(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１０５を備えたバーナ１００であって、前記燃料噴出部１０５の周囲には燃焼用空気を噴出する複数の空気噴出部１１６が設けられており、前記空気噴出部１１６の先端部から離間して第一燃焼筒１２０が設けられ、前記第一燃焼筒１２０の先端に第二燃焼筒１３０が設けられていることを特徴としている。【選択図】  図５
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【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を備えたバーナであって、
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空気噴出部が設けられており、
前記空気噴出部の先端部から離間して第一燃焼筒が設けられ、前記第一燃焼筒が、前記空気噴出部から噴出される燃焼用空気が通過可能な大きさに構成されている
ことを特徴とするバーナ。
【請求項２】
前記第一燃焼筒の先端に第二燃焼筒が設けられ、前記第一燃焼筒と前記第二燃焼筒との間に空隙部が設けられている
請求項１に記載のバーナ。
【請求項３】
前記第二燃焼筒の内径が前記第一燃焼筒の外径よりも大きく構成されている
請求項２に記載のバーナ。
【請求項４】
前記第二燃焼筒の先端に第三燃焼筒が設けられ、前記第二燃焼筒と前記第三燃焼筒との間に空隙部が設けられている
請求項２または３に記載のバーナ。
【請求項５】
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、前記内側水管群の中央部に配設されたバーナとを備えたボイラであって、
前記バーナが請求項１から４のいずれか１項に記載のバーナである
ことを特徴とするボイラ。
【請求項６】
前記内側水管群を成す隣接する内側水管間が、ガス流路を設ける部分を除いて閉塞されており、前記ガス流路が、前記内側水管群の一端側に環状に設けられている
請求項５に記載のボイラ。
【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バーナ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】
さらに、上述した環状に配列された水管群を有する缶体を用いて構成されたボイラにおいては、缶体に設けられたガス流路の位置および形状等によって、バーナにて生成されるガスが特定の方向（主にガス流路が設けられている方向）に引っ張られる傾向がある。したがって、バーナの構成と缶体の構成との相性によっては、バーナの燃焼性能やボイラにおける有害物質の発生状況等に問題が生ずる場合がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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バーナ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】
【０００８】
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を備えたバーナであって、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空気噴出部が設けられており、前記空気噴出部の先端部から離間して第一燃焼筒が設けられ、前記第一燃焼筒が、前記空気噴出部から噴出される燃焼用空気が通過可能な大きさに構成されていることを特徴としている。
【０００９】
このような構成によれば、前記空気噴出部と離間して前記第一燃焼筒が設けられているため、前記空気噴出部と前記第一燃焼筒との間に所定の空間が構成されることとなる。また、このような構成によれば、前記空気噴出部から噴出される燃焼用空気が通過可能な大きさに前記第一燃焼筒が構成されているため、この燃焼用空気によって、前記空気噴出部と前記第一燃焼筒との間に構成された所定の空間から、バーナ周辺に存在するガスが引き込まれることとなる。つまり、このような構成のバーナによれば、バーナ駆動時（燃焼用空気噴出時）において、「所定の空間」からバーナ周辺に存在するガス（主に排ガス）が引き込まれながら燃焼が継続されることとなる。したがって、本発明によれば、前記空気噴出部と離間し且つ前記燃焼用空気が通過可能に構成された前記第一燃焼筒を有することによって、効果的な「排ガス自己再循環状態」を形成して火炎温度を低下させることが可能となるため、低ＮＯｘ化を図ることができる。
【００１０】
また、本発明にかかるバーナにおいては、前記第一燃焼筒の先端に第二燃焼筒が設けられ、前記第一燃焼筒と前記第二燃焼筒との間に空隙部が設けられている構成が好ましい。
【００１１】
この好ましい構成によれば、前記第一燃焼筒と前記第二燃焼筒との間に設けられた空隙部から、バーナ周辺に存在するガスが引き込まれることとなる。つまり、このような構成によれば、上述した「所定の空間」に加え、この「空隙部」からもバーナ周辺に存在するガス（主に排ガス）が引き込まれることとなる。したがって、この好ましい構成によれば、多段的（二段階）に排ガス自己再循環が行われることによって、自己循環量が増加して火炎温度が低下し、より効果的に低ＮＯｘ化を図ることができる。さらに、このような構成によれば、燃焼筒を多段に設けてバーナ周辺のガスを多段的に引き込むことにより、燃焼筒の下端に渦流を発生させて保炎力を増加することが可能となるため、低負荷燃焼においても安定した火炎を形成することができる。つまり、バーナの燃焼性を向上させることが可能となるため、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（低ＮＯｘ化・低ＣＯ化・低煤塵化）を実現可能なバーナを得ることができる。
【００１２】
さらに、本発明にかかるバーナにおいては、前記第二燃焼筒の内径が前記第一燃焼筒の外径よりも大きく構成されていることが好ましい。
【００１３】
この好ましい構成によれば、前記第一燃焼筒の外径よりも大きな内径を有する前記第二燃焼筒が設けられているため、空隙部が、バーナの上方に開口した状態で構成されることとなる。このような構成によれば、前記第一燃焼筒を介して前記第二燃焼筒を通過する流体によって、この空隙部から、バーナ周辺に存在するガスが効果的に引き込まれる。したがって、この好ましい構成によれば、より効果的に有害物質の低減を図り、バーナの燃焼性を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明にかかるバーナにおいては、前記第二燃焼筒の先端に第三燃焼筒が設けられ、前記第二燃焼筒と前記第三燃焼筒との間に空隙部が設けられている構成が好ましい。
【００１５】
この好ましい構成によれば、前記第二燃焼筒と前記第三燃焼筒との間に設けられた空隙部から、バーナ周辺に存在するガスが引き込まれることとなる。つまり、このような構成によれば、上述した「所定の空間」および「第一燃焼筒と第二燃焼筒との間に設けられた空隙部」に加え、この「空隙部（第二燃焼筒と第三燃焼筒との間に設けられた空隙部）」からもバーナ周辺に存在するガス（主に排ガス）が引き込まれることとなる。したがって、この好ましい構成によれば、多段的（三段階）に排ガス自己再循環が行われることによって、さらに効果的に有害物質の低減（低ＮＯｘ化・低ＣＯ化・低煤塵化）を図り、バーナの燃焼性も向上させることができる。
【００１６】
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、前記内側水管群の中央部に配設されたバーナとを備えたボイラであって、前記バーナが上述したいずれかの構成を有するバーナであることを特徴としている。
【００１７】
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バーナが搭載されているため、燃焼性の向上および有害物質の低減化を実現可能なボイラを得ることができる。
【００１８】
さらに、本発明にかかるボイラにおいては、前記内側水管群を成す隣接する内側水管間が、ガス流路を設ける部分を除いて閉塞されており、前記ガス流路が、前記内側水管群の一端側に環状に設けられている構成であることが好ましい。
【００１９】
この好ましい構成によれば、前記内側水管群を成す隣接する内側水管間が、ガス流路を設ける部分を除いて閉塞され、前記ガス流路が前記内側水管群の一端側に環状に設けられているため、前記内側水管群の一端側（上側あるいは下側）に前記ガスが均等に流れることとなる。つまり、この好ましい構成によれば、バーナにて生成された前記ガスが、前記ガス流路に均等に流れるため、前記缶体内における燃焼状態が安定し、より効果的に燃焼性の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。
【発明の効果】
【００２０】
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バーナ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】
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２６】
本実施形態の第一態様にかかるバーナは、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を備えたバーナであって、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空気噴出部が設けられており、前記空気噴出部の先端部から離間して第一燃焼筒が設けられ、前記第一燃焼筒が、前記空気噴出部から噴出される燃焼用空気が通過可能な大きさに構成されていることを特徴としている。
【００２７】
また、本実施形態の第二態様にかかるバーナは、第一態様の構成において、前記第一燃焼筒の先端に第二燃焼筒が設けられ、前記第一燃焼筒と前記第二燃焼筒との間に空隙部が設けられていることを特徴としている。
【００２８】
さらに、本実施形態の第三態様にかかるバーナは、第二態様の構成において、前記第二燃焼筒の内径が前記第一燃焼筒の外径よりも大きく構成されていることを特徴としている。
【００２９】
また、本実施形態の第四態様にかかるバーナは、第二態様または第三態様の構成において、前記第二燃焼筒の先端に第三燃焼筒が設けられ、前記第二燃焼筒と前記第三燃焼筒との間に空隙部が設けられていることを特徴としている。
【００３０】
本実施形態の第五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、前記内側水管群の中央部に配設されたバーナとを備えたボイラであって、このバーナが上述した第一態様から第四態様のいずれかの構成を有するバーナであることを特徴としている。
【００３１】
