(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素含有ガスを通流する燃焼筒内に、その燃焼筒内を通流する酸素含有ガスを吐出する吐出部を備えた整流板が、前記燃焼筒を横断する姿勢で設けられ、
前記吐出部よりも酸素含有ガス通流方向下手側に位置する燃料ガス噴出部から噴出される燃料ガスを、前記吐出部から吐出される酸素含有ガスにて燃焼させるように構成された燃焼装置であって、
前記吐出部が、前記燃焼筒内における酸素含有ガス通流方向に沿い且つ前記整流板に対して突出する筒状に構成され、
その吐出部の外周部に沿って、酸素含有ガスを通流するスリット状の通流孔が、前記整流板に形成されている燃焼装置。
【請求項２】
前記吐出部が、前記整流板に対して酸素含有ガス通流方向の下手側に突出している請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】
前記吐出部が、酸素含有ガスを前記燃焼筒の内面に向けて吐出すべく、前記燃焼筒の筒軸心に平行な方向に対して前記燃焼筒の径方向外側に傾斜する方向に方向付けて酸素含有ガスを吐出するように構成されている請求項１又は２記載の燃焼装置。
【請求項４】
前記吐出部が、周方向に並べて複数形成され、前記整流板における隣接する前記吐出部の間に、酸素含有ガスを通流する補助通流孔が形成されている請求項１〜３のいずれか１項記載の燃焼装置。
【請求項５】
前記燃焼筒の内部に、二次燃焼のための二次酸素含有ガスを
通流させる内筒が設けられ、
前記燃焼筒にて、一次燃焼のための一次酸素含有ガスを通流させる一次酸素含有ガス流路が、前記燃焼筒の筒軸心に沿う軸心方向視において、前記内筒の外側に環状に形成され、
前記整流板が環状に形成されて、環状の前記一次酸素含有ガス流路内に設けられ、
前記吐出部から吐出された一次酸素含有ガスに対して、前記燃料ガス噴出部から燃料ガスを噴出して、火炎を形成するように構成され、且つ、その火炎に対して前記内筒から二次酸素含有ガスが吐出されるように構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸素含有ガスを通流する燃焼筒内に、その燃焼筒内を通流する酸素含有ガスを吐出する吐出部を備えた整流板が、前記燃焼筒を横断する姿勢で設けられ、
前記吐出部よりも酸素含有ガス通流方向下手側に位置する燃料ガス噴出部から噴出される燃料ガスを、前記吐出部から吐出される酸素含有ガスにて燃焼させるように構成された燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる燃焼装置は、例えば、各種ボイラや吸収式冷温水機等で用いられるものであり、そして、通常、かかる燃焼装置は、それら各種ボイラや吸収式冷温水機等の燃焼装置を設置する対象となる燃焼装置設置対象機器の燃焼室にて燃料ガスを燃焼させるように設ける。
従来は、図１５及び図１６に示すように、整流板４の周方向に間隔を隔てて複数の孔４ｅを形成して、それら複数の孔４ｅを、円筒状の燃焼筒１内を通流する酸素含有ガスの一例としての燃焼用空気Ａを吐出する吐出部Ｔとするように構成していた。
図１５及び図１６において、５０は、先端を閉塞したガス供給筒であり、そのガス供給筒５０は、燃焼筒１内に、先端が燃焼筒１よりも突出する状態で燃焼筒１と同軸状に設けてあり、そのガス供給筒５０の先端側の周壁に、ガス噴出部Ｈとして、複数のガス噴出孔５１を、周方向に間隔を隔てて形成していた。
そして、複数のガス噴出孔５１から噴出される燃料ガスＧを、整流板４に形成した複数の孔４ｅから吐出される燃焼用空気Ａにて燃焼させるように構成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の燃焼装置では、整流板４に吐出部Ｔとして形成した孔４ｅには、そこを通過する酸素含有ガスの通流を案内する作用がほとんどなく、酸素含有ガスは、整流板４の上流側での通流方向の変動がほとんど抑制されない状態で、整流板４の孔４ｅから吐出されることになるので、孔４ｅからの酸素含有ガスの吐出方向が変動し易く、もって、その孔４ｅから吐出される酸素含有ガスにて燃料ガスを燃焼させて形成される火炎の形状や形成方向が、変動し易いという問題があった。
【０００４】
説明を加えると、整流板は薄板にて形成するのが通常であるが、一方では、吐出部として機能させる孔は、所定の酸素含有ガスの吐出量を確保する必要があることから、孔の径は、整流板の厚さに対してかなり大きくする必要があって、孔の径に対する孔の長さ（整流板の厚さに等しい）の比率が小さすぎることとなり、孔の側面には、通過する酸素含有ガスの通流を案内する作用がほとんどない。ちなみに、通常、整流板の厚さは、３〜５ｍｍ程度であるが、例えば、整流板の外径が２３７ｍｍ程度の場合、吐出部として機能させる穴の径は、所定の酸素含有ガス吐出量を確保するために、例えば、２０〜５０ｍｍ程度に設定するが、孔の径を設定範囲内における最小の２０ｍｍに設定するとしても、孔の径に対する長さの比率は、１／４以下となる。
燃焼筒の流路横断方向の各部においては、酸素含有ガスの通流方向は一定ではなく変動するものであり、又、燃焼筒を通流する酸素含有ガスの全体としての通流方向が、燃焼筒の軸心に沿う方向からずれて、燃焼筒を通流する酸素含有ガスに偏流が生じる場合がある。
そして、そのように、整流板の上流で、酸素含有ガスの通流方向が変動すると、吐出部として機能させる孔には、酸素含有ガスの通流を案内する作用がほとんどないので、整流板の上流側での通流方向の変動がほとんど抑制されない状態で、整流板の孔から吐出されることになって、孔からの酸素含有ガスの吐出方向が変動し、火炎の形状や形成方向が変動することになる。
