(57)【要約】【課題】内部保炎性能を維持しつつ着火性を向上させる。【解決手段】燃料ノズル６１と、燃焼用空気ノズル６２と、燃料ノズル６１内に燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに沿って配置される板状の第１部材７１と、燃料ノズル６１内に噴出方向Ｊｄに沿って配置されるとともに噴出方向Ｊｄと直交する水平方向Ｈｄにおいて第１部材７１の隣接バーナ側Ｂｓに隣接して配置される板状の第２部材７２と、を備え、第１部材７１の傾斜面７１ｃ及び第２部材７２の傾斜面７２ｃは、隣接バーナ側Ｂｓに面するとともに燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに対して隣接バーナ側Ｂｓに向けて傾斜する面であり、平坦面７１ｄ及び平坦面７２ｄは、水平方向Ｈｄの火炉壁側Ｆｓに面するとともに噴出方向Ｊｄに沿って延びる面である燃焼バーナ２１を提供する。【選択図】図４
2019132565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料と空気とを混合した燃料ガスを噴出する燃料ノズルと、
前記燃料ノズルの外側から空気を噴出する燃焼用空気ノズルと、
前記燃料ノズル内に前記燃料ガスの噴出方向に沿って配置される板状の第１部材と、
前記燃料ノズル内に前記噴出方向に沿って配置されるとともに前記噴出方向と交差する所定方向において前記第１部材の一方側に隣接して配置される板状の第２部材と、を備え、
前記第１部材は、
前記噴出方向の下流端に配置される第１傾斜面と、
前記噴出方向の下流端に配置される第１平坦面と、を備え、
前記第２部材は、
前記噴出方向の下流端に配置される第２傾斜面と、
前記噴出方向の下流端に配置される第２平坦面と、を備え、
前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面は、前記一方側に面するとともに前記噴出方向に対して前記一方側に向けて傾斜する面であり、
前記第１平坦面及び前記第２平坦面は、前記所定方向の他方側に面するとともに前記噴出方向に沿って延びる面である燃焼バーナ。
【請求項２】
前記燃料ノズル内に前記噴出方向に沿って配置されるとともに前記第２部材の前記一方側に隣接して配置される板状の第３部材を備え、
前記第３部材は、
前記燃料ノズルの前記所定方向における中央部に配置されており、
前記噴出方向の下流端に配置される第３傾斜面を備え、
前記第３傾斜面は、前記他方側に面するとともに前記噴出方向に対して前記他方側に向けて傾斜する面である請求項１に記載の燃焼バーナ。
【請求項３】
前記燃料ノズル内に前記噴出方向に沿って配置される板状の第４部材と、
前記燃料ノズル内に前記噴出方向に沿って配置されるとともに前記第４部材の前記他方側に隣接して配置される板状の第５部材と、を備え、
前記第４部材は、
前記噴出方向の下流端に配置される第４傾斜面と、
前記噴出方向の下流端に配置される第４平坦面と、を備え、
前記第５部材は、
前記噴出方向の下流端に配置される第５傾斜面と、
前記噴出方向の下流端に配置される第５平坦面と、を備え、
前記第４傾斜面及び前記第５傾斜面は、前記他方側に面するとともに前記噴出方向に対して前記他方側に向けて傾斜する面であり、
前記第４平坦面及び前記第５平坦面は、前記一方側に面するとともに前記噴出方向に沿って延びる面であり、
前記第３部材は、
前記第５部材の前記他方側に隣接して配置されており、
前記噴出方向の下流端に配置される第６傾斜面を備え、
前記第６傾斜面は、前記一方側に面するとともに前記噴出方向に対して前記一方側に向けて傾斜する面である請求項２に記載の燃焼バーナ。
【請求項４】
前記燃料ノズル内に前記噴出方向に沿って配置されるとともに前記第２部材の前記一方側に隣接して配置される板状の第３部材を備え、
前記第３部材は、
前記燃料ノズルの前記所定方向における中央部に配置されており、
前記噴出方向の下流端に配置される第３傾斜面と、
前記噴出方向の下流端に配置される第３平坦面と、を備え、
前記第３傾斜面は、前記一方側に面するとともに前記噴出方向に対して前記一方側に向けて傾斜する面であり、
前記第３平坦面は、前記他方側に面するとともに前記噴出方向に沿って延びる面であり、
前記一方側から他の燃焼バーナの火炎が導かれるとともに前記他方側に火炉壁が配置される請求項１に記載の燃焼バーナ。
【請求項５】
前記燃料ノズル内に前記噴出方向に沿って配置される板状の第４部材と、
前記燃料ノズル内に前記噴出方向に沿って配置されるとともに前記第４部材の前記他方側に隣接して配置される板状の第５部材と、を備え、
前記第４部材は、
前記噴出方向の下流端に配置される第４傾斜面と、
前記噴出方向の下流端に配置される第４平坦面と、を備え、
前記第５部材は、
前記噴出方向の下流端に配置される第５傾斜面と、
前記噴出方向の下流端に配置される第５平坦面と、を備え、
前記第４傾斜面及び前記第５傾斜面は、前記一方側に面するとともに前記噴出方向に対して前記一方側に向けて傾斜する面であり、
前記第４平坦面及び前記第５平坦面は、前記他方側に面するとともに前記噴出方向に沿って延びる面であり、
前記第３部材は、
前記第５部材の前記他方側に隣接して配置されており、
前記噴出方向の下流端に配置される第６傾斜面を備え、
前記第６傾斜面は、前記一方側に面するとともに前記噴出方向に対して前記一方側に向けて傾斜する面である請求項４に記載の燃焼バーナ。
【請求項６】
前記燃焼用空気ノズルは、前記一方側の端部において、前記噴出方向に対して前記一方側に向けて傾斜した方向に空気を噴出する請求項４または請求項５に記載の燃焼バーナ。
【請求項７】
前記燃焼用空気ノズルは、前記他方側の端部において、前記噴出方向に対して前記一方側に向けて傾斜した方向に空気を噴出する請求項６に記載の燃焼バーナ。
【請求項８】
前記第１部材の前記噴出方向の下流端の位置と前記第２部材の前記噴出方向の下流端の位置とが異なる位置である請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。
【請求項９】
前記第１部材の前記噴出方向の下流端の位置と前記第２部材の前記噴出方向の下流端の位置とが同じ位置である請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。
【請求項１０】
中空形状をなして鉛直方向に沿って設置される火炉と、
前記火炉に配置される請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の燃焼バーナと、
前記火炉の上部に配置される煙道と、
を有することを特徴とするボイラ。
【請求項１１】
前記火炉の前記燃焼バーナの上部に追加空気供給部を有することを特徴とする請求項１０に記載のボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料と空気を混合して燃焼させる燃焼バーナ、この燃焼バーナにより発生した燃焼ガスにより蒸気を生成するボイラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の石炭焚きボイラは、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、節炭器などの熱交換器が設けられており、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】
このような石炭焚きボイラの燃焼バーナとしては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載された燃焼バーナは、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と、この燃料ノズルの外側から２次空気を吹き込み可能な２次空気ノズルとを設けると共に、燃料ノズルの先端部における軸中心側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燃焼を可能とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１５８０７９号
【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バーナでは、保炎器をスプリッタ形状とし、燃料ノズルの先端部に配置することで、保炎器の下流側に再循環領域を形成し、微粉炭の燃焼を維持している。このスプリッタを内部に設置することでより空気量が少ない火炎内部から着火させ、火炎外周で形成される高温高酸素領域を低減し、ＮＯｘの低減を図っている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の燃焼バーナは、所定方向に隣接して配置される保炎器が、所定方向おいて互いに異なる方向に向けて傾斜するガイド面を有している。そのため、隣接して配置される保炎器により導かれる燃料ガス流れが干渉し、保炎器の下流側の低流速領域が縮小して保炎器による着火性能を十分に発揮できない可能性がある。
【０００７】
