(57)【要約】  燃料と該燃料搬送用媒体の燃料含有流体を搬送する流体搬送流路１０の接続部から火炉４壁に設けた出口部に向けて燃料含有流体を供給する燃料含有流体供給ノズル１２として流体搬送流路１０の接続部１０ａから火炉４の壁面に設けた出口部に向けて流体の流れ方向に直交する断面が長径部と短径部を有する矩形状、楕円形状又は略楕円形状とし、また流体搬送流路１０の接続部から出口部に向けて流体の流れ方向に直交する断面積を次第に拡大させ、該ノズル１２の外周部に一以上の燃焼用空気を供給する空気供給ノズル１５を設けたバーナであり、容量を従来より増加させながら、未着火領域の拡大を抑え、燃焼ガス中のＮＯｘ濃度の増加防止と燃焼効率の低下防止を図った固体燃料用バーナ、該バーナを備えた燃焼装置及びボイラを提供することができる。
2008038426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体燃料と該燃料搬送用媒体の燃料含有流体（１１）を搬送する流体搬送流路（１０）の接続部（１０ａ）から火炉（４）の壁面に設けた出口部に向けて前記流体（１１）を供給する燃料含有流体供給ノズル（１２）と、該燃料含有流体供給ノズル（１２）の外周部に一以上の燃焼用空気を供給する空気供給ノズル（１５）を有するバーナにおいて、
前記燃料含有流体供給ノズル（１２）は、前記流体搬送流路（１０）の接続部（１０ａ）から火炉（４）の壁面に設けた出口部に向けて流体（１１）の流れに直交する断面を長径部と短径部を有する矩形状、楕円形状又は略楕円形状とし、前記流体搬送流路（１０）の接続部（１０ａ）から出口部に向けて流体（１１）の流れに直交する断面の長径部の大きさを流体（１１）の流れ方向に沿って次第に拡大させたことを特徴とするバーナ。
【請求項２】
前記燃料含有流体供給ノズル（１２）は、前記流体搬送流路（１０）の接続部（１０ａ）から出口部に向けて流体（１１）の流れに直交する断面の長径部の大きさが流体（１１）の流れ方向に沿って次第に拡大し、短径部の大きさが不変である構成を有することを特徴とする請求項１記載のバーナ。
【請求項３】
前記燃料含有流体供給ノズル（１２）は、前記流体搬送流路（１０）の接続部（１０ａ）から出口部に向けて流体（１１）の流れに直交する断面の長径部の大きさが流体（１１）の流れ方向に沿って次第に拡大し、短径部の大きさが流体（１１）の流れ方向に沿って次第に縮小した構成を有することを特徴とする請求項１記載のバーナ。
【請求項４】
前記燃料含有流体供給ノズル（１２）は、その内部に燃料含有流体（１１）の流れを複数に分割する燃料含有流体案内板（１９）を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のバーナ。
【請求項５】
前記燃料含有流体案内板（１９）は、燃料含有流体供給ノズル（１２）内の流体（１１）の流れ方向の中心軸を火炉（４）内に延長した線上を通り、該ノズル（１２）の短径部の最短径に平行な平面に対して複数の異なる傾斜角度で配置したことを特徴とする請求項４記載のバーナ。
【請求項６】
前記燃料含有流体供給ノズル（１２）は、その出口内部に燃料含有流体（１１）の流れ方向を強制的に変更する燃料含有流体向き変更用案内板（２１）を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のバーナ。
【請求項７】
前記燃料含有流体向き変更用案内板（２１）は、燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心軸を火炉（４）内に延長した線上を通り、該ノズル（１２）の長径部の最長径に平行な平面に対して、互いに異なる複数の向きに配置されることを特徴とする請求項６記載のバーナ。
【請求項８】
前記燃料含有流体向き変更用案内板（２１）は、一部の燃料含有流体（１１）については燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心軸を火炉（４）内に延長した線上を通り、該ノズル（１２）の長径部の最長径に平行な平面に対して平行に配置され、その他の燃料含有流体（１１）については燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心軸を火炉（４）内に延長した線上を通り、該ノズル（１２）の長径部の最長径に平行な平面に対して傾斜角度を持たせて配置されることを特徴とする請求項６記載のバーナ。
【請求項９】
前記燃料含有流体供給ノズル（１２）は、前記燃料含有流体案内板（１９）で複数個の流路に仕切られて、前記各流路の中心軸が燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心軸を火炉（４）内に延長した線上を通り、該ノズル（１２）出口の長径部の最長径に平行な平面に対して互いに異なる傾斜角度で火炉（４）の壁面に設けられていることを特徴とする請求項４記載のバーナ。
【請求項１０】
前記燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口部に、該出口部を複数に分割可能な燃料含有流体分割板（２２）を設けたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のバーナ。
【請求項１１】
前記燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口部に断面Ｌ字型の保炎器（１７）を設けたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のバーナ。
【請求項１２】
前記Ｌ字型の保炎器（１７）の先端に、該保炎器（１７）周囲の燃焼用空気の噴出方向を外側に変える案内板（１７ａ）を設けたことを特徴とする請求項１１記載のバーナ。
【請求項１３】
前記燃料含有流体供給ノズル（１２）の先端に、該ノズル（１２）の外周部に配置される一以上の燃焼用空気供給ノズル（１５）の外側の燃焼用空気の噴出方向を燃料噴出方向に対して外側に広げる燃焼用空気案内板（１５ａ）を設けたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のバーナ。
【請求項１４】
前記燃料含有流体供給ノズル（１２）の内部に、燃料含有流体（１１）の流路を一旦狭くした後、再び流路を拡大する濃縮器（２３）を設けたことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のバーナ。
【請求項１５】
前記燃料含有流体供給ノズル（１２）の入口部に、該ノズル（１２）内で燃料を均等に分配する流体分配板（２４）を設けたことを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載のバーナ。
【請求項１６】
前記燃料含有流体供給ノズル（１２）から噴出する流体（１１）の近傍に補助燃料である液体燃料又は気体燃料を噴出するためのノズル（４１、４４）を燃料含有流体供給ノズル（１２）近傍に設けたことを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載のバーナ。
【請求項１７】
請求項１〜１６記載のバーナを対向する２つの火炉壁にそれぞれ上下方向に複数段配置し、各段に設けられる複数のバーナは同一火炉壁の水平方向の幅の中央部で二分した壁面領域にそれぞれ対称的に配置することを特徴とする燃焼装置。
【請求項１８】
請求項１〜１６記載のバーナを対向する２つの火炉壁にそれぞれ上下方向に複数段配置し、同一火炉壁の各段に設けられる複数のバーナの中で水平方向の隣接するバーナ同士は同一構造のバーナとすることを特徴とする燃焼装置。
【請求項１９】
水平に対して斜め向きの水壁管（２５）をスパイラル状に巻き付けて構成される火炉壁を備えたボイラにおいて、
前記水壁管（２５）の長手方向に沿って矩形状、楕円形状又は略楕円形状の開口部（２６）を火炉壁に設け、請求項１〜１６のいずれかに記載のバーナを前記開口部（２６）に取り付けることを特徴とするボイラ。
【請求項２０】
鉛直方向に伸びた水壁管（２５）群から構成される火炉壁を備えたボイラにおいて、
前記水壁管（２５）の長手方向に沿って矩形状、楕円形状又は略楕円形状の開口部（２６）を火炉壁に設け、請求項１〜１６のいずれかに記載のバーナを前記開口部（２６）に取り付けることを特徴とするボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーナ、該バーナを備えた燃焼装置、及びボイラに関し、特に、効率の良い低窒素酸化物（ＮＯｘ）燃焼が可能な前記バーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
図２８に従来技術からなる固体燃料（微粉炭、バイオマス燃料など）用バーナの例を示す。図２８（ａ）はバーナの側断面図、図２８（ｂ）は該バーナを火炉（４）側から見た正面図である。この固体燃料用バーナは固体燃料と搬送用一次空気とを含む燃料含有流体（１１）が火炉（４）に向かって流れる燃料含有流体流路を画定している燃料含有流体供給ノズル（１２）と、該燃料含有流体供給ノズル（１２）の外周に設けられた燃焼用空気スリーブ（１５）とを備え、風箱（３）内の空気が前記スリーブ（１５）により画定された燃焼用空気流路を通して、二次空気（１３）及び三次空気（１４）として供給される。燃料含有流体供給ノズル（１２）の先端には保炎器（１７）が設けられており、その後流に形成される循環渦の効果でバーナ近傍からの燃料の着火を可能としている。【０００３】
燃焼用空気スリーブ（１５）の先端は、火炉壁面に設けられたバーナスロート（１６）に臨む位置にあり、該スリーブ（１５）の先端にはバーナの外側に広がる燃焼用空気案内板（１５ａ）が設けられており、三次空気（１４）は該燃焼用空気案内板（１５ａ）により外側に広げられ、火炎中心部への空気の混合を遅らせ、空気不足の還元雰囲気条件下での燃焼促進により、燃焼ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成を抑制している。【０００４】
図１（ｃ）に前記従来技術のバーナにおける燃料含有流体供給ノズル（１２）の燃料含有流体（１１）の噴出流に沿った方向の断面図を示し、図１（ｄ）に図１（ｃ）のバーナの燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口部を火炉（４）側から見た正面図を示すように、従来技術のバーナでは、燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口部の断面は円形に近い形状を有している。燃料含有流体（１１）が火炉（４）内に投入されると、火炉（４）内の輻射による加熱や保炎器（１７）の後流の循環渦の働きで燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口近傍で燃料に着火される。【０００５】
図２９（ａ）に従来技術のバーナにおける燃料含有流体供給ノズル（１２）の燃料含有流体（１１）の噴出流に沿った方向の断面図を示し、図２９（ｂ）に該燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口部を火炉（４）側から見た正面図を示すように、燃料含有流体供給ノズル（１２）から火炉（４）内に噴出する燃料含有流体中の燃料の着火位置（３３）が形成される。燃料含有流体（１１）の噴流の表面で燃料が着火した後、形成される火炎は次第に燃料含有流体（１１）の噴流の中心部に向かって伝播する。図３０は従来技術のバーナにおける燃料含有流体供給ノズル（１２）の燃料含有流体（１１）の噴出流に沿った断面方向の火炉（４）内の火炎伝播の挙動を模式的に示したものである。円錐形状の未着火領域（３１）の周りに着火領域（３２）が形成される。【０００６】
上記図２８〜図３０に示す断面円形のバーナは、対向する一対の火炉壁にそれぞれ配置される、いわゆる対向燃焼方式に用いられることが多い。一方、火炉壁面に沿って複数の燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口から火炉（４）内に旋回を与える方向に前記燃料含有流体を噴出させながら燃料を燃焼させる、いわゆるタンジェンシャル燃焼においては、燃料含有流体供給ノズル（１２）の横断面（燃料含有流体流れに直交する断面）の出口形状を正方形または正方形に近い矩形とすることが多い。【０００７】
また、前記燃料含有流体供給ノズル（１２）の横断面（燃料含有流体流れに直交する断面）の出口形状を長径部と短径部を有する矩形状、楕円形状又は略楕円形状とするバーナは下記特許文献１〜３に開示されている。
【特許文献１】特表昭５９−５００９８１号公報
【特許文献２】特開平８−２２６６１５号公報
【特許文献３】特開平１１−２８１００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般にバーナの燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口部の断面は円形又は正方形に近い形状をしており、図３０に示すように、火炉（４）内において燃料含有流体噴流の外側で着火した火炎が燃料含有流体噴流の中心部まで伝播するにはかなりの距離を必要とする場合がある。燃料含有流体供給ノズル（１２）からの燃料含有流体（１１）の噴出流方向における着火した火炎が燃料噴流の中心部まで伝播する距離、すなわち、図３０に示す未着火距離Ｌ１’は、燃料含有流体供給ノズル（１２）の直径又は周辺部が大きくなるほど長くなり、未着火領域（３１）が拡大する。バーナ近傍の還元領域で燃焼を促進することが、燃焼ガス中でのＮＯｘ発生を抑制する上で重要であるが、未着火領域（３１）の拡大は、このＮＯｘ濃度の抑制の特性を阻害することになる。また、未着火領域（３１）の拡大は着火後の燃焼時間が短くなることを意味し、燃焼効率低下の要因ともなる。【０００９】
バーナ容量の増加（バーナ本数の低減）はコスト低減と運用性向上のために有効な手法であるが、従来技術においては、バーナ容量が増加すると燃料含有流体供給ノズル（１２）の直径又は外径部の長さが長くなり、未着火領域（３１）が拡大して、ＮＯｘの増加と燃焼効率の低下の原因となる問題点があった。この問題は、燃料含有流体噴流表面の着火領域（３２）から燃料含有流体噴流の中心部までの距離が大きいことが原因であった。また、前記特許文献１〜３記載の燃料含有流体供給ノズル（１２）の横断面（燃料含有流体流れに直交する断面）の出口形状を長径部と短径部の組み合わせからなる矩形状などとした発明では、バーナ容量の増加により未着火領域（３１）が拡大して、ＮＯｘの増加と燃焼効率の低下が生じることに対する対策については何ら触れられてない。【００１０】
本発明の課題は容量を従来より増加させながら、未着火領域の拡大を抑え、燃焼ガス中のＮＯｘ濃度の増加防止と燃焼効率低下防止を図った固体燃料用バーナ、該バーナを備えた燃焼装置及びボイラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記本発明の課題は次の解決手段で解決される。  
請求項１記載の発明は、固体燃料と該燃料搬送用媒体の燃料含有流体（１１）を搬送する燃料含有流体搬送流路（１０）の接続部（１０ａ）から火炉（４）壁面に設けた出口部に向けて前記流体（１１）を供給する燃料含有流体供給ノズル（１２）と、該燃料含有流体供給ノズル（１２）の外周部に一以上の燃焼用空気を供給する空気供給ノズル（１５）を有するバーナにおいて、前記燃料含有流体供給ノズル（１２）は、前記流体搬送流路（１０）の接続部（１０ａ）から火炉（４）の壁面に設けた出口部に向けて流体（１１）の流れに直交する断面を長径部と短径部を有する矩形状、楕円形状又は略楕円形状とし、前記流体搬送流路（１０）の接続部（１０ａ）から出口部に向けて流体（１１）の流れに直交する断面の長径部の大きさを流体（１１）の流れ方向に沿って次第に拡大させたバーナである。【００１２】
請求項２記載の発明は、前記燃料含有流体供給ノズル（１２）が、前記流体搬送流路（１０）の接続部（１０ａ）から出口部に向けて流体（１１）の流れに直交する断面の長径部の大きさが流体（１１）の流れ方向に沿って次第に拡大し、短径部の大きさが不変である構成を有する請求項１記載のバーナである。【００１３】
請求項３記載の発明は、前記燃料含有流体供給ノズル（１２）が、前記流体搬送流路（１０）の接続部（１０ａ）から出口部に向けて流体（１１）の流れに直交する断面の長径部の大きさが流体（１１）の流れ方向に沿って次第に拡大し、短径部の大きさが流体（１１）の流れ方向に沿って次第に縮小した構成を有する請求項１記載のバーナである。【００１４】
