特許 5986841 バーナチップ及び燃焼バーナ並びにボイラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5986841

(24)【登録日】2016年8月12日

(45)【発行日】2016年9月6日

(54)【発明の名称】バーナチップ及び燃焼バーナ並びにボイラ

(51)【国際特許分類】

   F23D 11/10 20060101AFI20160823BHJP

   F23D 11/38 20060101ALI20160823BHJP

   F23D 11/18 20060101ALI20160823BHJP

【ＦＩ】

   F23D11/10 C

   F23D11/38 E

   F23D11/18

【請求項の数】10

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2012-176201(P2012-176201)

(22)【出願日】2012年8月8日

(65)【公開番号】特開2014-35126(P2014-35126A)

(43)【公開日】2014年2月24日

【審査請求日】2015年2月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】岡元 章泰

(72)【発明者】

【氏名】橋口 和明

(72)【発明者】

【氏名】濱屋 秀行

【審査官】 黒石 孝志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２２５９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５３−６９３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５０−５５９２６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１２−１２７５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１５６１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−４５８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５４−２４１２７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１０−１２７５１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｄ １１／１０ − １１／２２

Ｆ２３Ｄ １１／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

チップ本体と、
前記チップ本体の内部に設けられる混合室と、
基端部が前記混合室に連通すると共に先端部が前記チップ本体の先端に開口して前記チップ本体の周方向に所定間隔で配置される複数の混合流体噴出孔と、
前記チップ本体の基端側に長手方向に沿って設けられて流体燃料を前記混合室に供給する複数の第１流体燃料供給通路と、
前記チップ本体の基端側に長手方向に沿って設けられて微粒化流体を前記混合室に供給する複数の第１微粒化流体供給通路と、
前記チップ本体における前記第１流体燃料供給通路及び前記第１微粒化流体供給通路より外周側に設けられて流体燃料または微粒化流体を前記混合室にその外周側から供給する流体供給通路と、
を備え、
前記第１流体燃料供給通路と前記第１微粒化流体供給通路は、前記チップ本体の周方向に隣接して配置される、
ことを特徴とするバーナチップ。

【請求項2】

前記第１流体燃料供給通路と前記第１微粒化流体供給通路は、前記チップ本体の周方向に交互に配置されることを特徴とする請求項１に記載のバーナチップ。

【請求項3】

前記流体供給通路は、流体燃料を前記混合室に供給する複数の第２流体燃料供給通路と、微粒化流体を前記混合室に供給する複数の第２微粒化流体供給通路とを有し、前記第１流体燃料供給通路と前記第２微粒化流体供給通路が前記チップ本体の径方向に対向して配置され、前記第１微粒化流体供給通路と前記第２流体燃料供給通路が前記チップ本体の径方向に対向して配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のバーナチップ。

【請求項4】

チップ本体と、
前記チップ本体の内部に設けられる混合室と、
基端部が前記混合室に連通すると共に先端部が前記チップ本体の先端に開口して前記チップ本体の周方向に所定間隔で配置される複数の混合流体噴出孔と、
前記チップ本体の基端側に長手方向に沿って設けられて流体燃料を前記混合室に供給する複数の第１流体燃料供給通路と、
前記チップ本体の基端側に長手方向に沿って設けられて微粒化流体を前記混合室に供給する複数の第１微粒化流体供給通路と、
前記チップ本体における前記第１流体燃料供給通路及び前記第１微粒化流体供給通路より外周側に設けられて流体燃料または微粒化流体を前記混合室にその外周側から供給する流体供給通路と、
を備え、
前記第１流体燃料供給通路は前記チップ本体の周方向に沿って配置されると共に、前記第１微粒化流体供給通路は前記チップ本体の周方向に沿って配置され、前記第１流体燃料供給通路と前記第１微粒化流体供給通路は、前記チップ本体の径方向に隣接して配置され、
前記第１流体燃料供給通路は前記第１微粒化流体供給通路より前記チップ本体の径方向の外側に配置され、前記流体供給通路は、微粒化流体を前記混合室に供給する複数の第２微粒化流体供給通路を有し、前記第１流体燃料供給通路と前記第２微粒化流体供給通路が前記チップ本体の径方向に対向して配置される、
ことを特徴とするバーナチップ。

【請求項5】

前記チップ本体は、基端部に流体燃料が供給される流体燃料チャンバと微粒化流体が供給される微粒化流体チャンバが設けられ、前記流体燃料チャンバから前記混合室に向けて前記複数の第１流体燃料供給通路が延出され、前記微粒化流体チャンバから前記混合室に向けて前記複数の第１微粒化流体供給通路が延出されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のバーナチップ。

【請求項6】

前記チップ本体は、スプレイプレートとバックプレートとが連結されて構成され、前記スプレイプレート及びバックプレートにわたって前記混合室が形成され、前記スプレイプレートに前記複数の混合流体噴出孔が形成され、前記バックプレートに前記第１流体燃料供給通路と前記第１微粒化流体供給通路と前記流体供給通路が形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のバーナチップ。

【請求項7】

前記バックプレートは、第１バックプレートと第２バックプレートとを有し、前記第１バックプレートと前記第２バックプレートの間に流体燃料中間チャンバが設けられ、前記第１流体燃料供給通路または前記流体供給通路が前記流体燃料中間チャンバを挟んで分割形成されることを特徴とする請求項６に記載のバーナチップ。

【請求項8】

前記バックプレートは、第１バックプレートと第２バックプレートとを有し、前記第１バックプレートと前記第２バックプレートの間に微粒化流体中間チャンバが設けられ、前記第１微粒化流体供給通路または前記流体供給通路が前記微粒化流体中間チャンバを挟んで分割形成されることを特徴とする請求項６に記載のバーナチップ。

【請求項9】

流体燃料を供給可能な流体燃料供給配管と、
微粒化流体を供給可能な微粒化流体供給配管と、
前記流体燃料供給配管及び前記微粒化流体供給配管の先端部に設けられる前記請求項１から８のいずれか一つのバーナチップと、
を備えることを特徴とする燃焼バーナ。

【請求項10】

中空形状をなす火炉内で燃料と空気を燃焼させると共に、前記火炉内で熱交換を行って熱を回収するボイラにおいて、
前記火炉壁に前記請求項９の燃焼バーナが配置されることを特徴とするボイラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体燃料と微粒化流体とを混合することで霧状にして噴出するバーナチップ、このバーナチップから噴出された流体燃料と微粒化流体との混合体により火炎を形成する燃焼バーナ、この燃焼バーナを適用するボイラに関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般的な油焚きボイラは、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に沿って配設されると共に、上下方向に複数段にわたって配置されている。この燃焼バーナは、液体燃料を噴霧媒体により霧化させた状態で火炉内に吹き込むことで火炎を形成し、この火炉内で燃焼可能となっている。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するための過熱器、再熱器、節炭器などが設けられており、火炉での燃焼により発生した排ガスと水との間で熱交換が行われ、蒸気を生成することができる。

【0003】

この油焚きボイラで使用される燃焼バーナは、液体燃料と噴霧媒体の供給配管の先端部にバーナチップが設けられて構成されている。このバーナチップは、液体燃料と噴霧媒体とを混合した後、先端に形成された複数の噴出孔から噴出可能となっている。そして、このバーナチップにて、重質燃料などのようなＮＯｘや煤塵を多く発生させる燃料を使用する場合、高い燃焼性を確保してＮＯｘや煤塵の低減を図る必要がある。そのため、バーナチップにおける噴出孔の数を増加させることが考えられるが、噴出孔の数を増加させると、隣接する噴出孔の距離が短くなり、噴流同士が干渉しあって薄膜状になり、周囲の空気が取り込みにくくなって着火不良や燃焼不良を引き起こす可能性がある。

【0004】

このような問題を解決するバーナチップとして、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載されたバーナチップは、混合体噴出孔を半径方向に複数配列すると共に、半径方向に配列された混合体噴出孔群を周方向に所定間隙を隔てて複数配列したものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−１２７５１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

