燃烧器以及具备该燃烧器的锅炉的制作方法

文档序号:11332673阅读:374来源:国知局
燃烧器以及具备该燃烧器的锅炉的制造方法与工艺

本发明涉及一种应用于发电用或工厂用等用于生成蒸汽的锅炉的燃烧器以及具备该燃烧器的锅炉。



背景技术:

例如,以往的燃煤粉锅炉具有呈中空状并且沿铅垂方向设置的火炉,在该火炉壁沿周向配设有多个燃烧器,并且沿上下方向多阶配置。该燃烧器被供给由煤炭粉碎而成的煤粉(燃料)与一次空气(空气)的混合气,并且,被供给高温的燃烧器用空气(coal二次空气),向火炉内吹入该混合气和燃烧器用空气,从而形成火焰,并能在该火炉内燃烧。然后,该火炉在上部连结有烟道,在该烟道设有用于回收废气的热的过热器、再热器、省煤器等热交换器,能在因火炉中的燃烧而产生的废气与水之间进行热交换并生成蒸汽。

作为这种燃煤粉锅炉的燃烧器,例如,存在下述专利文献1所记载的燃煤粉锅炉的燃烧器。在专利文献1中,记载了一种燃烧器,具备:喷射由固体燃料与一次空气混合而成的燃烧气体的燃料喷嘴、从燃料喷嘴的外周喷射燃烧器用空气的燃烧器用空气喷嘴、配置于燃料喷嘴的开口部的火焰稳定器。专利文献1所记载的燃烧器的火焰稳定器具有大致将燃料喷嘴的开口部横截的构造,并且,具有使燃烧气体在燃烧气体的流动方向形成分支的缝隙形状,燃料喷嘴以及燃烧器用空气喷嘴具有将喷射燃烧气体以及燃烧器用空气作为直进流来进行喷射的构造,并且,多个火焰稳定器交叉连结且以使交叉部位于燃料喷嘴的开口部的中央区域的方式进行配置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2011-149676号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

如专利文献1所记载的装置那样,燃烧器在燃烧喷嘴的内侧设置火焰稳定器,由此能实现由固体燃料与空气混合而成的燃烧气体的内部点燃并减少nox产生量。但是,专利文献1所记载的燃烧器存在如下问题:由于燃烧气体与燃烧器用空气点燃(所谓的外部点燃)而形成高温高氧区域,因此nox产生得较多。

此外,即使如专利文献1那样在燃烧喷嘴的内侧设置火焰稳定器,在煤粉这种固体燃料的情况下,与气体燃料相比,燃烧速度也较慢,恐怕会发生火焰的吹灭等,火焰稳定器中的稳定的点燃变得比较困难。因此,理想的是:降低燃烧气体的流速,使之接近燃烧速度,获得稳定的点燃。

本发明的目的是解决上述问题,提供一种燃烧器以及具备该燃烧器的锅炉,其能使由燃料与空气混合而成的燃烧气体的流速降低至接近燃烧速度来实现稳定的点燃并能减少nox产生量。

技术方案

用于达到上述目的的本发明的一方案的燃烧器具备:燃料喷嘴,能将由燃料与空气混合而成的燃烧气体吹入;至少一个火焰稳定器,设于该燃料喷嘴的顶端附近的轴心侧;以及分隔构件,在所述燃料喷嘴内将配置有所述火焰稳定器的内侧流路与该内侧流路的外侧的外侧流路分隔,由所述分隔构件所分隔的所述内侧流路的流路截面积向燃烧气体的流动方向扩大。

在燃料喷嘴内设置将配置有火焰稳定器的内侧流路与该内侧流路的外侧的外侧流路分隔的分隔构件,通过分隔构件,内侧流路的流路截面积向燃烧气体的流动方向扩大,因此,能使内侧流路的燃烧气体的流速降低。由此,能通过使燃烧气体的流速接近燃烧速度来抑制火焰的吹灭,因此能得到更稳定的火焰稳定性能。因此,通过强化在燃烧器的作为中心轴侧的内侧进行火焰稳定的内部火焰稳定,能抑制在燃料喷嘴的外周侧所产生的高温高氧区域并减少nox。

而且,在本发明的一方案的燃烧器中,所述分隔构件为筒构件。

通过筒构件,内侧流路与外侧流路被分隔开。筒构件的与燃烧气体流正交的横截面形状是任意的,例如使用四边形等多边形或圆形、椭圆形、长圆形。

而且,在本发明的一方案的燃烧器中,所述分隔构件具有隔着所述火焰稳定器相互具有间隔地延伸的两个板状体,各所述板状体连接于划分燃料喷嘴的外周的壁面。

分隔构件具有两个板状体,这些板状体连接于划分燃料喷嘴的外周的壁面。由此,形成由两个板状体与燃料喷嘴的壁面所围成的内侧流路。

而且,在本发明的一方案的燃烧器中,具备:燃烧器用空气喷嘴,从所述燃料喷嘴的外侧供给空气,由所述分隔构件所分隔的所述外侧流路的流路截面积向燃烧气体的流动方向减小。

位于分隔构件的外侧的外侧流路的流路截面积向燃烧气体的流动方向减小,因此流经外侧流路的燃烧气体的流速变大。由此,能减小从燃烧器用空气喷嘴所供给的空气与流经外侧流路的燃烧气体的流速差,从燃烧器用空气喷嘴所供给的空气与流经外侧流路的燃烧气体的混合以及点燃得到抑制,能尽可能地避免形成高温高氧区域。

需要说明的是,典型地,外侧流路意味着分隔构件与燃料喷嘴的内壁部(根据情况,燃烧器用空气喷嘴的内壁部兼作燃料喷嘴的内壁部)之间的流路。

而且,在本发明的一方案的燃烧器中,其特征在于,所述分隔构件随着朝向顶端侧,作为与平行于燃烧气体的流动方向的方向所成的角的倾斜角相对于燃烧气体的流动方向上游端部变小。

随着朝向顶端侧,作为与平行于燃烧气体的流动方向的方向所成的角的倾斜角相对于燃烧气体的流动方向上游端部变小,因此能抑制流经内侧流路的燃烧气体的剥离,能有效地减小燃烧气体的流速。

而且,在本发明的一方案的燃烧器中,在所述分隔构件的内壁面设有随着朝向燃烧气体的流动方向而向所述燃料喷嘴的轴心侧倾斜的引导面。

通过在分隔构件的内壁面设置随着向燃烧气体的流动方向行进而向燃料喷嘴的轴心侧倾斜的引导面,能使沿分隔构件的内壁面流过来的燃烧气体朝向燃料喷嘴的轴心侧,能进一步强化内部点燃。

而且,在本发明的一方案的燃烧器中,其特征在于,所述燃烧器用空气喷嘴随着朝向顶端,由外侧的面所围成的面的面积相对于燃烧气体的流动方向上游端部变小。如此,即使设为使燃烧器用空气喷嘴收缩的形状,也能通过设置分隔构件来减小在燃烧器用空气与燃烧气体的边界的流速差,能抑制高温高氧区域的点燃。此外,能降低火焰稳定器周围的流速,能促进燃烧气体流内部的点燃。

