(57)【要約】  燃料ノズル10の外周に燃焼用気体を火炉40内に噴出させるスロート6とノズル10の中心軸方向に直交する一方向から気体を入れる流入口8を有し、流路がノズル10の中心軸方向へ直角に折れ曲がるように形成された、スロート6へ燃焼用気体を送るダクト2とダクト2内にダンパ1とダクト2内の上流側と下流側を流れる燃焼用気体の差圧を検出する差圧検出装置32を設け、ダンパ1をダクト2の流入口8近傍の下流側に設け、差圧検出装置32の上流側圧力検出点31をダンパ1の後流側の燃焼用気体のよどみ領域90に、下流側圧力検出点30をスロート6の外壁に備え、検出点31、30での圧力差を燃焼用気体の流量に換算し、ダンパ1を操作して燃焼用気体の流量を調整する固体燃料バーナ44であり、簡素な構成で、局部的な偏流の影響を受けにくくして各バーナ個別に燃焼用気体の流量を精度良く計測し、調節できるようにした固体燃料バーナと該バーナを用いる燃焼装置を提供できる。
2012098848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体燃料とその搬送気体との混合流体を火炉（４０）の壁面から火炉（４０）内に噴出させる筒状の燃料ノズル（１０）と、
該燃料ノズル（１０）の外周に設けられ、燃焼用気体を火炉（４０）内に噴出させる筒状の燃焼用気体スロート（６）と、
該燃焼用気体スロート（６）へ接続した燃焼用気体の流路を構成するダクト（２）と、
該ダクト（２）内に設けられる燃焼用気体の流量調整手段（１）と、
該ダクト（２）内の上流側と下流側を流れる燃焼用気体の圧力差を検出する差圧検出装置（３２、３５）と
を有する固体燃料バーナであって、
前記ダクト（２）は、燃料ノズル（１０）の中心軸方向に対して直交する一方向から取り入れる流入口（８）を有し、燃焼用気体の流路が前記燃料ノズル（１０）の中心軸方向へ直角に折れ曲がるように形成され、
前記燃焼用気体の流量調整手段（１）は、前記ダクト（２）の流入口（８）近傍であって、該流入口（８）の下流側に設けられ、
前記差圧検出装置（３２、３５）は、前記流量調整手段（１）の後流側であって、燃焼用気体のよどみ領域（９０）に相当する前記ダクト（２）の流入口（８）から最も離れたダクト（２）の内壁に上流側圧力検出点（３１、３３）を有し、燃焼用気体スロート（６）の外壁に下流側圧力検出点（３０、３４）を有し、
該差圧検出装置（３２、３５）で検出された上流側圧力検出点（３１、３３）と下流側圧力検出点（３０、３４）での圧力差の値を燃焼用気体の流量に換算し、前記流量調整手段（１）を操作して燃焼用気体の流量を調整する制御装置（３７）を設けた
ことを特徴とする固体燃料バーナ。
【請求項２】
前記燃焼用気体スロート（６）に接続される前記ダクト（２）内の燃焼用気体の流路が、隔壁（４）により相互に燃焼用気体の流入がない複数の流路に分割され、
該複数の流路のそれぞれに前記上流側圧力検出点（３１、３３）と下流側圧力検出点（３０、３４）とを設けたことを特徴とする請求項１記載の固体燃料バーナ。
【請求項３】
前記下流側圧力検出点（３０、３４）を前記燃料ノズル（１０）の中心軸を基準とする径方向の燃焼用気体流路間隔が最大となる該燃焼用気体スロート（６）に設けたことを特徴とする請求項１記載の固体燃料バーナ。
【請求項４】
前記差圧検出装置（３２、３５）は、前記上流側圧力検出点（３１、３３）と下流側圧力検出点（３０、３４）を構成する各圧力導管を通じて前記ダクト（２）内の燃焼用気体の上流側圧力と下流側圧力との差圧の値を検出する構成であることを特徴とする請求項１記載の固体燃料バーナ。
【請求項５】
請求項１記載の固体燃料バーナ（４４）を火炉（４０）の壁面の上下方向に複数段、炉幅方向に複数列備えた燃焼装置であって、
複数の前記固体燃料バーナ（４４）に流入する固体燃料の流量を個別に調整計測する固体燃料流量計測手段（７１）を備え、
制御装置（３７）は、固体燃料流量計測手段（７１）により測定される固体燃料流量の変化に応じて、各固体燃料バーナ（４４）の差圧検出装置（３２、３５）で検出される燃焼用気体流量に基づき燃焼用気体の流量調整手段（１）の開度を調整して、燃焼用気体の流量を個別に制御する構成を備えていることを特徴とする燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に火力発電プラントに用いられ、微粉炭等の固体燃料を燃焼させるバーナおよび前記バーナを用いる燃焼装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
主に微粉炭等の固体燃料を燃焼させる複数のバーナを備え、バーナでの燃料の燃焼排ガス中のＮＯｘ低減策として二段燃焼方式を採用するボイラにおいて、空気過剰率の低減とＣＯ等の未燃分排出量の低減とを両立させるため、固体燃料の流量を各バーナ個別に計測して、それに見合った燃焼用空気を各バーナあるいは二段燃焼用空気投入口（アフターエアポート；ＡＡＰ、オーバーファイアエアポート；ＯＦＡとも称す）から投入する技術（ＷＯ２００８／１３３０５１Ａ１）が知られている。  
上記技術を現実のボイラに適用するためには、各バーナ個別に燃焼用気体の流量を精度良く計測し、調節できることが求められる。【０００３】
一方、ボイラの大容量化に合わせてバーナ単体の容量を増大させた場合でも、燃料の未着火領域の拡大を抑えるために燃料ノズルの流体の流れに直交する断面形状を扁平なものとするバーナに関する発明（ＷＯ２００８／０３８４２６Ａ１）が知られている。  
また、火炉内での燃料の燃焼位置を変えてボイラ熱交換器を流れる流体への伝熱量を制御するため、バーナの燃料供給ノズルを取り囲む複数に分割された流路を流れる燃焼用含酸素気体の流量をそれぞれ調節可能とするバーナの発明（特開２００２−１４７７１３号公報、ＷＯ２００９／０４１０８１Ａ１）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００８／１３３０５１Ａ１
【特許文献２】ＷＯ２００８／０３８４２６Ａ１
【特許文献３】特開２００２−１４７７１３号公報
【特許文献４】ＷＯ２００９／０４１０８１Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バーナから噴出する燃焼用気体の流れは、バーナの構造、特に燃焼用気体の流路の形態に大きく影響される。  
