(57)【要約】【課題】  液体燃料および気体燃料の少なくとも一方の燃料を用いて、有害物質の低減化等を実現可能なバーナを提供することを課題とする。【解決手段】  本発明は、液体燃料および気体燃料の少なくとも一方の燃料を噴出する燃料噴出部４２と、燃焼用空気を噴出する空気噴出部４７とを備えた燃焼装置であって、前記空気噴出部４７の上流側に予熱部を有することを特徴としている。前記予熱部は、前記燃料を噴出する予熱バーナ６０を一つ以上用いて構成されており、前記予熱バーナ６０のそれぞれが、前記空気噴出部４７に対応して、前記燃料噴出部４２を中心とした円周上に配設されている。【選択図】  図５
2008175427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料および気体燃料の少なくとも一方の燃料を噴出する燃料噴出部と、燃焼用空気を噴出する空気噴出部とを備えた燃焼装置であって、
前記空気噴出部の上流側に予熱部を有する
ことを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
前記燃料噴出部の周囲には、燃焼用空気を噴出する複数の前記空気噴出部が設けられており、
前記空気噴出部の上流側には、それぞれの前記空気噴出部に対応して前記予熱部が設けられている
請求項１に記載の燃焼装置。
【請求項３】
前記予熱部が、前記燃料を噴出する予熱バーナを一つ以上用いて構成されている
請求項１または２に記載の燃焼装置。
【請求項４】
前記予熱バーナのそれぞれが、前記空気噴出部に対応して、前記燃料噴出部を中心とした円周上に配設されている
請求項３に記載の燃焼装置。
【請求項５】
前記燃料噴出部の周囲には燃焼用空気を噴出する複数の前記空気噴出部が設けられており、
それぞれの前記空気噴出部が、空気の噴出方向を制御するガイド部と、噴出される空気を拡散させる拡散部とを有する
請求項１から４のいずれか１項に記載の燃焼装置。
【請求項６】
環状に配列された内側水管群と外側水管群とを有する缶体と、前記缶体内にて液体燃料および気体燃料の少なくとも一方の燃料を燃焼させ得る燃焼装置とを備えたボイラであって、
前記燃焼装置が、請求項１から５のいずれか１項に記載の燃焼装置である
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、燃焼装置およびボイラに関するものである。詳しくは、液体燃料および気体燃料の少なくとも一方の燃料を用いて、有害物質の低減等を実現可能な燃焼装置およびボイラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、環状に配列された水管群を有する缶体を備えたボイラはよく知られており、このようなボイラにおいては、一般的に、その水管群の中央部にバーナが配設されている。つまり、このような構成のボイラにおいては、環状に配列された水管群の中央部が、バーナから供給された燃料を燃焼させるための燃焼室として機能する。
【０００３】
また、ボイラを構成するバーナにおいては、燃焼性向上技術および有害物質（ＮＯｘ、ＣＯ、煤等）の低減化技術に関して多くの提案がなされている（特許文献１参照）。
【０００４】
例えば、特許文献１にて開示されたバーナは、火炎の偏りによる燃焼不良を防止することを目的としたバーナであるが、この技術を用いたとしても、有害物質の低減については、それ程大きな効果は望めない。すなわち、従来から種々の提案がなされてはいるものの、燃焼性向上および有害物質（ＮＯｘ、ＣＯ、煤等）の低減を高いレベルで両立する技術は知られていない。特に、液体燃料を使用するバーナについては、気体燃料を使用するバーナと比較して、その傾向が顕著である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１０６３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであって、液体燃料および気体燃料の少なくとも一方の燃料を用いて、燃焼性向上および有害物質の低減を実現可能な燃焼装置を提供することを課題とする。また、本発明は、燃焼性向上および有害物質の低減を実現可能なボイラを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、液体燃料および気体燃料の少なくとも一方の燃料を噴出する燃料噴出部と、燃焼用空気を噴出する空気噴出部とを備えた燃焼装置であって、前記空気噴出部の上流側に予熱部を有することを特徴としている。
【０００８】
このような構成によれば、前記空気噴出部の上流側に予熱部を有するため、前記燃料噴出部近傍に、高温の前記燃焼用空気を供給することができる。したがって、このような構成によれば、前記燃料噴出部から噴出される燃料が液体燃料であっても、気化燃焼（燃料気化）が促進され、低煤塵化、低ＣＯ化、および低ＮＯｘ化を図ることができる。つまり、有害物質の低減化を図ることができる。
【０００９】
また、本発明にかかる燃焼装置においては、前記燃料噴出部の周囲に、燃焼用空気を噴出する複数の前記空気噴出部が設けられており、前記空気噴出部の上流側に、それぞれの前記空気噴出部に対応して前記予熱部が設けられている構成が好ましい。
【００１０】
この好ましい構成によれば、複数の前記空気噴出部の上流側に、ぞれぞれの前記空気噴出部に対応して前記予熱部が設けられているため、高温の前記燃焼用空気をバランス良く前記燃料噴出部近傍に供給することができる。したがって、このような構成によれば、安定した燃焼状態を維持可能な燃焼装置を得ることができる。
【００１１】
また、本発明にかかる燃焼装置においては、前記予熱部が、前記燃料を噴出する予熱バーナを一つ以上用いて構成されていることが好ましい。
【００１２】
この好ましい構成によれば、前記予熱部が前記予熱バーナを一つ以上用いて構成されているため、前記燃料噴出部近傍に噴出される前記燃焼用空気を効果的に高温にすると共に、前記燃焼用空気中の酸素濃度を低下させることができる。したがって、この好ましい構成によれば、上述した各効果に加え、前記燃料噴出部近傍に酸素濃度が低い前記燃焼用空気が供給されることによる、低ＮＯｘ化も図ることができる。
【００１３】
また、本発明にかかる燃焼装置においては、前記予熱バーナのそれぞれが、前記空気噴出部に対応して、前記燃料噴出部を中心とした円周上に配設されている構成が好ましい。
【００１４】
この好ましい構成によれば、前記燃料噴出部の周囲に設けられた（前記燃料噴出部を中心とした円周上に設けられた）前記空気噴出部の上方位置に、それぞれ一つずつの前記予熱バーナが設けられているため、よりバランス良く高温の燃焼用空気を供給することができる。
【００１５】