而且,在本发明的一方案的燃烧器中,其特征在于,还具有:引导构件,配置于所述燃料喷嘴的所述分隔构件的上游侧,将流经所述燃料喷嘴内的燃烧气体向轴心侧引导。因此,能通过引导构件使流经燃料喷嘴的固体燃料向喷嘴的轴心侧移动,能向筒构件的内部供给固态燃料的浓度高的燃烧气体,能提高内部火焰稳定的性能。

而且,在本发明的一方案的燃烧器中,其特征在于,还具有:二次空气喷嘴,能从所述燃烧器用空气喷嘴的外侧吹入空气,所述二次空气喷嘴的轴心侧的面具有随着朝向顶端侧而远离轴心的倾斜,将流经所述二次空气喷嘴内的二次空气向与通过所述燃烧器用空气喷嘴所吹入的空气分离并向轴的外侧引导的方向排出。因此,能通过二次空气喷嘴向与轴心分离的方向吸引燃烧器用空气,能抑制在燃烧器用空气与燃烧气体的边界的点火。

而且,在本发明的一方案的燃烧器中,其特征在于,所述火焰稳定器形成以如下方式配置的构造:沿水平方向且在铅垂方向具有规定间隙地平行的两个第一火焰稳定构件与沿铅垂方向且在水平方向具有规定间隙地平行的两个第二火焰稳定构件交叉。通过将火焰稳定器设为上述形状,能适当地实现内部火焰稳定。

而且,在本发明的一方案的燃烧器中,所述火焰稳定器具备:上游侧火焰稳定构件,设于燃烧气体流的上游侧;以及下游侧火焰稳定构件,相对于该上游侧火焰稳定构件设于燃烧气体的下游侧。

通过将火焰稳定构件在燃烧气体流动方向进行分配并且高度不同地配置,能使因火焰稳定构件的占据而变窄的流路截面积尽可能地小。由此,能抑制流经内侧流路的燃烧气体的增速,能使流经内侧流路的燃烧气体的流速接近燃烧速度并强化内部点燃。

而且,在本发明的一方案的燃烧器中,其特征在于,所述火焰稳定器在燃烧气体的流动方向的下游侧具有扩幅部。通过将火焰稳定器设为上述形状,能适当地实现内部火焰稳定。

此外,本发明的一方案的锅炉具备:火炉;相对于该火炉设置的上述的燃烧器;以及热交换器,在所述火炉的下游侧与来自所述燃烧器的燃烧气体进行热交换。

由于具备上述的燃烧器,因此能提供废气中的nox减少的锅炉。

有益效果

由于通过分隔构件使内侧流路的流路截面积向燃烧气体的流动方向扩大,因此降低流经内侧流路的燃烧气体的流速,使燃烧气体的流速接近燃烧速度,由此能抑制火焰的吹灭等并实现火焰稳定器中的稳定的点燃。由此,由于在燃烧器的内侧进行火焰稳定的内部火焰稳定被强化且由氧不足状态下的燃烧实现的还原有效地进行,因此能减少nox。

附图说明

图1是表示本发明的实例1的燃烧器的主视图。

图2是表示实例1的燃烧器的纵剖面图。

图3是表示应用了实例1的燃烧器的燃煤粉锅炉的概略构成图。

图4是表示实例1的燃煤粉锅炉中的燃烧器的俯视图。

图5是表示本发明的实例2的燃烧器的剖面图。

图6是表示实例2的变形例的剖面图。

图7是表示本发明的实例3的燃烧器的剖面图。

图8是表示本发明的实例4的燃烧器的剖面图。

图9是表示本发明的实例5的燃烧器的剖面图。

图10是实例5的燃烧器的主视图。

图11是变形例的燃烧器的主视图。

图12是俯视观察本发明的实例6的燃烧器的燃料喷嘴的剖面图。

图13是实例6的燃烧喷嘴的主视图。

图14是俯视观察作为实例6的变形例的圆形燃烧器的燃料喷嘴的剖面图。

图15是图14的燃料喷嘴的主视图。

图16是俯视观察本发明的实例7的燃料喷嘴的剖面图。

图17是图16的燃料喷嘴的主视图。

图18是图16的燃料喷嘴的侧剖面图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的一方案的燃烧器的优选实例进行详细说明。需要说明的是,本发明并不限定于该实例,此外,在存在多个实例的情况下,也包含对各实例进行组合而构成的实例。

实例1

图1是表示本发明的实例1的燃烧器的主视图,图2是表示实例1的燃烧器的纵剖面图,图3是表示应用了实例1的燃烧器的燃煤粉锅炉的概略构成图,图4是表示实例1的燃煤粉锅炉中的燃烧器的俯视图。

应用了实例1的燃烧器的燃煤粉锅炉为如下的锅炉:将由煤炭粉碎而成的煤粉作为固体燃料来使用,通过燃烧器使该煤粉燃烧,并能回收由该燃烧而产生的热。

在该实例1中,如图3所示,燃煤粉锅炉10为传统还有锅炉,具有:火炉11、燃烧装置12、以及烟道13。火炉11呈四角筒的中空状并沿铅垂方向设置,在构成该火炉11的火炉壁的下部设有燃烧装置12。

燃烧装置12具有装接于火炉壁的多个燃烧器21、22、23、24、25。在本实例中,该燃烧器21、22、23、24、25将以四个均等间隔沿周向配设的构成作为一组,并沿铅垂方向配置有五组,就是说,配置有五阶。

然后,各燃烧器21、22、23、24、25经由煤粉供给管26、27、28、29、30连结于煤粉机(研磨机)31、32、33、34、35。虽未图示,但该煤粉机31、32、33、34、35构成为:在壳体内绕沿铅垂方向的旋转轴心可驱动旋转地支承有粉碎工作台,以与该粉碎工作台的上方对置的方式可与粉碎工作台的旋转连动旋转地支承有多个粉碎辊。因此,当煤炭被投入至多个粉碎辊与粉碎工作台之间时,在此被粉碎至规定的大小,通过输送空气(空气)将进行了分级的煤粉从煤粉供给管26、27、28、29、30供给至燃烧器21、22、23、24、25。

此外,火炉11在各燃烧器21、22、23、24、25的装接位置设有风箱36,在该风箱36连结有空气管道37的一端部,在该空气管道37的另一端部装接有鼓风机38。而且,火炉11在各燃烧器21、22、23、24、25的装接位置的上方设有附加(additional)空气喷嘴39,在该附加空气喷嘴39连结有从空气管道37分支出的分支空气管道40的端部。因此,能将由鼓风机38所输送的燃烧用空气(燃烧器用空气(燃烧气体燃烧用空气)、二次空气)从空气管道37供给至风箱36,并从该风箱36供给至各燃烧器21、22、23、24、25,并且,能将由鼓风机38所输送的燃烧用空气(追加空气)从分支空气管道40供给至附加空气喷嘴39。