また、本実施形態の第六態様にかかるボイラは、第五態様の構成において、前記内側水管群を成す隣接する内側水管間が、ガス流路を設ける部分を除いて閉塞されており、前記ガス流路が、前記内側水管群の一端側に環状に設けられていることを特徴としている。
【００３２】
＜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。
【００３３】
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。
【００３４】
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１００とを用いて構成されており、バーナ１００上方位置には、燃焼用空気をバーナ１００に供給する、ウインドボックス７０が設けられている。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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（本発明の「ガス流路」に相当）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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
図５および図６は、本実施例にかかるボイラに設けられたバーナの概略図を示したものである。ここで、図５は、本実施例にかかるバーナ１００の縦断面の説明図を示し、図６は、図５に示したバーナ１００の下面図を示している。
【００４４】
本実施例にかかるボイラ１を構成するバーナ１００は、このバーナ１００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７０内の隔壁７１に設置されている（図１、図５参照）。具体的には、バーナ１００を構成する載置板１０１を隔壁７１に上方から載置して、ボルト等の締結手段（図示省略）にて載置板１０１を隔壁７１に締結することによって、バーナ１００をウインドボックス７０内の隔壁７１に設置している。なお、本実施例においては、ウインドボックス７０内に空気を供給する送風機の構成は、周知の技術であるため省略している。
【００４５】
本実施例にかかるバーナ１００は、図５および図６に示すように、液体燃料を噴霧するノズル部１０５（第一ノズル部１０５ａ，第二ノズル部１０５ｂ）（本発明の「燃料噴出部」に相当）と、第一ノズル部１０５ａ近傍にその先端が位置すべく設けられた着火器（図示省略）と、ウインドボックス７０から供給される空気をノズル部１０５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１１２，二次空気供給用の第二空気供給経路１１５）と、第一空気供給経路１１２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１１７と、第二空気供給経路１１５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１１６（本発明の「空気噴出部」に相当）（第一周囲空気噴出部１１６ａ〜第六周囲空気噴出部１１６ｆ）と、周囲空気噴出部１１６の先端部から離間して設けられた第一燃焼筒１２０と、この第一燃焼筒１２０の先端に設けられた第二燃焼筒１３０とを用いて構成されている。
【００４６】
本実施例にかかるノズル部１０５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１０５ａと、高燃焼時にのみ液体燃料を噴霧する第二ノズル部１０５ｂとが設けられている。つまり、ノズル部１０５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１０５ａと、高燃焼時に第一ノズル部１０５ａと共に燃料供給状態となる第二ノズル部１０５ｂ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１０５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１０５ａ，１０５ｂは、必要に応じてオンオフ制御される。
【００４７】
バーナ１００を構成する第一空気供給経路１１２は、ノズル部１０５の外側に設けられた第一筒部材１１０を用いて構成されており、第二空気供給経路１１５は、第一筒部材１１０を用いて構成されている。つまり、第一筒部材１１０の内側領域が第一空気供給経路１１２として機能し、第一筒部材１１０と第二筒部材１１１との間に形成される領域が第二空気供給経路１１５として機能する。
【００４８】
ところで、この図５においてはバーナ１００の上部構成は省略されているが、例えば、第二筒部材１１１の上端部には、上方へ行くに従い外方へ拡開する拡開部を設けてもよい。このような形状を有する拡開部を設ければ、ウインドボックス７０から供給された空気が、第二空気供給経路１１５内の横断面方向に均一に流れるため、バーナ１００を安定的に駆動させることができる。
【００４９】
第一筒部材１１０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１１７が穿孔された第一空気供給板１１３が設けられており、ウインドボックス７０から供給された空気は、この中央空気噴出部１１７を介して、燃焼室１６側に噴出される。また、第二筒部材１１１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１１６が設けられた第二空気供給板１１４が設けられており、ウインドボックス７０から供給された空気は、中央空気噴出部１１７のみならず、これら複数の周囲空気噴出部１１６を介しても燃焼室１６側に噴出される。
【００５０】
周囲空気噴出部１１６（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１０５の周囲に設けられている。この周囲空気噴出部１１６（第一周囲空気噴出部１１６ａ〜第六周囲空気噴出部１１６ｆ）は、第二空気供給経路１１５から供給される燃焼用空気を下方に噴出させるべく、複数の円筒状部材を用いて構成されている。より具体的には、第二空気供給板１１４に六つの円形の貫通孔部を穿孔し、それぞれの貫通孔部に円筒状部材を挿入固着することによって、本実施例にかかる周囲空気噴出部１１６（第一周囲空気噴出部１１６ａ〜第六周囲空気噴出部１１６ｆ）が構成されている。
【００５１】
このような構成によれば、周囲空気噴出部１１６によって、燃焼筒空気が下方に導かれるため、バーナ１００にて生成されたガスが外側に広がりにくく、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。したがって、本実施例においては、バーナ１００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。
【００５２】
本実施例においては、周囲空気噴出部１１６の先端部から離間して第一燃焼筒１２０が設けられている。この第一燃焼筒１２０は、周囲空気噴出部１１６から噴出される燃焼用空気が通過可能な大きさに構成されている。また、本実施例において、第一燃焼筒１２０は、四つの上部接続部１１９（第一上部接続部１１９ａ〜第四上部接続部１１９ｄ）を用いて、第二筒部材１１１に固着されている。つまり、第一燃焼筒１２０は、周囲空気噴出部１１６の先端部から離間した状態となるように、上部接続部１１９によって第二筒部材１１１に固着されている。このように離間して固着することによって、周囲空気噴出部１１６の先端部と第一燃焼筒１２０との間には、離間した所定の空間（距離）Ｌ（図５参照）が構成されることとなる。
【００５３】
本実施例は、周囲空気噴出部１１６から噴出される燃焼用空気が通過可能な大きさに第一燃焼筒１２０が構成されているため、この燃焼用空気によって、周囲空気噴出部１１６と第一燃焼筒１２０との間に構成された所定の空間から、バーナ１００周辺に存在するガスが引き込まれることとなる。
【００５４】
また、本実施例においては、第一燃焼筒１２０の先端に第二燃焼筒１３０が設けられている。この第二燃焼筒１３０は、四つの下部接続部１２９（第一下部接続部１２９ａ〜第四下部接続部１２９ｄ）を用いて、第一燃焼筒１２０に固着されており、第二燃焼筒１３０の内径は、第一燃焼筒１２０の外径よりも大きく構成されている。このように、第二燃焼筒１３０の内径を第一燃焼筒１２０の外径よりも大きく構成することによって、第一燃焼筒１２０と第二燃焼筒１３０との間には空隙部が構成されることとなる。
【００５５】
本実施例は、第一燃焼筒１２０と第二燃焼筒１３０との間に空隙部が構成されるため、上述した「所定の空間」に加え、この空隙部からもバーナ１００の周辺に存在するガスが引き込まれることとなる。
【００５６】
さらに、本実施例においては、ノズル部１０５からコーン状（ノズル部１０５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、周囲空気噴出部１１６（第一周囲空気噴出部１１６ａ〜第六周囲空気噴出部１１６ｆ）、第一燃焼筒１２０、および第二燃焼筒１３０の高さ・幅等の寸法が設定されている。
【００５７】
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６を用いて、その作用を具体的に説明する。
【００５８】
本実施例にかかるバーナ１００を低燃焼状態で作動させる場合には、まずは、送風機（図示省略）を駆動させ、ウインドボックス７０を介して第一空気供給経路１１２および第二空気供給経路１１５に空気が供給される。次いで、第一ノズル部１０５ａ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（図示省略）に通電がなされる。
【００５９】
つまり、本実施例においては、第一空気供給経路１１２および第二空気供給経路１１５を介して、中央空気噴出部１１７および周囲空気噴出部１１６から空気が噴出され、この空気と第一ノズル部１０５ａ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１０５ａ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（図示省略）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１０５ａから噴霧された液体燃料が燃焼し、第一ノズル部１０５ａ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１０５ａと共に第二ノズル部１０５ｂからも液体燃料が供給されれば、バーナ１００は高燃焼状態となる。
【００６０】
本実施例にかかるバーナ１００においては、ノズル部１０５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。
【００６１】