各バーナ個別に燃焼用気体の流量を精度良く計測し、調節するためには、計測手段や調節手段の前後において、燃焼用気体が均一に流れるように直線的な流路を長く設けることが望ましい。しかし、現実のボイラにおいては、多数のバーナを炉外の構造物との干渉を避けてコンパクトに配置しなければならない設置上の制約を受ける等の理由で、必ずしも燃焼用気体の流れが均一になるような流路の形態を採ることができず、局部的に偏流が生じ、流量の計測および調節に影響を及ぼす可能性があった。【０００６】
特に、上述の燃料ノズルの流体の流れに直交する断面形状を扁平なものとするバーナにおいては、偏流が発生しやすい。  
また、分割された流路を流れる燃焼用気体の流量をそれぞれ積極的に調節するバーナにおいては、対象数が多くなり、調整幅や調整頻度も増すので、より要求度の高い課題となる。【０００７】
本発明の課題は、燃焼用気体の流路形態が局部的な偏流の発生を回避できない現実のボイラにおいても、比較的簡素な構成で、前記局部的な偏流の影響を受けにくくしてバーナ毎個別に燃焼用気体の流量を精度良く計測し、調節できるようにした固体燃料バーナを提供することである。  
また、本発明の課題は簡素な構成で、局部的な偏流の影響を受けにくくして各バーナ個別に燃焼用気体の流量を精度良く計測し、調節した上で空気過剰率の低減とＣＯ等の未燃分排出量の低減を両立させるようにした固体燃料バーナと該バーナを用いる燃焼装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決する以下に記載する本発明によって解決できる。  
請求項１記載の発明は、固体燃料とその搬送気体との混合流体を火炉（４０）の壁面から火炉（４０）内に噴出させる筒状の燃料ノズル（１０）と、該燃料ノズル（１０）の外周に設けられ、燃焼用気体を火炉（４０）内に噴出させる筒状の燃焼用気体スロート（６）と、該燃焼用気体スロート（６）へ接続した燃焼用気体の流路を構成するダクト（２）と、該ダクト（２）内に設けられる燃焼用気体の流量調整手段（１）と、該ダクト（２）内の上流側と下流側を流れる燃焼用気体の圧力差（差圧）を検出する差圧検出装置（３２、３５）を有する固体燃料バーナであって、前記ダクト（２）は、燃料ノズル（１０）の中心軸方向に対して直交する一方向から燃焼用気体を取り入れる流入口（８）を有し、燃焼用気体の流路が前記燃料ノズル（１０）の中心軸方向へ直角に折れ曲がるように形成され、前記燃焼用気体の流量調整手段（１）は、前記ダクト（２）の流入口（８）近傍であって、該流入口（８）の下流側に設けられ、前記差圧検出装置（３２、３５）は、前記流量調整手段（１）の後流側であって、燃焼用気体のよどみ領域（９０）に相当する前記ダクト（２）の流入口（８）から最も離れたダクト（２）の内壁に上流側圧力検出点（３１、３３）を有し、燃焼用気体スロート（６）の外壁に下流側圧力検出点（３０、３４）を有し、該差圧検出装置（３２、３５）で検出された上流側圧力検出点（３１、３３）と下流側圧力検出点（３０、３４）での圧力差の値を燃焼用気体の流量に換算し、前記流量調整手段（１）を操作して燃焼用気体の流量を調整する制御装置（３７）を設ける固体燃料バーナである。【０００９】
請求項２記載の発明は、前記燃焼用気体スロート（６）に接続される前記ダクト（２）内の燃焼用気体の流路が、隔壁（４）により相互に燃焼用気体の流入がない複数の流路に分割され、該複数の流路のそれぞれに前記上流側圧力検出点（３１、３３）と下流側圧力検出点（３０、３４）とを設ける請求項１記載の固体燃料バーナである。【００１０】
請求項３記載の発明は、前記下流側圧力検出点（３０、３４）を前記燃料ノズル（１０）の中心軸を基準とする径方向の燃焼用気体流路間隔が最大となる該燃焼用気体スロート（６）に設ける請求項１記載の固体燃料バーナである。【００１１】
請求項４記載の発明は、前記差圧検出装置（３２、３５）が、前記上流側圧力検出点（３１又は３３）と下流側圧力検出点（３０、３４）を構成する各圧力導管を通じて前記ダクト（２）内の燃焼用気体の上流側圧力と下流側圧力との差圧の値を検出する構成である請求項１記載の固体燃料バーナである。【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の固体燃料バーナ（４４）を火炉（４０）の壁面の上下方向に複数段、炉幅方向に複数列備えた燃焼装置であって、複数の前記固体燃料バーナ（４４）に流入する固体燃料の流量を個別に調整計測する固体燃料流量計測手段（７１）を備え、制御装置（３７）は、固体燃料流量計測手段（７１）により測定される固体燃料流量の変化に応じて、各固体燃料バーナ（４４）の差圧検出装置（３２、３５）で検出される燃焼用気体流量に基づき、燃焼用気体の流量調整手段（１）の開度を調整して、燃焼用気体の流量を個別に制御する構成を備えている燃焼装置である。【００１３】
上記本発明において、圧力検出点の１つである上流側圧力検出点３１、３３を設定する燃焼用気体のよどみ領域９０（図２、図３）とは、燃焼用気体の流速がほとんどないか、流路内で相対的に最も流速の小さい領域である。【００１４】
上流側圧力検出点３１、３３に相当するのは、具体的には燃焼用気体のダクト２の流入口８から最も離れたダクト２の内壁近傍である。例えば、図２に示すダクト２が火炉側に近い前壁５６とこれに平行位置に間隔を設けて配置され、火炉側から遠い位置にある後壁５７と、前後壁５６、５７の稜線部分を繋ぐ側壁５５とで立方体の流路を構成する場合、燃焼用気体の流入口８となるダクト２の入口開口面に向かい合う側壁５５の当該開口面から最も離れた部位が上流側圧力検出点３１、３３に該当する。【００１５】
ここで前壁５６と後壁５７とがそれぞれ長円形の全体にＵ字形状（図２参照）であって、側壁５５が前壁５６と後壁５７との稜線の直線部と曲線部にわたって燃焼用気体の流路（ダクト２）を外部と区画する図２に示すような形態であれば、側壁５５が成す曲面の頂部が上流側圧力検出点３１、３３（図１）に相当する。【００１６】
また前記側壁５５が成す曲面の頂部は、ダクト２の流路断面積、即ちダクト２の流入口８から燃焼用気体が直進するダクト２の直進部における燃焼用気体の流れ方向に直交するダクト断面の面積が限りなくゼロに近づく領域ということもできる。【００１７】
また、燃料ノズル１０が、その中心軸方向（出口部へ向かう流体の流れ方向）に直交する断面の形状において長径部と短径部を有する矩形状、長円形状または楕円形状である場合（図１は長円形状の例となる）には、長径部の頂点と燃料ノズル１０の中心軸を含む平面（これは、図１の形態では隔壁（中央仕切り）４と同一平面となる）がダクト２の側壁５５と交差する線に沿った領域が上流側圧力検出点３１、３３（図１）になる。【００１８】