因此,在燃烧装置12,各燃烧器21、22、23、24、25能将由煤粉与空气混合而成的微粉煤燃料混合气(燃烧气体)吹入火炉11内,并且,能将燃烧器用空气、二次空气吹入火炉11内,并能通过未图示的点火吹管将微粉煤燃料混合气点燃从而形成火焰。

需要说明的是,一般而言,在锅炉起动时,各燃烧器21、22、23、24、25向火炉11内喷射油燃料来形成火焰。或者,在通过起动用的燃油燃烧器形成火焰后,在正常运转时从该燃油燃烧器供给燃烧器用空气。

火炉11在上部连结有烟道13,在该烟道13设有作为用于回收废气的热的热交换器的过热器(superheater)41、42、再热器43、44以及省煤器(economizer)45、46、47来作为对流导热部,在由火炉11中的燃烧而产生的废气与水之间进行热交换。

烟道13在其下游侧连结有供进行了热交换的废气排出的废气管48。该废气管48在与空气管道37之间设有空气加热器49,能在流经空气管道37的空气与流经废气管48的废气之间进行热交换,对被供给至燃烧器21、22、23、24、25的燃烧用空气进行升温。

需要说明的是,虽未图示,但废气管48设有脱硝装置、电集尘器、诱导鼓风机、脱硫装置,在下游端部设有烟囱。

因此,当煤粉机31、32、33、34、35驱动时,所生成的煤粉与输送用空气一起从煤粉供给管26、27、28、29、30通过并被供给至燃烧器21、22、23、24、25。此外,被加热了的燃烧用空气经由风箱36从空气管道37供给至各燃烧器21、22、23、24、25,并且,从分支空气管道40供给至附加空气喷嘴39。于是,燃烧器21、22、23、24、25将由煤粉与输送用空气混合而成的微粉煤燃料混合气吹入火炉11并且将燃烧用空气吹入火炉11,并能通过在此时进行点燃而形成火焰。此外,附加空气喷嘴39能将追加空气吹入火炉11并进行燃烧控制。在该火炉11中,微粉煤燃料混合气与燃烧用空气燃烧并产生火焰,当在该火炉11内的下部产生火焰时,燃烧气体(废气)在该火炉11内上升,排出至烟道13。

即,燃烧器21、22、23、24、25将煤粉混合气与燃烧用空气(燃烧器用空气/二次空气)吹入火炉11中的燃烧区域,并通过在此时进行点燃而在燃烧区域形成火焰回旋流。然后,该火焰回旋流一边回旋一边上升至还原区域。附加空气喷嘴39将追加空气吹入至火炉11中的还原区域的上方。在该火炉11中,以空气的供给量相对于煤粉的供给量小于理论空气量的方式进行设定,由此,内部保持还原气氛。然后,由煤粉的燃烧产生的nox在火炉11被还原,之后,供给追加空气(附加空气),由此,煤粉的氧化燃烧结束,由煤粉的燃烧产生的nox的产生量减少。

此时,从未图示的供水泵供给的水由省煤器45、46、47预热后,被供给至未图示的汽鼓并且在供给至火炉壁的各水管(未图示)期间被加热变为饱和蒸汽,被送入未图示的汽鼓。而且,未图示的汽鼓的饱和蒸汽被导入过热器41、42,因燃烧气体而变得过热。在过热器41、42生成的过热蒸汽被供给至未图示的发电成套设备(例如,涡轮机等)。此外,在涡轮机中的膨胀过程的中途所取出的蒸汽被导入再热器43、44,再次变得过热并返回涡轮机。需要说明的是,虽然将火炉11设为鼓型(汽鼓)进行了说明,但并不限定于该构造。

之后,从烟道13的省煤器45、46、47通过的废气在废气管48中利用未图示的脱硝装置通过触媒去除nox等有害物质,通过电集尘器去除粒子状物质,通过脱硫装置去除硫黄成分后,从烟囱排出至大气中。

在此,将对燃烧装置12进行详细说明,但构成该燃烧装置12的各燃烧器21、22、23、24、25几乎为同样的构成,因此仅对位于最上阶的燃烧器21进行说明。

如图4所示,燃烧器21由设于火炉11的四个壁面的燃烧器21a、21b、21c、21d构成。各燃烧器21a、21b、21c、21d连结有从煤粉供给管26分支出的各分支管26a、26b、26c、26d,并且,连结有从空气管道37分支出的各分支管37a、37b、37c、37d。

因此,位于火炉11的各壁面的各燃烧器21a、21b、21c、21d对火炉11吹入由煤粉与输送用空气混合而成的微粉煤燃料混合气,并且,向此微粉煤燃料混合气的外侧吹入燃烧用空气。然后,点燃来自各燃烧器21a、21b、21c、21d的微粉煤燃料混合气,由此能形成四簇火焰f1、f2、f3、f4,从火炉11的上方观察,该火焰f1、f2、f3、f4成为(图4中)逆时针方向回旋的火焰回旋流。

如图1以及图2所示,在如此构成的燃烧器21(21a、21b、21c、21d)中,从中心侧开始设有:燃料喷嘴51、燃烧器用空气喷嘴52、二次空气喷嘴53,并且,设有火焰稳定器54以及筒构件(分隔构件)55。如箭头202所示,燃料喷嘴51能将由煤粉(固体燃料)与输送用空气(空气、一次空气)混合而成的燃烧气体(微粉煤燃料混合气、空气)吹入。燃烧器用空气喷嘴(燃烧用空气喷嘴)52配置于燃料喷嘴51的外侧,如箭头204所示,能向从燃料喷嘴51喷射的燃烧气体的外周侧吹入燃烧用空气(燃烧器用空气、燃烧气体燃烧用空气、coal二次空气)。二次空气喷嘴53配置于:在燃烧器用空气喷嘴52的外侧并且作为燃烧器用空气喷嘴52的铅垂方向上侧的位置、以及在燃烧器用空气喷嘴52的外侧并且作为燃烧器用空气喷嘴52的铅垂方向下侧的位置。该情况下,铅垂方向也包含相对于铅垂的方向仅错开微小角度的方向。二次空气喷嘴53未配置于在燃烧器用空气喷嘴52的外侧并且在水平方向邻接的位置。如箭头206所示,二次空气喷嘴53能向从燃烧器用空气喷嘴52喷射的燃烧器用空气的外周侧吹入二次空气(aux)。此外,二次空气喷嘴53也可以配置于在燃烧器用空气喷嘴52的外侧并且在水平方向邻接的位置。此外,二次空气喷嘴53也可以配置于在燃烧器用空气喷嘴52的外侧并且在水平方向邻接的位置,但不配置于在铅垂方向邻接的位置。二次空气喷嘴53也可以设于燃烧器用空气喷嘴52的外侧的整周。二次空气喷嘴53也可以设置风门开度调整机构等,由此能调整二次空气的喷出量。

