JPS6172906A - 冷却型低ＮＯｘバ−ナ装置 - Google Patents

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】 この発明はバーナ装置に係り、特にスリーブ先端等を中
心とした部分の過熱を防止し装置の長寿命化を図る装置
に関する。

〈発明を構成するに至った背景〉 大気汚染物質の一つである窒素酸化物（ＮＯｘ　）を燃
焼段階で低減させる有力な方法の一つとして、還元性を
有する中間生成物を発生させ、これによりＮＯｘを気相
還元する方法がある。この方法は複数のバーナの一部を
中間生成物発生用に利用する方法の外に、バーナ毎に、
中間生成物を発生させＮＯｘの気相還元をバーナ毎に行
う方法があり、発明者等は、後者の方法を効果的に実施
し得る装置を先に提案している。この装置は、バーナに
より形成された火炎の一部に、高温かつ低０□の領域を
形成させ、この領域において生として還元性中間生成物
を生成させ、他の領域において発生したＮＯｘを気相還
元するよう構成しである。高温部０２領域は、バーナス
リーブの開口近傍に渦流を形成して火炎を誘引したり、
主燃焼火炎と分離するようにすることにより形成される
が、これらは燃料を噴射するスリーブの開口端に形成し
た保炎リングや、スリーブ先端を火炉に向って末広の円
錐形に形成することにより達成され、かつこの様な構造
とすることによりＮＯｘは大幅に低減し得ることが確認
されている。反面次の点が問題点として指摘されその改
善が望まれている。

保炎リング等が高温の火炎に直接さらされるため寿命が
短く、超耐熱鋼を使用しても寿命は必ずしも十分でなく
、シかも不経済である。

またバーナ運転停止時でも上述の部分は火炉の熱により
高温状態を保持し、この結果さらに次の様な副次的問題
を発生する。

（イ）運転停止時は燃焼用空気が供給されず、この空気
による冷却効果が期待できないため、バーナ運転停止中
も材質は酸化減量し損耗してしまう。

（ロ）灰軟化温度の低い燃料を用いた場合、保炎リング
等に灰が溶融付着してスラッギングが生じ、燃焼用空気
等の微妙な別画が不可能となり、バーナ再起動後、バー
ナの燃焼性能が変化してしまう。なおこの問題はバーナ
運転中においても生じ得る。

（／→　またバーナ運転停止時に冷却が十分行れていた
としても、保炎リング等を中心として装置の一部に高温
部が生じる構造となっているため、起動と共に装置の温
度分布に大きな差が生じて応力が発生し、歪や割れ等が
発生し易い。

〈問題点を解決するための手段〉 この発明は上述した問題点に鑑み構成したものであり、
保炎リング等の高温部を冷却媒体により冷却し得る構造
とした燃焼装置である。

〈手段の概要〉 要するにこの発明は保炎リングや、炉内に向って拡散形
成されたラッパ状部等の高温部を二重構造とし、これら
の部分を冷却用の気体により所定の温度に冷却するよう
構成したものである。

〈実施例〉 以下この発明の実施例につき説明する。

第１図及び第２図において、符号２は一部スリーブ、１
３はこの一部スリーブの外部に対して中心軸線をほぼ等
しくするよう配置した二次スリーブ、４は一部スリーブ
２の火炉側端縁に取り付けた保炎リングである。これら
−次スリーブ２及び二次スリーブ１３に対しては各々そ
の外周部に対して別の冷却スリーブ９及び１４が一定の
空間を介して配置しである。二次スリーブ１３の火炉側
端部は開口端に向って徐々に内径が大きくなるよう構成
した拡散部１５となっているか冷却スリーブ１４もこの
拡散部形状に合せて拡散部１６を形成し、冷却用気体の
通路を確保しでいる。

一方−次スリーブ２の保炎リング取り付は部においで、
冷却スリーブ９はやはり拡散部１０を形成し、保炎リン
グ４を覆うよう溝成しである。

第３図は保炎リング４と冷却用スリーブの拡散部１０と
により形成された冷却用気体噴口部内に配置した冷却フ
ィン２５を示す。このフィンは保炎リング４の外周部に
対しで、円周方向に多数形成してあり、保炎リングの冷
却効果を高めるよう購成しである。（第５図参照）第４
図は二次ス！Ｊ　−２１３と冷却スリーブ１４の拡１ｌ
−ｔｘ１５゜１６から成る噴口内に形成したフィンを示
し、このフィン２５ａも前述のフィンと同様、二次スリ
ーブ１３の拡散部円周方向に多数枚配置してあり、二次
スリーブ１３の拡散部を中心とした冷却効率を高めるよ
う購成しである。

