）　　を設けたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の微粉炭燃焼バーナ。
（３）微粉炭供給路６）の噴出口［Ｆ］）近傍において
、微粉炭供給管（１）の内壁Ｇ）局面および空気供給言
（ＺＪ　ｃＤ’／＞　Ｍ　（４）周Ｏｉ＋［セラミック
［＄［１２８）、（１２ｂ）【設けたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の微粉炭燃焼パー子。
（４）　　６１粉炭供給管（１）の先端および空気供給
管（２）の先端に７ラング部（２４）　、　Ｃ７５”）
を夫々形成し、該７ラング部（２４）　、　（２５）に
円筒状セラ”ミック部材（２１ａ）　、　（２１ｂ）　
　を取シ付けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の微粉炭燃焼バーナ。
（５）゛微粉炭供給管（１）の内壁（３と空気供給管（
２）との外壁＜４＞との間に介装し、微粉炭供給路６）
を一定幅に保持する保持部材（１６）をセラミックによ
抄構成したことを特徴とする特許請求の範囲槃１項記載
の微粉炭燃焼バー・す。−