特開 2025-15186 アンモニア燃焼装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025015186

(43)【公開日】2025-01-30

(54)【発明の名称】アンモニア燃焼装置

(51)【国際特許分類】

   F23K 5/00 20060101AFI20250123BHJP

   C01B 3/04 20060101ALI20250123BHJP

   F23N 1/00 20060101ALI20250123BHJP

   F23C 99/00 20060101ALI20250123BHJP

【ＦＩ】

F23K5/00 303

C01B3/04 B

F23N1/00 104

F23C99/00 308

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023118419

(22)【出願日】2023-07-20

(71)【出願人】

【識別番号】000211123

【氏名又は名称】中外炉工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087572

【弁理士】

【氏名又は名称】松川 克明

(72)【発明者】

【氏名】仲井 和成

(72)【発明者】

【氏名】河本 祐作

(72)【発明者】

【氏名】田口 脩平

(72)【発明者】

【氏名】大倉 莉奈

(72)【発明者】

【氏名】尾松 大輔

【テーマコード（参考）】

3K065

3K068

【Ｆターム（参考）】

3K065TA05

3K065TA08

3K065TC04

3K065TD01

3K065TD05

3K065TK03

3K065TN01

3K065TN16

3K065TP00

3K068AA01

3K068AA05

3K068AB20

3K068AB36

3K068BB01

3K068BB12

3K068BB25

3K068CA01

3K068CA27

3K068DA03

3K068FB02

3K068FC03

3K068FC06

3K068FD05

3K068HA03

(57)【要約】

【課題】 アンモニアを用いた燃料を燃焼用空気と混合させて安定して燃焼できるようにすると共に、燃焼温度が上昇するのを抑制し、燃焼部の近傍における燃料供給管の先端部等が損傷するのを防止する。
【解決手段】 アンモニアNH_３を用いた燃料を燃料供給管10の先端部に設けた燃料噴出口11から噴出させて、燃料供給管の外周から導かれた燃焼用空気Airと混合させて燃焼部で燃焼させるにあたり、燃料供給管にアンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させるアンモニア分解装置40を設け、燃焼部近傍の温度を温度センサー31によって検知した結果を制御装置30に出力し、制御装置により、前記のアンモニア分解装置によってアンモニアを水素ガスH₂と窒素ガスN_２とに分解させる量を制御するようにした。
【選択図】 図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンモニアを用いた燃料を供給する燃料供給管の先端部に前記の燃料を噴出させる燃料噴出口を設け、前記の燃料噴出口から噴出された前記の燃料と、前記の燃料供給管の外周から導かれた燃焼用空気とを混合させて燃焼部で燃焼させるアンモニア燃焼装置において、前記の燃料供給管にアンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させるアンモニア分解装置を設け、前記の燃料と燃焼用空気とを混合させて燃焼させる燃焼部近傍の温度を検知する温度センサーを設けると共に、前記の温度センサーによって検知された温度に基づいて、前記のアンモニア分解装置を制御する制御装置を設け、前記の制御装置により、前記の温度センサーによって検知された温度が低い場合には、アンモニア分解装置によってアンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させる量を多くする一方、前記の温度センサーによって検知された温度が高い場合には、前記のアンモニア分解装置によってアンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させる量を少なくすることを特徴とするアンモニア燃焼装置。

【請求項2】

請求項１に記載のアンモニア燃焼装置において、前記のアンモニア分解装置として、アンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させる触媒を収容させた触媒改質部と、アンモニアを加熱させて水素ガスと窒素ガスとに分解させる加熱改質部との少なくとも一方を設けたことを特徴とするアンモニア燃焼装置。

【請求項3】

請求項２に記載のアンモニア燃焼装置において、前記のアンモニア分解装置に少なくとも前記の加熱改質部を設け、前記の制御装置により、前記のアンモニア分解装置によってアンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させる量を制御するにあたり、前記の加熱改質部においてアンモニアを加熱させる温度を変更させることを特徴とするアンモニア燃焼装置。

