特許 6049503 燃焼バーナ及びボイラ

(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】6049503

(24)【登録日】2016年12月2日

(45)【発行日】2016年12月21日

(54)【発明の名称】燃焼バーナ及びボイラ

(51)【国際特許分類】

   F23D 1/00 20060101AFI20161212BHJP

   F23D 14/24 20060101ALI20161212BHJP

   F23D 17/00 20060101ALI20161212BHJP

【ＦＩ】

   F23D1/00 C

   F23D14/24 C

   F23D17/00 102

【請求項の数】11

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2013-45863(P2013-45863)

(22)【出願日】2013年3月7日

(65)【公開番号】特開2014-173777(P2014-173777A)

(43)【公開日】2014年9月22日

【審査請求日】2015年2月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱日立パワーシステムズ株式会社

(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】松本 啓吾

(72)【発明者】

【氏名】藤村 皓太郎

(72)【発明者】

【氏名】武野 計二

(72)【発明者】

【氏名】堂本 和宏

(72)【発明者】

【氏名】平原 悠智

(72)【発明者】

【氏名】田中 隆一郎

【審査官】 黒石 孝志

(56)【参考文献】

【文献】 特開平２−１１０２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２４３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−３０７１４（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｄ １／００

Ｆ２３Ｄ １４／２４

Ｆ２３Ｄ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体燃料を噴射可能な起動用燃料ノズルと、
前記起動用燃料ノズルの外側にリング形状をなすように配置されて固体燃料と１次空気とを混合した燃料ガスを噴出可能な燃料ノズルと、
前記燃料ノズルの内部であって前記燃料ガスの噴射方向下流側の軸心側に配置された保炎器と、
前記燃料ノズルの外側にリング形状をなすように配置され、２次空気を直進流として噴出可能な２次空気ノズルと、
前記２次空気ノズルの外側にリング形状をなすように配置されて３次空気を噴出可能な３次空気ノズルと、
を備え、
前記保炎器は、前記燃料ノズルにおける燃料ガスの流動方向の下流側に向けて、該燃料ノズルの内面側から外面側に傾斜する傾斜面を有する、
ことを特徴とする燃焼バーナ。

【請求項2】

前記保炎器は、前記燃料ノズルにおける燃料ガスの流動方向の下流側に向けて径方向の長さが長くな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】

前記保炎器は、前記燃料ノズルにおける燃料ガスの流動方向の下流側に向けて周方向の幅が広くなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃焼バーナ。

【請求項4】

前記保炎器は、周方向に均等間隔で拡張部が設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の燃焼バーナ。

【請求項5】

前記保炎器は、正面視が星形状をなすことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の燃焼バーナ。

【請求項6】

前記保炎器は、正面視がリング形状をなすことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の燃焼バーナ。

【請求項7】

前記保炎器は、周方向に均等間隔で前記燃料ノズルの外面側に開口する切欠部が設けられることを特徴とする請求項６に記載の燃焼バーナ。

【請求項8】

前記保炎器は、正面視が矩形のリング形状をなすことを特徴とする請求項６に記載の燃焼バーナ。

【請求項9】

前記保炎器は、径方向に沿うと共に周方向に均等間隔で配置される複数の第１保炎部と、リング形状をなして前記複数の第１保炎部に連結される第２保炎部とを有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の燃焼バーナ。

【請求項10】

前記３次空気ノズルに３次空気に旋回力を付与する旋回力付与装置が設けられることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一つに記載の燃焼バーナ。

【請求項11】

中空形状をなして鉛直方向に沿って設置される火炉と、
前記火炉内に火炎を形成可能な燃焼装置と、
を有し、
前記燃焼装置は、前記請求項１から請求項１０のいずれか一つに記載の燃焼バーナが水平方向に対向して配置されて構成される、
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、発電用または工場用などのために蒸気を生成するためのボイラに適用される燃焼バーナ、並びに、この燃焼バーナが適用されるボイラに関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば、従来の微粉炭焚きボイラは、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、石炭が粉砕された微粉炭（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】

このような微粉炭焚きボイラの燃焼バーナとしては、例えば、下記特許文献１、２に記載されたものがある。特許文献１に記載された燃焼装置では、微粉炭噴出孔（１次流路）の内部の中心と外周部との間に保炎器を設けることで、この保炎器に微粉炭濃縮流を衝突させ、広い負荷範囲において安定して低ＮＯｘ燃焼を可能とするものである。また、特許文献２に記載された固体燃料用バーナは、固体燃料と輸送気体からなる固気２相流が流れる１次流路に末広がり状のブラフボディ保炎器を設けることで、着火・保炎を損なわずに内部保炎器の冷却性を良くするものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平０８−１３５９１９号公報

【特許文献2】特開平０９−２０３５０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した特許文献１の燃焼装置にあっては、微粉炭と空気との燃料ガスが保炎器に衝突したとき、この保炎器の後端部で流れが剥離し、保炎器前端部での保炎能力を十分に発揮することが困難となってしまう。また、特許文献２に記載された固体燃料用バーナにあっては、ブラフボディ保炎器により保炎することができるものの、１次流路の外周側で保炎することから、２次流路を流れる２次空気と混合し、高温での燃焼が進行してＮＯｘが発生してしまうという問題がある。

【0006】

本発明は、上述した課題を解決するものであり、固体燃料と空気とが混合した燃料ガスの適正な流れを実現可能とする燃焼バーナ及び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、液体燃料を噴射可能な起動用燃料ノズルと、前記起動用燃料ノズルの外側にリング形状をなすように配置されて固体燃料と１次空気とを混合した燃料ガスを噴出可能な燃料ノズルと、前記燃料ノズルの先端部における軸心側に循環する循環流を形成可能な保炎器と、前記燃料ノズルの外側にリング形状をなすように配置されて２次空気を噴出可能な２次空気ノズルと、前記２次空気ノズルの外側にリング形状をなすように配置されて３次空気を噴出可能な３次空気ノズルと、を有することを特徴とするものである。

