JP2023094322A - アンモニア燃焼バーナ及びボイラ - Google Patents

Abstract

【課題】アンモニア燃焼バーナ及びボイラにおいて、着火位置の安定化やＮＯｘの発生の抑制を図る。【解決手段】本開示の少なくとも一実施形態に係るアンモニア燃焼バーナは、ボイラでアンモニア燃料を燃焼させるためのアンモニア燃焼バーナであって、アンモニア燃料を噴射するためのアンモニア噴射ノズルと、アンモニア噴射ノズルの外側から燃焼用空気を噴出するための燃焼用空気ノズルと、燃焼用空気ノズルから噴出される燃焼用空気に流速分布を付与する流速分布付与部と、を備える。【選択図】図３

Description

本開示は、アンモニア燃焼バーナ及びボイラに関する。

アンモニアが燃料として火炉内に供給されるボイラが公知である。例えば、特許文献１で開示されるボイラでは、アンモニアが石炭と共に火炉内で燃焼するアンモニア混焼が行われる。

特開２０２０－４１７４８号公報

アンモニアをアンモニア専焼バーナで燃焼させる場合、着火位置やＮＯｘの発生量は、燃焼用空気の流量や流速の影響を比較的受けやすい。そのため、着火位置の安定化やＮＯｘの発生を抑制できるように燃焼用空気を供給することが求められている。

本開示の少なくとも一実施形態は、上述の事情に鑑みて、アンモニア燃焼バーナ及びボイラにおいて、着火位置の安定化やＮＯｘの発生の抑制を図ることを目的とする。

（１）本開示の少なくとも一実施形態に係るアンモニア燃焼バーナは、
ボイラでアンモニア燃料を燃焼させるためのアンモニア燃焼バーナであって、
前記アンモニア燃料を噴射するためのアンモニア噴射ノズルと、
前記アンモニア噴射ノズルの外側から燃焼用空気を噴出するための燃焼用空気ノズルと、
前記燃焼用空気ノズルから噴出される前記燃焼用空気に流速分布を付与する流速分布付与部と、
を備える。

（２）本開示の少なくとも一実施形態に係るボイラは、
火炉壁を含む火炉と、
前記火炉壁に設けられた、上記（１）の構成のアンモニア燃焼バーナと、
を備える。

（３）本開示の少なくとも一実施形態に係るボイラは、
火炉壁を含む火炉と、
前記火炉壁に設けられた、上記（１）の構成のアンモニア燃焼バーナと、
前記火炉壁の前記アンモニア燃焼バーナとは異なる位置に設けられ、アンモニア燃料以外の他燃料を燃焼させる他燃料バーナと、
を備える。

本開示の少なくとも一実施形態によれば、アンモニア燃焼バーナ及びボイラにおいて、着火位置の安定化やＮＯｘの発生の抑制を図れる。

本実施形態のアンモニア燃料とアンモニア燃料以外の他燃料を主燃料とするボイラを備えるボイラシステムを表す概略構成図である。 アンモニア専焼バーナにおける燃焼用空気の流速と着火位置やＮＯｘの発生量との関係について説明するための模式的な図である。 第１アンモニアバーナについての模式図である。 図３に示す第１アンモニアバーナにおける流速分布付与部を駆動するための構造の一例を示す模式図である。 図３に示す第１アンモニアバーナにおける流速分布付与部の作用について説明するための模式図である。 図３に示す第１アンモニアバーナにおける流速分布付与部の作用について説明するための模式図である。 図３に示す第１アンモニアバーナにおける流速分布付与部の作用について説明するための模式図である。 第２アンモニアバーナについての模式図である。 第２アンモニアバーナについての模式図である。 第２アンモニアバーナについての模式図である。 第３アンモニアバーナについての模式図である。 第３アンモニアバーナについての模式図である。 第３アンモニアバーナについての模式図である。 第４アンモニアバーナについての模式図である。 第４アンモニアバーナについての模式図である。 第４アンモニアバーナについての模式図である。 第５アンモニアバーナについての模式図である。 第６アンモニアバーナについての模式図である。 第７アンモニアバーナについての模式図である。 第８アンモニアバーナについての模式図である。

以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

＜１．ボイラシステム１の全体的な構成＞
図１は、本実施形態のアンモニア燃料とアンモニア燃料以外の他燃料を主燃料とするボイラを備えるボイラシステム１を表す概略構成図である。

本実施形態のボイラシステム１が備えるボイラ１０は、アンモニア燃料とアンモニア燃料以外の他燃料とをバーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を給水や蒸気と熱交換して過熱蒸気を生成することが可能なボイラである。他燃料として、例えばバイオマス燃料や石炭などの固体燃料が使用される。固体燃料は、例えば石炭を微粉砕した微粉炭燃料である。また、アンモニア燃料は、アンモニアを含む液体または気体である。

ボイラ１０は、火炉１１と燃焼装置２０、５０と燃焼ガス通路１２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ている。火炉１１の内壁面を構成する火炉壁１０１は、複数の伝熱管と、伝熱管同士を接続するフィンとで構成され、燃料の燃焼により発生した熱を、伝熱管の内部を流通する水や蒸気と熱交換して回収すると共に、火炉壁１０１の温度上昇を抑制している。

燃焼装置２０、５０は、火炉１１の下部領域に設置されている。本実施形態では、燃焼装置２０は、微粉炭燃料を火炉１１の内部に噴射するように構成される。また、燃焼装置５０は、アンモニア燃料を火炉１１の内部に噴射するように構成される。

燃焼装置２０は、火炉壁１０１に装着された複数のバーナ２１を有し、燃焼装置５０は、複数のアンモニアバーナ（アンモニア燃焼バーナ）５１を有している。各々のバーナ２１の先端部には、微粉炭燃料を火炉１１内に噴射するように構成された噴射ノズル（図示外）が設けられる。また、各々のアンモニアバーナ５１の先端部には、アンモニア噴射ノズル５２（例えば図３参照）が設けられる。火炉１１に液体のアンモニア燃料が噴射される液体アンモニア噴射方式が採用される場合、アンモニア噴射ノズルは、例えば蒸気などのアトマイズ流体により液体アンモニアを微粒化して噴射するように構成された２流体噴射ノズルであってもよいし、液体のアンモニア燃料のみを噴射するように構成された１流体噴射ノズルであってもよい。また、火炉１１に気体のアンモニア燃料が噴射されるアンモニアガス噴射方式が採用される場合、アンモニア噴射ノズルはガス噴射ノズルであってもよい。
本開示の幾つかの実施形態では、アンモニアバーナ５１は、アンモニア専焼バーナである。
これにより、後述するように、アンモニア専焼バーナにおいて、着火位置の安定化やＮＯｘの発生の抑制を図ることができる。

バーナ２１とアンモニアバーナ５１は、火炉１１の周方向に沿って均等間隔で配設されたもの（例えば、四角形の火炉１１の各コーナ部に設置された４個）を１セットとして、鉛直方向に沿って複数段配置されている。図１の例では、１セットのバーナ２１が２段、１セットのアンモニアバーナ５１が４段配置される。なお、図１では、図示の都合上、１セットのバーナのうちの２個のみを記載し、各セットに符合２１、５１を付している。火炉の形状やバーナの段数、一つの段におけるバーナの数、バーナの配置などは、この実施形態に限定されるものではない。
また、本実施形態の火炉１１における燃焼方式は、各コーナ部にバーナが設置され、火炉１１内でらせん状に旋回する火炎を形成する旋回燃焼方式であるが、他の燃焼方式であってもよい。採用される燃焼方式に応じて、火炉１１の形状と、複数のバーナ２１及び複数のアンモニアバーナ５１の配置はいずれも適宜変更されてよい。他の燃焼方式としては、例えば、火炉１１の対向する１対の炉壁の双方にバーナが設置される対向燃焼方式である。

燃焼装置２０のバーナ２１は、それぞれ、複数の微粉炭燃料供給管２２Ａ、２２Ｂ（以下、一括して「微粉炭燃料供給管２２」と記載する場合がある。）を介して、複数のミル（粉砕機）３１Ａ、３１Ｂ（以下、一括して「ミル３１」と記載する場合がある。）に連結されている。ミル３１は、例えば、内部に粉砕テーブル（図示省略）が駆動回転可能に支持されていて、粉砕テーブルの上方に複数の粉砕ローラ（図示省略）が粉砕テーブルの回転に連動回転可能に支持されて構成されている竪型ローラミルである。粉砕ローラと粉砕テーブルが協働して粉砕された固体燃料は、ミル３１に供給される一次空気（搬送用ガス、酸化性ガス）により、ミル３１が備える分級機（図示省略）に搬送される。分級機では、バーナ２１での燃焼に適した粒径以下の微粉炭燃料と、該粒径より大きな粗粉炭燃料とに分級される。微粉炭燃料は、分級機を通過して、一次空気と共に微粉炭燃料供給管２２を介してバーナ２１に供給される。分級機を通過しなかった粗粉炭燃料は、ミル３１の内部で、自重により粉砕テーブル上に落下し、再粉砕される。

ミル３１に供給される上述の一次空気（搬送用ガス、酸化性ガス）は、外気を取り込む１次空気通風機３３（ＰＡＦ：Ｐｒｉｍａｒｙ Ａｉｒ Ｆａｎ）から空気管３０を介してミル３１に送出される。空気管３０は、１次空気通風機３３から送出された空気のうち空気予熱器（エアヒータ）４２で加熱された熱空気が流れる熱空気誘導管３０Ａと、１次空気通風機３３から送出された空気のうち空気予熱器４２を経由しない常温に近い冷空気が流れる冷空気誘導管３０Ｂと、熱空気と冷空気が合流して流れるための搬送用ガス流路３０Ｃとを備える。

燃焼装置５０のアンモニアバーナ５１は、アンモニア燃料供給ユニット９０に連結されている。本実施形態のアンモニア燃料供給ユニット９０は、アンモニアタンク９１と、アンモニアタンク９１に貯留されるアンモニア燃料（例えば液体アンモニア）をボイラ１０の燃焼装置５０に供給するためのアンモニア燃料供給管９２とを備える。アンモニアガス噴射方式が採用される場合、液体アンモニアに気化処理を施すための気化器（図示外）がアンモニア燃料供給ユニット９０に設けられてもよい。また、液体アンモニア噴射方式が採用される場合、アンモニア燃料供給ユニット９０は、燃焼装置５０に液体アンモニアを微粒化するためのアトマイズ流体を供給するアトマイズ流体供給管（図示外）をさらに備えてもよい。

バーナ２１とアンモニアバーナ５１の装着位置における火炉１１の炉外側には、エアレジスタ（風箱）２３が設けられており、このエアレジスタ２３には風道（空気ダクト）２４の一端部が連結されている。風道２４の他端部には、押込通風機（ＦＤＦ：Ｆｏｒｃｅｄ Ｄｒａｆｔ Ｆａｎ）３２が連結されている。押込通風機３２から供給された空気は、風道２４に設置された空気予熱器４２で加熱され、エアレジスタ２３を介してバーナ２１に二次空気（燃焼用空気、酸化性ガス）として供給され、及びアンモニアバーナ５１に燃焼用空気（酸化性ガス）として供給され、火炉１１の内部に投入される。

燃焼ガス通路１２は、火炉１１の鉛直方向上部に連結されている。燃焼ガス通路１２には、燃焼ガスの熱を回収するための熱交換器として、過熱器１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ（以下、一括して「過熱器１０２」と記載する場合がある。）、再熱器１０３Ａ、１０３Ｂ（以下、一括して「再熱器１０３」と記載する場合がある。）、節炭器１０４が設けられており、火炉１１で発生した燃焼ガスと各熱交換器の内部を流通する給水や蒸気との間で熱交換が行われる。なお、各熱交換器の配置や形状は、図１に記載した形態に限定されない。