請求項４記載の発明は、前記燃料含有流体供給ノズル（１２）が、その内部に燃料含有流体（１１）の流れを複数に分割する燃料含有流体案内板（１９）を有する請求項１〜３のいずれかに記載のバーナである。【００１５】
請求項５記載の発明は、前記燃料含有流体案内板（１９）が、燃料含有流体供給ノズル（１２）内の流体（１１）の流れ方向の中心軸を火炉（４）内に延長した線上を通り、該ノズル（１２）の短径部の最短径に平行な平面に対して複数の異なる傾斜角度で配置した請求項４記載のバーナである。【００１６】
請求項６記載の発明は、前記燃料含有流体供給ノズル（１２）が、その出口内部に燃料含有流体（１１）の噴出流れ方向を強制的に変更する燃料含有流体向き変更用案内板（２１）を有する請求項１〜５のいずれかに記載のバーナである。【００１７】
請求項７記載の発明は、前記燃料含有流体向き変更用案内板（２１）が、燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心軸を火炉（４）内に延長した線上を通り、該ノズル（１２）の長径部の最長径に平行な平面に対して、互いに異なる複数の向きに配置される請求項６記載のバーナである。【００１８】
請求項８記載の発明は、前記燃料含有流体向き変更用案内板（２１）が、一部の燃料含有流体（１１）については燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心軸を火炉（４）内に延長した線上を通り、該ノズル（１２）の長径部の最長径に平行な平面に対して平行に配置され、その他の燃料含有流体（１１）については燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心軸を火炉（４）内に延長した線上を通り、該ノズル（１２）の長径部の最長径に平行な平面に対して傾斜角度を持たせて配置される請求項６記載のバーナである。【００１９】
請求項９記載の発明は、前記燃料含有流体供給ノズル（１２）が、前記燃料含有流体案内板（１９）で複数個の流路に仕切られて、前記各流路の中心軸が燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心軸を火炉（４）内に延長した線上を通り、該ノズル（１２）出口の長径部の最長径に平行な平面に対して互いに異なる傾斜角度で火炉（４）の壁面に設けられている請求項４記載のバーナである。【００２０】
請求項１０記載の発明は、前記燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口部に、該出口部を複数に分割可能な燃料含有流体分割板（２２）を設けた請求項１〜９のいずれかに記載のバーナである。【００２１】
請求項１１記載の発明は、前記燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口部に断面Ｌ字型の保炎器（１７）を設けた請求項１〜１０のいずれかに記載のバーナである。【００２２】
請求項１２記載の発明は、前記Ｌ字型の保炎器（１７）の先端に、該保炎器（１７）周囲の燃焼用空気の噴出方向を外側に変える案内板（１７ａ）を設けた請求項１１記載のバーナである。【００２３】
請求項１３記載の発明は、該ノズル（１２）の外周部に配置される一以上の燃焼用空気供給ノズル（１５）の外側の燃焼用空気の噴出方向を燃料噴出方向に対して外側に広げる燃焼用空気案内板（１５ａ）を前記燃料含有流体供給ノズル（１２）の先端に設けた請求項１〜１２のいずれかに記載のバーナである。【００２４】
請求項１４記載の発明は、前記燃料含有流体供給ノズル（１２）の内部に、燃料含有流体（１１）の流路を一旦狭くした後、再び流路を拡大する濃縮器（２３）を設けた請求項１〜１３のいずれかに記載のバーナである。【００２５】
請求項１５記載の発明は、前記燃料含有流体供給ノズル（１２）の入口部に、該ノズル（１２）内で燃料を均等に分配する流体分配板（２４）を設けた請求項１〜１４のいずれかに記載のバーナである。【００２６】
請求項１６記載の発明は、前記燃料含有流体供給ノズル（１２）から噴出する流体（１１）の近傍に補助燃料である液体燃料又は気体燃料を噴出するノズル（４１、４４）を燃料含有流体供給ノズル（１２）近傍に設けた請求項１〜１５のいずれかに記載のバーナである。【００２７】
請求項１７記載の発明は、請求項１〜１６記載のバーナを対向する２つの火炉壁にそれぞれ上下方向に複数段配置し、各段に設けられる複数のバーナは同一火炉壁の水平方向の幅の中央部で二分した壁面領域にそれぞれ対称的に配置する燃焼装置である。【００２８】
請求項１８記載の発明は、請求項１〜１６記載のバーナを対向する２つの火炉壁にそれぞれ上下方向に複数段配置し、同一火炉壁の各段に設けられる複数のバーナの中で水平方向の隣接するバーナ同士は同一構造のバーナとする燃焼装置である。【００２９】
請求項１９記載の発明は、水平に対して斜め向きの水壁管（２５）をスパイラル状に巻き付けて構成される火炉壁を備えたボイラにおいて、前記水壁管（２５）の長手方向に沿って矩形状、楕円形状又は略楕円形状の開口部（２６）を火炉壁に設け、請求項１〜１６のいずれかに記載のバーナを前記開口部（２６）に取り付けるボイラである。【００３０】
請求項２０記載の発明は、鉛直方向に伸びた水壁管（２５）群から構成される火炉壁を備えたボイラにおいて、前記水壁管（２５）の長手方向に沿って矩形状、楕円形状又は略楕円形状の開口部（２６）を火炉壁に設け、請求項１〜１６のいずれかに記載のバーナを前記開口部（２６）に取り付けるボイラである。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１記載の発明によれば、バーナ容量が増加しても未着火領域の拡大を抑えることが可能となり、燃料含有流体（１１）が火炉（４）内に投入された後も燃料含有流体（１１）は幅方向に広がり、燃料含有流体（１１）の噴出流の断面積が拡大して流速が低下するので、未着火距離を従来技術に比較して縮小させるのに有効であり、また、燃料含有流体（１１）が火炉（４）内で広がるため、燃焼空間を有効に活用できるとともに、実質の炉内滞留時間が長くなり、燃焼ガス中のＮＯｘ濃度の低減と燃焼効率向上の効果がある。【００３２】
請求項２記載の発明によれば、短径部の大きさが不変であるため、構造の簡素化に有効である。また、燃料含有流体供給ノズル（１２）の上流側流速を高く出来るので、着火しやすい燃料の場合などにおいて、逆火防止にも有効である。【００３３】
請求項３記載の発明によれば、燃料含有流体接続部（１０ａ）から燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口部に向けての燃料含有流体（１１）の流速の増加を抑制でき、圧力損失の最小化及び燃料含有流体供給ノズル（１２）内の構成部品の摩耗抑制が図れる。【００３４】
請求項４、５記載の発明によれば、燃料含有流体供給ノズル（１２）の内部の燃料含有流体案内板（１９）により燃料含有流体（１１）の流れが複数に分割されるので、燃料含有流体接続部（１０ａ）から燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口部に向けて燃料含有流体（１１）がノズル（１２）の拡大する方向に均等に供給され、ＮＯｘの低減、燃焼効率の向上、流速増加の抑制、圧力損失の最小化、及び構成部品の摩耗抑制効果が請求項３記載の発明より、一層良くなる。【００３５】
請求項６記載の発明によれば、燃料含有流体噴出流（２０）の火炉（４）内での分散が促進され、火炉（４）後流部での燃焼が促進される効果を有する。【００３６】
請求項７記載の発明によれば、燃料含有流体案内板（１９）は、燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心軸を火炉（４）内に延長した線上を通り、該ノズル（１２）の長径部の最長径に平行な平面に対して互いに相反する向きにそれぞれ配置されているので、２つ以上のグループに分けて燃料含有流体（１１）を火炉（４）内に噴出させることができ、簡素な構造で燃料含有流体噴出流（２０）のグループ分けを行い、燃料含有流体噴出流（２０）の火炉（４）内での分散が促進され、火炉（４）の後流部での燃焼が促進される効果を有する。【００３７】
請求項８記載の発明によれば、燃料含有流体供給ノズル（１２）と燃料含有流体案内板（１９）とで形成された４つの燃料含有流体噴出流（２０）を２つのグループ（２０ａ、２０ｂ）に分けて、例えば、火炉側壁寄りの燃料含有流体噴出流（２０ａ）を直進流とし、火炉側壁寄りでない燃料含有流体噴出流（２０ｂ）を水平方向に傾斜を与えて噴出させることで、燃料の分散による火炉後流部での燃焼促進を維持しつつ、火炉側壁近傍への火炎流入を抑えて灰付着を防止する効果がある。【００３８】
請求項９記載の発明によれば、燃料含有流体供給ノズル（１２）から水平方向又は鉛直方向に対して互いに異なる傾斜角度を持って燃料含有流体（１１）を火炉（４）内に噴出させることができ、微粉炭などの固体燃料が直接衝突する燃料含有流体供給ノズル（１２）内の部品を用いることなく燃料含有流体噴出流（２０）の向きを変化させることが出来るので、部品の摩耗抑制に有効である。【００３９】
請求項１０記載の発明によれば、燃料含有流体分割板（２２）によって燃料含有流体噴出流（２０）が分割され、表面積が拡大して火炉（４）内の輻射受熱が増大するとともに、流体分割板（２２）の後流側に負圧領域が形成されて周囲の高温ガスが負圧領域に流れ込み、燃料への早期着火に寄与し、バーナ近傍の還元領域での燃焼が促進されて、燃焼ガスのＮＯｘ濃度の低減と燃焼効率向上に有効に作用する。【００４０】
請求項１１記載の発明によれば、燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口部に断面Ｌ字型の保炎器（１７）を設けたことにより、保炎器（１７）の後流には循環渦が形成されて高温の燃焼ガスを保炎器（１７）の近傍に引き戻すため、燃料への早期着火に寄与し、バーナ近傍の還元領域での燃焼が促進されて、燃焼ガスのＮＯｘ濃度の低減と燃焼効率向上に有効に作用する。【００４１】
請求項１２記載の発明によれば、断面Ｌ字型の保炎器（１７）の先端の二次空気案内板（１７ａ）により、二次空気が外側に広がり、保炎器（１７）の後流の循環渦が大きくなり、高温の燃焼ガスの再循環量が増加し、請求項１１記載の発明に比較して燃料への着火をさらに早めて、バーナ近傍の還元領域での燃焼が促進され、燃焼ガスのＮＯｘ濃度の低減と燃焼効率向上に有効に作用する。【００４２】
請求項１３記載の発明によれば、燃焼用空気供給ノズル（１５）の外側の燃焼用空気噴出向きを燃料含有流体噴出方向に対して外側に広げる燃焼用空気案内板（１５ａ）を設けたことによって燃焼用空気が外側に広がり、火炎中心部の還元領域が拡大され、燃焼ガスのＮＯｘ濃度の低減と燃焼効率向上に有効に作用する。【００４３】
請求項１４記載の発明によれば、濃縮器（２３）により保炎器（１７）近傍の燃料が濃縮され、燃料への早期着火に寄与して、バーナ近傍の還元領域での燃焼が促進され、燃焼ガスのＮＯｘ濃度の低減と燃焼効率向上に有効に作用する。【００４４】
請求項１５記載の発明によれば、流体分配板（２４）により燃料含有流体供給ノズル（１２）の入口部での燃料濃度が一様化され、燃料含有流体案内板（１９）で仕切られた各流路へ流入する燃料濃度のアンバランスを抑制してＮＯｘ低減と燃焼効率向上を促進するのに効果的である。【００４５】
請求項１６記載の発明によれは、液体燃料又は気体燃料をバーナ出口に噴出するので、固体燃料を含む燃料含有流体（１１）の着火を確実に行うことができる。【００４６】
請求項１７記載の発明によれば、対向燃焼方式の火炉（４）の対向する火炉壁にそれぞれ上下方向に請求項１〜１６記載のバーナを複数段配置し、各段の複数のバーナは同一火炉壁の水平方向の幅の中央部で二分した壁面領域にそれぞれ対称的に配置することにより、流体噴出流（２０ａ，２０ｂ）の向きを一つの火炉壁面で左右対称的に配置することができ、火炉（４）内の流動及び燃焼状態の左右バランスを良好に維持できる。【００４７】
請求項１８記載の発明によれば、対向燃焼方式の火炉（４）の対向する２つの火炉壁に請求項１〜１６記載のバーナをそれぞれ上下方向に複数段配置し、同一火炉壁の各段に設けられる複数のバーナの中で水平方向の隣接するバーナ同士は同一構造のバーナとすることにより、特に容積の小さな火炉（４）において、燃料含有流体噴出流（２０ａ，２０ｂ）の衝突を避けることで、燃料の局所的集中を抑えて、燃焼ガス中のＮＯｘ濃度の低減及び燃焼効率向上効果がある。【００４８】
請求項１９記載の発明によれば、水壁管（２５）の長手方向と開口部（２６）の長径部の長手方向を揃えて配置することにより、開口部（２６）を形成するために必要なスパイラル状の水壁管（２５）の員数を少なくし、また水壁管（２５）の加工、曲がり部を少なくしたボイラが構築でき、経済的である。開口部（２６）を形成するために必要なスパイラル状の水壁管（２５）の員数を最小限にすることが可能となり、経済性が向上する。また、火炉（４）の水平（幅）方向に燃料含有流体（１１）が広がるため、火炉水平（幅）方向で燃料含有流体（１１）の分布が均一化され、実質の炉内滞留時間がさらに長くなり、燃焼ガス中のＮＯｘ濃度の低減と燃焼効率向上効果がある。【００４９】
請求項２０記載の発明によれば、火炉壁に垂直方向の水壁管（２５）のアレンジに沿って矩形状の開口部（２６）が設置されているので、水壁管（２５）の長手方向と開口部（２６）の長径部の長手方向を揃えて配置することにより、水壁管（２５）の加工、曲がり部を少なくしたボイラが構築でき、経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
本発明の実施例を図面と共に説明する。  
図１及び図２を用いて、本発明の基本的概念を説明する。図１は、図１（ａ）、図１（ｂ）に示す本実施例によるバーナの燃料含有流体供給ノズル（１２）を用いた場合の火炉４内での着火位置（３３）を図１（ｃ）、図１（ｄ）に示す従来技術と比較して示したものである。なお、図１（ａ）に本実施例のバーナの燃料含有流体供給ノズル（１２）の燃料含有流体（１１）の噴出流方向の断面図を示し、図１（ｂ）に図１（ａ）のバーナの燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口部を火炉（４）側から見た正面図を示し、図１（ｃ）に従来技術のバーナの燃料含有流体供給ノズル（１２）の燃料含有流体の噴出流方向の断面図を示し、図１（ｄ）に従来技術のバーナの燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。【００５１】
図１（ｄ）に示すように、従来技術ではバーナの燃料含有流体供給ノズル（１２）から噴出する燃料含有流体（１１）の断面円形噴出流の周囲にリング状の着火位置（３３）が存在する。これに対し、本実施例においては図１（ｂ）に示すように、バーナの燃料含有流体供給ノズル（１２）から噴出する燃料含有流体（１１）の断面矩形噴出流の周囲に着火位置（３３）が存在する。【００５２】
本実施例においては、バーナの燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口部の形状を矩形状にして短辺の長さを縮小したことにより、燃料含有流体（１１）の火炉（４）内の噴出流中心部までの燃料含有流体（１１）の断面矩形噴出流に直交する方向の着火位置（３３）からの距離Ｌ２（図１（ｂ））は、従来技術の燃料含有流体（１１）の噴出流中心部までの燃料含有流体（１１）の断面円形噴出流に直交する方向の着火位置（３３）からの距離Ｌ２’（図１（ｄ））に比較して大幅に縮小される。【００５３】
図２は本実施例における燃料含有流体供給ノズル（１２）からの燃料含有流体（１１）の噴出流方向における着火位置（３３）から火炎が燃料噴流の中心部まで伝播する距離（未着火距離）Ｌ１（図２（ａ））が従来技術の未着火距離Ｌ１’（図２（ｂ））と比較して縮小することを示すバーナの燃料含有流体供給ノズル（１２）の各断面図である。本実施例では燃料含有流体（１１）の噴出流中心部までの燃料含有流体（１１）の断面矩形噴出流に直交する方向の着火位置（３３）からの距離Ｌ２が従来技術の距離Ｌ２’に比較して縮小されたことに伴い、前記未着火距離Ｌ１は従来技術の未着火距離Ｌ１’に比較して大幅に縮小される。【００５４】
