(57)【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水平方向に沿って噴出する燃料ノズルと、
前記燃料ノズルの鉛直方向における上方側と下方側で空気を水平方向に沿って噴出する２次空気ノズルと、
を備え、
前記２次空気ノズルは、空気通路と、前記空気通路における空気の流れ方向の下流側に設けられる噴出開口とを有し、
前記噴出開口は、前記空気通路の通路断面形状に対して鉛直方向の開口面積が異なる形状をなし、
前記噴出開口は、空気の噴出方向に交差する水平方向に沿って所定間隔を空けて設けられる複数の分割開口を有し、
前記複数の分割開口は、前記分割開口より鉛直方向の開口面積が小さい連結開口により互いに連通される、
ことを特徴とする燃焼バーナ。
【請求項２】
前記複数の分割開口は、鉛直方向にずらして配置されることを特徴とする請求項１に記載の燃焼バーナ。
【請求項３】
前記燃料ノズルから離間して配置される前記分割開口は、空気を前記燃料ノズルから離間する方向に噴出し、前記燃料ノズルに接近して配置される前記分割開口は、空気を前記燃料ノズルに接近する方向に噴出することを特徴とする請求項２に記載の燃焼バーナ。
【請求項４】
燃料と空気とを混合した燃料ガスを水平方向に沿って噴出する燃料ノズルと、
前記燃料ノズルの鉛直方向における上方側と下方側で空気を水平方向に沿って噴出する２次空気ノズルと、
を備え、
前記２次空気ノズルは、空気通路と、前記空気通路における空気の流れ方向の下流側に設けられる噴出開口とを有し、
前記噴出開口は、前記空気通路の通路断面形状に対して鉛直方向の開口面積が異なる形状をなし、
前記噴出開口は、空気の噴出方向に交差する水平方向における一方側に設けられる第１開口と、空気の噴出方向に交差する水平方向における他方側に設けられて前記第１開口より鉛直方向の開口面積が大きい第２開口とを有する、
ことを特徴とする燃焼バーナ。
【請求項５】
燃料と空気とを混合した燃料ガスを水平方向に沿って噴出する燃料ノズルと、
前記燃料ノズルの鉛直方向における上方側と下方側で空気を水平方向に沿って噴出する２次空気ノズルと、
を備え、
前記２次空気ノズルは、空気通路と、前記空気通路における空気の流れ方向の下流側に設けられる噴出開口とを有し、
前記噴出開口は、前記空気通路の通路断面形状に対して鉛直方向の開口面積が異なる形状をなし、
前記噴出開口は、空気の噴出方向に交差する水平方向における一方側にずらして配置される、
ことを特徴とする燃焼バーナ。
【請求項６】
前記噴出開口は、水平方向の一方側に配置されて鉛直方向の開口面積が大きい第１開口と、水平方向の他方側に配置されて鉛直方向の開口面積が小さい第２開口とを有することを特徴とする請求項５に記載の燃焼バーナ。
【請求項７】
前記燃料ノズルの先端部に保炎器が設けられることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。
【請求項８】
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が周方向に所定間隔を空けて複数配置されて火炎旋回流を形成する、
ことを特徴とする燃焼装置。
【請求項９】
中空形状をなして鉛直方向に沿って設置される火炉と、
請求項８に記載の燃焼装置と、
を備え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】
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火炎流を形成する燃焼装置、この燃焼装置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及び上下方向に複数配置されている。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して蒸気を生成するための熱交換器が配置されている。燃焼バーナは、石炭などの燃料が粉砕された微粉燃料と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する。
【０００３】
このようなボイラに適用された燃焼バーナとしては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６７４００３号公報
【特許文献２】特許第５６２９９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
燃焼バーナは、炉壁に周方向に沿って所定間隔を空けて複数配置されている。複数の燃焼バーナは、火炉内に向けて燃料と空気の混合気を噴出すると共に、その外側に２次空気を噴出する。このとき、各燃焼バーナから噴出された混合気に着火することで火炉内に火炎旋回流が形成され、燃焼ガスが旋回しながら上昇する。そのため、燃焼バーナは、混合気や２次空気の吹き出し口で水平方向や鉛直方向の下方からの火炎流の流れの影響を受ける。燃焼バーナの外周側から噴出された２次空気は、水平方向からの火炎流の流れの影響を受けて減衰し、火炎流に流されてしまう。すると、燃焼バーナから噴出された混合気に２次空気が供給されずに燃焼が阻害されてしまう。
【０００６】
本発明は上述した課題を解決するものであり、２次空気の噴出力を上げて周囲の火炎流による減衰を抑制することで、確実に燃焼バーナへ２次空気を供給し、良好な燃焼状況を確保する燃焼バーナ及び燃焼装置並びに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】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の燃焼バーナは、燃料と空気とを混合した燃料ガスを水平方向に沿って噴出する燃料ノズルと、前記燃料ノズルの鉛直方向における上方側と下方側で空気を水平方向に沿って噴出する２次空気ノズルと、を備え、前記２次空気ノズルは、空気通路と、前記空気通路における空気の流れ方向の下流側に設けられる噴出開口とを有し、前記噴出開口は、前記空気通路の通路断面形状に対して鉛直方向の開口面積が異なる形状をなす、ことを特徴とするものである。
【０００８】
