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JP6526499B2 - Burner - Google Patents

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JP6526499B2
JP6526499B2 JP2015129393A JP2015129393A JP6526499B2 JP 6526499 B2 JP6526499 B2 JP 6526499B2 JP 2015129393 A JP2015129393 A JP 2015129393A JP 2015129393 A JP2015129393 A JP 2015129393A JP 6526499 B2 JP6526499 B2 JP 6526499B2
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Description

本発明は、バイオマスを燃料として用いるバーナに関するものである。   The present invention relates to a burner using biomass as a fuel.

地球温暖化問題におけるCOの低減策の1つとしては、再生可能エネルギーの利用を促進することが考えられている。又、再生可能エネルギーについては、カーボンニュートラルの観点から、木材等の植物由来のバイオマスの燃料としての利用が注目されている。 As one of the measures to reduce CO 2 in the global warming problem, it is considered to promote the use of renewable energy. With regard to renewable energy, from the viewpoint of carbon neutrality, the use of plant-derived biomass such as wood as a fuel has attracted attention.

バイオマス燃料は、薪やチップやペレットのような形で用いられることが多い。これらのバイオマス燃料は、燃焼に時間を要する。そのため、これらのバイオマス燃料を使用する場合は、炉床に面積の大きい火格子のような燃料支持具を備えた燃焼室で燃焼させるようにしてある(たとえば、特許文献1参照)。   Biomass fuels are often used in the form of straw, chips and pellets. These biomass fuels require time to burn. Therefore, when using these biomass fuels, combustion is performed in a combustion chamber provided with a fuel support such as a large grate in the hearth (see, for example, Patent Document 1).

特開2010−107165号公報JP, 2010-107165, A

ところが、特許文献1に示されたものでは、燃料支持具の上側に形成されるバイオマス燃料の層(固体燃料層)に対しては、炉床に設けられた多数の空気供給口から空気が供給されるだけであり、バイオマス燃料の層を攪拌する機能がないため、空気と偶然接触したバイオマス燃料が順次燃焼するのみである。そのため、特許文献1に示されたものは、バイオマス燃料の個々の粒子の燃焼に時間を要するので、燃焼制御に対する応答性が低いという問題がある。   However, in the case shown in Patent Document 1, air is supplied to the biomass fuel layer (solid fuel layer) formed on the upper side of the fuel support from a large number of air supply ports provided in the hearth. As the biomass fuel layer does not have the function of stirring the biomass fuel, the biomass fuel which is accidentally in contact with the air only burns sequentially. Therefore, since what is shown by patent documents 1 takes time to burn an individual particle of biomass fuel, there is a problem that responsiveness to combustion control is low.

また、特許文献1に示されたものは、チップのようなバイオマス燃料を対象として、形状(寸法)と水分などによる性状のばらつきを緩和する機能を備えるものとされているが、バイオマス燃料はすべて同じ供給口から炉内へ供給されているため、燃料性状にあった効率の良い燃焼はできず、同じ供給口から供給されるバイオマス燃料をある程度平準化することしかできない。   Moreover, what was shown by patent document 1 is supposed to be equipped with the function to reduce the dispersion | variation in the characteristic by a shape (dimension) and a water | moisture content, etc. for biomass fuel like a chip, but all biomass fuels Since the fuel is supplied from the same supply port into the furnace, efficient combustion can not be performed according to the fuel properties, and biomass fuel supplied from the same supply port can only be leveled to some extent.

そこで、本発明は、様々な性状、形状のバイオマス燃料を使用することができると共に、燃焼制御に対する応答性の向上化を図ることができるバーナを提供しようとするものである。   Therefore, the present invention is intended to provide a burner capable of using biomass fuel of various properties and shapes, and capable of improving the response to combustion control.

本発明は、前記課題を解決するために、燃焼室と、前記燃焼室の底部に設けられた流動層と、前記燃焼室に設けられて粉体バイオマス燃料を該燃焼室内に吹き込む粉体燃料ノズルと、前記粉体燃料ノズルより前記燃焼室内に吹き込まれる前記粉体バイオマス燃料に着火する着火手段と、前記燃焼室における前記粉体燃料ノズルの設置位置よりも上方位置に設けられて前記流動層の上方からバイオマス燃料を該燃焼室内に供給するバイオマス燃料供給部と、前記燃焼室は、ガス出口を備え、該ガス出口に、主燃焼用空気が供給される主燃焼空気供給ノズルを備えるガス通路の一端側を接続して、該ガス通路の他端側に備えた火炎噴出口とを有するバーナとする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a combustion chamber, a fluidized bed provided at the bottom of the combustion chamber, and a powder fuel nozzle provided in the combustion chamber and blowing powder biomass fuel into the combustion chamber. When the ignition means for igniting the powder biomass fuel blown into the combustion chamber from the pulverized fuel nozzle, of the fluidized bed is provided in an upper position than the installation position of the powder fuel nozzles in the combustion chamber A biomass fuel supply unit for supplying biomass fuel into the combustion chamber from above, the combustion chamber having a gas outlet, and a gas passage having a main combustion air supply nozzle for supplying main combustion air at the gas outlet One end side is connected, and it is set as the burner which has the flame spout equipped with the other end side of this gas passage .

前記バイオマス燃料供給部から供給される前記バイオマス燃料のうち、粒径の大きなものが、前記流動層に落下する構成としてある。   Among the biomass fuel supplied from the biomass fuel supply unit, one having a large particle diameter falls into the fluidized bed.

前記燃焼室の内部と前記流動層は、前記粉体燃料ノズルから前記燃焼室に吹き込まれる前記粉体バイオマス燃料の燃焼により加熱される構成としてある。   The inside of the combustion chamber and the fluidized bed are configured to be heated by the combustion of the powdery biomass fuel blown into the combustion chamber from the powder fuel nozzle.

前記燃焼室は、燃焼用空気を供給する燃焼空気供給ノズルを備え、前記燃焼空気供給ノズルから供給される前記燃焼用空気は、前記燃焼室の内部で旋回流を形成する構成としてある。   The combustion chamber has a combustion air supply nozzle for supplying combustion air, and the combustion air supplied from the combustion air supply nozzle is configured to form a swirl flow inside the combustion chamber.

前記燃焼室は縦長の形状とし、前記燃焼室の頂部に前記ガス出口が設けられ、前記燃焼室の側壁に前記粉体燃料ノズルが設けられ、前記バイオマス燃料供給部は、前記燃焼室における前記粉体燃料ノズルよりも高い位置に設けられ、前記燃焼空気供給ノズルは、前記燃焼室の側壁における前記バイオマス燃料供給部よりも低い位置で且つ前記粉体燃料ノズルと干渉しない位置に設けられた構成としてある。   The combustion chamber has a longitudinal shape, the gas outlet is provided at the top of the combustion chamber, the powder fuel nozzle is provided on the side wall of the combustion chamber, and the biomass fuel supply unit is the powder in the combustion chamber. The combustion air supply nozzle is provided at a position higher than the body fuel nozzle, and is provided at a position lower than the biomass fuel supply portion on the side wall of the combustion chamber and at a position not interfering with the powder fuel nozzle. is there.

前記燃焼室は横長の形状とし、前記流動層は前記燃焼室の一端側の底部に設けられ、前記バイオマス燃料供給部は、前記流動層の上方に設けられ、前記ガス出口は、前記燃焼室の他端側に設けられた構成としてある。   The combustion chamber is horizontally elongated, the fluidized bed is provided at the bottom of one end of the combustion chamber, the biomass fuel supply unit is provided above the fluidized bed, and the gas outlet is provided in the combustion chamber. It is set as the structure provided in the other end side.

本発明のバーナによれば、様々な性状、形状のバイオマス燃料を使用することができると共に、燃焼制御に対する応答性の向上化を図ることができる。   According to the burner of the present invention, it is possible to use biomass fuel of various properties and shapes, and to improve the response to combustion control.

バーナの第1実施形態を示す概略切断側面図である。It is a schematic sectional side view which shows 1st Embodiment of a burner. 図1のA−A方向矢視図である。It is an AA arrow direction view of FIG. バーナの使用例を示すもので、(a)は概略切断側面図、(b)は(a)のB−B方向矢視図である。The usage example of a burner is shown, (a) is a general | schematic cutting | disconnection side view, (b) is a BB arrow direction view of (a). バーナの第2実施形態を示す概略切断側面図である。It is a schematic sectional side view which shows 2nd Embodiment of a burner. 図4のC−C方向矢視図である。FIG. 5 is a view in the direction of arrows CC in FIG. 4.

本発明のバーナについて、図面を参照して説明する。   The burner of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1はバーナの第1実施形態を示す切断側面図、図2は図1のA−A方向矢視図である。
First Embodiment
FIG. 1 is a cutaway side view showing a first embodiment of the burner, and FIG. 2 is a view taken in the direction of arrows AA in FIG.

本実施形態のバーナは、図1、図2に符号1で示すもので、上下に延びる円筒状として、頂部にガス出口3を有し、底部に流動層4を有する燃焼室2を備えている。燃焼室2には、粉体燃料ノズル5と、バイオマス燃料供給部6と、燃焼空気供給ノズル7が設けられている。更に、本実施形態のバーナ1は、ガス出口3に、主燃焼空気供給ノズル9を備えたガス通路8の一端側が接続され、このガス通路8の他端側が火炎噴出口10とされた構成を備えている。   The burner of the present embodiment is shown by reference numeral 1 in FIG. 1 and FIG. 2, and is provided with a combustion chamber 2 having a gas outlet 3 at the top and a fluid bed 4 at the bottom as a cylindrical shape extending vertically. . The combustion chamber 2 is provided with a powder fuel nozzle 5, a biomass fuel supply unit 6, and a combustion air supply nozzle 7. Furthermore, in the burner 1 of the present embodiment, one end side of the gas passage 8 provided with the main combustion air supply nozzle 9 is connected to the gas outlet 3, and the other end side of the gas passage 8 is the flame jet port 10. Have.

流動層4は、砂等の固体粒子の熱媒体(流動媒体)11が充填されている。流動層4の下方には、熱媒体11の通過は阻止する一方、空気は通過可能な多孔質板又は多孔板のような熱媒体支持部材12と、散気管13と、空気ボックス14とが設けられている。空気ボックス14には、送風機15から燃焼用空気を兼ねる流動化空気17aを導く空気供給ライン16aが接続されている。これにより、流動層4では、空気ボックス14、散気管13、熱媒体支持部材12を経て下方から導入されて上向きに噴出される流動化空気17aによって熱媒体11の流動化が行われる。   The fluidized bed 4 is filled with a heat medium (fluid medium) 11 of solid particles such as sand. Below the fluidized bed 4, a heat medium support member 12 such as a porous plate or a porous plate through which air can pass while blocking the passage of the heat medium 11, an air diffuser 13, and an air box 14 are provided. It is done. Connected to the air box 14 is an air supply line 16 a for leading fluidizing air 17 a which also serves as combustion air from the blower 15. Thereby, in the fluidized bed 4, the heat medium 11 is fluidized by the fluidizing air 17 a which is introduced from below through the air box 14, the air diffuser 13, and the heat medium support member 12 and is jetted upward.

