JPH085031A - スラリー燃料用バーナチップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＣＯＭやＣＷＭ等のようなスラリー焚きボイ
ラにおけるバーナチップの耐久性改善。 【構成】 噴霧媒体導入孔（３）の下流部と燃料導入孔
（４）にも、燃料噴霧孔（２）と同様にセラミックスリ
ーブ（８），（９）、（１０）を設けて、スラリー燃料
がバーナチップ（１）の母材に接触しないようにし、か
つセラミックスリーブ（６），（７），（８），
（９），（１０）の材質を従来のＷＣよりも耐摩耗性に
優れた緻密質ＳｉＣとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＣＯＭ（Coal Oil Mixtu
re：石炭・石油スラリー）またはＣＷＭ（Coal Water M
ixture：石炭・水スラリー）等、スラリー焚きボイラに
おけるバーナチップの改良、詳しくは耐久性の向上に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来のＣＷＭ用バーナチップの一
例を示す縦断面図、図１０は図９のＸ部の拡大図、図１
１は図１０中のセラミックスリーブ（５）を取出して示
す縦断面図および正面図である。

【０００３】これらの図中、（１）はバーナチップであ
る。（２）は大径の燃料噴霧孔、（３）は同燃料噴霧孔
（２）の上流端に同軸に下流端が連通する小径の噴霧媒
体導入孔であって、その連通部には段差がある。（４）
は上記燃料噴霧孔（２）の側部に傾斜して下流端が開口
する燃料導入孔である。

【０００４】大径の燃料噴霧孔（２）の全長の内面は、
嵌入された分割型のセラミックスリーブ（５），（６）
により形成されている。ＣＯＭ，ＣＷＭ等のスラリー燃
料は摩耗性が極めて高いため、母材に通常の合金鋼を用
いるバーナチップ（１）においては、燃料と噴霧媒体
（蒸気等）との合流部よりも下流側の通路内面に耐摩耗
性に優れた炭化タングステン（ＷＣ）等のセラミックス
リーブを採用するのである。そして上流側のセラミック
スリーブ（５）には、根元（上流端）に切欠ぎ（５ａ）
が設けられ、ストッパーピン（１１）が挿入されて回転
を防止するようになっている。また下流側のセラミック
スリーブ（６）は、外周に設けられた溝に嵌合するスナ
ップリング（１２）により、軸方向を固定される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のスラリー燃
料用バーナチップには次のような解決すべき課題があっ
た。

【０００６】１） 小径の噴霧媒体導入孔（３）から大
径の燃料噴霧孔（２）に移る段差部で、バーナチップ
（１）の母材およびストッパーピン（１１）に、図１２
（ａ）に示されるような部分的摩耗ないし侵食（１３）
が発生する。

【０００７】２） 燃料導入孔（４）周辺のバーナチッ
プ母材（１）に図１２（ｂ）に示されるような摩耗およ
び侵食（１３）が生じ、スラリー燃料がセラミックスリ
ーブ（５）と母材（１）との隙間に侵入したり、燃料導
入孔（４）と噴霧媒体導入孔（３）とが繋がってしまっ
たりする。

【０００８】３） 炭化タングテン製のセラミックスリ
ーブに図１３（ａ）に示されるような偏摩耗が生じる。
なお図１３中に点線で描かれた円は摩耗前の内面であ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記従来の
課題を解決するために、次のようなスラリー燃料用バー
ナを提案するものである。

【００１０】１） 大径の燃料噴霧孔と、同燃料噴霧孔
の上流端に同軸に下流端が連通する小径の噴霧媒体導入
孔と、上記燃料噴霧孔の側部に傾斜して下流端が開口す
る燃料導入孔とを具えたスラリー燃料用バーナチップに
おいて、上記燃料噴霧孔の全長の内面と上記噴霧媒体導
入孔の下流部の内面とが、嵌入され且つストッパーピン
で回転防止されたセラミックスリーブにより形成されて
いることを特徴とするスラリー燃料用バーナチップ。

【００１１】２） 上記要件に加えて、上記燃料導入孔
の内面が嵌入されたセラミックスリーブにより形成され
ていることを特徴とするスラリー燃料用バーナチップ。

【００１２】３） 上記１）または２）の要件に加え
て、 上記セラミックスリーブの素材が緻密質の炭化珪
素であることを特徴とするスラリー燃料用バーナチッ
プ。

【００１３】

【作用】

１） 前記解決手段１）においては、大径の燃料噴霧孔
の全長の内面と小径の噴霧媒体導入孔の下流部の内面と
が、嵌入され且つストッパーピンで回転防止されたセラ
ミックスリーブにより形成されているので、小径部から
大径部に移る段差部で、スラリー燃料を混じた噴霧媒体
に渦が生じて、燃料の一部が上流側の小径部すなわち噴
霧媒体導入孔内に巻き込まれても、その段差部に摩耗等
が生じることがない。

