(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１バーナと、
第２バーナとを構成し、
前記第１バーナは、
第１外管と、
前記第１外管に同心状に配置される第１内管と、
前記第１外管と前記第１内管との間に配置される仕切管と、
前記第１外管と前記第１内管の先頭側に配置される第１ノズルとを形成し、
前記第２バーナは、
第２外管と、
前記第２外管に同心状に配置される第２内管とを形成し、
前記第２外管と前記第２内管の先頭側に配置される第２ノズルとを形成し、
前記第１外管と前記第２外管とは概ね同心的に配置され、
前記第１外管と前記仕切管と前記第１内管とは、第１燃料が導入される第１燃料供給路と第１噴霧媒体が導入される第１噴霧媒体供給路を形成し、
前記第２外管と前記第２内管とは、第２燃料が導入される第２燃料供給路と第２噴霧媒体が導入される第２噴霧媒体供給路を形成し、
前記第１バーナの流量特性と前記第２バーナの流量特性は独立であり、且つ、前記第１燃料供給路に供給される前記第１燃料の供給量は、前記第２燃料供給路に供給される第２燃料の供給量とは個別に調節される
負荷調節型液体燃料バーナ。
【請求項２】
前記第１内管と前記第２外管とは兼用される
請求項１の負荷調節型液体燃料バーナ。
【請求項３】
前記第１内管と前記第２外管との間の環状空間にはシール空気が導入される
請求項１の負荷調節型液体燃料バーナ。
【請求項４】
前記第１外管と前記第１内管との先頭側に配置され前記第１外管と前記第１内管とを同心的に結合する第１ノズル形成体と、
前記第２外管と前記第２内管との先頭側に配置され前記第２外管と前記第２内管とを同心的に結合する第２ノズル形成体とを更に構成する
請求項１の負荷調節型液体燃料バーナ。
【請求項５】
前記第１ノズル形成体は、前記第１燃料と前記第１噴霧媒体を混合して噴射させる第１混合ノズルを構成し、
前記第２ノズル形成体は、前記第２燃料と前記第２噴霧媒体を混合して噴射させる第２混合ノズルを構成する
請求項４の負荷調節型液体燃料バーナ。
【請求項６】
前記第１内管と前記第２外管との間の環状空間にはシール空気が導入され、
前記第２バーナは前記第１バーナに対して軸方向に進退自在であり、
前記第２バーナの前進位置で前記環状空間は前記第１燃料供給路と前記第２燃料供給路に対して遮断される
請求項１の負荷調節型液体燃料バーナ。
【請求項７】
請求項１の負荷調節型液体燃料バーナを用いて火炉の負荷に対して負荷調節を実行する負荷調節型液体燃料燃焼方法であり、
前記第１バーナに点火するステップと、
前記点火に時間遅れで前記第２バーナの運転を開始するステップと、
前記燃料油圧力比を設定するステップとを構成し、
前記第２バーナの運転は前記燃料油圧力比より低い圧力比領域の特定圧力比点で開始され又は停止される
請求項５の負荷調節型液体燃料燃焼方法。
【請求項８】
前記燃料圧力比より高い圧力比領域では、前記第１バーナの流量特性は定差圧方式で運転される
請求項７の負荷調節型液体燃料燃焼方法。
【請求項９】
前記第２バーナの流量特性は、前記燃料圧力の全領域で定差圧方式で運転される
請求項１〜４から選択される１請求項の負荷調節型液体燃料燃焼方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷調節型液体燃料バーナ、及び、負荷調節型液体燃料燃焼方法に関し、特に、液体燃料と噴霧媒体とが同心２重管で供給され混合ノズルで混合される負荷調節型液体燃料バーナ、及び、負荷調節型液体燃料燃焼方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボイラのような火炉の中に、燃焼ガスが供給される。その燃焼ガスの供給のために、バーナが用いられる。バーナとして液体燃料に噴霧媒体が混合される液体燃料焚きバーナが知られている（後掲特許公報参照）。
