(57)【要約】【課題】火炎の外周に形成される高温酸素残存領域を抑制することにより、ＮＯｘ発生量の低減を可能にした微粉炭（固体燃料）焚きの石炭焚ボイラを提供する。【解決手段】微粉炭及び空気を炉内へ投入するバーナ２０が各段の各コーナ部あるいは壁面部に配置される旋回燃焼方式のバーナ部とされ、各段にそれぞれ１または複数の旋回火炎が形成される石炭焚ボイラにおいて、バーナ２０が、微粉炭及び空気を投入する燃料バーナ２１と、燃料バーナ２１の上下または左右に各々配置されて流量調整手段を有する２次空気投入ポート３０とを備え、燃料バーナ２１の流路先端部に１または複数本のスプリット部材２４を設けるとともに、燃料バーナ２１と２次空気投入ポート３０との間に、燃料バーナ２１から炉内へ向けて形成される火炎に２次空気投入ポート３０から投入される２次空気が干渉しない程度の離間距離Ｌを設けた。【選択図】図１
2010270991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体燃料及び空気を炉内へ投入するバーナが各段の各コーナ部あるいは壁面部に配置される旋回燃焼方式のバーナ部とされ、各段にそれぞれ１または複数の旋回火炎が形成される石炭焚ボイラにおいて、
前記バーナが、粉体燃料及び空気を投入する燃料バーナと、該燃料バーナの上下または左右に各々配置されて流量調整手段を有する２次空気投入ポートとを備え、
前記燃料バーナの流路先端部に１または複数本のスプリット部材を設けるとともに、
前記燃料バーナと前記２次空気投入ポートとの間に、前記燃料バーナから炉内へ向けて形成される火炎に前記２次空気投入ポートから投入される２次空気が干渉しない程度の離間距離を設けたことを特徴とする石炭焚ボイラ。
【請求項２】
前記スプリット部材が複数方向に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の石炭焚ボイラ。
【請求項３】
前記スプリット部材が流路断面中央部に集中配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の石炭焚ボイラ。
【請求項４】
前記２次空気投入ポートは、前記燃料バーナの軸中心から外向きの角度となるように設置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の石炭焚ボイラ。
【請求項５】
前記２次空気投入ポートの流路内部にリブを設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の石炭焚ボイラ。
【請求項６】
前記２次空気投入ポートの流路内部に旋回羽根を設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の石炭焚ボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば微粉炭等の石炭を燃料として焚く石炭焚ボイラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体燃料焚きのボイラには、たとえば固体燃料として微粉炭を焚く微粉炭焚きボイラがある。このような微粉炭焚きボイラにおいては、旋回燃焼ボイラ及び対向燃焼ボイラという二種類の燃焼方式が知られている。
このうち、微粉炭焚きの旋回燃焼ボイラにおいては、燃料の微粉炭とともに石炭バーナから投入される１次空気の上下に２次空気投入用の２次空気投入ポートを設置し、石炭バーナ周囲の２次空気について流量調整を行っている。（たとえば、特許文献１参照）
【０００３】
上述した１次空気は、燃料の微粉炭を搬送するために必要な空気量であり、石炭を粉砕して微粉炭とするローラミル装置において空気量が規定される。
上述した２次空気は、旋回燃焼ボイラ内において火炎全体を形成するために必要となる空気量を吹き込むものである。従って、旋回燃焼ボイラの２次空気量は、概ね微粉炭の燃焼に必要な全空気量から１次空気量を差し引いたものとなる。
【０００４】