また、本発明にかかる燃焼装置においては、前記燃料噴出部の周囲には燃焼用空気を噴出する複数の前記空気噴出部が設けられており、それぞれの前記空気噴出部が、空気の噴出方向を制御するガイド部と、噴出される空気を拡散させる拡散部とを有する構成であることが好ましい。
【００１６】
この好ましい構成によれば、前記空気噴出部が前記ガイド部を有するため、缶体の構成（ガス流路の位置等）に応じて火炎（ガス）の流れを制御し、有害物質の低減化（低煤塵化、低ＮＯｘ化）を図ることができる。また、前記空気噴出部が前記拡散部を有するため、前記燃料と前記燃焼用空気とを効果的に混合させて、低煤塵化を図ることができる。このような構成（拡散部を有する構成）によれば、前記燃料噴出部から噴出される燃料と空気とのミキシング状態を一部分不均一にすることができる。つまり、単にミキシング状態を良好にするわけではなく、拡散部によって一部意図的に不均一なミキシング状態を形成するため、この燃焼装置をボイラに適用する場合には、缶体内のガス温度を低下させ、ＮＯｘ値の低減化を図ることができる。さらに、このような構成によれば、前記燃料噴出部の周囲に複数の前記空気噴出部が設けられているため、分割火炎を形成して低ＮＯｘ化を図ることができる。また、このような構成によれば、前記ガイド部を有することにより、前記燃焼用空気を集束させて前記燃料に対し高速で接触させることが可能となるため、前記燃料として液体燃料を用いる場合には、火炎の燃焼状態が気化燃焼に近づき、低ＮＯｘ化を図ることができる。さらに、前記ガイド部を設けて噴出される前記空気の流速を高めることにより、前記ガイド部周辺のガスを巻き込むこととなるため（自己再循環の状態となるため）、低ＮＯｘ化を図ることができる。
【００１７】
また、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、環状に配列された内側水管群と外側水管群とを有する缶体と、前記缶体内にて液体燃料および気体燃料の少なくとも一方の燃料を燃焼させ得る燃焼装置とを備えたボイラであって、前記燃焼装置が、上述した構成を有する燃焼装置であることを特徴としている。
【００１８】
このような構成にかかるボイラによれば、上述した種々の効果を発揮し得る燃焼装置が搭載されているため、有害物質の低減化等を実現可能なボイラを得ることができる。さらに、このような構成にかかるボイラによれば、低煤塵燃焼が可能となるため、缶体の小型化も実現することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、液体燃料および気体燃料の少なくとも一方の燃料を用いて、燃焼性向上および有害物質の低減を実現可能な燃焼装置を得ることができる。また、本発明によれば、燃焼性向上および有害物質の低減を実現可能なボイラを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施形態を説明する前に、本明細書において使用する用語について説明する。
【００２１】
本明細書において、単に「ガス」と称する場合、ガスとは、燃焼反応中のガスおよび燃焼反応が完了したガスの少なくとも一方を含む概念であり、燃焼ガスと称することもできる。つまり、ガスとは、燃焼反応中のガスおよび燃焼反応が完了したガスの両方を有する場合、燃焼反応中のガスのみを有する場合、あるいは燃焼反応が完了したガスのみを有する場合の、いずれをも含む概念である。以下、特に説明しない場合は同様の概念である。
【００２２】
また、排ガスとは、燃焼反応が完了または殆ど完了したガスを意味する。さらに、特に説明しない場合は、排ガスとは、ボイラの缶体内を通過して煙突部に達したガス、および缶体内にて循環するガスの両方あるいはいずれかを意味するものとする。
【００２３】
また、ガス温度は、特に説明しない限り、燃焼反応中のガスの温度を意味し、燃焼温度あるいは燃焼火炎温度と同義である。さらに、ガス温度の抑制とは、ガス（燃焼火炎）温度の最高値を低く抑えることを意味する。なお、通常、燃焼反応は、上述した「燃焼反応が完了したガス」中においても極微量であるが継続しているので、「燃焼反応の完了」とは、燃焼反応の１００％完結を意味するものではない。
【００２４】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２５】
まず、本実施形態の第一態様にかかる燃焼装置は、液体燃料および気体燃料の少なくとも一方の燃料を噴出する燃料噴出部と、燃焼用空気を噴出する空気噴出部とを備えた燃焼装置であって、前記空気噴出部の上流側に予熱部を有することを特徴としている。
【００２６】
また、本実施形態の第二態様にかかる燃焼装置は、第一態様の構成において、前記燃料噴出部の周囲には、燃焼用空気を噴出する複数の前記空気噴出部が設けられており、前記空気噴出部の上流側には、それぞれの前記空気噴出部に対応して前記予熱部が設けられている。
【００２７】
さらに、本実施形態の第三態様にかかる燃焼装置は、第一態様または第二態様の構成において、前記予熱部が、前記燃料を噴出する予熱バーナを一つ以上用いて構成されている。
【００２８】
また、本実施形態の第四態様にかかる燃焼装置は、第三態様の構成において、前記予熱バーナのそれぞれが、前記空気噴出部に対応して、前記燃料噴出部を中心とした円周上に配設されている。
【００２９】
さらに、本実施形態の第五態様にかかる燃焼装置は、第一態様から第四態様のいずれかの構成において、前記燃料噴出部の周囲には燃焼用空気を噴出する複数の前記空気噴出部が設けられており、それぞれの前記空気噴出部が、空気の噴出方向を制御するガイド部と、噴出される空気を拡散させる拡散部とを有すべく構成されている。
【００３０】
また、本実施形態の第六態様にかかるボイラは、環状に配列された内側水管群と外側水管群とを有する缶体と、前記缶体内にて液体燃料および気体燃料の少なくとも一方の燃料を燃焼させ得る燃焼装置とを備えたボイラであって、前記燃焼装置が、上述した第一態様から第五態様のいずれかにかかる燃焼装置であることを特徴としている。
【００３１】
＜第一実施例＞
以下、図面に基づき、本発明の第一実施例にかかるボイラについて説明する。
【００３２】
図１は、本発明の第一実施例にかかるボイラの縦断面の説明図を示している。図２は、図１のII−II線に沿う横断面の簡略説明図を示している。図３は、図１のIII−III線に沿う横断面の簡略説明図を示している。図４は、図１のIV−IV線に沿う横断面の簡略説明図を示している。
【００３３】
図１等に示すように、本実施例にかかるボイラ１は、環状に配列された水管群を有する缶体１０と、これらの水管群の中央部に配設されたバーナ４０とを用いて構成されており、バーナ４０上方位置には、燃焼用空気をバーナ４０に供給する、ウインドボックス１００が設けられている。また、本実施例にかかるボイラ１においては、ウインドボックス１００内に、複数の予熱バーナ６０（本発明の「予熱部」に相当）が設けられている。バーナ４０および予熱バーナ６０が、本発明にかかる「燃焼装置」に相当する。