【請求項4】

請求項１に記載のアンモニア燃焼装置において、前記の燃料供給管により、アンモニアを用いた燃料を燃料供給管の先端部に設けた燃料噴出口に導くにあたって、アンモニアを用いた燃料を、前記のアンモニア分解装置を通して導く第１供給路と、アンモニア分解装置を通さずに導く第２供給路とを設け、前記の制御装置により、前記の温度センサーによって検知された温度が低い場合には、前記の第１供給路に導くアンモニアを用いた燃料の量を増加させて、アンモニア分解装置によってアンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させる量を多くする一方、前記の温度センサーによって検知された温度が高い場合には、前記の第２供給路に導くアンモニアを用いた燃料の量を増加させて、前記のアンモニア分解装置によってアンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させる量を少なくすることを特徴とするアンモニア燃焼装置。

【請求項5】

請求項１～請求項４の何れか１項に記載のアンモニア燃焼装置において、前記の燃料供給管の先端部における燃料噴出口よりも燃料の流れ方向上流側における燃料供給管の外周側に保炎部材を設けると共に、前記の温度センサーを前記の保炎部材の近傍に設けたことを特徴とするアンモニア燃焼装置。

【請求項6】

請求項１～請求項４の何れか１項に記載のアンモニア燃焼装置をラジアントチューブ内に設けたことを特徴とするアンモニア燃焼装置。

【請求項7】

請求項５に記載のアンモニア燃焼装置をラジアントチューブ内に設けたことを特徴とするアンモニア燃焼装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アンモニアを用いた燃料を供給する燃料供給管の先端部に前記の燃料を噴出させる燃料噴出口を設け、前記の燃料噴出口から噴出された前記の燃料と、前記の燃料供給管の外周から導かれた燃焼用空気とを混合させて燃焼部で燃焼させるアンモニア燃焼装置に関するものである。特に、前記のようなアンモニア燃焼装置において、前記の燃料におけるアンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させて燃焼させるにあたり、アンモニアが分解された水素の燃焼によって燃焼温度が高くなって、燃料供給管の先端部等が損傷するのを防止できるようにした点に特徴を有するものである。

【背景技術】

【0002】

燃料を燃焼用空気と混合させて燃焼させる燃焼装置においては、一般に、燃料として炭化水素系燃料を用いたものが使用されている。

【0003】

しかし、このように燃焼装置において炭化水素系燃料を燃焼用空気と混合させて燃焼させた場合、二酸化炭素などの温室効果ガスが多く発生するという問題があった。

【0004】

そして、近年においては、二酸化炭素などの温室効果ガスを削減することが要望され、燃料に炭化水素系燃料以外のものを用いることが検討されている。

【0005】

また、従来から、燃焼装置における燃料として、アンモニアを用いることが知られているが、アンモニアを用いた燃料は炭化水素系燃料に比べて燃焼性が悪く、完全燃焼させることが困難であり、低温での燃焼時に失火しやすい。また、アンモニアはフューエルＮＯｘを発生するため、ＮＯｘ発生量が増加するという問題あった。

【0006】

そして、燃焼性が悪いアンモニアを用いた燃料を燃焼させるにあたって、特許文献１においては、アンモニアの一部を水素ガスと窒素ガスとに加熱分解させ、この水素ガスと窒素ガスを残りのアンモニアと混合させた改質アンモニア燃料を、燃焼用空気と混合させて燃焼させるようにしたものが示されている。

【0007】

また、特許文献２においては、アンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させるアンモニア分解触媒が示されている。

【0008】

ここで、前記の特許文献２に示されるように、アンモニアをアンモニア分解触媒により分解させた水素ガスと窒素ガスを、燃焼用空気と混合させて、バーナーにより炉内で燃焼させた場合において、炉内の温度が高温（約８００℃以上）になると、燃焼排ガス中に含まれるＮＯｘの量が急激に増加して、環境を害するという問題があった。