燃焼ガス通路１２の下流側には、熱交換器で熱回収された燃焼ガスが排出される煙道１３が連結されている。煙道１３には、風道２４との間に空気予熱器（エアヒータ）４２が設けられており、風道２４を流れる空気と、煙道１３を流れる燃焼ガスとの間で熱交換を行い、ミル３１に供給する一次空気やバーナ２１とアンモニアバーナ５１に供給する燃焼用空気を加熱することで、水や蒸気との熱交換後の燃焼ガスから、さらに熱回収を行う。

また、煙道１３には、空気予熱器４２よりも上流側の位置に、脱硝装置４３が設けられていてもよい。脱硝装置４３は、アンモニア、尿素水等の窒素酸化物を還元する作用を有する還元剤を、煙道１３内を流通する燃焼ガスに供給し、還元剤が供給された燃焼ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）と還元剤との反応を、脱硝装置４３内に設置された脱硝触媒の触媒作用により促進させることで、燃焼ガス中の窒素酸化物を除去、低減するものである。
煙道１３の空気予熱器４２より下流側には、ガスダクト４１が連結されている。ガスダクト４１には、燃焼ガス中の灰などを除去する電気集じん機などの集じん装置４４や硫黄酸化物を除去する脱硫装置４６などの環境装置、また、それらの環境装置に排ガスを導くための誘引通風機（ＩＤＦ：Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｄｒａｆｔ Ｆａｎ）４５が設けられている。ガスダクト４１の下流端部は、煙突４７に連結されており、環境装置で処理された燃焼ガスが、排ガスとして系外に排出される。

ボイラ１０において、複数のミル３１が駆動すると、粉砕、分級された微粉炭燃料が、一次空気と共に微粉炭燃料供給管２２を介してバーナ２１に供給される。また、アンモニア燃料供給ユニット９０からアンモニア燃料がアンモニアバーナ５１に供給される。さらに、空気予熱器４２で加熱された二次空気が、風道２４からエアレジスタ２３を介してバーナ２１とアンモニアバーナ５１とに供給される。
バーナ２１は、微粉炭燃料と一次空気とが混合した微粉炭燃料混合気を火炉１１に吹き込むと共に、二次空気を火炉１１に吹き込む。火炉１１に吹き込まれた微粉炭燃料混合気が着火し、二次空気と反応することで火炎を形成する。アンモニアバーナ５１は、アンモニア燃料と共に燃焼用空気を火炉１１に吹き込む。火炉１１に吹き込まれたアンモニア燃料は、燃焼用空気と反応して燃焼する。
微粉炭燃料とアンモニア燃料の燃焼により生じる高温の燃焼ガスは、火炉１１内を上昇し、燃焼ガス通路１２に流入する。
なお、アンモニア燃料が火炉１１に吹き込まれるタイミングは、微粉炭燃料の燃焼によって火炉１１内の温度が一定温度まで上昇した後であってもよい。例えば、ボイラ１０の起動時に微粉炭燃料の専焼が行われたのち、アンモニア燃料が火炉１１に吹き込まれ、アンモニア燃料と微粉炭燃料とのアンモニア混焼が行われてもよい。さらにその後、微粉炭燃料の吹き込みを停止し、アンモニア専焼が行われてもよい。
また、本実施形態では、酸化性ガス（一次空気、二次空気、燃焼用空気）として空気を用いるが、空気よりも酸素割合が多いものや逆に少ないものであってもよく、供給される燃料量に対する酸素量の比率を適正な範囲に調整することで、火炉１１において安定した燃焼が実現される。

燃焼ガス通路１２に流入した燃焼ガスは、燃焼ガス通路１２の内部に配置された過熱器１０２、再熱器１０３、節炭器１０４で水や蒸気と熱交換した後、煙道１３に排出され、脱硝装置４３で窒素酸化物が除去され、空気予熱器４２で一次空気、二次空気及び燃焼用空気と熱交換した後、さらにガスダクト４１に排出され、集じん装置４４で灰などが除去され、脱硫装置４６で硫黄酸化物が除去された後、煙突４７から系外に排出される。なお、燃焼ガス通路１２における各熱交換器及び煙道１３からガスダクト４１における各装置の配置は、燃焼ガスの流れに対して、必ずしも上述の記載順に配置されなくともよい。

なお、本開示のボイラは上述した実施形態に限定されない。ボイラに使用される固体燃料としては、石炭である代わりにまたは石炭と共に、バイオマス燃料、石油コークス（ＰＣ：Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｃｏｋｅ）燃料、石油残渣などが使用されてもよい。
また、アンモニア燃料と組み合わせるボイラの燃料としては、固体燃料に限らず、重油、軽油、重質油などの石油類や工場廃液などの液体燃料も使用することができる。また、天然ガスや各種石油ガス、製鉄プロセスなどで発生する副生ガスなどの気体燃料も使用することができる。
さらに、これらの各種燃料を組み合わせて使用する混焼ボイラにも適用することができる。以下の説明では、アンモニア燃料のことを単にアンモニアとも称する。

上述したように、本開示の少なくとも一実施形態に係るボイラ１０は、火炉壁１０１を含む火炉１１と、火炉壁１０１に設けられた後で詳述するアンモニアバーナ５１と、火炉壁１０１のアンモニアバーナ５１とは異なる位置に設けられ、微粉炭を燃焼させる微粉炭バーナとしてのバーナ２１とを備える。
これにより、本開示の少なくとも一実施形態に係るボイラ１０のアンモニアバーナ５１において、着火位置の安定化やＮＯｘの発生の抑制を図れる。
バーナ２１は、アンモニア燃料以外の他燃料を燃焼させる他燃料バーナであってもよい。なお、微粉炭バーナは、他燃料バーナに含まれる。

本開示の少なくとも一実施形態に係るボイラ１０は、アンモニアバーナ５１と微粉炭バーナとしてのバーナ２１とによって火炉１１内で旋回燃焼が行われる旋回燃焼ボイラであってもよい。
これにより、旋回燃焼ボイラのアンモニアバーナ５１において、着火位置の安定化やＮＯｘの発生の抑制を図れる。
なお、バーナ２１は、アンモニア燃料以外の他燃料を燃焼させる他燃料バーナであってもよい。
また、本開示の少なくとも一実施形態に係るボイラ１０は、アンモニア燃料とアンモニア燃料以外の他燃料を燃焼させる混焼ボイラであってもよく、アンモニア燃料だけを燃焼させるアンモニア専焼ボイラであってもよい。

（燃焼用空気の流速の影響について）
アンモニアをアンモニア専焼バーナで燃焼させる場合、着火位置やＮＯｘの発生量は、燃焼用空気の流量や流速の影響を比較的受けやすい。
図２は、アンモニア専焼バーナにおける燃焼用空気の流速と着火位置やＮＯｘの発生量との関係について説明するための模式的な図であり、燃焼用空気の流路が単一の流路であるアンモニアバーナ５１Ｘを例に挙げている。図２に示すアンモニアバーナ５１Ｘにおいて燃焼用空気の流れに沿ったアンモニアバーナ５１Ｘの中心軸Ａｘを境に、図示上側には燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速が比較的遅い場合を表し、図示下側には燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速が比較的速い場合を表している。
図２に示すアンモニアバーナ５１Ｘは、拡散燃焼方式（拡散型）のバーナであり、アンモニアを噴射するためのアンモニア噴射ノズル５２と、アンモニア噴射ノズル５２の外側から燃焼用空気を噴出するための燃焼用空気ノズル５４と、保炎器５６とを備えている。図２に示すアンモニアバーナ５１Ｘは、保炎器５６は、例えば、中空円錐台形状のディフューザ型の保炎器５６Ａである。
なお、「アンモニア噴射ノズル５２の外側」とは、アンモニア噴射ノズル５２の中心軸Ａｘを中心とした径方向でアンモニア噴射ノズル５２よりも外側の領域を指すものとする。以下の説明においても同じである。

図２では、保炎領域（保炎器後流に形成される循環流発生域）８１の範囲を破線で囲んで表している。図２では、アンモニア噴射ノズル５２から噴射されるアンモニアの噴射範囲８２を二点鎖線で模式的に表している。図２では、燃焼用空気ノズル５４から噴射される燃焼用空気とアンモニア噴射ノズル５２から噴射されるアンモニアとの混合位置８３を実線で囲むとともにハッチングを付して表している。

燃焼用空気の流速が比較的遅い場合、保炎領域８１は比較的小さくなり、着火性は比較的低下する傾向となる。燃焼用空気の流速が比較的遅い場合、燃焼用空気の慣性が比較的小さくなるので、燃焼用空気が着火部の近傍に集中する傾向となる。そのため、局所的に空気比が比較的高い領域（高酸素濃度領域）が形成されて、ＮＯｘの発生量が比較的多くなる傾向となる。

燃焼用空気の流速が比較的速い場合、保炎領域８１は比較的大きくなり、着火性は比較的向上する傾向となる。燃焼用空気の流速が比較的速い場合、燃焼用空気の慣性が比較的大きくなるので、燃焼用空気ノズル５４から噴射される燃焼用空気とアンモニア噴射ノズル５２から噴射されるアンモニアとの混合位置８３は下流側に分散する傾向となる。そのため、高空気比となる領域が局所的に形成されることが緩和されて、ＮＯｘの発生量が比較的少なくなる傾向となる。

図２に示すアンモニアバーナ５１Ｘのように、燃焼用空気の流路が単一の流路である場合、燃焼用空気の流量と流速が同時に変化するため、アンモニアの着火位置が比較的調節し難い。
また、バーナの燃焼量を減少させるターンダウン時には、着火性確保のために燃焼用空気の流速を維持したいが、単一流路で流速を維持すると燃焼用空気の流量は一定になる。一方でターンダウン時には噴射される燃料量は減少する為、空気比は増加し、ＮＯｘは増加する傾向となる。特にアンモニアは他の燃料と比べてＮＯｘの発生量が空気比によって影響を受け易いため、空気比のコントロールが重要となる。そのため、ターンダウン時も含めて、着火位置の安定化やＮＯｘの発生を抑制できるように、燃焼用空気を供給することが必要となる。

そこで、本実施の形態に係るボイラ１０では、アンモニアバーナ５１を以下のように構成することで、定格運転時及びターンダウン時に燃焼用空気の流速を維持しつつ、ＮＯｘの発生を考慮した燃焼に好適な空気比を実現できるたようにしている。以下、幾つかの実施形態に係るアンモニアバーナ５１について説明する。

（アンモニアバーナ５１の各実施形態について）
図３は、幾つかの実施形態に係るアンモニアバーナ５１の内の一実施形態の第１アンモニアバーナ５１Ａについての構造を表す模式的な側面断面図と、この第１アンモニアバーナ５１Ａを中心軸Ａｘに沿って燃焼用空気の流れ方向の下流側から見た模式的な正面図である。
図４は、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａにおける、後述する流速分布付与部６０を駆動するための構造の一例を示す模式図である。
図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａにおける、流速分布付与部６０の作用について説明するための模式図である。
なお、図３、図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃでは、流速分布付与部６０を駆動するための構造の記載を省略している。
図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃは、幾つかの実施形態に係るアンモニアバーナ５１の内の他の実施形態の第２アンモニアバーナ５１Ｂについての構造、及び流速分布付与部６０の作用について説明するための模式図である。
図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃは、幾つかの実施形態に係るアンモニアバーナ５１の内のさらに他の実施形態の第３アンモニアバーナ５１Ｃについての構造、及び流速分布付与部６０の作用について説明するための模式図である。
図８Ａ、図８Ｂ、及び図８Ｃは、幾つかの実施形態に係るアンモニアバーナ５１の内のさらに他の実施形態の第４アンモニアバーナ５１Ｄについての構造、及び流速分布付与部６０の作用について説明するための模式的な側面断面図と、この第４アンモニアバーナ５１Ｄを中心軸Ａｘに沿って燃焼用空気の流れ方向の下流側から見た模式的な正面図である。
図９は、幾つかの実施形態に係るアンモニアバーナ５１の内のさらに他の実施形態の第５アンモニアバーナ５１Ｅについての構造、及び流速分布付与部６０の作用について説明するための模式的な側面断面図と、第５アンモニアバーナ５１Ｅを中心軸Ａｘに沿って燃焼用空気の流れ方向の下流側から見た模式的な正面図である。
図１０は、幾つかの実施形態に係るアンモニアバーナ５１の内のさらに他の実施形態の第６アンモニアバーナ５１Ｆについての構造、及び流速分布付与部６０の作用について説明するための模式的な側面断面図と、第６アンモニアバーナ５１Ｆを中心軸Ａｘに沿って燃焼用空気の流れ方向の下流側から見た模式的な正面図である。
図１１は、幾つかの実施形態に係るアンモニアバーナ５１の内のさらに他の実施形態の第７アンモニアバーナ５１Ｇについての構造、及び流速分布付与部６０の作用について説明するための模式的な側面断面図と、第７アンモニアバーナ５１Ｇを中心軸Ａｘに沿って燃焼用空気の流れ方向の下流側から見た模式的な正面図である。
図１２は、幾つかの実施形態に係るアンモニアバーナ５１の内のさらに他の実施形態の第８アンモニアバーナ５１Ｈについての構造、及び流速分布付与部６０の作用について説明するための模式的な側面断面図と、第８アンモニアバーナ５１Ｈを中心軸Ａｘに沿って燃焼用空気の流れ方向の下流側から見た模式的な正面図である。