燃烧器21的燃料喷嘴51、燃烧器用空气喷嘴52、二次空气喷嘴53具有:燃烧器角度调整部80、以滑动自如的状态连接于燃烧器角度调整部80的管路部82。燃烧器角度调整部80是燃烧器21的燃料喷嘴51、燃烧器用空气喷嘴52、二次空气喷嘴53的顶端,以能相对于管路部82沿所设定的方向移动的状态被支承。燃烧器角度调整部80所能移动的方向未作特别限定,可以沿火炉11的轴向(铅垂方向)移动,也可以沿火炉11的截面方向(水平方向)移动。燃烧器21通过调整燃烧器角度调整部80的朝向,来调整将由煤粉与输送用空气混合而成的微粉煤燃料混合气吹入的方向。管路部82与燃烧器角度调整部80连接,形成有分别与燃料喷嘴51、燃烧器用空气喷嘴52、二次空气喷嘴53对应的管路,向燃烧器角度调整部80的各部分供给由煤粉与空气混合而成的燃烧气体、燃烧器用空气、二次空气。管路部82为长条的管状构造。

在燃料喷嘴51,顶端侧的部分、就是说与燃烧器角度调整部80对应的部分为直管,与吹入微粉煤燃料混合气的方向正交的截面(开口)的面积(流路截面积)是固定的。在燃烧器用空气喷嘴52,顶端侧的部分、就是说与燃烧器角度调整部80对应的部分为随着朝向顶端而收缩的形状,与将微粉煤燃料混合气吹入的方向正交的截面(开口)的面积(流路截面积)随着朝向顶端而变小。就是说,燃烧器用空气喷嘴52为如下形状:随着朝向顶端,由外侧的面所围成的面的面积相对于燃烧气体的流动方向上游端部变小。在二次空气喷嘴53,顶端侧的部分、就是说与燃烧器角度调整部80对应的部分为随着朝向顶端而收缩的形状,与吹入微粉煤燃料混合气的方向正交的截面(开口)的面积(流路截面积)随着朝向顶端而变小。

需要说明的是,燃料喷嘴51、燃烧器用空气喷嘴52的开口的形状不限于正四边形,也可以是矩形,该情况下,也可以采用角部具有曲率的形状。能通过采用角部具有曲率的管状构造来提高喷嘴的强度。而且,也可以采用圆筒。

火焰稳定器54配置于燃料喷嘴51内的、燃烧气体的吹入方向的下游侧且轴中心侧,由此作为燃烧气体的点燃用以及火焰稳定用而发挥功能。该火焰稳定器54形成为以呈十字形的方式配置沿水平方向的第一火焰稳定构件61、62和沿铅直方向(上下方向)的第二火焰稳定构件63、64的、所谓的双交叉缝隙(split)构造。然后,各第一火焰稳定构件61、62具有:其厚度固定的呈平板状的平坦部61a、62a和一体设于该平坦部61a、62a的前端部(燃烧气体的流动方向的下游端部)的扩幅部61b、62b。在该扩幅部61b、62b,截面为等腰三角形,宽度朝向燃烧气体的流动方向的下游侧变宽,前端为与该燃烧气体的流动方向正交的平面。需要说明的是,扩幅部61b、62b并不限定于等腰三角形的截面,只要是使燃烧气体流分离并在下游侧形成再循环区域的缝隙形状即可,例如截面也可以为y字形。此外,虽未图示,但关于各第二火焰稳定构件63、64,也形成为同样的构造。

因此,燃料喷嘴51以及燃烧器用空气喷嘴52具有长条的管状构造,燃料喷嘴51具有矩形开口部51a,燃烧器用空气喷嘴52具有矩形环状的开口部52a,因此,燃料喷嘴51与燃烧器用空气喷嘴52为双重管结构。在燃料喷嘴51以及燃烧器用空气喷嘴52的外侧,配置有二次空气喷嘴53来作为双重管结构,具有矩形环状的开口部53a。其结果是,在燃料喷嘴51的开口部51a的外侧配设有燃烧器用空气喷嘴52的开口部52a,在该燃烧器用空气喷嘴52的开口部52a的外侧配设有二次空气喷嘴53的开口部53a。需要说明的是,二次空气喷嘴53也可以不作为双重管结构来配置,而是在燃烧器用空气喷嘴52的外周侧另外配置多个喷嘴来作为二次空气喷嘴。

这些喷嘴51、52、53的开口部51a、52a、53a配置为在同一面上对齐。此外,火焰稳定器54从燃料喷嘴51的内壁面或从供燃烧气体流过的流路的上游侧,通过未图示的板材支承。此外,燃料喷嘴51在内部以双缝隙构造配置有作为该火焰稳定器54的多个火焰稳定构件61、62、63、64,因此,燃烧气体的流路被分割为九条。然后,火焰稳定器54在前端部具有宽度变宽的扩幅部61b、62b,该扩幅部61b、62b的前端面与开口部51a在同一面上对齐。

此外,在实例1的燃烧器21中,使流经燃料喷嘴51内的燃烧气体中的流经轴心侧的燃烧气体的流速降低的筒构件55配置于燃料喷嘴51的内部,更准确地讲,配置于包含燃料喷嘴51的顶端的位置、且相当于燃烧器角度调整部80的部分。通过筒构件55,配置有火焰稳定器54的内侧流路与内侧流路的外侧的外侧流路被分隔开。如图1以及图2所示,筒构件55为如下形状:随着从燃烧气体的流动方向的上游侧朝向下游侧,就是说随着朝向顶端的开口,由筒构件55所围成的内侧流路的流路截面积变大。

该筒构件55为截面是四边形的角筒,配置于燃料喷嘴51的内部。筒构件55具有:配置于火焰稳定构件61与燃烧器用空气喷嘴52的上壁面之间的板构件65、配置于火焰稳定构件62与燃烧器用空气喷嘴52的下壁面之间的板构件66、配置于火焰稳定构件63与燃烧器用空气喷嘴52的侧壁面之间的板构件67、配置于火焰稳定构件64与燃烧器用空气喷嘴52的侧壁面之间的板构件68。筒构件55在与燃烧气体的流动方向正交的截面接合板构件65、66、67、68的各自的端部,形成四角筒。筒构件55将火焰稳定器54的燃料喷嘴51的轴心侧的一部分包围,在本实例中,将由火焰稳定构件61、62、63、64形成的四边形的部分包围。板构件65、66、67、68的燃烧气体的流动方向的上游侧的端部位于火焰稳定器54的上游侧,燃烧气体的流动方向的下游侧的端部位于与火焰稳定器54的下游侧的端部相同的位置。此外,筒构件55随着从燃烧气体的流动方向的上游朝向下游,就是说随着朝向顶端的开口(喷射燃烧气体的开口),板构件65、66、67、68向远离燃料喷嘴51的轴心的方向倾斜。此外,板构件65、66、67、68在与火焰稳定构件61、62、63、64重叠的位置与火焰稳定构件61、62、63、64接合。由此,火焰稳定构件61、62、63、64贯通重叠位置的板构件65、66、67、68。由此,筒构件55为如下形状:在燃烧气体的流动方向随着朝向顶端的开口,由筒构件55围成的内部的面积变大。在筒构件55,在将燃烧气体的流动方向上游侧的端部的开口69的面积设为a1,将燃烧气体的流动方向下游侧的端部的开口70的面积设为a2的情况下,面积a1比面积a2小。

