特許 6188658 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】6188658

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30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 20060101AFI20170821BHJP

   F23C 99/00 20060101ALI20170821BHJP

   F23C 6/04 20060101ALI20170821BHJP

   F23N 1/00 20060101ALI20170821BHJP

   F23N 5/00 20060101ALI20170821BHJP

   F23C 7/02 20060101ALI20170821BHJP

【ＦＩ】

   F23D1/00 B

   F23C99/00 305

   F23C6/04 306

   F23N1/00 113Z

   F23N5/00 P

   F23C7/02 302

【請求項の数】11

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-194263(P2014-194263)

(22)【出願日】2014年9月24日

(65)【公開番号】特開2016-65662(P2016-65662A)

(43)【公開日】2016年4月28日

【審査請求日】2015年10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】有賀 健

(72)【発明者】

【氏名】岡元 章泰

(72)【発明者】

【氏名】松本 啓吾

【審査官】 藤原 弘

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１０−５３３８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５０−０６９６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５０１３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００４−５３６２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０００６２３８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１１−５１３６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６２−１４２６１０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特表２０１３−５３７２９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／１２６６６０（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１１２１２０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０２２４４８２１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｃ １／００−９／０８

Ｆ２３Ｃ ９／１３

Ｆ２３Ｃ ９９／００

Ｆ２３Ｄ １／００

Ｆ２３Ｎ １／００

Ｆ２３Ｎ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水平方向に沿って配設されて固体燃料と燃焼用空気とを混合した燃料ガスを噴出可能な燃料ノズルと、
前記燃料ノズル内に設けられる筒形状をなす主燃焼室と、
前記主燃焼室に設けられる点火源と、
前記燃料ノズル内の前記主燃焼室における燃料ガスの流れ方向の上流側で角度を調整して燃料ガスを前記主燃焼室に導入可能なガイド部材と、
前記主燃焼室での燃焼状態に応じて前記燃料ノズルの軸心方向に平行な角度から前記主燃焼室側に向く角度に前記ガイド部材の位置を調整する制御装置と、
を有することを特徴とする燃焼バーナ。

【請求項2】

前記主燃焼室の温度を計測する温度計測器が設けられ、前記制御装置は、前記主燃焼室の温度の上昇に伴って前記点火源の出力を低下させ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】

前記制御装置は、前記主燃焼室の温度が予め設定された上限温度以上になると、前記点火源を停止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】

前記制御装置は、前記主燃焼室の温度が予め設定された下限温度以下になると、前記主燃焼室に導入される固体燃料量が増加するように前記ガイド部材の位置を調整することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。

【請求項5】

前記主燃焼室における燃料ガスの流れ方向の下流側端部に軸心側に循環する循環流を形成する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４のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。

【請求項6】

前記主燃焼室の内壁面に耐火部材が設けられることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。

【請求項7】

前記主燃焼室における燃料ガスの流れ方向の下流側端部の外側に所定隙間を空けて重なるように筒形状をなす副燃焼室が設けられ、前記主燃焼室及び前記副燃焼室は、前記燃料ノズルの中心位置に配置さ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】

前記燃料ノズルは、水平方向に沿って配設され、基端部に鉛直方向に沿って配設される固体燃料供給管の上端部が連結され、前記ガイド部材は、前記主燃焼室における燃料ガスの流れ方向の上流側で、且つ、前記主燃焼室より鉛直方向の上方側に配置されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。

【請求項9】

前記燃料ノズル及び前記主燃焼室は、四角筒形状をなすことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。

【請求項10】

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１から請求項９のいずれか一項の燃焼バーナを有する燃焼装置と、
前記火炉で発生した排ガスから熱を回収する煙道と、
を有することを特徴とするボイラ。

【請求項11】

水平方向に沿って配設されて固体燃料と燃焼用空気とを混合した燃料ガスを噴出可能な燃料ノズルと、
前記燃料ノズル内に設けられる筒形状をなす主燃焼室と、
前記主燃焼室に設けられる点火源と、
前記燃料ノズル内の前記主燃焼室における燃料ガスの流れ方向の上流側で燃料ガスを前記主燃焼室に導入可能なガイド部材と、
前記主燃焼室での燃焼状態に応じて前記ガイド部材の位置を調整する制御装置と、
を有し、
前記燃料ノズルは、水平方向に沿って配設され、基端部に鉛直方向に沿って配設される固体燃料供給管の上端部が連結され、前記ガイド部材は、前記主燃焼室における燃料ガスの流れ方向の上流側で、且つ、前記主燃焼室より鉛直方向の上方側に配置される、
ことを特徴とする燃焼バーナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、固体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】

従来の石炭焚きボイラは、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置されると共に、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（搬送用空気）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している。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】

このような石炭焚きボイラに適用される燃焼バーナとして内部燃焼型バーナがあり例えば、下記特許文献に記載されている。特許文献１に記載された燃焼器バーナは、バーナの内部を複数の段階に分割し、プラズマ発生器と湾曲板を設けたものである。特許文献２に記載された燃焼器バーナは、導管内に複数の予備点火導管を設け、上流側の予備点火導管内に予備点火源を設けたものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２０１１−５１３６９４号公報

【特許文献2】特表２０１４−５０１３７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

内部燃焼型バーナは、上述したように、段階的な複数の内部燃焼室を設け、最初の内部燃焼室に供給された微粉炭に対して予備点火源により着火した後、後続の燃焼室で段階的に着火、燃焼させていくものである。そのため、バーナ内部の熱負荷が高い領域で、段階的に燃焼させることから未燃分の低減が可能となり、バーナ部に供給する空気を減らすことでＮＯｘ発生の低減も可能となる。ところが、内部燃焼型バーナでは、最初の燃焼室で着火させるため、この燃焼室内に配置された予備点火源をボイラの運転中に常時作動状態とする必要がある。そのため、予備点火源として油バーナやガスバーナを用いる場合、石炭よりも高価な燃料の消費量が増加してしまう。また、予備点火源としてプラズマを用いる場合、プラズマ発生のための電力消費量が多くなると共に、プラズマ電極の消耗が激しくなり、耐久性が低下してしまう。

