特許 6826365 粉体燃焼装置

(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】6826365

(24)【登録日】2021年1月19日

(45)【発行日】2021年2月3日

(54)【発明の名称】粉体燃焼装置

(51)【国際特許分類】

   F23D 1/00 20060101AFI20210121BHJP

   F23C 1/12 20060101ALI20210121BHJP

   F23D 17/00 20060101ALI20210121BHJP

【ＦＩ】

   F23D1/00 ZZAB

   F23C1/12

   F23D17/00 103

【請求項の数】4

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2015-224094(P2015-224094)

(22)【出願日】2015年11月16日

(65)【公開番号】特開2017-90019(P2017-90019A)

(43)【公開日】2017年5月25日

【審査請求日】2018年5月22日

【審判番号】不服2019-17236(P2019-17236/J1)

【審判請求日】2019年12月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000284

【氏名又は名称】大阪瓦斯株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】小倉 啓宏

【合議体】

【審判長】 山崎 勝司

【審判官】 山田 裕介

【審判官】 平城 俊雅

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６１−２９５４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１９４９９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１２２７４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１５６２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平５−３２２１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−２４３６１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平４−１２６９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平４−２０２７０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平５−３４４０６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平１１−２２２６１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

F23D 1/00

F23D 17/00

F23C 1/12

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

粉状可燃物を燃焼させる粉体燃焼装置であって、
粉状可燃物と空気とを元混合した粉体混合空気を先端開口部から噴出する粉体混合空気噴出筒と、
当該粉体混合空気噴出筒の径方向内側に配設されて、先端のガス燃料噴出部からガス燃料を噴出するガス燃料噴出筒とが備えられ、
前記ガス燃料噴出筒が、当該ガス燃料噴出筒と前記粉体混合空気噴出筒との間の空間に粉体混合空気のみを通流させる状態で配設され、前記ガス燃料噴出部から噴出するガス燃料を粉体混合空気に含まれる空気のみを一次燃焼用空気として燃焼させ、
前記粉体混合空気噴出筒の先端開口部の外周部に、当該先端開口部から噴出される粉体混合空気中の粉状可燃物を燃焼させる空気を噴出する空気噴出部が設けられ、
前記粉体混合空気噴出筒の先端開口部から噴出される粉体混合空気の燃焼量と前記ガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料の燃焼量とを合わせた総燃焼量に対するガス燃料の燃焼量の比率であるガス燃焼量比率を調整するガス燃焼量比率調整手段と、
粉状可燃物の燃焼のし易さに応じて、当該燃焼のし易さが低いほど前記ガス燃焼量比率が大きくなるように設定され、当該ガス燃焼量比率と粉状可燃物の種類との関係を示すガス燃焼量比率情報により、粉状可燃物種類設定スイッチにて設定される粉状可燃物の種類に対応する前記ガス燃焼量比率となるように前記ガス燃焼量比率調整手段を制御する制御手段とが備えられている粉体燃焼装置。

【請求項2】

粉状可燃物を燃焼させる粉体燃焼装置であって、
粉状可燃物と空気とを元混合した粉体混合空気を先端開口部から噴出する粉体混合空気噴出筒と、
当該粉体混合空気噴出筒の径方向内側に配設されて、先端のガス燃料噴出部からガス燃料を噴出するガス燃料噴出筒とが備えられ、
前記ガス燃料噴出筒が、当該ガス燃料噴出筒と前記粉体混合空気噴出筒との間の空間に粉体混合空気のみを通流させる状態で配設され、前記ガス燃料噴出部から噴出するガス燃料を粉体混合空気に含まれる空気のみを一次燃焼用空気として燃焼させ、
前記粉体混合空気噴出筒の先端開口部の外周部に、当該先端開口部から噴出される粉体混合空気中の粉状可燃物を燃焼させる空気を噴出する空気噴出部が設けられ、
前記粉体混合空気噴出筒の先端開口部から噴出される粉体混合空気の燃焼量と前記ガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料の燃焼量とを合わせた総燃焼量に対するガス燃料の燃焼量の比率であるガス燃焼量比率を調整するためにガス燃料の噴出量を調整して、前記ガス燃料噴出部からのガス燃料の噴出速度を調整するガス燃料噴出速度調整手段と、
粉状可燃物の燃焼のし易さに応じて、当該燃焼のし易さが低いほど前記ガス燃焼量比率が大きくなるように設定され、当該ガス燃焼量比率と粉状可燃物の種類との関係を示すガス燃焼量比率情報により、粉状可燃物種類設定スイッチにて設定される粉状可燃物の種類に対応する前記ガス燃焼量比率となるように前記ガス燃料噴出速度調整手段を制御する制御手段とが備えられている粉体燃焼装置。

【請求項3】

前記粉体混合空気噴出筒が円筒状であり、
当該粉体混合空気噴出筒が、円筒状の空気噴出筒の内部に配設され、
前記ガス燃料噴出部が、前記粉体混合空気噴出筒の先端側からの筒長手方向視で、外周が円状で且つ先端面に複数のガス燃料噴出孔を有するガス燃料ノズルにて構成され、
前記ガス燃料ノズルと前記粉体混合空気噴出筒の先端開口縁との間に、粉体混合空気を噴出する環状の粉体混合空気噴出部が形成され、
前記粉体混合空気噴出筒の先端開口縁と前記空気噴出筒の先端開口縁との間に、環状の前記空気噴出部が形成されている請求項１又は２に記載の粉体燃焼装置。

【請求項4】

前記粉体混合空気噴出筒が、横断形状が矩形状の角筒状であり、
当該粉体混合空気噴出筒が、横断形状が矩形状の角筒状の空気噴出筒の内部に設けられ、
前記空気噴出部として、前記粉体混合空気噴出筒の先端開口部から噴出される粉体混合空気中の粉状可燃物を燃焼させる二次燃焼用空気を噴出する二次空気噴出部と、三次燃焼用空気を噴出する三次空気噴出部とが設けられ、
前記粉体混合空気噴出筒の先端開口縁と前記空気噴出筒の先端開口縁との間に、矩形枠状の前記二次空気噴出部が形成され、
当該二次空気噴出部における一辺部と当該一辺部に対向する一辺部夫々の外周部に、前記三次空気噴出部が各別に設けられている請求項１又は２に記載の粉体燃焼装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粉状可燃物を燃焼させる粉体燃焼装置に関する。

【背景技術】

【0002】

かかる粉体燃焼装置は、微粉状の粉状可燃物を燃焼させるものであり、粉状可燃物の例としては、石油精製の過程で得られるペトロコークス（石油コークス）を微粉状にしたペトロコークス微粉、石炭を微粉状にした微粉炭、有機性汚泥から揮発性成分と水分を除去して微粉状にした有機性汚泥粉、廃プラスチックを微粉状にした廃プラスチック粉等が挙げられる。

【0003】

一般に、粉状可燃物は、ガス燃料、液体燃料等の燃料に比べて易燃焼性（燃焼のし易さ）が低くて、粉状可燃物単独では安定燃焼させ難いため、従来、粉状可燃物をガス燃料、液体燃料等の助燃燃料を用いて安定燃焼させる技術が提案されている。

