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JP5336876B2 - Biofuel combustion equipment - Google Patents
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JP5336876B2 - Biofuel combustion equipment - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To stably and efficiently burn biofuel in small shape such as sawdust or rice hull without generation of clinker. <P>SOLUTION: The biofuel combustion device 1 includes: a combustion part 2 which blows combustion air a including pneumatically conveyable biofuel f into a combustion chamber S to cyclone-burn the fuel; an annular inside water-cooled wall 3 disposed on the outlet side of the combustion chamber S to form a secondary combustion chamber S' communicating with the combustion chamber S; an annular water-cooled wall 4 disposed outside the inside water-cooled wall 3 to form an annular combustion gas passage 15 communicating with the secondary combustion chamber S' and a flue 12 with the inside water-cooled wall 3; and an upper header 6 and a lower header 7 connected to both the water-cooled walls 3 and 4. The biofuel f and combustion air a blown into the chamber S through an injection nozzle 9 are cyclone-burnt in the combustion chamber S, and the resulting ash is caused to flow with combustion gas G, and discharged from the combustion chamber S to the flue 12 through the secondary combustion chamber S' and the combustion gas passage 5. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、バイオ燃料を燃料として燃焼させる燃焼装置に係り、特に、オガ粉やもみ殻、細かく砕いたウッドチップ、細かく砕いたバガス等のように空気輸送が可能な比較的小さい形状のバイオ燃料を燃料として燃焼させるようにしたバイオ燃料の燃焼装置に関するものである。   The present invention relates to a combustion apparatus that burns biofuel as fuel, and in particular, biofuel having a relatively small shape capable of pneumatic transportation such as sawdust, rice husk, finely crushed wood chips, finely crushed bagasse, etc. The present invention relates to a biofuel combustion apparatus that burns fuel as fuel.

一般に、製材工場から排出されたオガ粉や精米工場から排出されたもみ殻等は、ごみ焼却施設に於いて都市ごみ等の廃棄物と一緒に大型ごみ焼却炉の燃焼室内に投入されて焼却処理されたり、或いは廃棄物と一緒に埋立て処理されていた。   In general, sawdust discharged from a sawmill and rice husk discharged from a rice mill are put into a combustion chamber of a large waste incinerator together with waste such as municipal waste at a waste incineration facility. Or landfilled with waste.

ところで、近年、産業界ではエネルギー供給源の多様化と脱石油を図ると云う観点から、バイオマスを燃料として活用することが積極的に進められている。例えば、木材の廃材や残材等の木質バイオマスから作った木質ペレットを燃料として燃焼させる蒸気ボイラ(特許文献1参照)や燃焼炉(特許文献2参照)が本件出願人によって開発されている。   By the way, in recent years, the use of biomass as a fuel has been actively promoted from the viewpoint of diversifying energy supply sources and de-oiling. For example, the present applicant has developed a steam boiler (see Patent Document 1) and a combustion furnace (see Patent Document 2) in which wood pellets made from wood biomass such as waste wood and remaining wood are burned as fuel.

しかし、木質ペレットを燃料とする蒸気ボイラや燃焼炉は、形状や含水率等の品質が安定している木質ペレットのような比較的大きな固形燃料を燃焼させるために開発されたものであるため、オガ粉やもみ殻等のように軽量で小さい形状のバイオ燃料はそのままの状態で燃焼室内に投入しても、良好に燃焼させることができないと云う問題があった。   However, steam boilers and combustion furnaces that use wood pellets as fuel have been developed to burn relatively large solid fuels such as wood pellets that are stable in quality such as shape and moisture content. There is a problem that even when a biofuel having a small shape such as sawdust or rice husk is put into the combustion chamber as it is, it cannot be burned well.

一方、オガ粉やもみ殻等の小さい形状のバイオ燃料をペレット状に加工せずにそのままの状態で燃焼させるものとしては、例えば、特開2004−132567号公報(特許文献3参照)に開示された燃焼炉や特開2008−286451号公報(特許文献4参照)に開示されたバイオマス燃料の燃焼装置が知られている。   On the other hand, as a method of burning a biofuel having a small shape such as sawdust or rice husk without processing into a pellet, it is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-132567 (see Patent Document 3). In addition, a combustion apparatus for biomass fuel disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2008-286451 (see Patent Document 4) is known.

しかし、前者の燃焼炉は、炉本体内に形成した断面円形の燃焼室の内周面に沿って気流を螺旋状に旋回させ、この状態でオガ粉やもみ殻を燃焼室内に供給して燃焼させるようにしているが、オガ粉やもみ殻を炉本体の前壁の中心部に設けた粉粒バーナから空気噴射によって燃焼室の中心部にその軸線方向へ向かって供給するようにしているため、一部のオガ粉やもみ殻が旋回流に巻き込まれずに未燃焼のまま燃焼室から排出されることがあり、オガ粉やもみ殻の燃焼を確実且つ良好に行えないと云う問題がある。
然も、この燃焼炉は、炉内全域が耐火物で覆われているため、熱が耐火物に蓄熱されて炉内温度が高温になり、灰の一部が溶融して炉内にクリンカーが発生すると云う問題がある。
However, in the former combustion furnace, the airflow is spirally swirled along the inner peripheral surface of the combustion chamber having a circular cross section formed in the furnace body, and in this state, sawdust and rice husk are supplied into the combustion chamber and burned. However, since the sawdust and rice husk are fed from the powder burner provided at the center of the front wall of the furnace body to the center of the combustion chamber by air injection toward the axial direction. However, some of the sawdust and rice husk may be discharged from the combustion chamber without being burned without being involved in the swirling flow, and there is a problem that combustion of the sawdust and rice husk cannot be performed reliably and satisfactorily.
However, in this combustion furnace, the entire furnace interior is covered with refractory, so the heat is stored in the refractory and the furnace temperature rises, and some of the ash melts and clinker is in the furnace. There is a problem that occurs.

又、後者のバイオマス燃料の燃焼装置は、燃焼室の内周壁から燃焼用空気を旋回流となるように供給し、この状態でもみ殻等のバイオマス燃料を燃焼室内に粉粒状態で供給して燃焼させるようにしているが、バイオマス燃料を燃焼炉の側壁部に設けた燃料供給管から燃料投入ファンの風力によって燃焼室内にその半径方向へ供給するようにしているため、燃焼室内に形成された旋回流が乱されることになり、良好なサイクロン燃焼を行えないと云う問題がある。   Further, the latter biomass fuel combustion device supplies combustion air from the inner peripheral wall of the combustion chamber in a swirl flow, and even in this state, biomass fuel such as rice husk is supplied in a powder state to the combustion chamber. Although it is made to burn, it is formed in the combustion chamber because biomass fuel is supplied in the radial direction into the combustion chamber by the wind of the fuel input fan from the fuel supply pipe provided on the side wall of the combustion furnace. The swirl flow is disturbed, and there is a problem that good cyclone combustion cannot be performed.

特開2008−064370号公報JP 2008-064370 A 登録実用新案第3099224号公報Registered Utility Model No. 3099224 特開2004−132567号公報JP 2004-132567 A 特開2008−286451号公報JP 2008-286451 A

本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、オガ粉やもみ殻等のように空気輸送が可能な小さい形状のバイオ燃料を、クリンカーを生成させることなく安定して効率良く燃焼させることができると共に、燃焼により発生した熱エネルギーを蒸気や温水、熱風として回収できるようにしたバイオ燃料の燃焼装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and its purpose is to produce a biofuel having a small shape that can be pneumatically transported, such as sawdust and rice husk, without generating a clinker. An object of the present invention is to provide a biofuel combustion apparatus that can stably and efficiently burn, and that can recover thermal energy generated by combustion as steam, hot water, or hot air.

上記目的を達成するために、本発明の請求項1の発明は、断面円形の燃焼室内に吹き込みノズルからオガ粉やもみ殻、細かく砕いたウッドチップ、細かく砕いたバガスのように空気輸送が可能なバイオ燃料を混入した燃焼用空気を燃焼室内周面の接線方向へ吹き込んでサイクロン流れを形成し、このサイクロン流れの中でバイオ燃料を燃焼させ、発生した灰を燃焼ガスと共に流動させて燃焼室から排出する燃焼部と、燃焼部の燃焼室出口側に配置され、内方に燃焼室へ連通する断面円形の2次燃焼室を形成する環状の内側の水冷壁と、内側の水冷壁の外方位置に配置された環状の外側の水冷壁と、内側の水冷壁と外側の水冷壁との間に形成され、2次燃焼室及び煙道に連通する環状の燃焼ガス通路と、両水冷壁に夫々連通状に接続された上部ヘッダー及び下部ヘッダーとを具備し、前記吹き込みノズルから燃焼用空気に混入して吹き込んだバイオ燃料を燃焼室内でサイクロン燃焼させ、発生した灰を燃焼ガスと共に流動させて燃焼室から2次燃焼室及び燃焼ガス通路を通して煙道へ排出するようにしたバイオ燃料の燃焼装置であって、前記燃焼部は、円筒状の周壁、周壁の一端部開口を閉塞する端壁及び周壁の他端部開口に設けられてオリフィス穴を形成する環状のオリフィス壁から成り、内方にオリフィス壁により出口側が絞られた断面円形の燃焼室を形成した燃焼部本体と、燃焼部本体のオリフィス壁寄りの周壁に貫通状に設けられ、燃焼室内に空気輸送が可能なバイオ燃料を混入した燃焼用空気を燃焼室内周面の接線方向へ吹き込む吹き込みノズルと、燃焼部本体に設けられ、吹き込みノズルから燃焼室内に燃焼用空気と一緒に吹き込まれたバイオ燃料に着火する点火用バーナとを備えており、前記オリフィス穴の開口面積を、吹き込みノズルから燃焼室内に吹き込まれたバイオ燃料を混入した燃焼用空気が燃焼室から直ぐにオリフィス穴を経て2次燃焼室内へ流入しないように燃焼室の横断面積の1/2以上に設定すると共に、吹き込みノズルとオリフィス壁との距離を、吹き込みノズルから燃焼室内に吹き込まれたバイオ燃料を混入した燃焼用空気が燃焼室から直ぐにオリフィス穴を経て2次燃焼室内へ流入しないように、吹き込みノズルの内径の2倍〜3倍となるように設定したことに特徴がある。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present invention is capable of pneumatic transportation like sawdust, rice husk, finely crushed wood chips, finely crushed bagasse from a nozzle blown into a combustion chamber having a circular cross section. Combustion air mixed with fresh biofuel is blown in the tangential direction of the circumferential surface of the combustion chamber to form a cyclone flow. The biofuel is combusted in the cyclone flow, and the generated ash flows together with the combustion gas to create a combustion chamber. A combustion section that discharges from the combustion chamber, an annular water cooling wall that is disposed on the combustion chamber outlet side of the combustion section and that forms a secondary combustion chamber having a circular cross section that communicates with the combustion chamber inward, and an outer water cooling wall An annular outer water cooling wall disposed in the opposite position, an annular combustion gas passage formed between the inner water cooling wall and the outer water cooling wall and communicating with the secondary combustion chamber and the flue, and both water cooling walls The upper part connected to each other And a lower header, the biofuel injected from the blowing nozzle into the combustion air is subjected to cyclone combustion in the combustion chamber, and the generated ash is flowed together with the combustion gas from the combustion chamber to the secondary combustion chamber and A biofuel combustion apparatus for discharging to a flue through a combustion gas passage, wherein the combustion section is provided on a cylindrical peripheral wall, an end wall closing one end opening of the peripheral wall, and an opening on the other end of the peripheral wall Combustion body that has an annular orifice wall that forms an orifice hole, forms a combustion chamber with a circular cross-section with the outlet wall constricted inside by the orifice wall, and penetrates the peripheral wall near the orifice wall of the combustion body Provided in the combustion chamber body, and a blowing nozzle for blowing combustion air mixed with biofuel capable of pneumatic transportation into the combustion chamber in a tangential direction of the peripheral surface of the combustion chamber. It is equipped with an ignition burner that ignites biofuel blown together with combustion air from the blow nozzle into the combustion chamber, and the opening area of the orifice hole is mixed with the biofuel blown into the combustion chamber from the blow nozzle The combustion air is set to be 1/2 or more of the cross-sectional area of the combustion chamber so that the combustion air does not flow into the secondary combustion chamber through the orifice hole immediately from the combustion chamber, and the distance between the blowing nozzle and the orifice wall is set from the blowing nozzle. The combustion air mixed with the biofuel injected into the combustion chamber is set to be 2 to 3 times the inner diameter of the injection nozzle so that it does not flow from the combustion chamber immediately into the secondary combustion chamber via the orifice hole. There is a feature.