したがって、流動層4は、後述するようにバイオマス燃料供給部6より燃焼室2に供給されて流動層4まで落下するバイオマス燃料18を、流動化された熱媒体11で支持し且つ撹拌しながら、流動化空気17aを用いて燃焼させることができる。この際、流動層4では、流動化空気17aの供給量と、バイオマス燃料供給部6より流動層4に落下供給されるバイオマス燃料18の供給量が、バイオマス燃料18の部分燃焼が生じるように(バイオマス燃料18の完全燃焼には酸素不足となるように)調整されている。このため、流動層4では、バイオマス燃料18の部分燃焼が行われると共に、この部分燃焼で生じた燃焼熱を利用してバイオマス燃料18の残部の熱分解ガス化が行われる。流動層4では、バイオマス燃料18を部分燃焼させることにより、流動層特有の固体燃料を攪拌する効果を残しながらバイオマス燃料18が緩慢燃焼することになるので、バイオマス燃料18の形状および性状の変動による燃焼変動を抑制できる。   Therefore, while the fluidized bed 4 supports and stirs the biomass fuel 18 supplied to the combustion chamber 2 from the biomass fuel supply unit 6 and falling to the fluidized bed 4 as described later, with the fluidized heat medium 11, The fluidization air 17a can be used for combustion. At this time, in the fluidized bed 4, the supplied amount of the fluidizing air 17 a and the supplied amount of the biomass fuel 18 dropped and supplied to the fluidized bed 4 from the biomass fuel supply unit 6 cause partial combustion of the biomass fuel 18 ( The complete combustion of the biomass fuel 18 is adjusted to be insufficient in oxygen). Therefore, in the fluidized bed 4, the biomass fuel 18 is partially burned, and the heat of combustion generated by the partial combustion is used to perform pyrolysis gasification of the remaining portion of the biomass fuel 18. In the fluidized bed 4, by partially burning the biomass fuel 18, the biomass fuel 18 slowly burns while leaving the effect of stirring the solid fuel specific to the fluidized bed, so the shape and property of the biomass fuel 18 fluctuates Fluctuating combustion can be suppressed.

流動層4におけるバイオマス燃料18の熱分解ガス化によって生じる可燃性ガスは、バイオマス燃料18の部分燃焼によって生じる燃焼ガスや、流動層4で流動化空気17aとして使用された後の空気と一緒に、ガス出口3に向けて燃焼室2を上昇する。   The combustible gas generated by the pyrolysis and gasification of the biomass fuel 18 in the fluidized bed 4 together with the combustion gas generated by the partial combustion of the biomass fuel 18 and the air after being used as the fluidizing air 17 a in the fluidized bed 4 The combustion chamber 2 is raised to the gas outlet 3.

燃焼室2は、流動層4の直上となる燃焼室2の下部寄りの領域が、前記のように流動層4に支持されたバイオマス燃料18が部分燃焼と熱分解ガス化される燃焼部19となっている。燃焼室2における燃焼部19よりも上方の領域は、ガス化燃焼空間20とされている。   In the combustion chamber 2, a region close to the lower portion of the combustion chamber 2 immediately above the fluidized bed 4 is a combustion portion 19 in which the biomass fuel 18 supported by the fluidized bed 4 is partially burned and pyrolyzed and gasified as described above It has become. A region above the combustion unit 19 in the combustion chamber 2 is a gasification combustion space 20.

粉体燃料ノズル5は、燃焼室2の側壁21におけるガス化燃焼空間20の下部寄りとなる個所に設けられている。   The powder fuel nozzle 5 is provided at a position near the lower portion of the gasification combustion space 20 on the side wall 21 of the combustion chamber 2.

粉体燃料ノズル5は、粉体バイオマス燃料としての木粉22を、燃焼用空気を兼ねる搬送用空気17bと一緒に燃焼室2へ吹き込むように供給して燃焼させるためのノズルである。   The powder fuel nozzle 5 is a nozzle for supplying and burning wood flour 22 as powder biomass fuel so as to be blown into the combustion chamber 2 together with the transfer air 17b which also serves as the combustion air.

このため、粉体燃料ノズル5は、側壁21の外部に位置する端部(基端)側に、粉体バイオマス燃料供給部としての木粉供給部23と、送風機15より搬送用空気17bを導く空気供給ライン16bとが接続されている。   For this reason, the powder fuel nozzle 5 guides the transport air 17 b from the wood powder supply unit 23 as the powder biomass fuel supply unit and the blower 15 to the end (proximal end) side located outside the side wall 21. The air supply line 16b is connected.

木粉22は、粉体燃料ノズル5から搬送用空気17bと共に燃焼室2に吹き込んで、パイロットバーナ24による着火、燃焼が可能となるように調製された木質バイオマスの粉体燃料であり、たとえば、含水率が20%以下で、粒径が500μm以下とされている。   The wood powder 22 is a powdered fuel of woody biomass prepared to be able to be ignited and burned by the pilot burner 24 by blowing it into the combustion chamber 2 together with the transfer air 17 b from the powder fuel nozzle 5, for example, The water content is 20% or less, and the particle size is 500 μm or less.

木粉供給部23は、たとえば、スクリューフィーダのような定量供給機が用いられる。   For example, a fixed amount feeder such as a screw feeder is used as the wood flour supply unit 23.

これにより、粉体燃料ノズル5では、木粉供給部23より木粉22が定量供給されると、この木粉22が、空気供給ライン16bより供給される搬送用空気17bによって空気搬送(気流搬送)されて燃焼室2に吹き込まれるようになる。この際、粉体燃料ノズル5の内部での木粉22の滞留を防ぐためには、粉体燃料ノズル5の先端側より燃焼室2へ吹き込まれる木粉22及び搬送用空気17bの流速は、5m/s以上に設定されることが好ましい。   As a result, when the wood powder 22 is quantitatively supplied from the wood powder supply unit 23 in the powder fuel nozzle 5, the wood powder 22 is transported by the transport air 17b supplied from the air supply line 16b (air flow transport) ) To be blown into the combustion chamber 2. Under the present circumstances, in order to prevent retention of the wood powder 22 inside the powder fuel nozzle 5, the flow velocity of the wood powder 22 and the transport air 17b which are blown into the combustion chamber 2 from the front end side of the powder fuel nozzle 5 is 5 m. It is preferable to set to / s or more.

側壁21における粉体燃料ノズル5の先端側近傍個所には、着火手段としてのパイロットバーナ24が設けられている。   A pilot burner 24 as an ignition means is provided near the tip end side of the powder fuel nozzle 5 in the side wall 21.

パイロットバーナ24は、図示しない燃料供給部よりLPG、都市ガス、灯油等の燃料25が供給されると共に、送風機15より空気供給ライン16cを通してパイロット用空気17cが供給される。更に、パイロットバーナ24は、図示しない点火装置を備えた構成としてあり、燃料25とパイロット用空気17cが供給されている状態で点火装置を用いて口火を点火し、この口火を保持可能なものとなっている。   The pilot burner 24 is supplied with fuel 25 such as LPG, city gas, kerosene and the like from a fuel supply unit (not shown), and is also supplied with pilot air 17c from the blower 15 through the air supply line 16c. Furthermore, the pilot burner 24 is configured to include an ignition device (not shown), and in the state where the fuel 25 and the pilot air 17c are supplied, the ignition device can be used to ignite a pilot fire, and this pilot can be held. It has become.

なお、パイロットバーナ24は、側壁21の粉体燃料ノズル5の先端側近傍位置に代えて、粉体燃料ノズル5の内部における木粉22と搬送用空気17bの流路(図示せず)に設けられていてもよい。   The pilot burner 24 is provided in the flow path (not shown) of the wood powder 22 and the transport air 17b inside the powder fuel nozzle 5 instead of the position near the tip end side of the powder fuel nozzle 5 of the side wall 21. It may be done.

これにより、燃焼室2では、粉体燃料ノズル5から搬送用空気17bと共に燃焼室2に吹き込まれる木粉22がパイロットバーナ24により着火されると共に、搬送用空気17bを用いて燃焼し、この木粉22の燃焼熱によって燃焼室2の内部と流動層4が加熱されるようになっている。この際、木粉22は、前記したような小さい粒径の粉体であることから、燃焼室2内で速やかに燃焼される。   As a result, in the combustion chamber 2, the wood powder 22 blown into the combustion chamber 2 together with the transfer air 17 b from the powder fuel nozzle 5 is ignited by the pilot burner 24 and burned using the transfer air 17 b. The heat of combustion of the powder 22 heats the inside of the combustion chamber 2 and the fluidized bed 4. At this time, since the wood powder 22 is a powder having a small particle diameter as described above, it is burned quickly in the combustion chamber 2.

したがって、本実施形態のバーナ1は、粉体燃料ノズル5から燃焼室2へ吹き込んで燃焼させる木粉22の量を調整することにより、燃焼室2の温度をコントロールすることが可能となっている。   Therefore, the burner 1 of the present embodiment can control the temperature of the combustion chamber 2 by adjusting the amount of wood powder 22 to be blown into the combustion chamber 2 from the powder fuel nozzle 5 and burned. .

なお、搬送用空気17bの供給量は、燃焼室2に吹き込まれる木粉22を完全燃焼させるために必要とされる空気量を基準として、或る幅で増減させた量に設定してあればよい。この際、搬送用空気17bの供給量が木粉22の完全燃焼に必要な空気量に対して余剰となる場合は、その余剰分はバイオマス燃料18の部分燃焼に使用される。一方、搬送用空気17bが木粉22の完全燃焼に必要な空気量に対して不足する場合は、木粉22に燃え残りが生じるが、この燃え残りの木粉22は、流動層4へ落下してバイオマス燃料18と一緒に部分燃焼や熱分解ガス化に利用される。更に、木粉22のうちの比較的粒径が大きい木粉22は、粉体燃料ノズル5から燃焼室2に吹き込まれたときに空間に浮遊した状態では燃焼しきれない可能性があるが、この場合に生じる燃え残りの木粉22は、流動層4へ落下して、前記と同様にバイオマス燃料18と一緒に部分燃焼や熱分解ガス化に利用される。   It should be noted that if the supply amount of the transfer air 17b is set to an amount that is increased or decreased by a certain width based on the amount of air required to completely burn the wood powder 22 blown into the combustion chamber 2 Good. At this time, in the case where the amount of supply of the transfer air 17 b is excessive with respect to the amount of air required for complete combustion of the wood powder 22, the excess is used for partial combustion of the biomass fuel 18. On the other hand, when the transport air 17b is insufficient relative to the amount of air required for the complete combustion of the wood flour 22, the wood flour 22 has an unburned residue, but the unburned wood flour 22 falls into the fluidized bed 4 It is used together with the biomass fuel 18 for partial combustion and pyrolysis gasification. Furthermore, among the wood flour 22, the wood flour 22 having a relatively large particle size may not be able to burn when suspended in space when blown into the combustion chamber 2 from the powder fuel nozzle 5, The flaming wood powder 22 produced in this case falls into the fluidized bed 4 and is used for partial combustion and pyrolysis gasification together with the biomass fuel 18 as described above.