【0008】

従って、燃料ガスが燃料ノズルから火炉内に噴射され、その外側に２次空気が２次空気ノズルから火炉内に噴射され、その外側に３次空気が３次空気ノズルから火炉内に吹き込まれる。この微粉燃料混合気は、燃料ノズルの先端部にて、保炎器により軸心側に循環する循環流となることから、燃焼火炎の内部保炎を実現することができる。そして、燃料ノズルにおける先端部の軸心側で燃料ガスの着火及び保炎が行われることから、２次空気ノズルから吹き込まれる２次空気との混合が抑制され、燃焼火炎の生成領域で高酸素領域の発生を抑制することができ、燃焼火炎の外周部における有害物質の発生量を低減することができる。その結果、燃料ガスの適正な流れを実現することができる。

【0009】

本発明の燃焼バーナでは、前記保炎器は、前記燃料ノズルにおける燃料ガスの流動方向の下流側に向けて径方向の長さが長くなることを特徴としている。

【0010】

従って、保炎器により適正に燃料ガスを軸心側に循環する循環流とすることができ、燃焼火炎の内部保炎を実現することができる。

【0011】

本発明の燃焼バーナでは、前記保炎器は、前記燃料ノズルにおける燃料ガスの流動方向の下流側に向けて内面側から外面側に傾斜する傾斜部を有することを特徴としている。

【0012】

従って、傾斜部により適正に燃料ガスを軸心側に循環する循環流とすることができ、構造の簡素化を可能とすることができる。

【0013】

本発明の燃焼バーナでは、前記保炎器は、前記燃料ノズルにおける燃料ガスの流動方向の下流側に向けて周方向の幅が広くなることを特徴としている。

【0014】

従って、保炎器により燃料ガスを軸心側だけでなく、周方向にも循環する循環流とすることができ、燃焼火炎の安定した内部保炎を実現することができる。

【0015】

本発明の燃焼バーナでは、前記保炎器は、周方向に均等間隔で拡張部が設けられることを特徴としている。

【0016】

従って、構造の簡素化を可能とすることができる。

【0017】

本発明の燃焼バーナでは、前記保炎器は、正面視が星形状をなすことを特徴としている。

【0018】

従って、保炎器が星形状をなすことで、軸心側に循環する循環流を複数の箇所で形成することができ、燃焼火炎の安定した内部保炎を実現することができる。

【0019】

本発明の燃焼バーナでは、前記保炎器は、正面視がリング形状をなすことを特徴としている。

【0020】

従って、保炎器がリング形状をなすことで、簡単な構成で容易に軸心側に循環する循環流を形成することができる。

【0021】

本発明の燃焼バーナでは、前記保炎器は、周方向に均等間隔で前記燃料ノズルの外面側に開口する切欠部が設けられることを特徴としている。

【0022】

従って、クリンカが切欠部を通過することで、保炎器へのクリンカの付着を防止することができ、燃焼火炎の安定した内部保炎を実現することができる。

【0023】

本発明の燃焼バーナでは、前記保炎器は、正面視が矩形のリング形状をなすことを特徴としている。

【0024】

従って、保炎器が矩形のリング形状をなすことで、簡単な構成で容易に軸心側に循環する循環流を形成することができる。

【0025】

本発明の燃焼バーナでは、前記保炎器は、径方向に沿うと共に周方向に均等間隔で配置される複数の第１保炎部と、リング形状をなして前記複数の第１保炎部に連結される第２保炎部とを有することを特徴としている。

【0026】

従って、保炎器を第１保炎部と第２保炎部を交差して形成することで、燃焼ガスが通過する複数の開口部により軸心側に循環する循環流を複数の箇所で形成することができ、燃焼火炎の安定した内部保炎を実現することができる。

【0027】

本発明の燃焼バーナでは、前記３次空気ノズルに３次空気に旋回力を付与する旋回力付与装置が設けられることを特徴としている。

【0028】

従って、２次空気が旋回することなく直進流として吹き込まれることで、燃料ガスと燃焼火炎との早期混合が抑制され、燃焼火炎と２次空気との混合によるＮＯｘ発生量を低減することができ、また、３次空気が旋回しながら吹き込まれることで、３次空気による燃焼ガスへの影響を少なくし、燃料ガスの早期着火を抑制し、燃焼火炎と３次空気との混合による有害物質発生量を低減することができる。

【0029】

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、前記火炉内に火炎を形成可能な燃焼装置と、を有し、前記燃焼装置は、上述した燃焼バーナが水平方向に対向して配置されて構成される、ことを特徴とするものである。

【0030】

従って、燃焼火炎の生成領域で高酸素領域の発生を抑制することができ、燃焼火炎の外周部における有害物質の発生量を低減することができる。その結果、燃料ガスの適正な流れを実現することができる。

【発明の効果】

【0031】

本発明の燃焼バーナ及びボイラによれば、燃焼バーナの燃料ノズルの先端部に軸心側に循環する循環流を形成可能な保炎器を設けるので、燃料ガスと２次空気との混合が抑制され、燃焼火炎の生成領域で高酸素領域の発生を抑制することができ、燃焼火炎の外周部における有害物質の発生量を低減することができ、その結果、燃料ガスの適正な流れを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】図１は、本発明の実施例１に係る燃焼バーナを表す正面図である。

【図2】図２は、実施例１の燃焼バーナを表す縦断面図である。

【図3】図３は、燃焼バーナの保炎器を表す図１のIII−III断面図である。

【図4】図４は、実施例１の燃焼バーナにおける変形例を表す縦断面図である。

【図5】図５は、実施例１の燃焼バーナにおける変形例を表す縦断面図である。

【図6】図６は、実施例１の燃焼バーナにおける変形例を表す縦断面図である。

【図7】図７は、実施例１の燃焼バーナが適用された微粉炭焚きボイラを表す概略構成図である。

【図8】図８は、微粉炭焚きボイラにおける燃焼バーナを表す平面図である。

【図9】図９は、本発明の実施例２に係る燃焼バーナを表す正面図である。

【図10】図１０は、実施例２の燃焼バーナを表す縦断面図である。

【図11】図１１は、本発明の実施例３に係る燃焼バーナを表す正面図である。

【図12】図１２は、実施例３の燃焼バーナを表す図１１のＸ−Ｘ断面図である。

【図13】図１３は、実施例３の燃焼バーナを表す図１１のXI−XI断面図である。

【図14】図１４は、本発明の実施例４に係る燃焼バーナを表す正面図である。

【図15】図１５は、実施例４の燃焼バーナを表す縦断面図である。

【図16】図１６は、本発明の実施例５に係る燃焼バーナを表す正面図である。

【図17】図１７は、実施例５の燃焼バーナを表す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下に添付図面を参照して、本発明の燃焼バーナ及び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】