【0009】

また、特許文献３においては、アンモニア燃料の一部をアンモニア分解装置により水素ガスと窒素ガスとに分解させた改質アンモニア燃料をバーナーに供給する第１供給路と、アンモニア燃料をそのままバーナーに供給する第２供給路とを設け、炉内環境検知センサーによって検知された炉内の環境状態に基づいて、制御装置により第１供給路と第２供給路を通してバーナーに供給するアンモニア燃料の量を制御して、バーナーにおいて前記のアンモニア燃料と燃焼用空気とを混合させて炉内で燃焼させるようにしたものが示されている。

【0010】

しかし、前記の特許文献１～３においては、アンモニアを用いた燃料を供給する燃料供給管の先端部に前記の燃料を噴出させる燃料噴出口を設け、前記の燃料噴出口から噴出された前記の燃料と、前記の燃料供給管の外周から導かれた燃焼用空気とを混合させて燃焼部で燃焼させるようにしたアンモニア燃焼装置は示されておらず、このようなアンモニア燃焼装置において、アンモニアを用いた燃料におけるアンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させて燃焼させるにあたり、アンモニアが分解された水素の燃焼によって燃焼温度が高くなって、燃料供給管の先端部等が損傷するのを防止するということは示されていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開平７－３３１２６５号公報

【特許文献2】特開２０１２－５９２６号公報

【特許文献3】特開２０２３－３９６８１号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明は、アンモニアを用いた燃料を供給する燃料供給管の先端部に前記の燃料を噴出させる燃料噴出口を設け、前記の燃料噴出口から噴出された前記の燃料と、前記の燃料供給管の外周から導かれた燃焼用空気とを混合させて燃焼部で燃焼させるようにしたアンモニア燃焼装置において、アンモニアを用いた燃料におけるアンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させて燃焼させるにあたり、アンモニアが分解された水素の燃焼によって燃焼温度が上昇するのを抑制し、燃焼部の近傍における燃料供給管の先端部等が損傷するのを防止することを課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明に係るアンモニア燃焼装置においては、前記のような課題を解決するため、アンモニアを用いた燃料を供給する燃料供給管の先端部に前記の燃料を噴出させる燃料噴出口を設け、前記の燃料噴出口から噴出された前記の燃料と、前記の燃料供給管の外周から導かれた燃焼用空気とを混合させて燃焼部で燃焼させるアンモニア燃焼装置において、前記の燃料供給管にアンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させるアンモニア分解装置を設け、前記の燃料と燃焼用空気とを混合させて燃焼させる燃焼部近傍の温度を検知する温度センサーを設けると共に、前記の温度センサーによって検知された温度に基づいて、前記のアンモニア分解装置を制御する制御装置を設け、前記の制御装置により、前記の温度センサーによって検知された温度が低い場合には、アンモニア分解装置によってアンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させる量を多くする一方、前記の温度センサーによって検知された温度が高い場合には、前記のアンモニア分解装置によってアンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させる量を少なくするようにした。

【0014】

本発明に係るアンモニア燃焼装置のように、前記の燃料と燃焼用空気とを混合させて燃焼させる燃焼部近傍の温度を温度センサーによって検知し、温度センサーによって検知された温度が高い場合に、前記の制御装置により、前記のアンモニア分解装置によってアンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させる量を少なくすると、燃焼部に導かれる水素ガスの量が少なくなり、燃焼時における燃焼温度が上昇するのが抑制されて、燃焼部の近傍における燃料供給管の先端部等が損傷するのが防止される。

【0015】

ここで、本発明に係るアンモニア燃焼装置においては、前記のアンモニア分解装置として、アンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させる触媒を収容させた触媒改質部と、アンモニアを加熱させて水素ガスと窒素ガスとに分解させる加熱改質部との少なくとも一方を設けたものを用いることができる。