一方、対向燃焼ボイラのバーナにおいては、１次空気（微粉炭供給）の外側に２次空気及び３次空気を導入して空気導入量の微調整を行うことが提案されている。（たとえば、特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３６７９９９８号公報
【特許文献２】特開２００６−１８９１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した従来の石炭焚ボイラにおいては、窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減するため、一般的には追加空気投入（Additional Air；ＡＡ）を用いた二段燃焼を行い、バーナ付近では還元燃焼が行われている。
また、従来のバーナでは、微粉炭バーナの外周に保炎機構（先端角部の調整、旋回等）を設置し、さらに、微粉炭バーナのすぐ外周に近接して２次空気、あるいは３次空気を投入するための空気投入ポートを設置した構成が一般的である。このため、微粉炭バーナにおいては、投入された微粉炭への着火が火炎外周で起こり、火炎外周の着火領域では空気投入ポートからの空気が多量に混合されることとなる。
【０００７】
この結果、微粉炭バーナの火炎には、火炎外周にＮＯｘを発生させる高温酸素残存領域が形成される。この高温酸素残存領域は、酸素濃度が高くなり、高温での燃焼が進行する火炎外周の領域であるから、ＮＯｘを発生しやすい燃焼環境となっている。従って、従来の微粉炭バーナに形成される火炎においては、高温酸素残存領域を形成する火炎外周からのＮＯｘ発生量が多くなる。
こうして、微粉炭バーナの火炎外周から発生したＮＯｘは、そのまま火炎外周を通過することになるので、燃焼環境が異なる火炎内部と比較すれば、還元が遅れることとなる。この結果、火炎外部で発生したＮＯｘは還元されずに残り、この残存したＮＯｘが従来の微粉炭バーナ及び石炭焚ボイラにおけるＮＯｘ発生の原因となっている。
【０００８】
このような背景から、微粉炭等の固体燃料を焚く石炭焚ボイラにおいては、火炎の外周に形成される高温酸素残存領域を抑制し、ＮＯｘ発生量を低減することが望まれる。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、火炎の外周に形成される高温酸素残存領域を抑制（弱く）することにより、ＮＯｘ発生量の低減を可能にした固体燃料焚きの石炭焚ボイラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る石炭焚ボイラは、粉体燃料及び空気を炉内へ投入するバーナが各段の各コーナ部あるいは壁面部に配置される旋回燃焼方式のバーナ部とされ、各段にそれぞれ１または複数の旋回火炎が形成される石炭焚ボイラにおいて、前記バーナが、粉体燃料及び空気を投入する燃料バーナと、該燃料バーナの上下または左右に各々配置されて流量調整手段を有する２次空気投入ポートとを備え、前記燃料バーナの流路先端部に１または複数本のスプリット部材を設けるとともに、前記燃料バーナと前記２次空気投入ポートとの間に、前記燃料バーナから炉内へ向けて形成される火炎に前記２次空気投入ポートから投入される２次空気が干渉しない程度の離間距離を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
このような本発明の石炭焚ボイラによれば、バーナが、粉体燃料及び空気を投入する燃料バーナと、該燃料バーナの上下または左右に各々配置されて流量調整手段を有する２次空気投入ポートとを備え、燃料バーナの流路先端部に１または複数本のスプリット部材を設けるとともに、燃料バーナと２次空気投入ポートとの間に、燃料バーナから炉内へ向けて形成される火炎に２次空気投入ポートから投入される２次空気が干渉しない程度の離間距離を設けたので、粉体燃料の流れがスプリット部材を通過することにより、火炎の内部で流れに乱れを生じて粉体燃料の濃淡が形成される。従って、スプリット部材は、粉体燃料の安定した着火を確保する保炎機構としての機能を果たし、火炎の広がりが抑制されて火炎の内部で粉体燃料に着火するようになるので、ＮＯｘは火炎内部で発生して迅速に還元される。
