(57)【要約】 【課題】      本発明の目的は、ＮＯｘ、ＣＯ、および煤塵をより一層効果的に低減できるバーナおよびボイラを提供すること。                【解決手段】ωフロー形式のボイラのバーナ１では、空気ノズル１３Ａ，１３Ｂに傾斜部１３１Ａ，１３１Ｂを設け、燃焼空気を中心軸Ｃ１を基準として排気口に近い側で少なく、遠い側で多くなるように噴流させる。従って、中心軸Ｃ１から外れるように火炎が延びるため、排気口側からの吸引力の影響を受けにくくでき、火炎の一部が排気口近くの水管等に近づきすぎたり、接触したりすることがなく、火炎温度の低下を抑制してＣＯや煤塵の発生をより低減できる。また、火炎が排気口側に近づかないことで、高速な二次側の燃焼空気と未燃の油噴霧粒子との混合を促進できると同時に、燃焼空気と共に排ガスをも良好に循環させることができ、未燃の油噴霧粒子の蒸発も促進でき、ＮＯｘの一層の低減と、ＣＯおよび煤塵のさらなる低減とを実現できる。【選択図】 図３
2006057996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室の中心軸に沿って開口した排気口を有するボイラに取り付けられるとともに、前記排気口が設けられた燃焼室に向かって燃料を噴霧する燃料噴霧ノズルと、
この燃料噴霧ノズルの先端側が収容される内筒部材と、
この内筒部材の外周側に配置された外筒部材と、を備え、
前記外筒部材の下流側端面には、さらに下流側に延出した空気ノズルが設けられ、
これらの空気ノズルの下流端側には、前記燃焼室に燃焼空気を噴流する主空気噴流口が形成されているバーナであって、
前記主空気噴流口からの燃焼空気は、前記燃焼室の中心軸を基準にして前記排気口に近い側で少なくなるように噴流する
ことを特徴とするバーナ。
【請求項２】
請求項１に記載のバーナにおいて、
前記外筒部材の下流側端面には、前記空気ノズルが当該端面の周方向に間隔を空けて複数設けられ、
前記複数の空気ノズルのうち、前記排気口に近い側に位置するようになる空気ノズルにのみ、前記燃焼室の中心軸に向かって傾斜する傾斜部が設けられている
ことを特徴とするバーナ。
【請求項３】
請求項２に記載のバーナにおいて、
前記排気口から遠い側に位置するようになる空気ノズルには、前記燃焼室の中心軸から離れる方向に傾斜する別の傾斜部が設けられている
ことを特徴とするバーナ。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のバーナにおいて、
前記複数の空気ノズルは、前記燃焼室の中心軸に対して３０度以下となる角度で傾斜する
ことを特徴とするバーナ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のバーナにおいて、
前記内筒部材には、燃焼空気の一部が流入可能な小孔が形成され、
前記小孔の総開口面積をＳ1、前記外筒部材の主空気噴流口の総開口面積をＳ2とした時、Ｓ1／（Ｓ1＋Ｓ2）は、０．３以下である
ことを特徴とするバーナ。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のバーナにおいて、
前記内筒部材の開口部内に設けられた保炎板を備え、
この保炎板には、前記内筒部材の略軸線方向に沿って貫通した複数の副空気噴流口が設
けられている
ことを特徴とするバーナ。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のバーナにおいて、
前記燃料噴霧ノズルの燃料を噴霧する噴霧口の下流側で、かつ前記外筒部材の下流側端面より下流側の前記内筒部材の軸線上には、前記空気ノズルから噴出される空気を循環させる循環補助部材が設けられた
ことを特徴とするバーナ。
【請求項８】
請求項７に記載のバーナにおいて、
前記循環補助部材は、円筒状に形成されている
ことを特徴とするバーナ。
【請求項９】
燃焼室の中心軸に沿って開口した排気口を有するとともに、
前記排気口が設けられた燃焼室に向かって燃料を噴霧する燃料噴霧ノズルと、この燃料噴霧ノズルの先端側が収容される内筒部材と、この内筒部材の外周側に配置された外筒部材とを備え、前記外筒部材の下流側端面には、さらに下流側に延出した空気ノズルが設けられ、これらの空気ノズルの下流端側には、前記燃焼室に燃焼空気を噴流する主空気噴流口が形成されているバーナが取り付けられるボイラであって、
前記バーナの主空気噴流口からの燃焼空気は、前記燃焼室の中心軸を基準にして前記排気口に近い側で少なくなるように噴流する
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、バーナおよびボイラに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼によって生じるＮＯｘに対する排出規制は年々厳しくなっており、ＮＯｘ低減の技術開発が盛んである。燃焼時に生じるＮＯｘとしては、フューエルＮＯｘ、プロンプトＮＯｘ、およびサーマルＮＯｘがある。中でもサーマルＮＯｘは、燃焼空気中のＮ２成分が高温雰囲気中で酸化して生成され、温度依存が高く、燃焼温度が高くなるほど、生成量は急激に増大する。
従って、サーマルＮＯｘは、燃焼に空気を使用する限り必ず生成され、燃料が特に灯油や窒素分の少ないＡ重油である場合には、排出されるＮＯｘの大半がサーマルＮＯｘといわれ、数多くの低減方法が提案されている。
【０００３】
これらの多くの低減方法の中で、主なＮＯｘ抑制燃焼技術としては、(Ａ)分割火炎燃焼方式、(Ｂ)排ガス再循環燃焼方式、(Ｃ)多段燃焼方式、(Ｄ)水混合燃焼方式などが知られている。
【０００４】
しかしながら、(Ａ)分割火炎燃焼方式のバーナでは、火炎の分割が不十分となり易く、ＮＯｘの低減には限界があり、昨今の厳しいＮＯｘ規制に対応するには更なる技術開発が必要になっている。
また、分割火炎燃焼方式には、複数の主空気噴流口を設けるタイプと、燃料噴霧ノズルを複数個設けるタイプとがあるが、特に後者のタイプのバーナは、大型の油バーナやガスバーナでは比較的容易に分割火炎を形成できるが、バーナ火炎口（外筒部材の径寸法）の小さいバーナでは、分割火炎の形成に難点があるうえ、複数個の燃料噴霧ノズルが必要であり、コストが高くなる。
