(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼炉の開口部に嵌着される隔壁部と、
前記隔壁部の中央部で前記隔壁部を厚さ方向に貫通する第１貫通孔と、
前記隔壁部の前記中央部の周囲において、前記隔壁部を厚さ方向に貫通する複数の第２貫通孔であって、前記第１貫通孔からの径方向の位置が互いに異なる複数の第２貫通孔と、
前記第１貫通孔に挿通され、燃料を前記燃焼炉の内部に噴射する燃料ノズルと、
前記複数の第２貫通孔に挿通可能に構成され、酸化剤を前記燃焼炉の内部に噴射する酸化剤ノズルと、を備え、
前記複数の第２貫通孔のうちの少なくとも１つに、前記酸化剤ノズルを挿通させると共に、前記複数の第２貫通孔のうちの前記少なくとも１つ以外を封止することにより、前記径方向の位置が異なる前記酸化剤ノズルを用いた燃焼試験を行う、バーナであって、
前記酸化剤を前記燃焼炉の内部に噴射するノズルの径が異なる複数の酸化剤ノズルを備え、
互いに前記ノズルの径が異なる前記酸化剤ノズルを交換的に用いることにより、前記ノズルの径の違いによる燃焼試験を行う、
バーナ。
【請求項２】
前記酸化剤を前記燃焼炉の内部に噴射するノズルの角度が異なる複数の酸化剤ノズルを備え、
互いに前記ノズルの角度が異なる前記酸化剤ノズルを交換的に用いることにより、前記ノズルの角度の違いによる燃焼試験を行う、
請求項１に記載のバーナ。
【請求項３】
前記複数の第２貫通孔は、前記径方向の位置が互いに等しい対を複数対含むと共に、前記複数対の前記第２貫通孔は、前記径方向の位置が互いに異なる、
請求項１又は２に記載のバーナ。
【請求項４】
前記径方向の位置が等しい対は、前記第１貫通孔を基準として互いに対称位置にある、
請求項３に記載のバーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業用燃焼炉（工業炉）で用いられるバーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料と酸化剤を高温の工業炉内に噴射し、火炎を生成させるバーナが知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１６１６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、鍛造用やガラス溶融用等の工業炉の炉内温度は、１３００℃〜１５００℃と非常に高く、窒素酸化物（ＮＯｘ）を排出しやすいことが知られている。特に、近年の多品種少量生産の潮流から、小型の工業炉（小型炉）が普及しており、小型炉では、体積当たりの熱負荷が増加し、局所的な高温領域が形成されやすい環境になっているため、更にＮＯｘを排出しやすくなっている。
【０００５】
一方、バーナは、高温領域を極力発生させないようにすると、炉内で安定燃焼を実現できなくなる（即ち、燃えの悪いバーナになる）可能性がある。従って、安定燃焼と低ＮＯｘ化の両立を実現するバーナの仕様（燃焼条件や該燃焼条件に対応する構造）を見出すための試験等を繰り返す必要が生じる。
【０００６】
しかしながら、複数の仕様（燃焼条件等）に対応する試験を行うためには、通常、実験用のバーナを複数準備したり、１つのバーナを複数の仕様に合わせて、組み立て直したりする等のコストや手間が掛かってしまう。
【０００７】
そこで、上記課題に鑑み、複数の燃焼条件等に対応する試験を安価且つ容易に行うことが可能なバーナ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】
上記目的を達成するため、一実施形態では、
燃焼炉の開口部に嵌着される隔壁部と、