【0004】

例えば、粉状可燃物と搬送用空気とガス燃料とを元混合した粉体混合ガスを噴出する粉体混合ガス噴出部と、その粉体混合ガス噴出部から噴出される粉体混合ガスを燃焼させる空気を噴出する空気噴出部とが隣接して設けられていた。また、他の例としては、空気噴出部が、粉体混合ガス噴出部の外周部を全周にわたって囲うように環状に設けられていた（例えば、特許文献１参照。）。
つまり、粉状可燃物に搬送用空気に加えて易燃焼性の高いガス燃料を元混合して、粉体混合ガスとして粉体混合ガス噴出部から噴出することにより、粉体混合ガスに含まれるガス燃料を、粉体混合ガスに含まれている搬送用空気と空気噴出部から噴出される空気とにより、粉体混合ガス中の全体に拡がらせて燃焼させ、その火炎に引火する形態で粉体混合ガス中の粉状可燃物を燃焼させるようにして、粉状可燃物を安定燃焼させるようにしていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１４−１２２７４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来の粉体燃焼装置では、粉体混合ガス噴出部から噴出される粉体混合ガスに含まれるガス燃料が、同じく粉体混合ガスに含まれる搬送用空気により、速い燃焼速度で粉体混合ガス中の全体に拡がる状態で燃焼するので、その火炎に引火して粉体混合ガス中の粉状可燃物が速い燃焼速度で燃焼することになる。従って、局部高温域（所謂ホットスポット）が生じ易くなり、それに伴って、サーマルＮＯｘの発生量が多くなるという問題があった。

【0007】

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、低ＮＯｘ化を図り得る粉体燃焼装置及び粉体燃焼方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するための本発明に係る粉体燃焼装置は、粉状可燃物を燃焼させる粉体
燃焼装置であって、その特徴構成は、
粉状可燃物と空気とを元混合した粉体混合空気を先端開口部から噴出する粉体混合空気
噴出筒と、
当該粉体混合空気噴出筒の径方向内側に配設されて、先端のガス燃料噴出部からガス燃
料を噴出するガス燃料噴出筒とが備えられ、
前記ガス燃料噴出筒が、当該ガス燃料噴出筒と前記粉体混合空気噴出筒との間の空間に
粉体混合空気のみを通流させる状態で配設され、前記ガス燃料噴出部から噴出するガス燃
料を粉体混合空気に含まれる空気のみを一次燃焼用空気として燃焼させ、
前記粉体混合空気噴出筒の先端開口部の外周部に、当該先端開口部から噴出される粉体混合空気中の粉状可燃物を燃焼させる空気を噴出する空気噴出部が設けられ、
前記粉体混合空気噴出筒の先端開口部から噴出される粉体混合空気の燃焼量と前記ガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料の燃焼量とを合わせた総燃焼量に対するガス燃料の燃焼量の比率であるガス燃焼量比率を調整するガス燃焼量比率調整手段と、
粉状可燃物の燃焼のし易さに応じて、当該燃焼のし易さが低いほど前記ガス燃焼量比率が大きくなるように設定され、当該ガス燃焼量比率と粉状可燃物の種類との関係を示すガス燃焼量比率情報により、粉状可燃物種類設定スイッチにて設定される粉状可燃物の種類に対応する前記ガス燃焼量比率となるように前記ガス燃焼量比率調整手段を制御する制御手段とが備えられている点にある。

【0009】

上記特徴構成によれば、ガス燃料噴出筒と粉体混合空気噴出筒との間の空間を粉体混合空気のみが通流して、そのように通流する粉体混合空気が粉体混合空気噴出筒の先端開口部から噴出され、その粉体混合空気の噴出流の内部に向けて、ガス燃料噴出部からガス燃料が噴出される。
そして、ガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料に対しては、そのガス燃料に直接接触させるように燃焼用空気を供給する専用の燃焼用空気の供給手段が設けられていないことから、ガス燃料噴出部から粉体混合空気の噴出流の内部に向けて噴出されるガス燃料は、粉体混合空気に含まれる空気のみを一次燃焼用空気として燃焼し、粉体混合空気中の粉状可燃物は、粉体混合空気中の空気を一次燃焼用空気として燃焼することとなる。

【0010】

つまり、ガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料を、粉体混合空気中の空気を積極的に利用して燃焼させることにより、粉状可燃物を燃焼させるための粉体混合空気中の一次燃焼用空気の密度を、粉体混合空気の噴出流の広範囲にわたって低くできるから、粉体混合空気中の粉状可燃物を緩慢燃焼させることができ、局部高温域の発生を良好に抑制することができる。
従って、サーマルＮＯｘの発生を抑制することができるので、低ＮＯｘ化を図り得る粉体燃焼装置を提供することができる。
また、上記特徴構成によれば、粉体混合空気噴出筒の先端開口部から噴出された粉体混合空気中の粉状可燃物は、粉体混合空気中の空気を一次燃焼用空気として燃焼し、更に、空気噴出部から噴出された空気を例えば二次燃焼用空気として燃焼する。
つまり、粉体混合空気噴出筒の先端開口部から噴出された粉体混合空気中の空気の一部が、ガス燃料噴出部から噴出されたガス燃料の燃焼に消費されるものの、粉体混合空気噴出筒の先端開口部の外周部の空気噴出部から、空気が、粉体混合空気噴出筒の先端開口部から噴出された粉体混合空気の外周部に噴出されるので、粉体混合空気中の粉状可燃物の燃焼用空気不足を防止することができる。
従って、粉状可燃物を完全燃焼させながら、低ＮＯｘ化を図ることができる。
また、上記特徴構成によれば、粉状可燃物の燃焼のし易さが低いほど、ガス燃焼量比率が大きくなるように調整されることにより、粉状可燃物の燃焼のし易さが低いほど、ガス燃料の供給量が多くなり、粉体混合空気噴出筒の先端開口部から噴出された粉体混合空気の広い範囲で、ガス燃料を燃焼させることができるので、そのガス燃料の燃焼火炎に引火させる形態で、粉体混合空気中の粉状可燃物を、燃焼のし易さの違いに拘わらず、広範囲にわたって安定して緩慢燃焼させることができる。
即ち、粉状可燃物の燃焼のし易さが低いほど、局部高温域が粉体混合空気の噴出方向の先方で生じ易いが、局部高温域の発生が見込まれる箇所の近傍までガス燃料を送り込んで、粉体混合空気中の空気を積極的に消費することができるから、局部高温域の発生を効果的に抑制することができる。
従って、粉状可燃物の燃焼のし易さの違いに拘わらず、粉状可燃物を安定燃焼させることができながら、低ＮＯｘ化を図ることができる。

【0011】

上記目的を達成するための本発明に係る粉体燃焼装置は、粉状可燃物を燃焼させる粉体燃焼装置であって、その特徴構成は、
粉状可燃物と空気とを元混合した粉体混合空気を先端開口部から噴出する粉体混合空気噴出筒と、
当該粉体混合空気噴出筒の径方向内側に配設されて、先端のガス燃料噴出部からガス燃料を噴出するガス燃料噴出筒とが備えられ、
前記ガス燃料噴出筒が、当該ガス燃料噴出筒と前記粉体混合空気噴出筒との間の空間に粉体混合空気のみを通流させる状態で配設され、前記ガス燃料噴出部から噴出するガス燃料を粉体混合空気に含まれる空気のみを一次燃焼用空気として燃焼させ、
前記粉体混合空気噴出筒の先端開口部の外周部に、当該先端開口部から噴出される粉体混合空気中の粉状可燃物を燃焼させる空気を噴出する空気噴出部が設けられ、
前記粉体混合空気噴出筒の先端開口部から噴出される粉体混合空気の燃焼量と前記ガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料の燃焼量とを合わせた総燃焼量に対するガス燃料の燃焼量の比率であるガス燃焼量比率を調整すするためにガス燃料の噴出量を調整して、前記ガス燃料噴出部からのガス燃料の噴出速度を調整するガス燃料噴出速度調整手段と、
粉状可燃物の燃焼のし易さに応じて、当該燃焼のし易さが低いほど前記ガス燃焼量比率が大きくなるように設定され、当該ガス燃焼量比率と粉状可燃物の種類との関係を示すガス燃焼量比率情報により、粉状可燃物種類設定スイッチにて設定される粉状可燃物の種類に対応する前記ガス燃焼量比率となるように前記ガス燃料噴出速度調整手段を制御する制御手段とが備えられている点にある。