【０００５】
(Ｂ)排ガス再循環燃焼方式のバーナは、排ガス（燃焼ガス）の一部を燃焼空気に再循環させ、酸素分圧を下げることで低ＮＯｘ化を図るものであり、強制排ガス再循環法と自己排ガス再循環法とに大別される。
しかし、強制排ガス再循環法は、排ガスの一部を再循環するのに、再循環用ダクトとブロアーとが必要であり、小型ボイラへの適用はコスト面で問題となる。
【０００６】
これに対して自己排ガス再循環法は、バーナの構造等に工夫を加え、燃焼空気の噴流に周囲の気体が吸引される現象を用いて、燃焼空気流および燃料流に排ガスを混合させて排ガス再循環の効果を持たせることを特徴としており、排ガスを強制的に再循環させることがないため、コスト面でのメリットがあるが、排ガスの再循環量が十分ではなく、ＮＯｘ低減にはやはり限界がある。
【０００７】
(Ｃ)多段燃焼方式のバーナは、燃料あるいは燃焼空気を空気比の異なる２段もしくはそれよりも多くの段数に分割して濃淡燃焼させることを特徴とし、火炎温度の低下あるいは酸素濃度の低下によって低ＮＯｘ化を図るものである。
しかし、この燃焼方式においても、多段で燃焼させるために、バーナの構造が複雑になるという問題がある。
【０００８】
(Ｄ)水混合燃焼方式は、予め燃料中に水を混合させるか、あるいは燃焼室に水を吹き込んで火炎温度を下げることにより、低ＮＯｘ化を図るものである。
しかし、この方式では、水の吹き込みによりバーナを構成する筒部材等に腐食が生じるおそれがあるとともに、ボイラ効率も低下する。さらに、ポンプ等の水供給装置が別途必要となるので、コストアップにつながる。
【０００９】
以上に述べたように、各方式には一長一短があり、ＮＯｘが確実に減少するバーナを安価に製作することは難しかった。これに対して、本出願人が先に開発したバーナ（特許文献１参照）によれば、安価な構造で、かつＮＯｘを確実に低減できる低ＮＯｘバーナが実現されている。このバーナでは、燃料噴霧ノズルの周囲に空気ノズルを配置し、燃料噴霧ノズルの燃料噴霧口よりも下流側において燃焼空気を噴流することにより、多段燃焼および排ガス再循環燃焼を実現し、ＮＯｘの発生を抑制する。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−２５４９１３号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、このような構造のバーナにおいて、バーナ単体の構造に着目して改良を加えるだけでは、ＮＯｘ、ＣＯ、煤塵の発生をより確実に抑制するのに限界がある。このため、バーナが取り付けられる燃焼室側の構造をも勘案して、バーナあるいは燃焼室側の構造等をさらに工夫することが要求され、これによって、近年の厳しい規制にも対応させることが望まれている。
【００１２】
本発明の目的は、ＮＯｘ、ＣＯ、および煤塵をより一層効果的に低減できるバーナおよび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】
【００１３】
本発明の請求項１のバーナは、燃焼室の中心軸に沿って開口した排気口を有するボイラに取り付けられるとともに、前記排気口が設けられた燃焼室に向かって燃料を噴霧する燃料噴霧ノズルと、この燃料噴霧ノズルの先端側が収容される内筒部材と、この内筒部材の外周側に配置された外筒部材とを備え、前記外筒部材の下流側端面には、さらに下流側に延出した空気ノズルが設けられ、これらの空気ノズルの下流端側には、前記燃焼室に燃焼空気を噴流する主空気噴流口が形成されているバーナであって、前記主空気噴流口からの燃焼空気は、前記燃焼室の中心軸を基準にして前記排気口に近い側で少なくなるように噴流することを特徴とする。
【００１４】
従来のバーナでは、空気ノズルの主空気噴流口からの燃焼空気は、燃焼室の中軸回りに略均等に分布するように噴流されており、これにより、燃焼室の中心軸と形成される火炎の中心軸とが略一致するものと考えられていた。しかしながら、例えば、燃焼室の中心軸に沿った排気口を有するωフロー形式の貫流ボイラによれば、排ガスが排気口へ流れることによる吸引作用により、実際の火炎は排気口側になびいてしまい、燃焼室の中心軸から外れて形成される場合が多い。
このため、火炎の一部が排気口に近い水管に近づきすぎたり、あるいは水管に接触してその火炎温度を下げることとなり、完全燃焼しにくくなって煤塵およびＣＯが生じやすくなる。
また、火炎が排気口側になびいて排気口側に近づくと、火炎と燃焼室内面との隙間が狭まるため、排気口側での排ガスの戻りが少なくなる。このような状態では、バーナ回りでの排ガスの再循環が均一に行われず、ＮＯｘの発生が増加するうえ、煤塵がさらに生じやすくなる。
【００１５】
これに対して本発明によれば、主空気噴流口からの燃焼空気は、排気口に近い側で少なく、遠い側で多くなるように噴流するので、燃焼室の中心軸から外れるように火炎が延び、排気口側からの吸引力の影響を受けにくい。また、影響を受けた場合でも、排気口側になびく分だけ火炎の方向や位置が中心軸側に戻るだけであり、結果として火炎が排気口側に近づくことがない。従って、火炎の一部が排気口近くの水管等に近づきすぎたり、接触したりすることがなく、ＮＯｘ、ＣＯ、および煤塵の発生がより一層効果的に抑制される。すなわち、本発明では、火炎がなびくことを見込んで、噴流した燃焼空気の中心軸回りでの分布を予め偏らせるのである。
【００１６】
本発明の請求項２のバーナは、請求項１に記載のバーナにおいて、前記外筒部材の下流側端面には、前記空気ノズルが当該端面の周方向に間隔を空けて複数設けられ、前記複数の空気ノズルのうち、前記排気口に近い側に位置するようになる空気ノズルにのみ、前記燃焼室の中心軸に向かって傾斜する傾斜部が設けられていることを特徴とする。
このような本発明によれば、排気口に近い側の空気ノズルから出る燃焼空気は、排気口から遠ざかるように噴流するので、燃焼室の中心軸を基準として排気口側の燃焼空気が少なくなり、前記目的を達成できる。また、排気口側での燃焼空気を少なくするのには、空気ノズルに傾斜部を設けるだけでよいから、構造が簡単であり、製作が容易である。
【００１７】