因此,在该燃烧器21中,将由煤粉与空气混合而成的燃烧气体从燃料喷嘴51的开口部51a吹入炉内,并且,在其外侧,从燃烧器用空气喷嘴52的开口部52a向炉内吹入燃烧器用空气,在其外侧,从二次空气喷嘴53的开口部53a向炉内吹入二次空气。此时,燃烧气体吹入由筒构件55所分隔的内侧流路和外侧流路这两方。燃烧气体中被吹入至筒构件55的内侧的燃烧气体在燃料喷嘴51的开口部51a通过火焰稳定器54而形成分支并被点燃,燃烧变为燃烧气体。燃烧气体中被吹入至筒构件55的外侧的燃烧气体通过在火焰稳定器54被点燃的火焰而燃烧。此外,向该燃烧气体的外周吹入燃烧器用空气,由此促进燃烧气体的燃烧。此外,向燃烧火焰的外周吹入二次空气,由此调整燃烧器用空气与二次空气的比例,能得到最佳燃烧。

然后,在该燃烧器21中,由于火焰稳定器54呈缝隙形状,因此燃烧气体在燃料喷嘴51的开口部51a通过火焰稳定器54而形成分支,此时,火焰稳定器54配置于燃料喷嘴51的开口部51a的中央区域,在该中央区域,进行燃烧气体的点燃以及火焰稳定。由此,实现燃烧火焰的内部火焰稳定(燃料喷嘴51的开口部51a的中央区域的火焰稳定)。

因此,与进行燃烧火焰的外部火焰稳定的构成相比,燃烧火焰的外周部变为低温,此外,由于氧从火焰内部被消耗而变为低氧,因此能降低因燃烧器用空气而处于高氧气氛下的燃烧火焰的外周部的温度,燃烧火焰的外周部的nox产生量减少。

在此,在燃烧器21中,由于采用了进行内部火焰稳定的构成,因此优选燃烧气体以及燃烧空气(燃烧器用空气以及二次空气)作为直进流进行供给。即,优选具有以下构造:燃料喷嘴51、燃烧器用空气喷嘴52、二次空气喷嘴53不使燃烧气体、燃烧器用空气、二次空气回旋,而是沿燃烧器轴心方向作为直进流进行供给。由于该燃烧气体、燃烧器用空气、二次空气作为直进流喷射并形成燃烧火焰,因此在对燃烧火焰进行内部火焰稳定的构成中,燃烧火焰内的气体循环得到抑制。由此燃烧火焰的外周部维持低温的状态,由燃烧器用空气的混合而产生的nox产生量减少。

而且,在燃烧器21中,通过设置内侧流路的流路截面积随着朝向燃料喷嘴51的顶端的开口而变大的筒构件55,能降低流经内侧流路的燃烧气体的流速。由此,能通过使燃烧气体的流速接近燃烧速度来抑制火焰的吹灭,因此能得到更稳定的火焰稳定性能。因此,通过强化内部火焰稳定,能抑制可在燃料喷嘴51的外周侧产生的高温高氧区域,并减少nox。

此外,在燃烧器21,由于由筒构件55所分隔的外侧流路的流路截面积朝向燃烧气体的流动方向减小,因此,能提高通过燃料喷嘴51吹入炉内的燃烧气体中的、流经通过燃烧器用空气喷嘴52吹入的燃烧器用空气的附近的外侧流路的燃烧气体的流速。由此,能减小流经外侧流路的燃烧气体与燃烧器用空气的流速差,能抑制在流经外侧流路的燃烧气体与燃烧器用空气的边界的点燃,即能抑制所谓的外部点燃。

作为一例,从火焰稳定器54的火焰稳定构件61与火焰稳定构件62之间通过的燃烧气体90被以较低的流速例如10m/s从燃烧器21喷射,并被内部点燃。在火焰稳定器54的火焰稳定构件61与火焰稳定构件62之间的外侧、并且从由筒构件55所围成的空间通过的燃烧气体90被以较低的流速例如10m/s从燃烧器21喷射,并被内部点燃。在由筒构件55所围成的空间的外侧、并且从由燃料喷嘴51所围成的空间通过的燃烧气体90被以比内侧的燃烧气体还快的流速例如30m/s从燃烧器21喷射。在由燃料喷嘴51所围成的空间的外侧、并且从由燃烧器用空气喷嘴52所围成的空间通过的燃烧器用空气被以比内侧的燃烧气体还快的流速例如40m/s从燃烧器21喷射。在由燃烧器用空气喷嘴52所围成的空间的外侧、并且从由二次空气喷嘴53所围成的空间通过的二次空气被以比内侧的燃烧气体还快的流速例如60m/s从燃烧器21喷射。

如此,在实例1的燃烧器中,设有能将由煤粉与空气混合而成的燃烧气体吹入的燃料喷嘴51和能从该燃料喷嘴51的外侧将燃烧器用空气吹入的燃烧器用空气喷嘴52,并且,在燃料喷嘴51的顶端部的轴中心侧设有火焰稳定器54,设有降低流经燃料喷嘴51内的轴心侧的燃烧气体的流速并提高流经燃烧器用空气喷嘴52侧的燃烧气体的流速的筒构件55。

因此,能减缓流经燃料喷嘴51内的燃烧气体中的流经比筒构件55靠近燃料喷嘴51的轴心侧、即火焰稳定器54侧的内侧流路的燃烧气体的流速,由此能接近燃烧速度并形成易于点燃的状态,其结果是,能提高由火焰稳定器54实现的内部火焰稳定性能。如此,由于能强化内部火焰稳定,因此促进氧不足的还原气氛下的燃烧,由此能进一步减少nox。

此外,在实例1的燃烧器中,能提高流经燃料喷嘴51内的燃烧气体中的流经比筒构件55靠近燃烧器用空气喷嘴52侧的外侧流路的燃烧气体的流速,由此能减小在流经外侧流路的燃烧气体与燃烧器用空气的边界的流速差,能抑制作为燃烧器用空气所流过的区域的点燃的外部点燃。

在此,在燃烧气体的流动方向,实例1的燃烧器21将火焰稳定器54的下游侧的端部设于与燃料喷嘴51的下游侧的端部、即开口部51a重叠的位置,但并不限定于此。燃烧器21的火焰稳定器54只要配置于燃料喷嘴51的顶端附近即可。在此,顶端附近为燃料燃烧器21的喷嘴内部。如本实例,燃烧器21在具备燃烧器角度调整部80的情况下,优选将火焰稳定器54配置于燃烧器角度调整部80的内部。

作为燃烧用燃料,以煤粉为例进行了说明,但本发明并不限定于煤粉(固体燃料),也可以是生物质(生物质片、生物质颗粒)、残渣物、石油焦、lng、页岩气等燃料或者这些燃料的两种以上的混烧。