従って、噴出開口が空気通路の通路断面形状に対して鉛直方向の開口面積が異なる形状をなすことで、噴出開口の開口面積がより正方形あるいは円に近い領域での空気の噴流が火炎流により水平方向へ流されにくくなり、噴出開口からの空気の噴流を維持して、燃料ガスへ２次空気が確実に混合できるようになる。その結果、２次空気の噴出力を上げて周囲の火炎流による減衰を抑制することで、確実に燃焼バーナへ２次空気を供給し、良好な燃焼状況を確保することができる。
【０００９】
本発明の燃焼バーナでは、前記噴出開口は、空気の噴出方向に交差する水平方向に沿って所定間隔を空けて設けられる複数の分割開口を有することを特徴としている。
【００１０】
従って、噴出開口として、空気の噴出方向に交差する水平方向に沿って所定間隔を空けて複数の分割開口を設けることで、各分割開口における鉛直方向の開口面積を正方形または円に近い形状に確保することができ、各分割開口での空気の噴流が火炎流の影響を受けにくくなり、噴出開口からの空気の噴流を維持して燃料ガスと２次空気の混合を確実に確保することができる。
【００１１】
本発明の燃焼バーナでは、前記複数の分割開口は、前記分割開口より鉛直方向の開口面積が小さい連結開口により互いに連通されることを特徴としている。
【００１２】
従って、複数の分割開口を開口面積の小さい連結開口により互いに連通することで、噴出開口の全領域に空気を流して冷却することができ、火炎による焼き付きを防止することができる。
【００１３】
本発明の燃焼バーナでは、前記複数の分割開口は、鉛直方向にずらして配置されることを特徴としている。
【００１４】
従って、複数の分割開口を鉛直方向にずらして配置されるため、燃料ノズル側に接近した分割開口から噴出される空気は、燃料ノズルからの燃料ガスに混合して燃焼することで、燃料における未燃分の発生を抑制することができる。一方、燃料ノズルから離間した分割開口から噴出される空気は、燃料ノズルからの燃料ガスから遠ざかるように噴出されることで、空気過剰を抑制してＮＯｘの発生を抑制することができる。
【００１５】
本発明の燃焼バーナでは、前記燃料ノズルから離間して配置される前記分割開口は、空気を前記燃料ノズルから離間する方向に噴出し、前記燃料ノズルに接近して配置される前記分割開口は、空気を前記燃料ノズルに接近する方向に噴出することを特徴としている。
【００１６】
従って、燃料ノズルから離間する分割開口からの空気は、燃料ノズルから離間する方向に噴出され、燃料ノズルに接近する分割開口からの空気は、燃料ノズルに接近する方向に噴出されるように、空気を噴出する方向を規定することで、空気過剰によるＮＯｘの発生をより一層抑制しながら、確実に２次空気を供給し、未燃分の発生を防止することができる。
【００１７】
本発明の燃焼バーナでは、前記噴出開口は、空気の噴出方向に交差する水平方向における一方側に設けられる第１開口と、空気の噴出方向に交差する水平方向における他方側に設けられて前記第１開口より鉛直方向の開口面積が大きい第２開口とを有することを特徴としている。
【００１８】
従って、噴出開口として、水平方向における一方側の第１開口と、水平方向における他方側で第１開口より鉛直方向の開口面積が大きい第２開口とを設けることで、開口面積が大きい第２開口からの空気の噴流が強くなり、例えば、火炎流が作用しやすい側に第２開口を設けることで、この領域での噴出開口からの空気の噴流を維持して燃料ガスとの早期混合を抑制することができる。
【００１９】
本発明の燃焼バーナでは、前記噴出開口は、空気の噴出方向に交差する水平方向における一方側にずらして配置されることを特徴としている。
【００２０】
従って、噴出開口を水平方向における一方側にずらして配置されることで、例えば、火炎流が作用しやすい側に噴出開口を設けることで、この領域での噴出開口からの空気の噴流を維持して燃料ガスとの早期混合を抑制することができる。
【００２１】
本発明の燃焼バーナでは、前記噴出開口は、水平方向の一方側に配置されて鉛直方向の開口面積が大きい第１開口と、水平方向の他方側に配置されて鉛直方向の開口面積が小さい第２開口とを有することを特徴としている。
従って、例えば、火炎流が作用しやすい側に第１開口を設けることで、この領域での噴出開口からの空気の噴流を維持して燃料ガスとの早期混合を抑制することができる。
【００２２】
本発明の燃焼バーナでは、前記燃料ノズルの先端部に保炎器が設けられることを特徴としている。
【００２３】
従って、噴出開口の形状によりこの噴出開口を通して噴出される２次空気の貫通力が向上することで、周辺の火炎が燃料ノズルの先端部に到達することが抑制され、燃料ガスに対する外部着火を防止し、保炎器による内部保炎の保炎性能を向上することができる。
【００２４】
また、本発明の燃焼装置は、前記燃焼バーナが周方向に所定間隔を空けて複数配置されて火炎旋回流を形成する、ことを特徴とするものである。
【００２５】
従って、複数の燃焼バーナから燃料ガスと２次空気が噴出されることで、火炎旋回流が形成される。ここで、噴出開口が空気通路の通路断面形状に対して鉛直方向の開口面積が異なる形状をなすことで、噴出開口の開口面積がより正方形あるいは円に近い領域での空気の噴流が火炎流により水平方向へ流されにくくなり、噴出開口からの空気の噴流を維持して、燃料ガスへ２次空気が確実に混合できるようになる。その結果、２次空気の噴出力を上げて周囲の火炎流による減衰を抑制することで、確実に燃焼バーナへ２次空気を供給し、良好な燃焼状況を確保することができる。
【００２６】
また、本発明のボイラは、中空形状をなして鉛直方向に沿って設置される火炉と、前記燃焼装置と、を備えることを特徴とするものである。
【００２７】
従って、火炉壁に周方向に沿って複数の燃焼バーナが配置され、各燃焼バーナから噴射される燃料ガスと空気により火炉内に火炎旋回流が形成される。ここで、燃焼バーナの噴出開口が空気通路の通路断面形状に対して鉛直方向の開口面積が異なる形状をなすことで、噴出開口の開口面積がより正方形あるいは円に近い領域での空気の噴流が火炎流により水平方向へ流されにくくなり、噴出開口からの空気の噴流を維持して、燃料ガスへ２次空気が確実に混合できるようになる。その結果、２次空気の噴出力を上げて周囲の火炎流による減衰を抑制することで、確実に燃焼バーナへ２次空気を供給し、良好な燃焼状況を確保することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の燃焼バーナ及び燃焼装置並びにボイラによれば、燃料ノズルと２次空気ノズルにより燃焼バーナを構成し、２次空気ノズルとして空気通路と噴出開口を設け、噴出開口を空気通路の通路断面形状に対して鉛直方向の開口面積が異なる形状をなすので、２次空気の噴出力を上げて周囲の火炎流による減衰を抑制することで、確実に燃焼バーナへ２次空気を供給し、良好な燃焼状況を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、第１実施形態の燃焼バーナを表す正面図である。