図３には本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図３（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図（図３（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図３（ｂ）に図３（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図３（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。【００５５】
円筒状の燃料含有流体流路（１０）は矩形断面を持つ燃料含有流体供給ノズル（１２）に断面円形接続部（１０ａ）を介して接続され、燃料含有流体供給ノズル（１２）から火炉（４）内に断面矩形状の噴出流を形成するのに十分な構成となっている。燃料含有流体（１１）が火炉（４）内に投入された後も燃料含有流体（１１）は噴出流れ方向に沿って広がり、燃料含有流体（１１）の噴出流の断面積が拡大して流速が低下するので、図２に示す未着火距離Ｌ１をさらに縮小させるのに有効に作用する。また、燃料含有流体（１１）が火炉（４）内で広がるため、燃焼空間を有効に活用できるとともに、実質の炉内滞留時間が長くなり、燃焼ガス中のＮＯｘ濃度の低減と燃焼効率向上に有効に作用する。燃料含有流体供給ノズル（１２）の周囲には断面矩形状の燃焼用空気スリーブ（１５）及び断面矩形状のバーナスロート（１６）が配置されている。【００５６】
図４には本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図４（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図（図４（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図４（ｂ）に図４（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図４（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。【００５７】
図４に示すバーナは、バーナの燃料含有流体（１１）の噴出流に直交する方向の断面形状を楕円状にしたものであり、その他の構成は図３に示すバーナと同じである。【００５８】
バーナの鉛直方向（燃料含有流体（１１）の噴出流に直交する方向）の断面形状として、図３では矩形状、図４では楕円状の代表的な形状を示したが、矩形の短辺が円弧状のものや、幅広の菱形状などの類似な形状を採用しても、上述と同様の効果が得られる。【００５９】
図５に本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図５（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図（図５（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図５（ｂ）に図５（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図５（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。【００６０】
図５に示すバーナは、燃料含有流体供給ノズル（１２）が燃料含有流体接続部（１０ａ）から出口部に向けて長径部の大きさが燃料含有流体（１１）の流れ方向に沿って次第に拡大されるが、短径部の大きさは燃料含有流体（１１）の流れ方向に沿って次第に縮小されるものであり、その他の構成は図３に示すバーナと同じである。【００６１】
図５に示すバーナ構造の特徴は、燃料含有流体接続部（１０ａ）から燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口部に向けての燃料含有流体（１１）の流速の増加を抑制でき、圧力損失の最小化及び燃料含有流体供給ノズル（１２）内の構成部品の摩耗抑制が図れる。【００６２】
図６に本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図６（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図（図６（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図６（ｂ）に図６（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図６（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。【００６３】
図６に示すバーナは、燃料含有流体供給ノズル（１２）内を流れる燃料含有流体（１１）が噴出流れ方向に沿って燃料含有流体供給ノズル（１２）の拡大する方向に均等に供給されるように燃料含有流体案内板（１９）を配置したものであり、その他の構成は図５に示すバーナと同じである。本例では燃料含有流体案内板（１９）は３枚設置されており、燃料含有流体供給ノズル（１２）の広がりに応じて燃料含有流体（１１）に一様に広がりを持たせるため、中央の案内板（１９）は中心軸上に、これを挟む両側の案内板（１９）は中心軸を通る鉛直断面に対して角度α、βを持って配置されている。【００６４】
燃料含有流体案内板（１９）により燃料含有流体供給ノズル（１２）内を流れる燃料含有流体（１１）の流れが複数に分割されるので、燃料含有流体接続部（１０ａ）から燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口部に向けての燃料含有流体供給ノズル（１２）の広がりに応じて燃料含有流体（１１）が一様に広げられ、アンバランスなく燃焼させることができる。また、燃料含有流体（１１）が一様に広げられることにより、流速の局所的な増加の抑制、圧力損失の最小化及び構成部品の摩耗抑制効果が図５に示す構成より、一層良くなる。【００６５】
図７に本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図７（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図を示し、図７（ｂ）に図７（ａ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図を、図７（ｃ）に図７（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示す。【００６６】
図７に示すバーナは、図６に示すバーナと同様に燃料含有流体供給ノズル（１２）内を流れる燃料含有流体（１１）が、流れ方向に沿って燃料含有流体供給ノズル（１２）の拡大する方向に均等に供給されるように燃料含有流体案内板（１９）を配置し、燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心軸を通り、火炉（４）に向けて延長した線上の出口部の長径部の最長径に平行な平面に対して、図７（ａ）のＡ−Ａ線断面においては流体（１１）の流れを下向きに変える燃料含有流体向き変更用案内板（２１ａ）を、図７（ａ）のＢ−Ｂ線断面においては流体（１１）の流れを上向きに変える燃料含有流体向き変更用案内板（２１ｂ）をバーナ出口部に設置している。燃料含有流体供給ノズル（１２）と燃料含有流体案内板（１９）とで形成された４つの燃料含有流体噴出流２０（２０ａ、２０ｂ）は、上記燃料含有流体向き変更用案内板（２１ａ、２１ｂ）によって、下斜め向きの燃料含有流体噴出流（２０ａ）と、上斜め向きの燃料含有流体噴出流（２０ｂ）が形成される。図７に示すバーナ構成により、燃料含有流体噴出流（２０）の火炉（４）内での分散が促進され、火炉（４）後流部での燃焼が促進される効果を有する。【００６７】
図８に本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図８（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図を示し、図８（ｂ）に図８（ａ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図を、図８（ｃ）に図８（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示す。【００６８】
図８に示すバーナは、図７に示すバーナと同様に燃料含有流体供給ノズル（１２）内を流れる燃料含有流体（１１）が、流れ方向に沿って燃料含有流体供給ノズル（１２）の拡大する方向に均等に供給されるように燃料含有流体案内板（１９）を配置し、燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心軸を通り、火炉（４）に向けて延長した線上の出口部の長径部の最長径に平行な平面に対して、Ａ−Ａ線断面においては流体１１の流れの向きを整流して直進させる燃料含有流体向き変更用案内板（２１ａ）を設置し、Ｂ−Ｂ線断面においては流体（１１）の流れを上向きに変える燃料含有流体向き変更用案内板（２１ｂ）を設置している。燃料含有流体供給ノズル（１２）と燃料含有流体案内板（１９）とで形成された４つの燃料含有流体噴出流（２０ａ、２０ｂ）は、上記燃料含有流体向き変更用案内板（２１ａ、２１ｂ）の設置によって、燃料含有流体噴出流（２０ａ）は直進方向、燃料含有流体噴出流（２０ｂ）は上向きの噴流となる。【００６９】
整流して直進させる燃料含有流体向き変更用案内板（２１ａ）を設置せず、向きを変える上記案内板（２１ｂ）のみを設置した場合も同様の燃料含有流体噴出流（２０ａ、２０ｂ）が形成される。【００７０】
図８に示すバーナ構成により、例えば、火炉（４）の側壁側の水壁寄りの燃料含有流体噴出流を直進流とし、火炉（４）の側壁側の水壁寄りでない燃料含有流体噴出流を火炉中心側に対して斜め向きの流れとすることで、燃料含有流体噴出流（２０）の火炉（４）内での分散を促進して火炉（４）後流部での燃焼が促進される効果を維持し、且つ火炉（４）側壁近傍への火炎流入を抑えて灰付着を防止する効果がある。【００７１】
図９に本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図９（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図を示し、図９（ｂ）にバーナの斜視図を示し、図９（ｃ）に図９（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図９（ｄ）に図９（ａ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図を示す。【００７２】
図９に示すバーナは、図７に示すバーナと同様に燃料含有流体供給ノズル（１２）内を流れる燃料含有流体（１１）が流れ方向に沿って燃料含有流体供給ノズル（１２）の拡大する方向に均等に供給されるように燃料含有流体案内板（１９）を配置している。燃料含有流体ノズル（１２）の入り口部正面の形状は平行四辺形であり、燃料含有流体ノズル（１２）の片方の側面（１２ａ）は流れ方向に沿って斜め上に向かって、他方の側面（１２ｂ）は流れ方向に沿って斜め下に向かって配置され、燃料含有流体供給ノズル（１２）出口に至っている。【００７３】
本構成により、燃料含有流体供給ノズル（１２）の側面（１２ａ）に近い部分では図９（ｃ）に示すように斜め上向きの燃料含有流体噴出流（２０ａ）を形成し、側面（１２ｂ）に近い部分では図９（ｄ）に示すように斜め下向きの燃料含有流体噴出流（２０ｄ）を形成する。燃料含有流体供給ノズル（１２）が燃料含有流体案内板（１９）で仕切られた中央２つの流路からは、燃料含有流体噴出流（２０ａ）と中心線の中間に噴出方向を有する燃料含有流体噴出流（２０ｂ）と、燃料含有流体噴出流（２０ｄ）と中心線の中間に噴出方向を有する燃料含有流体噴出流（２０ｃ）を形成する。【００７４】
図９のバーナ構成の効果は図７に示すバーナと同等であるが、燃料含有流体（１１）の噴出方向を変化させるのに燃料含有流体向き変更用案内板（２１）を用いていないので、当該案内板（２１）で懸念される磨耗の問題が発生しない。【００７５】
図１０には本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図１０（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図（図１０（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図１０（ｂ）に図１０（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１０（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。【００７６】
燃料含有流体ノズル（１２）の出口部に燃料含有流体（１１）の流れに直交して部分的に流れを遮蔽する燃料含有流体分割板（２２）が設置されている。燃料含有流体分割板（２２）によって燃料含有流体噴出流（２０）は図１１に示すように４つに分割される。分割によって、燃料含有流体噴出流（２０）の表面積が拡大して火炉（４）内の輻射受熱が増大するとともに、燃料含有流体分割板（２２）の後流側に負圧領域（２２ａ）が形成されて図中矢印で示しているように周囲の高温ガスが負圧領域に流れ込む。輻射受熱の増加と負圧領域への高温ガスの流入は、ともに燃料への早期着火に寄与し、バーナ近傍の還元領域での燃焼が促進されて、燃焼ガスのＮＯｘ濃度の低減と燃焼効率向上に有効に作用する。【００７７】
図１２には本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図１２（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図（図１２（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図１２（ｂ）に図１２（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１２（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。【００７８】
燃料含有流体ノズル（１２）の出口部であって燃料含有流体案内板（１９）の出口部に燃料含有流体（１１）の流れに直交して部分的に流れを遮蔽する燃料含有流体分割板（２２）が設置されている。燃料含有流体案内板（１９）によって、燃料含有流体供給ノズル（１２）内で燃料含有流体（１１）が均等に供給されるので、より効果的にＮＯｘの低減と燃焼効率の向上が実現する。【００７９】
図１３には本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図１３（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図（図１３（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図１３（ｂ）に図１３（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１３（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。【００８０】
燃料含有流体ノズル（１２）の出口部に断面Ｌ字型の保炎器（１７）が設置されている。保炎器（１７）の後流には循環渦（図示せず）が形成されて高温の燃焼ガスを保炎器（１７）の近傍に引き戻すため、燃料への早期着火に寄与し、バーナ近傍の還元領域での燃焼が促進されて、燃焼ガスのＮＯｘ濃度の低減と燃焼効率向上に有効に作用する。【００８１】
図１４には本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図１４（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図（図１４（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図１４（ｂ）に図１４（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１４（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。【００８２】
