JPH0788936B2 - Burner nozzle for pulverized coal combustion - Google Patents

Burner nozzle for pulverized coal combustion

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JPH0788936B2
JPH0788936B2 JP19937687A JP19937687A JPH0788936B2 JP H0788936 B2 JPH0788936 B2 JP H0788936B2 JP 19937687 A JP19937687 A JP 19937687A JP 19937687 A JP19937687 A JP 19937687A JP H0788936 B2 JPH0788936 B2 JP H0788936B2
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combustion
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burner nozzle
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伸明 小林
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Nippon Sanso Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、微粉炭等の燃焼速度の遅い粉体燃料を効率的
に燃焼させる場合に用いる微粉炭燃焼用バーナノズルに
関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pulverized coal burning burner nozzle used for efficiently burning pulverized coal or other pulverized fuel having a slow burning rate.

[従来の技術およびその問題点] 加熱用燃料とされる微粉炭は、重油等の液体燃料に比べ
てエネルギーコストが低いという利点があるが、燃焼速
度が非常に遅いため、この微粉炭を燃料とするこれまで
の微粉炭燃焼用バーナノズルは、通常スチーム発生用ボ
イラ等の低温(1500℃以下)の熱源に用いられている。
そして、これより高温(2000℃以上)で高い伝熱特性を
必要とする金属溶解炉においては、その大部分に重油等
の液体燃料を用いたバーナノズルが用いられている。
[Prior art and its problems] Pulverized coal used as a heating fuel has an advantage that energy cost is lower than liquid fuel such as heavy oil, but since the burning speed is very slow, pulverized coal is used as fuel. The burner nozzle for burning pulverized coal up to now is usually used as a low-temperature (1500 ° C or lower) heat source such as a steam generation boiler.
In a metal melting furnace that requires high heat transfer characteristics at a temperature higher than this (2000 ° C. or higher), a burner nozzle using a liquid fuel such as heavy oil is mostly used.

また、石炭のガス化プロセス等においては、反応炉内に
微粉炭−酸素を熱源としてこれらの吹き込みが行なわれ
ているが、これは反応炉内が高温雰囲気の場合に限り使
用が可能であり、低温雰囲気においても火炎が維持され
るような微粉炭燃焼用バーナノズルはなかった。
Further, in the coal gasification process, etc., these are blown into the reaction furnace using pulverized coal-oxygen as a heat source, but this can be used only when the reaction furnace has a high temperature atmosphere, There was no burner nozzle for pulverized coal combustion that maintained a flame even in a low temperature atmosphere.

そこで、微粉炭のみを燃料として火炎温度が高い(2000
℃以上)熱源が得られる微粉炭燃焼用バーナノズルの開
発が要請されている。
Therefore, using only pulverized coal as fuel, the flame temperature is high (2000
It is required to develop a burner nozzle for pulverized coal combustion that can provide a heat source.

[問題点を解決するための手段] 本発明は上記問題点を解決するために、液体燃料−酸素
バーナと同等な火炎特性、火炎温度2000℃以上を有し、
微粉炭専焼で金属を溶解可能な微粉炭燃焼用バーナノズ
ルの提供を目的とし、そのバーナノズルは、先端が火炎
噴出口として開口する円筒状のバーナノズル本体の後端
側内部に粉体燃料供給管が設けられ、この粉体燃料供給
管の先端開口から前記火炎噴出口にわたって混合流噴出
口、および火炎噴出口に向かって拡開する円錐状よりな
る燃焼室が連設され、前記粉体燃料供給管の周囲に前記
混合流噴出口に連通する第1次支燃性ガス供給路と前記
燃焼室に連通する第2次支燃性ガス供給路が形成され、
さらに、前記第1次支燃性ガス供給路の混合流噴出口へ
の入口が、この混合流噴出口に向かうにしたがい漸次小
径となる円錐状のスリットに形成され、前記第2次支燃
性ガス供給路の燃焼室への入口は、前記火炎噴出口方向
に延び、かつバーナノズル本体の軸線に収れんする穿孔
あるいは円錐状のスリットとされ、かつこの入口は前記
燃焼室の前後方向に少なくとも1段形成されていること
を特徴としている。
[Means for Solving Problems] In order to solve the above problems, the present invention has a flame characteristic equivalent to that of a liquid fuel-oxygen burner, a flame temperature of 2000 ° C. or higher,
The purpose is to provide a pulverized coal combustion burner nozzle that can dissolve metal by pulverized coal combustion.The burner nozzle is provided with a powder fuel supply pipe inside the rear end side of the cylindrical burner nozzle body whose tip opens as a flame jet. The powder fuel supply pipe is provided with a mixed flow jet port extending from the tip opening to the flame jet port, and a conical combustion chamber expanding toward the flame jet port. A primary combustion-supporting gas supply path communicating with the mixed flow jet and a secondary combustion-supporting gas supply path communicating with the combustion chamber are formed around the periphery.
Further, the inlet to the mixed flow jet of the primary combustion-supporting gas supply passage is formed into a conical slit having a gradually smaller diameter toward the mixed flow jet, and the secondary combustion-supporting property is increased. The inlet of the gas supply passage to the combustion chamber is a perforation or a conical slit extending in the flame jet direction and converging on the axis of the burner nozzle body, and the inlet has at least one step in the front-back direction of the combustion chamber. It is characterized by being formed.