バーナチップとしては、上述した特許文献１に記載されたバーナチップのように、混合体噴出孔の中途部に燃料噴出孔を連結することで、噴霧媒体に対して液体燃料を混合してから噴出するものがある。一方で、噴霧媒体と液体燃料を内部に設けた混合室で混合した後、噴出孔から噴出する内部混合型のバーナチップがある。この内部混合型のバーナチップにあっても、上述したバーナチップのように、混合体噴出孔を半径方向及び周方向に所定間隙で複数配列することで、液体燃料の微粒化を向上させた上で、混合体の噴流同士の干渉を防ぎ、燃焼性を向上させることができる。しかし、混合室を有する内部混合型のバーナチップの場合、この混合室での噴霧媒体による液体燃料の拡散が不十分である。

【0007】

本発明は、上述した課題を解決するものであり、流体燃料の微粒化を促進することで燃焼性を向上させることが可能なバーナチップ及び燃焼バーナ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】

【0008】

上記の目的を達成するための本発明のバーナチップは、チップ本体と、前記チップ本体の内部に設けられる混合室と、基端部が前記混合室に連通すると共に先端部が前記チップ本体の先端に開口して前記チップ本体の周方向に所定間隔で配置される複数の混合流体噴出孔と、前記チップ本体の基端側に長手方向に沿って設けられて流体燃料を前記混合室に供給する複数の第１流体燃料供給通路と、前記チップ本体の基端側に長手方向に沿って設けられて微粒化流体を前記混合室に供給する複数の第１微粒化流体供給通路と、前記チップ本体における前記第１流体燃料供給通路及び前記第１微粒化流体供給通路より外周側に設けられて流体燃料または微粒化流体を前記混合室にその外周側から供給する流体供給通路と、を備えることを特徴とするものである。

【0009】

従って、第１流体燃料供給通路と第１微粒化流体供給通路がチップ本体の長手方向に沿って設けられていることから、第１流体燃料供給通路から混合室に供給される流体燃料と、第１微粒化流体供給通路から混合室に供給される微粒化流体とが、この混合室で効率良く混合することとなり、流体燃料の微粒化を促進することで燃焼性を向上させることができる。

【0010】

本発明のバーナチップでは、前記第１流体燃料供給通路と前記第１微粒化流体供給通路は、前記チップ本体の周方向に隣接して配置されることを特徴としている。

【0011】

従って、第１流体燃料供給通路から混合室に供給される流体燃料と、第１微粒化流体供給通路から混合室に供給される微粒化流体とが、この混合室で隣接することで効率良く混合することとなり、流体燃料の微粒化を促進することができる。

【0012】

本発明のバーナチップでは、前記第１流体燃料供給通路と前記第１微粒化流体供給通路は、前記チップ本体の周方向に交互に配置されることを特徴としている。

【0013】

従って、第１流体燃料供給通路から混合室に供給される流体燃料と、第１微粒化流体供給通路から混合室に供給される微粒化流体とが、この混合室で周方向に交互に位置することで効率良く混合することとなり、流体燃料の微粒化を促進することができる。

【0014】

本発明のバーナチップでは、前記流体供給通路は、流体燃料を前記混合室に供給する複数の第２流体燃料供給通路と、微粒化流体を前記混合室に供給する複数の第２微粒化流体供給通路とを有し、前記第１流体燃料供給通路と前記第２微粒化流体供給通路が前記チップ本体の径方向に対向して配置され、前記第１微粒化流体供給通路と前記第２流体燃料供給通路が前記チップ本体の径方向に対向して配置されることを特徴としている。

【0015】

従って、流体燃料が第１流体燃料供給通路から混合室に供給されると共に、微粒化流体が第１微粒化流体供給通路から混合室に供給されるとき、混合室の流体燃料に対して第２微粒化流体供給通路から微粒化流体が供給されると共に、混合室の微粒化流体に対して第２流体燃料供給通路から流体燃料が供給されることとなり、混合室で流体燃料と微粒化流体とが効率良く混合することとなり、流体燃料の微粒化を促進することができる。

【0016】

本発明のバーナチップでは、前記第１流体燃料供給通路は前記チップ本体の周方向に沿って配置されると共に、前記第１微粒化流体供給通路は前記チップ本体の周方向に沿って配置され、前記第１流体燃料供給通路と前記第１微粒化流体供給通路は、前記チップ本体の径方向に隣接して配置されることを特徴としている。

【0017】

従って、第１流体燃料供給通路から混合室に供給される流体燃料と、第１微粒化流体供給通路から混合室に供給される微粒化流体とが、この混合室で隣接することで効率良く混合することとなり、流体燃料の微粒化を促進することができる。

【0018】

本発明のバーナチップでは、前記第１流体燃料供給通路は前記第１微粒化流体供給通路より前記チップ本体の径方向の外側に配置され、前記流体供給通路は、微粒化流体を前記混合室に供給する複数の第２微粒化流体供給通路を有し、前記第１流体燃料供給通路と前記第２微粒化流体供給通路が前記チップ本体の径方向に対向して配置されることを特徴としている。

【0019】

従って、混合室の流体燃料に対して、第１微粒化流体供給通路から微粒化流体が供給されると共に、第２微粒化流体供給通路から微粒化流体が供給されることとなり、混合室で流体燃料と微粒化流体とが効率良く混合することとなり、流体燃料の微粒化を促進することができる。

【0020】

本発明のバーナチップでは、前記チップ本体は、基端部に流体燃料が供給される流体燃料チャンバと微粒化流体が供給される微粒化流体チャンバが設けられ、前記流体燃料チャンバから前記混合室に向けて前記複数の第１流体燃料供給通路が延出され、前記微粒化流体チャンバから前記混合室に向けて前記複数の第１微粒化流体供給通路が延出されることを特徴としている。

【0021】

従って、流体燃料チャンバと微粒化流体チャンバを設けることで、流体燃料と微粒化流体を複数の各供給通路から混合室に適正に供給することができる。

【0022】

本発明のバーナチップでは、前記チップ本体は、スプレイプレートとバックプレートとが連結されて構成され、前記スプレイプレート及びバックプレートにわたって前記混合室が形成され、前記スプレイプレートに前記複数の混合流体噴出孔が形成され、前記バックプレートに前記第１流体燃料供給通路と前記第１微粒化流体供給通路と前記流体供給通路が形成されることを特徴としている。

【0023】

従って、チップ本体をスプレイプレートとバックプレートとから構成することで、混合室、混合流体噴出孔、各供給通路を容易に形成することが可能となり、製造コストを低減することができる。

【0024】

本発明のバーナチップでは、前記バックプレートは、第１バックプレートと第２バックプレートとを有し、前記第１バックプレートと前記第２バックプレートの間に流体燃料中間チャンバが設けられ、前記第１流体燃料供給通路または前記流体供給通路が前記流体燃料中間チャンバを挟んで分割形成されることを特徴としている。

【0025】

従って、バックプレートを第１バックプレートと第２バックプレートとから構成することで、各供給通路を容易に形成することが可能となり、製造コストを低減することができ、また、各バックプレートの間に流体燃料中間チャンバを設けることで、流体燃料を複数の各供給通路から混合室に適正に供給することができる。

【0026】

本発明のバーナチップでは、前記バックプレートは、第１バックプレートと第２バックプレートとを有し、前記第１バックプレートと前記第２バックプレートの間に微粒化流体中間チャンバが設けられ、前記第１微粒化流体供給通路または前記流体供給通路が前記微粒化流体中間チャンバを挟んで分割形成されることを特徴としている。

【0027】

従って、バックプレートを第１バックプレートと第２バックプレートとから構成することで、各供給通路を容易に形成することが可能となり、製造コストを低減することができ、また、各バックプレートの間に微粒化流体中間チャンバを設けることで、微粒化流体を複数の各供給通路から混合室に適正に供給することができる。

