(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体燃料と空気とを混合した燃料ガスを吹き込み可能な燃料ノズルと、
該燃料ノズルの外側から空気を吹き込み可能な２次空気ノズルと、
前記燃料ノズルの軸心側に設けられる保炎器と、
前記燃料ノズルの内壁面と前記保炎器との間に設けられる整流部材と、
を備え、
前記整流部材は、複数設けられて前記燃料ノズルの先端部で燃料ガスの流れ方向に直交する方向に対向して配置される、
ことを特徴とする燃焼バーナ。
【請求項２】
前記整流部材は、前記保炎器と所定の隙間をもって配置されることを特徴とする請求項１に記載の燃焼バーナ。
【請求項３】
前記整流部材は、前記保炎器との距離が燃料ガスの流れ方向に沿ってほぼ同じになるように設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の燃焼バーナ。
【請求項４】
前記整流部材は、燃料ガスの流れ方向における下流側に拡幅部が設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の燃焼バーナ。
【請求項５】
前記保炎器は、燃料ガスの流れ方向における下流側に拡幅部が設けられ、前記整流部材の先端部と、前記保炎器の拡幅部が燃料ガスの流れ方向にずれて配置されることを特徴とする請求項４に記載の燃焼バーナ。
【請求項６】
前記整流部材は、水平方向に沿う第１整流部材と鉛直方向に沿う第２整流部材が交差することを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の燃焼バーナ。
【請求項７】
前記保炎器は、燃料ノズルの内壁面から離間して設けられることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の燃焼バーナ。
【請求項８】
前記保炎器は、前記燃料ノズルの軸心側に設けられる複数の保炎部材を有し、前記整流部材は、前記複数の保炎部材の間に設けられることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の燃焼バーナ。
【請求項９】
前記保炎器は、水平方向に沿って配置される第１保炎部材と、鉛直方向に沿って配置される第２保炎部材とが交差することを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載の燃焼バーナ。
【請求項１０】
前記第１保炎部材と前記第２保炎部材とは、それぞれ複数の保炎部材からなり、前記第１保炎部材が複数鉛直方向に所定隙間をもって配置される一方、前記第２保炎部材が複数水平方向に所定隙間をもって配置され、前記複数の第１保炎部材と前記複数の第２保炎部材とが交差するように配置された構造をなすことを特徴とする請求項９に記載の燃焼バーナ。
【請求項１１】
前記第１保炎部材と前記第２保炎部材のいずれか一方の幅を他方の幅に対して大きな幅に設定することを特徴とする請求項１０または１１に記載の燃焼バーナ。
【請求項１２】
前記燃料ノズルと前記２次空気ノズルは、円筒形状をなすことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一つに記載の燃焼バーナ。
【請求項１３】
前記２次空気ノズルの外側から空気を吹き込み可能な３次空気ノズルが設けられることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一つに記載の燃焼バーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電用または工場用などのために蒸気を生成するためのボイラに適用される燃焼バーナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、従来の微粉炭焚きボイラは、中空形状をなして鉛直方向に設置される火炉を有し、この火炉壁に複数の燃焼バーナが周方向に沿って配設されると共に、上下方向に複数段にわたって配置されている。この燃焼バーナは、石炭が粉砕された微粉炭（燃料）と１次空気との混合気が供給されると共に、高温の２次空気が供給され、この混合気と２次空気を火炉内に吹き込むことで火炎を形成し、この火炉内で燃焼可能となっている。そして、この火炉は、上部に煙道が連結され、この煙道に排ガスの熱を回収するための過熱器、再熱器、節炭器などが設けられており、火炉での燃焼により発生した排ガスと水との間で熱交換が行われ、蒸気を生成することができる。
【０００３】
このような微粉炭焚きボイラの燃焼バーナとしては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載された燃焼装置では、微粉炭噴出孔（１次流路）内部の中心と外周部との間に保炎器を設けることで、この保炎器に微粉炭濃縮流を衝突させ、広い負荷範囲において安定して低ＮＯｘ燃焼を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−１３５９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の燃焼装置にあっては、微粉炭と空気との燃料ガスが保炎器に衝突したとき、この保炎器の後端部で流れが剥離し、保炎器前端部での保炎能力を十分に発揮することが困難となってしまう。また。微粉炭と空気との燃料ガスが流れる流路にて、保炎器の近傍では、この保炎器の配置により流路断面積が小さくなり、その上流側に比べて燃料ガスの流速が速くなる。すると、保炎器の上流側で燃料ガスの流速が遅くなり、この燃料ガスに含まれる微粉炭が流路の下部に堆積あるいは付着してしまう。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、固体燃料と空気とが混合した燃料ガスの適正な流れを実現可能とする燃焼バーナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の燃焼バーナは、固体燃料と空気とを混合した燃料ガスを吹き込み可能な燃料ノズルと、該燃料ノズルの外側から空気を吹き込み可能な２次空気ノズルと、前記燃料ノズルの軸心側に設けられる保炎器と、前記燃料ノズルの内壁面と前記保炎器との間に設けられる整流部材と、を備え、前記整流部材は、燃料ガスの流れ方向に直交する方向に対向して配置される、ことを特徴とするものである。
【０００８】
従って、燃料ノズルの内壁面と保炎器との間に整流部材が設けられることで、燃料ノズル内を流れる燃料ガスは、この整流部材によりその流れが整流され、保炎器の後端部における流れの剥離が抑制されると共に、流速がほぼ一定となって固体燃料が燃料ノズルの壁面に堆積することが抑制されることとなり、燃料ガスの適正な流れを実現することができる。
【０００９】
本発明の燃焼バーナでは、前記保炎器と所定の隙間をもって配置されることを特徴としている。
【００１０】
本発明の燃焼バーナでは、前記保炎器との距離が燃料ガスの流れ方向に沿ってほぼ同じになるように設けられることを特徴としている。
【００１１】
本発明の燃焼バーナでは、前記整流部材は、燃料ガスの流れ方向における上流側に拡幅部が設けられることを特徴としている。
【００１２】
本発明の燃焼バーナでは、前記２次空気ノズルの外側から空気を吹き込み可能な３次空気ノズルが設けられることを特徴としている。
【００１３】