【００３４】
缶体１０は、上部ヘッダ１１と下部ヘッダ１２との間に複数の水管群（内側水管群２０、外側水管群３０）を立設して構成されている。それぞれの水管群２０，３０は、略同心円上の環状に配列されており、内側水管群２０から所定間隔を隔てて外側水管群３０が設けられており、内側水管群２０と外側水管群３０との間に環状ガス流路８０が形成されている。
【００３５】
本実施例において、内側水管群２０は、複数の内側水管２１および第一縦ヒレ部２４を用いて構成されている。それぞれの内側水管２１は、略均等の所定間隔を有した状態で環状に構成されており、各内側水管２１間には、隣接する内側水管２１間の隙間をなくすべく連接された第一縦ヒレ部２４が設けられている。つまり、本実施例においては、この第一縦ヒレ部２４を用いて、内側水管群２０は、密接状態で環状に構成されることとなる。
【００３６】
また、各内側水管２１の下端部２１ａは縮径部となっており、本実施例にかかる内側水管群２０においては、この縮径された下端部２１ａ周辺の空間が、環状に形成された内側ガス流路２５として機能することとなる。すなわち、この内側ガス流路２５は、内側水管群２０内部で生成されたガスを環状ガス流路８０に導くべく機能する。
【００３７】
本実施例において、外側水管群３０は、複数の外側水管３１および第二縦ヒレ部３４を用いて構成されている。それぞれの外側水管３１は、略均等の所定間隔を有した状態で環状に構成されており、各外側水管３１間には、隣接する外側水管３１間の隙間をなくすべく連接された第二縦ヒレ部３４が設けられている。つまり、本実施例においては、この第二縦ヒレ部３４を用いて、外側水管群３０は、密接状態で環状に構成されることとなる。
【００３８】
また、各外側水管３１の上端部３１ａは縮径部となっており、本実施例にかかる外側水管群３０においては、この縮径された上端部３１ａ周辺の空間が、環状に形成された外側ガス流路３５として機能することとなる。この外側ガス流路３５は、環状ガス流路８０内に導入されたガスを排気筒９０側へ導くべく機能する。つまり、内側水管群２０内部で生成されたガスは、内側ガス流路２５、環状ガス流路８０、および外側ガス流路３５を介して排気筒９０に集められ、この排気筒９０を介して缶体１０の外部に排出される。
【００３９】
内側水管群２０を構成する各内側水管２１には、下端部２１ａに複数の第一スタッドフィン２２（スタッドフィン）が設けられている。第一スタッドフィン２２が設けられた箇所の下流側（ガス流れの下流側）に位置する内側水管２１には、その環状ガス流路８０側に、複数の平板状の第一フィン２３（平板状のフィン）が設けられている。
【００４０】
また、外側水管群３０を構成する各外側水管３１には、内側ガス流路２５の近傍に複数の第二スタッドフィン３２（スタッドフィン）が設けられている。第二スタッドフィン３２が設けられた箇所の下流側（ガス流れの下流側）に位置する外側水管３１には、その環状ガス流路８０側に、複数の平板状の第二フィン３３（平板状のフィン）が設けられている。
【００４１】
すなわち、本実施例においては、内側ガス流路２５の近傍における内側水管群２０（を構成する内側水管２１）および外側水管群３０（を構成する外側水管３１）にスタッドフィン（第一スタッドフィン２２，第二スタッドフィン３２）が設けられており、これらのスタッドフィンの下流側（ガス流れにおける下流側）に平板状のフィン（第一フィン２３，第二フィン３３）が設けられている。本実施例においては、第一フィン２３および第二フィン３３は、ガス流れ（垂直方向の流れ）に対して８０°の傾斜角度（水平に対して１０°の傾斜角度）を有するように設けられている。
【００４２】
図５、図６、および図７は、本実施例にかかるボイラに設けられたウインドボックスおよび燃焼装置の概略図を示したものである。ここで、図５は、本実施例にかかるウインドボックスおよび燃焼装置の縦断面の説明図を示し、図６は、図５に示したウインドボックスおよび燃焼装置の下面図を示し、図７は、図５のVII−VII矢視線方向の概略図を示している。なお、図７においては、図面が煩雑化することを防止するため、バーナ４０および各予熱バーナ６０に設けられている着火器の記載は省略している。
【００４３】
本実施例にかかるボイラ１を構成するバーナ４０は、このバーナ４０に対して燃焼用空気を供給する空気供給手段たるウインドボックス１００内に設置されている（図１、図５等参照）。また、このウインドボックス１００内におけるバーナ４０の上流側には、複数（本実施例においては後述するように六つ）の予熱バーナ６０（第一予熱バーナ６０Ａ〜第六予熱バーナ６０Ｆ）が設けられている。このバーナ４０および予熱バーナ６０が、本発明の「燃焼装置」に相当する。本実施例においては、送風機（図示省略）から供給される空気が送風ダクト１０１を介してウインドボックス１００内に送られる。なお、本実施例において、送風機の構成は、周知の技術であるため省略している。
【００４４】
本実施例にかかるバーナ４０は、図５および図６等に示すように、液体燃料を噴霧するノズル部４２（第一ノズル部４２ａ，第二ノズル部４２ｂ）（本発明の「燃料噴出部」に相当）と、第一ノズル部４２ａ近傍にその先端が位置すべく設けられた着火器４１と、送風機および送風ダクト１０１を介してウインドボックス１００内に供給される空気をノズル部４２から噴霧される液体燃料に混合させるために設けられた空気供給経路（一次空気供給用の第一空気供給経路４３，二次空気供給用の第二空気供給経路４５）と、第一空気供給経路４３から供給された空気を燃焼室１６側に噴出させる中央空気噴出部４６と、第二空気供給経路４５から供給された空気を燃焼室１６側に噴出させる複数の周囲空気噴出部４７（本発明の「空気噴出部」に相当）（第一周囲空気噴出部４７ａ〜第六周囲空気噴出部４７ｆ）とを用いて構成されている。
【００４５】
本実施例にかかるノズル部４２としては、低燃焼時および高燃焼時に液体燃料を噴霧する第一ノズル部４２ａと、高燃焼時にのみ液体燃料を噴霧する第二ノズル部４２ｂとが設けられている。つまり、ノズル部４２は、低燃焼時（および高燃焼時）に燃料供給状態となる第一ノズル部４２ａと、高燃焼時に第一ノズル部４２ａと共に燃料供給状態となる第二ノズル部４２ｂとを有し、ボイラの燃焼負荷に応じて、それぞれのノズル部４２における燃料供給状態が適宜切り換えられる。すなわち、それぞれのノズル部４２ａ，４２ｂは、必要に応じてオンオフ制御される。
【００４６】
バーナ４０を構成する第一空気供給経路４３は、ノズル部４２の外側に設けられた第一筒部材５３を用いて構成されており、第二空気供給経路４５は、第二筒部材５５を用いて構成されている。つまり、第一筒部材５３の内側領域が第一空気供給経路４３として機能し、第一筒部材５３と第二筒部材５５との間に形成される領域が第二空気供給経路４５として機能する。第二筒部材５５の上方位置には、バーナ４０の上流側に設けられている予熱バーナ６０を囲むように、空気予熱筒部材５４が設けられている。この空気予熱筒部材５４にて、バーナ４０の上方位置に空気予熱領域４４が構成され、予熱バーナ６０にて生成される火炎によりバーナ４０に供給される燃焼用空気が加熱される。