バーナ１００に対する空気の供給量は、一般にウインドボックス７０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。
【００６２】
さて、以上のように構成され機能するバーナ１００においては、図５等に示すように、燃焼用空気を第一燃焼筒１２０の内側に噴出させるべく、周囲空気噴出部１１６が構成されている。よって、バーナ１００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（燃焼ガス）（図示省略）が形成されることとなる。そして、バーナ１００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。
【００６３】
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。
【００６４】
上記のようなガスの流れにおいて、バーナ１００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。
【００６５】
より具体的には、まず、内側水管群２０の内表面側（バーナ１００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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
ボイラ１内におけるガスＧのおおまかな動きは、上述した通りであるが、本実施例にかかるバーナ１００においては、その周辺においてガスが効果的に自己循環している。以下、具体的に説明する。
【００６９】
本実施例にかかるバーナ１００においては、図５等に示すように、燃焼用空気を第一燃焼筒１２０の内側に噴出させるべく、周囲空気噴出部１１６が構成されている。そして、これまで説明したように、周囲空気噴出部１１６と第一燃焼筒１２０との間には所定の空間が構成されているため、バーナ１００の燃焼状態が継続する間（燃焼用空気が噴出されている間）、この所定の空間から、バーナ周辺１００に存在するガスが引き込まれることとなる（図５の破線矢印Ｒ１参照）。つまり、本実施例にかかるバーナ１００によれば、バーナ１００駆動時（燃焼用空気噴出時）において、所定の空間からバーナ１００周辺に存在するガス（主に排ガス）が破線矢印Ｒ１で示すように引き込まれながら、燃焼が継続されることとなる。
【００７０】
また、本実施例にかかるバーナ１００においては、図５等に示すように、第一燃焼筒１２０の先端に第二燃焼筒１３０が設けられ、これらの燃焼筒１２０，１３０間には空隙部が構成されている。つまり、このような構成によれば、上述した「所定の空間」に加え、この「空隙部」からもバーナ周辺に存在するガス（主に排ガス）が引き込まれることとなる（図５の破線矢印Ｒ２参照）。したがって、本実施例にかかるバーナ１００においては、バーナ１００駆動時（燃焼用空気噴出時）に、所定の空間に加え、この空隙部からもバーナ１００周辺に存在するガスが破線矢印Ｒ２で示すように引き込まれながら、燃焼が継続されることとなる。すなわち、本実施例にかかるバーナ１００によれば、多段的（二段階）に排ガス自己再循環が行われることとなる。
【００７１】
本実施例にかかるバーナ１００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。
【００７２】
本実施例にかかるバーナ１００は、上述したように、周囲空気噴出部１１６と離間して第一燃焼筒１２０が設けられているため、周囲空気噴出部１１６と第一燃焼筒１２０との間に所定の空間が構成されることとなる。また、本実施例にかかるバーナ１００は、周囲空気噴出部１１６から噴出される燃焼用空気が通過可能な大きさに、第一燃焼筒１２０が構成されているため、この燃焼用空気によって、周囲空気噴出部１１６と第一燃焼筒１２０との間に構成された所定の空間から、バーナ１００周辺に存在するガスが引き込まれることとなる（図５の破線矢印Ｒ１参照）。つまり、このような構成のバーナ１００によれば、バーナ１００駆動時（燃焼用空気噴出時）において、「所定の空間」からバーナ１００周辺に存在するガス（主に排ガス）が引き込まれながら燃焼が継続されることとなる。
【００７３】
したがって、本実施例によれば、周囲空気噴出部１１６と離間し且つ燃焼用空気が通過可能に構成された第一燃焼筒１２０を有することによって、効果的な「排ガス自己再循環状態」を形成して、低ＮＯｘ化を図ることができる。さらに、このような構成によれば、排ガス自己再循環によって、第一燃焼筒１２０近傍に渦流が形成されるため、保炎性が高まり、バーナ１００の燃焼性も向上する。以上のことから、本実施例によれば、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バーナ１００を得ることができる。
【００７４】
また、本実施例にかかるバーナ１００は、第一燃焼筒１２０の先端に第二燃焼筒１３０が設けられ、第二燃焼筒１３０の内径が第一燃焼筒１２０の外径よりも大きく構成されているため、第一燃焼筒１２０と第二燃焼筒１３０との間に空隙部が形成され、この空隙部が、バーナ１００の上方に開口した状態で構成されることとなる。このような構成によれば、バーナ１００駆動時においては、バーナ１００の上方に開口した空隙部から、バーナ１００周辺に存在するガスが効果的に引き込まれることとなる（図５の破線矢印Ｒ２参照）。つまり、このような構成のバーナ１００によれば、上述した「所定の空間」に加え、この「空隙部」からもバーナ１００周辺に存在するガス（主に排ガス）が引き込まれながら、燃焼が継続されることとなる。
【００７５】
したがって、本実施例によれば、所定の空間に加え、第一燃焼筒１２０を介して第二燃焼筒１３０を通過する流体によって、この空隙部からもバーナ１００周辺に存在するガスが効果的に引き込まれる（ガスの自己循環量が高まる）。よって、本実施例によれば、多段的（二段階）な排ガス自己再循環が行われることとなって（自己循環量の増加により火炎温度が低下することから）、より効果的に有害物質の低減（低ＮＯｘ化）を図ることができる。さらに、このように多段的に排ガス自己再循環を行えば、第二燃焼筒１３０の下端においても渦流が形成されるため、保炎性が高まり、バーナ１００の燃焼性を向上させることができる。
【００７６】
また、本実施例によれば、ノズル部１０５の周囲に複数の周囲空気噴出部１１６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。
【００７７】
以上のように、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、およびバーナ１００周辺における多段的な排ガス自己循環等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。
【００７８】
また、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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
＜第二実施例＞
次に、図面に基づき、本発明の第二実施例にかかるボイラについて説明する。
【００８４】
本発明の第二実施例にかかるボイラは、缶体の基本構成は第一実施例にかかるボイラと同様であり、その缶体に搭載されるバーナの構造のみが第一実施例と異なる。したがって、以下においては、第一実施例と異なる部分である、バーナの構造について具体的に説明する。なお、特に説明を行わない部分は、第一実施例と同様であり、第一実施例と同様の構成要素については、同様の符号を付して説明を行う。
【００８５】
図７および図８は、本発明の第二実施例にかかるボイラに設けられたバーナの概略図を示したものである。ここで、図７は、本実施例にかかるバーナ２００の縦断面の説明図を示し、図８は、図７に示したバーナ２００の下面図を示している。
【００８６】
本実施例にかかるボイラを構成するバーナ２００は、このバーナ２００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７０内の隔壁７１に設置されている（図７参照）。具体的には、バーナ２００を構成する載置板１０１を隔壁７１に上方から載置して、ボルト等の締結手段（図示省略）にて載置板１０１を隔壁７１に締結することによって、バーナ２００をウインドボックス７０内の隔壁７１に設置している。
【００８７】
本実施例にかかるバーナ２００は、図７および図８に示すように、液体燃料を噴霧するノズル部１０５（第一ノズル部１０５ａ，第二ノズル部１０５ｂ）（本発明の「燃料噴出部」に相当）と、第一ノズル部１０５ａ近傍にその先端が位置すべく設けられた着火器（図示省略）と、ウインドボックス７０から供給される空気をノズル部１０５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１１２，二次空気供給用の第二空気供給経路１１５）と、第一空気供給経路１１２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１１７と、第二空気供給経路１１５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１１６（本発明の「空気噴出部」に相当）（第一周囲空気噴出部１１６ａ〜第六周囲空気噴出部１１６ｆ）と、周囲空気噴出部１１６の先端部から離間して設けられた第一燃焼筒１２０と、この第一燃焼筒１２０の先端に設けられた第二燃焼筒２３０とを用いて構成されている。
【００８８】
バーナ２００を構成する第一空気供給経路１１２は、ノズル部１０５の外側に設けられた第一筒部材１１０を用いて構成されており、第二空気供給経路１１５は、第一筒部材１１０を用いて構成されている。つまり、第一筒部材１１０の内側領域が第一空気供給経路１１２として機能し、第一筒部材１１０と第二筒部材１１１との間に形成される領域が第二空気供給経路１１５として機能する。
【００８９】
第一筒部材１１０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１１７が穿孔された第一空気供給板１１３が設けられており、ウインドボックス７０から供給された空気は、この中央空気噴出部１１７を介して、燃焼室１６側に噴出される。また、第二筒部材１１１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１１６が設けられた第二空気供給板１１４が設けられており、ウインドボックス７０から供給された空気は、中央空気噴出部１１７のみならず、これら複数の周囲空気噴出部１１６を介しても燃焼室１６側に噴出される。
【００９０】