【0016】

そして、前記のアンモニア分解装置に、少なくとも前記の加熱改質部を設けた場合において、前記の制御装置により、前記のアンモニア分解装置によってアンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させる量を制御するにあたっては、前記の加熱改質部においてアンモニアを加熱させる温度を変更させるようにすることができる。この場合、前記の加熱改質部において、アンモニアを加熱させる温度を高くすると、アンモニアの分解が促進されて、アンモニアが水素ガスと窒素ガスとに分解される量が増加する一方、アンモニアを加熱させる温度を低くすると、アンモニアの分解が抑制されて、アンモニアが水素ガスと窒素ガスとに分解される量が減少する。

【0017】

また、本発明に係るアンモニア燃焼装置においては、前記の燃料供給管により、アンモニアを用いた燃料を燃料供給管の先端部に設けた燃料噴出口に導くにあたって、アンモニアを用いた燃料を、前記のアンモニア分解装置を通して導く第１供給路と、アンモニア分解装置を通さずに導く第２供給路とを設け、前記の制御装置により、前記の温度センサーによって検知された温度が低い場合には、前記の第１供給路に導くアンモニアを用いた燃料の量を増加させて、アンモニア分解装置によってアンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させる量を多くする一方、前記の温度センサーによって検知された温度が高い場合には、前記の第２供給路に導くアンモニアを用いた燃料の量を増加させて、前記のアンモニア分解装置によってアンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させる量を少なくすることができる。

【0018】

また、本発明に係るアンモニア燃焼装置においては、前記の燃料供給管の先端部における燃料噴出口よりも燃料の流れ方向上流側における燃料供給管の外周側に保炎部材を設けると共に、前記の温度センサーを前記の保炎部材の近傍に設けることができる。このように、燃料供給管の先端部における燃料噴出口よりも燃料の流れ方向上流側の位置における燃料供給管の外周側に保炎部材を設けると、その保炎部材に火炎の熱が蓄熱して高温を保つため、燃焼部における火炎が失火するのが防止されるようになり、また前記の温度センサーを保炎部材の近傍に設けることにより、燃焼時に燃焼部の温度が高くなりすぎて、保炎部材が損傷するのを防止できるようになる。

【0019】

また、本発明に係るアンモニア燃焼装置においては、前記のようなアンモニア燃焼装置をラジアントチューブ内に設けるようにすることができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明におけるアンモニア燃焼装置においては、前記のように燃料供給管にアンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させるアンモニア分解装置を設けると共に、前記のアンモニア分解装置を制御する制御装置を設け、前記のアンモニアを用いた燃料と燃焼用空気とを混合させて燃焼させる燃焼部近傍の温度を温度センサーによって検知し、温度センサーによって検知された温度が低い場合には、前記の制御装置により、アンモニア分解装置によってアンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させる量を多くする一方、前記の温度センサーによって検知された温度が高い場合には、前記の制御装置により、前記のアンモニア分解装置によってアンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させる量を少なくするようにした。

【0021】

この結果、本発明に係るアンモニア燃焼装置においては、前記の燃料と燃焼用空気とを混合させて燃焼させる燃焼部近傍の温度が低い場合には、前記の制御装置によって、アンモニア分解装置によりアンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させる量を多くして、燃焼部に導かれる燃料に含まれる水素ガスの量を増加させたため、アンモニアを用いた燃料を燃焼用空気とを混合させて確実に燃焼させることができると共に、前記の燃料と燃焼用空気とを混合させて燃焼させる燃焼部近傍の温度が高い場合には、前記の制御装置によって、アンモニア分解装置によりアンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解させる量を少なくして、燃焼部に導かれる燃料に含まれる水素ガスの量を少なくしたため、燃焼部における燃焼温度が高くなるのが抑制され、燃焼部の近傍における燃料供給管の先端部等が損傷されるのを防止できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施形態１に係るアンモニア燃焼装置において、燃料に用いたアンモニアをアンモニア分解装置により水素ガスと窒素ガスとに分解させる量を制御装置により調整して、燃料を燃料供給管の先端部に設けた燃料噴出口から噴出させ、燃料供給管の外周から導かれた燃焼用空気と混合させて燃焼筒内で燃焼させる状態を示した概略側面説明図である。