【0034】

図１は、本発明の実施例１に係る燃焼バーナを表す正面図、図２は、実施例１の燃焼バーナを表す縦断面図、図３は、燃焼バーナの保炎器を表す図１のIII−III断面図、図４から図６は、実施例１の燃焼バーナにおける変形例を表す縦断面図、図７は、実施例１の燃焼バーナが適用された微粉炭焚きボイラを表す概略構成図、図８は、微粉炭焚きボイラにおける燃焼バーナを表す平面図である。

【0035】

実施例１の燃焼バーナが適用された微粉炭焚きボイラは、石炭を粉砕した微粉炭を固体燃料として用い、この微粉炭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。

【0036】

この実施例１において、図７に示すように、微粉炭焚きボイラ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。

【0037】

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。本実施例にて、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。

【0038】

そして、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０を介して微粉炭機（ミル）３１，３２，３３，３４，３５に連結されている。この微粉炭機３１，３２，３３，３４，３５は、図示しないが、ハウジング内に鉛直方向に沿った回転軸心をもって粉砕テーブルが駆動回転可能に支持され、この粉砕テーブルの上方に対向して複数の粉砕ローラが粉砕テーブルの回転に連動して回転可能に支持されて構成されている。従って、石炭が複数の粉砕ローラと粉砕テーブルとの間に投入されると、ここで所定の大きさまで粉砕され、搬送空気（１次空気）により分級された微粉炭を微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０から燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給することができる。

【0039】

また、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は、他端部に送風機３８が装着されている。従って、送風機３８により送られた燃焼用空気（２次空気、３次空気）を、空気供給配管３７から風箱３６に供給し、この風箱３６から各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給することができる。

【0040】

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２１，２２，２３，２４，２５は、ほぼ同様の構成をなしていることから、最上段に位置する燃焼バーナ２１についてのみ説明する。

【0041】

燃焼バーナ２１は、図８に示すように、火炉１１における対向する２つの壁面１１ａ，１１ｂに設けられる複数の燃焼バーナ２１ａ，２１ｂから構成されている。４個の燃焼バーナ２１ａは、一方の壁面１１ａに設けられ、４個の燃焼バーナ２１ｂは、他方の壁面１１ｂに設けられ、燃焼バーナ２１ａと燃焼バーナ２１ｂは、吹き込み口が互いに対向して配置されている。そして、各燃焼バーナ２１ａ，２１ｂは、微粉炭供給管２６から分岐した各分岐管２６ａ，２６ｂ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が風箱３６ａ，３６ｂに連結されている。

【0042】

従って、火炉１１の各壁面１１ａ，１１ｂにある各燃焼バーナ２１ａ，２１ｂは、火炉１１に対して、微粉炭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外側に燃焼用空気を吹き込む。そして、各燃焼バーナ２１ａ，２１ｂからの微粉燃料混合気に着火することで、４つの火炎Ｆ１，Ｆ２を形成することができ、この各火炎Ｆ１と各火炎Ｆ２は、火炉１１の上方から見て左右から衝突する火炎流となる。

【0043】

そのため、燃焼装置１２にて、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭と１次空気とを混合した微粉燃料混合気（燃料ガス）を火炉１１内に吹き込み可能であると共に、２次空気を火炉１１内に吹き込み可能となっており、図示しない点火トーチにより微粉燃料混合気に点火することで、火炎を形成することができる。

【0044】

なお、後述するが、ボイラの起動時に、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、油燃料を火炉１１内に噴射して火炎を形成している。

【0045】

火炉１１は、上部に煙道４０が連結されており、この煙道４０に、対流伝熱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）４１，４２、再熱器４３，４４、節炭器（エコノマイザ）４５，４６，４７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。

【0046】

煙道４０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４８が連結されている。この排ガス管４８は、空気ダクト３７との間にエアヒータ４９が設けられ、空気ダクト３７を流れる空気と、排ガス管４８を流れる排ガスとの間で熱交換を行い、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。

【0047】

なお、排ガス管４８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。

【0048】

このように構成された石炭焚きボイラ１０にて、微粉炭機３１，３２，３３，３４，３５が駆動すると、生成された微粉炭が搬送用空気（１次空気）と共に微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０を通して燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給される。また、加熱された燃焼用空気（２次空気、３次空気）が空気ダクト３７から風箱３６を介して各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給される。すると、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭と搬送用空気とが混合した微粉燃料混合気を火炉１１に吹き込むと共に燃焼用空気を火炉１１に吹き込み、このときに着火することで火炎を形成することができる。この火炉１１では、微粉燃料混合気と燃焼用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４０に排出される。

【0049】

なお、火炉１１では、空気の供給量が微粉炭の供給量に対して理論空気量未満となるように設定されることで、内部が還元雰囲気に保持される。そして、微粉炭の燃焼により発生したＮＯｘが火炉１１で還元され、その後、アディショナルエアが追加供給されることで微粉炭の酸化燃焼が完結され、微粉炭の燃焼によるＮＯｘの発生量が低減される。

【0050】

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４５，４６，４７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４１，４２に導入され、燃焼ガスによって過熱される。過熱器４１，４２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中途で取り出した蒸気は、再熱器４３，４４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。

【0051】

その後、煙道４０の節炭器４５，４６，４７を通過した排ガスは、排ガス管４８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。

【0052】

このように構成された燃焼バーナ２１（２１ａ，２１ｂ）は、図１から図３に示すように、中心（軸心Ｏ）側から、起動用燃料ノズル５１と、燃料ノズル５２と、２次空気ノズル５３と、３次空気ノズル５４とが設けられると共に、保炎器５５が設けられている。