【0028】

また、本発明の燃焼バーナは、流体燃料を供給可能な流体燃料供給配管と、微粒化流体を供給可能な微粒化流体供給配管と、前記流体燃料供給配管及び前記微粒化流体供給配管の先端部に設けられるチップ本体と、前記チップ本体の内部に設けられる混合室と、基端部が前記混合室に連通すると共に先端部が前記チップ本体の先端に開口して前記チップ本体の周方向に所定間隔で配置される複数の混合流体噴出孔と、前記チップ本体の基端側に長手方向に沿って設けられて前記流体燃料供給配管の流体燃料を前記混合室に供給する複数の第１流体燃料供給通路と、前記チップ本体の基端側に長手方向に沿って設けられて前記微粒化流体供給配管の微粒化流体を前記混合室に供給する複数の第１微粒化流体供給通路と、前記チップ本体における前記第１流体燃料供給通路及び前記第１微粒化流体供給通路より外周側に設けられて流体燃料または微粒化流体を前記混合室にその外周側から供給する流体供給通路と、を備えることを特徴とするものである。

【0029】

従って、第１流体燃料供給通路から混合室に供給される流体燃料と、第１微粒化流体供給通路から混合室に供給される微粒化流体とが、この混合室で効率良く混合することとなり、流体燃料の微粒化を促進することで燃焼性を向上させることができる。

【0030】

また、本発明のボイラは、中空形状をなす火炉内で燃料と空気を燃焼させると共に、前記火炉内で熱交換を行って熱を回収するボイラにおいて、前記火炉壁に前記燃焼バーナが配置されることを特徴とするものである。

【0031】

従って、混合室で流体燃料と微粒化流体を効率良く混合することとなり、流体燃料の微粒化を促進することで燃焼性を向上させることができる。

【発明の効果】

【0032】

本発明のバーナチップ及び燃焼バーナ並びにボイラによれば、チップ本体の長手方向に沿って複数の第１流体燃料供給通路と複数の第１微粒化流体供給通路を設けるので、混合室で流体燃料と微粒化流体を効率良く混合することとなり、流体燃料の微粒化を促進することで燃焼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】図１は、本発明の実施例１に係るバーナチップを有する燃焼バーナの断面図である。

【図2】図２は、実施例１の燃焼バーナの平面図である。

【図3】図３は、実施例１の燃焼バーナにおける図１のIII−IIIの断面図である。

【図4】図４は、実施例１に係るボイラとしての油焚きボイラを表す概略構成図である。

【図5】図５は、本発明の実施例２に係るバーナチップを有する燃焼バーナの断面図である。

【図6】図６は、実施例２の燃焼バーナにおける図５のVI−VIの断面図である。

【図7】図７は、実施例２の燃焼バーナの変形例を表す断面図である。

【図8】図８は、本発明の実施例３に係るバーナチップを有する燃焼バーナの断面図である。

【図9】図９は、実施例３の燃焼バーナにおける図８のIX−IXの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下に添付図面を参照して、本発明のバーナチップ及び燃焼バーナ並びにボイラの好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。

【実施例1】

【0035】

図１は、本発明の実施例１に係るバーナチップを有する燃焼バーナの断面図、図２は、実施例１の燃焼バーナの平面図、図３は、実施例１の燃焼バーナにおける図１のIII−IIIの断面図、図４は、実施例１に係るボイラとしての油焚きボイラを表す概略構成図である。

【0036】

実施例１の油焚きボイラは、流体燃料としての重油（または、軽油、石炭のスラリーなど）を燃料として用い、この重油を燃焼バーナ（バーナチップ）により微粒化流体としての蒸気（または、高圧空気、高圧ガス、可燃性ガスなど）により微粒化させて噴霧し、火炉内で燃焼させ、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。

【0037】

実施例１において、図４に示すように、油焚きボイラ１０は、コンベンショナルボイラであって、火炉１１と燃焼装置１２とを有している。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を構成する火炉壁の下部に燃焼装置１２が設けられている。

【0038】

燃焼装置１２は、火炉壁に装着された複数の燃焼バーナ２１を有している。実施例１にて、この燃焼バーナ２１は、周方向に沿って、例えば、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、例えば、３セット、つまり、３段配置されている。なお、燃焼バーナ２１の配置場所や個数はこれに限定されるものではない。

【0039】

各燃焼バーナ２１は、燃料供給配管２２を介して燃料供給源２３に連結されており、燃料供給配管２２に燃料供給量を調整可能な流量調整弁２４が設けられている。また、各燃焼バーナ２１は、蒸気供給配管２５を介して蒸気供給源２６に連結されており、蒸気供給配管２５に蒸気供給量を調整可能な流量調整弁２７が設けられている。

【0040】

従って、各燃焼バーナ２１は、燃料供給源２３から燃料供給配管２２を通して燃料が供給されると共に、蒸気供給源２６から蒸気供給配管２５を通して蒸気が供給されることとなり、燃料と蒸気を混合して微粒化した後、混合流体として火炉１１内に噴射し、火炎を形成することができる。

【0041】

火炉１１は、上部に煙道３１が連結されており、この煙道３１に、対流伝熱部（熱回収部）として排ガスの熱を回収するための過熱器（スーパーヒータ）３２，３３、再熱器３４，３５、節炭器（エコノマイザ）３６，３７，３８が設けられており、火炉１１での燃焼で発生した排ガスと水との間で熱交換が行われる。

【0042】

煙道３１は、その下流側に熱交換を行った排ガスが排出される排ガス管３９が連結されている。この排ガス管３９は、図示しないが、脱硝装置、電気集塵機、誘引送風機、脱硫装置が設けられ、下流端部に煙突が設けられている。

【0043】

従って、燃焼装置１２に各燃焼バーナ２１が燃料と蒸気との混合流体を火炉１１内に噴射すると、火炉１１では、混合流体と空気とが燃焼して火炎が生じ、この火炉１１内の下部で火炎が生じると、燃焼ガス（排ガス）がこの火炉１１内を上昇し、煙道３１に排出される。

【0044】

このとき、図示しない給水ポンプから供給された水は、節炭器３６，３７，３８によって予熱された後、図示しない蒸気ドラムに供給され火炉壁の各水管（図示せず）に供給される間に加熱されて飽和蒸気となり、図示しない蒸気ドラムに送り込まれる。更に、図示しない蒸気ドラムの飽和蒸気は過熱器３２，３３に導入され、燃焼ガスによって過熱される。過熱器３２，３３で生成された過熱蒸気は、図示しない発電プラント（例えば、タービン等）に供給される。また、タービンでの膨張過程の途中で取り出した蒸気は、再熱器３４，３５に導入され、再度過熱されてタービンに戻される。なお、火炉１１をドラム型（蒸気ドラム）として説明したが、この構造に限定されるものではない。

【0045】

その後、煙道３１の節炭器３６，３７，３８を通過した排ガスは、排ガス管３９にて、図示しない脱硝装置にて、触媒によりＮＯｘなどの有害物質が除去され、電気集塵機で粒子状物質が除去され、脱硫装置により硫黄分が除去された後、煙突から大気中に排出される。

【0046】

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を構成する各燃焼バーナ２１は、ほぼ同様の構成をなしている。

【0047】

燃焼バーナ２１は、図１から図３に示すように、燃料を供給可能な燃料供給配管（流体燃料供給配管）２２と、蒸気を供給可能な蒸気供給配管（微粒化流体供給配管）２５と、燃料と蒸気との混合流体を噴出（噴霧）可能なバーナチップ４１とを有している。この場合、燃料供給配管２２と蒸気供給配管２５は２重管であり、燃料供給配管２２が内側に位置し、この燃料供給配管２２の外側に蒸気供給配管２５が配置されることで、燃料供給経路２２ａと蒸気供給経路２５ａが形成されている。そして、バーナチップ４１は、この２重管（燃料供給配管２２、蒸気供給配管２５）の先端部に交換可能に取付けられている。