本発明は上述した課題を解決するものであり、内部保炎性能を維持しつつ着火性を向上させた燃焼バーナ及びボイラ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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る燃焼バーナは、燃料と空気とを混合した燃料ガスを噴出する燃料ノズルと、前記燃料ノズルの外側から空気を噴出する燃焼用空気ノズルと、前記燃料ノズル内に前記燃料ガスの噴出方向に沿って配置される板状の第１部材と、前記燃料ノズル内に前記噴出方向に沿って配置されるとともに前記噴出方向と交差する所定方向において前記第１部材の一方側に隣接して配置される板状の第２部材と、を備え、前記第１部材は、前記噴出方向の下流端に配置される第１傾斜面と、前記噴出方向の下流端に配置される第１平坦面と、を備え、前記第２部材は、前記噴出方向の下流端に配置される第２傾斜面と、前記噴出方向の下流端に配置される第２平坦面と、を備え、前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面は、前記一方側に面するとともに前記噴出方向に対して前記一方側に向けて傾斜する面であり、前記第１平坦面及び前記第２平坦面は、前記所定方向の他方側に面するとともに前記噴出方向に沿って延びる面である。
【０００９】
上記構成によれば、燃料ガスの噴出方向に交差する所定方向の一方側に向けて傾斜する第１部材の第１傾斜面によって燃料ガスが偏向された上で、第１傾斜面の終了端で燃料ガス流れが剥離するので、第１部材の下流側に燃料ガスの再循環領域が形成される。同様に、燃料ガスの噴出方向に交差する所定方向の一方側に向けて傾斜する第２部材の第２傾斜面によって燃料ガスが偏向された上で、第２傾斜面の終了端で燃料ガス流れが剥離するので、第２部材の下流側に燃料ガスの再循環領域が形成される。このように、第１部材及び第２部材の下流側に形成される再循環領域で着火が促進されて火炎が形成されることで、内部保炎が行われる。
【００１０】
また、上記構成によれば、第１傾斜面及び第２傾斜面が噴出方向に対して一方側に向けて傾斜しており、第１平坦面及び第２平坦面は所定方向の他方側に面している。第１部材の第１傾斜面に第２部材の第２平坦面が隣接して配置されるため、双方の面が互いに異なる方向に向けて傾斜する場合に比べ、第１部材により導かれる燃料ガス流れと第２部材により導かれる燃料ガス流れの干渉が抑制される。これにより、第１部材及び第２部材の下流側の低流速の再循環領域が縮小することが抑制され、保炎器による着火性能を十分に発揮することができる。
このように、本開示の一態様に係る燃焼バーナによれば、内部保炎性能を維持しつつ着火性を向上させることができる。
【００１１】
本開示の一態様に係る燃焼バーナにおいては、前記燃料ノズル内に前記噴出方向に沿って配置されるとともに前記第２部材の前記一方側に隣接して配置される板状の第３部材を備え、前記第３部材は、前記燃料ノズルの前記所定方向における中央部に配置されており、前記噴出方向の下流端に配置される第３傾斜面を備え、前記第３傾斜面は、前記他方側に面するとともに前記噴出方向に対して前記他方側に向けて傾斜する面である構成でもよい。
【００１２】
上記構成の燃焼バーナによれば、第３部材の第３傾斜面によって燃料ガスが偏向された上で、第３傾斜面の終了端で燃料ガス流れが剥離するので、第３部材の下流側に燃料ガスの再循環領域が形成される。第３部材の下流側に形成される再循環領域で着火が促進されて火炎が形成されることで、燃焼バーナの所定方向の中央部において内部保炎が促進される。また、第１部材の第１傾斜面及び第２部材の第２傾斜面が所定方向の一方側、すなわち燃焼バーナの所定方向の中央部に向けて傾斜しているため、第１傾斜面及び第２傾斜面によって中央部の燃料濃度が増加し、中央部における着火性が向上する。
【００１３】
上記構成の燃焼バーナにおいては、前記燃料ノズル内に前記噴出方向に沿って配置される板状の第４部材と、前記燃料ノズル内に前記噴出方向に沿って配置されるとともに前記第４部材の前記他方側に隣接して配置される板状の第５部材と、を備え、前記第４部材は、前記噴出方向の下流端に配置される第４傾斜面と、前記噴出方向の下流端に配置される第４平坦面と、を備え、前記第５部材は、前記噴出方向の下流端に配置される第５傾斜面と、前記噴出方向の下流端に配置される第５平坦面と、を備え、前記第４傾斜面及び前記第５傾斜面は、前記他方側に面するとともに前記噴出方向に対して前記他方側に向けて傾斜する面であり、前記第４平坦面及び前記第５平坦面は、前記一方側に面するとともに前記噴出方向に沿って延びる面であり、前記第３部材は、前記第５部材の前記他方側に隣接して配置されており、前記噴出方向の下流端に配置される第６傾斜面を備え、前記第６傾斜面は、前記一方側に面するとともに前記噴出方向に対して前記一方側に向けて傾斜する面であってもよい。
【００１４】
このような燃焼バーナによれば、燃焼バーナの所定方向の中央部に第３部材が配置され、第３部材に隣接して第２部材及び第５部材が配置され、第２部材及び第５部材に隣接して第１部材及び第４部材が配置される。第１部材及び第２部材と同様に、第４部材及び第５部材の下流側の低流速の再循環領域が縮小することが抑制され、保炎器による着火性能を十分に発揮することができる。また、第４部材の第４傾斜面及び第５部材の第５傾斜面が所定方向の他方側、すなわち燃焼バーナの所定方向の中央部に向けて傾斜しているため、第４傾斜面及び第５傾斜面によって中央部の燃料濃度が増加し、中央部における着火性が向上する。
【００１５】
本開示の一態様に係る燃焼バーナにおいては、前記燃料ノズル内に前記噴出方向に沿って配置されるとともに前記第２部材の前記一方側に隣接して配置される板状の第３部材を備え、前記第３部材は、前記燃料ノズルの前記所定方向における中央部に配置されており、前記噴出方向の下流端に配置される第３傾斜面と、前記噴出方向の下流端に配置される第３平坦面と、を備え、前記第３傾斜面は、前記一方側に面するとともに前記噴出方向に対して前記一方側に向けて傾斜する面であり、前記第３平坦面は、前記他方側に面するとともに前記噴出方向に沿って延びる面であり、前記一方側から他の燃焼バーナの火炎が導かれるとともに前記他方側に火炉壁が配置される構成でもよい。
【００１６】
上記構成の燃焼バーナによれば、第３部材の第３傾斜面によって燃料ガスが偏向された上で、第３傾斜面の終了端で燃料ガス流れが剥離するので、第３部材の下流側に燃料ガスの再循環領域が形成される。第３部材の下流側に形成される再循環領域で着火が促進されて火炎が形成されることで、燃焼バーナの所定方向の中央部において内部保炎が促進される。
【００１７】
また、所定方向の一方側の燃焼用空気ノズルに隣接する燃料ガスの再循環領域は、燃焼用空気ノズルから噴出する空気の流れに近づく方向に形成されるため、空気の流れが作用して縮小する。一方で、所定方向の他方側の燃焼用空気ノズルに隣接する燃料ガスの再循環領域は、燃焼用空気ノズルから噴出する空気の流れから遠ざかる方向に形成されるため、空気の流れが作用せず縮小しない。そのため、他の燃焼バーナの火炎による熱負荷が大きい所定方向の一方側の再循環領域が縮小し、他の燃焼バーナの火炎による熱負荷の無い所定方向の他方側の再循環領域が拡大し、所定方向の一方側と他方側の熱負荷の差が縮小して内部保炎が更に促進される。
【００１８】
上記構成の燃焼バーナにおいては、前記燃料ノズル内に前記噴出方向に沿って配置される板状の第４部材と、前記燃料ノズル内に前記噴出方向に沿って配置されるとともに前記第４部材の前記他方側に隣接して配置される板状の第５部材と、を備え、前記第４部材は、前記噴出方向の下流端に配置される第４傾斜面と、前記噴出方向の下流端に配置される第４平坦面と、を備え、前記第５部材は、前記噴出方向の下流端に配置される第５傾斜面と、前記噴出方向の下流端に配置される第５平坦面と、を備え、前記第４傾斜面及び前記第５傾斜面は、前記一方側に面するとともに前記噴出方向に対して前記一方側に向けて傾斜する面であり、前記第４平坦面及び前記第５平坦面は、前記他方側に面するとともに前記噴出方向に沿って延びる面であり、前記第３部材は、前記第５部材の前記他方側に隣接して配置されており、前記噴出方向の下流端に配置される第６傾斜面を備え、前記第６傾斜面は、前記一方側に面するとともに前記噴出方向に対して前記一方側に向けて傾斜する面であってもよい。
【００１９】
このような燃焼バーナによれば、燃焼バーナの所定方向の中央部に第３部材が配置され、第３部材に隣接して第２部材及び第５部材が配置され、第２部材及び第５部材に隣接して第１部材及び第４部材が配置される。第１部材及び第２部材と同様に、第４部材及び第５部材の下流側の低流速領域が縮小することが抑制され、保炎器による着火性能を十分に発揮することができる。
【００２０】
本開示の一態様に係る燃焼バーナにおいて、前記一方側の端部において、前記噴出方向に対して前記一方側に向けて傾斜した方向に空気を噴出する構成としてもよい。
本構成の燃焼バーナによれば、燃焼用空気ノズルから噴出する空気の流れが、所定方向の一方側の燃焼用空気ノズルに隣接する燃料ガスの再循環領域から遠ざかる方向となり、再循環領域が縮小することが抑制される。
【００２１】
上記構成の燃焼バーナにおいて、前記燃焼用空気ノズルは、前記他方側の端部において、前記噴出方向に対して前記一方側に向けて傾斜した方向に空気を噴出してもよい。
このような燃焼バーナによれば、燃焼用空気ノズルから噴出する空気の流れが、所定方向の他方側の燃焼用空気ノズルに隣接する燃料ガスの再循環領域に沿った方向となり、適切な着火及び内部保炎を行うことができる。
【００２２】
本開示の一態様に係る燃焼バーナにおいては、前記第１部材の前記噴出方向の下流端の位置と前記第２部材の前記噴出方向の下流端の位置とが異なる位置であってよい。