【０００３】
液体燃料焚きバーナの基本構造は、図７に抽象化されて表され得る。液体燃料焚きバーナは、内側管１０１と外側管１０２とが同軸に二重管化されている。内側管１０１と外側管１０２との間の環状空間は液体燃料供給路１０３として形成され、内側管１０１の内部は噴霧媒体供給路１０４として形成されている。内側管１０１と外側管１０２とは、先頭側で噴霧器１０５に結合している。噴霧器１０５には、液体燃料ノズル１０６と噴霧媒体ノズル１０７と混合ノズル１０８とが形成されている。液体燃料供給路１０３を通される液体燃料は、液体燃料ノズル１０６を介して混合ノズル１０８に導かれる。噴霧媒体供給路１０４を通される噴霧媒体は、噴霧媒体ノズル１０７を介して混合ノズル１０８に導かれる。液体燃料は、混合ノズル１０８で噴霧媒体により噴霧化されて混合ノズル１０８から図示されない火炉内に霧状に噴射される。空気は噴霧器１０５の周囲に配置される空気箱を通されて噴霧化燃料とともに火炉の中に導入される。
【０００４】
このような液体燃料炊きバーナは、二流体噴霧型液体燃料炊きバーナといわれる。二流体噴霧型液体燃料炊きバーナとして、混合ノズルの中で液体燃料と噴霧媒体とを衝突的に混合して噴霧する中間混合型と、噴霧器の混合室の中で液体燃料と噴霧媒体とを混合した後にその噴霧器に穿孔された複数のスプレイノズルから液体燃料と噴霧媒体とを噴霧する内部混合型とが知られている。図８に示される二流体噴霧型液体燃料炊きバーナは、中間混合型として例示されている。
【０００５】
このような二流体噴霧型液体燃料炊きバーナは、燃焼量調節技術の点で、下記の３通りの運転方式が知られている。：
（１）噴霧媒体圧力が一定であり、液体燃料圧力の増減調節により燃焼量を調整する噴霧媒体定圧方式
（２）噴霧媒体圧力と液体燃料圧力の差圧を常態的に一定にすることにより燃焼量を調整する定差圧方式
（３）液体燃料圧力が特定液体燃料圧力より大きい高負荷状態では噴霧液体圧力を一定にすることにより燃焼量を調節する既述の噴霧媒体定圧方式と、液体燃料圧力が特定液体燃料圧力より小さい低負荷状態では、噴霧媒体圧力と液体燃料圧力の差圧を常態的に一定にすることにより燃焼量を調節する既述の定差圧方式の組合せである複合方式
【０００６】
図８は、最大液体燃料圧力を１とする液体燃料圧力比を横軸で示し、最大液体燃料圧力での液体燃料量を１とする液体燃料圧力比に対応する液体燃料流量比を縦軸で示して、流量特性を示している。実線は噴霧媒体定圧方式の流量特性を示し、点線は定差圧方式の流量特性を示している。図９は、液体燃料圧力を横軸で示し、既述の液体燃料流量比を縦軸で示して、複合方式の流量特性を示している。
【０００７】
液体燃料圧力のみの増減により燃焼量を調節する噴霧媒体定圧方式は、その運転が容易である利点を有するが、燃焼量を低減する操作の際に、液体燃料圧力＜噴霧媒体圧力の領域で、噴霧媒体量が急増し、又は、ベーパロックの発生に起因する燃焼が不安定になる懸念があって、安定燃焼が可能である最低液体燃料圧力を高く設定することが強いられ、最低液体燃料圧力を噴霧媒体圧力の６０〜７０％に設定する必要がある。このような設定は、燃焼可能である最大液体量と最小液体量との比で表される負荷（燃焼量）調節範囲（Ｔ．Ｄ．Ｒ：Turn Down Ratio）が狭くなり、そのＴ．Ｄ．Ｒは最大値で約５：１の程度である。低液体燃料圧力領域では、噴霧媒体量が増加して燃焼が不安定（噴霧媒体流量Ｇｓ／液体燃料量Ｇｏ＞＝４０％で失火した実例がある）になり、高液体燃料圧力領域では噴霧媒体量が減少して、燃焼不良になる恐れが強い。
【０００８】
定差圧方式は、最低液体燃料圧力を低く設定することができる利点を有するが、低液体燃料圧力領域で噴霧媒体量の減少に起因する燃焼不良の懸念がある。燃焼量の増加に起因して液体燃料圧力と噴霧媒体圧力とを同時に上昇させる必要があって、最大燃焼量が制限を受け、負荷調節範囲が狭くなり、そのＴ．Ｄ．Ｒは最大値で約５：１の程度に抑えられる。