【0012】

上記特徴構成によれば、ガス燃料噴出筒と粉体混合空気噴出筒との間の空間を粉体混合空気のみが通流して、そのように通流する粉体混合空気が粉体混合空気噴出筒の先端開口部から噴出され、その粉体混合空気の噴出流の内部に向けて、ガス燃料噴出部からガス燃料が噴出される。
そして、ガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料に対しては、そのガス燃料に直接接触させるように燃焼用空気を供給する専用の燃焼用空気の供給手段が設けられていないことから、ガス燃料噴出部から粉体混合空気の噴出流の内部に向けて噴出されるガス燃料は、粉体混合空気に含まれる空気のみを一次燃焼用空気として燃焼し、粉体混合空気中の粉状可燃物は、粉体混合空気中の空気を一次燃焼用空気として燃焼することとなる。
つまり、ガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料を、粉体混合空気中の空気を積極的に利用して燃焼させることにより、粉状可燃物を燃焼させるための粉体混合空気中の一次燃焼用空気の密度を、粉体混合空気の噴出流の広範囲にわたって低くできるから、粉体混合空気中の粉状可燃物を緩慢燃焼させることができ、局部高温域の発生を良好に抑制することができる。
従って、サーマルＮＯｘの発生を抑制することができるので、低ＮＯｘ化を図り得る粉体燃焼装置を提供することができる。
また、上記特徴構成によれば、粉体混合空気噴出筒の先端開口部から噴出された粉体混合空気中の粉状可燃物は、粉体混合空気中の空気を一次燃焼用空気として燃焼し、更に、空気噴出部から噴出された空気を例えば二次燃焼用空気として燃焼する。
つまり、粉体混合空気噴出筒の先端開口部から噴出された粉体混合空気中の空気の一部が、ガス燃料噴出部から噴出されたガス燃料の燃焼に消費されるものの、粉体混合空気噴出筒の先端開口部の外周部の空気噴出部から、空気が、粉体混合空気噴出筒の先端開口部から噴出された粉体混合空気の外周部に噴出されるので、粉体混合空気中の粉状可燃物の燃焼用空気不足を防止することができる。
従って、粉状可燃物を完全燃焼させながら、低ＮＯｘ化を図ることができる。
また、上記特徴構成によれば、粉状可燃物の燃焼のし易さが低いほど、ガス燃料噴出部からのガス燃料の噴出速度が速くなるように調整されることにより、粉状可燃物の燃焼のし易さが低いほど、粉体混合空気噴出筒の先端開口部から噴出された粉体混合空気に対して、その噴出方向の先方までガス燃料を届かせることができるので、そのガス燃料の燃焼火炎に引火させる形態で、粉体混合空気中の粉状可燃物を、燃焼のし易さの違いに拘わらず、広範囲にわたって安定して緩慢燃焼させることができる。
即ち、粉状可燃物の燃焼のし易さが低いほど、局部高温域が粉体混合空気の噴出方向の先方で生じ易いが、局部高温域の発生が見込まれる箇所の近傍までガス燃料を送り込んで、粉体混合空気中の空気を積極的に消費することができるから、局部高温域の発生を効果的に抑制することができる。
従って、粉状可燃物の燃焼のし易さの違いに拘わらず、粉状可燃物を安定燃焼させることができながら、低ＮＯｘ化を図ることができる。

【0013】

本発明に係る粉体燃焼装置の更なる特徴構成は、前記粉体混合空気噴出筒が円筒状であり、
当該粉体混合空気噴出筒が、円筒状の空気噴出筒の内部に配設され、
前記ガス燃料噴出部が、前記粉体混合空気噴出筒の先端側からの筒長手方向視で、外周が円状で且つ先端面に複数のガス燃料噴出孔を有するガス燃料ノズルにて構成され、
前記ガス燃料ノズルと前記粉体混合空気噴出筒の先端開口縁との間に、粉体混合空気を噴出する環状の粉体混合空気噴出部が形成され、
前記粉体混合空気噴出筒の先端開口縁と前記空気噴出筒の先端開口縁との間に、環状の前記空気噴出部が形成されている点にある。

【0014】

上記特徴構成によれば、ガス燃料ノズルの先端面の複数のガス燃料噴出孔からガス燃料が噴出され、そのように噴出されるガス燃料の外周の全周にわたって、環状の粉体混合空気噴出部から粉体混合空気が噴出され、そのように噴出される粉体混合空気の外周の全周にわたって、環状の空気噴出部から空気が噴出される。
つまり、環状の粉体混合空気噴出部から噴出された粉体混合空気の内部の極力広範囲にわたって、ガス燃料ノズルから噴出されたガス燃料を行きわたらせて、粉体混合空気中の空気をガス燃料の燃焼により消費することができるので、粉体混合空気中の粉状可燃物の緩慢燃焼を一層良好に行わせることができる。並びに、環状の粉体混合空気噴出部から噴出された粉体混合空気の外周部全周の極力広範囲にわたって、環状の空気噴出部から噴出された空気を行きわたらせることができるので、粉体混合空気中の粉状可燃物の燃焼用空気不足を的確に防止することができる
従って、粉状可燃物を的確に完全燃焼させながら、更に低ＮＯｘ化を図ることができる。

【0015】

本発明に係る粉体燃焼装置の更なる特徴構成は、前記粉体混合空気噴出筒が、横断形状が矩形状の角筒状であり、
当該粉体混合空気噴出筒が、横断形状が矩形状の角筒状の空気噴出筒の内部に設けられ、
前記空気噴出部として、前記粉体混合空気噴出筒の先端開口部から噴出される粉体混合空気中の粉状可燃物を燃焼させる二次燃焼用空気を噴出する二次空気噴出部と、三次燃焼用空気を噴出する三次空気噴出部とが設けられ、
前記粉体混合空気噴出筒の先端開口縁と前記空気噴出筒の先端開口縁との間に、矩形枠状の前記二次空気噴出部が形成され、
当該二次空気噴出部における一辺部と当該一辺部に対向する一辺部夫々の外周部に、前記三次空気噴出部が各別に設けられている点にある。

【0016】

上記特徴構成によれば、角筒状の粉体混合空気噴出筒の先端開口部から粉体混合空気が噴出され、そのように噴出される粉体混合空気の外周の全周にわたって、矩形枠状の二次空気噴出部から二次燃焼用空気が噴出され、そのように噴出される二次燃焼用空気の外周部に、矩形枠状の二次空気噴出部における互いに対向する二辺部夫々の外周部の三次空気噴出部から三次燃焼用空気が噴出される。
つまり、粉体混合空気噴出筒の先端開口部から噴出された粉体混合空気の外周部全周の極力広範囲にわたって、矩形枠状の二次空気噴出部から噴出された二次燃焼用空気を行きわたらせることができるので、粉体混合空気噴出筒の先端開口部から噴出された粉体混合空気の広範囲にわたって、粉状可燃物を万遍なく燃焼させることができる。更に、粉体混合空気噴出筒の先端開口部から噴出された粉体混合空気に対して、その噴出方向の先方で、２つの三次空気噴出部から三次燃焼用空気が供給されるので、粉状可燃物の未燃分を的確に燃焼させることができる。
要するに、粉体混合空気中の粉状可燃物の燃焼用空気不足をより一層的確に防止することができる。
従って、粉状可燃物を的確に完全燃焼させながら、更に低ＮＯｘ化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】第１実施形態に係る粉体燃焼装置の縦断側面図