前記隔壁部の中央部で前記隔壁部を厚さ方向に貫通する第１貫通孔と、
前記隔壁部の前記中央部の周囲において、前記隔壁部を厚さ方向に貫通する複数の第２貫通孔であって、前記第１貫通孔からの径方向の位置が互いに異なる複数の第２貫通孔と、
前記第１貫通孔に挿通され、燃料を前記燃焼炉の内部に噴射する燃料ノズルと、
前記複数の第２貫通孔に挿通可能に構成され、酸化剤を前記燃焼炉の内部に噴射する酸化剤ノズルと、を備え、
前記複数の第２貫通孔のうちの少なくとも１つに、前記酸化剤ノズルを挿通させると共に、前記複数の第２貫通孔のうちの前記少なくとも１つ以外を封止することにより、前記径方向の位置が異なる前記酸化剤ノズルを用いた燃焼試験を行う、バーナであって、
前記酸化剤を前記燃焼炉の内部に噴射するノズルの径が異なる複数の酸化剤ノズルを備え、
互いに前記ノズルの径が異なる前記酸化剤ノズルを交換的に用いることにより、前記ノズルの径の違いによる燃焼試験を行う、
バーナが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
上述の実施形態によれば、複数の燃焼条件等に対応する試験を安価且つ容易に行うことが可能なバーナを提供するができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るバーナの一例の構造を示す縦断面図である。
【図２】本実施形態に係るバーナの一例の構造を示す横断面図である。
【図３】図１、図２におけるＡ矢視図である。
【図４】図１、図２におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図５】空気ノズルの一例を示す図である。
【図６】空気ノズルの他の例を示す図である。
【図７】空気ノズルの更に他の例を示す図である。
【図８】空気ノズルの更に他の例を示す図である。
【図９】プラグの一例を示す図である。
【図１０】本実施形態に係るバーナを使用した試験結果の一例を示す図である。
【図１１】本実施形態に係るバーナを使用した試験結果の他の例を示す図である。
【図１２】本実施形態に係るバーナを使用した試験結果の更に他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。
【００１２】
図１〜図４は、本実施形態に係るバーナの構成の一例を示す図である。具体的には、図１は、バーナ１の一例の構造を示す縦断面図である。また、図２は、バーナ１の一例の構造を示す横断面図である。また、図３は、図１、図２におけるＡ矢視図である。また、図４は、図１、図２におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００１３】
本実施形態に係るバーナ１は、燃焼炉１００の内部（炉内１２０）に燃料（例えば、メタン、エタン、プロパン等）と、酸化剤（例えば、空気）を離れた位置から噴射する燃焼方法であるＦＤＩ（Fuel  Direct  Injection）燃焼を実現する。以下、酸化剤は、空気である前提で説明を行う。
【００１４】
燃焼炉１００は、主に耐火キャスタ等の耐火物で構成される外壁１１０と、外壁１１０で囲まれる炉内１２０を含み、例えば、略直方体の形状を有する。燃焼炉１００は、例えば、比較的小型のガラス溶解炉、鍛造炉等である。以下、バーナ１が設置される燃焼炉１００の側面の外壁１１０は、上下方向に同じ厚さで延在する前提で説明を行う。
【００１５】
本実施形態に係るバーナ１は、図１、図２に示すように、隔壁部１０、ケーシング２０、燃料ノズル３０、空気ノズル４０、プラグ５０を含む。
【００１６】
