JP2023050605A - ガスバーナ、及び燃焼設備 - Google Patents

Abstract

【課題】水素を含むガス燃料を用いる場合に好適な燃焼状態を実現することができる。【解決手段】水素を含むガス燃料を燃焼するためのガスバーナは、ガス燃料を噴出する主噴出部であって少なくとも１つの主孔を含む主噴出部、及び主噴出部よりも少量のガス燃料を噴出する副噴出部であって少なくとも１つの副孔を含む副噴出部、が先端部に形成されるノズルと、ノズルの軸線方向に沿って視認した正面視において、ノズルの先端部の周囲を囲むとともに、一次空気が流出する一次空気出口を形成する一次空気流路部と、正面視において、一次空気出口の上方または下方に位置するとともに、二次空気が流出する二次空気出口を形成する二次空気流路部と、を備え、正面視において、少なくとも１つの副孔の噴出方向は、二次空気出口と交差する方向に配向され、少なくとも１つの主孔の噴出方向は、二次空気出口と交差しない方向に配向される。【選択図】図３

Description

本開示は、水素を含むガス燃料を燃焼するためのガスバーナ、及び燃焼設備に関する。

ボイラのような燃焼設備には、燃料を燃焼するバーナが設置されており、好適な燃焼状態を実現するために保炎性を高める技術や窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制する技術が知られている。例えば、特許文献１には、ノズルの中心軸線上に配置され、燃料ガスの流通方向の下流側に向かうにつれて拡幅するスプリット形状を有する保炎器を備えるガスバーナが開示されている。

特開２０１１－１４９６７６号公報

ところで、幾つかの燃焼設備では、代表的な温室効果ガスである二酸化炭素の排出量削減を目的として、化石燃料から脱却する取り組み（脱炭素）が進められている。この脱炭素の１つとして、ガスバーナの燃料として水素を含むガス燃料が適用されることがある。水素は、従来からの燃料に含まれる成分（例えば、都市ガスに含まれるメタンやＬＰＧに含まれるプロパン、特許文献１に記載の燃料ガスに含まれている微粉炭）とは大きく異なる特性を有する。しかしながら、特許文献１に記載の技術は、水素の特性を考慮して、保炎性を高める構成やＮＯｘの発生を抑制する構成となっていない。つまり、ガスバーナが水素を含むガス燃料を用いる場合には、ガスバーナを水素の特性が考慮された構成に改善する余地がある。

本開示は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、水素を含むガス燃料を用いる場合に好適な燃焼状態を実現することができるガスバーナを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示に係るガスバーナは、水素を含むガス燃料を燃焼するためのガスバーナであって、前記ガス燃料を噴出する主噴出部であって少なくとも１つの主孔を含む主噴出部、及び前記主噴出部よりも少量の前記ガス燃料を噴出する副噴出部であって少なくとも１つの副孔を含む副噴出部、が先端部に形成されるノズルと、前記ノズルの軸線方向に沿って視認した正面視において、前記ノズルの前記先端部の周囲を囲むとともに、一次空気が流出する一次空気出口を形成する一次空気流路部と、前記正面視において、前記一次空気出口の上方または下方に位置するとともに、二次空気が流出する二次空気出口を形成する二次空気流路部と、を備え、前記正面視において、前記少なくとも１つの副孔の噴出方向は、前記二次空気出口と交差する方向に配向され、前記少なくとも１つの主孔の噴出方向は、前記二次空気出口と交差しない方向に配向される。

本開示のガスバーナによれば、水素を含むガス燃料を用いる場合に好適な燃焼状態を実現することができる。

第１実施形態に係る燃焼設備の構成を概略的に示す図である。 第１実施形態に係る火炉の内部構成を概略的に示す図である。 第１実施形態に係るガスバーナの構成を概略的に示す図である。 第１実施形態に係るガスバーナの内部構成を概略的に示す図である。 第１実施形態に係る主孔の噴出方向を説明するための図である。 第１実施形態に係る副孔の噴出方向を説明するための図である。 第１実施形態に係る保炎器の保炎面を説明するための図である。 幾つかの実施形態に係るノズルの先端部の構成を示す図である。 第２実施形態に係るノズルの先端部の構成を示す図である。 第２実施形態の変形例に係る主孔の形状を示す図である。 第３実施形態に係るガスバーナの構成を概略的に示す図である。 第３実施形態に係る二次空気出口のレイアウトを説明するための図である。 幾つかの実施形態に係る火炉の内部構成を概略的に示す図である。 幾つかの実施形態に係る火炉の内部構成を概略的に示す図である。 幾つかの実施形態に係る火炉の内部構成を概略的に示す図である。

以下、本開示の実施の形態によるガスバーナについて、図面に基づいて説明する。かかる実施の形態は、本開示の一態様を示すものであり、この開示を限定するものではなく、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

＜第１実施形態＞
（構成）
図１は、第１実施形態に係る燃焼設備１の構成を概略的に示す図である。図１に例示するように、燃焼設備１は、火炉２と、火炉２に設けられ、水素を含むガス燃料Ｆを火炉２内で燃焼するためのガスバーナ４と、を備える。燃焼設備１は、例えば、ボイラであって、ガスバーナ４から火炉２内に噴出されたガス燃料Ｆを火炎Ｘを発生させて燃焼させることで高温の排ガスＧを生成し、この高温の排ガスＧから熱を回収することで蒸気を生成する。尚、排ガスＧの熱は、火炉２内に設けられる熱交換器によって回収されてもよいし、火炉２外に設けられる熱交換器によって回収されてもよい。

本開示において、「水素を含むガス燃料Ｆ」には、水素と水素以外の燃料を含むもの（混焼）と、水素のみ（専焼）とがあり、さらに、水素と水素以外の燃料を含むものでも、水素が主たる燃料（水素の体積割合が５０％以上）、水素以外の燃料が主たる燃料（水素の体積割合が５０％未満）に区分できる。「水素を含むガス燃料」とは、これらの場合をすべて含む。

火炉２の構成について説明する。図２は、第１実施形態に係る火炉２の内部構成を概略的に示す図であって、火炉２を鉛直方向から視た図である。第１実施形態では、火炉２は、鉛直方向に沿って長手方向を有する四角筒形状を有している。そして、図２に例示するように、火炉２にはガスバーナ４から噴出されたガス燃料Ｆを燃焼させるための燃焼空間６が形成されている。この火炉２の燃焼空間６は矩形状を有している。