第１部材の噴出方向の下流端の位置と第２部材の噴出方向の下流端の位置が異なるため、第１部材の第１傾斜面と第２部材の第２平坦面が近接して燃料ガスの流速が増大することが抑制される。そのため、燃料ガスの流速が増加することによる火炎の吹き飛びが抑制され、安定した保炎が可能となる。
【００２３】
本開示の一態様に係る燃焼バーナにおいては、前記第１部材の前記噴出方向の下流端の位置と前記第２部材の前記噴出方向の下流端の位置とが同じ位置であってよい。
第１部材の噴出方向の下流端の位置と第２部材の噴出方向の下流端の位置が同じ位置であるため、これらを噴出方向の異なる位置に配置する場合に比べ、上流側に配置された部材が形成する再循環領域が下流側に配置される部材が形成される再循環領域に潰されにくく再循環領域を広く確保することができる。
【００２４】
本発明の一態様に係るボイラは、中空形状をなして鉛直方向に沿って設置される火炉と、前記火炉に配置される上記のいずれかの燃焼バーナと、前記火炉の上部に配置される煙道とを有する。
本発明の一態様に係るボイラによれば、内部保炎性能を維持しつつ着火性を向上させることができる。
【００２５】
本発明の一態様に係るボイラにおいては、前記火炉の前記燃焼バーナの上部に追加空気供給部を有してもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、内部保炎性能を維持しつつ着火性を向上させた燃焼バーナ及びボイラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１実施形態の石炭焚きボイラを表す概略構成図である。
【図２】燃焼バーナの配置構成を表す平面図である。
【図３】第１実施形態の燃焼バーナを火炉からみた正面図である。
【図４】第１実施形態の燃焼バーナの縦断面図である。
【図５】図４に示す燃焼バーナの内部部材の部分拡大図である。
【図６】第１変形例の燃焼バーナの内部部材の部分拡大図である。
【図７】第２変形例の燃焼バーナの内部部材の部分拡大図である。
【図８】第２実施形態の燃焼バーナの縦断面図である。
【図９】図８に示す燃焼バーナの内部部材の部分拡大図である。
【図１０】変形例の燃焼バーナの内部部材の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に添付図面を参照して、本開示の幾つかの実施形態に係る燃焼バーナ及びボイラの一実施形態を説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００２９】
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態の石炭焚きボイラを表す概略構成図、図２は、燃焼バーナの配置構成を表す平面図である。
【００３０】
第１実施形態のボイラは、石炭を粉砕した微粉炭を微粉燃料（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微粉炭焚きボイラである。
【００３１】
第１実施形態において、図１に示すように、石炭焚きボイラ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と煙道１３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１１ａが伝熱管により構成されている。
【００３２】
燃焼装置１２は、この火炉１１を構成する火炉壁（伝熱管）１１ａの下部に設けられている。この燃焼装置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。本実施形態にて、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。但し、火炉の形状や一つの段における燃焼バーナの数、段数はこの実施形態に限定されるものではない。
【００３３】
この各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０を介して粉砕機（微粉炭機）３１，３２，３３，３４，３５に連結されている。この粉砕機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、搬送用空気（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。
【００３４】
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。更に、火炉１１は、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５の装着位置より上方に追加空気供給部（以下、アディショナル空気ノズルと称する。）３９が設けられており、このアディショナル空気ノズル３９に空気ダクト３７から分岐した分岐空気ダクト４０の端部が連結されている。従って、送風機３８により送られた燃焼用空気（燃料ガス燃焼用空気／２次空気）を空気ダクト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と共に、送風機３８により送られた燃焼用空気（追加空気）を分岐空気ダクト４０からアディショナル空気ノズル３９に供給することができる。
【００３５】
煙道１３は、火炉１１の上部に連結されている。この煙道１３は、排ガスの熱を回収するための過熱器（スーパーヒータ）５１，５２，５３、再熱器（リヒータ）５４，５５、節炭器（エコノマイザ）５６，５７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。
【００３６】
煙道１３は、その下流側に熱交換を行った排ガスが排出されるガスダクト５８が連結されている。このガスダクト５８は、空気ダクト３７との間にエアヒータ５９が設けられ、空気ダクト３７を流れる空気と、ガスダクト５８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。
【００３７】
なお、ガスダクト５８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。
【００３８】
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を構成する燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、それぞれほぼ同様の構成をなしていることから、燃焼バーナ２１を代表して説明する。
【００３９】
燃焼バーナ２１は、図２に示すように、火炉１１における４つの火炉壁１１ａにそれぞれ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。
【００４０】
そのため、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炭混合気（燃料ガス）を吹き込むと共に、その微粉炭混合気の外側に燃焼用空気（燃料ガス燃焼用空気／２次空気）を吹き込む。そして、この微粉炭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２にて）反時計回り方向に旋回する火炎旋回流Ｃとなる。
【００４１】
このように構成された石炭焚きボイラ１０にて、図１及び図２に示すように、粉砕機３１，３２，３３，３４，３５が駆動すると、固体燃料が粉砕され、微粉炭が搬送用空気と共に微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０を通して各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給される。一方、加熱された燃焼用空気は、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に供給されると共に、分岐空気ダクト４０からアディショナル空気ノズル３９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炭混合気を火炉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。また、アディショナル空気ノズル３９は、追加空気を火炉１１に吹き込み、燃焼制御を行うことができる。この火炉１１では、微粉炭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１３に排出される。
【００４２】
即ち、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭混合気と燃焼用空気（燃焼バーナ用２次空気／２次空気）を火炉１１における燃焼領域Ａに吹き込み、このときに着火することで燃焼領域Ａに火炎旋回流Ｃが形成される。そして、この火炎旋回流Ｃは、旋回しながら上昇して還元領域Ｂに至る。アディショナル空気ノズル３９は、追加空気を火炉１１における還元領域Ｂの上方に吹き込む。この火炉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、追加空気（アディショナルエア）が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。
【００４３】
そして、図示しない給水ポンプから供給された水は、節炭器５６，５７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５１，５２，５３に導入され、燃焼ガスによって過熱される。過熱器５１，５２，５３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５４，５５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。