【0048】

バーナチップ４１は、チップ本体としてのスプレイプレート４２と第１バックプレート４３と第２バックプレート４４とから構成され、図示しない締付リングにより一体に連結されている。

【0049】

スプレイプレート４２は、基端（図１にて、右方）が開口して先端（図１にて、左方）が閉塞した円筒形状をなし、基端部に円柱形状をなす第１凹部５１が形成されている。また、スプレイプレート４２は、先端部に３種類の混合流体噴出孔５２，５３，５４が形成されている。第１混合流体噴出孔５２は、基端部が第１凹部５１に連通すると共に先端部が外部に開口しており、バーナチップ４１の軸心Ｏを中心として周方向に均等間隔で複数（本実施例では、１０個）設けられている。第２混合流体噴出孔５３は、基端部が第１凹部５１に連通すると共に先端部が外部に開口しており、バーナチップ４１の軸心Ｏを中心として周方向に均等間隔で複数（本実施例では、１０個）設けられている。第３混合流体噴出孔５４は、基端部が第１凹部５１に連通すると共に先端部が外部に開口しており、バーナチップ４１の軸心Ｏを中心として周方向に均等間隔で複数（本実施例では、１０個）設けられている。

【0050】

各混合流体噴出孔５２，５３，５４は、バーナチップ４１の軸心Ｏ上にある第１凹部５１内の所定の位置Ｏ１を中心として放射状に形成されている。そして、バーナチップ４１は、外側から、第１混合流体噴出孔５２、第２混合流体噴出孔５３、第３混合流体噴出孔５４が順に位置し、バーナチップ４１の径方向に並んで配置されている。また、各混合流体噴出孔５２，５３，５４は、第１混合流体噴出孔５２、第２混合流体噴出孔５３、第３混合流体噴出孔５４の順に内径が小さくなるように設定されている。

【0051】

第１バックプレート４３は、円盤形状をなし、先端部に円柱形状をなす第２凹部５５が形成されている。この第１バックプレート４３に形成された第２凹部５５は、スプレイプレート４２に形成された第１凹部５１と対向し、且つ、各凹部５１，５５は、ほぼ同径に設定されている。本実施例では、この第１凹部５１と第２凹部５５により混合室５６が構成されており、各混合流体噴出孔５２，５３，５４は、基端部がこの混合室５６に連通することとなる。

【0052】

第１バックプレート４３は、第２凹部５５（混合室５６）の外周側に複数の噴出チャンバ５７（５７ａ，５７ｂ）が周方向に均等間隔で形成されている。この各複数の噴出チャンバ５７（５７ａ，５７ｂ）は、扇形状をなす凹部として形成され、連通路５８（５８ａ，５８ｂ）を介して第２凹部５５（混合室５６）と連通している。即ち、連通路５８（５８ａ，５８ｂ）は、第１バックプレート４３の径方向（放射方向）に沿って形成され、一端部が噴出チャンバ５７（５７ａ，５７ｂ）の内周面に連通し、他端部が第２凹部５５の外周面に連通している。

【0053】

第２バックプレート４４は、円盤形状をなし、基端部に円柱形状をなす燃料チャンバ（流体燃料チャンバ）５９が形成されると共に、燃料チャンバ５９の外側にリング形状をなす蒸気チャンバ（微粒化流体チャンバ）６０が形成されている。燃料チャンバ５９は、燃料供給配管２２（燃料供給経路２２ａ）が連結されて燃料が供給可能となっており、蒸気チャンバ６０は、蒸気供給配管２５（蒸気供給経路２５ａ）が連結されて蒸気が供給可能となっている。

【0054】

そして、各バックプレート４３，４４は、燃料を燃料チャンバ５９から混合室５６に供給する複数の第１燃料供給通路（第１流体燃料供給通路）６１と、蒸気を蒸気チャンバ６０から混合室５６に供給する複数の第１蒸気供給通路（第１微粒化流体供給通路）６２とが設けられている。この各第１燃料供給通路６１と各第１蒸気供給通路６２は、少なくともその先端部がバーナチップ４１の基端側、つまり、第１バックプレート４３に長手方向（バーナチップ４１の軸心Ｏ）に沿って設けられている。

【0055】

即ち、第１燃料供給通路６１は、第１バックプレート４３側に形成された第１通路６１ａと第２バックプレート４４側に形成された第２通路６１ｂとに分割して構成され、バーナチップ４１の軸心Ｏに沿った直線形状となっており、第１通路６１ａの先端が混合室５６における基端面側に連通している。一方、第１蒸気供給通路６２は、第１バックプレート４３側に形成された第１通路６２ａと第２バックプレート４４側に形成された第２通路６２ｂとに分割して構成され、第１通路６２ａの先端が混合室５６における基端面側に連通している。そして、第１バックプレート４３と第２バックプレート４４の間、つまり、第１バックプレート４３の基端部に蒸気中間チャンバ（微粒化流体中間チャンバ）６２ｃが設けられ、この蒸気中間チャンバ６２ｃは、第１通路６２ａの先端部と第２通路６２ｂの基端部が連通している。即ち、第１蒸気供給通路６２は、第１通路６２ａと第２通路６２ｂとが蒸気中間チャンバ６２ｃを挟んだ屈曲形状となっており、第１通路６２ａが、バーナチップ４１の軸心Ｏに沿った直線形状となっている。ここで、第１燃料供給通路６１と第１蒸気供給通路６２の第１通路６２ａとは、バーナチップ４１の軸心Ｏに沿って略平行をなして形成されている。

【0056】

また、各バックプレート４３，４４は、燃料及び蒸気をチャンバ５９，６０から混合室５６にその外周側から供給する流体供給通路として、複数の第２燃料供給通路（第２流体燃料供給通路）６３と複数の第２蒸気供給通路（第２微粒化流体供給通路）６４とが設けられている。この各第２燃料供給通路６３と各第２蒸気供給通路６４は、少なくともその先端部がバーナチップ４１の基端側、つまり、第１バックプレート４３に長手方向（バーナチップ４１の軸心Ｏ）に沿って、且つ、各第１燃料供給通路６１及び各第１蒸気供給通路６２より外周側に設けられている。

【0057】

即ち、第２燃料供給通路６３は、第１バックプレート４３側に形成された第１通路６３ａと第２バックプレート４４側に形成された第２通路６３ｂとに分割して構成されている。そして、第１バックプレート４３と第２バックプレート４４の間、つまり、第１バックプレート４３の基端部に燃料中間チャンバ（流体燃料中間チャンバ）６３ｃが設けられ、この燃料中間チャンバ６３ｃは、第１通路６３ａの先端部と第２通路６３ｂの基端部が連通している。即ち、第２燃料供給通路６３は、第１通路６３ａと第２通路６３ｂとが燃料中間チャンバ６３ｃを挟んだ屈曲形状となっており、第１通路６３ａが、バーナチップ４１の軸心Ｏに沿った直線形状となっている。一方、第２蒸気供給通路６４は、第１バックプレート４３側に形成された第１通路６４ａと第２バックプレート４４側に形成された第２通路６４ｂとに分割して構成され、バーナチップ４１の軸心Ｏに沿った直線形状となっている。

【0058】

そして、各第２燃料供給通路６３は、先端部が噴出チャンバ５７ａに連結され、各第２蒸気供給通路６４は、噴出チャンバ５７ｂに連結されている。ここで、本発明の第２流体燃料供給通路は、第２燃料供給通路６３と噴出チャンバ５７ａと連通路５８ａにより構成され、第２微粒化流体供給通路は、第２蒸気供給通路６４と噴出チャンバ５７ｂと連通路５８ｂにより構成される。また、本発明の流体供給通路は、第２流体燃料供給通路と第２微粒化流体供給通路とにより構成される。