火炉２は、火炉２の内周面７のうち燃焼空間６の矩形状の何れか１つの辺に対応する第１内周面７ａを含む第１炉壁８と、燃焼空間６を挟んで第１炉壁８とは反対側に位置する第２炉壁１０と、第１炉壁８の一端部１６と第２炉壁１０の一端部１８とを接続する第３炉壁１２と、第１炉壁８の他端部１７と第２炉壁１０の他端部１９とを接続する第４炉壁１４と、を含む。第３炉壁１２は、燃焼空間６を挟んで第４炉壁１４とは反対側に位置している。火炉２の燃焼空間６は、第１炉壁８、第２炉壁１０、第３炉壁１２、及び第４炉壁１４によって囲われることで矩形状に形成されている。

第１実施形態では、図２に例示するように、火炉２には複数のガスバーナ４が設けられている。複数のガスバーナ４は、第３炉壁１２より第４炉壁１４に近接するように第１炉壁８に設けられる第１ガスバーナ４Ａ（４）と、第４炉壁１４より第３炉壁１２に近接するように第２炉壁１０に設けられる第２ガスバーナ４Ｂ（４）と、第２炉壁１０より第１炉壁８に近接するように第３炉壁１２に設けられる第３ガスバーナ４Ｃ（４）と、第１炉壁８より第２炉壁１０に近接するように第４炉壁１４に設けられる第４ガスバーナ４Ｄ（４）と、を含む。複数のガスバーナ４のそれぞれは、燃焼空間６の矩形状の角部２１にガス燃料Ｆを噴出している。尚、不図示であるが、複数のガスバーナ４は、第１ガスバーナ４Ａに積み上げられる上側ガスバーナをさらに含んでもよい。

ガスバーナ４は、ガス燃料Ｆを燃焼する。第１実施形態では、図１に例示するように、燃焼設備１は、ガスバーナ４にガス燃料Ｆを供給するガス燃料供給装置１００と、ガスバーナ４に燃焼用空気Ａを供給する空気供給装置１０２と、をさらに含む。そして、ガスバーナ４は、ガス燃料供給装置１００から供給されたガス燃料Ｆに、空気供給装置１０２から供給された燃焼用空気Ａを混合させて火炉２内（燃焼空間６）に噴出し、ガス燃料Ｆを燃焼する。

ガス燃料供給装置１００は、ガス燃料Ｆが貯蔵されているガスタンク１０４と、ガスタンク１０４とガスバーナ４とを接続し、ガスタンク１０４に貯蔵されているガス燃料Ｆをガスバーナ４に向かって流通可能な燃料供給ライン１０６と、を含む。

空気供給装置１０２は、一端が大気に開放され、他端がガスバーナ４に接続されている空気供給ライン１０８と、空気供給ライン１０８に設けられ、空気供給ライン１０８の一端から取り込まれた空気を燃焼用空気Ａとして火炉２に送風する送風機１１０と、備える。

ガスバーナ４の構成について具体的に説明する。図３は、第１実施形態に係るガスバーナ４の構成を概略的に示す図であって、ガスバーナ４を火炉２の燃焼空間６側から視た図（正面図）である。図４は、第１実施形態に係るガスバーナ４の内部構成を概略的に示す図であって、ガスバーナ４を後述する左右方向Ｄ３に沿って視た図である。

以下、ガスバーナ４のノズル２０の軸線Ｏが延びる方向をノズル２０の軸線方向Ｄ１とする。ガスバーナ４を火炉２の燃焼空間６側から視た場合に、鉛直方向Ｄ２と直交する方向を左右方向Ｄ３とする。

図３及び図４に例示するように、ガスバーナ４は、ノズル２０と、一次空気流路部２２と、二次空気流路部２４と、保炎器５０と、を備える。第１実施形態では、図３に例示するように、ガスバーナ４は、火炉２の燃焼空間６に面する前面５の形状が鉛直方向Ｄ２に沿って長手方向を有する矩形状の角型バーナである。

ノズル２０は、ガス燃料Ｆが流通可能であるように、例えば、軸線Ｏを中心とする円筒形状を有する。そして、図４に例示するように、ノズル２０は、ガス燃料供給装置１００から供給されるガス燃料Ｆを火炉２の燃焼空間６に噴出する。具体的には、図３に例示するように、ノズル２０の先端部２６（バーナチップ）には、主噴出部２８と副噴出部３０とが形成されている。主噴出部２８はガス燃料供給装置１００から供給されたガス燃料Ｆの一部を火炉２の燃焼空間６に噴出し、副噴出部３０はガス燃料供給装置１００から供給されたガス燃料Ｆの残部を火炉２の燃焼空間６に噴出する。副噴出部３０は、主噴出部２８よりも少量のガス燃料Ｆを噴出するように構成されている。つまり、主噴出部２８から噴出されるガス燃料Ｆの一部の量は、副噴出部３０から噴出されるガス燃料Ｆの残部の量より多い。

第１実施形態では、図３に例示するように、主噴出部２８は２つの主孔３２を含む。第１主孔３２Ａ（３２）は、左右方向Ｄ３において、ノズル２０の軸線Ｏを挟んで第２主孔３２Ｂ（３２）とは反対側に位置している。第１主孔３２Ａはノズル２０の軸線Ｏより左側に位置し、第２主孔３２Ｂはノズル２０の軸線Ｏより右側に位置している。

第１実施形態では、図３に例示するように、副噴出部３０は２つの副孔３４を含む。第１副孔３４Ａ（３４）は、鉛直方向Ｄ２において、ノズル２０の軸線Ｏを挟んで第２副孔３４Ｂ（３４）とは反対側に位置している。第１副孔３４Ａはノズル２０の軸線Ｏより上側に位置し、第２副孔３４Ｂはノズル２０の軸線Ｏより下側に位置している。

第１主孔３２Ａ及び第２主孔３２Ｂのそれぞれは、鉛直方向Ｄ２において、第１副孔３４Ａと第２副孔３４Ｂとの間に位置している。第１副孔３４Ａ及び第２副孔３４Ｂのそれぞれは、左右方向Ｄ３において、第１主孔３２Ａと第２主孔３２Ｂとの間に位置している。

第１主孔３２Ａは、第１副孔３４Ａ及び第２副孔３４Ｂのそれぞれより大径である。第２主孔３２Ｂは、第１副孔３４Ａ及び第２副孔３４Ｂのそれぞれより大径である。第１主孔３２Ａと第２主孔３２Ｂとは同径である。第１副孔３４Ａと第２副孔３４Ｂとは同径である。このように、主孔３２の開口面積の合計は副孔３４の開口面積の合計よりも大きく、主噴出部２８は副噴出部３０より多くのガス燃料Ｆを噴出できるようになっている。