【００４４】
その後、煙道１３の節炭器５６，５７を通過した排ガスは、ガスダクト５８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。
【００４５】
ここで、このように構成された燃焼バーナ２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）について詳細に説明する。図３は第１実施形態の燃焼バーナ２１を火炉１１からみた正面図であり、図４は燃焼バーナ２１の縦断面（図３のI−I断面）図である。
【００４６】
燃焼バーナ２１は、図３及び図４に示すように、中心側から燃料ノズル６１と、燃焼用空気ノズル６２と、２次空気ノズル６３が設けられると共に、燃料ノズル６１内に内部部材６４が設けられている。
【００４７】
燃料ノズル６１は、微粉炭（固体燃料）と搬送用空気（１次空気）とを混合した微粉燃料混合気（以下、燃料ガス）３０１を噴出可能なものである。燃焼用空気ノズル６２は、燃料ノズル６１の外側に配置され、燃料ノズル６１から噴出された燃料ガス３０１の外周側に燃焼用空気の一部（燃料ガス燃焼用空気）３０２を噴出可能なものである。２次空気ノズル６３は、燃焼用空気ノズル６２の外側に配置され、燃焼用空気ノズル６２から噴出された燃料ガス燃焼用空気３０２の外周側に燃焼用空気の一部（以下、２次空気）３０３を噴出可能なものである。
【００４８】
内部部材６４は、燃料ノズル６１内であって、燃料ノズル６１の先端部、つまり、燃料ガス３０１の流動方向の下流側に配置されることで、燃料ガス３０１の着火用及び保炎用又は燃料案内用の部材として機能するものである。この内部部材６４は、第１部材７１と、第２部材７２と、第３部材７３と、第４部材７４と、第５部材７５から構成されている。第１部材７１，第２部材７２，第３部材７３，第４部材７４，第５部材７５は、鉛直方向に沿って配置されると共に、水平方向Ｈｄに所定間隔を空けて配置される板状部材である。この場合、鉛直方向とは、鉛直な方向に対して微小角度だけずれた方向も含むものである。
【００４９】
図３に示すように、燃焼バーナ２１を火炉１１から正面視した場合、水平方向Ｈｄの右方側から他の燃焼バーナ２１の火炎が導かれ、水平方向Ｈｄの左方側に火炉壁１１ａが配置される。以下では、水平方向Ｈｄの右方側を隣接バーナ側（一方側）Ｂｓと称し、水平方向の左方側を火炉壁側（他方側）Ｆｓと称する。
【００５０】
第１部材７１は、燃料ノズル６１の先端部であって、燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに沿う軸線（燃料ノズル６１の中心線）Ｏに対して水平方向（噴出方向Ｊｄと直交する方向）Ｈｄの火炉壁側Ｆｓに配置されている。第１部材７１は、燃料ノズル６１の火炉壁側Ｆｓの内壁面６１ａに隣接して所定間隔（隙間）を空けて配置されており、鉛直方向に沿うと共に燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに沿う板形状をなしている。
【００５１】
第２部材７２は、燃料ノズル６１の先端部であって、燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに沿う軸線Ｏに対して水平方向Ｈｄの火炉壁側Ｆｓに配置されている。第２部材７２は、第１部材７１に対して水平方向Ｈｄの隣接バーナ側Ｂｓに所定間隔を空けて隣接して配置されており、鉛直方向に沿うと共に燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに沿う板形状をなしている。
【００５２】
第３部材７３は、燃料ノズル６１の先端部であって、燃料ガス３０１の噴出方向に沿う軸線Ｏ上で、燃料ノズル６１の水平方向Ｈｄにおける中央部に配置されている。第３部材７３は、第２部材７２から水平方向Ｈｄの隣接バーナ側Ｂｓに所定間隔を空けて隣接して配置されている。第３部材７３は、鉛直方向に沿うと共に燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに沿う板形状をなしている。
【００５３】
第４部材７４は、燃料ノズル６１の先端部であって、燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに沿う軸線Ｏに対して水平方向Ｈｄの隣接バーナ側Ｂｓに配置されている。第４部材７４は、燃料ノズル６１の隣接バーナ側Ｂｓの内壁面６１ａから所定間隔を空けて配置されており、鉛直方向に沿うと共に燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに沿う板形状をなしている。
【００５４】
第５部材７５は、燃料ノズル６１の先端部であって、燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに沿う軸線Ｏに対して水平方向Ｈｄの隣接バーナ側Ｂｓに配置されている。第５部材７５は、第４部材７４に対して水平方向Ｈｄの火炉壁側Ｆｓに所定間隔（隙間）を空けて隣接し、かつ第３部材７３に対して隣接バーナ側Ｂｓに所定間隔を空けて隣接して配置されており、鉛直方向に沿うと共に燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに沿う板形状をなしている。
【００５５】
燃料ノズル６１及び燃焼用空気ノズル６２は、長尺な管状構造をなす。燃料ノズル６１は、４個の平坦な内壁面６１ａにより、長手方向に延びて同一の流路断面形状となる燃料ガス流路Ｐ１を形成しており、先端部（下流側端部）に矩形状の開口部６１ｂが設けられている。燃焼用空気ノズル６２は、燃料ノズル６１の４個の平坦な外壁面６１ｃと、４個の平坦な内壁面６２ａにより、長手方向に延びて同一の流路断面形状となる燃焼用空気流路Ｐ２を形成しており、先端部（下流側端部）に矩形リング形状の開口部６２ｂが設けられている。そのため、燃料ノズル６１と燃焼用空気ノズル６２は、二重管状構造となっている。
【００５６】
２次空気ノズル６３は、燃料ノズル６１及び燃焼用空気ノズル６２の外側に配置される長尺な管状構造をなす。２次空気ノズル６３は、４本の矩形断面形状をなす管状構造をなし、燃焼用空気ノズル６２の上方、下方、左方、右方に単独で配置された２次空気ノズル本体６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄからなり、燃焼用空気ノズル６２の外側に所定隙間を空けて配置されている。２次空気ノズル６３は、４本の２次空気ノズル本体６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄにより、長手方向に延びて同一の流路断面形状となる４個の２次空気流路Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４を形成しており、先端部（下流側端部）に矩形リング形状の開口部６３ｅが設けられている。
【００５７】
なお、燃料ノズル６１、燃焼用空気ノズル６２の形状は真四角に限らず、矩形でもよく、この場合、角部に曲率をつけた形状としてもよい。角部に曲率をつけた管状構造とすることで、ノズルの強度を向上することができる。更に、円筒としてもよい。
【００５８】
そのため、燃料ノズル６１（燃料ガス流路Ｐ１）の開口部６１ｂの外側に燃焼用空気ノズル６２（燃焼用空気流路Ｐ２）の開口部６２ｂが配設され、この燃焼用空気ノズル６２（燃焼用空気流路Ｐ２）の開口部６２ｂの外側に所定間隔を空けて２次空気ノズル６３（２次空気流路Ｐ３）の開口部６３ｅが配設されることとなる。燃料ノズル６１と燃焼用空気ノズル６２と２次空気ノズル６３は、各開口部６１ｂ，６２ｂ，６３ｅが燃料ガス３０１や空気の流れ方向における同位置に同一面上に揃えられて配置されている。
【００５９】
なお、２次空気ノズル６３は、４本の２次空気ノズル本体６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄにより構成せずに、燃焼用空気ノズル６２の外側に二重管状構造として矩形状に配置してもよい。また、２次空気ノズル６３は、２次空気ノズル本体６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄにより構成したが、上下の２次空気ノズル本体６３ａ，６３ｂだけとしたり、左右の２次空気ノズル本体６３ｃ，６３ｄだけとしたりしてもよい。更に、２次空気ノズル６３は、各２次空気ノズル本体６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄにダンパ開度調整機構などを設けることで、２次空気３０３の噴出量を調整可能としてもよい。
【００６０】
第１部材７１は、水平方向における断面形状（図２）にて、幅が一定な平坦部７１ａと、この平坦部７１ａの前端部（燃料ガス３０１の流れ方向の下流端部）に一体に設けられた拡幅部７１ｂとから構成されている。平坦部７１ａは、燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに沿って幅が一定である。拡幅部７１ｂは、燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄの下流端に配置されるとともに噴出方向Ｊｄの下流側に向かって幅が大きくなる。この拡幅部７１ｂは、水平断面が略直角三角形状をなし、基端部が平坦部７１ａに連結され、先端部が燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄの下流側に向かって幅が広くなり、前端がこの燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに直交する平面となっている。