又、粉体燃料ノズル5は、先端側に図示しない保炎器あるいは段差などによる保炎構造(以下、保炎器等という)を備えていることが好ましい。このように保炎器等を備えた構成によれば、保炎器等で保持される炎によって、粉体燃料ノズル5より燃焼室2に新たに吹き込まれる木粉22に順次着火させることができる。このため、パイロットバーナ24は、冷間起動時以外では粉体燃料ノズル5より燃焼室2に吹き込まれる木粉22に一旦着火させた後は消すことが可能になるので、パイロットバーナ24で使用される燃料25の消費量を削減することができる。   Further, it is preferable that the powder fuel nozzle 5 has a flame holder (not shown) or a flame holding structure (hereinafter referred to as a flame holder or the like) by a step or the like (not shown). Thus, according to the configuration provided with the flame holder etc., the wood powder 22 newly blown into the combustion chamber 2 from the powder fuel nozzle 5 can be sequentially ignited by the flame held by the flame holder etc. . For this reason, since the pilot burner 24 can be extinguished once it is ignited by the wood powder 22 blown into the combustion chamber 2 from the powder fuel nozzle 5 except at the time of cold start, it is used in the pilot burner 24 Consumption of the fuel 25 can be reduced.

バイオマス燃料供給部6は、側壁21における粉体燃料ノズル5の設置位置よりも上方となる位置に設けられていることが好ましい。これは、バイオマス燃料供給部6から供給するバイオマス燃料18が、後述するように流動層4まで落下するときに、粉体燃料ノズル5による木粉22の燃焼が行われている領域を通過するようにして、バイオマス燃料18の燃焼を促すためである。   The biomass fuel supply unit 6 is preferably provided at a position above the installation position of the powder fuel nozzle 5 on the side wall 21. This is because the biomass fuel 18 supplied from the biomass fuel supply unit 6 passes through the area where the burning of the wood powder 22 by the powder fuel nozzle 5 is performed when it falls to the fluidized bed 4 as described later. In order to promote the combustion of the biomass fuel 18.

バイオマス燃料供給部6は、たとえば、粒径が500μm〜25mmの木質バイオマスであるバイオマス燃料18を、燃焼室2へ供給するための装置である。なお、バイオマス燃料18は、部分燃焼と熱分解ガス化を効率よく進行させるという観点から考えると、できるだけ粒径が500μm〜25mmの範囲内に揃えられていることが好ましいが、粒径が500μm未満のものや25mmを超えたものが含まれていてもよい。   The biomass fuel supply unit 6 is, for example, a device for supplying biomass fuel 18 which is wood biomass having a particle diameter of 500 μm to 25 mm to the combustion chamber 2. From the viewpoint of efficiently advancing partial combustion and pyrolysis gasification, it is preferable that the particle size of the biomass fuel 18 be as uniform as possible within the range of 500 μm to 25 mm, but the particle size is less than 500 μm. And those beyond 25 mm may be included.

バイオマス燃料18は、たとえば、間伐材、製材端材、剪定枝、建設廃材等の木質バイオマスを原料として図示しない破砕機で破砕処理して製造した破砕物(チップ)や、おが粉等を用いることができる。更に、バイオマス燃料18は、木質バイオマスより製造したペレットを用いるようにしてもよい。   The biomass fuel 18 uses, for example, crushed materials (chips) produced by crushing with a crusher (not shown) such as lumber, lumber scraps, pruning branches, construction waste materials, etc. be able to. Furthermore, as the biomass fuel 18, pellets produced from woody biomass may be used.

なお、バイオマス燃料18は、含水率についての定めは特にないが、低位発熱量を増すためには、含水率はできるだけ低い方が好ましい。   The biomass fuel 18 is not particularly limited to the moisture content, but in order to increase the lower calorific value, it is preferable that the moisture content be as low as possible.

この種のバイオマス燃料18の供給に用いるバイオマス燃料供給部6は、たとえば、スクリューフィーダのような定量供給機が用いられる。これにより、バイオマス燃料供給部6は、燃焼室2にバイオマス燃料18を定量供給することができる。   The biomass fuel supply unit 6 used to supply this kind of biomass fuel 18 uses, for example, a fixed amount feeder such as a screw feeder. Thereby, the biomass fuel supply unit 6 can supply the biomass fuel 18 to the combustion chamber 2 quantitatively.

燃焼空気供給ノズル7は、側壁21におけるバイオマス燃料供給部6よりも下方となる位置で且つ粉体燃料ノズル5と干渉しない位置に設けられている。図1及び図2では、側壁21に2本の燃焼空気供給ノズル7が設けられた例を示している。燃焼空気供給ノズル7は、水平方向に配置されていて、図2に示すように、燃焼室2の外周の接線方向に沿う姿勢で側壁21に取り付けられている。更に、燃焼空気供給ノズル7には、送風機15から燃焼用空気17dを導くために空気供給ライン16dが接続されている。   The combustion air supply nozzle 7 is provided at a position below the biomass fuel supply unit 6 on the side wall 21 and at a position not to interfere with the powder fuel nozzle 5. FIGS. 1 and 2 show an example in which two combustion air supply nozzles 7 are provided on the side wall 21. The combustion air supply nozzle 7 is disposed in the horizontal direction, and is attached to the side wall 21 in a posture along the tangential direction of the outer periphery of the combustion chamber 2 as shown in FIG. Furthermore, an air supply line 16 d is connected to the combustion air supply nozzle 7 in order to lead the combustion air 17 d from the blower 15.

これにより、燃焼室2では、燃焼空気供給ノズル7から燃焼用空気17dが供給されると、燃焼室2に図1に矢印で示すように旋回しながらガス出口3側、すなわち、上方へ向けて流れる燃焼用空気17dの上昇流が形成される。   Thereby, in the combustion chamber 2, when the combustion air 17d is supplied from the combustion air supply nozzle 7, it swirls to the combustion chamber 2 as shown by the arrow in FIG. An upward flow of the flowing combustion air 17d is formed.

なお、燃焼空気供給ノズル7からの燃焼用空気17dの供給量は、流動層4に供給される流動化空気17aの供給量との合計が、バイオマス燃料供給部6より供給されるバイオマス燃料18の全量に対し部分燃焼が生じるように(全バイオマス燃料18の完全燃焼には酸素不足となるように)調整されている。   The amount of the combustion air 17 d supplied from the combustion air supply nozzle 7 is the sum of the amount of the combustion air 17 a supplied to the fluidized bed 4 and the amount supplied of the biomass fuel 18 supplied from the biomass fuel supply unit 6. The total amount is adjusted so that partial combustion occurs (so that the complete combustion of the entire biomass fuel 18 is insufficient in oxygen).

燃焼室2にバイオマス燃料供給部6からバイオマス燃料18が供給されると、このバイオマス燃料18は、燃焼用空気17dの上昇流に接触する。このため、バイオマス燃料18のうちの小粒径のものは、燃焼用空気17dの上昇流によって浮遊させられた状態で、又、より大きな粒径のものは上昇流中を徐々に下降しながら、前述したと同様の部分燃焼と熱分解ガス化が行われる。バイオマス燃料18のうち、上昇流中で部分燃焼と熱分解ガス化が完全には進行しなかった大きな粒径のものは、図1に二点鎖線で示すように流動層4まで落下し、流動層4において前述した部分燃焼と熱分解ガス化が行われる。   When the biomass fuel 18 is supplied from the biomass fuel supply unit 6 to the combustion chamber 2, the biomass fuel 18 contacts the upward flow of the combustion air 17 d. For this reason, among the biomass fuels 18, those with small particle sizes are suspended by the upward flow of the combustion air 17d, and those with larger particle sizes gradually descend in the upward flow, The same partial combustion and pyrolysis gasification as described above are performed. Among the biomass fuels 18, those with large particle sizes in which partial combustion and pyrolysis gasification have not progressed completely in the upflow fall to the fluidized bed 4 as shown by the two-dot chain line in FIG. The partial combustion and pyrolysis gasification described above take place in layer 4.

したがって、燃焼室2内では、供給されたすべてのバイオマス燃料18について、部分燃焼と熱分解ガス化が行われる。燃焼室2内でバイオマス燃料18の熱分解ガス化によって生じた可燃性ガスは、バイオマス燃料18の部分燃焼による燃焼ガスと、流動化空気17a及び燃焼用空気17dとして使用された後の空気と一緒にガス出口3へ導かれる。   Therefore, partial combustion and pyrolysis gasification are performed in the combustion chamber 2 for all the supplied biomass fuels 18. The combustible gas generated by the pyrolysis and gasification of the biomass fuel 18 in the combustion chamber 2 is combined with the combustion gas by the partial combustion of the biomass fuel 18 and the air after being used as the fluidizing air 17a and the combustion air 17d. To the gas outlet 3.

ガス通路8は、たとえば、横方向に延びる筒とされ、長手方向の一端側でガス出口3に接続され、長手方向他端側の開口が火炎噴出口10とされている。   The gas passage 8 is, for example, a cylinder extending in the lateral direction, and is connected to the gas outlet 3 at one end side in the longitudinal direction, and the opening at the other end side in the longitudinal direction is a flame jet port 10.

ガス通路8には、たとえば、図1に示すように、主燃焼空気供給ノズル9が、火炎噴出口10側に向いた姿勢で設けられている。主燃焼空気供給ノズル9には、送風機15から主燃焼用空気17eを導く空気供給ライン16eが接続されている。これにより、ガス通路8では、燃焼室2のガス出口3よりガス通路8に導かれる可燃性ガスを含んだガスに対し、主燃焼空気供給ノズル9より主燃焼用空気17eが供給されて、可燃性ガスの主燃焼用空気17eによる主燃焼が更に行われる。この主燃焼によって生じる高温の燃焼ガス26は、火炎27と共に火炎噴出口10より噴出する。   For example, as shown in FIG. 1, a main combustion air supply nozzle 9 is provided in the gas passage 8 in a posture facing the flame jet port 10 side. Connected to the main combustion air supply nozzle 9 is an air supply line 16 e for guiding the main combustion air 17 e from the blower 15. As a result, in the gas passage 8, the main combustion air 17 e is supplied from the main combustion air supply nozzle 9 to the gas containing the combustible gas led to the gas passage 8 from the gas outlet 3 of the combustion chamber 2. The main combustion is further performed by the main combustion air 17e of the flammable gas. The high temperature combustion gas 26 generated by the main combustion is ejected from the flame jet nozzle 10 together with the flame 27.