【図2】第１実施形態に係る粉体燃焼装置の正面図

【図3】第２実施形態に係る粉体燃焼装置の縦断側面図

【図4】第２実施形態に係る粉体燃焼装置の要部の縦断側面図

【図5】第２実施形態に係る粉体燃焼装置の正面図

【図6】第２実施形態に係る粉体燃焼装置の一部切り欠き平面図

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
〔第１実施形態〕
先ず、図１及び図２に基づいて、第１実施形態を説明する。
粉体燃焼装置は、粉状可燃物Ｆと空気Ａとを元混合した粉体混合空気Ｍを先端開口部１ｗから噴出する粉体混合空気噴出筒１と、当該粉体混合空気噴出筒１の径方向内側に配設されて、先端のガス燃料噴出部２からガス燃料Ｇを噴出するガス燃料噴出筒１０と、この粉体燃焼装置の運転を制御する制御部３（制御手段の一例）等を備えて構成されている。
そして、ガス燃料噴出筒１０が、当該ガス燃料噴出筒１０と粉体混合空気噴出筒１との間の空間に粉体混合空気Ｍのみを通流させる状態で配設され、ガス燃料噴出部２から噴出するガス燃料Ｇを粉体混合空気Ｍに含まれる空気Ａのみを一次燃焼用空気Ａとして燃焼させるように構成されている。
又、粉体混合空気噴出筒１の先端開口部１ｗの外周部に、当該先端開口部１ｗから噴出される粉体混合空気Ｍ中の粉状可燃物Ｆを燃焼させる空気Ａを噴出する空気噴出部４が設けられている。

【0026】

ちなみに、ガス燃料Ｇとしては、例えば、１３Ａ等、メタンを主成分とする都市ガスが用いられる。

【0027】

この第１実施形態では、粉体混合空気噴出筒１が円筒状であり、当該粉体混合空気噴出筒１が、円筒状の空気噴出筒６の内部に配設されている。
ガス燃料噴出部２が、粉体混合空気噴出筒１の先端側からの筒長手方向視（軸心方向視）で、外周が円状で且つ先端面に複数のガス燃料噴出孔７ｈを有するガス燃料ノズル７にて構成されている。
そして、ガス燃料ノズル７と粉体混合空気噴出筒１の先端開口縁との間に、粉体混合空気Ｍを噴出する環状の粉体混合空気噴出口８（粉体混合空気噴出部の一例）が形成され、粉体混合空気噴出筒１の先端開口縁と空気噴出筒６の先端開口縁との間に、粉体混合空気噴出口８から噴出される粉体混合空気Ｍ中の粉状可燃物Ｆを燃焼させる二次燃焼用空気Ａを噴出する環状の二次空気噴出口９が形成され、この二次空気噴出口９が空気噴出部４に相当する。

【0028】

以下、この第１実施形態の粉体燃焼装置の各部について、説明を加える。
粉体混合空気噴出筒１、空気噴出筒６は、いずれも基端が閉塞され、夫々の先端開口部１ｗ，６ｗを同方向に向けた状態で、粉体混合空気噴出筒１が空気噴出筒６内に同心状に配設されている。
ガス燃料噴出筒１０は円筒状であり、そのガス燃料噴出筒１０が、空気噴出筒６の閉塞端及び粉体混合空気噴出筒１の閉塞端から挿通された状態で、粉体混合空気噴出筒１の内部に同心状に配設され、そのガス燃料噴出筒１０の先端に、ガス燃料ノズル７が着脱自在に取り付けられている。ガス燃料ノズル７は、先端側ほど大径となる漏斗状であり、図２に示すように、先端面には、複数のガス燃料噴出孔７ｈが二重円状に並ぶ状態で備えられている。図示を省略するが、このガス燃料ノズル７は、例えば、その基端部に備えられた雌ネジ部をガス燃料噴出筒１０の先端に備えられた雄ネジ部に螺合することにより、ガス燃料噴出筒１０の先端に取り付けられる。

【0029】

図１に示すように、空気噴出筒６、粉体混合空気噴出筒１及びガス燃料ノズル７は、粉体混合空気噴出筒１の先端開口部１ｗが空気噴出筒６の先端開口部６ｗから筒長手方向（軸芯方向）にわずかに後退し、ガス燃料ノズル７の先端面が筒長手方向において空気噴出筒６の先端開口部６ｗと略同位置となる相対位置関係で配設されている。
そして、ガス燃料噴出筒１０と粉体混合空気噴出筒１との間の環状の空間には、他の部材は設けられず、当該空間全域が、粉体混合空気Ｍのみを通流させる粉体混合空気流路１１とされ、この粉体混合空気流路１１を通流する粉体混合空気Ｍを粉体混合空気噴出口８から噴出する構成となっている。
つまり、ガス燃料ノズル７から噴出されるガス燃料Ｇに対しては、そのガス燃料Ｇに直接接触させるように燃焼用空気Ａを供給する専用の燃焼用空気Ａの供給手段が設けられていず、ガス燃料ノズル７から噴出されるガス燃料Ｇに対する燃焼用空気Ａの供給源は、空気Ａが元混合されて粉体混合空気噴出口８から噴出される粉体混合空気Ｍのみとされている。

【0030】

又、粉体混合空気噴出筒１と空気噴出筒６との間の環状空間が、二次燃焼用空気Ａを通流させる二次空気流路１２とされ、この二次空気流路１２を通流する二次燃焼用空気Ａを二次空気噴出口９から噴出する構成となっている。
この二次空気流路１２の先端部には、二次空気噴出口９から噴出する二次燃焼用空気Ａを旋回させる旋回羽根１３が設けられている。

【0031】

更に、図示を省略するが、この粉体燃焼装置を取り付ける加熱炉の炉壁２６（図１参照）には、三次燃焼用空気を噴出する三次空気噴出口が設けられると共に、その三次空気噴出口から噴出する三次燃焼用空気の量を調整する三次空気ダンパが設けられている。

【0032】

図１に示すように、粉体混合空気噴出筒１の周壁部における閉塞端側の部分には、粉体混合空気供給筒１４が、空気噴出筒６の周壁部から挿通された状態で、粉体混合空気流路１１に連通するように接続されている。その粉体混合空気供給筒１４の基端には、粉体混合空気Ｍを供給する粉体混合空気供給路１５が接続され、この粉体混合空気供給路１５には、粉体混合空気Ｍの供給を断続する粉体混合空気断続弁１６、及び、粉体混合空気Ｍの供給量を調整自在な粉体混合空気供給量調整弁１７が設けられている。

【0033】

ガス燃料噴出筒１０の基端には、ガス燃料Ｇを供給するガス燃料供給路１８が接続され、このガス燃料供給路１８には、ガス燃料Ｇの供給を断続するガス燃料断続弁１９、及び、ガス燃料Ｇの供給量を調整自在なガス燃料供給量調整弁２０が設けられている。
空気噴出筒６の周壁における閉塞端側の部分には、筒状の空気供給口２１が二次空気流路１２に連通する状態で接続され、空気供給口２１には、空気供給路２２を介して送風機２３が接続され、その送風機２３により、二次空気流路１２に二次燃焼用空気Ａを送風可能なように構成されている。
空気供給口２１内には、二次燃焼用空気Ａの通風量を調整自在な二次空気ダンパ２４が設けられている。

【0034】

そして、図１に示すように、上述のように構成された粉体燃焼装置が、取付板２５を介して、加熱炉の炉壁２６に形成された取付用開口２７に取り付けられている。

【0035】

以下、制御部３の制御動作について説明する。
制御部３は、送風機２３、ガス燃料断続弁１９、ガス燃料供給量調整弁２０、粉体混合空気断続弁１６、粉体混合空気供給量調整弁１７、二次空気ダンパ２４及び三次空気ダンパ等の作動を制御することにより、粉体燃焼装置の運転を制御するように構成されている。
制御部３に各種制御情報を送信する操作盤（図示省略）には、粉体燃焼装置の運転の開始及び停止を指令する運転スイッチ等の他に、燃焼対象の粉状可燃物Ｆの種類を設定する粉状可燃物種類設定スイッチが備えられている。