隔壁部１０は、燃焼炉１００の内部（炉内１２０）と外部とを画成する。隔壁部１０は、例えば、耐火キャスタ等の耐火物で構成され、水平方向、即ち、図１、図２中の左右方向を軸方向とする略円柱形状を有する。隔壁部１０は、外壁１１０の側面に形成される円形の孔（燃焼炉１００の開口部）に挿入（嵌着）される態様で設置される。
【００１７】
尚、図１、図２中、隔壁部１０の厚さ（軸方向の寸法）は、燃焼炉１００の外壁１１０の厚さよりも薄いが、外壁１１０の厚さと同等であってもよいし、外壁１１０の厚さよりも厚くてもよい。
【００１８】
また、隔壁部１０は、図１、図２に示すように、貫通孔１１と、貫通孔１２を含む。以下、貫通孔１１と、貫通孔１２（後述する貫通孔１２−１，１２−２，１２−３を含む）の何れか１つとの中心軸間の距離Ｌを、簡単のため、２つの貫通孔１１，１２間の距離Ｌとして説明を行う。
【００１９】
貫通孔１１（第１貫通孔の一例）は、略円柱形状を有する隔壁部１０の中心軸付近（中央部）に設けられ、燃焼炉１００の内部（炉内１２０）と外部との間を水平方向（図１、図２中の左右方向、即ち、隔壁部１０の厚み方向）に貫通している。貫通孔１１には、燃料ノズル３０が挿通される。そのため、貫通孔１１は、燃料ノズル３０の外径以上の大きさの内径Ｄ１を有する。
【００２０】
貫通孔１２（第２貫通孔の一例）は、隔壁部１０の中心軸付近（中央部）に設けられる貫通孔１１からある程度離れた位置（即ち、隔壁部１０の中央部の周囲）に設けられ、貫通孔１１と略平行に燃焼炉１００の内部（炉内１２０）と外部との間を水平方向（図１、図２中の左右方向、即ち、隔壁部１０の厚さ方向））に貫通している。貫通孔１２は、図２に示すように、空気ノズル４０、プラグ５０を挿通可能に構成される。そのため、貫通孔１２（１２−１，１２−２，１２−３）は、空気ノズル４０及びプラグ５０の外径以上の大きさの内径Ｄ２を有する。また、貫通孔１２は、図３に示すように、貫通孔１１からの距離Ｌ（即ち、径方向の位置）が互いに異なる複数の貫通孔１２−１，１２−２，１２−３を含む。
【００２１】
貫通孔１２−１は、隔壁部１０において、貫通孔１１（即ち、隔壁部１０の中心軸）からの距離Ｌが所定値Ｌ１の位置を貫通している。また、貫通孔１２−１は、貫通孔１１からの距離Ｌが同じ所定値Ｌ１であり、貫通孔１１を基準とする対称位置にある１対の貫通孔を含む。具体的には、１対の貫通孔１２−１は、隔壁部１０の軸方向の両端面において、貫通孔１１（の中心軸）を中心とする半径が所定値Ｌ１の円周上における水平方向の対称位置にそれぞれ設けられる。
【００２２】
貫通孔１２−２は、隔壁部１０において、貫通孔１１からの距離Ｌが所定値Ｌ２（＞Ｌ１）の位置を貫通している。また、貫通孔１２−２は、貫通孔１１からの距離Ｌが同じ所定値Ｌ２であり、貫通孔１１を基準とする対称位置にある１対の貫通孔を含む。具体的には、１対の貫通孔１２−２は、隔壁部１０の軸方向の両端面において、貫通孔１１を中心とする半径が所定値Ｌ２の円周上における水平方向から所定角度（本例では、３０°）傾斜した方向の対称位置にそれぞれ設けられる。
【００２３】
貫通孔１２−３は、隔壁部１０において、貫通孔１１からの距離Ｌが所定値Ｌ３（＞Ｌ２＞Ｌ１）の位置を貫通している。また、貫通孔１２−３は、貫通孔１１からの距離Ｌが同じ所定値Ｌ３であり、貫通孔１１を基準とする対称位置にある１対の貫通孔を含む。具体的には、１対の貫通孔１２−２は、隔壁部１０の軸方向の両端面において、貫通孔１１を中心とする半径が所定値Ｌ３の円周上における水平方向の対称位置にそれぞれ設けられる。
【００２４】