【0006】

本発明は、上述した課題を解決するものであり、内部燃焼室での着火性を向上することで点火源の使用頻度を低下して運転コストの低減を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、固体燃料と燃焼用空気とを混合した燃料ガスを噴出可能な燃料ノズルと、前記燃料ノズル内に設けられる筒形状をなす主燃焼室と、前記主燃焼室に設けられる点火源と、前記燃料ノズル内を流れる燃料ガスを前記主燃焼室に導入可能なガイド部材と、前記主燃焼室での燃焼状態に応じて前記ガイド部材の位置を調整する制御装置と、を有することを特徴とするものである。

【0008】

従って、燃料ノズル内を流れる燃料ガスが主燃焼室に導入されるとき、燃料ガスが点火源により点火されて燃焼し、火炎が燃料ノズルの先端部から噴出される。このとき、制御装置は、主燃焼室での燃焼状態に応じてガイド部材の位置を調整することで、このガイド部材により燃料ガス中の固体燃料を積極的に主燃焼室に導入することができ、主燃焼室における着火性が向上する。その結果、主燃焼室での着火性が向上することで、点火源の使用頻度を低下することができ、運転コストを低減することができる。

【0009】

本発明の燃焼バーナでは、前記主燃焼室の温度を計測する温度計測器が設けられ、前記制御装置は、前記主燃焼室の温度の上昇に伴って前記点火源の出力を低下させることを特徴としている。

【0010】

従って、主燃焼室の温度が上昇すると、主燃焼室での着火性が向上するため、点火源の出力を低下させることができ、点火源の使用頻度を低下して耐久性を向上することができると共に、運転コストを低減することができる。

【0011】

本発明の燃焼バーナでは、前記制御装置は、前記主燃焼室の温度が予め設定された上限温度以上になると、前記点火源を停止することを特徴としている。

【0012】

従って、主燃焼室の温度が上限温度以上になると、主燃焼室で十分な着火性が確保されるため、点火源を停止することができ、点火源の使用頻度を低下して耐久性を向上することができると共に、運転コストを低減することができる。

【0013】

本発明の燃焼バーナでは、前記制御装置は、前記主燃焼室の温度が予め設定された下限温度以下になると、前記主燃焼室に導入される固体燃料量が増加するように前記ガイド部材の位置を調整することを特徴としている。

【0014】

従って、主燃焼室の温度が下限温度以下になると、ガイド部材の位置を調整することで、主燃焼室に導入される固体燃料量を増加させるため、主燃焼室での着火性を上げて適正な火炎を形成することができる。

【0015】

本発明の燃焼バーナでは、前記主燃焼室における燃料ガスの流れ方向の下流側端部に軸心側に循環する循環流を形成する保炎器が設けられることを特徴としている。

【0016】

従って、主燃焼室内を流れる燃料ガスは、保炎器により軸心側に循環する循環流が形成されることとなり、主燃焼室内での着火性を向上することができる。

【0017】

本発明の燃焼バーナでは、前記主燃焼室の内壁面に耐火部材が設けられることを特徴としている。

【0018】

従って、主燃焼室の内壁面に耐火部材を設けることで、主燃焼室内での温度を上昇させることができ、着火性を向上することができる。

【0019】

本発明の燃焼バーナでは、前記主燃焼室における燃料ガスの流れ方向の下流側端部の外側に所定隙間を空けて重なるように筒形状をなす副燃焼室が設けられ、前記主燃焼室及び前記副燃焼室は、前記燃料ノズルの中心位置に配置されることを特徴としている。

【0020】

従って、主燃焼室の下流側に副燃焼室を設け、この主燃焼室と副燃焼室を燃料ノズルの中心位置に配置することで、着火性を向上することができる。

【0021】

本発明の燃焼バーナでは、前記燃料ノズルは、水平方向に沿って配設され、基端部に鉛直方向に沿って配設される固体燃料供給管の上端部が連結され、前記ガイド部材は、前記主燃焼室における燃料ガスの流れ方向の上流側で、且つ、前記主燃焼室より鉛直方向の上方側に配置されることを特徴としている。

【0022】

従って、固体燃料供給管から燃料ノズルに流れる燃料ガス中の固体燃料は、遠心力により燃料ノズルの上方に偏って流れるため、この位置にガイド部材を配置することで、固体燃料を効率良く主燃焼室内に導入することができる。

【0023】

本発明の燃焼バーナでは、前記燃料ノズル及び前記主燃焼室は、四角筒形状をなすことを特徴としている。

【0024】

従って、燃料ノズルと主燃焼室を四角筒形状とすることで、安定した火炎を形成することができる。

【0025】

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、前記燃焼バーナを有する燃焼装置と、前記火炉で発生した排ガスから熱を回収する煙道と、を有することを特徴とするものである。

【0026】

従って、燃焼バーナにおける主燃焼室での着火性を向上することで、点火源の使用頻度を低下することができ、運転コストを低減することができる。

【発明の効果】

【0027】

本発明の燃焼バーナ及びボイラによれば、燃料ノズル内を流れる燃料ガスを主燃焼室に導入可能なガイド部材を設け、主燃焼室での燃焼状態に応じてガイド部材の位置を調整するので、ガイド部材により燃料ガス中の固体燃料を積極的に主燃焼室に導入することができ、主燃焼室における着火性が向上し、点火源の使用頻度を低下することができ、運転コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】図１は、第１実施形態の燃焼バーナを表す概略図である。