以下の説明では、各アンモニアバーナ５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ、５１Ｅ、５１Ｆ、５１Ｇ、５１Ｈについての総称を表す場合や各アンモニアバーナ５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ、５１Ｅ、５１Ｆ、５１Ｇ、５１Ｈを区別する必要がない場合には、符号のアルファベットを省略して、単にアンモニアバーナ５１と表すこととする。また、以下の説明では、アンモニアバーナ５１の中心軸Ａｘの延在方向の内、燃焼用空気の流れ方向の下流側を単に下流側とも称し、燃焼用空気の流れ方向の上流側を単に上流側とも称する。

（第１アンモニアバーナ５１Ａについて）
図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａは、拡散型のバーナであり、アンモニアを噴射するためのアンモニア噴射ノズル５２と、アンモニア噴射ノズル５２の外側から燃焼用空気を噴出するための燃焼用空気ノズル５４と、保炎器５６と、流速分布付与部６０とを備えている。図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａでは、保炎器５６は、例えば、中空円錐台形状のディフューザ型の保炎器５６Ａである。

図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａでは、燃焼用空気ノズル５４は、中心軸Ａｘに沿って見たときに矩形形状を呈する、矩形形状の断面を有するダクトであり、下流側の端部近傍において、矩形形状の断面形状を保持しつつ下流側に向かうにつれて流路断面積が小さくなるように形成されている。このように絞り部を形成することで、ダクト壁面による断面周辺部の流速低下が、燃焼用空気ノズル５４の下流端の開口部５４ａにおける流速分布に影響することを抑制することができる。

図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａでは、アンモニア噴射ノズル５２は、燃焼用空気ノズル５４と同軸に配置されていて、複数の噴射孔５２ｈからアンモニアを火炉１１内に噴射するように構成されている。なお、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａでは、流速分布付与部６０との干渉を避けるため、アンモニア噴射ノズル５２は、その上流側のノズル管が図３における紙面奥行き方向や、紙面上下方向に延在しているとよい。

図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａでは、燃焼用空気ノズル５４に供給された燃焼用空気は、燃焼用空気ノズル５４の出口の開口部５４ａとディフューザ型の保炎器５６Ａの外周端との間の隙間から火炉１１内に噴射される。

図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａでは、流速分布付与部６０は、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を付与するように構成されている。より具体的には、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａでは、流速分布付与部６０は、燃焼用空気ノズル５４の内部に配置されていて、燃焼用空気ノズル５４の内部を流れる燃焼用空気に流速分布を付与する第１流速分布付与部６１である。図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａでは、第１流速分布付与部６１は、燃焼用空気ノズル５４の中心軸Ａｘに沿って見たときに燃焼用空気ノズル５４の中央から外側に向かって延在するように形成された流路制限部材６１１を含んでいる。流路制限部材６１１は、燃焼用空気ノズル５４の内周面５４ｉとの間で燃焼用空気が流通可能な隙間を形成する。

図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａでは、中心軸Ａｘに沿った第１流速分布付与部６１（流路制限部材６１１）の位置によって、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布が変化する。なお、図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃでは、燃焼用空気ノズル５４の出口よりも下流側に記載された矢印は、燃焼用空気ノズル５４の下流端の開口部５４ａから噴出される燃焼用空気の流速分布の傾向、すなわち、中心軸Ａｘからの距離と燃焼用空気の流速との関係を表している。

（流路制限部材６１１が開口部５４ａから比較的遠い位置に存在する場合）
図５Ａは、流路制限部材６１１が開口部５４ａから比較的遠い位置に存在する場合、すなわち、流路制限部材６１１が比較的上流側に位置する場合を表している。燃焼用空気は、例えば図５Ａの矢印ａで示すように流路制限部材６１１によって中心軸Ａｘから離れるように上記隙間に案内される。上記隙間に案内された燃焼用空気の一部は、流路制限部材６１１の下流側端部６１１ｄよりも下流側で、流体の慣性力によって図５Ａの矢印ｂで示すように中心軸Ａｘに近づくように流れる。そのため、燃焼用空気ノズル５４の出口の開口部５４ａに近づくにつれて、中心軸Ａｘに直交する燃焼用空気ノズル５４の断面内で流速は均一な状態に近づく。
図５Ａに示すように流路制限部材６１１が比較的上流側に位置する場合、中心軸Ａｘに直交する燃焼用空気ノズル５４の断面内で流速は均一な状態に一層近づく。すなわち、流路制限部材６１１が比較的上流側に位置する場合、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布に対して流路制限部材６１１が与える影響がほとんどなくなる。
よって、図５Ａに示すように流路制限部材６１１が比較的上流側に位置する場合、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布は、中心軸Ａｘの位置によらず、比較的流速が等しくなるような流速分布となる。

（流路制限部材６１１が開口部５４ａに比較的近い位置に存在する場合）
図５Ｃは、流路制限部材６１１が開口部５４ａに比較的近い位置に存在する場合、すなわち、流路制限部材６１１が比較的下流側に位置する場合を表している。燃焼用空気は、例えば図５Ｃの矢印ｄで示すように流路制限部材６１１によって中心軸Ａｘから離れるように上記隙間に案内される。図５Ｃに示すように流路制限部材６１１が比較的下流側に位置する場合、矢印ｄで示すような燃焼用空気の流れの影響により、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布は、中心軸Ａｘから遠い位置の方が中心軸Ａｘから近い位置よりも流速が速くなるような流速分布となる。
このような流速分布となる場合、着火部から比較的離れた位置に燃焼用空気が供給され易くなって、局所的に空気比が比較的高い領域が形成され難くなって、ＮＯｘの発生量を抑制することが期待できる。

（流路制限部材６１１が開口部５４ａにある程度近づいた場合）
図５Ｂは、流路制限部材６１１が開口部５４ａにある程度近づいた場合、例えば、図５Ａに示す流路制限部材６１１の位置と、図５Ｃに示す流路制限部材６１１の位置との間の位置に流路制限部材６１１が存在する場合を示している。燃焼用空気は、例えば図５Ｂの矢印ｃで示すように、流路制限部材６１１によって中心軸Ａｘから離れるように上記隙間に案内される。上記隙間に案内された燃焼用空気の一部は、流路制限部材６１１の下流側端部６１１ｄよりも下流側で、中心軸Ａｘに近づくように流れる。しかし、図５Ｂに示す場合では、図５Ａに示す場合よりも流路制限部材６１１の下流側端部６１１ｄと開口部５４ａとの距離が短いため、中心軸Ａｘに比較的近い領域における流速が十分に回復しない。そのため、図５Ｂに示すように流路制限部材６１１が開口部５４ａにある程度近づいた場合、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布は、中心軸Ａｘから近い位置の方が中心軸Ａｘから遠い位置よりも流速が速くなるような流速分布となる。
このような流速分布となる場合、保炎器５６の周囲の燃焼用空気の流速が上がることで、保炎領域（循環域）が十分に形成されて着火性が向上することが期待できる。

図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａでは、ボイラ１０の運転中であっても中心軸Ａｘに沿った第１流速分布付与部６１（流路制限部材６１１）の位置を変更できるように構成されているとよい。例えば、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａでは、図４に示すように、流速分布付与部６０は、中心軸Ａｘに沿って流路制限部材６１１を移動するように構成された移動装置６１３を含んでいてもよい。
例えば、移動装置６１３は、中心軸Ａｘに沿って流路制限部材６１１を移動するための駆動源６１５を含むとよい。駆動源６１５は、例えば、油圧シリンダや電動シリンダが用いられる。そして、駆動源６１５と流路制限部材６１１とを例えばロッド６１６で接続し、ロッド６１６を介して流路制限部材６１１を中心軸Ａｘに沿って移動させるようにしてもよい。
また、図４に示すように、流路制限部材６１１は、例えば燃焼用空気ノズル５４の内部に配置されたガイドレール６１７等によって中心軸Ａｘに沿って案内されるように構成されていてもよい。

図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａでは、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を付与することで、着火位置の安定化やＮＯｘの発生の抑制を図れる。

図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａでは、燃焼用空気ノズル５４の内部に配置された第１流速分布付与部６１（流路制限部材６１１）によって燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を比較的容易に付与できる。

図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａでは、上記隙間に燃焼用空気を案内することで、燃焼用空気ノズル５４の中心軸Ａｘに沿って見たときの燃焼用空気ノズル５４の中央の領域と外側の領域とで燃焼用空気の流速を異ならせることができる。これにより、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を付与できる。

図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａでは、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布は、中心軸Ａｘの延在方向における流路制限部材６１１の位置の影響を受ける。したがって、中心軸Ａｘの延在方向における流路制限部材６１１の位置を移動装置６１３によって変更することで燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布を変更できる。これにより、例えばターンダウン時に燃焼用空気の流量が変化しても、中心軸Ａｘの延在方向における流路制限部材６１１の位置を変更することで、着火位置の安定化やＮＯｘの発生の抑制を図れる。

なお、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａにおいて、中心軸Ａｘに沿った第１流速分布付与部６１（流路制限部材６１１）の位置が予め設定された位置で固定されていて、ボイラ１０の運転中にはその位置を変更できないように構成されていてもよい。

（第２アンモニアバーナ５１Ｂについて）
図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示す第２アンモニアバーナ５１Ｂは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に拡散型のバーナであり、アンモニアを噴射するためのアンモニア噴射ノズル５２と、アンモニア噴射ノズル５２の外側から燃焼用空気を噴出するための燃焼用空気ノズル５４と、保炎器５６と、流速分布付与部６０とを備えている。図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示す第２アンモニアバーナ５１Ｂでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、保炎器５６は、例えば、ディフューザ型の保炎器５６Ａである。

図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示す第２アンモニアバーナ５１Ｂでは、燃焼用空気ノズル５４は、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様の構造を有する。

図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示す第２アンモニアバーナ５１Ｂでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、アンモニア噴射ノズル５２は、燃焼用空気ノズル５４と同軸に配置されていて、複数の噴射孔５２ｈからアンモニアを火炉１１内に噴射するように構成されている。なお、図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示す第２アンモニアバーナ５１Ｂでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、アンモニア噴射ノズル５２は、その上流側のノズル管が図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃにおける紙面奥行き方向や、紙面上下方向に延在していてもよいし、そのように構成されていなくてもよい。