図１４に示す断面Ｌ字型の保炎器（１７）の先端に二次空気の噴出方向を外側に広げる二次空気案内板（１７ａ）が設置されている。案内板（１７ａ）によって二次空気が外側に広がることにより保炎器（１７）の後流の循環渦（図示せず）が大きくなり、高温の燃焼ガスの再循環量が増加し、燃料への着火をさらに早めて、バーナ近傍の還元領域での燃焼が促進され、燃焼ガスのＮＯｘ濃度の低減と燃焼効率向上に有効に作用する。【００８３】
図１５には本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図１５（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図（図１５（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図１５（ｂ）に図１５（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１５（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。【００８４】
図１５に示すバーナでは、二次空気用スリーブ（１５）の先端に三次空気の噴出方向を外側に広げる三次空気案内板（１５ａ）が設置されている。三次空気が外側に広がることにより火炎中心部の還元領域が拡大され、ＮＯｘ濃度の低減と燃焼効率向上に有効に作用する。【００８５】
図１６には本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図１６（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図（図１６（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図１６（ｂ）に図１６（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１６（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。【００８６】
図１６に示すバーナは、燃料含有流体供給ノズル（１２）の内部に上流側から断面積が次第に広がる三角柱状で下流側では断面積が次第に狭まる逆向きの三角柱状を組み合わせた燃料含有流体濃縮器（２３）が設置されている。燃料含有流体濃縮器（２３）により保炎器（１７）近傍の燃料が濃縮され、燃料への早期着火に寄与して、バーナ近傍の還元領域での燃焼が促進され、燃焼ガスのＮＯｘ濃度の低減と燃焼効率向上に有効に作用する。【００８７】
図１７には本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図１７（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図（図１７（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図１７（ｂ）に図１７（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１７（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。【００８８】
燃料含有流体供給ノズル（１２）の内部に上流側は断面が次第に広がる三角柱状で、中間に四角柱状、下流側は断面積が次第に狭まる逆向きの三角柱状を組み合わせた燃料含有流体濃縮器（２３’）が設置されている。本構成では、濃縮器（２３’）周りの角度変化を小さくすることで剥離が抑えられ、燃料の濃縮効果が増進されて、ＮＯｘ低減効果が高まると共に燃焼効率が向上する。【００８９】
図１６、図１７には濃縮器（２３、２３’）の効果的な構成例を示しているが、例えば三角柱など類似の構造を有する濃縮器を用いても、同様の効果が得られる。【００９０】
図１８には本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図１８（ａ）は、ノズル（１２）の出口部の長辺を通って形成される燃料含有流体供給ノズル（１２）面に平行な断面矢視図（図１８（ｂ）のＢ−Ｂ線断面）を示し、図１８（ｂ）に図１８（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１８（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。【００９１】
図１８には燃料含有流体供給ノズル（１２）の入口部に堰（せき）状の流体分配板（２４）が設けられている。燃料含有流体（１１）は堰（せき）状の流体分配板（２４）の上流側に一旦衝突して、燃料含有流体供給ノズル（１２）の長辺方向に均等に分散された後、燃料含有流体供給ノズル（１２）内の燃料含有流体案内板（１９）で仕切られた４つの流路に均等に導かれ、均等な状態を維持して火炉（４）に供給される。【００９２】
図１９は燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心部に油供給ノズル（４１）を設置した例を示す。図１９（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図（図１９（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図１９（ｂ）に図１９（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１９（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。【００９３】
図２０は保炎器（１７）の周囲にガス導入管（４２）から水平管（４３）を経由してガス供給ノズル（４４）に繋がるガス噴出部を設置した例を示す。【００９４】
図２０（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図（図２０（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図２０（ｂ）に図２０（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図２０（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。【００９５】
図２１に示すバーナ構造は該バーナの燃料含有流体供給ノズル（１２）内を流れる燃料含有流体（１１）の流れに直交する断面形状が矩形である燃料含有流体供給ノズル（１２）の長辺側を上下方向に向けて配置した場合の火炉（４）側から見た燃料含有流体供給ノズル（１２）の正面図（図２１（ａ））と平面図（図２１（ｂ））を示す。【００９６】
火炉（４）正面側から見て図２１に示す燃料含有流体供給ノズル（１２）からは、該ノズル（１２）の長辺側の上方向と下方向で火炉壁面に直交する平面に対して左右互いに水平方向の反対側に傾斜して燃料含有流体噴出流（２０ａ、２０ｂ）が形成される。本燃料含有流体噴出流の形成は図７又は図９のバーナ構造を適用することで達成される。【００９７】
図２２に示すバーナ構造は該バーナの燃料含有流体供給ノズル（１２）内を流れる燃料含有流体（１１）の流れに直交する断面形状が矩形である燃料含有流体供給ノズル（１２）の長辺側を上下方向に向けて配置した場合の火炉（４）側から見た燃料含有流体供給ノズル（１２）の正面図（図２２（ａ））と平面図（図２２（ｂ））を示す。【００９８】
火炉（４）正面側から見て図２２に示す燃料含有流体供給ノズル（１２）からは、該ノズル（１２）の長辺側の上方向と下方向で火炉壁面に直交する平面に対して片方は水平方向に傾斜して燃料含有流体噴出流（２０ｂ）を形成し、他方は火炉壁面に直交して燃料含有流体噴出流（２０ｃ）を形成する。本燃料含有流体噴出流の形成は図８のバーナ構造を適用することで達成される。【００９９】
図２３には、図２１に示す燃料含有流体供給ノズル（１２）が一つの火炉壁面に上下方向に３段と水平方向に４列に多数配置された例を示す。一つの火炉壁の右半分には図２１に示す燃料含有流体供給ノズル（１２）と同じ向きに噴出流（２０ａ、２０ｂ）を形成するノズル（１２）を配置し、火炉壁の左半分には図２１に示す燃料含有流体供給ノズル（１２）と鏡面対象位置に噴出流（２０ａ、２０ｂ）を形成するノズル（１２）を配置している。燃料含有流体噴出流（２０ａ、２０ｂ）の向きを一つの火炉壁面で左右対称的に配置することにより、火炉（４）内の流動及び燃焼状態の左右バランスを良好に維持できる特徴がある。  
なお、一つの火炉壁の左右半分に分けて配置される燃料含有流体供給ノズル（１２）からの噴出流（２０ａ、２０ｂ）が鏡面対象位置に形成される構成であれば、ノズル（１２）からの燃料含有流体噴出流（２０ａ、２０ｂ）の向きが図示の通りである必要はない。【０１００】
図２４には、燃料含有流体供給ノズル（１２）が一つの火炉壁面に上下方向に３段と水平方向に４列配置されているが、左右の両端列には図２２に示す燃料含有流体供給ノズル（１２）が鏡面対象に配置され、中央２列には図２１に示す燃料含有流体供給ノズル（１２）が鏡面対象に配置された例を示す。火炉（４）側壁の水壁寄りには直進する燃料含有流体噴出流（２０ｃ）と傾斜した燃料含有流体噴出流（２０ｂ）を持つバーナを配列し、中央寄りには両側に傾斜した燃料含有流体噴出流（２０ａ、２０ｂ）を配列することにより、燃料含有流体噴出流（２０ａ、２０ｂ）の火炉（４）内での分散を促進して火炉（４）後流部での燃焼が促進される効果を維持し、且つ火炉（４）側壁近傍への火炎流入を抑えて灰付着を防止する効果がある。【０１０１】
図２５には一つの火炉壁の全バーナの燃料含有流体ノズル（１２）として全て同じ図２１に示す燃料含有流体噴出流（２０ａ、２０ｂ）を形成する燃料含有流体供給ノズル（１２）を配置している例を示している。本実施例は、特に容積の小さな火炉（４）において、燃料含有流体噴出流（２０ａ、２０ｂ）の衝突を避けることで、燃料の局所的集中を抑えて、燃焼ガス中のＮＯｘ濃度の低減及び燃焼効率向上に有効な配置である。【０１０２】
上記図２１〜図２５のバーナ構造は火炉の寸法やバーナ配置などの条件に応じて適正に選択することにより、最適な燃焼特性を実現することが出来る。【０１０３】
図２６には本発明の一実施例のバーナを配置したボイラの火炉壁の平面図を示す。図２６には火炉壁にスパイラル状の水壁管（２５）を有するボイラにおいて、水平に対して斜めの水壁管２５のアレンジに沿って矩形状の開口部（２６）が設置されており、本発明の前記各実施例で説明した各種のバーナが取り付けられる。スパイラル状の水壁管（２５）に沿って開口部（２６）を設けることにより、該開口部（２６）を形成するために必要な水壁管（２５）の員数を最小限にすることが可能となり、経済性が向上する。【０１０４】
前述のように、本発明の各実施例からなる燃焼装置は、燃料含有流体噴出流（２０）が火炉（４）内で広がるため、燃焼空間を有効に活用できる特徴を有するが、図２６の構成とすることにより、火炉（４）の水平（幅）方向に燃料含有流体噴出流（２０ａ、２０ｂ）が広がるため、火炉水平（幅）方向で燃料含有流体（１１）の分布が均一化され、実質の炉内滞留時間がさらに長くなり、燃焼ガス中のＮＯｘ濃度の低減と燃焼効率向上に有効に作用する。【０１０５】
図２７に本発明の一実施例のバーナを配置したボイラの火炉壁の平面図を示す。図２７には火炉壁に鉛直方向に伸びる水壁管（２５）を有するボイラにおいて、水壁管（２５）のアレンジに沿って矩形状の開口部（２６）が設置されており、本発明からなる前記各実施例のバーナが取り付けられる。水壁管（２５）に沿って開口部（２６）を設けることにより、開口部（２６）を形成するために必要な水壁管（２５）の員数を最小限にすることが可能となり、経済性が向上する。【０１０６】
本構成において、火炉水平（幅）方向にも混合流体の分散を促進するために、図７〜図９に示すバーナで燃料含有流体噴出流（２０ａ、２０ｂ）の方向が互いに違う方向を向くような構成にすることで、火炉（４）内の全体の燃料含有流体（１１）の分散が促進され、ＮＯｘ低減と燃焼効率向上に有効に作用する。【０１０７】
一般的にバーナでは補助燃料として油やガスが用いられるが、本発明の実施例のバーナの一部にこれら燃料の供給ノズルを設置しても、本発明の実施例のバーナの特徴や効果は維持される。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
バーナ大容量化の傾向にもコスト低減を図りながら燃焼性能を低下させないで対応可能なバーナ構造として将来産業上の利用可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明と従来技術のバーナ出口の着火領域の説明図である。
【図２】本発明と従来技術のバーナ出口の未着荷領域の説明図である。
【図３】本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図３（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面図を示し、図３（ｂ）に図３（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図３（ｃ）はバーナの出口部を火炉側から見た正面図を示す。）。
【図４】発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図４（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面図を示し、図４（ｂ）に図４（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図４（ｃ）はバーナの出口部を火炉側から見た正面図を示す。）。
【図５】本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図５（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図を示し、図５（ｂ）に図５（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図５（ｃ）はバーナの出口部を火炉側から見た正面図を示す。）。
【図６】本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図６（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図を示し、図６（ｂ）に図６（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図６（ｃ）はバーナの出口部を火炉側から見た正面図を示す。）。
【図７】本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図７（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図を示し、図７（ｂ）に図７（ａ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図を示し、図７（ｃ）に図７（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示す。）。
【図８】本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図８（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図を示し、図８（ｂ）に図８（ａ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図を示し、図８（ｃ）に図８（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示す。）。
【図９】本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図９（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図を示し、図９（ｂ）にバーナの斜視図を示し、図９（ｃ）に図９（ａ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図を示し、図９（ｄ）に図９（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示す。）。
