JPS59109714A - アフタエア供給装置 - 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】 本発明はアフタエア供給装置に係り、′待に未燃分を増
加させることなく排ガス中の窒素酸化物（以下Ｎｏ工と
称する）を低減するに好適な燃焼装置用のアフタエア供
給装置に関するものである。

Ｎｏ工は光学オキシダントや酸性雨の原因物質の１つと
されているため、近年、その発生を効果的に抑制する燃
焼法の開発が要望されている。このような目的に沿った
燃焼法として、（１）排ガス再循環法、（２）二段燃焼
法および（３）炉内脱硝燃焼法が矧られているが、特に
後２者が注目されている。二段燃焼法は、ボイラ等の燃
焼火炉に主バーナとアフタエアロとを配し、該火炉内の
ガス流動方向よシみて上流側に位＋ｔする主バーナの空
気比を１以下に絞って燃焼を行うことによりＮｏ工の発
生を抑制し、酸素不足のだめ生ずる未燃分については主
バーナより浸流側に位置するアフタエアロから注入され
る空気（以下、アフタエアと称する）により完全燃焼せ
しめるものである。また、炉内脱硝燃焼法は、主バーナ
の下流側に脱硝バーナまたは還元バーナと称する特殊な
バーナ（以下、脱硝バーナで代表する）を配するととも
に、さらにその下流側にアクタエアロを配し、上記脱硝
バーナにおいて空気比１以下の条件で燃焼を行うことに
よシ主バーナで生成したＮｏ工を還元し、その後脱硝バ
ーナで生成した未燃分をアフタエアロから注入されるア
フタエアにより完全燃焼するものである。

すなわち、いずれの方法においても、主バーナまたは脱
硝バーナの後流側には、アフタエア１」が配設され、こ
れにより前記主バーナまだは脱硝バーナの領域で発生す
る未燃分を完全燃焼者しめる構成となっている。主バー
ナまたは脱硝バーナから発生する未燃分の炉内分布状態
は燃焼状態により変化するだめ、アフタエアの供給に際
しては、上記変化に対応できるように主混合個所あるい
は到達距離の調整範囲をできるだけ広くすることが望ま
しい。

従来のアフタエア供給装置としては、第１図に示すよう
に風箱３から空気通路４０へ導入されるアフタエアを旋
回器５で適当な旋回を与えて旋回空気流６とし、これを
火炉１の水壁２に設けられたアフタエアロ４から噴出せ
しめる構成のものが知られている。このような旋回噴流
においては、旋回度を増すと噴流の拡がり角は増すが、
軸方向への噴出速度は減衰する。逆に旋回度を減ずれば
拡がり角が小さくなり軸方向速度は増加する。しかし、
このような装置においては第２図に示すように、火炉１
の前壁７および後壁８から噴出されるアフタエア１０を
火炉中央まで到達させるために旋回度を減ずれば、噴出
空気流は炉巾方向への拡がりが減少され、火炉のコーナ
部に未燃分１１が残るという問題がある。一方、旋回度
を上げて噴出空気流の拡がりを増加すれば、噴出空気流
は炉中央部方向への運動量が減少し、第２図とは逆に火
炉中央部における混合が低下することとなる。

このように、従来装置は調整範囲が狭いので、多量の酸
素を必要とする未燃分の多い個所に必要な量の空気を供
給することができず、従って排ガス中に未燃分が増大す
るという重大な欠点を有する。

このような欠点を補うため、第３図に示すように、空気
通路４０内に設けられた円錐台状のプラグ１２を摺動軸
１３を介して空気流れ方向イヘ移動させ、アフタエアロ
４の開口面積を変化させる試みもなされているが、この
方法によるときは、圧力損出が大きくなる上、プラグの
位置によって旋回空気流に与える影響が異なり、摺動距
離とアフタエアロを通過する空気量との関係が複雑で調
整が難かしい等の欠点を有する。また、アフタエアロの
開口面積を変化させる手段としては、第４図および第５
図に示すように、回転軸１５に固定されたピニオン１９
とこれに噛合するラック１８の動作によシ機能する絞り
板１６とリンク１７とを１えた絞り機構１４を用いる方
法もあるが、この方法においても、圧力損失が大きくな
る上に構造が複雑である等の欠点がある。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、排
ガス中の未燃分を増加させることなくＮｏ。

を低減できる燃焼装置用のアフタエア供給装置を提供す
ることにある。

本発明者は、アフタエア供給装置の中央部から直進空気
を供給する一方、その外周から旋回空気を供給する場合
には、圧力損失をともなうことなく、簡単な調整の下に
火炉の中央部およびコーナ部へ空気を好適に供給し得る
ことを見出した。

本発明は、上記の知見に基づきなされたものス風箱から
導入される空気を案内し、アフタエアロから火炉内へ噴
出させるだめの空気通路を備えたアフタエア供給装置に
おいて、上記空気通路を、中央部の直進空気案内用の内
側空気通路とその外周の旋回空気案内用の外側空気通路
とに分割して設けることを特徴とする。