本発明の請求項３のバーナは、請求項２に記載のバーナにおいて、前記排気口から遠い側に位置するようになる空気ノズルには、前記燃焼室の中心軸から離れる方向に傾斜する別の傾斜部が設けられていることを特徴とする。
このような本発明では、燃焼空気が全体的に排気開口から遠ざかるようにシフトして噴流するため、排気開口が大きく、火炎が大きくなびき易いボイラに特に有効である。
【００１８】
本発明の請求項４に記載のバーナは、請求項２または請求項３に記載のバーナにおいて、前記複数の空気ノズルは、前記燃焼室の中心軸に対して３０度以下となる角度で傾斜することを特徴とする。
この発明によれば、空気ノズルの傾斜角度が適切に調整されているので、空気ノズルからの二次空気と未燃燃料の噴霧粒子との混合が促進されて噴霧粒子の蒸発が促進されるとともに、燃焼排ガスの循環が良好となる。
ここで、空気ノズルの軸線の傾斜角度が３０度より大きい場合には、未燃燃料の噴霧粒子の混合、蒸発は促進されるが、火炎が燃料噴霧ノズル近傍に貼り付いた燃焼状態と燃料噴霧ノズルから離れた位置で火炎が形成される燃焼状態との間で変動して燃焼状態が不安定となる。このため、安定したＮＯｘ低減効果を得ることができない。
【００１９】
本発明の請求項５のバーナは、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のバーナにおいて、前記内筒部材には、燃焼空気の一部が流入可能な小孔が形成され、前記小孔の総開口面積をＳ1、前記外筒部材の主空気噴流口の総開口面積をＳ2とした時、Ｓ1／（Ｓ1＋Ｓ2）は、０．３以下であることを特徴とする。
このような本発明では、主空気噴流口と小孔との総開口面積が適切に設定されているので、外筒部材の中央側と外側との空気比の差を適切に設定することが可能となり、より確実な二段燃焼効果および排ガス再循環燃焼が得られ、より一層確実かつ高効率にＮＯｘが低減される。
【００２０】
本発明の請求項６に記載のバーナは、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のバーナにおいて、前記内筒部材の開口部内に設けられた保炎板を備え、この保炎板には、前記内筒部材の略軸線方向に沿って貫通した複数の副空気噴流口が設けられていることを特徴とする。
この発明によれば、保炎板の副空気噴流口を内筒部材の略軸線方向に沿った貫通形状に形成するから、主空気噴流口からの空気が旋回せずに速やかに噴流し、燃料との混合が遅れる。従って、燃料の蒸発を十分に進ませてから燃焼させることが可能となり、保炎板への火炎の貼り付きが抑制されてＮＯｘの生成量がより確実に減少する。
【００２１】
本発明の請求項７に記載のバーナは、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のバーナにおいて、前記燃料噴霧ノズルの燃料を噴霧する噴霧口の下流側で、かつ前記外筒部材の下流側端面より下流側の前記内筒部材の軸線上には、前記空気ノズルから噴出される空気を循環させる循環補助部材が設けられたことを特徴とする。
この発明によれば、外側から入り込む排ガスの流路が循環補助部材周りに形成され、排ガスがよりスムーズに循環し、排ガス再循環の効果が一層向上する。ここで、循環補助部材は、噴霧燃料の外周縁が環状部材の内周面から外れない範囲に設けられていることが望ましい。この場合には、火炎形状や燃焼排ガスの流れ等が安定化されるため、例えばボイラの燃焼形式の違いなどの外部条件の影響を受けず、燃焼性を良好にすることができ、ＣＯや煤塵の発生をより一層抑制することができる。従って、低ＮＯx化とともに、良好な燃焼性による低ＣＯ化、および低煤塵化を達成することができる。
【００２２】
本発明の請求項８に記載のバーナは、請求項７に記載のバーナにおいて、前記循環補助部材は、円筒状に形成されていることを特徴とする。
この発明によれば、循環補助部材は、略円筒状に形成されている。これにより、循環補助部材の外周面に沿って外側から排ガスの流路が形成されるため、排ガスがよりスムーズに循環し、排ガス再循環の効果がさらに向上する。
【００２３】
本発明の請求項９のボイラは、燃焼室の中心軸に沿って開口した排気口を有するボイラであるとともに、前記排気口が設けられた燃焼室に向かって燃料を噴霧する燃料噴霧ノズルと、この燃料噴霧ノズルの先端側が収容される内筒部材と、この内筒部材の外周側に配置された外筒部材とを備え、前記外筒部材の下流側端面には、さらに下流側に延出した空気ノズルが設けられ、これらの空気ノズルの下流端側には、前記燃焼室に燃焼空気を噴流する主空気噴流口が形成されているバーナが取り付けられるボイラであって、前記バーナの主空気噴流口からの燃焼空気は、前記燃焼室の中心軸を基準にして前記排気口に近い側で少なくなるように噴流することを特徴とする。
【００２４】
このような本発明は、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のバーナを用いても実現可能であるが、従来のバーナ（特許文献１記載のバーナ等）を用いた場合でも、ボイラへの取付位置や取付方向を工夫することにより、噴流する燃焼空気を排気口側で少なくでき、本発明を実現可能である。そして、本発明においても、前述した作用により、前記目的を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
［第一実施形態］
以下、本発明の第一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係るバーナ１が取り付けられたボイラ１００を縦断面して示す模式図。図２は、ボイラ１００を横断面して示す模式図である。図３は、バーナ１単体を示す横断面図であり、図４はバーナ１単体での正面図である。ここで、図４は、図３中のIV-IV線で示す矢視図であり、図３は、図４中のIII-III線で示す矢視図である。
【００２６】