【００６１】
拡幅部７１ｂは、水平方向Ｈｄの隣接バーナ側Ｂｓに面するとともに噴出方向Ｊｄに対して隣接バーナ側Ｂｓに向けて傾斜する傾斜面（第１傾斜面）７１ｃと、水平方向Ｈｄの火炉壁側Ｆｓに面するとともに噴出方向Ｊｄに沿って延びる平坦面（第１平坦面）７１ｄと、前端側の端面（第１端面）７１ｅと、を有している。傾斜面７１ｃと端面７１ｅによって形成される角部が、傾斜面７１ｃの傾斜が終了する傾斜終了端（第１傾斜終了端）となり、傾斜終了端で燃料ガス流れが剥離する。
拡幅部７１ｂは、その長手方向（鉛直方向）に沿って幅が一定となっているが、幅を異ならせてもよい。また、傾斜面７１ｃと端面７１ｅは、平面であることが望ましいが、凹状または凸状に屈曲または湾曲した面であってもよい。また、拡幅部７１ｂの水平断面が略直角三角形としているが、これに限定されるものではなく、端面７１ｅが凹んだ形状や、板状体を折り曲げた形状でもよい。
【００６２】
第２部材７２は、水平方向に沿って切断した断面形状（図２）にて、幅が一定な平坦部７２ａと、この平坦部７２ａの前端部（燃料ガス３０１の流れ方向の下流端部）に一体に設けられた拡幅部７２ｂとから構成されている。平坦部７２ａは、燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに沿って幅が一定である。拡幅部７２ｂは、燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに向かって幅が大きくなる。この拡幅部７２ｂは、水平断面が略直角三角形状をなし、基端部が平坦部７２ａに連結され、先端部が燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄの下流側に向かって幅が広くなり、前端がこの燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに直交する平面となっている。
【００６３】
拡幅部７２ｂは、水平方向Ｈｄの隣接バーナ側Ｂｓに面するとともに噴出方向Ｊｄに対して隣接バーナ側Ｂｓに向けて傾斜する傾斜面（第２傾斜面）７２ｃと、水平方向Ｈｄの火炉壁側Ｆｓに面するとともに噴出方向Ｊｄに沿って延びる平坦面（第２平坦面）７２ｄと、前端側の端面（第２端面）７２ｅと、を有している。傾斜面７２ｃと端面７２ｅによって形成される角部が、傾斜面７２ｃの傾斜が終了する傾斜終了端（第２傾斜終了端）となり、傾斜終了端で燃料ガス流れが剥離する。
拡幅部７２ｂは、その長手方向（鉛直方向）に沿って幅が一定となっているが、幅を異ならせてもよい。また、傾斜面７２ｃと端面７２ｅは、平面であることが望ましいが、凹状または凸状に屈曲または湾曲した面であってもよい。また、拡幅部７２ｂの水平断面が略直角三角形としているが、これに限定されるものではなく、端面７２ｅが凹んだ形状や、板状体を折り曲げた形状でもよい。
【００６４】
第３部材７３は、水平方向における断面形状（図２）にて、幅が一定な平坦部７３ａと、この平坦部７３ａの前端部（燃料ガス３０１の流れ方向の下流端部）に一体に設けられた拡幅部７３ｂとから構成されている。平坦部７３ａは、燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに沿って幅が一定である。拡幅部７３ｂは、燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに向かって幅が大きくなる。この拡幅部７３ｂは、水平断面が略二等辺三角形状をなし、基端部が平坦部７３ａに連結され、先端部が燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄの下流側に向かって幅が広くなり、前端がこの燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに直交する平面となっている。
【００６５】
拡幅部７３ｂは、隣接バーナ側Ｂｓに面するとともに噴出方向Ｊｄに対して隣接バーナ側Ｂｓに向けて傾斜する傾斜面（第６傾斜面）７３ｃと、火炉壁側Ｆｓに面するとともに噴出方向Ｊｄに対して火炉壁側Ｆｓに向けて傾斜する傾斜面（第３傾斜面）７３ｄと、前端側の端面７３ｅとを有している。傾斜面７３ｃと端面７３ｅによって形成される角部、及び、傾斜面７３ｄと端面７３ｅによって形成される角部が、傾斜面７３ｃ，７３ｄの傾斜が終了する傾斜終了端（第３傾斜終了端）となり、傾斜終了端で燃料ガス流れが剥離する。
拡幅部７３ｂは、その長手方向（鉛直方向）に沿って幅が一定となっているが、幅を異ならせてもよい。また、傾斜面７３ｃと傾斜面７３ｄと端面７３ｅは、平面であることが望ましいが、凹状または凸状に屈曲または湾曲した面であってもよい。また、拡幅部７３ｂの水平断面が略二等辺三角形としているが、これに限定されるものではなく、端面７３ｅが凹んだ形状や、Ｙ字形状でもよい。
【００６６】
第４部材７４は、水平方向における断面形状（図２）にて、幅が一定な平坦部７４ａと、この平坦部７４ａの前端部（燃料ガス３０１の流れ方向の下流端部）に一体に設けられた拡幅部７４ｂとから構成されている。平坦部７４ａは、燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに沿って幅が一定である。拡幅部７４ｂは、燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄの下流端に配置されるとともに噴出方向Ｊｄの下流側に向かって幅が大きくなる。この拡幅部７４ｂは、水平断面が略直角三角形状をなし、基端部が平坦部７４ａに連結され、先端部が燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄの下流側に向かって幅が広くなり、前端がこの燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに直交する平面となっている。
【００６７】
拡幅部７４ｂは、水平方向Ｈｄの火炉壁側Ｆｓに面するとともに噴出方向Ｊｄに対して火炉壁側Ｆｓに向けて傾斜する傾斜面（第４傾斜面）７４ｃと、水平方向Ｈｄの隣接バーナ側Ｂｓに面するとともに噴出方向Ｊｄに沿って延びる平坦面（第４平坦面）７４ｄと、前端側の端面（第４端面）７４ｅと、を有している。傾斜面７４ｃと端面７４ｅによって形成される角部が、傾斜面７４ｃの傾斜が終了する傾斜終了端（第４傾斜終了端）となり、傾斜終了端で燃料ガス流れが剥離する。
拡幅部７４ｂは、その長手方向（鉛直方向）に沿って幅が一定となっているが、幅を異ならせてもよい。また、傾斜面７４ｃと端面７４ｅは、平面であることが望ましいが、凹状または凸状に屈曲または湾曲した面であってもよい。また、拡幅部７４ｂの水平断面が略直角三角形としているが、これに限定されるものではなく、端面７４ｅが凹んだ形状や、板状体を折り曲げた形状でもよい。
【００６８】
第５部材７５は、水平方向に沿って切断した断面形状（図２）にて、幅が一定な平坦部７５ａと、この平坦部７５ａの前端部（燃料ガス３０１の流れ方向の下流端部）に一体に設けられた拡幅部７５ｂとから構成されている。平坦部７５ａは、燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに沿って幅が一定である。拡幅部７５ｂは、燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに向かって幅が大きくなる。この拡幅部７５ｂは、水平断面が略直角三角形状をなし、基端部が平坦部７５ａに連結され、先端部が燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄの下流側に向かって幅が広くなり、前端がこの燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに直交する平面となっている。
【００６９】
拡幅部７５ｂは、水平方向Ｈｄの火炉壁側Ｆｓに面するとともに噴出方向Ｊｄに対して火炉壁側Ｆｓに向けて傾斜する傾斜面（第５傾斜面）７５ｃと、水平方向Ｈｄの隣接バーナ側Ｂｓに面するとともに噴出方向Ｊｄに沿って延びる平坦面（第５平坦面）７５ｄと、前端側の端面（第５端面）７５ｅと、を有している。傾斜面７５ｃと端面７５ｅによって形成される角部が、傾斜面７５ｃの傾斜が終了する傾斜終了端（第５傾斜終了端）となり、傾斜終了端で燃料ガス流れが剥離する。
拡幅部７５ｂは、その長手方向（鉛直方向）に沿って幅が一定となっているが、幅を異ならせてもよい。また、傾斜面７５ｃと端面７５ｅは、平面であることが望ましいが、凹状または凸状に屈曲または湾曲した面であってもよい。また、拡幅部７５ｂの水平断面が略直角三角形としているが、これに限定されるものではなく、端面７５ｅが凹んだ形状や、板状体を折り曲げた形状でもよい。
【００７０】
第１部材７１と第２部材７２と第３部材７３と第４部材７４と第５部材７５と燃料ノズル６１の内壁面とは、前述したように、所定間隔の隙間を空けて配置されている。この所定間隔とは、少なくとも各部材７１，７２，７３，７４，７５における拡幅部７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂ，７５ｂの幅以上の隙間、または、少なくとも各部材７１，７２，７３，７４，７５における拡幅部７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂ，７５ｂが熱延びにより互いにまたは燃料ノズル６１の内壁面６１ａに干渉（接触）しない程度の隙間である。