一方、もう一つの圧力検出点である下流側の圧力検出点３０、３４（図１）は、火炉４０のバーナ取付用の開口５８（図２）に燃焼用気体スロート６が配置される場合に、燃焼用気体ダクト２が上下に区画される隔壁（中央仕切り）４から最も離れた燃焼用気体スロート６の頂部にある。これは、後述する図１の燃料ノズル１０の断面形状が長円形の例では、同心円状に配置される円筒形の燃焼用気体スロート６の径と断面形状が長円形の燃料ノズル１０の短径との差、即ち、燃料ノズル１０の中心軸を通り、燃料ノズル１０の径方向における燃焼用気体のダクト２の流路の横断面積が最大となる燃焼用気体スロート６の部位にある。言い換えれば、燃料ノズル１０の短径部と燃料ノズル１０の中心軸とを含む平面が燃焼用気体スロート６と交差する線に沿った領域にある。【００１９】
２つの圧力検出点（図１の上流側圧力検出点３１と下流側圧力検出点３０；上流側圧力検出点３３と下流側圧力検出点３４）は、特定の１点又は線上に限定されるものではなく、ある程度の幅を持った領域であるが、より具体的には、以下の幾何学的数値範囲によっても定められる。【００２０】
上流側圧力検出点３１、３３が配置される箇所である燃焼用気体ダクト２のよどみ領域９０（図２、図３）は、燃焼用気体の流速がほとんどないか、ダクト２内で相対的に最も流速の低い領域であり、ダクト２の下流側のダクト２を上下に分割する隔壁（中央仕切り）４を中心として燃料ノズル１０の中心軸を通り、上下にそれぞれ１５°の範囲内の平面で囲まれる領域にある。【００２１】
下流側圧力検出点３０、３４が配置される箇所である燃焼用気体のスロート６の頂部は、該スロート６の直径と燃料ノズル１０の流路の直径の差が最大となる位置（図１では燃焼用気体スロート６の中心軸を通る垂線）を基準とし、周方向に±２°（図１２参照）の範囲内、中心軸方向に燃焼用気体スロート６のスロート長の２分の１より下流側（図１１参照）に存在する。【００２２】
（作用）
上記本発明は、以下のような作用がある。  
差圧検出装置３２、３５によりそれぞれ検出された上流側圧力検出点３１、３３と下流側圧力検出点３０、３４における燃焼用気体の差圧の値を所定の換算式に代入することで燃料用気体の流量に換算でき、各バーナに燃焼用気体（空気などのガス）流量を計測することができる。  
前記所定の換算式とは次の通りである。  
Ｑ＝Ｃ√ＯＰＰ      （１）  
（Ｑ：流量、Ｃ：定数、ＯＰ：差圧、Ｐ：燃料用機体の密度）【００２３】
燃焼用気体ダクト２は、燃焼用気体を前記燃焼用気体スロート６の中心軸方向（火炉側の出口部へ向かう流体の流れ方向）に対して直交する一方向から取り入れる流入口８を有し、燃焼用気体の流路（ダクト）２が前記燃焼用気体スロート６の中心軸方向へ直角に折れ曲がるように形成されている。【００２４】
差圧検出装置３２、３５によりダクト２内の燃焼用気体流量を計測し、その流量を調節するため、ダクト２に生じる偏流の影響を抑えるのに必要なダクト長を得ながら、ダクト２がボイラ火炉４０の壁面に沿った風箱４１内にコンパクトに収まる。【００２５】
燃焼用気体の流量調整手段１は、燃焼用気体のダクト２の差圧検出装置３２、３５の設置部の前流側に設けられている。これにより、ダクト２の流量調整手段１より以降のダクト長さをある程度確保できるので、特に流入口８の開度が小さいときに生じ、大きくなりやすい燃焼用気体のダクト断面内の流速分布を流量調整手段１で縮小できる。【００２６】
また、開閉等の機械的な動作を伴う流量調整手段１が火炉４０内から直接輻射熱を受けたり、火炉４０の上方等から落下してくるクリンカ等と衝突することを回避でき、それらによる損傷やそれに起因する動作の不具合が発生する可能性を低減できる。【００２７】
差圧検出装置３２、３５は、流量調整手段１の後流側であって、燃焼用気体のよどみ領域９０に相当する前記ダクト２の流入口８から最も離れたダクト２の内壁箇所を上流側圧力検出点３１、３３とするので、該圧力検出点３１、３３に作用する動圧の影響が小さくなり、また、燃焼用気体スロート６の頂部壁面と底部壁面にそれぞれ下流側圧力検出点３０、３４を配置するので、燃焼用気体の偏流の影響を受けることなく燃焼用気体流量を計測することができ、燃料用気体の流量計測を高精度に行うことができる。【００２８】
燃焼用気体スロート６に接続する燃焼用気体のダクト２が、隔壁（中央仕切り）４により２つに分割されており、それら分割された流路のそれぞれに上流側圧力検出点３１、３３と下流側圧力検出点３０、３４とを設ける。【００２９】
これにより、複数のダクト２を流れる燃焼用気体の流量にバーナ４４の燃焼用空気出口７の上下で偏差を与え、個別に精度よく調節して、火炉４０内における火炎の形成位置を制御でき、燃焼排ガス中の窒素酸化物ＮＯｘ濃度の低減やボイラ火炉４０内に設置される伝熱管（図示せず）への伝熱量の制御が有効に行える。ダクト２が複数の流路に分割されると燃焼用気体の流量の計測、調節の対象が増え、流路ごとに積極的に流量を変化させるため、その調整幅や頻度も増えるから、上記上流側圧力検出点３１、３３と下流側圧力検出点３０、３４を用いる構成は重要度が高い。【００３０】
また、燃料ノズル１０は、燃焼用気体の偏流が生じやすい中心軸方向（火炉側出口へ向かう流体の流れ方向）に直交する断面の形状が長径部と短径部を有する矩形状、長円形状または楕円形状であっても、下流側圧力検出点３０、３４を燃焼用気体スロート６の中心軸を基準とする径方向の燃焼用気体流路横断面積が最大となる該燃焼用気体スロート６の外壁面に設けることで、偏流の影響を受けにくく、燃焼用気体の流量を精度よく計測することができる。【００３１】
差圧検出装置３２、３５は、上流側圧力検出点３１、３３と下流側圧力検出点３０、３４を構成する圧力導管を通じて燃焼用気体の上流側圧力と下流側圧力との差圧の値を検出するものを用いることで、簡便に設備コストの大幅な増加を招くことなく、実現できる。【００３２】
特に火炉４０の壁面の上下方向に複数段、炉幅方向に複数列設け、固体燃料バーナ４４に流入する固体燃料の流量を個別に計測する固体燃料流量計測手段７１を備え、固体燃料流量計測手段７１で計測される燃料流量の変化に応じて、固体燃料バーナ４４を燃焼用気体流量を個別に制御できるように構成されたボイラなどの燃焼装置において、複数の流路を流れる燃焼用気体の流量を個別に精度よく調節することが求められる場合、必要な装置の数が多いので、このことは重要である。なお、本発明の燃焼装置に限らず、該固体燃料バーナ４４を用いる他の燃焼装置にも用いることができる。