【図2】図２は、燃焼バーナの概略正面図である。

【図3】図３は、起動状態を表す燃焼バーナの概略図である。

【図4】図４は、第１実施形態の石炭焚きボイラを表す概略構成図である。

【図5】図５は、石炭焚きボイラにおける燃焼バーナの平面図である。

【図6】図６は、第２実施形態の燃焼バーナを表す概略図である。

【図7】図７は、燃焼バーナの概略正面図である。

【図8】図８は、第３実施形態の燃焼バーナを表す概略図である。

【図9】図９は、第４実施形態の燃焼バーナを表す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

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。

【0030】

［第１実施形態］
図４は、第１実施形態の石炭焚きボイラを表す概略構成図、図５は、石炭焚きボイラにおける燃焼バーナの平面図である。

【0031】

第１実施形態のボイラは、石炭（瀝青炭、亜瀝青炭など）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微粉炭焚きボイラである。

【0032】

この第１実施形態において、図４に示すように、石炭焚きボイラ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を構成する火炉壁が伝熱管により構成されている。

【0033】

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。そして、燃焼装置１２は、周方向に沿って４個の燃焼バーナが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。なお、この燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、ＣＣＦ（Ｃｉｒｃｕｌａｒ Ｃｏｒｎｅｒ Ｆｉｒｉｎｇ）燃焼方式であり、火炉１１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。

【0034】

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、搬送用空気（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。

【0035】

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）を空気ダクト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。

【0036】

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。

【0037】

燃焼バーナ２１は、図５に示すように、火炉１１における４つの角部に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、微粉炭供給管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。

【0038】

従って、火炉１１の各角部にある各燃焼バーナ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ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（燃料ガス）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，２１ｃ，２１ｄ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，Ｆ３，Ｆ４を形成することができ、この火炎Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は、火炉１１の上方から見て（図５にて）反時計回り方向に旋回する火炎旋回流となる。

【0039】

また、図４に示すように、火炉１１は、燃焼装置１２の上段部に追加燃焼用空気供給装置４１が設けられている。この追加燃焼用空気供給装置４１は、火炉壁１１ａに装着された複数の追加燃焼用空気ノズル４２を有している。この追加燃焼用空気ノズル４２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１セット、つまり、１段配置されている。即ち、追加燃焼用空気供給装置４１（追加燃焼用空気ノズル４２）は、火炉１１における燃焼バーナ２１の装着位置より上方に配置されている。この追加燃焼用空気供給装置４１は、火炉１１に対して追加燃焼用空気（Ｏｖｅｒ Ｆｉｒｅ Ａｉｒ）を吹き込むものである。そして、この追加燃焼用空気ノズル４２は、空気ダクト３７から分岐した第１分岐空気ダクト４３の端部が連結されている。

【0040】

従って、送風機３８により送られた燃焼用空気を第１分岐空気ダクト４３から追加燃焼用空気ノズル４２に供給することができる。そして、追加燃焼用空気ノズル４２は、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５が吹き込んだ微粉燃料混合気の上方に追加燃焼用空気を吹き込むことができる。

【0041】

火炉１１は、燃焼装置１２及び追加燃焼用空気供給装置４１より上方に追加空気供給装置５１が設けられている。この追加空気供給装置５１は、火炉壁１１ａに装着された複数の追加空気ノズル５２を有している。この追加空気ノズル５２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、つまり、１段配置されている。即ち、追加空気供給装置５１（追加空気ノズル５２）は、火炉１１における燃焼バーナ２１の装着位置より所定距離だけ上方に配置されている。この追加空気供給装置５１は、火炉１１に対して追加空気（Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ Ａｉｒ）を吹き込むものである。即ち、追加空気ノズル５２は、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５と同様に、火炉１１における４つの角部に設けられる複数の追加空気ノズルから構成されており、火炎旋回流と同様の追加空気旋回流を形成する。そして、この追加空気ノズル５２は、空気ダクト３７から分岐した第２分岐空気ダクト５３の端部が連結されている。

【0042】

従って、送風機３８により送られた燃焼用空気を第２分岐空気ダクト５３から追加空気ノズル５２に供給することができる。そして、追加空気ノズル５２は、追加燃焼用空気ノズル４２が吹き込んだ追加燃焼用空気の上方に追加空気を吹き込むことができる。

【0043】

上述したように、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭と搬送用空気が混合した微粉燃料混合気（燃料ガス）及び２次空気を火炉１１内に向けて吹き込むことで火炎旋回流を形成することができる。また、追加燃焼用空気ノズル４２は、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５の上段で、追加燃焼用空気を火炉１１内に向けて吹き込むことができる。また、追加空気ノズル５２は、追加燃焼用空気ノズル４２の上方で、追加空気を火炉１１内に向けて吹き込むことができる。

【0044】

そして、火炉１１は、上部に煙道７０が連結されており、この煙道７０に、排ガスの熱を回収するための過熱器（スーパーヒータ）７１，７２，７３、再熱器（リヒータ）７４，７５、節炭器（エコノマイザ）７６，７７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。

【0045】

煙道７０は、その下流側に熱交換を行った排ガスが排出されるガスダクト７８が連結されている。このガスダクト７８は、空気ダクト３７との間にエアヒータ７９が設けられ、空気ダクト３７を流れる空気と、ガスダクト７８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。

【0046】

そして、ガスダクト７８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。

【0047】

このように構成された石炭焚きボイラ１０にて、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、内部燃焼型燃焼バーナが適用されている。図１は、第１実施形態の燃焼バーナを表す概略図、図２は、燃焼バーナの概略正面図、図３は、起動状態を表す燃焼バーナの概略図である。