实例2

图5是表示本发明的实例2的燃烧器的剖面图。需要说明的是,对于功能与上述实例相同的构件,标注相同的符号,并省略详细说明。

实例2的如图5所示的燃烧器21a从中心侧开始设有:燃料喷嘴51、燃烧器用空气喷嘴52、二次空气喷嘴53,并且,设有火焰稳定器54和筒构件55a。

筒构件55a具有板构件65a、66b。筒构件55a还具备与筒构件55的板构件67、68对应的板部。板构件65a具有相对于燃烧气体的流动方向的倾斜部84和相对于燃烧气体的流动方向水平的水平部85。倾斜部84配置于水平部85的燃烧气体的流动方向的上游侧,与水平部85连结。板构件66b具有相对于燃烧气体的流动方向的倾斜部86和相对于燃烧气体的流动方向水平的水平部87。倾斜部86配置于水平部87的燃烧气体的流动方向的上游侧,与水平部87连结。

筒构件55a在配置有燃烧气体的流动方向的上游侧的倾斜部84、86的区域,内侧流路的流路截面积变大,在配置有水平部85、87的区域,内侧流路的流路截面积固定。

如燃烧器21a那样,使筒构件55a在燃烧气体的流动方向的一部分的区域的内侧流路的流路截面积变化,即使在其余的区域将内侧流路的流路截面积设为固定,也能得到与上述同样的效果。此外,燃烧器21a将燃料喷嘴51的顶端侧的筒构件55a的流路截面积设为固定,由此,能以向直进方向整流的状态从喷嘴喷射燃烧气体,以免燃烧气体向外侧流动且成为外周点燃的要因。

燃烧器的筒构件的形状不限定于筒构件55、55a的形状,能采用各种形状。例如,筒构件也可以采用的构成是:将内侧的面积不同的多个筒沿燃烧气体的流动方向连接,使连接部的形状变化。此外,筒构件的与轴平行的截面的形状并不限定于呈直线的形状,也可以设为曲线。在此,筒构件优选如下形状:在燃烧气体的流动方向,随着朝向顶端侧,作为与平行于燃烧气体的流动方向的方向所成的角的倾斜角变小,就是说角度接近0。由此,能抑制流经作为筒构件的内部的内侧流路的燃烧气体的剥离,能有效地减小燃烧气体的流速。

此外,如图6所示,也可以在筒构件55a的下游端的内侧设有随着朝向燃烧气体流的下游侧而向燃料喷嘴51的轴心侧倾斜的引导面88。该引导面88虽然优选遍及筒构件55a的整个周围地设置,但也可以局部地设置。引导面88既可以如该图所示设为直线状的倾斜面,也可以形成曲面。能通过设置引导面88将沿筒构件55a的内壁面流过来的燃烧气体朝向燃料喷嘴51的轴心侧引导,将煤粉引导至形成于火焰稳定器54的下游侧的再循环区域,能进一步强化内部点燃。

不过,在筒构件55a的下游端的外侧并不设置向外侧突出的引导面,而是采用筒构件55a的外形形状保持原来地向下游侧呈直线状延长的形状。这是因为当在筒构件55a的下游端设置向外侧进行引导的面时,恐怕会存在由与燃烧器用空气的混合所导致的外部点燃。

需要说明的是,引导面88也能应用于上述实例1的构成。

实例3

图7是表示本发明的实例3的燃烧器的剖面图。需要说明的是,对于功能与上述实例相同的构件,标注相同的符号,并省略详细说明。实例3的如图7所示的燃烧器21b从中心侧开始设有:燃料喷嘴51、燃烧器用空气喷嘴52、二次空气喷嘴53,设有并且,火焰稳定器54、筒构件55、引导构件102、104。

该引导构件102、104将流经燃料喷嘴51内的燃烧气体导向轴心侧,由此如箭头208所示,将燃烧气体导向与通过燃烧器用空气喷嘴52吹入的燃烧器用空气分离的方向。引导构件102、104设于燃料喷嘴51的管路部82。就是说,引导构件102、104位于不与在燃料喷嘴51内配置的火焰稳定器54以及筒构件55对置的位置,配置于火焰稳定器54以及筒构件55的燃烧气体的流动方向的上游侧。此外,引导构件102、104沿周向配置于燃料喷嘴51的内壁面。引导构件102配置于燃料喷嘴51的上壁面,引导构件104配置于燃料喷嘴51的下壁面。需要说明的是,引导构件也可以还设于燃料喷嘴51的侧壁面。引导构件102、104为从燃料喷嘴51的内壁面向火焰稳定器54侧突出的形状,形成有将燃料喷嘴51内的燃烧气体导向轴心侧的引导面(倾斜面或弯曲面)。

燃烧器21b在燃料喷嘴51的管路部82配置引导构件102、104,由此流经燃料喷嘴51内的燃烧气体通过引导构件102、104被导向轴心侧、即作为火焰稳定器54侧的筒构件55的内部的内侧流路。由此,燃烧气体所含的固态燃料被向轴心侧移动,在燃料喷嘴51的截面,轴心侧的煤粉的浓度变得比燃烧器用空气喷嘴52侧高。需要说明的是,作为运输气体的一次空气由于流动性比煤粉高,因此以比煤粉短的距离使燃料喷嘴51内的分布均匀化。燃烧器21b设置引导构件102、104并在筒构件55的上游侧使煤粉向轴心侧移动,由此能使流入筒构件55的内侧流路的燃烧气体的煤粉的浓度较高。由此,能提高火焰稳定器54的附近的燃料的浓度,提高燃烧速度,并能提高内部火焰稳定性能。此外,由于能减少从筒构件55的外部的外侧流路通过的燃料,因此能进一步抑制在流经外侧流路的燃烧气体与燃烧器用空气的边界的点燃。

需要说明的是,也可以在本实例的筒构件55的下游端的内侧设置如图6所示的引导面88。

实例4

图8是表示本发明的实例4的燃烧器的剖面图。需要说明的是,对于功能与上述实例相同的构件,标注相同的符号,并省略详细说明。实例4的如图8所示的燃烧器21c从中心侧开始设有:燃料喷嘴51、燃烧器用空气喷嘴52、二次空气喷嘴53,并且,设有火焰稳定器54、筒构件55、引导构件102、104。

在燃烧器21c与作为二次空气喷嘴53的顶端侧的一部分的燃烧器角度调整部80对应的部分的、内侧面112以及外侧面114向远离燃料喷嘴51的轴心的方向倾斜。就是说,二次空气喷嘴53的内侧面112以及外侧面114向与筒构件55同样的朝向倾斜。二次空气喷嘴53的内侧面112以及外侧面114向远离燃料喷嘴51的轴心的方向倾斜,由此向远离燃料喷嘴51的轴心的方向倾斜地喷射二次空气98a。如此,通过向远离燃料喷嘴51的轴心的方向倾斜地喷射二次空气98a,能容易地使燃烧器用空气96向远离轴心的方向变宽。由此,能减少与燃烧气体94的边界侧的燃烧器用空气96,能促进火焰外周的高温高氧区域中的nox减少。

燃烧器21c通过调整二次空气喷嘴53的内侧面112以及外侧面114的朝向,来调整喷嘴的朝向,但也可以使二次空气喷嘴53的位置远离燃烧器用空气喷嘴53。

实例5

图9是表示本发明的实例5的燃烧器的剖面图。图10是实例5的燃烧器的主视图。需要说明的是,对于功能与上述实例相同的构件,标注相同的符号,并省略详细说明。实例5的如图9所示的燃烧器21d从中心侧开始设有:燃料喷嘴51、燃烧器用空气喷嘴52、二次空气喷嘴53,并且,设有火焰稳定器54d。