図１、図２において、ボイラ１００は、ωフロー形式の貫流ボイラであり、ボイラ本体である円筒状の缶体１０１を備えている。この缶体１０１の下部は、水室１０２および下部キャスタ１０３で密閉され、缶体１０１の上部は、蒸気通路１０４および上部キャスタ１０５で密閉されている。水室１０２には、図示しない給水装置から薬液注入装置等を介して蒸気発生用の水が給水される。水室１０２と蒸気通路１０４とは、複数の水管１０６により連通されており、水室１０２の水が水管１０６上部で蒸気となり、この蒸気が蒸気通路１０４から気水分離機に送られ、気水分離機において蒸気と分離された水は、再び水室１０２に戻されるようになっている。
【００２７】
複数の水管１０６は、図２に示すように、略同心円状に二重に配列されており、内側の水管列１０６Ａと外側の水管列１０６Ｂとが形成されている。内外の水管列１０６Ａ，１０６Ｂは、それぞれ水管１０６同士が連結部材１０６Ｃで連結されている。そして、内側の水管列１０６Ａと上下のキャスタ１０３，１０５に囲まれた空間が、中心軸Ｃ１を有した燃焼室１０７となっている。また、内外の水管列１０６Ａ，１０６Ｂの間、および外側の水管列１０６Ｂと缶体１０１との間に、それぞれガス通路１０８，１０９が形成されている。
【００２８】
燃焼室１０７と水管列１０６Ａ，１０６Ｂ間のガス通路１０８とは、内側の水管列１０６Ａにおける周方向の一部の連結部材１０６Ｃを省略して形成した第１排気口１１０を介して連通されており、この第１排気口１１０が燃焼室１０７の軸線に沿って上下方向に連続して開口している。開口長さは、燃焼室１０７の上下長さと略同じである。水管列１０６Ａ，１０６Ｂ間のガス通路１０８と、外側の水管列１０６Ｂと缶体１０１との間のガス通路１０９とは、外側の水管列１０６Ｂにおける周方向の一部の連結部材１０６Ｃを省略して形成した同様な第２排気口１１１を介して連通されている。この第２排気口１１１は、第１排気口１１０に対して、燃焼室１０７を挟んだ反対側に設けられている。そして、外側の水管列１０６Ｂと缶体１０１との間のガス通路１０９は、缶体１０１の側面に設けられた煙道１１２の内部と連通されている。
【００２９】
以上のようなボイラ１００において、バーナ１は、燃焼室１０７の一方側（図１中の上側）の中心部に、燃料噴霧側を下方に向けて取り付けられている。すなわち、上部キャスタ１０５の中央に穿設されたバーナ装着孔１０５Ａに外部側から挿入されている。このバーナ１の軸線Ｃ２は、燃焼室１０７の前述した中心軸Ｃ１と一致している。そして、バーナ１からの火炎は、燃焼室１０７の一方側から他方側に延びている。具体的には、その火炎の中心軸Ｃ３は、燃焼室の中心軸Ｃ１と略一致しているか、または第１排気口１１０から僅かに遠ざかる方向に傾斜して延びている。
【００３０】
燃焼後の排ガス（燃焼ガス）は、図中矢印で示すように、燃焼室１０７側方の第１排気口１１０からガス通路１０８に流入する。ガス通路１０８に流入した燃焼ガスは、ガス通路１０８内で水管１０６内の水と熱交換を行って冷却されながら、第２排気口１１１からガス通路１０９を通って煙道１１２に排気される。これにより水管１０６内の水が熱せられて、蒸気として蒸気通路１０４から気水分離機に送られるようになっている。
【００３１】
図３に示すように、バーナ１は、上部キャスタ１０５側から燃焼室１０７側（図１中の右側）に延びる油供給ライン１０と、この油供給ライン１０の先端部に設けられた燃料噴霧ノズル１０Ａと、油供給ライン１０（および燃料噴霧ノズル１０Ａ）の先端側を収容した内筒部材１１と、内筒部材１１の外周側に配置された外筒部材１２とを備えている。
【００３２】
燃料噴霧ノズル１０Ａは、複数個（本実施形態では２個）設けられ、内筒部材１１および外筒部材１２の略中央に、軸線Ｃ２に沿って互いに近接して配置されている。
【００３３】
外筒部材１２の下流側（燃焼室１０７側）の端面１２Ａには、その外周側に沿って軸線Ｃ２を中心に直径Ｄ１の円周上に複数（本実施形態では８本）の空気ノズル１３が互いに等周間隔で設けられている。空気ノズル１３の矩形断面において、対向する二辺は外筒部材１２の径方向に沿って配置されている。これらの空気ノズル１３は、断面矩形の筒状に形成されて外筒部材１２の端面１２Ａから燃焼室１０７の中心軸Ｃ１（バーナ１の中心軸Ｃ２）に沿って、当該燃焼室１０７側に延出している。
【００３４】
８本の空気ノズル１３のうち、燃焼室１０７の第１排気口１１０に近い４本の空気ノズル１３Ａにおいては、外側に向いた面、つまり空気ノズル１３矩形断面の四辺のうち、軸線Ｃ２から遠い外側の一辺を形成する面が傾斜部１３１Ａとなっている。傾斜部１３１Ａは、空気ノズル１３の先端に向かって燃焼室１０７の中心軸Ｃ１（バーナ１の軸線Ｃ２）側に近づくように傾倒し、中心軸Ｃ１，Ｃ２に対して所定の傾斜角度θを有している。ここで、傾斜角度θは、特に限定されないが、０°＜θ＜３０°の間で設定されている。
【００３５】
一方、第１排気口１１０から遠い側の残り４本の空気ノズル１３Ｂにおいては、内側に向いた面、つまり空気ノズル１３矩形断面の四辺のうち、軸線Ｃ２に近い内側の一辺を形成する面が傾斜部１３１Ｂとなっている。傾斜部１３１Ｂは、空気ノズル１３の先端に向かって燃焼室１０７の中心軸Ｃ１（バーナ１の軸線Ｃ２）から離れるように傾倒し、中心軸Ｃ１，Ｃ２に対して所定の傾斜角度θを有している。ここで、傾斜角度θはやはり、特に限定されないが、０°＜θ＜３０°の間で設定されている。
【００３６】
各空気ノズル１３の先端部分（燃焼室１０７側）には、開口部が設けられており、この開口部が主空気噴流口１４とされている。この主空気噴流口１４は、外筒部材１２の端面１２Ａよりも燃焼室１０７側に位置しており、外筒部材１２の内部を介して供給される二次側の燃焼空気が主空気噴流口１４から燃焼室１０７に向かって噴流するようになっている。
【００３７】
このような外筒部材１２を用いたバーナ１は、主空気噴流口１４が空気ノズル１３の数に応じて周方向の複数箇所（８箇所）に設けられているため、分割火炎燃焼方式の構造を有する。
また、主空気噴流口１４の下流近傍で燃焼が生じるが、燃焼時の排ガスは、隣接する空気ノズル１３の間を通り、燃焼によって最も負圧になる中央側へと入り込んで戻る（排ガス再循環）。このため、バーナ１は、排ガス再循環燃焼方式（自己排ガス再循環法）の構造も有する。
【００３８】