【0048】

燃焼バーナ２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）は、図１及び図２に示すように、燃料ノズル１０１と、主燃焼室１０２と、副燃焼室１０３，１０４と、点火源１０５と、ガイド部材１０６，１０７とを有している。

【0049】

燃料ノズル１０１は、四角筒形状をなし、微粉燃料と燃焼用空気とを混合した微粉燃料混合気を噴出することができる。この燃料ノズル１０１は、水平方向に沿って配設され、基端部に鉛直方向に沿って配設される微粉炭供給管２６の上端部が連結されている。この場合、微粉炭供給管２６は、円筒形状をなすことから、この微粉炭供給管２６は、先端部が円筒形状から四角筒形状に変形しながら燃料ノズル１０１に連結される。

【0050】

主燃焼室１０２は、燃料ノズル１０１より小さい四角筒形状をなし、燃料ノズル１０１内に配置され、複数のステイ１１１により燃料ノズル１０１の内壁面に支持されている。副燃焼室１０３は、燃料ノズル１０１より小さく、主燃焼室１０２より大きい四角筒形状をなし、燃料ノズル１０１内に配置され、複数のステイ１１２により燃料ノズル１０１の内壁面に支持されている。副燃焼室１０４は、燃料ノズル１０１より小さく、副燃焼室１０３より大きい四角筒形状をなし、燃料ノズル１０１内に配置され、複数のステイ１１３により燃料ノズル１０１の内壁面に支持されている。

【0051】

主燃焼室１０２と副燃焼室１０３，１０４は、燃料ノズル１０１内で微粉燃料混合気の流れ方向に沿って一部が重なるように直列に配置されている。即ち、主燃焼室１０２における微粉燃料混合気の流れ方向の下流側端部の外側に所定隙間を空けて重なるように副燃焼室１０３が設けられている。また、副燃焼室１０３における微粉燃料混合気の流れ方向の下流側端部の外側に所定隙間を空けて重なるように副燃焼室１０４が設けられている。そして、主燃焼室１０２と副燃焼室１０３，１０４は、燃料ノズル１０１の中心位置に配置され、副燃焼室１０４の端部が燃料ノズル１０１の先端部と同位置に設定されている。

【0052】

点火源１０５は、燃料ノズル１０１の壁部を貫通し、先端部が主燃焼室１０２内に配置されている。この場合、点火源１０５は、点火栓を燃料ノズル１０１内における微粉燃料混合気の流れ方向の上流位置に位置させることが望ましい。点火源１０５は、例えば、油バーナ、ガスバーナ、プラズマ点火装置などであり、主燃焼室１０２を流れる微粉燃料混合気に着火することができる。

【0053】

ガイド部材１０６，１０７は、燃料ノズル１０１内を流れる微粉燃料混合気、特に、微粉燃料を主燃焼室１０２に導入するものである。ガイド部材１０６は、主燃焼室１０２における微粉燃料混合気の流れ方向の上流側で、且つ、主燃焼室１０２より鉛直方向の上方側に配置されている。一方、ガイド部材１０７は、主燃焼室１０２における微粉燃料混合気の流れ方向の上流側で、且つ、主燃焼室１０２より鉛直方向の下方側に配置されている。ガイド部材１０６，１０７は、上下に対向して配置されている。

【0054】

ガイド部材１０６，１０７は、同様の構成をなしている。ガイド部材１０６，１０７は、支持軸１２１、１２２の外周部に２枚の板材が固定されたバタフライ形状をなして構成され、支持軸１２１、１２２が燃料ノズル１０１の左右の壁部に回動自在に支持されている。そして、支持軸１２１、１２２は、駆動装置１２３，１２４が駆動連結され、この駆動装置１２３，１２４によりガイド部材１０６，１０７を回動することができる。

【0055】

制御装置１２５は、駆動装置１２３，１２４を駆動制御可能であり、主燃焼室１０２での燃焼状態に応じてガイド部材１０６，１０７の位置、つまり、回動角度を調整することができる。この場合、主燃焼室１０２は、微粉燃料混合気の流れ方向の下流側の内壁面に温度計測器１２６が設けられており、温度計測器１２６は、計測した主燃焼室１０２内の温度を制御装置１２５に出力する。すると、制御装置１２５は、主燃焼室１０２内の温度に基づいて駆動装置１２３，１２４を駆動制御し、ガイド部材１０６，１０７を最適角度に調整する。即ち、制御装置１２５は、主燃焼室１０２内の温度に基づいてガイド部材１０６，１０７の角度を調整することで、主燃焼室１０２に導入される微粉燃料混合気の量、即ち、微粉燃料の量を調整する。

【0056】

具体的に、制御装置１２５は、主燃焼室１０２の温度の上昇に伴って点火源１０５の出力を低下させる。また、制御装置１２５は、主燃焼室１０２の温度が予め設定された上限温度以上になると、点火源１０５を停止する。更に、制御装置１２５は、主燃焼室１０２の温度が予め設定された下限温度以下になると、主燃焼室１０２に導入される微粉燃料混合気（微粉燃料）の量が増加するようにガイド部材１０６，１０７の角度を調整する。

【0057】

ここで、石炭焚きボイラ１０の動作について説明する。

【0058】

図４に示すように、微粉炭機３１，３２，３３，３４，３５が駆動すると、粉砕された微粉炭が搬送用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。また、加熱された燃焼用空気が空気ダクト３７から分岐した各分岐空気ダクト４３，５３により追加燃焼用空気ノズル４２と追加空気ノズル５２に供給される。

【0059】

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と２次空気を火炉１１に吹き込み、このときに着火することで燃焼領域Ａに火炎旋回流を形成することができる。