周囲空気噴出部１１６（本発明の「空気噴出部」に相当）は、図７および図８に示すように、ノズル部１０５の周囲に設けられている。この周囲空気噴出部１１６（第一周囲空気噴出部１１６ａ〜第六周囲空気噴出部１１６ｆ）は、第二空気供給経路１１５から供給される燃焼用空気を下方に噴出させるべく、複数の円筒状部材を用いて構成されている。より具体的には、第二空気供給板１１４に六つの円形の貫通孔部を穿孔し、それぞれの貫通孔部に円筒状部材を挿入固着することによって、本実施例にかかる周囲空気噴出部１１６（第一周囲空気噴出部１１６ａ〜第六周囲空気噴出部１１６ｆ）が構成されている。
【００９１】
本実施例においては、周囲空気噴出部１１６の先端部から離間して第一燃焼筒１２０が設けられている。この第一燃焼筒１２０は、周囲空気噴出部１１６から噴出される燃焼用空気が通過可能な大きさに構成されている。また、本実施例において、第一燃焼筒１２０は、四つの上部接続部１１９（第一上部接続部１１９ａ〜第四上部接続部１１９ｄ）を用いて、第二筒部材１１１に固着されている。つまり、第一燃焼筒１２０は、周囲空気噴出部１１６の先端部から離間した状態となるように、上部接続部１１９によって第二筒部材１１１に固着されている。このように離間して固着することによって、周囲空気噴出部１１６の先端部と第一燃焼筒１２０との間には、離間した所定の空間（距離）Ｌ（図７参照）が構成されることとなる。
【００９２】
本実施例は、周囲空気噴出部１１６から噴出される燃焼用空気が通過可能な大きさに第一燃焼筒１２０が構成されているため、この燃焼用空気によって、周囲空気噴出部１１６と第一燃焼筒１２０との間に構成された所定の空間から、バーナ２００周辺に存在するガスが引き込まれることとなる。
【００９３】
また、本実施例においては、第一燃焼筒１２０の先端に第二燃焼筒２３０が設けられている。この第二燃焼筒２３０は、四つの下部接続部２２９（第一下部接続部２２９ａ〜第四下部接続部２２９ｄ）を用いて、第一燃焼筒１２０に固着されており、第二燃焼筒２３０の内径は、第一燃焼筒１２０の外径よりも大きく構成されている。さらに、この第二燃焼筒２３０は、バーナ２００の上方に行くに従い外方へ拡開すべく構成されている。このように、第二燃焼筒２３０は、その内径が第一燃焼筒１２０の外径よりも大きく構成され、且つ第一燃焼筒１２０との接続箇所である上方部は大きく外方へ開いた状態となっている。したがって、本実施例においては、第一燃焼筒１２０と第二燃焼筒２３０との間には大きな空隙部が構成されることとなる。
【００９４】
本実施例は、第一燃焼筒１２０と第二燃焼筒２３０との間に大きな空隙部が構成されるため、上述した「所定の空間」に加え、この空隙部からもバーナ２００の周辺に存在するガスが効果的に引き込まれることとなる。
【００９５】
以上のように構成され機能するバーナ２００においては、図７等に示すように、燃焼用空気を第一燃焼筒１２０の内側に噴出させるべく、周囲空気噴出部１１６が構成されている。よって、バーナ２００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（燃焼ガス）（図示省略）が形成されることとなる。そして、バーナ２００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。
【００９６】
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。
【００９７】
上記のようなガスの流れにおいて、バーナ２００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。
【００９８】
ボイラ内におけるガスのおおまかな動きは、上述した通りであるが、本実施例にかかるバーナ２００においては、その周辺においてガスが効果的に自己循環している。以下、具体的に説明する。
【００９９】
本実施例にかかるバーナ２００においては、図７等に示すように、燃焼用空気を第一燃焼筒１２０の内側に噴出させるべく、周囲空気噴出部１１６が構成されている。そして、これまで説明したように、周囲空気噴出部１１６と第一燃焼筒１２０との間には所定の空間が構成されているため、バーナ２００の燃焼状態が継続する間（燃焼用空気が噴出されている間）、この所定の空間から、バーナ２００周辺に存在するガスが引き込まれることとなる（図７の破線矢印Ｒ１参照）。つまり、本実施例にかかるバーナ２００によれば、バーナ２００駆動時（燃焼用空気噴出時）において、所定の空間からバーナ２００周辺に存在するガスが破線矢印Ｒ１で示すように引き込まれながら、燃焼が継続されることとなる。
【０１００】
また、本実施例にかかるバーナ２００においては、図７等に示すように、第一燃焼筒１２０の先端に第二燃焼筒２３０が設けられ、これらの燃焼筒１２０，２３０間には大きな空隙部が構成されている。つまり、このような構成によれば、上述した「所定の空間」に加え、この「大きな空隙部」からもバーナ２００周辺に存在するガスが引き込まれることとなる（図７の破線矢印Ｒ２参照）。したがって、本実施例にかかるバーナ２００においては、バーナ２００駆動時（燃焼用空気噴出時）に、所定の空間に加え、この大きな空隙部からもバーナ２００周辺に存在するガスが破線矢印Ｒ２で示すように引き込まれながら、燃焼が継続されることとなる。すなわち、本実施例にかかるバーナ２００によれば、多段的（二段階）に排ガス自己再循環が行われることとなる。
【０１０１】
本実施例にかかるバーナ２００およびボイラは、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。
【０１０２】
本実施例にかかるバーナ２００は、上述したように、周囲空気噴出部１１６と離間して第一燃焼筒１２０が設けられているため、周囲空気噴出部１１６と第一燃焼筒１２０との間に所定の空間が構成されることとなる。また、本実施例にかかるバーナ２００は、周囲空気噴出部１１６から噴出される燃焼用空気が通過可能な大きさに、第一燃焼筒１２０が構成されているため、この燃焼用空気によって、周囲空気噴出部１１６と第一燃焼筒１２０との間に構成された所定の空間から、バーナ２００周辺に存在するガスが引き込まれることとなる（図７の破線矢印Ｒ１参照）。つまり、このような構成のバーナ２００によれば、バーナ２００駆動時（燃焼用空気噴出時）において、「所定の空間」からバーナ２００周辺に存在するガスが引き込まれながら燃焼が継続されることとなる。
【０１０３】
したがって、本実施例によれば、周囲空気噴出部１１６と離間し且つ燃焼用空気が通過可能に構成された第一燃焼筒１２０を有することによって、効果的な「排ガス自己再循環状態」を形成して、低ＮＯｘ化を図ることができる。さらに、このような構成によれば、排ガス自己再循環によって、第一燃焼筒１２０近傍に渦流が形成されるため、保炎性が高まり、バーナ２００の燃焼性も向上する。以上のことから、本実施例によれば、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バーナ２００を得ることができる。
【０１０４】
また、本実施例にかかるバーナ２００は、第一燃焼筒１２０の先端に第二燃焼筒２３０が設けられ、第二燃焼筒２３０の内径が第一燃焼筒１２０の外径よりも大きく、且つ第二燃焼筒２３０の上方部は外方に広がるように形成されているため、第一燃焼筒１２０と第二燃焼筒１３０との間に大きな空隙部が構成される。つまり、外方に広がった大きな空隙部が、バーナ２００の上方に向けて開口した状態で構成されることとなる。
【０１０５】
このような構成によれば、バーナ２００駆動時においては、バーナ２００の上方に向けて開口した大きな空隙部から、バーナ２００周辺に存在するガスが効果的に引き込まれることとなる（図７の破線矢印Ｒ２参照）。つまり、このような構成のバーナ２００によれば、上述した「所定の空間」に加え、この「大きな空隙部」からもバーナ２００周辺に存在するガスが引き込まれながら、燃焼が継続されることとなる。
【０１０６】
したがって、本実施例によれば、所定の空間に加え、第一燃焼筒１２０を介して第二燃焼筒２３０を通過する流体によって、この大きな空隙部からもバーナ２００周辺に存在するガスが効果的に引き込まれる。よって、本実施例によれば、多段的（二段階）な排ガス自己再循環が行われることとなって、より効果的に有害物質の低減（低ＮＯｘ化）を図ることができる。さらに、このように多段的に排ガス自己再循環を行えば、第二燃焼筒２３０の下端においても渦流が形成されるため、保炎性が高まり、バーナ２００の燃焼性を向上させることができる。
【０１０７】
また、本実施例によれば、第一実施例と同様に、ノズル部１０５の周囲に複数の周囲空気噴出部１１６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。
【０１０８】
以上のように、本実施例にかかるバーナ２００を搭載したボイラによれば、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、およびバーナ１００周辺における多段的な排ガス自己循環等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。
【０１０９】
＜第三実施例＞
次に、図面に基づき、本発明の第三実施例にかかるボイラについて説明する。
【０１１０】
本発明の第三実施例にかかるボイラは、缶体の基本構成は第一実施例にかかるボイラと同様であり、その缶体に搭載されるバーナの構造のみが第一実施例と異なる。したがって、以下においては、第一実施例と異なる部分である、バーナの構造について具体的に説明する。なお、特に説明を行わない部分は、第一実施例と同様であり、第一実施例と同様の構成要素については、同様の符号を付して説明を行う。
【０１１１】
図９および図１０は、本発明の第三実施例にかかるボイラに設けられたバーナの概略図を示したものである。ここで、図９は、本実施例にかかるバーナ３００の縦断面の説明図を示し、図１０は、図９に示したバーナ３００の下面図を示している。
【０１１２】
本実施例にかかるボイラを構成するバーナ３００は、このバーナ３００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７０内の隔壁７１に設置されている（図９参照）。具体的には、バーナ３００を構成する載置板１０１を隔壁７１に上方から載置して、ボルト等の締結手段（図示省略）にて載置板１０１を隔壁７１に締結することによって、バーナ３００をウインドボックス７０内の隔壁７１に設置している。
【０１１３】
本実施例にかかるバーナ３００は、図９および図１０に示すように、液体燃料を噴霧するノズル部１０５（第一ノズル部１０５ａ，第二ノズル部１０５ｂ）（本発明の「燃料噴出部」に相当）と、第一ノズル部１０５ａ近傍にその先端が位置すべく設けられた着火器（図示省略）と、ウインドボックス７０から供給される空気をノズル部１０５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１１２，二次空気供給用の第二空気供給経路１１５）と、第一空気供給経路１１２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１１７と、第二空気供給経路１１５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１１６（本発明の「空気噴出部」に相当）（第一周囲空気噴出部１１６ａ〜第六周囲空気噴出部１１６ｆ）と、周囲空気噴出部１１６の先端部から離間して設けられた第一燃焼筒１２０と、この第一燃焼筒１２０の先端に設けられた第二燃焼筒３３０とを用いて構成されている。
