JPS60213722A - 石炭バーナ - 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、石炭へ−すに関する。

従来、約７２ないし７５重量％の微粒石炭の粒径が７６
ミクロン以下である微粒炭を、石炭バーナの燃焼室にノ
ズルを介して供給し、このノズルに近接した箇所で、た
とえばこれと同軸の位置で、噴霧機構を通じて燃焼室に
、特にバーナの点火時及び低負荷燃焼時に噴出される石
油を供給することにより、粉砕炭バーナを作動させてい
た。

一旦、石油バーナにより、十分な加熱が生じたら、粉砕
炭自体は着火できる。さらに、低負荷時、たとえば全負
荷時の５０％のときには、燃焼を安定させるため石油を
供給する必要があった。

米国特許第４１４７１１６号明細書には、４０ミクロン
以下の粒径を持つ超微粒炭を用いたバーナ用の同様な点
火機構が記載されており、この機構では、粒状石炭をバ
ーナの管の周囲に遠心力で追いやって流入する燃焼空気
に近付くようにしている。石油バーナ又はガスバーナを
、中央部に設けていない場合には、低負荷時又は点火時
に、この機構は全体的に不安定なものになっていた。

低負荷時の維持燃料として、又、火つけ時すなわち点火
時に石油を使用すると、いくつかの欠点があった。第１
に、”石油は、カロリー値において、石炭よりも大変価
格が高く、ある場合には、５倍も価格が高い、第２に、
石油の代用として、貯蔵容器に貯蔵して、必要に応じて
石油の代りに、又は石油とともに超微粒状に粉砕された
石炭を用いることも提案されているが、点火時又は低負
荷時の燃料として超微粒状の石炭で満足のいく作動がで
きるように、従来の石油バーナを改良し又は新たな石油
バーナを設計するに際しては、いくつかの困難があるこ
とがわかった。

英国公開特許第２０９３９７９号明細書には、石炭粉（
粉砕燃料の７０％が７０ミクロン以下であるものを通常
こう呼ぶ）を燃焼させるバーナ装置が開示されている。

この装置では、７本の管が、各軸線を垂直にしたまま同
軸で配置される。

一番外側の管は、主空気取入れ口として用いられ、次位
の管が、動力燃料粒用に用いられる。

一番内側の管は、点火気体の供給用に使用され、この管
は、点火気体用の空気を流す管により囲まれ、この空気
を流す管は、点火石炭粉用の管によって取り囲まれる。

この点火石炭粉用の管の外側には１石炭粉用の空気を流
す管が設けられる。

この石炭粉用の空気を流す管を囲むとともに、動力燃料
粒用の管の内側に、追加点火石炭粉用の管が設けられる
。石炭粉の全て、すなわち、動力石炭粉、点火石炭粉及
び追加点火石炭粉は、重力により垂直方向に下降して流
れ、吹き込まれる。この装置は、構造が極めて複雑で、
安定して動作しにくい。

また、石炭の燃焼法については、米国特許第４１９００
０５号、同第４２４１６７３号、同第４２２６３７１号
及び同第４２７０８９５号に゛　開示されているが、い
ずれも構造が相当に複雑であり１．また動作上不安定で
あった。

本発明によれば、燃焼室と、微粒子病の石炭用の主ノズ
ルと、燃焼室に開口した１次空気供給部と、主ノズルの
内側のほぼ中央部に取付けられ主ノズルの出口部に近接
した出口部を備えた点火ノズルと、超微粒状に粉砕され
た石炭と不活性ガス流体とからなる混合物を点火ノズル
に供給する供給ラインと、この混合物における気体媒体
に対する超微粒状石炭の濃度を増加させるため、この供
給ラインにその下流箇所でバーナから離れて設けられた
分離機とからなる石炭バーナが提供される。

分離機を使用して気体媒体（たとえば、水蒸気又は煙道
ガス）に対する超微粒子状の石炭の濃度を高めると、点
火用に十分満足のいく燃料が得られ、その特性は、従来
用いられている石油の特性に類似している。

分離機としては、遠心力を利用したものあるいはその他
の形式の分離機を用いることができる。

混合物から分離した気体媒体を主ノズルに供給するパイ
プを、設けると良い０分離して取出された気体媒体は、
事実上分離機からの軽量分離物であり、必然的に超微粒
状の石炭を多少含んでいて、主バーナで燃焼させること
ができる。分離の実際の度合は、分＃機とパイプの間の
接続部に設けた調節可能な絞り弁により制御できる。

パイプには、混合物を分離機の方へ供給したり又は主ノ
ズルの方に向かわしめることのできる分流バルブを設け
ることが好ましい。維持燃料として、すなわち点火後に
超微粒状の石炭を導くようにバーナを使用する場合には
、分流パルプを移動させて、超微粒炭を主バーナの方に
向けて供給する。すると、たとえ、超微粒炭がこれを形
成するのに用いる粉砕機から直接供給されたとしても、
濃縮を要することなく十分に満足のいく維持燃料として
作用する。気体媒体は、粉砕を行うために用いられる。