【0060】

即ち、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５の起動時、図１及び図２に示すように、制御装置１２５は、駆動装置１２３，１２４を駆動制御することで、ガイド部材１０６，１０７の角度が燃料ノズル１０１の軸心方向（微粉燃料混合気の流れ方向）と平行になるように調整する。すると、微粉燃料混合気は、燃料ノズル１０１内を軸方向に流れ、その一部が主燃焼室１０２内に入り込む。このとき、点火源１０５を作動することで、主燃焼室１０２内を流れる微粉燃料混合気に着火する。すると、主燃焼室１０２内にて火炎が形成され、この火炎が副燃焼室１０３，１０４側に延びる。燃料ノズル１０１内を軸方向に流れる微粉燃料混合気は、主燃焼室１０２と副燃焼室１０３との隙間から副燃焼室１０３に入り込むと共に、副燃焼室１０３，１０４の間から副燃焼室１０４に入り込む。そのため、主燃焼室１０２で形成された火炎により副燃焼室１０３，１０４を流れる微粉燃料混合気に着火する。その結果、燃料ノズル１０１の先端部から火炎を噴出することができる。

【0061】

その後、燃料ノズル１０１の先端部から噴出される火炎が安定すると、ボイラ１０は、通常運転モードとなる。すると、図２及び図３に示すように、制御装置１２５は、駆動装置１２３，１２４を駆動制御することで、ガイド部材１０６，１０７が主燃焼室１０２側に向くように角度を調整する。すると、微粉燃料混合気は、燃料ノズル１０１内の内壁面に沿って流れる微粉燃料がガイド部材１０６，１０７により案内されて主燃焼室１０２内に入り込む。すると、主燃焼室１０２内で、微粉燃料混合気における微粉燃料の濃度が高くなり、熱負荷が増加することで燃焼温度が上昇し、着火性がよくなる。

【0062】

そのため、制御装置１２５は、主燃焼室１０２の温度の上昇に伴って点火源１０５の出力を低下させる。その後、制御装置１２５は、主燃焼室１０２の温度が上限温度以上になると、点火源１０５を停止する。その結果、点火源１０５の作動時間が短くなり、点火源１０５を作動させるエネルギを減少することができ、ボイラ１０の運転コストが低減される。また、このとき、制御装置１２５は、主燃焼室１０２の温度が下限温度以下になると、主燃焼室１０２に導入される微粉燃料混合気（微粉燃料）の量が増加するようにガイド部材１０６，１０７の角度を調整する。この場合、ボイラ１０が通常運転モードとなったとき、ガイド部材１０６，１０７を半分だけ回動したり、ガイド部材１０６だけを回動したりし、主燃焼室１０２の温度が下限温度以下になったら、ガイド部材１０６，１０７を更に回動したり、両方のガイド部材１０６，１０７を回動したりすればよい。なお、それでも、主燃焼室１０２の温度が上昇しないときは、点火源１０５を作動する。

【0063】

また、図４に示すように、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５が微粉炭混合気を火炉１１に吹き込むと同時に、追加燃焼用空気ノズル４２は、追加燃焼用空気を火炉１１に吹き込むことで、燃焼領域Ａを適正に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２次空気及び追加燃焼用空気が燃焼して火炎旋回流が生じ、燃焼領域Ａで火炎旋回流が生じると、火炉１１内を燃焼ガス（排ガス）が旋回しながら上昇して還元領域Ｂに至る。

【0064】

このとき、火炉１１にて、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５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、燃焼領域Ａの上方の還元領域Ｂが還元雰囲気に保持される。そのため、微粉炭の燃焼により発生したＮＯｘがこの還元領域Ｂで還元される。

【0065】

そして、追加空気ノズル５２は、追加空気を火炉１１の還元領域Ｂの上方に吹き込む。すると、燃焼完結領域Ｃにて、排ガスと追加空気が反応す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。

【0066】

そして、図示しない給水ポンプから供給された水は、節炭器７６，７７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７１，７２，７３に導入され、燃焼ガスによって過熱される。過熱器７１，７２，７３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７４，７５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。

【0067】

その後、煙道７０の節炭器７６，７７を通過した排ガスは、ガスダクト７８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。

【0068】

このように第１実施形態の燃焼バーナにあっては、微粉燃料と燃焼用空気とを混合した微粉燃料混合気を噴出可能な燃料ノズル１０１と、燃料ノズル１０１内に設けられる筒形状をなす主燃焼室１０２と、主燃焼室１０２に設けられる点火源１０５と、燃料ノズル１０１内を流れる微粉燃料混合気を主燃焼室１０２に導入可能なガイド部材１０６，１０７と、主燃焼室１０２での燃焼状態に応じてガイド部材１０６，１０７の角度を調整する制御装置１２５とを設けている。

【0069】

従って、燃料ノズル１０１内を流れる微粉燃料混合気が主燃焼室１０２に導入されるとき、微粉燃料混合気が点火源１０５により点火されて燃焼し、火炎が燃料ノズル１０１の先端部から噴出される。このとき、制御装置１２５は、主燃焼室１０２での燃焼状態に応じてガイド部材１０６，１０７の位置を調整することで、このガイド部材１０６，１０７により微粉燃料混合気中の微粉燃料を積極的に主燃焼室１０２に導入することができ、主燃焼室１０２における着火性が向上する。その結果、主燃焼室１０２での着火性が向上することで、点火源１０５の使用頻度を低下することができ、運転コストを低減することができる。

【0070】

第１実施形態の燃焼バーナでは、主燃焼室１０２の温度を計測する温度計測器１２６を設け、制御装置１２５は、主燃焼室１０２の温度の上昇に伴って点火源１０５の出力を低下させる。従って、主燃焼室１０２の温度が上昇すると、主燃焼室１０２での着火性が向上するため、点火源１０５の出力を低下させることができ、点火源１０５の使用頻度を低下して耐久性を向上することができると共に、運転コストを低減することができる。