また、上記に加え、前記円錐状のスリットからなる第1
次支燃性ガス供給路の混合流噴出口への入口が、バーナ
ノズル本体の軸線に対して、15゜〜45゜の角度に形成さ
れること、また、前記穿孔あるいは円錐状のスリットか
らなる第2次支燃性ガス供給路の燃焼室への入口が、バ
ーナノズル本体の軸線に対して10゜〜45゜の角度に形成
されていること、また、前記円錐状の燃焼室が、広がり
角度が20゜〜90゜に形成されていることを特徴としてい
る。
In addition to the above, the first of the conical slits
The inlet to the mixed flow jet of the next combustion-supporting gas supply passage is formed at an angle of 15 ° to 45 ° with respect to the axis of the burner nozzle body, and the first hole is formed by the perforation or conical slit. The inlet of the secondary combustion-supporting gas supply passage to the combustion chamber is formed at an angle of 10 ° to 45 ° with respect to the axis of the burner nozzle body, and the conical combustion chamber has a divergence angle. It is characterized by being formed at 20 ° to 90 °.

[作用] 微粉炭等の粉体燃料は、粉体燃料供給管から、また第1
次支燃性ガスは、第1次支燃性ガス供給路からそれぞれ
混合流噴出口に供給される。ここで、第1次支燃性ガス
供給路の混合流噴出口への入口が円錐状のスリットとな
っているために、第1次支燃性ガスはスムーズに混合流
噴出口の中心に向けて供給されるとともに、粉体と十分
に混合する。そして、この混合流噴出口から、粉体燃料
と第1次支燃性ガスとの混合流が燃焼室に向けて噴出さ
れる。
[Operation] Powder fuel such as pulverized coal is supplied from the powder fuel supply pipe to the first
The secondary combustion-supporting gas is supplied from the primary combustion-supporting gas supply passage to each of the mixed flow jet ports. Here, since the inlet to the mixed flow jet of the primary combustion-supporting gas supply path is a conical slit, the primary combustion-supporting gas is smoothly directed toward the center of the mixed-flow jet. And is thoroughly mixed with the powder. Then, a mixed flow of the powder fuel and the primary combustion-supporting gas is ejected toward the combustion chamber from the mixed flow ejection port.

一方、第2次支燃性ガスは、第2次支燃性ガス供給路か
ら燃焼室に供給されるが、第2次支燃性ガス供給路の燃
焼室への入口は、火炎噴出口の方向に延び、かつバーナ
ノズル本体の軸線に収れんしているので、前記混合流の
流れとスムーズに混合するように燃焼室の中心軸に向け
て供給される。
On the other hand, the secondary combustion-supporting gas is supplied to the combustion chamber from the secondary combustion-supporting gas supply passage, but the inlet of the secondary combustion-supporting gas supply passage to the combustion chamber is Since it extends in the same direction and is converged on the axis of the burner nozzle body, it is supplied toward the central axis of the combustion chamber so as to be smoothly mixed with the flow of the mixed flow.

この結果、高い温度の火炎温度を得ることができ、もっ
て金属を溶解せしめることができる。
As a result, it is possible to obtain a high flame temperature and thus to dissolve the metal.

また、前記円錐状のスリットからなる第1次支燃性ガス
供給路の混合流噴出口への入口が、バーナノズル本体の
軸線に対して15゜〜45゜の角度に形成されていることに
より、混合流が十分に混合され、かつ不燃分が発生する
ことが解消される。また、前記穿孔あるいは円錐状のス
リットからなる第2次支燃性ガス供給路の燃焼室への入
口が、バーナノズル本体の軸線に対して10゜〜45゜の角
度に形成されていることにより、第2次支燃性ガスは混
合流に対し、よりスムーズに供給される。また、前記円
錐状の燃焼室の広がり角度が20゜〜90゜に形成されてい
ることにより、灰分が燃焼室の内面に付着して火炎噴出
口が閉塞することが防がれる。
Further, since the inlet to the mixed flow jet of the primary combustion-supporting gas supply passage formed of the conical slit is formed at an angle of 15 ° to 45 ° with respect to the axis of the burner nozzle body, The mixed flow is sufficiently mixed and the generation of incombustibles is eliminated. Further, the inlet to the combustion chamber of the secondary combustion-supporting gas supply path consisting of the perforations or conical slits is formed at an angle of 10 ° to 45 ° with respect to the axis of the burner nozzle body. The secondary combustion-supporting gas is supplied more smoothly to the mixed flow. Further, since the divergence angle of the conical combustion chamber is formed in the range of 20 ° to 90 °, it is possible to prevent the ash content from adhering to the inner surface of the combustion chamber and blocking the flame outlet.

したがって、上記条件が少なくとも3つ備えられること
により、燃焼効率が大幅に向上し、より高い火炎温度を
得ることが可能となる。
Therefore, by providing at least three of the above conditions, it is possible to significantly improve the combustion efficiency and obtain a higher flame temperature.

[実施例] 以下、本発明を、微粉炭燃焼用バーナノズルに適用した
第1〜第3実施例について図面を参照して説明する。こ
れら各図において共通の構成要素については同一の符号
を付してある。
[Examples] Hereinafter, first to third examples in which the present invention is applied to a burner nozzle for burning pulverized coal will be described with reference to the drawings. In each of these drawings, the same reference numerals are given to common constituent elements.

(1)まず、第1図を参照して第1実施例を説明する。(1) First, the first embodiment will be described with reference to FIG.