なおこの場合、フィン２５．２５２Ｌをスリーブの軸心
線に対して斜めに配置することによりこのフィンをガイ
ドベーンとして利用し、冷却気体に旋回力を与えるよう
構成しても・よい。

次にこの発明の作動状態につき説明する。

第１図において、燃料たる微粉炭１は一次空気たる搬送
用気体と共に一部スリーブ２に流入し、炉内に噴射され
燃焼する。この際、保炎リング４で形成される渦流によ
り微粉炭の一部が噴口部近傍において殆んど一次空気の
みの低い０２分圧下で、しかも周囲に火炎が形成された
高温下で燃焼し、ＣＯや、・ＮＨ２，・ＯＮ等の還元性
ラジカル等を発生させる。この間、冷却スリーブ９によ
り形成された通路からは冷却用気体が供給され保炎リン
グ４を中心とした部分の冷却が行われる。図示の場合は
冷却用気体としてウィンドボックス６内の燃焼用空気８
が供給される状態を示しているが、これに限るものでは
ない。例えば燃焼排ガス等の不活性ガスを供給してもよ
い。但し、冷却媒体として供給するものであるから排ガ
スも低温のものが良く、例えば空気予熱器下流側の排ガ
ス等が望ましい。冷却媒体を不活性ガスとした場合には
、還元火炎と主燃焼火炎を効果的に分離できるので、Ｎ
Ｏｘの気相還元効率を高めるという効果も生じる。

また、供給量を増加させても燃焼用空気の様に空気比を
変化させる等の虞れもない。

−次スリーブ２の周囲からはエアレジスタ２１により旋
回力を与えられ、かつベーン２６で旋回力を調整された
二次空気が供給されるが、二次空気は冷却スリーブ９の
拡散部１６により還元火炎の周囲に良好に拡散し、還元
火炎の主火炎化を防止する。

さらに三次空気はエアレジスタ２２を経て炉内に供給さ
れる。この間冷却用空気１ｚが二次スリーブ１３と冷却
スリーブ１４とから構成された通路及び−次スリーブ２
及び冷却スリーブ９とから構成された通路を経て供給さ
れる。この場合も他の冷却媒体として燃焼排ガス等を利
用することはもとより可能である。

以上、バーナ装置自体が運転中の場合を例に説明したが
、バーナ装置が運転停止中（但し燃焼装置全体として（
は運転を継続しでいる）にも冷却用気体を供給すること
はもとより当然であり、熱応力等の関係では運転停止中
の媒体供給の方が重要な意味がある。

く効果〉 この発明を実施することによりバーナ装置の運転、停止
を問わず、従来高温部とされていた部分の冷却を十分に
行えるので、装置の寿命を延長でき、灰溶融によるスラ
ッギング等も生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すバーナ装置の断面図、
第２図は第１図の正面図、第３図及び第４図はスリーブ
の断面部分図、第５図（１保炎リングを中心としたバー
ナ装置正面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、径の異る複数本のスリーブを、ほぼ同一軸心線にし
   て配置し構成した通路に燃料または燃焼用空気を供給し
   形成するバーナ火炎の一部を還元火炎としてＮＯ＿ｘを
   還元するものにおいて、少くとも一部のスリーブに対し
   て冷却スリーブを配置することにより該スリーブを二重
   筒構造として通路を形成し、この通路に対して冷却用気
   体を供給し、バーナ装置の高温部を冷却する様に構成し
   たことを特徴とする冷却型低ＮＯ＿ｘバーナ装置。 ２、冷却スリーブで覆われたスリーブの高温部外周縁に
   対して複数枚の冷却フィンを形成して冷却用気体との接
   触面積を増加させたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の冷却型低ＮＯ＿ｘバーナ装置。 ３、前記冷却フィンを各スリーブの軸心線に対して斜め
   に配置することにより冷却気体に対して旋回力を与える
   よう構成したことを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の冷却型低ＮＯ＿ｘバーナ装置。 ４、冷却用気体を低温の燃焼排ガスとしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第３項のいづれかに記
   載の冷却型低ＮＯ＿ｘバーナ装置。