好ましくは、パイプを、主ノズルに対ルて接線方向に接
続し、気体媒体をこの主ノズルにうず巻状に導く。主ノ
ズルと点火ノズルとは、同心円になっていることが好ま
しく、また、供給ラインは、この点火ノズルに対して接
線方向に接続されて超微粒炭と気体媒体とからなる濃縮
された混合物をこの点火ノズルにうす、巻状になって導
入するようにすると良い。さらにまた、点火ノズルに対
して供給ラインを接線方向に接続した接続部と。

主ノズルにパイプを接線方向に接続した接続部とは、同
じ回転ベクトルでうず巻が形成されるように゛配置する
。

こうすることにより、強力なうず巻が得られ、このうず
巻があることにより、高温ガスと高温の超微粒状炭の中
央に環流部が形成され、燃焼の安定性が゛増大する。

場合１により、点火時には石油も供給すると良い。石油
点火導管は、点火ノズルの内側に同軸で取付けられ、点
火ノズルと主ノズルの出口部に近接して噴霧機構を取付
けられる。

本発明をより理、解し易くするため、添付図面を参照し
ながら実施例によりさらに説明する。

添付図面において、図示の装置は石炭供給バンカーｌＯ
を備え、トップサイズ（ｔｏｐｓ　ｉ　ｚ　ｅ）が６ｍ
ｍないし３６　ｍ　ｍの石炭を、このバンカーから供給
管１１を通じて粉砕容器１２に送り込む、温度の立上が
りでは、過熱水蒸気又は煙道ガス等の不活性ガスを複数
個のノズル（図示せず）に供給する。ノズルは、環状配
列で取付けられていて、各ノズルがこの環状配列によっ
て形成される円環に対して半径と接線の間の角度で上方
を向くように設けられる。

図示の粉砕容器１２には、３個の取出しダクト１３．１
４．１５が取付けられているが、これらのうちの１個で
ある取出しダクト１５を、本発明では使用するように図
示しである。このダクトは、放出バルブ１６を介して全
体を符号１７で示したバーナに通じている。バーナは、
全体を符号１８で示した燃焼室であって、図示の左から
右へ燃焼空気を流入させる開口１９を備えたものを有す
る。開口１９には、これと同軸で主ノズル２１が取付け
である。このノズルには、供給ダクト２２を介して、粉
砕容器１２からの気体媒体混合物とともに流れている超
微粒状石炭よりも著し′　く直径が大である粉砕された
粒状石炭が供給される。

主ノズル２１内にはこれと同軸で、点火ノズル２３を取
付ける。さらに、この点火ノズル内には、これと同軸で
補助石油導入パイプ２４が取付けられ、このパイプ２４
の吐出端には、噴霧機構２５が設けられる０点火ノズル
２３内では、この噴霧機構の周囲にうず巻形成機構（ｓ
ｗｉ　ｒ　ｌ　ｅ　ｒ）２６が取付けられる。

点火ノズル２３には、その軸線に沿って点火空気が供給
基れ、供給管２８からは接線方向の接続部２７を介して
超微粒状石炭が供給される。この供給管は、遠心分１１
１１機３０の重量分離物出口２９と接続している。この
遠心分離機には、パイプ３２に接続した入口部３１を介
して供給がなされる。このパイプ３２は、粉砕容器１２
の取出しダクト１５に接続している。パイプ３２内には
、分流弁３３が設けられる。この弁は、中を流れる流体
を入口部３１に導く図示の位置から、パイプの延長部３
４に通って主ノズル２．ｌに対して接線方向の入口部３
５に導く第２位置に変位させうる。

遠心分離機の軽量分離物出口３６には、絞り弁３７が取
付けてあり、この絞り弁により、軽量分離物をパイプの
延長部３４に戻して主ノズル２１に供給することができ
る。

上述の装置の動作では、石炭は、供給バンカーｌＯから
粉砕容器１２に供給され、粉砕容器内で超微粒状態、す
なわち、通常粒状物の５０重量％が１２ミクロン以下の
粒径を持つまで粉砕される。過熱水蒸気、煙道ガス、又
はその他不活性ガスからなる気体媒体と超微粒炭の混合
物の適量が、取出しダク）１５を介してバーナに送られ
る０図示した点火箇所では、混合体が遠心分Ｉｔ：機３
０に流れ込み、一体媒体の一部は、出口部３６を通って
パイプの延長部３４に放出°されて、主ノズル２１にう
すを巻いて接線方向に流れ込む。

