JPH1094742A - バーナチップ及びその取り付け構造 - Google Patents
バーナチップ及びその取り付け構造Info
- Publication number
- JPH1094742A JPH1094742A JP8251853A JP25185396A JPH1094742A JP H1094742 A JPH1094742 A JP H1094742A JP 8251853 A JP8251853 A JP 8251853A JP 25185396 A JP25185396 A JP 25185396A JP H1094742 A JPH1094742 A JP H1094742A
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- JP
- Japan
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- chip
- burner
- ceramic
- burner chip
- spray
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐摩耗性及び耐熱衝撃性に優れたバーナチッ
プ及びその取り付け構造を提供する。 【解決手段】 石炭と輸送液体との混合燃料と気相の噴
霧媒体を衝突・再微粒化して噴霧燃焼するバーナチップ
において、円筒状セラミックスチップ９を円周方向に複
数等分割して噴出孔に嵌合した。
プ及びその取り付け構造を提供する。 【解決手段】 石炭と輸送液体との混合燃料と気相の噴
霧媒体を衝突・再微粒化して噴霧燃焼するバーナチップ
において、円筒状セラミックスチップ９を円周方向に複
数等分割して噴出孔に嵌合した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体粒子と液体と
からなるスラリー燃料（ＣＷＭ、ＣＯＭ等）と気相の噴
霧媒体とを衝突させて噴霧燃焼するスラリー燃料用バー
ナにおいて、それに挿設するバーナチップ及びその取り
付け構造に関する。
からなるスラリー燃料（ＣＷＭ、ＣＯＭ等）と気相の噴
霧媒体とを衝突させて噴霧燃焼するスラリー燃料用バー
ナにおいて、それに挿設するバーナチップ及びその取り
付け構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体燃料の微粒子と水あるいは石油との
混合物であるスラリー燃料（以下単にスラリーと称す
る）を気相の噴霧媒体と衝突させて噴霧燃焼させる場
合、バーナ本体の先端に装着するバーナチップが短時間
で摩耗する問題がある。
混合物であるスラリー燃料（以下単にスラリーと称す
る）を気相の噴霧媒体と衝突させて噴霧燃焼させる場
合、バーナ本体の先端に装着するバーナチップが短時間
で摩耗する問題がある。
【０００３】図７は従来のバーナチップであって、バー
ナチップ中央部の蒸気孔２４から供給された蒸気２２
は、噴霧孔１０に流入し、燃料通路２３を経て、噴霧孔
１０に流入したスラリー２１と激しく混合域２５で混合
し、噴霧端２７からスラリー２１を噴霧する。
ナチップ中央部の蒸気孔２４から供給された蒸気２２
は、噴霧孔１０に流入し、燃料通路２３を経て、噴霧孔
１０に流入したスラリー２１と激しく混合域２５で混合
し、噴霧端２７からスラリー２１を噴霧する。
【０００４】この場合、燃料通路２３は噴霧孔１０の奥
で合流しているため、つまり燃料通路２３と噴霧孔１０
のなす角度α′を大きく取ってあるため、スラリー２１
と蒸気２２が激しく合流し、この合流部を中心として噴
霧孔１０が激しく摩耗する。符号２６で示した黒塗りの
部分は摩耗部を示す。バーナチップはこの摩耗のため、
短時間で使用不能となり、交換せねばならず、不経済で
あった。
で合流しているため、つまり燃料通路２３と噴霧孔１０
のなす角度α′を大きく取ってあるため、スラリー２１
と蒸気２２が激しく合流し、この合流部を中心として噴
霧孔１０が激しく摩耗する。符号２６で示した黒塗りの
部分は摩耗部を示す。バーナチップはこの摩耗のため、
短時間で使用不能となり、交換せねばならず、不経済で
あった。
【０００５】摩耗を減少させる手段としては、セラミッ
クス等の耐摩耗材を内張りすることが考えられるが、し
かし摩耗は噴霧孔１０の上流部２６ａで示す領域まで及
ぶため、耐摩耗材の施行が極めて困難であるとともに、
運転を停止した場合、急激な温度降下による熱衝撃によ
りセラミックスチップが破損し、使用不能となるなどの
問題が生じていた。
クス等の耐摩耗材を内張りすることが考えられるが、し
かし摩耗は噴霧孔１０の上流部２６ａで示す領域まで及
ぶため、耐摩耗材の施行が極めて困難であるとともに、
運転を停止した場合、急激な温度降下による熱衝撃によ
りセラミックスチップが破損し、使用不能となるなどの
問題が生じていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、ス
ラリーと噴霧媒体とが激しく衝突する衝突域における摩
