JPH0141891B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は石炭、水、スラリー（以下、CWSと
いう）に代表されるスラリー状燃料を微粒化させ
て燃焼させるための噴霧方法とその装置に関する
ものである。

従来の技術 CWSはポンプ等によりボイラのバーナへ加圧
供給され、液体燃料同様に、霧化用気体として蒸
気や空気により微粒化して燃焼させることができ
る。

しかしながら、CWSは多量の微粒化された石
炭を含み水を溶媒として、添加剤を加えて製造さ
れているため、粘度が高いこと、ノズルにつまり
やすいこと、微粉化された石炭粒子同士の強固な
凝集力のために微粒化しにくいことなどアトマイ
ザー開発上の考慮すべき特性を持つている。

CWSのアトマイザーについては、未だ開発途
上にあるが、その構造で大別すると、外部混合型
と内部混合型との２つのタイプがある。そして、
内部混合型は外部混合型に比して微粒化状態が良
好であると、一般に言われている。

そこで、内部混合型の代表的な例を第５図、第
６図で説明する。

図において、３１はスラリー状燃料通路、３２
は霧化用気体通路、３３は燃料導出口、３４は流
路、３５は混合室、３６は噴射ノズル、３７はア
トマイザーであり、スラリー状燃料通路３１から
圧送されたスラリー状燃料は燃料導出口３３から
柱状に噴出して霧化用気体通路３２からの霧化用
気体と合流し、混合室３５で混合されて噴射ノズ
ル３６から微粒化されて噴出し、燃焼室内で燃焼
を行うものである。この内部混合型においては、
構造が複雑なわりには未だ充分な微粒化が達成さ
れているとはいえない。また摩耗対策も構造が複
雑なため充分とはいえない。

このため １ CWSの微粒化状態が悪く着火が不安定であ
るとともに燃焼効率が低いこと ２ 微粒化特性を改善するために使用する霧化用
気体の消費量が多いこと ３ 混合室内にCWSが付着したり、つまりやす
いこと ４ 摩耗する部分が多く信頼性が低い などの問題点を持つている。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、CWSの噴霧における上述の如き問
題、即ちCWSの微粒化状態が悪く燃焼効率が低
いために燃料コストが上昇すること、微粒化特性
を改善するために使用する霧化用気体が多量に必
要とするので噴霧化するためのコストが上昇する
こと、及びアトマイザーの構造が複雑化すると共
に微粒化された石炭粒子による閉塞を生じ易いこ
と等の問題を解決せんとするものであり、これに
よつて、CWSの燃焼を安定した連続運転を可能
とし、CWSの燃焼効率を高め、CWSの中小型ボ
イラ等への商業的普及を計るものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、CWSの良好な微粒化を得るために
は剥離分裂を促進することが有効であるというこ
とから、CWSと霧化用気体との接触する面積を
増やすために、CWS導出口を環状口とし、CWS
を液膜状に供給して、これに霧化用気体を作用さ
せる液膜微粒化方式により上述の問題を解決する
ものである。

そのため、CWSの導通路である第１通路とそ
の外側に霧化用気体の導通路である第２通路とを
備えた供給導体の先端に、アトマイザー本体を着
脱自在に連結し、該アトマイザー本体が、前記第
１通路に連通する複数の連通孔とスラリー状燃料
を環状液膜状に噴出させる環状スリツトの内円周
面を形成するターゲツトアクシスと、前記環状ス
リツトの外円周面を形成しかつ前記第２通路に連
通して霧化用気体を環状気流として供給させる環
状の噴出口を有するスチームガイドと、前記ター
ゲツトアクシスに取付けられスラリー状燃料の液
膜表面積を拡げる裁円錐状のターゲツトと、ター
ゲツト内面と対面して環状スリツトを形成させる
ラツパ状開口面を持つスチームキヤツプとから成
るようにする。

作 用 CWSを燃料導通路から環状スリツトに導き環
状液膜として噴出させ、この環状液膜に霧化用気
体を環状気流として衝突させて液膜からの剥離分
裂により前記燃料の微粒化を行い、その後テーパ
のついたターゲツトに沿つて液膜を拡がらせるこ
とにより霧化用気体との接触面積を大きくしてさ
らに微粒化を促進させ、環状スリツトの燃料噴出
口から一層微粒化を促進させながら噴霧させるよ
うになる。