尚、火炎の形状や形成方向が変動すると、例えば、火炎が、燃焼室を区画する部材や燃焼室内の部材に接触することとなり、火炎がそれらの部材に接触すると、燃焼が不安定になるという問題が生じる。
【０００５】
また、吐出部から酸素含有ガスが吐出されると、その部分が負圧になり、燃料ガス噴出部から噴出された燃料ガスが吸引されて燃焼することにより、いわゆる保炎を行うことになるが、吐出部として単に孔を形成する場合には保炎が不十分になって、燃焼量を減少させたときに、未燃分を発生し易い問題もあった。
【０００６】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃焼装置において、火炎形成方向を安定化し、しかも、未燃分の発生を抑制しながらも燃焼量を減少できるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１記載の発明〕
請求項１に記載の燃焼装置は、酸素含有ガスを通流させて、燃料ガス噴出部に導く燃焼筒が設けられ、
その燃焼筒内に、その燃焼筒内を通流する酸素含有ガスを吐出する吐出部を備えた整流板が、前記燃焼筒を横断する姿勢で設けられ、
前記吐出部よりも酸素含有ガス通流方向下手側に位置する燃料ガス噴出部から噴出される燃料ガスを、前記吐出部から吐出される酸素含有ガスにて燃焼させるように構成されたものであって、
前記吐出部が、前記燃焼筒内における酸素含有ガス通流方向に沿い且つ前記整流板に対して突出する筒状に構成され、
その吐出部の外周部に、酸素含有ガスを流動する補助通流孔が、前記整流板に形成されている点を特徴とする。
すなわち、吐出部が、酸素含有ガス通流方向に沿い且つ整流板に対して突出する筒状に構成されているから、吐出部を通流する酸素含有ガスの通流方向を安定させることができるので、整流板の上流側での酸素含有ガスの通流方向の変動に係らず、吐出部からの酸素含有ガス吐出方向の変動を抑制して、火炎形成方向を安定化することができる。
つまり、吐出部が、燃焼筒内における酸素含有ガス通流方向に沿い且つ整流板に対して突出する筒状に構成されているから、整流板の厚さを厚くすることなく、吐出部により酸素含有ガスの通流を案内する通流案内長さを、整流板の上流側での酸素含有ガスの通流方向の変動に係らず、吐出部からの酸素含有ガス吐出方向の変動を抑制することができるように長くすることができるのである。
又、筒状の吐出部から吐出される酸素含有ガスにより、整流板側に負圧域が形成されて、燃料ガス噴出部から噴出された燃料ガスの一部と下流で燃焼した高温の燃焼ガスの一部が前記負圧域の吸引作用によって整流板側に誘引されて、その誘引された燃料ガスが整流板の近くから燃焼を開始することにより、整流板にて保炎される状態で安定的に燃焼させることができる。
その際、誘引された燃料ガスは、吐出部からの酸素含有ガスに加えて、筒状の吐出部の外周部に沿って形成されたスリット状の通流孔から吐出する一部の少量の酸素含有ガスによって燃焼されるものであるから、単に、吐出部からの酸素含有ガスにて燃焼させるに較べて、整流板による保炎作用とスリット状の通流孔から吐出される少量の酸素含有ガスによる整流板近くでの燃焼とにより、保炎作用をより安定して行わせることができるものとなって、燃焼量を減少させても未燃成分の発生が無い良好な燃焼を維持できるものとなる。
ちなみに、筒状の吐出部の外周部に沿って形成されたスリット状の通流孔を設けずに、単に、吐出部からの酸素含有ガスにて燃焼させる場合には、筒状の吐出部が整流板の近くから燃焼される燃焼熱により過熱されるものとなり、筒状の吐出部を形成する材料として耐熱性を有する高価な材料を用いる必要が生じる等の不都合がでるものとなるが、筒状の吐出部の外周部に沿って形成されたスリット状の通流孔を設ける場合には、そのスリット状の通流孔から通流する酸素含有ガスが筒状の吐出部を冷却する作用を発揮して、筒状の吐出部を特に耐熱性を有する材料にて形成しなくて良いようにすることも可能となる。
従って、火炎形成方向を安定化することができ、しかも、燃焼量を減少させても未燃成分の発生が無い良好な燃焼を維持できる燃焼装置を得るに至った。
【０００８】
〔請求項２記載の発明〕
請求項２に記載の燃焼装置は、請求項１において、前記吐出部が、前記整流板に対して酸素含有ガス通流方向の下手側に突出していることを特徴とする。
すなわち、吐出部が、整流板に対して酸素含有ガス通流方向の下手側に突出しているから、その吐出部における整流板側に負圧域を適切に形成して、整流板による保炎作用を的確に発揮させることができる。
したがって、整流板による保炎作用を的確に発揮させて安定した燃焼を的確に行わせることができる燃焼装置を得ることが可能となる。
【０００９】
〔請求項３記載の発明〕
請求項３に記載の燃焼装置は、請求項１又は２において、前記吐出部が、酸素含有ガスを前記燃焼筒の内面に向けて吐出すべく、前記燃焼筒の筒軸心に平行な方向に対して前記燃焼筒の径方向外側に傾斜する方向に方向付けて酸素含有ガスを吐出するように構成されている点を特徴とする。
すなわち、酸素含有ガスを燃焼筒の内面に向けて吐出して、酸素含有ガスの冷却作用により燃焼筒を冷却して、燃焼筒の過熱を防止することができるようにしながら、吐出部からの酸素含有ガス吐出方向を、燃焼筒の筒軸心に平行な方向に対して燃焼筒の径方向外側に傾斜する方向に安定化することができる。
従って、火炎形成方向を安定化することに加えて、燃焼筒の耐久性を向上することができる燃焼装置を得るに至った。
【００１０】
〔請求項４記載の発明〕