耗対策がなされていない。摩耗を減少させるための手段
としてセラミックス等の耐摩耗材を内張りすることが考
えられるが、耐熱衝撃性を考慮したセラミックスチップ
構造についての配慮がなされていない。
ラリーと噴霧媒体とが激しく衝突する衝突域における摩
耗対策がなされていない。摩耗を減少させるための手段
としてセラミックス等の耐摩耗材を内張りすることが考
えられるが、耐熱衝撃性を考慮したセラミックスチップ
構造についての配慮がなされていない。
【０００７】本発明の目的は、耐摩耗性及び耐熱衝撃性
に優れたバーナチップ及びその取り付け構造を提供する
ことにある。
に優れたバーナチップ及びその取り付け構造を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、石炭と輸送
液体との混合燃料と気相の噴霧媒体を衝突・再微粒化し
て噴霧燃焼するバーナチップにおいて、円筒状セラミッ
クスチップを円周方向に複数等分割して噴出孔に嵌合し
た第１の手段により達成される。
液体との混合燃料と気相の噴霧媒体を衝突・再微粒化し
て噴霧燃焼するバーナチップにおいて、円筒状セラミッ
クスチップを円周方向に複数等分割して噴出孔に嵌合し
た第１の手段により達成される。
【０００９】また、円周状に配設したノズルに円周方向
に複数等分割した円筒状セラミックスチップを内面側か
ら挿設し、そのセラミックスチップ全体を押さえリング
で固定して着脱可能とした第２の手段により達成され
る。
に複数等分割した円筒状セラミックスチップを内面側か
ら挿設し、そのセラミックスチップ全体を押さえリング
で固定して着脱可能とした第２の手段により達成され
る。
【００１０】また、第１の手段において、挿設するセラ
ミックスチップの材質を炭化珪素セラミックス及び窒化
珪素セラミックスとした第３の手段により達成される。
ミックスチップの材質を炭化珪素セラミックス及び窒化
珪素セラミックスとした第３の手段により達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】炭化珪素（ＳｉＣ）または窒化珪
素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）で製作した円筒状セラミックスチップ
を円周方向に複数等分割したものを噴出孔内面に嵌合し
たことにより、繰り返し熱サイクルあるいは運転／停止
による急熱／急冷によって、円筒状セラミックスはその
温度差、即ちΔＴが高くなるほど、また繰り返し熱サイ
クルの回数が増えるほど円周をほぼ均一に等分する形で
割れが発生し、破断に至る傾向がある。
素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）で製作した円筒状セラミックスチップ
を円周方向に複数等分割したものを噴出孔内面に嵌合し
たことにより、繰り返し熱サイクルあるいは運転／停止
による急熱／急冷によって、円筒状セラミックスはその
温度差、即ちΔＴが高くなるほど、また繰り返し熱サイ
クルの回数が増えるほど円周をほぼ均一に等分する形で
割れが発生し、破断に至る傾向がある。
【００１２】図６に熱衝撃試験結果の一例を示したよう
に、割れは内外面（Ｃ）及び板厚ｔを貫通した割れで、
しかも割れの発生は円周を丁度１／２，１／４，１／８
等分するような割れ発生形態が観察された。
に、割れは内外面（Ｃ）及び板厚ｔを貫通した割れで、
しかも割れの発生は円周を丁度１／２，１／４，１／８
等分するような割れ発生形態が観察された。
【００１３】この結果、上述したように当初から円周方
向に分割されたセラミックスチップを嵌合した構造によ
り、熱衝撃による割れ防止が解決できる。
向に分割されたセラミックスチップを嵌合した構造によ
り、熱衝撃による割れ防止が解決できる。
【００１４】さらに、ＳｉＣ，Ｓｉ3 Ｎ4 製セラミック
スを使用したことにより、摩耗、損傷の問題も解決され
るものである。
スを使用したことにより、摩耗、損傷の問題も解決され
るものである。
【００１５】以下、添付図面を参照しながら具体的に説
明する。
明する。
【００１６】図１は本発明の一実施の形態に係るＣＷＭ
バーナチップを使用したバーナの構造図、図２はバーナ
先端に装着するアトマイザの縦断面図、図３は本発明の
バーナチップ（セラミックスチップ）の平面図であり、
（ａ）は４分割型、（ｂ）は２分割型を示す。また図４
は本発明のバーナチップの正面図、図５は本発明のバー
ナチップの取り付け構造を示す模式図である。
バーナチップを使用したバーナの構造図、図２はバーナ
先端に装着するアトマイザの縦断面図、図３は本発明の
バーナチップ（セラミックスチップ）の平面図であり、
（ａ）は４分割型、（ｂ）は２分割型を示す。また図４
は本発明のバーナチップの正面図、図５は本発明のバー
ナチップの取り付け構造を示す模式図である。
【００１７】本発明になるバーナチップ（円筒状のセラ
ミックスチップ）９は、図２にバーナ先端に装着される
アトマイザ５の断面図を示したように、その先端の噴出
孔１０の内面に装着されている。