図中1は本発明に係る円筒状のバーナノズルの本体を示
している。このバーナノズル本体1は、外筒2の内側
に、この外筒2より短い内筒3が先端(図において左
端)を一致されて同軸的に嵌合されてなるものである。
内筒3の後端(図では右端)部には、微粉炭供給管(粉
体供給管)4が嵌入されており、内筒3の内部には、微
粉炭供給管4から内筒3の先端部にわたって、微粉炭供
給管4に連通する混合流噴出口5、および燃焼室6が連
設されている。これら混合流噴出口5および燃焼室6
は、バーナノズル本体1と同軸的に形成されている。
In the figure, reference numeral 1 shows a main body of a cylindrical burner nozzle according to the present invention. The burner nozzle body 1 is formed by coaxially fitting an inner cylinder 3 shorter than the outer cylinder 2 with the tip (left end in the figure) aligned with the inside of the outer cylinder 2.
A pulverized coal supply pipe (powder supply pipe) 4 is fitted at the rear end (right end in the figure) of the inner cylinder 3, and the pulverized coal supply pipe 4 to the inner cylinder 3 are inserted into the inner cylinder 3. A mixed flow jet port 5 communicating with the pulverized coal supply pipe 4 and a combustion chamber 6 are continuously provided over the tip portion. These mixed flow jets 5 and combustion chambers 6
Are formed coaxially with the burner nozzle body 1.

前記混合流噴出口5は円柱状の空洞からなり、前記燃焼
室6は、混合流噴出口5の先端から内筒3の先端部に向
かって、その断面が漸次拡開する円錐状の空洞からなっ
ている。この燃焼室6の広がり角度Bは、20゜〜90゜の
範囲に設定されるのが好ましい。またこの燃焼室6の先
端は、火炎噴出口7として開口している。
The mixed flow ejection port 5 is formed of a cylindrical cavity, and the combustion chamber 6 is formed of a conical cavity whose cross section gradually expands from the tip of the mixed flow ejection port 5 toward the tip of the inner cylinder 3. Has become. The spread angle B of the combustion chamber 6 is preferably set in the range of 20 ° to 90 °. Further, the tip of the combustion chamber 6 opens as a flame jet 7.

バーナノズル本体1後端の微粉炭供給管4と外筒2の内
面との間に空けられた空間は、支燃性ガス(酸素あるい
は酸素含有ガス)供給口8となっている。そして、内筒
3の内部には、支燃性ガス供給口8と混合流噴出口5お
よび燃焼室6とを連通する第1次支燃性ガス供給路9お
よび第2次支燃性ガス供給路10が形成されている。
A space provided between the pulverized coal supply pipe 4 at the rear end of the burner nozzle body 1 and the inner surface of the outer cylinder 2 serves as a combustion-supporting gas (oxygen or oxygen-containing gas) supply port 8. Then, inside the inner cylinder 3, a primary combustion-supporting gas supply passage 9 and a secondary combustion-supporting gas supply which communicate the combustion-supporting gas supply port 8 with the mixed flow jet 5 and the combustion chamber 6 are supplied. A path 10 is formed.

第1次ガス供給路9は、微粉炭供給管4の周囲に形成さ
れた円筒状のスリットあるいは複数個の孔からなってお
り、その先端部の混合流噴出口5への入口9aは、混合流
噴出口5に向かうにしたがい小径となる円錐状に形成さ
れている。この入口9aは、バーナノズル本体1と同軸的
に形成されており、バーナノズル本体1の軸線lに対す
る角度Aは、15゜〜45゜の範囲が適切とされる。
The primary gas supply passage 9 is composed of a cylindrical slit or a plurality of holes formed around the pulverized coal supply pipe 4, and the inlet 9a to the mixed flow jet port 5 at the tip thereof is It is formed in a conical shape having a smaller diameter toward the flow outlet 5. The inlet 9a is formed coaxially with the burner nozzle main body 1, and the angle A of the burner nozzle main body 1 with respect to the axis l is appropriately in the range of 15 ° to 45 °.

これにより、微粉炭供給管4から供給される微粉炭と、
第1次支燃性ガス供給路9より供給される第1次支燃性
ガスが、混合流噴出口5で混合し、この混合流が燃焼室
6に導入されて火炎噴出口7から噴出する。ここで、こ
のように噴出される微粉炭の噴出速度が70〜210m/secの
範囲となるよう、前記混合流噴出口5の径は適宜のサイ
ズに設定されている。
Thereby, the pulverized coal supplied from the pulverized coal supply pipe 4,
The primary combustion-supporting gas supplied from the primary combustion-supporting gas supply passage 9 is mixed in the mixed flow jet port 5, and this mixed flow is introduced into the combustion chamber 6 and jetted from the flame jet port 7. . Here, the diameter of the mixed flow ejection port 5 is set to an appropriate size so that the ejection speed of the pulverized coal thus ejected is in the range of 70 to 210 m / sec.

一方、第2次ガス供給路10は、内筒3の外周面に沿って
形成された円筒状のスリット11あるいは複数個の孔11′
およびこのスリット11あるいは孔11′から燃焼室6に通
じる複数の孔(入口)12a、12b、12cとからなってい
る。スリット11あるいは孔11′の火炎噴出口7側は、支
燃性ガス供給口10側より広くされた室11aが形成されて
おり、この室11aから燃焼室6にわたる円周等分複数箇
所に、火炎噴出口7方向に延び、かつバーナノズル本体
1の軸線lに向かって収れんするよう、互いに平行で前
後方向3段に前記孔12a、12b、12cが穿設されている。
これら各孔12a、12b、12cのバーナノズル本体1の軸線
lに対する角度Cは、10゜〜45゜の範囲が適切とされ
る。
On the other hand, the secondary gas supply passage 10 has a cylindrical slit 11 or a plurality of holes 11 ′ formed along the outer peripheral surface of the inner cylinder 3.
And a plurality of holes (inlets) 12a, 12b, 12c which communicate with the combustion chamber 6 through the slits 11 or the holes 11 '. On the flame ejection port 7 side of the slit 11 or the hole 11 ', a chamber 11a wider than the combustion-supporting gas supply port 10 side is formed. The holes 12a, 12b, 12c are formed in parallel with each other in three stages in the front-rear direction so as to extend toward the flame jet port 7 and converge toward the axis l of the burner nozzle body 1.
The angle C of each of the holes 12a, 12b, 12c with respect to the axis l of the burner nozzle body 1 is preferably in the range of 10 ° to 45 °.