本発明の燃焼バーナでは、前記整流部材は、水平方向に沿う第１整流部材と鉛直方向に沿う第２整流部材が交差することを特徴としている。
【００１４】
本発明の燃焼バーナでは、前記燃料ノズルと前記２次空気ノズルは、円筒形状をなすことを特徴としている。
【００１５】
本発明の燃焼バーナでは、前記保炎器は、燃料ガスの流れ方向における上流側に拡幅部が設けられ、前記整流部材の拡幅部と、前記保炎器の拡幅部が燃料ガスの流れ方向にずれて配置されることを特徴としている。
【００１６】
本発明の燃焼バーナでは、前記保炎器は、燃料ノズルの内壁面から離間して設けられることを特徴としている。
【００１７】
本発明の燃焼バーナでは、前記整流部材は、複数の前記保炎器の間に設けられることを特徴としている。
【００１８】
本発明の燃焼バーナでは、前記保炎器は、水平方向に沿って配置される第１保炎部材と、鉛直方向に沿って配置される第２保炎部材とが交差することを特徴としている。
【００１９】
本発明の燃焼バーナでは、前記第１保炎部材と前記第２保炎部材とは、それぞれ複数の保炎部材からなり、前記第１保炎部材が複数鉛直方向に所定隙間をもって配置される一方、前記第２保炎部材が複数水平方向に所定隙間をもって配置され、前記複数の第１保炎部材と前記複数の第２保炎部材とが交差するように配置された構造をなすことを特徴としている。
【００２０】
本発明の燃焼バーナでは、前記第１保炎部材と前記第２保炎部材のいずれか一方の幅を他方の幅に対して大きな幅に設定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の燃焼バーナによれば、固体燃料と空気とを混合した燃料ガスを吹き込み可能な燃料ノズルと、燃料ノズルの外側から空気を吹き込み可能な２次空気ノズルと、燃料ノズルの軸心側に設けられる保炎器と、燃料ノズルの内壁面と保炎器との間に設けられる整流部材とを設けるので、燃料ガスの適正な流れを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る燃焼バーナを表す正面図である。
【図２】図２は、実施例１の燃焼バーナを表す断面図である。
【図３】図３は、実施例１の燃焼バーナにおける変形例を表す断面図である。
【図４】図４は、実施例１の燃焼バーナにおける変形例を表す断面図である。
【図５】図５は、実施例１の燃焼バーナにおける変形例を表す正面図である。
【図６】図６は、実施例１の燃焼バーナにおける変形例を表す断面図である。
【図７】図７は、実施例１の燃焼バーナにおける変形例を表す断面図である。
【図８】図８は、実施例１の燃焼バーナにおける変形例を表す断面図である。
【図９】図９は、実施例１の燃焼バーナが適用された微粉炭焚きボイラを表す概略構成図である。
【図１０】図１０は、実施例１の微粉炭焚きボイラにおける燃焼バーナを表す平面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施例２に係る燃焼バーナを表す断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施例３に係る燃焼バーナを表す断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施例４に係る燃焼バーナを表す断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施例５に係る燃焼バーナを表す断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施例６に係る燃焼バーナを表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照して、本発明の燃焼バーナの好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【実施例１】
【００２４】
図１は、本発明の実施例１に係る燃焼バーナを表す正面図、図２は、実施例１の燃焼バーナを表す断面図、図３及び図４は、実施例１の燃焼バーナにおける変形例を表す断面図、図５は、実施例１の燃焼バーナにおける変形例を表す正面図、図６及び図７は、実施例１の燃焼バーナにおける変形例を表す断面図、図８は、実施例１の燃焼バーナにおける変形例を表す正面図、図９は、実施例１の燃焼バーナが適用された微粉炭焚きボイラを表す概略構成図、図１０は、実施例１の微粉炭焚きボイラにおける燃焼バーナを表す平面図である。
【００２５】
実施例１の燃焼バーナが適用された微粉炭焚きボイラは、石炭を粉砕した微粉炭を固体燃料として用い、この微粉炭を燃焼バーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収することが可能なボイラである。
【００２６】
この実施例１において、図９に示すように、微粉炭焚きボイラ１０は、コンベンショナルボイラであって、火炉１１と燃焼装置１２とを有している。火炉１１は、四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置され、この火炉１１を構成する火炉壁の下部に燃焼装置１２が設けられている。
【００２７】
燃焼装置１２は、火炉壁に装着された複数の燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５を有している。本実施例にて、この燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、周方向に沿って４個均等間隔で配設されたものが１セットとして、鉛直方向に沿って５セット、つまり、５段配置されている。
【００２８】
そして、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０を介して微粉炭機（ミル）３１，３２，３３，３４，３５に連結されている。この微粉炭機３１，３２，３３，３４，３５は、図示しないが、ハウジング内に鉛直方向に沿った回転軸心をもって粉砕テーブルが駆動回転可能に支持され、この粉砕テーブルの上方に対向して複数の粉砕ローラが粉砕テーブルの回転に連動して回転可能に支持されて構成されている。従って、石炭が複数の粉砕ローラと粉砕テーブルとの間に投入されると、ここで所定の大きさまで粉砕され、搬送空気（１次空気）により分級された微粉炭を微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０から燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給することができる。
【００２９】
また、火炉１１は、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５の装着位置に風箱３６が設けられており、この風箱３６に空気ダクト３７の一端部が連結されており、この空気ダクト３７は、他端部に送風機３８が装着されている。従って、送風機３８により送られた燃焼用空気（２次空気、３次空気）を、空気供給配管３７から風箱３６に供給し、この風箱３６から各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給することができる。
【００３０】