火焰稳定器54d配置于燃料喷嘴51内的、燃烧气体的吹入方向的下游侧并且轴中心侧,由此作为燃烧气体的点燃用以及火焰稳定用而发挥功能。该火焰稳定器54d形成为以呈十字形的方式配置沿水平方向的第一火焰稳定构件161、162和沿铅垂方向(上下方向)的第二火焰稳定构件63、64的、所谓的双交叉缝隙构造。然后,各第一火焰稳定构件161、162具有:其厚度固定的呈平板状的平坦部161a、162a和一体设于该平坦部161a、162a的前端部(燃烧气体的流动方向的下游端部)的扩幅部161b、162b。在该扩幅部161b、162b,截面为等腰三角形,宽度朝向燃烧气体的流动方向的下游侧变宽,前端成为与该燃烧气体的流动方向正交的平面。此外,平坦部161a、162a相对于燃烧气体的流动方向倾斜。具体而言,平坦部161a、162a随着朝向燃烧气体的流动方向的下游侧而向接近燃烧器用空气喷嘴52的壁面的方向、即相互远离的方向倾斜。如此,各第一火焰稳定构件161、162成为将内侧流路与外侧流路分隔的分隔构件。即,由两个第一火焰稳定构件161、162所夹的流路成为内侧流路,各第一火焰稳定构件161、162与燃烧器用空气喷嘴52的内壁面之间成为外侧流路。

第二火焰稳定构件63、64为与实例1的火焰稳定器54同样的形状,平坦部沿与燃烧气体的流动方向平行的方向延伸。

更具体而言,内侧流路由平坦部161a、162a和燃烧器用空气喷嘴52的侧壁面与平坦部161a、162a之间的部分构成。就是说,由火焰稳定器54d的一部分和燃烧器用空气喷嘴52的一部分构成筒状的内侧流路。内侧流路的平坦部161a、162a随着朝向燃烧气体的流动方向的下游侧而向接近燃烧器用空气喷嘴52的壁面的方向倾斜,由此,内侧流路的流路截面积随着朝向燃烧气体的流动方向的下游侧而变大。

如此,由平坦部161a、162a所分隔的内侧流路的流路截面积向燃烧气体的流动方向扩大,因此能得到与上述实例1等相同的效果。

此外,在火焰稳定器54d,也可以不设置扩幅部161b、162b中比平坦部161a、162a靠近燃烧器用空气喷嘴52的侧壁面侧的部分。就是说,火焰稳定器54d也可以不在筒构件55d的外侧的部分设置具备火焰稳定功能的扩幅部。由此,能进一步降低外部点燃的可能性。

在此,燃烧器的火焰稳定器的形状并不限定于上述。图11是变形例的燃烧器的主视图。如图11所示的燃烧器21e从中心侧开始设有:燃料喷嘴51、燃烧器用空气喷嘴52、二次空气喷嘴53,并且,设有火焰稳定器54e和筒构件55a。

火焰稳定器54e配置于燃料喷嘴51内的、燃烧气体的吹入方向的下游侧且轴中心侧,由此作为燃烧气体的点燃用以及火焰稳定用而发挥功能。该火焰稳定器54e配置有沿水平方向的第一火焰稳定构件61e、62e和沿铅垂方向(上下方向)的第二火焰稳定构件63e、64e,第一火焰稳定构件61e、62e和第二火焰稳定构件63e、64e为四边形构造。就是说,第一火焰稳定构件61e、62e未配置于第二火焰稳定构件63e与燃烧器用空气喷嘴52的侧壁面之间和第二火焰稳定构件64e与燃烧器用空气喷嘴52的侧壁面之间。此外,第二火焰稳定构件63e、64e未配置于第一火焰稳定构件61e与燃烧器用空气喷嘴52的上壁面之间和第一火焰稳定构件62e与燃烧器用空气喷嘴52的下壁面之间。火焰稳定构件61e、62e、63e、64e仅配置位置不同,与上述实例1的火焰稳定构件61、62、63、64相同。筒构件55配置于将由火焰稳定构件61e、62e、63e、64e所形成的四角包围的位置。

在燃烧器21e,采用由火焰稳定器54e的火焰稳定构件61e、62e、63e、64e所形成的四边形,而未配置到与燃烧器用空气喷嘴52相接的位置,由此能设为在筒构件55的内部配置有火焰稳定器54e的构造。由此,能降低从火焰稳定器54e的周围通过的所有燃烧气体的流速。

此外,本实例的火焰稳定器设有三角形截面形状的扩幅部,但并不限定于该形状,也可以是四边形,也可以去掉扩幅部。此外,上述实例中,虽然将燃烧器21的截面形状设为四边形,但也可以是圆形,也可以是其他的多边形。

实例6

在图12以及图13中,示出了实例6的燃烧器的燃烧喷嘴。本实例的燃烧器在通过分隔构件而形成流路截面积沿燃烧气体流动方向扩大的内侧流路这一点上与上述各实例是共同的。但是,在多个火焰稳定器在燃烧气体的流动方向配置于不同位置这一点上是不同的。需要说明的是,对于与上述各实例共同的事项,省略其说明。

此外,在图12以及图13中,省略了燃烧器用空气喷嘴以及二次空气喷嘴,仅示出了燃料喷嘴51。

本实例的燃烧器具备:在燃料喷嘴51的中央部沿铅垂方向延伸的一个中央火焰稳定构件71、以隔着该中央火焰稳定构件71的方式配置于两侧并且沿铅垂方向延伸的两个侧部火焰稳定构件72、以隔着这些侧部火焰稳定构件72的方式配置于两侧并且沿铅垂方向延伸的两个分隔构件73。如此,本实例的火焰稳定构件71、72形成为如上述实例那样火焰稳定构件彼此不交叉(cross)地在铅垂方向延伸的、所谓的纵缝隙。

中央火焰稳定构件71具备:位于燃烧气体流上游侧的板状部71a、连接于该板状部71a的下游端的扩幅部71b。如图13所示,中央火焰稳定构件71的上下端连接于燃料喷嘴51的内壁部即燃烧器用空气喷嘴的内壁部。如图12所示,中央火焰稳定构件71沿燃烧气体流动方向设置。需要说明的是,在图13中,板状部71a的上游端的位置以虚线示出。

两个侧部火焰稳定构件72分别具备:位于燃烧气体流上游侧的板状部72a;以及连接于该板状部72a的下游端的扩幅部72b。如图13所示,各侧部火焰稳定构件72的上下端连接于燃料喷嘴51的内壁部即燃烧器用空气喷嘴的内壁部。如图12所示,侧部火焰稳定构件72以如下方式设置:随着沿燃烧气体流动方向行进,相互的侧部火焰稳定构件72间的间隔变宽。需要说明的是,在图13中,板状部72a的上游端的位置以虚线示出。

