特許 7494358 混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(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-24

(45)【発行日】2024-06-03

(54)【発明の名称】混焼バーナ及びボイラ

(51)【国際特許分類】

   F23C 1/00 20060101AFI20240527BHJP

   F23D 14/22 20060101ALN20240527BHJP

【ＦＩ】

F23C1/00 301

F23D14/22 C

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2023082864

(22)【出願日】2023-05-19

【審査請求日】2023-06-22

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】591203118

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ汎用ボイラ

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(72)【発明者】

【氏名】安達 耕一

(72)【発明者】

【氏名】河岡 幸伸

【審査官】豊島 ひろみ

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２３／０３７８６７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２１－０２５７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公平０１－０２９３９６（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】特開平０９－１８９４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０８７６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２０３６３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２３Ｃ １／００ － ９９／００

Ｆ２３Ｄ １／００ － ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の燃料を火炉内に噴射する第１の噴射孔と、
火炎伝搬速度が前記第１の燃料とは異なる第２の燃料を局所的に前記第１の燃料と混焼するように前記火炉内に噴射する第２の噴射孔とを備え、
酸化剤を前記第１の燃料と前記第２の燃料との混焼領域から外れた領域であって前記第１の燃料のみが噴射される領域に前記混焼領域よりも多く供給し、
前記第１の噴射孔及び前記第２の噴射孔は、前記第１の燃料と前記第２の燃料とが局所的に交差するように前記火炉内に噴射し、
前記第１の噴射孔は、円筒面の周方向に所定間隔で複数設けられ、
前記第２の噴射孔は、前記円筒面に直交する姿勢で前記円筒面の外周に設けられた保炎リングにおいて、周方向に所定間隔で複数設けられ、
前記保炎リングには、中心周りの所定角度範囲に切欠部が形成されており、
前記切欠部は、前記火炉における燃焼ガスの排出側に位置する混焼バーナ。

【請求項2】

前記第１の燃料は化石燃料ガスであり、
前記第２の燃料は水素ガスである請求項１に記載の混焼バーナ。

【請求項3】

請求項２に記載の混焼バーナが火炉に装着されてなるボイラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、混焼バーナ及びボイラに関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、熱効率を低下させることなくＮＯｘの発生を抑制することのできる強制貫流ボイラの提供を目的とした強制貫流バーナが開示されている。この強制貫流バーナは、特許文献１の請求項１等に記載されているように、炉壁が、鉛直かつ内外二重円筒状に排列された蒸発管により構成され、その炉室の上部中央にバーナが設けられる形式の強制貫流ボイラにおいて、空気過剰の燃焼ガスと燃料過剰の燃焼ガスを並列に噴射する非対称燃焼バーナであり、その空気過剰の燃焼ガスによる火炎が内外二重の蒸発管の間に燃焼ガスを導入するスリット側に形成されるよう取り付けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平５－６０３０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記背景技術は、強制貫流ボイラの熱効率を低下させることなく燃焼ガスにおけるＮＯｘの発生を抑制することができるものの、理論空気量と供給空気量の比（空気比）が低下するとＮＯｘの発生量が増大する傾向がある。空気比が比較的低い燃焼領域でボイラを運転させようとした場合、空気比の低下に逆行してＮＯｘの発生量が増大するという傾向は、解決すべき重要な技術課題である。

【0005】

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、空気比等の酸化剤比を低下させた際の窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生量の増大を抑制することが可能な混焼バーナ及びボイラの提供を目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明では、混焼バーナに係る第１の解決手段として、第１の燃料を火炉内に噴射する第１の噴射孔と、火炎伝搬速度が前記第１の燃料とは異なる第２の燃料を局所的に前記第１の燃料と混焼するように前記火炉内に噴射する第２の噴射孔とを備え、酸化剤を前記第１の燃料と前記第２の燃料との混焼領域から外れた領域に前記混焼領域よりも多く供給する、という手段を採用する。

【0007】

本発明では、混焼バーナに係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記第１の噴射孔及び前記第２の噴射孔は、前記第１の燃料と前記第２の燃料とが局所的に交差するように前記火炉内に噴射する、という手段を採用する。