さらに、２次空気投入ポートと燃料バーナとの間には、２次空気が火炎と干渉しない程度の離間距離を設けてあるため、２次空気投入ポートから火炎に対して投入される２次空気の供給を緩慢にして火炎中の酸素濃度を下げることができる。
【００１１】
この結果、火炎と干渉しない程度に離間した配置の２次空気投入ポートから２次空気を緩慢に供給することにより、低温の２次空気による火炎の温度低下（冷却）が最小限に抑えられるので、火炎が空気不足の状況にあるにもかかわらず、火炎が高温化して安定した着火を継続し、高温かつ低酸素濃度での燃焼が可能になる。すなわち、火炎の外周に形成されていた高温酸素残存領域が抑制され、ＮＯｘ及び未燃分を大幅に低減した燃焼が可能になる。
なお、保炎機構として機能するスプリット部材を複数本設置する場合には、隣接するスプリット部材間に所定の間隔を設けることとなる。
【００１２】
上記の石炭焚ボイラにおいては、前記スプリット部材を複数方向に設けておくことが好ましく、これにより、火炎内に粉体燃料の濃淡が複数形成されるため、保炎機能をより一層向上させることができる。この場合の複数方向には、たとえば左右方向及び上下方向の組合せ等がある。
【００１３】
上記の石炭焚ボイラにおいては、前記スプリット部材を流路断面中央部に集中配置することが好ましく、これにより、粉体燃料の濃淡形成が火炎の中央部に集中するようになるので、火炎中央部の着火がより一層促進されるとともに、２次空気との距離を有効に保つことができる。
【００１４】
上記の石炭焚ボイラにおいて、前記２次空気投入ポートは、前記燃料バーナの軸中心から外向きの角度となるように設置されていることが好ましく、これにより、２次空気投入ポートの設置位置を燃料バーナに近づけても、燃料バーナから炉内へ向けて形成される火炎に２次空気投入ポートから投入される２次空気が干渉しないため、バーナ高さの低減が可能になる。
また、２次空気投入ポートが隣接する場合には、２次空気を火炎に対して斜めに投入することにより、２次空気と火炎との混合を遅延させることができる。
【００１５】
上記の石炭焚ボイラにおいて、前記２次空気投入ポートの流路内部には、リブを設けてもよいし、あるいは、旋回羽根を設けてもよい。
ここで、２次空気投入ポートの流路内部に、たとえば流路内側（燃料バーナ側）にリブを設けることにより、火炎に対する２次空気の混合を調整することができる。また、流路内部に旋回羽根車を設けることにより、バーナ高さを抑制して２次空気の流れが火炎と干渉しないように離すことも可能になる。
【発明の効果】
【００１６】
上述した本発明によれば、微粉炭等の固体燃料を焚く石炭焚ボイラにおいて、火炎の外周に形成される高温酸素残存領域を抑制し、ＮＯｘ発生量を低減するという顕著な効果が得られる。
すなわち、本発明の燃料バーナは、粉体燃料を火炉内へ投入する燃料流路に保炎機能を有するスプリット部材を設けて火炎の広がりを抑制し、低酸素濃度の環境下においても粉体燃料を安定燃焼させることができる。そして、粉体燃料の着火が火炎の内部で行われるので、火炎内部で発生したＮＯｘが迅速に還元されて排出量は低減される。
【００１７】
また、火炎と干渉しない程度に離間して配置された２次空気投入ポートから２次空気が緩慢に供給されるため、低温の２次空気による火炎の温度低下（冷却）を最小限に抑え、火炎が空気不足の状況にあるにもかかわらず、高温の火炎を維持して安定した着火が継続される。従って、本発明の石炭焚ボイラは、高温かつ低酸素濃度の環境下での燃焼が可能になり、ＮＯｘ及び未燃分ともに大幅に低下させた燃焼が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る石炭焚ボイラの一実施形態を示す図であり、（ａ）はバーナ構造を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）のバーナを火炉内から見た正面図である。