本発明の請求項2の発明は、断面円形の燃焼室内に吹き込みノズルからオガ粉やもみ殻、細かく砕いたウッドチップ、細かく砕いたバガスのように空気輸送が可能なバイオ燃料を混入した燃焼用空気を燃焼室内周面の接線方向へ吹き込んでサイクロン流れを形成し、このサイクロン流れの中でバイオ燃料を燃焼させ、発生した灰を燃焼ガスと共に流動させて燃焼室から排出する燃焼部と、燃焼部の燃焼室出口側に配置され、内方に燃焼室及び煙道へ連通する断面円形の2次燃焼室を形成する内側の鋼板及び外側の鋼板から成る空冷ジャケット構造の環状の熱風炉壁とを具備し、前記吹き込みノズルから燃焼用空気に混入して吹き込んだバイオ燃料を燃焼室内でサイクロン燃焼させ、発生した灰を燃焼ガスと共に流動させて燃焼室から2次燃焼室を通して煙道へ排出するようにしたバイオ燃料の燃焼装置であって、前記燃焼部は、円筒状の周壁及び周壁の一端部開口を閉塞する端壁から成る内方に断面円形の燃焼室を形成した燃焼部本体と、燃焼部本体の端壁寄りの周壁に貫通状に設けられ、燃焼室内に空気輸送が可能なバイオ燃料を混入した燃焼用空気を燃焼室内周面の接線方向へ吹き込む吹き込みノズルと、燃焼部本体に設けられ、吹き込みノズルから燃焼室内に燃焼用空気と一緒に吹き込まれたバイオ燃料に着火する点火用バーナとを備え、また、前記環状の熱風炉壁を形成する内側の鋼板に、2次燃焼室に冷却用空気を投入するノズル孔を形成すると共に、前記環状の熱風炉壁の下流側端部に、2次燃焼室の出口側へ希釈用空気を投入して2次燃焼室から排出されるガス温度を調整する希釈空気供給機構を設けたことに特徴がある。 The invention of claim 2 of the present invention is for combustion in which biofuel that can be transported by air such as sawdust, rice husk, finely crushed wood chips, finely crushed bagasse, etc. is injected from a nozzle into a combustion chamber having a circular cross section. A combustion section that blows air in the tangential direction of the circumferential surface of the combustion chamber to form a cyclone flow, burns biofuel in the cyclone flow, flows the generated ash together with the combustion gas, and discharges it from the combustion chamber, and combustion An annular hot-blast furnace wall of an air- cooled jacket structure, which is arranged on the outlet side of the combustion chamber of the section and which is formed of an inner steel plate and an outer steel plate that form a secondary combustion chamber having a circular cross section communicating inward with the combustion chamber and the flue The biofuel injected into the combustion air from the blowing nozzle is subjected to cyclone combustion in the combustion chamber, and the generated ash is flowed together with the combustion gas to perform secondary combustion from the combustion chamber. The biofuel combustion apparatus is configured to discharge into a flue through the combustion section, and a combustion chamber having a circular cross section is formed inwardly of a cylindrical peripheral wall and an end wall closing one end opening of the peripheral wall. The combustion part main body and a blow nozzle that is provided in a penetrating manner in the peripheral wall near the end wall of the combustion part main body and blows combustion air mixed with biofuel capable of air transportation into the combustion chamber in the tangential direction of the peripheral surface of the combustion chamber And an ignition burner for igniting the biofuel blown together with the combustion air from the blow nozzle into the combustion chamber, and an inner steel plate forming the annular hot stove wall In addition, a nozzle hole for injecting cooling air into the secondary combustion chamber is formed, and at the downstream end of the annular hot-blast furnace wall, dilution air is injected into the outlet side of the secondary combustion chamber to form the secondary combustion chamber. Gas temperature discharged from the combustion chamber It is characterized by providing the diluted air supply mechanism for adjusting.

本発明の請求項3の発明は、燃焼部本体の周壁とオリフィス壁を鋼板から成る水冷ジャケット構造の水冷壁に構成して燃焼室内を冷却し、当該燃焼室の伝熱面積と燃焼室内に吹き込む燃焼用空気の空気比を、燃焼室内の燃焼温度が灰の融点以下となる1.40〜1.90に設定したことに特徴がある。 According to a third aspect of the present invention, the peripheral wall and the orifice wall of the combustion section main body are formed as a water cooling wall having a water cooling jacket structure made of a steel plate to cool the combustion chamber, and blow into the heat transfer area of the combustion chamber and the combustion chamber. It is characterized in that the air ratio of the combustion air is set to 1.40 to 1.90 so that the combustion temperature in the combustion chamber is not higher than the melting point of ash .

本発明の請求項4の発明は、燃焼部本体の周壁を鋼板から成る空冷ジャケット構造の空冷壁に構成して燃焼室内を冷却し、当該燃焼室の伝熱面積と燃焼室内に吹き込む燃焼用空気の空気比を、燃焼室内の燃焼温度が灰の融点以下となる1.40〜1.90に設定したことに特徴がある。 According to a fourth aspect of the present invention, the peripheral wall of the combustion section main body is formed as an air cooling wall having an air cooling jacket structure made of a steel plate to cool the combustion chamber, and the heat transfer area of the combustion chamber and the combustion air blown into the combustion chamber The air ratio is set to 1.40 to 1.90 where the combustion temperature in the combustion chamber is equal to or lower than the melting point of ash .

本発明の請求項5の発明は、バイオ燃料を混入した燃焼用空気が、吹き込みノズルから10m/s以上の流速で燃焼室内に吹き込まれることに特徴がある。 The invention of claim 5 of the present invention is characterized in that the combustion air mixed with biofuel is blown into the combustion chamber from the blowing nozzle at a flow velocity of 10 m / s or more .

本発明の請求項6の発明は、吹き込みノズルを燃焼部本体の周壁に燃焼室の周方向に並列して配設し、各吹き込みノズルからバイオ燃料を混入した燃焼用空気を燃焼室内にその内周面の接線方向へ吹き込むようにしたことに特徴がある。 According to a sixth aspect of the present invention, a blowing nozzle is arranged in parallel with the circumferential wall of the combustion section main body in the circumferential direction of the combustion chamber, and combustion air mixed with biofuel from each blowing nozzle is placed in the combustion chamber. It is characterized by blowing in the tangential direction of the peripheral surface .

本発明の請求項1乃至請求項6に係るバイオ燃料の燃焼装置は、次のような優れた効果を発揮することができる。
(1)即ち、本発明の請求項1及び請求項2に係るバイオ燃料の燃焼装置は、断面円形の燃焼室内に吹き込みノズルから空気輸送が可能なバイオ燃料を混入した燃焼用空気を燃焼室内周面の接線方向へ吹き込んでサイクロン流れを形成し、このサイクロン流れの中でバイオ燃料をサイクロン燃焼させ、発生した灰を燃焼ガスと共に流動させて燃焼室から排出する構成としているため、灰が燃焼室内に滞留すると云うことがなく、クリンカーの生成を防止することができる。
(2)本発明の請求項1及び請求項2に係るバイオ燃料の燃焼装置は、吹き込みノズルから燃焼室内に燃焼用空気と共に吹き込まれたバイオ燃料がサイクロン運動しながら燃焼するため、燃焼達成の重要な要素であるバイオ燃料と燃焼用空気との撹拌・混合が促進されると共に、燃焼室内でのバイオ燃料の滞留時間が長くなってバイオ燃料を安定して効率良く燃焼させることができる。
(3)本発明の請求項1及び請求項2に係るバイオ燃料の燃焼装置は、バイオ燃料を燃焼室内でサイクロン燃焼させているため、燃焼室の軸線方向の長さを短くしても燃焼を完結することができ、燃焼室のコンパクト化を図れる。
特に、本発明の請求項1に係るバイオ燃料の燃焼装置は、燃焼室の出口側開口にオリフィス壁を設け、吹き込みノズルを燃焼部本体のオリフィス壁寄りの周壁に設けているため、燃焼室内に発生したサイクロン流れが燃焼室内を端壁側へ下がった後、燃焼室内を上昇するので、燃焼室の軸線方向の長さをより短くすることができ、燃焼室をより一層コンパクト化することができる。
(4)本発明の請求項1及び請求項2に係るバイオ燃料の燃焼装置は、バイオ燃料を燃焼室内でサイクロン燃焼させているため、燃焼ガスのサイクロン流れによって燃焼室の中心部に於いて燃焼ガスによる再循環領域が形成されることになり、NOxの生成を抑制することができる。
(5)本発明の請求項1及び請求項2に係るバイオ燃料の燃焼装置は、吹き込みノズルから燃焼室内に空気輸送が可能なバイオ燃料を混入した燃焼用空気を吹き込んで燃焼させるようにしているため、オガ粉やもみ殻、細かく砕いたウッドチップ等のように比較的小さい形状のものを燃料として有効に利用することができる。
(6)本発明の請求項3及び請求項4に係るバイオ燃料の燃焼装置は、燃焼部本体の少なくとも吹き込みノズルを設けた周壁部分を鋼板から成る水冷ジャケット構造の水冷壁又は空冷ジャケット構造の空冷壁に構成して燃焼室内を冷却し、当該燃焼室の伝熱面積と燃焼室内に吹き込む燃焼用空気の空気比を、燃焼室内の燃焼温度が灰の融点以下となるように設定しているため、燃焼室内の灰が溶融されて燃焼室内に付着すると云うことがなく、クリンカーの生成をより確実に防止することができる。
(7)本発明の請求項3及び請求項4に係るバイオ燃料の燃焼装置は、吹き込みノズルを設けた燃焼部本体の周壁部分を鋼板により形成しているため、吹き込みノズルから高速で吹き込まれたバイオ燃料による周壁部分の摩耗を防止することができる。
(8)本発明の請求項5に係るバイオ燃料の燃焼装置は、吹き込みノズルから燃焼室内にバイオ燃料を混入した燃焼用空気を10m/s以上の速度で吹き込むようにしているため、燃焼室内に於いてサイクロン燃焼が良好且つ確実に行われる。
(9)本発明の請求項6に係るバイオ燃料の燃焼装置は、吹き込みノズルを燃焼部本体の周壁に燃焼室の周方向に並列して配設し、各吹き込みノズルからバイオ燃料を混入した燃焼空気を燃焼室内にその内周面の接線方向へ吹き込むようにしているため、燃焼室内により強いサイクロン流れが形成されることになり、バイオ燃料と燃焼用空気との撹拌・混合がより一層促進されると共に、火炎の短炎化を図ることができる。
The biofuel combustion apparatus according to claims 1 to 6 of the present invention can exhibit the following excellent effects.
(1) That is, the biofuel combustion apparatus according to claim 1 and claim 2 of the present invention introduces combustion air mixed with biofuel that can be blown into a combustion chamber having a circular cross section and can be transported by air from a nozzle into the combustion chamber. The cyclone flow is formed by blowing in the tangential direction of the surface, the biofuel is cyclone burned in the cyclone flow, and the generated ash flows with the combustion gas and is discharged from the combustion chamber. The clinker can be prevented from being produced.
(2) In the biofuel combustion apparatus according to claims 1 and 2 of the present invention, the biofuel blown together with the combustion air from the blow nozzle into the combustion chamber burns while performing a cyclonic motion. Stirring and mixing of biofuel and combustion air, which are important elements, are promoted, and the residence time of the biofuel in the combustion chamber is increased, so that the biofuel can be stably and efficiently burned.
(3) Since the biofuel combustion apparatus according to claim 1 and claim 2 of the present invention causes the biofuel to be subjected to cyclone combustion in the combustion chamber, combustion is performed even if the axial length of the combustion chamber is shortened. It can be completed and the combustion chamber can be made compact.
In particular, the biofuel combustion apparatus according to claim 1 of the present invention is provided with an orifice wall at the outlet-side opening of the combustion chamber, and an injection nozzle is provided on the peripheral wall near the orifice wall of the combustion section body. Since the generated cyclone flow descends in the combustion chamber toward the end wall and then moves up in the combustion chamber, the axial length of the combustion chamber can be shortened, and the combustion chamber can be made more compact. .
(4) In the biofuel combustion apparatus according to claims 1 and 2 of the present invention, since the biofuel is subjected to cyclone combustion in the combustion chamber, it is burned in the center of the combustion chamber by the cyclone flow of the combustion gas. A gas recirculation region is formed, and generation of NOx can be suppressed.
(5) The biofuel combustion apparatus according to claim 1 and claim 2 of the present invention blows and burns combustion air mixed with biofuel capable of air transportation into the combustion chamber from the blow nozzle. Therefore, those having a relatively small shape such as sawdust, rice husk, finely crushed wood chips and the like can be effectively used as fuel.
(6) The biofuel combustion apparatus according to claim 3 and claim 4 of the present invention is a water-cooled wall having a water-cooled jacket structure or an air-cooled jacket-structured air-cooled jacket structure in which at least a peripheral wall portion provided with a blowing nozzle of the combustion section body is made of a steel plate Because it is configured as a wall to cool the combustion chamber, the heat transfer area of the combustion chamber and the air ratio of the combustion air blown into the combustion chamber are set so that the combustion temperature in the combustion chamber is lower than the melting point of ash The ash in the combustion chamber does not melt and adhere to the combustion chamber, and the production of clinker can be more reliably prevented.
(7) In the biofuel combustion apparatus according to claim 3 and claim 4 of the present invention, the peripheral wall portion of the combustion section main body provided with the blowing nozzle is formed of a steel plate, so that it was blown from the blowing nozzle at a high speed. Wear of the peripheral wall portion due to biofuel can be prevented.
(8) In the biofuel combustion apparatus according to claim 5 of the present invention, combustion air mixed with biofuel is blown into the combustion chamber from the blow nozzle at a speed of 10 m / s or more. In this case, the cyclone combustion is performed well and reliably.
(9) In the biofuel combustion apparatus according to claim 6 of the present invention, combustion nozzles are provided with injection nozzles arranged in parallel in the circumferential direction of the combustion chamber on the peripheral wall of the combustion section body, and biofuel is mixed from each injection nozzle. Since air is blown into the combustion chamber in the tangential direction of its inner peripheral surface, a stronger cyclone flow is formed in the combustion chamber, and stirring and mixing of biofuel and combustion air are further promoted. In addition, the flame can be shortened.