請求項４に記載の燃焼装置は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記吐出部が、周方向に並べて複数形成され、前記整流板における隣接する前記吐出部の間に、酸素含有ガスを通流する補助通流孔が形成されている点を特徴とする。
すなわち、筒状の吐出部から吐出される酸素含有ガスにより、整流板側に負圧域が形成されて、燃料ガス噴出部から噴出された燃料ガスの一部が前記負圧域の吸引作用によって整流板側に誘引されることになり、周方向に隣接する吐出部の間にも燃料ガスが誘引されることになるが、その誘引された燃料ガスを補助通流孔からの酸素含有ガスにて燃焼させて、整流板にて保炎される状態で燃焼させることを一層的確に行うことができるものとなる。
ちなみに、補助通流孔からの酸素含有ガスの通流量が多くなると、燃焼温度の増加によりＮＯｘの増加を招くものとなるから、補助通流孔からの酸素含有ガスの通流量は、ＮＯｘの増加を回避しながらも未燃成分の発生を抑制できる程度にする必要がある。
したがって、整流板による保炎作用を一層的確に発揮させて安定した燃焼を的確に行わせることができる燃焼装置を得ることが可能となる。
【００１１】
〔請求項５記載の発明〕
請求項５に記載の燃焼装置は、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記燃焼筒の内部に、二次燃焼のための二次酸素含有ガスを通流させる内筒が設けられ、
前記燃焼筒にて、一次燃焼のための一次酸素含有ガスを通流させる一次酸素含有ガス流路が、前記燃焼筒の筒軸心に沿う軸心方向視において、前記内筒の外側に環状に形成され、
前記整流板が環状に形成されて、環状の前記一次酸素含有ガス流路内に設けられ、
前記吐出部から吐出された一次酸素含有ガスに対して、前記燃料ガス噴出部から燃料ガスを噴出して、火炎を形成するように構成され、且つ、その火炎に対して前記内筒から二次酸素含有ガスが吐出されるように構成されている点を特徴とする。
すなわち、吐出部からは、通流案内作用により、吐出方向が安定した状態で一次酸素含有ガスが吐出され、そのように吐出方向が安定した状態で吐出される一次酸素含有ガスに対して、燃料ガス噴出部から燃料ガスが噴出されて、一次燃焼が行われるので、その一次燃焼により、火炎形成方向が安定した状態で火炎が形成され、そのように一次燃焼による火炎の形成方向が安定しているので、その一次燃焼による火炎に対して、内筒から二次酸素含有ガスが適正に吐出されることとなって、二次燃焼も安定して行われ、全体として、一次燃焼と二次燃焼による二段燃焼が安定して行われる。そして、二段燃焼により燃料ガスを緩慢に燃焼させることにより、火炎温度を低下させて、ＮＯｘ発生量の低減を図ることができる。
従って、火炎形成方向を安定化することに加えて、低ＮＯｘ化を図ることができる燃焼装置を得ることが可能となる。。
【００１２】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
以下、本発明を第１実施形態を説明する。
図１は、本発明の燃焼装置ＢＳを設置した貫流ボイラを示し、貫流ボイラは、缶体２１の内部に多数の縦姿勢の水管２２を平面視で二重の環状に配置し、その環状水管群の中央空洞部を燃焼室２３として、燃焼装置ＢＳを、その燃焼室２３に臨ませる状態で缶体２１の上端部に設け、燃焼装置ＢＳにて、都市ガス等の燃料ガスＧを燃焼させて、その燃焼にて形成される火炎Ｆ及び発生する燃焼ガスにて、各水管２２に供給される水を加熱して蒸気を生成し、生成蒸気を蒸気需要先（図示せず）に供給するように構成してある。
【００１３】
各環状水管群は、隣接する水管２２同士をひれ状部材３２にて接続して形成してある。そして、燃焼室２３内にて発生した燃焼ガスを、内側の環状水管群と外側の環状水管群との間、並びに、外側の環状水管群の外周を通流させて、排気路３３から排出させるように、燃焼ガスの通流経路を形成してある。
【００１４】
燃焼装置ＢＳには、燃料ガス供給路２４を通じて燃料ガスＧを供給すると共に、その燃料ガスＧの燃焼用の酸素含有ガスとして、ガスタービン２５から酸素を含有する状態で排出される酸素含有ガスとしての排ガスＥ（燃焼排ガス）の全量を、排ガス供給路２６を通じて供給するように構成し、又、ブロア２７から空気供給路２８を通じて燃焼用空気を供給するように構成してある
燃料ガス供給路２４には、貫流ボイラの熱負荷に応じて、燃料ガスＧの供給量を調節する燃料ガス調節弁２９を設け、排ガス供給路２６には、排ガス用開閉弁３０を設け、空気供給路２８には、空気用開閉弁３１を設けてある。尚、詳細な説明は省略するが、熱負荷に応じた燃料ガス調節弁２９の制御は、図示しない制御装置によって自動的に行われる。
【００１５】
そして、ガスタービン２５が運転中のときは、排ガス用開閉弁３０を開弁し、空気用開閉弁３１を閉弁して、ガスタービン２５からの排ガスＥを酸素含有ガスとして燃料ガスＧを燃焼させ、ガスタービン２５の運転が停止中のときは、排ガス用開閉弁３０を閉弁し、空気用開閉弁３１を開弁して、ブロア２７からの燃焼用空気を酸素含有ガスとして燃料ガスＧを燃焼させる。尚、以下では、ガスタービン２５からの排ガスＥにて燃料ガスＧを燃焼させる場合を対象にして説明する。
【００１６】
次に、燃焼装置ＢＳについて説明する。
図２ないし図４に示すように、燃焼装置ＢＳは、酸素含有ガス（具体的には、後述する一次排ガスＥ１）を通流させて、燃料ガス噴出部Ｈに導く燃焼筒１を設け、その燃焼筒１内に、その燃焼筒１内を通流する一次排ガスＥ１を吐出する吐出部Ｔを備えた整流板としてのバッフル板４を、燃焼筒１を横断する姿勢で設け、燃料ガス噴出部Ｈから噴出される燃料ガスＧを、吐出部Ｔから吐出される一次排ガスＥ１にて燃焼させるように構成してある。
【００１７】