内筒部材１１の燃焼室１０７側端面における燃料噴霧ノズル１０Ａの前方には、内筒部材１１の開口を塞ぐ保炎板１５が設けられている。図５に示されるように、保炎板１５には、燃料噴霧ノズル１０Ａ（図４）の取付位置に対応して形成された中心の燃料噴出口１５Ｂと、この燃料噴出口１５Ｂの周囲に切り起こし加工等による副空気噴流口１５Ａとを備えている。この構成では、副空気噴流口１５Ａから噴流した一次側の燃焼空気は、旋回しながら燃料と混合する。従って、燃料との混合が速やかに行われ、良好に混合する。ただし、保炎板１５の構造はこれに限定されず、例えば、切り起こし加工による副空気噴流口１５Ａの代わりに、軸線Ｃ２に沿って貫通する多数（複数）の副空気噴流口が穿設されていてもよい。
【００３９】
また、内筒部材１１において、保炎板１５が設けられた側とは反対側の端部側面には、複数の小孔１１Ａが穿設されており、これら複数の小孔１１Ａの総開口面積をＳ１、外筒部材１２の主空気噴流口１４の総開口面積をＳ２とした時、Ｓ１／（Ｓ１＋Ｓ２）は、０．３以下、好ましくは０．２以下、より好ましくは０．１以下に設定されている。すなわち、総開口面積Ｓ１，Ｓ２による比を０．３以下に設定することで、副空気噴流口１５Ａから噴流する燃焼空気の量を抑え、これによってバーナ１では、外筒部材１２の中央側の空気比を外周側の空気比よりも小さくし、いわゆる二段燃焼の効果が得られるようになっている。この場合、本実施形態での主空気噴流口１４からの燃焼空気の流速が２０〜５０m/secであるのに対し、副空気噴流口１５Ａからの燃焼空気の流速は１０〜２０m/sec以下となる。
なお、総開口面積Ｓ１，Ｓ２による比は、０．３を越えて設定されると、二段燃焼の効果が得られず、火炎が保炎板１５に張り付いた状態で燃焼し易くなり、ＮＯｘの生成量が多くなる。また、主空気噴流口１４からの燃焼空気の流速は、１０m/sec以上であればよい。
【００４０】
以上のバーナ１では、燃料噴霧ノズル１０Ａから燃料が噴霧されると、燃料は副空気噴流口１５Ａから旋回しながら噴流する一次側の燃焼空気と混合されるとともに、空気ノズル１３の主空気噴流口１４および保炎板１５の副空気噴流口１５Ａから二次側の燃焼空気が供給されることで、燃焼が生じる。このとき外筒部材１２内の二次側の燃焼空気は、それぞれ複数の空気ノズル１３で分岐して噴流し、分割されて燃焼する。
【００４１】
そして、空気ノズル１３Ａには傾斜部１３１Ａが形成され、空気ノズル１３Ｂには傾斜部１３１Ｂが形成されているので、主空気噴流口１４からの燃焼空気は、燃焼室１０７の中心軸Ｃ１を基準として、ある程度の角度を有しながら第１排気口１１０から離れる方向に噴流し、第１排気口１１０に近い側で少なく、離れた側で多くなる。これにより、形成される火炎は、第１排気口１１０側からある角度を持って離れる方向に延びるか、または第１排気口１１０側への吸引作用によって当該第１排気口１１０側になびいた結果、火炎の中心軸Ｃ３が燃焼室１０７の中心軸Ｃ１（バーナ１の軸線Ｃ２）と略一致するように戻される。
なお、傾斜部１３１Ａ，１３１Ｂの傾斜角度θが３０°を大きく越えると、火炎が燃焼室１０７の第１排気口１１０とは反対側の水管１０６に接触してしまい、かえって燃焼性が悪化する。
【００４２】
また、主空気噴流口１４からの空気噴流量は、小孔１１Ａからの空気噴流量より多くなっているので、外筒部材１２の外周側（空気ノズル１３近傍）では、外筒部材１２の中央側より空気比が高くなる。このため、外筒部材１２の中央側が負圧となり、空気ノズル１３から噴流された空気による燃焼後の排ガスは、隣接する空気ノズル１３の間を通って外筒部材１２の中央側、つまり燃料噴霧ノズル１０Ａ前方に再循環する。
【００４３】
このような本発明によれば、以下の効果がある。
（１）すなわち、ωフロー形式のボイラ１００に取り付けられたバーナ１においては、空気ノズル１３Ａ，１３Ｂに傾斜部１３１Ａ，１３１Ｂが設けられていることにより、主空気噴流口１４からの燃焼空気は、第１排気口１１０に近い側で少なく、遠い側で多くなるように噴流するので、燃焼室１０７の中心軸Ｃ１から外れるように火炎が延び、第１排気口１１０側からの吸引力の影響を受けにくくできる。また、影響を受けた場合でも、第１排気口１１０側になびく分だけ火炎の方向や位置が中心軸Ｃ１側に戻るだけであり、結果として火炎の中心軸と燃焼室の中心軸とが近づくことになり、火炎が第１排気口１１０側に近づくことがない。従って、火炎の一部が第１排気口１１０近くの水管等に近づきすぎたり、接触したりすることがなく、火炎温度の低下を抑制してＣＯや煤塵の発生をより低減できる。
また、火炎が第１排気口１１０側に近づかないことで、火炎と燃焼室１０７に臨む水管１０６との隙間を十分に確保できるので、高速な二次側の燃焼空気と未燃の油噴霧粒子との混合を促進できると同時に、燃焼空気と共に排ガスをも良好に循環させることができ、未燃の油噴霧粒子の蒸発も促進できる。このため、ＮＯｘの一層の低減と、ＣＯおよび煤塵のさらなる低減とを実現できる。
【００４４】
（２）バーナ１では、空気ノズル１３Ａ，１３Ｂに傾斜部１３１Ａ，１３１Ｂを設けるだけで、燃焼空気の噴流方向を燃焼室１０７の中心軸Ｃ１からずらし、よって第１排気口１１０側の燃焼空気を少なくする構造であるから、構造が簡単で、製作も容易にできるというメリットがある。
【００４５】
（３）第１排気口１１０側の燃焼空気を少なくするのには、空気ノズル１３Ａにのみ傾斜部１３１Ａを設けることでも可能であるが、本実施形態では、空気ノズル１３Ｂにも傾斜部１３１Ｂが設けられており、第１排気口１１０側の燃焼空気を大幅に少なくしている。このため、第１排気口１１０が燃焼室の略上下寸法にわたって大きく開口したボイラ１００においても、第１排気口１１０での大きな吸引力に見合った火炎を形成でき、火炎の中心軸Ｃ３と燃焼室１０７の中心軸Ｃ１とを確実に近づけて燃焼性を向上させることができる。
【００４６】
（４）内筒部材１１の小孔１１Ａと主空気噴流口１４との総開口面積Ｓ１，Ｓ２による比を０．３以下にし、内筒部材１１の先端側に設けられる副空気噴流口１５Ａから噴流する燃焼空気の量を確実に抑えることにより、外筒部材１２の中央側の空気比が外側の空気比よりも小さくなって２段燃焼効果が得られ、副空気噴流口１５Ａからより離れた位置で保炎するようになる。これにより、２段燃焼効果が得られ、ＮＯｘの発生をさらに減少させることができる。