そのため、燃焼装置１２にて、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭と１次空気とを混合した微粉燃料混合気（燃料ガス）を火炉１１内に吹き込み可能であると共に、２次空気を火炉１１内に吹き込み可能となっており、図示しない点火トーチにより微粉燃料混合気に点火することで、火炎を形成することができる。
【００３１】
なお、一般的に、ボイラの起動時には、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、油燃料を火炉１１内に噴射して火炎を形成している。
【００３２】
火炉１１は、上部に煙道４０が連結されており、この煙道４０に、対流伝熱部として排ガスの熱を回収するための過熱器（スーパーヒータ）４１，４２、再熱器４３，４４、節炭器（エコノマイザ）４５，４６，４７が設けられており、火炉１１での燃焼で発生した排ガスと水との間で熱交換が行われる。
【００３３】
煙道４０は、その下流側に熱交換を行った排ガスが排出される排ガス管４８が連結されている。この排ガス管４８は、空気ダクト３７との間にエアヒータ４９が設けられ、空気ダクト３７を流れる空気と、排ガス管４８を流れる排ガスとの間で熱交換を行い、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給する燃焼用空気を昇温することができる。
【００３４】
なお、排ガス管４８は、図示しないが、脱硝装置、電気集塵機、誘引送風機、脱硫装置が設けられ、下流端部に煙突が設けられている。
【００３５】
従って、微粉炭機３１，３２，３３，３４，３５が駆動すると、生成された微粉炭が搬送用空気と共に微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０を通して燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給される。また、加熱された燃焼用空気が空気ダクト３７から風箱３６を介して各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給される。すると、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭と搬送用空気とが混合した微粉燃料混合気を火炉１１に吹き込むと共に燃焼用空気を火炉１１に吹き込み、このときに着火することで火炎を形成することができる。この火炉１１では、微粉燃料混合気と燃焼用空気とが燃焼して火炎が生じ、この火炉１１内の下部で火炎が生じると、燃焼ガス（排ガス）がこの火炉１１内を上昇し、煙道４０に排出される。
【００３６】
なお、火炉１１では、空気の供給量が微粉炭の供給量に対して理論空気量未満となるように設定されることで、内部が還元雰囲気に保持される。そして、微粉炭の燃焼により発生したＮＯｘが火炉１１で還元され、その後、アディショナルエアが追加供給されることで微粉炭の酸化燃焼が完結され、微粉炭の燃焼によるＮＯｘの発生量が低減される。
【００３７】
このとき、図示しない給水ポンプから供給された水は、節炭器４５，４６，４７によって予熱された後、図示しない蒸気ドラムに供給され火炉壁の各水管（図示せず）に供給される間に加熱されて飽和蒸気となり、図示しない蒸気ドラムに送り込まれる。更に、図示しない蒸気ドラムの飽和蒸気は過熱器４１，４２に導入され、燃焼ガスによって過熱される。過熱器４１，４２で生成された過熱蒸気は、図示しない発電プラント（例えば、タービン等）に供給される。また、タービンでの膨張過程の中途で取り出した蒸気は、再熱器４３，４４に導入され、再度過熱されてタービンに戻される。なお、火炉１１をドラム型（蒸気ドラム）として説明したが、この構造に限定されるものではない。
【００３８】
その後、煙道４０の節炭器４５，４６，４７を通過した排ガスは、排ガス管４８にて、図示しない脱硝装置にて、触媒によりＮＯｘなどの有害物質が除去され、電気集塵機で粒子状物質が除去され、脱硫装置により硫黄分が除去された後、煙突から大気中に排出される。
【００３９】
ここで、燃焼装置１２について詳細に説明するが、この燃焼装置１２を構成する各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、ほぼ同様の構成をなしていることから、最上段に位置する燃焼バーナ２１についてのみ説明する。
【００４０】
燃焼バーナ２１は、図１０に示すように、火炉１１における４つの壁面に設けられる燃焼バーナ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄから構成されている。各燃焼バーナ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、微粉炭供給管２６から分岐した各分岐管２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄが連結されると共に、空気ダクト３７から分岐した各分岐管３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄが連結されている。
【００４１】
従って、火炉１１の各壁面にある各燃焼バーナ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、火炉１１に対して、微粉炭と搬送用空気が混合した微粉燃料混合気を吹き込むと共に、その微粉燃料混合気の外側に燃焼用空気を吹き込む。そして、各燃焼バーナ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄからの微粉燃料混合気に着火することで、４つの火炎Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を形成することができ、この火炎Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は、火炉１１の上方から見て（図１０にて）反時計周り方向に旋回する火炎旋回流となる。
【００４２】
このように構成された燃焼バーナ２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）にて、図１及び図２に示すように、中心側から燃料ノズル５１と、２次空気ノズル５２と、３次空気ノズル５３とが設けられると共に、保炎器５４が設けられている。燃料ノズル５１は、微粉炭（固体燃料）と搬送用空気（１次空気）とを混合した燃料ガス（微粉燃料混合気）を吹き込み可能なものである。２次空気ノズル５２は、第１ノズル５１の外側に配置され、燃料ノズル５１から噴射された燃料ガスの外周側に燃焼用空気（２次空気）を吹き込み可能なものである。３次空気ノズル５３は、２次空気ノズル５２の外側に配置され、２次空気ノズル５２噴射された２次空気の外周側に３次空気を吹き込み可能なものである。
【００４３】
また、保炎器５４は、燃料ノズル５１内であって、燃料ガスの吹き込み方向の下流側で、且つ、軸中心心側に配置されることで、燃料ガスの着火用及び保炎用として機能するものである。この保炎器５４は、水平方向に沿う第１保炎部材６１，６２と、鉛直方向（上下方向）に沿う第２保炎部材６３，６４とを十字形状をなすように配置した、所謂、ダブルクロススプリット構造をなすものである。そして、各第１保炎部材６１，６２は、その厚さが一定な平板形状をなす平坦部６１ａ，６２ａと、この平坦部６１ａ，６２ａの前端部（燃料ガスの流れ方向の下流端部）に一体に設けられた拡幅部６１ｂ，６２ｂを有している。この拡幅部６１ｂ，６２ｂは、断面が二等辺三角形状をなし、燃料ガスの流れ方向の下流側に向って幅が広くなり、前端がこの燃料ガスの流れ方向に直交する平面となっている。なお、図示しないが、各第２保炎部材６３，６４についても同様の構造となっている。