【0071】

第１実施形態の燃焼バーナでは、制御装置１２５は、主燃焼室１０２の温度が上限温度以上になると、点火源１０５を停止する。従って、主燃焼室１０２の温度が上限温度以上になると、主燃焼室１０２で十分な着火性が確保されるため、点火源１０５を停止することができ、点火源１０５の使用頻度を低下して耐久性を向上することができると共に、運転コストを低減することができる。

【0072】

第１実施形態の燃焼バーナでは、制御装置１２５は、主燃焼室１０２の温度が下限温度以下になると、主燃焼室１０２に導入される微粉燃料量が増加するようにガイド部材１０６，１０７の角度を調整する。従って、主燃焼室１０２の温度が下限温度以下になると、ガイド部材１０６，１０７の角度を調整することで、主燃焼室１０２に導入される微粉燃料量を増加させるため、主燃焼室１０２での着火性を上げて適正な火炎を形成することができる。

【0073】

第１実施形態の燃焼バーナでは、主燃焼室１０２における微粉燃料混合気の流れ方向の下流側端部の外側に所定隙間を空けて重なるように筒形状をなす副燃焼室１０３，１０４を設け、主燃焼室１０２及び副燃焼室１０３，１０４を燃料ノズル１０１の中心位置に配置している。従って、微粉燃料混合気を適正に主燃焼室１０２及び副燃焼室１０３，１０４に導入し、着火性を向上することができる。

【0074】

第１実施形態の燃焼バーナでは、燃料ノズル１０１を水平方向に沿って配設し、基端部に鉛直方向に沿って配設される微粉炭供給管２６の上端部を連結し、ガイド部材１０６を主燃焼室１０２における微粉燃料混合気の流れ方向の上流側で、且つ、主燃焼室１０２より鉛直方向の上方側に配置している。微粉炭供給管２６から燃料ノズル１０１に流れる微粉燃料混合気中の微粉燃料は、遠心力により燃料ノズル１０１の上方に偏って流れるため、この位置にガイド部材１０６を配置することで、微粉燃料を効率良く主燃焼室１０２内に導入することができる。

【0075】

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を有する、燃焼装置１２と、火炉１１で発生した排ガスから熱を回収する煙道７０とを設けている。従って、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５における主燃焼室１０２での着火性を向上することで、点火源１０５の使用頻度を低下することができ、運転コストを低減することができる。

【0076】

［第２実施形態］
図６は、第２実施形態の燃焼バーナを表す概略図、図７は、燃焼バーナの概略正面図である。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。

【0077】

第２実施形態にて、図６及び図７に示すように、燃焼バーナ１３１は、燃料ノズル１０１と、主燃焼室１０２と、副燃焼室１０３，１０４と、点火源１０５と、ガイド部材１０６，１０７とを有している。

【0078】

燃料ノズル１０１は、微粉燃料と燃焼用空気とを混合した微粉燃料混合気を噴出することができる。主燃焼室１０２と各副燃焼室１０３，１０４は、燃料ノズル１０１内に配置され、微粉燃料混合気の流れ方向に沿って一部が重なるように直列に配置されている。点火源１０５は、先端部が主燃焼室１０２内に配置されている。ガイド部材１０６，１０７は、燃料ノズル１０１内を流れる微粉燃料混合気、特に、微粉燃料を主燃焼室１０２に導入するものである。ガイド部材１０６，１０７は、主燃焼室１０２における微粉燃料混合気の流れ方向の上流側で、且つ、主燃焼室１０２より鉛直方向の上方及び下方側に配置されている。このガイド部材１０６，１０７は、駆動装置１２３，１２４により回動可能となっている。

【0079】

そして、本実施形態では、主燃焼室１０２における微粉燃料混合気の流れ方向の下流側端部に保炎器１３２が設けられている。保炎器１３２は、リング形状をなし、基端部が主燃焼室１０２の端部に固定され、先端部が微粉燃料混合気の流れ方向の下流側で、且つ、主燃焼室１０２における径方向の外側に傾斜するように延出されている。この保炎器１３２は、主燃焼室１０２の外側を流れる微粉燃料混合気の流れを軸心側に循環する循環流を形成するものである。

【0080】

また、副燃焼室１０３における微粉燃料混合気の流れ方向の下流側端部に保炎器１３３が設けられている。保炎器１３３は、保炎器１３２とほぼ同形状であるリング形状をなし、基端部が副燃焼室１０３の端部に固定され、先端部が微粉燃料混合気の流れ方向の下流側で、且つ、副燃焼室１０３における径方向の外側に傾斜するように延出されている。この保炎器１３３は、副燃焼室１０３の外側を流れる微粉燃料混合気の流れを軸心側に循環する循環流を形成するものである。

【0081】

制御装置１２５は、駆動装置１２３，１２４を駆動制御可能であり、主燃焼室１０２での燃焼状態に応じてガイド部材１０６，１０７の角度を調整することができる。具体的に、制御装置１２５は、温度計測器１２６が計測した主燃焼室１０２内の温度に基づいて駆動装置１２３，１２４を駆動制御し、ガイド部材１０６，１０７を最適角度に調整することで、主燃焼室１０２に導入される微粉燃料混合気（微粉燃料）の量を調整する。

【0082】

そのため、ボイラが通常運転モードで運転されるとき、制御装置１２５は、駆動装置１２３，１２４を駆動制御することで、ガイド部材１０６，１０７が主燃焼室１０２側に向くように角度を調整する。すると、微粉燃料混合気は、燃料ノズル１０１内の内壁面に沿って流れる微粉燃料がガイド部材１０６，１０７により案内されて主燃焼室１０２内に入り込む。すると、主燃焼室１０２内で、微粉燃料混合気における微粉燃料の濃度が高くなり、熱負荷が増加することで燃焼温度が上昇し、着火性がよくなる。

