JPH0452414A - 燃焼用空気供給装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は燃焼装置に対して燃焼用空気を供給する装置
に係り、特に二段燃焼を効果的に行い燃料の未燃分を減
少させる空気供給装置に関する。

［従来の技術］ 窒素酸化物（以下ｒＮＯｘ」と記す、）は大気汚染物質
の一つであり、各種燃焼装置においてもその排出量を可
能な限り低減する方法が試みられている。このＮＯｘ低
減方法に二段燃焼法および強化二段燃焼法をベースとし
た炉内脱硝燃焼方法がある。

第２図（ａ＞は二段燃焼法を事業所用大型ボイラに実施
した場合を示し、ボイラ本体１の壁面１ａに対して炉底
側から順にバーナ２．３．４およびアフタエアポート５
と称する空気供給装置が設置しである。このボイラ本体
１において、例えばバーナ２．３．４の空気比を１．０
以下として燃料の燃焼温度を低下させ、これによりいわ
ゆるサーマルＮＯｘの発生を防止し、次にこの低ＮＯｘ
燃焼により生じた燃料の未燃分をアフタエアポート５か
ら供給される燃焼用空気により燃焼させ、燃焼排ガス中
の未燃分含有量を減少させる。

第２図（ｂ）は、この空気供給装置の構造を具体的に示
す断面図である０図中符号６は風箱でありこの風箱６内
には炉壁７に形成した空気口８の中心線９を中心として
放射状に複数枚の案内羽根１０を取り付けた空気旋回器
１１が設置しである。

このアフタエアポート５において風箱６に流入した燃焼
用空気Ａは各案内羽根１０の取り付は角度を所定の値に
設置してオン＜ことにより、この空気旋回器１１で適当
な旋回力が与えられ、火炉１２に噴射される。図中符号
１３は案内羽根１０の取り付は角度調節用ロッド、１４
は各案内羽根１０を接続するリンク、１５はロッド回転
用ハンドルである。

以上の装置において、低ＮＯｘ燃焼により生じた未燃分
を良好に燃焼させるには、当然のことながらこのアフタ
エアポート５から供給された燃焼用空気と低ＮＯｘ燃焼
による排ガスもしくは火炎との混合が良好であることが
前提となる。

しかしながら、ボイラ本体ｌの火炉１２は平面的には角
形状をしており、第２図（Ｃ）に火炉１２の横断面に示
すようにアフタエアポート５を多数設置してもアフタエ
アポート５間、あるいは火炉１２のコーナ部にはアフタ
エアポート５から供給される空気の隙間５ａができてし
まう。このため燃焼ガスおよび火炎が激しい上昇力によ
り隙間５ａを通過してしまい未燃分と空気の混合が大幅
に低下する。つまり、隣接アフタエアポート５間に空気
噴射がされない隙間５ａができるため未燃分燃焼の効率
が低下する。

このような状態は炉内脱硝のように空気比（空気過剰率
）を特に下げた燃焼バーナ段を設ける場合は煙色発生等
の原因となり、重大な問題があった。

なお、空気噴射の隙間５ａができないように大量の燃焼
用空気を供給することは未燃分燃焼の点からは効果的で
あるが、この燃焼の際に大量のＮＯｘが発生するので好
ましくない。

上記バーナの欠点を改良するために、特開昭５９−１０
９７１４号には第３図に記載した空気供給装置がある。

第３図に示す空気供給装置（アフタエアポート）５は直
進空気流２３用の空気通路２６と旋回流２５用の空気通
路２７とからなるもので、空気通路２６の空気流量をダ
ンパ２２で調整することで火炉１２の中心部と壁面部に
供給する空気量を分配制御するものである。そのためア
フタエアポート５間、あるいは火炉１２のコーナ部には
アフタエアポート５から供給される空気の隙間５ａ（第
２図（Ｃ））が発生しにくくなる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記特開昭５９−１０９７１４号記載の
発明でも、燃料負荷が小さくなると、火炉１２内に空気
の隙間５ａが生じることがある。

たとえば、燃料負荷が小さくなると空／燃比が低下し、
アフタエアポート５の旋回流２５部分への空気流量が不
足することがある。

本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、燃料負荷に大
きな変動があっても、常時空気の噴射隙間を少なくし、
燃焼用空気と未燃分との混合が良好に行える空気供給装
置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の上記目的は次の構成により達成される。

すなわち、燃焼装置内の火炎および排ガス流れの下流側
において燃焼用空気を供給し、火炎および排ガス中に含
有される未燃分を燃焼させる燃焼用空気供給装置におい
て、燃焼装置の炉壁に開口した空気供給口に臨んだ風箱
内に中心空気通路およびこの中心空気通路と同一軸心状
に二つの環状空気通路を形成し、各空気通路入口に空気
流通制御手段を取り付けた燃焼用空気供給装置、である
。

［作用］ 少なくとも大口径部、中口径部、小口径部の三段に同軸
心環状に形成された空気供給口は、空気供給量の変化に
対応して使用すべき空気供給口を変え、空気供給量のい
かんに係りなく常時高い空気噴射速度を確保し、また各
空気供給口に供給する空気量の調整が可能なため、空気
の噴射隙間をなくすことができる。