実施例 本発明の実施例を第１図乃至第４図に基づいて
説明する。

第４図は本発明に係るCWSの噴霧方法及びそ
の装置に適用されるCWSの供給系統を示すもの
であり、CWSタンクＡと、ポンプ等のCWS圧送
装置Ｂと、ストレーナＣと、流量計Ｄと、CWS
を噴霧するアトマイザーＥ等からなるものであ
る。

第１図及び第２図は本発明の１実施例に係るア
トマイザーを示すものである。

このアトマイザー本体は、ターゲツト７が脱着
自在に取付けられたターゲツトアクシス５と、ス
チームガイド１０と、スチームキヤツプ９とで主
として構成されている。

ターゲツトアクシス５は、スチームガイド１０
の内部に同心に挿入され、円周上に複数個の連通
孔１２を有し、その前方はスチームガイド１０の
先端内周面とで環状スリツト１３を形成するため
に円柱状となつており、先端部にはターゲツト７
が脱着自在に取付けられており、後端部はCWS
の導通路である第１通路１に連通している。

スチームガイド１０は、スチームキヤツプ９と
ターゲツトアクシス５により押圧固設されてお
り、円周上に複数個の蒸気連通孔１６を有し、バ
ーナ外管３の蒸気通路１７を介して後方の霧化用
気体の蒸気導通路である第２通路２に連通してい
る。そしてスチームガイド１０の先端外周面とス
チームキヤツプ９の先端内周面は共にテーパ面で
前記蒸気連通孔１６に連通して環状の蒸気噴出口
１５を形成しており、またターゲツトアクシス５
の前記円柱状部と協働して環状スリツト１３を形
成するために孔が設けられている。

スチームキヤツプ９は先端内周にラツパ状開口
面９ａと先端外周に約45゜のテーパ面９ｂを有し、
キヤツプ１１とスチームガイド１０によつて押圧
固定されている。

ターゲツト７は裁円錐状で、スチームキヤツプ
９の内部に同心に配設され、ターゲツトアクシス
５の先端面中心にターゲツト押えボルト７ｂをも
つて固設されている。ターゲツト７のテーパを持
つた内面７ａはスチームキヤツプ９の開口面９ａ
と対向して環状スリツトの燃料噴出口８を形成し
ている。

スチームキヤツプ９先端内周面９ｃはターゲツ
トアクシス５の先端円柱外面とで環状スリツトを
形成し、燃料と蒸気が接触してからターゲツトに
至るまでの短い流路１４を形成している。

燃料噴出口８に関連するターゲツトクリアラン
スｈを調整するたのターゲツトクリアランス調整
リング６はスチームガイド１０とターゲツトアク
シス５により押圧固設されている。

なお、スチームキヤツプ９とスチームガイド１
０とで形成される環状の蒸気噴出口１５の傾斜角
度は30゜〜60゜の範囲が適当であり、燃料噴出口８
を形成するスチームキヤツプのラツパ状開口面９
ａとターゲツト内面７ａとのクリラアランスは、
石炭微粒子による閉塞を防止し適正な微粒化を行
わせるため1.0〜2.0mmの範囲が適当である。更
に、ターゲツト７は石炭微粒子による摩耗が激し
いのでニユーセラミツクス製とすることがよく、
取り替えを容易にするためターゲツトアクシス５
にねじで止めるとよい。

第３図に示す実施例では、ターゲツトアクシス
５に形成した複数個の連通孔１２が前記第１の実
施例とわずかに相違して複数の孔となつており、
他の構成は、前記第１の実施例と実質的に同一で
あるので、説明を略して符号のみを付けた。

CWSタンクＡ内のCWSはポンプ等のCWS圧送
装置ＢによつてストレーナＣ、流量計Ｄを経て
CWSを噴霧するアトマイザーＥに送られ、微粒
化されて火炉Ｆに噴霧されて燃焼に供される。