【００７１】
燃料ノズル６１は、内部にこの内部部材６４として第１〜第５部材７１，７２，７３，７４，７５が水平方向Ｈｄに所定間隔を空けて配置されている。そして、第１部材７１，第３部材７３，第４部材７４は、先端部に拡幅部７１ｂ，７３ｂ，７４ｂがそれぞれ設けられている。この拡幅部７１ｂ，７３ｂ，７４ｂは、各端面７１ｅ，７３ｅ，７４ｅが燃料ノズル６１の開口部６１ｂと燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄにおける同位置に同一面上に揃えられて配置されている。一方、第２部材７２，第５部材７５は、先端部に拡幅部７２ｂ，７５ｂが設けられており、この拡幅部７２ｂ，７５ｂは、端面７２ｅ，７５ｅが燃料ノズル６１の開口部６１ｂより燃料ガス３０１の噴出方向の上流側に配置されている。
【００７２】
即ち、第１部材７１，第３部材７３，第４部材７４は、燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄにて、拡幅部７１ｂ，７３ｂ，７４ｂの端面７１ｅ，７３ｅ，７４ｅと燃料ノズル６１の開口部６１ｂが同位置となっている。一方、第２部材７２，第５部材７５は、拡幅部７２ｂ，７５ｂの端面７２ｅ，７５ｅが燃料ノズル６１の開口部６１ｂに対して燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄの上流側に所定距離Ｌだけ離間した位置に配置されている。
【００７３】
第１部材７１，第２部材７２，第３部材７３，第４部材７４，第５部材７５は、後部の上端部と下端部が支持部材８７，８８を介して燃料ノズル６１の内壁面６１ａに支持されている。各支持部材８７，８８は、燃料ノズル６１の内壁面６１ａにおける上部と下部に固定されており、第１〜第５部材７１，７２，７３，７４，７５の上端部と下端部がこの支持部材８７，８８に支持されている。
【００７４】
この場合、第１〜第５部材７１，７２，７３，７４，７５は、燃料ノズル６１の内壁面６１ａに固定された支持部材８７，８８に対して固定されている。但し、この構成に限定されるものではない。例えば、第２部材７２，第５部材７５は、拡幅部７２ｂ，７５ｂの端面７２ｅ，７５ｅが燃料ノズル６１の開口部６１ｂより所定距離Ｌだけ後退した位置に配置されている。拡幅部７２ｂ，７５ｂの位置は、燃料の種類や噴出量などに応じて所定距離Ｌを変更することが考えられる。そのため、第２部材７２，第５部材７５を燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに沿って位置調整可能とする位置調整機構（図示略）を設けることが望ましい。
【００７５】
燃料ノズル６１は、内部部材６４として第１〜第５部材７１，７２，７３，７４，７５が支持部材８７，８８に支持されていることから、燃料ガス流路Ｐ１が６個の領域に分割されることとなる。即ち、燃料ガス流路Ｐ１は、第１部材７１と第２部材７２の間の燃料ガス流路Ｐ１１と、第２部材７２と第３部材７３の間の燃料ガス流路Ｐ１２と、第４部材７４と第５部材７５の間の燃料ガス流路Ｐ１３と、第５部材７５と第３部材７３の間の燃料ガス流路Ｐ１４と、第１部材７１と内壁面６１ａの間の燃料ガス流路Ｐ１５と、第４部材７４と内壁面６１ａの間の燃料ガス流路Ｐ１６に分割される。
【００７６】
このように構成された燃焼バーナ２１にて、燃料ガス（微粉炭と１次空気）３０１は、燃料ノズル６１の燃料ガス流路Ｐ１を流れ、開口部６１ｂから火炉１１内に噴出される。燃料ガス燃焼用空気３０２は、燃焼用空気ノズル６２の燃焼用空気流路Ｐ２を流れ、開口部６２ｂから燃料ガス３０１の外側に噴出される。２次空気３０３は、２次空気ノズル６３の２次空気流路Ｐ３を流れ、開口部６３ｅから燃料ガス３０１燃焼用空気の外側に噴出される。このとき、燃料ガス（微粉炭と１次空気）３０１、燃料ガス燃焼用空気３０２、２次空気３０３は、旋回させずにバーナ軸線方向（軸線Ｏ）に沿った直進流として噴出させている。
【００７７】
このとき、燃料ガス３０１は、燃料ノズル６１の開口部６１ｂにて、第１〜第５部材７１，７２，７３，７４，７５により分岐して流れ、ここで着火されて燃焼し、燃焼ガスとなる。また、この燃料ガス３０１の外周に燃料ガス燃焼用空気３０２が噴出されることで、燃料ガス３０１の燃焼が促進される。更に、燃焼火炎の外周に２次空気３０３が噴出されることで、燃料ガス燃焼用空気３０２と２次空気３０３の割合を調整し、最適な燃焼を得ることができる。
【００７８】
また、第２部材７２，第５部材７５の拡幅部７２ｂ，７５ｂは、第１部材７１，第３部材７３，第４部材７４の拡幅部７１ｂ，７３ｂ，７４ｂより燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄの上流側に配置されている。そのため、燃料ノズル６１の燃料ガス流路Ｐ１を閉塞する位置が燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄにずれることとなり、流路が急激に狭くなる領域が減少し、拡幅部７１ｂ，７３ｂ，７４ｂの位置での燃料ガス３０１の流速が低減される。そのため、燃料ノズル６１を大型化することなく内部着火及び内部保炎を強化できる。
【００７９】
このように、第１〜第５部材７１，７２，７３，７４，７５の拡幅部７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂ，７５ｂは燃料ガスの噴出方向Ｊｄの異なる位置に配置されているので、第１〜第５部材７１，７２，７３，７４，７５の拡幅部７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂ，７５ｂにおける燃料ガス３０１の流速を、各部材の拡幅部を噴出方向Ｊｄの同じ位置に配置した場合に比べて低下させることができる。
【００８０】
次に、図５を参照して、第１〜第５部材７１，７２，７３，７４，７５の拡幅部７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂ，７５ｂにより形成される再循環領域Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４について説明する。図５は、図４に示す燃焼バーナ２１の内部部材６４の部分拡大図である。再循環領域Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４，Ｒｚ５は、それぞれ第１〜第５部材７１，７２，７３，７４，７５の端面７１ｅ，７２ｅ，７３ｅ，７４ｅ，７５ｅ（図４参照）の前方に形成される領域である。図５に示す矢印は、第１〜第５部材７１，７２，７３，７４，７５の下流端で剥離した燃料ガス３０１の流れを示す。
【００８１】
図５に示すように、内部部材６４は、第１〜第５部材７１，７２，７３，７４，７５の各拡幅部７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂ，７５ｂがスプリット形状をなしているため、燃料ガス３０１が拡幅部７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂ，７５ｂの各傾斜面７１ｃ，７２ｃ，７３ｃ，７３ｄ，７４ｃ，７５ｃに沿って流れ、端面７１ｅ，７２ｅ，７３ｅ，７４ｅ，７５ｅ側に回り込むことで、この端面７１ｅ，７２ｅ，７３ｅ，７４ｅ，７５ｅの前方に再循環領域Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４，Ｒｚ５が形成される。
【００８２】
燃料ガス３０１は、この再循環領域Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４，Ｒｚ５で着火と保炎が行われることとなり、燃焼火炎の内部保炎（燃料ノズル６１における軸線Ｏ側の中央領域における保炎）が実現される。すると、燃焼火炎の外周部がの高温化を軽減することができ、２次空気３０３により高酸素雰囲気下にある燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。
【００８３】
燃料ガス３０１は、まず、第２部材７２，第５部材７５の拡幅部７２ｂ，７５ｂにおける各傾斜面７２ｃ，７５ｃにより再循環領域Ｒｚ２，Ｒｚ５が形成される。そして、燃料ガス３０１は、第２部材７２，第５部材７５の拡幅部７２ｂ，７５ｂにおける各傾斜面７２ｃ，７５ｃにより再循環領域が形成された後、次に、第１部材７１，第３部材７３，第４部材７４の拡幅部７１ｂ，７３ｂ，７４ｂにおける各傾斜面７１ｃ，７３ｃ，７３ｄ，７４ｃにより再循環領域Ｒｚ１，Ｒｚ３，Ｒｚ４が形成される。
【００８４】
図５に示すように、第１部材７１の傾斜面７１ｃ及び第２部材７２の傾斜面７２ｃが噴出方向Ｊｄに対して隣接バーナ側Ｂｓに向けて傾斜しており、平坦面７１ｄ及び平坦面７２ｄは水平方向Ｈｄの火炉壁側Ｆｓに面している。第１部材７１の傾斜面７１ｃに第２部材７２の平坦面７２ｄが隣接して配置されるため、再循環領域Ｒｚ１と再循環領域Ｒｚ２との干渉が抑制される。これにより、再循環領域Ｒｚ１及び再循環領域Ｒｚ２が縮小することが抑制され、第１部材７１及び第２部材７２による保炎性能が安定し、着火性能を十分に発揮することができる。
【００８５】