【００４４】
そのため、燃料ノズル５１及び２次空気ノズル５２は、長尺な管状構造を有し、燃料ノズル５１は、矩形状の開口部５１ａを有し、２次空気ノズル５２は、矩形リング状の開口部５２ａを有していることから、燃料ノズル５１と２次空気ノズル５２とは、二重管構造となっている。燃料ノズル５１及び２次空気ノズル５２の外側に、３次空気ノズル５３が二重管構造として配置されており、矩形リング状の開口部５３ａを有している。その結果、燃料ノズル５１の開口部５１ａの外側に２次空気ノズル５２の開口部５２ａが配設され、この２次空気ノズル５２の開口部５２ａの外側に３次空気ノズル５３の開口部５３ａが配設されることとなる。なお、３次空気ノズル５３は、二重管構造として配置せずに、２次空気ノズル５２の外周側に別途複数のノズルを配置して３次空気ノズルとしてもよい。
【００４５】
これらのノズル５１，５２，５３は、開口部５１ａ，５２ａ，５３ａが同一面上に揃えられて配置されている。また、保炎器５４は、燃料ノズル５１の内壁面、または、燃料ガスが流れる流路の上流側から図示しない板材により支持されている。また、燃料ノズル５１は、内部にこの保炎器５４としての複数の保炎部材６１，６２，６３，６４が配置されていることから、燃料ガスの流路が９つに分割されることとなる。そして、保炎器５４は、前端部に幅が広がった拡幅部６１ｂ，６２ｂが位置することとなり、この拡幅部６１ｂ，６２ｂは、前端面が開口部５１ａと同一面上に揃えられている。
【００４６】
また、実施例１の燃焼バーナ２１では、燃料ノズル５１の内壁面と保炎器５４との間に整流部材５５が設けられている。この整流部材５５は、燃料ノズル５１の内壁面と所定の隙間をもつと共に、保炎器５４と所定の隙間をもって配置されている。
【００４７】
即ち、整流部材５５は、水平方向に沿う第１整流部材６５，６６と、鉛直方向（上下方向）に沿う第２整流部材６７，６８とを枠形状をなすように配置した構造をなすものである。即ち、第１整流部材６５は、燃料ノズル５１の上壁と第１保炎部材６１との間に位置し、第１整流部材６６と、燃料ノズル５１の下壁と第１保炎部材６２との間に位置している。また、第２整流部材６７は燃料ノズル５１の側壁（図１にて、左壁）と第２保炎部材６３との間に位置し、第２整流部材６８は、燃料ノズル５１の側壁（図１にて、右壁）と第２保炎部材６４との間に位置している。
【００４８】
そして、各第１整流部材６５，６６は、その厚さが一定な平板形状をなす平坦部６５ａ，６６ａと、この平坦部６５ａ，６６ａの前端部（燃料ガスの流れ方向の下流端部）に一体に設けられた先細部６５ｂ，６６ｂを有している。この先細部６５ｂ，６６ｂは、断面が二等辺三角形状をなし、燃料ガスの流れ方向の下流側に向って幅が狭くなり、前端が鋭角となっている。なお、図示しないが、各第２整流部材６７，６８についても同様の構造となっている。
【００４９】
この場合、各保炎部材６１，６２，６３，６４と各整流部材６５，６６，６７，６８とは、燃料ガスの流れ方向の長さがほぼ同様であり、燃料ガスの流れ方向に直交する方向に対向して配置されている。なお、各保炎部材６１，６２，６３，６４と各整流部材６５，６６，６７，６８とは、拡幅部６１ｂ，６２ｂと先細部６５ｂ，６６ｂも、燃料ガスの流れ方向の長さがほぼ同様であり、燃料ガスの流れ方向に直交する方向に対向して配置されている。
【００５０】
保炎器５４と整流部材５５は、上述した拡幅部６１ｂ，６２ｂと先細部６５ｂ，６６ｂが設けられた形状となすことから、保炎器５４と整流部材５５とおける燃料ガスの流れ方向に直交する方向の距離が、燃料ガスの流れ方向に沿ってほぼ同じとなっている。
【００５１】
従って、この燃焼バーナ２１では、微粉炭と１次空気とを混合した燃料ガスが燃料ノズル５１の開口部５１ａから炉内に吹き込まれると共に、その外側にて２次空気が２次空気ノズル５２の開口部５２ａから炉内に吹き込まれ、その外側にて３次空気が３次空気ノズル５３の開口部５３ａから炉内に吹き込まれる。このとき、燃料ガスは、燃料ノズル５１の開口部５１ａにて、保炎器５４により分岐されて着火され、燃焼して燃焼ガスとなる。また、この燃料ガスの外周に２次空気が吹き込まれることで、燃料ガスの燃焼が促進される。また、燃焼火炎の外周に、３次空気が吹き込まれることで、２次空気と３次空気の割合を調整し、最適な燃焼を得ることができる。
【００５２】
そして、この燃焼バーナ２１では、保炎器５４がスプリット形状をなすので、燃料ガスが燃料ノズル５１の開口部５１ａにて保炎器５４により分岐され、このとき、保炎器５４が燃料ノズル５１の開口部５１ａの中央領域に配置され、この中央領域にて、燃料ガスの着火及び保炎が行われる。これにより、燃焼火炎の内部保炎（燃料ノズル５１の開口部５１ａの中央領域における保炎）が実現される。
【００５３】
そのため、燃焼火炎の外部保炎が行われる構成と比較して、燃焼火炎の外周部が低温となり、２次空気により高酸素雰囲気下にある燃焼火炎の外周部の温度を低くでき、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。
【００５４】
また、燃焼バーナ２１では、内部保炎する構成が採用されるため、燃料ガス及び燃焼空気（２次空気及び３次空気）が直進流として供給されることが好ましい。即ち、燃料ノズル５１、２次空気ノズル５２、３次空気ノズル５３が、燃料ガス、２次空気、３次空気を旋回させることなく直進流として供給する構造を有することが好ましい。この燃料ガス、２次空気、３次空気が直進流として噴射されて燃焼火炎が形成されるため、燃焼火炎を内部保炎する構成において、燃焼火炎内のガス循環が抑制される。これにより燃焼火炎の外周部が低温のまま維持され、２次空気との混合によるＮＯｘ発生量が低減される。
【００５５】
更に、燃焼バーナ２１では、燃料ノズル５１と保炎器５４との間に、それぞれと所定の隙間をもって整流部材５５が設けられている。そのため、特に、保炎器５４と整流部材５５との間に流れる燃料ガスが整流されることで、保炎器５４の後端部における燃料ガスの剥離がなくなり、先端部に向けた燃料ガスの流れが形成されるため、この保炎器５４は、先端部で十分な保炎力を確保することができる。
【００５６】
また、保炎器５４の先端部に拡幅部６１ｂ，６２ｂが設けられ、整流部材５５の先端部に先細部６５ｂ，６６ｂが設けられることから、保炎器５４と整流部材５５との間に形成される流路は、その長手方向でほぼ同様の通路断面積となり、ここを流れる燃料ガスの流速が均一化され、燃料ガスの流速が全体として低減するため、この保炎器５４は、先端部で十分な保炎力を確保することができる。また、微粉炭焚きボイラでは、蒸気温度や排ガス特性を調整する必要があり、その際にも整流部材５５により内部保炎確保することが可能となる。
【００５７】
なお、燃焼バーナ２１にて、保炎器５４及び整流部材５５の構成は、上述した実施例に限定されるものではない。
【００５８】