説明を加えると、直円筒状の燃焼筒１の内側に、径が互いに異なる直円筒状の中間筒２及び内筒３を、同軸状で且つ軸心方向に重複した状態で設けてある。内筒３の先端は、燃焼筒１の先端よりもバーナ中心軸心方向に突出させてある。ここで、直円筒状とは、筒軸心が直線状で、その筒軸心方向で径が一定な円筒状である。
尚、燃焼筒１の筒軸心は、燃焼装置ＢＳの中心軸心に一致するので、以下の説明では、燃焼筒１の軸心をバーナ中心軸心と称する場合がある。
【００１８】
燃焼筒１の両端は開口させてあり、中間筒２の先端は、内筒３に外嵌させる状態で設けた環状の閉塞板５にて閉塞し、中間筒２の後端には、その中間筒２と同軸状に、燃料ガス導入筒６を連通接続してあり、内筒３の先端は開口させ、後端は、閉塞板７にて閉塞して、中間筒２内に位置させてある。
更に、周方向に３等分した位置の夫々において、接続筒８を、一端が中間筒２の筒壁を貫通し、他端が内筒３の筒壁を貫通する状態で設けて、その接続筒８にて、中間筒２の外部と内筒３内とを連通させてある。又、中間筒２において、バーナ中心軸心方向で内筒３の後端よりも後端側の箇所には、複数個（例えば８個）の予混合用導入孔２ａを周方向に等間隔を隔てて並べて形成してある。
【００１９】
箱状の風箱９を、その挿入用開口部９ａに燃焼筒１を嵌め込み、燃料ガス導入筒６の後端を外部に突出させた状態で、燃焼筒１の後端側を覆うように設けて、風箱９内に、燃焼筒１の後端開口に連通する酸素含有ガス室１０を形成してある。
【００２０】
そして、内筒３の内部を、二次燃焼のための二次酸素含有ガスとして二次排ガスＥ２を通流させる二次酸素含有ガス路１１とし、先端開口を、二次排ガスＥ２を吐出する二次酸素含有ガス吐出口１２としてある。つまり、二次酸素含有ガス流路１１を、接続筒８にて酸素含有ガス室１０に連通させてある。
【００２１】
又、内筒３と中間筒２との間を燃料ガスＧを通流させる燃料ガス流路１３とし、即ち、燃料ガス流路１３を、バーナ中心軸心に沿うバーナ中心軸心方向視において、内筒３の外側に環状に形成し、中間筒２の先端側の周壁に、燃料ガス噴出部Ｈとしての１６個の燃料ガス噴出孔１４を、周方向に等間隔を隔てて並べて穿設してある。
中間筒２内において、内筒３の後端を閉じる閉塞板７よりも後端側の部分を、燃料ガス室１６として機能させるように構成してある。つまり、燃料ガス室１６を、横断形状が環状の燃料ガス流路１３の上流側箇所において、その燃料ガス流路１３の環状方向の全周にわたって連通する状態で、設けてある。
燃料ガス導入筒６内を、燃料ガスＧを燃料ガス室１６に導入する燃料ガス導入路１７として機能させて、その燃料ガス導入路１７を、バーナ中心軸心と同軸状に設けてある。
【００２２】
又、燃焼筒１と中間筒２との間を、一次燃焼のための一次酸素含有ガスとして一次排ガスＥ１を通流させる一次酸素含有ガス流路１５とし、即ち、一次酸素含有ガス流路１５を、バーナ中心軸心方向視において、内筒３及び中間筒２の外側に、環状に形成してある。
【００２３】
バッフル板４は、環状に形成され、一次酸素含有ガス流路１５内において、燃料ガス噴出孔１４よりも後退させた位置に位置させて、中間筒２に外嵌させ且つ燃焼筒１に内嵌させた状態で設けられている。
バッフル板４には、６個の筒嵌合用孔４ａを、周方向に等間隔を隔てて形成すると共に、それらの筒嵌合用孔４ａの隣接するものの間に一次酸素含有ガスを通流する補助通流孔４ｂを形成し、さらに、内筒２の外周部に沿って複数個の一次酸素含有ガス吐出口４ｃを間隔を隔てて形成してある。
筒軸心の中央部で４５°屈曲した円筒状の屈曲状吐出案内筒１８を、その後部の筒軸心がバーナ中心軸心と平行となり、前部の筒軸心が燃焼筒１の径方向外側を向く姿勢で、バッフル板４に対して酸素含有ガス通流方向（具体的には、一次排ガス通流方向）下流側に突出する状態で、後端を筒嵌合用孔４ａに内嵌させて設けて、吐出部Ｔを酸素含有ガス通流方向に沿い且つバッフル板４に対して突出する筒状に構成してある。
【００２４】
さらに、屈曲状吐出案内筒１８の外径を筒嵌合用孔４ａの内径よりも小さく形成して、屈曲状吐出案内筒１８を周方向の複数箇所でバッフル板４にスポット溶接により固定することにより、図５に示すように、吐出部Ｔの外周部に沿って、つまり屈曲状吐出案内筒１８の外周部に沿って、酸素含有ガスを通流するスリット状の通流孔４ｄを形成してある。
【００２５】
このように構成した燃焼装置ＢＳは、貫流ボイラの燃焼室２３に内筒３の先端側を臨ませた状態で、缶体２１の上端部に設けられ、排ガス供給路２６及び空気供給路２８が、風箱９に形成した排ガス受入口９ｂに接続され、並びに、燃料ガス供給路２４を燃料ガス導入筒６に接続されて、前述した如く、ガスタービン２５の運転中は、ガスタービン２５から排出される排ガスＥが供給されて、供給される燃料ガスＧを燃焼させることになる。つまり、燃焼装置ＢＳは、吐出部Ｔから吐出された一次排ガスＥ１に対して、燃焼ガス噴出孔１４から燃料ガスＧを噴出して、火炎を形成し、且つ、その火炎に対して内筒３の先端の二次排ガス吐出孔１２から二次酸素含有ガスＥ２を吐出するようになっている。
【００２６】
説明を加えると、燃料ガス供給路２４から燃料ガス導入路１７に供給された燃料ガスＧは、流路ガス室１６を通じて燃料ガス路１３に流入し、燃料ガス路１３を通流して１６個の燃料ガス噴出孔１４から、内筒３の径方向外方に向かって、バーナ中心軸心に直交する方向に噴出される。
その場合、燃料ガスＧは、燃料ガス導入路１７を通じて、バーナ中心軸心に対応する位置から燃料ガス室１６に導入されることから、燃料ガスＧは、燃料ガス室１６内において、流路横断形状が環状の燃料ガス流路１３の環状方向に沿う方向の全周にわたって均等に分散すると共に、整圧化された後、燃料ガス流路１３に対して、その環状方向の全周にわたって均等に供給されて、燃料ガス流路１３を、その環状方向の全周にわたって均等に通流するので、燃料ガスＧは、環状に並ぶ１６個の燃料ガス噴出孔１４から均等に噴出される。