【０１１４】
バーナ３００を構成する第一空気供給経路１１２は、ノズル部１０５の外側に設けられた第一筒部材１１０を用いて構成されており、第二空気供給経路１１５は、第一筒部材１１０を用いて構成されている。つまり、第一筒部材１１０の内側領域が第一空気供給経路１１２として機能し、第一筒部材１１０と第二筒部材１１１との間に形成される領域が第二空気供給経路１１５として機能する。
【０１１５】
第一筒部材１１０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１１７が穿孔された第一空気供給板１１３が設けられており、ウインドボックス７０から供給された空気は、この中央空気噴出部１１７を介して、燃焼室１６側に噴出される。また、第二筒部材１１１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１１６が設けられた第二空気供給板１１４が設けられており、ウインドボックス７０から供給された空気は、中央空気噴出部１１７のみならず、これら複数の周囲空気噴出部１１６を介しても燃焼室１６側に噴出される。
【０１１６】
周囲空気噴出部１１６（本発明の「空気噴出部」に相当）は、図９および図１０に示すように、ノズル部１０５の周囲に設けられている。この周囲空気噴出部１１６（第一周囲空気噴出部１１６ａ〜第六周囲空気噴出部１１６ｆ）は、第二空気供給経路１１５から供給される燃焼用空気を下方に噴出させるべく、複数の円筒状部材を用いて構成されている。より具体的には、第二空気供給板１１４に六つの円形の貫通孔部を穿孔し、それぞれの貫通孔部に円筒状部材を挿入固着することによって、本実施例にかかる周囲空気噴出部１１６（第一周囲空気噴出部１１６ａ〜第六周囲空気噴出部１１６ｆ）が構成されている。
【０１１７】
本実施例においては、周囲空気噴出部１１６の先端部から離間して第一燃焼筒１２０が設けられている。この第一燃焼筒１２０は、周囲空気噴出部１１６から噴出される燃焼用空気が通過可能な大きさに構成されている。また、本実施例において、第一燃焼筒１２０は、四つの上部接続部１１９（第一上部接続部１１９ａ〜第四上部接続部１１９ｄ）を用いて、第二筒部材１１１に固着されている。つまり、第一燃焼筒１２０は、周囲空気噴出部１１６の先端部から離間した状態となるように、上部接続部１１９によって第二筒部材１１１に固着されている。このように離間して固着することによって、周囲空気噴出部１１６の先端部と第一燃焼筒１２０との間には、離間した所定の空間（距離）Ｌ（図９参照）が構成されることとなる。
【０１１８】
本実施例は、周囲空気噴出部１１６から噴出される燃焼用空気が通過可能な大きさに第一燃焼筒１２０が構成されているため、この燃焼用空気によって、周囲空気噴出部１１６と第一燃焼筒１２０との間に構成された所定の空間から、バーナ３００周辺に存在するガスが引き込まれることとなる。
【０１１９】
また、本実施例においては、第一燃焼筒１２０の先端に第二燃焼筒３３０が設けられている。この第二燃焼筒２３０は、四つの下部接続部３２９（第一下部接続部３２９ａ〜第四下部接続部３２９ｄ）を用いて、第一燃焼筒１２０に固着されており、第二燃焼筒３３０の外径は、第一燃焼筒１２０の内径よりも小さく構成されている。つまり、第二燃焼筒３３０は、第一燃焼筒１２０内部に挿通可能な大きさに構成されている。本実施例においては、第一燃焼筒１２０と第二燃焼筒３３０との間には、バーナ３００の下方に開口された空隙部が構成されることとなる。
【０１２０】
本実施例は、第一燃焼筒１２０と第二燃焼筒３３０との間に下方に開口した空隙部が構成されるため、上述した「所定の空間」に加え、この空隙部からもバーナ３００の周辺に存在するガスが効果的に引き込まれることとなる。
【０１２１】
以上のように構成され機能するバーナ３００においては、図９等に示すように、燃焼用空気を第一燃焼筒１２０の内側に噴出させるべく、周囲空気噴出部１１６が構成されている。よって、バーナ３００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（燃焼ガス）（図示省略）が形成されることとなる。そして、バーナ３００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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
上記のようなガスの流れにおいて、バーナ３００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。
【０１２４】
ボイラ内におけるガスのおおまかな動きは、上述した通りであるが、本実施例にかかるバーナ３００においては、その周辺においてガスが効果的に自己循環している。以下、具体的に説明する。
【０１２５】
本実施例にかかるバーナ３００においては、図９等に示すように、燃焼用空気を第一燃焼筒１２０の内側に噴出させるべく、周囲空気噴出部１１６が構成されている。そして、これまで説明したように、周囲空気噴出部１１６と第一燃焼筒１２０との間には所定の空間が構成されているため、バーナ３００の燃焼状態が継続する間（燃焼用空気が噴出されている間）、この所定の空間から、バーナ３００周辺に存在するガスが引き込まれることとなる（図９の破線矢印Ｒ１参照）。つまり、本実施例にかかるバーナ３００によれば、バーナ３００駆動時（燃焼用空気噴出時）において、所定の空間からバーナ３００周辺に存在するガスが破線矢印Ｒ１で示すように引き込まれながら、燃焼が継続されることとなる。
【０１２６】
また、本実施例にかかるバーナ３００においては、図９等に示すように、第一燃焼筒１２０の先端に第二燃焼筒３３０が設けられ、これらの燃焼筒１２０，３３０間には下方に開口された空隙部が構成されている。つまり、このような構成によれば、上述した「所定の空間」に加え、この「下方に開口された空隙部」からもバーナ３００周辺に存在するガスが引き込まれることとなる（図９の破線矢印Ｒ２参照）。したがって、本実施例にかかるバーナ３００においては、バーナ３００駆動時（燃焼用空気噴出時）に、所定の空間に加え、この下方に開口された空隙部からもバーナ３００周辺に存在するガスが破線矢印Ｒ２で示すように引き込まれながら、燃焼が継続されることとなる。すなわち、本実施例にかかるバーナ３００によれば、多段的（二段階）に排ガス自己再循環が行われることとなる。
【０１２７】
本実施例にかかるバーナ３００およびボイラは、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。
【０１２８】
本実施例にかかるバーナ３００は、上述したように、周囲空気噴出部１１６と離間して第一燃焼筒１２０が設けられているため、周囲空気噴出部１１６と第一燃焼筒１２０との間に所定の空間が構成されることとなる。また、本実施例にかかるバーナ３００は、周囲空気噴出部１１６から噴出される燃焼用空気が通過可能な大きさに、第一燃焼筒１２０が構成されているため、この燃焼用空気によって、周囲空気噴出部１１６と第一燃焼筒１２０との間に構成された所定の空間から、バーナ３００周辺に存在するガスが引き込まれることとなる（図９の破線矢印Ｒ１参照）。つまり、このような構成のバーナ３００によれば、バーナ３００駆動時（燃焼用空気噴出時）において、「所定の空間」からバーナ３００周辺に存在するガスが引き込まれながら燃焼が継続されることとなる。
【０１２９】
したがって、本実施例によれば、周囲空気噴出部１１６と離間し且つ燃焼用空気が通過可能に構成された第一燃焼筒１２０を有することによって、効果的な「排ガス自己再循環状態」を形成して、低ＮＯｘ化を図ることができる。さらに、このような構成によれば、排ガス自己再循環によって、第一燃焼筒１２０近傍に渦流が形成されるため、保炎性が高まり、バーナ３００の燃焼性も向上する。以上のことから、本実施例によれば、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バーナ３００を得ることができる。
【０１３０】
また、本実施例にかかるバーナ３００は、第一燃焼筒１２０の先端に第二燃焼筒３３０が設けられ、第二燃焼筒３３０の外径が第一燃焼筒１２０の内径よりも小さく形成されているため、第一燃焼筒１２０と第二燃焼筒１３０との間には、下方に開口した空隙部が構成されることとなる。
【０１３１】
このような構成によれば、バーナ３００駆動時においては、バーナ３００の下方に開口した空隙部から、バーナ３００周辺に存在するガスが効果的に引き込まれることとなる（図９の破線矢印Ｒ２参照）。つまり、このような構成のバーナ３００によれば、上述した「所定の空間」に加え、この「下方に開口した空隙部」からもバーナ３００周辺に存在するガスが引き込まれながら、燃焼が継続されることとなる。
【０１３２】
したがって、本実施例によれば、所定の空間に加え、第一燃焼筒１２０を介して第二燃焼筒３３０を通過する流体によって、この下方に開口した空隙部からもバーナ３００周辺に存在するガスが効果的に引き込まれる。よって、本実施例によれば、多段的（二段階）な排ガス自己再循環が行われることとなって（自己循環量の増加により火炎温度が低下することから）、より効果的に有害物質の低減（低ＮＯｘ化）を図ることができる。さらに、このように多段的に排ガス自己再循環を行えば、第二燃焼筒３３０の下端においても渦流が形成されるため、保炎性が高まり、バーナ３００の燃焼性を向上させることができる。
【０１３３】
また、本実施例によれば、第一実施例と同様に、ノズル部１０５の周囲に複数の周囲空気噴出部１１６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。
【０１３４】
以上のように、本実施例にかかるバーナ３００を搭載したボイラによれば、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、およびバーナ１００周辺における多段的な排ガス自己循環等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。
【０１３５】
＜第四実施例＞
次に、図面に基づき、本発明の第四実施例にかかるボイラについて説明する。
【０１３６】
本発明の第四実施例にかかるボイラは、缶体の基本構成は第一実施例にかかるボイラと同様であり、その缶体に搭載されるバーナの構造のみが第一実施例と異なる。したがって、以下においては、第一実施例と異なる部分である、バーナの構造について具体的に説明する。なお、特に説明を行わない部分は、第一実施例と同様であり、第一実施例と同様の構成要素については、同様の符号を付して説明を行う。