例えば、図３に示すように、燃焼バーナ２１にて、中心側から燃料ノズル５１と、２次空気ノズル５２と、３次空気ノズル５３とが設けられると共に、保炎器７１が設けられている。この保炎器７１は、燃料ノズル５１内であって、燃料ガスの吹き込み方向の下流側で、且つ、軸中心心側に配置されることで、燃料ガスの着火用及び保炎用として機能するものである。この保炎器７１は、水平方向に沿う第１保炎部材７２，７３と、鉛直方向に沿う第２保炎部材（図示略）とを十字形状をなすように配置した、所謂、ダブルクロススプリット構造をなすものである。そして、第１保炎部材７２，７３は、断面が二等辺三角形状をなして燃料ガスの流れ方向の下流側に向って幅が広くなる拡幅形状となっており、前端が燃料ガスの流れ方向に直交する平面となっている。なお、各第２保炎部材についても同様の構造となっている。
【００５９】
従って、燃料ガスが燃料ノズル５１の開口部５１ａにて保炎器７１により分岐されることで、前端面側に回りこんで燃焼火炎の内部保炎が可能となり、２次空気により高酸素雰囲気下にある燃焼火炎の外周部の温度が低くなり、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。また、このとき、整流部材５５により保炎器７１との間に流れる燃料ガスが整流されることで、燃料ガスの剥離がなくなり、また、ここを流れる燃料ガスの流速が均一化されて流速が低減するため、この保炎器７１は、先端部で十分な保炎力を確保することができる。
【００６０】
また、図４に示すように、燃焼バーナ２１にて、中心側から燃料ノズル５１と、２次空気ノズル５２と、３次空気ノズル５３とが設けられると共に、保炎器５４が設けられている。そして、燃料ノズル５１の内壁面と保炎器５４との間に整流部材７５が設けられている。この整流部材７５は、燃料ノズル５１の内壁面と所定の隙間をもつと共に、保炎器５４と所定の隙間をもって配置されている。即ち、整流部材７５は、水平方向に沿う第１整流部材７６，７７と、鉛直方向（上下方向）に沿う第２整流部材（図示略）とを枠形状をなすように配置した構造をなすものである。そして、各第１整流部材７６，７７は、その厚さが一定な平板形状をなしている。なお、各第２整流部材についても同様の構造となっている。
【００６１】
この場合、各各整流部材７６，７７は、各保炎部材６１，６２より燃料ガスの流れ方向の長さが若干短くなっており、燃料ガスの流れ方向に直交する方向に対向して配置されている。即ち、各保炎部材６１，６２の平坦部６１ａ，６２ａと各整流部材７５，７６とは、燃料ガスの流れ方向の長さがほぼ同様となっている。
【００６２】
保炎器５４と整流部材７５は、上述した拡幅部６１ｂ，６２ｂと先細部６５ｂ，６６ｂが設けられた形状となすことから、保炎器５４と整流部材７５とおける燃料ガスの流れ方向に直交する方向の距離が、燃料ガスの流れ方向に沿ってほぼ同じとなっている。そして、この保炎器５４は、燃料ガスの流れ方向における下流側に拡幅部６１ｂ，６２ｂが設けられる一方、整流部材７５は、この拡幅部６１ｂ，６２ｂに対向しない位置に設けられている。
【００６３】
従って、燃料ガスが燃料ノズル５１の開口部にて保炎器５４により分岐されることで、前端面側に回りこんで燃焼火炎の内部保炎が可能となり、２次空気により高酸素雰囲気下にある燃焼火炎の外周部の温度が低くなり、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。また、このとき、整流部材７５により保炎器５４との間に流れる燃料ガスが整流されることで、燃料ガスの剥離がなくなり、また、ここを流れる燃料ガスの流速が均一化されて流速が低減するため、この保炎器５４は、先端部で十分な保炎力を確保することができる。
【００６４】
また、図５に示すように、燃焼バーナ２１にて、中心側から燃料ノズル５１と、２次空気ノズル５２と、３次空気ノズル５３とが設けられると共に、保炎器８１が設けられている。そして、燃料ノズル５１の内壁面と保炎器８１との間に整流部材５５が設けられている。この保炎器８１は、燃料ノズル５１内であって、燃料ガスの吹き込み方向の下流側で、且つ、軸中心心側に配置されることで、燃料ガスの着火用及び保炎用として機能するものである。この保炎器８１は、水平方向に沿う第１保炎部材８２，８３と、鉛直方向に沿う第２保炎部材８４，８５とを十字形状をなすように配置した、所謂、ダブルクロススプリット構造をなすものである。そして、第１保炎部材８２，８３は、第２保炎部材８４，８５に比べて大きな幅に設定されている。
【００６５】
従って、燃料ガスが燃料ノズル５１の開口部５１ａにて保炎器８１により分岐されることで、前端面側に回りこんで燃焼火炎の内部保炎が可能となり、２次空気により高酸素雰囲気下にある燃焼火炎の外周部の温度が低くなり、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。この場合、第１保炎部材８２，８３は、第２保炎部材８４，８５より幅広であることから、第１保炎部材８２，８３は、第２保炎部材８４，８５より高い保炎能力を有している。本実施例のバーナ２１は、旋回燃焼方式であり、燃料ガスの上下から空気の供給があることから、内部保炎のために水平方向に高い保炎能力を確保することが有効となる。
【００６６】
ここでは、水平方向に沿った第１保炎部材８２，８３を鉛直方向に沿った第２保炎部材８４，８５より大きな幅に設定することで、この幅の広い第１保炎部材８２，８３により水平方向における保炎機能を向上することが可能となる。一方で、鉛直方向に沿った第２保炎部材８４，８５を水平方向に沿った第１保炎部材８２，８３より大きな幅に設定するように構成してもよい。この場合、蒸気温度制御などのために燃料ノズル５１の向きを上下に振るときに、第２保炎部材８４，８５が悪影響を与えることなく、保炎機能を向上することが可能となる。これは、燃料ノズル５１が上下に動いたとき、燃料ガスの吹き込み位置に対する保炎部材の位置が、第１保炎部材８２，８３だと大きく変わるのに対し、第２保炎部材８４，８５だとほとんど変わらないからである。
【００６７】
また、図６に示すように、燃焼バーナ２１にて、中心側から燃料ノズル５１と、２次空気ノズル５２と、３次空気ノズル５３とが設けられると共に、保炎器９１が設けられている。この保炎器９１は、燃料ノズル５１内であって、燃料ガスの吹き込み方向の下流側で、且つ、軸中心心側に配置されることで、燃料ガスの着火用及び保炎用として機能するものである。この保炎器９１は、水平方向に沿う第１保炎部材９２，９３と、鉛直方向に沿う第２保炎部材（図示略）とを十字形状をなすように配置した、所謂、ダブルクロススプリット構造をなすものである。そして、第１保炎部材９２，９３は、平坦部９２ａ，９３ａと拡幅部９２ｂ，９３ｂと先細部９２ｃ，９３ｃとを有しており、先細部９２ｃ，９３ｃは、後端部に設けられて燃料ガスの流れ方向の上流側に向って幅が狭くなっている。なお、各第２保炎部材についても同様の構造となっている。
【００６８】
そして、燃料ノズル５１の内壁面と保炎器９１との間に整流部材９５が設けられている。この整流部材９５は、燃料ノズル５１の内壁面と所定の隙間をもつと共に、保炎器９１と所定の隙間をもって配置されている。即ち、整流部材９５は、水平方向に沿う第１整流部材９６，９７と、鉛直方向（上下方向）に沿う第２整流部材（図示略）とを枠形状をなすように配置した構造をなすものである。そして、各第１整流部材９６，９７は、平坦部９６ａ，９７ａと先細部９６ｂ，９７ｂと先細部９６ｃ，９７ｃとを有しており、先細部９６ｃ，９７ｃは、後端部に設けられて燃料ガスの流れ方向の上流側に向って幅が狭くなっている。なお、各第２整流部材についても同様の構造となっている。