一次空気流路部２２は、図３に例示するように、ノズル２０の軸線方向Ｄ１に沿って視認した正面視（以下、「正面視」とする）において、ノズル２０の先端部２６の周囲を囲む。そして、この一次空気流路部２２は、空気供給装置１０２から供給される燃焼用空気Ａを一次空気Ａ１として流出する一次空気出口３６を形成する。

第１実施形態では、図４に例示するように、一次空気流路部２２は、空気供給装置１０２から供給される一次空気Ａ１が流通する一次空気流路３８を含む。一次空気流路部２２（スリーブ）は、円筒形状を有しており、ノズル２０の軸線方向Ｄ１に沿って延びている。一次空気流路部２２の内径はノズル２０の外径より大きく、ノズル２０が一次空気流路部２２内に配置されている。つまり、一次空気流路部２２は、一次空気流路部２２の内壁面とノズル２０の外壁面との間に一次空気Ａ１が流通する一次空気流路３８を含む。別の言い方をすると、一次空気流路３８は、ノズル２０の外周に形成されている。

二次空気流路部２４は、図３に例示するように、正面視において、一次空気出口３６の上方又は下方に位置するとともに、一次空気Ａ１より遅れてガス燃料Ｆに接触させる二次空気Ａ２が流出する二次空気出口４０を形成する。二次空気Ａ２は、空気供給装置１０２から供給される燃焼用空気Ａであってもよいし、火炉２から流出された排ガスＧの一部を火炉２に循環させた循環ガスＥｇであってもよい。あるいは、二次空気Ａ２は、燃焼用空気Ａに循環ガスＥｇを混合させたものであってもよい。

第１実施形態では、二次空気流路部２４は、上側二次空気流路部２４Ａ（２４）と下側二次空気流路部２４Ｂ（２４）とを含む。上側二次空気流路部２４Ａの二次空気出口４０Ａ（４０）は、一次空気出口３６より上方に位置している。左右方向Ｄ３において、一次空気出口３６と上側二次空気流路部２４Ａの二次空気出口４０Ａとは少なくとも一部が互いに重複している。下側二次空気流路部２４Ｂの二次空気出口４０Ｂ（４０）は、一次空気出口３６より下方に位置している。左右方向Ｄ３において、一次空気出口３６と下側二次空気流路部２４Ｂの二次空気出口４０Ｂとは少なくとも一部が互いに重複している。上側二次空気流路部２４Ａの二次空気出口４０Ａは、一次空気出口３６を挟んで下側二次空気流路部２４Ｂの二次空気出口４０Ｂとは反対側に位置している。

第１実施形態では、二次空気出口４０は、内側出口４２と内側出口４２より一次空気出口３６から離れて位置する外側出口４４とを含む。つまり、上側二次空気流路部２４Ａの二次空気出口４０Ａは、内側出口４２Ａ（４２）と外側出口４４Ａ（４４）とを含む。下側二次空気流路部２４Ｂの二次空気出口４０Ｂは、内側出口４２Ｂ（４２）と外側出口４４Ｂ（４４）とを含む。そして、正面視において、上方から順に、二次空気出口４０Ａの外側出口４４Ａ、二次空気出口４０Ａの内側出口４２Ａ、一次空気出口３６、二次空気出口４０Ｂの内側出口４２Ｂ、及び二次空気出口４０Ｂの外側出口４４Ｂが並んでいる。

外側出口４４は、二次空気Ａ２が流出するように構成される。第１実施形態では、図４に例示するように、外側出口４４は空気供給装置１０２から供給される燃焼用空気Ａを二次空気Ａ２として流出する。尚、第１実施形態では、正面視において、外側出口４４は矩形状を有しているが、本開示はこの形態に限定されない。

内側出口４２は、外側出口４４から流出される二次空気Ａ２より酸素濃度の低い低酸素二次空気Ａ３が流出するように構成される。第１実施形態では、図４に例示するように、低酸素二次空気Ａ３は、火炉２から流出された排ガスＧの一部を火炉２に循環させた循環ガスＥｇである。尚、第１実施形態では、正面視において、内側出口４２は矩形状を有しているが、本開示はこの形態に限定されない。

図３に例示するように、正面視において、主孔３２の噴出方向Ｄ４は、二次空気出口４０と交差しない方向に配向される。さらに、正面視において、副孔３４の噴出方向Ｄ５は、二次空気出口４０と交差する方向に配向される。第１実施形態では、第１主孔３２Ａの噴出方向Ｄ４は左方であり、第２主孔３２Ｂの噴出方向Ｄ４は右方である。第１副孔３４Ａの噴出方向Ｄ５は上方であり、第２副孔３４Ｂの噴出方向Ｄ５は下方である。

図５は、第１実施形態に係る主孔３２の噴出方向Ｄ４を説明するための図であって、ノズル２０の先端部２６を鉛直方向Ｄ２に沿って視た図である。図６は、第１実施形態に係る副孔３４の噴出方向Ｄ５を説明するための図であって、ノズル２０の先端部２６を左右方向Ｄ３に沿って視た図である。

図５に例示するように、第１実施形態では、ノズル２０の先端部２６は、左方又は右方に面する平らな第１端面３７を含む。第１端面３７は、ノズル２０の先端部２６の軸線方向Ｄ１の最も一方側（燃焼空間６側）の先端面４１と側面４３とを接続している。主孔３２はこの第１端面３７に形成されており、主孔３２の噴出方向Ｄ４はこの第１端面３７と直交する方向である。そして、主孔３２の噴出方向Ｄ４とノズル２０の軸線方向Ｄ１とによって形成される角度をθ１とする。

図６に例示するように、第１実施形態では、ノズル２０の先端部２６は上方又は下方に面する平らな第２端面３９を含む。第２端面３９は、ノズル２０の先端部２６の先端面４１と側面４３とを接続している。副孔３４はこの第２端面３９に形成されており、副孔３４の噴出方向Ｄ５はこの第２端面３９と直交する方向である。そして、副孔３４の噴出方向Ｄ５とノズル２０の軸線方向Ｄ１とによって形成される角度をθ２とする。第１実施形態では、θ１＜θ２を満たす。

保炎器５０は、図４に例示するように、ノズル２０の先端部２６に設けられ、一次空気出口３６に向かうにつれてノズル２０の軸線Ｏから離間する保炎面５２を有する。第１実施形態では、保炎器５０は、ノズル２０の先端部２６からノズル２０の軸線Ｏを中心とする径方向の外側に向かって延びる複数の翼５４を含む。複数の翼５４は、ノズル２０の軸線Ｏを中心とする周方向に沿って並んで配置される。例えば、１５個の翼５４が、周方向に沿って２４度の間隔で配置される。