このように構成された微粉炭溶射用バーナノズルによれ
ば、微粉炭が微粉炭供給管4から、また第1次支燃性ガ
スが第1次支燃性ガス供給路9から、それぞれ混合流噴
出口5に供給されて混合流となり、70〜210m/secの流速
で燃焼室6に噴出される。また、第2次支燃性ガスは、
第2次支燃性ガス供給路10のスリット11あるいは孔1
1′、室11aを経た後、各孔12a、12b、12cから燃焼室6
に噴出される。その結果、微粉炭と第1次支燃性ガスと
の混合流および第2次支燃性ガスが、燃焼室6において
完全に混合され、着火、燃焼が可能となる。
According to the burner nozzle for pulverized coal spraying configured as described above, pulverized coal is sprayed from the pulverized coal supply pipe 4 and primary combustion-supporting gas is injected from the primary combustion-supporting gas supply passage 9 in a mixed flow manner. The mixed flow is supplied to the outlet 5 and is jetted into the combustion chamber 6 at a flow rate of 70 to 210 m / sec. In addition, the secondary combustion-supporting gas is
Slit 11 or hole 1 in the secondary combustion supporting gas supply passage 10
1 ', after passing through the chamber 11a, the combustion chamber 6 from the holes 12a, 12b, 12c.
Erupted into. As a result, the mixed flow of pulverized coal and the primary combustion-supporting gas and the secondary combustion-supporting gas are completely mixed in the combustion chamber 6, and ignition and combustion are possible.

第1次支燃性ガス供給路9の円錐状の入口9aにおいて
は、前記角度Aが、15゜より小であると混合流噴出口5
における微粉炭と第1次支燃性ガスの混合が不十分とな
って燃焼室6での着火が困難となり、45゜より大である
と微粉炭の不燃分である灰が燃焼室6の内面に付着し燃
焼を悪化させることになる。また、微粉炭と第1次支燃
性ガスの混合流の流速が前述のように70〜210m/secの範
囲外であると、燃焼室6で着火することが困難になり、
また閉塞を起こすことがある。さらに、燃焼室6の広が
り角度Cが、20゜より小であると微粉炭の不燃分である
灰が燃焼室6の内面に付着して火炎噴出口7が閉塞する
おそれが生じ、90゜より大であると燃焼室6内で着火せ
ず火炎の吹き飛びが生じる。
At the conical inlet 9a of the primary combustion-supporting gas supply passage 9, if the angle A is smaller than 15 °, the mixed flow jet port 5
In the combustion chamber 6, the ash, which is an incombustible component of the pulverized coal, becomes larger than 45 ° because the ignition of the combustion chamber 6 becomes difficult due to insufficient mixing of the pulverized coal and the primary combustion-supporting gas. Adheres to and deteriorates combustion. Further, if the flow velocity of the mixed flow of pulverized coal and the primary combustion-supporting gas is outside the range of 70 to 210 m / sec as described above, it becomes difficult to ignite in the combustion chamber 6,
It may also cause blockage. Further, if the spread angle C of the combustion chamber 6 is smaller than 20 °, ash which is an incombustible component of pulverized coal may adhere to the inner surface of the combustion chamber 6 and the flame jet port 7 may be blocked. If it is large, flame does not ignite in the combustion chamber 6 and flame blows off.

したがって、第1次支燃性ガス供給路9の入口9aの角度
Aが15゜〜45゜に設定され、混合流の噴出速度が70〜21
0m/secになるよう混合流噴出口5の径が設定され、さら
に、燃焼室6の広がり角度Cが20゜〜90゜に設定されて
いることにより、燃焼室6内において微粉炭の着火が容
易に可能となり、安定した燃焼状態が維持される。
Therefore, the angle A of the inlet 9a of the primary combustion-supporting gas supply passage 9 is set to 15 ° to 45 °, and the jet speed of the mixed flow is 70 to 21.
The diameter of the mixed flow jet port 5 is set to 0 m / sec, and the spread angle C of the combustion chamber 6 is set to 20 ° to 90 °, so that the ignition of the pulverized coal in the combustion chamber 6 is performed. This is easily possible and a stable combustion state is maintained.

さらに、混合流に対する第2次支燃性ガスの混合は、第
2次支燃性ガス供給路10の各孔12a、12b、12cから順次
なされ、この際、各孔12a、12b、12cは、火炎噴出口7
方向に延び、かつバーナノズル本体1の軸線lに向かっ
て収れんするよう穿設されているため、混合流の流れを
妨げることなく第2次支燃性ガスは混合流に対してスム
ーズに混合する。
Further, the mixing of the secondary combustion-supporting gas to the mixed flow is sequentially performed from the holes 12a, 12b, 12c of the secondary combustion-supporting gas supply passage 10, and at this time, the holes 12a, 12b, 12c are Flame spout 7
The secondary combustion-supporting gas smoothly mixes with the mixed flow without hindering the flow of the mixed flow because it is formed so as to extend in the direction and converge toward the axis l of the burner nozzle body 1.