【００１４】２） 更に前記解決手段２）においては、
燃料導入孔の内面も嵌入されたセラミックスリーブによ
り形成されているので、スラリー燃料がバーナチップの
母材に直接触れることが無くなり、母材に摩耗等が生じ
ない。

【００１５】３） 加えて前記解決手段３）において
は、セラミックスリーブの素材が従来の炭化タングステ
ン（ＷＣ）よりも更に耐摩耗性に優れた緻密質の炭化珪
素（ＳｉＣ）であるので、スリーブの摩耗が減少し、ス
リーブが長寿命となる。

【００１６】したがってＣＯＭ，ＣＷＭ等、スラリー燃
料用バーナチップの耐久性が向上する。

【００１７】

【実施例】図１は本発明の第１実施例を示す縦断面図、
図２は図１のII部の拡大図、図３は図２中のセラミック
スリーブ（７）を取出して示す縦断面図および正面図、
図４は図２中のセラミックスリーブ（８）を取出して示
す縦断面図および正面図である。

【００１８】本実施例においては、小径の噴霧媒体導入
孔（３）の下流部も内面がセラミックスリーブ（８）で
形成されており、そのセラミックスリーブ（８）には外
周側に軸方向の溝（８ａ）が設けられている。また大径
の燃料噴霧孔（２）の内面を形成するセラミックスリー
ブ（６），（７）のうち上流側のもの（７）の上流端に
も、従来の切欠ぎ（前記図１１の符号（５ａ））に代え
て、上記セラミックスリーブ（８）と同様、外周側に軸
方向の溝（７ａ）が設けられている。そして、この溝
（７ａ），（８ａ）にストッパーピン（１１）を挿入し
て、セラミックスリーブ（７），（８）の回転を止める
ようになっている。本実施例ではまた、セラミックスリ
ーブ（６），（７），（８）の材質として緻密質の炭化
珪素（ＳｉＣ）を用いる。その他の構成は前記従来のも
のと同様である。

【００１９】このようなバーナチップにおいて、噴霧媒
体導入孔（３）から蒸気等の噴霧媒体を高圧で供給する
とともに、燃料導入孔（４）からＣＷＭ等のスラリー燃
料を供給する。そうすると、スラリー燃料が噴霧媒体に
合流混合し、燃料噴霧孔（２）の出口から炉内等に霧状
に噴出して燃焼する。

【００２０】本実施例では、小径の噴霧媒体導入孔
（３）と大径の燃料噴霧孔（２）との段差部のやや下流
の燃料噴霧孔（２）内で、燃料導入孔（４）からのスラ
リー燃料と噴霧媒体導入孔（３）からの噴霧媒体とが合
流し、かつ段差近傍に渦が生じて燃料が噴霧媒体導入孔
（３）内へ巻込まれても、その噴霧媒体導入孔（３）の
内面もセラミックス材質であるから、その耐摩耗性は燃
料噴霧孔（２）の内面と同等で、従来のように摩耗した
り侵食されたりすることがない。

【００２１】本実施例ではまた、溝（７ａ），（８ａ）
がセラミックスリーブ（７），（８）の外周側にのみあ
って内周側に無関係であるから、従来の切欠ぎ（５ａ）
のようにストッパーピン（１１）の頭部等がスラリー燃
料が接触することがなく、したがってストッパーピン
（１１）が摩耗したり侵食されることがない。

【００２２】更に本実施例では、セラミックスリーブ
（６），（７），（８）の素材として緻密質の炭化珪素
（ＳｉＣ）を使用するので、従来の炭化タングステン
（ＷＣ）に比べ耐摩耗性が格段に向上する。従来のセラ
ミックスリーブが図１３（ａ）のように偏摩耗していた
のに対し、炭化珪素を用いた本実施例のセラミックスリ
ーブは、同じ使用時間で図１３（ｂ）に示されるように
内面の偏摩耗が無くなって全円周が均等に摩耗し、且つ
摩耗量も図１４に示されるように、従来の約１／２に減
少することが判明した。

【００２３】次に図５は本発明の第２実施例を示す縦断
面図、図６は図５のVI部の拡大図、図７は図６中のセラ
ミックスリーブ（９）を取出して示す縦断面図および正
面図、図８は図６中のセラミックスリーブ（１０）を取
出して示す縦断面図および正面図である。