【0036】

そして、予め、粉状可燃物Ｆの易燃焼性が低いほど、粉状可燃物Ｆの燃焼量とガス燃料Ｇの燃焼量とを合わせた総燃焼量に対するガス燃料Ｇの燃焼量の比率であるガス燃焼量比率が大きくなる状態で、ガス燃焼量比率が複数の粉状可燃物Ｆの種類に応じて設定されている。そして、その粉状可燃物Ｆの種類とガス燃焼量比率との関係が、ガス燃焼量比率情報として、制御部３の記憶部（図示省略）に記憶されている。

【0037】

ちなみに、粉状可燃物Ｆの易燃焼性は、例えば、粉状可燃物Ｆに含まれる可燃性の揮発成分の量が少ないほど低くなる。
そして、実験等により、複数種の粉状可燃物Ｆ夫々について、粉状可燃物Ｆを安定して緩慢燃焼させて、局部高温域の発生を十分に抑制できるように、ガス燃焼量比率が設定される。粉状可燃物Ｆの易燃焼性が低いほど、粉状可燃物Ｆを安定して緩慢燃焼させるために、ガス燃焼量比率を大きくする必要があるので、ガス燃焼量比率が、粉状可燃物Ｆの易燃焼性が低いほど大きくなる状態で、複数の粉状可燃物Ｆの種類に応じて設定されることになる。ちなみに、ガス燃焼量比率は、例えば５〜２０％の範囲で、複数の粉状可燃物Ｆの種類に応じて設定される。
燃焼対象の粉状可燃物Ｆの種類としては、例えば、ペトロコークス微粉、微粉炭、有機性汚泥粉、廃プラスチック粉等がある。

【0038】

又、粉体混合空気供給路１５を通して供給される粉体混合空気Ｍにおける粉状可燃物Ｆと空気Ａとの混合比率は、所定の比率に設定されている。
又、総燃焼量に対する燃焼用空気の空気比も所定の値に設定されて、設定空気比として制御部３の記憶部に記憶されている。ちなみに、設定空気比は、粉体混合空気Ｍに含まれる一次燃焼用空気Ａの量、二次空気噴出口９から噴出される二次燃焼用空気Ａの量及び三次空気噴出口から噴出される三次燃焼用空気Ａの量を合わせた空気量を総空気量として、その総空気量に基づいて設定されている。

【0039】

粉体燃焼装置のオペレータは、粉状可燃物種類設定スイッチにより粉状可燃物Ｆの種類を設定して、運転スイッチにより運転開始を指令する。
制御部３は、運転スイッチにより運転開始が指令されると、点火プラグ（図示省略）を作動させた状態で、送風機２３を作動し、ガス燃料断続弁１９及び粉体混合空気断続弁１６を開弁すると共に、総燃焼量が設定燃焼量となり、空気比が設定空気比になり、且つ、ガス燃焼量比率が粉状可燃物種類設定スイッチにて設定された粉状可燃物Ｆの種類に対応する比率になるように、ガス燃料ノズル７からのガス燃料Ｇの噴出量、粉体混合空気噴出口８からの粉体混合空気Ｍの噴出量、二次空気噴出口９からの二次燃焼用空気Ａの噴出量、三次空気噴出口からの三次燃焼用空気Ａの噴出量を夫々調整すべく、ガス燃料供給量調整弁２０の開度、粉体混合空気供給量調整弁１７の開度、二次空気ダンパ２４の開度、三次空気ダンパの開度を調整する。

【0040】

ガス燃料供給量調整弁２０により、ガス燃料ノズル７からのガス燃料Ｇの噴出量を調整し、粉体混合空気供給量調整弁１７により、粉体混合空気噴出口８からの粉体混合空気Ｍの噴出量を調整することにより、ガス燃焼量比率が調整されることになるので、ガス燃料供給量調整弁２０及び粉体混合空気供給量調整弁１７により、ガス燃焼量比率を調整するガス燃焼量比率調整手段Ｖが構成される。
つまり、制御部３が、粉状可燃物Ｆの易燃焼性に応じて、当該易燃焼性が低いほどガス燃焼量比率を大きくするように、ガス燃焼量比率調整手段Ｖを制御するように構成されていることになる。

【0041】

制御部３は、二次空気ダンパ２４及び三次空気ダンパ夫々の開度を調整するに当たっては、設定燃焼量に応じて、設定空気比に対応する総空気量を演算すると共に、演算した総空気量に応じて、予め設定された所定の比率で、二次空気噴出口９からの二次燃焼用空気Ａの噴出量、三次空気噴出口からの三次燃焼用空気Ａの噴出量を夫々設定して、設定した夫々の噴出量になるように、二次空気ダンパ２４及び三次空気ダンパ夫々の開度を調整する。

【0042】

ちなみに、この粉体燃焼装置がボイラの熱源として用いられる場合は、設定空気比は、例えば１．１に設定される。
そして、制御部３は、演算した総空気量に応じて、例えば、粉体混合空気Ｍに含まれる一次燃焼用空気Ａの量と二次空気噴出口９からの二次燃焼用空気Ａの噴出量とを合わせた量が、空気比０．９分の量となり、三次空気噴出口からの三次燃焼用空気Ａの噴出量が、残りの空気比０．２分の量となるように、二次空気ダンパ２４及び三次空気ダンパ夫々の開度を調整する。

【0043】

制御部３は、運転スイッチにより運転停止が指令されると、ガス燃料断続弁１９、粉体混合空気断続弁１６、ガス燃料供給量調整弁２０及び粉体混合空気供給量調整弁１７を閉弁し、二次空気ダンパ２４及び三次空気ダンパを閉じると共に、送風機２３を停止して、粉体燃焼装置の運転を停止する。

【0044】

次に、図１に基づいて、上述のように構成した第１実施形態による粉体燃焼装置の燃焼形態について説明する。
中央のガス燃料ノズル７からガス燃料Ｇが噴出され、そのように噴出されるガス燃料Ｇの外周の全周にわたって、環状の粉体混合空気噴出口８から粉体混合空気Ｍが噴出され、そのように噴出される粉体混合空気Ｍの外周部の全周にわたって、環状の二次空気噴出口９から二次燃焼用空気Ａが噴出される。又、図示を省略するが、三次空気噴出口から三次燃焼用空気が噴出される。

【0045】

そして、ガス燃料ノズル７から噴出されるガス燃料Ｇに対しては、そのガス燃料Ｇに直接接触させるように燃焼用空気Ａを供給する専用の燃焼用空気Ａの供給手段が設けられていないことから、ガス燃料ノズル７から粉体混合空気Ｍの噴出流の内部に向けて噴出されるガス燃料Ｇは、粉体混合空気Ｍに含まれる空気Ａのみを一次燃焼用空気Ａとして燃焼し、粉体混合空気Ｍ中の粉状可燃物Ｆは、粉体混合空気Ｍ中の空気Ａを一次燃焼用空気Ａとして燃焼することとなる。
つまり、ガス燃料ノズル７から噴出されるガス燃料Ｇを、粉体混合空気Ｍ中の空気Ａを積極的に利用して燃焼させることにより、粉状可燃物Ｆを燃焼させるための粉体混合空気Ｍ中の一次燃焼用空気Ａの密度を、粉体混合空気Ｍの噴出流の広範囲にわたって低くできるから、粉体混合空気Ｍ中の粉状可燃物Ｆを緩慢燃焼させることができる。