【図２】図１に示すバーナ構造について、２次空気の供給系統を示す図である。
【図３】本発明に係る石炭焚ボイラの構成例を示す縦断面図である。
【図４】図３の横（水平）断面図である。
【図５】図１に示したスプリット部材の変形例を示す図で、（ａ）はＹ字状断面形状のスプリット部材、（ｂ）三角形断面のスプリット部材を示す断面図である。
【図６】図１に示したバーナ構造の第１変形例を示しており、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のバーナを火炉内から見た正面図である。
【図７】図１に示したバーナ構造の第２変形例を示す図で、バーナを火炉内から見た正面図である。
【図８】図１に示したバーナ構造の第３変形例を示す縦断面図である。
【図９】図１に示したバーナ構造の第４変形例を示す縦断面図である。
【図１０】図１に示したバーナ構造の第５変形例を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はバーナを火炉内から見た正面図である。
【図１１】図１に示したバーナ構造の第６変形例を示す平面図である。
【図１２】図１に示したバーナ構造の第７変形例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る石炭焚ボイラの一実施形態を図面に基づいて説明する。
図３及び図４に示す石炭焚ボイラ１０は、火炉１１内へ空気を多段で投入することにより、バーナ部１２から追加空気投入部（以下、「ＡＡ部」と呼ぶ）１４までの領域を還元雰囲気にして燃焼排ガスの低ＮＯｘ化を図っている。還元雰囲気となるバーナ部１２からＡＡ部１４までの距離については、すなわち、還元燃焼ゾーンの距離（高さ）については、長くなるほど燃焼ガスの滞留時間が長くなってＮＯｘ発生量は小さくなる。なお、図中の符号２０は微粉炭等の粉体燃料及び空気を投入するバーナ、１５は追加空気を投入する追加空気投入ノズルである。
【００２０】
以下の実施形態では、石炭焚ボイラ１０が粉体燃料として微粉炭を使用する微粉炭焚きとして説明するが、これに限定されることはない。従って、微粉炭焚きのバーナ２０には、微粉炭を１次空気で搬送する微粉炭混合気輸送管１６及び２次空気を供給する送気ダクト１７が接続され、追加空気投入ノズル１５には、２次空気を供給する送気ダクト１７が接続されている。
【００２１】
このように、上述した石炭焚ボイラ１０は、微粉炭（粉体燃料）及び空気を火炉１１内へ投入するバーナ２０が各段の各コーナ部に配置される旋回燃焼方式のバーナ部１２とされ、各段にはそれぞれ１または複数（図示の例では１個）の旋回火炎が形成される旋回燃焼方式を採用している。すなわち、図３及び図４に示す石炭焚ボイラ１０は、微粉炭及び空気を火炉１１の内部（炉内）へ投入するバーナ２０が、略正方形とした断面形状を有する火炉１１内で各段の各コーナ部に配置されることにより、１個の旋回火炎を形成するものである。しかし、以下に説明する本発明は、たとえば長方形断面形状を有する火炉１１内のコーナ部及び壁面部にバーナ２０を配置することにより、２個の旋回火炎を形成する旋回燃焼方式のバーナ部等にも適用可能であり、特に限定されることはない。
【００２２】
本実施形態の石炭焚ボイラ１０において、バーナ部１２の各バーナ２０は、たとえば図１に示すように、微粉炭及び空気を投入する微粉炭バーナ（燃料バーナ）２１と、該微粉炭バーナ２１の上下に各々配置されて２次空気を投入する２次空気投入ポート３０とを備えている。
微粉炭バーナ２１は、１次空気により搬送された微粉炭を投入する矩形状のコール１次ポート２２と、コール１次ポート２２の周囲を取り囲むように設けられて２次空気の一部を投入するコール２次ポート２３とを備えている。微粉炭バーナ２１から投入される微粉炭は、火炉１１内へ向けて略真っ直ぐに流れる。
【００２３】