したがって、本実施例の微粉炭燃焼用バーナノズルによ
れば、微粉炭に対して第1次および第2次支燃性ガスの
混合が完全になされ、しかも混合流が中心軸に集中する
ように形成されて燃焼するので、火炎密度が高く、ま
た、高い温度の火炎温度を得ることができ、もって金属
を溶解せしめることができる。
Therefore, according to the burner nozzle for burning pulverized coal of the present embodiment, the primary and secondary combustion-supporting gases are completely mixed with the pulverized coal, and the mixed flow is formed so as to be concentrated on the central axis. Since it is burned by being burned, the flame density is high, and a high flame temperature can be obtained, so that the metal can be melted.

(2)次に、第2図および第3図を参照して本発明の第
2実施例を説明する。
(2) Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

この第2実施例は、微粉炭供給管4の周囲に、支燃性ガ
ス(酸素あるいは酸素含有ガス)供給口8から混合流噴
出口5にわたって設けられる第1次支燃性ガス供給路20
が、先の第1実施例とは異なっている。
In the second embodiment, a primary combustion-supporting gas supply passage 20 is provided around the pulverized coal supply pipe 4 from the combustion-supporting gas (oxygen or oxygen-containing gas) supply port 8 to the mixed flow jet port 5.
However, it is different from the first embodiment.

すなわち、この第1次支燃性ガス供給路20は、微粉炭供
給管4の周囲に、バーナノズル本体1と同軸的に形成さ
れたスリット20aあるいは複数個の孔20a′と、このスリ
ット20aあるいは複数個の孔20a′の先端に連設された室
20bと、先の第1実施例と同様に円錐状に形成された混
合流噴出口5への入口20cと、この入口20cの後端部と前
記室20bを連通する孔20dとからなっている。そして、こ
の孔20dは、第3図に示すように、入口20cの後端部の内
周面に対して円周等分複数箇所に開口し、しかも、この
内周面の接線方向に沿って穿設されている。
That is, the primary combustion-supporting gas supply passage 20 has a slit 20a or a plurality of holes 20a 'formed coaxially with the burner nozzle body 1 around the pulverized coal supply pipe 4, and the slit 20a or a plurality of the slits 20a. Chamber connected to the tip of each hole 20a '
20b, an inlet 20c to the mixed flow jet port 5 which is formed in a conical shape as in the first embodiment, and a hole 20d which communicates the rear end of the inlet 20c with the chamber 20b. . Then, as shown in FIG. 3, the holes 20d are opened at a plurality of portions equally divided by the circumference with respect to the inner peripheral surface of the rear end of the inlet 20c, and moreover, along the tangential direction of the inner peripheral surface. Has been drilled.

この第2実施例のバーナノズルによれば、第1次支燃性
ガス供給路20の各孔20dを通る第1次支燃性ガスは旋回
流となって入口20cから混合流噴出口5に入っていき、
これによって混合流噴出口5における微粉炭供給管4か
ら供給された微粉炭と第1次支燃性ガスとの混合が十分
になされ、燃焼効率がさらに向上する。
According to the burner nozzle of the second embodiment, the primary combustion-supporting gas passing through each hole 20d of the primary combustion-supporting gas supply passage 20 becomes a swirl flow and enters the mixed flow jet port 5 from the inlet 20c. Continue
As a result, the pulverized coal supplied from the pulverized coal supply pipe 4 at the mixed flow jet port 5 is sufficiently mixed with the primary combustion-supporting gas, and the combustion efficiency is further improved.

以下、上記第2実施例にもとづいて具体的に実施した3
つの例を示す。
In the following, a concrete example 3 is carried out based on the second embodiment.
Here are two examples.

第1次支燃性ガス供給路20の混合流噴出口5への入口
20aの角度Aを30゜、燃焼室6の広がり角度Bを30゜、
第2次支燃性ガス供給路10の室11aから燃焼室6への入
口となる各孔12a、12b、12cを第2図と同様に3段で、
その角度Cを30゜とした。
Entrance to the mixed flow jet 5 of the primary combustion-supporting gas supply passage 20
The angle A of 20a is 30 °, the spread angle B of the combustion chamber 6 is 30 °,
The holes 12a, 12b, 12c, which are the inlets from the chamber 11a of the secondary combustion-supporting gas supply passage 10 to the combustion chamber 6, are formed in three stages as in FIG.
The angle C was set to 30 °.

そして、微粉炭を20kg/hrで微粉炭供給管4から、ま
た、常温の酸素を1次支燃性ガス供給路20から供給し、
これらの混合流を110m/secで混合流噴出口5から燃焼室
6に噴出させるとともに、第2次支燃性ガス供給路10か
ら酸素を燃焼室6に供給した。この状態を保持して900
℃の炉内で燃焼すると、燃焼室6で着火し、2000℃以上
の火炎が安定して得られた。
Then, pulverized coal is supplied at a rate of 20 kg / hr from the pulverized coal supply pipe 4, and room temperature oxygen is supplied from the primary combustion-supporting gas supply passage 20.
These mixed flows were jetted into the combustion chamber 6 from the mixed flow jet port 5 at 110 m / sec, and oxygen was supplied to the combustion chamber 6 from the secondary combustion supporting gas supply passage 10. Hold this state 900
When burned in a furnace at ℃, ignition occurred in the combustion chamber 6, and a flame of 2000 ℃ or more was stably obtained.

第1次支燃性ガス供給路20の混合流噴出口5への入口
20aの角度Aを15゜、燃焼室6の広がり角度Bを60゜、
各孔12a、12b、12cの条件は上記と同様とした。
Entrance to the mixed flow jet 5 of the primary combustion-supporting gas supply passage 20
The angle A of 20a is 15 °, the spread angle B of the combustion chamber 6 is 60 °,
The conditions of each hole 12a, 12b, 12c were the same as above.