なお、図示しないが、主燃焼空気供給ノズル9は、ガス通路8の外周に接線方向に取付けられて、主燃焼用空気17eがガス通路8に旋回しながら供給される構成としてもよい。   Although not shown, the main combustion air supply nozzle 9 may be attached tangentially to the outer periphery of the gas passage 8 so that the main combustion air 17 e is supplied to the gas passage 8 while swirling.

以上の構成としてある本実施形態のバーナ1を起動させる場合は、先ず、パイロットバーナ24を点火した状態で、粉体燃料ノズル5から木粉22と搬送用空気17bを燃焼室2に吹き込む。これにより、燃焼室2では、木粉22が搬送用空気17bを用いて燃焼されるようになるので、その燃焼熱により燃焼室2及び流動層4の温度をバイオマス燃料18の着火温度以上に昇温させる。このとき、流動層4は、流動化空気17aによる熱媒体11の流動を行わせるようにし、又、燃焼空気供給ノズル7から燃焼室2への燃焼用空気17dの供給と、主燃焼空気供給ノズル9からガス通路8への主燃焼用空気17eの供給を開始しておく。   In order to start the burner 1 of the present embodiment having the above configuration, first, the wood powder 22 and the transfer air 17b are blown into the combustion chamber 2 from the powder fuel nozzle 5 while the pilot burner 24 is ignited. Thereby, in the combustion chamber 2, the wood powder 22 is burned using the transport air 17 b, so the temperature of the combustion chamber 2 and the fluidized bed 4 is raised to the ignition temperature of the biomass fuel 18 or more by the combustion heat. Let it warm. At this time, the fluidized bed 4 causes the heat medium 11 to flow by the fluidizing air 17a, and the supply of the combustion air 17d from the combustion air supply nozzle 7 to the combustion chamber 2 and the main combustion air supply nozzle The supply of the main combustion air 17e from 9 to the gas passage 8 is started.

次いで、本実施形態のバーナ1は、燃焼室2及び流動層4の温度がバイオマス燃料18の着火温度まで昇温した後、バイオマス燃料供給部6から燃焼室2へのバイオマス燃料18の供給を開始する。これにより、燃焼室2では、バイオマス燃料18の燃焼用空気17dによる浮遊状態での部分燃焼と熱分解ガス化が行われる。更に、浮遊状態では部分燃焼又は熱分解ガス化が完全に進行しきれない比較的大きな粒径のバイオマス燃料18は、流動層4まで落下して、流動層4にて流動化空気17aを用いて部分燃焼と熱分解ガス化が行われる。燃焼室2におけるバイオマス燃料18の熱分解ガス化によって生じた可燃性ガスを含むガスは、その後、ガス出口3からガス通路8へ連続的に導かれる。   Next, the burner 1 of the present embodiment starts supplying the biomass fuel 18 from the biomass fuel supply unit 6 to the combustion chamber 2 after the temperatures of the combustion chamber 2 and the fluidized bed 4 rise to the ignition temperature of the biomass fuel 18 Do. As a result, in the combustion chamber 2, partial combustion and pyrolysis gasification are performed in a floating state by the combustion air 17 d of the biomass fuel 18. Furthermore, biomass fuel 18 having a relatively large particle size, in which partial combustion or pyrolysis gasification can not completely proceed in the floating state, falls to fluidized bed 4 and is fluidized in fluidized bed 4 using fluidized air 17a. Partial combustion and pyrolysis gasification are performed. The gas including the combustible gas generated by the pyrolysis and gasification of the biomass fuel 18 in the combustion chamber 2 is then continuously led from the gas outlet 3 to the gas passage 8.

ガス通路8では、燃焼室2より連続的に導かれる可燃性ガスを含むガスに対し、主燃焼空気供給ノズル9から主燃焼用空気17eが供給されるため、可燃性ガスの主燃焼が行われる。これにより、本実施形態のバーナ1は、前記主燃焼により生じる高温の燃焼ガス26を、火炎27と共に火炎噴出口10より噴出することができる。   In the gas passage 8, the main combustion air supply nozzle 9 supplies the main combustion air 17e to the gas containing combustible gas continuously introduced from the combustion chamber 2, so that the main combustion of the combustible gas is performed. . Thereby, the burner 1 of the present embodiment can eject the high temperature combustion gas 26 generated by the main combustion together with the flame 27 from the flame spout 10.

このように、本実施形態のバーナ1は、冷間時から粉体バイオマス燃料である木粉22を用いて起動することができ、又、バイオマス燃料18を燃料として運転して、高温の燃焼ガス26と火炎27を火炎噴出口10より外部へ供給することができる。   As described above, the burner 1 of the present embodiment can be started from cold using wood powder 22 which is a powdery biomass fuel, and the biomass fuel 18 is used as a fuel to operate at high temperatures. 26 and the flame 27 can be supplied to the outside from the flame spout 10.

更に、本実施形態のバーナ1は、粉体燃料ノズル5より供給する木粉22の供給量の制御によって燃焼室2の温度をコントロールすることができるため、燃焼制御に対する応答性の向上化を図ることができる。   Furthermore, since the burner 1 of this embodiment can control the temperature of the combustion chamber 2 by controlling the amount of wood powder 22 supplied from the powder fuel nozzle 5, the response to combustion control can be improved. be able to.

本実施形態のバーナ1は、パイロットバーナ24用の燃料25以外の燃料をすべてバイオマス由来とすることができて、カーボンニュートラルに配慮した装置とすることができる。   The burner 1 of the present embodiment can make all fuel other than the fuel 25 for the pilot burner 24 derived from biomass, and can be a device in consideration of carbon neutrality.

又、バイオマス燃料18のうちの比較的小さい粒径のものは、ガス化燃焼空間20で浮遊状態で部分燃焼と熱分解ガス化によって消費することができるため、流動層4は、燃焼室2に供給されるバイオマス燃料18の全量を受け入れることはない。したがって、本実施形態のバーナ1は、流動層4の小型化を図ることができると共に、流動層4の層高も浅くすることができるため、流動化空気17aの供給のために送風機15に必要とされる動力の低減化を図ることができる。   Moreover, since the biomass fuel 18 having a relatively small particle size can be consumed by partial combustion and pyrolysis gasification in a floating state in the gasification combustion space 20, the fluidized bed 4 can be used in the combustion chamber 2. It does not accept the entire amount of biomass fuel 18 supplied. Therefore, the burner 1 of the present embodiment can reduce the size of the fluidized bed 4 and can make the bed height of the fluidized bed 4 shallow, so the blower 15 is required for supplying the fluidizing air 17 a. It is possible to reduce the required power.

本実施形態のバーナ1は、起動や燃焼制御のためには木粉22を用いるが、それ以外のバイオマス由来の燃料は、粒径が500μm〜25mm程度と比較的大きいバイオマス燃料18を使用することができる。よって、本実施形態のバーナ1は、使用する燃料の全量を粉砕処理によって製造される木粉22とする必要はなく、更に、バイオマス燃料18の含水率の制限は木粉22に比して緩いため、燃料の生産性の向上化と燃料製造コストの低減化を図ることができる。   The burner 1 of this embodiment uses wood flour 22 for start-up and combustion control, but other biomass-derived fuels use biomass fuel 18 with a relatively large particle size of about 500 μm to 25 mm. Can. Therefore, the burner 1 according to the present embodiment does not have to use the whole amount of fuel used as the wood powder 22 produced by the pulverization process, and furthermore, the limitation of the moisture content of the biomass fuel 18 is loose compared to the wood powder 22. Therefore, the fuel productivity can be improved and the fuel production cost can be reduced.

更に、本実施形態のバーナ1では、粉体バイオマス燃料である木粉22は、粉体燃料ノズル5から搬送用空気17bと共に燃焼室2に吹き込んで燃焼させるようにし、より粒径が大きいバイオマス燃料18は、バイオマス燃料供給部6から燃焼室2に供給してガス化燃焼空間20や流動層4での部分燃焼と熱分解ガス化に供するようにしてある。したがって、本実施形態のバーナ1は、バイオマス由来の粒径が異なる燃料を、燃料性状にあった供給手法で燃焼室2に供給して効率良く燃焼させることができる。   Furthermore, in the burner 1 of the present embodiment, the wood flour 22 which is a powder biomass fuel is blown into the combustion chamber 2 together with the transfer air 17b from the powder fuel nozzle 5 for combustion, and the biomass fuel having a larger particle diameter The reference numeral 18 is supplied from the biomass fuel supply unit 6 to the combustion chamber 2 to be used for partial combustion and pyrolysis gasification in the gasification combustion space 20 and the fluidized bed 4. Therefore, the burner 1 of the present embodiment can efficiently burn the fuel having different particle sizes derived from biomass by supplying it to the combustion chamber 2 by the feeding method suitable for the fuel property.

[第1実施形態の使用例]
図3は、第1実施形態のバーナの使用例を示すもので、図3(a)は概略切断側面図、図3(b)は図3(a)のB−B方向矢視図である。
[Use Example of First Embodiment]
FIG. 3 shows an example of use of the burner of the first embodiment, and FIG. 3 (a) is a schematic cut side view, and FIG. 3 (b) is a view taken in the direction of arrows B-B in FIG. .

なお、図3(a)(b)において、図1、図2に示したものと同一のものには同一符号を付して、その説明を省略する。   In FIGS. 3A and 3B, the same components as those shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

第1実施形態のバーナ1は、たとえば、煙管ボイラの加熱源として使用することができる。   The burner 1 of the first embodiment can be used, for example, as a heating source of a smoke tube boiler.

ところで、バイオマス由来の燃料を燃焼させる場合は、燃焼ガス中に灰が浮遊した状態で含まれることがある。又、この灰には、可燃物の未燃分が含まれている(付着している)ことがある。   By the way, when burning the fuel derived from biomass, it may be contained in the state which ash floated in combustion gas. In addition, the ashes may contain (adhere) unburned components of combustibles.

この点に鑑みて、第1実施形態のバーナ1は、たとえば、図3(a)(b)に示すような構成の煙管ボイラ100に加熱源として適用することが好ましい。   In view of this point, the burner 1 of the first embodiment is preferably applied as a heating source to, for example, the smoke tube boiler 100 configured as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b).