【００２７】
尚、中間筒２に形成した予混合用導入孔２ａを通じて、酸素含有ガス室１０から少量の排ガスＥが予混合用として燃料ガス室１６に供給されて、燃料ガス室１６内で、燃料ガスＧに予混合されるように構成してある。ちなみに、予混合用導入孔２ａを通じて燃料ガス室１６に供給される排ガスＥの量は、少量であり、理論酸素量よりも少ない。
【００２８】
排ガス供給路２６から酸素含有ガス室１０に供給された排ガスＥは、燃焼筒１の後端開口から一次酸素含有ガス流路１５に流入し、一次酸素含有ガス流路１５を一次排ガスＥ１として通流して吐出部Ｔ、補助通流孔４ｂ、一次酸素含有ガス吐出口４ｃ、及び、スリット状の通流孔４ｄから吐出され、並びに、接続筒８を通じて二次酸素含有ガス流路１１に流入し、二次酸素含有ガス流路１１を二次排ガスＥ２として通流して、二次酸素含有ガス吐出口１２から、バーナ中心軸心に沿う方向に吐出される。
一次排ガスＥ１は、バッフル板４の上流側での一次排ガスＥ１の通流方向の変動に係らず、筒状の吐出部Ｔの通流案内作用にて、バーナ中心軸心に平行な方向に対して燃焼筒１の径方向外側に傾斜する方向に方向付けられた状態で、吐出部Ｔより吐出される。
【００２９】
つまり、一次排ガスＥ１は、バーナ中心軸心に平行な方向に対して燃焼筒１の径方向外側に傾斜する方向に方向付けられた状態で吐出され、そのように吐出方向が安定した状態で吐出される一次排ガスＥ１に対して、燃料ガス噴出孔１４から燃料ガスＧが噴出されて、一次燃焼が行われるので、その一次燃焼により、火炎形成方向がバーナ中心軸心に平行な方向に方向に対して燃焼筒１の径方向外側に傾斜する方向に安定した状態で火炎が形成され、そのように一次燃焼による火炎の形成方向が安定しているので、その一次燃焼による火炎に対して、内筒３の先端の二次酸素含有ガス吐出口１２から二次排ガスＥ２が適正に吐出されることとなって、二次燃焼も安定して行われ、全体として、火炎Ｆがバーナ中心軸心に平行な方向に安定して形成される状態で、一次燃焼と二次燃焼により二段燃焼が安定して行われる。
又、一次排ガスＥ１が燃焼筒１の内面に向けて吐出されるので、その一次排ガスＥ１の冷却作用により燃焼筒１の先端の過熱が防止される。
【００３０】
しかも、燃料ガスＧは、環状に並ぶ１６個の燃料ガス噴出孔１４から均等に噴出されるので、各燃料ガス噴出孔１４にて形成される火炎Ｆの長さが揃う状態で、全ての燃料ガス噴出孔１４にて均等に燃焼させることができる。
【００３１】
上述のように燃焼するに当たっては、バッフル板４の前方に、中間筒２と燃焼筒１にて区画される環状の凹部が、燃料ガス噴出孔１４から噴出される燃料ガスＧと吐出部Ｔから吐出される一次排ガスＥ１との混合域Ｍとして機能する。
そして、燃料ガスＧを一次排ガスＥ１にて一次燃焼させるに当たっては、各吐出部Ｔから吐出される一次排ガス吐出流により、混合域Ｍ内に負圧域が形成されることから、燃料ガス噴出孔１４から噴出された燃料ガスＧの一部が、負圧域の誘引作用によって、バッフル板４の側に誘引されて、その誘引燃料ガスＧが各吐出部Ｔから吐出された一次排ガスＥ１にて燃焼することによって、バッフル板４の近傍から一次燃焼が始まるので、燃料ガスＧを、バッフル板４にて保炎される状態で、安定的に燃焼させることができる。
【００３２】
その際、誘引された燃焼ガスは、吐出部Ｔからの酸素含有ガスに加えて、筒状の吐出部Ｔの外周部に沿って形成されたスリット状の通流孔４ｄからの一次排ガスＥ１（酸素含有ガス）によって燃焼されるものであるから、単に、吐出部Ｔからの一次排ガス（Ｅ１）にて燃焼させるに較べて、バッフル板４による保炎作用による一次燃焼を安定して行わせることができるものとなって、燃焼量を増大させても未燃成分の発生が無い良好な燃焼を維持できるものとなる。加えて、整流板側に誘引される燃焼ガスは周方向に隣接する吐出部Ｔの間にも誘引されることになり、その誘引された燃料ガスを補助通流孔４ｂからの一次排ガスＥ１（酸素含有ガス）にて燃焼させて、整流板にて保炎される状態で燃焼させることを一層的確に行うことができるものとなる。
また、筒状の吐出部Ｔの外周部に沿って形成されたスリット状の通流孔４ｄから通流する一次排ガスＥ１（酸素含有ガス）は筒状の吐出部Ｔを冷却する作用を発揮するものとなり、筒状の吐出部Ｔを特に耐熱性を有する材料にて形成しなくて良いようにすることが可能となる。
【００３３】
また、この燃焼装置ＢＳにおいては、一次燃焼により形成される火炎が、二次酸素含有ガス吐出口１２から吐出される二次排ガスＥ２の外周部を囲う状態になり、この一次燃焼で形成される火炎は、燃焼量に応じて伸び縮みするものの、その伸び縮みはバーナ中心軸心に沿うものであり、二次酸素含有ガス吐出口１２から吐出される二次排ガスＥ２が、一次燃焼で形成される火炎の内部を火炎形成方向に沿うように流れている。従って、一次燃焼で形成される火炎の長さが、燃焼量の変化に伴って伸び縮みしても、一次燃焼で形成される火炎に対して、燃焼量に応じて過不足なく二次排ガスＥ２が供給されるので、燃焼量の変化にかかわらず、全体として、火炎Ｆが燃焼筒１のバーナ中心軸心に平行な方向に安定して形成される状態で、一次燃焼と二次燃焼により二段燃焼が安定して行われる。
【００３４】