【図２】図２は、燃焼バーナの縦断面図である。
【図３】図３は、図１のIII−III断面図である。
【図４】図４は、図１のIV−IV断面図である。
【図５】図５は、第１実施形態のボイラを表す概略構成図である。
【図６】図６は、燃焼バーナの配置構成を表す平面図である。
【図７】図７は、第２実施形態の燃焼バーナを表す正面図である。
【図８】図８は、第３実施形態の燃焼バーナを表す正面図である。
【図９】図９は、図８のIX−IX断面図である。
【図１０】図１０は、図８のＸ−Ｘ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る燃焼バーナ及び燃焼装置並びにボイラの好適な実施形態を詳細に説明する。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。
【００３１】
［第１実施形態］
図５は、第１実施形態のボイラを表す概略構成図、図６は、燃焼バーナの配置構成を表す平面図である。
【００３２】
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、この微粉燃料を燃焼バーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収することが可能なボイラである。
【００３３】
第１実施形態において、図５に示すように、ボイラ１０は、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を構成する火炉壁が伝熱管により構成されている。
【００３４】
燃焼装置１２は、この火炉１１を構成する火炉壁（伝熱管）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。
【００３５】
この各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉燃料供給管２６，２７，２８，２９，３０を介して粉砕機（ミル）３１，３２，３３，３４，３５に連結されている。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の他端部に送風機３８が連結されている。また、火炉１１は、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５の装着位置より上方に位置して追加空気ノズル３９が設けられており、空気ダクト３７から分岐した追加空気ダクト４０が連結されている。
【００３６】
煙道１３は、火炉１１の上部に連結され、燃焼ガスの熱を回収するための熱交換器としての過熱器４１，４２，４３、再熱器４４，４５、節炭器４６，４７が設けられている。また、煙道１３のガスダクト４８は、エアヒータ４９が設けられ、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】
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を代表してその配置構成について説明する。
【００３８】
燃焼バーナ２１は、図６に示すように、火炉１１における４つの壁部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、微粉燃料供給管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。
【００３９】
そのため、各燃焼バーナ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、火炉１１に対して、微粉燃料と搬送用空気が混合した微粉燃料混合気を吹き込むと共に、その微粉燃料混合気の周囲外側に燃焼用空気を吹き込む。そして、この微粉燃料混合気に着火することで、４つの火炎Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を形成することができ、この火炎Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は、火炉１１の鉛直上方から見て（図６にて）反時計周り方向に旋回する火炎旋回流Ｃとなる。
【００４０】
また、以下に、各燃焼バーナ２１の具体的な構成について詳細に説明する。図１は、第１実施形態の燃焼バーナを表す正面図、図２は、燃焼バーナの縦断面図、図３は、図１のIII−III断面図、図４は、図１のIV−IV断面図である。
【００４１】
燃焼バーナ２１は、図１及び図２に示すように、中心Ｏ側から燃料ノズル５１、燃焼用空気ノズル５２、２次空気ノズル５３が順に設けられると共に、燃料ノズル５１内に保炎器５４が設けられて構成されている。
【００４２】
燃料ノズル５１は、微粉燃料（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、燃料ガスと称する。）Ｆを水平方向に沿って噴出することができる。燃焼用空気ノズル５２は、燃料ノズル５１の外側に配置され、燃料ノズル５１から噴射された燃料ガスＦの外周側に燃焼用空気の一部（以下、燃料ガス燃焼用空気）Ａ１を水平方向に沿って噴出することができる。２次空気ノズル５３は、燃焼用空気ノズル５２の外側に配置され、燃焼用空気ノズル５２から噴出された燃料ガス燃焼用空気Ａ１の外周側に燃焼用空気の一部（以下、２次空気）Ａ２を水平方向に沿って噴出することができる。本実施形態にて、２次空気ノズル５３は、燃焼用空気ノズル５２の鉛直方向における上方側に配置される２次空気ノズル５３Ａと、燃焼用空気ノズル５２の鉛直方向における下方側に配置される２次空気ノズル５３Ｂとから構成されている。
【００４３】
ここで、燃料ノズル５１は、四角い管形状をなし、その外側に同心をなして四角いリング状の燃焼用空気ノズル５２が配置され、燃焼用空気ノズル５２の上方側及び下方側にそれぞれ略矩形状をなす２次空気ノズル５３（５３Ａ，５３Ｂ）が配置される。そして、燃料ノズル５１からの燃料ガスＦと、燃焼用空気ノズル５２からの燃料ガス燃焼用空気Ａ１と、２次空気ノズル５３からの２次空気Ａ２は、水平方向に沿って平行に噴出される。