【発明の効果】
【００３３】
請求項１記載の発明によれば、燃焼用気体のダクト２は、燃焼用気体を燃焼用気体スロート６の中心軸方向に対して直交する一方向から取り入れる流入口８を有し、ダクト２が燃焼用気体スロート６の中心軸方向へ直角に折れ曲がるように形成され、また、燃焼用気体の流量調整手段１は、燃焼用気体用のダクト２内の前流部分に設けられているので、該ダクト２の長さをある程度確保でき、流量調整手段１で特に流入口８の開度が小さいときに生じ、大きくなりやすい燃焼用気体のダクト断面内の流速分布の広がりを縮小できる。【００３４】
また、上流側圧力検出点３１、３３を前記ダクト２内の燃料用気体のよどみ領域９０に設けたので、上流側圧力検出点３１、３３に作用する動圧の影響が小さく、燃料用気体の流量計測を高精度に行うことができ、差圧検出装置３２、３５により検出された差圧の値を所定の換算式（１）に代入することで燃料用気体の流量に換算でき、各バーナに燃焼用気体（空気などのガス）流量を計測することができる。こうして、燃焼用気体の偏流の影響を受けることなく燃焼用気体流量を計測することができる。【００３５】
さらに、差圧検出装置３２、３５により燃焼用気体流量を計測し、その流量を流量調整手段１により調節するため、燃料用気体のダクト２に生じる偏流の影響を抑えるのに必要なダクト長を得ながら、ダクト２がボイラ火炉４０の壁面に沿った風箱４１内にコンパクトに収まる。【００３６】
また、流量調整手段１はダクト２内にあるので開閉等の機械的な動作を伴う流量調整手段１が火炉４０内から直接輻射熱を受けたり、火炉４０の上方等から落下してくるクリンカ等が衝突することを回避でき、それらによる損傷やそれらに起因する動作の不具合が発生する可能性を低減できる。【００３７】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、燃焼用気体のダクト２が、隔壁４により２つの燃焼用気体流路に分割されて、該流路のそれぞれに上流側圧力検出点３１、３３と下流側圧力検出点３０、３４とを設けることにより、複数のダクト２を流れる燃焼用気体の流量を上下で個別に精度よく調節して、火炉４０内における火炎の形成位置を制御できる。ダクト２が複数の流路に分割されると燃焼用気体の流量の計測、調節の対象が増え、流路ごとに積極的に流量を変化させることができるため、細かな流量調整ができる。【００３８】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、燃料ノズル１０は、燃焼用気体の偏流が生じやすい中心軸方向（火炉側出口へ向かう流体の流れ方向）に直交する断面の形状が長径部と短径部を有する矩形状、長円形状または楕円形状であっても、下流側圧力検出点３０、３４を燃料ノズル１０の中心軸を基準とする径方向の燃焼用気体流路横断面積が最大となる該燃焼用気体スロート６の外壁面に設けることで、偏流の影響を受けにくく、燃焼用気体の流量を精度よく計測することができる。【００３９】
請求項４記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、差圧検出装置３２、３５は、上流側圧力検出点３１、３３と下流側圧力検出点３０、３４とにそれぞれ接続される圧力導管を通じてダクト２内の燃焼用気体の上流側圧力と下流側圧力との差圧の値を検出することができ、簡便に設備コストの大幅な増加を招くことなく実現できる。【００４０】
請求項５記載の発明によれば、燃焼装置の複数の前記固体燃料バーナ４４に流入する固体燃料の流量を固体燃料流量計測手段７１で個別に調整計測し、制御装置３７が前記測定される固体燃料流量の変化に応じて、各固体燃料バーナ４４の差圧検出装置３２、３５で検出される燃焼用気体流量に基づき燃焼用気体の流量調整手段１の開度を調整して、燃焼用気体の流量を個別に制御するので、個々のバーナ４４の固体燃料流量の変化にすばやく対応できる。また、燃焼用の気体のみの調整で済み、搬送気体で搬送される固体燃料と比べ、調整手段などを簡便な構成とすることができる。さらに、燃焼用気体量にバーナ４４の上下で偏差を与えることで、火炉４０内で火炎を上向き又は下向きに変更でき、燃焼排ガス中の窒素酸化物ＮＯｘ濃度の低減やボイラ火炉４０内に設置される伝熱管（図示せず）への伝熱量の制御が有効に行える。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施例の固体燃料バーナの概略斜視図である。
【図２】図１のバーナの構成要素を示す図である。
【図３】図１のバーナの火炉缶前から見た燃焼用空気ダクトの正面図である。
【図４】図３のバーナのＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図１のバーナを取り付けた火炉の一例を示す概略正面図（図５（ａ））と側面図（図５（ｂ））である。
【図６】図１のバーナの偏流を説明するための図である。
【図７】図１のバーナの偏流を説明するための図である。
【図８】図１のバーナの偏流を説明するための図である。
【図９】図１のバーナの偏流を説明するための図である。
【図１０】図１のバーナのダンパ開度と静圧力の関係を説明する図である。
【図１１】図１のバーナの下流側圧力検出点の取り付け位置を説明する図である。
【図１２】図１のバーナの下流側圧力検出点の取り付け位置を説明する図である。
【図１３】図１のバーナの下流側圧力検出点の中心軸方向の取り付け位置の静圧力に及ぼすダンパ開度の影響を説明する図である。
【図１４】図１のバーナの下流側圧力検出点の周方向の取り付け位置の静圧力に及ぼすダンパ開度の影響を説明する図である。
【図１５】図１のバーナを用いた火炉での固体燃料の供給量制御の概略説明図である。
【図１６】一般的な燃焼用空気（ガス）流量計測手法を説明する図である。
【図１７】一般的な燃焼用空気（ガス）流量計測手法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
本発明の実施の形態を図面と共に説明する。  