［実施例コ 以下、この発明の実施例について説明する。

第１図（ａ）に空気供給装置５の断面図を示す。

空気供給装置５の中心部には筒体３１が配置され、その
開口端は空気流の貫通力を増すために絞り構造３５とし
、炉壁７に設けた空気口８のほぼ中心に位置するよう配
置する。この筒体３１の他端は空気量調節用スリーブ３
３および該スリーブ３３操作用の操作ハンドル３４が取
り付けてあり、第一次空気通路３２を形成している。筒
体１６は筒体３１に支持され、筒体３１と同一軸心上に
環状に配置されている。筒体１６の先端部は空気流の旋
回力を高めるために、空気口８の開口角度とほぼ同等の
角度を有し、同一方向に拡開したガイドスリーブ２９を
もっている。この筒体１６の他端には支持板１７が取り
付けられており、この支持板１７と筒体３１に支持され
た支持端板１８の間には第二次空気通路２５が形成され
、かつその通路２５の入口部には複数枚の案内羽根１９
が筒体３１および筒体１６の中心軸線を中心として放射
状に配置しである。そして、案内羽根１９はロッド２０
に取り付けられており、このロッド２０は筒体１６と同
軸方向に支持板１７と支持端板１８とを貫通し、空気供
給装置に取り付けられる。ロッド２０は空気供給装置５
の外部から操作可能なハンドル２１を有している。上記
案内羽根１９の取付角度はハンドル２１で調節可能にな
っている。

次に炉壁７の風箱６側壁面には空気口８とほぼ同一の径
を有するノズル体２２が形成してあり、このノズル体２
２と筒体１６の外周に形成され、筒体１６の半径方向に
取り付けられた支持板２３との間には第三次空気通路２
４を環状に形成しである。この第三次通路２４の入口部
には案内羽根２６が複数枚配置されており、前述の案内
羽根１９と同様筒体３１．１６の中心軸線を中心として
放射状に配置しである。これら案内羽根２６の取付角度
は空気供給装置５を貫通して取り付けられたロッド２７
のハンドル２８で調節される。

以上の装置において、燃焼装置の負荷が比較的少ない場
合には案内羽根２６の取り付は角を変えて第三次空気通
路２４を閉じ、空気調整スリーブ３３と案内羽根２６を
開く、これにより燃焼用空気Ａは全て案内羽根１９およ
び筒体３１内の第二次空気通路２５および第一次空気通
路３２に至り空気口８よりも小径の筒体１６．３１から
高速で噴射する。このとき第二次空気通路２５内からの
空気はガイドスリーブ２９との関連で炉壁に添った広角
の空気流となる。第１図（ｃ）にその様子を示す、この
ため、燃焼用空気Ａは噴射量が少ない割には高い貫通力
を有し、火炎および排ガスの激しい上昇流内に吹き込み
未燃分と良好に混合する。同時に、噴射量が少ない割に
は第二次空気通路２５内からの空気は炉壁に添った広角
の空気流となるため、空気噴流の隙間５ａ（第２図（ｃ
）参照）は生じない。

次に燃焼装置の負荷が大きく空気の隙間５ａができる場
合等には、第一次空気通路３２の空気調整スリーブ３３
を開き、第二次空気通路２５の案内羽根２６も開とし、
筒体１６．３１から高い貫通力を有する空気を噴射させ
るほか、第三次空気通路２４からも燃焼用空気を噴射す
る。この場合第三次空気通路２４から噴射される空気は
環状の噴射口から炉内に噴射され、ガイドスリーブ２９
との関係で拡散力が高くなり、空気噴流の隙間５ａは生
じない。

低負荷時において、燃焼用空気Ａの噴射量が少なく空気
噴射の隙間５ａが大きい場合は、高い拡散力が必要なた
め案内羽根１９を閉として第二次空気通路２５からの空
気の供給をやめ、第一次空気通路３２と第三次空気通路
２４から燃焼用空気を供給してもよい。第１図（ｂ）に
その様子を示す。

［発明の効果］ この発明を実施することにより燃焼装置の負荷に係りな
く、常時燃焼用空気の噴射力を高く保持でき、また拡散
力を強く保持できるので燃焼装置内に空気の隙間はでき
ず、未燃分を良好に燃焼でき、低ＮＯｘ化を達成できる
と共に未燃分の排出量を大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明に係る空気供給装置の断面図、第
１図（ｂ）はその空気供給装置による空気流れの様子を
示し、第二次空気通路を絞った状態を示す、第１図（Ｃ
）は第三次空気通路を絞った状態を示す、第２図（ａ）
は二段燃焼の状態を示すボイラの断面図、第２図（ｂ）
は従来の空気供給装置の断面図、第２図（ｃ）は従来の
空気供給装置による火炉への空気流れの様子を示す。第
３図は従来の空気供給装置の断面図である。 ５・・・空気供給装置、６・・・風箱、７・・・炉壁、
８・・・空気供給口、１９．２６・・案内羽根、２４・
・・第一次空気通路（環状空気通路）、２５・・・第二
次空気通路（環状空気通路）、３２・・・第三次空気通
路（中心空気通路）、３３・・・空気調整スリーブ出願
人　バブコック日立株式会社 代理人　弁理士　松永孝義　はか１名 第 図 （ｂ、’） （ｃ） （ａ） （ａ） 第２図 （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃焼装置内の火炎および排ガス流れの下流側において燃
   焼用空気を供給し、火炎および排ガス中に含有される未
   燃分を燃焼させる燃焼用空気供給装置において、 燃焼装置の炉壁に開口した空気供給口に臨んだ風箱内に
   中心空気通路およびこの中心空気通路と同一軸心状に二
   つの環状空気通路を形成し、各空気通路入口に空気流通
   制御手段を取り付けたことを特徴とする燃焼用空気供給
   装置。