【００６９】
従って、燃料ガスが燃料ノズル５１の開口部５１ａにて保炎器９１により分岐されることで、前端面側に回りこんで燃焼火炎の内部保炎が可能となり、２次空気により高酸素雰囲気下にある燃焼火炎の外周部の温度が低くなり、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。また、このとき、整流部材９５により保炎器９１との間に流れる燃料ガスが整流されることで、燃料ガスの剥離がなくなり、また、ここを流れる燃料ガスの流速が均一化されて流速が低減するため、この保炎器９１は、先端部で十分な保炎力を確保することができる。また、保炎器９１及び整流部材９５は、先細部９２ｃ，９３ｃ，９６ｃ，９７ｃが設けられていることで、燃料ガスが保炎器９１や整流部材９５に沿って滑らかに流れることとなり、剥離が抑制される。
【００７０】
また、図７に示すように、燃焼バーナ２１にて、中心側から燃料ノズル５１と、２次空気ノズル５２と、３次空気ノズル５３とが設けられると共に、保炎器５４が設けられている。そして、燃料ノズル５１の内壁面と保炎器５４との間に整流部材１０１が設けられている。この整流部材１０１は、燃料ノズル５１の内壁面と所定の隙間をもつと共に、保炎器５４と所定の隙間をもって配置されている。即ち、整流部材１０１は、水平方向に沿う第１整流部材１０２，１０３と、鉛直方向（上下方向）に沿う第２整流部材（図示略）とを枠形状をなすように配置した構造をなすものである。そして、各第１整流部材１０２，１０３は、その厚さが一定な平板形状をなす平坦部１０２ａ，１０３ａと、その前端部（燃料ガスの流れ方向の下流端部）に一体に設けられた拡幅部１０２ｂ，１０３ｂを有している。なお、各第２整流部材についても同様の構造となっている。
【００７１】
この場合、各整流部材１０２，１０３は、各保炎部材６１，６２より燃料ガスの流れ方向の長さが若干短くなっており、燃料ガスの流れ方向に直交する方向に対向して配置されている。即ち、各保炎部材６１，６２の平坦部６１ａ，６２ａと各整流部材１０２，１０３とは、燃料ガスの流れ方向の長さがほぼ同様となっている。
【００７２】
従って、燃料ガスが燃料ノズル５１の開口部にて保炎器５４により分岐されることで、前端面側に回りこんで燃焼火炎の内部保炎が可能となり、２次空気により高酸素雰囲気下にある燃焼火炎の外周部の温度が低くなり、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。また、このとき、整流部材１０１により保炎器５４との間に流れる燃料ガスが整流されることで、燃料ガスの剥離がなくなり、また、ここを流れる燃料ガスの流速が均一化されて流速が低減するため、この保炎器５４は、先端部で十分な保炎力を確保することができる。更に、整流部材１０１が保炎器５４より短いことから、先端部に拡幅部１０２ｂ，１０３ｂを設けて保炎機能を付与しても、燃料ノズル５１の通路面積を極端に狭くすることがなく、保炎力を向上することができ、難燃性の燃料であっても安定燃焼させることができる。
【００７３】
また、図８に示すように、燃焼バーナ２１にて、中心側から燃料ノズル１１１と、２次空気ノズル１１２と、３次空気ノズル１１３とが設けられると共に、保炎器１１４が設けられている。そして、燃料ノズル１１１の内壁面と保炎器１１４との間に整流部材１１５が設けられている。この場合、燃料ノズル１１１は、円形の開口部を有しており、２次空気ノズル１１２と３次空気ノズル１１３も、同様に、円筒形状をなしている。このような構成は、特に、燃焼バーナ２１を対向して配置した構成に適用される。
【００７４】
保炎器１１４は、燃料ノズル１１１内であって、燃料ガスの吹き込み方向の下流側で、且つ、軸中心心側に配置されることで、燃料ガスの着火用及び保炎用として機能するものである。この保炎器１１４は、水平方向に沿う２つの保炎部材と鉛直方向に沿う２つの保炎部材を交差するように配置している。また、整流部材１１５は、燃料ノズル１１１の内壁面と所定の隙間をもつと共に、保炎器１１４と所定の隙間をもって配置されている。即ち、整流部材１１５は、水平方向に沿う２つの整流部材と鉛直方向に沿う２つの整流部材とを枠形状をなすように配置した構造をなすものである。
【００７５】
従って、燃料ガスが燃料ノズル１１１の開口部にて保炎器１１４により分岐されることで、前端面側に回りこんで燃焼火炎の内部保炎が可能となり、２次空気により高酸素雰囲気下にある燃焼火炎の外周部の温度が低くなり、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。また、このとき、整流部材１１５により保炎器１１４との間に流れる燃料ガスが整流されることで、燃料ガスの剥離がなくなり、また、ここを流れる燃料ガスの流速が均一化されて流速が低減するため、この保炎器１１４は、先端部で十分な保炎力を確保することができる。
【００７６】
このように実施例１の燃焼バーナにあっては、微粉炭と１次空気とを混合した燃料ガスを吹き込み可能な燃料ノズル５１と、この燃料ノズル５１の外側から２次空気を吹き込み可能な２次空気ノズル５２とを設けると共に、燃料ノズル５１の先端部における軸中心側に保炎器５４を設け、燃料ノズル５１の内壁面とこの保炎器５４との間に整流部材５５を設けている。
【００７７】
従って、燃料ノズル５１の内壁面と保炎器５４との間に整流部材５５を設けることで、燃料ノズル５１内を流れる燃料ガスは、この整流部材５５によりその流れが整流され、保炎器５４の後端部における燃料ガスの流れの剥離が抑制されると共に、流速がほぼ一定となって微粉炭燃料が燃料ノズル５１の内壁面に堆積（または、付着）することが抑制されることとなり、燃料ガスの適正な流れを実現することができる。
【００７８】
また、実施例１の燃焼バーナでは、整流部材５５を保炎器５４と所定の隙間をもって配置している。従って、整流部材５５と保炎器５４との間に所定の隙間が確保されることで、整流部材５５と保炎器５４との間を流れる燃料ガスは、その流れが整流されて保炎器５４に適正に導入されることとなり、保炎器５４による保炎機能を十分に発揮させることが可能となる。
【００７９】
また、実施例１の燃焼バーナでは、整流部材５５により、保炎器５４と整流部材５５との距離が燃料ガスの流れ方向に沿ってほぼ同じになるように設定している。従って、整流部材５５により保炎器５４との距離が燃料ガスの流れ方向に沿ってほぼ同じになることで、この整流部材５５と保炎器５４との間を流れる燃料ガスは、その流速がほぼ一定となり、燃料ノズル５１の微粉炭燃料の堆積や保炎器５４への微粉炭燃料の付着を抑制することができる。
【００８０】
また、実施例１の燃焼バーナでは、保炎器５４における燃料ガスの流れ方向における下流側に拡幅部６１ｂ，６２ｂを設ける一方、整流部材５５における燃料ガスの流れ方向における下流側に先細部６５ｂ，６６ｂを設けている。従って、保炎器５４の先端部に拡幅部６１ｂ，６２ｂを設けることで、確実な保炎を実現することかできる一方、整流部材５５の先端部に先細部６５ｂ，６６ｂを設けることで、保炎器５４と整流部材５５との距離を燃料ガスの流れ方向でほぼ一定とすることができる。
【００８１】
また、実施例１の燃焼バーナにあっては、保炎器５４を、水平方向に沿って鉛直方向に所定隙間をもって平行をなす２つの第１保炎部材６１，６２と、鉛直方向に沿って水平方向に所定隙間をもって平行をなす２つの第２保炎部材６３，６４とが交差するように配置した構造としている。従って、保炎器５４をダブルクロス構造とすることで、十分な保炎機能を確保することが可能となる。