以下の本発明の実施例では、主燃料として固体燃料、特に微粉炭や木質バイオマスまたは微粉炭や木質バイオマスの混合物を固体燃料バーナで燃焼させることを想定しているが、必ずしも燃料種は限定されるものでなく、液体または気体を主燃料とするものでも良い。また、燃焼用ガスとしては空気を用いるものとしているが、必ずしも空気のみに限定されるものでなく、燃焼排ガスの再循環ガスや高酸素濃度ガス、前記各種ガスの混合ガス等を用いるものでも良い。
【００４３】
本発明の実施例である固体燃料バーナの概略斜視図を図１に示し、図５に本発明を適用した固体燃料バーナ４４をボイラ火炉４０に組み込んだ場合の概略正面図（図５（ａ））と側面図（図５（ｂ））を示す。  
燃焼用空気は図５に示すボイラ火炉４０の側壁の外側に設けられる風箱４１から図１に示す燃焼用空気ダクト２を経由してバーナ４４内に入り、火炉４０の壁面の開口部に設けられた燃焼用空気スロート６から火炉４０内に流出するものである。また、微粉炭とその搬送用空気は図１の固体燃焼搬送管（燃料ノズル）１０を経由して火炉４０内に噴出する。
【００４４】
固体燃焼搬送管１０の外周側に燃焼用空気を火炉４０内に噴出する燃焼用空気スロート６が設けられており、該燃焼用空気スロート６には燃焼用空気ダクト２から燃焼用空気が供給される。燃焼用空気ダクト２には風箱４１内からの燃焼用空気を導く空気流入口８が設けられており、図１に矢印Ｂで示す該空気流入口８の空気流入方向をバーナ４４の設置された火炉壁面に平行な向きに設け、該空気流入口８からほぼ直角に折れ曲がって火炉壁面に向けて燃焼用空気を燃焼用空気出口７から火炉４０内に噴出する。したがって燃焼用空気ダクト２は固体燃焼搬送管（燃料ノズル）１０の外周部に設けられ、その空気流入口８から流入された空気は固体燃焼搬送管１０の外周部を囲むようにほぼ直角に曲げられて燃焼用空気スロート６に供給される。
【００４５】
固体燃焼搬送管１０の出口部は、火炉４０の内側から見て流路が長円形の構造になっているが、スロート６の出口形状は火炉内側から見てガス流路が円型の構造になっている。そのためスロート６の火炉出口は固体燃焼搬送管１０の出口の周囲で上下に大きな開口部を有している。
【００４６】
燃焼用空気ダクト２は、中央仕切り４により上下に２分割されており、燃焼ダクト２内で上下の空気（燃焼用ガス）が合流することはない。さらに、燃焼用空気ダクト２の燃焼用空気流入口８は、さらに、上段仕切り３および下段仕切り５により仕切られ、中央仕切り４により仕切られた空間と合わせて４つの空間からなり、その空間には燃焼用空気（燃焼用ガス）量調整用のダンパ１がそれぞれ設置されている。
【００４７】
図２は燃焼用空気ダクト２の詳細斜視図である。燃焼用空気ダクト２は、燃焼用空気スロート６に接続されるが、火炉壁面に近い側に該火炉壁面と並列配置されたＵ字形の前壁５６とその背面の火炉壁面に遠い側で、前壁５６に並列配置されるＵ字形の後壁５７および前壁５６と後壁５７の稜線部同士に両端部が接続され、燃焼用空気ダクト２の空間を覆う側壁５５から成る。前壁５６には燃焼用空気スロート６を接続するための円形の開口５８があり、側壁部材５７には固体燃料搬送管１０を接続するための開口５９が設けられている。
【００４８】
中央仕切り４は、燃焼用空気ダクト２の前記流入口８の高さＬ１の中心位置である高さ０．５Ｌ１の位置に設置され、燃焼用空気流入口８を上下に２分割し、ダクト２の構成用の前後壁５６、５７に接合され、中央仕切り４により上下に分割された燃焼用空気ダクト２内の空間同士は燃焼用空気の流入や流出は無く、互いに独立している。
【００４９】
また、中央仕切り４により上下に２分された燃焼用空気ダクト２内には、それぞれ上段仕切り板３および下段仕切り板５が配置される。上段仕切り板３は燃焼用空気流入口８の頂部から高さＬ３だけ下側に配置され、下段仕切り板５は燃焼用空気流入口８の底部から高さＬ４だけ上側に設置され、それぞれ中央仕切り４と平行に配置される。前記高さＬ３と高さＬ４は任意に決めることができるが、ダンパ１の羽根のガス流れ方向の長さ以上にする必要がある。
【００５０】
上段仕切り３と下段仕切り５のガス流れ方向の長さＬ６も任意に決めることができるが、燃焼用空気が出口７から火炉４０内に流出するためには、中央仕切り４の長さＬ５未満とする必要がある。本実施例では、仕切り部材として上段仕切り板３および下段仕切り板５を２つ用いたが、任意の員数を使用することができる。
【００５１】
図３は、缶前（ボイラ火炉４０の前側炉壁）から見た燃焼用空気ダクト２の正面図である。燃焼用空気ダクト２の構成部材である側壁５５の断面半円形状部分の曲率半径ｒ２は燃焼用空気スロート６の半径ｒ１より大きくする（ｒ２＞ｒ１）必要がある。こうすることで燃焼用空気出口７における偏流を緩和する効果がある。
【００５２】
図４に図３のＡ−Ａ線断面図を示す。燃焼用空気（燃焼用ガス）流入口８から燃焼用空気ダクト２に流入した燃焼用空気２０は直角に曲がり、燃焼用空気スロート６と固体燃料搬送管１０の間の空間を流れ、燃焼用空気出口７より火炉４０内に流出する。燃焼用空気スロート６と固体燃料搬送管１０の間の空間に関しても、中央仕切り４により燃焼用空気出口７まで上下に２分割されている。これにより、燃焼用空気出口７の上下で燃焼用空気量に偏差を与え、火炎を上向き又は下向きに変更することで、燃焼排ガス中の窒素酸化物ＮＯｘ濃度の低減やボイラ火炉４０内に設置される伝熱管（図示せず）への伝熱量の制御に有効である。
【００５３】
燃焼用空気ダクト２は、中央仕切り４により燃焼用空気出口７まで上下に２分割されている。中央仕切り４により、燃焼用空気出口７の上下で燃焼用空気量に偏差を与え、ボイラ火炉４０内で火炎を上向き又は下向きに変更することで、燃焼排ガス中の窒素酸化物ＮＯｘ濃度の低減やボイラ火炉４０内に設置される伝熱管（図示せず）への伝熱量の制御が有効に行える。
【００５４】
中央仕切り板４を挟んで上下に２分割された燃焼用空気ダクト２内の燃焼用空気の流量はそれぞれ圧力導管である上流側圧力検出点３１と下流側圧力検出点３０の圧力測定値の偏差及び上流側圧力検出点３３と下流側圧力検出点３４の圧力測定値の偏差を計測する。
【００５５】
燃焼用空気の流量を計測するための圧力導管である上流側圧力検出点３１、３３は、燃焼用空気ダクト２のよどみ領域９０（図３）に取り付けられる。ここで、よどみ領域９０とは図２の塗りつぶし部と図３の斜線部に示す領域９０に示す領域であり、開口５８の中心を通り、燃焼用空気スロート６の中心軸を原点として中央仕切り４を挟んで、上下に水平面に対して傾斜角度θ１、θ２で形成される仮想面により制限された領域（前後壁５６、５７および側壁５５で囲まれる空間）であり、よどみ領域９０内に圧力導管である上流側圧力検出点３１、３３を任意に取り付けることができる。傾斜角度θ１やθ２の値については後述する。