【0059】

また、第１燃料供給通路６１と第１蒸気供給通路６２とは、バーナチップ４１の周方向に隣接して配置されている。具体的に説明すると、第１燃料供給通路６１と第１蒸気供給通路６２とは、バーナチップ４１の周方向に交互に配置されている。そして、第１燃料供給通路６１と第２蒸気供給通路６４、噴出チャンバ５７ｂ、連通路５８ｂとは、バーナチップ４１の径方向に対向して配置されている。また、第１蒸気供給通路６２と、第２燃料供給通路６３、噴出チャンバ５７ａ、連通路５８ａとは、バーナチップ４１の径方向に対向して配置されている。

【0060】

ここで、上述した実施例１の燃焼バーナ２１（バーナチップ４１）の作用について詳細に説明する。なお、図１及び図３にて、燃料の流れを黒塗りの矢印で表し、蒸気の流れを白抜きの矢印で表している。

【0061】

燃料供給配管２２を通して燃料がバーナチップ４１の燃料チャンバ５９に供給されると、この燃料は、複数の第１燃料供給通路６１を通して混合室５６に供給されると共に、複数の第２燃料供給通路６３、噴出チャンバ５７ａ、連通路５８ａを通して混合室５６に外周側から供給される。また、蒸気供給配管２５を通して蒸気がバーナチップ４１の蒸気チャンバ６０に供給されると、この蒸気は、複数の第１蒸気供給通路６２を通して混合室５６に供給されると共に、複数の第２蒸気供給通路６４、噴出チャンバ５７ｂ、連通路５８ｂを通して混合室５６に外周側から供給される。

【0062】

このとき、複数の第１燃料供給通路６１を通して混合室５６に供給される燃料と、複数の第１蒸気供給通路６２を通して混合室５６に供給される蒸気とは、周方向に交互に供給されることから、この燃料と蒸気とが効率良く混合する。そして、複数の第１燃料供給通路６１を通して混合室５６に供給される燃料に対して、蒸気が複数の第２蒸気供給通路６４から噴出チャンバ５７ｂを介して連通路５８ｂを通して混合室５６に供給されることから、混合室５６へバーナチップ４１の軸心Ｏ方向に供給される燃料と、混合室５６へバーナチップ４１の径方向に供給される蒸気とがぶつかり合い、燃料と蒸気とが効率良く混合する。また、複数の第１蒸気供給通路６２を通して混合室５６に供給される蒸気に対して、燃料が複数の第２燃料供給通路６３から噴出チャンバ５７ａを介して連通路５８ａを通して混合室５６に供給されることから、混合室５６へバーナチップ４１の軸心Ｏ方向に供給される蒸気と、混合室５６へバーナチップ４１の径方向に供給される燃料とがぶつかり合い、燃料と蒸気とが効率良く混合する。

【0063】

そして、混合室５６にて、バーナチップ４１の軸心Ｏ方向に供給される燃料と蒸気とが隣接し、且つ、バーナチップ４１の軸心Ｏ方向に供給される燃料と径方向に供給される蒸気とがぶつかり合うと共に、バーナチップ４１の軸心Ｏ方向に供給される蒸気と径方向に供給される燃料とがぶつかり合うことから、燃料と蒸気とが効率良く混合し、燃料はこの蒸気により微粒化が促進される。そのため、燃料が蒸気により微粒化された混合流体は、混合室５６から各混合流体噴出孔５２，５３，５４を通して外部に噴出（噴霧）される。

【0064】

このように実施例１のバーナチップにあっては、内部に設けられる混合室５６と、基端部が混合室５６に連通すると共に先端部が開口して周方向に所定間隔で配置される複数の混合流体噴出孔５２，５３，５４と、長手方向に沿って設けられて燃料を混合室５６に供給する複数の第１燃料供給通路６１と、長手方向に沿って設けられて蒸気を混合室５６に供給する複数の第１蒸気供給通路６２と、第１燃料供給通路６１及び第１蒸気供給通路６２より外周側に設けられて燃料及び蒸気をそれぞれ混合室５６にその外周側から供給する第２燃料供給通路６３及び第２蒸気供給通路６４とを設けている。

【0065】

従って、第１燃料供給通路６１と第１蒸気供給通路６２がバーナチップ４１の長手方向に沿って設けられていることから、第１燃料供給通路６１から混合室５６に供給される燃料と、第１蒸気供給通路６２から混合室５６に供給される蒸気とが、略平行をなし、且つ、接近して混合室５６に供給されることとなる。そのため、混合室５６にて、燃料と蒸気は効率良く混合することが可能となり、蒸気による燃料の微粒化を促進することで、燃焼性を向上させることができる。

【0066】

実施例１のバーナチップでは、第１燃料供給通路６１と第１蒸気供給通路６２は、周方向に隣接して配置されている。この場合、第１燃料供給通路６１と第１蒸気供給通路６２は、周方向に交互に配置されている。従って、第１燃料供給通路６１から混合室５６に供給される燃料と、第１蒸気供給通路６２から混合室５６に供給される蒸気とが、この混合室５６で互いに隣接して移動することで、両者を効率良く混合することができ、燃料の微粒化を促進することができる。

【0067】

実施例１のバーナチップでは、燃料を混合室５６に外周から供給する複数の第２燃料供給通路６３と、蒸気を混合室５６に外周から供給する複数の第２蒸気供給通路６４とを設け、第１燃料供給通路６１と第２蒸気供給通路６４とを径方向に対向して配置し、第１蒸気供給通路６２と第２燃料供給通路６３とを径方向に対向して配置している。従って、燃料が第１燃料供給通路６１から混合室５６に供給されると共に、蒸気が第１蒸気供給通路６２から混合室５６に供給されるとき、混合室５６の燃料に対して第２蒸気供給通路６４から蒸気が供給されると共に、混合室５６の蒸気に対して第２燃料供給通路６３から燃料が供給されることとなる。そのため、混合室５６にて、燃料と蒸気が衝突することで効率良く混合することとなり、蒸気による燃料の微粒化を促進することができる。

【0068】

実施例１のバーナチップでは、基端部に燃料が供給される燃料チャンバ５９と蒸気が供給される蒸気チャンバ６０を設け、燃料チャンバ５９から混合室５６に向けて複数の第１燃料供給通路６１を延出し、蒸気チャンバ６０から混合室５６に向けて複数の第１蒸気供給通路６２を延出している。従って、燃料チャンバ５９と蒸気チャンバ６０を設けることで、この各チャンバ５９，６０に供給された燃料や蒸気を複数の第１燃料供給通路６１や複数の第１蒸気供給通路６２により１つの混合室５６に適正に、且つ、均等に供給することができる。

【0069】

実施例１のバーナチップでは、スプレイプレート４２とバックプレート４３，４４とを連結して構成し、スプレイプレート４２及び第１バックプレート４３にわたって混合室５６を形成し、スプレイプレート４２に複数の混合流体噴出孔５２，５３，５４を形成し、バックプレート４３，４４に第１燃料供給通路６１と第１蒸気供給通路６２と第２燃料供給通路６３と第２蒸気供給通路６４とを設けている。従って、分割式とすることで、混合流体噴出孔５２，５３，５４、混合室５６、各供給通路６１，６２，６３，６４を容易に形成することが可能となり、製造コストを低減することができる。

【0070】

実施例１のバーナチップでは、第１バックプレート４３と第２バックプレート４４の間に燃料中間チャンバ６３ｃを設け、第２燃料供給通路６３をこの燃料中間チャンバ６３ｃを挟んで分割形成している。従って、各バックプレート４３，４４の間に燃料中間チャンバ６３ｃを設けることで、燃料を複数の第２燃料供給通路６３から混合室５６に適正に供給することができる。

【0071】

実施例１のバーナチップでは、第１バックプレート４３と第２バックプレート４４の間に蒸気中間チャンバ６２ｃを設け、第１蒸気供給通路６２をこの蒸気中間チャンバ６２ｃを挟んで分割形成している。従って、各バックプレート４３，４４の間に蒸気中間チャンバ６２ｃを設けることで、蒸気を複数の第１蒸気供給通路６２から混合室５６に適正に供給することができる。

