JPH05649Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、微粉固体燃料を使用するボイラ、化
学工業炉等に利用されるバーナに関する。

従来の技術 この種バーナの従来のものの概要を第３図に示
してある。

第３図において、１はサイクロン式分離器であ
り、空気・ガス等の気体と微粉燃料との混合され
た微粉燃料混合気８を、大径粒子の燃料を多く含
みガスの少ない濃混合気９と小径粒子の燃料を多
く含みガスの多い淡混合気１０とに分離するもの
である。２は分離器１で分離された淡混合気が導
入される淡混合気排出管、３は２次空気１１が導
入される２次空気ダクトである。

４は濃混合気ノズルであり、分離器１で分離さ
れた濃混合気９を炉内１４へ下向きに噴出するよ
うに設けられている。５は淡混合気ノズルであ
り、淡混合気排出管２からの淡混合気を炉内１４
へ下向きに噴出するように、濃混合気ノズル４に
並べて設けられている。６は２次空気ノズルであ
り、２次空気ダクト３からの２次空気を炉内１４
へ下向きに噴出するように濃混合気ノズル４に並
べて設けられている。これらの各ノズル４，５，
６は夫々風箱１５，１６，１７に囲まれて設置さ
れている。

７は淡混合気排出管２に設けられ、淡混合気の
排出量を調節するための淡混合排出量調節器であ
る。なお１２は炉内における濃燃料火炎、１３は
同じく淡燃料火炎である。

次に、このような構成の従来のバーナの作用を
説明する。

微粉固体燃料は図示されていない微粉固体燃料
供給設備から空気との混合気８流として分離器１
へ送り込まれる。

混合気８流は分離器１内で旋回力が与えられ、
分離器１下方へ向う下降流と上方へ向う上昇流と
に分れるが、混合気８中の微粉粒子は旋回力によ
つて生じる遠心力により混合気８と分離し、下方
へ落下しようとする力が働くため、下降流側が大
径粒子を多く含みガスが少なく微粉濃度の濃い、
いわゆる濃混合気９となる。

一方、上昇流は遠心力の作用が弱く、濃混合気
９流に乗れなかつた微小粒径の微粉粒子群と空気
の混合気で、微粉濃度が薄い淡混合気１０を形成
する。

濃混合気９は分離器１下端に設けられた濃混合
気ノズル４から炉内１４へ噴射され、図示されて
いない着火源によつて着火され、濃燃料火炎１２
を形成する。

淡混合気１０は淡混合気排出管２を通つて淡混
合気排出管２の先端に設けられた淡混合気ノズル
５から炉内１４へ噴射され、淡燃料火炎１３を形
成して燃焼に供される。

濃混合気９と淡混合気１０の流量割合は淡混合
気排出量調節器７によつて調節されるが、微粉固
体燃料火炎の着火性を支配する微粉濃度の調節は
不可能である。

なお一般に微粉固体燃料供給設備から送られて
来る混合気８の空気量／微粉固体燃料量（以下、
Ａ／Ｃと略称する）は２〜３（重量比）であり、
微粉固体燃料の論理空気量を９Kg／Kgとすれば
濃、淡両混合気９，１０から供給される空気量は
論理空気量の22〜33％、実燃焼空気量に対しては
18〜27％に相当する。従つて混合気８から供給さ
れる空気量では全微粉固体燃料の燃焼には不足す
るためこの不足分は別途図示されていない送風機
により２次空気１１として２次空気ノズル６から
炉内１４へ送り込まれ、燃焼に供される。

考案が解決しようとする問題点 しかしながら、上述の従来の微粉燃料バーナ
は、火炎の着火性を支配する微粉濃度の調節が不
可能なため、保炎性が悪く、安定した火炎の形成
が困難であつた。