【0046】

更に、この第１実施形態では、ガス燃料ノズル７の外周部に環状の粉体混合空気噴出口８が設けられ、その粉体混合空気噴出口８の外周部に環状の二次空気噴出口９が設けられている。それにより、粉体混合空気噴出口８から噴出された粉体混合空気Ｍの内部の極力広範囲にわたって、ガス燃料ノズル７から噴出されたガス燃料Ｇを行きわたらせて、粉体混合空気Ｍ中の空気Ａをガス燃料Ｇの燃焼により消費することができるので、粉体混合空気Ｍ中の粉状可燃物Ｆの緩慢燃焼を一層良好に行わせることができる。
しかも、粉体混合空気噴出口８から噴出された粉体混合空気Ｍの外周部全周の極力広範囲にわたって、二次空気噴出口９から噴出された二次燃焼用空気Ａを行きわたらせることができ、更に、三次空気噴出口からは、粉体混合空気噴出口８からの粉体混合空気Ｍの噴出方向先方において、三次燃焼用空気Ａが供給されるので、粉体混合空気Ｍ中の粉状可燃物Ｆの燃焼用空気不足を的確に防止することができる。

【0047】

更に、粉状可燃物Ｆの易燃焼性が低いほど、ガス燃焼量比率が大きくなるように調整されることにより、粉状可燃物Ｆの易燃焼性が低いほど、ガス燃料Ｇの供給量が多くなり、粉体混合空気噴出筒１の先端開口部１ｗから噴出された粉体混合空気Ｍの広い範囲で、ガス燃料Ｇを燃焼させることができるので、そのガス燃料Ｇの燃焼火炎に引火させる形態で、粉体混合空気Ｍ中の粉状可燃物Ｆを、易燃焼性の違いに拘わらず、広範囲にわたって安定して緩慢燃焼させることができる。
即ち、粉状可燃物Ｆの易燃焼性が低いほど、局部高温域が粉体混合空気Ｍの噴出方向の先方で生じ易いが、局部高温域の発生が見込まれる箇所の近傍までガス燃料Ｇを送り込んで、粉体混合空気Ｍ中の空気Ａを積極的に消費することができるから、局部高温域の発生を効果的に抑制することができる。
従って、粉状可燃物Ｆの易燃焼性の違いに拘わらず、粉状可燃物Ｆを安定燃焼させることができながら、低ＮＯｘ化を図ることができる。

【0048】

つまり、この第１実施形態の粉体燃焼装置は、ガス燃料ノズル７から噴出するガス燃料Ｇを粉体混合空気Ｍに含まれる空気Ａのみを一次燃焼用空気Ａとして燃焼させる粉体燃焼方法が実行されるように構成されている。

【0049】

〔第２実施形態〕
次に、図３〜図６に基づいて、第２実施形態を説明する。
この第２実施形態においても、上記の第１実施形態における粉体混合空気噴出筒１及びガス燃料噴出筒１０の配設形態と同様の形態で、粉体混合空気噴出筒３１及びガス燃料噴出筒４１が配設され、又、粉体混合空気噴出筒３１の先端開口部３１ｗの外周部に、空気噴出部４が設けられている。

【0050】

そして、この第２実施形態では、粉体混合空気噴出筒３１が、筒長手方向視での横断形状が矩形状の角筒状であり、当該粉体混合空気噴出筒３１が、筒長手方向視での横断形状が矩形状の角筒状の空気噴出筒３２の内部に設けられている。
空気噴出部４として、粉体混合空気噴出筒３１の先端開口部３１ｗから噴出される粉体混合空気Ｍ中の粉状可燃物Ｆを燃焼させる二次燃焼用空気Ａを噴出する二次空気噴出口３３（二次空気噴出部の一例）と、三次燃焼用空気Ａを噴出する三次空気噴出口３４（三次空気噴出部の一例）とが設けられている。
粉体混合空気噴出筒３１の先端開口縁と空気噴出筒３２の先端開口縁との間に、矩形枠状の二次空気噴出口３３が形成され、当該二次空気噴出口３３における一辺部と当該一辺部に対向する一辺部夫々の外周部に、矩形状の三次空気噴出口３４が各別に設けられている。

【0051】

以下、この第２実施形態の粉体燃焼装置の各部について、説明を加える。
図３、図５及び図６に示すように、横断形状が矩形状で一端側が閉塞された角筒状のエアーレジスタ３５の周壁における閉塞端側に、横断形状が矩形状の角筒状のエアーダクト３６が連通連結されて、外形形状が平面視で概略Ｌ字状の装置本体３７が構成されている。

【0052】

この装置本体３７の内部に、２枚の仕切り板３８が、装置本体８の高さ方向に間隔を隔てて並設されて、装置本体３７の内部が、エアーレジスタ３５とエアーダクト３６とにわたって一連に連なる概略Ｌ字状に屈曲した角筒状の３個の空間に区画され、エアーダクト３６の端部には送風機３９が接続され、その送風機３９により各空間に空気Ａを送風可能に構成されている。
３個の空間のうち、中央の空間が、横断面積が最も広く、両側の空間は、横断面積がほぼ等しい。
そして、２枚の仕切り板３８とそれら２枚の仕切り板３８に架かる状態のエアーレジスタ３５及びエアーダクト３６夫々の周壁部分とにより、３個の空間のうちの中央の空間を内部空間として、空気噴出筒３２が構成される。

【0053】

図３、図４及び図６に示すように、空気噴出筒３２におけるエアーレジスタ３５により構成される部分の内部に、基端が閉塞された角筒状の粉体混合空気噴出筒３１が、エアーレジスタ３５の閉塞端から挿通された状態で配設されている。
粉体混合空気噴出筒３１は、横断形状が矩形状の角筒状の筒本体部３１ｍとその先端に連結された横断形状が矩形状の角筒状のノズル部３１ｎとからなり、そのノズル部３１ｎの先端開口部が、粉体混合空気噴出筒３１の先端開口部３１ｗに相当し、粉体混合空気噴出口４０とされる。
粉体混合空気噴出筒３１のノズル部３１ｎには、先端の粉体混合空気噴出口４０から多少手前の部分に、通路断面積が先端側及び基端側よりも狭くなる絞り部分が備えられている。

【0054】

図示を省略するが、ノズル部３１ｎは、両方の仕切り板３８の側に傾けることが可能なティルト機構により筒本体部３１ｍの先端に連結されている。

【0055】

図３、図４及び図６に示すように、粉体混合空気噴出筒３１内には、その粉体混合空気噴出筒３１の閉塞端から挿通された状態で、円筒状のガス燃料噴出筒４１が配設され、そのガス燃料噴出筒４１の先端には、ガス燃料ノズル４２が着脱自在に取り付けられ、このガス燃料ノズル４２によりガス燃料噴出部２が構成されている。ガス燃料ノズル４２は、先端側ほど大径となるコーン状であり、図５に示すように、先端面には、複数のガス燃料噴出孔４２ｈが円状に並ぶ状態で備えられている。図示を省略するが、このガス燃料ノズル４２は、例えば、その基端部に備えられた雌ネジ部をガス燃料噴出筒４１の先端に備えられた雄ネジ部に螺合することにより、ガス燃料噴出筒４１の先端に取り付けられる。

【0056】

図３及び図４に示すように、空気噴出筒３２、粉体混合空気噴出筒３１及びガス燃料ノズル４２は、粉体混合空気噴出筒３１の先端開口部３１ｗが空気噴出筒３２の先端開口部３２ｗと筒長手方向において略同位置となり、ガス燃料ノズル４２が粉体混合空気噴出筒３１の先端開口部３１ｗから多少後退した部分に位置する相対位置関係で配設されている。
そして、ガス燃料噴出筒４１と粉体混合空気噴出筒３１との間の空間には、他の部材は設けられず、当該空間全域が、粉体混合空気Ｍを通流させる粉体混合空気流路４３とされ、その粉体混合空気流路４３からの粉体混合空気Ｍを先端の粉体混合空気噴出口４０から噴出する構成となっている。
つまり、ガス燃料ノズル４２から噴出されるガス燃料Ｇに対しては、そのガス燃料Ｇに直接接触させるように燃焼用空気Ａを供給する専用の燃焼用空気Ａの供給手段が設けられておらず、ガス燃料ノズル４２から噴出されるガス燃料Ｇに対する燃焼用空気Ａの供給源は、空気Ａが元混合されて粉体混合空気噴出口４０から噴出される紛体混合空気Ｍのみとされている。