两个分隔构件73分别具备:位于燃烧气体流上游侧的板状部73a、设于该板状部73a的下游侧的引导面73b。引导面73b与图6所示的引导面88相同,以将燃烧气体导向燃料喷嘴51的中央侧的方式倾斜。需要说明的是,在各分隔构件73的下游端的外侧未设置向外侧突出的引导面,板状部73a的外侧形状采用呈直线状向下游侧延长的形状。

如图13所示,各分隔构件73的上下端连接于燃料喷嘴51的内壁部即燃烧器用空气喷嘴的内壁部。如图12所示,分隔构件73以如下方式设置:随着沿燃烧气体流动方向行进,相互的各分隔构件73间的间隔变宽。需要说明的是,在图13中,板状部73a的上游端的位置以虚线示出。

由分隔构件73所围成的流路被作为内侧流路,由分隔构件73和燃料喷嘴51的内壁部即形成燃烧器用空气喷嘴的内壁部所围成的流路被作为外侧流路。因此,内侧流路的流路截面积随着燃烧气体流而扩大,所以燃烧气体的流速减小。外侧流路的流路截面积随着燃烧气体流而减小,所以燃烧气体的流速增大。内侧流路的燃烧气体速度减小的情况下的作用效果、外侧流路的燃烧气体速度增大的情况下的作用效果与上述各实施方式相同,因此省略其说明。

如图12所示,中央火焰稳定构件71的下游端(扩幅部71b的下游端)与各分隔构件73的下游端(引导面73b的下游端)在燃料喷嘴51的下游端的位置(开口位置)对齐。另一方面,各侧部火焰稳定构件72的下游端(扩幅部72b的下游端)位于中央部火焰稳定构件71的下游端以及各分隔构件73的下游端的上游侧。即,中央火焰稳定构件71成为下游火焰稳定构件,各侧部火焰稳定构件72成为上游火焰稳定构件。

如此,通过将火焰稳定构件71、72的下游端在燃烧气体流动方向进行分配并且高度不同地配置,能使因位于火焰稳定构件71、72的下游端的扩幅部71b、72b的占据而变窄的流路截面积尽可能地小。由此,能抑制流经内侧流路的燃烧气体的增速,能使流经内侧流路的燃烧气体的流速接近燃烧速度并进一步强化内部点燃。

需要说明的是,在本实例中,中央火焰稳定构件71的下游端与各分隔构件73的下游端在燃料喷嘴51的下游端的位置对齐,但并不限定于此,也可以在燃料喷嘴51的下游端的上游侧对齐配置。

此外,在本实例的火焰稳定构件71、72以及分隔构件73为沿铅垂方向延伸的纵缝隙的情况下,即使设置在纵向进行角度调整的燃烧器角度调整部(参照例如图2的符号80),也难以对流动造成影响,因此有利。

需要说明的是,在本实例中,对纵缝隙进行了说明,但即使对于火焰稳定构件以及分隔构件为沿水平方向延伸的横缝隙,也可以如上所述地以将火焰稳定构件的下游端在燃烧气体流动方向进行分配的方式配置。

此外,在本实例中,对具备具有矩形横截面的燃料喷嘴的燃烧器进行了说明,但即使对于如图14以及图15所示的具备具有圆形横截面的燃料喷嘴的圆形燃烧器,也可以如上所述地以将火焰稳定构件的下游端在燃烧气体流动方向进行分配的方式配置。

本变形例的圆形燃烧器具备:流路截面积沿燃烧气体流动方向变宽的圆锥状的中央圆形火焰稳定构件75;位于中央圆形火焰稳定构件75的外周侧并且流路截面积沿燃烧气体流动方向变宽的侧部圆形火焰稳定构件76;以及位于侧部圆形火焰稳定构件76的外周侧并且流路截面积沿燃烧气体流动方向变宽的圆形分隔构件77。然后,中央圆形火焰稳定构件75的下游端位于侧部圆形火焰稳定构件76的下游端的下游侧。

中央圆形火焰稳定构件75具备:位于燃烧气体流上游侧的厚度固定的厚度固定部75a;以及连接于该厚度固定部75a的下游端的扩幅部75b。

侧部圆形火焰稳定构件76具备:位于燃烧气体流上游侧的厚度固定的厚度固定部76a;以及连接于该厚度固定部76a的下游端的扩幅部76b。

圆形分隔构件77具备:位于燃烧气体流上游侧的厚度固定的厚度固定部77a;以及连接于该厚度固定部77a的下游端的引导面77b。需要说明的是,在圆形分隔构件77的下游端的外周,对向外周侧突出的面采用厚度固定部77a的外周形状保持原样地向下游侧延长的形状。

如此,即使对于这种圆形燃烧器,通过将火焰稳定构件75、76的下游端在燃烧气体流动方向进行分配并且高度不同地配置,也能使因位于火焰稳定构件75、72的下游端的扩幅部71b、76b的占据而变窄的流路截面积尽可能地小。

实例7

在图16至图18中,示出了实例7的燃料喷嘴。本实例的燃烧器在通过分隔构件而形成流路截面积沿燃烧气体流动方向扩大的内侧流路这一点上与上述各实例是共同的。因此,对于与上述各实例共同的事项,省略其说明。

此外,在图16至图18中,省略了燃烧器用空气喷嘴以及二次空气喷嘴,仅示出了燃料喷嘴51。

本实例的燃烧器具备:沿燃料喷嘴51的铅垂方向延伸并且在水平方向隔开规定间隔地设置的多个(在本实例中为五个)火焰稳定构件81;以及以隔着这些火焰稳定构件81的方式置于上下两端并且沿水平方向延伸的两个分隔构件73。如此,本实例的火焰稳定构件81形成为如上述实例6那样火焰稳定构件彼此不交叉(cross)地在铅垂方向延伸的、所谓的纵缝隙。不过,与实例6不同,虽然各火焰稳定构件81相互平行地倾斜配置,但如图18所示,分隔构件73的间隔随着朝向燃烧气体的下游侧逐渐扩大。即,由分隔构件73所分隔的内侧流路的流路截面积向燃烧气体的流动方向扩大。如此,根据本实例,通过分隔构件73降低内侧流路的燃烧气体的流速,因此能实现更稳定的火焰稳定性能。

此外,上述各实例中,作为燃烧装置12,将设于火炉11的壁面的四个各燃烧器21、22、23、24、25沿铅垂方向配置五阶来构成,但并不限定于该构成。即,也可以不将燃烧器配置于壁面而是配置于拐角。此外,燃烧装置并不限于回旋燃烧方式,也可以采用将燃烧器配置于一个壁面的前燃烧方式、将燃烧器在两个壁面对置配置的对置燃烧方式。

符号说明

10燃煤粉锅炉

11火炉

21、22、23、24、25燃烧器

51燃料喷嘴

52燃烧器用空气喷嘴

53二次空气喷嘴

54火焰稳定器

55筒构件

61、62、63、64火焰稳定构件

65、66、67、68板构件

69、70开口

71中央火焰稳定构件

72侧部火焰稳定构件

73分隔构件

80燃烧器角度调整部

82管路部

102、104引导构件

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