微粉炭バーナ２１の上下には、２次空気投入用として２次空気投入ポート３０が略平行に設けられている。この２次空気投入ポート３０は、各々が独立した流路及びポートに分割されており、２次空気投入ポート３０から投入される２次空気は、火炉１１内へ向けて略真っ直ぐに流れる。
２次空気投入ポート３０の各流路及びコール２次ポート２３には、たとえば図２に示すように、送気ダクト１７から各々分岐した流路を介して供給される２次空気の流量調整手段として、開度調整可能なダンパ４０が設けられている。なお、２次空気投入ポート３０の位置については、微粉炭バーナ２１の上下に限定されることはなく、左右であってもよい。
【００２４】
図示の構成例では、バーナ２０の微粉炭バーナ２１が、旋回燃焼方式とした微粉炭焚きボイラの火炉１１内に微粉炭及び空気を投入して燃焼させるため、微粉炭を１次空気で搬送して火炉１１内へ投入する燃料流路となるコール１次ポート２２に、保炎機構として機能するスプリット材２４が設けられている。このスプリット材２４は、コール１次ポート２２の流路先端部（火炉１１側の出口付近）に、流路断面積の中央部を水平に横断するようにして１本設置されている。この場合のスプリット部材２４は、その断面形状が略Ｔ字形状を９０度回転させた横向きとされる。従って、コール１次ポート２２内を１次空気に搬送されて流れてきた微粉炭は、流路断面中央部においてスプリット部材２４により流路を上下に分割される。
なお、スプリット部材２４については、図示の略Ｔ字状断面に限定されることはなく、たとえば図５（ａ）に示す略Ｙ字状の断面形状や、図５（ｂ）に示す三角形の断面形状等を採用してもよい。
【００２５】
この結果、微粉炭の流れがスプリット部材２４を通過することにより、火炉１１内に形成される火炎の内部で流れに乱れを生じ、微粉炭の濃度に濃淡が形成される。
すなわち、スプリット部材２４の下流では、微粉炭の流れに濃淡が形成される。この濃淡は、スプリット部材２４に区分された二つの流れにおいて、流路断面の中心に近い領域で微粉炭の濃度が高くなる。換言すれば、スプリット部材２４を通過して上下に分割された微粉炭の流れは、スプリット部材２４より上部において、流路断面中央よりやや上部に最も微粉炭濃度の高い濃領域Ｃが形成され、この濃領域Ｃから上方へ徐々に微粉炭濃度が低下している。同様に、スプリット部材２４より下部において、流路断面中央よりやや下部に最も微粉炭濃度の高い濃領域Ｃが形成され、この濃領域Ｃから下方へ徐々に微粉炭濃度が低下している。
【００２６】
従って、スプリット部材２４は、微粉炭の安定した着火を確保する保炎機構としての機能を果たし、火炎が大きく広がることを抑制する。このため、火炎内部に投入される微粉炭は、濃領域Ｃの微粉炭が確実に安定した着火をするようになる。この結果、微粉炭は火炎の内部で燃焼するようになり、燃焼により生成されるＮＯｘは、火炎内部に発生して迅速に還元される。
【００２７】
また、燃料バーナ２１と２次空気投入ポート３０との間には、燃料バーナ２１から火炉１１内へ向けて形成される火炎に２次空気投入ポート３０から投入される２次空気が干渉しない程度の離間距離Ｌが設けられている。この離間距離Ｌは、２次空気投入ポート３０から投入される２次空気の供給を緩慢にして火炎中の酸素濃度を下げるものであり、換言すれば、離間距離Ｌは、低温の２次空気が火炎に到達しにくい適度な距離である。すなわち、離間距離Ｌは、２次空気が火炎に混合されることを抑制できる程度の距離であり、２次空気を投入する圧力等の諸条件にもよるが、燃料バーナ２１の高さ寸法ｈ（図１参照）を基準にして１ｈ〜３ｈ程度が必要となる。
このような離間距離Ｌを設けることにより、火炎に混合される２次空気量が減少するので、火炎内の酸素濃度を減少させるとともに、火炎温度の低下を最小限に抑えて比較的高温の状態に維持することができる。
【００２８】
また、２次空気が火炎と干渉しない程度に離間距離Ｌを設けて２次空気投入ポート３０を配置したことにより、低温の２次空気による火炎の温度低下（冷却）を最小限に抑えることができる。このため、火炎が空気不足の状況にあるにもかかわらず、火炎が高温化して安定した着火を継続するので、高温かつ低酸素濃度での燃焼が可能になる。すなわち、火炎の外周に形成されていた高温酸素残存領域が抑制され、ＮＯｘ及び未燃分を大幅に低減した燃焼が可能になる。