【0053】

起動用燃料ノズル５１は、軸心Ｏを中心とする円筒管であり、液体燃料としての油を火炉１１内に噴射可能となっている。この起動用燃料ノズル５１は、ボイラ起動時に、油を火炉１１内に噴射して点火することで、火炉１１内に火炎を形成することができる。

【0054】

燃料ノズル５２は、起動用燃料ノズル５１の外側にリング形状をなすように配置されており、微粉炭（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（燃料ガス）を火炉１１内に噴射可能となっている。２次空気ノズル５３は、燃料ノズル５２の外側にリング形状をなすように配置されており、燃料ノズル５２から噴射された微粉燃料混合気の外周側に燃焼用空気（２次空気）を噴射可能となっている。３次空気ノズル５４は、２次空気ノズル５３の外側にリング形状をなすように配置されており、２次空気ノズル５３から噴射された２次空気の外周側に３次空気を噴射可能となっている。

【0055】

また、保炎器５５は、燃料ノズル５２の内部であって、微粉燃料混合気の噴射方向の下流側で、且つ、軸心Ｏ側に配置されることで、微粉燃料混合気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５５は、燃料ノズル５２の先端部における軸心Ｏ側に循環する循環流Ｃ１を形成可能となっている。

【0056】

この保炎器５５は、燃焼バーナ２１の正面視が星形状をなしている。即ち、保炎器５５は、燃料ノズル５２の内周面側に、周方向に所定間隔（均等間隔）で複数（本実施例では、６個）の拡張部６１が設けられて構成されている。この各拡張部６１は、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の下流側に向けて燃料ノズル５２における径方向の長さが長くなるように設定されている。また、各拡張部６１は、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の下流側に向けて燃料ノズル５２における周方向の幅が広くなるように設定されている。

【0057】

そのため、各拡張部６１は、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の上流側に向けて細くなる三角錐形状をなし、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の下流端側にこの燃料ガスの流動方向に直交する端面６１ａと、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の下流側に向けて内面側から外面側に傾斜する２個の傾斜面（傾斜部）６１ｂが設けられている。

【0058】

また、３次空気ノズル５４は、内部を流動する３次空気に旋回力を付与する旋回力付与装置としてのスワール６２が設けられている。なお、旋回力付与装置としてダンパなどを適用してもよい。

【0059】

このように構成された燃焼バーナ２１にて、微粉炭と１次空気とを混合した微粉燃料混合気が燃料ノズル５２から火炉１１内に吹き込まれると共に、その外側にて２次空気が２次空気ノズル５３から火炉１１内に吹き込まれ、その外側にて３次空気が３次空気ノズル５４から火炉１１内に吹き込まれる。このとき、微粉燃料混合気は、燃料ノズル５２の先端部にて、保炎器５５により分岐されて着火され、燃焼して燃焼ガスとなる。また、この微粉燃料混合気の外周に２次空気が吹き込まれることで、燃料ガスの燃焼が促進される。更に、燃焼火炎の外周に旋回する３次空気が吹き込まれることで、２次空気と３次空気の割合を調整し、最適な燃焼を得ることができる。

【0060】

そして、この燃焼バーナ２１は、保炎器５５がスプリット形状をなすため、微粉燃料混合気が燃料ノズル５２の出口で保炎器５５により軸心Ｏ側に循環する循環流Ｃ１が形成される。この循環流Ｃ１は、各拡張部６１の各傾斜面６１ｂにより燃料ノズル５２の径方向の外側から内側へ、且つ、周方向の外側から内側へ端面６１ａに向けて流れ込むものであり、燃料ノズル５２における軸心Ｏ（起動用燃料ノズル５１）側にて、燃料ガスの着火及び保炎が行われる。これにより、燃焼火炎の内部保炎が実現される。

【0061】

そのため、燃料ノズル５２における軸心Ｏ側で微粉燃料混合気の着火及び保炎が行われることから、２次空気ノズル５３から吹き込まれる２次空気との混合が抑制され、燃焼火炎の生成領域で高酸素領域の発生が抑制され、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。

【0062】

また、燃焼バーナ２１は、内部保炎する構成が採用されるため、２次空気ノズル５３から吹き込まれる２次空気が直進流として供給される。即ち、２次空気が旋回することなく直進流として吹き込まれることで、燃焼火炎との早期混合が抑制され、燃焼火炎と２次空気との混合によるＮＯｘ発生量が低減される。更に、燃焼バーナ２１は、３次空気ノズル５４から吹き込まれる３次空気がスワール６２により旋回流として供給される。即ち、２次空気が旋回することなく直進流として吹き込まれ、３次空気が旋回しながら吹き込まれることで、３次空気による微粉燃料混合気（１次空気）への影響が少なくなる。そのため、３次空気の旋回によるせん断力により、微粉燃料混合気の着火が抑制され、燃焼火炎と３次空気との混合によるＮＯｘ発生量が低減される。

【0063】

なお、燃焼バーナ２１にて、保炎器５５の構成は、上述した実施例に限定されるものではない。

【0064】

例えば、図４に示すように、燃焼バーナ７１は、中心側から、起動用燃料ノズル５１と、燃料ノズル５２と、２次空気ノズル５３と、３次空気ノズル５４とが設けられると共に、保炎器５５が設けられている。

【0065】

そして、この燃焼バーナ７１は、燃料ノズル５２と２次空気ノズル５３との間に所定厚さの壁部（空間部）７２が設けられることで、燃料ノズル５２に対して２次空気ノズル５３が所定距離だけ外側に離間して配置されている。

【0066】

従って、微粉炭と１次空気とを混合した微粉燃料混合気が燃料ノズル５２から火炉１１内に吹き込まれると共に、その外側にて２次空気が２次空気ノズル５３から火炉１１内に吹き込まれ、その外側にて３次空気が３次空気ノズル５４から火炉１１内に吹き込まれる。このとき、微粉燃料混合気は、燃料ノズル５２の先端部にて、保炎器５５により分岐されて着火され、燃焼して燃焼ガスとなる。また、この微粉燃料混合気の外周に２次空気が吹き込まれることで、燃料ガスの燃焼が促進される。更に、燃焼火炎の外周に旋回する３次空気が吹き込まれることで、２次空気と３次空気の割合を調整し、最適な燃焼を得ることができる。