超微粒に粉砕された石炭と気体媒体からなる濃縮さ′れ
た混合物は、供給管２８中を流れ、点火ノズル２３内で
同じうす巻き方向でうずを生じさせられる。混合物の立
上り温度は、１３（ＭＯないし１５０°Ｃのオーダが好
ましく、混合物は、このときに、たやすく点火可能とな
る。温度が、燃焼室内で十分に高くなると、主ノズル２
１は、粉砕状態になった石炭を、供給パイプ２２を通じ
て主ノズルに沿って供給させ、通常の方法で燃焼を行な
う。その後は、放出パルプ１６を閉じて超微粒状に粉砕
された石炭の供給を止めてもよい。低負荷時には、超微
粒炭を再び導入してもよい。このときには、分流弁３３
を図示していない位置に変位させて、石炭と気体媒体か
らなる混合物を、濃縮することなく主バーナに直接供給
するようにしてもよい。

場合により、点火を最初石油により行なうことが望まし
いこともある。このため、石油パイプ２４を設け、ここ
から石油を噴霧機構２５を通じて吐出できるようにする
。

既述のように、点火ノズル２３に対して接線方向の入口
部２７により、ある程度のうず巻が形成され、このうず
巻は、点火ノズルの出口部近傍のうず巻形成機構（ｓｗ
ｉ　ｒ　ｌ　ｅ　ｒ）２６により増大させられる。うず
巻があるため、高温ガスと高温超微粒炭の中央環流部分
が生じ、燃焼安定性を高める。

石油の代りに超微粒炭を用いることにより、又場合によ
り石油とともに超微粒炭を用いることにより、経費の著
しい節約がもたらされ、さらに、石油でなくて石炭を使
用しても、炉の下流で節度器と空気予熱器の表面のよご
れを少なくできる。

また、維持状態では、超微粒状態にある粉砕された石炭
を、好ましいことではないけれども、温度の立上がり時
以外の時に供給しても良い。

【図面の簡単な説明】

添付図面は１本発明によるバーナを備えた装置の１実施
例の概略側面図である。 特許出願人　ジェームズ　ハウデン　アンドカンパニー
　リミテッド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）　燃焼室（１Ｂ）と、・粒状の石炭用の主ノズル（
   ２１）と、燃焼室に開口する１次空気供給部（１９）と
   、主ノズルの出口部に近接して出口部（２５）を備えた
   点火ノズル（２３）とからなる石炭バーナにおいて、 石炭バーナが、超微粒状に粉砕された石炭と不活性のガ
   ス流体とからなる混合物を点火ノズルに供給する供給ラ
   イン（２７ないし３１）を備え、この混合物中における
   気体媒体に対する超微粒炭の濃度を増加させる分離機（
   ３０）を、供給ライン中にその下流位置でバーナから離
   して設け、点火ノズルを、主ノズル内の実質的に中央部
   に取付けたことを特徴とする石炭バーナ。 ２）　前記分離Ｉａ（３０）は、遠心分離機であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載したバーナ。 ３）　前記分離機（３０）により前記混合物から分離さ
   れた気体媒体を、前記主ノズル（２１）に供給するパイ
   プ（３４）を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項に記載したバーナ。 ４）　前記分離機（３０）は、調節可能な絞り弁（３７
   ）を介して前記パイプ（３４）に接続されることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項に記載したバーナ。 ５）　前記パイプ（３４）には、前記分離機（３０）に
   、又は前記主ノズル（２１）に直接前記混合物を供給で
   きる分流弁（３３）を設けたことを特徴とする特許請求
   の範囲第３項又は第４項に記載のバーナ。 ６）　前記パイプは、気体媒体を前記主ノズルにうず巻
   状に導入で１きるように、該主ノズルに対して接線方向
   に接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第３
   項、第４項又は第５項のいずれかに記載゛したバーナ。 ７）　前記主ノズル（２１）と前記点火ノズ′ル（２３
   ）は、同心円をなしていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載したバーナ。 ８）　超微粒状の石炭と気体媒体とからなる濃縮された
   混合物をうず巻状に前記点火ノズル（２３）に導けるよ
   う、前記供給ライン（２８）が前記点火ノズルに接線方
   向に接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第７項のいずれかに記載したバーナ。 ９）　超微粒状の石炭と気体媒体とからなる濃縮された
   混合物を前記点火ノズル（２３）にうず状に導入するた
   め、前記供給ライン（２８）を、前記点火ノズルに対し
   て接線方向に接続しく符号２７で示す箇所）、該点火ノ
   ズルに該供給゛ラインを接線方向に接続した接続箇所（
   ２７）と、前記主ノズル（２１）に前記パイプ（３４）
   を接線方向に接続した接続箇所（３５）とが、同じ回転
   ベクトルでうずを形成するように設けられていることを
   特徴とする特許請求の範囲第６項又は第７項のいずれか
   に記載したバーナ。 １０）　前記点火ノズル（２３）内にはこれと同軸で、
   石油点火導管（２４）が取付けられ、この石油点火導管
   は、前記点火ノズルと前記主ノズルの出口部の近傍、に
   噴霧機構（２５）を備えていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第９項のいずれかに記載したバー
   ナ。