そして、微粉炭を30kg/hrで微粉炭供給管4から、ま
た、常温の酸素を第1次支燃性ガス供給路20から供給
し、これらの混合流を147m/secで混合流噴出口5から噴
出させるとともに、第2次支燃性ガス供給路10から、酸
素を燃焼室6に供給した。この状態を保持して900℃の
炉内で燃焼すると、燃焼室6で着火し、2000℃以上の火
炎が安定して得られた。
Then, pulverized coal is supplied at a rate of 30 kg / hr from the pulverized coal supply pipe 4 and oxygen at room temperature is supplied from the primary combustion-supporting gas supply passage 20, and the mixed flow of these is supplied at a mixed flow jet port 5 at 147 m / sec. And was supplied with oxygen from the secondary combustion-supporting gas supply passage 10 to the combustion chamber 6. When this state was maintained and combustion was carried out in a furnace at 900 ° C., ignition occurred in the combustion chamber 6 and a flame of 2000 ° C. or higher was stably obtained.

第1次支燃性ガス供給路20の混合流噴出口5への入口
20aの角度Aを30゜、燃焼室6の広がり角度Bを45゜、
第2次支燃性ガス供給路11の燃焼室6への入口となる孔
を4段とし、これらの角度Cを30゜とした。
Entrance to the mixed flow jet 5 of the primary combustion-supporting gas supply passage 20
The angle A of 20a is 30 °, the spread angle B of the combustion chamber 6 is 45 °,
The holes serving as the inlets of the secondary combustion-supporting gas supply passage 11 to the combustion chamber 6 were formed in four stages, and the angle C between them was set to 30 °.

そして微粉炭を150kg/hrで微粉炭供給管4から、また、
300℃に予熱した酸素を第1次支燃性ガス供給路20から
供給し、これらの混合流を163m/secで混合流噴出口5か
ら噴出させるとともに、第2次支燃性ガス供給路10か
ら、酸素を燃焼室6に供給した。この状態を保持して炉
内で燃焼すると、燃焼室6で着火し、2200℃以上の火炎
が安定して得られた。
And pulverized coal at 150 kg / hr from the pulverized coal supply pipe 4,
Oxygen preheated to 300 ° C. is supplied from the primary combustion-supporting gas supply passage 20, and a mixed flow of these is ejected from the mixed-flow jet outlet 5 at 163 m / sec, and the secondary combustion-supporting gas supply passage 10 From above, oxygen was supplied to the combustion chamber 6. When this state was maintained and combustion was carried out in the furnace, ignition occurred in the combustion chamber 6 and a flame of 2200 ° C. or higher was stably obtained.

(3)次に第4図を参照して本発明の第3実施例を説明
する。
(3) Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

この第3実施例においては、支燃性ガス供給口8から燃
焼室6にわたって設けられる第2次支燃性ガス供給路30
が、上記第2実施例と異なっている。
In the third embodiment, the secondary combustion-supporting gas supply passage 30 provided from the combustion-supporting gas supply port 8 to the combustion chamber 6 is provided.
However, it is different from the second embodiment.

すなわち、この第2次支燃性ガス供給路30は、内筒3の
外周面に沿って形成された円筒状のスリット30aあるい
は孔30a′と、このスリット30aあるいは孔30a′の先端
に連設された室30bと、円錐状のスリットからなる燃焼
室6への入口30cと、この入口30cと室30bを連通する孔3
0dからなっている。
That is, the secondary combustion-supporting gas supply passage 30 is connected to the cylindrical slit 30a or hole 30a 'formed along the outer peripheral surface of the inner cylinder 3 and the tip of the slit 30a or hole 30a'. Chamber 30b, an inlet 30c to the combustion chamber 6 formed of a conical slit, and a hole 3 for communicating the inlet 30c with the chamber 30b.
It consists of 0d.

入口30cは、火炎噴出口7方向に延び、かつバーナノズ
ル本体1の軸線lに向かって収れんするよう円錐状を呈
しており、軸線lに対す角度Dは、第1実施例の各孔12
a、12b、12cと同様に、10゜〜45゜に設定されるのが適
切とされる。そして、前記孔30dは、入口30cの後端部の
内周面に対して円周等分複数箇所に開口し、しかも、こ
の内周面の接線方向に向けられている。これによって、
この孔30dを通過して入口30cに入っていく際に第2次支
燃性ガスは旋回流となり、さらに燃焼室6に旋回流とな
って供給される。なお、円錐状スリットからなる入口30
cは、前記室30bから燃焼室6の前後方向に複数段形成さ
れていてもよい。
The inlet 30c has a conical shape that extends in the direction of the flame outlet 7 and converges toward the axis l of the burner nozzle body 1, and the angle D with respect to the axis l depends on the holes 12 of the first embodiment.
As with a, 12b, and 12c, it is appropriate to set at 10 ° to 45 °. Further, the holes 30d are opened at a plurality of positions equally circumferentially with respect to the inner peripheral surface of the rear end portion of the inlet 30c, and are directed in the tangential direction of the inner peripheral surface. by this,
When passing through the hole 30d and entering the inlet 30c, the secondary combustion-supporting gas becomes a swirl flow and is further supplied to the combustion chamber 6 as a swirl flow. In addition, the entrance 30 consisting of a conical slit
A plurality of c may be formed in the front-rear direction of the combustion chamber 6 from the chamber 30b.