【００２９】
ところで、上述したバーナ２０の微粉炭バーナ２１は、たとえば図６に示す第１変形例のように、スプリット部材２４を複数方向に設けてもよい。図示の例では、左右（水平）方向の２本と上下（鉛直）方向の３本とにより、合計５本のスプリット部材２４が設置されている。なお、同一方向に複数本のスプリット部材２４を設置する場合には、隣接するスプリット部材２４間に所定の間隔を設ける必要がある。
【００３０】
このようなスプリット部材２４の配置によれば、火炎の内部には、微粉炭の濃淡がスプリット部材２４の数だけ形成されるので、保炎機能をより一層向上させることができる。なお、この場合の複数方向は、上述した左右方向及び上下方向の組合せに限定されることはない。
また、スプリット部材２４の複数本配置は、たとえば左右方向の一方向にのみ複数本のスプリット部材２４を配置する構成を採用してもよい。
【００３１】
また、上述したバーナ２０の微粉炭バーナ２１は、たとえば図７に示す第２変形例のように、スプリット部材２４を流路断面中央部に集中配置することが好ましい。すなわち、複数本を設置する場合において、流路断面の全体に均等配置するのではなく、流路断面中央部に対して密に配置することが望ましい。
このような集中配置を採用すると、微粉炭の濃淡形成及び流れの乱れを火炎の中央部に集中させることができるので、火炎中央部の着火がより一層促進されるとともに、２次空気との距離を有効に保つことができる。すなわち、２次空気投入ポート３０との間に設けた離間距離Ｌについても、離間距離Ｌによって形成される２次空気との距離を確実に確保して有効利用することができる。
【００３２】
また、上述したバーナ２０の微粉炭バーナ２１は、たとえば図８に示す第３変形例のように、バーナ２０Ａの２次空気投入ポート３０Ａが、微粉炭バーナ２１の軸中心から上下方向外向きに角度θだけ傾斜させた設置としてもよい。なお、図８に示す構成例は、図６の第１変形例に示す２次空気投入ポート３０を微粉炭バーナ２１側へ近づけるとともに、２次空気投入ポート３０を上下方向外向きに角度θまで傾斜させたものであるが、この第３変形例は、他の実施形態や変形例にも同様に適用可能である。
【００３３】
このように、上下方向外向きに傾斜させた２次空気投入ポート３０Ａを採用すると、２次空気投入ポート３０Ａの設置位置を微粉炭バーナ２１に近づけても、微粉炭バーナ２１から火炉１１内へ向けて形成される火炎に２次空気投入ポート３０Ａから投入される２次空気が干渉しないため、バーナ高さの低減が可能になる。すなわち、２次空気投入ポート３０Ａから投入された２次空気は、火炎から離間する方向に流れるので、諸元を同じにして比較する場合、図８に示す最大の離間距離Ｌ１を平行配置の離間距離Ｌよりも小さく設定することが可能になる。
この結果、微粉炭ノズル２１の上下に２次空気投入ポート３０Ａが配設されたバーナ２０Ａは、離間距離Ｌ１が低減されたことにより、バーナ２０Ａの全高寸法を小さくすることができる。
【００３４】
また、図９に示す第４変形例では、傾斜配置した２次空気投入ポート３０Ａの流路内部にリブ３１を設けてある。すなわち、図示の例では、２次空気投入ポート３０Ａの出口内側（微粉炭ノズル２１側）にリブ３１を設けてあり、２次空気の流れをリブ３１に衝突させることにより、２次空気の流れに変化が生じるようになっている。特に、２次空気投入ポート３０Ａの出口内側に設けたリブ３１は、２次空気の流れを火炎から離間させる方向に変化させるので、リブ３１の高さ等を適宜調整することにより、火炎に対する２次空気の混合を調整することができる。
【００３５】
また、図１０に示す第５変形例は、２次空気投入ポート３０Ｃが隣接する左吹出口３０Ｌ，右吹出口３０Ｒを備えている場合であり、２次空気を火炎に対して斜めに投入することにより、２次空気と火炎との混合を遅延させることができる。