【００５６】
また、もう一方の圧力導管である下流側圧力検出点３０、３４は、燃焼用空気スロート６の半径ｒ１と固体燃料搬送管１０の出口半径ｒ３の差が最大となる位置である燃焼用空気スロート６の頂部と底部にそれぞれ設置される。下流側圧力検出点３０、３４は、動圧の影響を受けないように、図１に示す燃焼用空気スロート６の壁面に対して下流側圧力検出点３０、３４の長手方向を垂直方向に向けて取り付けられている。
【００５７】
上流側圧力検出点３１、３３からは燃焼用空気ダクト２内を流れる燃焼用空気の上流側流体圧力（高圧側圧力）が導かれ、下流側圧力検出点３０、３４からは燃焼用空気の下流側流体圧力（低圧側圧力）が導かれる。圧力導管である上下流側圧力検出点３０、３１は差圧検出装置３２に接続され、また上下流側圧力検出点３３、３４は差圧検出装置３５に接続され、それらの差圧が前述の所定の流量換算式（１）に代入され、燃焼用空気の流量が算出される。
【００５８】
上下流側圧力検出点３０、３１；３３、３４を構成する圧力導管の材質や直径は、任意のものを使用できるが、材質については燃焼用空気の温度（約３００℃）を考慮する必要がある。また上下流側圧力検出点３０、３１；３３、３４を構成する圧力導管の直径は燃焼用空気に含まれるダストによる詰まりなどを考慮する必要があり、パージシステム等を適用することも有効である。
【００５９】
図５は、本発明を組み込んだバーナ４４を用いた火炉４０の概略図である。火炉４０に風箱４１が設置されており、複数個の二段燃焼用空気（燃焼用ガス）ポート４２と本発明を適用したバーナ４４が設置されている。火炉４０の外部から供給される固体燃料は固体燃料搬送管１０から各バーナ４４に接続される。
【００６０】
図５では、火炉４０の缶前にバーナ４４が設置されている例を示しているが、本発明は、火炉４０の缶前と缶後に設置した対向燃焼用バーナなどにも使用することができる。二段燃焼用空気（燃焼用ガス）ポート４２を２段設置した例を図５に示しているが、その段数は一段でも適用でき、また図５では一列に６個のポート４２を設置しているが、任意の数を設定することができる。
【００６１】
汎用される燃焼用空気（燃焼用ガス）の流量計測装置の一例を図１６、図１７に示す。図１６は、ピトー管６１を用いた流量計測装置の一例である。流路６０中にピトー管６１が、流体の流れ２２に対向する方向に全圧検出孔６２の導入口を向けて設置されている。全圧検出孔６２と静圧検出孔６３で検出された流体圧力は、差圧検出装置６７に送られて、所定の流量換算式（１）に代入して流量を算出する。
【００６２】
図１７は、オリフィスを用いた燃焼用空気（燃焼用ガス）の流量計測装置の一例である。オリフィス６４は、流路６０中で流体の流れ２２に対して垂直方向に取り付けられている。圧力導管６５、６６は、それぞれオリフィス６４を挟んで上流側と下流側に設置される。圧力導管６５、６６で検出された流体圧力は差圧検出装置６７に送られて、前記した所定の流量換算式（１）に代入して流量を算出する。
【００６３】
ピトー管６１では、バーナ４４内で必要とされる十分な直管長を取ることができず、燃料流量の計測精度は低く、偏流の影響を受ける可能性が大きい。多数のピトー管６１を用いて、流路６０内のある断面を複数箇所計測して流量計測精度を高くすることもできるが、コストが高いのが難点である。また、オリフィス６４を用いる場合、流量計測のため余分な圧力損失が発生し、燃焼用空気を各バーナ４４に搬送するためのファンなどの動力が増加し、好ましくない。
【００６４】
前記汎用の流量計測装置に対して、本発明の流量計測装置はバーナ構造に起因する燃焼用空気（ガス）の圧力損失を上下流側圧力検出点３０、３１と差圧検出装置３２又は上下流側圧力検出点３３、３４と差圧検出装置３５でそれぞれ検出し、燃焼用空気（ガス）流量に換算するものであり、流量計測のための余分な圧力損失は発生しない。さらに、適切な差圧検出座を選定することで、検出する差圧は燃焼用空気量の調整用ダンパ１を操作することによるフローパターンの変化や偏流の影響を受けないため高精度な流量計測が可能である。
【００６５】
次にバーナ燃焼用空気の偏流について説明する。  
図６は、燃焼用空気ダクト２の燃焼用空気流入口８近くに並列配置される複数の調整ダンパ１の回転軸１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄを結んで得られる垂線５２と燃焼用空気量調整ダンパ１のなす角度δが３０°の場合のバーナ４４を缶前から見た図であり、図７は、燃焼用空気出口７の流量偏差を模式的に示したものである。
【００６６】
燃焼用空気量調整用ダンパ１は、側壁５５と上段仕切り３で分けられた空間５０ａ、上段仕切り３と中央仕切り４で仕切られた空間５０ｂ、中央仕切り４と下段仕切り５で仕切られた空間５０ｃ、下段仕切り５と側壁５５で仕切られた空間５０ｄにそれぞれダンパ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが取り付けられている。
【００６７】
図６では、前記垂線５２とダンパ１の羽根の延長線５３のなす角度δが３０°（ダンパ開度３０°）である。このときの燃焼用空気ダクト２内での燃焼用空気の流れ２１は図７に示すような流量の違いがある。図７に示すように燃焼用空気出口７の領域ロでは流量が多くなり、出口７の領域イでは流量が少ない。出口７の領域ハでは流量が少なく、出口７の領域ニでは流量が多い。これが燃焼用空気の偏流である。
【００６８】
図８と図９は、前記垂線５２と燃焼用空気量調整用ダンパ１の延長線５３がなす角度δが９０°（ダンパ開度９０°）の場合のバーナ４４を缶前から見た様子と燃焼用空気出口７の流量偏差を模式的に示したものである。角度δが変化することで、燃焼用空気の流れ２１が図６のダンパ開度３０°の場合と異なる。よって、燃焼用空気出口７の流量偏差もダンパ開度３０°の場合と異なり流量偏差は燃焼用空気出口７の領域ロと前記出口７の領域ハで大きくなり、出口７の領域イと出口７の領域ニで小さくなる。
【００６９】
ダンパ１は、バーナ空気比を所定の値となるように自動制御されるため、垂線５２とダンパ１のなす角度δの影響を受けない位置に圧力導管である上下流側圧力検出点３０、３１；３３、３４を設置するのが望ましい。上流側圧力検出点３１、３３はダンパ１の縮流の影響が無いよどみ領域９０（図２、図３）に設置する必要がある。