【０１３７】
図１１および図１２は、本発明の第四実施例にかかるボイラに設けられたバーナの概略図を示したものである。ここで、図１１は、本実施例にかかるバーナ４００の縦断面の説明図を示し、図１２は、図１１に示したバーナ４００の下面図を示している。
【０１３８】
本実施例にかかるボイラを構成するバーナ４００は、このバーナ４００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７０内の隔壁７１に設置されている（図１１参照）。具体的には、バーナ４００を構成する載置板１０１を隔壁７１に上方から載置して、ボルト等の締結手段（図示省略）にて載置板１０１を隔壁７１に締結することによって、バーナ４００をウインドボックス７０内の隔壁７１に設置している。
【０１３９】
本実施例にかかるバーナ４００は、図１１および図１２に示すように、液体燃料を噴霧するノズル部１０５（第一ノズル部１０５ａ，第二ノズル部１０５ｂ）（本発明の「燃料噴出部」に相当）と、第一ノズル部１０５ａ近傍にその先端が位置すべく設けられた着火器（図示省略）と、ウインドボックス７０から供給される空気をノズル部１０５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１１２，二次空気供給用の第二空気供給経路１１５）と、第一空気供給経路１１２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１１７と、第二空気供給経路１１５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１１６（本発明の「空気噴出部」に相当）（第一周囲空気噴出部１１６ａ〜第六周囲空気噴出部１１６ｆ）と、周囲空気噴出部１１６の先端部から離間して設けられた第一燃焼筒４２０と、この第一燃焼筒４２０の先端に設けられた第二燃焼筒４３０と、この第二燃焼筒４３０の先端に設けられた第三燃焼筒４４０とを用いて構成されている。
【０１４０】
バーナ４００を構成する第一空気供給経路１１２は、ノズル部１０５の外側に設けられた第一筒部材１１０を用いて構成されており、第二空気供給経路１１５は、第一筒部材１１０を用いて構成されている。つまり、第一筒部材１１０の内側領域が第一空気供給経路１１２として機能し、第一筒部材１１０と第二筒部材１１１との間に形成される領域が第二空気供給経路１１５として機能する。
【０１４１】
第一筒部材１１０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１１７が穿孔された第一空気供給板１１３が設けられており、ウインドボックス７０から供給された空気は、この中央空気噴出部１１７を介して、燃焼室１６側に噴出される。また、第二筒部材１１１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１１６が設けられた第二空気供給板１１４が設けられており、ウインドボックス７０から供給された空気は、中央空気噴出部１１７のみならず、これら複数の周囲空気噴出部１１６を介しても燃焼室１６側に噴出される。
【０１４２】
周囲空気噴出部１１６（本発明の「空気噴出部」に相当）は、図１１および図１２に示すように、ノズル部１０５の周囲に設けられている。この周囲空気噴出部１１６（第一周囲空気噴出部１１６ａ〜第六周囲空気噴出部１１６ｆ）は、第二空気供給経路１１５から供給される燃焼用空気を下方に噴出させるべく、複数の円筒状部材を用いて構成されている。より具体的には、第二空気供給板１１４に六つの円形の貫通孔部を穿孔し、それぞれの貫通孔部に円筒状部材を挿入固着することによって、本実施例にかかる周囲空気噴出部１１６（第一周囲空気噴出部１１６ａ〜第六周囲空気噴出部１１６ｆ）が構成されている。
【０１４３】
本実施例においては、周囲空気噴出部１１６の先端部から離間して第一燃焼筒４２０が設けられている。この第一燃焼筒４２０は、周囲空気噴出部１１６から噴出される燃焼用空気が通過可能な大きさに構成されている。また、本実施例において、第一燃焼筒４２０は、四つの上部接続部１１９（第一上部接続部１１９ａ〜第四上部接続部１１９ｄ）を用いて、第二筒部材１１１に固着されている。つまり、第一燃焼筒４２０は、周囲空気噴出部１１６の先端部から離間した状態となるように、上部接続部１１９によって第二筒部材１１１に固着されている。このように離間して固着することによって、周囲空気噴出部１１６の先端部と第一燃焼筒４２０との間には、離間した所定の空間（距離）Ｌ（図１１参照）が構成されることとなる。
【０１４４】
本実施例は、周囲空気噴出部１１６から噴出される燃焼用空気が通過可能な大きさに第一燃焼筒４２０が構成されているため、この燃焼用空気によって、周囲空気噴出部１１６と第一燃焼筒４２０との間に構成された所定の空間から、バーナ４００周辺に存在するガスが引き込まれることとなる。
【０１４５】
また、本実施例においては、第一燃焼筒４２０の先端に第二燃焼筒４３０が設けられており、この第二燃焼筒４３０の先端に第三燃焼筒４４０が設けられている。この第一燃焼筒４２０、第二燃焼筒４３０、および第三燃焼筒４４０は、四つの下部接続部４２９（第一下部接続部２２９ａ〜第四下部接続部２２９ｄ）を用いて固着されている。より具体的には、下部接続部４２９を、第一燃焼筒４２０の外側、第二燃焼筒４３０の内側、第三燃焼筒４４０の外側に固着させることによって、これらの燃焼筒４２０，４３０，４４０を固定している。
【０１４６】
図１１等に示すように、第二燃焼筒４３０の内径は、第一燃焼筒４２０の外径よりも大きく構成され、第三燃焼筒４４０の外径は、第二燃焼筒４３０の内径よりも小さく構成されている。そして、これらの燃焼筒４２０，４３０，４４０は、上述したように、下部接続部４２９により固着されている。本実施例においては、第一燃焼筒４２０と第三燃焼筒４４０とは、ほぼ同様の大きさ（内径および外径）に構成されている。
【０１４７】
本実施例にかかるバーナ４００を構成する燃焼筒４２０，４３０，４４０は、以上のように構成されているため、第一燃焼筒４２０と第二燃焼筒４３０との間には「上方に開口した空隙部」が構成されることとなる。また、第二燃焼筒４３０と第三燃焼筒４４０との間には「下方に開口した空隙部」が構成されることとなる。（図１１参照）
【０１４８】
本実施例においては、図１１に示すように、第二燃焼筒４３０の上下に、「上方に開口した空隙部」と「下方に開口した空隙部」とが構成されるため、上述した「所定の空間」に加え、これらの空隙部からもバーナ４００の周辺に存在するガスが効果的に引き込まれることとなる。
【０１４９】
以上のように構成され機能するバーナ４００においては、図１１等に示すように、燃焼用空気を第一燃焼筒４２０の内側に噴出させるべく、周囲空気噴出部１１６が構成されている。よって、バーナ４００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（燃焼ガス）（図示省略）が形成されることとなる。そして、バーナ４００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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
上記のようなガスの流れにおいて、バーナ４００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。
【０１５２】
ボイラ内におけるガスのおおまかな動きは、上述した通りであるが、本実施例にかかるバーナ４００においては、その周辺においてガスが効果的に自己循環している。以下、具体的に説明する。
【０１５３】
本実施例にかかるバーナ４００においては、図１１等に示すように、燃焼用空気を第一燃焼筒４２０の内側に噴出させるべく、周囲空気噴出部１１６が構成されている。そして、これまで説明したように、周囲空気噴出部１１６と第一燃焼筒４２０との間には所定の空間が構成されているため、バーナ４００の燃焼状態が継続する間（燃焼用空気が噴出されている間）、この所定の空間から、バーナ４００周辺に存在するガスが引き込まれることとなる（図１１の破線矢印Ｒ１参照）。つまり、本実施例にかかるバーナ４００によれば、バーナ４００駆動時（燃焼用空気噴出時）において、所定の空間からバーナ４００周辺に存在するガスが破線矢印Ｒ１で示すように引き込まれながら、燃焼が継続されることとなる。
【０１５４】
また、本実施例にかかるバーナ４００においては、図１１等に示すように、第一燃焼筒４２０の先端に第二燃焼筒４３０が設けられ、第二燃焼筒４３０の先端に第三燃焼筒４４０が設けられるため、第二燃焼筒４３０の上下に空隙部が構成されることとなる。つまり、このような構成によれば、上述した「所定の空間」に加え、この上下二箇所の「空隙部」からもバーナ４００周辺に存在するガスが引き込まれることとなる（図１１の破線矢印Ｒ２および破線矢印Ｒ３参照）。したがって、本実施例にかかるバーナ４００においては、バーナ４００駆動時（燃焼用空気噴出時）に、所定の空間に加え、これら二つの空隙部からもバーナ４００周辺に存在するガスが破線矢印Ｒ２，Ｒ３で示すように引き込まれながら、燃焼が継続されることとなる。すなわち、本実施例にかかるバーナ４００によれば、多段的（三段階）に排ガス自己再循環が行われることとなる。
【０１５５】
本実施例にかかるバーナ４００およびボイラは、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。
【０１５６】
本実施例にかかるバーナ４００は、上述したように、周囲空気噴出部１１６と離間して第一燃焼筒４２０が設けられているため、周囲空気噴出部１１６と第一燃焼筒４２０との間に所定の空間が構成されることとなる。また、本実施例にかかるバーナ４００は、周囲空気噴出部１１６から噴出される燃焼用空気が通過可能な大きさに、第一燃焼筒４２０が構成されているため、この燃焼用空気によって、周囲空気噴出部１１６と第一燃焼筒４２０との間に構成された所定の空間から、バーナ４００周辺に存在するガスが引き込まれることとなる（図１１の破線矢印Ｒ１参照）。つまり、このような構成のバーナ４００によれば、バーナ４００駆動時（燃焼用空気噴出時）において、「所定の空間」からバーナ４００周辺に存在するガスが引き込まれながら燃焼が継続されることとなる。
【０１５７】
したがって、本実施例によれば、周囲空気噴出部１１６と離間し且つ燃焼用空気が通過可能に構成された第一燃焼筒４２０を有することによって、効果的な「排ガス自己再循環状態」を形成して、低ＮＯｘ化を図ることができる。さらに、このような構成によれば、排ガス自己再循環によって、第一燃焼筒４２０近傍に渦流が形成されるため、保炎性が高まり、バーナ４００の燃焼性も向上する。以上のことから、本実施例によれば、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バーナ４００を得ることができる。