従って、燃焼量が小さいときは、図３において一点鎖線にて示すように、燃料ガス噴出孔１４から噴出される燃料ガスＧは、主として屈曲状吐出案内筒１８及び一次酸素含有ガス吐出口４ｂからの一次排ガスＥ１による一次燃焼にて行われて、排ガスが過剰となることなく安定して行われ、二次排ガスＥ２は、火炎Ｆに接触することなく、燃焼室２３内に供給される。燃焼量が、燃焼が主として一次燃焼にて行われる状態に相当する燃焼量よりも大きくなると、図３において実線にて示すように、燃料ガス噴出孔１４から噴出される燃料ガスＧは、一次燃焼による安定した火炎にて保炎されながら、燃焼量に応じて過不足なく二次排ガスＥ２が供給される状態で行われて、安定して行われる。もって、燃焼量調節範囲の全域にわたって、安定して燃焼させることができる。
【００３５】
第１実施形態の燃焼装置ＢＳにおいては、火炎形成方向を燃焼装置ＢＳのバーナ中心軸心に平行な方向に対して燃焼筒１の径方向外側に傾斜する方向に安定化することができるので、燃焼装置ＢＳのバーナ中心軸心に沿う方向に短く、バーナ中心軸心に直交する方向に広い形状の燃焼室２３にて燃焼させるのに好適である。尚、この第１実施形態では、屈曲状吐出案内筒１８にて構成される吐出部Ｔを周方向に８個並べて供えさせる場合を例示したが、吐出部Ｔの設置数は、６個等、種々変更できる。
ちなみに、この第１実施形態の燃焼装置ＢＳの構成ではあるが、スリット状の通流孔４ｄを設けないようにした場合と、第１実施形態の燃焼装置ＢＳの構成、つまりスリット状の通流孔４ｄを設ける場合との夫々において、燃焼量（燃料ガス量）を変化させて燃焼させたところ、図１４に示すように、スリット状の通流孔４ｄを設けた第１実施形態の燃焼装置ＢＳでは、スリット状の通流孔４ｄを設けない場合に較べて、ＮＯｘの発生量は同程度としながらも、燃焼量を低下させても未燃分（ＣＯ）の発生量を抑制できるものとなり、図中に記載した如く、ターンダウンの拡大を図れるものとなった。
【００３６】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態を、図６及び図７に基づいて説明するが、第２実施形態においては、基本的には、吐出部Ｔの構成のみが上記の第１実施形態と異なるものであるので、以下の説明では、第１実施形態と同じ構成要素や同じ作用を有する構成要素については、重複説明を避けるために、同じ符号を付すことにより説明を省略し、主として、吐出部Ｔについて説明する。
【００３７】
第２実施形態では、直円筒状吐出案内筒４１を、その筒軸心がバーナ中心軸心と平行となり、その両端がバッフル板４に対して酸素含有ガス通流方向に突出する状態で、且つ、スリット状の通流孔４ｄを形成する状態で、筒嵌合用孔４ａに内嵌させて設けて、吐出部Ｔを直円筒状に構成してある。
つまり、直円筒状吐出案内筒４１にて、一次排ガスＥ１（酸素含有ガス）をバーナ中心軸心と平行な方向に方向付けて吐出するように構成してある。尚、この第２実施形態では、直円筒状吐出案内筒４１を周方向に沿って８個設けている。
【００３８】
そして、燃焼装置ＢＳは、直円筒状吐出案内筒４１から吐出された一次排ガスＥ１に対して、燃料ガス噴出孔１４から燃料ガスＧを噴出して、火炎を形成するように構成され、且つ、その火炎に対して内筒３の先端の二次排ガス吐出口１２から二次酸素含有ガスＥ２が吐出されるように構成されている。
【００３９】
ちなみに、燃料ガスＧを一次排ガスＥ１にて一次燃焼させるに当たっては、各吐出部Ｔから吐出される一次排ガス吐出流により、混合域Ｍ内に負圧域が形成されることから、燃料ガス噴出孔１４から噴出された燃料ガスＧの一部が、負圧域の誘引作用によって、バッフル板４の側に誘引されて、その誘引燃料ガスＧが各吐出部Ｔから吐出された一次排ガスＥ１にて燃焼することによって、バッフル板４の近傍から一次燃焼が始まるので、燃料ガスＧを、バッフル板４にて保炎される状態で、安定的に燃焼させることができる。
その際、誘引された燃焼ガスは、吐出部Ｔからの酸素含有ガスに加えて、筒状の吐出部Ｔの外周部に沿って形成されたスリット状の通流孔４ｄからの酸素含有ガスによって燃焼されるものであるから、単に、吐出部Ｔからの酸素含有ガスにて燃焼させるに較べて、バッフル板４による保炎作用による一次燃焼を安定して行わせることができるものとなって、燃焼量を増大させても未燃成分の発生が無い良好な燃焼を維持できるものとなる。加えて、整流板側に誘引される燃焼ガスは周方向に隣接する吐出部Ｔの間にも誘引されることになり、その誘引された燃料ガスを補助通流孔４ｂからの一次排ガスＥ１（酸素含有ガス）にて燃焼させて、整流板にて保炎される状態で燃焼させることを一層的確に行うことができるものとなる。
【００４０】
第２実施形態の燃焼装置ＢＳにおいては、火炎形成方向を燃焼装置ＢＳのバーナ中心軸心に平行な方向に安定化することができるので、バーナ中心軸心に沿う方向に長く、バーナ中心軸心に直交する方向に短い形状の燃焼室２３にて燃焼させるのに好適である。
【００４１】
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態を図８に基づいて説明するが、第３実施形態においては、第１実施形態と同じ構成要素や同じ作用を有する構成要素については、重複説明を避けるために、同じ符号を付すことにより説明を省略し、主として、第１実施形態と異なる構成を説明する。
第１実施形態においては、燃焼装置ＢＳは、酸素含有ガスとして、ガスタービン２５からの排ガスＥを用いる状態と、空気を用いる状態とに切り換え可能なように構成したが、第３実施形態においては、燃焼装置ＢＳは、酸素含有ガスとして空気のみを用いるように構成する。
【００４２】
すなわち、第１実施形態と同様に、空気供給路２８を風箱９に形成した排ガス受入口９ｂに接続してあるが、空気供給路２８には、第１実施形態において設けた空気用開閉弁３１に代えて、燃焼装置ＢＳに供給する燃焼用空気Ａの供給量を調節する空気調節弁３４を設けてある。そして、図示しない制御装置によって、熱負荷に応じた燃料ガス調節弁２９の制御に合わせて、燃料ガス調節弁２９により調節される燃料ガスＧの供給量に応じて、燃焼用空気Ａの供給量を調節するように、空気調節弁３４を制御するように構成してある。