【００４７】
第一筒部材５３の先端部（ボイラ１の燃焼室１６側端部）には、中央空気噴出部４６が穿孔された第一空気供給板５６が設けられており、ウインドボックス１００から供給されて予熱バーナ６０にて加熱された空気は、この中央空気噴出部４６を介して、燃焼室１６側に噴出される。また、第二筒部材５５の先端部（ボイラ１の燃焼室１６側端部）には、複数の周囲空気噴出部４７が設けられた第二空気供給板５７が設けられており、ウインドボックス１００から供給されて予熱バーナ６０にて加熱された空気は、中央空気噴出部４６のみならず、これら複数の周囲空気噴出部４７を介しても燃焼室１６側に噴出される。
【００４８】
周囲空気噴出部４７（本発明の「空気噴出部」に相当）は、図５および図６に示すように、ノズル部４２の周囲に設けられている。この周囲空気噴出部４７は、バーナ４０にて生成されたガスが外側に広がらないように、空気を内側に向けて噴出させるべく構成されている。このような構成によれば、液体燃料および燃焼開始段階における火炎（ガス）が缶体１０の内側水管群２０に接触しにくくなるため、バーナ４０直近における不適切な不完全燃焼をなくし、ＣＯや煤塵の発生を効果的に防止することができる。
【００４９】
本実施例にかかる周囲空気噴出部４７は、それぞれの周囲空気噴出部４７（第一周囲空気噴出部４７ａ〜第六周囲空気噴出部４７ｆ）から噴出される空気を内側（ノズル部４２側）方向に導くガイド部５８（第一ガイド部５８ａ〜第六ガイド部５８ｆ）と、それぞれの周囲空気噴出部４７（第一周囲空気噴出部４７ａ〜第六周囲空気噴出部４７ｆ）から噴出される空気の拡散を促す拡散部５９（第一拡散部５９ａ〜第六拡散部５９ｆ）とを有している。
【００５０】
より具体的には、本実施例においては、第二空気供給板５７に六つの略台形状の貫通孔部５１（第一貫通孔部５１ａ〜第六貫通孔部５１ｆ）が穿孔されており、それぞれの貫通孔部５１の外周側（ノズル部４２から遠い側）に板状部材を用いてガイド部５８（第一ガイド部５８ａ〜第六ガイド部５８ｆ）が構成されている。このガイド部５８は、それぞれの貫通孔部５１の一部を覆うべく構成されており、本実施例においては、このガイド部５８にて覆われていない部分が、周囲空気噴出部４７から噴出される空気の拡散を促す拡散部５９（第一拡散部５９ａ〜第六拡散部５９ｆ）として機能する。
【００５１】
それぞれのガイド部５８は、各周囲空気噴出部４７から噴出される空気の少なくとも一部（主に貫通孔部５１のガイド部５８によって覆われている領域の空気）を内側（ノズル部４２側）方向に噴出させるべく、板状部材を傾斜させて構成されている。この際の傾斜角度θ（取り付け角度）は、２０°〜６０°程度であることが好ましい。
【００５２】
また、それぞれのガイド部５８は、ノズル部４２からコーン状（ノズル部４２を頂点とした三角錐状）に噴霧される液体燃料が接触しないように、各ガイド部５８の高さが設定されている。
【００５３】
拡散部５９（第一拡散部５９ａ〜第六拡散部５９ｆ）は、上述したように、貫通孔部５１のうちのガイド部５８にて覆われていない部分（図５および図６において破線で囲った領域）である。この部分（拡散部５９）には、ガイド部５８等のような第二空気供給経路４５を介して供給された空気を整流するための要素が設けられていないため、拡散部５９から噴出された空気は急拡大することになる。
【００５４】
したがって、本実施例にかかるバーナ４０においては、周囲空気噴出部４７から噴出される空気は、ガイド部５８によって内側方向に導かれると共に、その一部が拡散部５９によって拡散促進されることとなる。
【００５５】
図８は、本実施例にかかる燃焼装置を構成する予熱バーナの縦断面の説明図を示したものである。
【００５６】
この図８に示すように、本実施例にかかる予熱バーナ６０は、液体燃料を噴霧する予熱ノズル部６２と、予熱ノズル部６２近傍にその先端が位置すべく設けられた予熱着火器６１と、予熱ノズル部６２を覆うように設けられた予熱バーナ筒部材６３と、予熱ノズル部６２の先端部近傍に設けられた予熱保炎部６４とを用いて構成されている。
【００５７】
本実施例にかかる予熱バーナ筒部材６３は、送風機から供給される燃焼用空気が直接的に予熱ノズル部６２に吹き付けて火炎の吹き消えが起こることを防止すると共に、予熱ノズル部６２近傍に燃焼用空気を供給すべく機能する。予熱バーナ筒部材６３には、多数の空気供給孔部６５が設けられており、この空気供給孔部６５を介して、送風機（図示省略）および送風ダクト１０１からウインドボックス１００内に供給された燃焼用空気が、予熱ノズル部６２近傍に送られる。
【００５８】
また、本実施例にかかる予熱保炎部６４は、予熱ノズル部６２先端部にて空気の乱流化を促進して火炎の保炎性を高めるべく機能する。この予熱保炎部６４は、予熱バーナ筒部材６３の内部に挿入可能な円板状部材を用いて構成されており、支持部材（図示省略）にて予熱バーナ筒部材６３内の予熱ノズル部６２先端部近傍に設置されている。予熱保炎部６４の中心部には、予熱ノズル部６２から噴出される液体燃料を通過させるべく、燃料噴出孔部（図示省略）が穿孔されている。さらに、予熱保炎部６４には、空気の乱流促進化を図るべく複数の貫通孔部（例えば、円形孔部、楕円形孔部、放射線状孔部、同心円状孔部等）が設けられている。
【００５９】
さらに、本実施例においては、図８に示すように構成された予熱バーナ６０が、図５〜図７に示すように、周囲空気噴出部４７の上流側に、それぞれの周囲空気噴出部４７に対応して設けられている。具体的には、それぞれの予熱バーナ６０（第一予熱バーナ６０Ａ〜第六予熱バーナ６０Ｆ）が、周囲空気噴出部４７（第一周囲空気噴出部４７ａ〜第六周囲空気噴出部４７ｆ）に対応して、ノズル部４２を中心とした円周上に配設されている。つまり、周囲空気噴出部４７から噴出される燃焼用空気を効果的に加熱すべく構成されている。
【００６０】
本実施例にかかるボイラ１は、以上のように構成されており、その構成に基づき、次のように作用する。以下、上述した図１〜図８を用いて、その作用を具体的に説明する。
【００６１】
本実施例においては、バーナ４０を低燃焼状態あるいは高燃焼状態のどちらの燃焼状態で作動させる場合でも、六つの予熱バーナ６０（第一予熱バーナ６０Ａ〜第六予熱バーナ６０Ｆ）を作動させて、バーナ４０に供給される燃焼用空気の予熱が行われる。具体的には、送風機（図示省略）を駆動させ、送風ダクト１０１を介してウインドボックス１００内に供給された空気が空気供給孔部６５から各予熱バーナ６０の予熱バーナ筒部材６３内に導入される。次いで、予熱ノズル部６２から液体燃料が噴霧されるタイミングに合わせて予熱着火器６１に通電が行われ、空気とミキシングされた液体燃料に対して着火が行われる。そして、この着火によって形成された火炎は、予熱保炎部６４近傍にて保炎される。