【０１５８】
また、本実施例にかかるバーナ４００は、第一燃焼筒４２０の先端に第二燃焼筒４３０が設けられ、第二燃焼筒４３０の先端に第三燃焼筒４４０が設けられ、第二燃焼筒４３０の外径よりも大きな内径を有すべく、第一燃焼筒４２０および第三燃焼筒４４０が構成されている。したがって、本実施例においては、第二燃焼筒４３０の上下に、「上方に開口された空隙部」と「下方に開口された空隙部」とが構成されることとなる。
【０１５９】
このような構成によれば、バーナ４００駆動時においては、バーナ４００の上方に向けて開口された空隙部および下方に向けて開口された空隙部の両方から、バーナ４００周辺に存在するガスが効果的に引き込まれることとなる（図１１の破線矢印Ｒ２，Ｒ３参照）。つまり、このような構成のバーナ４００によれば、上述した「所定の空間」に加え、これらの二つの「空隙部」からもバーナ４００周辺に存在するガスが引き込まれながら、燃焼が継続されることとなる。
【０１６０】
したがって、本実施例によれば、所定の空間に加え、第一燃焼筒４２０を介して第二燃焼筒４３０を通過する流体によって、これらの二つの空隙部からもバーナ４００周辺に存在するガスが効果的に引き込まれる。よって、本実施例によれば、多段的（三段階）な排ガス自己再循環が行われることとなって、自己循環量の増加やそれぞれの燃焼筒周辺における渦流の形成等が実現され、より効果的な有害物質の低減（低ＮＯｘ化・低ＣＯ化・低煤塵化）が図られ、バーナ４００の燃焼性も向上させることができる。
【０１６１】
また、本実施例によれば、第一実施例と同様に、ノズル部１０５の周囲に複数の周囲空気噴出部１１６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。
【０１６２】
以上のように、本実施例にかかるバーナ４００を搭載したボイラによれば、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、およびバーナ４００周辺における多段的な排ガス自己循環等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。
【０１６３】
＜第五実施例＞
次に、図面に基づき、本発明の第五実施例にかかるボイラについて説明する。
【０１６４】
本発明の第五実施例にかかるボイラは、缶体の基本構成は第一実施例にかかるボイラと同様であり、その缶体に搭載されるバーナの構造のみが第一実施例と異なる。したがって、以下においては、第一実施例と異なる部分である、バーナの構造について具体的に説明する。なお、特に説明を行わない部分は、第一実施例と同様であり、第一実施例と同様の構成要素については、同様の符号を付して説明を行う。
【０１６５】
図１３および図１４は、本発明の第五実施例にかかるボイラに設けられたバーナの概略図を示したものである。ここで、図１３は、本実施例にかかるバーナ５００の縦断面の説明図を示し、図１４は、図１３に示したバーナ５００の下面図を示している。
【０１６６】
本実施例にかかるボイラを構成するバーナ５００は、このバーナ５００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７０内の隔壁７１に設置されている（図１３参照）。具体的には、バーナ５００を構成する載置板１０１を隔壁７１に上方から載置して、ボルト等の締結手段（図示省略）にて載置板１０１を隔壁７１に締結することによって、バーナ５００をウインドボックス７０内の隔壁７１に設置している。
【０１６７】
本実施例にかかるバーナ５００は、図１３および図１４に示すように、液体燃料を噴霧するノズル部１０５（第一ノズル部１０５ａ，第二ノズル部１０５ｂ）（本発明の「燃料噴出部」に相当）と、第一ノズル部１０５ａ近傍にその先端が位置すべく設けられた着火器（図示省略）と、ウインドボックス７０から供給される空気をノズル部１０５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１１２，二次空気供給用の第二空気供給経路１１５）と、第一空気供給経路１１２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１１７と、第二空気供給経路１１５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１１６（本発明の「空気噴出部」に相当）（第一周囲空気噴出部１１６ａ〜第六周囲空気噴出部１１６ｆ）と、周囲空気噴出部１１６の先端部から離間して設けられた第一燃焼筒５２０と、この第一燃焼筒５２０の先端に設けられた第二燃焼筒５３０とを用いて構成されている。
【０１６８】
バーナ５００を構成する第一空気供給経路１１２は、ノズル部１０５の外側に設けられた第一筒部材１１０を用いて構成されており、第二空気供給経路１１５は、第一筒部材１１０を用いて構成されている。つまり、第一筒部材１１０の内側領域が第一空気供給経路１１２として機能し、第一筒部材１１０と第二筒部材１１１との間に形成される領域が第二空気供給経路１１５として機能する。
【０１６９】
第一筒部材１１０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１１７が穿孔された第一空気供給板１１３が設けられており、ウインドボックス７０から供給された空気は、この中央空気噴出部１１７を介して、燃焼室１６側に噴出される。また、第二筒部材１１１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１１６が設けられた第二空気供給板１１４が設けられており、ウインドボックス７０から供給された空気は、中央空気噴出部１１７のみならず、これら複数の周囲空気噴出部１１６を介しても燃焼室１６側に噴出される。
【０１７０】
周囲空気噴出部１１６（本発明の「空気噴出部」に相当）は、図１３および図１４に示すように、ノズル部１０５の周囲に設けられている。この周囲空気噴出部１１６（第一周囲空気噴出部１１６ａ〜第六周囲空気噴出部１１６ｆ）は、第二空気供給経路１１５から供給される燃焼用空気を下方に噴出させるべく、複数の円筒状部材を用いて構成されている。より具体的には、第二空気供給板１１４に六つの円形の貫通孔部を穿孔し、それぞれの貫通孔部に円筒状部材を挿入固着することによって、本実施例にかかる周囲空気噴出部１１６（第一周囲空気噴出部１１６ａ〜第六周囲空気噴出部１１６ｆ）が構成されている。
【０１７１】
本実施例においては、周囲空気噴出部１１６の先端部から離間して第一燃焼筒５２０が設けられている。この第一燃焼筒５２０は、周囲空気噴出部１１６から噴出される燃焼用空気が通過可能な大きさに構成されている。より具体的には、本実施例にかかる第一燃焼筒５２０は、バーナ５００の上方に向けて外側に広がる拡大部５２０Ａと、この拡大部５２０Ａの下方に設けられた垂直部５２０Ｂとを用いて構成されている。また、本実施例において、第一燃焼筒５２０は、四つの上部接続部５１９（第一上部接続部５１９ａ〜第四上部接続部５１９ｄ）を用いて、第二筒部材１１１に固着されている。つまり、第一燃焼筒５２０は、周囲空気噴出部１１６の先端部から離間した状態となるように、上部接続部５１９によって第二筒部材１１１に固着されている。このように離間して固着することによって、周囲空気噴出部１１６の先端部と第一燃焼筒５２０との間には、離間した所定の空間（距離）Ｌ（図１３参照）が構成されることとなる。
【０１７２】
本実施例は、周囲空気噴出部１１６から噴出される燃焼用空気が通過可能な大きさに第一燃焼筒５２０が構成されているため、この燃焼用空気によって、周囲空気噴出部１１６と第一燃焼筒５２０との間に構成された所定の空間から、バーナ５００周辺に存在するガスが引き込まれることとなる。
【０１７３】
また、本実施例においては、第一燃焼筒５２０の先端に第二燃焼筒５３０が設けられている。この第二燃焼筒５３０は、四つの下部接続部５２９（第一下部接続部５２９ａ〜第四下部接続部５２９ｄ）を用いて、第一燃焼筒５２０に固着されており、第二燃焼筒５３０の内径は、第一燃焼筒５２０を成す垂直部５２０Ｂの外径よりも大きく構成されている。このように、第二燃焼筒５３０の内径を第一燃焼筒５２０（を成す垂直部５２０Ｂ）の外径よりも大きく構成することによって、本実施例においては、第一燃焼筒５２０（を成す垂直部５２０Ｂ）と第二燃焼筒５３０との間に空隙部が構成されることとなる。
【０１７４】
本実施例は、第一燃焼筒５２０と第二燃焼筒５３０との間に空隙部が構成されるため、上述した「所定の空間」に加え、この空隙部からもバーナ５００の周辺に存在するガスが効果的に引き込まれることとなる。
【０１７５】
以上のように構成され機能するバーナ５００においては、図１３等に示すように、燃焼用空気を第一燃焼筒５２０の内側に噴出させるべく、周囲空気噴出部１１６が構成されている。よって、バーナ５００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（燃焼ガス）（図示省略）が形成されることとなる。そして、バーナ５００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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
上記のようなガスの流れにおいて、バーナ５００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。
【０１７８】
ボイラ内におけるガスのおおまかな動きは、上述した通りであるが、本実施例にかかるバーナ５００においては、その周辺においてガスが効果的に自己循環している。以下、具体的に説明する。
【０１７９】
本実施例にかかるバーナ５００においては、図１３等に示すように、燃焼用空気を第一燃焼筒５２０の内側に噴出させるべく、周囲空気噴出部１１６が構成されている。そして、これまで説明したように、周囲空気噴出部１１６と第一燃焼筒５２０との間には所定の空間が構成されているため、バーナ５００の燃焼状態が継続する間（燃焼用空気が噴出されている間）、この所定の空間から、バーナ５００周辺に存在するガスが引き込まれることとなる（図１３の破線矢印Ｒ１参照）。つまり、本実施例にかかるバーナ５００によれば、バーナ５００駆動時（燃焼用空気噴出時）において、所定の空間からバーナ５００周辺に存在するガスが破線矢印Ｒ１で示すように引き込まれながら、燃焼が継続されることとなる。
【０１８０】
また、本実施例にかかるバーナ５００においては、図１３等に示すように、第一燃焼筒５２０の先端に第二燃焼筒５３０が設けられ、これらの燃焼筒５２０，５３０間には空隙部が構成されている。つまり、このような構成によれば、上述した「所定の空間」に加え、この「空隙部」からもバーナ５００周辺に存在するガスが引き込まれることとなる（図１３の破線矢印Ｒ２参照）。したがって、本実施例にかかるバーナ５００においては、バーナ５００駆動時（燃焼用空気噴出時）に、所定の空間に加え、この空隙部からもバーナ５００周辺に存在するガスが破線矢印Ｒ２で示すように引き込まれながら、燃焼が継続されることとなる。すなわち、本実施例にかかるバーナ５００によれば、多段的（二段階）に排ガス自己再循環が行われることとなる。