本発明において、上記内側空気通路は、噴出直進空気流
の貫通力を損わない限りその形状、設置位置等に関して
特に制限はないが、形状については一般に直流形成に有
利な円筒体の内部空間とすることが望ましい。内側空気
通路の火炉側先端開口部は、アフタエアロの最小断面積
を示す位置またはそれより火炉側とすることが好ましい
。このようにすることにより、外側空気通路から噴出さ
れる旋回空気流の旋回力を損うことなく、直進空気流を
噴出させることができる。

まだ、本発明において、内側空気通路内またはその上流
側には空気流量調節手段を設けることが望ましい。この
ようにすれば、直進空気の供給量調整が可能となるので
、火炉の燃焼状態に応じて直進空気と旋回空気の供給割
合を調節することができる。

上記空気流量調節手段は、この種の技術分野で使用され
ているものが広く適用可能であり、具体例として通路横
断式の回転型また摺動型平板ダンパ、通路に沿って摺動
可能とされた開口部を有する円筒ダンパ、通路内で回転
自在とされたプレート式ダンパおよびベーン等を示すこ
とができる。

本発明における上記外側空気通路は、内側空気通路の外
周において旋回空気流を案内可能に形成されたものであ
る限り特に制限はない。一般には、従来のアフタエア供
給装置の空気通路において、内側空気通路を除く部分に
より形成される。該外側空気通路へ旋回空気を導入する
ための旋回器は、旋回機能を有するものである限り特に
制限はないが、一般に半径流式旋回器および軸流式旋回
器が好ましい。

以下、図面に示す実施列により本発明をさらに詳しく説
明する。

第６図に示す装置は、第１図に示す同一符号とその説明
が同様に参照される部分と、第１図に示す空気通路４０
の中央部に設けられた円筒体２１の内側に形成される直
進空気案内用の内側空気通路４１と、その外周に設けら
れた、半径流式旋回器５で発生する旋回空気の案内用外
側空気通路４２とから構成される。なお、上記内側空気
通路４１の火炉側先端開口部は、アフタエアロ４の最小
断面積を示す位置に設定されており、また、内側空気通
路４１の風箱３に開口する入口部には、第７図に示すよ
うに、内側空気通路４１を横断して開度を調節する回転
型の平板ダンパ２２が水平方向を軸とする回転方向口へ
回転自在とされた回転軸１５を介して設けられている。

このような構成の装置において、風箱３から供給される
空気の一部は旋回器５を通って旋回空気流６Ａとなり、
外側空気通路４２を１１イだ後アフタエアロ４から火炉
１内へ噴出されるが、その際旋回力によりその周囲およ
び水壁２の方向へ拡がる。

一方、残りの空気はダンパ２２によって流量を調整され
た後内側空気通路４１に導入され、ここで直進空気２３
となった後アフタエアロ４から火炉中央部へ向けて噴出
される。その際、内側空気通路４１の先端はアフタエア
ロ４の最小断面積部に達しているため、主としてアフタ
エアロ４の周辺部を流れている旋回空気流６Ａの旋回力
を阻Ｈすることがないばかり・でなく、却ってその拡が
りを助長する効果が得られる。以上の総合的な結果とし
て得られるアフタエアの火炉巾方向への拡がりと火炉中
央部への貫通の割合は、旋回器５とダンパ２２の位置を
それぞれ調節することにより任意に調整することができ
る。このように、本実施列によれば、燃焼状態に応じて
火炉の氷壁周辺部および同中央部へ空気を好適に供給す
ることができるので、それらの部分で発生し易いＣＯや
煤塵等の未燃分を確実に減少させることができる。

次に、第８図は、上記実施クリに適用可能な他のダンパ
例を示すもので、このダンパは、水平方向を軸とする回
転方向口へ回転自在とされた回転軸１５と、これに固着
されたビニオン１９と、ピニオン１９に噛合すとともに
その回転に応じて上下方向ハヘ移動するラック２０と、
ラック２０に固着された慴動型の平板ダンパ２２Ａとか
ら構成される。このダンパを第６図に示すダンパ２２に
代えて適用した場合にも、上記実施例Σ同様な効果が達
成される。

第９図は、本発明の他の実施例を示すもので、第６図と
異なる点は、第６図に示す平板ダンパ２２に代えて、摺
ＮＪＪ軸１３の水平方向移動イにともない内側空気通路
４１に沿って摺動する円筒ダンパ２５を用いたことにあ
る。なお、該円筒ダンパ２５には第１Ｏが参照されるよ
うに、円周上に沿つて均等に配分された切欠き部２６が
設けられている。

この実施例では、内側空気通路４１への空気の流入２３
Ａが均一に行われるので、流量調節機能に加え噴出直進
空気流２３に哨りがなくなるという特有の効果がある。

第１１図および第１２図は本発明のさらに他の実施例を
示すもので、第６図と異なる点は、風箱３から分岐した
空気を内側空気通路４１へ導くだめのダクト２７を風箱
３の外側に設けたこと、および該ダクト内に水平方向を
軸として口方向へ回転自在とされたダンパ２８を設けた
ことにある。