【００６２】
本実施例においては、バーナ４０の上方位置（上流側）に設けられた六つの予熱バーナ６０を作動させると同時に（あるいは、予熱バーナ６０作動後に）、バーナ４０を作動させる。そして、予熱バーナ６０にて加熱された燃焼用空気を用いて、バーナ４０における燃焼が行われる。
【００６３】
本実施例にかかるバーナ４０を低燃焼状態で作動させる場合、まずは、送風機（図示省略）を駆動させ、ウインドボックス１００を介して第一空気供給経路４３および第二空気供給経路４５に空気が供給される。このようにして供給される空気は、上述したように、予熱バーナ６０にて加熱された空気であって、具体的には、空気予熱領域４４において予熱バーナ６０にて加熱された空気Ａ（高温空気）が、第二空気供給経路４５に供給される。また、予熱バーナ６０にて火炎が形成されていることにより、当然のことながら、空気予熱領域４４に隣接している第一空気供給経路４３から供給される空気も、加熱された高温空気となる。次いで、第一ノズル部４２ａから液体燃料が噴霧されるタイミングに合わせて、着火器４１に通電がなされる。
【００６４】
本実施例においては、第一空気供給経路４３および第二空気供給経路４５を介して、中央空気噴出部４６および周囲空気噴出部４７から空気（高温空気）が噴出され、この空気と第一ノズル部４２ａから噴霧される液体燃料とのミキシングが行われる。そして、第一ノズル部４２ａの近傍に設けられた、通電されることによって電気火花を形成する着火器４１によって、空気とミキシングされた液体燃料に対して着火が行われる。この着火によって、第一ノズル部４２ａから噴霧された液体燃料が燃焼し、第一ノズル部４２ａから液体燃料が噴霧され続ける限り低燃焼状態が維持されることとなる。また、第一ノズル部４２ａと共に第二ノズル部４２ｂからも液体燃料が供給されれば、バーナ４０は高燃焼状態となる。
【００６５】
本実施例にかかるバーナ４０においては、ノズル部４２における燃料供給状態を適宜切り換えること（オンオフ制御する）によって、停止状態、低燃焼状態、および高燃焼状態のいずれかへの切り換えが可能である。すなわち、燃焼状態継続時においては、低燃焼から高燃焼、あるいは高燃焼から低燃焼への切り換えが可能である。当然のことながら、バーナ４０が停止状態の場合には、予熱バーナ６０も停止状態となる。
【００６６】
バーナ４０に対する空気の供給量は、一般にウインドボックス１００と送風機との間のダクト内に設けられたダンパ（図示省略）や、送風機の回転数を制御するインバータ等（図示省略）を用いて調整される。そして、この空気は、液体燃料の供給量に対応して供給される。例えば、同様の燃料供給性能を有する２つのノズルチップを用いて構成されたバーナにおいて、どちらか一方のノズルチップから液体燃料を噴霧させる際（低燃焼時）に供給される空気量を「１」とすれば、両方のノズルチップから液体燃料を噴霧させる際（高燃焼時）に供給される空気量を「２」とする。このような空気量の調整をダンパやインバータを用いて行っている。
【００６７】
さて、以上のように構成され機能する燃焼装置（バーナ４０および予熱バーナ６０）においては、図５等に示すように、予熱バーナ６０にて加熱された燃焼用空気Ａ等がバーナ４０に導入され、この燃料用空気Ａを用いてバーナ４０における燃焼が行われる。バーナ４０には、周囲空気噴出部４７からの空気を内側に噴出させるべく、ガイド部５８が設けられているため、導入された高温の燃焼用空気Ａがノズル部４２から噴出される液体燃料とミキシングされることにより、バーナ４０においては、広がりが抑えられた状態で下方に向けて火炎Ｆ（燃焼ガス）（図示省略）が形成されることとなる。
【００６８】
そして、バーナ４０にて生成された燃焼ガスＧ０は、内側水管群２０に沿って下方向に流動する。内側水管群２０に沿って下方向に流動したガスは、缶体１０の下面に衝突した後、周方向に向けて放射状に流動するガスＧ１（図１および図２参照）の流れとなって、内側ガス流路２５を介して環状ガス流路８０内に導入される。
【００６９】
内側ガス流路２５を介して環状ガス流路８０内に導入されたガスＧ２は、次いで、内側水管群２０と外側水管群３０に沿って、上方向に流動する。この際、内側水管群２０と外側水管群３０とに設けられている平板状のフィン（第一フィン２３，第二フィン３３）の傾斜角度に応じて、ガスＧ２は旋回しながら上方向に流動する。そして、旋回しながら上方向に流動したガスＧ２は、缶体１０の上面に衝突した後、周方向に向けて放射状に流動するガスＧ３（図１および図４参照）の流れとなって、外側ガス流路３５を介して排気筒９０に集められ、この排気筒９０を介して缶体１０の外部に排出される。
【００７０】
上記のようなガスの流れにおいて、バーナ４０にて生成された火炎（燃焼ガス）の熱エネルギは、内側水管群２０および外側水管群３０にて回収される。
【００７１】
より具体的には、まず、内側水管群２０の内表面側（バーナ４０が設けられている側（燃焼室側））において、ガスＧ０，Ｇ１と内側水管群２０の内表面とが接触することによって熱回収が行われる。次いで、ガスＧ１が内側ガス流路２５を通過する際には、内側水管群２０（を成す内側水管２１の下端部２１ａ）および内側ガス流路２５の近傍に設けられた第一スタッドフィン２２と、ガスＧ１とが接触することによって熱回収が行われる。
【００７２】
次いで、ガスＧ１が内側ガス流路２５を通過した後には、ガスが外側水管群３０の下端部に衝突し、加えてこの内側ガス流路２５近傍にはスタッドフィン２２，３２が設けられていることから、この内側ガス流路２５近傍においては乱流状態が促進される。したがって、この内側ガス流路２５近傍においては、第一スタッドフィン２２および第二スタッドフィン３２と、ガスとの接触が効果的に行われて、高効率の熱回収が行われることとなる。
【００７３】
次いで、環状ガス流路８０を旋回しながら上方向に流動するガスＧ２は、内側水管群２０、外側水管群３０、およびそれぞれの水管群２０，３０に設けられた平板状のフィン（第一フィン２３，第二フィン３３）と接触し、これらの接触を行うことによってガスＧ２からの熱回収が行われる。最後に、環状ガス流路８０を旋回しながら上方向に流動したガスＧ３は、外側ガス流路３５を介して排気筒９０に集められるまでの間、外側水管群３０の外側（排気筒９０側）に接触することによって、熱回収が行われる。
【００７４】
本実施例にかかる燃焼装置（バーナ４０、予熱バーナ６０）およびボイラ１は、以上のように構成され機能するため、次のような効果を得ることができる。
【００７５】