【００４３】
そして、空気供給路２８から酸素含有ガス室１０に供給された燃焼用空気Ａは、燃焼筒１の後端開口から一次酸素含有ガス流路１５に流入し、一次酸素含有ガス流路１５を一次燃焼用空気Ａ１として通流して、図５に示すように、屈曲筒状吐出案内筒１８、補助通流孔４ｂ、一次酸素含有ガス吐出口４ｃ及びスリット状の通流孔４ｄから吐出され、並びに、接続筒８を通じて二次酸素含有ガス流路１１に流入し、二次酸素含有ガス流路１１を二次燃焼用空気Ａ２として通流して、二次酸素含有ガス吐出口１２から、バーナ中心軸心に沿う方向に吐出される。
【００４４】
第３実施形態の燃焼装置ＢＳは、バッフル板４の上流側での一次燃焼用空気Ａ１の通流方向の変動に係らず、屈曲状吐出案内筒４２の通流案内作用にて、一次燃焼用空気Ａ１が方向付けられた状態で吐出されるので、火炎Ｆが安定して形成される状態で、一次燃焼と二次燃焼により二段燃焼が安定して行+ われる。
【００４５】
次に、本発明の第４ないし第６の各実施形態を説明するが、それらの各実施形態においては、吐出部Ｔの構成のみが上記の第３実施形態と異なるので、以下の説明では、第３実施形態と同じ構成要素や同じ作用を有する構成要素については、重複説明を避けるために、同じ符号を付すことにより説明を省略し、主として、吐出部Ｔについて説明する。
【００４６】
〔第４実施形態〕
第４実施形態を図９に基づいて説明する。直円筒状体４３を、その筒軸心がバーナ中心軸心に平行な方向に対して燃焼筒１の径方向外側に傾斜する姿勢で、両端がバッフル板４に対して一次燃焼用空気通流方向に突出する状態で、且つ、スリット状の通流孔４ｄを形成する状態で、筒嵌合用穴４ａに内嵌させて設けてある。そして、そのように、筒軸心がバーナ中心軸心に平行な方向に対して燃焼筒１の径方向外側に傾斜する姿勢で設けた直円筒状体４３にて吐出部Ｔを構成してある。
この第４実施形態の燃焼装置ＢＳでは、一次燃焼用空気Ａ１は、バーナ中心軸心に平行な方向に対して燃焼筒１の径方向外側に傾斜する方向に方向付けられた状態で吐出されるので、火炎形成方向を燃焼装置ＢＳのバーナ中心軸心に平行な方向に対して燃焼筒１の径方向外側に傾斜する方向に安定化することができ、又、一次燃焼用空気Ａ１が燃焼筒１の内面に向けて吐出されるので、その一次燃焼用空気Ａ１の冷却作用に燃焼筒１の先端の過熱が防止される。
【００４７】
〔第５実施形態〕
第５実施形態を図１０に基づいて説明する。
直円筒状体４４を、その筒軸心がバーナ中心軸心に平行な方向に対して燃焼筒１の径方向外側に傾斜する姿勢で、バッフル板４に対して酸素含有ガス通流方向上流側にのみ突出する状態で、且つ、スリット状の通流孔４ｄを形成する状態で設けてある。そして、そのように、筒軸心がバーナ中心軸心に平行な方向に対して燃焼筒１の径方向外側に傾斜する姿勢で設けた直円筒状体４４にて吐出部Ｔを構成してある。
この第５実施形態の燃焼装置ＢＳでは、直円筒状体４４は、バッフル板４に対して酸素含有ガス通流方向下流側には突出していないので、直円筒状体４４から吐出される一次排ガス吐出流により、バッフル板４の前面に負圧域が形成されることになり、燃料ガス噴出孔１４から噴出された燃料ガスＧをバッフル板４の側に誘引して燃焼させる保炎作用により、燃料ガスＧを安定的に燃焼させることができる。
【００４８】
〔第６実施形態〕
第６実施形態を図１１に基づいて説明する。
開口先端面を筒軸心に直交する面に対して傾斜するように形成した先端面傾斜状吐出案内筒４５を、その先端開口が燃焼筒１の径方向外側を向き、且つ、筒軸心がバーナ中心軸心と平行となる姿勢で、その両端がバッフル板４に対して一次燃焼用空気通流方向に突出する状態で、且つ、スリット状の通流孔４ｄを形成する常態で、筒嵌合用穴４ａに内嵌させて設けて、先端面傾斜状吐出案内筒４５にて吐出部Ｔを構成してある。
先端面傾斜状吐出案内筒４５においては、内部を通流する一次燃焼用空気Ａ１の通流抵抗は、筒軸心方向の長さが長い側の内面の方が短い側の内面よりも大きいことから、一次燃焼用空気Ａ１は筒軸心方向の長さが短い方に向かって流れやすく、バーナ中心軸心と平行な方向に対して燃焼筒１の径方向外側に傾斜する方向に向かって吐出されることとなる。つまり、先端面傾斜状吐出案内筒４５は、一次燃焼用空気Ａ１を、バーナ中心軸心と平行な方向に対して燃焼筒１の径方向外側に傾斜する方向に方向付けて案内するように構成してある。
【００４９】
この第６実施形態の燃焼装置ＢＳでは、一次燃焼用空気Ａ１は、バーナ中心軸心に平行な方向に対して燃焼筒１の径方向外側に傾斜する方向に方向付けられた状態で吐出されるので、火炎形成方向を燃焼装置ＢＳのバーナ中心軸心に平行な方向に対して燃焼筒１の径方向外側に傾斜する方向に安定化することができ、又、一次燃焼用空気Ａ１が燃焼筒１の内面に向けて吐出されるので、その一次燃焼用空気Ａ１の冷却作用に燃焼筒１の先端の過熱が防止される。
【００５０】
〔第７実施形態〕
第７実施形態を図１２及び図１３に基づいて説明する。
両端が開口した直円筒状の燃焼筒１の内部に、先端を閉塞した直円筒状のガス供給筒４６を、先端が燃焼筒１から吐出する状態で、燃焼筒１と同軸状に設けて、ガス供給管４６の先端側の周壁に、燃料ガス噴出部Ｈとしての８個の燃料ガス噴出孔４７を、周方向に等間隔を隔てて並べて形成してある。
【００５１】