本発明の第1の実施形態に係るバイオ燃料の燃焼装置の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a biofuel combustion apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1に示すバイオ燃料の燃焼装置の横断面図である。It is a cross-sectional view of the biofuel combustion apparatus shown in FIG. 図1のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 図1のB−B線断面図である。It is the BB sectional view taken on the line of FIG. 本発明の第2の実施形態に係るバイオ燃料の燃焼装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the biofuel combustion apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図5のE−E線断面図である。It is the EE sectional view taken on the line of FIG. 図5のF−F線断面図である。It is the FF sectional view taken on the line of FIG. 図5のG−G線断面図である。It is the GG sectional view taken on the line of FIG. 本発明の第3の実施形態に係るバイオ燃料の燃焼装置の要部を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the principal part of the biofuel combustion apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1乃至図4は本発明の第1の実施形態に係るバイオ燃料の燃焼装置1を示し、当該バイオ燃料の燃焼装置1は、断面円形の燃焼室S(1次燃焼室S)内に吹き込みノズル9から空気輸送が可能なバイオ燃料f(例えば、オガ粉やもみ殻、細かく砕いたウッドチップ、細かく砕いたバガス、細かく砕いたコーン滓等)を混入した燃焼用空気aを燃焼室S内周面の接線方向へ吹き込んでサイクロン流れを形成し、このサイクロン流れの中でバイオ燃料fを燃焼させ、発生した灰を燃焼ガスGと共に流動させて燃焼室Sから排出する燃焼部2と、燃焼部2の燃焼室S出口側に配置され、内方に燃焼部2の燃焼室Sへ連通する断面円形の2次燃焼室S′を形成する環状の内側の水冷壁3と、内側の水冷壁3の外方位置に配置された環状の外側の水冷壁4と、内側の水冷壁3と外側の水冷壁4との間に形成され、2次燃焼室S′及び煙道12に連通する環状の燃焼ガス通路5と、両水冷壁3,4に夫々連通状に接続された上部ヘッダー6及び下部ヘッダー7とを具備する小容量の蒸気ボイラ(貫流ボイラ)に構成されており、吹き込みノズル9から燃焼用空気aに混入して吹き込んだバイオ燃料fを燃焼部2の燃焼室S内でサイクロン燃焼させ、発生した灰を燃焼ガスGと共に流動させて燃焼室Sから2次燃焼室S′及び燃焼ガス通路5を通して煙道12へ排出するようにしたものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 to 4 show a biofuel combustion apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. The biofuel combustion apparatus 1 blows into a combustion chamber S (primary combustion chamber S) having a circular cross section. Combustion air a mixed with biofuel f (for example, sawdust, rice husk, finely crushed wood chips, finely crushed bagasse, finely crushed corn straw, etc.) that can be pneumatically conveyed from the nozzle 9 is contained in the combustion chamber S. A combustion section 2 that blows in the tangential direction of the peripheral surface to form a cyclone flow, burns the biofuel f in the cyclone flow, causes the generated ash to flow with the combustion gas G, and discharges it from the combustion chamber S; An annular inner water cooling wall 3 which is disposed on the outlet side of the combustion chamber S of the section 2 and forms a secondary combustion chamber S ′ having a circular cross section communicating with the combustion chamber S of the combustion section 2 inward, and an inner water cooling wall 3 water cooling outside the ring arranged at the outer position 4, an annular combustion gas passage 5 formed between the inner water cooling wall 3 and the outer water cooling wall 4 and communicating with the secondary combustion chamber S 'and the flue 12, and both water cooling walls 3 and 4, respectively. A small-capacity steam boiler (through-flow boiler) having an upper header 6 and a lower header 7 connected in communication is formed, and biofuel f mixed with the combustion air a from the injection nozzle 9 is injected. Cyclone combustion is performed in the combustion chamber S of the combustion section 2, and the generated ash flows together with the combustion gas G and is discharged from the combustion chamber S to the flue 12 through the secondary combustion chamber S ′ and the combustion gas passage 5. It is.

尚、この蒸気ボイラ構造のバイオ燃料の燃焼装置1に於いては、内側の水冷壁3内を流れるボイラ水への熱吸収は、主として発生した燃焼ガスGによる放射伝熱と、2次燃焼室S′内を流れる燃焼ガスGによる接触伝熱(対流伝熱)と、燃焼ガス通路5内を流れる燃焼ガスGによる接触伝熱とによって行われ、又、外側の水冷壁4内を流れるボイラ水への熱吸収は、燃焼ガス通路5内を流れる燃焼ガスGによる接触伝熱のみによって行われている。   In the biofuel combustion apparatus 1 having the steam boiler structure, the heat absorption into the boiler water flowing in the inner water cooling wall 3 is mainly caused by the radiant heat transfer by the generated combustion gas G and the secondary combustion chamber. Boiler water which is performed by contact heat transfer (convection heat transfer) by the combustion gas G flowing in S ′ and contact heat transfer by the combustion gas G flowing in the combustion gas passage 5 and flowing in the outer water cooling wall 4. The heat absorption is performed only by contact heat transfer by the combustion gas G flowing in the combustion gas passage 5.

前記燃焼部2は、図1、図3及び図4に示す如く、円筒状の周壁8a、周壁8aの一端部開口(下端部開口)を閉塞する端壁8b及び周壁8aの他端部開口(上端部開口)に設けられてオリフィス穴8c′を形成する環状のオリフィス壁8cから成り、内方にオリフィス壁8cによって出口側が絞られた断面円形の燃焼室S(1次燃焼室S)を形成した燃焼部本体8と、燃焼部本体8のオリフィス壁8c寄りの周壁8aに貫通状に設けられ、燃焼室S内に空気輸送が可能なバイオ燃料fを混入した燃焼用空気aを燃焼室S内周面の接線方向へ吹き込む吹き込みノズル9と、燃焼部本体8の周壁8aに設けられ、吹き込みノズル9から燃焼室S内に燃焼用空気aと一緒に吹き込まれたバイオ燃料fに着火する点火用バーナ10とを備えている。   1, 3, and 4, the combustion section 2 includes a cylindrical peripheral wall 8 a, an end wall 8 b that closes one end opening (lower end opening) of the peripheral wall 8 a, and the other end opening of the peripheral wall 8 a ( Combustion chamber S (primary combustion chamber S) having a circular cross section, which is formed of an annular orifice wall 8c provided in the upper end opening) to form an orifice hole 8c 'and whose outlet side is restricted by the orifice wall 8c. Combustion air a containing biofuel f, which is provided in a penetrating manner in the combustion body main body 8 and the peripheral wall 8a near the orifice wall 8c of the combustion body 8, and is capable of transporting air into the combustion chamber S, is formed in the combustion chamber S. An injecting nozzle 9 that blows in the tangential direction of the inner peripheral surface, and an ignition that is provided on the peripheral wall 8a of the combustion section main body 8 and ignites the biofuel f that is injected from the injecting nozzle 9 into the combustion chamber S together with the combustion air a. And a burner 10 for use.

燃焼部本体8の周壁8aとオリフィス壁8cは、図1及び図3に示す如く、耐熱性に優れた鋼板により水冷ジャケット構造の水冷壁に構成されており、水冷ジャケット8d内を流れる冷却水wによって燃焼室S内を冷却するようになっている。水冷ジャケット8d内を流れて予熱された冷却水wは、ボイラの給水として利用されている。
又、燃焼部本体8の端壁8bは、図1に示す如く、キャスタブル耐火物や耐火レンガ等の耐火物により断面形状が凹状の耐火壁に構成されており、その外側面には、耐熱性に優れた鋼板により冷却水wが流れる水冷ジャケット8eが形成されている。この端壁8bの水冷ジャケット8eは、周壁8aの水冷ジャケット8dと連通状態になっている。
更に、燃焼部本体8の端壁8bの立ち上がり部分には、図4に示す如く、点検・掃除用の開口8fが形成されており、当該開口8fには、点検・掃除用のカバー8gが取り付けられている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the peripheral wall 8a and the orifice wall 8c of the combustion section main body 8 are formed as a water-cooled wall having a water-cooled jacket structure with a steel plate having excellent heat resistance. Thus, the inside of the combustion chamber S is cooled. The cooling water w preheated through the water cooling jacket 8d is used as boiler water supply.
Further, as shown in FIG. 1, the end wall 8b of the combustor body 8 is formed as a fire wall having a concave cross section by a refractory material such as a castable refractory or a fire refractory. A water-cooling jacket 8e through which the cooling water w flows is formed of a steel plate excellent in the above. The water cooling jacket 8e on the end wall 8b is in communication with the water cooling jacket 8d on the peripheral wall 8a.
Further, as shown in FIG. 4, an opening 8f for inspection / cleaning is formed at the rising portion of the end wall 8b of the combustion section main body 8, and a cover 8g for inspection / cleaning is attached to the opening 8f. It has been.

尚、燃焼室Sの伝熱面積(水冷壁構造の周壁8a等の冷却面積を含む)は、後述する吹き込みノズル9から燃焼室S内に吹き込む燃焼用空気aの空気比とにより、燃焼室S内の燃焼温度が灰の融点以下となるように設定されている。
又、オリフィス穴8c′の開口面積(横断面の面積)は、吹き込みノズル9から燃焼室S内に吹き込まれたバイオ燃料fを混入した燃焼用空気aが燃焼室Sから直ぐにオリフィス穴8c′を経て2次燃焼室S′内へ流入しないように設定されている。この実施形態に於いては、オリフィス穴8c′の開口面積は、燃焼室Sの横断面積の1/2以上に設定されている。
Note that the heat transfer area of the combustion chamber S (including the cooling area of the peripheral wall 8a of the water-cooled wall structure) depends on the air ratio of the combustion air a blown into the combustion chamber S from a blow nozzle 9 described later. The internal combustion temperature is set to be equal to or lower than the melting point of ash.
The opening area of the orifice hole 8c ′ (the area of the cross section) is such that the combustion air a mixed with the biofuel f blown into the combustion chamber S from the blowing nozzle 9 immediately passes through the orifice hole 8c ′ from the combustion chamber S. Thus, it is set so as not to flow into the secondary combustion chamber S ′. In this embodiment, the opening area of the orifice hole 8 c ′ is set to ½ or more of the transverse area of the combustion chamber S.

吹き込みノズル9は、図1及び図3に示す如く、燃焼部本体8のオリフィス壁8c寄りの周壁8aに貫通状に設けられており、燃焼室S内に空気輸送が可能な軽量で小さい形状のバイオ燃料fを混入した燃焼用空気aを燃焼室Sに開口するノズル口9aから燃焼室Sの内周面に沿ってその接線方向へ吹き込むものである。
即ち、吹き込みノズル9は、オガ粉やもみ殻等のように空気輸送が可能な小さい形状のバイオ燃料fを混入した燃焼用空気aを遅速部分や淀み部分を生じさせることなく円滑に流動させ得る断面形状が円形の金属製パイプにより構成されており、燃焼部本体8の周壁8aに燃焼室Sの内周面の接線方向に沿う姿勢で且つオリフィス壁8cから端壁8b側へ所定距離だけ離間した位置に貫通状に設けられている。
この吹き込みノズル9には、オガ粉やもみ殻等の小さい形状のバイオ燃料fを空気輸送によって輸送し、空気輸送に用いた空気を燃焼用空気aとしてバイオ燃料fと一緒に吹き込みノズル9に供給する燃料・空気供給管11が接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the blowing nozzle 9 is provided in a penetrating manner in the peripheral wall 8 a near the orifice wall 8 c of the combustion section main body 8, and has a light and small shape capable of pneumatic transportation into the combustion chamber S. Combustion air a mixed with biofuel f is blown in the tangential direction along the inner peripheral surface of the combustion chamber S from a nozzle port 9 a that opens to the combustion chamber S.
That is, the blowing nozzle 9 can smoothly flow the combustion air a mixed with a small-shaped biofuel f that can be pneumatically transported, such as sawdust and rice husk, without causing a slow speed portion or a stagnation portion. The cross-sectional shape is constituted by a metal pipe having a circular shape, and is spaced from the peripheral wall 8a of the combustion section main body 8 along the tangential direction of the inner peripheral surface of the combustion chamber S by a predetermined distance from the orifice wall 8c to the end wall 8b side. It is provided in a penetrating manner at the position.
A small-shaped biofuel f such as sawdust and rice husk is transported to the blowing nozzle 9 by pneumatic transportation, and the air used for pneumatic transportation is supplied to the blowing nozzle 9 together with the biofuel f as combustion air a. A fuel / air supply pipe 11 is connected.