煙管ボイラ100は、水101を貯留する缶体102と、缶体102内に配設され、軸心方向を上下方向とする複数の煙管103と、バーナ1に一端側が接続され且つバーナ1からの燃焼ガス26を他端側から缶体102の下側へ導入する燃焼ガス導入用煙管104と、缶体102の下部に設けられて煙管103の下端側と燃焼ガス導入用煙管104の下端側とを連通する灰受部105とを備えた構成とされている。   The smoke tube boiler 100 includes a can 102 for storing water 101, a plurality of smoke tubes 103 disposed in the can 102 and having an axial direction in the vertical direction, one end side connected to the burner 1, and the burner 1 A flue pipe 104 for introducing combustion gas into the lower side of the can 102 from the other end side, a lower end side of the flue pipe 103 and a lower end side of the flue pipe 104 for introducing combustion gas provided at the lower part of the can 102 And an ash receiving portion 105 that communicates with each other.

具体的には、缶体102は、縦方向に配置された円筒形状とされ、胴部106の内側の上端側と下端縁部に、それぞれ上部鏡板(管寄せ)107と下部鏡板(管寄せ)108とを固定して備え、上下の鏡板107,108の間が水101の貯留空間109とされている。   Specifically, the can body 102 has a cylindrical shape disposed in the vertical direction, and an upper end plate (a header) 107 and a lower end plate (a header) at the upper end side and the lower end edge inside the body 106, respectively. The space between the upper and lower mirror plates 107 and 108 is used as a storage space 109 for the water 101.

缶体102内における上部鏡板107よりも上側の空間はガス集合部110とされている。   A space above the upper mirror plate 107 in the can body 102 is a gas collecting portion 110.

煙管103の管径は、燃焼ガス導入用煙管104の管径よりも小さく設定されている。煙管103は、缶体102内に、缶体102の軸心方向と平行な姿勢で、燃焼ガス導入用煙管104を取り囲むように配置されている。煙管103の上端側は、上部鏡板107に貫通した状態で固定されていて、上端開口部がガス集合部110に連通している。煙管103の下端側は、下部鏡板108に貫通した状態で固定されていて、下端開口部が灰受部105に連通している。   The pipe diameter of the smoke pipe 103 is set smaller than the pipe diameter of the combustion gas introduction smoke pipe 104. The smoke pipe 103 is disposed in the can 102 so as to surround the combustion gas introduction smoke pipe 104 in a posture parallel to the axial direction of the can 102. The upper end side of the smoke pipe 103 is fixed to the upper mirror plate 107 in a penetrating state, and the upper end opening portion communicates with the gas collecting portion 110. The lower end side of the smoke pipe 103 is fixed to the lower mirror plate 108 in a penetrating state, and the lower end opening portion communicates with the ash receiving portion 105.

燃焼ガス導入用煙管104は、上端側が、缶体102の胴部106に缶体102の内側から貫通して外側へ突出するように取り付けられていて、その突出端部の開口が入口111とされている。入口111は、バーナ1の火炎噴出口10に接続されている。   The upper end side of the combustion gas introducing smoke pipe 104 is attached to the body portion 106 of the can 102 so as to penetrate from the inside of the can 102 and protrude outward, and the opening of the projecting end is an inlet 111 ing. The inlet 111 is connected to the flame jet nozzle 10 of the burner 1.

燃焼ガス導入用煙管104は、図3(a)に示すように、缶体102内で入口111側より水平方向に延びて缶体102の中央部分で下向きに屈曲した形状とされており、下端側が下部鏡板108の中央部分に上方から貫通するように取り付けられている。燃焼ガス導入用煙管104の下端開口部は、灰受部105の中央部分に連通する出口112となっている。   As shown in FIG. 3A, the combustion gas introduction smoke pipe 104 extends horizontally from the inlet 111 side in the can 102 and is bent downward at the central portion of the can 102 and has a lower end. The side is attached to the central portion of the lower end plate 108 so as to penetrate from above. The lower end opening of the combustion gas introduction smoke pipe 104 is an outlet 112 communicating with the central portion of the ash receiver 105.

これにより、バーナ1の火炎噴出口10より火炎27(図1参照)と共に噴出される燃焼ガス26は、燃焼ガス導入用煙管104に入口111側から導入された後、上側から下側へ流れて灰受部105に導入される。この際、燃焼ガス導入用煙管104の管径は、火炎噴出口10の径と同等としてあるため、燃焼ガス26の流速は、火炎噴出口10より噴出された流速に保持される。このため、燃焼ガス26中に浮遊して灰113が同伴されていたとしても、その灰113は、燃焼ガス導入用煙管104の内面への付着が抑制された状態で、燃焼ガス26と共に灰受部105に導入される。   As a result, the combustion gas 26 ejected together with the flame 27 (see FIG. 1) from the flame outlet 10 of the burner 1 flows from the upper side to the lower side after being introduced from the inlet 111 side into the combustion gas introduction smoke pipe 104 It is introduced into the ash receiving unit 105. At this time, the pipe diameter of the combustion gas introduction smoke pipe 104 is equal to the diameter of the flame jet outlet 10, so the flow velocity of the combustion gas 26 is maintained at the flow velocity jetted from the flame jet outlet 10. Therefore, even if the ash 113 floats in the combustion gas 26 and is accompanied by the ash 113, the ash 113 is received together with the combustion gas 26 in a state in which adhesion to the inner surface of the combustion gas introduction smoke pipe 104 is suppressed. It is introduced into section 105.

灰受部105は、缶体102の下側に、缶体102の径と同様の径寸法で設けられた円筒状の容器であり、上端側は缶体102の下端側に気密に取り付けられている。   The ash receiving portion 105 is a cylindrical container provided on the lower side of the can body 102 with the same diameter as the diameter of the can body 102, and the upper end side thereof is airtightly attached to the lower end side of the can body 102 There is.

灰受部105は、燃焼ガス導入用煙管104の出口112側から導入された燃焼ガス26の流速が、灰受部105内では灰113の終端速度に満たない流速まで減速(低下)するように、燃焼ガス導入用煙管104の流路断面積に比して大きな流路断面積を有するものとされている。   The ash receiving unit 105 decelerates (decreases) the flow velocity of the combustion gas 26 introduced from the outlet 112 side of the combustion gas introduction smoke pipe 104 to a flow velocity that does not reach the terminal velocity of the ash 113 in the ash receiving unit 105. The flow passage cross-sectional area is made larger than the flow passage cross-sectional area of the combustion gas introduction smoke pipe 104.

具体的には、灰受部105は、缶体102と同様の径寸法としてあるため、灰受部105の高さ寸法を調整することで、前述の流路断面積を得るようにしてある。   Specifically, since the ash receiving portion 105 has the same diameter as the can 102, the above-described flow passage cross-sectional area is obtained by adjusting the height dimension of the ash receiving portion 105.

これにより、灰受部105に燃焼ガス導入用煙管104の出口112から燃焼ガス26が導入されると、燃焼ガス26は、図3(a)に矢印で示すように、一旦下方に向けて流れた後、周囲に拡散し、その後、上向きに反転されてから、各煙管103に流入するようになる。   Thereby, when the combustion gas 26 is introduced into the ash receiving portion 105 from the outlet 112 of the combustion gas introduction smoke pipe 104, the combustion gas 26 once flows downward as shown by an arrow in FIG. Then, it diffuses to the surroundings, and then it is turned upward and then flows into each smoke pipe 103.

このため、燃焼ガス26に同伴されて灰受部105に流入した灰113は、燃焼ガス26の流れにより灰受部105の内底部側に導かれる。その際、燃焼ガス26の流速が灰113の終端速度未満になることに起因して、灰113の大部分は燃焼ガス26の流れに同伴されることなく取り残される。したがって、灰受部105は、燃焼ガス26中に灰113が含まれていたとしても、その灰113の大部分を分離させて灰受部105の内底部に沈降させることができる。   For this reason, the ash 113 carried along with the combustion gas 26 and flowing into the ash receiving portion 105 is led to the inner bottom side of the ash receiving portion 105 by the flow of the combustion gas 26. At that time, most of the ash 113 is left unentrained in the flow of the combustion gas 26 due to the flow velocity of the combustion gas 26 becoming less than the terminal velocity of the ash 113. Therefore, even if the ash 113 is contained in the combustion gas 26, the ash receiver 105 can separate most of the ash 113 and settle it in the inner bottom of the ash receiver 105.

又、灰受部105は、側壁部105a及び底壁部105bが耐火材で構築されていて、燃焼ガス26が導入される内部の温度を灰113中の未燃分が燃焼する温度に保持可能な構成とされている。これにより、沈降途中の灰113中の未燃分や灰受部105の内底部に沈降した灰113中の未燃分は、燃焼ガス26に残存している酸素(余剰酸素)により燃焼する。   Further, in the ash receiving portion 105, the side wall portion 105a and the bottom wall portion 105b are constructed of a refractory material, and the temperature inside the combustion gas 26 can be maintained at the temperature at which unburned matter in the ash 113 burns. It is made up of As a result, the unburned component in the ash 113 in the process of settling and the unburned component in the ash 113 deposited on the inner bottom of the ash receiving portion 105 are burned by the oxygen (surplus oxygen) remaining in the combustion gas 26.

更に、灰受部105は、側壁部105aに、空気115を灰受部105内に供給する空気供給ライン114が接続されている。これにより、灰受部105では、空気供給ライン114から供給される空気115により、灰受部105に沈降した灰113中の未燃分の燃焼が更に促進されるようにしてある。   Further, in the ash receiver 105, an air supply line 114 for supplying the air 115 into the ash receiver 105 is connected to the side wall 105a. Thereby, in the ash receiving unit 105, the combustion of the unburned portion in the ash 113 settled in the ash receiving unit 105 is further promoted by the air 115 supplied from the air supply line 114.

灰受部105の側壁部105aには、灰を排出させるための灰排出口116があり、灰受部105から定期的(たとえば、月に1回程度)に灰113を掻き出せるようにしてある。図示してないが、灰排出口116には開閉用の蓋が備えられている。   The side wall portion 105a of the ash receiving portion 105 has an ash discharge port 116 for discharging ash, and the ash 113 can be scraped from the ash receiving portion 105 periodically (for example, once a month). . Although not shown, the ash discharge port 116 is provided with a lid for opening and closing.

ガス集合部110の側壁部には、燃焼ガス出口117が設けられている。燃焼ガス出口117は、燃焼ガス排出ライン119を介してサイクロン118に接続されている。これにより、燃焼ガス出口117より排出される燃焼ガス26は、サイクロン118で灰が除去された後、図示しない煙突や排ガス処理装置等を経て大気へ放出される。   A combustion gas outlet 117 is provided on the side wall portion of the gas collecting portion 110. The combustion gas outlet 117 is connected to the cyclone 118 via a combustion gas discharge line 119. Thereby, after the ash is removed by the cyclone 118, the combustion gas 26 discharged from the combustion gas outlet 117 is discharged to the atmosphere through a chimney not shown, an exhaust gas processing device, and the like.