【0072】

また、実施例１の燃焼バーナにあっては、燃料供給配管２２と蒸気供給配管２５の先端部に上述したバーナチップ４１を設けるので、混合室５６にて、燃料と蒸気を効率良く混合することが可能となり、蒸気による燃料の微粒化を促進することで、燃焼性を向上させることができる。

【0073】

また、実施例１のボイラにあっては、中空形状をなす火炉１１内で燃料と空気を燃焼させると共に、火炉１１内で熱交換を行って熱を回収する油焚きボイラ１０において、火炉壁に燃焼バーナ２１を配置したので、燃料の微粒化を促進することで、燃焼性を向上させることができる。

【実施例2】

【0074】

図５は、本発明の実施例２に係るバーナチップを有する燃焼バーナの断面図、図６は、実施例２の燃焼バーナにおける図５のVI−VIの断面図、図７は、実施例２の燃焼バーナの変形例を表す断面図である。なお、上述した実施例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。

【0075】

実施例２において、図５及び図６に示すように、燃焼バーナ１０１は、燃料を供給可能な燃料供給配管２２と、蒸気を供給可能な蒸気供給配管２５と、燃料と蒸気との混合流体を噴出（噴霧）可能なバーナチップ１０２とを有している。バーナチップ１０２は、スプレイプレート４２と第１バックプレート１０３と第２バックプレート１０４とから構成され、図示しない締付リングにより一体に連結されている。

【0076】

スプレイプレート４２は、第１凹部５１が形成されると共に、３種類の混合流体噴出孔５２，５３，５４が形成されている。各混合流体噴出孔５２，５３，５４は、基端部が第１凹部５１に連通すると共に先端部が外部に開口しており、周方向に均等間隔で複数設けられている。また、バーナチップ１０２は、外側から、第１混合流体噴出孔５２、第２混合流体噴出孔５３、第３混合流体噴出孔５４が順に位置し、バーナチップ１０２の径方向に並んで配置されている。

【0077】

第１バックプレート１０３は、円盤形状をなし、先端部に円柱形状をなす第２凹部１１１が形成されている。この第１バックプレート１０３に形成された第２凹部１１１は、スプレイプレート４２に形成された第１凹部５１と対向し、且つ、各凹部５１，１１１は、ほぼ同径に設定されている。本実施例では、この第１凹部５１と第２凹部１１１により混合室１１２が構成されており、各混合流体噴出孔５２，５３，５４は、基端部がこの混合室１１２に連通することとなる。

【0078】

第１バックプレート１０３は、第２凹部１１１（混合室１１２）の外周側にリング形状をなす噴出チャンバ１１３が形成されている。この噴出チャンバ１１３は、複数の連通路１１４を介して第２凹部１１１（混合室１１２）と連通している。

【0079】

第２バックプレート１０４は、円盤形状をなし、基端部にリング形状をなす蒸気チャンバ（微粒化流体チャンバ）１１５が形成されている。第２バックプレート１０４は、基端部に燃料供給配管２２（燃料供給経路２２ａ）が連結されて燃料が供給可能となっており、蒸気チャンバ１１５は、蒸気供給配管２５（蒸気供給経路２５ａ）が連結されて蒸気が供給可能となっている。

【0080】

そして、各バックプレート１０３，１０４は、燃料を燃料供給経路２２ａから混合室１１２に供給する複数の第１燃料供給通路（第１流体燃料供給通路）１２１と、蒸気を蒸気チャンバ１１５から混合室１１２に供給する複数の第１蒸気供給通路（第１微粒化流体供給通路）１２２とが設けられている。この各第１燃料供給通路１２１と各第１蒸気供給通路１２２は、少なくともその先端部がバーナチップ１０２の基端側、つまり、第１バックプレート１０３に長手方向（バーナチップ１０２の軸心Ｏ）に沿って設けられている。

【0081】

即ち、第１燃料供給通路１２１は、第１バックプレート１０３側に形成された第１通路１２１ａと第２バックプレート１０４側に形成された第２通路１２１ｂとに分割して構成され、バーナチップ１０２の軸心Ｏに沿った直線形状となっている。一方、第１蒸気供給通路１２２は、第１バックプレート１０３側に形成された第１通路１２２ａと第２バックプレート１０４側に形成された第２通路１２２ｂとに分割して構成されている。そして、第１バックプレート１０３と第２バックプレート１０４の間、つまり、第１バックプレート１０３の基端部（バーナチップ１０２の軸心Ｏ位置）に蒸気中間チャンバ（微粒化流体中間チャンバ）１２２ｃが設けられ、この蒸気中間チャンバ１２２ｃは、第１通路１２２ａの先端部と第２通路１２２ｂの基端部が連通している。即ち、第１蒸気供給通路１２２は、第１通路１２２ａと第２通路１２２ｂとが蒸気中間チャンバ１２２ｃを挟んだ屈曲形状となっており、第１通路１２２ａが、バーナチップ１０２の軸心Ｏに沿った直線形状となっている。ここで、第１燃料供給通路１２１と第１蒸気供給通路１２２の第１通路１２２ａとは、バーナチップ１０２の軸心Ｏに沿って略平行をなして形成されている。

【0082】

また、各バックプレート１０３，１０４は、蒸気を蒸気チャンバ１１５から混合室１１２にその外周側から供給する流体供給通路として、複数の第２蒸気供給通路（第２微粒化流体供給通路）１２３が設けられている。この各第２蒸気供給通路１２３は、少なくともその先端部がバーナチップ１０２の基端側、つまり、第１バックプレート１０３に長手方向（バーナチップ１０２の軸心Ｏ）に沿って、且つ、各第１燃料供給通路１２１及び各第１蒸気供給通路１２２より外周側に設けられている。

【0083】

即ち、第２蒸気供給通路１２３は、第１バックプレート１０３側に形成された第１通路１２３ａと第２バックプレート１０４側に形成された第２通路１２３ｂとに分割して構成され、バーナチップ１０２の軸心Ｏに沿った直線形状となっている。

【0084】

そして、各第２蒸気供給通路１２３は、噴出チャンバ１１３に連結されている。ここで、本発明の第２微粒化流体供給通路は、第２蒸気供給通路１２３と噴出チャンバ１１３と連通路１１４により構成される。また、本発明の流体供給通路は、第２微粒化流体供給通路により構成される。

【0085】

また、第１燃料供給通路１２１は、バーナチップ１０２の周方向に沿って均等間隔で複数配置されると共に、第１蒸気供給通路１２２は、第１燃料供給通路１２１よりバーナチップ１０２の径方向の内側で、バーナチップ１０２の周方向に沿って均等間隔で複数配置されている。そして、第１燃料供給通路１２１と第１蒸気供給通路１２２は同数で、且つ、バーナチップ１０２の径方向に隣接して配置されている。

【0086】

この場合、複数の第１燃料供給通路１２１は、複数の第１蒸気供給通路１２２よりバーナチップ１０２の径方向の外側に配置されている。そして、第１燃料供給通路１２１と第２蒸気供給通路１２３、噴出チャンバ１１３、連通路１１４とは、バーナチップ１０２の径方向に対向して配置されている。

【0087】

ここで、上述した実施例２の燃焼バーナ１０１（バーナチップ１０２）の作用について詳細に説明する。なお、図５及び図６にて、燃料の流れを黒塗りの矢印で表し、蒸気の流れを白抜きの矢印で表している。

【0088】

燃料供給配管２２を通して燃料がバーナチップ１０２に供給されると、この燃料は、複数の第１燃料供給通路１２１を通して混合室１１２に供給される。また、蒸気供給配管２５を通して蒸気がバーナチップ１０２の蒸気チャンバ１１５に供給されると、この蒸気は、複数の第１蒸気供給通路１２２を通して混合室１１２に供給されると共に、複数の第２蒸気供給通路１２３、噴出チャンバ１１３、連通路１１４を通して混合室１１２に外周側から供給される。