尚、第１実施形態では、保炎器５０は、複数の翼５４を含む羽根式の保炎器（いわゆる、スワラ－と呼ばれる）であったが、本開示はこの形態に限定されない。幾つかの実施形態では、保炎器５０は、ノズル２０の先端部２６を囲うプレート部を含むお皿式の保炎器（いわゆるディフューザと呼ばれる）である。尚、プレート部にはノズル２０の先端部２６が嵌め込まれる孔が形成されている。保炎器５０がプレート部を含む場合、保炎器５０の保炎面５２は、プレート部のノズル２０の軸線方向Ｄ１の一方側（燃焼空間６側）の面である。

図７は、第１実施形態に係る保炎器５０の保炎面５２を説明するための図である。第１実施形態では、保炎面５２は、ノズル２０の軸線方向Ｄ１の一方側（燃焼空間６側）に面する翼５４の後縁５３である。翼５４の後縁５３とノズル２０の軸線方向Ｄ１とによって形成される角度をθ３とすると、θ２≦θ３を満たす。幾つかの実施形態では、翼５４の後縁５３とノズル２０の先端部２６とが接触する接点をＰとすると、接点Ｐを通過する接線５９とノズル２０の軸線Ｏとによって形成される角度θ３１は、θ２≦θ３１を満たす。

（作用・効果）
第１実施形態に係るガスバーナ４の作用・効果について説明する。水素は従来からのガス燃料に含まれる成分と比較して燃焼速度が大きい。このため、ガス燃料Ｆに水素が含まれる場合、ガスバーナ４の保炎のために用いられるガス燃料Ｆの量を少なくすることができる。一方で、水素と酸素との混合が速やかに行われるので、ガス燃料Ｆが燃焼される燃焼空間６の温度を速やかに高くし、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を促進してしまう。

これに対して、第１実施形態によれば、図３に例示したように、正面視において、副孔３４の噴出方向Ｄ５は、二次空気出口４０と交差する方向に配向される。このため、副孔３４から噴出される少量のガス燃料Ｆを、二次空気出口４０から流出する二次空気Ａ２や低酸素二次空気Ａ３と速やかに接触させて、保炎性を高めることができる。つまり、少量のガス燃料Ｆで保炎性を確保することができる。

さらに、図３に例示したように、正面視において、主孔３２の噴出方向Ｄ４は、二次空気出口４０と交差しない方向に配向される。このため、主孔３２から噴出される大量のガス燃料Ｆは、副孔３４から噴出されるガス燃料Ｆよりも遅れて、二次空気出口４０から流出する二次空気Ａ２や低酸素二次空気Ａ３と接触する。つまり、主孔３２から噴出されるガス燃料Ｆは、ノズル２０の先端部２６から軸線方向Ｄ１の一方側（燃焼空間６の奥行側）に離間した比較的酸素濃度の低い領域に流れ込む。このため、水素と酸素との混合を緩やかにするとともに、緩慢燃焼の促進が行われて、燃焼空間６の昇温を抑制し、ＮＯｘの発生を抑制することができる。よって、水素を含むガス燃料を用いる場合に好適な燃焼状態（保炎性の確保とＮＯｘの発生の抑制）を実現することができる。

第１実施形態によれば、内側出口４２からは低酸素二次空気Ａ３が流出され、外側出口４４からは二次空気Ａ２が流出される。このため、外側出口４４から流出する二次空気Ａ２に先行して内側出口４２から流出する低酸素二次空気Ａ３を、主孔３２から噴出されるガス燃料Ｆに接触させる。このため、水素と酸素との混合をさらに緩やかにし、燃焼空間６の昇温をさらに抑制することができる。

第１実施形態によれば、第１主孔３２Ａの噴出方向Ｄ４は左方であり、第２主孔３２Ｂの噴出方向Ｄ４は右方である。このため、ノズル２０（主噴出部２８）は、燃焼空間６に左右方向Ｄ３に幅広くガス燃料Ｆを噴出することができる。

第１実施形態によれば、第１副孔３４Ａの噴出方向Ｄ５は上方であり、第２副孔３４Ｂの噴出方向Ｄ５は下方である。このため、ノズル２０（副噴出部３０）は、燃焼空間６に鉛直方向Ｄ２に幅広くガス燃料Ｆを噴出することができる。

第１実施形態によれば、θ１＜θ２を満たすので、副孔３４から噴出される少量のガス燃料Ｆと二次空気出口４０から流出する二次空気Ａ２や低酸素二次空気Ａ３との接触を速めつつ、主孔３２から噴出される大量のガス燃料Ｆと二次空気出口４０から流出する二次空気Ａ２や低酸素二次空気Ａ３との接触を遅らせることができる。

幾つかの実施形態では、θ１＜θ２、及び１５度＜θ１＜４５度を満たす。θ１が４５度を超えると、軸線方向Ｄ１の一方側に噴出するガス燃料Ｆの運動量が減少し、燃焼空間６の奥行側へのガス燃料Ｆの供給が不十分になる場合がある。この場合、燃焼空間６内において局所的な発熱率の変動が発生し、燃焼振動が発生しやすくなる。つまり、燃焼空間６の圧力変動による燃焼振動のポテンシャルが大きくなる。また、θ１が１５度未満になると、長炎化が過剰となり熱吸収特性に影響を与える。このため、１５度＜θ１＜４５度を満たすことで、燃焼振動を抑制できると共に、適度な長炎化による緩慢燃焼で燃焼空間６の昇温を抑制することができる。

幾つかの実施形態では、θ１＜θ２、及び３５度＜θ２＜５５度を満たす。θ２が５５度を超えると、保炎器５０近傍での保炎性が強くなり過ぎるため、保炎器５０の焼損ポテンシャルが大きくなると共に、ＮＯｘの発生を促進させる虞がある。また、θ２が３５度未満であると、保炎器５０による保炎効果が弱くなり、振動ポテンシャルが上昇する。３５度＜θ２＜５５度を満たすことで、燃焼振動、保炎器５０の損傷、及びＮＯｘの発生をバランスよく抑制することができる。

第１実施形態によれば、θ２≦θ３を満たすので、副孔３４から噴出されるガス燃料Ｆと一次空気Ａ１との接触によって発生する火炎Ｘによる保炎器５０の損傷を抑制することができる。

ところで、第１実施形態では、ノズル２０の先端部２６には２つの主孔３２と２つの副孔３４とが形成されていたが、主噴出部２８が副噴出部３０より多くのガス燃料Ｆを噴出可能であれば、本開示はこの形態に限定されない。幾つかの実施形態では、ノズル２０の先端部２６には、１つ又は３つ以上の主孔３２が形成される。幾つかの実施形態では、ノズル２０の先端部２６には、１つ又は３つ以上の副孔３４が形成される。