【００４７】
（５）空気ノズル１３の傾斜角度が３０度以下に調整されているので、空気ノズル１３からの二次空気と未燃燃料の噴霧粒子とが適切に混合される。従って、噴霧粒子の蒸発を促進でき、燃焼排ガスの循環が良好にできる。
【００４８】
（６）副空気噴流口１５Ａが内筒部材１１の軸線に沿って保炎板１５を貫通しているので、副空気噴流口１５Ａからの燃焼空気が燃料噴霧ノズル１０Ａ近傍で旋回することなく噴流される。従って、燃料との混合が遅くなり、その間に燃料の蒸発をより促すことができ、蒸発が十分に進んでから燃焼させることができる。これにより、保炎板１５からより離れた位置で保炎することができ、保炎板１５への火炎の貼り付きを防止できるので、ＮＯｘの生成量をさらに低減することができる。
【００４９】
［第二実施形態］
次に本発明の第二実施形態について図面に基づいて説明する。
図６は、第二実施形態に係るバーナ１Ａ単体を示す側面図である。第二実施形態のバーナ１Ａは第一実施形態のボイラ１００において、バーナ１の先端に循環補助部材としての燃焼コーン２０を取り付けたものであり、第一実施形態と同一の部材に対しては同一符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
【００５０】
図６において、バーナ１Ａの先端に設けられる燃焼コーン２０は、外筒部材１２の直径（外径）Ｄ２と略同一の外径寸法を有しており、外筒部材１２に図示しない係合部材により一体に取り付けられている。また、燃焼コーン２０は、内外筒部材１１，１２の軸線Ｃ２を中心とした円筒状の部材であり、燃料噴霧ノズル１０Ａよりも燃焼室１０７側で、かつ外筒部材１２の端面１２Ａとの間に所定寸法の隙間Ｚを有して設置されている。
【００５１】
また、燃焼コーン２０は、燃料噴霧ノズル１０Ａから所定の角度（噴霧角）で噴霧された燃料を所定範囲内（燃焼コーン２０の内径範囲内）に案内し、噴霧された燃料の必要以上の拡散を防止する。
【００５２】
このような本発明によれば、第一実施形態の効果に加えて以下の効果がある。
（７）バーナ１Ａは、内外筒部材１１，１２の軸線Ｃを中心とした燃焼コーン２０を備えている。このため、燃料噴霧ノズル１０Ａから噴霧された燃料を燃焼コーン２０内周面で案内でき、排ガスの再循環をより高効率にするとともに、未燃燃料の排出を防止できる。従って、火炎形状や燃焼排ガスの流れ等を安定化できる。これにより、低ＮＯｘ化とともに、良好な燃焼性による低ＣＯ化、および低煤塵化を達成することができる。
【００５３】
（８）燃焼コーン２０は、内外筒部材１１，１２の軸線Ｃを中心とした円筒状に形成されている。このため、噴霧された燃料の外周縁の拡散を防止でき、燃焼コーン２０に沿って火炎を燃焼させることができる。
【００５４】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００５５】
〔第１変形例〕
図７、図８には、本発明の第１変形例が示されている。この第１変形例では、８本の空気ノズル１３Ａ，１３Ｂのうち、第１排気口１１０に近い側の空気ノズル１３Ａにのみ、その先端側に傾斜部１３１Ａが設けられており、第１排気口１１０から離れた側の残り４本の空気ノズル１３Ｂには傾斜部が一切設けられていない。つまり、空気ノズル１３Ｂはストレート形状であり、ここからの燃焼空気は、燃焼室１０７（図１）の中心軸Ｃ１に沿った方向に噴流する。他の構成は、前記実施形態と略同様である。
このような構成でも、前記実施形態ほどではないが、中心軸Ｃ１を基準にして第１排気口１１０側での燃焼空気を少なくでき、本発明の目的を達成できる。そして、このような構成は、第１排気口１１０での吸引力が前記実施形態ほど大きくない場合に好適に用いられる。
【００５６】
〔第２変形例〕
図９に示す第２変形例では、第１排気口から離れた側にのみストレート形状の空気ノズル１３が設けられている。
このような構成でも、第１排気口に近い側に空気ノズルが設けられていないことで、第１排気口側での燃焼空気を少なくでき、実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００５７】
〔第３変形例〕
図１０に示す第３変形例では、８本の空気ノズル１３Ａ，１３Ｂが略円筒状に設けられている点で第１実施形態とは異なる。
このような構成でも、第１排気口１１０側での燃焼空気を少なくでき、本発明の目的を達成できる。
【００５８】
〔第４、第５変形例〕
図１１、図１２に示す第４、第５変形例では、外筒部材１２の端面１２Ａに設けられる８本の空気ノズル１３は、第１排気口１１０から遠ざかる方向に一様に傾斜するとともに、断面矩形状の主空気噴流口１４がそれぞれ同じ向きに開口している。ここで、図１１の空気ノズル１３では、主空気噴流口１４の矩形長辺が第１排気口１１０に向かう方向に対して略直交して形成され、図１２の空気ノズル１３では、主空気噴流口１４の開口形状が略正方形に形成されている。なお、断面形状が四角形の空気ノズル１３に限らず、例えば円筒状の空気ノズルが第１排気口１１０から遠ざかる方向に一様に傾斜する構成であってもよい。
このような構成でも、第１排気口１１０側での燃焼空気を少なくでき、本発明の目的を達成できる。
【００５９】
〔第６変形例〕
図１３に示す第６変形例は、本発明の第２実施形態に対するバーナ１Ａの変形例であり、このバーナ１Ａの燃焼コーン２０は、バーナ１Ａ全体の軸線Ｃ２上に設けられるとともに、燃焼コーン２０単体の軸線Ｃ４が軸線Ｃ２よりも第１排気口１１０から遠ざかる方向に傾斜して配置されている。この燃焼コーン２０の傾斜角度は、空気ノズル１３Ａ，１３Ｂの傾斜角度θと略同一角度だけ傾斜されていることが望ましい。
このような構成では、第１排気口１１０側での燃焼空気を少なくできるとともに、燃焼コーン２０により排ガスをより確実に再循環させることができるので燃焼性を良好にできる。また、燃焼コーン２０の傾斜により、噴霧される空気を確実に第１排気口１１０から遠ざける方向に噴流させることができ、燃焼効率を一層良好にできる。
【００６０】
〔第７変形例〕