この第3実施例のバーナノズルによれば、第2次支燃性
ガス供給路30の燃焼室6への入口30cから燃焼室6に供
給される第2次支燃性ガスは、微粉炭と第1次支燃性ガ
スの混合流の流れを妨げることなく、かつ旋回流が与え
られることにより、混合流に対し、径方向に偏りが生じ
ることなくスムーズに燃焼室6の中心で混合し、かつ、
混合流が火炎の中心に集中する。
According to the burner nozzle of the third embodiment, the secondary combustion-supporting gas supplied to the combustion chamber 6 from the inlet 30c of the secondary combustion-supporting gas supply passage 30 to the combustion chamber 6 is pulverized coal and pulverized coal. By providing a swirling flow without disturbing the flow of the mixed flow of the primary combustion-supporting gases, the mixed flow is smoothly mixed in the center of the combustion chamber 6 without deviation in the radial direction, and ,
The mixed flow concentrates in the center of the flame.

以下、上記第2実施例にもとづいて具体的に実施した例
を示す。
Hereinafter, an example specifically implemented based on the second embodiment will be described.

第1次支燃性ガス供給路20の混合流噴出口5の入口20a
の角度Aを30゜、燃焼室6の広がり角度Bを30゜、第2
次支燃性ガス供給路30のスリットからなる入口30cの角
度Dを15゜とした。
Inlet 20a of mixed flow ejection port 5 of primary combustion-supporting gas supply passage 20
Angle A of 30 °, spread angle B of combustion chamber 6 30 °, second
The angle D of the inlet 30c formed by the slit of the next combustion-supporting gas supply passage 30 was set to 15 °.

そして微粉炭を30kg/hrで微粉炭供給管4から、また、8
00℃に予熱した酸素を第1次支燃性ガス供給路20から供
給し、これらの混合流を185m/secで混合流噴出口5から
噴出させるとともに、第2次支燃性ガス供給路30から、
酸素を燃焼室6に供給した。この状態を保持して大気中
で着火源を与えると燃焼し、その後は着火源ないしで燃
焼室6から連続的に燃焼した。この火炎により、ステン
レススチールを溶解することができた。
Then, the pulverized coal is supplied at a rate of 30 kg / hr from the pulverized coal supply pipe 4 and 8
Oxygen preheated to 00 ° C. is supplied from the primary combustion-supporting gas supply passage 20 to eject the mixed flow of these at a flow rate of 185 m / sec from the mixed-flow jet port 5 and the secondary combustion-supporting gas supply passage 30. From
Oxygen was supplied to the combustion chamber 6. When this state was maintained and an ignition source was applied in the atmosphere, the combustion occurred, and thereafter, the ignition source or the combustion chamber 6 continuously burned. This flame was able to melt the stainless steel.

[発明の効果] 以上説明したように本発明の微粉炭燃焼用バーナノズル
によれば、粉体燃料は、粉体燃料供給路から、また第1
次支燃性ガスは、第1次支燃性ガス供給路からそれぞれ
混合流噴出口に供給される。ここで、第1次支燃性ガス
供給路の混合流噴出口への入口が円錐状のスリットとな
っているために、第1次支燃性ガスはスムーズに混合流
噴出口の中心に向けて供給される。そして、この混合流
噴出口から粉体燃料と第1次支燃性ガスの混合流が燃焼
室に向けて噴出される。
[Effects of the Invention] As described above, according to the pulverized coal combustion burner nozzle of the present invention, the powdered fuel is supplied from the powdered fuel supply path to the first
The secondary combustion-supporting gas is supplied from the primary combustion-supporting gas supply passage to each of the mixed flow jet ports. Here, since the inlet to the mixed flow jet of the primary combustion-supporting gas supply path is a conical slit, the primary combustion-supporting gas is smoothly directed toward the center of the mixed-flow jet. Supplied. Then, the mixed flow of the powdered fuel and the primary combustion-supporting gas is ejected from the mixed flow ejection port toward the combustion chamber.

一方、第2次支燃性ガスは、第2次支燃性ガス供給路か
ら燃焼室に供給されるが、第2次支燃性ガス供給路の燃
焼室への入口は、火炎噴出口の方向に延び、かつバーナ
ノズル本体の軸線に収れんしているので、前記混合流の
流れを乱すことなく燃焼室の中心に向けてスムーズに供
給される。
On the other hand, the secondary combustion-supporting gas is supplied to the combustion chamber from the secondary combustion-supporting gas supply passage, but the inlet of the secondary combustion-supporting gas supply passage to the combustion chamber is Since it extends in the direction and is converged on the axis of the burner nozzle body, it is smoothly supplied toward the center of the combustion chamber without disturbing the flow of the mixed flow.

この結果、高い温度の火炎温度を得ることができ、もっ
て金属を溶解せしめることができる。
As a result, it is possible to obtain a high flame temperature and thus to dissolve the metal.

また、前記円錐状のスリットからなる第1次支燃性ガス
供給路の混合流噴出口への入口が、バーナノズル本体の
軸線に対して15゜〜45゜の角度に形成されていることに
より、混合流がさらに十分に混合され、かつ不燃分が発
生することが解消される。また、前記穿孔あるいは円錐
状のスリットからなる第2次支燃性ガス供給路の燃焼室
への入口が、バーナノズル本体の軸線に対して、10゜〜
45゜の角度に形成されていることにより、第2次支燃性
ガスは混合流によりスムーズに供給される。また、前記
円錐状の燃焼室の広がり角度が20゜〜90゜に形成されて
いることにより、灰分が燃焼室の内面に付着して火炎噴
出口が閉塞することが防がれる。
Further, since the inlet to the mixed flow jet of the primary combustion-supporting gas supply passage formed of the conical slit is formed at an angle of 15 ° to 45 ° with respect to the axis of the burner nozzle body, The mixed streams are mixed more thoroughly and the generation of incombustibles is eliminated. Further, the inlet of the secondary combustion-supporting gas supply passage formed of the perforations or conical slits to the combustion chamber is 10 ° to the axis of the burner nozzle body.
The secondary combustion-supporting gas is smoothly supplied by the mixed flow because it is formed at an angle of 45 °. Further, since the divergence angle of the conical combustion chamber is formed in the range of 20 ° to 90 °, it is possible to prevent the ash content from adhering to the inner surface of the combustion chamber and blocking the flame ejection port.