尚、吹き込みノズル9とオリフィス壁8cとの距離(吹き込みノズル9の軸心とオリフィス壁8cの下端面との距離)は、吹き込みノズル9から燃焼室S内に吹き込まれたバイオ燃料fを混入した燃焼用空気aが燃焼室Sから直ぐにオリフィス穴8c′を経て2次燃焼室S′内へ流入しないように、吹き込みノズル9の内径dに応じて設定しておくことが好ましい。具体的には、吹き込みノズル9とオリフィス壁8cとの距離は、吹き込みノズル9の内径dの2倍〜3倍となるように設定しておくことが好ましい。
又、吹き込みノズル9からのバイオ燃料fを混入した燃焼用空気aの噴出速度は、サイクロン燃焼を効果的に行わしめるために10m/s以上に設定しておくことが好ましい。
例えば、図1乃至図4に示すバイオ燃料の燃焼装置1に於いて、その燃焼制御を蒸気圧力による三位置制御(停止、低燃焼、高燃焼)とすると、定格時(高燃焼時)に於ける吹き込みノズル9からのバイオ燃料fを混入した燃焼用空気aの噴出速度は、好ましくは20m/s〜40m/sになるように設定し、低燃焼時に於ける吹き込みノズル9からの燃焼用空気aの噴出速度は、低燃焼時の燃焼量が高燃焼時の燃焼量の1/2になるで、10m/s〜20m/sになるように設定している。
更に、吹き込みノズル9から燃焼室S内へ吹き込む燃焼用空気aの空気比は、燃焼室Sの伝熱面積とにより、燃焼室S内の燃焼温度が灰の融点以下となるように設定しておくことが好ましい。具体的には、吹き込みノズル9から燃焼室S内に吹き込む燃焼用空気aの供給量は、空気比で1.40〜1.90に設定しておくことが好ましい。
又、吹き込みノズル9の内径dは、サイクロン燃焼を効果的に行わしめるために燃焼室Sの内径Dに応じて設定しておくことが好ましい。具体的には、吹き込みノズル9の内径dと燃焼室Sの内径Dは、D/d>5〜8に設定しておくことが好ましい。
The distance between the blowing nozzle 9 and the orifice wall 8c (the distance between the axis of the blowing nozzle 9 and the lower end surface of the orifice wall 8c) is mixed with the biofuel f blown from the blowing nozzle 9 into the combustion chamber S. It is preferable that the combustion air a is set according to the inner diameter d of the blowing nozzle 9 so that the combustion air a does not immediately flow from the combustion chamber S through the orifice hole 8c ′ into the secondary combustion chamber S ′. Specifically, it is preferable to set the distance between the blowing nozzle 9 and the orifice wall 8 c to be 2 to 3 times the inner diameter d of the blowing nozzle 9.
Moreover, it is preferable to set the ejection speed of the combustion air a mixed with the biofuel f from the blowing nozzle 9 to 10 m / s or more in order to effectively perform cyclone combustion.
For example, in the biofuel combustion apparatus 1 shown in FIGS. 1 to 4, if the combustion control is three-position control (stop, low combustion, high combustion) by steam pressure, at the rated time (high combustion). The jet speed of the combustion air a mixed with the biofuel f from the blow nozzle 9 is preferably set to 20 m / s to 40 m / s, and the combustion air from the blow nozzle 9 at the time of low combustion The ejection speed of a is set so as to be 10 m / s to 20 m / s so that the combustion amount at the time of low combustion becomes 1/2 of the combustion amount at the time of high combustion.
Further, the air ratio of the combustion air a blown into the combustion chamber S from the blow nozzle 9 is set so that the combustion temperature in the combustion chamber S is lower than the melting point of ash, depending on the heat transfer area of the combustion chamber S. It is preferable to keep it. Specifically, the supply amount of the combustion air a blown into the combustion chamber S from the blow nozzle 9 is preferably set to 1.40 to 1.90 in air ratio.
The inner diameter d of the blowing nozzle 9 is preferably set in accordance with the inner diameter D of the combustion chamber S in order to effectively perform cyclone combustion. Specifically, the inner diameter d of the blowing nozzle 9 and the inner diameter D of the combustion chamber S are preferably set to D / d> 5-8.

点火用バーナ10は、図1及び図4に示す如く、吹き込みノズル9の噴出方向の下流側位置で且つ燃焼部本体8の周壁8aに貫通状に設けられており、吹き込みノズル9から燃焼室S内に燃焼用空気aと一緒に吹き込まれたバイオ燃料fに着火するものである。
即ち、点火用バーナ10は、断面形状が凹状の端壁8bの立ち上がり部分に燃焼室Sの内周面の接線方向に沿う姿勢で且つ吹き込みノズル9からのバイオ燃料fを混入した燃焼用空気aの流れに燃焼ガスG′を混合できる位置に貫通状に設けた断面形状が円形の金属製の点火ノズル10aと、点火ノズル10a内の軸線位置に配置された燃料噴射ノズル10bと、燃料噴射ノズル10bの先端部に配置した保炎板10cとから構成されており、燃料の燃焼により発生した燃焼ガスG′を点火ノズル10aのノズル口10a′から吹き込みノズル9の吹き込み方向と同じ方向で且つ燃焼室Sの内周面に沿ってその接線方向へ噴出させることができるようになっている。
この点火用バーナ10には、図示してないが点火用バーナ10の火炎とバイオ燃料fの燃焼による燃焼火炎とを検知できる位置に火炎検知が設けられており、燃焼中の火炎の有無を検知している。
As shown in FIGS. 1 and 4, the ignition burner 10 is provided on the downstream side in the ejection direction of the blowing nozzle 9 and in a penetrating manner in the peripheral wall 8 a of the combustion section main body 8. The biofuel f blown together with the combustion air a is ignited.
That is, the ignition burner 10 is in a posture along the tangential direction of the inner peripheral surface of the combustion chamber S at the rising portion of the end wall 8b having a concave cross-sectional shape and the combustion air a mixed with the biofuel f from the blowing nozzle 9 An ignition nozzle 10a made of a metal having a circular cross section provided in a position where the combustion gas G 'can be mixed with the flow of the gas, a fuel injection nozzle 10b disposed at an axial position in the ignition nozzle 10a, and a fuel injection nozzle Combustion gas G ′ generated by the combustion of fuel is blown from the nozzle opening 10a ′ of the ignition nozzle 10a in the same direction as the blowing direction of the nozzle 9 and combusted. It can be ejected in the tangential direction along the inner peripheral surface of the chamber S.
Although not shown, the ignition burner 10 is provided with a flame detector at a position where the flame of the ignition burner 10 and the combustion flame caused by the combustion of the biofuel f can be detected . Detected.

前記内側の水冷壁3は、図1及び図2に示す如く、複数本の鋼板製の水管3a(厚肉の裸管)を環状に並列配置して隣接する水管3aを上下方向へ延びる帯板状のヒレ3bで連結することにより形成されており、横断面形状が円形の気密構造に形成されている。この内側の水冷壁3は、燃焼部本体8の上方位置で且つ燃焼部本体8の軸線上に配置されており、水冷壁3で囲まれた空間が燃焼部本体8の燃焼室Sへ連通する断面円形の2次燃焼室S′となっている。
又、内側の水冷壁3の上部には、複数のヒレ3bの上端部を切り欠くことにより2次燃焼室S′内の燃焼ガスGを環状の燃焼ガス通路5内へ流入させる複数の燃焼ガス通過口3cが形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the inner water cooling wall 3 is a band plate in which a plurality of water pipes 3 a (thick bare pipes) made of steel plates are arranged in parallel in an annular shape and the adjacent water pipes 3 a extend in the vertical direction. It is formed by connecting with the shape fin 3b, and the cross-sectional shape is formed in a circular airtight structure. The inner water cooling wall 3 is disposed above the combustion unit body 8 and on the axis of the combustion unit body 8, and the space surrounded by the water cooling wall 3 communicates with the combustion chamber S of the combustion unit body 8. The secondary combustion chamber S ′ has a circular cross section.
In addition, a plurality of combustion gases that cause the combustion gas G in the secondary combustion chamber S ′ to flow into the annular combustion gas passage 5 by notching the upper end portions of the plurality of fins 3 b at the upper part of the inner water cooling wall 3. A passage port 3c is formed.

前記外側の水冷壁4は、図1及び図2に示す如く、内側の水冷壁3と同様に複数本の鋼板製の水管4a(厚肉の裸管)を環状に並列配置して隣接する水管4aを上下方向へ延びる帯板状のヒレ4bで連結することにより形成されており、横断面形状が円形の気密構造に形成されている。この外側の水冷壁4は、内側の水冷壁3の外方位置に内側の水冷壁3と同心円状に配置されており、内側の水冷壁3との間で燃焼ガスGが通過する環状の燃焼ガス通路5を形成するようになっている。
又、外側の水冷壁4には、内側の水冷壁3に形成した燃焼ガス通過口3cの位置から円周方向に少しずれた個所の水管4a及びヒレ4bを取り除くことにより燃焼ガス通路5内の燃焼ガスGを流出させるための燃焼ガス出口4cが形成されており、燃焼ガス通路5内を流れて来た燃焼ガスGが燃焼ガス出口4cから煙道12へ排出されるようになっている。
更に、外側の水冷壁4には、一部の水管4a及びヒレ4bを取り外すことにより点検口4dが形成されており、当該点検口4dには、耐火物を内張りした点検扉13が開閉可能に取り付けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the outer water cooling wall 4 is composed of a plurality of steel plate water pipes 4 a (thick bare pipes) arranged in parallel in an annular manner as in the case of the inner water cooling wall 3. It is formed by connecting 4a with strip-like fins 4b extending in the up-down direction, and is formed in an airtight structure with a circular cross-sectional shape. The outer water cooling wall 4 is disposed concentrically with the inner water cooling wall 3 at an outer position of the inner water cooling wall 3, and an annular combustion through which the combustion gas G passes between the outer water cooling wall 3 and the inner water cooling wall 3. A gas passage 5 is formed.
Further, the water cooling wall 4 on the outer side is provided with a water pipe 4a and a fin 4b that are slightly shifted in the circumferential direction from the position of the combustion gas passage port 3c formed in the inner water cooling wall 3, thereby removing the water pipe 4a and the fin 4b in the combustion gas passage 5 from each other. A combustion gas outlet 4c for allowing the combustion gas G to flow out is formed, and the combustion gas G flowing through the combustion gas passage 5 is discharged from the combustion gas outlet 4c to the flue 12.
Furthermore, an inspection port 4d is formed in the outer water cooling wall 4 by removing some of the water pipes 4a and fins 4b, and an inspection door 13 lined with a refractory can be opened and closed in the inspection port 4d. It is attached.

内側の水冷壁3と外側の水冷壁4との間に形成した環状の燃焼ガス通路5は、図2に示す如く、外側の水冷壁4の燃焼ガス出口4c近傍の水管4aと内側の水冷壁3の燃焼ガス通過口3c近傍の水管3aとを上下方向へ延びる帯板状のヒレ4b′で連結することによりその一箇所が閉塞されており、燃焼ガス通過口3cを出た燃焼ガスGが環状の燃焼ガス通路5内を一方向へ流れ、当該燃焼ガス通路5を略一周してから燃焼ガス出口4cから煙道12へ排出されるようになっている。この環状の燃焼ガス通路5の上部空間及び下部空間には、上部ヘッダー6及び下部ヘッダー7等を高温の燃焼ガスGから保護するための耐火物が充填されている。
尚、燃焼ガス通路5内を通過する燃焼ガスGの流速は、燃焼ガスG中の灰による両水冷壁3,4の水管等の摩耗を防止できる程度の流速となるように設定されていることは勿論である。
As shown in FIG. 2, an annular combustion gas passage 5 formed between the inner water cooling wall 3 and the outer water cooling wall 4 has a water pipe 4a near the combustion gas outlet 4c of the outer water cooling wall 4 and an inner water cooling wall. 3 is connected to a water pipe 3a in the vicinity of the combustion gas passage port 3c by a strip-like fin 4b 'extending in the vertical direction, so that one portion is closed, and the combustion gas G exiting the combustion gas passage port 3c is The gas flows in one direction in the annular combustion gas passage 5 and is exhausted from the combustion gas outlet 4c to the flue 12 after substantially making a round in the combustion gas passage 5. The upper space and the lower space of the annular combustion gas passage 5 are filled with a refractory for protecting the upper header 6 and the lower header 7 from the high-temperature combustion gas G.
The flow rate of the combustion gas G passing through the combustion gas passage 5 is set so as to prevent the wear of the water pipes of the two water-cooled walls 3 and 4 due to the ash in the combustion gas G. Of course.

前記上部ヘッダー6及び下部ヘッダー7は、図1に示す如く、鋼板により断面形状が矩形の中空構造の環状に形成されており、両ヘッダー6,7には内側の水冷壁3及び外側の水冷壁4の各水管3a,4aの上下端部が夫々連通状に接続されている。
又、上部ヘッダー6には、2次燃焼室S′の上面側を閉塞する耐火物製の天井壁14が設けられている。
更に、上部ヘッダー6には、蒸気を気水分離器へ導く連絡管が接続されていると共に、下部ヘッダー7には、給水管、缶水ブロー取出し管及び気水分離器からの戻り配管等が夫々接続されている(何れも図示省略)。又、上部ヘッダー6及び下部ヘッダー7間には、水位制御筒(図示省略)が取り付けられている。
As shown in FIG. 1, the upper header 6 and the lower header 7 are formed of a steel plate in the shape of a hollow structure having a rectangular cross section, and the headers 6 and 7 have an inner water cooling wall 3 and an outer water cooling wall. The upper and lower ends of each of the four water pipes 3a, 4a are connected in a continuous manner.
The upper header 6 is provided with a refractory ceiling wall 14 that closes the upper surface side of the secondary combustion chamber S ′.
Further, the upper header 6 is connected to a connecting pipe for guiding steam to the steam separator, and the lower header 7 is provided with a water supply pipe, a can water blow-out pipe, a return pipe from the steam separator, and the like. Each is connected (both not shown). A water level control cylinder (not shown) is attached between the upper header 6 and the lower header 7.

次に、上述した第1の実施形態に係るバイオ燃料の燃焼装置1の作動について説明する。
先ず、点火用バーナ10が点火し、燃焼ガスG′を燃焼室S内に噴出する。点火用バーナ10からの燃焼ガスG′は、燃焼室Sの内周面に沿ってその接線方向へ噴出され、サイクロン運動により燃焼室Sの内周面に沿って旋回しながら燃焼室S内を上昇して燃焼室Sの出口側へ達し、オリフィス穴8c′を経て2次燃焼室S′に至り、その間に燃焼室Sを高温にする。
Next, the operation of the biofuel combustion apparatus 1 according to the first embodiment will be described.
First, the ignition burner 10 is ignited, and the combustion gas G ′ is ejected into the combustion chamber S. Combustion gas G ′ from the ignition burner 10 is ejected in the tangential direction along the inner peripheral surface of the combustion chamber S, and the inside of the combustion chamber S is swirled along the inner peripheral surface of the combustion chamber S by a cyclonic motion. Ascend to the outlet side of the combustion chamber S, reach the secondary combustion chamber S ′ through the orifice hole 8c ′, and during that time, the combustion chamber S is heated to a high temperature.