【００８２】
また、実施例１の燃焼バーナにあっては、保炎器５４における燃料ガスの流れ方向における下流側に拡幅部６１ｂ，６２ｂを設ける一方、整流部材７５をこの拡幅部拡幅部６１ｂ，６２ｂに対向しない位置に設けている。従って、保炎器５４の拡幅部６１ｂ，６２ｂに対向しない位置に整流部材８５を設けることで、保炎器５４の拡幅部６１ｂ，６２ｂと燃料ノズル５１との間における燃料ガスの流路が狭くなることはなく、燃料ガスの流速がほぼ一定とし、燃料ノズル５１の微粉炭燃料の堆積や保炎器５４への微粉炭燃料の付着を抑制することができる。
【実施例２】
【００８３】
図１１は、本発明の実施例２に係る燃焼バーナを表す断面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８４】
実施例２の燃焼バーナにおいて、図１１に示すように、燃焼バーナ２１にて、中心側から燃料ノズル５１と、２次空気ノズル５２と、３次空気ノズル５３とが設けられると共に、保炎器１２１が設けられている。そして、燃料ノズル５１の内壁面と保炎器１２１との間に整流部材１２２が設けられている。
【００８５】
保炎器１２１は、燃料ノズル５１の軸中心部に水平方向に沿うように配置されており、その構成は、実施例１で説明した第１保炎部材６１，６２とほぼ同様の構成となっている。即ち、保炎器１２１は、燃料ガスの流れ方向の下流側に向って幅が広くなる拡幅部を有し、前端が燃料ガスの流れ方向に直交する平面となっている。
【００８６】
整流部材１２２は、燃料ノズル５１の内壁面に沿って固定されることで、保炎器１２１と所定の隙間をもって配置されている。即ち、整流部材１２２は、水平方向に沿う第１整流部材１２３，１２４を有しており、燃料ガスの流れ方向の下流端部に、保炎器１２１の拡幅部に上下に対向する傾斜部１２３ａ，１２４ａが設けられている。この場合、第１整流部材１２３，１２４を燃料ノズル５１の内壁面に直接固定したが、燃料ノズル５１の上流部から支持部材を延設して第１整流部材１２３，１２４を支持してもよい。
【００８７】
そのため、保炎器１２１と整流部材１２２は、上述した拡幅部と傾斜部１２３ａ，１２４ａが対向して設けられた形状となり、保炎器１２１と整流部材１２２とおける燃料ガスの流れ方向に直交する方向の距離が、燃料ガスの流れ方向に沿ってほぼ同じとなっている。
【００８８】
従って、燃料ガスが燃料ノズル５１の開口部５１ａにて保炎器１２１により分岐されることで、前端面側に回りこんで燃焼火炎の内部保炎が可能となり、２次空気により高酸素雰囲気下にある燃焼火炎の外周部の温度が低くなり、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。また、このとき、整流部材１２２により保炎器１２１との間に流れる燃料ガスが整流されることで、燃料ガスの剥離がなくなり、また、ここを流れる燃料ガスの流速が均一化されて流速が低減するため、この保炎器１２１は、先端部で十分な保炎力を確保することができる。
【００８９】
このように実施例２の燃焼バーナにあっては、整流部材１２２を燃料ノズル５１の内壁面に設けている。従って、整流部材１２２を燃料ノズル５１の内壁面に設けることで、別途、取付部材などを不要とし、簡単に整流部材１２２を支持することが可能となり、整流部材１２２の組付性を向上することができると共に、製造コストを低減することができる。また、２次空気の混合を遅らせることができ、更に、外周の高温高酸素領域を低減することができる。
【実施例３】
【００９０】
図１２は、本発明の実施例３に係る燃焼バーナを表す断面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９１】
実施例３の燃焼バーナにおいて、図１２に示すように、燃焼バーナ２１にて、中心側から燃料ノズル５１と、２次空気ノズル５２と、３次空気ノズル５３とが設けられると共に、保炎器１３１が設けられている。そして、この保炎器１３１の内側に整流部材１３５が設けられている。
【００９２】
保炎器１３１は、燃料ノズル５１の軸中心部に水平方向に沿うように配置されており、水平方向に沿う２つの保炎部材と鉛直方向に沿う２つの保炎部材を交差するように配置されている。また、整流部材１３５は、保炎器１３１における各保炎部材の間に位置して水平方向と鉛直方向に交差して十字形状をなす第１整流部材１３６と、保炎器１３１及び整流部材１３６より上流側に位置して燃料ノズル５１の内壁面に固定される第２整流部材１３７，１３８とを有している。
【００９３】
第１整流部材１３６は、燃料ノズル５１の内壁面に固定されることで、保炎器１３１と所定の隙間をもって配置されている。また、第２整流部材１３７，１３８は、保炎器１３１より燃料ガスの上流側で、燃料ノズル５１の内壁面に固定されており、燃料ノズル５１内を流れる燃料ガスをその中心部側に導くことができる。
【００９４】
従って、燃料ガスが燃料ノズル５１にて保炎器１３２により分岐されることで、前端面側に回りこんで燃焼火炎の内部保炎が可能となり、２次空気により高酸素雰囲気下にある燃焼火炎の外周部の温度が低くなり、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。また、このとき、第２整流部材１３７，１３８により燃料ガスが燃料ノズル５１の中心部側に導き、第１整流部材１３６により保炎器１３２との間に流れる燃料ガスが整流されることで、燃料ガスの剥離がなくなり、また、ここを流れる燃料ガスの流速が均一化されて流速が低減するため、この保炎器１３２は、先端部で十分な保炎力を確保することができる。
【００９５】
このように実施例３の燃焼バーナにあっては、整流部材１３５として、保炎器１３１の内側に位置して十字形状をなす第１整流部材１３６と、保炎器１３１より上流側に位置する第２整流部材１３７，１３８とを設けている。従って、燃料ノズル５１内を流れる燃料ガスは、この第２整流部材１３７，１３８により燃料ノズル５１の中心部側に導かれ、第１整流部材１３６によりその流れが整流されることとなり、燃料ガスの適正な流れを実現することができる。
【実施例４】
【００９６】
図１３は、本発明の実施例４に係る燃焼バーナを表す断面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９７】
実施例４の燃焼バーナにおいて、図１３に示すように、燃焼バーナ２１にて、中心側から燃料ノズル５１と、２次空気ノズル５２と、３次空気ノズル５３とが設けられると共に、保炎器５４が設けられている。そして、この保炎器５４の内側に整流部材１４１が設けられている。保炎器１３１は、燃料ノズル５１の軸中心部に水平方向に沿うように配置されている。整流部材１４１は、保炎器５４の内側で水平方向と鉛直方向に交差して十字形状をなしている。この場合、整流部材１４１は、先端部が保炎器５４より上流側に位置している。
【００９８】
従って、燃料ガスが燃料ノズル５１にて保炎器５４により分岐されることで、前端面側に回りこんで燃焼火炎の内部保炎が可能となり、２次空気により高酸素雰囲気下にある燃焼火炎の外周部の温度が低くなり、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。また、このとき、整流部材１４１により保炎器５４との間に流れる燃料ガスが整流されることで、燃料ガスの剥離がなくなり、また、ここを流れる燃料ガスの流速が均一化されて流速が低減するため、この保炎器５４は、先端部で十分な保炎力を確保することができる。