本実施例においては、以上のようにバーナ４０の上流側に予熱バーナ６０（本発明の「予熱部」に相当）が設けられ、この予熱バーナ６０にて加熱された燃焼用空気Ａを用いてバーナ４０における燃焼が行われる。すなわち、バーナ４０には、高温であると共に酸素濃度の低い燃焼用空気Ａが供給されることになる。したがって、このような構成によれば、ノズル部４２（本発明の「燃料噴出部」に相当）から噴出される液体燃料に対して酸素濃度が低い燃焼用空気Ａが供給されることによる、低ＮＯｘ化を図ることができる。また、高温の燃焼用空気Ａが供給されるため、液体燃料の気化燃焼（燃料気化）が促進され、低煤塵化、低ＣＯ化、および低ＮＯｘ化を図ることができる。つまり、本実施例によれば、有害物質の低減化を図ることができる。
【００７６】
また、本実施例においては、複数の周囲空気噴出部４７（本発明の「空気噴出部」に相当）の上流側に、ぞれぞれの周囲空気噴出部４７に対応して予熱バーナ６０が設けられているため、高温の燃焼用空気をバランス良くバーナ４０に供給することができる。したがって、このような構成によれば、安定した燃焼状態を維持可能な燃焼装置を得ることができる。より具体的には、本実施例においては、ノズル部４２の周囲に設けられた（ノズル部４２を中心とした円周上に設けられた）周囲空気噴出部４７の上方位置に、それぞれ一つずつの予熱バーナ６０が設けられているため、よりバランス良く高温の燃焼用空気を供給することができる。
【００７７】
さらに、本実施例によれば、周囲空気噴出部４７がガイド部５８を有するため、缶体の構成（ガス流路の位置等）に応じて火炎（ガス）の流れを制御し、有害物質の低減化（低煤塵化、低ＮＯｘ化）を図ることができる。本実施例においては、缶体１０の内側ガス流路２５が下方に環状に構成されており、この内側ガス流路２５に対して均一にガスを流すと共に、内側水管群２０へのガス等の早期接触をなくすべく、ガイド部５８は、燃焼用空気を内側（ノズル部４２側）に噴出される角度に設けられている。このような構成に基づき、燃焼用空気を内側に向けて噴出させれば、液体燃料および燃焼開始段階における火炎（ガス）が缶体１０の内側水管群２０に接触しにくくなるため、バーナ４０近傍における不適切な不完全燃焼をなくし、ＣＯや煤塵の発生を効果的に防止することができる。
【００７８】
また、このような構成によれば、ノズル部４２の周囲に複数の周囲空気噴出部４７が設けられているため、分割火炎を形成して低ＮＯｘ化を図ることができる。
【００７９】
さらに、このような構成によれば、ガイド部５８を有することにより、燃焼用空気を集束させて液体燃料に対し高速で接触させることが可能となるため、火炎の燃焼状態が気化燃焼に近づき、低ＮＯｘ化を図ることができる。また、このようにガイド部５８を設けて噴出される燃焼用空気の流速を高めることにより、ガイド部５８周辺のガスを巻き込むこととなるため（自己再循環の状態となるため）、低ＮＯｘ化を図ることができる。
【００８０】
また、本実施例にかかるバーナ４０を構成する周囲空気噴出部４７は、上述した種々の効果を発揮するガイド部５８と共に、拡散部５９をも有している。この拡散部５９は、先にも説明したとおり、貫通孔部５１のうち、ガイド部５８にて覆われていない部分である（図５および図６参照）。つまり、この拡散部５９には、ガイド部５８等のような空気を整流するための要素が設けられていないため、拡散部５９から噴出された空気は、拡散部５９のエッジ部分（貫通孔部５１のエッジ部分）にて急拡大することになる。そうすると、バーナ４０直近においては、空気に小さな乱れが生じ、ノズル部４２から噴霧される液体燃料と空気とのミキシング状態を一部不均一にすることができる。本実施例にかかるバーナ４０は、このような拡散部５９を有するため、単にミキシング状態を良好にするわけではなく、一部意図的に不均一なミキシング状態を形成することができる。すなわち、本実施例においては、拡散部５９を設けることによって、バーナ４０近傍において濃淡燃焼的な燃焼状態を形成可能となるため、ガス温度の低下を図り、ＮＯｘ値を低減させることができる。勿論、このような構成によれば、周囲空気噴出部４７が拡散部５９を有するため、液体燃料と燃焼用空気とを効果的に混合させて、低煤塵化をも図ることができる。
【００８１】
以上のように、本実施例にかかるボイラ１（を構成する燃焼装置）は、バーナ４０の上流側に予熱バーナ６０を有する構成であるため、高温であると共に酸素濃度の低い燃焼用空気Ａがバーナ４０に供給されることによる、ＮＯｘの低減、ＣＯの低減、および煤塵の低減等を図ることができる。本実施例にかかるボイラ１によれば、このように低煤塵燃焼が可能であるため、ボイラ１を構成する缶体１０の小型化を図ることができる。
【００８２】
また、本実施例にかかるボイラ１は、缶体１０の燃焼室１６内でガスの広がりを抑えることによるＣＯおよび煤塵の低下、缶体１０内で形成される適切な排ガス循環流によるガス温度の低下、適切な分割火炎が形成されることによるガス温度の低下、および拡散部３９によって形成される濃淡燃焼によるガス温度の低下の相乗効果によって、ＮＯｘの低減、ＣＯの低減、および煤塵の低減等を図ることができる。
【００８３】
さらに、本実施例によれば、ボイラ１が以上のように構成され、その缶体１０内にて上述したようにガスが流動するため、熱回収を効果的に行うと共に耐久性の高い拡大伝熱面（フィン等）を有する水管群を備えたボイラを得ることができる。
【００８４】
具体的には、本実施例にかかるボイラ１によれば、温度差が大きくなる領域である内側ガス流路２５（ガス流路）近傍に、スタッドフィン２２，３２（拡大伝熱面）が設けられているため、効果的に熱回収を行うことができる。また、この内側ガス流路２５近傍に設けられている拡大伝熱面がスタッドフィン２２，３２であるため、仮に過熱状態となったとしても、亀裂や脱落等が発生しにくい。さらに、このような構成によれば、内側ガス流路２５近傍にスタッドフィン２２，３２を設け、早い段階で燃焼ガスから熱回収を行い、燃焼ガス温度が早期に低下するため、サーマルＮＯｘの発生を低減することが可能となる。
【００８５】
また、本実施例にかかるボイラ１においては、内側ガス流路２５近傍に設けられたスタッドフィン２２，３２の下流側に、ガスの流れに対して傾斜させた平板状のフィン２３，３３が設けられている。このような構成によれば、スタッドフィン２２，３２によって回収できなかった熱エネルギを無駄にすることなく、より効果的に回収し、高効率で運転可能なボイラ１を構成することが可能となる。
【００８６】
さらに、本実施例にかかるボイラ１においては、スタッドフィン２２，３２の下流側に設けられた平板状のフィン２３，３３が、ガス流れに対して所定角度傾斜して設けられており、ガスは、環状ガス流路８０内を旋回しながら上昇する。つまり、本実施例によれば、ガス流れに対して直角にフィンを設ける場合と比較して、フィン２３，３３がガス流れを邪魔しないため、低圧損を実現可能なボイラ１とすることができる。