前記流量計Ｄを経たCWSは、燃料導入管４内
の第１通路１、連通孔１２を経て環状スリツト１
３からの環状の液膜となつて噴出される。一方霧
化用気体は、第２通路２、蒸気通路１７、蒸気連
通孔１６を経て環状の蒸気噴出口１５から環状気
流となつて前記CWSの液膜に流路１４で衝突し、
CWSは液膜表面からの剥離分裂により微粒化さ
れ、その後液膜は、テーパのついたターゲツト内
面７ａに沿つて拡がり霧化用気体との接触面積を
大きくしてさらに微粒化が促進され、ターゲツト
クリアランスｈで示される環状スリツトの燃料噴
出口８から一層微粒化が促進されながら火炉Ｆへ
噴霧される。

なお、霧化用気体として蒸気を用いたものにつ
いて説明したが、気体としては空気等を用いても
よい。

発明の効果 本発明によれば、CWSの微粒化に効果的な剥
離分裂を、CWSを液膜状に噴出させ霧化用気体
との接触面積を大きくとることによつて微粒化
し、ターゲツトテーパ部によつて液膜を拡げ、環
状スリツトからの噴出によつて微粒化を促進する
ことによつて、その微粒化は充分に行われる。し
たがつて、霧化用気体の供給は従来の液柱微粒化
方法及びその装置に比較して少なく、充分な微粒
化によつて着火も安定し、燃焼効率も高く、燃料
コストの低減につながる。

またCWSは従来のような内部混合室を持たず、
CWSと霧化用気体の気液が接触してから噴射さ
れるまでの流路が短く、構造が簡単なためつまる
ことがない。

更に、ターゲツトはターゲツトアクシスに単に
取付けられるのみであるから、その摩耗時等に取
り替え等が簡単にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るアトマイザーの断面図、
第２図はその正面図、第３図は本発明に係る他の
実施例のアトマイザーの断面図、第４図はCWS
の供給系統図、第５図は従来例のアトマイザーの
断面図、第６図は更に他の従来例のアトマイザー
の断面図を示す。 １……第１通路、２……第２通路、４……燃料
導入管、５……ターゲツトアクシス、７……ター
ゲツト、８……燃料噴出口、９……スチームキヤ
ツプ、９ａ……開口面、１０……スチームガイ
ド、１２……連通孔、１３……環状スリツト、１
５……霧化用気体噴出口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スラリー状燃料を燃料導通路から環状スリツ
   トに導き環状液膜として噴出させ、この環状液膜
   に霧化用気体を環状気流として衝突させて液膜か
   らの剥離分裂により前記燃料の微粒化を行い、そ
   の後テーパのついたターゲツトに沿つて液膜を拡
   がらせることにより霧化用気体との接触面積を大
   きくしてさらに微粒化を促進させ、環状スリツト
   の燃料噴出口から一層微粒化を促進させながら噴
   霧させることを特徴とするスラリー状燃料の噴霧
   方法。 ２ スラリー状燃料の導通路である第１通路とそ
   の外側に霧化用気体の導通路である第２通路とを
   備えた供給導体の先端に、アトマイザー本体を着
   脱自在に連結し、該アトマイザー本体が、前記第
   １通路に連通する複数の連通孔とスラリー状燃料
   を環状液膜状に噴出させる環状スリツトの内円周
   面を形成するターゲツトアクシスと、前記環状ス
   リツトの外円周面を形成しかつ前記第２通路に連
   通して霧化用気体を環状気流として供給させる環
   状の噴出口を有するスチームガイドと、前記ター
   ゲツトアクシスに取付けられスラリー状燃料の液
   膜表面積を拡げる裁円錐状のターゲツトと、ター
   ゲツト内面と対面して環状スリツトを形成させる
   ラツパ状開口面を持つスチームキヤツプとから成
   ることを特徴とするスラリー状燃料の噴霧装置。 ３ スラリー状燃料を環状液膜状にして噴出させ
   る環状スリツトに対して霧化用気体の衝突角度を
   30゜〜60゜としたことを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載のスラリー状燃料の噴霧装置。 ４ スチームキヤツプのラツパ状開口面とターゲ
   ツト内面とのクリアランスを1.0〜2.0mmにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のスラ
   リー状燃料の噴霧装置。 ５ ターゲツトをニユーセラミツクス製としたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のスラ
   リー状燃料の噴霧装置。 ６ ターゲツトをターゲツトアクシスにねじで脱
   着自在としたことを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載のスラリー状燃料の噴霧装置。 ７ ターゲツトアクシスとスチームガイドとの間
   にターゲツトクリアランス調整リングを設けたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のスラ
   リー状燃料の噴霧装置。