同様に、第４部材７４の傾斜面７４ｃ及び第５部材７５の傾斜面７５ｃが噴出方向Ｊｄに対して火炉壁側Ｆｓに向けて傾斜しており、平坦面７４ｄ及び平坦面７４ｄは水平方向Ｈｄの隣接バーナ側Ｂｓに面している。第４部材７４の傾斜面７４ｃに第５部材７５の平坦面７５ｄが隣接して配置されるため、再循環領域Ｒｚ４と再循環領域Ｒｚ５との干渉が抑制される。これにより、再循環領域Ｒｚ４及び再循環領域Ｒｚ５が縮小することが抑制され、第４部材７４及び第５部材７５による保炎性能が安定し、着火性能を十分に発揮することができる。
【００８６】
ここで、第２部材７２の傾斜面７２ｃが噴出方向Ｊｄに対して隣接バーナ側Ｂｓに向けて傾斜しており、第３部材７３の傾斜面７３ｄが噴出方向Ｊｄに対して火炉壁側Ｆｓに向けて傾斜している。そのため、再循環領域Ｒｚ２と再循環領域Ｒｚ３とが干渉する。また、第５部材７５の傾斜面７５ｃが噴出方向Ｊｄに対して火炉壁側Ｆｓに向けて傾斜しており、第３部材７３の傾斜面７３ｃが噴出方向Ｊｄに対して隣接バーナ側Ｂｓに向けて傾斜している。そのため、再循環領域Ｒｚ５と再循環領域Ｒｚ３とが干渉する。
【００８７】
このように、再循環領域Ｒｚ２，Ｒｚ５が再循環領域Ｒｚ３と干渉するものの、傾斜面７２ｃ，７５ｃによって案内された微粉炭が下流側の各傾斜面７３ｄ，７３ｃに流れ込む。そのため、燃料ノズル６１における軸線Ｏ側の中央領域における微粉炭の濃度が増加するとともに中央領域の外側の微粉炭の濃度が減少し、内部着火及び内部保炎を強化することができる。
【００８８】
更に、第１部材７１の拡幅部７１ｂは、隣接バーナ側Ｂｓだけに傾斜面７１ｃがあり、火炉壁側Ｆｓは平坦面７１ｄとなっている。そのため、燃料ノズル６１の内壁面６１ａと第１部材７１との間の燃料ガス流路Ｐ１５では保炎機能がないことから再循環領域が形成されず、外部着火の発生が抑制される。
【００８９】
また、２次空気ノズル６３は、燃料ノズル６１の上下だけでなく左右からも、全周から取り囲むように２次空気３０３を噴出している。そのため、周方向で部分的な高温高酸素領域が形成されにくくなり、周方向で酸素濃度が均一化されることとなり、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。
【００９０】
図３から図５に示す燃焼バーナ２１の内部部材６４は、水平方向Ｈｄにおいて、第３部材７３の両側に第２部材７２及び第５部材７５を配置し、第２部材７２及び第５部材７５の両側に第１部材７１及び第４部材７４を配置し、合計で５つの部材を配置するものであったが、他の態様であってもよい。
【００９１】
例えば、図６に示す第１変形例の燃焼バーナ２１Ａの内部部材６４Ａのように、水平方向Ｈｄにおいて、第１部材７１及び第４部材７４の両側に、更に第６部材７６及び第７部材７７を配置し、合計で７つの部材を配置してもよい。第６部材７６の下流端には再循環領域Ｒｚ６が形成され、第７部材７７の下流端には再循環領域Ｒｚ７が形成される。ここで、第６部材７６の形状は第２部材７２の形状と同様であり、第７部材７７の形状は第５部材７５の形状と同様であるものとする。
【００９２】
本変形例によれば、第１〜第７部材７１，７２，７３，７４，７５，７６，７７により形成される７つの再循環領域Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４，Ｒｚ５，Ｒｚ６，Ｒｚ７のうち、水平方向Ｈｄの端部側の再循環領域Ｒｚ１，Ｒｚ４，Ｒｚ６，Ｒｚ７が他の再循環領域と干渉しない。そのため、の燃焼バーナ２１Ａの全体で再循環領域が干渉する割合が低下し、干渉による着火性の低下が低減する。
【００９３】
図３から図５に示す燃焼バーナ２１の内部部材６４は、第１部材７１，第３部材７３，第４部材７４の端面７１ｅ，７３ｅ，７４ｅを燃料ノズル６１の開口部６１ｂに配置し、第２部材７２，第５部材７５の端面７２ｅ，７５ｅを開口部６１ｂに対して燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄの上流側に所定距離Ｌだけ離間した位置に配置するものであったが、他の態様であってもよい。
【００９４】
例えば、図７に示す第２変形例の燃焼バーナ２１Ｂの内部部材６４Ｂのように、第２部材７２，第５部材７５の端面７２ｅ，７５ｅを燃料ノズル６１の開口部６１ｂに配置し、開口部６１ｂに対して燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄの上流側に所定距離Ｌだけ離間した位置に第１部材７１，第３部材７３，第４部材７４の端面７１ｅ，７３ｅ，７４ｅを配置してもよい。また、他の変形例として、第１〜第５部材７１，７２，７３，７４，７５の端面７１ｅ，７２ｅ，７３ｅ，７４ｅ，７５ｅの全てを燃料ノズル６１の開口部６１ｂまたは開口部６１ｂから噴出方向Ｊｄの上流側に所定距離Ｌだけ離間した位置に配置してもよい。
【００９５】
以上説明した本実施形態の燃焼バーナ２１が奏する作用及び効果について説明する。
本実施形態の燃焼バーナ２１によれば、燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに直交する水平方向Ｈｄの隣接バーナ側Ｂｓに向けて傾斜する第１部材７１の傾斜面７１ｃによって燃料ガス３０１が偏向された上で、傾斜面７１ｃの終了端で燃料ガス流れが剥離するので、第１部材７１の下流側に燃料ガスの再循環領域Ｒｚ１が形成される。同様に、燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに直交する水平方向Ｈｄの隣接バーナ側Ｂｓに向けて傾斜する第２部材７２の傾斜面７２ｃによって燃料ガス３０１が偏向された上で、傾斜面７２ｃの終了端で燃料ガス流れが剥離するので、第２部材７２の下流側に燃料ガス３０１の再循環領域Ｒｚ２が形成される。このように、第１部材７１及び第２部材７２の下流側に形成される再循環領域Ｒｚ１，Ｒｚ２で着火が促進されて火炎が形成されることで、内部保炎が行われる。
【００９６】
また、本実施形態の燃焼バーナ２１によれば、傾斜面７１ｃ及び傾斜面７２ｃが噴出方向Ｊｄに対して隣接バーナ側Ｂｓに向けて傾斜しており、平坦面７１ｄ及び平坦面７２ｄは水平方向Ｈｄの火炉壁側Ｆｓに面している。第１部材７１の傾斜面７１ｃに第２部材７２の平坦面７２ｄが隣接して配置されるため、双方の面が互いに異なる方向に向けて傾斜する場合に比べ、第１部材７１により導かれる燃料ガス流れと第２部材７２により導かれる燃料ガス流れの干渉が抑制される。これにより、第１部材７１及び第２部材７２の下流側の低流速の再循環領域Ｒｚ１，Ｒｚ２が縮小することが抑制され、保炎器による着火性能を十分に発揮することができる。
このように、本実施形態の燃焼バーナ２１によれば、内部保炎性能を維持しつつ着火性を向上させることができる。
【００９７】
また、本実施形態の燃焼バーナ２１によれば、第３部材７３の第３傾斜面７３ｄによって燃料ガスが偏向された上で、傾斜面７３ｄの終了端で燃料ガス流れが剥離するので、第３部材７３の下流側に燃料ガスの再循環領域Ｒｚ３が形成される。第３部材７３の下流側に形成される再循環領域Ｒｚ３で着火が促進されて火炎が形成されることで、燃焼バーナの水平方向Ｈｄの中央部において内部保炎が促進される。また、第１部材７１の傾斜面７１ｃ及び第２部材７２の傾斜面７２ｃが水平方向Ｈｄの隣接バーナ側Ｂｓ、すなわち燃焼バーナ２１の水平方向Ｈｄの中央部に向けて傾斜しているため、傾斜面７１ｃ及び傾斜面７２ｃによって中央部の燃料濃度が増加し、中央部における着火性が向上する。
【００９８】
また、本実施形態の燃焼バーナ２１によれば、燃焼バーナ２１の水平方向Ｈｄの中央部に第３部材７３が配置され、第３部材７３に隣接して第２部材７２及び第５部材７５が配置され、第２部材７２及び第５部材７５に隣接して第１部材７１及び第４部材７４が配置される。第１部材７１及び第２部材７２と同様に、第４部材７４及び第５部材７５の下流側の低流速の再循環領域Ｒｚ４，Ｒｚ５が縮小することが抑制され、保炎器による着火性能を十分に発揮することができる。また、第４部材７４の傾斜面７４ｃ及び第５部材７５の傾斜面７５ｃが水平方向の火炉壁側Ｆｓ、すなわち燃焼バーナ２１の水平方向の中央部に向けて傾斜しているため、傾斜面７４ｃ及び傾斜面７５ｃによって中央部の燃料濃度が増加し、中央部における着火性が向上する。
【００９９】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る燃焼バーナ２１Ｃについて説明する。本実施形態は第１実施形態の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き第１実施形態と同様であるものとする。
第１実施形態は、第４部材７４の傾斜面７４ｃ及び第５部材７５の傾斜面７５ｃが、それぞれ火炉壁側Ｆｓに向けて傾斜する面であった。それに対して、本実施形態は、第１〜第５部材７１，７２，７３，７４，７５が備える全ての傾斜面７１ｃ，７２ｃ，７３ｃ，７４ｃ，７５ｃが隣接バーナ側Ｂｓに向けて傾斜している。
【０１００】
図８は、第２実施形態の燃焼バーナ２１Ｃの縦断面図である。
本実施形態の燃焼バーナ２１Ｃは、第１部材７１，第２部材７２については、第１実施形態と同様であるため以下での説明を省略する。
【０１０１】
第１実施形態の燃焼バーナ２１は、第３部材７３が、火炉壁側Ｆｓに向けて傾斜する傾斜面７３ｄを備えるものであった。それに対して、本実施形態の燃焼バーナ２１Ｃは、図８に示すように、第３部材７３が拡幅部７３ｂの火炉壁側Ｆｓに平坦面７３ｆを備えるものである。
【０１０２】