【００４４】
なお、上述した鉛直方向とは、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。また、２次空気ノズル５３は、燃焼用空気ノズル５２の外側で、且つ、鉛直方向に隣接する位置に配置したが、水平方向に隣接する位置に配置してもよく、全周に設けてもよい。更に、２次空気ノズル５３は、ダンパ開度調整機構などを設けることで、２次空気の噴出量を調整可能としてもよい。
【００４５】
燃料ノズル５１は、基端部が微粉燃料供給管２６の先端部に連結されており、先端部が火炉１１内に露出している。燃焼用空気ノズル５２と２次空気ノズル５３は、基端部が連結部７１，７２を介して風箱３６（図５参照）に連結されており、先端部が火炉１１内に露出している。燃焼バーナ２１は、燃料ノズル５１と燃焼用空気ノズル５２と２次空気ノズル５３からなるノズル部７５と、微粉燃料供給管２６と連結部７１，７２からなる管路部７６とを有している。ノズル部７５は、管路部７６及び風箱３６に対して水平方向に沿う支持軸（図示略）により上下方向に沿って角度調整可能となっている。即ち、燃料ノズル５１と燃焼用空気ノズル５２と２次空気ノズル５３は、噴出方向が鉛直方向に沿って調整可能となっている。なお、ノズル部７５を管路部７６及び風箱３６に対して鉛直方向に沿う支持軸により水平方向に移動自在としてもよい。
【００４６】
燃料ノズル５１は、直管であり、燃料ガスを噴出する方向に直交する断面（通路）の面積（通路面積）が一定となっている。燃焼用空気ノズル５２は、先端側、つまり、燃料ガス燃焼用空気の流れ方向の下流端部に向かうにしたがって絞られた形状である。そのため、燃焼用空気ノズル５２は、燃料ガス燃焼用空気を噴出する方向に直交する断面（通路）の面積（通路面積）が、先端に向かうにしたがって小さくなる。２次空気ノズル５３は、先端側、つまり、２次空気の流れ方向の下流端部端に向かうにしたがって絞られた形状である。そのため、２次空気ノズル５３は、２次空気を噴出する方向に直交する断面（通路）の面積（通路面積）が、先端に向かうにしたがって小さくなる。
【００４７】
なお、燃料ノズル５１、燃焼用空気ノズル５２の開口の形状は、長方形に限らず、正方形、円形、楕円形としてもよい。また、燃焼用空気ノズル５２を長方形とした場合、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。
【００４８】
保炎器５４は、燃料ノズル５１内であって、燃料ガスの噴出方向の下流側で、且つ、中心Ｏ側に配置されており、燃料ガスの着火用及び保炎用として機能するものである。この保炎器５４は、水平方向に沿う第１保炎部材６１，６２と、鉛直方向に沿う第２保炎部材６３，６４とが十字形状に交差するように配置された、所謂、ダブルクロススプリット構造をなすものである。そして、各第１保炎部材６１，６２は、その厚さが一定な平板形状をなす平坦部６１ａ，６２ａと、この平坦部６１ａ，６２ａの先端部（燃料ガスの流れ方向の下流端部）に一体に設けられた拡幅部６１ｂ，６２ｂを有している。この拡幅部６１ｂ，６２ｂは、断面が二等辺三角形状をなし、燃料ガスの流れ方向の下流側に向って幅が広くなり、先端がこの燃料ガスの流れ方向に直交する平面となっている。なお、図示しないが、各第２保炎部材６３，６４も同様の構造となっている。
【００４９】
そのため、燃料ノズル５１及び燃焼用空気ノズル５２は、長尺な管状構造をなし、燃料ノズル５１と燃焼用空気ノズル５２は、二重管構造となっている。燃料ノズル５１は、燃料ガスが流れる燃料通路５１ａと、燃料通路５１ａにおける燃料ガスの流れ方向の下流端部に設けられて矩形状をなす噴出開口５１ｂを有する。燃焼用空気ノズル５２は、燃料ガス燃焼用空気が流れる空気通路５２ａと、空気通路５２ａの流れ方向の下流側に設けられて矩形リング状をなす噴出開口５２ｂを有する。燃料ノズル５１及び燃焼用空気ノズル５２は、その外側の上方側に２次空気ノズル５３Ａが配置され、下方側に２次空気ノズル５３Ｂが配置されている。各２次空気ノズル５３Ａ，５３Ｂは、長尺な管状構造をなし、２次空気が流れる空気通路５３Ａａ，５３Ｂａと、空気通路５３Ａａ，５３Ｂａの流れ方向の下流側に設けられる噴出開口５３Ａｂ，５３Ｂｂを有する。
【００５０】
これらのノズル５１，５２，５３は、噴出開口５１ｂ，５２ｂ，５３Ａｂ，５３Ｂｂが同一面上に揃えられて配置されている。また、保炎器５４は、燃料ノズル５１の内壁面、または、燃料ガスが流れる通路の上流側から図示しない板材により支持されている。また、燃料ノズル５１は、内部にこの保炎器５４としての複数の保炎部材６１，６２，６３，６４が配置されていることから、燃料ガスの流路が９つに分割されている。そして、保炎器５４は、先端部に幅が広がった拡幅部６１ｂ，６２ｂが位置することとなり、この拡幅部６１ｂ，６２ｂは、前端面が噴出開口５１ｂと同一面上に揃えられている。
【００５１】
また、本実施形態にて、２次空気ノズル５３（５３Ａ，５３Ｂ）は、噴出開口５３Ａｂ，５３Ｂｂが水平方向に沿って異形状となっている。以下、２次空気ノズル５３について詳細に説明するが、上方側の２次空気ノズル５３Ａと下方側の２次空気ノズル５３Ｂは、線対称の構成であることから、上方側の２次空気ノズル５３Ａについてのみ説明する。
【００５２】
図１、図３及び図４に示すように、２次空気ノズル５３Ａは、空気通路５３Ａａと、この空気通路５３Ａａにおける空気の流れ方向の下流側に設けられる噴出開口５３Ａｂとを有している。この噴出開口５３Ａｂは、空気通路５３Ａａの通路断面形状に対して異なる形状となっている。即ち、２次空気ノズル５３Ａにて、空気通路５３Ａａは、水平方向に長い長方形断面形状をなすが、噴出開口５３Ａｂは、水平方向に沿って鉛直方向の開口面積が異なる形状となっている。
【００５３】
具体的に説明すると、噴出開口５３Ａｂは、複数（本実施形態では、５つ）の分割開口８１と、複数（本実施形態では、４つ）の連結開口８２とから構成されている。複数の分割開口８１は、四角形（正方形）をなし、２次空気の噴出方向に交差する水平方向に沿って所定間隔を空けて設けられている。複数の連結開口８２は、各分割開口８１より鉛直方向の開口面積が小さい四角形（長方形）をなし、複数の分割開口８１の間で各連結開口８１を互いに連通するように設けられている。つまり、矩形状をなす空気通路５３Ａａの一部が閉塞されることで、異形の噴出開口５３Ａｂが形成される。ここで、各分割開口８２の幅（水平方向の長さ）は、各連結開口８２の幅（水平方向の長さ）より大きくなっている。また、２次空気ノズル５３Ａにおける噴出開口５３Ａｂの幅は、燃焼用空気ノズル５２における噴出開口５２ｂの幅と同じ長さになっている。