図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示す第２アンモニアバーナ５１Ｂでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、燃焼用空気ノズル５４に供給された燃焼用空気は、燃焼用空気ノズル５４の出口の開口部５４ａとディフューザ型の保炎器５６Ａの外周端との間の隙間から火炉１１内に噴射される。

図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示す第２アンモニアバーナ５１Ｂでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、流速分布付与部６０は、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を付与するように構成されている。より具体的には、図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示す第２アンモニアバーナ５１Ｂでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、流速分布付与部６０は、燃焼用空気ノズル５４の内部に配置されていて、燃焼用空気ノズル５４の内部を流れる燃焼用空気に流速分布を付与する第１流速分布付与部６１である。
図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示す第２アンモニアバーナ５１Ｂでは、第１流速分布付与部６１は、中心軸Ａｘの延在方向に対して規定の傾斜角度θで傾斜した案内面６１２ａを有するガイドベーン６１２を含んでいる。

図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示す第２アンモニアバーナ５１Ｂでは、ガイドベーン６１２は、例えば、矩形断面を有する燃焼用空気ノズル５４の各辺に沿って、１辺につき少なくとも１つずつ配置されているとよい。例えば、図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示す例では、矩形断面を有する燃焼用空気ノズル５４の各辺の内、図示上下方向に離間する２つ辺のそれぞれにガイドベーン６１２が１つずつ配置され、図示奥行き方向に離間する不図示の２つ辺のそれぞれにガイドベーン６１２が１つずつ配置されている。
なお、例えば後述する図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃのように、ガイドベーン６１２は、矩形断面を有する燃焼用空気ノズル５４の各辺に沿って、１辺につき中心軸Ａｘと直交する方向に複数段配置されていてもよい。また、ガイドベーン６１２は、矩形断面を有する燃焼用空気ノズル５４の各辺に沿って、辺の延在方向に複数配置されていてもよい。ガイドベーン６１２は、中心軸Ａｘの延在方向に複数配置されていてもよい。さらにガイドベーン６１２は、図示上下方向に離間する２つ辺のそれぞれに配置され、図示奥行き方向に離間する不図示の２つ辺のそれぞれには配置されていなくてもよい。また、ガイドベーン６１２は、図示上下方向に離間する２つ辺のそれぞれには配置されず、図示奥行き方向に離間する不図示の２つ辺のそれぞれに配置されていてもよい。

図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示す第２アンモニアバーナ５１Ｂでは、案内面６１２ａの傾斜角度θによって、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布が変化する。なお、図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃでは、燃焼用空気ノズル５４の出口よりも下流側に記載された矢印は、燃焼用空気ノズル５４の下流端の開口部５４ａから噴出される燃焼用空気の流速分布の傾向、すなわち、中心軸Ａｘからの距離と燃焼用空気の流速との関係を表している。

（傾斜角度θが０度となる場合）
図６Ａは、ガイドベーン６１２の案内面６１２ａの傾斜角度θが０度となる場合を表している。図６Ａに示す場合には、ガイドベーン６１２の案内面６１２ａは、燃焼用空気ノズル５４を流れる燃焼用空気を中心軸Ａｘに近づけるように案内することがなく、中心軸Ａｘから遠ざけるように案内することもない。
よって、図６Ａに示す場合には、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布は、中心軸Ａｘの位置によらず、比較的流速が等しくなるような流速分布となる。

（下流側に向かうにつれて案内面６１２ａが中心軸Ａｘに近づく場合）
図６Ｂは、下流側に向かうにつれて案内面６１２ａが中心軸Ａｘに近づくように斜角度θが設定される場合を表している。
図６Ｂに示す場合には、燃焼用空気は、案内面６１２ａによって中心軸Ａｘに近づくように案内される。
よって、図６Ｂに示す場合には、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布は、中心軸Ａｘから近い位置の方が中心軸Ａｘから遠い位置よりも流速が速くなるような流速分布となる。

（下流側に向かうにつれて案内面６１２ａが中心軸Ａｘから遠ざかる場合）
図６Ｃは、下流側に向かうにつれて案内面６１２ａが中心軸Ａｘから遠ざかるように斜角度θが設定される場合を表している。
図６Ｃに示す場合には、燃焼用空気は、案内面６１２ａによって中心軸Ａｘから遠ざかるように案内される。
よって、図６Ｃに示す場合には、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布は、中心軸Ａｘから遠い位置の方が中心軸Ａｘから近い位置よりも流速が速くなるような流速分布となる。

図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示す第２アンモニアバーナ５１Ｂでは、ボイラ１０の運転中であっても案内面６１２ａの傾斜角度θを変更できるように構成されているとよい。例えば、図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示す第２アンモニアバーナ５１Ｂでは、流速分布付与部６０は、案内面６１２ａの傾斜角度θを変更するように構成されたガイドベーン駆動装置６１４を含んでいてもよい。ガイドベーン駆動装置６１４は、案内面６１２ａの傾斜角度θを変更するための不図示の駆動源、及び、該駆動源の駆動力を伝達して案内面６１２ａの傾斜角度θを変更できるように構成された不図示の伝達装置を含んでいるとよい。

図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示す第２アンモニアバーナ５１Ｂでは、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を付与することで、着火位置の安定化やＮＯｘの発生の抑制を図れる。

図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示す第２アンモニアバーナ５１Ｂでは、燃焼用空気ノズル５４の内部に配置された第１流速分布付与部６１（ガイドベーン６１２）によって燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を比較的容易に付与できる。

図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示す第２アンモニアバーナ５１Ｂでは、ガイドベーン６１２で燃焼用空気を案内することで、燃焼用空気ノズル５４の中心軸Ａｘに沿って見たときの燃焼用空気ノズル５４の中央の領域と外側の領域とで燃焼用空気の流速を異ならせることができる。これにより、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を付与できる。

図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示す第２アンモニアバーナ５１Ｂでは、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布は、上記傾斜角度θの影響を受ける。したがって、上記傾斜角度θをガイドベーン駆動装置６１４によって変更することで燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布を変更できる。これにより、例えばターンダウン時に燃焼用空気の流量が変化しても、上記傾斜角度θを変更することで、着火位置の安定化やＮＯｘの発生の抑制を図れる。

図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示す第２アンモニアバーナ５１Ｂにおいて、上記傾斜角度θが予め設定された角度で案内面６１２ａが固定されていて、ボイラ１０の運転中には上記傾斜角度θを変更できないように構成されていてもよい。

（第３アンモニアバーナ５１Ｃについて）
図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に拡散型のバーナであり、アンモニアを噴射するためのアンモニア噴射ノズル５２と、アンモニア噴射ノズル５２の外側から燃焼用空気を噴出するための燃焼用空気ノズル５４と、保炎器５６と、流速分布付与部６０とを備えている。図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、保炎器５６は、例えば、ディフューザ型の保炎器５６Ａである。

図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃでは、燃焼用空気ノズル５４は、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様の構造を有する。

図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、アンモニア噴射ノズル５２は、燃焼用空気ノズル５４と同軸に配置されていて、複数の噴射孔５２ｈからアンモニアを火炉１１内に噴射するように構成されている。なお、図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、アンモニア噴射ノズル５２は、その上流側のノズル管が図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃにおける紙面奥行き方向や、紙面上下方向に延在していてもよい。

図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、燃焼用空気ノズル５４に供給された燃焼用空気は、燃焼用空気ノズル５４の出口の開口部５４ａとディフューザ型の保炎器５６Ａの外周端との間の隙間から火炉１１内に噴射される。

図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、流速分布付与部６０は、燃焼用空気ノズル５４の下流端の開口部５４ａから噴出される燃焼用空気に流速分布を付与するように構成されている。より具体的には、図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、流速分布付与部６０は、燃焼用空気ノズル５４の内部に配置されていて、燃焼用空気ノズル５４の内部を流れる燃焼用空気に流速分布を付与する第１流速分布付与部６１である。
図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃでは、第１流速分布付与部６１は、中心軸Ａｘの延在方向に対して規定の傾斜角度θで傾斜した案内面６１２ａを有するガイドベーン６１２を含んでいる。
図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃでは、第１流速分布付与部６１は、燃焼用空気ノズル５４の内部において、ガイドベーン６１２よりも内側の領域に配置されたダンパ６１８を含んでいる。ダンパ６１８は、該領域（すなわちダンパ６１８）を通過する燃焼用空気の流量を調節可能である。

図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃでは、ガイドベーン６１２は、矩形断面を有する燃焼用空気ノズル５４の各辺に沿って、１辺につき中心軸Ａｘと直交する方向に複数段配置されていてもよい。図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す例では、ガイドベーン６１２は、１辺につき中心軸Ａｘと直交する方向に２段配置されている。なお、図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃでは、ガイドベーン６１２の上記配置段数は、図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示す第２アンモニアバーナ５１Ｂと同様に１段であってもよい。また、ガイドベーン６１２は、矩形断面を有する燃焼用空気ノズル５４の各辺に沿って、辺の延在方向に複数配置されていてもよい。ガイドベーン６１２は、中心軸Ａｘの延在方向に複数配置されていてもよい。さらにガイドベーン６１２は、図示上下方向に離間する２つ辺のそれぞれに配置され、図示奥行き方向に離間する不図示の２つ辺のそれぞれには配置されていなくてもよい。また、ガイドベーン６１２は、図示上下方向に離間する２つ辺のそれぞれには配置されず、図示奥行き方向に離間する不図示の２つ辺のそれぞれに配置されていてもよい。

図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃでは、案内面６１２ａの傾斜角度θによって、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布が変化する。また、図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃでは、ダンパ６１８によってダンパ６１８を通過する燃焼用空気の流量を絞ることによって、ダンパ６１８の外周側を通過する燃焼用空気の流量を増加させることができる。したがって、図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃでは、案内面６１２ａの傾斜角度θ、及びダンパ６１８の開度を調節することで、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布を変更できる。
なお、図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃでは、燃焼用空気ノズル５４の出口よりも下流側に記載された矢印は、燃焼用空気ノズル５４の下流端の開口部５４ａから噴出される燃焼用空気の流速分布の傾向、すなわち、中心軸Ａｘからの距離と燃焼用空気の流速との関係を表している。

（傾斜角度θが０度であり、ダンパ６１８で絞らない場合）
図７Ａは、各ガイドベーン６１２の案内面６１２ａの傾斜角度θが０度となり、且つ、ダンパ６１８を通過する燃焼用空気の流量を絞らない場合を表している。図７Ａに示す場合には、ガイドベーン６１２の案内面６１２ａは、燃焼用空気ノズル５４を流れる燃焼用空気を中心軸Ａｘに近づけるように案内することがなく、中心軸Ａｘから遠ざけるように案内することもない。また、ダンパ６１８を通過する燃焼用空気の流量を絞っていないので、ダンパ６１８の外周側を通過する燃焼用空気の流量は増加しない。
よって、図７Ａに示す場合には、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布は、中心軸Ａｘの位置によらず、比較的流速が等しくなるような流速分布となる。

（下流側に向かうにつれて案内面６１２ａが中心軸Ａｘに近づく場合）
図７Ｂは、中心軸Ａｘを中心とした外周側と内周側との２段に配置されているガイドベーン６１２のうち、外周側のガイドベーン６１２について、下流側に向かうにつれて案内面６１２ａが中心軸Ａｘに近づくように斜角度θが設定される場合を表している。なお、中心軸Ａｘを中心とした外周側と内周側との２段に配置されているガイドベーン６１２のうち、内周側のガイドベーン６１２についても、下流側に向かうにつれて案内面６１２ａが中心軸Ａｘに近づくように斜角度θが設定されていてもよい。
図７Ｂに示す場合には、燃焼用空気は、外周側のガイドベーン６１２の案内面６１２ａによって中心軸Ａｘに近づくように案内される。
図７Ｂに示す場合には、外周側のガイドベーン６１２を傾けることで圧損が増加して、燃焼用空気ノズル５４の外周側を流れる燃焼用空気の流量が減少しないように、ダンパ６１８を通過する燃焼用空気の流量を絞ってもよい。なお、燃焼用空気ノズル５４の外周側を流れる燃焼用空気の流量が減少しないのであれば、ダンパ６１８を通過する燃焼用空気の流量を絞らなくてもよい。
よって、図７Ｂに示す場合には、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布は、中心軸Ａｘから近い位置の方が中心軸Ａｘから遠い位置よりも流速が速くなるような流速分布となる。