【０１８１】
本実施例にかかるバーナ５００およびボイラは、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。
【０１８２】
本実施例にかかるバーナ５００は、上述したように、周囲空気噴出部１１６と離間して第一燃焼筒５２０が設けられているため、周囲空気噴出部１１６と第一燃焼筒５２０との間に所定の空間が構成されることとなる。また、本実施例にかかるバーナ５００は、周囲空気噴出部１１６から噴出される燃焼用空気が通過可能な大きさに、第一燃焼筒５２０が構成されているため、この燃焼用空気によって、周囲空気噴出部１１６と第一燃焼筒５２０との間に構成された所定の空間から、バーナ５００周辺に存在するガスが引き込まれることとなる（図１３の破線矢印Ｒ１参照）。本実施例にかかる第一燃焼筒５２０は、バーナ５００の上方に向けて外側に広がる拡大部５２０Ａを有するため、より効果的にガスが引き込まれることとなる。つまり、このような構成のバーナ５００によれば、バーナ５００駆動時（燃焼用空気噴出時）において、外側に広がっている「所定の空間」からバーナ５００周辺に存在するガスが引き込まれながら燃焼が継続されることとなる。
【０１８３】
したがって、本実施例によれば、周囲空気噴出部１１６と離間し且つ燃焼用空気が通過可能に構成された第一燃焼筒５２０を有することによって、効果的な「排ガス自己再循環状態」を形成して、低ＮＯｘ化を図ることができる。さらに、このような構成によれば、排ガス自己再循環によって、第一燃焼筒５２０近傍に渦流が形成されるため、保炎性が高まり、バーナ５００の燃焼性も向上する。以上のことから、本実施例によれば、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バーナ５００を得ることができる。
【０１８４】
また、本実施例にかかるバーナ５００は、第一燃焼筒５２０の先端に第二燃焼筒５３０が設けられ、第二燃焼筒５３０の内径が第一燃焼筒５２０（の垂直部５２０Ｂ）の外径よりも大きく構成されているため、第一燃焼筒５２０と第二燃焼筒５３０との間に空隙部が形成され、この空隙部が、バーナ５００の上方に開口した状態で構成されることとなる。
【０１８５】
このような構成によれば、バーナ５００駆動時においては、バーナ５００の上方に開口した空隙部から、バーナ５００周辺に存在するガスが効果的に引き込まれることとなる（図１３の破線矢印Ｒ２参照）。つまり、このような構成のバーナ５００によれば、上述した「所定の空間」に加え、この「空隙部」からもバーナ５００周辺に存在するガスが引き込まれながら、燃焼が継続されることとなる。
【０１８６】
したがって、本実施例によれば、所定の空間に加え、第一燃焼筒５２０を介して第二燃焼筒５３０を通過する流体によって、この空隙部からもバーナ５００周辺に存在するガスが効果的に引き込まれる。よって、本実施例によれば、多段的（二段階）な排ガス自己再循環が行われることとなって、自己循環量の増加やそれぞれの燃焼筒周辺における渦流の形成等が実現され、より効果的な有害物質の低減（低ＮＯｘ化・低ＣＯ化・低煤塵化）が図られ、バーナ５００の燃焼性も向上させることができる。
【０１８７】
また、本実施例によれば、第一実施例と同様に、ノズル部１０５の周囲に複数の周囲空気噴出部１１６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。
【０１８８】
以上のように、本実施例にかかるバーナ５００を搭載したボイラによれば、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、およびバーナ５００周辺における多段的な排ガス自己循環等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。
【０１８９】
＜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。
【０１９０】
上述した実施形態等においては、第一ノズル１０５ａおよび第二ノズル１０５ｂ間の中心が第一筒部材１１０の中心軸に重なるように配置しているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。したがって、例えば、高燃用の第二ノズル１０５ｂを第一筒部材１１０の中心軸上に配置し、低燃（および高燃）用の第一ノズル１０５ａを前記中心軸からずらして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。
【０１９１】
また、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。
【０１９２】
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１５に示すような構成としてもよい。ここで、図１５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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
図１５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１５は、本実施例にかかるボイラの内側ガス流路２５（本発明の「ガス流路」に相当）近傍における横断面の簡略説明図を示したものである。
【０１９５】
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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
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。
【０１９８】
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。
【０１９９】
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１００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。
【０２００】
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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
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。
【０２０３】
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。
【０２０４】
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。
【０２０５】
さらに、上記実施形態等においては、燃焼筒を二つあるいは三つ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ない。したがって、例えば、空気噴出部の先端部から離間し且つ空気噴出部から噴出される燃焼用空気が通過可能な大きさに構成された燃焼筒を有するのであれば、一つの「燃焼筒」を有するバーナであっても本発明の技術的範囲に属する。さらに、上記構成（空気噴出部の先端部から離間し且つ空気噴出部から噴出される燃焼用空気が通過可能な大きさに構成された燃焼筒を有する構成）を満足するものであれば、四つ以上の「燃焼筒」を有するバーナであっても本発明の技術的範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【０２０６】
【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バーナの縦断面の説明図を示したものである。
【図６】図５に示したバーナの下面図を示したものである。
【図７】本発明の第二実施例にかかるバーナの縦断面の説明図を示したものである。
【図８】図７に示したバーナの下面図を示したものである。
【図９】本発明の第三実施例にかかるバーナの縦断面の説明図を示したものである。
【図１０】図９に示したバーナの下面図を示したものである。
【図１１】本発明の第四実施例にかかるバーナの縦断面の説明図を示したものである。
【図１２】図１１に示したバーナの下面図を示したものである。
【図１３】本発明の第五実施例にかかるバーナの縦断面の説明図を示したものである。
【図１４】図１３に示したバーナの下面図を示したものである。
【図１５】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】
【０２０７】
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
７０…ウインドボックス
７１…隔壁
８０…環状ガス流路
９０…排気筒
１００，２００，３００，４００，５００…バーナ
１０１…載置板
１０５…ノズル部
１０５ａ…第一ノズル部
１０５ｂ…第二ノズル部
１１０…第一筒部材
１１１…第二筒部材
１１２…第一空気供給経路
１１３…第一空気供給板
１１４…第二空気供給板
１１５…第二空気供給経路
１１６…周囲空気噴出部
１１６ａ〜１１６ｆ…第一周囲空気噴出部〜第六周囲空気噴出部
１１７…中央空気噴出部
１１９，５１９…上部接続部
１２０，４２０，５２０…第一燃焼筒
１２９，２２９，３２９，４２９，５２９…下部接続部
１３０，２３０，３３０，４３０，５３０…第二燃焼筒
４４０…第三燃焼筒
【図１】
2008215791.tif 000003
【図２】
2008215791.tif 000004
【図３】
2008215791.tif 000005
【図４】
2008215791.tif 000006
【図５】
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【図６】
2008215791.tif 000008
【図７】
2008215791.tif 000009
【図８】
2008215791.tif 000010
【図９】
2008215791.tif 000011
【図１０】
2008215791.tif 000012
【図１１】
2008215791.tif 000013
【図１２】
2008215791.tif 000014
【図１３】
2008215791.tif 000015
【図１４】
2008215791.tif 000016
【図１５】
2008215791.tif 000017