点火用バーナ10の火炎が安定すれば、オガ粉やもみ殻等の小さい形状のバイオ燃料fを混入した適正な量の燃焼用空気aが燃料・空気供給管11を通して吹き込みノズル9へ送られ、当該吹き込みノズル9からバイオ燃料fを混入した燃焼用空気aが燃焼室S内に10m/s以上の噴出速度で吹き込まれる。   When the flame of the ignition burner 10 is stabilized, an appropriate amount of combustion air a mixed with small-shaped biofuel f such as sawdust or rice husk is blown through the fuel / air supply pipe 11 and sent to the nozzle 9. Combustion air a mixed with biofuel f is blown from the blowing nozzle 9 into the combustion chamber S at a jetting speed of 10 m / s or more.

吹き込みノズル9から燃焼室S内に吹き込まれたバイオ燃料f及び燃焼用空気aは、燃焼室Sの内周面に沿ってその接線方向へ高速で噴出されるため、サイクロン運動により燃焼室Sの内周面に沿って旋回しながら点火用バーナ10の高温の燃焼ガスG′で先ず水分が蒸発し、揮発分が蒸発しながら燃焼する。
又、吹き込みノズル9から燃焼室S内に吹き込まれたバイオ燃料f及び燃焼用空気aは、燃焼室Sの出口側開口に設けたオリフィス壁8cにより直ぐには2次燃焼室S′に流入せずに燃焼室S内をサイクロン運動しながら端壁8b側へ下降し、燃焼する。
The biofuel f and the combustion air a blown into the combustion chamber S from the blow nozzle 9 are jetted at a high speed in the tangential direction along the inner peripheral surface of the combustion chamber S. While turning along the inner peripheral surface, water is first evaporated by the high-temperature combustion gas G ′ of the ignition burner 10, and combustion occurs while volatile components are evaporated.
Further, the biofuel f and the combustion air a blown into the combustion chamber S from the blow nozzle 9 do not immediately flow into the secondary combustion chamber S ′ by the orifice wall 8c provided at the outlet side opening of the combustion chamber S. Then, while moving in the combustion chamber S in a cyclonic motion, it descends toward the end wall 8b and burns.

このとき、バイオ燃料fを燃焼させる燃焼室S内の燃焼温度は、高い方が望ましいが、バイオ燃料fの燃焼により発生した灰の融点以下にする必要がある。そのため、燃焼室S内の燃焼温度は、吹き込みノズル9を設けた燃焼部本体8の周壁8aを水冷壁に構成して燃焼室S内を冷却し、その冷却面積を含む燃焼室Sの伝熱面積と燃焼室Sに吹き込む燃焼用空気aの空気比とによって、灰が溶融しない可能な限り高い燃焼温度に調整されている。
又、点火用バーナ10は、一定時間経過後に停止されるようになっている。何故なら、点火用バーナ10を停止しても、燃焼室S内は自己発熱で継続燃焼が可能になっているからである。
At this time, the combustion temperature in the combustion chamber S in which the biofuel f is burned is desirably higher, but it is necessary to be equal to or lower than the melting point of ash generated by the combustion of the biofuel f. Therefore, the combustion temperature in the combustion chamber S is such that the peripheral wall 8a of the combustion section main body 8 provided with the blowing nozzle 9 is configured as a water cooling wall to cool the inside of the combustion chamber S, and the heat transfer in the combustion chamber S including the cooling area. Depending on the area and the air ratio of the combustion air a blown into the combustion chamber S, the combustion temperature is adjusted to the highest possible temperature at which ash does not melt.
The ignition burner 10 is stopped after a certain time has elapsed. This is because even if the ignition burner 10 is stopped, the combustion chamber S is capable of continuous combustion by self-heating.

燃焼室S内で発生した燃焼ガスG及びバイオ燃料fの燃焼により発生した灰は、サイクロン運動をしながら燃焼用空気aのサイクロン流れの中心部を上昇し、旋回しながらオリフィス穴8c′を通過して2次燃焼室S′に流入する。   The ash generated by the combustion of the combustion gas G and biofuel f generated in the combustion chamber S rises in the center of the cyclone flow of the combustion air a while performing a cyclonic motion, and passes through the orifice hole 8c ′ while swirling. And flows into the secondary combustion chamber S ′.

このとき、サイクロン運動している燃焼ガスGの中心部に負圧部が形成され、燃焼ガスGの中心部分に於いて燃焼ガスGによる再循環領域が形成される。このような燃焼ガスGによる再循環作用により火炎の安定とNOxの生成が抑制される。然も、燃焼部本体8の周壁8aが水冷ジャケット構造の水冷壁に構成されているため、燃焼室S内の火炎が冷却されることになり、火炎の冷却、低温化によりサーマルNOxの生成が抑制される。
又、バイオ燃料fの燃焼により発生した灰は、極めて軽量で且つ小さいために燃焼ガスGと一緒に流動し、燃焼室S内に滞留することなく、2次燃焼室S′に排出されることになる。その結果、燃焼室Sに於けるクリンカーの生成を防止することができる。
At this time, a negative pressure portion is formed at the center of the combustion gas G that is in cyclonic motion, and a recirculation region is formed by the combustion gas G at the center of the combustion gas G. Such a recirculation action by the combustion gas G suppresses the stability of the flame and the generation of NOx. However, since the peripheral wall 8a of the combustion section main body 8 is configured as a water-cooled wall having a water-cooled jacket structure, the flame in the combustion chamber S is cooled, and thermal NOx is generated by cooling and lowering the flame. It is suppressed.
Further, the ash generated by the combustion of the biofuel f is extremely light and small, so it flows together with the combustion gas G and is discharged into the secondary combustion chamber S ′ without staying in the combustion chamber S. become. As a result, generation of clinker in the combustion chamber S can be prevented.

燃焼室Sから2次燃焼室S′に流入した灰を含む燃焼ガスGは、2次燃焼室S′内で完全燃焼し、放射伝熱及び接触伝熱により内側の水冷壁3に熱を与えた後、内側の水冷壁3の上部に形成した燃焼ガス通過口3cから灰と一緒に環状の燃焼ガス通路5内に流入する。   The combustion gas G containing ash flowing from the combustion chamber S into the secondary combustion chamber S ′ is completely combusted in the secondary combustion chamber S ′ and gives heat to the inner water cooling wall 3 by radiant heat transfer and contact heat transfer. After that, it flows into the annular combustion gas passage 5 together with the ash from the combustion gas passage port 3 c formed in the upper part of the inner water cooling wall 3.

このとき、燃焼ガスG中の灰は、オガ粉やもみ殻等のように小さい形状のバイオ燃料fの燃焼により生成されているため、2次燃焼室S′内に滞留することなく、燃焼ガスGと一緒に燃焼ガス通過口3cから確実且つ良好に排出される。その結果、2次燃焼室S′に於けるクリンカーの生成を防止することができる。   At this time, the ash in the combustion gas G is generated by the combustion of the biofuel f having a small shape such as sawdust or rice husk, so that the combustion gas does not stay in the secondary combustion chamber S ′. Together with G, the gas is reliably and satisfactorily discharged from the combustion gas passage port 3c. As a result, generation of clinker in the secondary combustion chamber S ′ can be prevented.

そして、燃焼ガス通路5内に流入した灰を含む燃焼ガスGは、燃焼ガス通路5内を略一周する間に接触伝熱により内側の水冷壁3及び外側の水冷壁4へ熱を与えた後、外側の水冷壁4に形成した燃焼ガス出口4cから煙道12へ排出され、煙道12を通ってサイクロン集塵器(図示省略)に至り、ここで灰が分離されてから大気中へ放出される。   The combustion gas G containing ash flowing into the combustion gas passage 5 gives heat to the inner water-cooling wall 3 and the outer water-cooling wall 4 by contact heat transfer while substantially making a round in the combustion gas passage 5. Then, it is discharged from the combustion gas outlet 4c formed in the outer water cooling wall 4 to the flue 12 and reaches the cyclone dust collector (not shown) through the flue 12, where ash is separated and released into the atmosphere. Is done.

このように、上述した第1の実施形態に係るバイオ燃料の燃焼装置1は、吹き込みノズル9から燃焼室S内に空気輸送が可能なバイオ燃焼を混入した燃焼用空気aを吹き込んで燃焼室S内にサイクロン流れを形成し、このサイクロン流れの中でバイオ燃料fを燃焼させ、燃焼により発生した灰を燃焼ガスGと共に流動させて燃焼室S及び2次燃焼室S′から排出するようにしているため、灰が燃焼室S及び2次燃焼室S′に滞留することがなく、クリンカーの生成を防止することができる。特に、このバイオ燃料の燃焼装置1は、燃焼部本体8の周壁8aを水冷壁に構成して燃焼室S内の温度を調整できるようにし、燃焼室Sの伝熱面積と吹き込みノズル9から燃焼室S内に吹き込む燃焼用空気aの空気比とを、燃焼室S内の燃焼温度が灰の融点以下になるように設定しているため、灰が溶融して燃焼室S内に付着すると云うことがなく、クリンカーの生成をより確実に防止することができる。
又、このバイオ燃料の燃焼装置1は、吹き込みノズル9から燃焼室S内に燃焼用空気aと共に吹き込まれたバイオ燃料fがサイクロン運動をしながら燃焼するため、燃焼達成の重要な要素であるバイオ燃料fと燃焼用空気aとの撹拌・混合が促進されると共に、燃焼室S内でのバイオ燃料fの滞留時間が長くなってバイオ燃料fを安定して効率良く燃焼させることができる。
更に、このバイオ燃料の燃焼装置1は、バイオ燃料fを燃焼室S内でサイクロン燃焼させているため、燃焼室Sの軸心方向の長さを短くしても燃焼を完結することができ、燃焼室Sのコンパクト化を図ることができる。特に、このバイオ燃料の燃焼装置1は、燃焼室Sの出口側開口にオリフィス壁8cを設けているため、燃焼室S内に発生したサイクロン流れが燃焼室S内を端壁8b側へ下がった後、燃焼室S内を上昇するので、燃焼室Sの軸線方向の長さをより短くすることができ、燃焼室Sをより一層コンパクト化することができる。
そのうえ、このバイオ燃料の燃焼装置1は、吹き込みノズル9が設けられる燃焼部本体8の周壁8aを鋼板から成る水冷ジャケット構造の水冷壁としているため、吹き込みノズル9から高速で吹き込まれたバイオ燃料fによる周壁8a部分の摩耗を防止することができる。然も、燃焼部本体8の端壁8bを耐火物により構成しているため、熱が耐火物に蓄熱されて燃焼の安定化を図れる。
加えて、このバイオ燃料の燃焼装置1は、吹き込みノズル9から燃焼室S内に空気輸送が可能なバイオ燃料fを混入した燃焼用空気aを吹き込んで燃焼させるようにしているため、オガ粉やもみ殻、細かく砕いたウッドチップ、細かく砕いたバガス等のように比較的小さい形状のものを燃料として利用することができる。
又、このバイオ燃料の燃焼装置1は、内側の水冷壁3で囲まれた空間を燃焼部本体8の燃焼室Sに連通する2次燃焼室S′とすると共に、内側の水冷壁3と外側の水冷壁4との間の空間を接触熱伝達を行う燃焼ガス通路5とした蒸気ボイラの構造に構成されており、2次燃焼室S′内を流れ燃焼ガスG及び燃焼ガス通路5内を流れる燃焼ガスGによる接触伝熱によって両水冷壁3,4に熱を与えるため、効率の良い小容量の蒸気ボイラとすることができる。
In this manner, the biofuel combustion apparatus 1 according to the first embodiment described above blows in the combustion chamber a in which biocombustion capable of air transport is blown into the combustion chamber S from the blow nozzle 9 and burns into the combustion chamber S. A cyclone flow is formed inside, the biofuel f is combusted in the cyclone flow, and the ash generated by the combustion is caused to flow together with the combustion gas G to be discharged from the combustion chamber S and the secondary combustion chamber S ′. Therefore, ash does not stay in the combustion chamber S and the secondary combustion chamber S ′, and generation of clinker can be prevented. In particular, the biofuel combustion apparatus 1 is configured such that the peripheral wall 8a of the combustion section main body 8 is a water-cooled wall so that the temperature in the combustion chamber S can be adjusted, and combustion is performed from the heat transfer area of the combustion chamber S and the blowing nozzle 9. The air ratio of the combustion air a blown into the chamber S is set so that the combustion temperature in the combustion chamber S is equal to or lower than the melting point of ash, so that the ash melts and adheres to the combustion chamber S. And the generation of clinker can be more reliably prevented.
In addition, the biofuel combustion apparatus 1 combusts the biofuel f blown together with the combustion air a from the blow nozzle 9 into the combustion chamber S while performing a cyclonic motion. Stirring and mixing of the fuel f and the combustion air a are promoted, and the residence time of the biofuel f in the combustion chamber S is increased, so that the biofuel f can be stably and efficiently burned.
Furthermore, since the biofuel combustion apparatus 1 performs the cyclonic combustion of the biofuel f in the combustion chamber S, combustion can be completed even if the axial length of the combustion chamber S is shortened. The combustion chamber S can be made compact. In particular, since the biofuel combustion apparatus 1 is provided with the orifice wall 8c at the outlet side opening of the combustion chamber S, the cyclone flow generated in the combustion chamber S is lowered in the combustion chamber S toward the end wall 8b. Then, since the inside of the combustion chamber S is raised, the length of the combustion chamber S in the axial direction can be shortened, and the combustion chamber S can be made more compact.
In addition, since the biofuel combustion apparatus 1 uses the peripheral wall 8a of the combustion section main body 8 provided with the blowing nozzle 9 as a water cooling wall having a water cooling jacket structure made of a steel plate, the biofuel f blown from the blowing nozzle 9 at high speed f. It is possible to prevent the peripheral wall 8a from being worn. However, since the end wall 8b of the combustion section main body 8 is made of a refractory material, heat is stored in the refractory material and combustion can be stabilized.
In addition, the biofuel combustion apparatus 1 blows and burns combustion air a mixed with biofuel f that can be transported by air into the combustion chamber S from the blow nozzle 9. Relatively small shapes such as rice husks, finely crushed wood chips, finely crushed bagasse, etc. can be used as fuel.
In addition, the biofuel combustion apparatus 1 uses a space surrounded by the inner water cooling wall 3 as a secondary combustion chamber S ′ communicating with the combustion chamber S of the combustion body 8 and the inner water cooling wall 3 and the outer water cooling wall 3. The structure is a steam boiler structure in which the space between the cooling wall 4 and the water cooling wall 4 is a combustion gas passage 5 that performs contact heat transfer, flows in the secondary combustion chamber S ′, and passes through the combustion gas G and the combustion gas passage 5. Since heat is applied to the water cooling walls 3 and 4 by contact heat transfer with the flowing combustion gas G, an efficient small capacity steam boiler can be obtained.