図８は、幾つかの実施形態に係るノズル２０の先端部２６の構成を示す図である。図８に例示する形態では、主噴出部２８は、副孔３４の数より多い複数の主孔３２を含む。この場合、主孔３２が副孔３４よりも小径、あるいは副孔３４と同径であったとしても、主噴出部２８は副噴出部３０より多くのガス燃料Ｆを噴出できる。

＜第２実施形態＞
本開示の第２実施形態に係るガスバーナ４について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に係る主孔３２の形状を限定したものである。第２実施形態において、第１実施形態の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図９は、第２実施形態に係るノズル２０の先端部２６の構成を示す図である。第２実施形態では、図９に例示するように、正面視において、主孔３２は鉛直方向Ｄ２に沿って長手方向を有する楕円形状を有している。そして、主孔３２の長軸（長手方向）の長さをＬ、主孔３２の短軸（短手方向）の長さをＷとすると、２×Ｗ＜Ｌを満たす。尚、説明を簡略化するため、第１主孔３２Ａと第２主孔３２Ｂとは、互いに同一形状、且つ同一面積であるとする。

第２実施形態によれば、一次空気Ａ１又は二次空気Ａ２が主孔３２から噴出されるガス燃料Ｆよりノズル２０の径方向の内側の領域Ｒ（図９参照）に流れ込むことを抑制することができる。つまり、水素と酸素との混合を遅らせ、ＮＯｘの発生をさらに抑制することができる。

尚、第２実施形態では、主孔３２は楕円形状を有していたが、本開示はこの形態に限定されない。第２実施形態の変形例では、図１０に例示するように、主孔３２は、弧形状（翼形状）を有する。この主孔３２の形状は、主孔３２の長手方向の一方側の一端６０と長手方向の一方側の他端６２とを通過し、ノズル２０の軸線Ｏ側とは反対側に突出するキャンバーライン６３（中心線）に基づいて形成される。主孔３２の形状のうち主孔３２の一端６０と他端６２とを接続し、キャンバーライン６３よりもノズル２０の軸線Ｏ側とは反対側に位置するラインを外側ライン６４とし、キャンバーライン６３よりもノズル２０の軸線Ｏ側に位置するラインを内側ライン６６とする。キャンバーライン６３と直交するとともに、外側ライン６４と内側ライン６６とを接続する直線のうち最も長い直線７０の長さをＷとし、キャンバーライン６３の長さをＬとすると、２×Ｗ＜Ｌを満たす。

＜第３実施形態＞
本開示の第３実施形態に係るガスバーナ４について説明する。第３実施形態では、第１実施形態とは異なり主孔３２の噴出方向Ｄ４が二次空気出口４０と交差する方向に配向されている。第１実施形態の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１１は、第３実施形態に係るガスバーナの構成を概略的に示す図である。第３実施形態では、図１１に例示するように、主噴出部２８は２つの主孔３２を含む。第１主孔３２Ｃ（３２）は、鉛直方向Ｄ２において、ノズル２０の軸線Ｏを挟んで第２主孔３２Ｄ（３２）とは反対側に位置している。第１主孔３２Ｃはノズル２０の軸線Ｏより上側に位置し、第２主孔３２Ｄはノズル２０の軸線Ｏより下側に位置している。

第１実施形態では、図１１に例示するように、副噴出部３０は２つの副孔３４を含む。第１副孔３４Ｃ（３４）は、左右方向Ｄ３において、ノズル２０の軸線Ｏを挟んで第２副孔３４Ｄ（３４）とは反対側に位置している。第１副孔３４Ｃはノズル２０の軸線Ｏより左側に位置し、第２副孔３４Ｄはノズル２０の軸線Ｏより右側に位置している。

第１主孔３２Ｃ及び第２主孔３２Ｃのそれぞれは、左右方向Ｄ３において、第１副孔３４Ｃと第２副孔３４Ｄとの間に位置している。第１副孔３４Ｃ及び第２副孔３４Ｄのそれぞれは、鉛直方向Ｄ２において、第１主孔３２Ｃと第２主孔３２Ｄとの間に位置している。

第１主孔３２Ｃは、第１副孔３４Ｃ及び第２副孔３４Ｄのそれぞれより大径である。第２主孔３２Ｄは、第１副孔３４Ｃ及び第２副孔３４Ｄのそれぞれより大径である。第１主孔３２Ｃと第２主孔３２Ｄとは同径である。第１副孔３４Ｃと第２副孔３４Ｄとは同径である。このように、主孔３２の開口面積の合計は副孔３４の開口面積の合計よりも大きく、主噴出部２８は副噴出部３０より多くのガス燃料Ｆを噴出できるようになっている。

第３実施形態では、図１１に例示するように、正面視において、主孔３２の噴出方向Ｄ４は、二次空気出口４０と交差する方向に配向される。図１１に例示する形態では、第１主孔３２Ｃの噴出方向Ｄ４は上方であり、第２主孔３２Ｄの噴出方向Ｄ４は下方である。第１副孔３４Ｃの噴出方向Ｄ５は左方であり、第２副孔３４Ｄの噴出方向Ｄ５は右方である。幾つかの実施形態では、主孔３２の噴出方向Ｄ４を二次空気出口４０と交差する方向に配向するか否かを切り換え可能であるように、ノズル２０の先端部２６はノズル２０の軸線Ｏを中心として回転可能に構成されている。

図１２は、第３実施形態に係る二次空気出口４０のレイアウトを説明するための図である。図１２に示すように、ノズル２０の軸線Ｏから鉛直方向Ｄ２に沿って直線状に仮想線７２を延ばす。この仮想線７２が一次空気出口３６の周縁と交差する点を第１交差点７４とする。さらに、この仮想線７２が二次空気出口４０の周縁のうち最初に交差する点を第２交差点７６とする。図１２に例示する形態では、第２交差点７６は、仮想線７２が内側出口４２の周縁のうち最初に交差する点である。第１交差点７４とノズル２０の軸線Ｏとの間の距離をｒとし、第２交差点７６とノズル２０の軸線Ｏとの間の距離をｄとすると、２×ｒ≦ｄを満たす。

第３実施形態によれば、二次空気出口４０は、２×ｒ≦ｄを満たすように、ノズル２０の先端部２６から離間しているので、主孔３２から噴出されるガス燃料Ｆと二次空気出口４０から流出する二次空気Ａ２や低酸素二次空気Ａ３との接触を遅らせることができる。このため、水素と酸素との混合を緩やかにすることで燃焼空間６の昇温を抑制し、ＮＯｘの発生を抑制することができる。