【００８７】
また、本実施例にかかるボイラ１によれば、上述したように、効果的に熱回収を実施することが可能となるため、これに起因して、ボイラの小型化を図ることが可能となる。つまり、熱回収率を高めることによって、ボイラの運転効率を高めることが可能となるため、その分、ボイラの小型化を図ることができる。
【００８８】
＜その他の実施例等＞
なお、本発明は、上記実施形態および実施例（以下「上記実施形態等」という。）に限定されるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で必要に応じて種々の変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８９】
上述実施形態等においては、ウインドボックス１００内に予熱バーナ６０（本発明の「予熱部」に相当）を設けた構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、本発明にかかる予熱部を設ける位置は、ノズル部４２（本発明の「燃料噴出部」に相当）の上流側であれば、その設置箇所は特に制限されない。したがって、例えば、送風ダクト１０１内に予熱部を設けてもよい。あるいは、送風機の上流側（または下流側（上記実施形態等はこれに含まれる。））に設けてもよい。
【００９０】
また、上述した実施形態等においては、予熱部として六つの予熱バーナ６０を用いた場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、予熱バーナはいくつ設けてもよい。なお、上記実施形態等のように、予熱バーナ６０の数は、周囲空気噴出部４７の数に対応させるのが好ましいが、本発明はこの構成に限定されず、必要に応じて、周囲空気噴出部の数未満の予熱バーナを用いて予熱部を構成してもよい。このように、周囲空気噴出部数未満の予熱バーナを用いる場合には、高温空気がバランスよく供給されるべく、適切に分岐した空気供給経路を予熱バーナ（予熱部）の下流側に設けることが好ましい。
【００９１】
さらに、上述実施形態等においては、それぞれの周囲空気噴出部４７に設けられたガイド部５８が同様の方向に（内側方向に）同様の角度で傾斜して設けられる場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。したがって、例えば、それぞれのガイド部５８の設置傾斜角度を適宜異なるように構成してもよい。
【００９２】
また、上述した実施形態等においては、ガイド部５８が、断面コ字形状の板状部材（スコップ型）を用いて構成された場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、周囲空気噴出部４７から噴出される空気の少なくとも一部を内側方向に導くことが可能であれば、どのような構成であってもよい。したがって、例えば、一枚の平板状の板状部材を用いてガイド部を構成してもよい。具体的には、それぞれの周囲空気噴出部４７を成す貫通孔部５１の外周部に、平板状の板状部材を傾斜させて設けてもよい。このような構成であっても、周囲空気噴出部４７から噴出される空気の少なくとも一部を内側方向に導くことが可能であるから、上述した種々の効果を得ることができる。
【００９３】
さらに、上述した実施形態等においては、高燃用の第二ノズル４２ｂを第一筒部材５３の中心軸上に配置し、低燃（および高燃）用の第一ノズル４２ａを前記中心軸からずらして配置しているが、本発明は、この配置に限定されるものではない。例えば、第二ノズル４２ｂおよび第一ノズル４２ａ間の中心が前記第一筒部材５３の中心軸に重なるように配置することも可能である。また、単一のノズル（図示省略）により低燃焼量と高燃焼量とを切り換えて供給するバーナにも本発明は適用可能である。
【００９４】
また、上記実施形態等においては、周囲空気噴出部４７の全てにガイド部５８が設けられた場合について説明したが、本発明は、この構成に限定されるものではない。本発明は、バーナ４０にて生成されたガスが必要以上に外側に広がらないように、空気（燃焼用空気）の流れを制御することを目的とするものであるから、周囲空気噴出部の全てにガイド部を設ける構成の他に、周囲空気噴出部の一部にガイド部を設ける構成も含む概念である。
【００９５】
さらに、上記実施形態等においては、液体燃料の種類については特に説明しなかったが、本発明は何等かの液体燃料に限定されず、灯油、Ａ重油、Ｂ重油、Ｃ重油等の液体燃料について適用可能である。また、上記実施形態等においては、燃料として液体燃料を用いる場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、必要に応じて、気体燃料を用いてもよい。さらに、例えば、燃料として、二液混合流体（例えば、液体燃料と水とを混合させた流体）を用いてもよい。
【００９６】
また、本発明にかかるボイラ１は、図１等にて説明した缶体１０の構造に限定されず、必要に応じて、種々の変更が可能である。したがって、例えば、図９に示すような構成としてもよい。ここで、図９は、本発明の他の実施例にかかるボイラの横断面の簡略説明図を示したものである。
【００９７】
この他の実施例にかかるボイラは、基本的な構成は、先に説明した第一実施例と同様である。そこで、以下においては、第一実施例と同様な部分については、第一実施例と同様の符号を付してその詳細な説明を省略し、主に第一実施例と異なる構成について説明を行う。
【００９８】
図９は、本発明の他の実施例にかかるボイラの横断面の簡略説明図を示したものである。より具体的には、先に説明した第一実施例にかかる図２に相当する簡略説明図である。すなわち、この図９は、本実施例にかかるボイラの内側ガス流路２５近傍における横断面の簡略説明図を示したものである。
【００９９】
先にも説明した通り、本実施例にかかるボイラ１は、基本的には第一実施例と同様の構成を有しており、第一実施例との違いは、内側ガス流路２５近傍に設けられたスタッドフィン２２，３２の数である。本実施例においては、第一実施例と比較して、内側水管２１の下端部２１ａに設けられた第一スタッドフィン２２を少なく、外側水管３１の下端部に設けられた第二スタッドフィン３２を多く設けている。より詳細には、内側水管２１の下端部２１における環状ガス流路８０側には第一スタッドフィン２２を設けず、その分（内側水管２１にて減じた分）のスタッドフィンを外側水管３１の下端部に設けている。
【０１００】
第一実施例にて説明した通り、ガスＧ１が内側ガス流路２５を通過した後、そのガスは、外側水管群３０の下端部に衝突する。そして、その後、内側ガス流路２５近傍において、ガスは主に外側水管群３０を沿って上方向に流動する。そうとすれば、内側ガス流路２５近傍においては、内側水管群２０よりも外側水管群３０の方がガスとの接触回数が多いこととなる。