なお、図3(a)では、一例として、燃焼ガス出口117をガス集合部110の側壁部に設けた構成を示しているが、缶体102の頂部に燃焼ガス出口117を設けて、缶体102の頂部から燃焼ガス26を排出させるようにしてもよい。   In FIG. 3A, the combustion gas outlet 117 is provided on the side wall of the gas collecting portion 110 as an example, but the combustion gas outlet 117 is provided on the top of the can 102, and the can can be The combustion gas 26 may be discharged from the top of the 102.

又、燃焼ガス導入用煙管104は、入口111を缶体102の胴部106に開口させた構成を示したが、入口111側を上部鏡板107に貫通させると共に、缶体102の上方や、ガス集合部110の側壁部に開口させて、上部鏡板107の上側から燃焼ガス26を導入させるようにしてもよい。   The combustion gas introduction smoke pipe 104 has a configuration in which the inlet 111 is opened to the body portion 106 of the can 102. However, the inlet 111 side is penetrated to the upper mirror plate 107, and The combustion gas 26 may be introduced from the upper side of the upper mirror plate 107 by opening the side wall portion of the collecting portion 110.

図3(a)(b)では、缶体102内の複数の煙管103は、缶体102内でほぼ一定の間隔で設置されているが、缶体102の周方向におけるガス集合部110の燃焼ガス出口117が配置されている側に寄った領域の煙管103の配列間隔を疎にし、燃焼ガス出口117が配置されている側から離れた領域での煙管103の配列間隔を密にした構成としてもよい。このようにすれば、灰受部105内での燃焼ガス26の流れの周方向への拡散をより均一にして、各煙管103の燃焼ガス26の流量をより均等化させることができる。   In FIGS. 3A and 3B, although the plurality of smoke pipes 103 in the can body 102 are installed at substantially constant intervals in the can body 102, the combustion of the gas collecting portion 110 in the circumferential direction of the can body 102 is performed. The arrangement interval of the smoke tubes 103 in the area closer to the side where the gas outlet 117 is arranged is made sparse, and the arrangement interval of the smoke pipes 103 in the area far from the side where the combustion gas outlet 117 is arranged is made denser It is also good. In this way, it is possible to make the diffusion of the flow of the combustion gas 26 in the circumferential direction in the ash receiving portion 105 more uniform, and to make the flow rate of the combustion gas 26 of each smoke pipe 103 more uniform.

なお、図示していないが、貯留空間109には、缶体102の外部から加熱対象となる水101を供給する給水ラインが接続されていて、煙管ボイラ100の使用時は貯留空間109に水101を設定されたレベルで貯留する。   Although not shown, a water supply line for supplying water 101 to be heated from the outside of the can 102 is connected to the storage space 109, and the water 101 is stored in the storage space 109 when the smoke tube boiler 100 is used. Is stored at the set level.

煙管ボイラ100を温水ボイラとして使用する場合は、貯留空間109に、温水を外部の図示しない熱利用部(熱需要部)との間で循環させるラインを接続する。又、煙管ボイラ100を蒸気ボイラとして使用する場合は、貯留空間109に、蒸気を取り出す蒸気取出ラインを接続すればよい。   In the case where the smoke tube boiler 100 is used as a hot water boiler, a line for circulating the hot water with the external heat utilization unit (heat demand unit) (not shown) is connected to the storage space 109. When the smoke tube boiler 100 is used as a steam boiler, a steam takeout line for taking out steam may be connected to the storage space 109.

図3(a)において、符号120は、燃焼ガス導入用煙管104の熱膨張を吸収するため途中位置に設けたエキスパンション部である。   In FIG. 3A, reference numeral 120 denotes an expansion portion provided at an intermediate position to absorb the thermal expansion of the combustion gas introduction smoke pipe 104.

本使用例によれば、バーナ1は、前述したと同様に木粉22及びバイオマス燃料18を用いて運転し、火炎噴出口10より噴出される燃焼ガス26を、煙管ボイラ100の燃焼ガス導入用煙管104の入口111に供給する。   According to this use example, the burner 1 is operated using the wood powder 22 and the biomass fuel 18 as described above, and the combustion gas 26 ejected from the flame outlet 10 is used to introduce the combustion gas of the smoke tube boiler 100. The gas is supplied to the inlet 111 of the smoke pipe 104.

これにより、燃焼ガス導入用煙管104では、燃焼ガス26が、上側から出口112がある下側へ流れる。燃焼ガス導入用煙管104の管径は火炎噴出口10の径と同等としてあるので、燃焼ガス導入用煙管104を流れる燃焼ガス26の流速は維持され、流れが滞ることはない。そのため、燃焼ガス導入用煙管104は、内面への灰113の付着が抑制される。これにより、燃焼ガス導入用煙管104は、清掃の頻度の低減化を図ることができる。   Thereby, in the combustion gas introduction smoke pipe 104, the combustion gas 26 flows from the upper side to the lower side where the outlet 112 is located. Since the tube diameter of the combustion gas introduction smoke pipe 104 is equal to the diameter of the flame outlet 10, the flow velocity of the combustion gas 26 flowing through the combustion gas introduction smoke pipe 104 is maintained, and the flow does not stagnate. Therefore, adhesion of the ash 113 to the inner surface of the combustion gas introduction smoke pipe 104 is suppressed. Thus, the combustion gas introduction smoke pipe 104 can reduce the frequency of cleaning.

燃焼ガス導入用煙管104の出口112に達した燃焼ガス26は、灰受部105に下向きに流入した後、周囲へ拡散し、その後、上向きに反転されてから、各煙管103に流入する。   The combustion gas 26 that has reached the outlet 112 of the combustion gas introduction smoke pipe 104 flows downward into the ash receiving portion 105, diffuses to the surroundings, and then is inverted upward and flows into each smoke pipe 103.

灰受部105内に流入した燃焼ガス26は、流速が大幅に低下し、灰113の終端速度に満たない流速となる。これにより、灰113は、灰受部105内で沈降する。   The flow velocity of the combustion gas 26 that has flowed into the ash receiving portion 105 is significantly reduced, and the flow velocity does not reach the terminal velocity of the ash 113. As a result, the ash 113 settles in the ash receiving portion 105.

更に、灰受部105では、燃焼ガス導入用煙管104の出口112より導入されるときの燃焼ガス26の流れの向きが下向きとされているため、燃焼ガス26に含まれている灰113には灰受部105の内底部へ向かう力(慣性力)が作用する。そのため、灰113は、灰受部105内で流速が低下した後に上向きとなる燃焼ガス26の流れに同伴されにくくなり、灰受部105内での沈降がより促されて、燃焼ガス26からの分離が促進される。   Furthermore, in the ash receiving portion 105, the flow direction of the combustion gas 26 when introduced from the outlet 112 of the combustion gas introduction smoke pipe 104 is directed downward, so the ash 113 contained in the combustion gas 26 A force (inertial force) directed to the inner bottom portion of the ash receiving portion 105 acts. As a result, the ash 113 is less likely to be entrained by the flow of the combustion gas 26 which is upward after the flow velocity is reduced in the ash receiving portion 105, and sedimentation in the ash receiving portion 105 is further promoted. Separation is promoted.

灰受部105内で沈降する灰113や内底部に沈降した灰113に含まれている未燃分は、燃焼ガス26中の余剰酸素によって燃焼し、更に、空気供給ライン114より灰受部105内に供給される空気115によっても燃焼する。   The ash 113 which settles in the ash receiver 105 and the unburned matter contained in the ash 113 which settles on the inner bottom are burned by the excess oxygen in the combustion gas 26, and furthermore, the ash receiver 105 from the air supply line 114. It burns also by the air 115 supplied inside.

又、灰受部105は、その内底面の面積が、缶体102の断面積と同様となっている。このため灰受部105で沈降した灰113は、内底面に分散した状態で燃焼ガス26中の余剰酸素や空気115と効率よく接触させることができて、灰113中の未燃分の燃焼を促すことができる。   Moreover, the area of the inner bottom surface of the ash receiving portion 105 is the same as the cross-sectional area of the can body 102. Therefore, the ashes 113 settled by the ashes receiving portion 105 can be efficiently contacted with the excess oxygen in the combustion gas 26 and the air 115 in a dispersed state on the inner bottom surface, and the unburned components in the ashes 113 are burned. It can prompt you.

灰113中の未燃分が燃焼すると、灰113の量自体が減少するため、このことによっても、燃焼ガス26に同伴される灰113の量は低減する。   As the amount of ash 113 itself decreases when the unburned matter in the ash 113 burns, this also reduces the amount of ash 113 entrained in the combustion gas 26.

したがって、煙管ボイラ100では、燃焼ガス26に同伴されて煙管103に流入する灰113の量が低減されるので、煙管103に灰113が付着することを抑制できる。これにより、煙管103は、灰113が付着した状態での流路断面積の確保を考慮しなくてよいため、管径を小さくすることができる。このため、煙管ボイラ100は、煙管103の配置の密度の向上化を図ることができて、煙管ボイラ100全体の小型化を図ることができるという利点が得られる。又、煙管103に灰113が付着することを抑制できることから、煙管ボイラ100は、ボイラ効率の低下を抑制することができる。   Therefore, in the smoke tube boiler 100, the amount of the ash 113 which accompanies the combustion gas 26 and flows into the smoke tube 103 is reduced, so adhesion of the ash 113 to the smoke tube 103 can be suppressed. Thereby, since it is not necessary to consider securing of the flow-path cross-sectional area in the state to which the ash 113 adhered, the smoke pipe 103 can make a pipe diameter small. Therefore, in the smoke tube boiler 100, the density of the arrangement of the smoke tubes 103 can be improved, and the advantage that the entire size of the smoke tube boiler 100 can be reduced can be obtained. Moreover, since it can suppress that the ash 113 adheres to the smoke pipe 103, the smoke pipe boiler 100 can suppress the fall of boiler efficiency.

又、燃焼ガス26に同伴される灰113の量が低減することから、煙管ボイラ100の下流に設置するサイクロン118等の集塵装置の集塵負荷を軽減でき、集塵装置の清掃の頻度を低減させて、運転期間を延命化できるという利点も得られる。   In addition, since the amount of ash 113 carried by the combustion gas 26 is reduced, the dust collection load of the dust collector such as the cyclone 118 installed downstream of the smoke pipe boiler 100 can be reduced, and the frequency of cleaning the dust collector is reduced. There is also the advantage that the operating period can be extended by reducing it.