【０００９】
複合方式は、負荷調節範囲が最も広い利点を有するが、そのＴ．Ｄ．Ｒは最大値で約１０：１の程度であり、低液体燃料圧力領域と高液体燃料圧力領域とで噴霧媒体量の減少に起因する燃焼不良の恐れが強い。
【００１０】
安定燃焼と負荷調節範囲の拡大とを同時に実現する技術の確立が求められる。
【００１１】
【特許文献１】
日本国特許第３２５４１３１号
【特許文献２】
特開平１０−２２０７１３号
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、安定燃焼と負荷調節範囲の拡大とを同時に実現する技術の確立することができる負荷調節型液体燃料バーナ、及び、負荷調節型液体燃料燃焼方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数の形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【００１４】
本発明による負荷調節型液体燃料バーナは、第１バーナ（１）と、第２バーナ（２）とから構成されている。第１バーナ（１）は、第１外管（３）と、第１外管（３）に同心状に配置される第１内管（４）と、第１外管（３）と第１内管（４）との間に配置される仕切管（５）と、第１外管（３）と第１内管（４）の先頭側に配置される第１ノズル（３１）とを形成している。第２バーナ（２）は、第２外管（８）と第２外管（８）に同心状に配置される第２内管（９）と、第２外管（８）と第２内管（９）の先頭側に配置される第２ノズル（４３）とから形成されている。第１外管（３）と第２外管（８）とは概ね同心的に配置されている。第１外管（３）と仕切管（５）と第１内管（４）とは、第１燃料（１４）が導入される第１燃料供給路（６）と第１噴霧媒体（１６）が導入される第１噴霧媒体供給路（７）を形成している。第２外管（８）と第２内管（９）とは、第２燃料（２０）が導入される第２燃料供給路（１１）と第２噴霧媒体（２０’）が導入される第２噴霧媒体供給路（１２）を形成している。第１バーナ（１）の流量特性と第２バーナ（２）の流量特性は独立であり、且つ、第１燃料供給路（６）に供給される燃料の供給量は、第２燃料供給路（１１）に供給される第２燃料の供給量とは個別に調節される。
【００１５】
両流量特性がそれぞれの必要時に活用され得るので、安定燃焼と負荷調節範囲の拡大とが同時に実現される。第１バーナ（１）と第２バーナ（２）の同心構造は、第１ノズルと第２ノズルの近接構造を容易化し、且つ、簡素化することができる。
【００１６】
第１内管（４）と第２外管（８）とは兼用されうる。この場合には、仕切管は他の管に読み直される。このような兼用が行われない場合には、第１内管（４）と第２外管（８）との間の環状空間にはシール空気（２２）が導入される。
【００１７】
第１外管（３）と第１内管（４）との先頭側に配置され第１外管（３）と第１内管（４）とを同心的に結合する第１ノズル形成体（２６）と、第２外管（８）と第２内管（９）との先頭側に配置され第２外管（８）と第２内管（９）とを同心的に結合する第２ノズル形成体（３５）とが追加される。第１ノズル形成体（２６）と第２ノズル形成体（３５）とは、既述の同心構造を強化し、且つ、第１ノズル（３１）と第２ノズル４３とを形成することができ、第１ノズル形成体（２６）は、第１燃料（１４）と第１噴霧媒体（１６）を混合して噴射させる第１混合ノズル（３１）を構成し、第２ノズル形成体（３５）は、第２燃料（２０）と第２噴霧媒体（２０’）を混合して噴射させる第２混合ノズル（４３）を構成する。
【００１８】
第１内管（４）と第２外管（８）との間の環状空間（２１）にはシール空気が導入される場合には、第２バーナ（２）は第１バーナ（１）に対して軸方向に進退自在であり、第２バーナ（２）の前進位置で環状空間（２１）は第１燃料供給路（６）と第２燃料供給路（１１）に対して遮断され、混合防止構造が簡素に構成され得る。