【０１０１】
本実施例は、このガス流動に着目して構成されたものであり、より高い効率で熱回収を行うことができるボイラ１を提供することを目的としている。
【０１０２】
本実施例にかかるボイラは、上述した通り、内側ガス流路２５近傍における内側水管群２０および外側水管群３０に、スタッドフィン２２，３２が設けられており、外側水管群３０の方が、内側水管群２０よりも多くのスタッドフィンが設けられている構成であることを特徴としている。
【０１０３】
本実施例にかかるボイラ１によれば、内側水管群２０の中央部に設けられたバーナ４０にて生成された燃焼ガスが、内側ガス流路２５を介して外側水管群３０に接触した後、水管群間（内側水管群２０と外側水管群３０との間）（環状ガス流路８０）を流通する。この際、ガスは内側水管群２０から外側水管群３０に向かって連続的に流動するため、環状ガス流路８０内においては、どうしてもガスの接触時間は内側水管群２０よりも外側水管群３０の方が長くなる。そして、本実施例によれば、外側水管群３０の方が、内側水管群２０よりも多くのスタッドフィンを設けているため、より効果的に燃焼ガスからの熱回収を行うことができる。
【０１０４】
また、この他の実施例にかかるボイラ１によれば、上記作用効果に加えて、第一実施例にて得られる作用効果も当然のごとく得ることができる。
【０１０５】
さらに、上記実施形態等においては、内側ガス流路２５（ガス流路）近傍における内側水管群２０および外側水管群３０の両方にスタッドフィン２２，３２を設ける場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。したがって、例えば、内側ガス流路２５近傍における外側水管群３０にのみスタッドフィンを設ける構成としてもよい。上述したように、ガスは内側水管群２０から外側水管群３０に向かって連続的に流動するため、環状ガス流路８０内において、ガスの接触時間は内側水管群２０よりも外側水管群３０の方が長くなる。よって、このように、内側ガス流路２５近傍における外側水管群３０にのみスタッドフィンを設ける構成としても、比較的効果的に燃焼ガスからの熱回収を行うことができる。
【０１０６】
また、上記実施形態等においては、内側水管群の下端側に環状の内側ガス流路２５（ガス流路）を設ける構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。したがって、例えば、内側水管群の上端側に環状の内側ガス流路（本発明の「ガス流路」に相当）を設けるべく構成してもよい。この際、内側水管群の上端側に内側ガス流路を設けた場合には、熱回収率を高めるために（ガスと水管群との接触時間を高めるために）、外側ガス流路は、外側水管群の下端側に設けることが好ましい。
【０１０７】
さらに、上記実施形態等においては、略同心円状に二列の水管群を配設した缶体を用いてボイラを構成する場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、必要に応じて、三列以上の水管群を配設して缶体を構成してもよい。仮に、略同心円状に三列の水管群（例えば、内側水管群、中間水管群、外側水管群）を配設して缶体を構成した場合、内側水管群の一端側（例えば、下端側）に内側ガス流路を設けたら、中間水管群の他端側（例えば、上端側）に中間ガス流路を設け、外側水管群の一端側（例えば、下端側）に外側ガス流を設けるべく構成することが好ましい。
【０１０８】
また、上記実施形態等においては、円柱形状のスタッドフィン２２，３２を用いる場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、水管に適切に溶接可能な耐久性の高い突起物であれば如何なる形状であってもよい。したがって、例えば、斜円柱形状、楕円柱形状（斜楕円柱形状も含む）、角柱形状（斜角柱形状も含む）、円錐形状（斜円錐形状も含む）、角錐形状（斜角錐形状も含む）等の形状を有するスタッドフィンを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の第一実施例にかかるボイラの縦断面の説明図である。
【図２】図１のII−II線に沿う横断面の簡略説明図である。
【図３】図１のIII−III線に沿う横断面の簡略説明図である。
【図４】図１のIV−IV線に沿う横断面の簡略説明図である。
【図５】本発明の第一実施例にかかるウインドボックスおよび燃焼装置の縦断面の説明図である。
【図６】図５に示したウインドボックスおよび燃焼装置の下面図である。
【図７】図５のVII−VII矢視線方向の概略図である。
【図８】本発明の第一実施例にかかる燃焼装置を構成する予熱バーナの縦断面の説明図である。
【図９】本発明の他の実施例にかかるボイラの横断面の簡略説明図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１…ボイラ
１０…缶体
１１…上部ヘッダ
１２…下部ヘッダ
１６…燃焼室
２０…内側水管群
２１…内側水管
２１ａ…下端部
２２…第一スタッドフィン
２３…第一フィン（平板状のフィン）
２４…第一縦ヒレ部
２５…内側ガス流路
３０…外側水管群
３１…外側水管
３１ａ…上端部
３２…第二スタッドフィン
３３…第二フィン（平板状のフィン）
３４…第二縦ヒレ部
３５…外側ガス流路
４０…バーナ
４１…着火器
４２…ノズル部
４２ａ…第一ノズル部
４２ｂ…第二ノズル部
４３…第一空気供給経路
４４…空気予熱領域
４５…第二空気供給経路
４６…中央空気噴出部
４７…周囲空気噴出部
４７ａ〜４７ｆ…第一周囲空気噴出部〜第六周囲空気噴出部
５１…貫通孔部
５１ａ〜５１ｆ…第一貫通孔部〜第六貫通孔部
５３…第一筒部材
５４…空気予熱筒部材
５５…第二筒部材
５６…第一空気供給板
５７…第二空気供給板
５８…ガイド部
５８ａ〜５８ｆ…第一ガイド部〜第六ガイド部
５９…拡散部
５９ａ〜５９ｆ…第一拡散部〜第六拡散部
６０…予熱バーナ
６０Ａ〜６０Ｆ…第一予熱バーナ〜第六予熱バーナ
６１…予熱着火器
６１Ａ〜６１Ｆ…第一予熱着火器〜第六予熱着火器
６２…予熱ノズル部
６２Ａ〜６２Ｆ…第一予熱ノズル部〜第六予熱ノズル部
６３…予熱バーナ筒部材
６３Ａ〜６３Ｆ…第一予熱バーナ筒部材〜第六予熱バーナ筒部材
６４…予熱保炎部
６４Ａ〜６４Ｆ…第一予熱保炎部〜第六予熱保炎部
６５…空気供給孔部
８０…環状ガス流路
９０…排気筒
１００…ウインドボックス
１０１…送風ダクト
【図１】
2008175427.tif 000003
【図２】
2008175427.tif 000004
【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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