（下流側に向かうにつれて案内面６１２ａが中心軸Ａｘから遠ざかる場合）
図７Ｃは、中心軸Ａｘを中心とした外周側と内周側との２段に配置されているガイドベーン６１２のうち、内周側のガイドベーン６１２について、下流側に向かうにつれて案内面６１２ａが中心軸Ａｘから遠ざかるように斜角度θが設定される場合を表している。なお、中心軸Ａｘを中心とした外周側と内周側との２段に配置されているガイドベーン６１２のうち、外周側のガイドベーン６１２についても、下流側に向かうにつれて案内面６１２ａが中心軸Ａｘから遠ざかるように斜角度θが設定されていてもよい。
図７Ｃに示す場合には、燃焼用空気は、案内面６１２ａによって中心軸Ａｘから遠ざかるように案内される。
図７Ｃに示す場合には、内周側のガイドベーン６１２を傾けることで圧損が増加して、燃焼用空気ノズル５４の外周側を流れる燃焼用空気の流量が減少しないように、ダンパ６１８を通過する燃焼用空気の流量を絞ってもよい。なお、燃焼用空気ノズル５４の外周側を流れる燃焼用空気の流量が減少しないのであれば、ダンパ６１８を通過する燃焼用空気の流量を絞らなくてもよい。
よって、図７Ｃに示す場合には、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布は、中心軸Ａｘから遠い位置の方が中心軸Ａｘから近い位置よりも流速が速くなるような流速分布となる。

図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃでは、ボイラ１０の運転中であっても案内面６１２ａの傾斜角度θを変更できるように構成されているとよい。例えば、図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃでは、図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示す第２アンモニアバーナ５１Ｂと同様に、流速分布付与部６０は、案内面６１２ａの傾斜角度θを変更するように構成されたガイドベーン駆動装置６１４を含んでいてもよい。ガイドベーン駆動装置６１４は、案内面６１２ａの傾斜角度θを変更するための不図示の駆動源、及び、該駆動源の駆動力を伝達して案内面６１２ａの傾斜角度θを変更できるように構成された不図示の伝達装置を含んでいるとよい。

図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃでは、ボイラ１０の運転中であってもダンパ６１８の開度を変更できるように構成されているとよい。例えば、図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃでは、流速分布付与部６０は、ダンパ６１８の開度を変更するように構成されたダンパ駆動装置６１９を含んでいてもよい。ダンパ駆動装置６１９は、ダンパ６１８の開度を変更するための不図示の駆動源、及び、該駆動源の駆動力を伝達してダンパ６１８の開度を変更できるように構成された不図示の伝達装置を含んでいるとよい。

図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃでは、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を付与することで、着火位置の安定化やＮＯｘの発生の抑制を図れる。

図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃでは、燃焼用空気ノズル５４の内部に配置された第１流速分布付与部６１（ガイドベーン６１２及びダンパ６１８）によって燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を比較的容易に付与できる。

図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃでは、ガイドベーン６１２で燃焼用空気を案内すること、及び、ダンパ６１８を通過する燃焼用空気の流量を抑制することで、燃焼用空気ノズル５４の中心軸Ａｘに沿って見たときの燃焼用空気ノズル５４の中央の領域と外側の領域とで燃焼用空気の流速を異ならせることができる。これにより、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を付与できる。

図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃでは、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布は、上記傾斜角度θ、及び、ダンパ６１８の開度の影響を受ける。したがって、上記傾斜角度θをガイドベーン駆動装置６１４によって変更し、ダンパ６１８の開度をダンパ駆動装置６１９によって変更することで燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布を変更できる。これにより、例えば燃焼用空気の流量が変化しても、上記傾斜角度θを変更することで、着火位置の安定化やＮＯｘの発生の抑制を図れる。

図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃにおいて、上記傾斜角度θが予め設定された角度で案内面６１２ａが固定されていて、ボイラ１０の運転中には上記傾斜角度θを変更できないように構成されていてもよい。
図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃにおいて、ダンパ６１８の開度が予め設定された開度で固定されていて、ボイラ１０の運転中にはダンパ６１８の開度を変更できないように構成されていてもよい。

（第４アンモニアバーナ５１Ｄについて）
図８Ａ、図８Ｂ、及び図８Ｃに示す第４アンモニアバーナ５１Ｄは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に拡散型のバーナであり、アンモニアを噴射するためのアンモニア噴射ノズル５２と、アンモニア噴射ノズル５２の外側から燃焼用空気を噴出するための燃焼用空気ノズル５４と、保炎器５６と、流速分布付与部６０とを備えている。図８Ａ、図８Ｂ、及び図８Ｃに示す第４アンモニアバーナ５１Ｄでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、保炎器５６は、例えば、ディフューザ型の保炎器５６Ａである。

図８Ａ、図８Ｂ、及び図８Ｃに示す第４アンモニアバーナ５１Ｄでは、燃焼用空気ノズル５４は、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様の構造を有する。

図８Ａ、図８Ｂ、及び図８Ｃに示す第４アンモニアバーナ５１Ｄでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、アンモニア噴射ノズル５２は、燃焼用空気ノズル５４と同軸に配置されていて、複数の噴射孔５２ｈからアンモニアを火炉１１内に噴射するように構成されている。なお、図８Ａ、図８Ｂ、及び図８Ｃに示す第４アンモニアバーナ５１Ｄでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、アンモニア噴射ノズル５２は、その上流側のノズル管が図８Ａ、図８Ｂ、及び図８Ｃにおける紙面奥行き方向や、紙面上下方向に延在していてもよいし、そのように構成されていなくてもよい。

図８Ａ、図８Ｂ、及び図８Ｃに示す第４アンモニアバーナ５１Ｄでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、燃焼用空気ノズル５４に供給された燃焼用空気は、燃焼用空気ノズル５４の出口の開口部５４ａとディフューザ型の保炎器５６Ａの外周端との間の隙間から火炉１１内に噴射される。

図８Ｂ、及び図８Ｃに示す第４アンモニアバーナ５１Ｄでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、流速分布付与部６０は、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を付与するように構成されている。より具体的には、図８Ｂ、及び図８Ｃに示す第４アンモニアバーナ５１Ｄでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、流速分布付与部６０は、燃焼用空気ノズル５４の内部に配置されていて、燃焼用空気ノズル５４の内部を流れる燃焼用空気に流速分布を付与する第１流速分布付与部６１である。
図８Ｂ、及び図８Ｃに示す第４アンモニアバーナ５１Ｄでは、第１流速分布付与部６１は、中心軸Ａｘの延在方向に対して規定の傾斜角度θで傾斜した案内面６１２ａを有するガイドベーン６１２を含んでいる。

図８Ｂ、及び図８Ｃに示す第４アンモニアバーナ５１Ｄでは、ガイドベーン６１２は、例えば、燃焼用空気ノズル５４の出口の開口部５４ａの近傍に配置されている。図８Ｂ、及び図８Ｃに示す第４アンモニアバーナ５１Ｄでは、ガイドベーン６１２は、例えば、燃焼用空気ノズル５４の出口の近傍の領域であって、矩形形状の断面形状を保持しつつ下流側に向かうにつれて流路断面積が小さくなる領域の少なくとも一部と中心軸Ａｘの延在方向で重複するように配置されている。なお、図８Ｂ、及び図８Ｃに示す第４アンモニアバーナ５１Ｄでは、ガイドベーン６１２は、該領域よりも上流側の領域に配置されていてもよい。

図８Ｂ、及び図８Ｃに示す第４アンモニアバーナ５１Ｄでは、ガイドベーン６１２は、傾斜角度θを変更するための可動部を含んでおらず、予め設定された傾斜角度θで例えば燃焼用空気ノズル５４に固定されている。

図８Ｂ、及び図８Ｃに示す第４アンモニアバーナ５１Ｄでは、ガイドベーン６１２は、例えば、矩形断面を有する燃焼用空気ノズル５４の各辺に沿って、１辺につき少なくとも１つずつ配置されているとよい。例えば、８Ｂ、及び図８Ｃに示す例では、矩形断面を有する燃焼用空気ノズル５４の各辺の内、図示上下方向に離間する２つ辺のそれぞれにガイドベーン６１２が１つずつ配置され、図示奥行き方向に離間する不図示の２つ辺のそれぞれにガイドベーン６１２が１つずつ配置されている。
なお、図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示す第３アンモニアバーナ５１Ｃのように、ガイドベーン６１２は、矩形断面を有する燃焼用空気ノズル５４の各辺に沿って、１辺につき中心軸Ａｘと直交する方向に複数段配置されていてもよい。また、ガイドベーン６１２は、図示上下方向に離間する２つ辺のそれぞれに配置され、図示奥行き方向に離間する不図示の２つ辺のそれぞれには配置されていなくてもよい。また、ガイドベーン６１２は、図示上下方向に離間する２つ辺のそれぞれには配置されず、図示奥行き方向に離間する不図示の２つ辺のそれぞれに配置されていてもよい。

図８Ｂ、及び図８Ｃに示す第４アンモニアバーナ５１Ｄでは、案内面６１２ａの傾斜角度θによって、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布が変化する。なお、図８Ａ、図８Ｂ、及び図８Ｃでは、燃焼用空気ノズル５４の出口よりも下流側に記載された矢印は、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布の傾向、すなわち、中心軸Ａｘからの距離と燃焼用空気の流速との関係を表している。

（ガイドベーン６１２が配置されていない場合）
図８Ａは、第４アンモニアバーナ５１Ｄにおいて、ガイドベーン６１２が配置されていない場合を表している。図８Ａに示す場合には、ガイドベーン６１２が存在しないので、ガイドベーン６１２によって燃焼用空気ノズル５４を流れる燃焼用空気を中心軸Ａｘに近づけるように案内することがなく、中心軸Ａｘから遠ざけるように案内することもない。
よって、図８Ａに示す場合には、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布は、中心軸Ａｘの位置によらず、比較的流速が等しくなるような流速分布となる。

（下流側に向かうにつれて案内面６１２ａが中心軸Ａｘに近づく場合）
図８Ｂは、下流側に向かうにつれて案内面６１２ａが中心軸Ａｘに近づくように斜角度θが設定される場合を表している。
図８Ｂに示す場合には、燃焼用空気は、案内面６１２ａによって中心軸Ａｘに近づくように案内される。
よって、図８Ｂに示す場合には、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布は、中心軸Ａｘから近い位置の方が中心軸Ａｘから遠い位置よりも流速が速くなるような流速分布となる。

（下流側に向かうにつれて案内面６１２ａが中心軸Ａｘから遠ざかる場合）
図８Ｃは、下流側に向かうにつれて案内面６１２ａが中心軸Ａｘから遠ざかるように斜角度θが設定される場合を表している。
図８Ｃに示す場合には、燃焼用空気は、案内面６１２ａによって中心軸Ａｘから遠ざかるように案内される。
よって、図８Ｃに示す場合には、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布は、中心軸Ａｘから遠い位置の方が中心軸Ａｘから近い位置よりも流速が速くなるような流速分布となる。

図８Ａ、図８Ｂ、及び図８Ｃに示す第４アンモニアバーナ５１Ｄでは、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を付与することで、着火位置の安定化やＮＯｘの発生の抑制を図れる。

図８Ｂ、及び図８Ｃに示す第４アンモニアバーナ５１Ｄでは、燃焼用空気ノズル５４の内部に配置された第１流速分布付与部６１（ガイドベーン６１２）によって燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を比較的容易に付与できる。