図5乃至図8は本発明の第2の実施形態に係るバイオ燃料の燃焼装置1を示し、当該バイオ燃料の燃焼装置1は、断面円形の燃焼室S(1次燃焼室S)内に吹き込みノズル9から空気輸送が可能なバイオ燃料f(例えば、オガ粉やもみ殻、細かく砕いたウッドチップ、細かく砕いたバガス、細かく砕いたコーン滓等)を混入した燃焼用空気aを燃焼室S内周面の接線方向へ吹き込んでサイクロン流れを形成し、このサイクロン流れの中でバイオ燃料fを燃焼させ、発生した灰を燃焼ガスGと共に流動させて燃焼室Sから排出する燃焼部2と、燃焼部2の燃焼室S出口側に配置され、内方に燃焼部2の燃焼室S及び煙道12へ連通する断面円形の2次燃焼室S′を形成する環状の熱風炉壁18とを具備する横型の熱風炉に構成されており、吹き込みノズル9から燃焼用空気aに混入して吹き込んだバイオ燃料fを燃焼部2の燃焼室S内でサイクロン燃焼させ、発生した灰を燃焼ガスGと共に流動させて燃焼室Sから2次燃焼室S′を通して煙道12へ排出するようにしたものである。又、このバイオ燃料の燃焼装置1は、所定の温度に調整された温風を、必要に応じてサイクロン集塵器(図示省略)で灰を除去してから熱分解熱炉や流動層炉等へ供給できるようになっている。 5 to 8 show a biofuel combustion apparatus 1 according to a second embodiment of the present invention. The biofuel combustion apparatus 1 blows into a combustion chamber S (primary combustion chamber S) having a circular cross section. Combustion air a mixed with biofuel f (for example, sawdust, rice husk, finely crushed wood chips, finely crushed bagasse, finely crushed corn straw, etc.) that can be pneumatically conveyed from the nozzle 9 is contained in the combustion chamber S. A combustion section 2 that blows in the tangential direction of the peripheral surface to form a cyclone flow, burns the biofuel f in the cyclone flow, causes the generated ash to flow with the combustion gas G, and discharges it from the combustion chamber S; An annular hot-blast furnace wall 18 which is disposed on the outlet side of the combustion chamber S of the section 2 and forms a secondary combustion chamber S ′ having a circular cross section which communicates with the combustion chamber S of the combustion section 2 and the flue 12 inside. It is configured in a horizontal hot stove that blows The biofuel f mixed with the combustion air a and injected from the nozzle 9 is subjected to cyclone combustion in the combustion chamber S of the combustion section 2, and the generated ash is caused to flow together with the combustion gas G to move from the combustion chamber S to the secondary combustion chamber. It is made to discharge to the flue 12 through S ′. In addition, the biofuel combustion apparatus 1 removes ash from a hot air adjusted to a predetermined temperature with a cyclone dust collector (not shown) as necessary, and then a pyrolysis thermal furnace, a fluidized bed furnace, or the like. Can be supplied to.

前記燃焼部2は、図5及び図6に示す如く、円筒状の周壁8a及び周壁8aの一端部開口(下端部開口)を閉塞する端壁8bから成る内方に断面円形の燃焼室S(1次燃焼室S)を形成した燃焼部本体8と、燃焼部本体8の端壁8b寄りの周壁8aに貫通状に設けられ、燃焼室S内に空気輸送が可能なバイオ燃料fを混入した燃焼用空気aを燃焼室S内周面の接線方向へ吹き込む吹き込みノズル9と、燃焼部本体8の端壁8bに設けられ、吹き込みノズル9から燃焼室S内に燃焼用空気aと一緒に吹き込まれたバイオ燃料fに着火する点火用バーナ10とを備えている。 As shown in FIGS. 5 and 6 , the combustion section 2 includes a cylindrical circumferential wall 8 a and a combustion chamber S (circular in cross section) formed of an end wall 8 b that closes one end opening (lower end opening) of the circumferential wall 8 a. The combustion section main body 8 in which the primary combustion chamber S) is formed and the peripheral wall 8a near the end wall 8b of the combustion section main body 8 are provided in a penetrating manner, and biofuel f capable of pneumatic transportation is mixed in the combustion chamber S. An injecting nozzle 9 for injecting combustion air a in the tangential direction of the inner peripheral surface of the combustion chamber S and an end wall 8b of the combustion section main body 8 are injected into the combustion chamber S from the injecting nozzle 9 together with the combustion air a. And an ignition burner 10 for igniting the biofuel f.

具体的には、燃焼部本体8は、図5及び図6に示す如く、耐熱性に優れた鋼板により空冷ジャケット構造に形成した空冷壁から成る円筒状の周壁8aと、周壁8aの一端部開口(下端部開口)を閉塞する耐火物から成る断面形状が厚肉の平板形状に形成された端壁8bとから構成されており、その内方には、断面円形の燃焼室Sが形成されている。
又、燃焼部本体8の周壁8aには、図7に示す如く、冷却用ファン(図示省略)から送られて来た冷却用空気a′を空冷ジャケット8d′内にその接線方向へ吹き込んで燃焼室S内を冷却する空気ノズル19が設けられている。この冷却用空気a′は、空冷ジャケット8d′内を旋回しつつ燃焼室S内の燃焼温度が灰の溶融点以下になるように冷却した後、2次燃焼室S′の上流側部分に於いて環状の熱風炉壁18の内側の鋼板に形成したノズル孔(図示省略)から2次燃焼室S′内に投入されて燃焼ガスGの温度を下げている。
Specifically, as shown in FIGS. 5 and 6 , the combustion section main body 8 includes a cylindrical peripheral wall 8a formed of an air cooling wall formed of a steel plate having excellent heat resistance and an air cooling jacket structure, and one end opening of the peripheral wall 8a. The cross-sectional shape which consists of a refractory material which obstruct | occludes (lower-end part opening) is comprised from the end wall 8b formed in the thick flat plate shape, The combustion chamber S with a circular cross section is formed in the inside. Yes.
Further, as shown in FIG. 7 , the cooling air a ′ sent from the cooling fan (not shown) is blown into the air cooling jacket 8d ′ in the tangential direction and burned into the peripheral wall 8a of the combustion section main body 8 . An air nozzle 19 for cooling the inside of the chamber S is provided. This cooling air a 'is swirled in the air cooling jacket 8d' and cooled so that the combustion temperature in the combustion chamber S is below the melting point of ash, and then in the upstream portion of the secondary combustion chamber S '. In addition, the temperature of the combustion gas G is lowered by being introduced into the secondary combustion chamber S ′ through a nozzle hole (not shown) formed in the steel plate inside the annular hot stove wall 18.

吹き込みノズル9は、図5及び図6に示す如く、燃焼部本体8の周壁8aに燃焼室Sの内周面の接線方向に沿う姿勢で且つ燃焼部本体8の耐火物製の端壁8bから所定距離だけ離間した位置に貫通状に設けられており、バイオ燃料fを混入した燃焼用空気aを燃焼室Sに開口するノズル口9aから燃焼室Sの内周面に沿ってその接線方向へ吹き込めるようになっている。 As shown in FIGS. 5 and 6 , the blowing nozzle 9 has a posture along the tangential direction of the inner peripheral surface of the combustion chamber S to the peripheral wall 8 a of the combustion section main body 8 and from the end wall 8 b made of refractory material of the combustion section main body 8. It is provided in a penetrating manner at a position separated by a predetermined distance, and the combustion air a mixed with the biofuel f passes from the nozzle port 9a that opens into the combustion chamber S to the tangential direction along the inner peripheral surface of the combustion chamber S. Can be blown.

尚、吹き込みノズル9と端壁8bとの距離(吹き込みノズル9の軸心と端壁8bの上端面との距離)は、吹き込みノズル9と端壁8bとの間に於ける領域で燃焼ガスGの再循環が行われるように、吹き込みノズル9の内径dに応じて設定しておくことが好ましい。具体的には、吹き込みノズル9と端壁8bとの距離は、吹き込みノズル9の内径dの2倍〜3倍となるように設定しておくことが好ましい。
又、吹き込みノズル9からのバイオ燃料fを混入した燃焼用空気aの噴出速度は、10m/s以上に、吹き込みノズル9から燃焼室S内へ吹き込む燃焼用空気aの空気比は、1.40〜1.90に、吹き込みノズル9の内径dと燃焼室Sの内径Dは、D/d>5〜8に夫々設定しおくことが好ましい。
The distance between the blowing nozzle 9 and the end wall 8b (the distance between the axial center of the blowing nozzle 9 and the upper end surface of the end wall 8b) is a combustion gas G in the region between the blowing nozzle 9 and the end wall 8b. It is preferable to set according to the inner diameter d of the blowing nozzle 9 so that the recirculation is performed. Specifically, it is preferable to set the distance between the blowing nozzle 9 and the end wall 8b to be 2 to 3 times the inner diameter d of the blowing nozzle 9.
Further, the ejection speed of the combustion air a mixed with the biofuel f from the blowing nozzle 9 is 10 m / s or more, and the air ratio of the combustion air a blown into the combustion chamber S from the blowing nozzle 9 is 1.40. The inner diameter d of the blowing nozzle 9 and the inner diameter D of the combustion chamber S are preferably set to D / d> 5 to 8, respectively.

点火用バーナ10は、図5に示す如く、燃焼部本体8の端壁8bの中心部に設けられて燃焼室Sに開口する断面形状が円形の金属製の点火ノズル10aと、点火ノズル10a内の軸線位置に配置された燃料噴射ノズル10bと、燃料噴射ノズル10bの先端部に配置した保炎板10cとから構成されており、燃料の燃焼により発生した燃焼ガスG′を点火ノズル10aのノズル口10a′から燃焼室S内へ噴出させることができるようになっている。
又、点火用バーナ10には、図示してないが点火用バーナ10の火炎とバイオ燃料fの燃焼による燃焼火炎とを検知できる位置に火炎検知が設けられており、燃焼中の火炎の有無を検知している。
更に、点火用バーナ10には、点火ノズル10a内に燃焼用空気aを供給する燃焼用空気供給部20が設けられている。この燃焼用空気供給部20は、燃焼部本体8の端壁8bの下面側に設けた風箱20aと、点火ノズル10aの下端部周囲に配置され、風箱20a内の燃焼用空気aを旋回させて点火ノズル10a内へ供給する旋回羽根20bとから成り、燃焼用空気送風機(図示省略)からの燃焼用空気aを風箱20a内に吹き込み、風箱20a内の燃焼用空気aを旋回羽根20bにより旋回させて点火ノズル10a内へ供給するようになっている。
As shown in FIG. 5 , the ignition burner 10 is provided in the center of the end wall 8b of the combustion section main body 8 and is made of a metal ignition nozzle 10a having a circular cross-sectional shape that opens into the combustion chamber S, and the interior of the ignition nozzle 10a. The fuel injection nozzle 10b disposed at the axial position of the fuel injection nozzle 10b, and the flame holding plate 10c disposed at the tip of the fuel injection nozzle 10b, the combustion gas G 'generated by the combustion of the fuel is converted into the nozzle of the ignition nozzle 10a. It can be ejected into the combustion chamber S from the port 10a '.
Although not shown, the ignition burner 10 is provided with a flame detector at a position where the flame of the ignition burner 10 and the combustion flame caused by the combustion of the biofuel f can be detected . Is detected.
Further, the ignition burner 10 is provided with a combustion air supply unit 20 for supplying combustion air a into the ignition nozzle 10a. The combustion air supply unit 20 is disposed around the lower end of the wind box 20a provided on the lower surface of the end wall 8b of the combustion unit main body 8 and the ignition nozzle 10a, and swirls the combustion air a in the wind box 20a. And a swirl vane 20b that is supplied to the ignition nozzle 10a and blows combustion air a from a combustion air blower (not shown) into the wind box 20a, and the combustion air a in the wind box 20a is swirled. It is rotated by 20b and supplied into the ignition nozzle 10a.