【００１９】
本発明による負荷調節型液体燃料燃焼方法は、既述の負荷調節型液体燃料バーナを用いて火炉の負荷に対して負荷調節を実行する負荷調節型液体燃料燃焼方法であり、第１バーナ（１）に点火するステップと、その点火に時間遅れで第２バーナ（２）の運転を開始するステップと、燃料油圧力比を設定するステップとから構成されている。第２バーナ（２）の運転は燃料油圧力比より低い圧力比領域の特定圧力比点で開始され又は停止される（図６）。燃料圧力比より高い圧力比領域では、第１バーナ（１）の流量特性は定差圧方式で運転される。第２バーナ（２）の流量特性は、燃料圧力の全領域で定差圧方式で運転される。多様な運転方式の利点を組み合わせて活用することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図に対応して、本発明による負荷調節型液体燃料バーナの実施の形態は、主バーナ１が従バーナ２とともに同心に設けられて構成されている。主バーナ１は、主バーナ外管３と主バーナ内管４と主バーナ流路仕切管５とから形成されている。主バーナ外管３と主バーナ内管４と主バーナ流路仕切管５は、互いに同心に配置され共通の軸心線を共有している。主バーナ流路仕切管５は、主バーナ外管３と主バーナ内管４との間に配置されている。主バーナ外管３と主バーナ流路仕切管５との間の環状空間は、燃料油（液体燃料）の軸流を形成する主バーナ燃料油流路６を形成している。主バーナ内管４と主バーナ流路仕切管５との間の環状空間は、噴霧媒体（蒸気）の軸流を形成する主バーナ噴霧媒体流路７を形成している。
【００２１】
従バーナ２は、従バーナ外管８と従バーナ内管９とから形成されている。従バーナ外管８と従バーナ内管９は、互いに同心に配置され共通の軸心線を共有している。従バーナ内管９の内部空間は、燃料油の軸流を形成する従バーナ燃料油流路１１を形成している。従バーナ外管８と従バーナ内管９との間の環状空間は、噴霧媒体の軸流を形成する従バーナ噴霧媒体流路１２を形成している。
【００２２】
主バーナ外管３と主バーナ流路仕切管５と主バーナ内管４と従バーナ外管８と従バーナ内管９とは、導入側端部で第１多管末端部位結合金物１３で結合されそれらの同心構造が形成されている。第１多管末端部位結合金物１３には、主バーナ燃料油流路６に主バーナ用燃料油１４を供給する主バーナ用燃料油入口孔１５と、主バーナ噴霧媒体流路７に主バーナ用噴霧媒体１６を供給する主バーナ用噴霧媒体入口孔１７とが形成されている。従バーナ内管９の導入側端部には、従バーナ燃料油流路１１に従バーナ用燃料油２０を供給する従バーナ用燃料油入口孔１８が形成されている。従バーナ外管８の導入側端部には、従バーナ噴霧媒体流路１２に従バーナ用噴霧媒体２０’を供給する従バーナ用噴霧媒体入口孔１９とが形成されている。主バーナ内管４と従バーナ外管８との間の環状空間は、シール用空気を通すシール用空気流路２１を形成している。第１多管末端部位結合金物１３には、シール用空気流路２１にそのシール用空気２２を供給するシール用空気入口孔２３が形成されている。
【００２３】
主バーナ外管３と主バーナ流路仕切管５と主バーナ内管４とは、ノズル側端部で第２多管末端部位結合金物２４で結合されそれらの同心構造が形成されている。第２多管末端部位結合金物２４は、主バーナ噴霧器締付け金物２５で締め付けられている。第２多管末端部位結合金物２４の先頭側部位は、主バーナノズル本体（噴霧器）２６として形成されている。第２多管末端部位結合金物２４の中には、主バーナ燃料油流路６に先頭側に接続して連続する主バーナ燃料油接続流路２７と、主バーナ噴霧媒体流路７に先頭側に接続して連続する主バーナ噴霧媒体接続流路２８とが形成されている。