【００５４】
なお、噴出開口５３Ａｂにて、分割開口８１を正方形としたが、長方形や多角形としてもよく、円形や楕円形などとしてもよい。この場合、分割開口８１を円形とすることで、製作性が容易となる。また、分割開口８１と連結開口８２の数は、上述したものに限定されるものではなく適宜設定すればよいが、少ない個数にすることが望ましい。分割開口８１の数を少なくすることで、１つの分割開口８１を大きくすることができ、２次空気の噴出力を大きくすることができる。更に、複数の分割開口８１を複数の連結開口８２により連通するように構成したが、連結開口８２をなくして複数の分割開口８１だけで噴出開口８５３Ａｂを構成してもよい。
【００５５】
なお、２次空気ノズル５３Ｂは、２次空気ノズル５３Ａと同様に、空気通路５３Ｂａ（図２参照）と噴出開口５３Ｂｂとを有し、噴出開口５３Ｂｂは、複数（本実施形態では、５つ）の分割開口８３と、複数（本実施形態では、４つ）の連結開口８４とから構成されている。
【００５６】
このように構成された燃焼バーナ２１にて、図２に示すように、燃料ガスＦは、微粉燃料供給管２６から燃料ノズル５１の燃料通路５１ａに流れ、噴出開口５１ｂから炉内に噴出される。燃料ガス燃焼用空気Ａ１は、風箱３６（図１参照）から連結部７１を通して燃焼用空気ノズル５２の空気通路５２ａに流れ、噴出開口５１ｂから燃料ガスＦの外側に噴出される。２次空気Ａ２は、風箱３６（図１参照）から連結部７２を通して２次空気ノズル５３Ａ，５３Ｂの各空気通路５３Ａａ，５３Ｂａに流れ、噴出開口５３Ａｂ，５３Ｂｂから燃料ガス燃焼用空気Ａ１の外側に噴出される。このとき、燃料ガスＦと燃料ガス燃焼用空気Ａ１と２次空気Ａ２は、旋回させずにバーナ軸線方向（中心Ｏ）に沿った直進流として噴出させることが望ましい。
【００５７】
このとき、２次空気ノズル５３Ａ，５３Ｂは、噴出開口５３Ａｂ，５３Ｂｂが空気通路５３Ａａ，５３Ｂａの通路断面形状に対して異なる形状となっている。そのため、空気通路５３Ａａ，５３Ｂａを流れる２次空気が噴出開口５３Ａｂ，５３Ｂｂを通して炉内に噴出されるとき、噴出開口５３Ａｂ，５３Ｂｂでの２次空気が正方形に近いために貫通力が向上する。即ち、噴出開口５３Ａａ，５３Ｂｂは、各分割開口８１における鉛直方向の開口面積を大きく確保されているため、各分割開口８１での２次空気の噴流が強くなり、各分割開口８１からの２次空気の噴流を適正に維持して燃料ガスとの早期混合が抑制される。
【００５８】
燃焼バーナ２１の外周側から噴出された２次空気は、水平方向からの火炎旋回流Ｃ（図６参照）の流れの影響を受けやすい。ところが、本実施形態では、２次空気ノズル５３Ａ，５３Ｂの形状により、特に、各分割開口８１での２次空気が正方形に近いために貫通力が強い。そのため、２次空気ノズル５３Ａ，５３Ｂから噴出される２次空気は、火炎旋回流の影響を受けても火炎流の方向、つまり、図１における左側に流れ難くなり、燃料ノズル５１から噴出される燃料ガスに対して、２次空気ノズル５３Ａ，５３Ｂから噴出される２次空気が適正な上下位置に流れ、燃焼が安定する。
【００５９】
また、燃料ガスＦは、燃料ノズル５１の噴出開口５１ｂにて、第１保炎部材６１，６２及び第２保炎部材６３，６４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Ｆは、外周に燃料ガス燃焼用空気Ａ１が噴出されることで、燃料ガスＦの燃焼が促進される。更に、燃焼火炎の外周に２次空気Ａ２が噴出されることで、燃料ガス燃焼用空気Ａ１と２次空気Ａ２の割合を調整し、ＮＯｘが発生しない最適な燃焼を得ることができる。
【００６０】
そして、保炎器５４は、第１保炎部材６１，６２及び第２保炎部材６３，６４がスプリット形状をなしているため、燃料ガスＦが拡幅部６１ｂ，６２ｂに沿って流れて先端面側に回り込むことで、前方に再循環領域が形成される。そのため、燃料ガスＦは、この再循環領域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５１における中心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低温となり、２次空気Ａ２により高酸素雰囲気下にある燃焼火炎の外周部の温度を低くすることができ、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。
【００６１】
このように第１実施形態の燃焼バーナにあっては、燃料と空気とを混合した燃料ガスを水平方向に沿って噴出する燃料ノズル５１と、燃料ノズル５１の鉛直方向における上方側と下方側で空気を水平方向に沿って噴出する２次空気ノズル５３（５３Ａ，５３Ｂ）とを設け、２次空気ノズル５３（５３Ａ，５３Ｂ）は、空気通路５３Ａａ，５３Ｂａと、空気通路５３Ａａ，５３Ｂａにおける２次空気の流れ方向の下流側に設けられる噴出開口５３Ａｂ，５３Ｂｂとを有し、噴出開口５３Ａｂ，５３Ｂｂが空気通路５３Ａａ，５３Ｂａの通路断面形状に対して鉛直方向の開口面積が異なる形状となっている。
【００６２】
従って、２次空気ノズル５３（５３Ａ，５３Ｂ）の噴出開口５３Ａｂ，５３Ｂｂの鉛直方向の開口面積が異なる形状であるため、空気通路５３Ａａ，５３Ｂａを流れる２次空気が噴出開口５３Ａｂ，５３Ｂｂを通して噴出されるとき、噴出開口５３Ａｂ，５３Ｂｂの開口面積がより正方形あるいは円に近い領域での空気の噴流が火炎流旋回により水平方向へ流されにくくなり、噴出開口５３Ａｂ，５３Ｂｂのからの空気の噴流を維持して、燃料ガスへ２次空気が確実に混合できるようになる。その結果、２次空気の噴出力を上げて周囲の火炎旋回流による減衰を抑制することで、確実に燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５へ２次空気を供給し、良好な燃焼状況を確保することができる。
【００６３】