図１４に示す第７変形例では、外筒部材１２の端面１２Ａにストレート状の従来の空気ノズル１３が設けられ、この外筒部材１２の燃焼室１０７側に中心軸Ｃ上に設けられるとともに、燃焼コーン２０単体の軸線Ｃ４が軸線Ｃ２よりも第１排気口１１０から遠ざかる方向に傾斜した燃焼コーン２０が設けられている。
このような構成では、空気噴流口１４から出た空気は燃焼コーン２０に沿って第１排気口１１０から遠ざかる方向に流される。従って、第１排気口１１０側の燃焼空気を少なくできる。さらには、既存の従来の空気ノズル１３を有するバーナにこのような燃焼コーン２０を取り付けるだけで容易に燃焼効率を良好にできる。
【００６１】
〔第８変形例〕
図１５に示すバーナ１Ａでは、図１６に示すような半円筒状の燃焼コーン２１が外筒部材１２の燃焼室１０７側に設けられている。このような燃焼コーン２１を取り付けることにより、燃焼後の排ガスは、燃焼コーン２１の外周側から隣接する空気ノズル１３の間を通って外筒部材１２の中央側、つまり燃料噴霧ノズル１０Ａ前方に再循環する（図１５中矢印にて示す）。従って、このような構成でも、第２実施形態と同様に、排ガスの再循環をより高効率にするとともに、未燃燃料の排出を防止できる。
【００６２】
〔第９変形例〕
図１７、図１８に示すボイラ１００は、本発明のボイラに係る変形例であって、ボイラ１００に用いられるバーナ２自身は前述した特許文献１に記載の従来型である。ただし、この変形例でのバーナ２は、その軸線Ｃ２が燃焼室の中心軸Ｃ１に対してずれた位置で取り付けられている。つまり、ボイラ２００の上部キャスタ１０５に対するバーナ２の取付位置を、第１排気口１１０から所定寸法だけ遠ざかる方向にオフセットさせることにより、第１排気口１１０側での燃焼空気を少なくしているのである。
従って、バーナ２自身は、本発明のバーナには含まれないが、このようなバーナ２の取付構造が採用されたボイラ１００は、本発明のボイラに含まれる。
【００６３】
〔第１０変形例〕
図１９に示すバーナ１は、外筒部材１２や図示しない内筒部材自体が燃焼室１０７内で折曲し、傾斜した形状になっている。そして、バーナ１の軸線Ｃ２が燃焼室１０７の中心軸Ｃ１に対して傾斜角度θで傾斜している（０°＜θ＜３０°）。
このような構成でも、本発明の目的を達成でき、図１７に示したバーナ１およびボイラ１００は、本発明のバーナおよびボイラに含まれる。
【００６４】
〔第１１変形例〕 
図２０には、本発明の第１１変形例に係る温水ボイラ２００が示されている。この温水ボイラ２００は、ωフロー形式ではなく、燃焼室１０７で生じた排ガスは、排気口１１０から複数の煙管２０１を通って上方に導かれ、煙室２０２から排気される構造である。しかし、排ガスの排気口１１０が燃焼室１０７の中心軸Ｃ１に沿って設けられており、前記実施形態のようなバーナ１を用いることで、この温水ボイラ２００は本発明のボイラに含まれる。
【００６５】
その他、空気ノズル１３の数は８本に限らず、任意の本数を形成してよい。さらに、主空気噴流口１４の形状は、四角形や円形に限らず、楕円形や、三角形、その他の多角形状であってもよい。
【００６６】
また、空気ノズル１３の間隔は等周間隔でなくともよく、例えば、排気口１１０側に複数の空気ノズル１３を粗に設け、排気口１１０から離れた側に複数の空気ノズル１３を密に設けることで、排気口１１０に近い側の燃焼空気を少なく噴流させてもよい。
そして、空気ノズル１３のうち、空気ノズル１３Ａの主空気噴流口１４の開口面積をより小さくし、空気ノズル１３Ｂの主空気噴流口１４の開口面積をより大きくすることで、排気口１１０に近い側の燃焼空気を少なく噴流させてもよい。
【実施例１】
【００６７】
前記第1実施形態で説明した本発明のバーナ１およびボイラ１００を用いて燃焼実験を行った。燃料は図２１に示す性状の灯油を用い、Ｓ１／（Ｓ１＋Ｓ２）＝０．０４とし、主空気噴流口１４が配置される仮想円形の直径Ｄ１を約１２２mmとした。また、空気ノズル１３の主空気噴流口１４の総開口面積Ｓ２を一定（２６mm×１７mm×８本）に保持しながら、傾斜部１３１Ａ，１３１Ｂの傾斜角度θを０°から３０°まで変化させて、つまり傾斜角度θを０°、１０°、２０°、３０°に設定した場合について、それぞれ燃焼実験を行った。
【００６８】
図２２に実施例１の結果を示す。この図２２に示されるように、傾斜角度θが０°の場合と比べて、傾斜部１３１が角度を有する場合（つまり傾斜角度θが１０°、２０°、３０°の場合）の方が燃焼性（ＣＯ、煙濃度）が向上し、ＮＯｘの発生量が抑制されることが確認された。これは、傾斜部１３１Ａ，１３１Ｂにより、二次側の燃焼空気が排気口１１０から遠ざかる方向に噴流し、その結果、排気口１１０側への火炎の吸引が抑制され、燃焼空気と未燃燃料の油噴霧粒子との混合が促進されると同時に、排ガスの再循環により未燃燃料の油噴霧粒子の蒸発も促進されたためと考えられる。このことより、傾斜部１３１を設けることにより、ＮＯｘの発生量を抑制できることが確認された。
【００６９】
なお、傾斜角度θが大きくなると、ＮＯｘ発生量が増大するのは、燃焼室１０７において、火炎の偏り状態が大きくなり、伝熱効率が悪くなると考えられる。このことはまた、傾斜角度θには最適値が存在すること意味しており、１０°近辺が最適値であると判断される。
【実施例２】
【００７０】
第１実施形態のバーナ１およびボイラ１００を用いて燃焼実験を行った。バーナ１は、空気ノズル１３の主空気噴流口１４の総開口面積Ｓ２を実施例１よりも小さく（２５mm×１３mm×８本）した以外は、実施例１と同じである。ただし、傾斜角度θは、０°、５°、１０°、２０°に設定した。
【００７１】
図２３に実施例２の結果を示す。この図２３に示されるように、実施例１と同様、空気ノズル１３に傾斜角度θを設け、排気口１１０から遠ざかる方向に燃焼空気を噴流することにより、燃焼性（ＣＯ、煙濃度）が向上し、ＮＯｘの発生量が抑制されることが確認された。実施例１と異なる結果としては、傾斜角度θを大きくしても、実施例１程ＮＯｘの生成が増加しない点である。これは、主空気噴流口１４の面積を小さくしたため、実施例１に比べて燃焼空気が高速で噴流し、未燃の油噴霧粒子との混合がより促進され、対流による伝熱効率が向上したものと考えられる。
【実施例３】
【００７２】