図８Ｂ、及び図８Ｃに示す第４アンモニアバーナ５１Ｄでは、ガイドベーン６１２で燃焼用空気を案内することで、燃焼用空気ノズル５４の中心軸Ａｘに沿って見たときの燃焼用空気ノズル５４の中央の領域と外側の領域とで燃焼用空気の流速を異ならせることができる。これにより、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を付与できる。

図８Ｂ、及び図８Ｃに示す第４アンモニアバーナ５１Ｄでは、傾斜角度θを変更するための可動部を含んでおらず、構成が簡素である。

（第５アンモニアバーナ５１Ｅについて）
図９に示す第５アンモニアバーナ５１Ｅは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に拡散型のバーナであり、アンモニアを噴射するためのアンモニア噴射ノズル５２と、アンモニア噴射ノズル５２の外側から燃焼用空気を噴出するための燃焼用空気ノズル５４と、保炎器５６と、流速分布付与部６０とを備えている。図９に示す第５アンモニアバーナ５１Ｅでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、保炎器５６は、例えば、ディフューザ型の保炎器５６Ａである。

図９に示す第５アンモニアバーナ５１Ｅでは、燃焼用空気ノズル５４は、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、中心軸Ａｘに沿って見たときに矩形形状を呈する、矩形形状の断面を有するダクトであり、下流側の端部近傍において、矩形形状の断面形状を保持しつつ下流側に向かうにつれて流路断面積が小さくなるように形成されている。

図９に示す第５アンモニアバーナ５１Ｅでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、アンモニア噴射ノズル５２は、燃焼用空気ノズル５４と同軸に配置されていて、複数の噴射孔５２ｈからアンモニアを火炉１１内に噴射するように構成されている。なお、図９に示す第５アンモニアバーナ５１Ｅでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、アンモニア噴射ノズル５２は、その上流側のノズル管が図９における紙面奥行き方向や、紙面上下方向に延在していてもよいし、そのように構成されていなくてもよい。

図９に示す第５アンモニアバーナ５１Ｅでは、後述するように、燃焼用空気ノズル５４に供給された燃焼用空気は、燃焼用空気ノズル５４の出口の開口部５４ａとディフューザ型の保炎器５６Ａの外周端との間から火炉１１内に噴射される。

図９に示す第５アンモニアバーナ５１Ｅでは、流速分布付与部６０は、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を付与するように構成されている。具体的には、図９に示す第５アンモニアバーナ５１Ｅでは、流速分布付与部６０は、第２流速分布付与部６２である。第２流速分布付与部６２は、燃焼用空気ノズル５４の内部を燃焼用空気が流通可能な第１流路５４１と、第１流路５４１の外側で燃焼用空気が流通可能な第２流路５４２とを仕切る仕切壁６２５を有する。すなわち、図９に示す第５アンモニアバーナ５１Ｅでは、燃焼用空気ノズル５４は、中心軸Ａｘに沿って見たときに、第１流路５４１と、第１流路５４１の外側を取り囲むように形成された第２流路５４２との二重構造となっている。なお、第１流路５４１と第２流路５４２とは、図９ではアンモニア噴射ノズル５２を径方向外側で周方向に囲むように形成されているが、図示上下方向に層状に形成されていてもよく、図示奥行き方向に層状に形成されていてもよい。

図９に示す第５アンモニアバーナ５１Ｅでは、第２流速分布付与部６２は、第１流路５４１に供給する燃焼用空気の流量を調節する第１流量調節装置６２１を有する。第２流速分布付与部６２は、第２流路５４２に供給する燃焼用空気の流量を調節する第２流量調節装置６２２を有する。
第１流量調節装置６２１は、例えば風道２４と第１流路５４１との接続部に設けられた流量調節手段（例えばダンパ）である。なお、ボイラ１０の運転中に第１流路５４１に供給する燃焼用空気の流量を変更する必要がない場合には、第１流量調節装置６２１は、例えば風道２４と第１流路５４１との接続部に設けられた流量制限手段（例えばオリフィス）であってもよい。
同様に、第２流量調節装置６２２は、例えば風道２４と第２流路５４２との接続部に設けられた流量調節手段（例えばダンパ）である。なお、ボイラ１０の運転中に第２流路５４２に供給する燃焼用空気の流量を変更する必要がない場合には、第２流量調節装置６２２は、例えば風道２４と第２流路５４２との接続部に設けられた流量制限手段（例えばオリフィス）であってもよい。

以下の説明では、第１流路５４１を流れる燃焼用空気の流量のことを第１流量Ｑ１とも称し、第２流路５４２を流れる燃焼用空気の流量のことを第２流量Ｑ２とも称する。
図９に示す第５アンモニアバーナ５１Ｅでは、第１流量調節装置６２１で第１流路５４１に供給する燃焼用空気の流量（第１流量Ｑ１）を調節し、第２流量調節装置６２２で第２流路５４２に供給する燃焼用空気の流量（第２流量Ｑ２）を調節することで、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を比較的容易に付与できる。
すなわち、図９に示す第５アンモニアバーナ５１Ｅでは、第１流量Ｑ１、第２流量Ｑ２、第１流量Ｑ１と第２流量Ｑ２との比率を適宜調節することで、燃焼用空気ノズル５４の下流端の開口部５４ａから噴出される燃焼用空気の流速分布を変更できる。

すなわち、図９に示す第５アンモニアバーナ５１Ｅでは、燃焼用空気ノズル５４における燃焼用空気の流路数を増やしたことで、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布を変更し易くなる。また、それぞれの流路（第１流路５４１及び第２流路５４２）を流れる燃焼用空気の流量を調節することで、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布の細やかな変更が可能である。これにより、着火位置やＮＯｘの発生量のコントロールが容易となる。

図９に示す第５アンモニアバーナ５１Ｅでは、例えば、同量の燃焼用空気を、第１流路５４１及び第２流路５４２から火炉１１内に均等に噴射する場合と、第１流路５４１又は第２流路５４２の何れか一方から火炉１１内に噴射する場合とでは、後者の方が前者よりも火炉１１内に噴射される燃料空気の流速が速くなる。そのため、後者の方が前者よりも燃焼用空気とアンモニアとの混合位置が第５アンモニアバーナ５１Ｅから離れる。

また、図９に示す第５アンモニアバーナ５１Ｅでは、例えば、同量の燃焼用空気を、第１流路５４１からのみ火炉１１内に噴射する場合と、第２流路５４２からのみ火炉１１内に噴射する場合とでは、後者の方が前者よりも保炎器５６Ａによる燃焼用空気の巻き込み（循環流の発生）が少ない。そのため、後者の方が前者よりも火炉１１内に噴射される燃焼用空気の直進方向の速度成分が大きくなると考えられ、後者の方が前者よりも燃焼用空気とアンモニアとの混合位置が第５アンモニアバーナ５１Ｅから離れる。

図９に示す第５アンモニアバーナ５１Ｅでは、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を付与することで、着火位置の安定化やＮＯｘの発生の抑制を図れる。具体的には、例えば以下の通りである。燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布が中心軸Ａｘの位置によらず、比較的流速が等しくなるような流速分布となる場合の第１流量Ｑ１と第２流量Ｑ２との比率をＲａ１とする。例えばこの比率Ｒａ１よりも第１流量Ｑ１の割合を増やせば、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布は、中心軸Ａｘから近い位置の方が中心軸Ａｘから遠い位置よりも流速が速くなるような流速分布となる。
このような流速分布となる場合、保炎器５６の周囲の燃焼用空気の流速が上がることで、保炎領域（循環域）が十分に形成されて着火性が向上することが期待できる。
また、例えば上記比率Ｒａ１よりも第２流量Ｑ２の割合を増やせば、、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布は、中心軸Ａｘから遠い位置の方が中心軸Ａｘから近い位置よりも流速が速くなるような流速分布となる。
このような流速分布となる場合、着火部から比較的離れた位置に燃焼用空気が供給され易くなって、局所的に空気比が比較的高い領域が形成され難くなって、ＮＯｘの発生量を抑制することが期待できる。

（第６アンモニアバーナ５１Ｆについて）
図１０に示す第６アンモニアバーナ５１Ｆは、保炎器５６の構造を除き、図９に示す第５アンモニアバーナ５１Ｅの構造と同様の構造を有する。
すなわち、図１０に示す第６アンモニアバーナ５１Ｆは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に拡散型のバーナであり、アンモニアを噴射するためのアンモニア噴射ノズル５２と、アンモニア噴射ノズル５２の外側から燃焼用空気を噴出するための燃焼用空気ノズル５４と、保炎器５６と、流速分布付与部６０とを備えている。図１０に示す第６アンモニアバーナ５１Ｆでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａとは異なり、保炎器５６は、例えば、スワラ型の保炎器５６Ｂである。

図１０に示す第６アンモニアバーナ５１Ｆでは、燃焼用空気ノズル５４は、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、中心軸Ａｘに沿って見たときに矩形形状を呈する、矩形形状の断面を有するダクトであり、下流側の端部近傍において、矩形形状の断面形状を保持しつつ下流側に向かうにつれて流路断面積が小さくなるように形成されている。

図１０に示す第６アンモニアバーナ５１Ｆでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、アンモニア噴射ノズル５２は、燃焼用空気ノズル５４と同軸に配置されていて、複数の噴射孔５２ｈからアンモニアを火炉１１内に噴射するように構成されている。なお、図１０に示す第６アンモニアバーナ５１Ｆでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、アンモニア噴射ノズル５２は、その上流側のノズル管が図９における紙面奥行き方向や、紙面上下方向に延在していてもよいし、そのように構成されていなくてもよい。

図１０に示す第６アンモニアバーナ５１Ｆでは、燃焼用空気ノズル５４に供給された燃焼用空気は、燃焼用空気ノズル５４の出口の開口部５４ａとスワラ型の保炎器５６Ｂの外周端との間、及びスワラ型の保炎器５６Ｂから火炉１１内に噴射される。

図１０に示す第６アンモニアバーナ５１Ｆでは、流速分布付与部６０は、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を付与するように構成されている。より具体的には、図１０に示す第６アンモニアバーナ５１Ｆでは、流速分布付与部６０は、第２流速分布付与部６２である。第２流速分布付与部６２は、燃焼用空気ノズル５４の内部を燃焼用空気が流通可能な第１流路５４１と、第１流路５４１の外側で燃焼用空気が流通可能な第２流路５４２とを仕切る仕切壁６２５を有する。すなわち、図１０に示す第６アンモニアバーナ５１Ｆでは、燃焼用空気ノズル５４は、中心軸Ａｘに沿って見たときに、第１流路５４１と、第１流路５４１の外側を取り囲むように形成された第２流路５４２との二重構造となっている。なお、第１流路５４１と第２流路５４２とは、図１０ではアンモニア噴射ノズル５２を径方向外側で周方向に囲むように形成されているが、図示上下方向に層状に形成されていてもよく、図示奥行き方向に層状に形成されていてもよい。

図１０に示す第６アンモニアバーナ５１Ｆでは、第２流速分布付与部６２は、第１流路５４１に供給する燃焼用空気の流量を調節する第１流量調節装置６２１を有する。第２流速分布付与部６２は、第２流路５４２に供給する燃焼用空気の流量を調節する第２流量調節装置６２２を有する。
図１０に示す第６アンモニアバーナ５１Ｆでは、第１流量調節装置６２１及び第２流量調節装置６２２は、図９に示す第５アンモニアバーナ５１Ｅにおける第１流量調節装置６２１及び第２流量調節装置６２２と同じである。

図１０に示す第６アンモニアバーナ５１Ｆでは、第１流量調節装置６２１で第１流路５４１に供給する燃焼用空気の流量（第１流量Ｑ１）を調節し、第２流量調節装置６２２で第２流路５４２に供給する燃焼用空気の流量（第２流量Ｑ２）を調節することで、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を比較的容易に付与できる。
すなわち、図１０に示す第６アンモニアバーナ５１Ｆでは、第１流量Ｑ１、第２流量Ｑ２、第１流量Ｑ１と第２流量Ｑ２との比率を適宜調節することで、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布を変更できる。