【0067】

このとき、微粉燃料混合気が燃料ノズル５２の出口で保炎器５５により軸心Ｏ側に循環する循環流Ｃ１が形成される。一方、壁部７２により燃料ノズル５２から所定距離だけ離れた外側から２次空気ノズル５３から２次空気が直進流として噴射される。そのため、保炎器５５により燃料ノズル５２における軸心Ｏ側で燃料ガスの着火及び保炎が行われると共に、微粉燃料混合気と２次空気との混合が抑制され、燃焼火炎の生成領域で高酸素領域の発生が抑制され、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。

【0068】

また、図５に示すように、燃焼バーナ８１は、中心側から、起動用燃料ノズル５１と、燃料ノズル５２と、２次空気ノズル８２と、３次空気ノズル８３とが設けられると共に、保炎器５５が設けられている。

【0069】

そして、この燃焼バーナ８１は、燃料ノズル５２における径方向の長さに対して、２次空気ノズル８２における径方向の長さが長く、３次空気ノズル８３における径方向の長さが短く設定されている。

【0070】

従って、微粉炭と１次空気とを混合した微粉燃料混合気が燃料ノズル５２から火炉１１内に吹き込まれると共に、その外側にて２次空気が２次空気ノズル８２から火炉１１内に吹き込まれ、その外側にて３次空気が３次空気ノズル８３から火炉１１内に吹き込まれる。このとき、微粉燃料混合気は、燃料ノズル５２の先端部にて、保炎器５５により分岐されて着火され、燃焼して燃焼ガスとなる。また、この微粉燃料混合気の外周に２次空気が吹き込まれることで、燃料ガスの燃焼が促進される。更に、燃焼火炎の外周に旋回する３次空気が吹き込まれることで、２次空気と３次空気の割合を調整し、最適な燃焼を得ることができる。

【0071】

このとき、微粉燃料混合気が燃料ノズル５２の出口で保炎器５５により軸心Ｏ側に循環する循環流Ｃ１が形成される。一方、径方向の長さが長い２次空気ノズル８２から２次空気が直進流として噴射される。そのため、保炎器５５により燃料ノズル５２における軸心Ｏ側で燃料ガスの着火及び保炎が行われると共に、微粉燃料混合気と２次空気との混合が抑制され、燃焼火炎の生成領域で高酸素領域の発生が抑制され、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。

【0072】

また、図６に示すように、燃焼バーナ９１は、中心側から、起動用燃料ノズル５１と、燃料ノズル５２と、２次空気ノズル９２と、３次空気ノズル９３とが設けられると共に、保炎器５５が設けられている。

【0073】

そして、この燃焼バーナ９１は、２次空気ノズル９２の外周壁が外方に拡張し、３次空気ノズル９３の外周壁が外方に拡張している。

【0074】

従って、微粉炭と１次空気とを混合した微粉燃料混合気が燃料ノズル５２から火炉１１内に吹き込まれると共に、その外側にて２次空気が２次空気ノズル９２から火炉１１内に吹き込まれ、その外側にて３次空気が３次空気ノズル９３から火炉１１内に吹き込まれる。このとき、微粉燃料混合気は、燃料ノズル５２の先端部にて、保炎器５５により分岐されて着火され、燃焼して燃焼ガスとなる。また、この微粉燃料混合気の外周に２次空気が吹き込まれることで、燃料ガスの燃焼が促進される。更に、燃焼火炎の外周に旋回する３次空気が吹き込まれることで、２次空気と３次空気の割合を調整し、最適な燃焼を得ることができる。

【0075】

このとき、微粉燃料混合気が燃料ノズル５２の出口で保炎器５５により軸心Ｏ側に循環する循環流Ｃ１が形成される。一方、２次空気ノズル９２から２次空気が直進流として外方に噴射され、３次空気ノズル９３から３次空気が旋回流として外方に噴射される。そのため、保炎器５５により燃料ノズル５２における軸心Ｏ側で燃料ガスの着火及び保炎が行われると共に、微粉燃料混合気と２次空気及び３次空気との混合が抑制され、燃焼火炎の生成領域で高酸素領域の発生が抑制され、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。

【0077】

このように実施例１の燃焼バーナにあっては、油燃料を噴射可能な起動用燃料ノズル５１と、起動用燃料ノズル５１の外側にリング形状をなすように配置されて微粉炭と１次空気とを混合した微紛燃料混合気を噴出可能な燃料ノズル５２と、燃料ノズル５２の外側にリング形状をなすように配置されて２次空気を噴出可能な２次空気ノズル５３と、２次空気ノズル５３の外側にリング形状をなすように配置されて３次空気を噴出可能な３次空気ノズル５４と、燃料ノズル５２の先端部における軸心Ｏ側に循環する循環流Ｃ１を形成可能な保炎器５５とを設けている。

【0078】

従って、微紛燃料混合気が燃料ノズル５２から火炉１１内に噴射され、その外側に２次空気が２次空気ノズル５３から火炉１１内に噴射され、その外側に３次空気が３次空気ノズル５４から火炉１１内に噴射される。この微粉燃料混合気は、燃料ノズル５２の先端部にて、保炎器５５により軸心Ｏ側に循環する循環流Ｃ１となることから、燃焼火炎の内部保炎を実現することができる。そして、燃料ノズル５２における先端部の軸心Ｏ側で微紛燃料混合気の着火及び保炎が行われることから、２次空気ノズル５３から吹き込まれる２次空気との混合が抑制され、燃焼火炎の生成領域で高酸素領域の発生を抑制することができ、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘなどの有害物質の発生量を低減することができる。その結果、微紛燃料混合気の適正な流れを実現することができる。

【0079】

実施例１の燃焼バーナでは、保炎器５５が燃料ノズル５２における微紛燃料混合気の流動方向の下流側に向けて径方向の長さが長く設定されている。また、保炎器５５が燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の下流側に向けて周方向の幅が広く設定されている。具体的には、保炎器として、周方向に均等間隔で拡張部６１を設け、微紛燃料混合気の流動方向の下流側に向けて内面側から外面側に傾斜する傾斜面６１ｂが形成されている。