【００２４】本実施例では、燃料導入孔（４）の内面も
セラミックスリーブ（９），（１０）で形成する。すな
わち図８に示される形状の下流側スリーブ（１０）と図
７に示される形状の上流側スリーブ（９）を、バーナチ
ップ（１）に明けられた大径の孔に嵌入する。上流側ス
リーブ（９）の外周に溝（９ａ）を設けてスナップリン
グ（１２）により軸方向を固定することは、従来のセラ
ミックスリーブ（６）と同様である。本実施例のセラミ
ックスリーブ（６），（７），（８），（９），（１
０）も材質として炭化珪素（ＳｉＣ）を用いる。

【００２５】本実施例では、燃料導入孔（４）の内面も
緻密質の炭化珪素を用いたセラミックスリーブ（９），
（１０）で形成されているので、燃料導入孔（４）をス
ラリー燃料が通過しても、従来のように燃料が母材に接
触することがなく、接触する部分はセラミックス材質の
みである。したがって、その耐摩耗性は上記燃料噴霧孔
（２）や噴霧媒体導入孔（３）と同等であり、従来のよ
うに摩耗したり侵食されたりすることがない。

【００２６】

【発明の効果】本発明においては、燃料噴射孔の全長と
噴霧媒体供給孔の下流部、更には燃料導入孔も内面がセ
ラミックスリーブにより形成されるので、摩耗性の高い
スラリー燃料がバーナチップの母材に接触することがな
く、母材に摩耗や侵食が生じることがない。そしてセラ
ミックスには耐摩耗性があるので、セラミックスリーブ
自体も摩耗や侵食を受けない。セラミックスリーブの材
料に炭化珪素を用いれば、その効果は更に高まる。こう
してバーナチップの寿命が飛躍的に延長される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１実施例を示す縦断面図であ
る。

【図２】図２は図１のII部の拡大図である。

【図３】図３は図２中のセラミックスリーブ（７）を取
出して示す縦断面図および正面図である。

【図４】図４は図２中のセラミックスリーブ（８）を取
出して示す縦断面図および正面図である。

【図５】図５は本発明の第２実施例を示す縦断面図であ
る。

【図６】図６は図５のVI部の拡大図である。

【図７】図７は図６中のセラミックスリーブ（９）を取
出して示す縦断面図および正面図である。

【図８】図８は図６中のセラミックスリーブ（１０）を
取出して示す縦断面図および正面図である。

【図９】図９は従来のスラリー燃料用バーナチップの一
例を示す縦断面図である。

【図１０】図１０は図９のＸ部の拡大図である。

【図１１】図１１は図１０中のセラミックスリーブ
（５）を取出して示す縦断面図および正面図である。

【図１２】図１２は従来のスラリー燃料用バーナチップ
の摩耗侵食状況を例示する図である。

【図１３】図１３はセラミックスリーブ内面の摩耗状況
を本発明と従来のものを比較して示す図である。

【図１４】図１４はセラミックスリーブの摩耗量を本発
明と従来のものを比較して示す図である。

【符号の説明】

（１） バーナチップ （２） 燃料噴霧孔 （３） 噴霧媒体導入孔 （４） 燃料導入孔 （５） セラミックスリーブ （５ａ） 切欠ぎ （６），（７） セラミックスリーブ （７ａ） 軸方向溝 （８） セラミックスリーブ （８ａ） 軸方向溝 （９） セラミックスリーブ （９ａ） 周方向溝 （１０） セラミックスリーブ （１１） ストッパーピン （１２） スナップリング （１３） 摩耗ないし侵食部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大径の燃料噴霧孔と、同燃料噴霧孔の上
   流端に同軸に下流端が連通する小径の噴霧媒体導入孔
   と、上記燃料噴霧孔の側部に傾斜して下流端が開口する
   燃料導入孔とを具えたスラリー燃料用バーナチップにお
   いて、上記燃料噴霧孔の全長の内面と上記噴霧媒体導入
   孔の下流部の内面とが、嵌入され且つストッパーピンで
   回転防止されたセラミックスリーブにより形成されてい
   ることを特徴とするスラリー燃料用バーナチップ。
2. 【請求項２】 上記燃料導入孔の内面が嵌入されたセラ
   ミックスリーブにより形成されていることを特徴とする
   請求項１記載のスラリー燃料用バーナチップ。
3. 【請求項３】 上記セラミックスリーブの素材が緻密質
   の炭化珪素であることを特徴とする請求項１または請求
   項２記載のスラリー燃料用バーナチップ。