第１実施形態の燃焼バーナでは、噴出開口５３Ａｂ，５３Ｂｂは、２次空気の噴出方向に交差する水平方向に沿って所定間隔を空けて設けられる複数の分割開口８１，８３を有している。従って、各分割開口８１，８３における鉛直方向の開口面積を正方形または円に近い形状に確保することができ、各分割開口８１，８３での空気の噴流が火炎旋回流の影響を受けにくくなり、噴出開口５３Ａｂ，５３Ｂｂからの２次空気の噴流を維持して燃料ガスと２次空気の混合を確実に確保することができる。
【００６４】
第１実施形態の燃焼バーナでは、複数の分割開口８１，８３は、この分割開口８１，８３より鉛直方向の開口面積が小さい連結開口８２，８４により互いに連通している。従って、複数の分割開口８１，８３と複数の連結開口８２，８４が１つの開口として連通することで、噴出開口５３Ａｂ，５３Ｂｂの全領域に２次空気を流して冷却することができ、火炎による焼き付きを防止することができる。
【００６５】
第１実施形態の燃焼バーナでは、燃料ノズル５１の先端部に保炎器５４を設けている。従って、燃料ノズル５１から噴出される燃料ガスは、保炎器５４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。一方、２次空気ノズル５３から噴出される２次空気は、噴出開口５３Ａｂ，５３Ｂｂの通過時にその貫通力が向上することで、火炎旋回の影響を受けにくい。そのため、燃料ノズル５１からの燃料ガスに対して、火炎旋回流による外部着火が防止され、保炎器５４による内部保炎の保炎性能を向上することができる。
【００６６】
また、第１実施形態の燃焼装置にあっては、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５を火炉１１の周方向に所定間隔を空けて複数配置することで、火炎旋回流を形成可能としている。従って、複数の燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５から燃料ガスと２次空気が噴出されることで、火炎旋回流が形成される。ここで、２次空気ノズル５３（５３Ａ，５３Ｂ）の噴出開口５３Ａｂ，５３Ｂｂの鉛直方向の開口面積が異なる形状であるため、噴出開口５３Ａｂ，５３Ｂｂの開口面積がより正方形あるいは円に近い領域での空気の噴流が火炎流旋回により水平方向へ流されにくくなり、噴出開口５３Ａｂ，５３Ｂｂのからの空気の噴流を維持して、燃料ガスへ２次空気が確実に混合できるようになる。その結果、２次空気の噴出力を上げて周囲の火炎旋回流による減衰を抑制することで、確実に燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５へ２次空気を供給し、良好な燃焼状況を確保することができる。
【００６７】
また、第１実施形態のボイラにあっては、中空形状をなして鉛直方向に沿って設置される火炉１１と、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５から構成される燃焼装置１２とを備えている。従って、火炉壁に周方向に沿って複数の燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５が配置されることで、火炉１１内に火炎旋回流を形成することができる。このとき、２次空気ノズル５３（５３Ａ，５３Ｂ）の噴出開口５３Ａｂ，５３Ｂｂの鉛直方向の開口面積が異なる形状であるため、噴出開口５３Ａｂ，５３Ｂｂの開口面積がより正方形あるいは円に近い領域での空気の噴流が火炎流旋回により水平方向へ流されにくくなり、噴出開口５３Ａｂ，５３Ｂｂのからの空気の噴流を維持して、燃料ガスへ２次空気が確実に混合できるようになる。その結果、２次空気の噴出力を上げて周囲の火炎旋回流による減衰を抑制することで、確実に燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５へ２次空気を供給し、良好な燃焼状況を確保することができる。
【００６８】
［第２実施形態］
図７は、第２実施形態の燃焼バーナを表す正面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６９】
第２実施形態において、図７に示すように、燃焼バーナ２１は、中心Ｏ側から燃料ノズル５１、燃焼用空気ノズル５２、２次空気ノズル９１が順に設けられると共に、燃料ノズル５１内に保炎器５４が設けられて構成されている。
【００７０】
燃料ノズル５１は、燃料ガスを水平方向に沿って噴出することができる。燃焼用空気ノズル５２は、燃料ノズル５１の外側に配置され、燃料ガスの外周側に燃料ガス燃焼用空気を水平方向に沿って噴出することができる。２次空気ノズル９１は、燃焼用空気ノズル５２の外側で、燃料ガス燃焼用空気の上方と下方に２次空気を水平方向に沿って噴出することができる。本実施形態にて、２次空気ノズル９１は、燃焼用空気ノズル５２の鉛直方向における上方側に配置される２次空気ノズル９１Ａと、燃焼用空気ノズル５２の鉛直方向における下方側に配置される２次空気ノズル９１Ｂとから構成されている。
【００７１】
２次空気ノズル９１（９１Ａ，９１Ｂ）は、噴出開口９１Ａｂ，９１Ｂｂが水平方向に沿って異形状となっている。２次空気ノズル９１Ａ，９１Ｂは、空気通路（図示略）と、この空気通路における空気の流れ方向の下流側に設けられる噴出開口９１Ａｂ，９１Ｂｂとを有している。この噴出開口９１Ａｂ，９１Ｂｂは、空気通路の通路断面形状に対して異なる形状となっている。即ち、２次空気ノズル９１Ａ，９１Ｂにて、空気通路は、水平方向に長い長方形断面形状をなすが、噴出開口９１Ａｂ，９１Ｂｂは、水平方向に沿って鉛直方向の開口面積が異なる形状となっている。
【００７２】
具体的に説明すると、噴出開口９１Ａｂ，９１Ｂｂは、２次空気の噴出方向に交差する水平方向における一方側（図７にて、左側）に設けられる第１開口９２，９４と、２次空気の噴出方向に交差する水平方向における他方側（図７にて、右側）に設けられて第１開口９２，９４より鉛直方向の開口面積が大きい第２開口９３，９５とを有している。この第１開口９２，９４と第２開口９３，９５は、それぞれ四角形（長方形）をなし、水平方向の中心位置で連通している。そのため、第１開口９２，９４と第２開口９３，９５は、幅（水平方向の長さ）が同じになっている。つまり、矩形状をなす空気通路の一部が閉塞されることで、異形の噴出開口９１Ａｂ，９１Ｂｂが形成される。
【００７３】