本実施形態では、貫通孔１２−１〜１２−３のうちの何れかを選択的（交換的）に用いて、空気ノズル４０を挿通させることにより、貫通孔１１を基準とする径方向の位置が異なる空気ノズル４０を用いた燃焼試験を行うことができる。そのため、空気ノズル４０から炉内１２０に導入される高温の空気（以下、「高温空気」と称する）の導入条件を様々な条件に設定することができる。即ち、貫通孔１１に挿通する燃料ノズル３０から炉内１２０に噴射される燃料と、貫通孔１２に挿通する空気ノズル４０から炉内１２０に導入される高温空気との距離を変えた条件で燃焼試験を行うことができる。また、貫通孔１２−１〜１２−３のそれぞれに含まれる２以上（本例では、２つ）の貫通孔うちの１又は２以上の貫通孔を選択的（交換的）に用いることにより、空気ノズル４０から炉内１２０に噴射される高温空気の導入条件を様々な条件に設定することができる。具体的には、燃料ノズル３０（貫通孔１１）から同じ距離（等距離）の空気ノズル４０の数を増減させることができる。即ち、空気ノズル４０が挿通可能な複数の貫通孔１２を設け、少なくとも１つを選択的（交換的）に用いて、空気ノズル４０を挿通させることにより、空気ノズル４０から炉内１２０に噴射される高温空気の導入条件を様々な条件に設定することができる。
【００２５】
尚、貫通孔１２−１〜１２−３のそれぞれは、貫通孔１１を基準とする対称位置にある１対（２つ）の貫通孔が含むが、１つの貫通孔であってもよい。また、貫通孔１２−１〜１２−３のそれぞれは、貫通孔１１を基準とする対称位置にある２対以上の貫通孔を含んでもよい。かかる場合、２対以上の貫通孔うちの１対又は２対以上の貫通孔を選択的（交換的）に用いることにより、空気ノズル４０から炉内１２０に導入される高温空気の導入条件を様々な条件に設定することができる。また、貫通孔１２−１〜１２−３のそれぞれに含まれる貫通孔のペアは、貫通孔１１を基準とする対称位置になくてもよい。また、貫通孔１２−１〜１２−３のそれぞれに含まれる貫通孔は、貫通孔の対（ペア）を構成する必要はなく、例えば、貫通孔１１を基準とする同じ円周上で２以上の奇数個（例えば、３つ）設けられてもよい。
【００２６】
また、詳細については後述するが、複数の貫通孔１２のうち、空気ノズル４０が挿通する貫通孔１２以外の貫通孔１２を封止する。具体的には、複数の貫通孔１２のうち、空気ノズル４０が挿通する貫通孔１２以外の貫通孔１２にプラグ５０を挿通させる。これにより、空気ノズル４０が挿通する貫通孔１２以外の貫通孔１２は、プラグ５０で閉塞されるため、空気ノズル４０が挿通された貫通孔１２からだけ高温空気を炉内１２０に導入させることができる。
【００２７】
尚、図２、図４には、空気ノズル４０とプラグ５０が取り付けられた状態を示す具体例として、１対の貫通孔１２−１に空気ノズル４０が挿通し、１対の貫通孔１２−２と、１対の貫通孔１２−３にプラグ５０が挿通する態様が表されている。
【００２８】
また、隔壁部１０のケーシング２０側の端面には、取付板１５が隔壁部１０と一体に設けられる。取付板１５は、Ａ矢視で隔壁部１０の端面の円と同様のサイズを有する円板状の部材であり、空気ノズル４０、プラグ５０をねじ止めするための台座である（図４参照）。取付板１５の貫通孔１１、貫通孔１２に対応する位置には、当然の如く、貫通孔１１、貫通孔１２と同径の孔が設けられる。
【００２９】
ケーシング２０は、隔壁部１０と隣接して設けられ、隔壁部１０の貫通孔１２に挿通される空気ノズル４０から炉内１２０に噴射する高温空気を外部から導入するバッファタンクである。ケーシング２０は、例えば、ステンレス等の金属製である。ケーシング２０は、隔壁部１０の中心軸（即ち、貫通孔１１に挿通された燃料ノズル３０の中心軸）と同軸の外径が異なる円筒部２１、２２と、円筒部２２の端部を蓋する端板２３と、ケーシング２０の外部から内部（内部空間２８）に高温空気を導入するためのパイプ２４を含む。
【００３０】