【0089】

このとき、複数の第１燃料供給通路１２１を通して混合室１１２に供給される燃料と、複数の第１蒸気供給通路１２２を通して混合室１１２に供給される蒸気とは、径方向に隣接して供給されることから、この燃料と蒸気とが効率良く混合する。そして、複数の第１燃料供給通路１２１を通して混合室１１２に供給される燃料に対して、蒸気が複数の第２蒸気供給通路１２３から噴出チャンバ１１３を介して各連通路１１４を通して混合室１１２に供給されることから、混合室１１２へバーナチップ１０２の軸心Ｏ方向に供給される燃料と、混合室１１２へバーナチップ１０２の径方向に供給される蒸気とがぶつかり合い、燃料と蒸気とが効率良く混合する。

【0090】

そして、混合室１１２にて、バーナチップ１０２の軸心Ｏ方向に供給される燃料と蒸気とが隣接し、且つ、バーナチップ１０２の軸心Ｏ方向に供給される燃料と径方向に供給される蒸気とがぶつかり合うことから、燃料と蒸気とが効率良く混合し、燃料はこの蒸気により微粒化が促進される。そのため、燃料が蒸気により微粒化された混合流体は、混合室１１２から各混合流体噴出孔５２，５３，５４を通して外部に噴出（噴霧）される。

【0091】

なお、この実施例２では、バーナチップ１０２にて、燃料を混合室１１２に供給する複数の第１燃料供給通路１２１と、蒸気を混合室１１２に供給する複数の第１蒸気供給通路１２２を長手方向（バーナチップ１０２の軸心Ｏ）に沿ってそれぞれ設けたが、この構成に限定されるものではない。

【0092】

即ち、図７に示すように、各バックプレート１０３，１０４は、燃料を燃料供給経路２２ａから混合室１１２に供給する複数の第１燃料供給通路１２１と、蒸気を蒸気チャンバ１１５から混合室１１２に供給する複数の第１蒸気供給通路１２２とが設けられている。第１燃料供給通路１２１は、第１バックプレート１０３側に形成された第１通路１２１ａと第２バックプレート１０４側に形成された第２通路１２１ｂとに分割して構成され、バーナチップ１０２の軸心Ｏに沿った直線形状となっている。一方、第１蒸気供給通路１２２は、第１バックプレート１０３側に形成された第１通路１２２ｄと第２バックプレート１０４側に形成された第２通路１２２ｂとに分割して構成されている。そして、第１バックプレート１０３の基端部に蒸気中間チャンバ１２２ｃが設けられ、この蒸気中間チャンバ１２２ｃは、第１通路１２２ｄの先端部と第２通路１２２ｂの基端部が連通している。即ち、第１蒸気供給通路１２２は、第１通路１２２ｄと第２通路１２２ｂとが蒸気中間チャンバ１２２ｃを挟んだ屈曲形状となっており、第１通路１２２ｄが、バーナチップ１０２の軸心Ｏに沿った直線形状となっている。但し、第１燃料供給通路１２１と第１蒸気供給通路１２２の第１通路１２２ｄとは、バーナチップ１０２の軸心Ｏに沿って略平行をなして形成されてはいない。第１蒸気供給通路１２２の第１通路１２２ｄは、バーナチップ１０２の軸心Ｏに対して、先端部がバーナチップ１０２の径方向の外側に向かうように所定角度傾斜している。

【0093】

従って、バーナチップ１０２に供給された燃料は、複数の第１燃料供給通路１２１を通して混合室１１２に供給され、バーナチップ１０２に供給された蒸気は、複数の第１蒸気供給通路１２２を通して混合室１１２に供給される。このとき、第１蒸気供給通路１２２から混合室１１２に供給される蒸気は、第１通路１２２ｄが傾斜していることから、第１燃料供給通路１２１から混合室１１２に供給された燃料に向かって供給されることとなり、両者がぶつかり合い、燃料と蒸気とが効率良く混合する。

【0094】

このように実施例２のバーナチップにあっては、複数の第１燃料供給通路１２１を周方向に沿って均等間隔で配置すると共に、第１蒸気供給通路１２２を周方向に沿って均等間隔で配置し、第１燃料供給通路１２１と第１蒸気供給通路１２２を径方向に隣接して配置している。

【0095】

従って、第１燃料供給通路１２１から混合室１１２に供給される燃料と、第１蒸気供給通路１２２から混合室１１２に供給される蒸気とが、この混合室１１２で互いに隣接して移動することで、両者を効率良く混合することができ、燃料の微粒化を促進することができる。

【0096】

また、実施例２のバーナチップでは、複数の第１燃料供給通路１２１を複数の第１蒸気供給通路１２２より径方向の外側に配置し、第１燃料供給通路１２１の外側に複数の第２蒸気供給通路１２３を径方向に対向して配置している。従って、混合室１１２の燃料に対して、第１蒸気供給通路１２２から蒸気が供給されると共に、第２蒸気供給通路１２３から蒸気が供給されることとなり、混合室１１２での燃料と蒸気とが効率良く混合することとなり、燃料の微粒化を促進することができる。

【0097】

また、実施例２のバーナチップでは、第１蒸気供給通路１２２の第１通路１２２ｄの先端部を、バーナチップ１０２の軸心Ｏに対して径方向の外側に向かうように所定角度傾斜させている。従って、第１蒸気供給通路１２２から混合室１１２に供給される蒸気が、第１燃料供給通路１２１から混合室１１２に供給された燃料に向かって供給されることとなり、両者がぶつかり合い、燃料と蒸気とを効率良く混合することができる。

【実施例3】

【0098】

図８は、本発明の実施例３に係る燃焼バーナの断面図、図９は、実施例３の燃焼バーナにおける図８のIX−IXの断面図である。なお、上述した実施例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。

【0099】

実施例３において、図８及び図９に示すように、燃焼バーナ１３１は、燃料を供給可能な燃料供給配管２２と、蒸気を供給可能な蒸気供給配管２５と、燃料と蒸気との混合流体を噴出（噴霧）可能なバーナチップ１３２とを有している。バーナチップ１３２は、スプレイプレート４２と第１バックプレート１３３と第２バックプレート１３４とから構成され、図示しない締付リングにより一体に連結されている。

【0100】

スプレイプレート４２は、第１凹部５１が形成されると共に、３種類の混合流体噴出孔５２，５３，５４が形成されている。各混合流体噴出孔５２，５３，５４は、基端部が第１凹部５１に連通すると共に先端部が外部に開口しており、周方向に均等間隔で複数設けられている。また、バーナチップ１０２は、外側から、第１混合流体噴出孔５２、第２混合流体噴出孔５３、第３混合流体噴出孔５４が順に位置し、バーナチップ１３２の径方向に並んで配置されている。

【0101】

第１バックプレート１３３は、円盤形状をなし、先端部に円柱形状をなす第２凹部１４１が形成されている。この第１バックプレート１３３に形成された第２凹部１４１は、スプレイプレート４２に形成された第１凹部５１と対向し、且つ、各凹部５１，１４１は、ほぼ同径に設定されている。本実施例では、この第１凹部５１と第２凹部１４１により混合室１４２が構成されており、各混合流体噴出孔５２，５３，５４は、基端部がこの混合室１４２に連通することとなる。

【0102】

第１バックプレート１３３は、第２凹部１４１（混合室１４２）の外周側にリング形状をなす噴出チャンバ１４３が形成されている。この噴出チャンバ１４３は、複数の連通路１４４を介して第２凹部１４１（混合室１４２）と連通している。

【0103】

第２バックプレート１３４は、円盤形状をなし、基端部に円柱形状をなす燃料チャンバ（流体燃料チャンバ）１４５が形成されると共に、燃料チャンバ１４５の外側にリング形状をなす蒸気チャンバ（微粒化流体チャンバ）１４６が形成されている。燃料チャンバ１４５は、燃料供給配管２２（燃料供給経路２２ａ）が連結されて燃料が供給可能となっており、蒸気チャンバ１４６は、蒸気供給配管２５（蒸気供給経路２５ａ）が連結されて蒸気が供給可能となっている。