更に、煙管ボイラ100は、灰受部105で灰113中の未燃分を燃焼させるので、この燃焼の際に生じる熱は灰受部105を通過する燃焼ガス26に付与される。燃焼ガス26の保有する熱は、燃焼ガス26が煙管103を流通する間に煙管103の周囲の水101に熱交換により回収される。したがって、本使用例では、燃焼ガス26に含まれる灰113中の未燃分が有する熱量も、温水あるいは蒸気の生成に有効利用することができる。   Furthermore, since the smoke tube boiler 100 burns the unburned component in the ash 113 in the ash receiver 105, the heat generated during the combustion is given to the combustion gas 26 passing through the ash receiver 105. The heat held by the combustion gas 26 is recovered by heat exchange in the water 101 around the smoke pipe 103 while the combustion gas 26 flows through the smoke pipe 103. Therefore, in the present use example, the amount of heat possessed by the unburned component in the ash 113 contained in the combustion gas 26 can also be effectively used for the generation of hot water or steam.

又、煙管ボイラ100では、複数の煙管103が燃焼ガス導入用煙管104と干渉しない範囲で燃焼ガス導入用煙管104の周囲に分布するように配置されているので、缶体102内の無駄なスペースの低減化が図られている。   Further, in the smoke tube boiler 100, since the plurality of smoke tubes 103 are distributed around the combustion gas introduction smoke pipe 104 within a range not interfering with the combustion gas introduction smoke pipe 104, the waste space in the can 102 is eliminated. Is being reduced.

[第2実施形態]
図4はバーナの第2実施形態を示す切断側面図、図5は図4のC−C方向矢視図である。
Second Embodiment
FIG. 4 is a cutaway side view showing a second embodiment of the burner, and FIG. 5 is a view taken in the direction of arrows CC in FIG.

なお、図4、図5において、第1実施形態に示したものと同一のものには同一符号を付して、その説明を省略する。   In FIGS. 4 and 5, the same components as those shown in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

本実施形態のバーナ1aは、円筒状の燃焼室2aを横長となるように形成し、燃焼室2aの一端側の底部に開口28を設けて流動層4を備える。流動層4の構成は、第1実施形態と同様とされている。   The burner 1a of the present embodiment is provided with a fluidized bed 4 in which the cylindrical combustion chamber 2a is formed to be horizontally long, an opening 28 is provided at the bottom of one end of the combustion chamber 2a. The configuration of the fluidized bed 4 is the same as that of the first embodiment.

燃焼室2aの一端側の側壁29には、粉体燃料ノズル5が設けられ、その近傍位置にパイロットバーナ24が設けられている。粉体燃料ノズル5とパイロットバーナ24の構成は第1実施形態と同様とされている。したがって、粉体燃料ノズル5では、燃焼室2aに吹き込む木粉22を搬送用空気17bを用いて燃焼させることで、燃焼室2aの内部と流動層4を加熱することができる。   A powder fuel nozzle 5 is provided on the side wall 29 on one end side of the combustion chamber 2a, and a pilot burner 24 is provided in the vicinity thereof. The configurations of the powder fuel nozzle 5 and the pilot burner 24 are the same as those in the first embodiment. Therefore, in the powder fuel nozzle 5, the interior of the combustion chamber 2a and the fluidized bed 4 can be heated by burning the wood powder 22 blown into the combustion chamber 2a using the transfer air 17b.

更に、燃焼室2aの一端側の頂部には、バイオマス燃料供給部6が流動層4の真上となる配置で設けられている。   Furthermore, a biomass fuel supply unit 6 is provided at the top of one end side of the combustion chamber 2 a so as to be directly above the fluidized bed 4.

燃焼室2aは、その一端側における流動層4の直上となる領域が、図4に一点鎖線で示す燃焼部19とされ、燃焼部19を除く領域がガス化燃焼空間20とされている。図4では、燃焼室2aの一端側の上部から他端寄りの領域が、ガス化燃焼空間20となっている。   In the combustion chamber 2a, a region immediately above the fluidized bed 4 at one end side thereof is a combustion unit 19 indicated by an alternate long and short dash line in FIG. 4 and a region excluding the combustion unit 19 is a gasification combustion space 20. In FIG. 4, a region close to the other end from the upper portion on one end side of the combustion chamber 2 a is a gasification combustion space 20.

バイオマス燃料供給部6は、燃焼室2aの一端側の頂部にて、ガス化燃焼空間20に開口させて接続されている。これにより、バイオマス燃料供給部6から供給するバイオマス燃料18は、ガス化燃焼空間20に供給され、バイオマス燃料18のうち、ガス化燃焼空間20にて浮遊状態で部分燃焼や熱分解ガス化が進行しきれない比較的粒径の大きなものが、ガス化燃焼空間20を通過して流動層4へ落下供給されるようにしてある。   The biomass fuel supply unit 6 is openly connected to the gasification combustion space 20 at the top of one end side of the combustion chamber 2a. Thereby, the biomass fuel 18 supplied from the biomass fuel supply unit 6 is supplied to the gasification combustion space 20, and of the biomass fuel 18, partial combustion or pyrolysis gasification proceeds in a floating state in the gasification combustion space 20. Those having a relatively large particle size which can not be restricted are dropped and supplied to the fluidized bed 4 through the gasification combustion space 20.

又、燃焼室2aの円筒形状の外周部には、燃焼室2a内に開口する燃焼空気供給ノズル7が接線方向に沿う姿勢で設けられている。燃焼空気供給ノズル7は、図4では、一例として、燃焼室2aの軸心方向の2個所に備えられている。これにより、燃焼空気供給ノズル7より燃焼室2aに供給される燃焼用空気17dは、図4に矢印で示すように、旋回しながら燃焼室2aの他端側のガス出口3側へ向けて流される。   Further, a combustion air supply nozzle 7 opened in the combustion chamber 2a is provided on the cylindrical outer periphery of the combustion chamber 2a in a posture along the tangential direction. In FIG. 4, the combustion air supply nozzles 7 are provided, for example, at two locations in the axial direction of the combustion chamber 2a. Thus, the combustion air 17d supplied from the combustion air supply nozzle 7 to the combustion chamber 2a flows toward the gas outlet 3 on the other end side of the combustion chamber 2a while turning as shown by the arrow in FIG. Be

ガス出口3には、ガス通路8の一端側が接続され、ガス通路8の他端側開口は火炎噴出口10とされている。   One end side of the gas passage 8 is connected to the gas outlet 3, and the other end side opening of the gas passage 8 is a flame jet port 10.

ガス通路8の火炎噴出口10に近い位置の周壁には、主燃焼空気供給ノズル9が、火炎噴出口10側に向けた斜めの姿勢で設けられていて、主燃焼用空気17eが火炎噴出口10の方向へ供給されるようになっている。   The main combustion air supply nozzle 9 is provided on the peripheral wall of the gas passage 8 at a position close to the flame spout 10 in an inclined posture toward the flame spout 10 side, and the main combustion air 17e is a flame spout It is supplied in the direction of 10.

その他の構成は第1実施形態と同様とされている。   The other configuration is the same as that of the first embodiment.

本実施形態のバーナ1aを起動させる場合は、燃焼室2aに粉体燃料ノズル5から木粉22を搬送用空気17bと共に吹き込んで燃焼させ、燃焼室2aと流動層4をバイオマス燃料18の着火温度以上に昇温させる。このとき、流動層4は、流動化空気17aによる熱媒体11の流動を行わせるようにし、又、燃焼空気供給ノズル7から燃焼室2への燃焼用空気17dの供給と、主燃焼空気供給ノズル9からガス通路8への主燃焼用空気17eの供給を開始しておく。   When the burner 1a according to the present embodiment is activated, wood powder 22 is blown into the combustion chamber 2a from the powder fuel nozzle 5 together with the transfer air 17b and burned, and the combustion chamber 2a and the fluidized bed 4 are ignited at the biomass fuel 18 temperature. Raise the temperature above. At this time, the fluidized bed 4 causes the heat medium 11 to flow by the fluidizing air 17a, and the supply of the combustion air 17d from the combustion air supply nozzle 7 to the combustion chamber 2 and the main combustion air supply nozzle The supply of the main combustion air 17e from 9 to the gas passage 8 is started.

次いで、本実施形態のバーナ1は、燃焼室2及び流動層4の温度がバイオマス燃料18の着火温度まで昇温した後、バイオマス燃料供給部6から燃焼室2へのバイオマス燃料18の供給を開始する。燃焼室2では、バイオマス燃料18の燃焼用空気17dによる浮遊状態での部分燃焼と熱分解ガス化が行われる。更に、浮遊状態では部分燃焼又は熱分解ガス化が完全に進行しきれない比較的大きな粒径のバイオマス燃料18は、流動層4まで落下して、流動層4にて流動化空気17aを用いて部分燃焼と熱分解ガス化が行われる。燃焼室2において、バイオマス燃料18の熱分解ガス化によって生じた可燃性ガスを含むガスは、ガス出口3からガス通路8へ連続的に導かれる。   Next, the burner 1 of the present embodiment starts supplying the biomass fuel 18 from the biomass fuel supply unit 6 to the combustion chamber 2 after the temperatures of the combustion chamber 2 and the fluidized bed 4 rise to the ignition temperature of the biomass fuel 18 Do. In the combustion chamber 2, partial combustion and thermal decomposition gasification are performed in a floating state by the combustion air 17 d of the biomass fuel 18. Furthermore, biomass fuel 18 having a relatively large particle size, in which partial combustion or pyrolysis gasification can not completely proceed in the floating state, falls to fluidized bed 4 and is fluidized in fluidized bed 4 using fluidized air 17a. Partial combustion and pyrolysis gasification are performed. In the combustion chamber 2, the gas including the combustible gas generated by the pyrolysis and gasification of the biomass fuel 18 is continuously introduced from the gas outlet 3 to the gas passage 8.

ガス通路8では、燃焼室2より連続的に導かれる可燃性ガスを含むガスに対し、主燃焼空気供給ノズル9から主燃焼用空気17eが供給されて、可燃性ガスの主燃焼が行われる。これにより、本実施形態のバーナ1は、主燃焼によって生じる高温の燃焼ガス26を、火炎27と共に火炎噴出口10より噴出することができる。   In the gas passage 8, main combustion air 17e is supplied from the main combustion air supply nozzle 9 to the gas containing combustible gas continuously introduced from the combustion chamber 2, and the main combustion of the combustible gas is performed. Thus, the burner 1 of the present embodiment can eject the high temperature combustion gas 26 generated by the main combustion from the flame jet nozzle 10 together with the flame 27.

したがって、本実施形態のバーナ1aによっても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。   Therefore, also by the burner 1a of this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

なお、本発明は、前記各実施形態にのみ限定されるものではなく、燃焼室2,2a、流動層4、ガス通路8の各部や各構成機器のサイズや寸法比は、図示するための便宜上のものであり、実際の装置構成を反映したものではない。   The present invention is not limited to the embodiments described above, and the sizes and dimensional ratios of the combustion chambers 2 and 2a, the fluidized bed 4 and the parts of the gas passage 8 and the respective constituent devices are for convenience of illustration. It does not reflect the actual device configuration.