図１０に示す第６アンモニアバーナ５１Ｆでは、燃焼用空気ノズル５４における燃焼用空気の流路数を増やしたことで、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布を変更し易くなる。また、それぞれの流路（第１流路５４１及び第２流路５４２）を流れる燃焼用空気の流量を調節することで、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布の細やかな変更が可能である。さらに、図１０に示す第６アンモニアバーナ５１Ｆでは、それぞれの流路（第１流路５４１及び第２流路５４２）を流れる燃焼用空気の流量を調節することで、スワラ型の保炎器５６Ｂによって生じる燃焼用空気の旋回力の細やかな調節が可能となる。
これにより、着火位置やＮＯｘの発生量のコントロールが容易となる。

図１０に示す第６アンモニアバーナ５１Ｆでは、例えば、同量の燃焼用空気を、第１流路５４１及び第２流路５４２から火炉１１内に均等に噴射する場合と、第１流路５４１又は第２流路５４２の何れか一方から火炉１１内に噴射する場合とでは、後者の方が前者よりも火炉１１内に噴射される燃料空気の流速が速くなる。そのため、後者の方が前者よりも燃焼用空気とアンモニアとの混合位置が第６アンモニアバーナ５１Ｆから離れる。
このように燃焼用空気とアンモニアとの混合位置が第６アンモニアバーナ５１Ｆから離れることで、局所的に空気比が比較的高い領域が形成され難くなって、ＮＯｘの発生量を抑制することが期待できる。

また、図１０に示す第６アンモニアバーナ５１Ｆでは、例えば、同量の燃焼用空気を、第１流路５４１からのみ火炉１１内に噴射する場合と、第２流路５４２からのみ火炉１１内に噴射する場合とでは、後者の方が前者よりも保炎器５６Ｂによる燃焼用空気の巻き込み（旋回流の発生）が少ない。そのため、後者の方が前者よりも火炉１１内に噴射される燃焼用空気の直進方向の速度成分が大きくなり、後者の方が前者よりも燃焼用空気とアンモニアとの混合位置が第６アンモニアバーナ５１Ｆから離れる。
このように燃焼用空気とアンモニアとの混合位置が第６アンモニアバーナ５１Ｆから離れることで、局所的に空気比が比較的高い領域が形成され難くなって、ＮＯｘの発生量を抑制することが期待できる。

（第７アンモニアバーナ５１Ｇについて）
図１１に示す第７アンモニアバーナ５１Ｇは、図９に示す第５アンモニアバーナ５１Ｅ及び図１０に示す第６アンモニアバーナ５１Ｆのような拡散型のバーナではなく、部分予混合型のスパッド（ヘラ状）型のバーナである。
図１１に示す第７アンモニアバーナ５１Ｇは、アンモニアを噴射するためのアンモニア噴射ノズル５２と、アンモニア噴射ノズル５２の外側から燃焼用空気を噴出するための燃焼用空気ノズル５４と、流速分布付与部６０とを備えている。図１１に示す第７アンモニアバーナ５１Ｇでは、アンモニア噴射ノズル５２は、部分予混合型のスパッドノズル５２Ａである。

図１１に示す第７アンモニアバーナ５１Ｇでは、燃焼用空気ノズル５４は、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、中心軸Ａｘに沿って見たときに矩形形状を呈する、矩形形状の断面を有するダクトであり、下流側の端部近傍において、矩形形状の断面形状を保持しつつ下流側に向かうにつれて流路断面積が小さくなるように形成されている。

図１１に示す第７アンモニアバーナ５１Ｇでは、スパッドノズル５２Ａは、アンモニアを噴射するための噴射孔５２ｈを複数有する。スパッドノズル５２Ａでは、複数の噴射孔５２ｈは、例えば一方向に間隔を開けて配置されている。
図１１に示す第７アンモニアバーナ５１Ｇでは、スパッドノズル５２Ａの下流側には、スパッドノズル５２Ａを外側から間隔を開けて取り囲むように配置された筒部５８が配置されている。

図１１に示す第７アンモニアバーナ５１Ｇでは、後述するように、燃焼用空気ノズル５４に供給された燃焼用空気は、燃焼用空気ノズル５４の出口の開口部５４ａから火炉１１内に噴射される。

図１１に示す第７アンモニアバーナ５１Ｇでは、アンモニアはスパッドノズル５２Ａの複数の噴射孔５２ｈから筒部５８の内部に噴射され、スパッドノズル５２Ａと筒部５８との隙間から流入した燃焼用空気と予混合されながら火炉１１内に噴射される。
なお、図１１に示す第７アンモニアバーナ５１Ｇでは、スパッドノズル５２Ａと筒部５８との隙間から筒部５８の内部に流入する燃焼用空気は、後述する第１流路５４１を流れる燃焼用空気の一部である。すなわち、第７アンモニアバーナ５１Ｇでは、部分予混合燃焼が行われる。

図１１に示す第７アンモニアバーナ５１Ｇでは、流速分布付与部６０は、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を付与するように構成されている。より具体的には、図１１に示す第７アンモニアバーナ５１Ｇでは、流速分布付与部６０は、第２流速分布付与部６２である。第２流速分布付与部６２は、燃焼用空気ノズル５４の内部を燃焼用空気が流通可能な第１流路５４１と、第１流路５４１の外側で燃焼用空気が流通可能な第２流路５４２とを仕切る仕切壁６２５を有する。すなわち、図１１に示す第７アンモニアバーナ５１Ｇでは、燃焼用空気ノズル５４は、中心軸Ａｘに沿って見たときに、第１流路５４１と、第１流路５４１の外側を取り囲むように形成された第２流路５４２との二重構造となっている。なお、第１流路５４１と第２流路５４２とは、図１１ではアンモニア噴射ノズル５２を径方向外側で周方向に囲むように形成されているが、図示上下方向に層状に形成されていてもよく、図示奥行き方向に層状に形成されていてもよい。

図１１に示す第７アンモニアバーナ５１Ｇでは、第２流速分布付与部６２は、第１流路５４１に供給する燃焼用空気の流量を調節する第１流量調節装置６２１を有する。第２流速分布付与部６２は、第２流路５４２に供給する燃焼用空気の流量を調節する第２流量調節装置６２２を有する。
図１１に示す第７アンモニアバーナ５１Ｇでは、第１流量調節装置６２１及び第２流量調節装置６２２は、図９に示す第５アンモニアバーナ５１Ｅにおける第１流量調節装置６２１及び第２流量調節装置６２２と同じである。

図１１に示す第７アンモニアバーナ５１Ｇでは、第１流量調節装置６２１で第１流路５４１に供給する燃焼用空気の流量（第１流量Ｑ１）を調節し、第２流量調節装置６２２で第２流路５４２に供給する燃焼用空気の流量（第２流量Ｑ２）を調節することで、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を比較的容易に付与できる。
すなわち、図１１に示す第７アンモニアバーナ５１Ｇでは、第１流量Ｑ１、第２流量Ｑ２、第１流量Ｑ１と第２流量Ｑ２との比率を適宜調節することで、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布を変更できる。

図１１に示す第７アンモニアバーナ５１Ｇでは、燃焼用空気ノズル５４における燃焼用空気の流路数を増やしたことで、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布を変更し易くなる。また、それぞれの流路（第１流路５４１及び第２流路５４２）を流れる燃焼用空気の流量を調節することで、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布の細やかな変更が可能である。

図１１に示す第７アンモニアバーナ５１Ｇでは、第１流路５４１を流れる燃焼用空気の流量を調節可能であるので、筒部５８の内部においてアンモニアと部分予混合される燃焼用空気の流量の調節にも役立つ。

（第８アンモニアバーナ５１Ｈについて）
図１２に示す第８アンモニアバーナ５１Ｈは、図９に示す第５アンモニアバーナ５１Ｅの燃焼用空気ノズル５４における燃焼用空気の流路数をさらに増やした実施形態に相当する。
すなわち、図１２に示す第８アンモニアバーナ５１Ｈは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に拡散型のバーナであり、アンモニアを噴射するためのアンモニア噴射ノズル５２と、アンモニア噴射ノズル５２の外側から燃焼用空気を噴出するための燃焼用空気ノズル５４と、保炎器５６と、流速分布付与部６０とを備えている。図１２に示す第８アンモニアバーナ５１Ｈでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、保炎器５６は、例えば、ディフューザ型の保炎器５６Ａである。

図１２に示す第８アンモニアバーナ５１Ｈでは、燃焼用空気ノズル５４は、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、中心軸Ａｘに沿って見たときに矩形形状を呈する、矩形形状の断面を有するダクトであり、下流側の端部近傍において、矩形形状の断面形状を保持しつつ下流側に向かうにつれて流路断面積が小さくなるように形成されている。

図１２に示す第８アンモニアバーナ５１Ｈでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、アンモニア噴射ノズル５２は、燃焼用空気ノズル５４と同軸に配置されていて、複数の噴射孔５２ｈからアンモニアを火炉１１内に噴射するように構成されている。なお、図１２に示す第８アンモニアバーナ５１Ｈでは、図３に示す第１アンモニアバーナ５１Ａと同様に、アンモニア噴射ノズル５２は、その上流側のノズル管が図１２における紙面奥行き方向や、紙面上下方向に延在していてもよいし、そのように構成されていなくてもよい。

図１２に示す第８アンモニアバーナ５１Ｈでは、後述するように、燃焼用空気ノズル５４に供給された燃焼用空気は、燃焼用空気ノズル５４の出口の開口部５４ａとディフューザ型の保炎器５６Ａの外周端との間から火炉１１内に噴射される。

図１２に示す第８アンモニアバーナ５１Ｈでは、流速分布付与部６０は、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を付与するように構成されている。より具体的には、図１２に示す第８アンモニアバーナ５１Ｈでは、流速分布付与部６０は、第２流速分布付与部６２である。第２流速分布付与部６２は、燃焼用空気ノズル５４の内部を燃焼用空気が流通可能な第１流路５４１と、第１流路５４１の外側で燃焼用空気が流通可能な第２流路５４２とを仕切る仕切壁６２５と、第２流路５４２の外側で燃焼用空気が流通可能な第３流路５４３とを仕切る仕切壁６２６とを有する。すなわち、図１２に示す第８アンモニアバーナ５１Ｈでは、燃焼用空気ノズル５４は、中心軸Ａｘに沿って見たときに、第１流路５４１と、第１流路５４１の外側を取り囲むように形成された第２流路５４２と、第２流路５４２の外側を取り囲むように形成された第３流路５４３との三重構造となっている。なお、第１流路５４１と第２流路５４２と第３流路５４３とは、図１２ではアンモニア噴射ノズル５２を径方向外側で周方向に囲むように形成されているが、図示上下方向に層状に形成されていてもよく、図示奥行き方向に層状に形成されていてもよい。

図１２に示す第８アンモニアバーナ５１Ｈでは、第２流速分布付与部６２は、第１流路５４１に供給する燃焼用空気の流量を調節する第１流量調節装置６２１を有する。第２流速分布付与部６２は、第２流路５４２に供給する燃焼用空気の流量を調節する第２流量調節装置６２２を有する。第２流速分布付与部６２は、第３流路５４３に供給する燃焼用空気の流量を調節する第３流量調節装置６２３を有する。
図１２に示す第８アンモニアバーナ５１Ｈでは、第１流量調節装置６２１及び第２流量調節装置６２２は、図９に示す第５アンモニアバーナ５１Ｅにおける第１流量調節装置６２１及び第２流量調節装置６２２と同じである。
図１２に示す第８アンモニアバーナ５１Ｈでは、第３流量調節装置６２３は、例えば風道２４と第３流路５４３との接続部に設けられた流量調節（例えばダンパ）である。なお、ボイラ１０の運転中に第３流路５４３に供給する燃焼用空気の流量を変更する必要がない場合には、第３流量調節装置６２３は、例えば風道２４と第３流路５４３との接続部に設けられた流量制限手段（例えばオリフィス）であってもよい。