前記環状の熱風炉壁18は、鋼板(内側の鋼板は耐熱性に優れた鋼板、外側の鋼板は通常の鋼板)から成る空冷ジャケット構造に構成されており、その内方には、燃焼室Sに連通して燃焼室Sの内径よりも大きい断面円形の2次燃焼室S′が形成されている。
又、環状の熱風炉壁18の上流側端部(図5に示す熱風炉壁18の下端部)には、図8に示す如く、冷却用ファン(図示省略)から送られて来た冷却用空気a′を空冷ジャケット18a内にその接線方向へ吹き込んで燃焼室S内及び炉壁を冷却する空気ノズル19が設けられている。この冷却用空気a′は、空冷ジャケット18a内を旋回しつつ2次燃焼室S′内を冷却した後、2次燃焼室S′の下流側部分に於いて熱風炉壁18の内側の鋼板に形成したノズル孔(図示省略)から2次燃焼室S′内に投入されて燃焼ガスGの温度を下げている。
更に、環状の熱風炉壁18の下流側端部(図5に示す熱風炉壁18の上端部)には、2次燃焼室S′の出口側へ希釈用空気a″を投入して2次燃焼室S′から排出されるガス温度を調整する希釈空気供給機構21が設けられている。この希釈空気供給機構21は、図5に示す如く、環状の熱風炉壁18の下流側端部に接続された希釈空気供給管21aと、希釈空気供給管21aに介設したダンパー21bと、希釈空気供給管21aに接続した希釈用ファン21cとから成り、希釈用ファン21cからの希釈用空気a″を下流側の2次燃焼室S′の出口側へ投入して所定の温度の温風を得るようになっている。
The annular hot-blast furnace wall 18 has an air-cooled jacket structure made of a steel plate (the inner steel plate is excellent in heat resistance, and the outer steel plate is a normal steel plate). A secondary combustion chamber S ′ having a circular cross section larger than the inner diameter of the combustion chamber S is formed.
Further, as shown in FIG. 8 , the upstream end of the annular hot stove wall 18 (the lower end of the hot stove wall 18 shown in FIG. 5 ) is supplied with a cooling fan (not shown). An air nozzle 19 is provided to cool the inside of the combustion chamber S and the furnace wall by blowing air a 'into the air cooling jacket 18a in the tangential direction. The cooling air a ′ is swirled in the air cooling jacket 18a to cool the inside of the secondary combustion chamber S ′, and then is applied to the steel plate inside the hot stove wall 18 in the downstream portion of the secondary combustion chamber S ′. The temperature of the combustion gas G is lowered by being introduced into the secondary combustion chamber S ′ from the formed nozzle hole (not shown).
Further, dilution air a ″ is introduced into the downstream end portion of the annular hot stove wall 18 (the upper end portion of the hot stove wall 18 shown in FIG. 5 ) to the outlet side of the secondary combustion chamber S ′. A dilution air supply mechanism 21 for adjusting the temperature of the gas discharged from the combustion chamber S ′ is provided, which is provided at the downstream end of the annular hot stove wall 18 as shown in FIG. A dilution air supply pipe 21a, a damper 21b interposed in the dilution air supply pipe 21a, and a dilution fan 21c connected to the dilution air supply pipe 21a, and dilution air a ″ from the dilution fan 21c. To the outlet side of the secondary combustion chamber S ′ on the downstream side to obtain hot air at a predetermined temperature.

上述した第2の実施形態に係るバイオ燃料の燃焼装置1は、吹き込みノズル9を燃焼部本体8の端壁8b寄りの周壁8aに貫通状に設けているため、サイクロン流れが吹き込みノズル9から上側の燃焼室S内に形成され、又、燃焼室Sの中心部に於いて再循環領域が形成されて燃焼に寄与する。更に、吹き込みノズル9から下側の燃焼室S内にも再循環領域が形成されて火炎の安定に寄与する。
従って、このバイオ燃料の燃焼装置1も、第2の実施形態に係るバイオ燃料の燃焼装置1と同様に良好なサイクロン燃焼を達成することができ、バイオ燃料fを安定して効率良く燃焼させることができると共に、燃焼室Sのコンパクト化を図ることができる。
又、このバイオ燃料の燃焼装置1は、燃焼室S内で発生した灰を燃焼ガスGと共に流動させて燃焼室Sから2次燃焼室S′を通して煙道12へ排出するようにしているため、クリンカーの生成を防止することができる。然も、燃焼部本体8の周壁8aを鋼板から成る空冷ジャケット構造の空冷壁に構成して燃焼室S内の温度を調整できるようにし、燃焼室Sの伝熱面積(周壁8aの冷却面積を含む)と吹き込みノズル9から燃焼室S内に吹き込む燃焼用空気aの空気比とを、燃焼室S内の燃焼温度が灰の融点以下になるように設定しているため、クリンカーの生成をより確実に防止することができる。
更に、このバイオ燃料の燃焼装置1は、吹き込みノズル9が設けられる燃焼部本体8の周壁8aを鋼板から成る周壁8aとしているため、吹き込みノズル9から高速で吹き込まれたバイオ燃料fによる周壁8a部分の摩耗を防止することができる。然も、燃焼部本体8の端壁8bを耐火物により構成しているため、熱が耐火物に蓄熱されて燃焼の安定化を図れる。
In the biofuel combustion apparatus 1 according to the second embodiment described above, the blowing nozzle 9 is provided in a penetrating manner in the peripheral wall 8a near the end wall 8b of the combustion unit body 8, so that the cyclone flow is directed upward from the blowing nozzle 9. The recirculation region is formed at the center of the combustion chamber S and contributes to combustion. Furthermore, a recirculation region is also formed in the combustion chamber S below the blowing nozzle 9 and contributes to the stability of the flame.
Accordingly, the biofuel combustion apparatus 1 can achieve good cyclone combustion in the same manner as the biofuel combustion apparatus 1 according to the second embodiment, and can stably and efficiently burn the biofuel f. In addition, the combustion chamber S can be made compact.
Further, the biofuel combustion apparatus 1 causes the ash generated in the combustion chamber S to flow together with the combustion gas G and is discharged from the combustion chamber S to the flue 12 through the secondary combustion chamber S ′. Generation of clinker can be prevented. However, the peripheral wall 8a of the combustion section main body 8 is configured as an air cooling wall having an air cooling jacket structure made of a steel plate so that the temperature in the combustion chamber S can be adjusted, and the heat transfer area of the combustion chamber S (the cooling area of the peripheral wall 8a is reduced). And the air ratio of the combustion air a that is blown into the combustion chamber S from the blowing nozzle 9 is set so that the combustion temperature in the combustion chamber S is equal to or lower than the melting point of ash. It can be surely prevented.
Further, in this biofuel combustion apparatus 1, the peripheral wall 8 a of the combustor main body 8 provided with the blowing nozzle 9 is a peripheral wall 8 a made of a steel plate, and therefore the peripheral wall 8 a portion of the biofuel f blown from the blowing nozzle 9 at a high speed Can prevent wear. However, since the end wall 8b of the combustion section main body 8 is made of a refractory material, heat is stored in the refractory material and combustion can be stabilized.

尚、上述した第1及び第2の実施形態に係るバイオ燃料の燃焼装置1に於いては、燃焼部本体8の周壁8aに吹き込みノズル9を一つだけ設けるようにしたが、他の実施形態に於いては、図9に示す如く、吹き込みノズル9を燃焼部本体8の周壁8aに燃焼室Sの周方向に並列して配設し、各吹き込みノズル9から燃焼室Sの内周面に沿ってその接線方向にバイオ燃料fを混入した燃焼用空気aを吹き込むようにしても良い。
即ち、このバイオ燃料の燃焼装置1は、吹き込みノズル9を燃焼室Sの軸線方向へ齟齬することなく燃焼室Sの周方向に180°間隔を隔てて配置しており、各吹き込みノズル9から同一方向で且つ燃焼室Sの内周面に沿う接線方向にバイオ燃料fを混入した燃焼用空気aを吹き込むようにしたものである。
このように、複数の吹き込みノズル9からバイオ燃料fを混入した燃焼用空気aを燃焼室S内に吹き込むと、燃焼室S内により強いサイクロン流れが形成されることになり、バイオ燃料fと燃焼用空気aとの撹拌・混合がより一層促進されると共に、火炎の短炎化を図ることができる。
In the biofuel combustion apparatus 1 according to the first and second embodiments described above, only one blowing nozzle 9 is provided on the peripheral wall 8a of the combustion section main body 8, but other embodiments are provided. In this case, as shown in FIG. 9 , the blowing nozzles 9 are arranged on the peripheral wall 8 a of the combustion section main body 8 in parallel in the circumferential direction of the combustion chamber S, and from each blowing nozzle 9 to the inner peripheral surface of the combustion chamber S. The combustion air a mixed with the biofuel f may be blown in the tangential direction along the tangential direction.
That is, the biofuel combustion apparatus 1 is arranged with 180 ° intervals in the circumferential direction of the combustion chamber S without striking the injection nozzles 9 in the axial direction of the combustion chambers S. The combustion air a mixed with the biofuel f is blown in the direction and the tangential direction along the inner peripheral surface of the combustion chamber S.
Thus, when the combustion air a mixed with the biofuel f is blown into the combustion chamber S from the plurality of blowing nozzles 9, a stronger cyclone flow is formed in the combustion chamber S, and the biofuel f and the combustion are combusted. Stirring and mixing with the working air a can be further promoted, and the flame can be shortened.

又、図9に示すバイオ燃料の燃焼装置1に於いては、吹き込みノズル9を燃焼部本体8の周壁8aに燃焼室Sの周方向に並列して配設したが、吹き込みノズル9を燃焼部本体8の周壁8aに燃焼室Sの軸線方向に並列して配設し、各吹き込みノズル9から燃焼室Sの内周面に沿ってその接線方向にバイオ燃焼を混入した燃焼用空気aを吹き込むようにしても良い。 In the biofuel combustion apparatus 1 shown in FIG. 9 , the blowing nozzle 9 is arranged in parallel with the circumferential wall 8 a of the combustion unit body 8 in the circumferential direction of the combustion chamber S. Combustion air a in which biocombustion is mixed is blown into the peripheral wall 8a of the main body 8 in parallel with the axial direction of the combustion chamber S along the inner peripheral surface of the combustion chamber S from each blowing nozzle 9. You may do it.

更に、上述した第1及び第2の実施形態に係るバイオ燃料の燃焼装置1に於いては、燃焼部本体8の周壁8aに貫通状に設けた吹き込みノズル9が水平姿勢となっているが、他の実施の形態に於いては、吹き込みノズル9を燃焼部本体8の周壁8aに下向きの傾斜姿勢で貫通状に設けるようにしても良い。 Furthermore, in the biofuel combustion apparatus 1 according to the first and second embodiments described above, the blowing nozzle 9 provided in a penetrating manner in the peripheral wall 8a of the combustion section main body 8 is in a horizontal posture. In another embodiment, the blowing nozzle 9 may be provided in a penetrating manner on the peripheral wall 8a of the combustion section main body 8 in a downward inclined posture.

加えて、上述した第1及び第2の実施形態に係るバイオ燃料の燃焼装置1に於いては、燃焼ガス通過口3cを出た燃焼ガスGが図2に示すように燃焼ガス通路5内を一方向へ流れるようにしたが、他の実施形態に於いては、燃焼ガス通過口3cと180度反対側の位置で且つ外側の水冷壁4に燃焼ガス出口4cを形成し、燃焼ガス通過口3cを出た燃焼ガスGが燃焼ガス通路5内を左右方向へ流れ、燃焼ガス通路5を略半周してから燃焼ガス出口4cから煙道12へ排出されるようにしても良い(図示省略)。 In addition, in the biofuel combustion apparatus 1 according to the first and second embodiments described above, the combustion gas G exiting the combustion gas passage 3c passes through the combustion gas passage 5 as shown in FIG. In the other embodiment, the combustion gas outlet 4c is formed at the outer water cooling wall 4 at a position 180 degrees opposite to the combustion gas passage 3c. The combustion gas G exiting 3c may flow in the left-right direction in the combustion gas passage 5, and may be exhausted from the combustion gas outlet 4c to the flue 12 after substantially half-circulating the combustion gas passage 5 (not shown). .

1はバイオ燃料の燃焼装置、2は燃焼部、3は内側の水冷壁、4は外側の水冷壁、5は燃焼ガス通路、6は上部ヘッダー、7は下部ヘッダー、8は燃焼部本体、8aは周壁、8bは端壁、8cはオリフィス壁、9は吹き込みノズル、10は点火用バーナ、12は煙道、17は熱交換器、18は熱風炉壁、aは燃焼用空気、fはバイオ燃料、Gは燃焼ガス、Sは燃焼室、S′は2次燃焼室。 1 is a biofuel combustion apparatus, 2 is a combustion section, 3 is an inner water cooling wall, 4 is an outer water cooling wall, 5 is a combustion gas passage, 6 is an upper header, 7 is a lower header, 8 is a combustion section body, 8a Is a peripheral wall, 8b is an end wall, 8c is an orifice wall, 9 is a blow nozzle, 10 is an ignition burner, 12 is a flue , 17 is a heat exchanger, 18 is a hot stove wall, a is combustion air, and f is Biofuel, G is a combustion gas, S is a combustion chamber, S 'is a secondary combustion chamber.