【0008】

本発明では、混焼バーナに係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記第１の噴射孔は、円筒面の周方向に所定間隔で複数設けられ、前記第２の噴射孔は、前記円筒面に直交する姿勢で前記円筒面の外周に設けられた保炎リングにおいて、周方向に所定間隔で複数設けられる、という手段を採用する。

【0009】

本発明では、混焼バーナに係る第４の解決手段として、上記第３の解決手段において、前記保炎リングには、中心周りの所定角度範囲に切欠部が形成されており、前記切欠部は、前記火炉における燃焼ガスの排出側に位置する、という手段を採用する。

【0010】

本発明では、混焼バーナに係る第５の解決手段として、上記第１～第４のいずれかの解決手段において、前記第１の燃料は化石燃料ガスであり、前記第２の燃料は水素ガスである、という手段を採用する。

【0011】

本発明では、ボイラに係る解決手段として、上記第５の解決手段に係る混焼バーナが火炉に装着されてなる、という手段を採用する。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、空気比等の酸化剤比を低下させた際の窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生量の増大を抑制することが可能な混焼バーナ及びボイラを提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係る貫流ボイラＡの構成を示す側面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。

【図2】本発明の一実施形態に係る混焼バーナ２の構成を示す正面図（ａ）、下面図（ｂ）及び部分拡大図（ｃ）である。

【図3】本発明の一実施形態におけるボイラ缶体（火炉）の内部構成を示す横断面図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る混焼バーナ２の性能を示す特性図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る貫流ボイラＡは、図１に示すように、ボイラ缶体１、混焼バーナ２及び燃料ガス受入部３を少なくとも備えている。ボイラ缶体１は、有底円筒状の中空体であり、中心軸方向が鉛直方向となる姿勢で基台上に固定されている。ボイラ缶体１の上部には混焼バーナ２が装着され、またボイラ缶体１の側部には燃料ガス受入部３が設けられている。

【0015】

このようなボイラ缶体１は、貫流ボイラＡにおける火炉に相当する。すなわち、このボイラ缶体１における略円筒状かつ縦型の内空は、貫流ボイラＡの燃焼室である。ボイラ缶体１の内空（燃焼室）には、図３に示すように、側壁近傍部位に略円環状に配列するとともに縦方向に延在する複数の水管１ａ、１ｂが設けられている。

【0016】

これら複数の水管１ａ、１ｂは、図３に示すように、ボイラ缶体１の中心軸周りに２重に配置されている。すなわち、円環状に配置された複数の水管１ａは、同じく円環状に配置された複数の水管１ｂよりもボイラ缶体１の中心軸線に近い側に設けられた内側水管である。これに対して、円環状に配置された複数の水管１ｂは、同じく円環状に配置された複数の水管１ａよりもボイラ缶体１の中心軸線から遠い側に設けられた外側水管である。

【0017】

複数の内側水管１ａ及び外側水管１ｂは、図示するように、周方向に隣り合うもの同士が相互に接続されている。また、周方向に接続された複数の内側水管１ａは、周方向の特定箇所にスリット部Ｓが形成されている。このスリット部Ｓは、周方向に隣り内側水管１ａが相互接続されていない部位であり、ボイラ缶体１の内空（燃焼室）で発生した燃焼ガスの排気流路を形成している。

【0018】

また、周方向に接続された複数の外側水管１ｂは、周方向の特定箇所にボイラ出口Ｅが形成されている。このボイラ出口Ｅは、周方向に隣り内側水管１ａが相互接続されていない部位であり、ボイラ缶体１における燃焼ガスの排気口である。また、このボイラ出口Ｅは、周方向において上記スリット部Ｓとは異なる位置、例えば図示するようにスリット部Ｓから１８０度の角度だけ偏位した位置に設けられている。