又、燃焼室2,2aにおける粉体燃料ノズル5の配置は、粉体燃料ノズル5より燃焼室に吹き込む木粉22などの粉体バイオマス燃料の燃焼によって、燃焼室2,2aの内部と流動層4を加熱することができれば、図示した以外の配置としてもよい。   Further, the arrangement of the powder fuel nozzle 5 in the combustion chamber 2, 2a is based on the combustion of the powder biomass fuel such as wood powder 22 blown into the combustion chamber from the powder fuel nozzle 5, the inside of the combustion chamber 2, 2a and the fluidized bed As long as 4 can be heated, it is good also as arrangement except showing in figure.

燃焼室2,2aにおける燃焼空気供給ノズル7の配置と設置数は、図示した以外の配置と設置数としてもよい。又、燃焼空気供給ノズル7は、燃焼室2,2a内に燃焼用空気17dの旋回流を形成させることができるような配置と向きとしてあることが望ましいが、燃焼室2,2a内に燃焼用空気17dを供給して、バイオマス燃料供給部6より供給されるバイオマス燃料18の燃焼に供することができるようにしてあれば、任意の配置と向きであってもよい。   The arrangement and the number of the combustion air supply nozzles 7 in the combustion chambers 2 and 2a may be the arrangement and the number other than illustrated. Further, although it is desirable that the combustion air supply nozzle 7 is arranged and oriented such that a swirling flow of the combustion air 17d can be formed in the combustion chamber 2, 2a, the combustion air supply nozzle 7 is used for combustion in the combustion chamber 2, 2a. As long as the air 17 d can be supplied to burn the biomass fuel 18 supplied from the biomass fuel supply unit 6, any arrangement and orientation may be used.

ガス通路8の向き(角度姿勢)は、火炎噴出口10の向きに応じて適宜変更してもよい。又、ガス通路8における主燃焼空気供給ノズル9の配置と設置数は、図示した以外の配置と設置数としてもよい。   The direction (angular attitude) of the gas passage 8 may be changed as appropriate according to the direction of the flame jet nozzle 10. Further, the arrangement and the number of the main combustion air supply nozzles 9 in the gas passage 8 may be the arrangement and the number other than illustrated.

粉体燃料ノズル5より燃焼室2,2aに吹き込む燃料は、木粉22を例示したが、バイオマス由来の燃料であって、且つ粉体化された燃料であれば、木粉22以外の任意の粉体バイオマス燃料を使用してもよい。   The fuel blown into the combustion chamber 2, 2a from the powder fuel nozzle 5 is exemplified by wood flour 22. However, any fuel other than wood flour 22 may be used if it is a biomass-derived fuel and it is a pulverized fuel. Powdered biomass fuel may be used.

木粉22の粒径は、原料とするバイオマスの有する燃焼容易性に応じて、冷間起動時に粉体燃料ノズル5から搬送用空気17bと共に供給する際にパイロットバーナ24を用いて着火させることができれば、500μmを超えていてもよい。木粉22の含水率は、20%以下として説明したが、冷間起動時に粉体燃料ノズル5から搬送用空気17bと共に供給する際にパイロットバーナ24を用いて着火させることができれば20%を超えていてもよい。もちろん冷間起動時以外の通常運転あるいは熱間起動時においては、パイロットバーナ24の有無にかかわらずガス化燃焼空間20あるいは燃焼部19で着火することができれば、木粉22の粒径や含水率は、適宜変更してもよい。又、バイオマス燃料18の粒径は、原料とするバイオマスの有する燃焼容易性に応じて適宜変更してもよい。   The particle diameter of the wood powder 22 may be ignited using the pilot burner 24 when supplying together with the transport air 17b from the powder fuel nozzle 5 at the time of cold start according to the combustion ease of the biomass as the raw material If possible, it may exceed 500 μm. Although the moisture content of the wood powder 22 has been described as 20% or less, if it can be ignited using the pilot burner 24 when it is supplied together with the transport air 17b from the powder fuel nozzle 5 at cold start, it exceeds 20% It may be Of course, during normal operation or hot start other than cold start, if it is possible to ignite in the gasification combustion space 20 or the combustion part 19 regardless of the presence or absence of the pilot burner 24, the particle size and moisture content of the wood powder 22 May be changed as appropriate. In addition, the particle size of the biomass fuel 18 may be appropriately changed in accordance with the ease of combustion of the biomass as the raw material.

木粉22、及び、バイオマス燃料18の原料は、木質バイオマスとして説明したが、木質以外の植物由来のバイオマス、更には、微生物由来のバイオマスを原料として用いるようにしてもよい。   Although the raw material of the wood flour 22 and the biomass fuel 18 has been described as woody biomass, biomass derived from plants other than wood, or biomass derived from microorganisms may be used as the raw material.

流動化空気17a、搬送用空気17b、パイロット用空気17c、燃焼用空気17d、主燃焼用空気17eは、単一の送風機15より供給される構成を示したが、送風機15は複数であってもよい。   Although the fluidizing air 17a, the transfer air 17b, the pilot air 17c, the combustion air 17d, and the main combustion air 17e are supplied from the single blower 15, the plurality of blowers 15 may be used. Good.

本発明のバーナ1,1aは、図3(a)(b)に示した煙管ボイラ100以外の任意の形式のボイラの加熱源として適用してもよい。更に、本発明のバーナ1,1aは、高温の燃焼ガス26と火炎27のいずれか一方又は双方が要求される任意の需要先(利用先)に適用してもよい。   The burners 1 and 1a of the present invention may be applied as a heating source of any type of boiler other than the smoke tube boiler 100 shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). Furthermore, the burners 1 and 1a of the present invention may be applied to any demand (use) where either or both of the high temperature combustion gas 26 and the flame 27 are required.

その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。   It goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

1,1a バーナ
2,2a 燃焼室
3 ガス出口
4 流動層
5 粉体燃料ノズル
6 バイオマス燃料供給部
7 燃焼空気供給ノズル
8 ガス通路
9 主燃焼空気供給ノズル
10 火炎噴出口
17d 燃焼用空気
17e 主燃焼用空気
18 バイオマス燃料
21 側壁
22 木粉(粉体バイオマス燃料)
24 パイロットバーナ(着火手段)
1, 1a burner 2, 2a combustion chamber 3 gas outlet 4 fluidized bed 5 powder fuel nozzle 6 biomass fuel supply unit 7 combustion air supply nozzle 8 gas passage 9 main combustion air supply nozzle 10 flame outlet 17d combustion air 17e main combustion For air 18 Biomass fuel 21 Side wall 22 Wood powder (Powder biomass fuel)
24 Pilot burner (ignition means)

Claims (6)

燃焼室と、
前記燃焼室の底部に設けられた流動層と、
前記燃焼室に設けられて粉体バイオマス燃料を該燃焼室内に吹き込む粉体燃料ノズルと、
前記粉体燃料ノズルより前記燃焼室内に吹き込まれる前記粉体バイオマス燃料に着火する着火手段と、
前記燃焼室における前記粉体燃料ノズルの設置位置よりも上方位置に設けられて前記流動層の上方からバイオマス燃料を該燃焼室内に供給するバイオマス燃料供給部と、
前記燃焼室は、ガス出口を備え、該ガス出口に、主燃焼用空気が供給される主燃焼空気供給ノズルを備えるガス通路の一端側を接続して、該ガス通路の他端側に備えた火炎噴出口とを有すること
を特徴とするバーナ。
With the combustion chamber,
A fluidized bed provided at the bottom of the combustion chamber;
A pulverized fuel nozzle for blowing a powder biomass fuel to the combustion chamber provided in the combustion chamber,
An ignition means for igniting the powder biomass fuel blown into the combustion chamber from the powder fuel nozzle;
A biomass fuel supply unit provided at a position above the installation position of the powder fuel nozzle in the combustion chamber to supply biomass fuel from the upper side of the fluidized bed into the combustion chamber ;
The combustion chamber has a gas outlet, and the gas outlet is connected to one end of a gas passage provided with a main combustion air supply nozzle to which main combustion air is supplied, and provided at the other end of the gas passage A burner characterized by having a flame spout.
前記バイオマス燃料供給部から供給される前記バイオマス燃料のうち、粒径の大きなものが、前記流動層に落下する構成とした
請求項1記載のバーナ。
The burner according to claim 1, wherein among the biomass fuel supplied from the biomass fuel supply unit, one having a large particle diameter falls into the fluidized bed.
前記燃焼室の内部と前記流動層は、前記粉体燃料ノズルから前記燃焼室に吹き込まれる前記粉体バイオマス燃料の燃焼により加熱される構成とした
請求項1又は2記載のバーナ。
The burner according to claim 1 or 2, wherein the inside of the combustion chamber and the fluidized bed are heated by the combustion of the powdered biomass fuel blown into the combustion chamber from the powdered fuel nozzle.
前記燃焼室は、燃焼用空気を供給する燃焼空気供給ノズルを備え、
前記燃焼空気供給ノズルから供給される前記燃焼用空気は、前記燃焼室の内部で旋回流を形成する構成とした
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のバーナ。
The combustion chamber includes a combustion air supply nozzle for supplying combustion air,
The burner according to any one of claims 1 to 3, wherein the combustion air supplied from the combustion air supply nozzle forms a swirling flow inside the combustion chamber.
前記燃焼室は縦長の形状とし、
前記燃焼室の頂部に前記ガス出口が設けられ、
前記燃焼室の側壁に前記粉体燃料ノズルが設けられ、
前記バイオマス燃料供給部は、前記燃焼室における前記粉体燃料ノズルよりも高い位置に設けられ、
前記燃焼空気供給ノズルは、前記燃焼室の側壁における前記バイオマス燃料供給部よりも低い位置で且つ前記粉体燃料ノズルと干渉しない位置に設けられた構成とした
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のバーナ。
The combustion chamber has an elongated shape,
The gas outlet is provided at the top of the combustion chamber,
The powder fuel nozzle is provided on a side wall of the combustion chamber,
The biomass fuel supply unit is provided at a position higher than the powder fuel nozzle in the combustion chamber,
The combustion air supply nozzle is provided at a position lower than the biomass fuel supply portion on the side wall of the combustion chamber and at a position not interfering with the powder fuel nozzle.
The burner according to any one of claims 1 to 4 .
前記燃焼室は横長の形状とし、
前記流動層は前記燃焼室の一端側の底部に設けられ、
前記バイオマス燃料供給部は、前記流動層の上方に設けられ、
前記ガス出口は、前記燃焼室の他端側に設けられた構成とした
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のバーナ。
The combustion chamber has a horizontally long shape,
The fluidized bed is provided at the bottom of one end of the combustion chamber,
The biomass fuel supply unit is provided above the fluid bed,
The gas outlet is provided at the other end of the combustion chamber.
The burner according to any one of claims 1 to 4 .
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