【図2】前記の実施形態１に係るアンモニア燃焼装置において、燃料供給管の先端部の外周側に保炎部材を設けた状態を示した概略正面説明図である。

【図3】前記の実施形態１に係るアンモニア燃焼装置において、制御装置により、燃料に用いたアンモニアをアンモニア分解装置により水素ガスと窒素ガスとに分解させる量を調整する場合の変更例を示した概略側面説明図である。

【図4】本発明の実施形態２に係るアンモニア燃焼装置において、燃料に用いたアンモニアをアンモニア分解装置により水素ガスと窒素ガスとに分解させる量を調整して燃料供給管の先端部に設けた燃料噴出口から噴出させ、燃料供給管の外周から導かれた燃焼用空気と混合させてラジアントチューブ内で燃焼させる状態を示した概略側面説明図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0023】

以下、本発明の実施形態に係るアンモニア燃焼装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係るアンモニア燃焼装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。

【0024】

（実施形態１）
実施形態１に係るアンモニア燃焼装置においては、図１及び図２に示すように、アンモニアＮＨ_３を用いた燃料を供給する燃料供給管１０の外周側に燃焼用空気Ａｉｒを供給する空気案内部２０を設けている。

【0025】

そして、前記の燃料供給管１０を、炉１の炉壁１ａを挿通するように設けた燃焼筒２内に挿入させ、燃焼筒２内に挿入させた燃料供給管１０の先端部の外周に燃料噴出口１１を周方向に複数設けると共に、前記の燃料噴出口１１よりも燃料の流れ方向上流側の位置における燃料供給管１０の外周に、前記の燃焼筒２の内径よりも小径の円形状になった保炎部材１２を設け、前記の燃料噴出口１１の近傍における保炎部材１２の温度を、熱電対などの温度センサー３１によって検知し、この温度センサー３１によって検知された保炎部材１２の温度を、温度測定器３２を介して制御装置３０に出力するようにしている。

【0026】

また、前記の空気案内部２０から燃焼用空気Ａｉｒを、前記の燃焼筒２内における燃料供給管１０の外周側に導き、前記の燃焼筒２と保炎部材１２との隙間ｓを通して、燃焼用空気Ａｉｒを燃料供給管１０の先端部に導き、燃料供給管１０の先端部の外周に設けた各燃料噴出口１１から噴出された燃料と、燃焼用空気Ａｉｒとを混合させて燃焼筒２内で燃焼させるようにしている。

【0027】

ここで、この実施形態１に係るアンモニア燃焼装置においては、アンモニアＮＨ_３を用いた燃料を燃料供給管１０の先端部に設けた燃料噴出口１１に導くにあたって、燃料供給管１０を前記の燃焼筒２内に挿入させる前の位置に、アンモニアＮＨ_３を水素ガスＨ_２と窒素ガスＮ_２とに分解させるアンモニア分解装置４０を設けている。

【0028】

そして、この実施形態１に係るアンモニア燃焼装置においては、前記のアンモニア分解装置４０として、その内部に、アンモニアＮＨ_３を水素ガスＨ_２と窒素ガスＮ_２とに分解させる触媒を収容させた触媒改質部４１を設けると共に、この触媒改質部４１内に導かれたアンモニアＮＨ_３を加熱させてアンモニアＮＨ_３の分解作用を活性化させる加熱改質部（ヒーター）４２を設けたものを用いている。なお、この実施形態１においては、アンモニア分解装置４０として、前記のように触媒改質部４１と加熱改質部４２との両方を有するものを用いたが、触媒は加熱して活性化させなくても分解作用はあり、またアンモニアＮＨ_３は加熱温度を高くすると分解するので、触媒改質部４１と加熱改質部４２とのいずれかを単独で用いるようにすることも可能である。