【００７０】
実機大のモデルを使用した検討の結果を図１０に示す。横軸は、図６、図８中の垂線５２に対する燃焼用空気量調整用ダンパ１の開度（％）であり、縦軸は同一流量におけるバーナ圧力損失に対する静圧力の比（無次元）である。前記図３に示すよどみ領域９０の範囲を示すと推定される角度θ１、θ２がθ１＝θ２≦１５°の範囲において、実際に使用する前記角度θ１、θ２の範囲では、静圧力／バーナ圧力損失の値はほぼ一定である。これは、流速はほぼ零であるためであり、前記角度θ１、θ２がθ１＝θ２≦１５°の範囲をよどみ領域９０として見出した。したがって、上流側圧力検出点３１、３３は、この範囲に含まれる燃焼用空気（燃焼用ガス）ダクト２の構成部材である側壁５５の任意の位置に設置することができる。
【００７１】
次に、圧力導管である下流側圧力検出点３０、３４の位置について検討する。図６〜図９で示した燃焼用空気（ガス）の偏流の影響を受けない領域に下流側圧力検出点３０、３４を設置する必要がある。
【００７２】
図１１は、燃焼用空気スロート６の中心軸方向の下流側圧力検出点３０の取り付け位置８１〜８３を指示する模式図であり、図１２は、該スロート６の周方向の下流側圧力検出点３０の取り付け位置８４〜８７を指示する模式図である。下流側圧力検出点取り付け位置８１〜８３（図１１）は半径方向に  
（スロート６の半径ｒ１）−（燃料ノズル１０の半径ｒ３）  
が最大となる燃焼用空気スロート６の頂部に設置され、下流側圧力検出点取り付け位置８２は、前記スロート６の長さＬ１０の中間長さ（０．５×Ｌ１０）の位置に設置され、下流側圧力検出点取り付け位置８１は前記スロート６の下流側、下流側圧力検出点取り付け位置８３は前記スロート６の上流側に設置されている。また、図１２に示すように下流側圧力検出点取り付け位置８４、８５、８６、８７は前記スロート６の中心軸方向の長さの中間位置に設置され、下流側圧力検出点取り付け位置８５、８６は、スロート６の中心軸を通る垂線に対して、前記スロート６の半径方向の傾斜角度θ３＝２°であり、下流側圧力検出点取り付け位置８４、８７は前記スロート６の半径方向の前記傾斜角度θ３＝２０°である。
【００７３】
実機大のモデルを使用して検討した結果を図１３および図１４に示す。図１３および図１４の横軸は、図６、図８中の垂線５２と燃焼用空気（燃焼用ガス）量調整用ダンパ１がなす角度（ダンパ開度）であり、縦軸は同一流量における静圧力／バーナ圧力損失である。
【００７４】
図１３より、前記スロート６の中心軸方向において下流側圧力検出点取り付け位置８１、８２で、使用するダンパ開度範囲内で静圧力はほぼ一定である。図１４より、前記スロート６の周方向では、下流側圧力検出点取り付け位置８２、８５、８６で、使用するダンパ開度範囲約１０〜８０％の範囲内で静圧力／バーナ圧力損失はほぼ一定である。使用するダンパ開度範囲内で、静圧力／バーナ圧力損失は僅かに差異があるが、図１に示すバーナの差圧検出装置３２、３５で検出する差圧は、１００Ｐａ以上であるため流量計測精度に及ぼす影響は僅かである。
【００７５】
このように、図１に示すバーナにおける下流側圧力検出点３０、３４の取り付け位置の範囲は、前記スロート部６の中心軸方向に関しては、取り付け位置をＰＬとすると、前記スロート６の長さＬの中心点から下流側の０．５Ｌ１０≦ＰＬ≦Ｌ１０の範囲に取り付ける。前記スロート６の周方向は、図１２に示す０°≦θ３＝θ４≦２°の範囲に取り付けるものとする。
【００７６】
また、図１５には固体燃料計測手段を説明するための図を示し、固体燃料は固体燃料粉砕装置７０（例えば堅型ミルなど）により、所定の粒径まで粉砕され、各バーナ４４に固体燃料搬送管１０を通して搬送気体により搬送される。固体燃料搬送管１０には、固体燃料計測手段７１（例えば、静電荷式、マイクロ波式等の計測器がある）が具備されている。こうして、燃焼装置の複数の前記固体燃料バーナ４４に流入する固体燃料の流量を固体燃料流量計測手段７１で個別に調整計測し、制御装置３７が前記測定される固体燃料流量の変化に応じて、各固体燃料バーナ４４の差圧検出装置３２、３５で検出される燃焼用気体流量に基づき、燃焼用気体の流量調整手段１の開度を調整して、燃焼用気体の流量を個別に制御するので、個々のバーナ４４の固体燃料流量の変化にすばやく対応できる。
【００７７】
また、バーナ負荷に対する制御は、燃焼用の気体のみの調整で済み、搬送気体で搬送される固体燃料と比べ、調整手段などを簡便な構成とすることができる。さらに、火炉４０内で燃焼用気体量にバーナ４４の上下で偏差を与えることで、火炎を上向き又は下向きに変更でき、燃焼排ガス中の窒素酸化物ＮＯｘ濃度の低減やボイラ火炉４０内に設置される伝熱管（図示せず）への伝熱量の制御を有効に行える。また、中央仕切り４により燃焼用空気出口７まで上下に２分割されていることにより、燃焼用空気出口７の上下で燃焼用空気量に偏差を与え、ボイラ火炉４０内での火炎を上向き又は下向きに変更することで、燃焼排ガス中の窒素酸化物ＮＯｘ濃度の低減やボイラ火炉４０内に設置される伝熱管（図示せず）への伝熱量の制御を有効に行える。
【００７８】
本実施例では、横断面が扁平形状の燃料ノズル１０を使用して、バーナ構造の説明を行った。本発明では、前記扁平形状に限らず、横断面が円形の燃料ノズル１０に対しても、上述の計測手法を使用することが出来る。
【００７９】
燃料ノズル１０の横断面が円形の場合、燃料ノズル１０と燃焼用空気スロート６が形成する燃焼用空気出口７の断面形状は同心円形であるため、扁平形状のものと比較すると偏流はおこりにくい。
【００８０】
しかし、燃焼用空気入口８より流入した燃焼用空気は、燃焼用空気ダクト２内で必ずしも均一に同心円状の燃焼用空気スロート６から排出されない。  
図８を用いて、燃料ノズル１０を横断面円形の燃料ノズル１０とした場合を想定して説明する。燃焼用空気入口８より流入した空気は、調整用ダンパ１により流れが乱される。図６中の垂線５２とダンパ１の羽根の延長戦５３のなす角度δが３０°の場合、空気流は鉛直方向下向きに流れるため、調整用ダンパ１の下流に近い燃焼用空気出口７からの空気流量が多くなる。  
このように燃料ノズル１０の横断面形状が扁平でも円形でも同様に燃焼用空気出口７の空気流量に偏差が生じる。
【００８１】
次に横断面が円形の燃料ノズル１０の上流側圧力検出点（図示していないが、図１の横断面が扁平形の燃料ノズル１０の上流側圧力検出点３１、３３に相当する）の設置位置について説明する。上述のように、円形の燃料ノズル１０も扁平形の燃料ノズル１０と同様にダンパ１の開度による偏流の影響を受ける。  