主バーナ噴霧媒体接続流路２８の先頭側は、主バーナ噴霧器噴霧媒体室２９として形成されている。主バーナ用混合気ノズル３１は、主バーナノズル本体２６の先頭面である前端面で開放されている。主バーナ用混合気ノズル３１と主バーナ噴霧器噴霧媒体室２９との間に、噴霧媒体ノズル３２が形成されている。主バーナ噴霧器噴霧媒体室２９は、噴霧媒体ノズル３２と主バーナ用混合気ノズル３１とを介して後述される火炉の内部に接続している。主バーナ燃料油接続流路２７の先頭側は、主バーナ噴霧器燃料油室３３として形成されている。主バーナ用燃料油ノズル３４は、主バーナ噴霧器燃料油室３３の先頭面と主バーナ用混合気ノズル３１のノズル内面とを接続し、主バーナ用混合気ノズル３１のノズル内面で開放されている。主バーナ噴霧器燃料油室３３は、主バーナ用燃料油ノズル３４と主バーナ用混合気ノズル３１とを介して火炉の内部に接続している。
【００２４】
従バーナ外管８と従バーナ内管９とは、ノズル側端部で第３多管末端部位結合金物３５で結合されそれらの同心構造が形成されている。第３多管末端部位結合金物３５は、従バーナ噴霧器締付け金物３６で締め付けられている。第３多管末端部位結合金物３５の先頭側部位は、従バーナノズル本体３７として形成されている。第３多管末端部位結合金物３５の中には、従バーナ燃料油流路１１に先頭側に接続して連続する従バーナ燃料油接続流路３９と、従バーナ噴霧媒体流路１２に先頭側に接続して連続する従バーナ噴霧媒体接続流路３８とが形成されている。従バーナ燃料油接続流路３９の先頭側は、従バーナ噴霧器混合室４１として形成されている。従バーナ噴霧媒体接続流路３８は、従バーナノズル本体３７に開けられている混合用通路孔４２を介して従バーナ噴霧器混合室４１に通じている。従バーナノズル本体３７には、スプレイノズル４３が開けられている。スプレイノズル４３は、共通軸心線の周りの同一円周上に配置される複数のノズル孔で構成されている。従バーナ噴霧器混合室４１は、スプレイノズル４３を介して従バーナノズル本体３７の外側に通じ、複数のスプレイノズル４３は、従バーナノズル本体３７の前端面で開放されていて、火炉の内部に接続している。
【００２５】
図１は、従バーナ２が主バーナ１ともに運転されている使用状態を示している。この使用状態では、従バーナ噴霧器締付け金物３６の先頭面が主バーナノズル本体２６の内面を形成する軸直角面に密着的に突きあたっていて、従バーナ噴霧媒体流路１２は火炉に対しては封止されている。従バーナ２は、軸方向に主バーナ１に対して摺動的に移動することができる。図２は、従バーナ２が後方側に後退して従バーナ２の運転が止められていて使用されていない不使用状態を示している。その不使用使用状態では、第２多管末端部位結合金物２４の内側円筒面で囲まれる空間の前方部位（先頭部位）が大きく開放されて開放空間４４が形成されている。開放空間４４に流れ込むシール用空気２２は、主バーナ用混合気ノズル３１の前端部位の大きい開口４５から火炉の内部に導入される。
【００２６】
図３は、実施の既述の形態である液体燃料バーナ１０が装備されている火炉５１と燃料油・噴霧媒体を供給する供給設備とから構成されている燃焼制御系を示している。その燃焼制御系は、燃料油貯槽５２と、噴霧媒体発生器５３と、送風機５４とから構成されている。液体燃料バーナ１０は、その先頭部位を形成する主バーナ用混合気ノズル３１と従バーナ燃料油接続流路３９とが火炉の炉壁であるボイラ本体５５を貫通している。１つの液体燃料バーナ１０の軸心線を囲む１つのバーナ風箱５６は、その液体燃料バーナ１０に位置対応して配置されボイラ本体５５に取り付けられている。
【００２７】