【0057】

又、粉体混合空気噴出筒３１と空気噴出筒３２との間の横断形状が矩形枠状の空間が、二次燃焼用空気Ａを通流させる二次空気流路４４とされ、その二次空気流路４４からの二次燃焼用空気Ａが二次空気噴出口３３から噴出される構成となっている。
エアーレジスタ３５とエアーダクト３６とにわたって形成される３個の角筒状の空間のうちの両端の空間夫々が、三次燃焼用空気Ａを通流させる三次空気流路４６とされ、当該空間夫々の先端開口部が三次空気噴出口３４とされる。

【0058】

図３及び図６に示すように、粉体混合空気噴出筒３１の周壁の基端に、粉体混合空気供給口４７が取り付けられ、その粉体混合空気供給口４７に、粉体混合空気Ｍを供給する粉体混合空気供給路４８が接続され、この粉体混合空気供給路４８には、粉体混合空気Ｍの供給を断続する粉体混合空気断続弁４９、及び、粉体混合空気Ｍの供給量を調整自在な粉体混合空気供給量調整弁５０が設けられている。
ガス燃料噴出筒４１の基端には、ガス燃料Ｇを供給するガス燃料供給路５１が接続され、このガス燃料供給路５１には、ガス燃料Ｇの供給を断続するガス燃料断続弁５２、及び、ガス燃料Ｇの供給量を調整自在なガス燃料供給量調整弁５３が設けられている。

【0059】

図５に示すように、二次空気流路４４、各三次空気流路４６には、夫々、空気Ａの通風量を調整自在な二次空気ダンパ５４、三次空気ダンパ５５が設けられている。

【0060】

更に、図示を省略するが、この粉体燃焼装置を取り付ける加熱炉の炉壁５７（図３参照）には、四次燃焼用空気Ａを噴出する四次空気噴出口が設けられると共に、その四次空気噴出口から噴出する四次燃焼用空気Ａの量を調整する四次空気ダンパが設けられている。

【0061】

図３に示すように、上述のように構成された粉体燃焼装置が、２つの三次空気噴出口３４が上下方向に並ぶ姿勢で、取付板５６を介して、加熱炉の炉壁５７に形成された取付用開口５８に取り付けられている。

【0062】

以下、制御部３の制御動作について説明する。
制御部３は、送風機３９、ガス燃料断続弁５２、ガス燃料供給量調整弁５３、粉体混合空気断続弁４９、粉体混合空気供給量調整弁５０、二次空気ダンパ５４、三次空気ダンパ５５及び四次空気ダンパ等の作動を制御することにより、粉体燃焼装置の運転を制御するように構成されている。
操作盤（図示省略）には、上記の第１実施形態と同様の運転スイッチ、粉状可燃物種類設定スイッチ等が備えられ、制御部３の記憶部には、上記の第１実施形態と同様のガス燃焼量比率情報、設定空気比等の情報が予め記憶されている。

【0063】

制御部３は、運転スイッチにより運転開始が指令されると、点火プラグ（図示省略）を作動させた状態で、送風機３９を作動し、ガス燃料断続弁５２及び粉体混合空気断続弁４９を開弁すると共に、総燃焼量が設定燃焼量となり、空気比が設定空気比になり、且つ、ガス燃焼量比率が粉状可燃物種類設定スイッチにて設定された粉状可燃物Ｆの種類に対応する比率になるように、ガス燃料ノズル４２からのガス燃料Ｇの噴出量、粉体混合空気噴出口４０からの粉体混合空気Ｍの噴出量、二次空気噴出口３３からの二次燃焼用空気Ａの噴出量、三次空気噴出口３４からの三次燃焼用空気Ａの噴出量、四次空気噴出口からの四次燃焼用空気Ａの噴出量を夫々調整すべく、ガス燃料供給量調整弁５３の開度、粉体混合空気供給量調整弁５０の開度、二次空気ダンパ５４の開度、三次空気ダンパ５５の開度、四次空気ダンパの開度を調整する。

【0064】

制御部３は、二次空気ダンパ５４、三次空気ダンパ５５及び四次空気ダンパ夫々の開度を調整するに当たっては、上記の第１実施形態と同様に、設定燃焼量に応じて、設定空気比に対応する総空気量を演算すると共に、演算した総空気量に応じて、予め設定された所定の比率で、二次空気噴出口３３からの二次燃焼用空気Ａの噴出量、三次空気噴出口３４からの三次燃焼用空気Ａの噴出量、四次空気噴出口からの四次燃焼用空気Ａの噴出量を夫々設定して、設定した夫々の噴出量になるように、二次空気ダンパ５４、三次空気ダンパ５５及び四次空気ダンパ夫々の開度を調整する。

【0065】

ガス燃料供給量調整弁５３及び粉体混合空気供給量調整弁５０により、ガス燃焼量比率を調整するガス燃焼量比率調整手段Ｖが構成される。
つまり、この第２実施形態においても、制御部３が、粉状可燃物Ｆの易燃焼性に応じて、当該易燃焼性が低いほどガス燃焼量比率を大きくするように、ガス燃焼量比率調整手段Ｖを制御するように構成されていることになる。

【0066】

ちなみに、設定空気比は、第１実施形態と同様の値、例えば１．１に設定される。
そして、制御部３は、演算した総空気量に応じて、例えば、粉体混合空気Ｍに含まれる一次燃焼用空気Ａの量と二次空気噴出口３３からの二次燃焼用空気Ａの噴出量と三次空気噴出口３４からの三次燃焼用空気Ａの噴出量とを合わせた量が、空気比０．９分の量となり、四次空気噴出口からの四次燃焼用空気Ａの噴出量が、残りの空気比０．２分の量となるように、二次空気ダンパ５４、三次空気ダンパ５５及び四次空気ダンパ夫々の開度を調整する。

【0067】

制御部３は、運転スイッチにより運転停止が指令されると、ガス燃料断続弁５２、粉体混合空気断続弁４９、ガス燃料供給量調整弁５３及び粉体混合空気供給量調整弁５０を閉弁し、二次空気ダンパ５４、三次空気ダンパ５５及び四次空気ダンパを閉じると共に、送風機３９を停止して、粉体燃焼装置の運転を停止する。

【0068】

次に、図４に基づいて、上述のように構成した第２実施形態による粉体燃焼装置の燃焼形態について説明する。
粉体混合空気噴出筒３１の先端の矩形状の粉体混合空気噴出口４０から粉体混合空気Ｍが噴出され、その粉体混合空気噴出口４０の略中央で粉体混合空気噴出口４０から引っ込んだ位置のガス燃料ノズル４２からガス燃料Ｇが噴出され、粉体混合空気噴出口４０から噴出される粉体混合空気Ａの外周の全周にわたって、矩形枠状の二次空気噴出口３３から二次燃焼用空気Ａが噴出され、そのように噴出される二次燃焼用空気Ａの外周部に、矩形枠状の二次空気噴出口３３における互いに対向する二辺部夫々の外周部の三次空気噴出口３４から三次燃焼用空気Ａが噴出される。又、図示を省略するが、四次空気噴出口から四次燃焼用空気が噴出される。

【0069】

基本的な燃焼形態は、上記の第１実施形態による燃焼形態と同様であり、ガス燃料ノズル４２から噴出されるガス燃料Ｇを、粉体混合空気Ｍ中の空気Ａを積極的に利用して燃焼させることにより、粉状可燃物Ｆを燃焼させるための粉体混合空気Ｍ中の一次燃焼用空気Ａの密度を、粉体混合空気Ｍの噴出流の広範囲にわたって低くできるから、粉体混合空気Ｍ中の粉状可燃物Ｆを緩慢燃焼させることができる。