【0080】

従って、保炎器５５により適正に微紛燃料混合気を軸心Ｏ側や周方向に循環する循環流Ｃ１とすることができ、燃焼火炎の内部保炎を実現することができる。また、傾斜部６１ｂを有する拡張部６１を設けることで、構造の簡素化を可能としながら、適正に微紛燃料混合気を軸心Ｏ側に循環する循環流Ｃ１とすることができる。

【0081】

実施例１の燃焼バーナでは、正面視が星形状をなす保炎器５５とし、複数の拡張部６１を設けている。従って、軸心Ｏ側に循環する循環流Ｃ１を複数の箇所で形成することができ、燃焼火炎の安定した内部保炎を実現することができる。

【0082】

実施例１の燃焼バーナでは、３次空気ノズル５４に３次空気に旋回力を付与する旋回力付与装置としてのスワール６２を設けている。従って、２次空気が旋回することなく直進流として吹き込まれることで、微紛燃料混合気と燃焼火炎との早期混合が抑制され、燃焼火炎と２次空気との混合によるＮＯｘ発生量を低減することができる。また、３次空気が旋回しながら吹き込まれることで、３次空気による燃焼ガスへの影響を少なくし、微紛燃料混合気の早期着火を抑制し、燃焼火炎と３次空気との混合による有害物質発生量を低減することができる。

【0083】

また、実施例１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、火炉１１内に火炎を形成可能な燃焼装置１２とを設け、燃焼装置として、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５を水平方向に対向して配置している。

【0084】

従って、燃焼火炎の生成領域で高酸素領域の発生を抑制することができ、燃焼火炎の外周部における有害物質の発生量を低減することができる。その結果、微紛燃料混合気の適正な流れを実現することができる。

【実施例2】

【0085】

図９は、本発明の実施例２に係る燃焼バーナを表す正面図、図１０は、実施例２の燃焼バーナを表す縦断面図である。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。

【0086】

実施例２において、図９及び図１０に示すように、燃焼バーナ１０１は、中心（軸心Ｏ）側から、起動用燃料ノズル５１と、燃料ノズル５２と、２次空気ノズル５３と、３次空気ノズル５４とが設けられると共に、保炎器１０２が設けられている。

【0087】

保炎器１０２は、燃料ノズル５２の内部であって、微粉燃料混合気の噴射方向の下流側で、且つ、軸心Ｏ側に配置されることで、微粉燃料混合気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１０２は、燃料ノズル５２の先端部における軸心Ｏ側に循環する循環流Ｃ１を形成可能となっている。

【0088】

この保炎器１０２は、燃焼バーナ１０１の正面視がリング形状をなし、拡張部１０３が設けられている。この拡張部１０３は、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の下流側に向けて燃料ノズル５２における径方向の長さが長くなるように設定されている。そのため、拡張部１０３は、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の上流側に向けて細くなる三角断面形状をなし、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の下流端側にこの燃料ガスの流動方向に直交する端面１０３ａと、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の下流側に向けて内面側から外面側に傾斜すると共に周方向にリング状に連続する傾斜面（傾斜部）１０３ｂが設けられている。

【0089】

このように構成された燃焼バーナ１０１にて、微粉炭と１次空気とを混合した微粉燃料混合気が燃料ノズル５２から火炉１１内に吹き込まれると共に、その外側にて２次空気が２次空気ノズル５３から火炉１１内に吹き込まれ、その外側にて３次空気が３次空気ノズル５４から火炉１１内に吹き込まれる。このとき、微粉燃料混合気は、燃料ノズル５２の先端部にて、保炎器１０２により分岐されて着火され、燃焼して燃焼ガスとなる。また、この微粉燃料混合気の外周に２次空気が吹き込まれることで、燃料ガスの燃焼が促進される。更に、燃焼火炎の外周に旋回する３次空気が吹き込まれることで、２次空気と３次空気の割合を調整し、最適な燃焼を得ることができる。

【0090】

そして、この燃焼バーナ１０１は、保炎器１０２がスプリット形状をなすため、微粉燃料混合気が燃料ノズル５２の出口で保炎器１０２により軸心Ｏ側に循環する循環流Ｃ１が形成される。この循環流Ｃ１は、拡張部１０３の傾斜面１０３ｂにより燃料ノズル５２の径方向の外側から内側へ端面１０３ａに向けて流れ込むものであり、燃料ノズル５２における軸心Ｏ（起動用燃料ノズル５１）側にて、燃料ガスの着火及び保炎が行われる。これにより、燃焼火炎の内部保炎が実現される。

【0091】

そのため、燃料ノズル５２における軸心Ｏ側で燃料ガスの着火及び保炎が行われることから、２次空気ノズル５３から吹き込まれる２次空気との混合が抑制され、燃焼火炎の生成領域で高酸素領域の発生が抑制され、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。

【0092】

このように実施例２の燃焼バーナにあっては、保炎器１０２の正面視をリング形状としている。従って、簡単な構成で容易に軸心Ｏ側に循環する循環流Ｃ１を形成することができる。

【実施例3】

【0093】

図１１は、本発明の実施例３に係る燃焼バーナを表す正面図、図１２は、実施例３の燃焼バーナを表す図１１のＸ−Ｘ断面図、図１３は、実施例３の燃焼バーナを表す図１１のXI−XI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。

【0094】

実施例３において、図１１から図１３に示すように、燃焼バーナ１１１は、中心（軸心Ｏ）側から、起動用燃料ノズル５１と、燃料ノズル５２と、２次空気ノズル５３と、３次空気ノズル５４とが設けられると共に、保炎器１１２が設けられている。

【0095】

保炎器１１２は、燃料ノズル５２の内部であって、微粉燃料混合気の噴射方向の下流側で、且つ、軸心Ｏ側に配置されることで、微粉燃料混合気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１１２は、燃料ノズル５２の先端部における軸心Ｏ側に循環する循環流Ｃ１を形成可能となっている。