したがって、上記条件が少なくとも3つ備えられること
により、燃焼効率が大幅に向上し、より高い火炎温度を
得ることができる。
Therefore, by providing at least three of the above conditions, combustion efficiency is significantly improved and a higher flame temperature can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の第1実施例を示す側断面図、第2図は
本発明の第2実施例を示す側断面図、第3図は第2図の
III−III線に沿う断面図、第4図は本発明の第3実施例
を示す側断面図である。 1……バーナノズル本体、4……微粉炭供給管(粉体燃
料供給管)、5……混合流噴出口、6……燃焼室、7…
…火炎噴出口、9、20……第1次支燃性ガス供給路、9
a、20c……第1次支燃性ガス供給路の混合流噴出口への
入口、10、30……第2次支燃性ガス供給路、12a、12b、
12c、30c……第2次支燃性ガス供給路の燃焼室への入
口。
1 is a side sectional view showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side sectional view showing a second embodiment of the present invention, and FIG.
A sectional view taken along the line III-III and FIG. 4 are side sectional views showing a third embodiment of the present invention. 1 ... Burner nozzle body, 4 ... Pulverized coal supply pipe (powder fuel supply pipe), 5 ... Mixed flow jet port, 6 ... Combustion chamber, 7 ...
… Flame outlet, 9, 20 …… Primary combustion-supporting gas supply path, 9
a, 20c ... inlet to the mixed flow jet of the primary combustion-supporting gas supply passage, 10, 30 ... secondary combustion-supporting gas supply passage, 12a, 12b,
12c, 30c ... Inlet to the combustion chamber of the secondary combustion supporting gas supply passage.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】先端が火炎噴出口として開口する円筒状の
バーナノズル本体の後端側内部に粉体燃料供給管が設け
られ、この粉体燃料供給管の先端開口から前記火炎噴出
口にわたって混合流噴出口、および火炎噴出口に向かっ
て拡開する円錐状よりなる燃焼室が連設され、前記粉体
燃料供給管の周囲に前記混合流噴出口に連通する第1次
支燃性ガス供給路と前記燃焼室に連通する第2次支燃性
ガス供給路が形成され、さらに、前記第1次支燃性ガス
供給路の混合流噴出口への入口は、この混合流噴出口に
向かうにしたがい漸次小径となる円錐状のスリットに形
成され、前記第2次支燃性ガス供給路の燃焼室への入口
は、前記火炎噴出口方向に延び、かつバーナノズル本体
の軸線に収れんする穿孔あるいは円錐状のスリットとさ
れ、かつこの入口は前記燃焼室の前後方向に少なくとも
1段形成されていることを特徴とする微粉炭燃焼用バー
ナノズル。
1. A powder fuel supply pipe is provided inside a rear end side of a cylindrical burner nozzle main body whose tip opens as a flame jet, and a mixed flow extends from the tip opening of the powder fuel feed pipe to the flame jet. A primary combustion-supporting gas supply passage, in which a combustion chamber having a conical shape that expands toward the flame ejection port is continuously provided, and which communicates with the mixed flow ejection port around the powder fuel supply pipe. And a secondary combustion-supporting gas supply path communicating with the combustion chamber is formed. Further, the inlet of the primary combustion-supporting gas supply path to the mixed flow jet is directed toward the mixed flow jet. Therefore, the inlet of the secondary combustion-supporting gas supply passage to the combustion chamber is formed in a conical slit having a gradually smaller diameter, and extends toward the flame outlet, and is a hole or a cone that converges on the axis of the burner nozzle body. Shaped slit, and this entrance Burner nozzles for pulverized coal combustion, characterized in that it is formed at least one step in the longitudinal direction of the combustion chamber.
【請求項2】前記円錐状のスリットからなる第1次支燃
性ガス供給路の混合流噴出口への入口が、バーナノズル
本体の軸線に対して15゜〜45゜の角度に形成されている
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
焼用バーナノズル。
2. An inlet of the primary combustion-supporting gas supply passage formed of the conical slit to the mixed-flow jet outlet is formed at an angle of 15 ° to 45 ° with respect to the axis of the burner nozzle body. The burner nozzle for pulverized coal combustion according to claim 1, characterized in that
【請求項3】前記穿孔あるいは円錐状のスリットからな
る第2次支燃性ガス供給路の燃焼室への入口が、バーナ
ノズル本体の軸線に対して10゜〜45゜の角度に形成され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の微
粉炭燃焼用バーナノズル。
3. The inlet to the combustion chamber of the secondary combustion-supporting gas supply passage formed of the perforated or conical slit is formed at an angle of 10 ° to 45 ° with respect to the axis of the burner nozzle body. The burner nozzle for pulverized coal combustion according to claim 1, characterized in that
【請求項4】前記円錐状の燃焼室が、広がり角度が20゜
〜90゜に形成されている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用バーナノズル。
4. The burner nozzle for pulverized coal combustion according to claim 1, wherein the conical combustion chamber is formed with a spread angle of 20 ° to 90 °.
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