【図１０】本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図１０（ａ）はバーナの中心軸を通り、火炉に向けて延長した線上の出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図を示し、図１０（ｂ）に図１０（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１０（ｃ）にバーナの出口部を火炉側から見た正面図示す。）。
【図１１】図１０に記載の発明による効果の説明図を示す。
【図１２】図１０に示す発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図１２（ａ）はバーナの中心軸を通り、火炉に向けて延長した線上の出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図を示し、図１２（ｂ）に図１２（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１２（ｃ）にバーナの出口部を火炉側から見た正面図示す。）。
【図１３】本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図１３（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図を示し、図１３（ｂ）に図１３（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１３（ｃ）はバーナの出口部を火炉側から見た正面図を示す。）。
【図１４】本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図１４（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図を示し、図１４（ｂ）に図１４（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１４（ｃ）はバーナの出口部を火炉側から見た正面図を示す。）。
【図１５】本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図１５（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図を示し、図１５（ｂ）に図１５（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１５（ｃ）はバーナの出口部を火炉側から見た正面図を示す。）。
【図１６】本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図１６（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図を示し、図１６（ｂ）に図１６（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１６（ｃ）はバーナの出口部を火炉側から見た正面図を示す。）。
【図１７】本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図１７（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図を示し、図１７（ｂ）に図１７（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１７（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。）。
【図１８】本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図１８（ａ）は、出口部の長辺を通って形成される燃料含有流体供給ノズル面に平行な断面矢視図（図１８（ｂ）のＢ−Ｂ線断面）を示し、図１８（ｂ）に図１８（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を、図１８（ｃ）はバーナの出口部を火炉側から見た正面図を示す。）。
【図１９】燃料含有流体供給ノズルの中心部に油供給ノズルを設置した例を示す。
【図２０】保炎器の周囲にガス供給ノズルを設置した例を示す。
【図２１】燃料含有流体供給ノズルの正面図（図２１（ａ））と平面図（図２１（ｂ））を示す。
【図２２】他の構成に対する燃料含有流体供給ノズルの正面図（図２２（ａ））と平面図（図２２（ｂ））を示す。
【図２３】図２１に示す燃料含有流体供給ノズルの多数が一つの火炉壁面に上下方向に３段と水平方向に４列配置された例を示す。
【図２４】図２１及び図２２に示す燃料含有流体供給ノズルの多数が一つの火炉壁面に上下方向に３段と水平方向に４列配置された例を示す。
【図２５】図２１に示す燃料含有流体供給ノズルの多数が一つの火炉壁面に上下方向に３段と水平方向に４列配置された他の実施例を示す。
【図２６】本発明の一実施例のバーナを配置したボイラの火炉壁の平面図を示す。
【図２７】本発明の一実施例のバーナを配置したボイラの火炉壁の平面図を示す。
【図２８】従来技術からなる固体燃料用バーナの例を示す（図２８（ａ）はバーナの側断面図、図２８（ｂ）は該バーナを火炉内から見た正面図である。）。
【図２９】図２９（ａ）に従来技術のバーナの燃料含有流体供給ノズルの燃料含有流体の噴出流に沿った方向の断面図を示し、図２９（ｂ）に燃料含有流体供給ノズルの出口部を火炉側から見た正面図を示す。
【図３０】従来技術のバーナの燃料含有流体供給ノズルの燃料含有流体の噴出流に沿った断面方向の火炉内の火炎伝播の挙動を模式的に示す。
【符号の説明】
【０１１０】
３  風箱                          ４  火炉
１０  燃料含有流体流路            １０ａ  燃料含有流体接続部
１１  燃料含有流体                １２  燃料含有流体供給ノズル
１３  二次空気                    １４  三次空気
１５  燃焼用空気スリーブ          １５ａ  三次空気案内板
１６  バーナスロート              １７  保炎器
１７ａ  二次空気案内板            １９  燃料含有流体案内板
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ  燃料含有流体噴出流
２１ａ，２１ｂ  燃料含有流体向き変更用案内板
２２  燃料含有流体分割板          ２２ａ  負圧領域
２３，２３’  濃縮器              ２４  流体分配板
２５  水壁管                      ２６  開口部
３１  未着火領域                  ３２  着火領域
３３  着火位置                    ４１  油供給ノズル
４２  ガス導入管                  ４３  水平管
４４  ガス供給ノズル
Ｌ１  未着火距離
Ｌ２  着火位置から混合流体噴出流中心部までの距離
【図１】
2008038426.tif 000003
【図２】
2008038426.tif 000004
【図３】
2008038426.tif 000005
【図４】
2008038426.tif 000006
【図５】
2008038426.tif 000007
【図６】
2008038426.tif 000008
【図７】
2008038426.tif 000009
【図８】
2008038426.tif 000010
【図９】
2008038426.tif 000011
【図１０】
2008038426.tif 000012
【図１１】
2008038426.tif 000013
【図１２】
2008038426.tif 000014
【図１３】
2008038426.tif 000015
【図１４】
2008038426.tif 000016
【図１５】
2008038426.tif 000017
【図１６】
2008038426.tif 000018
【図１７】
2008038426.tif 000019
【図１８】
2008038426.tif 000020
【図１９】
2008038426.tif 000021
【図２０】
2008038426.tif 000022
【図２１】
2008038426.tif 000023
【図２２】
2008038426.tif 000024
【図２３】
2008038426.tif 000025
【図２４】
2008038426.tif 000026
【図２５】
2008038426.tif 000027
【図２６】
2008038426.tif 000028
【図２７】
2008038426.tif 000029
【図２８】
2008038426.tif 000030
【図２９】
2008038426.tif 000031
【図３０】
2008038426.tif 000032
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月28日(2008.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体燃料と該燃料搬送用媒体の燃料含有流体（１１）を搬送する燃料含有流体搬送流路（１０）の接続部（１０ａ）から火炉（４）壁面に設けた出口部に向けて前記流体（１１）を供給する燃料含有流体供給ノズル（１２）と、該燃料含有流体供給ノズル（１２）の外周部に一以上の燃焼用空気を供給する空気供給ノズル（１５）を有するバーナにおいて、前記燃料含有流体供給ノズル（１２）は、前記流体搬送流路（１０）の接続部（１０ａ）から火炉（４）の壁面に設けた出口部に向けて流体（１１）の流れに直交する断面を長径部と短径部を有する矩形状、楕円形状又は略楕円形状とし、前記流体搬送流路（１０）の接続部（１０ａ）から出口部に向けて流体（１１）の流れに直交する断面の長径部の大きさが流体（１１）の流れ方向に沿って次第に拡大し、短径部の大きさが不変である構成を有することを特徴とするバーナ。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
前記燃料含有流体供給ノズル（１２）が、その内部に燃料含有流体（１１）の流れを複数に分割する燃料含有流体案内板（１９）を有することを特徴とする請求項１記載のバーナ。
【請求項５】
前記燃料含有流体案内板（１９）が、燃料含有流体供給ノズル（１２）内の流体（１１）の流れ方向の中心軸を火炉（４）内に延長した線上を通り、該ノズル（１２）の短径部の最短径を通る平面に平行な平面に対して複数の異なる傾斜角度で配置したことを特徴とする請求項４記載のバーナ。
【請求項６】
前記燃料含有流体供給ノズル（１２）が、その出口内部に燃料含有流体（１１）の噴出流れ方向を強制的に変更する燃料含有流体向き変更用案内板（２１）を有することを特徴とする請求項１、４、５のいずれかに記載のバーナ。
【請求項７】
前記燃料含有流体向き変更用案内板（２１）が、燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心軸を火炉（４）内に延長した線上を通り、該ノズル（１２）の長径部の最長径を通る平面に平行な平面に対して、互いに異なる複数の向きに配置されることを特徴とする請求項６記載のバーナ。
【請求項８】
前記燃料含有流体向き変更用案内板（２１）が、一部の燃料含有流体（１１）については燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心軸を火炉（４）内に延長した線上を通り、該ノズル（１２）の長径部の最長径を通る平面に平行な平面に対して平行に配置され、その他の燃料含有流体（１１）については燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心軸を火炉（４）内に延長した線上を通り、該ノズル（１２）の長径部の最長径を通る平面に平行な平面に対して傾斜角度を持たせて配置されることを特徴とする請求項６記載のバーナ。
【請求項９】
前記燃料含有流体供給ノズル（１２）が、前記燃料含有流体案内板（１９）で複数個の流路に仕切られて、前記各流路の中心軸が燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心軸を火炉（４）内に延長した線上を通り、該ノズル（１２）出口の長径部の最長径を通る平面に平行な平面に対して互いに異なる傾斜角度で火炉（４）の壁面に設けられていることを特徴とする請求項４記載のバーナ。
【請求項１０】
前記燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口部に、該出口部を複数に分割可能な燃料含有流体分割板（２２）を設けたことを特徴とする請求項１、４〜９のいずれかに記載のバーナ。
【請求項１１】
前記燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口部に断面Ｌ字型の保炎器（１７）を設けたことを特徴とする請求項１、４〜１０のいずれかに記載のバーナ。
【請求項１２】
前記Ｌ字型の保炎器（１７）の先端に、該保炎器（１７）周囲の燃焼用空気の噴出方向を外側に変える案内板（１７ａ）を設けたことを特徴とする請求項１１記載のバーナ。
【請求項１３】
該ノズル（１２）の外周部に配置される一以上の燃焼用空気供給ノズル（１５）の外側の燃焼用空気の噴出方向を燃料噴出方向に対して外側に広げる燃焼用空気案内板（１５ａ）を前記燃料含有流体供給ノズル（１２）の先端に設けたことを特徴とする請求項１、４〜１２のいずれかに記載のバーナ。
【請求項１４】
請求項記載の発明は、前記燃料含有流体供給ノズル（１２）の内部に、燃料含有流体（１１）の流路を一旦狭くした後、再び流路を拡大する濃縮器（２３）を設けたことを特徴とする請求項１、４〜１３のいずれかに記載のバーナ。
【請求項１５】
前記燃料含有流体供給ノズル（１２）の入口部に、該ノズル（１２）内で燃料を均等に分配する流体分配板（２４）を設けたことを特徴とする請求項１、４〜１４のいずれかに記載のバーナ。
【請求項１６】
前記燃料含有流体供給ノズル（１２）から噴出する流体（１１）の近傍に補助燃料である液体燃料又は気体燃料を噴出するノズル（４１、４４）を燃料含有流体供給ノズル（１２）近傍に設けたことを特徴とする請求項１、４〜１５のいずれかに記載のバーナ。
【請求項１７】
請求項１、４〜１６記載のバーナを対向する２つの火炉壁にそれぞれ上下方向に複数段配置し、各段に設けられる複数のバーナは同一火炉壁の水平方向の幅の中央部で二分した壁面領域にそれぞれ対称的に配置することを特徴とする燃焼装置。
【請求項１８】
請求項１、４〜１６記載のバーナを対向する２つの火炉壁にそれぞれ上下方向に複数段配置し、同一火炉壁の各段に設けられる複数のバーナの中で水平方向の隣接するバーナ同士は同一構造のバーナとすることを特徴とする燃焼装置。
【請求項１９】
水平に対して斜め向きの水壁管（２５）をスパイラル状に巻き付けて構成される火炉壁を備えたボイラにおいて、前記水壁管（２５）の長手方向に沿って矩形状、楕円形状又は略楕円形状の開口部（２６）を火炉壁に設け、請求項１、４〜１６のいずれかに記載のバーナを前記開口部（２６）に取り付けることを特徴とするボイラ。
【請求項２０】
鉛直方向に伸びた水壁管（２５）群から構成される火炉壁を備えたボイラにおいて、前記水壁管（２５）の長手方向に沿って矩形状、楕円形状又は略楕円形状の開口部（２６）を火炉壁に設け、請求項１、４〜１６のいずれかに記載のバーナを前記開口部（２６）に取り付けることを特徴とするボイラ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
形状とし、前記流体搬送流路（１０）の接続部（１０ａ）から出口部に向けて流体（１１）の流れに直交する断面の長径部の大きさが流体（１１）の流れ方向に沿って次第に拡大し、短径部の大きさが不変である構成を有するバーナである。
［００１２］
［００１３］
［００１４］
請求項４記載の発明は、前記燃料含有流体供給ノズル（１２）が、その内部に燃料含有流体（１１）の流れを複数に分割する燃料含有流体案内板（１９）を有する請求項１記載のバーナである。
［００１５］