ミックスチップ）９は、図２にバーナ先端に装着される
アトマイザ５の断面図を示したように、その先端の噴出
孔１０の内面に装着されている。
【００１８】アトマイザ５の中央部から石炭と水のスラ
リー１、その両側から噴霧媒体である蒸気２が、気液衝
突孔１９で衝突、混合して１次微粒化２０が行われた
後、混合室７内で再びスラリー１と水蒸気２との衝突に
よって再微粒化された後、セラミックスチップ９を通過
して、噴出孔１０で噴霧燃焼するものである。
リー１、その両側から噴霧媒体である蒸気２が、気液衝
突孔１９で衝突、混合して１次微粒化２０が行われた
後、混合室７内で再びスラリー１と水蒸気２との衝突に
よって再微粒化された後、セラミックスチップ９を通過
して、噴出孔１０で噴霧燃焼するものである。
【００１９】このセラミックスチップ９の孔径は４ｍｍ
φ程度と細く、しかもスラリー１と噴霧媒体２が激しく
衝突するために摩耗損傷が大きい。さらにこのセラミッ
クスチップ９は、運転／停止の繰り返し熱サイクルを受
けるために、熱衝撃により割れが発生し、破断に至ると
いう大きな問題がある。
φ程度と細く、しかもスラリー１と噴霧媒体２が激しく
衝突するために摩耗損傷が大きい。さらにこのセラミッ
クスチップ９は、運転／停止の繰り返し熱サイクルを受
けるために、熱衝撃により割れが発生し、破断に至ると
いう大きな問題がある。
【００２０】図６にセラミックスチップの熱衝撃試験結
果の一例を示したように、急熱／急冷による温度差（Δ
Ｔ）が大きいほど、またその繰り返し回数が多くなるほ
ど割れが発生し易く、割れの発生数が増加する傾向にあ
る。またこの割れは、内外面を貫通する貫通亀裂である
とともに、円周上を均等に１／２，１／４，１／８とい
うような割れ発生形態となることが明らかとなった。
果の一例を示したように、急熱／急冷による温度差（Δ
Ｔ）が大きいほど、またその繰り返し回数が多くなるほ
ど割れが発生し易く、割れの発生数が増加する傾向にあ
る。またこの割れは、内外面を貫通する貫通亀裂である
とともに、円周上を均等に１／２，１／４，１／８とい
うような割れ発生形態となることが明らかとなった。
【００２１】そこで、本発明では、図３、図４に示した
ように円筒状セラミックスチップ９を円周方向に１／２
〜１／８分割して、図５に示したように嵌合したことに
より、熱衝撃による亀裂の発生、及び進展が防止でき
た。
ように円筒状セラミックスチップ９を円周方向に１／２
〜１／８分割して、図５に示したように嵌合したことに
より、熱衝撃による亀裂の発生、及び進展が防止でき
た。
【００２２】さらに図５に示したように、円周方向に分
割して噴出孔の内面側から挿設し、円周上に配設された
各々のセラミックスチップ９を押さえリング１６で覆
い、その全体を金属プレート１７で固定して着脱可能と
した取り付け構造とした。
割して噴出孔の内面側から挿設し、円周上に配設された
各々のセラミックスチップ９を押さえリング１６で覆
い、その全体を金属プレート１７で固定して着脱可能と
した取り付け構造とした。
【００２３】また、挿設するセラミックスチップ９の材
質を、耐摩耗性及び耐熱衝撃性の試験結果から炭化珪素
（ＳｉＣ）セラミックス及び窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）セ
ラミックスを選定した。しかも、この２種のセラミック
スは、スラリーの燃料比あるいは運転条件等により、熱
衝撃性に重点を置く場合はＳｉ3 Ｎ4 セラミックスを適
用し、一方、耐摩耗性を重要視する場合はＳｉＣセラミ
ックスの適用が好ましい。これらの結果から、耐熱衝撃
性及び耐消耗性の大幅な向上により、運転効率向上の面
から多大な効果を奏するものである。
質を、耐摩耗性及び耐熱衝撃性の試験結果から炭化珪素
（ＳｉＣ）セラミックス及び窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）セ
ラミックスを選定した。しかも、この２種のセラミック
スは、スラリーの燃料比あるいは運転条件等により、熱
衝撃性に重点を置く場合はＳｉ3 Ｎ4 セラミックスを適
用し、一方、耐摩耗性を重要視する場合はＳｉＣセラミ
ックスの適用が好ましい。これらの結果から、耐熱衝撃
性及び耐消耗性の大幅な向上により、運転効率向上の面
から多大な効果を奏するものである。
【００２４】なお、図１において、３は１次空気、４は
２次空気、６はインペラを示す。また図２において、８
は衝突による再微粒化、１１はチップボディ、１２はタ
ーゲット、１３はインタメディエイト、１４はインタメ
ディエイトスリーブ、１５はスプレアヘッドを示す。ま
た図５において、１８は止めネジを示す。
２次空気、６はインペラを示す。また図２において、８
は衝突による再微粒化、１１はチップボディ、１２はタ
ーゲット、１３はインタメディエイト、１４はインタメ
ディエイトスリーブ、１５はスプレアヘッドを示す。ま
た図５において、１８は止めネジを示す。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、アトマイザに装着する