【0019】

このようなボイラ缶体１では、混焼バーナ２から噴射された燃料が複数の水管１ａ、１ｂの内側において燃焼して燃焼ガスが発生する。この燃焼ガスは、スリット部Ｓを経由することにより複数の内側水管１ａの外側つまり複数の外側水管１ｂの内側に回り込み、さらにボイラ出口Ｅを介して外部に排気される。すなわち、燃焼ガスは、全ての内側水管１ａの内側及び外側を経由するとともに全ての外側水管１ｂの内側を経由した後に外部に排気される。

【0020】

ここで、本実施形態に係る貫流ボイラＡは、図示するように、異なる２つの燃料つまり化石燃料ガス及び混焼燃料ガスを外部から取り込んで燃焼させる。すなわち、この貫流ボイラＡは、化石燃料ガス及び混焼燃料ガスを混焼バーナ２から燃焼室に噴射することにより高温の燃焼ガスを発生され、当該燃焼ガスを熱源として複数の水管１ａ、１ｂに流通する水を気化させる。水の気化によって生成される水蒸気は、貫流ボイラＡの最終生成物である。

【0021】

化石燃料ガス及び混焼燃料ガスのうち、化石燃料ガスは、本発明における第１の燃料であり、例えば都市ガスである。また、混焼燃料ガスは、本発明における第２の燃料であり、例えば水素ガスである。このような異なる２つの燃料は、燃焼時の火炎伝搬速度が異なっているという特徴を有する。

【0022】

すなわち、本実施形態における化石燃料ガス及び混焼燃料ガスは、火炎伝搬速度が異なる燃料の一例として選定されている。したがって、火炎伝搬速度が異なる燃料であれば、化石燃料ガス及び混焼燃料ガス以外の燃料を選定してもよい。なお、化石燃料ガスの火炎伝搬速度と混焼燃料ガスの火炎伝搬速度とが比較的大きく異なっていることは、様々な文献に記載されているように周知である。

【0023】

混焼バーナ２は、貫流ボイラＡにおける最も特徴的な機構部品であり、ボイラ缶体１の上部において中心軸線上に装着されている。すなわち、この混焼バーナ２は、燃料をボイラ缶体１の内空（燃焼室）に噴射する先端部がボイラ缶体１の上部から所定距離だけ下がった位置にある。

【0024】

混焼バーナ２には、外部に開口する混焼燃料受入口２ａが付帯的に設けられるとともに燃料ガス受入部３の一端が連結されている。混焼バーナ２は、燃料ガス受入部３から供給される化石燃料ガスＧ１と混焼燃料受入口２ａに供給される混焼燃料ガスＧ２とを燃焼室に噴射するとともに化石燃料ガスＧ１及び混焼燃料ガスＧ２に対して酸化剤として機能する空気（燃焼用空気Ｘ）を燃焼室に噴射するとにより燃焼させる。

【0025】

このような混焼バーナ２は、図２に示すような詳細構造を備える。すなわち、混焼バーナ２は、上述した混焼燃料受入口２ａに加え、筐体２ｂ、化石燃料供給管２ｃ、筒体２ｄ、複数の混焼燃料供給管２ｅ及び保炎リング２ｆを備えている。

【0026】

筐体２ｂは、混焼燃料受入口２ａ、化石燃料供給管２ｃ及び混焼燃料供給管２ｅを支持するとともにボイラ缶体１の上部に形成された上部開口に固定される金属部材である。筐体２ｂには、外部に混焼燃料受入口２ａが固定され、外部から内部にかけて化石燃料供給管２ｃ及び混焼燃料供給管２ｅが鉛直姿勢で固定されている。

【0027】

化石燃料供給管２ｃは、図示するように鉛直方向に延在する金属製の直管である。この化石燃料供給管２ｃの上端部（後端部）には、燃料ガス受入部３が接続されている。すなわち、この化石燃料供給管２ｃは、後端部に化石燃料供給管２ｃから供給される化石燃料ガスＧ１を下端に向けて流通させる。

【0028】

筒体２ｄは、このような化石燃料供給管２ｃの下端に設けられた金属製の中空部品である。この筒体２ｄは、有底円筒状に形成されるとともに中心軸線が鉛直方向となる姿勢で化石燃料供給管２ｃの下端に設けられている。このような筒体２ｄは、上端部が化石燃料供給管２ｃに連通しており、当該化石燃料供給管２ｃから化石燃料ガスＧ１が内部空間に流入する。