請求項５記載の発明は、前記燃料含有流体案内板（１９）が、燃料含有流体供給ノズル（１２）内の流体（１１）の流れ方向の中心軸を火炉（４）内に延長した線上を通り、該ノズル（１２）の短径部の最短径を通る平面に平行な平面に対して複数の異なる傾斜角度で配置した請求項４記載のバーナである。
［００１６］
請求項６記載の発明は、前記燃料含有流体供給ノズル（１２）が、その出口内部に燃料含有流体（１１）の噴出流れ方向を強制的に変更する燃料含有流体向き変更用案内板（２１）を有する請求項１、４、５のいずれかに記載のバーナである。
［００１７］
請求項７記載の発明は、前記燃料含有流体向き変更用案内板（２１）が、燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心軸を火炉（４）内に延長した線上を通り、該ノズル（１２）の長径部の最長径を通る平面に平行な平面に対して、互いに異なる複数の向きに配置される請求項６記載のバーナである。
［００１８］
請求項８記載の発明は、前記燃料含有流体向き変更用案内板（２１）が、一部の燃料含有流体（１１）については燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心軸を火炉（４）内
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
に延長した線上を通り、該ノズル（１２）の長径部の最長径を通る平面に平行な平面に対して平行に配置され、その他の燃料含有流体（１１）については燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心軸を火炉（４）内に延長した線上を通り、該ノズル（１２）の長径部の最長径を通る平面に平行な平面に対して傾斜角度を持たせて配置される請求項６記載のバーナである。
［００１９］
請求項９記載の発明は、前記燃料含有流体供給ノズル（１２）が、前記燃料含有流体案内板（１９）で複数個の流路に仕切られて、前記各流路の中心軸が燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心軸を火炉（４）内に延長した線上を通り、該ノズル（１２）出口の長径部の最長径を通る平面に平行な平面に対して互いに異なる傾斜角度で火炉（４）の壁面に設けられている請求項４記載のバーナである。
［００２０］
請求項１０記載の発明は、前記燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口部に、該出口部を複数に分割可能な燃料含有流体分割板（２２）を設けた請求項１、４〜９のいずれかに記載のバーナである。
［００２１］
請求項１１記載の発明は、前記燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口部に断面Ｌ字型の保炎器（１７）を設けた請求項１、４〜１０のいずれかに記載のバーナである。
［００２２］
請求項１２記載の発明は、前記Ｌ字型の保炎器（１７）の先端に、該保炎器（１７）周囲の燃焼用空気の噴出方向を外側に変える案内板（１７ａ）を設けた請求項１１記載のバーナである。
［００２３］
請求項１３記載の発明は、該ノズル（１２）の外周部に配置される一以上の燃焼用空気供給ノズル（１５）の外側の燃焼用空気の噴出方向を燃料噴出方向に対して外側に広げる燃焼用空気案内板（１５ａ）を前記燃料含有流体供給ノズル（１２）の先端に設けた請求項１、４〜１２のいずれかに記載のバーナである。
［００２４］
請求項１４記載の発明は、前記燃料含有流体供給ノズル（１２）の内部に、燃料含有流体（１１）の流路を一旦狭くした後、再び流路を拡大する濃縮器（２３）を設けた請求項１、４〜１３のいずれかに記載のバーナである。
［００２５］
請求項１５記載の発明は、前記燃料含有流体供給ノズル（１２）の入口部に、該ノズル（１２）内で燃料を均等に分配する流体分配板（２４）を設けた請求項１、４〜１４のいずれかに記載のバーナである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
［００２６］
請求項１６記載の発明は、前記燃料含有流体供給ノズル（１２）から噴出する流体（１１）の近傍に補助燃料である液体燃料又は気体燃料を噴出するノズル（４１、４４）を燃料含有流体供給ノズル（１２）近傍に設けた請求項１、４〜１５のいずれかに記載のバーナである。
［００２７］
請求項１７記載の発明は、請求項１、４〜１６記載のバーナを対向する２つの火炉壁にそれぞれ上下方向に複数段配置し、各段に設けられる複数のバーナは同一火炉壁の水平方向の幅の中央部で二分した壁面領域にそれぞれ対称的に配置する燃焼装置である。
［００２８］
請求項１８記載の発明は、請求項１，４〜１６記載のバーナを対向する２つの火炉壁にそれぞれ上下方向に複数段配置し、同一火炉壁の各段に設けられる複数のバーナの中で水平方向の隣接するバーナ同士は同一構造のバーナとする燃焼装置である。
［００２９］
請求項１９記載の発明は、水平に対して斜め向きの水壁管（２５）をスパイラル状に巻き付けて構成される火炉壁を備えたボイラにおいて、前記水壁管（２５）の長手方向に沿って矩形状、楕円形状又は略楕円形状の開口部（２６）を火炉壁に設け、請求項１、４〜１６のいずれかに記載のバーナを前記開口部（２６）に取り付けるボイラである。
［００３０］
請求項２０記載の発明は、鉛直方向に伸びた水壁管（２５）群から構成される火炉壁を備えたボイラにおいて、前記水壁管（２５）の長手方向に沿って矩形状、楕円形状又は略楕円形状の開口部（２６）を火炉壁に設け、請求項１、４〜１６のいずれかに記載のバーナを前記開口部（２６）に取り付けるボイラである。
発明の効果
［００３１］
請求項１記載の発明によれば、バーナ容量が増加しても未着火領域の拡大を抑えることが可能となり、燃料含有流体（１１）が火炉（４）内に投入された後も燃料含有流体（１１）は幅方向に広がり、燃料含有流体（１１）の噴出流の断面積が拡大して流速が低下するので、未着火距離を従来技術に比較して縮小させるのに有効であり、また、燃料含有流体（１１）が火炉（４）内で広がるため、燃焼空間を有効に活用できるとともに、実質の炉内滞留時間が長くなり、燃焼ガス中のＮＯｘ濃度の低減と燃焼効率向上の効果がある。また、燃料含有流体供給ノズル（１２）の前記短径部の大きさが不変であるため、構造の簡素化に有効である。また、燃料含有流体供給ノズル（１２）の上流側流速を高く出来るので、着火しやすい燃料の場合などにおいて、逆火防止にも有効である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
［００３２］
［００３３］
［００３４］
請求項４、５記載の発明によれば、燃料含有流体供給ノズル（１２）の内部の燃料含有流体案内板（１９）により燃料含有流体（１１）の流れが複数に分割されるので、燃料含有流体接続部（１０ａ）から燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口部に向けて燃料含有流体（１１）がノズル（１２）の拡大する方向に均等に供給され、ＮＯｘの低減、燃焼効率の向上、流速増加の抑制、圧力損失の最小化、及び構成部品の摩耗抑制効果が請求項１記載の発明より、一層良くなる。
［００３５］
請求項６記載の発明によれば、燃料含有流体噴出流（２０）の火炉（４）内での分散が促進され、火炉（４）後流部での燃焼が促進される効果を有する。
［００３６］
請求項７記載の発明によれば、燃料含有流体案内板（１９）は、燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心軸を火炉（４）内に延長した線上を通り、該ノズル（１２）の長径部の最長径を通る平面に平行な平面に対して互いに相反する向きにそれぞれ配置されているので、２つ以上のグループに分けて燃料含有流体（１１）を火炉（４）内に噴出させることができ、簡素な構造で燃料含有流体噴出流（２０）のグループ分けを行い、燃料含有流体噴出流（２０）の火炉（４）内での分散が促進され、火炉（４）の後流部での燃焼が促進される効果を有する。
［００３７］
請求項８記載の発明によれば、燃料含有流体供給ノズル（１２）と燃料含有流体案内板（１９）とで形成された４つの燃料含有流体噴出流（２０）を２つのグループ（２０ａ、２０ｂ）に分けて、例えば、火炉側壁寄りの燃料含有流体噴出流（２０ａ）を直進流とし、火炉側壁寄りでない燃料含有流体噴出流（２０ｂ）を水平方向に傾斜を与えて噴出させることで、燃料の分散による火炉後流部での燃焼促進を維持しつつ、火炉側壁近傍への火炎流入を抑えて灰付着を防止する効果がある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
１２）の入口部での燃料濃度が一様化され、燃料含有流体案内板（１９）で仕切られた各流路へ流入する燃料濃度のアンバランスを抑制してＮＯｘ低減と燃焼効率向上を促進するのに効果的である。
［００４５］
請求項１６記載の発明によれは、液体燃料又は気体燃料をバーナ出口に噴出するので、固体燃料を含む燃料含有流体（１１）の着火を確実に行うことができる。
［００４６］
請求項１７記載の発明によれば、対向燃焼方式の火炉（４）の対向する火炉壁にそれぞれ上下方向に請求項１、４〜１６のいずれかに記載のバーナを複数段配置し、各段の複数のバーナは同一火炉壁の水平方向の幅の中央部で二分した壁面領域にそれぞれ対称的に配置することにより、流体噴出流（２０ａ，２０ｂ）の向きを一つの火炉壁面で左右対称的に配置することができ、火炉（４）内の流動及び燃焼状態の左右バランスを良好に維持できる。
［００４７］
請求項１８記載の発明によれば、対向燃焼方式の火炉（４）の対向する２つの火炉壁に請求項１、４〜１６のいずれかに記載のバーナをそれぞれ上下方向に複数段配置し、同一火炉壁の各段に設けられる複数のバーナの中で水平方向の隣接するバーナ同士は同一構造のバーナとすることにより、特に容積の小さな火炉（４）において、燃料含有流体噴出流（２０ａ，２０ｂ）の衝突を避けることで、燃料の局所的集中を抑えて、燃焼ガス中のＮＯｘ濃度の低減及び燃焼効率向上効果がある。
［００４８］
請求項１９記載の発明によれば、水壁管（２５）の長手方向と開口部（２６）の長径部の長手方向を揃えて配置することにより、開口部（２６）を形成するために必要なスパイラル状の水壁管（２５）の員数を少なくし、また水壁管（２５）の加工、曲がり部を少なくしたボイラが構築でき、経済的である。開口部（２６）を形成するために必要なスパイラル状の水壁管（２５）の員数を最小限にすることが可能となり、経済性が向上する。また、火炉（４）の水平（幅）方向に燃料含有流体（１１）が広がるため、火炉水平（幅）方向で燃料含有流体（１１）の分布が均一化され、実質の炉内滞留時間がさらに長くなり、燃焼ガス中のＮＯｘ濃度の低減と燃焼効率向上効果がある。
［００４９］
請求項２０記載の発明によれば、火炉壁に垂直方向の水壁管（２５）のアレンジに沿って矩形状の開口部（２６）が設置されているので、水壁管（２５）の長手方向と開口部（２６）の長径部の長手方向を揃えて配置することにより、水壁管（２５）の加工、曲がり
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
矩形噴出流に直交する方向の着火位置（３３）からの距離Ｌ２が従来技術の距離Ｌ２’に比較して縮小されたことに伴い、前記未着火距離Ｌ１は従来技術の未着火距離Ｌ１’に比較して大幅に縮小される。
［００５４］
図３には本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図３（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図（図３（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図３（ｂ）に図３（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図３（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。
［００５５］
円筒状の燃料含有流体流路（１０）は矩形断面を持つ燃料含有流体供給ノズル（１２）に断面円形接続部（１０ａ）を介して接続され、燃料含有流体供給ノズル（１２）から火炉（４）内に断面矩形状の噴出流を形成するのに十分な構成となっている。燃料含有流体（１１）が火炉（４）内に投入された後も燃料含有流体（１１）は噴出流れ方向に沿って広がり、燃料含有流体（１１）の噴出流の断面積が拡大して流速が低下するので、図２に示す未着火距離Ｌ１をさらに縮小させるのに有効に作用する。また、燃料含有流体（１１）が火炉（４）内で広がるため、燃焼空間を有効に活用できるとともに、実質の炉内滞留時間が長くなり、燃焼ガス中のＮＯｘ濃度の低減と燃焼効率向上に有効に作用する。燃料含有流体供給ノズル（１２）の周囲には断面矩形状の燃焼用空気スリーブ（１５）及び断面矩形状のバーナスロート（１６）が配置されている。
［００５６］
図４には本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図４（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図（図４（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図４（ｂ）に図４（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図４（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。
［００５７］
図４に示すバーナは、バーナの燃料含有流体（１１）の噴出流に直交する方向の断面形状を楕円状にしたものであり、その他の構成は図３に示すバーナと同じである。
［００５８］
バーナの鉛直方向（燃料含有流体（１１）の噴出流に直交する方向）の断面形状として、図３では矩形状、図４では楕円状の代表的な形状を示したが、矩形の短辺が円弧状のものや、幅広の菱形状などの類似な形状を採用しても、上述と同様の効果が得られる。
［００５９］
図５に本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図５（ａ）はバーナの中心軸を
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図（図５（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図５（ｂ）に図５（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図５（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。
［００６０］
図５に示すバーナは、燃料含有流体供給ノズル（１２）が燃料含有流体接続部（１０ａ）から出口部に向けて長径部の大きさが燃料含有流体（１１）の流れ方向に沿って次第に拡大されるが、短径部の大きさは燃料含有流体（１１）の流れ方向に沿って次第に縮小されるものであり、その他の構成は図３に示すバーナと同じである。
［００６１］
図５に示すバーナ構造の特徴は、燃料含有流体接続部（１０ａ）から燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口部に向けての燃料含有流体（１１）の流速の増加を抑制でき、圧力損失の最小化及び燃料含有流体供給ノズル（１２）内の構成部品の摩耗抑制が図れる。
［００６２］
図６に本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図６（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図（図６（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図６（ｂ）に図６（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図６（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。
［００６３］