本開示では、図２に例示して説明したように、火炉２は矩形状の燃焼空間６を有し、４つのガスバーナ４のそれぞれが、燃焼空間６の矩形状の角部２１にガス燃料Ｆを噴出するように火炉２に設けられていたが、本開示はこの形態に限定されない。図１３Ａ、図１３Ｂ、及び図１３Ｃのそれぞれは、幾つかの実施形態に係る火炉２の内部構成を概略的に示す図である。

幾つかの実施形態では、図１３Ａに例示するように、４つのガスバーナ４（４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ）のそれぞれは、火炉１１を上方から見たときに火炎Ｘが燃焼空間６の中央部２３で旋回する旋回燃焼を行うように配置されている。第１ガスバーナ４Ａは、第１炉壁８の壁面に配置されている。第２ガスバーナ４Ｂは、第２炉壁１０の壁面に配置されている。第３ガスバーナ４Ｃは、第３炉壁１２の壁面に配置されている。第４ガスバーナ４Ｄは、第４炉壁１４の壁面に配置されている。

幾つかの実施形態では、図１３Ｂに例示するように、燃焼空間６は８角形状を有する。火炉２は、第１炉壁８の一端部１６と第３炉壁１２の第１炉壁１６側の一端部８０とを接続する第１コーナ部８２と、第３炉壁１２の第２炉壁１０側の他端部８４と第２炉壁１０の一端部１８とを接続する第２コーナ部８６と、第２炉壁１０の他端部１９と第４炉壁１４の第２炉壁１０側の他端部８８とを接続する第３コーナ部９０と、第４炉壁１４の第１炉壁８側の一端部９２と第１炉壁８の他端部１７とを接続する第４コーナ部９４とを含む。火炉２の燃焼空間６は、第１炉壁８、第２炉壁１０、第３炉壁１２、第４炉壁１４、第１コーナ部８２、第２コーナ部８６、第３コーナ部９０及び第４コーナ部９４によって囲われることで８角形状に形成されている。第１ガスバーナ４Ａは、第４コーナ部９４の壁面に配置されている。第２ガスバーナ４Ｂは、第２コーナ部８６の壁面に配置されている。第３ガスバーナ４Ｃは、第１コーナ部８２の壁面に配置されている。第４ガスバーナ４Ｄは、第３コーナ部９０の壁面に配置されている。

幾つかの実施形態では、図１３Ｃに例示するように、燃焼空間６は長方形状を有する。図１３Ｃに例示する形態では、第１炉壁８及び第２炉壁１０のそれぞれが燃焼空間６の長方形状の短辺を形成し、第３炉壁１２及び第４炉壁１４のそれぞれが燃焼空間６の長方形状の長辺を形成している。火炉２には８つのガスバーナ４が設けられており、４つのガスバーナ４で火炎Ｘが旋回燃焼を行うように配置されている。図１３に例示する形態では、８つのガスバーナ４で２つの火炎Ｘが旋回燃焼を行っている。８つのガスバーナ４のそれぞれは、第３炉壁１２の壁面、又は第４炉壁１４の壁面の何れかに配置されている。

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

［１］本開示に係るガスバーナ（４）は、
水素を含むガス燃料（Ｆ）を燃焼するためのガスバーナであって、
前記ガス燃料を噴出する主噴出部（２８）であって少なくとも１つの主孔（３２）を含む主噴出部、及び前記主噴出部よりも少量の前記ガス燃料を噴出する副噴出部（３０）であって少なくとも１つの副孔（３４）を含む副噴出部、が先端部（２６）に形成されるノズル（２０）と、
前記ノズルの軸線方向（Ｄ１）に沿って視認した正面視において、前記ノズルの前記先端部の周囲を囲むとともに、一次空気（Ａ１）が流出する一次空気出口（３６）を形成する一次空気流路部（２２）と、
前記正面視において、前記一次空気出口の上方または下方に位置するとともに、二次空気（Ａ２）が流出する二次空気出口（４０）を形成する二次空気流路部（２４）と、を備え、
前記正面視において、前記少なくとも１つの副孔の噴出方向（Ｄ５）は、前記二次空気出口と交差する方向に配向され、前記少なくとも１つの主孔の噴出方向（Ｄ４）は、前記二次空気出口と交差しない方向に配向される。

水素は従来からのガス燃料に含まれる成分と比較して燃焼速度が大きい。このため、ガス燃料に水素が含まれる場合、ガスバーナの保炎のために用いられるガス燃料の量を少なくすることができる。一方で、水素と酸素との混合が速やかに行われるので、ガス燃料が燃焼される燃焼空間の温度を速やかに高くし、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を促進してしまう。上記［１］に記載の構成によれば、副噴出部の副孔から噴出される少量のガス燃料を、二次空気出口から流出する二次空気と速やかに接触させて、保炎性を高めることができる。つまり、少量のガス燃料で保炎性を確保することができる。さらに、主噴出部の主孔から噴出される大量のガス燃料は、副孔から噴出されるガス燃料よりも遅れて、二次空気出口から流出する二次空気と接触する。つまり、主孔から噴出されるガス燃料は、ノズルの先端部から離間した比較的酸素濃度の低い領域に流れ込む。このため、水素と酸素との混合を緩やかにするとともに、緩慢燃焼の促進が行われて、燃焼空間の昇温を抑制し、ＮＯｘの発生を抑制することができる。よって、水素を含むガス燃料を用いる場合に好適な燃焼状態（保炎性の確保とＮＯｘの発生の抑制）を実現することができる。

［２］幾つかの実施形態では、上記［１］に記載の構成において、
前記二次空気出口は、内側出口（４２）と前記内側出口より前記一次空気出口から離れて位置する外側出口（４４）とを含み、
前記外側出口は、前記二次空気が流出するように構成され、
前記内側出口は、前記外側出口から流出される前記二次空気より酸素濃度の低い低酸素二次空気（Ａ３）が流出するように構成される。

上記［２］に記載の構成によれば、外側出口から流出する二次空気に先行して内側出口から流出する低酸素二次空気を、主孔から噴出される水素ガス燃料に接触させる。このため、水素と酸素との混合をさらに緩やかにし、燃焼空間の昇温をさらに抑制することができる。

［３］幾つかの実施形態では、上記［１］又は［２］に記載の構成において、
前記ノズルの前記先端部を鉛直方向（Ｄ２）に沿って視認した場合に、前記主孔の噴出方向と前記ノズルの前記軸線方向とによって形成される角度をθ１とし、
前記ノズルの前記先端部を前記ノズルの前記軸線方向及び前記鉛直方向のそれぞれと直交する方向に沿って視認した場合に、前記副孔の噴出方向と前記ノズルの前記軸線方向とによって形成される角度をθ２とすると、
θ１＜θ２を満たす。