この場合、第１開口９２，９４と第２開口９３，９５の配置関係は、４つの燃焼バーナ２１により形成される火炎旋回流の上流側（図７にて、右側）に鉛直方向の開口面積が大きい第２開口９３，９５を配置することが望ましい。
【００７４】
なお、噴出開口９１Ａｂ，９１Ｂｂにて、第１開口９２，９４及び第２開口９３，９５分割開口８１を長方形としたが、多角形、円形、楕円形などとしてもよい。また、２つの第１開口９２，９４及び第２開口９３，９５により噴出開口９１Ａｂ，９１Ｂｂを構成したが、鉛直方向の開口面積が相違する３つ以上の開口から構成してもよい。更に、第１開口９２，９４と第２開口９３，９５を水平方向の中心位置で連通したが、連通位置を水平方向にずらしてもよく、第１開口９２，９４と第２開口９３，９５を連通しなくてもよい。
【００７５】
また、上述の実施形態では、噴出開口９１Ａｂ，９１Ｂｂを、水平方向における一方側に設けられる第１開口９２，９４と、他方側に設けられて第１開口９２，９４より鉛直方向の開口面積が大きい第２開口９３，９５とから構成したが、この構成に限定されるものではない。例えば、噴出開口を２次空気の噴出方向に交差する水平方向における一方側にずらして設けてもよい。つまり、噴出開口を第２開口９３，９５だけで構成してもよく、この場合、噴出開口の水平方向長さを第２開口９３，９５より長くしてもよい。
【００７６】
そのため、燃料ガスは、燃料ノズル５１から炉内に噴出され、燃料ガス燃焼用空気は、燃焼用空気ノズル５２から燃料ガスの外側に噴出され、２次空気は、２次空気ノズル９１Ａ，９１Ｂから燃料ガス燃焼用空気の外側に噴出される。このとき、２次空気ノズル９１Ａ，９１Ｂは、噴出開口９１Ａｂ，９１Ｂｂが空気通路の通路断面形状に対して異なる形状となっている。そのため、空気通路９１Ａａ，９１Ｂａを流れる２次空気が噴出開口９１Ａｂ，９１Ｂｂを通して炉内に噴出されるとき、噴出開口９１Ａｂ，９１Ｂｂでの２次空気が正方形に近いために貫通力が向上する。即ち、噴出開口９１Ａｂ，９１Ｂｂは、鉛直方向の開口面積が相違する第１開口９２，９４と第２開口９３，９５により構成されるため、第２開口９３，９５での２次空気の噴流が強くなり、第２開口９３，９５からの２次空気の噴流を適正に維持して燃料ガスとの混合が確実に確保される。
【００７７】
燃焼バーナ２１の外周側から噴出された２次空気は、水平方向からの火炎旋回流Ｃ（図６参照）の流れの影響を受けやすい。ところが、本実施形態では、２次空気ノズル９１Ａ，９１Ｂの形状により、特に、火炎旋回流の上流側に位置する第２開口９３，９５の鉛直方向の開口面積が大きく設定されている。そのため、第２開口９３，９５での２次空気が正方形に近いために貫通力が強くなり、２次空気ノズル９１Ａ，９１Ｂから噴出される２次空気は、火炎旋回流の影響を受けても火炎流の方向に流れ難くなり、燃料ノズル５１から噴出される燃料ガスに対して、２次空気ノズル９１Ａ，９１Ｂから噴出される２次空気が適正な上下位置に流れ、燃焼が安定する。
【００７８】
このように第２実施形態の燃焼バーナにあっては、２次空気ノズル９１Ａ，９１Ｂの噴出開口９１Ａｂ，９１Ｂｂとして、２次空気の噴出方向に交差する水平方向における一方側に設けられる第１開口９２，９４と、２次空気の噴出方向に交差する水平方向における他方側に設けられて第１開口９２，９４より鉛直方向の開口面積が大きい第２開口９３，９５を設けている。
【００７９】
従って、鉛直方向の開口面積が大きい第２開口９３，９５からの２次空気の噴流が強くなり、火炎旋回流が作用しやすい側に第２開口９３，９５が配置されることで、この領域での噴出開口９１Ａｂ，９１Ｂｂからの２次空気の噴流を維持して燃料ガスと２次空気の混合を確実に確保することができる。
【００８０】
［第３実施形態］
図８は、第３実施形態の燃焼バーナを表す正面図、図９は、図８のIX−IX断面図、図１０は、図８のＸ−Ｘ断面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８１】
第３実施形態において、図８から図１０に示すように、燃焼バーナ２１は、中心Ｏ側から燃料ノズル５１、燃焼用空気ノズル５２、２次空気ノズル１０１が順に設けられると共に、燃料ノズル５１内に保炎器５４が設けられて構成されている。
【００８２】
燃料ノズル５１は、燃料ガスを水平方向に沿って噴出することができる。燃焼用空気ノズル５２は、燃料ノズル５１の外側に配置され、燃料ガスの外周側に燃料ガス燃焼用空気を水平方向に沿って噴出することができる。２次空気ノズル１０１は、燃焼用空気ノズル５２の外側で、燃料ガス燃焼用空気の上方と下方に２次空気を水平方向に沿って噴出することができる。本実施形態にて、２次空気ノズル１０１は、燃焼用空気ノズル５２の鉛直方向における上方側に配置される２次空気ノズル１０１Ａと、燃焼用空気ノズル５２の鉛直方向における下方側に配置される２次空気ノズル１０１Ｂとから構成されている。
【００８３】
２次空気ノズル１０１（１０１Ａ，１０１Ｂ）は、噴出開口１０１Ａｂ，１０１Ｂｂが水平方向に沿って異形状となっている。２次空気ノズル１０１Ａ，１０１Ｂは、空気通路１０１Ａａと、この空気通路１０１Ａａにおける空気の流れ方向の下流側に設けられる噴出開口１０１Ａｂ，１０１Ｂｂとを有している。この噴出開口１０１Ａｂ，１０１Ｂｂは、空気通路１０１Ａａの通路断面形状に対して異なる形状となっている。即ち、２次空気ノズル１０１Ａ，１０１Ｂにて、空気通路１０１Ａａは、水平方向に長い長方形断面形状をなすが、噴出開口１０１Ａｂ，１０１Ｂｂは、水平方向に沿って鉛直方向の開口位置が異なる形状となっている。
【００８４】
具体的に説明すると、噴出開口１０１Ａｂは、複数（本実施形態では、５つ）の分割開口１０２，１０３により構成され、噴出開口１０１Ｂｂは、複数（本実施形態では、５つ）の分割開口１０４，１０５により構成されている。複数の分割開口１０２，１０３，１０４，１０５は、四角形（長方形）をなし、２次空気の噴出方向に交差する水平方向に沿って並んで設けられている。また、噴出開口１０１Ａｂにて、各分割開口１０２，１０３は、鉛直方向にずらして配置され、噴出開口１０１Ｂｂにて、各分割開口１０４，１０５は、鉛直方向にずらして配置されている。つまり、矩形状をなす空気通路１０１Ａａ，１０１Ｂａの一部が閉塞されることで、異形の噴出開口１０１Ａｂ，１０１Ｂｂが形成される。
【００８５】