【0029】

また、この実施形態１に係るアンモニア燃焼装置においては、前記の燃料供給管１０に、アンモニアＮＨ_３を用いた燃料を、前記のアンモニア分解装置４０に導いてアンモニアＮＨ_３を水素ガスＨ_２と窒素ガスＮ_２とに分解させる第１供給路１３と、前記のアンモニア分解装置４０を通さずに燃料供給管１０の先端部に導く第２供給路１４とを設けると共に、前記の第１供給路１３と第２供給路１４とにそれぞれ流量制御弁１３ａ，１４ａを設け、各流量制御弁１３ａ，１４ａを前記の制御装置３０によって制御して、第１供給路１３を通してアンモニア分解装置４０に導く前記の燃料の量と、アンモニア分解装置４０に導かない第２供給路１４を通して流れる前記の燃料の量を制御するようにしている。

【0030】

そして、この実施形態１に係るアンモニア燃焼装置においては、前記のように燃料供給管１０の先端部の外周に周方向に設けた各燃料噴出口１１から噴出された燃料を、前記の燃料供給管１０の外周側から前記の燃焼筒２と保炎部材１２との隙間ｓを通して燃料供給管１０の先端部に導かれた燃焼用空気Ａｉｒと混合させて、燃焼筒２内で燃焼させるようにしており、前記のように燃料噴出口１１の近傍における保炎部材１２の温度を、温度センサー３１によって検知して制御装置３０に出力するようにしている。

【0031】

ここで、この実施形態１におけるアンモニア燃焼装置において、アンモニアＮＨ_３を用いた燃料の燃焼を開始させる初期の段階等のように、前記の温度センサー３１によって検知される燃焼部近傍における保炎部材１２の温度が低い場合には、燃料のアンモニアＮＨ_３をそのまま燃焼させることが困難になるおそれがあるため、前記の制御装置３０により、前記の第２供給路１４に設けた流量制御弁１４ａの開きを少なくして、第２供給路１４を通して流れるアンモニアＮＨ_３の量を少なくする一方、前記の流量制御弁１３ａの開きを大きくして、前記の第１供給路１３を通してアンモニア分解装置４０に導くアンモニアＮＨ_３の量を多くしている。

【0032】

そして、このように第１供給路１３を通してアンモニア分解装置４０に導かれた多くのアンモニアＮＨ_３を水素ガスＨ_２と窒素ガスＮ_２とに分解させ、このように分解された水素ガスＨ_２と窒素ガスＮ_２を、前記の第２供給路１４を通して導かれたアンモニアＮＨ_３と混合させて前記の燃料供給管１０を通して、燃料供給管１０の先端部に設けられた各燃料噴出口１１に導き、各燃料噴出口１１から前記の水素ガスＨ_２と窒素ガスＮ_２とアンモニアＮＨ_３とが混合された燃料を噴出させ、前記のように燃焼筒２と保炎部材１２との隙間ｓを通して燃料供給管１０の先端部に導かれた燃焼用空気Ａｉｒと混合させて、燃焼筒２内において炉１内に向けて燃焼させるようにしている。

【0033】

このようにすると、多くのアンモニアＮＨ_３がアンモニア分解装置４０によって分解されて、燃焼性の高い水素ガスＨ_２が多く含まれた燃料が燃焼用空気Ａｉｒと混合されて燃焼されるようになり、アンモニアＮＨ_３だけを燃焼用空気Ａｉｒと混合させて燃焼させる場合に比べて燃焼性が向上し、保炎部材１２の温度が低い場合でも安定した燃焼が行えるようになる。