【0029】

また、筒体２ｄは、円板状の下端部が閉塞するとともに、図示するように円環状の周面部の周方向に所定間隔で複数の化石燃料ガスノズル２ｇが形成されている。これら複数の化石燃料ガスノズル２ｇは、筒体２ｄの周方向に略均等に化石燃料ガスＧ１を噴射する。このような化石燃料ガスノズル２ｇは、本発明における第１の噴射孔である。

【0030】

すなわち、複数の化石燃料ガスノズル２ｇは、第１の燃料である化石燃料ガスＧ１を火炉内つまりボイラ缶体１の内空（燃焼室）に噴射する。化石燃料供給管２ｃから筒体２ｄの上端部に流入する化石燃料ガスＧ１は、筒体２ｄの周面部に形成された複数の化石燃料ガスノズル２ｇを介してボイラ缶体１の内空（燃焼室）に噴射される。

【0031】

複数の混焼燃料供給管２ｅは、化石燃料供給管２ｃ及び筒体２ｄの周囲に所定間隔を空けて設けられた金属製の直管である。複数の混焼燃料供給管２ｅは、各々の上端部（後端部）が混焼燃料受入口２ａに接続されている。また、複数の混焼燃料供給管２ｅは、先端部の鉛直方向における位置が同一に設定されている。このような複数の混焼燃料供給管２ｅは、後端部に混焼燃料受入口２ａから供給される混焼燃料ガスを下端に向けて流通させる。

【0032】

保炎リング２ｆは、このような混焼燃料供給管２ｅの下端を塞ぐように設けられた略リング状の金属部材である。この保炎リング２ｆは、片面（上面）が複数の混焼燃料供給管２ｅに直交する姿勢で当該混焼燃料供給管２ｅの下端部に接続されており、例えば中心がボイラ缶体１の中心軸線と同心である。このような保炎リング２ｆには、各々の混焼燃料供給管２ｅの先端部に合致する位置に混焼ガスノズル２ｈが設けられている。

【0033】

これら複数の混焼ガスノズル２ｈは、混焼燃料ガスＧ２を燃焼室内に噴射させるための開口であり、本発明における第２の噴射孔である。すなわち、複数の混焼ガスノズル２ｈは、化石燃料ガスＧ１（第１の燃料）とは火炎伝搬速度が異なる混焼燃料ガスＧ２（第２の燃料）を局所的に化石燃料ガスＧ１（第１の燃料）と混合するように火炉内つまりボイラ缶体１の内空（燃焼室）に噴射する。

【0034】

外部から受け入れた混焼燃料ガスＧ２は、混焼燃料受入口２ａから複数の混焼燃料供給管２ｅの上端部に流入し、複数の混焼燃料供給管２ｅの内部を流通して保炎リング２ｆに供給される。この混焼燃料ガスＧ２は、保炎リング２ｆに形成された複数の混焼ガスノズル２ｈから燃焼室内に噴射される。

【0035】

また、略リング状の保炎リング２ｆには、切欠部Ｋが形成されている。この切欠部Ｋは、保炎リング２ｆの周方向に所定の角度範囲で母材が欠落する円弧状部位であり、図３に示すようにボイラ缶体１のスリット部Ｓに対峙するように位置設定されている。この切欠部Ｋには、混焼燃料供給管２ｅの下端部が接続されておらず、当然に混焼ガスノズル２ｈが設けられていない。

【0036】

すなわち、複数の混焼ガスノズル２ｈは、切欠部Ｋを備える保炎リング２ｆに形成されているので、燃焼室の局所的な領域のみで混焼燃料ガスＧ２が化石燃料ガスＧ１と交差するように、換言すると混焼燃料ガスＧ２が燃焼室の局所的な領域のみで化石燃料ガスＧ１と混合するように燃焼室に噴射するものである。