【0096】

この保炎器１１２は、径方向に沿うと共に周方向に均等間隔で配置される複数の第１保炎部１１３と、リング形状をなして複数の第１保炎部１１３に連結される第２保炎部１１４とを有している。第１保炎部１１３は、第１拡張部１１５が設けられ、第２保炎部１１４は、第２拡張部１１６が設けられている。第１拡張部１１５は、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向に沿って設けられ、燃料ノズル５２の内周面と外周面を連結するように配置されている。そのため、第１拡張部１１５は、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向に沿う矩形断面形状をなし、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の下流端側にこの燃料ガスの流動方向に直交する端面１１５ａと、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向に沿う平面１１５ｂが設けられている。なお、第１拡張部１１５を燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の下流側に向けて燃料ノズル５２における周方向の幅が広くなるように設定してもよい。

【0097】

また、第２拡張部１１６は、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の下流側に向けて燃料ノズル５２における径方向の長さが長くなるように設定されている。そのため、第２拡張部１１６は、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の上流側に向けて細くなる三角断面形状をなし、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の下流端側にこの燃料ガスの流動方向に直交する端面１１６ａと、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の下流側に向けて内面側から外面側に傾斜すると共に周方向にリング状に連続する傾斜面（傾斜部）１１６ｂが設けられている。

【0098】

このように構成された燃焼バーナ１１１にて、微粉炭と１次空気とを混合した微粉燃料混合気が燃料ノズル５２から火炉１１内に吹き込まれると共に、その外側にて２次空気が２次空気ノズル５３から火炉１１内に吹き込まれ、その外側にて３次空気が３次空気ノズル５４から火炉１１内に吹き込まれる。このとき、微粉燃料混合気は、燃料ノズル５２の先端部にて、保炎器１１２により分岐されて着火され、燃焼して燃焼ガスとなる。また、この微粉燃料混合気の外周に２次空気が吹き込まれることで、燃料ガスの燃焼が促進される。更に、燃焼火炎の外周に旋回する３次空気が吹き込まれることで、２次空気と３次空気の割合を調整し、最適な燃焼を得ることができる。

【0099】

そして、この燃焼バーナ１１１は、保炎器１１２の第２保炎部１１４がスプリット形状をなすため、微粉燃料混合気が燃料ノズル５２の出口で保炎器１１２により軸心Ｏ側に循環する循環流Ｃ１が形成される。この循環流Ｃ１は、第２拡張部１１６の傾斜面１１６ｂにより燃料ノズル５２の径方向の外側から内側へ端面１１６ａに向けて流れ込むものであり、燃料ノズル５２における軸心Ｏ（起動用燃料ノズル５１）側にて、燃料ガスの着火及び保炎が行われる。これにより、燃焼火炎の内部保炎が実現される。

【0100】

そのため、燃料ノズル５２における軸心Ｏ側で燃料ガスの着火及び保炎が行われることから、２次空気ノズル５３から吹き込まれる２次空気との混合が抑制され、燃焼火炎の生成領域で高酸素領域の発生が抑制され、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。また、複数の第１保炎部１１３の間に第２保炎部１１４が位置することから、循環流Ｃ１が複数の箇所で生成されることとなり、保炎効果が向上される。

【0101】

このように実施例３の燃焼バーナにあっては、保炎器１１２として、径方向に沿うと共に周方向に均等間隔で配置される複数の第１保炎部１１３と、リング形状をなして複数の第１保炎部１１３に連結される第２保炎部１１４とを設けている。

【0102】

従って、保炎器１１２を第１保炎部１１３と第２保炎部１１４を交差して形成することで、燃焼ガスが通過する複数の開口部により軸心Ｏ側に循環する循環流Ｃ１を複数の箇所で形成することができ、燃焼火炎の安定した内部保炎を実現することができる。

【実施例4】

【0103】

図１４は、本発明の実施例４に係る燃焼バーナを表す正面図、図１５は、実施例４の燃焼バーナを表す縦断面図である。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。

【0104】

実施例４において、図１４及び図１５に示すように、燃焼バーナ１２１は、中心（軸心Ｏ）側から、起動用燃料ノズル５１と、燃料ノズル５２と、２次空気ノズル５３と、３次空気ノズル５４とが設けられると共に、保炎器１２２が設けられている。

【0105】

保炎器１２２は、燃料ノズル５２の内部であって、微粉燃料混合気の噴射方向の下流側で、且つ、軸心Ｏ側に配置されることで、微粉燃料混合気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１２２は、燃料ノズル５２の先端部における軸心Ｏ側に循環する循環流Ｃ１を形成可能となっている。

【0106】

この保炎器１２２は、燃焼バーナ１２１の正面視がリング形状をなし、拡張部１２３が設けられている。この拡張部１２３は、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の下流側に向けて燃料ノズル５２における径方向の長さが長くなるように設定されている。そのため、拡張部１２３は、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の上流側に向けて細くなる三角断面形状をなし、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の下流端側にこの燃料ガスの流動方向に直交する端面１２３ａと、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の下流側に向けて内面側から外面側に傾斜すると共に周方向にリング状に連続する傾斜面（傾斜部）１２３ｂが設けられている。また、拡張部１２３は、周方向に均等間隔で燃料ノズル５２の外面側に開口する切欠部１２４が設けられている。

【0107】

このように構成された燃焼バーナ１２１にて、微粉炭と１次空気とを混合した微粉燃料混合気が燃料ノズル５２から火炉１１内に吹き込まれると共に、その外側にて２次空気が２次空気ノズル５３から火炉１１内に吹き込まれ、その外側にて３次空気が３次空気ノズル５４から火炉１１内に吹き込まれる。このとき、微粉燃料混合気は、燃料ノズル５２の先端部にて、保炎器１２２により分岐されて着火され、燃焼して燃焼ガスとなる。また、この微粉燃料混合気の外周に２次空気が吹き込まれることで、燃料ガスの燃焼が促進される。更に、燃焼火炎の外周に旋回する３次空気が吹き込まれることで、２次空気と３次空気の割合を調整し、最適な燃焼を得ることができる。