燃焼筒１とガス供給筒４６との間を、燃焼用空気Ａを酸素含有ガスとして通流させる酸素含有ガス流路４８に形成し、環状に形成したバッフル板４を、酸素含有ガス流路４８内において、ガス供給筒４６に外嵌させ且つ燃焼筒１に内嵌させた状態で設けて、バッフル板４に、酸素含有ガス流路４８を通流する燃焼用空気Ａを吐出する吐出部Ｔを備えさせてある。
そして、燃料ガス噴出孔４７から噴出される燃料ガスＧを、吐出部Ｔから吐出される燃焼用空気Ａにて燃焼させるように構成してある。
【００５２】
直円筒状吐出案内筒４９を、その筒軸心が燃焼筒１の筒軸心、即ち、バーナ中心軸心と平行となる姿勢で、バッフル板４に対して燃焼用空気通流方向下流側に突出する状態で、且つ、スリット状の通流孔４ｄを形成する状態で、筒嵌合用孔４ａに内嵌させて設けて、直円筒状吐出案内筒４９にて吐出部Ｔを筒状に構成してある。
従って、燃焼用空気Ａは、バッフル板４の上流側での通流方向の変動に係らず、直円筒状吐出案内筒４９の通流案内作用にて、バーナ中心軸心に平行な方向に方向付けられた状態で、直円筒状吐出案内筒４８から吐出されるので、火炎Ｆが、バーナ中心軸心に平行な方向に安定して形成される。
【００５３】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ）  吐出部Ｔを筒状に構成する具体形態は、上記の各実施形態において例示した構成に限定されるものではない。例えば、先端側ほど小径となる先細状筒状や、先端側ほど大径となる先太状筒状に構成しても良い。又、横断面形状が長円形状となる筒状や、横断面形状が多角形状となる筒状に構成してもよい。
【００５４】
（ロ）  上記の第１ないし第６の各実施形態においては、燃料ガス噴出部Ｈを、中間筒２の周壁に穿設する燃料ガス噴出孔１２にて構成する場合について例示したが、中間筒２の周壁に、その周壁から突出する状態で設ける筒状のガスノズルにて構成しても良い。
（ハ）  上記の第１ないし第６の各実施形態においては、中間筒２に予混合用導入孔２ａを形成して、燃料ガス室１６内で燃料ガスＧに酸素含有ガスを予混合する予混合構成を備える場合について例示したが、予混合用導入孔２ａを省略して、予混合構成を省略しても良い。
（二）  上記の第１ないし第６の各実施形態においては、バッフル板４に、補助通流孔４ｂを形成したが、補助通流孔４ｂは省略が可能である。
【００５５】
（ホ）  吐出部Ｔを、バッフル板４に周方向に等間隔を隔てて設けるに当たって、その個数は、上記の第１ないし第７の各実施形態において例示した８個に限定されるものではなく、燃焼装置ＢＳの大きさや燃焼能力に応じて適宜設定可能である。例えば、６個あるいは１２個でも良い。
【００５６】
（へ）  上記の第１及び第２の各実施形態において、酸素含有ガスとしての排ガスＥは、ガスタービン２５の燃焼排ガスに限定されるものではなく、エンジンの燃焼排ガスや、塗装処理装置等の各種処理装置から排出される臭気性排ガス等を用いることができる。
又、第１及び第２の各実施形態において、酸素含有ガスとして、排ガスＥと燃焼用空気とを混合したものを用いても良い。
又、上記の第３ないし第７の各実施形態において、酸素含有ガスとして、ガスタービンやエンジン等の燃焼式原動機の燃焼排ガス、あるいは、塗装処理装置等の各種処理装置から排出される臭気性排ガス等を用いることができる。
【００５７】
（ト）  本発明の燃焼装置の用途は、上記の各実施形態において例示した貫流ボイラに限定されるものではなく、各種形式の蒸気ボイラや温水ボイラ、各種の炉、吸収式冷温水機等で用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る燃焼装置を設けた貫流ボイラの縦断面図
【図２】第１実施形態に係る燃焼装置の縦断面図
【図３】第１実施形態に係る燃焼装置の要部の縦断面図
【図４】第１実施形態に係る燃焼装置の横断面図
【図５】第１実施形態の要部を示し、（イ）は横断面図、（ロ）は縦断面図
【図６】第２実施形態を示す縦断面図
【図７】第２実施形態を示し、（イ）は横断面図、（ロ）は縦断面図
【図８】第３実施形態を示す縦断面図
【図９】第４実施形態を示し、（イ）は縦断面図、（ロ）は要部の縦断面図
【図１０】第５実施形態を示し、（イ）は縦断面図、（ロ）は要部の縦断面図
【図１１】第６実施形態を示し、（イ）は縦断面図、（ロ）は要部の縦断面図
【図１２】第７実施形態を示す縦断面図
【図１３】第７実施形態を示す横断面図
【図１４】ＣＯ、ＮＯｘと燃料ガス量との関係を示すグラフ
【図１５】従来の燃焼装置の縦断面図
【図１６】従来の燃焼装置の正面図
【符号の説明】
１    燃焼筒
３    内筒
４    整流板
４ｂ  補助通流孔
４ｃ  一次酸素含有ガス吐出口
４ｄ  スリット状の通流孔
１５  一次酸素含有ガス流路
Ｈ    燃料ガス噴出部
Ｔ    吐出部
【図１】
0004079664.tif 000002
【図２】
0004079664.tif 000003
【図３】
0004079664.tif 000004
【図４】
0004079664.tif 000005
【図５】
0004079664.tif 000006
【図６】
0004079664.tif 000007
【図７】
0004079664.tif 000008
【図８】
0004079664.tif 000009
【図９】
0004079664.tif 000010
【図１０】
0004079664.tif 000011
【図１１】
0004079664.tif 000012
【図１２】
0004079664.tif 000013
【図１３】
0004079664.tif 000014
【図１４】
0004079664.tif 000015
【図１５】
0004079664.tif 000016
【図１６】
0004079664.tif 000017