【0037】

上記局所的な領域は、図２（ｂ）や図３に示すように、ボイラ缶体１の中心軸線つまり筒体２ｄの中心軸線であり、また保炎リング２ｆの中心点の周りにおいて、所定の角度範囲に亘る保炎リング２ｆの存在領域である。この周りにおいて、保炎リング２ｆの切欠部Ｋでは混焼燃料ガスＧ２が噴射されることなく、専ら化石燃料ガスノズル２ｇから化石燃料ガスＧ１が噴射される。

【0038】

この切欠部Ｋは、図２（ｂ）や図３に示すように、保炎リング２ｆの中心点の周りにおいて１８０°以下の角度範囲に設けられている。このような切欠部Ｋの角度範囲は、後述する窒素酸化物Ｎｏｘの発生量等を考慮して適宜設定される。すなわち、切欠部Ｋの角度範囲は、図２（ｂ）や図３に示す角度範囲よりも広くても良く、また狭くてもよい。

【0039】

なお、図２において、符号２ｉは着火装置を示している。この着火装置２ｉは、燃焼室内に噴射された化石燃料ガスＧ１及び混焼燃料ガスＧ２を着火させるための装置であり、筐体２ｂによって支持されるとともに、筐体２ｂの内部を鉛直方向に延在する。このような着火装置２ｉは、燃焼室内に露出する下端部（先端部）から火花を発生させることにより、化石燃料ガスＧ１及び混焼燃料ガスＧ２を着火させる。

【0040】

燃料ガス受入部３は、図１（ａ）に示すようにボイラ缶体１の側方に設けられている。この燃料ガス受入部３は、下端に化石燃料受入口３ａが設けられ、上端が混焼バーナ２における化石燃料供給管２ｃの上端部に接続されている。このような燃料ガス受入部３は、化石燃料受入口３ａで受け入れた化石燃料ガスＧ１を混焼バーナ２に供給する配管構造である。

【0041】

また、この混焼バーナ２では、図２（ａ）に示すように、酸化剤である空気が保炎リング２ｆの切欠部Ｋを介して燃焼室に主に流入する。すなわち、保炎リング２ｆの切欠部Ｋは、空気（酸化剤）を燃焼室により多く供給するための空気流路を形成している。したがって、保炎リング２ｆの存在領域つまり化石燃料ガスＧ１と混焼燃料ガスＧ２とが混焼する局所的な領域（混焼領域）における空気量は、保炎リング２ｆの切欠部Ｋの領域つまり化石燃料ガスＧ１のみが噴射される領域における空気量よりも少ない。

【0042】

例えば、上記混焼領域における空気量は、化石燃料ガスＧ１及び混焼燃料ガスＧ２を完全燃焼させるための理論空気量未満の第１の量に設定される。これに対して、保炎リング２ｆの切欠部Ｋの領域における空気量は、上記第１の量よりも多い空気量に設定される。

【0043】

次に、第１実施形態に係る貫流ボイラＡ及び混焼バーナ２の動作及び作用・効果について図４を参照して説明する。

【0044】

この貫流ボイラＡでは、混焼バーナ２に設けられた化石燃料ガスノズル２ｇから化石燃料ガスＧ１が燃焼室に噴射されるとともにノズル２ｈから混焼燃料ガスＧ２が燃焼室に噴射される。また、この貫流ボイラＡでは、保炎リング２ｆの切欠部Ｋの領域に燃焼用空気Ｘが主に供給される。そして、燃焼室において中心軸周りの保炎リング２ｆの存在領域（局所的な領域）では化石燃料ガスＧ１と混焼燃料ガスＧ２とが交差することにより混合して燃焼し、保炎リング２ｆにおける切欠部Ｋの領域では、化石燃料ガスＧ１のみが燃焼する。

【0045】

そして、局所的な領域における空気の供給量は保炎リング２ｆの切欠部Ｋの領域における空気の供給量よりも少ないので、図２（ａ）に示すように、燃焼室内には燃料過剰の火炎Ｆ１と空気過剰の火炎Ｆ２とが形成される。すなわち、燃料過剰の火炎Ｆ１は、化石燃料ガスＧ１と混焼燃料ガスＧ２とが混焼することによって形成される火炎である。また、空気過剰の火炎Ｆ２は、化石燃料ガスＧ１が過剰な空気下で燃焼することによって形成される火炎である。