すなわち、図１０（ａ）に示す第５変形例では、平面視がＹ字状に分岐して左吹出口３０Ｌ，右吹出口３０Ｒから火炉１１内に２次空気を投入する２次空気投入ポート３０Ｃとされ、微粉炭バーナ２１の軸線から左右方向外向きに傾斜した左吹出口３０Ｌ及び右吹出口３０Ｒが隣接して配置されているので、２次空気は火炎から離間する方向に流出して混合が遅延する。
【００３６】
また、このような２次空気投入ポート３０Ｃにおいても、たとえば図１１に示す第６変形例のように、左吹出口３０Ｌ，右吹出口３０Ｒの出口内側（微粉炭ノズル２１の軸中心側）にリブ３１を設けてもよい。このようなリブ３１を設けることにより、２次空気の流れがリブ３１に衝突して流れに変化を生じるので、２次空気の混合において遅延が大きい場合など、リブ３１の高さ等を適宜調整して火炎に対する２次空気の混合を調整することができる。
【００３７】
また、図１２に示す第７変形例では、２次空気投入ポート３０Ｂの流路内に複数の旋回羽根３２を設けてある。この場合の２次空気投入ポート３０Ｂは、微粉炭バーナ２１の軸線と平行に形成されている。そして、２次空気投入ポート３０Ｂの流路内には、旋回羽根３２が設けられている。この旋回羽根３２は、たとえば翼型断面を有するものであり、２次空気の流れを火炎から効率よく離間させることができる。
このような構成を採用すれば、バーナ高さを最小限に抑えて２次空気の流れが火炎と干渉しないように離間させることも可能になる。
【００３８】
このように、上述した実施形態及び各変形例の石炭焚ボイラ１０によれば、微粉炭等の固体燃料を焚く石炭焚ボイラにおいて、火炎の外周に形成される高温酸素残存領域Ｈを抑制してＮＯｘ発生量の低減が可能になる。すなわち、微粉炭バーナ２１から投入される微粉炭（粉体燃料）は、保炎機構となるスプリット部材２４により火炎の中央部に濃淡が形成され、安定した着火を確保することができるようになる。このため、低酸素濃度の環境下にある火炎内部において、微粉炭等の粉体燃料を安定燃焼させることができる。
【００３９】
さらに、火炎と干渉しない程度に離間して配置された２次空気投入ポート３０から２次空気が緩慢に供給されるため、低温の２次空気による火炎の温度低下（冷却）を最小限に抑えることができる。このため、２次空気の供給が緩慢で空気不足の状況にある火炎においても、高温の火炎を維持して安定した着火を継続できる。従って、本発明の石炭焚ボイラ１０は、高温かつ低酸素濃度の環境下でも微粉炭等の粉体燃料を燃焼させることができ、しかも、ＮＯｘ及び未燃分ともに大幅に低下させた燃焼が可能になる。
【００４０】
ところで、上述した各実施形態及び変形例は、図示に基づいて説明した以外にも適宜組合せが可能である。また、上述した実施形態では、バーナ部１２からＡＡ１４までの領域を還元雰囲気とする空気の多段投入の石炭焚ボイラ１０として説明したが、本発明はこれに限定されることはない。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、たとえば粉体燃料が微粉炭に限定されないなど、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０    石炭焚ボイラ
１１    火炉
１２    バーナ部
１４    追加空気投入部（ＡＡ部）
２０，２０Ａ    バーナ
２１    微粉炭バーナ（燃料バーナ）
２２    コール１次ポート（燃料流路）
２３    コール２次ポート
２４，２４Ａ，２４Ｂ    スプリット部材
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ    ２次空気投入ポート
３１    リブ
３２    旋回羽根
【図１】
2010270991.tif 000003
【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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