【0108】

そして、この燃焼バーナ１２１は、保炎器１２２がスプリット形状をなすため、微粉燃料混合気が燃料ノズル５２の出口で保炎器１２２により軸心Ｏ側に循環する循環流Ｃ１が形成される。この循環流Ｃ１は、拡張部１２３の傾斜面１２３ｂにより燃料ノズル５２の径方向の外側から内側へ端面１２３ａに向けて流れ込むものであり、燃料ノズル５２における軸心Ｏ（起動用燃料ノズル５１）側にて、微粉燃料混合気の着火及び保炎が行われる。これにより、燃焼火炎の内部保炎が実現される。

【0109】

そのため、燃料ノズル５２における軸心Ｏ側で燃料ガスの着火及び保炎が行われることから、２次空気ノズル５３から吹き込まれる２次空気との混合が抑制され、燃焼火炎の生成領域で高酸素領域の発生が抑制され、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。

【0110】

また、微粉燃料混合気は、保炎器１２２の各切欠部１２４を通過可能であることから、発生したクリンカは、この切欠部１２４を通過することができ、保炎器１２２へクリンカの付着が防止される。

【0111】

実施例４の燃焼バーナにあっては、保炎器１２２の正面視をリング形状とし、周方向に均等間隔で燃料ノズル５２の外面側に開口する切欠部１２４を設けている。従って、簡単な構成で容易に軸心Ｏ側に循環する循環流Ｃ１を形成することができ、また、保炎器１２２へのクリンカの付着を防止することができ、燃焼火炎の安定した内部保炎を実現することができる。

【実施例5】

【0112】

図１６は、本発明の実施例５に係る燃焼バーナを表す正面図、図１７は、実施例５の燃焼バーナを表す縦断面図である。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。

【0113】

実施例５において、図１６及び図１７に示すように、燃焼バーナ１３１は、中心（軸心Ｏ）側から、起動用燃料ノズル５１と、燃料ノズル５２と、２次空気ノズル５３と、３次空気ノズル５４とが設けられると共に、保炎器１３２が設けられている。

【0114】

保炎器１３２は、燃料ノズル５２の内部であって、微粉燃料混合気の噴射方向の下流側で、且つ、軸心Ｏ側に配置されることで、微粉燃料混合気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１３２は、燃料ノズル５２の先端部における軸心Ｏ側に循環する循環流Ｃ１を形成可能となっている。

【0115】

この保炎器１３２は、燃焼バーナ１３１の正面視が矩形のリング形状をなし、拡張部１３３が設けられている。この拡張部１３３は、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の下流側に向けて燃料ノズル５２における径方向の長さが長くなるように設定されている。そのため、拡張部１３３は、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の上流側に向けて細くなる三角断面形状をなし、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の下流端側にこの燃料ガスの流動方向に直交する端面１３３ａと、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の下流側に向けて内面側から外面側に傾斜すると共に周方向にリング状に連続する傾斜面（傾斜部）１３３ｂが設けられている。

【0116】

また、保炎部１３２は、上下の支持部材１３４により燃料ノズル５２の外周面に支持されている。拡張部１３３は、燃料ノズル５２における燃料ガスの流動方向の上流側に延出する上下の支持部１３３ｃが設けられ、この上下の支持部１３３ｃは、支持部材１３４により燃料ノズル５２の外周面に連結されている。

【0117】

このように構成された燃焼バーナ１３１にて、微粉炭と１次空気とを混合した微粉燃料混合気が燃料ノズル５２から火炉１１内に吹き込まれると共に、その外側にて２次空気が２次空気ノズル５３から火炉１１内に吹き込まれ、その外側にて３次空気が３次空気ノズル５４から火炉１１内に吹き込まれる。このとき、微粉燃料混合気は、燃料ノズル５２の先端部にて、保炎器１３２により分岐されて着火され、燃焼して燃焼ガスとなる。また、この微粉燃料混合気の外周に２次空気が吹き込まれることで、燃料ガスの燃焼が促進される。更に、燃焼火炎の外周に旋回する３次空気が吹き込まれることで、２次空気と３次空気の割合を調整し、最適な燃焼を得ることができる。

【0118】

そして、この燃焼バーナ１３１は、保炎器１３２がスプリット形状をなすため、微粉燃料混合気が燃料ノズル５２の出口で保炎器１３２により軸心Ｏ側に循環する循環流Ｃ１が形成される。この循環流Ｃ１は、拡張部１３３の傾斜面１３３ｂにより燃料ノズル５２の径方向の外側から内側へ端面１３３ａに向けて流れ込むものであり、燃料ノズル５２における軸心Ｏ（起動用燃料ノズル５１）側にて、燃料ガスの着火及び保炎が行われる。これにより、燃焼火炎の内部保炎が実現される。

【0119】

そのため、燃料ノズル５２における軸心Ｏ側で燃料ガスの着火及び保炎が行われることから、２次空気ノズル５３から吹き込まれる２次空気との混合が抑制され、燃焼火炎の生成領域で高酸素領域の発生が抑制され、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。

【0120】

このように実施例５の燃焼バーナにあっては、保炎器１３２の正面視を矩形のリング形状としている。従って、簡単な構成で容易に軸心Ｏ側に循環する循環流Ｃ１を形成することができる。

【0121】

なお、上述した実施例にて、各保炎器の構成を各種あげて説明したが、この構成は上述したものに限定されるものではない。即ち、本発明のバーナは、燃料ノズルの先端部における軸心側に循環する循環流を形成して内部保炎を実現することができる構成であればよく、保炎器の数や位置などは適宜設定すればよいものであり、保炎器が燃料ノズルの内周面に密着していても、離間していてもよいものである。

【符号の説明】

【0122】

１０ 微粉炭焚きボイラ
１１ 火炉
２１，２２，２３，２４，２５，７１，８１，９１，１０１，１１１，１２１，１３１ 燃焼バーナ
５１ 起動用燃料ノズル
５２ 燃料ノズル
５３，８２，９２ ２次空気ノズル
５４，８３，９３ ３次空気ノズル
５５，１０２，１１２，１２２，１３２ 保炎器
６１，１０３，１１５，１１６，１２３，１３３ 拡張部
６２ スワール（旋回力付与装置）
１２４ 切欠部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】