図６に示すバーナは、燃料含有流体供給ノズル（１２）内を流れる燃料含有流体（１１）が噴出流れ方向に沿って燃料含有流体供給ノズル（１２）の拡大する方向に均等に供給されるように燃料含有流体案内板（１９）を配置したものであり、その他の構成は図５に示すバーナと同じである。本例では燃料含有流体案内板（１９）は３枚設置されており、燃料含有流体供給ノズル（１２）の広がりに応じて燃料含有流体（１１）に一様に広がりを持たせるため、中央の案内板（１９）は中心軸上に、これを挟む両側の案内板（１９）は中心軸を通る鉛直断面に対して角度α、βを持って配置されている。
［００６４］
燃料含有流体案内板（１９）により燃料含有流体供給ノズル（１２）内を流れる燃料含有流体（１１）の流れが複数に分割されるので、燃料含有流体接続部（１０ａ）から燃料含有流体供給ノズル（１２）の出口部に向けての燃料含有流体供給ノズル（１２）の広がりに応じて燃料含有流体（１１）が一様に広げられ、アンバランスなく燃焼させることができる。また、燃料含有流体（１１）が一様に広げられることにより、流速の局所的な増加の抑制、圧力損失の最小化及び構成部品の摩耗抑制効果が図５に示す構成よ
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
り、一層良くなる。
［００６５］
図７に本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図７（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図を示し、図７（ｂ）に図７（ａ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図を、図７（ｃ）に図７（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示す。
［００６６］
図７に示すバーナは、図６に示すバーナと同様に燃料含有流体供給ノズル（１２）内を流れる燃料含有流体（１１）が、流れ方向に沿って燃料含有流体供給ノズル（１２）の拡大する方向に均等に供給されるように燃料含有流体案内板（１９）を配置し、燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心軸を通り、火炉（４）に向けて延長した線上の出口部の長径部の最長径を通る平面に対して、図７（ａ）のＡ−Ａ線断面においては流体（１１）の流れを下向きに変える燃料含有流体向き変更用案内板（２１ａ）を、図７（ａ）のＢ−Ｂ線断面においては流体（１１）の流れを上向きに変える燃料含有流体向き変更用案内板（２１ｂ）をバーナ出口部に設置している。燃料含有流体供給ノズル（１２）と燃料含有流体案内板（１９）とで形成された４つの燃料含有流体噴出流２０（２０ａ、２０ｂ）は、上記燃料含有流体向き変更用案内板（２１ａ、２１ｂ）によって、下斜め向きの燃料含有流体噴出流（２０ａ）と、上斜め向きの燃料含有流体噴出流（２０ｂ）が形成される。図７に示すバーナ構成により、燃料含有流体噴出流（２０）の火炉（４）内での分散が促進され、火炉（４）後流部での燃焼が促進される効果を有する。
［００６７］
図８に本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図８（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図を示し、図８（ｂ）に図８（ａ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図を、図８（ｃ）に図８（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示す。
［００６８］
図８に示すバーナは、図７に示すバーナと同様に燃料含有流体供給ノズル（１２）内を流れる燃料含有流体（１１）が、流れ方向に沿って燃料含有流体供給ノズル（１２）の拡大する方向に均等に供給されるように燃料含有流体案内板（１９）を配置し、燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心軸を通り、火炉（４）に向けて延長した線上の出口部の長径部の最長径を通る平面に対して、Ａ−Ａ線断面においては流体１１の流れの向きを整流して直進させる燃料含有流体向き変更用案内板（２１ａ）を設置し、Ｂ−Ｂ線断面においては流体（１１）の流れを上向きに変える燃料含有流体向き変更用案内板（２１ｂ）を設置している。燃料含有流体供給ノズル（１２）と燃料含有流体案内板（
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
１９）とで形成された４つの燃料含有流体噴出流（２０ａ、２０ｂ）は、上記燃料含有流体向き変更用案内板（２１ａ、２１ｂ）の設置によって、燃料含有流体噴出流（２０ａ）は直進方向、燃料含有流体噴出流（２０ｂ）は上向きの噴流となる。
［００６９］
整流して直進させる燃料含有流体向き変更用案内板（２１ａ）を設置せず、向きを変える上記案内板（２１ｂ）のみを設置した場合も同様の燃料含有流体噴出流（２０ａ、２０ｂ）が形成される。
［００７０］
図８に示すバーナ構成により、例えば、火炉（４）の側壁側の水壁寄りの燃料含有流体噴出流を直進流とし、火炉（４）の側壁側の水壁寄りでない燃料含有流体噴出流を火炉中心側に対して斜め向きの流れとすることで、燃料含有流体噴出流（２０）の火炉（４）内での分散を促進して火炉（４）後流部での燃焼が促進される効果を維持し、且つ火炉（４）側壁近傍への火炎流入を抑えて灰付着を防止する効果がある。
［００７１］
図９に本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図９（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図を示し、図９（ｂ）にバーナの斜視図を示し、図９（ｃ）に図９（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図９（ｄ）に図９（ａ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図を示す。
［００７２］
図９に示すバーナは、図７に示すバーナと同様に燃料含有流体供給ノズル（１２）内を流れる燃料含有流体（１１）が流れ方向に沿って燃料含有流体供給ノズル（１２）の拡大する方向に均等に供給されるように燃料含有流体案内板（１９）を配置している。燃料含有流体ノズル（１２）の入り口部正面の形状は平行四辺形であり、燃料含有流体ノズル（１２）の片方の側面（１２ａ）は流れ方向に沿って斜め上に向かって、他方の側面（１２ｂ）は流れ方向に沿って斜め下に向かって配置され、燃料含有流体供給ノズル（１２）出口に至っている。
［００７３］
本構成により、燃料含有流体供給ノズル（１２）の側面（１２ａ）に近い部分では図９（ｃ）に示すように斜め上向きの燃料含有流体噴出流（２０ａ）を形成し、側面（１２ｂ）に近い部分では図９（ｄ）に示すように斜め下向きの燃料含有流体噴出流（２０ｄ）を形成する。燃料含有流体供給ノズル（１２）が燃料含有流体案内板（１９）で仕切られた中央２つの流路からは、燃料含有流体噴出流（２０ａ）と中心線の中間に噴出方向を有する燃料含有流体噴出流（２０ｂ）と、燃料含有流体噴出流（２０ｄ）と中心線の中間に噴出
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
方向を有する燃料含有流体噴出流（２０ｃ）を形成する。
［００７４］
図９のバーナ構成の効果は図７に示すバーナと同等であるが、燃料含有流体（１１）の噴出方向を変化させるのに燃料含有流体向き変更用案内板（２１）を用いていないので、当該案内板（２１）で懸念される磨耗の問題が発生しない。
［００７５］
図１０には本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図１０（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図（図１０（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図１０（ｂ）に図１０（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１０（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。
［００７６］
燃料含有流体ノズル（１２）の出口部に燃料含有流体（１１）の流れに直交して部分的に流れを遮蔽する燃料含有流体分割板（２２）が設置されている。燃料含有流体分割板（２２）によって燃料含有流体噴出流（２０）は図１１に示すように４つに分割される。分割によって、燃料含有流体噴出流（２０）の表面積が拡大して火炉（４）内の輻射受熱が増大するとともに、燃料含有流体分割板（２２）の後流側に負圧領域（２２ａ）が形成されて図中矢印で示しているように周囲の高温ガスが負圧領域に流れ込む。輻射受熱の増加と負圧領域への高温ガスの流入は、ともに燃料への早期着火に寄与し、バーナ近傍の還元領域での燃焼が促進されて、燃焼ガスのＮＯｘ濃度の低減と燃焼効率向上に有効に作用する。
［００７７］
図１２には本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図１２（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図（図１２（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図１２（ｂ）に図１２（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１２（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。
［００７８］
燃料含有流体ノズル（１２）の出口部であって燃料含有流体案内板（１９）の出口部に燃料含有流体（１１）の流れに直交して部分的に流れを遮蔽する燃料含有流体分割板（２２）が設置されている。燃料含有流体案内板（１９）によって、燃料含有流体供給ノズル（１２）内で燃料含有流体（１１）が均等に供給されるので、より効果的にＮＯｘの低減と燃焼効率の向上が実現する。
［００７９］
図１３には本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図１３（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図（図１３（ｂ）のＢ−Ｂ
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
線断面の矢視図）を示し、図１３（ｂ）に図１３（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１３（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。
［００８０］
燃料含有流体ノズル（１２）の出口部に断面Ｌ字型の保炎器（１７）が設置されている。保炎器（１７）の後流には循環渦（図示せず）が形成されて高温の燃焼ガスを保炎器（１７）の近傍に引き戻すため、燃料への早期着火に寄与し、バーナ近傍の還元領域での燃焼が促進されて、燃焼ガスのＮＯｘ濃度の低減と燃焼効率向上に有効に作用する。
［００８１］
図１４には本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図１４（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図（図１４（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図１４（ｂ）に図１４（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１４（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。
［００８２］
図１４に示す断面Ｌ字型の保炎器（１７）の先端に二次空気の噴出方向を外側に広げる二次空気案内板（１７ａ）が設置されている。案内板（１７ａ）によって二次空気が外側に広がることにより保炎器（１７）の後流の循環渦（図示せず）が大きくなり、高温の燃焼ガスの再循環量が増加し、燃料への着火をさらに早めて、バーナ近傍の還元領域での燃焼が促進され、燃焼ガスのＮＯｘ濃度の低減と燃焼効率向上に有効に作用する。
［００８３］
図１５には本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図１５（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図（図１５（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図１５（ｂ）に図１５（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１５（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。
［００８４］
図１５に示すバーナでは、二次空気用スリーブ（１５）の先端に三次空気の噴出方向を外側に広げる三次空気案内板（１５ａ）が設置されている。三次空気が外側に広がることにより火炎中心部の還元領域が拡大され、ＮＯｘ濃度の低減と燃焼効率向上に有効に作用する。
［００８５］
図１６には本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図１６（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図（図１６（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図１６（ｂ）に図１６（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
６（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。
［００８６］
図１６に示すバーナは、燃料含有流体供給ノズル（１２）の内部に上流側から断面積が次第に広がる三角柱状で下流側では断面積が次第に狭まる逆向きの三角柱状を組み合わせた燃料含有流体濃縮器（２３）が設置されている。燃料含有流体濃縮器（２３）により保炎器（１７）近傍の燃料が濃縮され、燃料への早期着火に寄与して、バーナ近傍の還元領域での燃焼が促進され、燃焼ガスのＮＯｘ濃度の低減と燃焼効率向上に有効に作用する。
［００８７］
図１７には本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図１７（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図（図１７（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図１７（ｂ）に図１７（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１７（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。
［００８８］
燃料含有流体供給ノズル（１２）の内部に上流側は断面が次第に広がる三角柱状で、中間に四角柱状、下流側は断面積が次第に狭まる逆向きの三角柱状を組み合わせた燃料含有流体濃縮器（２３’）が設置されている。本構成では、濃縮器（２３’）周りの角度変化を小さくすることで剥離が抑えられ、燃料の濃縮効果が増進されて、ＮＯｘ低減効果が高まると共に燃焼効率が向上する。
［００８９］
図１６、図１７には濃縮器（２３、２３’）の効果的な構成例を示しているが、例えば三角柱など類似の構造を有する濃縮器を用いても、同様の効果が得られる。
［００９０］
図１８には本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図１８（ａ）は、ノズル（１２）の出口部の長辺を通って形成される燃料含有流体供給ノズル（１２）面に平行な断面矢視図（図１８（ｂ）のＢ−Ｂ線断面）を示し、図１８（ｂ）に図１８（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１８（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。
［００９１］