燃料油貯槽５２と液体燃料バーナ１０とを接続する燃料油供給管５６には、燃料油圧調弁５７が介設されている。燃料油供給管５６を構成する燃料油供給分岐管５８には、液体燃料バーナ１０と燃料油圧調弁５７との間で、主バーナ燃料油圧調弁５９と主バーナ入口燃料油弁６１とが介設されている。主バーナ入口燃料油弁６１は、主バーナ用燃料油入口孔１５に接続している。燃料油供給分岐管５８には、液体燃料バーナ１０と燃料油圧調弁５７との間で、主バーナ燃料油圧調弁５９と主バーナ入口燃料油弁６１の直列接続に対して並列に従バーナ燃料油圧調弁６２と従バーナ入口燃料油弁６３とが直列に介設されている。従バーナ入口燃料油弁６３は、従バーナ用燃料油入口孔１８に接続している。
【００２８】
噴霧媒体発生器５３と液体燃料バーナ１０とを接続する噴霧媒体供給管６４には、噴霧媒体圧調弁６５が介設されている。噴霧媒体供給管６４を構成する噴霧媒体供給分岐管６６には、液体燃料バーナ１０と噴霧媒体圧調弁６５との間で、主バーナ噴霧媒体圧調弁６７と主バーナ入口噴霧媒体弁６８とが介設されている。主バーナ入口噴霧媒体弁６８は、主バーナ用噴霧媒体入口孔１７に接続している。噴霧媒体供給分岐管６６には、液体燃料バーナ１０と燃料油圧調弁５７との間で、主バーナ噴霧媒体圧調弁６７と主バーナ入口噴霧媒体弁６８の直列接続に対して並列に従バーナ噴霧媒体圧調弁６９と従バーナ噴霧媒体弁７１とが直列に介設されている。従バーナ噴霧媒体弁７１は、従バーナ用噴霧媒体入口孔１９に接続している。
【００２９】
主バーナ入口燃料油弁６１と主バーナ入口噴霧媒体弁６８のそれぞれの下流側には、第１バーナ燃料油ラインパージ用元弁７２が介設されている。従バーナ入口燃料油弁６３と従バーナ噴霧媒体弁７１のそれぞれの下流側には、第２バーナ燃料油ラインパージ用元弁７３が介設されている。
【００３０】
運転方法：
ステップ１：
燃料油圧調弁５７が開かれ燃料油貯槽５２から燃料油供給管５６を介して供給される燃料油は、主バーナ燃料油圧調弁５９と主バーナ入口燃料油弁６１とから構成される主バーナ側燃料油供給量調整弁を介して、主バーナ用燃料油入口孔１５に供給される。主バーナ用燃料油入口孔１５に供給される主バーナ側燃料油１４は、主バーナ燃料油流路６を介して主バーナ噴霧器燃料油室３３に送り込まれる。主バーナ噴霧器燃料油室３３に送り込まれた主バーナ側燃料油１４は、主バーナ用燃料油ノズル３４と主バーナ用混合気ノズル３１とを介して火炉内に導入される。
【００３１】
ステップ２：
噴霧媒体圧調弁６５が開かれ噴霧媒体発生器５３から噴霧媒体供給管６４を介して供給される噴霧媒体（蒸気）は、主バーナ噴霧媒体圧調弁６７と主バーナ入口噴霧媒体弁６８とから構成される主バーナ側噴霧媒体供給量調整弁を介して、主バーナ用噴霧媒体入口１７に供給される。主バーナ用噴霧媒体入口１７に供給される主バーナ用噴霧媒体１６は、主バーナ噴霧媒体流路７を介して主バーナ噴霧器噴霧媒体室２９に送り込まれる。主バーナ噴霧器噴霧媒体室２９に送り込まれた主バーナ用噴霧媒体１６は、主バーナ用混合気ノズル３１を介して火炉内に導入される。火炉内に導入された主バーナ用燃料油１４は主バーナ用混合気ノズル３１から噴霧される主バーナ用噴霧媒体１６により火炉内で有効に霧化される。
【００３２】
ステップ３：
空気は、バーナ風箱５６から火炉内に供給される。点火装置（図示されず）により、霧化された燃料油に点火される。火炉内で燃料油は、噴霧媒体の膨張力により微粒化され、着火後にはその燃焼は継続される。
【００３３】
ステップ４：
主バーナ点火に続いて、燃料油貯槽５２から供給される燃料油は、従バーナ燃料油圧調弁６２と従バーナ入口燃料油弁６３とから構成される従バーナ側燃料油供給量調整弁を介して、従バーナ用燃料油入口孔１８に供給される。従バーナ用燃料油入口孔１８に供給される主バーナ側燃料油２０は、従バーナ燃料油流路１１を介して従バーナ燃料油接続流路３９に送り込まれる。従バーナ燃料油接続流路３９に送り込まれた主バーナ側燃料油２０は、スプレイノズル４３を介して火炉内に導入される。
【００３４】
ステップ５：