問題点を解決するための手段 本考案は、上記の問題点を解決するために、気
体と微粉燃料との混合された微粉燃料混合気を大
径粒子を多く含むガスの少ない濃混合気と小径粒
子を多く含むガスの多い淡混合気とに分離するサ
イクロン式分離器と、この分離器によつて分離さ
れた淡混合気を炉内へ下向きに噴出する淡混合気
ノズルと、この淡混合気ノズルに並設され前記分
離器で分離された濃混合気を前記炉内へ下向きに
噴出する濃混合気ノズルと、これらのノズルと並
置され２次空気を前記炉内へ下向きに噴出する２
次空気ノズルとを有する微粉燃料焚きバーナにお
いて、前記分離器の濃混合気出口と前記濃混合気
ノズル入口との間に設けられた濃度調節チヤンバ
と、前記濃混合気出口の開口を調節して濃度調節
チヤンバ内へ送り込まれる濃混合気量を調節する
濃度調節器と、前記濃度調節チヤンバに１次空気
を導入する１次空気導入管とを備えている。

作 用 上記手段のよれば、濃度調節チヤンバにて濃混
合気と１次空気とを混合することにより、その濃
度を着火性が良好となる濃度に設定して、バーナ
全体の燃焼を安定に行なわせることができる。

実施例 以下本考案に係る微粉燃料焚きバーナの一実施
例を第１図および第２図を参照して詳細に説明す
る。なお、これらの図で、第３図と同一部分には
同一符号を附して示してあるので、その部分の説
明は省略する。

本考案は従来の微粉燃料焚きバーナの分離器の
濃混合気出口と濃混合気ノズル入口との間に、濃
混合気の濃度を調整するための手段を設けたもの
であり、その要部を拡大して第２図に示してあ
る。

すなわち、分離器１の濃混合気９の出口部に逆
円錐状の濃度調節器２８を設け、この濃度調節器
２８に連結された濃度調節器操作桿２９を分離器
１内を貫通させて外部へ引き出してある。そし
て、濃度調節器２８の周りは筒状の濃度調節チヤ
ンバ３０で囲まれ、その上端は前述の分離器１の
濃混合気出口部に達し、下端は濃混合気ノズル４
の入口部に達している。このように、濃度調節チ
ヤンバ３０は分離器１の濃混合気出口部と濃混合
気ノズル４の入口部との間に濃度調節器２８を囲
むようにして位置しており、更にこの濃度調節チ
ヤンバ３０は濃混合気用風箱１５内に設けられて
いる。この濃混合気用風箱１５には１次空気導入
管３１が連結されている。

次に、上記のように構成された本考案の作用を
説明する。

図示されていない微粉固体燃料供給設備から分
離器１へ送り込まれて来た混合気８は分離器１内
で下降流の濃混合気９と上昇流の淡混合気１０に
分れる。

分離器１の下方出口部に分離器１外部から濃度
調節器操作桿２９を介して上下に操作出来る濃度
調節器２８が設けられている。

濃度調節器２８は第２図に示すように逆円錐形
で、分離器１下方の円筒部に装着されている。操
作桿２９によつて濃度調節器２８を上方に引き上
げると濃混合気９排出口面積が狭ばまつて濃混合
気９の流量及びＡ／Ｃが減少し、濃度調節器２８
を下方に押し下げると逆に濃混合気９の流量及び
Ａ／Ｃが増大する。

本考案のバーナは濃燃料火炎１２の着火性を高
め、保炎を安定させて自燃出来るようにし、淡燃
料火炎１３は濃燃料火炎１２によつてその保炎を
確保するようにしたものであり、そのため濃混合
気９は濃度調節器２８によりいつたんそのＡ／Ｃ
を低減させて濃混合気用風箱１５内に設けられた
濃度調節チヤンバ３０へ送り込まれる。

濃度調節チヤンバ３０へ送り込まれて来た低
Ａ／Ｃの濃混合気９は、別途１次空気導入管３１
を通して図示されていない送風機によつて送り込
まれて来る１次空気３２と、濃度調節チヤンバ３
０内で混合され、好着火性のＡ／Ｃとなるように
調整された後、濃混合気ノズル４から炉内１４へ
噴射されて、図示されていない着火源により着火
され、濃燃料火炎１２を形成する。

すなわち、濃混合気ノズル４から炉内１４に吹
き込まれた濃混合気９中の１次空気と微粉炭は、
周囲の火炎及び炉側壁に付着した高温のスラグか
ら輻射熱を受けて着火し、燃焼を始め、１次燃焼
域を形成する。この１次燃焼域は主に微粉炭中の
揮発分の燃焼域であり、微粉炭粒子から揮発した
CH₄，H₂，COなどが周囲から拡散してくる酸素
（主として１次空気中の）と混合し、微粉炭粒子
の周辺で火炎を形成する。