尚、ケーシング２０の構成（形状）は、一例であり、外部から内部に高温空気を導入し、隔壁部１０の貫通孔１２に挿通される空気ノズル４０に高温空気を供給する機能（バッファタンク機能）が実現可能であれば、任意の構成（形状）であってよい。また、ケーシング２０の内部空間２８に導入される高温空気は、例えば、導入外気と、燃焼炉１００の排気ガスとの間で熱交換を行うことにより、予熱した空気である。
【００３１】
円筒部２１は、Ａ矢視で隔壁部１０と略同じ外径を有し、隔壁部１０と隣接して外壁１１０の側面に形成される円形の孔（燃焼炉１００の開口部）に挿入（嵌着）される態様で設置される。また、円筒部２１は、隔壁部１０のうちの燃焼炉１００の外部側に固定される。例えば、隔壁部１０の外周面のうちの燃焼炉１００の外部側の端部に設けられる縮径部（外径を部分的に小さくした部分）を円筒部２１の内部に挿入する態様で、隔壁部１０と円筒部２１は結合されてよい。また、円筒部２１における隔壁部１０と結合される側の反対側の端部には、フランジ２５が設けられる。フランジ２５は、外壁１１０の外側面と面接触する態様で設けられ、フランジ２５に設けられる孔（不図示）を介して、ケーシング２０を外壁１１０（燃焼炉１００）にボルト止めすることができる。
【００３２】
円筒部２２は、円筒部２１よりも大きい外径を有し、例えば、フランジ２５に突き当てて溶接される態様で、円筒部２１と結合される。また、円筒部２２における円筒部２１と結合される側の反対側の端部には、フランジ２６が設けられる。
【００３３】
端板２３は、円筒部２２における円筒部２１と結合される側の反対側の端部を封止する。端板２３は、略円板形状を有し、フランジ２６とボルトを用いて結合される。これにより、端板２３を取り外して、隔壁部１０（具体的には、貫通孔１２）にアクセスすることができる。また、端板２３の中心には、孔２３ａが設けられる。これにより、燃料ノズル３０は、孔２３ａを通じて、端板２３を水平方向（図１、図２中の左右方向）に貫通することができる。
【００３４】
尚、孔２３ａの内径は、燃料ノズル３０の外径以上且つ高温空気が燃料ノズル３０の外周面との間から外部に漏れない程度の大きさで形成される。また、燃料ノズル３０と孔２３ａの内面との間には、内部空間２８の高温空気が漏れないように、シール等の封止構造が適用されてよい。
【００３５】
パイプ２４は、円筒部２２の外周面（本例では、外周面の上端部）から鉛直に立設され、パイプ２４の内部と、ケーシング２０の内部空間２８とは、連通している。また、パイプ２４における円筒部２２と結合される側の反対側の端部には、フランジ２７が設けられ、パイプ２４は、該フランジ２７を介したボルト締結により、ケーシング２０の外部に設けられる高温空気の供給源から延設されるパイプ２００と結合される。
【００３６】
燃料ノズル３０は、燃料を燃焼炉１００の内部（炉内１２０）に噴射する。燃料ノズル３０は、細長い略円筒形状を有し、その一端（噴射孔）から燃料を噴射する。燃料ノズル３０は、軸方向の全長が、隔壁部１０及びケーシング２０を併せた左右方向（図１、図２参照）の寸法よりその軸方向の寸法（全長）が長く、端板２３（の孔２３ａ）、内部空間２８、及び隔壁部１０（貫通孔１１）を貫通し、その一端が炉内１２０に露出する態様で固定される。即ち、燃料ノズル３０は、燃焼炉１００の外部から、端板２３（孔２３ａ）及び内部空間２８を介して、隔壁部１０の貫通孔１１に挿通し、その噴射孔が炉内１２０に露出する。また、燃料ノズル３０の他端付近には、燃料供給口（不図示）が設けられ、燃料供給源（不図示）から燃料ノズル３０に燃料が供給される。
【００３７】