上流側圧力検出点の取り付け位置ＰＬは、図１１の扁平形の燃料ノズル１０と同様であるので、図１１を用いて説明する。図１１に示した燃焼用空気ダクト２から燃焼用空気スロート６に向かって流れる際の空気縮流の影響を避けるため、スロート６の長さＬ１０に対して空気の流れる方向に０．５Ｌ１０≦ＰＬ≦Ｌ１０の範囲が好ましく、周方向の前記取り付け位置θ３、θ４は図１２に示すように、０°≦θ３＝θ４≦２°範囲が好ましい。これは上流側圧力検出点の静圧力の変化が使用するダンパ開度範囲内でほとんど無いためである。よって、横断面円形の燃料ノズル１０の場合も扁平形の燃料ノズル１０の場合と同じ範囲に上流側圧力検出点を設置するのが好ましい。
【００８２】
また、下流側圧力検出点（図１に示す扁平形の燃料ノズル１０に設置する下流側圧力検出点３０、３４に相当するので、図１を用いて説明する。）は燃焼用気体スロート６の頂部壁面と底部壁面にそれぞれ下流側圧力検出点を配置される。下流側圧力検出点が配置される箇所である燃焼用気体のスロート６の頂部を基準とし、周方向に±２°（図１２参照）の範囲内、中心軸方向に燃焼用気体スロート６のスロート長の２分の１より下流側（図１１参照）に存在する。さらに、燃焼用気体スロート６の頂部壁面と底部壁面にそれぞれ下流側圧力検出点が配置されるので、燃焼用気体の偏流の影響を受けることなく燃焼用気体流量を計測することができ、燃料用気体の流量計測を高精度に行うことができる。
【００８３】
また、横断面円形の燃料ノズル１０の場合も、図示しないが図１に示す差圧検出装置３２、３５に相当する差圧検出装置を設けて、上流側圧力検出点と下流側圧力検出点での圧力差の値を燃焼用気体の流量に換算し、燃焼用空気ダクト内への燃焼用空気流入量をダンパ操作により調整する制御装置も設ける。
【００８４】
次に、横断面が扁平形又は円形の燃料ノズル１０を備えたバーナの中央仕切り４が無い場合について説明する。  
上述の実施例では、燃焼用空気ダクト２を上下に完全に二分割し、燃焼用空気の計測点も上側と下側に分割された燃焼用空気ダクト２の二箇所にそれぞれ設置する必要があった。しかし、中央仕切り４が無い場合、図１の圧力検出点３０、３１、３３、３４に相当する計測点は一箇所に絞ることとなる。圧力検出点の設置位置に関しては、ダンパ１の偏流の影響が出ないような位置に設置するべきである。
【００８５】
ここで、ダンパ１の開度による燃焼用空気の偏流の影響を想定する。下流側圧力検出点（図示せず、図１の下流側圧力検出点３０、３４に相当する。）の設置位置について検討する。図９の領域（ロ）や（ハ）にあるような燃焼用空気出口７の左側、すなわち、燃焼用空気流入口８から近い側の燃焼用空気出口７においては、ダンパ１による偏流の影響を受けるため、不適である。一方で、燃焼用空気出口７の右側、すなわち燃焼用空気入口８から遠い方（領域（イ）、（ニ））においても、領域（ロ）、（ハ）の流量偏差の影響により、ダンパ１の開度に基づき空気流量が異なる。燃焼用空気スロート６の頂部においては、ダンパ１による流量偏差が無く、上下のアンバランスは少ないため、ダンパ１の開度によらず、流量偏差が小さい。
【００８６】
したがって、下流側圧力検出点（図示せず）は燃焼用空気スロート６の頂部又は底部につければ良い。メンテナンス性や取り付けのし易さを考慮すると、前記頂部に付けた方が良い。
【００８７】
また、上流側圧力検出点（図示せず）の取り付け位置は一箇所で良い。中央仕切り４が有る場合は、上側、下側各々の燃焼空気ダクト２内のよどみ空間９０（図２参照）を最下流に設置した。中央仕切り４が無い場合も、燃焼用空気ダクト２の最下流到達前に殆どの燃焼用空気はスロート６へと流出するため、燃焼用空気の流れが殆ど無いよどみ領域が出来る。よどみ領域であれば、ダンパ１の開度によらず静圧力が安定している。よって、下流側圧力検出点は、図１における燃焼用空気ダクト２の最下流で圧力検出点３０、３４が設置されていた領域に１つ設置する。
【００８８】
中央仕切り４で燃焼空気ダクト２を上下二分割した場合に、中央仕切り４と燃焼空気ダクト２が交わるダクト中心部（燃焼空気ダクト２の半円形部の頂部）が、燃焼用空気入口８から最も遠い位置にあり、よどみ領域内でも静圧力が最も安定している。よって、上流側検出点は、燃焼用空気ダクト２の半円形部の頂部（図１の上流側圧力検出点３１、３３に相当する位置）が望ましい。
【符号の説明】
【００８９】
１  燃焼用空気流量調整用ダンパ      ２  燃焼用空気ダクト        
３  上段仕切り                     ４  隔壁（中央仕切り）
５  下段仕切り                     ６  燃焼用空気スロート      
７  燃焼用空気出口                  ８  燃焼用空気流入口       
１０  固体燃料搬送管（燃料ノズル）  １１  搬送空気・燃料出口    
２０〜２２  空気の流れ              ３１、３３  上流側圧力検出点        
３０、３４  下流側圧力検出点        ３２、３５  差圧検出装置    
３７  制御装置                      ４０  火炉 
４１  風箱                          ４２  二段燃焼用空気ポート 
４４  バーナ                        
５０  燃焼用空気ダクトを仕切った空間    
５２  垂線                          ５３  ダンパの羽根の延長線
５５  側壁                          ５６、５７  前壁
５８  燃焼用空気（ガス）スロート接続のための開口
５９  燃焼搬送管を接続のための開口
６０  流路                          ６１  ピトー管
６２、６３、６５、６６  圧力導管    ６４  オリフィス
６７  差圧検出装置                  ７０  固体燃料の粉砕装置
７１  固体燃料流量計測手段
８１〜８７  下流側圧力検出点取り付け位置
９０  よどみ領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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