【0083】

このとき、主燃焼室１０２では、保炎器１３２により外側を流れる微粉燃料混合気の流れが軸心側に循環する循環流が形成されており、副燃焼室１０３における着火性がよくなる。また、副燃焼室１０３では、保炎器１３３により副燃焼室１０３の外側を流れる微粉燃料混合気の流れが軸心側に循環する循環流が形成されており、副燃焼室１０４における着火性がよくなる。

【0084】

すると、主燃焼室１０２だけでなく、各副燃焼室１０３，１０４の温度が早期に上昇することから、制御装置１２５は、主燃焼室１０２の温度の上昇に伴って点火源１０５の出力を低下させたり、点火源１０５を停止したりすることができる。その結果、点火源１０５の作動時間が短くなり、点火源１０５を作動させるエネルギを減少することができ、ボイラ１０の運転コストが低減される。

【0085】

このように第２実施形態の燃焼バーナにあっては、微粉燃料と燃焼用空気とを混合した微粉燃料混合気を噴出可能な燃料ノズル１０１と、燃料ノズル１０１内に設けられる筒形状をなす主燃焼室１０２と、主燃焼室１０２に設けられる点火源１０５と、燃料ノズル１０１内を流れる微粉燃料混合気を主燃焼室１０２に導入可能なガイド部材１０６，１０７と、主燃焼室１０２での燃焼状態に応じてガイド部材１０６，１０７の角度を調整する制御装置１２５と、主燃焼室１０２及び副燃焼室１０３の端部に設けられて軸心側に循環する循環流を形成する保炎器１３２，１３３を設けている。

【0086】

従って、主燃焼室１０２内を流れる微粉燃料混合気は、保炎器１３２により軸心側に循環する循環流が形成されることとなり、主燃焼室１０２内での着火性が向上する。また、副燃焼室１０３内を流れる微粉燃料混合気は、保炎器１３３により軸心側に循環する循環流が形成されることとなり、副燃焼室１０３内での着火性が向上する。そのため、主燃焼室１０２及び副燃焼室１０３での着火性が向上することで、早期に点火源１０５の出力を低下させたり、停止したりすることができ、点火源１０５の使用頻度を低下することで、運転コストを低減することができる。

【0087】

［第３実施形態］
図８は、第３実施形態の燃焼バーナを表す概略図である。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。

【0088】

第３実施形態にて、図８に示すように、燃焼バーナ１４１は、燃料ノズル１０１と、主燃焼室１０２と、副燃焼室１０３，１０４と、点火源１０５と、ガイド部材１０６，１０７とを有している。

【0089】

燃料ノズル１０１は、微粉燃料と燃焼用空気とを混合した微粉燃料混合気を噴出することができる。主燃焼室１０２と各副燃焼室１０３，１０４は、燃料ノズル１０１内に配置され、微粉燃料混合気の流れ方向に沿って一部が重なるように直列に配置されている。点火源１０５は、先端部が主燃焼室１０２内に配置されている。ガイド部材１０６，１０７は、燃料ノズル１０１内を流れる微粉燃料混合気、特に、微粉燃料を主燃焼室１０２に導入するものである。ガイド部材１０６，１０７は、主燃焼室１０２における微粉燃料混合気の流れ方向の上流側で、且つ、主燃焼室１０２より鉛直方向の上方及び下方側に配置されている。このガイド部材１０６，１０７は、駆動装置１２３，１２４により回動可能となっている。

【0090】

そして、本実施形態では、主燃焼室１０２の内壁面に耐火部材１４２を設けている。耐火部材１４２は、シリカ（二酸化ケイ素／ＳｉＯ_２）や耐火レンガなどにより構成され、蓄熱性を有している。

【0091】

そのため、ボイラが通常運転モードで運転されるとき、ガイド部材１０６，１０７は、主燃焼室１０２側に向くように角度が調整される。すると、微粉燃料混合気は、燃料ノズル１０１内の内壁面に沿って流れる微粉燃料がガイド部材１０６，１０７により案内されて主燃焼室１０２内に入り込む。すると、主燃焼室１０２内で、微粉燃料混合気における微粉燃料の濃度が高くなり、熱負荷が増加することで燃焼温度が上昇し、着火性がよくなる。

【0092】

また、主燃焼室１０２では、内壁面に耐火部材１４２が設けられており、この耐火部材１４２が火炎の熱を蓄熱することから、主燃焼室１０２内の温度が上昇して更に着火性がよくなる。すると、主燃焼室１０２の温度が早期に上限温度まで上昇することから、制御装置１２５は、主燃焼室１０２の温度の上昇に伴って点火源１０５の出力を低下させたり、点火源１０５を停止したりすることができる。その結果、点火源１０５の作動時間が短くなり、点火源１０５を作動させるエネルギを減少することができ、ボイラ１０の運転コストが低減される。

【0093】

このように第３実施形態の燃焼バーナにあっては、微粉燃料と燃焼用空気とを混合した微粉燃料混合気を噴出可能な燃料ノズル１０１と、燃料ノズル１０１内に設けられる筒形状をなす主燃焼室１０２と、主燃焼室１０２に設けられる点火源１０５と、燃料ノズル１０１内を流れる微粉燃料混合気を主燃焼室１０２に導入可能なガイド部材１０６，１０７とを設け、主燃焼室１０２の内壁面に耐火部材１４２を設けている。

【0094】

従って、主燃焼室１０２で火炎が形成されたとき、耐火部材１４２がこの火炎の熱を蓄熱することから、主燃焼室１０２内での着火性が向上する。そのため、主燃焼室１０２での着火性が向上することで、早期に点火源１０５の出力を低下させたり、停止したりすることができ、点火源１０５の使用頻度を低下することで、運転コストを低減することができる。