Claims (6)

断面円形の燃焼室(S)内に吹き込みノズル(9)からオガ粉やもみ殻、細かく砕いたウッドチップ、細かく砕いたバガスのように空気輸送が可能なバイオ燃料(f)を混入した燃焼用空気(a)を燃焼室(S)内周面の接線方向へ吹き込んでサイクロン流れを形成し、このサイクロン流れの中でバイオ燃料(f)を燃焼させ、発生した灰を燃焼ガス(G)と共に流動させて燃焼室(S)から排出する燃焼部(2)と、燃焼部(2)の燃焼室(S)出口側に配置され、内方に燃焼室(S)へ連通する断面円形の2次燃焼室(S′)を形成する環状の内側の水冷壁(3)と、内側の水冷壁(3)の外方位置に配置された環状の外側の水冷壁(4)と、内側の水冷壁(3)と外側の水冷壁(4)との間に形成され、2次燃焼室(S′)及び煙道(12)に連通する環状の燃焼ガス通路(5)と、両水冷壁(3),(4)に夫々連通状に接続された上部ヘッダー(6)及び下部ヘッダー(7)とを具備し、前記吹き込みノズル(9)から燃焼用空気(a)に混入して吹き込んだバイオ燃料(f)を燃焼室(S)内でサイクロン燃焼させ、発生した灰を燃焼ガス(G)と共に流動させて燃焼室(S)から2次燃焼室(S′)及び燃焼ガス通路(5)を通して煙道(12)へ排出するようにしたバイオ燃料の燃焼装置(1)であって、前記燃焼部(2)は、円筒状の周壁(8a)、周壁(8a)の一端部開口を閉塞する端壁(8b)及び周壁(8a)の他端部開口に設けられてオリフィス穴(8c′)を形成する環状のオリフィス壁(8c)から成り、内方にオリフィス壁(8c)により出口側が絞られた断面円形の燃焼室(S)を形成した燃焼部本体(8)と、燃焼部本体(8)のオリフィス壁(8c)寄りの周壁(8a)に貫通状に設けられ、燃焼室(S)内に空気輸送が可能なバイオ燃料(f)を混入した燃焼用空気(a)を燃焼室(S)内周面の接線方向へ吹き込む吹き込みノズル(9)と、燃焼部本体(8)に設けられ、吹き込みノズル(9)から燃焼室(S)内に燃焼用空気(a)と一緒に吹き込まれたバイオ燃料(f)に着火する点火用バーナ(10)とを備えており、前記オリフィス穴(8c′)の開口面積を、吹き込みノズル(9)から燃焼室(S)内に吹き込まれたバイオ燃料(f)を混入した燃焼用空気(a)が燃焼室(S)から直ぐにオリフィス穴(8c′)を経て2次燃焼室(S′)内へ流入しないように燃焼室(S)の横断面積の1/2以上に設定すると共に、吹き込みノズル(9)とオリフィス壁(8c)との距離を、吹き込みノズル(9)から燃焼室(S)内に吹き込まれたバイオ燃料(f)を混入した燃焼用空気(a)が燃焼室(S)から直ぐにオリフィス穴(8c′)を経て2次燃焼室(S′)内へ流入しないように、吹き込みノズル(9)の内径(d)の2倍〜3倍となるように設定したことを特徴とするバイオ燃料の燃焼装置。 Combustion with a biofuel (f) that can be transported by air such as sawdust, rice husk, finely crushed wood chips, finely crushed bagasse, etc. Air (a) is blown in the tangential direction of the inner peripheral surface of the combustion chamber (S) to form a cyclone flow, the biofuel (f) is combusted in the cyclone flow, and the generated ash together with the combustion gas (G) A combustion section (2) that flows and discharges from the combustion chamber (S), and a circular section 2 that is disposed on the combustion chamber (S) outlet side of the combustion section (2) and communicates with the combustion chamber (S) inward. An annular inner water cooling wall (3) forming a secondary combustion chamber (S '), an annular outer water cooling wall (4) disposed outside the inner water cooling wall (3), and an inner water cooling Formed between the wall (3) and the outer water cooling wall (4), the secondary combustion chamber (S ') and the flue ( 2) an annular combustion gas passage (5) communicating with the two water-cooled walls (3), (4), and an upper header (6) and a lower header (7) connected to each other, The biofuel (f) mixed and injected into the combustion air (a) from the blowing nozzle (9) is subjected to cyclone combustion in the combustion chamber (S), and the generated ash is caused to flow together with the combustion gas (G) to form the combustion chamber. A biofuel combustion apparatus (1) for discharging from (S) to a flue (12) through a secondary combustion chamber (S ') and a combustion gas passage (5), wherein the combustion section (2) A cylindrical peripheral wall (8a), an end wall (8b) that closes one end opening of the peripheral wall (8a), and an annular hole that is provided in the other end opening of the peripheral wall (8a) to form an orifice hole (8c ') It consists of an orifice wall (8c) and is exited by an orifice wall (8c) inward A combustion chamber body (8) having a circular combustion chamber (S) with a narrowed cross section and a peripheral wall (8a) near the orifice wall (8c) of the combustion chamber body (8) are provided in a penetrating manner. A combustion nozzle (9) for blowing combustion air (a) mixed with biofuel (f) that can be pneumatically transported into (S) in a tangential direction of the inner peripheral surface of the combustion chamber (S); And an ignition burner (10) for igniting the biofuel (f) blown together with the combustion air (a) into the combustion chamber (S) from the blow nozzle (9), The opening area of the orifice hole (8c ') is set so that the combustion air (a) mixed with the biofuel (f) blown into the combustion chamber (S) from the blow nozzle (9) immediately enters the combustion chamber (S). Do not flow into the secondary combustion chamber (S ') through the orifice hole (8c'). The distance between the blowing nozzle (9) and the orifice wall (8c) was blown into the combustion chamber (S) from the blowing nozzle (9) while being set to 1/2 or more of the cross-sectional area of the combustion chamber (S). The blowing nozzle (9) prevents the combustion air (a) mixed with the biofuel (f) from flowing into the secondary combustion chamber (S ') through the orifice hole (8c') immediately from the combustion chamber (S). A biofuel combustion apparatus, which is set to be twice to three times the inner diameter (d). 断面円形の燃焼室(S)内に吹き込みノズル(9)からオガ粉やもみ殻、細かく砕いたウッドチップ、細かく砕いたバガスのように空気輸送が可能なバイオ燃料(f)を混入した燃焼用空気(a)を燃焼室(S)内周面の接線方向へ吹き込んでサイクロン流れを形成し、このサイクロン流れの中でバイオ燃料(f)を燃焼させ、発生した灰を燃焼ガス(G)と共に流動させて燃焼室(S)から排出する燃焼部(2)と、燃焼部(2)の燃焼室(S)出口側に配置され、内方に燃焼室(S)及び煙道(12)へ連通する断面円形の2次燃焼室(S′)を形成する内側の鋼板及び外側の鋼板から成る空冷ジャケット構造の環状の熱風炉壁(18)とを具備し、前記吹き込みノズル(9)から燃焼用空気(a)に混入して吹き込んだバイオ燃料(f)を燃焼室(S)内でサイクロン燃焼させ、発生した灰を燃焼ガス(G)と共に流動させて燃焼室(S)から2次燃焼室(S′)を通して煙道(12)へ排出するようにしたバイオ燃料の燃焼装置(1)であって、前記燃焼部(2)は、円筒状の周壁(8a)及び周壁(8a)の一端部開口を閉塞する端壁(8b)から成る内方に断面円形の燃焼室(S)を形成した燃焼部本体(8)と、燃焼部本体(8)の端壁(8b)寄りの周壁(8a)に貫通状に設けられ、燃焼室(S)内に空気輸送が可能なバイオ燃料(f)を混入した燃焼用空気(a)を燃焼室(S)内周面の接線方向へ吹き込む吹き込みノズル(9)と、燃焼部本体(8)に設けられ、吹き込みノズル(9)から燃焼室(S)内に燃焼用空気(a)と一緒に吹き込まれたバイオ燃料(f)に着火する点火用バーナ(10)とを備え、また、前記環状の熱風炉壁(18)の内側の鋼板に、2次燃焼室(S′)に冷却用空気(a′)を投入するノズル孔を形成すると共に、前記環状の熱風炉壁(18)の下流側端部に、2次燃焼室(S′)の出口側へ希釈用空気(a″)を投入して2次燃焼室(S′)から排出されるガス温度を調整する希釈空気供給機構(21)を設けたことを特徴とするバイオ燃料の燃焼装置。 Combustion with a biofuel (f) that can be transported by air such as sawdust, rice husk, finely crushed wood chips, finely crushed bagasse, etc. Air (a) is blown in the tangential direction of the inner peripheral surface of the combustion chamber (S) to form a cyclone flow, the biofuel (f) is combusted in the cyclone flow, and the generated ash together with the combustion gas (G) It is arranged on the combustion chamber (S) outlet side of the combustion section (2) that flows and discharges from the combustion chamber (S), and to the combustion chamber (S) and the flue (12) inward. An annular hot-blast furnace wall (18) having an air- cooled jacket structure composed of an inner steel plate and an outer steel plate forming a secondary combustion chamber (S ') having a circular cross section in communication is combusted from the blowing nozzle (9). Biofuel (f In the combustion chamber (S), and the generated ash flows together with the combustion gas (G) and is discharged from the combustion chamber (S) to the flue (12) through the secondary combustion chamber (S '). The biofuel combustion apparatus (1) includes a cylindrical peripheral wall (8a) and an end wall (8b) that closes one end opening of the peripheral wall (8a). A combustion section main body (8) having a circular combustion chamber (S) having a circular cross section and a peripheral wall (8a) near the end wall (8b) of the combustion section main body (8) are provided in a penetrating manner in the combustion chamber (S). A combustion nozzle (9) for injecting combustion air (a) mixed with biofuel (f) that can be pneumatically transported into the tangential direction of the inner peripheral surface of the combustion chamber (S) and a combustion section main body (8) are provided. Biofuel which was blown into the combustion chamber (S) from the blow nozzle (9) together with the combustion air (a) And a ignition burner (10) for igniting (f), the addition, the inside of the steel plate of the annular hot-air furnace wall (18), 'cooling air to (a 2 primary combustion chamber (S)' a) In addition to forming a nozzle hole for injection , dilution air (a ″) is introduced to the outlet side of the secondary combustion chamber (S ′) at the downstream end of the annular hot-blast furnace wall (18) to provide the secondary. A biofuel combustion apparatus comprising a dilution air supply mechanism (21) for adjusting a temperature of a gas discharged from the combustion chamber (S '). 燃焼部本体(8)の周壁(8a)とオリフィス壁(8c)を鋼板から成る水冷ジャケット構造の水冷壁に構成して燃焼室(S)内を冷却し、当該燃焼室(S)の伝熱面積と燃焼室(S)内に吹き込む燃焼用空気(a)の空気比を、燃焼室(S)内の燃焼温度が灰の融点以下となる1.40〜1.90に設定したことを特徴とする請求項1に記載のバイオ燃料の燃焼装置。   The peripheral wall (8a) and the orifice wall (8c) of the combustion section main body (8) are configured as a water cooling wall having a water cooling jacket structure made of steel plate to cool the inside of the combustion chamber (S), and heat transfer in the combustion chamber (S) The air ratio of the combustion air (a) blown into the area and the combustion chamber (S) is set to 1.40 to 1.90 so that the combustion temperature in the combustion chamber (S) is below the melting point of ash. The biofuel combustion apparatus according to claim 1. 燃焼部本体(8)の周壁(8a)を鋼板から成る空冷ジャケット構造の空冷壁に構成して燃焼室(S)内を冷却し、当該燃焼室(S)の伝熱面積と燃焼室(S)内に吹き込む燃焼用空気(a)の空気比を、燃焼室(S)内の燃焼温度が灰の融点以下となる1.40〜1.90に設定したことを特徴とする請求項2に記載のバイオ燃料の燃焼装置。   The peripheral wall (8a) of the combustion section main body (8) is configured as an air cooling wall having an air cooling jacket structure made of a steel plate to cool the inside of the combustion chamber (S), and the heat transfer area of the combustion chamber (S) and the combustion chamber (S 3) The air ratio of the combustion air (a) blown into the inside of the combustion chamber (S) is set to 1.40 to 1.90 so that the combustion temperature in the combustion chamber (S) is not higher than the melting point of ash. The biofuel combustion apparatus as described. バイオ燃料(f)を混入した燃焼用空気(a)が、吹き込みノズル(9)から10m/s以上の流速で燃焼室(S)内に吹き込まれることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のバイオ燃料の燃焼装置。   The combustion air (a) mixed with biofuel (f) is blown into the combustion chamber (S) from the blowing nozzle (9) at a flow rate of 10 m / s or more. A biofuel combustion apparatus according to claim 1. 吹き込みノズル(9)を燃焼部本体(8)の周壁(8a)に燃焼室(S)の周方向に並列して配設し、各吹き込みノズル(9)からバイオ燃料(f)を混入した燃焼用空気(a)を燃焼室(S)内にその内周面の接線方向へ吹き込むようにしたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のバイオ燃料の燃焼装置。   Combustion in which the injection nozzle (9) is arranged in parallel with the circumferential direction of the combustion chamber (S) on the peripheral wall (8a) of the combustion section main body (8), and biofuel (f) is mixed from each injection nozzle (9). The biofuel combustion apparatus according to claim 1 or 2, wherein the working air (a) is blown into the combustion chamber (S) in a tangential direction of the inner peripheral surface thereof.
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