そして、この１次燃焼域の後流には２次燃焼域
が形成される。この２次燃焼域はチヤー（炭素）
の燃焼域であり、１次燃焼域から流れ込む未燃ガ
スとチヤーとが、２次空気ノズル６から吹き込ま
れる２次空気１１と拡散混合により燃焼してゆ
く。チヤーの燃焼はチヤーの表面、あるいはチヤ
ー内の細孔を通つて拡散してくる酸素と炭素との
燃焼であり、チヤーの燃え切り時間は微粉炭全体
の燃え切り時間の80〜90％以上を占める。

以上のことから、微粉炭火炎の着火性は１次燃
焼域の燃焼状況、燃焼性は２次燃焼域の燃焼状況
によつて支配される。

したがつて、良好な微粉炭火炎の着火を行うた
めには、微粉炭から発生した揮発分の着火燃焼に
最適な１次空気量を供給することが重要となる。
そこで、本考案は、微粉炭から発生した揮発分の
着火燃焼に最適な１次空気量を供給するために、
濃度調節チヤンバ３０内で濃混合気９に１次空気
３２を供給し、これによりその濃度を着火性が良
好となる濃度に調節して、良好な微粉炭火炎の着
火を行うようにしたものである。

なお、微粉炭の論理空気量は微粉炭全体、すな
わち微粉炭中の揮発分とチヤーの全体を燃焼する
のに必要な空気量であり、１次燃焼域に論理空気
量相当の１次空気量を吹き込むと、１次燃焼域に
おける可燃分濃度が希薄になりすぎて、かえつて
着火困難となるものである。

一方、淡混合気１０は淡混合気排出量調節器７
と濃度調節器２８によつて、その流量と濃度を所
定値に設定し、淡混合気排出管２を通して淡混合
気用風箱１６内に設けられた淡混合気ノズル５か
ら炉内１４へ噴射され、図示されていない着火源
によつて着火、淡燃料火炎１３を形成するが、保
炎の安定は濃燃料火炎１２によつて行なわれる。

考案の効果 以上詳述したように、本考案によれば、濃・淡
両混合気９，１０の濃度を自由に設定することが
出来るため、特に濃燃料火炎１２の着火性を向上
して、バーナ全体としての燃焼を安定させること
のできる微粉燃料焚きバーナが提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る微粉燃料焚きバーナの一
実施例の縦断面図、第２図は第１図に示した本考
案の一実施例の要部を拡大した縦断面図、第３図
は従来のバーナの縦断面図である。 １……サイクロン式分離器、２……淡混合気排
出管、３……２次空気ダクト、４……濃混合気ノ
ズル、５……淡混合気ノズル、６……２次空気ノ
ズル、７……淡混合気排出量調節器、１４……炉
内、１５……濃混合気用風箱、１６……淡混合気
用風箱、１７……２次空気風箱、２８……濃度調
節器、２９……濃度調節器操作桿、３０……濃度
調節チヤンバ、３１……１次空気導入管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 気体と微粉燃料との混合された微粉燃料混合気
   を大径粒子を多く含むガスの少ない濃混合気と小
   径粒子を多く含むガスの多い淡混合気とに分離す
   るサイクロン式分離器と、この分離器によつて分
   離された淡混合気を炉内へ下向きに噴出する淡混
   合気ノズルと、この淡混合気ノズルに並設され前
   記分離器で分離された濃混合気を前記炉内へ下向
   きに噴出する濃混合気ノズルと、これらのノズル
   と並置され２次空気を前記炉内へ下向きに噴出す
   る２次空気ノズルとを有する微粉燃料焚きバーナ
   において、前記分離器の濃混合気出口と前記濃混
   合気ノズル入口との間に設けられた濃度調節チヤ
   ンバと、前記濃混合気出口の開口を調節して濃度
   調節チヤンバ内へ送り込まれる濃混合気量を調節
   する濃度調節器と、前記濃度調節チヤンバに１次
   空気を導入する１次空気導入管とを具備したこと
   を特徴とする微粉燃料焚きバーナ。