図１８には燃料含有流体供給ノズル（１２）の入口部に堰（せき）状の流体分配板（２４）が設けられている。燃料含有流体（１１）は堰（せき）状の流体分配板（２４）の上流側に一旦衝突して、燃料含有流体供給ノズル（１２）の長辺方向に均等に分散された後、燃料含有流体供給ノズル（１２）内の燃料含有流体案内板（１９）で仕切られた４つの流路に均等に導かれ、均等な状態を維持して火炉（４）に供給される。
［００９２］
図１９は燃料含有流体供給ノズル（１２）の中心部に油供給ノズル（４１）を設置した例
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
を示す。図１９（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図（図１９（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図１９（ｂ）に図１９（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１９（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。
［００９３］
図２０は保炎器（１７）の周囲にガス導入管（４２）から水平管（４３）を経由してガス供給ノズル（４４）に繋がるガス噴出部を設置した例を示す。
［００９４］
図２０（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図（図２０（ｂ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図）を示し、図２０（ｂ）に図２０（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図２０（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。
［００９５］
図２１に示すバーナ構造は該バーナの燃料含有流体供給ノズル（１２）内を流れる燃料含有流体（１１）の流れに直交する断面形状が矩形である燃料含有流体供給ノズル（１２）の長辺側を上下方向に向けて配置した場合の火炉（４）側から見た燃料含有流体供給ノズル（１２）の正面図（図２１（ａ））と平面図（図２１（ｂ））を示す。
［００９６］
火炉（４）正面側から見て図２１に示す燃料含有流体供給ノズル（１２）からは、該ノズル（１２）の長辺側の上方向と下方向で火炉壁面に直交する平面に対して左右互いに水平方向の反対側に傾斜して燃料含有流体噴出流（２０ａ、２０ｂ）が形成される。本燃料含有流体噴出流の形成は図７又は図９のバーナ構造を適用することで達成される。
［００９７］
図２２に示すバーナ構造は該バーナの燃料含有流体供給ノズル（１２）内を流れる燃料含有流体（１１）の流れに直交する断面形状が矩形である燃料含有流体供給ノズル（１２）の長辺側を上下方向に向けて配置した場合の火炉（４）側から見た燃料含有流体供給ノズル（１２）の正面図（図２２（ａ））と平面図（図２２（ｂ））を示す。
［００９８］
火炉（４）正面側から見て図２２に示す燃料含有流体供給ノズル（１２）からは、該ノズル（１２）の長辺側の上方向と下方向で火炉壁面に直交する平面に対して片方は水平方向に傾斜して燃料含有流体噴出流（２０ｂ）を形成し、他方は火炉壁面に直交して燃料含有流体噴出流（２０ｃ）を形成する。本燃料含有流体噴出流の形成は図８のバーナ構造を適用することで達成される。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
図面の簡単な説明
［０１０９］
［図１］本発明と従来技術のバーナ出口の着火領域の説明図である。
［図２］本発明と従来技術のバーナ出口の未着荷領域の説明図である。
［図３］本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図３（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面図を示し、図３（ｂ）に図３（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図３（ｃ）はバーナの出口部を火炉側から見た正面図を示す。）。
［図４］発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図４（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面図を示し、図４（ｂ）に図４（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図４（ｃ）はバーナの出口部を火炉側から見た正面図を示す。）。
［図５］本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図５（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図を示し、図５（ｂ）に図５（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図５（ｃ）はバーナの出口部を火炉側から見た正面図を示す。）。
［図６］本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図６（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図を示し、図６（ｂ）に図６（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図６（ｃ）はバーナの出口部を火炉側から見た正面図を示す。）。
［図７］本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図７（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図を示し、図７（ｂ）に図７（ａ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図を示し、図７（ｃ）に図７（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示す。）。
［図８］本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図８（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図を示し、図８（ｂ）に図８（ａ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図を示し、図８（ｃ）に図８（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示す。）。
［図９］本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図９（ａ）はバーナの中心軸を通り
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図を示し、図９（ｂ）にバーナの斜視図を示し、図９（ｃ）に図９（ａ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図を示し、図９（ｄ）に図９（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示す。）。
［図１０］本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図１０（ａ）はバーナの中心軸を通り、火炉に向けて延長した線上の出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図を示し、図１０（ｂ）に図１０（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１０（ｃ）にバーナの出口部を火炉側から見た正面図示す。）。
［図１１］図１０に記載の発明による効果の説明図を示す。
［図１２］図１０に示す発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図１２（ａ）はバーナの中心軸を通り、火炉に向けて延長した線上の出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図を示し、図１２（ｂ）に図１２（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１２（ｃ）にバーナの出口部を火炉側から見た正面図示す。）。
［図１３］本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図１３（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図を示し、図１３（ｂ）に図１３（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１３（ｃ）はバーナの出口部を火炉側から見た正面図を示す。）。
［図１４］本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図１４（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図を示し、図１４（ｂ）に図１４（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１４（ｃ）はバーナの出口部を火炉側から見た正面図を示す。）。
［図１５］本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図１５（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図を示し、図１５（ｂ）に図１５（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１５（ｃ）はバーナの出口部を火炉側から見た正面図を示す。）。
［図１６］本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図１６（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図を示し、図１６（ｂ）に図１６（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１６（ｃ）はバーナの出口部を火炉側から見た正面図を示す。）。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
［図１７］本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図１７（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径を通る平面に平行な方向の断面矢視図を示し、図１７（ｂ）に図１７（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示し、図１７（ｃ）はバーナの出口部を火炉（４）側から見た正面図を示す。）。
［図１８］本発明の一実施例のバーナの構造例を示す（図１８（ａ）は、出口部の長辺を通って形成される燃料含有流体供給ノズル面に平行な断面矢視図（図１８（ｂ）のＢ−Ｂ線断面）を示し、図１８（ｂ）に図１８（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を、図１８（ｃ）はバーナの出口部を火炉側から見た正面図を示す。）。
［図１９］燃料含有流体供給ノズルの中心部に油供給ノズルを設置した例を示す。
［図２０］保炎器の周囲にガス供給ノズルを設置した例を示す。
［図２１］燃料含有流体供給ノズルの正面図（図２１（ａ））と平面図（図２１（ｂ））を示す。
［図２２］他の構成に対する燃料含有流体供給ノズルの正面図（図２２（ａ））と平面図（図２２（ｂ））を示す。
［図２３］図２１に示す燃料含有流体供給ノズルの多数が一つの火炉壁面に上下方向に３段と水平方向に４列配置された例を示す。
［図２４］図２１及び図２２に示す燃料含有流体供給ノズルの多数が一つの火炉壁面に上下方向に３段と水平方向に４列配置された例を示す。
［図２５］図２１に示す燃料含有流体供給ノズルの多数が一つの火炉壁面に上下方向に３段と水平方向に４列配置された他の実施例を示す。
［図２６］本発明の一実施例のバーナを配置したボイラの火炉壁の平面図を示す。
［図２７］本発明の一実施例のバーナを配置したボイラの火炉壁の平面図を示す。
［図２８］従来技術からなる固体燃料用バーナの例を示す（図２８（ａ）はバーナの側断面図、図２８（ｂ）は該バーナを火炉内から見た正面図である。）。
［図２９］図２９（ａ）に従来技術のバーナの燃料含有流体供給ノズルの燃料含有流体の噴出流に沿った方向の断面図を示し、図２９（ｂ）に燃料含有流体供給ノズルの出口部を火炉側から見た正面図を示す。
［図３０］従来技術のバーナの燃料含有流体供給ノズルの燃料含有流体の噴出流に沿った断面方向の火炉内の火炎伝播の挙動を模式的に示す。
【手続補正書】
【提出日】平成21年3月16日(2009.3.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
図９に本発明の一実施例のバーナの構造例を示す。図９（ａ）はバーナの中心軸を通り、出口部の長径部の最長径に平行な方向の断面矢視図を示し、図９（ｂ）にバーナの斜視図を示し、図９（ｃ）に図９（ａ）のＢ−Ｂ線断面の矢視図を示し、図９（ｄ）に図９（ａ）のＡ−Ａ線断面の矢視図を示す。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
図９に示すバーナは、図７に示すバーナと同様に燃料含有流体供給ノズル（１２）内を流れる燃料含有流体（１１）が流れ方向に沿って燃料含有流体供給ノズル（１２）の拡大する方向に均等に供給されるように燃料含有流体案内板（１９）を配置している。燃料含有流体供給ノズル（１２）の入り口部正面の形状は平行四辺形であり、燃料含有流体供給ノズル（１２）の片方の側面（１２ａ）は流れ方向に沿って斜め下に向かって、他方の側面（１２ｂ）は流れ方向に沿って斜め上に向かって配置され、燃料含有流体供給ノズル（１２）出口に至っている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
本構成により、燃料含有流体供給ノズル（１２）の側面（１２ａ）に近い部分では図９（ｄ）に示すように斜め下向きの燃料含有流体噴出流（２０ａ）を形成し、側面（１２ｂ）に近い部分では図９（ｃ）に示すように斜め上向きの燃料含有流体噴出流（２０ｄ）を形成する。燃料含有流体供給ノズル（１２）が燃料含有流体案内板（１９）で仕切られた中央２つの流路からは、燃料含有流体噴出流（２０ａ）と中心線の中間に噴出方向を有する燃料含有流体噴出流（２０ｂ）と、燃料含有流体噴出流（２０ｄ）と中心線の中間に噴出方向を有する燃料含有流体噴出流（２０ｃ）を形成する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2008038426.tif 000033
【手続補正書】
【提出日】平成21年4月10日(2009.4.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１３】
該ノズル（１２）の外周部に配置される一以上の燃焼用空気供給ノズル（１５）の外側の燃焼用空気の噴出方向を燃料噴出方向に対して外側に広げる燃焼用空気案内板（１５ａ）を前記燃焼用空気供給ノズル（１５）の先端に設けたことを特徴とする請求項１、４〜１２のいずれかに記載のバーナ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
請求項１３記載の発明は、該ノズル（１２）の外周部に配置される一以上の燃焼用空気供給ノズル（１５）の外側の燃焼用空気の噴出方向を燃料噴出方向に対して外側に広げる燃焼用空気案内板（１５ａ）を前記燃焼用空気供給ノズル（１５）の先端に設けた請求項１、４〜１２のいずれかに記載のバーナである。
【国際調査報告】
2008038426.tif 000034
2008038426.tif 000035
2008038426.tif 000036
2008038426.tif 000037