【0034】

一方、前記のようにしてアンモニアＮＨ_３を水素ガスＨ_２と窒素ガスＮ_２とに分解させた燃料を燃焼用空気Ａｉｒと混合させて燃焼させた結果、燃焼部における温度が上昇して、前記の保炎部材１２や燃料供給管１０の先端部が損傷したりするおそれがある場合には、保炎部材１２の温度を前記の温度センサー３１によって検知し、検知された保炎部材１２の温度が所定温度まで上昇すると、前記の制御装置３０により、前記の流量制御弁１３ａの開きを少なくして、前記の第１供給路１３を通してアンモニア分解装置４０に導かれるアンモニアＮＨ_３の量を減少させ、前記のアンモニア分解装置４０によってアンモニアＮＨ_３を、水素ガスＨ_２と窒素ガスＮ_２とに分解させる量を少なくする一方、前記の第２供給路１４に設けた流量制御弁１４ａの開きを大きくして、第２供給路１４を通して流れるアンモニアＮＨ_３の量を多くし、燃料供給管１０の先端部に設けられた各燃料噴出口１１に導かれる燃料に含まれる水素ガスＨ_２の量を少なくする。

【0035】

そして、このようにアンモニアＮＨ_３の量が多く、水素ガスＨ_２の量が少なくなった燃料を各燃料噴出口１１から噴出させ、前記のように燃焼筒２と保炎部材１２との隙間ｓを通して燃料供給管１０の先端部に導かれた燃焼用空気Ａｉｒと混合させて、燃焼筒２内において炉１内に向けて燃焼させるようにすると、燃料における燃焼温度が低くなり、燃焼部における温度が高くなりすぎるのが抑制され、前記の保炎部材１２や燃料供給管１０の先端部が損傷したりするのが防止されるようになる。

【0036】

なお、この実施形態１におけるアンモニア燃焼装置においては、前記のアンモニア分解装置４０によってアンモニアＮＨ_３を水素ガスＨ_２と窒素ガスＮ_２とに分解させる量を制御するにあたり、前記の燃料供給管１０に、アンモニアＮＨ_３を用いた燃料を、前記のアンモニア分解装置４０に導いてアンモニアＮＨ_３を水素ガスＨ_２と窒素ガスＮ_２とに分解させる第１供給路１３と、前記のアンモニア分解装置４０を通さずに燃料供給管１０の先端部に導く第２供給路１４とを設け、第１供給路１３と第２供給路１４とに設けた各流量制御弁１３ａ，１４ａの開きを調整するようにしたが、アンモニアＮＨ_３を水素ガスＨ_２と窒素ガスＮ_２とに分解させる量を大きく変化させる場合には、第１供給路１３設けた流量制御弁１３ａや、第２供給路１４に設けた流量制御弁１４ａを閉じるようにすることもできる。

【0037】

また、この実施形態１におけるアンモニア燃焼装置においては、前記のアンモニア分解装置４０によってアンモニアＮＨ_３を水素ガスＨ_２と窒素ガスＮ_２とに分解させる量を制御するにあたり、燃料供給管１０に、アンモニアＮＨ_３を用いた燃料をアンモニア分解装置４０に導く第１供給路１３と、アンモニア分解装置４０を通さずに燃料供給管１０の先端部に導く第２供給路１４とを設けるようにしたが、このようなものに限定されない。

【0038】

例えば、図３に示すように、燃料供給管１０を通して、アンモニアＮＨ_３を用いた燃料を全てアンモニア分解装置４０に導くようにし、このアンモニア分解装置４０における加熱改質部（ヒーター）４２において、アンモニアＮＨ_３を用いた燃料を加熱させる温度を制御装置３０によって制御させるだけにすることもできる。

【0039】

そして、前記のように制御装置３０によって、加熱改質部４２においてアンモニアＮＨ_３を用いた燃料を加熱させる温度を調整するにあたっては、温度センサー３１によって検知される燃焼部近傍における保炎部材１２の温度が低い場合には、前記の制御装置３０によりアンモニア分解装置４０における加熱改質部４２の温度を上昇させて、燃料におけるアンモニアＮＨ_３を水素ガスＨ_２と窒素ガスＮ_２とに分解させる量を増加させるようにする一方、温度センサー３１によって検知される燃焼部近傍における温度が上昇して、保炎部材１２や燃料供給管１０の先端部が損傷したりするおそれがある場合には、前記の制御装置３０によりアンモニア分解装置４０における加熱改質部４２の温度を下げて、燃料におけるアンモニアＮＨ_３を水素ガスＨ_２と窒素ガスＮ_２とに分解させる量を減少させるようにすることができる。