第１実施形態のバーナ１およびボイラ１００を用いて燃焼実験を行った。燃料が図２２に示す性状のＡ重油を使用したこと以外、バーナ１の形状等は実施例２と同じである。ただし、傾斜角度θは、０°、１０°に設定した。
【００７３】
図２４に実施例３の結果を示す。この図２４に示されるようにやはり、空気ノズル１３に傾斜角度θを設け、排気口１１０から遠ざかる方向に燃焼空気を噴流することにより、燃焼性（ＣＯ、煙濃度）が向上し、ＮＯｘの発生量が抑制されることが確認された。
【実施例４】
【００７４】
前記第２実施形態で説明した本発明のバーナ１Ａおよびこのバーナ１Ａが取り付けられるωフロー燃焼形式のボイラを用いて燃焼実験を実施した。燃料は、実施例３と同様に、図２１に示す性状のＡ重油を用いた。この時のバーナ１Ａとしては、燃料噴霧ノズル１０Ａが２個、外筒部材１２の直径寸法を１９０．７mm、空気ノズル１３の傾斜角度を１０°、主空気噴流口１４の出口サイズを２３mm×１５mmとして保持し、燃焼コーン２０を付けない場合と燃焼コーン２０をつけた場合とについて、それぞれ燃焼実験を実施した。また、燃焼コーン２０を付けた場合に、直径寸法を１９１mm、軸方向の長さ寸法を８５mmとして保持しながら、燃焼コーン２０と外筒部材１２の端面１２Ａとの距離Ｚを４５mm、６０mmに設定した場合について、それぞれ燃焼実験を実施した。
【００７５】
図２５に実施例４の実験結果を示す。この図２５に示されるように、特に空気比が小さい場合において、燃焼コーン２０を付けたバーナ１Ａは、燃焼コーン２０を付けないバーナ１に比べてＮＯｘの濃度が小さくなることが確認された。また、燃焼コーン２０を付けたバーナ１Ａの場合の煙濃度も低下し、排ガスの再循環が良好になっていることが確認された。
【実施例５】
【００７６】
前記第６変形例で説明したバーナ１Ａおよびこのバーナ１Ａが取り付けられるωフロー燃焼形式のボイラを用いて燃焼実験を実施した。燃料は、実施例３および実施例４と同様に、図２１に示す性状のＡ重油を用いた。この時のバーナ１Ａとしては、燃料噴霧ノズル１０Ａが２個、外筒部材１２の直径寸法を１９０．７mm、空気ノズル１３の傾斜角度を１０°、主空気噴流口１４の出口サイズを２３mm×１５mm、燃焼コーン２０から外筒部材１２の端面１２Ａまでの距離Ｚを４５mm、燃焼コーン２０の直径を１９１mm、燃焼コーン２０の軸方向の長さ寸法を１２０mmとして保持し、この燃焼コーン２０の軸線Ｃ２に対する傾斜角度を０°、５°、１０°に設定した場合について、それぞれ燃焼実験を実施した。
【００７７】
図２６に実施例５の実験結果を示す。この図２６に示されるように、特に空気比が小さい場合において、燃焼コーン２０の傾斜角度を５°に設定したバーナ１Ａは、ＣＯの濃度が小さくなることが確認された。また、燃焼コーン２０を傾斜させたバーナ１Ａの場合、煙濃度も低下し、排ガスの再循環が良好になっていることが確認された。
【実施例６】
【００７８】
前記第７変形例で説明したバーナ１Ａおよびこのバーナ１Ａが取り付けられるωフロー燃焼形式のボイラを用いて燃焼実験を実施した。燃料は、実施例３ないし実施例５と同様に、図２１に示す性状のＡ重油を用いた。この時のバーナ１Ａとしては、燃料噴霧ノズル１０Ａが２個、外筒部材１２の直径寸法を１９０．７mm、主空気噴流口１４の出口サイズを２３mm×１５mm、燃焼コーン２０から外筒部材１２の端面１２Ａまでの距離Ｚを４５mm、燃焼コーン２０の直径を１９１mm、燃焼コーン２０の軸方向の長さ寸法を１２０mmとして保持し、この燃焼コーン２０の軸線Ｃ２に対する傾斜角度を実施例５と同様に０°、５°、１０°に設定した場合について、それぞれ燃焼実験を実施した。
【００７９】
図２７に実施例６の実験結果を示す。この図２７に示されるように、燃焼コーン２０の傾斜角度を傾斜させたバーナ１Ａは、ＣＯおよびＮＯｘの濃度が小さくなり、燃焼効率が良好になっていることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明のボイラは、ωフロー形式のボイラのように、排ガスの排気口が燃焼室の中心軸に沿って設けられているボイラに適用でき、本発明のバーナは、そのようなボイラ全てに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るバーナが取り付けられたボイラを縦断面して示す模式図。
【図２】前記ボイラを横断面して示す模式図。
【図３】前記バーナ単体を示す横断面図であり、図４中のIII-III線で示す矢視図。
【図４】前記バーナ単体の正面図であり、図３中のIV-IV線で示す矢視図。
【図５】前記バーナに使用される保炎板を示す斜視図。
【図６】本発明の第２実施形態に係るバーナ単体の側面図。
【図７】第１変形例を示す横断面図。
【図８】第１変形例を示す正面図。
【図９】第２変形例を示す正面図。
【図１０】第３変形例を示す正面図。
【図１１】第４変形例を示す正面図。
【図１２】第５変形例を示す正面図。
【図１３】第６変形例を示す側面図。
【図１４】第７変形例を示す側面図。
【図１５】第８変形例を示す側面図。
【図１６】前記第８変形例の燃焼コーンを示す斜視図。
【図１７】第９変形例を示す縦断面図。
【図１８】第９変形例を示す正面図。
【図１９】第１０変形例を示す縦断面図。
【図２０】第１１変形例を示す模式図。
【図２１】各実施例で用いられた燃料の性状を示す図。
【図２２】実施例１の結果を示す図。
【図２３】実施例２の結果を示す図。
【図２４】実施例３の結果を示す図。
【図２５】実施例４の結果を示す図。
【図２６】実施例５の結果を示す図。
【図２７】実施例６の結果を示す図。
【符号の説明】
【００８２】
１…バーナ、１０Ａ…燃料噴霧ノズル、１１…内筒部材、１２…外筒部材、１２Ａ…下流側端面、１３，１３Ａ，１３Ｂ…空気ノズル、１４…主空気噴流口、２０，２１…循環補助部材としての燃焼コーン、１００，２００…ボイラ、１０７…燃焼室、１１０…排気口、１３１，１３１Ａ，１３１Ｂ…傾斜部、Ｃ１…中心軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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