また、燃料ノズル５１から離間して配置される分割開口１０３，１０５は、２次空気を燃料ノズル５１から離間する方向に噴出し、燃料ノズル５１に接近して配置される分割開口１０２，１０４は、２次空気を燃料ノズル５１に接近する方向に噴出する。即ち、噴出開口１０１Ａｂにて、鉛直方向における下方側に配置される各分割開口１０２は、鉛直方向の下方、つまり、燃料ノズル５１側を向いており、２次空気を燃料ガスに接近する方向に向けて噴出し、鉛直方向における上方側に配置される各分割開口１０３は、鉛直方向の上方、つまり、燃料ノズル５１から離間する側を向いており、２次空気を燃料ガスから離間する方向に向けて噴出する。また、噴出開口１０１Ｂｂにて、鉛直方向における上方側に配置される各分割開口１０４は、鉛直方向の上方、つまり、燃料ノズル５１側を向いており、２次空気を燃料ガスに接近する方向に向けて噴出し、鉛直方向における下方側に配置される各分割開口１０５は、鉛直方向の下方、つまり、燃料ノズル５１から離間する側を向いており、２次空気を燃料ガスから離間する方向に向けて噴出する。
【００８６】
なお、各分割開口１０２，１０４は、燃料ノズル５１側を向いて２次空気を燃料ガスに接近する方向に向けて噴出するように構成したが、２次空気を燃料ガスの噴出方向と平行に噴出するように構成してもよい。
【００８７】
なお、噴出開口１０１Ａｂ，１０１Ｂｂにて、分割開口１０２，１０３，１０４，１０５を長方形としたが、正方形や多角形としてもよく、円形や楕円形などとしてもよい。また、分割開口１０２，１０３，１０４，１０５の数は、上述したものに限定されるものではなく適宜設定すればよいが、少ない個数にすることが望ましい。更に、複数の分割開口１０２，１０３，１０４，１０５を水平方向に並べたが、直接、または、連結開口により連結してもよく、また、水平方向に離間してもよい。また、分割開口１０２，１０３，１０４，１０５を水平方向に重なるように配置してもよい。
【００８８】
そのため、燃料ガスは、燃料ノズル５１から炉内に噴出され、燃料ガス燃焼用空気は、燃焼用空気ノズル５２から燃料ガスの外側、つまり、燃料ガスの周囲に噴出され、２次空気は、２次空気ノズル１０１Ａ，１０１Ｂから燃料ガス燃焼用空気の外側に噴出される。このとき、２次空気ノズル１０１Ａ，１０１Ｂは、噴出開口１０１Ａｂ，１０１Ｂｂが空気通路１０１Ａａ，１０１Ｂａの通路断面形状に対して異なる形状となっている。そのため、空気通路１０１Ａａ，１０１Ｂａを流れる２次空気が噴出開口１０１Ａｂ，１０１Ｂｂを通して炉内に噴出されるとき、噴出開口９１Ａｂ，９１Ｂｂでの２次空気が正方形に近いために貫通力が向上する。即ち、噴出開口１０１Ａｂ，１０１Ｂｂは、鉛直方向にずれた複数の分割開口１０２，１０３，１０４，１０５により構成されるため、２次空気の噴流が強くなり、この２次空気の噴流を適正に維持して燃料ガスとの混合が確実に確保される。
【００８９】
燃焼バーナ２１の外周側から噴出された２次空気は、水平方向からの火炎旋回流Ｃ（図６参照）の流れの影響を受けやすい。ところが、本実施形態では、２次空気ノズル１０１Ａ，１０１Ｂの形状により、各分割開口１０２、１０４が燃料ガスに接近する方向に向けて２次空気を噴出し、各分割開口１０３，１０５が燃料ガスから離間する方向に向けて２次空気を噴出する。そのため、各分割開口１０２、１０４から噴出される２次空気は、燃料ガスに混合して燃焼することで、燃料の未燃分の発生が抑制される。一方、各分割開口１０３，１０５から噴出される２次空気は、燃料ガスから遠ざかることで、空気過剰を抑制してＮＯｘの発生が抑制される。すると、燃料ノズル５１から噴出される燃料ガスに対して、２次空気ノズル１０１Ａ，１０１Ｂから噴出される２次空気が適正な上下位置に流れ、燃焼が安定する。
【００９０】
このように第３実施形態の燃焼バーナにあっては、２次空気ノズル１０１Ａ，１０１Ｂの各分割開口１０２，１０３，１０４，１０５を鉛直方向にずらして配置している。
【００９１】
従って、２次空気ノズル１０１Ａ，１０１Ｂからの２次空気の噴流を適正位置に供給することで、燃料における未燃分の発生を抑制することができると共に、空気過剰を抑制してＮＯｘの発生を抑制することができる。
【００９２】
第３実施形態の燃焼バーナでは、各分割開口１０２、１０４からの２次空気を燃料ガスに接近する方向に向けて噴出し、各分割開口１０３，１０５からの２次空気を燃料ガスから離間する方向に向けて噴出する。従って、燃料における未燃分の発生と空気過剰によるＮＯｘの発生をより一層抑制することができる。
【００９３】
なお、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、石炭の他に、バイオマス、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。更には、これら燃料の混焼焚きにも適用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１０  ボイラ
１１  火炉
１２  燃焼装置
１３  煙道
２１，２２，２３，２４，２５  燃焼バーナ
２６，２７，２８，２９，３０  微粉燃料供給管
３１，３２，３３，３４，３５  粉砕機
３６  風箱
３９  追加空気ノズル
４１，４２，４３  過熱器（熱交換器）
４４，４５  再熱器（熱交換器）
４６，４７  節炭器（熱交換器）
５１  燃料ノズル
５２  燃焼用空気ノズル
５３，５３Ａ，５３Ｂ，９１，９１Ａ，９１Ｂ，１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ  ２次空気ノズル
５３Ａａ，５３Ｂａ，１０１Ａａ，１０１Ｂａ  空気通路
５３Ａｂ，５３Ｂｂ，９１Ａｂ，９１Ｂｂ，１０１Ａｂ，１０１Ｂｂ  噴出開口
５４  保炎器
６１，６２，６３，６４  保炎部材
８１，８３，１０２，１０３，１０４，１０５  分割開口
８２，８４  連結開口
９２，９４  第１開口
９３，９５  第２開口
【図１】
0006640591.tif 000002
【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】
0006640591.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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