また、第１実施形態の燃焼バーナ２１は、第４部材７４の傾斜面７４ｃ及び第５部材７５の傾斜面７５ｃが、それぞれ火炉壁側Ｆｓに向けて傾斜する面であった。それに対して、本実施形態の燃焼バーナ２１Ｃは、図８に示すように、第４部材７４の傾斜面７４ｃ及び第５部材７５の傾斜面７５ｃが、それぞれ隣接バーナ側Ｂｓに向けて傾斜する面である。
【０１０３】
次に、図９を参照して、第１〜第５部材７１，７２，７３，７４，７５の拡幅部７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂ，７５ｂにより形成される再循環領域Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４について説明する。図９は、図８に示す燃焼バーナ２１の内部部材６４Ｃの部分拡大図である。再循環領域Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４，Ｒｚ５は、それぞれ第１〜第５部材７１，７２，７３，７４，７５の端面７１ｅ，７２ｅ，７３ｅ，７４ｅ，７５ｅ（図８参照）の前方に形成される領域である。図９に示す矢印は、第１〜第５部材７１，７２，７３，７４，７５の下流端で剥離した燃料ガス３０１の流れを示す。
【０１０４】
図９に示すように、第１部材７１の傾斜面７１ｃ，第２部材７２の傾斜面７２ｃ，第３部材７３の傾斜面７３ｃ，第４部材７４の傾斜面７４ｃ，第５部材７５の傾斜面７５ｃが噴出方向Ｊｄに対して隣接バーナ側Ｂｓに向けて傾斜している。第１部材７１の平坦面７１ｄ，第２部材７２の平坦面７２ｄ，第３部材７３の平坦面７３ｆ，第４部材７４の平坦面７４ｄ，第５部材７５の平坦面７５ｄは水平方向Ｈｄの火炉壁側Ｆｓに面している。
【０１０５】
第１部材７１の傾斜面７１ｃに第２部材７２の平坦面７２ｄが隣接して配置され、第２部材７２の傾斜面７２ｃに第３部材７３の平坦面７３ｆが隣接して配置され、第３部材７３の傾斜面７３ｃに第５部材７５の平坦面７５ｄが隣接して配置され、第５部材７５の傾斜面７５ｃに第４部材７４の平坦面７４ｄが隣接して配置される。そのため、再循環領域Ｒｚ１と再循環領域Ｒｚ２との干渉、再循環領域Ｒｚ２と再循環領域Ｒｚ３との干渉、再循環領域Ｒｚ３と再循環領域Ｒｚ５との干渉、再循環領域Ｒｚ５と再循環領域Ｒｚ４との干渉が抑制される。これにより、再循環領域Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４，Ｒｚ５が縮小することが抑制され、第１〜第５部材７１，７２，７３，７４，７５による保炎性能が安定し、着火性能を十分に発揮することができる。
【０１０６】
図９に示すように、再循環領域Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４，Ｒｚ５のうち、最も隣接バーナ側Ｂｓに配置される再循環領域Ｒｚ４は、最も火炉壁側Ｆｓに配置される再循環領域Ｒｚ１よりも小さくなっている。これは、隣接バーナ側Ｂｓの燃焼用空気流路Ｐ２から噴出する燃料ガス燃焼用空気３０２の直進流が再循環領域Ｒｚ４に干渉するからである。それに対して、火炉壁側Ｆｓの燃焼用空気流路Ｐ２から噴出する燃料ガス燃焼用空気３０２の直進流は、再循環領域Ｒｚ１に干渉しない。
【０１０７】
水平方向Ｈｄの隣接バーナ側Ｂｓの燃焼用空気ノズル６２に隣接する燃料ガスの再循環領域Ｒｚ４は、燃焼用空気ノズル６２から噴出する燃料ガス燃焼用空気３０２の流れに近づく方向に形成されるため、燃料ガス燃焼用空気３０２の流れが作用して縮小する。一方で、水平方向Ｈｄの火炉壁側Ｆｓの燃焼用空気ノズル６２に隣接する燃料ガス３０１の再循環領域Ｒｚ１は、燃焼用空気ノズル６２から噴出する燃料ガス燃焼用空気３０２の流れから遠ざかる方向に形成されるため、燃料ガス燃焼用空気３０２の流れが作用せず縮小しない。そのため、他の燃焼バーナの火炎による熱負荷が大きい水平方向Ｈｄの隣接バーナ側Ｂｓの再循環領域Ｒｚ４が縮小し、他の燃焼バーナの火炎による熱負荷の無い水平方向Ｈｄの火炉壁側Ｆｓの再循環領域Ｒｚ１が拡大し、水平方向Ｈｄの隣接バーナ側Ｂｓと火炉壁側Ｆｓの熱負荷の差が縮小して内部保炎が更に促進される。
【０１０８】
本実施形態の燃焼バーナ２１Ｃは、火炎旋回流Ｃの上流側である隣接バーナ側Ｂｓには隣接する他の燃焼バーナの火炎が存在し、火炎旋回流Ｃの下流側である火炉壁側Ｆｓには隣接する他の燃焼バーナの火炎が存在しない。本実施形態の燃焼バーナ２１Ｃは、熱負荷が高い隣接バーナ側Ｂｓの再循環領域Ｒｚ４が、熱負荷が低い火炉壁側Ｆｓの再循環領域Ｒｚ１よりも小さくなるので、燃焼バーナ２１Ｃの水平方向Ｈｄの各位置での熱負荷の差が縮小して内部保炎が促進される。
【０１０９】
図９に示す燃焼バーナ２１Ｃにおいて、燃焼用空気ノズル６２は、隣接バーナ側Ｂｓの端部及び火炉壁側Ｆｓの端部において、燃料ガス燃焼用空気３０２を燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄと同方向の直進流として火炉１１へ噴出するものであるが他の態様であってもよい。
【０１１０】
例えば、図１０の変形例の燃焼バーナ２１Ｄのように、燃焼用空気ノズル６２が、隣接バーナ側Ｂｓの端部及び火炉壁側Ｆｓの端部において、燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに対して隣接バーナ側Ｂｓに向けて傾斜した方向に燃料ガス燃焼用空気３０２を噴出するものであってもよい。燃焼用空気ノズル６２から噴出する燃料ガス燃焼用空気３０２の流れが、水平方向Ｈｄの隣接バーナ側Ｂｓの燃料ガス３０１の再循環領域Ｒｚ４から遠ざかる方向となり、再循環領域Ｒｚ４が縮小することが抑制される。また、燃焼用空気ノズル６２から噴出する燃料ガス燃焼用空気３０２の流れが、水平方向Ｈｄの火炉壁側Ｆｓの燃焼用空気ノズル６２に隣接する燃料ガス３０１の再循環領域Ｒｚ１に沿った方向となり、適切な着火及び内部保炎を行うことができる。
【０１１１】
また、例えば、燃焼用空気ノズル６２が、図９に示す燃焼バーナ２１Ｄの火炉壁側Ｆｓの端部において燃料ガス燃焼用空気３０２を燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄと同方向の直進流として火炉１１へ噴出し、隣接バーナ側Ｂｓの端部において燃料ガス燃焼用空気３０２を燃料ガス３０１の噴出方向Ｊｄに対して隣接バーナ側Ｂｓに向けて傾斜した方向に２次空気を噴出するものであってもよい。
【０１１２】
〔他の実施形態〕
上述した実施形態では、内部部材６４のそれぞれの部材を平坦部と拡幅部とから構成したが、この構成に限定されるものではなく、拡幅部だけで構成してもよい。
また、上述した実施形態では、燃料ノズルと燃焼用空気ノズルと２次空気ノズルを矩形状としたが、この形状に限るものではなく、円形状としてもよい。
【０１１３】
また、上述した実施形態では、本発明のボイラを石炭焚きボイラとしたが、固体燃料としては、バイオマスや石油コークス、石油残渣などを使用するボイラであってもよい。また、燃料として固体燃料に限らず、重質油などの油焚きボイラにも使用することができる。さらには、これら燃料の混焼焚きにも適用することができる。
【０１１４】
また、本発明の燃焼バーナは、燃料ノズルと燃焼用空気ノズルと２次空気ノズルは、必ずしも平行に配置する必要はなく、燃焼バーナの先端部に向かって燃料ノズルと２次空気ノズルとが次第に離間するように２次空気ノズルを斜めに配置してもよい。この場合、燃料ノズルと２次空気ノズルとの燃料ノズルの噴出開口部の近傍での距離は、燃料ガスの流れを乱さない程度に距離が保たれていればよい。２次空気ノズルを斜めに配置することで、着火部の外周における空気量を減らして燃料ノズルにおける外部保炎を抑制することで、より低ＮＯｘを実現することが可能となる。
【符号の説明】
【０１１５】
１０  石炭焚きボイラ
１１  火炉
１１ａ  火炉壁（伝熱管）
１２  燃焼装置
１３  煙道
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２２，２３，２４，２５  燃焼バーナ
３９  アディショナル空気ノズル
６１  燃料ノズル
６１ａ  内壁面
６１ｂ，６２ｂ  開口部
６１ｃ  外壁面
６２  燃焼用空気ノズル
６３  ２次空気ノズル
６４，６４Ａ  内部部材
７１  第１部材
７２  第２部材
７３  第３部材
７４  第４部材
７５  第５部材
７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａ，７５ａ  平坦部
７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂ，７５ｂ  拡幅部（保炎部）
７１ｃ，７２ｃ，７３ｃ，７３ｄ，７４ｃ，７５ｃ  傾斜面
７１ｄ，７２ｄ，７４ｄ，７５ｄ  平坦面
７１ｅ，７２ｅ，７３ｅ，７４ｅ，７５ｅ  端面
８７，８８  支持部材
３０１  燃料ガス
Ｂｓ  隣接バーナ側（一方側）
Ｆｓ  火炉壁側（他方側）
Ｈｄ  水平方向
Ｊｄ  噴出方向
Ｐ１  燃料ガス流路
Ｐ２  燃焼用空気流路
Ｐ３  ２次空気流路
Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４，Ｒｚ５  再循環領域
【図１】
2019132565.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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