空気ノズル４０（酸化剤ノズルの一例）は、ケーシング２０の内部空間２８に導入された高温空気を燃焼炉１００の内部（炉内１２０）に導入する。空気ノズル４０は、例えば、ステンレス等の金属製であり、耐久性を向上させるため、焼き付け防止剤等が塗布される。空気ノズル４０は、上述の如く、貫通孔１２−１〜１２−３の何れか１つに挿通される。具体的には、空気ノズル４０は、所定の内径（以下、「ノズル径」と称する）Ｄｎを有するパイプ部と両端のフランジ部を含む。空気ノズル４０の燃焼炉１００に露出する側の一端のフランジは、その外径が貫通孔１２の内径Ｄ２と略同等になるように構成され、他端のフランジは、その外径が貫通孔１２の内径Ｄ２より大きくなるように構成される。即ち、空気ノズル４０の一端のフランジは、貫通孔１２の炉内１２０側の一端の隙間を塞ぎ、他端のフランジは、取付板１５と面接触し、上述の如く、ねじ止めされる（図４参照）。空気ノズル４０は、炉内１２０への高温空気の導入条件を異ならせる複数種類の空気ノズル４１〜４４を含む。以下、図５〜図８を参照して、空気ノズル４１〜４４について説明する。
【００３８】
尚、空気ノズル４０は、内部空間２８の圧力に応じて、高温空気を炉内１２０に導入するが、例えば、高温空気を加圧して噴射する態様であってもよい。
【００３９】
図５は、空気ノズル４０の一例、即ち、空気ノズル４１を示す図（断面図及びケーシング２０側から見た正面図）である。図６は、空気ノズル４０の他の例、即ち、空気ノズル４２を示す図（断面図及びケーシング２０側から見た正面図）である。図７は、空気ノズル４０の更に他の例、即ち、空気ノズル４３を示す図（断面図及びケーシング２０側から見た正面図）である。図８は、空気ノズル４０の更に他の例、即ち、空気ノズル４４を示す図（断面図及びケーシング２０側から見た正面図）である。
【００４０】
図５〜図７に示すように、空気ノズル４１〜４３は、それぞれ、ノズル径Ｄｎが異なる。具体的には、空気ノズル４１，４２，４３のノズル径Ｄｎは、それぞれ、所定値Ｄｎ１，Ｄｎ２，Ｄｎ３（Ｄｎ１＜Ｄｎ２＜Ｄｎ３）である。ノズル径Ｄｎを小さくする程、高温空気が炉内１２０に噴射される速度（噴射速度）が高まる。そのため、空気ノズル４１〜４３の何れかを選択的（交換的）に用いることにより、炉内１２０へ高温空気の噴射速度を変化させることができる。即ち、貫通孔１２−１〜１２−３のうちのいずれか１つに挿通させる空気ノズル４０のノズル径Ｄｎを変えることにより、ノズル径Ｄｎが異なる空気ノズル４０を用いた燃焼試験を行うことができる。
【００４１】
また、図８に示すように、空気ノズル４４のノズル径Ｄｎは、空気ノズル４１と同じ所定値Ｄｎ１である。一方、空気ノズル４４は、空気ノズル４１と異なり、ケーシング２０側から見たノズル孔（入口）が貫通孔１２の中心軸から一方（図中の左方向）に偏心し、炉内１２０側から見たノズル孔（噴射口）が他方（図中右方向）に偏心している。即ち、空気ノズル４４は、燃料の噴射方向に対する角度（ノズル角度）θｎが空気ノズル４１（ノズル角度θｎ＝０°）と異なり、所定値θｎ１（＞０）とされている。具体的には、空気ノズル４４は、パイプ部が貫通孔１２の途中で屈曲されることにより、０°より大きいノズル角度θｎ（＝θｎ１）を実現している。そのため、空気ノズル４１、４４の何れかを選択的（交換的）に用いることにより、炉内１２０へ高温空気の噴射方向を変化させることができる。即ち、貫通孔１２−１〜１２−３のうちのいずれか１つに挿通させる空気ノズル４０のノズル角度θｎを変えることにより、ノズル角度θｎが異なる空気ノズル４０を用いた燃焼試験を行うことができる。具体的には、想定するノズル径Ｄｎに対して、貫通孔１２の内径Ｄ２を比較的大きく設定することにより、ノズル角度θｎが異なる複数の空気ノズル４１，４４を挿通させて、炉内１２０への高温空気の噴射方向を変化させることができる。換言すれば、本実施形態では、貫通孔１２は、空気ノズル４０が予め規定された範囲（本例では、０〜θｎ１の範囲）で角度可変に燃焼炉１００の外部から内部（炉内１２０）に挿通可能に構成される。