【0046】

図４は、このような貫流ボイラＡの燃焼特性を示すグラフである。図４（ａ）は、燃焼時の空気比つまり燃焼ガスに含まれる酸素濃度（Ｏ_２％）に応じた窒素酸化物Ｎｏｘの発生量を示している。また、図４（ｂ）は、混焼燃料ガスＧ２（水素ガス）と化石燃料ガスＧ１（都市ガスの主成分であるメタン）との燃料特性（密度、爆発範囲、火炎温度及び火炎伝搬速度）を参考として示している。

【0047】

図４（ａ）では、貫流ボイラＡにおいて化石燃料ガスＧ１と混焼燃料ガスＧ２との比率を８０％対２０％に設定した場合の窒素酸化物Ｎｏｘの発生量の変化特性を示している。また、この図４（ａ）では、参考例として、特許文献１の強制貫流ボイラつまり化石燃料ガスＧ１のみを燃焼させた場合における窒素酸化物Ｎｏｘの発生量の変化特性を示している。

【0048】

この図４（ａ）から分かるように、本実施形態に係る貫流ボイラＡでは、空気比が１．１７～１．７５の範囲で変化しても窒素酸化物Ｎｏｘの発生量が殆ど変化しない。これに対して、特許文献１の強制貫流ボイラでは、空気比が１．１７～１．７５の範囲において酸素濃度が低下する程に窒素酸化物Ｎｏｘの発生量が増大する。

【0049】

このような本実施形態における素酸化物Ｎｏｘの変化特性は、化石燃料ガスＧ１と混焼燃料ガスＧ２との火炎伝搬速度の差異に起因すると推測される。すなわち、火炎伝播速度が異なる２種類の燃料を燃焼させた場合、火炎伝播速度がより速い混焼燃料ガスＧ２が先行燃焼することにより火炎伝播速度がより遅い化石燃料ガスＧ１に供給される酸素が減少する。

【0050】

また、同時に火炎伝播速度がより速い混焼燃料ガスＧ２にも十分な酸素が供給されないことになり、混焼燃料ガスＧ２の燃焼反応が遅れる。これによって燃料過剰の火炎Ｆ１全体の温度の上昇が抑制されるので、燃焼ガス中における窒素酸化物Ｎｏｘの発生量が低下する。

【0051】

また、空気過剰の火炎Ｆ２は、化石燃料ガスＧ１が過剰な空気下で燃焼することによって形成されるので、火炎温度が比較的低い。したがって、燃焼ガス中における窒素酸化物Ｎｏｘの発生量が低い。

【0052】

このような本実施形態によれば、化石燃料ガスＧ１（第１の燃料）をボイラ缶体１（火炉）内に噴射する石燃料ガスノズル２ｇ（第１の噴射孔）と、火炎伝搬速度が化石燃料ガスＧ１（第１の燃料）とは異なる混焼燃料ガスＧ２（第２の燃料）を局所的に化石燃料ガスＧ１（第１の燃料）と混焼するようにボイラ缶体１（火炉）内に噴射する混焼ガスノズル２ｈ（第２の噴射孔）とを備え、燃焼用空気Ｘ（酸化剤）を化石燃料ガスＧ１（第１の燃料）と混焼燃料ガスＧ２（第２の燃料）との混焼領域から外れた領域に混焼領域よりも多く供給するので、空気比（酸化剤比）を低下させた際の窒素酸化物ＮＯｘの発生量の増大を抑制することが可能な混焼バーナ２及び貫流ボイラＡを提供することが可能である。

【0053】

また、本実施形態によれば、石燃料ガスノズル２ｇ（第１の噴射孔）及び混焼ガスノズル２ｈ（第２の噴射孔）は、化石燃料ガスＧ１（第１の燃料）と混焼燃料ガスＧ２（第２の燃料）とが局所的に交差するようにボイラ缶体１（火炉）内に噴射するので、化石燃料ガスＧ１（第１の燃料）と混焼燃料ガスＧ２（第２の燃料）とを効果的に混焼させることができる。