【００９９】
このように実施例４の燃焼バーナにあっては、保炎器５４の内側に燃料ノズル５１の内壁面に固定するように整流部材１４１を設けている。従って、燃料ノズル５１内を流れる燃料ガスは、整流部材１４１によりその流れが整流されることとなり、燃料ガスの適正な流れを実現することができる。
【実施例５】
【０１００】
図１４は、本発明の実施例５に係る燃焼バーナを表す断面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１０１】
実施例５の燃焼バーナにおいて、図１４に示すように、燃焼バーナ２１にて、中心側から燃料ノズル５１と、２次空気ノズル５２と、３次空気ノズル５３とが設けられると共に、保炎器１２１が設けられている。そして、燃料ノズル５１の内壁面と保炎器１２１との間に整流部材１５１が設けられている。
【０１０２】
保炎器１２１は、燃料ノズル５１の軸中心部に水平方向に沿うように配置されており、その構成は、実施例１で説明した第１保炎部材６１，６２とほぼ同様の構成となっている。整流部材１５１は、燃料ノズル５１の内壁面と所定の隙間をもつと共に、保炎器１２１と所定の隙間をもって配置されている。即ち、整流部材１５１は、水平方向に沿う第１整流部材１５２，１５３と、鉛直方向（上下方向）に沿う第２整流部材（図示略）とを枠形状をなすように配置した構造をなすものである。そして、各第１整流部材１５２，１５３は、先端部が保炎器１２１に接近し、後端部が保炎器１２１から離間するように傾斜配置されている。なお、各第２整流部材についても同様の構造となっている。
【０１０３】
この場合、各整流部材１５２，１５３は、先端部が保炎器１２１に接近していることから、整流部材１５２，１５３と保炎器１２１との間の隙間が下流側に行くほど狭くなっている。
【０１０４】
従って、燃料ガスが燃料ノズル５１の開口部にて保炎器１２１により分岐されることで、前端面側に回りこんで燃焼火炎の内部保炎が可能となり、２次空気により高酸素雰囲気下にある燃焼火炎の外周部の温度が低くなり、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。また、このとき、整流部材１５１により保炎器１２１との間に流れる燃料ガスが整流されることで、燃料ガスの剥離がなくなり、また、ここを流れる燃料ガスの流速が均一化されて流速が低減するため、この保炎器１２１は、先端部で十分な保炎力を確保することができる。
【０１０５】
このように実施例５の燃焼バーナにあっては、保炎器１２１の外側に燃料ノズル５１の内壁面に固定するように整流部材１５１を設け、先端部を保炎器１２１側に接近するように傾斜させている。従って、燃料ノズル５１内を流れる燃料ガスは、整流部材１５１によりその流れが整流されることとなり、燃料ガスの適正な流れを実現することができる。
【実施例６】
【０１０６】
図１５は、本発明の実施例６に係る燃焼バーナを表す断面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１０７】
実施例６の燃焼バーナにおいて、図１５に示すように、燃焼バーナ２１にて、中心側から燃料ノズル５１と、２次空気ノズル５２と、３次空気ノズル５３とが設けられると共に、保炎器１６１が設けられている。この保炎器１６１は、水平方向に沿う第１保炎部材１６２，１６３と、鉛直方向に沿う第２保炎部材（図示略）とを十字形状をなすように配置した、所謂、ダブルクロススプリット構造をなすものである。そして、第１保炎部材１６２，１６３は、所定厚さの板形状となっている。なお、各第２保炎部材についても同様の構造となっている。
【０１０８】
本実施例は、この保炎器１６１における各保炎部材１６２，１６３の外面が整流部材として機能する。
【０１０９】
従って、燃料ガスが燃料ノズル５１の開口部５１ａにて保炎器１６１により分岐されることで、前端面側に回りこんで燃焼火炎の内部保炎が可能となり、２次空気により高酸素雰囲気下にある燃焼火炎の外周部の温度が低くなり、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。また、このとき、保炎器１６１の外面により燃料ノズル５１と保炎器１６１との間に流れる燃料ガスが整流されることで、燃料ガスの剥離がなくなり、また、ここを流れる燃料ガスの流速が均一化されて流速が低減するため、この保炎器１６１は、先端部で十分な保炎力を確保することができる。
【０１１０】
なお、上述した各実施例にて、各保炎器の構成を各種挙げて説明したが、この構成は上述したものに限定されるものではない。即ち、本発明のバーナは、内部保炎を実現するものであり、燃料ノズルの内壁面ではなくて、燃料ノズルの軸心側に保炎器が設けられていればよく、保炎部材の数や位置などは適宜設定すればよいものであり、保炎部材が燃料ノズルの内壁面から離間していてもよいものである。また、整流部材の構成も各種挙げて説明したが、この構成も上述したものに限定されるものではない。即ち、整流部材が燃料ノズルの内壁面と保炎器との間にあればよいものであり、保炎器が複数ある場合には、整流部材が保炎器の間に配置されることも含んでいる。
【０１１１】
また、上述した各実施例では、燃焼装置１２として、火炉１１の壁面に設けられる４つの各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５を鉛直方向に沿って５段配置して構成したが、この構成に限定されるものではない。即ち、燃焼バーナを壁面に配置せずにコーナーに配置してもよい。また、燃焼装置は、旋回燃焼方式に限らず、燃焼バーナを一つの壁面に配置したフロント燃焼方式、燃焼バーナを二つの壁面に対向配置した対向燃焼方式としてもよい。
【０１１２】
また、本発明の保炎器は、三角形断面形状の拡幅部を設けたが、この形状に限定されるものではなく四角形状でもよく、拡幅部をなくしてもよいものである。
【符号の説明】
【０１１３】
１０  微粉炭焚きボイラ
１１  火炉
２１，２２，２３，２４，２５  燃焼バーナ
５１，１１１  燃料ノズル
５２，１１２  ２次空気ノズル
５３，１１３  ３次空気ノズル
５４，７１，８１，９１，１１４，１２１，１３１，１６１  保炎器
５５，７５，９５，１０１，１１５，１３５，１４１，１５１  整流部材
【図１】
0005901737.tif 000002
【図２】
0005901737.tif 000003
【図３】
0005901737.tif 000004
【図４】
0005901737.tif 000005
【図５】
0005901737.tif 000006
【図６】
0005901737.tif 000007
【図７】
0005901737.tif 000008
【図８】
0005901737.tif 000009
【図９】
0005901737.tif 000010
【図１０】
0005901737.tif 000011
【図１１】
0005901737.tif 000012
【図１２】
0005901737.tif 000013
【図１３】
0005901737.tif 000014
【図１４】
0005901737.tif 000015
【図１５】
0005901737.tif 000016