この実施例では、前記実施例の効果に加えて風箱を小型
化できるという効果が得られる。

第１３図は、以上の各実施例において用いられる直進空
気流の＃、：を調節用ダンパに代えて、内側空気通路４
１内にベーン２９を設けた場合の実施例を示・すもので
ある。この実施列では、ベーン２９を通過した空気に旋
回力が付与されるが、該空気は直進性を有しているので
第６図に示す実施例の場合と同様な効果が得られる。

さらに第１４図は、第１３図に示すベーンに代えて、内
側空気通路４１に直交する水平方向を軸として二方向へ
回転するダンパ３０を設けた場合の実施例を示すもので
あシ、第６図に示す実施例と同様な効果が達成される。

以上は本発明の典型的な実施例について説明したもので
あるが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本
発明の思、田内で他に種の変形や態様が存在することは
いうまでもない。例えば、上述の各実施例では１旋回器
５としていずれも半径流式のものが用いられているが、
内側空気通路の外周に軸流式旋回器を設置することも可
能であり、同様な効果が得られる。さらに、前述した如
く内側空気通路の火炉側先端はアフタエアロの最小断面
部分またはそれよりも炉内側に位置させることが望まし
いが、旋回空気流と直進空気流が互いに大きく影響し合
わない条件、例えば旋回空気流の旋回度を弱めた状態の
下では、内側空気通路の先端をアフタエアロの最小断面
部分より風箱側に位置させても、本発明の効果を妨げる
ことはない。

以上、本発明によれば、アフタエアの供給通路を中央部
の直進空気案内用の内側空気通路とその外周の旋回空気
案内用の外側空気通路とに分書ｕして設けたことにより
、前者から得られる貫通力の大きい噴出直進空気により
火炉中央部の未燃分を減少させることができ、まだ後者
から得られる。高い拡がり力をそなえだ噴出旋回空気流
により火炉壁近傍の未燃分を減少させること力；できる
ので、排ガス中の未燃分の増加をともなうことな（Ｎｏ
。

の発生を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のアフタエア供給装置を示す狽Ｕ断面図
、第２図は、従来のアフタエア供給装置を備えだ火炉の
燃焼状・態を示す横断面図、第３図および第４図は、そ
れぞれ従来の池のアフタエア供給装置を示す側Ｉｆｒ而
図面第５図は、第４図のＡ−Ａ線に沿った矢視方向視図
、第６図は、本発明実施例に係るアフタエア供給装置を
示す側断面図、第７図は、第６図のＢ−Ｂ線に溢った矢
視方向視図、第８図は、第６図に示す装置の夕゛ンノく
部に替えて適用した本発明の他の実施例に係る夕゛ンノ
く部を第６図のＢ−Ｂ線に溢った矢視方向で示す視臥第
９図は、本発明の他の実施例に係るアフタエア供給装置
を示す側＃Ｔ面図、第１０図は、第９図のＣ−Ｃ線に沿
った矢視方向断面図、第１１図は、本発明の池の実施例
に係るアフタエア供給装置の側断面図、第１２図は、第
１１図のＤ−Ｄ線に溢つだ矢視方向断面図、第１３図は
、本発明実施例のいずれかに適用されるダンノく部に替
えて内側空気通路にベーンを設けた場合を示す部分側断
面図、第１４図は、第１３図に示すベーンに替えて夕゛
ンパを適用した場合を示す部分側断面図である。 １・・・火炉、２・・・水壁、３・・・風箱、４・・・
アフタエアロ、５・・・旋回器、６．６Ａ・・・旋回空
気流、２１・・・円筒体、２２．２２Ａ・・・平板ダン
ノ（，２３・・・直進空気、２５・・・円筒ダン、＜、
２６・・・切欠き部、２７・・・ダクト、２８・・・ダ
ンノく、２９・・・べ−ｙ、３０・・・ダンパ、４１・
・・内側空気通路、４２・・・外側空気通路。 代理人　弁理士　　川　北　武　長 第６図　　第７図 第９図 第１１図 第１２図 第１３　　図　　　第１４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）風箱から導入される空気を案内し、アフタエアロ
   から火炉内へ噴出させるだめの空気通路を備えたアフタ
   エア供給装置において、上記空気通路を、中央部の直進
   空気案内用の内側空気通路とその外周の旋回空気案内用
   の外側空気通路とに分列して設けたことを特徴とするア
   フタエア供給装置。 （２、特許請求の範囲第１項において、前記内側空気通
   路は円筒体の内部空間であることを特徴とするアフタエ
   ア供給装置。 （３）特許請求の範囲第１項において、前記内側空気通
   路の火炉側先端開口部はアフタエアロの峡小断面積を示
   す位置またはそれより火炉側の位置としたことを特徴と
   するアフタエア供給装置。 （４）％許請求の範囲第１項において、前記内側空気通
   路まだはその上流側に空気流量調節手段を設けたことを
   特徴とするアフタエア供給装置。 （５）特許請求の範囲第１項において、前記外側空気通
   路またはその上流側に空気旋回手段を設けたことを４畝
   とするアフタエア供給装置Ｉｆ。