【0070】

そして、この第２実施形態では、粉体混合空気噴出筒３１が角筒状であり、その粉体混合空気噴出筒３１の先端開口部３１ｗの外周部に矩形枠状の二次空気噴出口３３が設けられ、その二次空気噴出口３３における互いに対向する二辺部夫々の外周部に三次空気噴出口３４が設けられている。それにより、粉体混合空気噴出筒３１の先端の粉体混合空気噴出口４０から噴出された粉体混合空気Ｍの外周部全周の極力広範囲にわたって、二次空気噴出口３３から噴出された二次燃焼用空気Ａを行きわたらせることができるので、粉体混合空気噴出口４０から噴出された粉体混合空気Ｍの広範囲にわたって、粉状可燃物Ｆを万遍なく燃焼させることができる。更に、粉体混合空気噴出口４０から噴出された粉体混合空気Ｍに対して、その噴出方向の先方で、２つの三次空気噴出口３４から三次燃焼用空気Ａが供給され、並びに、四次空気噴出口から四次燃焼用空気Ａが供給されるので、粉状可燃物の未燃分を的確に燃焼させることができる。

【0071】

更に、粉状可燃物Ｆの易燃焼性が低いほど、ガス燃焼量比率が大きくなるように調整されることから、第１実施形態と同様の燃焼形態で粉体混合空気Ｍを燃焼させることができるので、粉体混合空気Ｍ中の粉状可燃物Ｆを、易燃焼性の違いに拘わらず、広範囲にわたって安定して緩慢燃焼させることができて、局部高温域の発生を効果的に抑制することができる。
従って、粉状可燃物Ｆの易燃焼性の違いに拘わらず、粉状可燃物Ｆを安定燃焼させることができながら、低ＮＯｘ化を図ることができる。

【0072】

つまり、この第２実施形態の粉体燃焼装置も、ガス燃料ノズル４２から噴出するガス燃料Ｇを粉体混合空気Ｍに含まれる空気Ａのみを一次燃焼用空気Ａとして燃焼させる粉体燃焼方法が実行されるように構成されている。

【0073】

〔別実施形態〕
（Ａ）上記の第１実施形態において、二次空気噴出口９の外周部に、三次燃焼用空気を噴出する三次空気噴出部を設けても良い。この場合、例えば、三次空気噴出部を環状の二次空気噴出口９の外周を全周にわたって囲むように、環状に設けることができる。

【0074】

（Ｂ）上記の第２実施形態において、三次空気噴出部を、矩形枠状の二次空気噴出口３３の外周を全周にわたって囲むように、矩形枠状に設けても良い。

【0075】

（Ｃ）上記の第１実施形態において、ガス燃料ノズル７として、ガス燃料Ｇの噴出速度が夫々異なる複数のガス燃料ノズル７を、夫々、ガス燃料噴出筒１０の先端に取り付け可能に備え、上記の第２実施形態においても、ガス燃料ノズル４２として、ガス燃料Ｇの噴出速度が夫々異なる複数のガス燃料ノズル４２を、夫々、ガス燃料噴出筒４１の先端に取り付け可能に備える。
そして、粉状可燃物Ｆの易燃焼性に応じて、当該易燃焼性が低いほど、ガス燃料Ｇの噴出速度が速いガス燃料ノズル７，４２をガス燃料噴出筒１０，４１の先端に取り付ける運転方法を実行しても良い。
この場合、ガス燃焼量比率は、粉状可燃物Ｆの種類に拘わらず、例えば５〜２０％の範囲の一定の比率に設定する。

【0076】

（Ｄ）上記の第１及び第２の各実施形態において、粉体燃焼装置から排出される燃焼排ガス中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサを設ける。そして、このＮＯｘセンサにより検出される燃焼排ガス中のＮＯｘ濃度が所定の上限濃度以下になるように、第１実施形態においては、ガス燃料ノズル７からのガス燃料Ｇの噴出量を調整すべく、ガス燃料供給量調整弁２０の開度を、第２実施形態においては、ガス燃料ノズル４２からのガス燃料Ｇの噴出量を調整すべく、ガス燃料供給量調整弁５３の開度を夫々調整するように構成しても良い。

【0077】

（Ｅ）上記の第１及び第２の各実施形態において、ガス燃料ノズル７，４２からのガス燃料Ｇの噴出速度を調整するガス燃料噴出速度調整手段を設け、制御部３を構成するに、粉状可燃物Ｆの易燃焼性に応じて、当該易燃焼性が低いほど、ガス燃料ノズル７，４２からのガス燃料Ｇの噴出速度を速くするように、ガス燃料噴出速度調整手段を制御するように構成しても良い。
ガス燃料供給量調整弁２０，５３の開度を大きくして、ガス燃料ノズル７，４２からのガス燃料Ｇの噴出量を多くするほど、ガス燃料ノズル７，４２からのガス燃料Ｇの噴出速度が速くなるので、上記の第１実施形態においては、ガス燃料供給量調整弁２０を、第２実施形態においては、ガス燃料供給量調整弁５３を、夫々ガス燃料噴出速度調整手段として用いることができる。

【0078】

この場合は、上記の第１及び第２の各実施形態と同様に、ガス燃焼量比率情報を設定して、制御部３の記憶部に記憶させておく。
そして、制御部３を構成するに、ガス燃焼量比率が粉状可燃物種類設定スイッチにて設定された粉状可燃物Ｆの種類に対応する比率になるように、ガス燃料ノズル７，４２からのガス燃料Ｇの噴出量を調整すべく、ガス燃料供給量調整弁２０，５３の開度を調整するように構成する。
つまり、制御部３を、粉状可燃物Ｆの易燃焼性に応じて、当該易燃焼性が低いほどガス燃料ノズル７，４２からのガス燃料Ｇの噴出速度を速くするように、ガス燃料供給量調整弁２０，５３を制御するように構成することになる。

【0079】

（Ｆ）本発明に係る粉体燃焼装置では、燃焼対象の粉状可燃物Ｆとして、ペトロコークス微粉、微粉炭、有機性汚泥粉、廃プラスチック粉等、各種の粉状可燃物Ｆを使用することができる。
又、ガス燃料Ｇとしても、１３Ａ以外の種々の都市ガス、及び、都市ガス以外の各種のガス燃料を使用することができる。
又、本発明に係る粉体燃焼装置の用途は、上記の第１及び第２の各実施形態において例示したボイラの熱源以外に、種々の加熱炉の熱源等、種々の用途で用いることができる。

【0080】

尚、上記の実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、又、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0081】

以上説明したように、低ＮＯｘ化を図り得る粉体燃焼装置及び粉体燃焼方法を提供することができる。

【符号の説明】

【0082】

１ 円筒状の粉体混合空気噴出筒（粉体混合空気噴出筒）
１ｗ 先端開口部
２ ガス燃料噴出部
３ 制御部（制御手段）
４ 空気噴出部
６ 円筒状の空気噴出筒
７ ガス燃料ノズル
７ｈ ガス燃料噴出孔
８ 粉体混合空気噴出口（環状の粉体混合空気噴出部）
９ 二次空気噴出口（環状の空気噴出部）
１０ ガス燃料噴出筒
２０ ガス燃料供給量調整弁（ガス燃料噴出速度調整手段）
３１ 角筒状の粉体混合空気噴出筒（粉体混合空気噴出筒）
３１ｗ 先端開口部
３２ 角筒状の空気噴出筒
３３ 二次空気噴出口（矩形枠状の二次空気噴出部）
３４ 三次空気噴出口（三次空気噴出部）
４１ ガス燃料噴出筒
５３ ガス燃料供給量調整弁（ガス燃料噴出速度調整手段）
Ａ 空気
Ｆ 粉状可燃物
Ｇ ガス燃料
Ｍ 粉体混合空気
Ｖ ガス燃焼量比率調整手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】