噴霧媒体発生器５３から供給される噴霧媒体（蒸気）は、従バーナ噴霧媒体圧調弁６９と従バーナ入口噴霧媒体弁７１とから構成される従バーナ側噴霧媒体供給量調整弁を介して、従バーナ用噴霧媒体入口孔１９に供給される。従バーナ用噴霧媒体入口孔１９に供給される従バーナ用噴霧媒体２０’は、従バーナ噴霧媒体流路１２を介して従バーナ噴霧媒体接続流路３８に送り込まれる。従バーナ噴霧媒体接続流路３８に送り込まれた従バーナ用噴霧媒体２０’は、スプレイノズル４３を介して火炉内に導入される。火炉内に導入された従バーナ用燃料油２０はスプレイノズル４３から噴霧される従バーナ用噴霧媒体２０’により火炉内で有効に霧化される。従バーナ用燃料油２０は、主バーナ１の燃焼流体により点火される。
【００３５】
ステップ６：
既述のステップ１〜５に併行して、シール用空気２２がシール用空気入口孔２３を介してシール用空気流路２１に導入される。主バーナ１と従バーナ２との間は、シール用空気により満たされていて、主バーナ用燃料油１４と従バーナ用燃料油２０が混合することはなく、且つ、主バーナ用噴霧媒体１６と従バーナ用噴霧媒体２０’とが混合することはない。
【００３６】
主バーナ１と従バーナ２は、独立運転が可能である。主バーナ１の単独運転と、従バーナ２の単独運転と、主バーナ１と従バーナ２の同時的運転の３つのモードの運転が可能であり、その特性に応じて、公知の噴霧媒体定圧方式と公知の定差圧方式と公知の複合方式のそれぞれの利点の活用を促進し、且つ、それらの方式の欠点の増大を抑制することができる。運転モードの切替は、主バーナ１と従バーナ２とで独立に噴霧媒体と燃料との供給の割合を調整する図３の２系統２流体独立供給系の弁開閉度制御により円滑に実行される。２つの単独運転の間の切替と同時に両単独運転の容量のそれぞれの可変性が保証されている。従バーナ２の運転の停止は主バーナ１の燃焼中に任意であり、バーナ内と主バーナ燃料油流路６のパージが可能である。シール用空気流路２１の存在は、主バーナ１と従バーナ２との間で液体燃料噴霧粒子群の相互的混入を有効に防止し、両バーナ１，２のそれぞれの固有の性能の独立性を確保することができる。
【００３７】
第３多管末端部位結合金物５は、従バーナ側噴霧媒体が主バーナ側に漏れることを防止することを保証している。主バーナ内管４と従バーナ外管８とは省略され得る。この場合には、従バーナ２は二重管として形成されず単管として形成され、主バーナ噴霧媒体流路７と従バーナ噴霧媒体流路１２とは同一共通の噴霧媒体流路として形成され得る。主バーナ１と従バーナ２とがともに二重管で形成される場合には、シール空気の供給通路２１が同軸的に簡素に形成され得る。
【００３８】
ボイラ起動時には、主バーナ１が先に着火され、燃焼量を徐々に増加して負荷上昇を行い、燃焼量が主バーナ１の定格又は所定の量に到達した後に従バーナ２を着火して合計燃焼量を増加させて行く運転制御が合理的であり、このような理想的運転が実現される。逆に、ボイラ負荷低下時には、先に従バーナ２の燃焼量を徐々に減少させ次に主バーナ１の燃焼量を徐々に減少させることが理想的である。
【００３９】
バーナには中間混合型と内部混合型とが知られている。実施の図１の形態では、主バーナ１には中間混合型が採用され、従バーナ２には内部混合型が採用されているが、その型は自由に採択され得る。
【００４０】
図６は、試験機による実証試験の結果を示している。図６で、横軸は燃料油圧力比を示し、縦軸は燃料油流量比を示している。複合方式の主バーナ流量特性は、縦線を境界としてその境界より低圧側では差圧方式が採用されている。従バーナの負荷低下時の点火点は、その低圧側領域にある。本発明による負荷調節型液体燃料バーナの運用時の流量特性は、太線の折線曲線で示されている。定差圧方式の従バーナ流量特性と主バーナの流量特性の単純合計により運転されるのではなく、従バーナの消火点より低圧力比側では主バーナの単独運転が実施される。本発明の運用時の流量特性は、消火点の主バーナ流量特性値と、主バーナと従バーナの特性値の合計値との間の特性曲線、特には、直線で表されている。