上記［３］に記載の構成によれば、副噴出部の副孔から噴出される少量のガス燃料と二次空気との接触を速めつつ、主噴出部の主孔から噴出される大量のガス燃料と二次空気との接触を遅らせることができる。

［４］幾つかの実施形態では、上記［３］に記載の構成において、
前記ノズルの前記先端部に設けられ、前記一次空気出口に向かうにつれて前記ノズルの軸線から離間する保炎面（５２）を有する保炎器（５０）をさらに備え、
前記保炎面と前記ノズルの前記軸線方向とによって形成される角度をθ３とすると、
θ２≦θ３を満たす。

上記［４］に記載の構成によれば、副噴出部の副孔から噴出されるガス燃料（より具体的には、副孔から噴出されるガス燃料と一次空気との接触によって発生する火炎）による保炎器の損傷を抑制することができる。

［５］幾つかの実施形態では、上記［３］又は［４］に記載の構成において、
１５度＜θ１＜４５度を満たす。

θ１が４５度を超えると、燃焼空間の圧力変動による燃焼振動のポテンシャルが大きくなる。また、θ１が１５度未満になると、長炎化が過剰となり熱吸収特性に影響を与える。このため、上記［５］に記載の構成によれば、燃焼振動を抑制できると共に、適度な長炎化による緩慢燃焼で燃焼空間の昇温を抑制することができる。

［６］幾つかの実施形態では、上記［３］又は［４］に記載の構成において、
３５度＜θ２＜５５度を満たす。

θ２が５５度を超えると、保炎器近傍での保炎性が強くなり過ぎるため、保炎器の焼損ポテンシャルが大きくなると共に、ＮＯｘの発生を促進させる虞がある。また、θ２が３５度未満であると、保炎効果が弱くなり振動ポテンシャルが上昇する。このため、上記［６］に記載の構成によれば、燃焼振動、保炎器の損傷、及びＮＯｘの発生をバランスよく抑制することができる。

［７］幾つかの実施形態では、上記［１］から［６］の何れか１つに記載の構成において、
前記正面視において、前記少なくとも１つの主孔は長手形状を有し、前記少なくとも１つの主孔の長手方向の長さをＬ、前記少なくとも１つの主孔の短手方向の長さをＷとすると、
２×Ｗ＜Ｌを満たす。

上記［７］に記載の構成によれば、一次空気又は二次空気が主孔から噴出されるガス燃料よりノズルの径方向の内側の領域に流れ込むことを抑制することができる。つまり、水素と酸素との混合を遅らせ、ＮＯｘの発生をさらに抑制することができる。

［８］幾つかの実施形態では、上記［１］から［７］の何れか１つに記載の構成において、
前記主噴出部は、前記少なくとも１つの副孔より大径の前記少なくとも１つの主孔を含む。

上記［８］に記載の構成によれば、主噴出部は、副噴出部よりも大量のガス燃料の噴出を実現することができる。

［９］幾つかの実施形態では、上記［１］から［８］の何れか１つに記載の構成において、
前記主噴出部は、前記少なくとも１つの副孔の数より多い前記複数の主孔を含む。

上記［９］に記載の構成によれば、主噴出部は、副噴出部よりも大量のガス燃料の噴出を実現することができる。

［１０］幾つかの実施形態では、上記［１］から［９］の何れか１つに記載の構成において、
前記少なくとも１つの主孔は、第１主孔（３２Ａ）と第２主孔（３２Ｂ）とを含み、
前記正面視において、前記第１主孔は、左右方向（Ｄ３）において前記ノズルの軸線を挟んで前記第２主孔とは反対側に位置し、
前記第１主孔の噴出方向は、前記第２主孔の噴出方向と反対となるように配向されている。

上記［１０］に記載の構成によれば、主噴出部は、左右方向に幅広くガス燃料を噴出することができる。

［１１］幾つかの実施形態では、上記［１］から［１０］の何れか１つに記載の構成において、
前記少なくとも１つの副孔は、第１副孔（３４Ａ）と第２副孔（３４Ｂ）とを含み、
前記正面視において、前記第１副孔は、鉛直方向において前記ノズルの軸線を挟んで前記第２副孔とは反対側に位置し、
前記第１副孔の噴出方向は、前記第２副孔の噴出方向と反対となるように配向されている。

上記［１１］に記載の構成によれば、副噴出部は、上下方向の両方にガス燃料を噴出することができる。

［１２］本開示に係るガスバーナは、
水素を含むガス燃料を燃焼するためのガスバーナであって、
前記ガス燃料を噴出する主噴出部であって少なくとも１つの主孔を含む主噴出部、及び前記主噴出部よりも少量の前記ガス燃料を噴出する副噴出部であって少なくとも１つの副孔を含む副噴出部、が先端部に形成されるノズルと、
前記ノズルの軸線方向に沿って視認した正面視において、前記ノズルの前記先端部の周囲を囲むとともに、一次空気が流出する一次空気出口を形成する一次空気流路部と、
前記正面視において、前記一次空気出口の上方または下方に位置するとともに、二次空気が流出する二次空気出口を形成する二次空気流路部と、を備え、
前記ノズルの軸線から鉛直方向に沿って直線状に仮想線（７２）を延ばした場合に、
前記仮想線が前記一次空気出口の周縁と交差する第１交差点（７４）と前記ノズルの前記軸線との間の距離をｒとし、前記仮想線が前記二次空気出口の周縁のうち最初に交差する第２交差点（７６）と前記ノズルの前記軸線との間の距離をｄとすると、
２×ｒ≦ｄを満たし、
前記正面視において、前記少なくとも１つの主孔の噴出方向は、前記二次空気出口と交差する方向に配向される。

上記［１２］に記載の構成によれば、二次空気出口は、２×ｒ≦ｄを満たすように、主噴出部が形成されるノズルの先端部から離間しているので、主噴出部の主孔から噴出されるガス燃料と二次空気出口から流出する二次空気との接触を遅らせることができる。このため、水素と酸素との混合を緩やかにすることで燃焼空間の昇温を抑制し、ＮＯｘの発生を抑制することができる。

［１３］幾つかの実施形態では、上記［１］から［１２］の何れか１つに記載の構成において、
前記ガスバーナは、炉に面する端面の形状が鉛直方向に沿って長手方向を有する矩形状の角型バーナである。