【0104】

そして、各バックプレート１３３，１３４は、蒸気を蒸気チャンバ１４６から混合室１４２に供給する複数の蒸気供給通路（第１微粒化流体供給通路）１５１が設けられている。この各第１蒸気供給通路１５１は、少なくともその先端部がバーナチップ１３２の基端側、つまり、第１バックプレート１３３に長手方向（バーナチップ１０２の軸心Ｏ）に沿って設けられている。即ち、第１蒸気供給通路１５１は、第１バックプレート１３３側に形成された第１通路１５１ａと第２バックプレート１３４側に形成された第２通路１５１ｂとに分割して構成されている。そして、第１バックプレート１３３と第２バックプレート１３４の間、つまり、第１バックプレート１３３の基端部（バーナチップ１３２の軸心Ｏ位置）に蒸気中間チャンバ（微粒化流体中間チャンバ）１５１ｃが設けられ、この蒸気中間チャンバ１５１ｃは、第１通路１５１ａの先端部と第２通路１５１ｂの基端部が連通している。即ち、第１蒸気供給通路１５１は、第１通路１５１ａと第２通路１５１ｂとが蒸気中間チャンバ１５１ｃを挟んだ屈曲形状となっており、第１通路１５１ａが、バーナチップ１３２の軸心Ｏに沿った直線形状となっている。

【0105】

また、各バックプレート１３３，１３４は、燃料を燃料チャンバ１４５から混合室１４２にその外周側から供給する流体供給通路として、複数の第２燃料供給通路（第２流体燃料供給通路）１５２が設けられている。この各第２燃料供給通路１５２は、少なくともその先端部がバーナチップ１３２の基端側、つまり、第１バックプレート１３３に長手方向（バーナチップ１３２の軸心Ｏ）に沿って、且つ、各第１蒸気供給通路１５１より外周側に設けられている。即ち、第２燃料供給通路１５２は、第１バックプレート１３３側に形成された第１通路１５２ａと第２バックプレート１３４側に形成された第２通路１５２ｂとに分割して構成されている。そして、第１バックプレート１３３と第２バックプレート１３４の間、つまり、第１バックプレート１３３の基端部（蒸気中間チャンバ１５１ｃの外周位置）にリング形状をなす燃料中間チャンバ（流体燃料中間チャンバ）１５２ｃが設けられ、この燃料中間チャンバ１５２ｃは、第１通路１５２ａの先端部と第２通路１５２ｂの基端部が連通している。即ち、第１燃料供給通路１５２は、第１通路１５２ａと第２通路１５２ｂとが燃料中間チャンバ１５２ｃを挟んだ屈曲形状となっており、第１通路１５２ａが、バーナチップ１３２の軸心Ｏに沿った直線形状となっている。そして、各第２燃料供給通路１５２は、噴出チャンバ１４３に連結されている。

【0106】

また、第１蒸気供給通路１５１は、バーナチップ１３２の周方向に沿って均等間隔で複数配置されている。また、第１蒸気供給通路１５１と第２燃料供給通路１５２、噴出チャンバ１４３、連通路１４４とは、バーナチップ１３２の径方向に対向して配置されている。

【0107】

ここで、上述した実施例３の燃焼バーナ１３１（バーナチップ１３２）の作用について詳細に説明する。なお、図８及び図９にて、燃料の流れを黒塗りの矢印で表し、蒸気の流れを白抜きの矢印で表している。

【0108】

蒸気供給配管２５を通して蒸気がバーナチップ１３２の蒸気チャンバ１４６に供給されると、この蒸気は、複数の第１蒸気供給通路１５１を通して混合室１４２に供給される。また、燃料供給配管２２を通して燃料が燃料チャンバ１４５に供給されると、この燃料は、複数の第２燃料供給通路１５２、噴出チャンバ１４３、連通路１４４を通して混合室１４２に外周側から供給される。

【0109】

このとき、複数の第１蒸気供給通路１５１を通して混合室１４２に供給される蒸気に対して、燃料が複数の第２燃料供給通路１５２から噴出チャンバ１４３を介して各連通路１４４を通して混合室１４２に供給されることから、混合室１４２へバーナチップ１３２の軸心Ｏ方向に供給される蒸気と、混合室１４２へバーナチップ１３２の径方向に供給される燃料とがぶつかり合い、燃料と蒸気とが効率良く混合する。

【0110】

そして、混合室１４２にて、バーナチップ１３２の軸心Ｏ方向に供給される蒸気とバーナチップ１３２の径方向に供給される燃料とがぶつかり合うことから、燃料と蒸気とが効率良く混合し、燃料はこの蒸気により微粒化が促進される。そのため、燃料が蒸気により微粒化された混合流体は、混合室１４２から各混合流体噴出孔５２，５３，５４を通して外部に噴出（噴霧）される。

【0111】

このように実施例３のバーナチップにあっては、長手方向に沿って蒸気を混合室１４２に供給する複数の第１蒸気供給通路１５１と、第１蒸気供給通路１５１より外周側に設けられて燃料を混合室１４２にその外周側から供給する複数の第２燃料供給通路１５２を設けている。

【0112】

従って、複数の第１蒸気供給通路１５１から混合室１４２に供給された蒸気に対して、複数の第２燃料供給通路１５２により燃料がその外周側から混合室１４２に供給されることで、混合室１４２にて、燃料と蒸気を効率良く混合することが可能となり、蒸気による燃料の微粒化を促進することで、燃焼性を向上させることができる。

【0113】

なお、上述した実施例では、バーナチップの長手方向に沿って第１流体燃料供給通路と第１微粒化流体供給通路が平行をなすように設けたが、第１流体燃料供給通路と第１微粒化流体供給通路を平行に設ける必要はなく、第１流体燃料供給通路と第１微粒化流体供給通路は、先端が混合室の基端面側に連通していればよいものである。また、第２流体燃料供給通路と第２微粒化流体供給通路は、先端が混合室の外周面に連通していればよいものである。

【0114】

また、上述した実施例では、第１流体燃料供給通路と第１微粒化流体供給通路を周方向に交互に設けたが、必ずしも交互に設ける必要はなく、少なくとも一部の第１流体燃料供給通路と第１微粒化流体供給通路が隣接して設けられていればよいものである。この場合、第１流体燃料供給通路と第１微粒化流体供給通路とが周方向または径方向に隣接している必要はなく、ランダムに設けてもよいものである。

【0115】

また、上述した実施例では、バーナチップの先端部に３種類の混合流体噴出孔を設けたが、１種類でもよく、２種類、４種類以上としてもよい。

【符号の説明】

【0116】

１０ 油焚きボイラ
１１ 火炉
２１，１０１，１３１ 燃焼バーナ
２２ 燃料供給配管
２５ 蒸気供給配管
４１，１０２，１３２ バーナチップ
４２ スプレイプレート（チップ本体）
４３，１０３，１３３ 第１バックプレート（チップ本体）
４４，１０４，１３４ 第２バックプレート（チップ本体）
５２，５３，５４ 混合流体噴出孔
５６，１１２，１４２ 混合室
５７，５７ａ，５７ｂ，１１３，１４３ 噴出チャンバ
５８，５８ａ，５８ｂ，１１４，１４４ 連通路
５９，１４５ 燃料チャンバ（流体燃料チャンバ）
６０，１１５，１４６ 蒸気チャンバ（微粒化流体チャンバ）
６１，１２１ 第１燃料供給通路（第１流体燃料供給通路）
６２，１２２，１５１ 第１蒸気供給通路（第１微粒化流体供給通路）
６２ｃ，１２２ｃ，１５１ｃ 蒸気中間チャンバ（微粒化流体中間チャンバ）
６３，１５２ 第２燃料供給通路（第２流体燃料供給通路）
６３ｃ，１５２ｃ 燃料中間チャンバ（流体燃料中間チャンバ）
６４，１２３ 第２蒸気供給通路（第２微粒化流体供給通路）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】