セラミックス製バーナチップの耐熱衝撃性が向上し、燃
料噴出孔の摩耗が減少する。しかも、摩耗部の部品交換
が可能であるためバーナチップの寿命を大幅に延長する
ことができ、保守費用の低減及び運転効率向上により信
頼性が大幅に改善できる。
セラミックス製バーナチップの耐熱衝撃性が向上し、燃
料噴出孔の摩耗が減少する。しかも、摩耗部の部品交換
が可能であるためバーナチップの寿命を大幅に延長する
ことができ、保守費用の低減及び運転効率向上により信
頼性が大幅に改善できる。
【図１】本発明の一実施の形態に係るバーナチップを使
用したバーナの構造図である。
用したバーナの構造図である。
【図２】バーナ先端に装着するアトマイザの縦断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明のバーナチップの平面図である。
【図４】本発明のバーナチップの正面図である。
【図５】本発明のバーナチップの取り付け構造を示す模
式図である。
式図である。
【図６】熱衝撃試験結果の一例を示す説明図である。
【図７】従来のスラリー燃料用バーナチップの模式断面
図である。
図である。
５ アトマイザ ９ セラミックスチップ １０ 噴出孔
Claims (3)
- 【請求項１】 石炭と輸送液体との混合燃料と気相の噴
霧媒体を衝突・再微粒化して噴霧燃焼するバーナチップ
において、 円筒状セラミックスチップを円周方向に複数等分割して
噴出孔に嵌合したことを特徴とするバーナチップ。 - 【請求項２】 円周状に配設したノズルに円周方向に複
数等分割した円筒状セラミックスチップを内面側から挿
設し、そのセラミックスチップ全体を押さえリングで固
定して着脱可能としたことを特徴とするバーナチップの
取り付け構造。 - 【請求項３】 請求項１記載において、挿設するセラミ
ックスチップの材質を炭化珪素セラミックス及び窒化珪
素セラミックスとしたことを特徴とするバーナチップ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8251853A JPH1094742A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | バーナチップ及びその取り付け構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8251853A JPH1094742A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | バーナチップ及びその取り付け構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1094742A true JPH1094742A (ja) | 1998-04-14 |
Family
ID=17228901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8251853A Pending JPH1094742A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | バーナチップ及びその取り付け構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1094742A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005131617A (ja) * | 2003-10-31 | 2005-05-26 | Kagoshima Tlo Co Ltd | 微粒化液体噴出流生成用装置 |
| GB2437617A (en) * | 2006-04-24 | 2007-10-31 | Gen Electric | Wear resistant insert in industrial scale nozzle |
-
1996
- 1996-09-24 JP JP8251853A patent/JPH1094742A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005131617A (ja) * | 2003-10-31 | 2005-05-26 | Kagoshima Tlo Co Ltd | 微粒化液体噴出流生成用装置 |
| GB2437617A (en) * | 2006-04-24 | 2007-10-31 | Gen Electric | Wear resistant insert in industrial scale nozzle |
| GB2437617B (en) * | 2006-04-24 | 2011-04-27 | Gen Electric | Slurry injector and methods of use thereof |
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