【0040】

（実施形態２）
実施形態２に係るアンモニア燃焼装置においては、前記の実施形態１に係るアンモニア燃焼装置における燃焼筒２に代えて、図４に示すように、炉１の炉壁１ａを挿通するようにしてラジアントチューブ３を設け、アンモニアＮＨ_３を用いた燃料を供給する燃料供給管１０を前記のラジアントチューブ３内に挿入させるようにしている。

【0041】

また、前記の燃料供給管１０の先端部の外周に燃料噴出口１１を周方向に複数設けると共に、燃料噴出口１１よりも燃料の流れ方向上流側の位置における燃料供給管１０の外周に、前記のラジアントチューブ３の内径よりも小径の円形状になった保炎部材１２を設け、前記の燃料噴出口１１の近傍における保炎部材１２の温度を温度センサー３１によって検知するようにしている。

【0042】

そして、前記の燃料供給管１０の先端部の外周に周方向に設けた各燃料噴出口１１から噴出された燃料を、前記の燃料供給管１０の外周側から前記のラジアントチューブ３と保炎部材１２との隙間ｓを通して燃料供給管１０の先端部に導かれた燃焼用空気Ａｉｒと混合させて、ラジアントチューブ３内で燃焼させて、炉１内を間接加熱させるようにしており、それ以外は、前記の実施形態１に係るアンモニア燃焼装置と同様に構成している。

【0043】

ここで、この実施形態２に係るアンモニア燃焼装置においても、アンモニアＮＨ_３を用いた燃料を、前記の実施形態１に係るアンモニア燃焼装置と同様にしてラジアントチューブ３内で燃焼させるようにすると、前記の実施形態１に係るアンモニア燃焼装置の場合と同様に、前記の燃焼部近傍の温度が低い場合においては、前記の制御装置３０により、アンモニア分解装置４０によって多くのアンモニアＮＨ_３を水素ガスＨ_２と窒素ガスＮ_２とに分解させることにより、燃焼性の高い水素ガスＨ_２が多く含まれる燃料が燃焼用空気Ａｉｒと混合されて燃焼されるようになり、アンモニアＮＨ_３だけを燃焼用空気Ａｉｒと混合させて燃焼させる場合に比べて燃焼性が向上し、安定した燃焼が行えるようになる。

【0044】

一方、燃焼部における温度が上昇して、前記の保炎部材１２や燃料供給管１０の先端部が損傷したりするおそれがある場合には、前記の制御装置３０により、アンモニア分解装置４０によってアンモニアＮＨ_３を水素ガスＨ_２と窒素ガスＮ_２とに分解させる量を少なくし、燃料に含まれる水素ガスＨ_２の量が少なくして、燃焼させることにより、燃焼部における温度が高くなりすぎるのが抑制されて、保炎部材１２や燃料供給管１０の先端部が損傷したりするのが防止されるようになる。

【符号の説明】

【0045】

１ ：炉
１ａ ：炉壁
２ ：燃焼筒
３ ：ラジアントチューブ
１０ ：燃料供給管
１１ ：燃料噴出口
１２ ：保炎部材
１３ ：第１供給路
１３ａ ：流量制御弁
１４ ：第２供給路
１４ａ ：流量制御弁
２０ ：空気案内部
３０ ：制御装置
３１ ：温度センサー（熱電対）
３２ ：温度測定器
４０ ：アンモニア分解装置
４１ ：触媒改質部
４２ ：加熱改質部（ヒーター）
Ａｉｒ ：燃焼用空気
Ｈ_２ ：水素ガス
Ｎ_２ ：窒素ガス
ＮＨ_３ ：アンモニア
ｓ ：隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】