【0054】

また、本実施形態によれば、石燃料ガスノズル２ｇ（第１の噴射孔）は、筒体２ｄにおける周面（円筒面）の周方向に所定間隔で複数設けられ、混焼ガスノズル２ｈ（第２の噴射孔）は、筒体２ｄにおける周面（円筒面）に直交する姿勢で筒体２ｄにおける周面（円筒面）の外周に設けられた保炎リング２ｆにおいて、周方向に所定間隔で複数設けられるので、化石燃料ガスＧ１（第１の燃料）と混焼燃料ガスＧ２（第２の燃料）とを効果的に混焼させることができる。

【0055】

さらに、本実施形態によれば、保炎リング２ｆには、中心周りの所定角度範囲に切欠部Ｋが形成されており、この切欠部Ｋはボイラ缶体１（火炉）における燃焼ガスの排出側に位置するので、複数の水管１ａ、１ｂ内を流通する水を効果的に加熱することができる。すなわち、本実施形態によれば、水蒸気の生成における熱効率が優れてた貫流ボイラＡを提供することができる。

【0056】

なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記各実施形態では、火炎伝搬速度が異なる２つの燃料として化石燃料ガスＧ１（第１の燃料）と、当該化石燃料ガスＧ１（第１の燃料）よりも火炎伝搬速度が速い混焼燃料ガスＧ２（第２の燃料）を採用したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第２の燃料として第１の燃料よりも火炎伝搬速度が遅い燃料を採用してもよい。

【0057】

（２）上記各実施形態では、本発明を貫流ボイラＡに適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明に係る混焼バーナは貫流式以外の形式のボイラにも適用することが可能である。

【0058】

（３）上記各実施形態では、化石燃料ガスＧ１（第１の燃料）と混焼燃料ガスＧ２（第２の燃料）とを直交する方向に噴射することにより混合させたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、化石燃料ガスＧ１（第１の燃料）の噴射方向と混焼燃料ガスＧ２（第２の燃料）の噴射方向との関係は、最低限交差していればよく直交方向に限定されない。

【0059】

（４）上記各実施形態では、空気過剰の火炎Ｆ２を形成するための燃焼用空気Ｘの空気流路を保炎リング２ｆの切欠部Ｋによって形成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、切欠部Ｋを設けることなく、保炎リング２ｆの切欠部Ｋに相当する部位に複数の噴射孔を空気流路として設けてもよい。この場合、複数の噴射孔から化石燃料ガスＧ１（第１の燃料）と燃焼用空気Ｘとが空気過剰状態で混合したガスが燃焼室に噴射されて空気過剰の火炎Ｆ２を形成する。

【符号の説明】

【0060】

Ａ 貫流ボイラ
Ｅ ボイラ出口
Ｆ１ 燃料過剰の火炎
Ｆ２ 空気過剰の火炎
Ｇ１ 化石燃料ガス（第１の燃料）
Ｇ２ 混焼燃料ガス（第２の燃料）
Ｋ 切欠部
Ｓ スリット部
Ｘ 燃焼用空気（酸化剤）
１ ボイラ缶体
１ａ、１ｂ 水管
２ 混焼バーナ
２ａ 混焼燃料受入口
２ｂ 筐体
２ｃ 化石燃料供給管
２ｄ 筒体
２ｅ 混焼燃料供給管
２ｆ 保炎リング
２ｇ 石燃料ガスノズル（第１の噴射孔）
２ｈ 混焼ガスノズル（第２の噴射孔）
３ 燃料ガス受入部

【要約】

【課題】空気比等の酸化剤比を低下させた際の窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生量の増大を抑制することが可能な混焼バーナ及びボイラを提供する。
【解決手段】第１の燃料を火炉内に噴射する第１の噴射孔と、第１の燃料と当該第１の燃料とは火炎伝搬速度が異なる第２の燃料とを火炉内に噴射する第２の噴射孔とを備え、酸化剤を第１の燃料と第２の燃料との混焼領域から外れた領域に混焼領域よりも多く供給する。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】