【００４１】
バーナには、固有に流量特性がある、２つのバーナの同心的組合せは、従バーナの着火点と消火点を適正に選択することにより、２つの流量特性に基づいて単独バーナでは得られない流量特性を与えることができ、方式に拘束されずに、安定燃焼と負荷調節範囲の拡大とを同時に実現することができる。
【００４２】
図４は、本発明による負荷調節型液体燃料バーナの実施の他の形態を示している。実施の本形態では、従バーナ２の２流体混合方式の点で実施の既述の形態と異なっている。従バーナノズル本体３７に、複数のスプレイノズル４３が開けられている点は、実施の既述の形態に同じである。実施の本形態では、従バーナ燃料油流路１１の先頭領域はノズルを介してそのようなスプレイノズル４３に接続している。従バーナ噴霧媒体流路１２の先頭領域には、噴霧媒体均圧室７５が設けられている。噴霧媒体均圧室７５は、ノズル７４を介してスプレイノズル４３に接続している。実施の本形態では燃料と噴霧媒体とは、スプレイノズル４３の中で初めて混合される。
【００４３】
図５は、本発明による負荷調節型液体燃料バーナの実施の他の形態を示している。実施の本形態では、従バーナ２の２流体混合方式の点で実施の図１の形態と異なっている。従バーナノズル本体３７の前端中心に単孔型混合スプレイノズル４３’が設けられている。従バーナ内管９の先頭端に、燃料油用ノズル本体７７が従バーナノズル本体３７とは別体に形成されている。燃料油用ノズル本体７７の前端中心に単孔型燃料専用ノズル７６が設けられている。従バーナ２の運転時には、単孔型燃料専用ノズル７６は単孔型混合スプレイノズル４３’に概ね同じ位置に位置し、単孔型燃料専用ノズル７６は単孔型混合スプレイノズル４３’に重合的に軸方向に接近している。燃料と噴霧媒体は、１点領域で同時的に拡散的に噴出され、燃料は単孔型混合スプレイノズル４３’から噴出する時点で噴霧媒体により有効に霧化されて火炉に導入される。着火点又は消火点の運転切替が瞬時的に行われ得る。
【００４４】
【発明の効果】
本発明による負荷調節型液体燃料バーナ、及び、負荷調節型液体燃料燃焼方法は、安定燃焼と負荷調節範囲の拡大を同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による負荷調節型液体燃料バーナの実施の形態を示す断面図である。
【図２】図２は、図１の一部の位置変更を示す断面図である。
【図３】図３は、配管系統を示す回路図である。
【図４】図４は、本発明による負荷調節型液体燃料バーナの実施の他の形態を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明による負荷調節型液体燃料バーナの実施の更に他の形態を示す断面図である。
【図６】図６は、流量特性比較を示すグラフである。
【図７】図７は、公知のバーナを示す断面図である。
【図８】図８は、公知の流量特性を示すグラフである。
【図９】図９は、公知の他の流量特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１…第１バーナ
２…第２バーナ
３…第１外管
４…第１内管
５…仕切管
６…第１燃料供給路
７…第１噴霧媒体供給路
８…第２外管
９…第２内管
１１…第２燃料供給路
１２…第２噴霧媒体供給路
１４…第１燃料
１６…第１噴霧媒体
２０…第２燃料
２０’…第２噴霧媒体
２２…シール空気
２６…第１ノズル形成体
３１…第１ノズル（第１混合ノズル）
３５…第２ノズル形成体
４３…第２混合ノズル（第２ノズル）
【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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