【0095】

なお、本実施形態では、主燃焼室１０２の内壁面に耐火部材１４２を設けたが、副燃焼室１０３，１０４の内壁面に耐火部材を設けてもよい。

【0096】

また、上述した各実施形態では、ガイド部材１０６，１０７を主燃焼室１０２に対してその上下に設けたが、一方だけであってもよく、また、ガイド部材を主燃焼室１０２に対してその左右に設けてもよく、更に、角部であってもよい。

【0097】

［第４実施形態］
図９は、第４実施形態の燃焼バーナを表す概略図である。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。

【0098】

第４実施形態にて、図９に示すように、燃焼バーナ１５１は、燃料ノズル１０１と、主燃焼室１０２と、副燃焼室１０３，１０４と、点火源１０５と、ガイド部材１５２とを有している。

【0099】

燃料ノズル１０１は、微粉燃料と燃焼用空気とを混合した微粉燃料混合気を噴出することができる。主燃焼室１０２と各副燃焼室１０３，１０４は、燃料ノズル１０１内に配置され、微粉燃料混合気の流れ方向に沿って一部が重なるように直列に配置されている。点火源１０５は、先端部が主燃焼室１０２内に配置されている。

【0100】

このガイド部材１５２は、主燃焼室１０２における微粉燃料混合気の流れ方向の上流側で、且つ、主燃焼室１０２より鉛直方向の上方側に配置されている。ガイド部材１５２は、支持軸１５３に板材が固定された平板形状をなして構成され、支持軸１５３がブラケット１５４を介して燃料ノズル１０１の上部の壁部に上下に回動自在に支持されている。そして、支持軸１５３は、駆動装置１５５が駆動連結され、この駆動装置１５５によりガイド部材１５２を回動することができる。

【0101】

制御装置（図示略）は、駆動装置１５５を駆動制御可能であり、主燃焼室１０２での燃焼状態に応じてガイド部材１５２の角度を調整することができる。具体的に、制御装置は、主燃焼室１０２内の温度に基づいて駆動装置１５５を駆動制御し、ガイド部材１５２を最適角度に調整することで、主燃焼室１０２に導入される微粉燃料混合気（微粉燃料）の量を調整する。

【0102】

なお、制御装置によるガイド部材１５２の制御については、前述した各実施形態と同様であるため、説明は省略する。

【0103】

このように第４実施形態の燃焼バーナにあっては、微粉燃料と燃焼用空気とを混合した微粉燃料混合気を噴出可能な燃料ノズル１０１と、燃料ノズル１０１内に設けられる筒形状をなす主燃焼室１０２と、主燃焼室１０２に設けられる点火源１０５と、燃料ノズル１０１内を流れる微粉燃料混合気を主燃焼室１０２に導入可能なガイド部材１５２と、主燃焼室１０２での燃焼状態に応じてガイド部材１５２の角度を調整する制御装置とを設けている。

【0104】

従って、制御装置が主燃焼室１０２での燃焼状態に応じてガイド部材１５２の角度を調整することで、このガイド部材１５２により微粉燃料混合気中の微粉燃料を積極的に主燃焼室１０２に導入することができ、主燃焼室１０２における着火性が向上する。その結果、主燃焼室１０２での着火性が向上することで、点火源１０５の使用頻度を低下することができ、運転コストを低減することができる。

【0105】

なお、上述した実施形態では、燃料ノズル１０１と主燃焼室１０２と副燃焼室１０３，１０４を四角筒形状としたが、この形状に限定されるものではなく、例えば、その他の角筒形状、円形状、楕円形状などとしてもよい。

【0106】

また、上述した実施形態では、バタフライ形状をなすガイド部材１０６，１０７や平板形状をなすガイド部材１５２を適用したが、この形状に限定されるものではなく、燃料ノズル１０１内を流れる燃料ガスを主燃焼室１０２に導入可能な形状であればよい。

【0107】

また、上述した実施形態では、燃料ノズル１０１内に主燃焼室１０２と２個の副燃焼室１０３，１０４を設けたが、この構成に限定されるものではなく、主燃焼室１０２だけとしたり、１個または３個以上の副燃焼室を設けたりしてもよい。

【0108】

また、上述した実施形態では、鉛直方向に配置された固体燃料供給管に水平方向に配置された燃料ノズルを連結したが、固体燃料供給管を水平方向に配置したり、燃料ノズルを傾斜して配置したりしてもよい。また、ボイラにおける燃焼バーナの形態をＣＣＦ燃焼方式としたが、ＣＵＦ（Ｃｉｒｃｕｌａｒ Ｕｌｔｒａ Ｆｉｒｉｎｇ）燃焼方式としてもよい。

【0109】

また、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、燃料としては、バイオマスや石油コークスを使用するボイラであってもよく、また、油焚きボイラに適用してもよい。

【符号の説明】

【0110】

１０ 石炭焚きボイラ
１１ 火炉
１２ 燃焼装置
２１，２２，２３，２４，２５，１３１，１４１，１５１ 燃焼バーナ
２６，２７，２８，２９，３０ 微粉炭供給管（固体燃料供給管）
３１，３２，３３，３４，３５ 微粉炭機
４１ 追加燃焼用空気供給装置
５１ 追加空気供給装置
７０ 煙道
１０１ 燃料ノズル
１０２ 主燃焼室
１０３，１０４ 副燃焼室
１０５ 点火源
１０６，１０７，１５２ ガイド部材
１２３，１２４，１５５ 駆動装置
１２５ 制御装置
１２６ 温度計測器
１３２，１３３ 保炎器
１４２ 耐火部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】