【００４２】
即ち、内径Ｄｎが異なる２以上の空気ノズル４０とノズル角度θｎが異なる２以上の空気ノズル４０を含み、内径Ｄｎ及びノズル角度θｎの少なくとも一方が異なる複数種類の空気ノズル４０を設ける。また、貫通孔１２は、例えば、内径Ｄ２を比較的大きく設定したり、テーパ状にしたり等により、ノズル径Ｄｎ及びノズル角度θｎの少なくとも一方が異なる複数の空気ノズル４０（４１〜４４）を挿通可能に構成される。これにより、高温空気の炉内１２０への噴射速度及び噴射方向の少なくとも１つを変化させることができる。
【００４３】
尚、空気ノズル４４の他、所定値θｎ１とは異なるノズル角度θｎ（＞０）を有する空気ノズル４０を更に設けてもよい。また、空気ノズル４２、４３と同じノズル径Ｄｎを有し、ノズル角度θｎが空気ノズル４２、４３と異なる空気ノズル４０を更に設けてもよい。また、本例では、複数の空気ノズル４０（空気ノズル４１，４４）を設けることにより、ノズル角度θｎを変化させるが、１つの空気ノズル４０を用いて、ノズル角度θｎを変化させてもよい。例えば、取付板１５への取付角度を変化させる追加の部材を用いる等により、貫通孔１２に空気ノズル４０を挿通する角度を変化させてもよい。この場合、貫通孔１２は、空気ノズル４０が予め規定された範囲で角度可変に燃焼炉１００の外部から内部（炉内１２０）に挿通可能に構成される。そして、内径Ｄｎが異なる複数種類の空気ノズル４０（空気ノズル４１〜４３）のうちの何れか１つが、当該範囲内の角度で貫通孔１２に挿通する。
【００４４】
プラグ５０は、複数の貫通孔１２のうちの空気ノズル４０を挿通させる貫通孔１２以外を封止する封止部材の一例である。プラグ５０は、例えば、グラスファイバ製の成形品であり、耐久性を向上させるため、焼き付け防止剤等が塗布される。以下、図９を参照して、プラグ５０の一例について説明する。
【００４５】
図９は、プラグ５０の一例を示す図（断面図及びケーシング２０側から見た正面図）である。
【００４６】
図９に示すように、プラグ５０は、貫通孔１２に挿入可能且つ炉内１２０とケーシング２０の内部空間との間を非連通にすることが可能な外径を有する円筒部と、取付板１５に面接触するフランジ部を含む。プラグ５０は、フランジ部が取付板１５にねじ止めされることにより、固定される。
【００４７】
尚、封止部材は、プラグ５０に限定されず、貫通孔１２を塞ぐことが可能であれば、任意の部材が適用されてよい。
【００４８】
次に、図１０〜図１２を参照して、本実施形態に係るバーナ１を使用した実験結果について説明する。
【００４９】
図１０は、バーナ１を使用した試験結果の一例、即ち、燃料ノズル３０と空気ノズル４０の距離Ｌを変化させた場合のＮＯ生成量への影響を表す試験結果を示す図である。具体的には、各燃焼条件に対応する空気比λ（横軸）とＮＯ生成量（縦軸）との関係を示す図である。また、図１１は、バーナ１を使用した試験結果の他の例、即ち、ノズル径Ｄｎを変化させた場合のＮＯ生成量への影響を表す試験結果を示す図である。具体的には、各燃焼条件に対応するノズル径（横軸）とＮＯ生成量との関係を示す図である。図１２は、バーナ１を使用した試験結果の更に他の例、即ち、ノズル角度θｎを変化させた場合のＮＯ生成量への影響を表す図である。具体的には、各燃焼条件に対応する空気比λ（横軸）とＮＯ生成量（縦軸）との関係を示す図である。
【００５０】