上記［１３］に記載の構成によれば、上記［１］から［１２］の何れか１つに記載の構成を、角型バーナに適用できる。

［１４］幾つかの実施形態では、燃焼設備は、
火炉（２）と、
前記火炉に設けられる上記［１］から［１３］の何れか１つに記載のガスバーナと、を備える。

上記［１４］に記載の構成によれば、水素を含むガス燃料を用いるガスバーナを備える場合であっても、火炉内を好適な燃焼状態に維持することができる。

１ 燃焼設備
２ 火炉
４ ガスバーナ
２０ ノズル
２２ 一次空気流路部
２４ 二次空気流路部
２６ ノズルの先端部
２８ 主噴出部
３０ 副噴出部
３２ 主孔
３２Ａ 第１主孔
３２Ｂ 第２主孔
３４ 副孔
３４Ａ 第１副孔
３４Ｂ 第２副孔
３６ 一次空気出口
４０ 二次空気出口
４２ 内側出口
４４ 外側出口
５０ 保炎器
５２ 保炎面
７２ 仮想線
７４ 第１交差点
７６ 第２交差点

Ａ 燃焼用空気
Ａ１ 一次空気
Ａ２ 二次空気
Ａ３ 低酸素二次空気
Ｄ１ 軸線方向
Ｄ２ 鉛直方向
Ｄ３ 左右方向
Ｄ４ 主孔の噴出方向
Ｄ５ 副孔の噴出方向
Ｆ ガス燃料
Ｇ 排ガス
Ｏ ノズルの軸線

Claims (14)

1. 水素を含むガス燃料を燃焼するためのガスバーナであって、
   前記ガス燃料を噴出する主噴出部であって少なくとも１つの主孔を含む主噴出部、及び前記主噴出部よりも少量の前記ガス燃料を噴出する副噴出部であって少なくとも１つの副孔を含む副噴出部、が先端部に形成されるノズルと、
   前記ノズルの軸線方向に沿って視認した正面視において、前記ノズルの前記先端部の周囲を囲むとともに、一次空気が流出する一次空気出口を形成する一次空気流路部と、
   前記正面視において、前記一次空気出口の上方または下方に位置するとともに、二次空気が流出する二次空気出口を形成する二次空気流路部と、を備え、
   前記正面視において、前記少なくとも１つの副孔の噴出方向は、前記二次空気出口と交差する方向に配向され、前記少なくとも１つの主孔の噴出方向は、前記二次空気出口と交差しない方向に配向される、
   ガスバーナ。
2. 前記二次空気出口は、内側出口と前記内側出口より前記一次空気出口から離れて位置する外側出口とを含み、
   前記外側出口は、前記二次空気が流出するように構成され、
   前記内側出口は、前記外側出口から流出される前記二次空気より酸素濃度の低い低酸素二次空気が流出するように構成される、
   請求項１に記載のガスバーナ。
3. 前記ノズルの前記先端部を鉛直方向に沿って視認した場合に、前記主孔の噴出方向と前記ノズルの前記軸線方向とによって形成される角度をθ１とし、
   前記ノズルの前記先端部を前記ノズルの前記軸線方向及び前記鉛直方向のそれぞれと直交する方向に沿って視認した場合に、前記副孔の噴出方向と前記ノズルの前記軸線方向とによって形成される角度をθ２とすると、
   θ１＜θ２を満たす、
   請求項１又は２に記載のガスバーナ。
4. 前記ノズルの前記先端部に設けられ、前記一次空気出口に向かうにつれて前記ノズルの軸線から離間する保炎面を有する保炎器をさらに備え、
   前記保炎面と前記ノズルの前記軸線方向とによって形成される角度をθ３とすると、
   θ２≦θ３を満たす、
   請求項３に記載のガスバーナ。
5. １５度＜θ１＜４５度を満たす、
   請求項３又は４に記載のガスバーナ。
6. ３５度＜θ２＜５５度を満たす、
   請求項３又は４に記載のガスバーナ。
7. 前記正面視において、前記少なくとも１つの主孔は長手形状を有し、前記少なくとも１つの主孔の長手方向の長さをＬ、前記少なくとも１つの主孔の短手方向の長さをＷとすると、
   ２×Ｗ＜Ｌを満たす、
   請求項１から６の何れか一項に記載のガスバーナ。
8. 前記主噴出部は、前記少なくとも１つの副孔より大径の前記少なくとも１つの主孔を含む、
   請求項１から７の何れか一項に記載のガスバーナ。
9. 前記主噴出部は、前記少なくとも１つの副孔の数より多い前記複数の主孔を含む、
   請求項１から８の何れか一項に記載のガスバーナ。
10. 前記少なくとも１つの主孔は、第１主孔と第２主孔とを含み、
    前記正面視において、前記第１主孔は、左右方向において前記ノズルの軸線を挟んで前記第２主孔とは反対側に位置し、
    前記第１主孔の噴出方向は、前記第２主孔の噴出方向と反対となるように配向されている、
    請求項１から９の何れか一項に記載のガスバーナ。
11. 前記少なくとも１つの副孔は、第１副孔と第２副孔とを含み、
    前記正面視において、前記第１副孔は、鉛直方向において前記ノズルの軸線を挟んで前記第２副孔とは反対側に位置し、
    前記第１副孔の噴出方向は、前記第２副孔の噴出方向と反対となるように配向されている、
    請求項１から１０の何れか一項に記載のガスバーナ。
12. 水素を含むガス燃料を燃焼するためのガスバーナであって、
    前記ガス燃料を噴出する主噴出部であって少なくとも１つの主孔を含む主噴出部、及び前記主噴出部よりも少量の前記ガス燃料を噴出する副噴出部であって少なくとも１つの副孔を含む副噴出部、が先端部に形成されるノズルと、
    前記ノズルの軸線方向に沿って視認した正面視において、前記ノズルの前記先端部の周囲を囲むとともに、一次空気が流出する一次空気出口を形成する一次空気流路部と、
    前記正面視において、前記一次空気出口の上方または下方に位置するとともに、二次空気が流出する二次空気出口を形成する二次空気流路部と、を備え、
    前記ノズルの軸線から鉛直方向に沿って直線状に仮想線を延ばした場合に、
    前記仮想線が前記一次空気出口の周縁と交差する第１交差点と前記ノズルの前記軸線との間の距離をｒとし、前記仮想線が前記二次空気出口の周縁のうち最初に交差する第２交差点と前記ノズルの前記軸線との間の距離をｄとすると、
    ２×ｒ≦ｄを満たし、
    前記正面視において、前記少なくとも１つの主孔の噴出方向は、前記二次空気出口と交差する方向に配向される、
    ガスバーナ。
13. 前記ガスバーナは、炉に面する端面の形状が鉛直方向に沿って長手方向を有する矩形状の角型バーナである、
    請求項１から１２の何れか一項に記載のガスバーナ。
14. 火炉と、
    前記火炉に設けられる請求項１から請求項１３の何れか一項に記載のガスバーナと、を備える、
    燃焼設備。

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