尚、本例（図１０〜図１２）において、所定値Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、それぞれ、７５ｍｍ，１３５ｍｍ，１９０ｍｍである。また、所定値Ｄｎ１，Ｄｎ２，Ｄｎ３は、それぞれ、１９．４ｍｍ、３５．５ｍｍ、５０．０ｍｍである。また、図１０に示す一例では、空気ノズル４３（ノズル径Ｄｎ＝Ｄｎ３＝５０．０ｍｍ）を使用している。また、図１１に示す他の例では、空気比λ＝１．１で固定されている。また、図１２に示す更に他の例では、空気比λ＝１．１で固定され、空気ノズル４１，４４（ノズル径Ｄｎ＝Ｄ１＝１９．４ｍｍ）の何れかを２つの貫通孔１２−１（距離Ｌ＝Ｌ１＝７５ｍｍ）に挿通している。
【００５１】
図１０に示すように、本例に係る試験結果によれば、燃料ノズル３０（貫通孔１１）と空気ノズル４０（貫通孔１２）の間の距離Ｌが小さい程、ＮＯ生成量が増加することが分かる。また、当該距離Ｌに依らず、空気比λの増加に伴う、ＮＯ生成量の線形増加の傾向が分かる。
【００５２】
また、図１１に示すように、本例に係る試験結果によれば、ノズル径Ｄｎを流速２０．１ｍ／ｓに相当するＤｎ１＝１９．４ｍｍから流速１３４ｍ／ｓに相当するＤｎ３＝５０．０ｍｍまで変化させても、ＮＯ生成量に大きな変化がないことが分かる。
【００５３】
また、図１２に示すように、本例に係る試験結果によれば、ノズル角度θｎを１０°変化させた程度では、ＮＯ生成量に大きな変化がないことが分かる。
【００５４】
尚、図１０〜図１２は、上述した燃焼条件（高温空気の流入条件）の他、燃焼炉１００の仕様、バーナ１の燃焼条件以外の条件（空気温度等）が影響するため、同じ燃焼条件であっても、異なる試験結果となる可能性がある。
【００５５】
このように、本実施形態に係るバーナ１では、貫通孔１２−１〜１２−３のうちの少なくとも１つを選択すると共に、複数種類の空気ノズル４０（空気ノズル４１〜４４）のうちの何れかを選択するだけで、図１０〜図１２に示すような異なる燃焼条件を実現できる。即ち、端板２３を外して、空気ノズル４０を挿入する貫通孔１２を変える或いは増やしたり、空気ノズル４０の種類（ノズル径やノズル角度の別）を変えたりするだけで、炉内１２０への高温空気の導入条件を変えることができる。そのため、１つの燃焼条件（仕様）に対するバーナ１の組み立て作業が容易であり、また、１つのバーナ１で複数の燃焼条件を実現できるため、安価である。即ち、複数の燃焼条件等に対応する試験を安価且つ容易に行うことができる。
【００５６】
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１  バーナ
１０  隔壁部
１１  貫通孔
１２，１２−１，１２−２，１２−３  貫通孔
１５  取付板
２０  ケーシング
２１，２２  円筒部
２３  端板
２３ａ  孔
２４  パイプ
２５，２６，２７  フランジ
２８  内部空間
３０  燃料ノズル
４０，４１，４２，４３，４４  空気ノズル（酸化剤ノズル）
５０  プラグ
１００  燃焼炉
１１０  外壁
１２０  炉内
２００  パイプ
【図１】
0006691428.tif 000002
【図２】
0006691428.tif 000003
【図３】
0006691428.tif 000004
【図４】
0006691428.tif 000005
【図５】
0006691428.tif 000006
【図６】
0006691428.tif 000007
【図７】
0006691428.tif 000008
【図８】
0006691428.tif 000009
【図９】
0006691428.tif 000010
【図１０】
0006691428.tif 000011
【図１１】
0006691428.tif 000012
【図１２】
0006691428.tif 000013