以下の説明では、第３流路５４３を流れる燃焼用空気の流量のことを第３流量Ｑ３とも称する。
図１２に示す第８アンモニアバーナ５１Ｈでは、第１流量調節装置６２１で第１流量Ｑ１を調節し、第２流量調節装置６２２で第２流量Ｑ２を調節し、第３流量調節装置６２３で第３流量Ｑ３を調節することで、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を比較的容易に付与できる。
すなわち、図１２に示す第８アンモニアバーナ５１Ｈでは、第１流量Ｑ１、第２流量Ｑ２、第３流量Ｑ３、第１流量Ｑ１と第２流量Ｑ２と第３流量Ｑ３の比率を適宜調節することで、燃焼用空気ノズル５４の下流端の開口部５４ａから噴出される燃焼用空気の流速分布を変更できる。

すなわち、図１２に示す第８アンモニアバーナ５１Ｈでは、燃焼用空気ノズル５４における燃焼用空気の流路数をさらに増やしたことで、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布を変更し易くなる。また、それぞれの流路（第１流路５４１、第２流路５４２、及び第３流路５４３）を流れる燃焼用空気の流量を調節することで、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布の細やかな変更が可能である。これにより、着火位置やＮＯｘの発生量のコントロールが容易となる。

なお、図１２に示す第８アンモニアバーナ５１Ｈでは、燃焼用空気ノズル５４は、中心軸Ａｘに沿って見たときに、第３流路５４３の外側を取り囲むように形成された流路をさらに設けることで、四重以上の多重構造とされていて、各流路を流れる燃焼用空気の流量が調節可能に構成されていてもよい。

本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、上述した第１アンモニアバーナ５１Ａ、第２アンモニアバーナ５１Ｂ、第３アンモニアバーナ５１Ｃ、第４アンモニアバーナ５１Ｄ、第５アンモニアバーナ５１Ｅ、及び第８アンモニアバーナ５１Ｈは、ディフューザ型の保炎器５６Ａを備えた拡散型のバーナであるが、第６アンモニアバーナ５１Ｆのようにスワラ型の保炎器５６Ｂを備えた拡散型のバーナであってもよく、第７アンモニアバーナ５１Ｇのように部分予混合型のスパッド型のバーナであってもよい。
すなわち、上述した幾つかの実施形態では、アンモニア燃焼バーナ５１は、部分予混合型のスパッド型、拡散型で保炎器の構造が異なるスワラ型、またはディフューザ型のいずれかのバーナであってもよい。
これにより、上記それぞれのバーナ形式のアンモニア燃焼バーナ５１において、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を比較的容易に付与できる。

例えば、図１０に示す第６アンモニアバーナ５１Ｆ、及び図１１に示す第７アンモニアバーナ５１Ｇでは、燃焼用空気ノズル５４は、中心軸Ａｘに沿って見たときに、第１流路５４１と、第１流路５４１の外側を取り囲むように形成された第２流路５４２との二重構造となっている。しかし、図１０に示す第６アンモニアバーナ５１Ｆ、及び図１１に示す第７アンモニアバーナ５１Ｇにおいて、燃焼用空気ノズル５４は、図１２に示す第８アンモニアバーナ５１Ｈと同様に、三重以上の多重構造とされていて、各流路を流れる燃焼用空気の流量が調節可能に構成されていてもよい。

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）本開示の少なくとも一実施形態に係るアンモニア燃焼バーナ５１は、ボイラ１０でアンモニア燃料を燃焼させるためのアンモニア燃焼バーナ５１である。本開示の少なくとも一実施形態に係るアンモニア燃焼バーナ５１は、アンモニア燃料を噴射するためのアンモニア噴射ノズル５２と、アンモニア噴射ノズル５２の外側から燃焼用空気を噴出するための燃焼用空気ノズル５４と、燃焼用空気ノズルから噴出される燃焼用空気に流速分布を付与する流速分布付与部６０と、を備える。

着火位置やＮＯｘの発生は、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布の影響を受ける。したがって、上記（１）の構成によれば、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を付与することで、着火位置の安定化やＮＯｘの発生の抑制を図れる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、流速分布付与部６０は、燃焼用空気ノズル５４の内部に配置されていて、燃焼用空気ノズル５４の内部を流れる燃焼用空気に流速分布を付与する第１流速分布付与部６１を含んでいてもよい。

上記（２）の構成によれば、燃焼用空気ノズル５４の内部に配置された第１流速分布付与部６１によって燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を比較的容易に付与できる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、第１流速分布付与部６１は、燃焼用空気ノズル５４の中心軸Ａｘに沿って見たときに燃焼用空気ノズル５４の中央から外側に向かって延在する流路制限部材６１１を含んでいてもよい。流路制限部材６１１は、燃焼用空気ノズル５４の内周面５４ｉとの間で燃焼用空気が流通可能な隙間を形成するとよい。

上記（３）の構成によれば、上記隙間に燃焼用空気を案内することで、燃焼用空気ノズル５４の中心軸Ａｘに沿って見たときの燃焼用空気ノズル５４の中央の領域と外側の領域とで燃焼用空気の流速を異ならせることができる。これにより、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を付与できる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、流速分布付与部６０は、上記中心軸Ａｘに沿って流路制限部材６１１を移動するように構成された移動装置６１３を含んでいてもよい。

燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布は、上記中心軸Ａｘの延在方向における流路制限部材６１１の位置の影響を受ける。したがって、上記（４）の構成によれば、上記中心軸Ａｘの延在方向における流路制限部材６１１の位置を変更することで燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布を変更できる。これにより、例えば燃焼用空気の流量が変化しても、上記中心軸Ａｘの延在方向における流路制限部材６１１の位置を変更することで、着火位置の安定化やＮＯｘの発生の抑制を図れる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、第１流速分布付与部６１は、上記中心軸Ａｘの延在方向に対して規定の傾斜角度θで傾斜した案内面６１２ａを有するガイドベーン６１２を含んでいてもよい。

上記（５）の構成によれば、上記ガイドベーン６１２で燃焼用空気を案内することで、燃焼用空気ノズル５４の中心軸Ａｘに沿って見たときの燃焼用空気ノズル５４の中央の領域と外側の領域とで燃焼用空気の流速を異ならせることができる。これにより、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を付与できる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の構成において、流速分布付与部６０は、上記傾斜角度θを変更するように構成されたガイドベーン駆動装置６１４を含んでいてもよい。

燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布は、上記傾斜角度θの影響を受ける。したがって、上記（６）の構成によれば、上記傾斜角度θを変更することで燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気の流速分布を変更できる。これにより、例えば燃焼用空気の流量が変化しても、上記傾斜角度θを変更することで、着火位置の安定化やＮＯｘの発生の抑制を図れる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（５）又は（６）の構成において、第１流速分布付与部６１は、燃焼用空気ノズル５４の内部において、上記ガイドベーン６１２よりも内側の領域に配置され、該領域を通過する燃焼用空気の流量を調節するダンパ６１８を含んでいてもよい。

上記（７）の構成によれば、ガイドベーン６１２で燃焼用空気を案内すること、及び、ダンパ６１８を通過する燃焼用空気の流量を抑制することで、燃焼用空気ノズル５４の中心軸Ａｘに沿って見たときの燃焼用空気ノズル５４の中央の領域と外側の領域とで燃焼用空気の流速を異ならせることができる。これにより、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を付与できる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、流速分布付与部６０は、第２流速分布付与部６２を含んでいてもよい。第２流速分布付与部６２は、燃焼用空気ノズル５４の内部を燃焼用空気が流通可能な第１流路５４１と、第１流路５４１の外側で燃焼用空気が流通可能な第２流路５４２とを仕切る仕切壁６２５を有するとよい。第２流速分布付与部６２は、第１流路５４１に供給する燃焼用空気の流量を調節する第１流量調節装置６２１を有するとよい。第２流速分布付与部６２は、第２流路５４２に供給する燃焼用空気の流量を調節する第２流量調節装置６２２を有するとよい。

上記（８）の構成によれば、第１流量調節装置６２１で第１流路５４１に供給する燃焼用空気の流量（第１流量Ｑ１）を調節し、第２流量調節装置６２２で第２流路５４２に供給する燃焼用空気の流量（第２流量Ｑ２）を調節することで、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を比較的容易に付与できる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、アンモニア燃焼バーナ５１は、スパッド型、スワラ型、またはディフューザ型のいずれかのバーナであってもよい。

上記（９）の構成によれば、上記それぞれのバーナ形式のアンモニア燃焼バーナ５１において、燃焼用空気ノズル５４から噴出される燃焼用空気に流速分布を比較的容易に付与できる。

（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（９）の何れかの構成において、上記アンモニア燃焼バーナは、アンモニア専焼バーナであってもよい。

上記（１０）の構成によれば、アンモニア専焼バーナにおいて、着火位置の安定化やＮＯｘの発生の抑制を図れる。

（１１）本開示の少なくとも一実施形態に係るボイラ１０は、火炉壁１０１を含む火炉１１と、火炉壁１０１に設けられた、上記（１）乃至（１０）の何れかの構成のアンモニア燃焼バーナ５１と、を備える。

上記（１１）の構成によれば、上記ボイラ１０のアンモニア燃焼バーナ５１において、着火位置の安定化やＮＯｘの発生の抑制を図れる。

（１２）本開示の少なくとも一実施形態に係るボイラ１０は、火炉壁１０１を含む火炉１１と、火炉壁１０１に設けられた、上記（１）乃至（１０）の何れかの構成のアンモニア燃焼バーナ５１と、火炉壁１０１のアンモニア燃焼バーナ５１とは異なる位置に設けられ、アンモニア燃料以外の他燃料を燃焼させる他燃料バーナ（バーナ２１）とを備える。

上記（１２）の構成によれば、上記ボイラ１０のアンモニア燃焼バーナ５１において、着火位置の安定化やＮＯｘの発生の抑制を図れる。

（１３）幾つかの実施形態では、上記（１２）の構成において、ボイラ１０は、アンモニア燃焼バーナ５１と他燃料バーナ（バーナ２１）とによって火炉１１内で旋回燃焼が行われる旋回燃焼ボイラであってもよい。

上記（１３）の構成によれば、旋回燃焼ボイラのアンモニア燃焼バーナ５１において、着火位置の安定化やＮＯｘの発生の抑制を図れる。

１ ボイラシステム
１０ ボイラ
１１ 火炉
２０、５０ 燃焼装置
２１ バーナ
５１ アンモニアバーナ（アンモニア燃焼バーナ）
５１Ａ 第１アンモニアバーナ
５１Ｂ 第２アンモニアバーナ
５１Ｃ 第３アンモニアバーナ
５１Ｄ 第４アンモニアバーナ
５１Ｅ 第５アンモニアバーナ
５１Ｆ 第６アンモニアバーナ
５１Ｇ 第７アンモニアバーナ
５１Ｈ 第８アンモニアバーナ
５２ アンモニア噴射ノズル
５２Ａ スパッドノズル
５４ 燃焼用空気ノズル
５４ｉ 内周面
５６、５６Ａ、５６Ｂ 保炎器
６０ 流速分布付与部
６１ 第１流速分布付与部
６２ 第２流速分布付与部
１０１ 火炉壁
５４１ 第１流路
５４２ 第２流路
６１１ 流路制限部材
６１２ ガイドベーン
６１２ａ 案内面
６１３ 移動装置
６１４ ガイドベーン駆動装置
６１８ ダンパ
６１９ ダンパ駆動装置
６２１ 第１流量調節装置
６２２ 第２流量調節装置
６２５ 仕切壁

Claims (13)

1. ボイラでアンモニア燃料を燃焼させるためのアンモニア燃焼バーナであって、
   前記アンモニア燃料を噴射するためのアンモニア噴射ノズルと、
   前記アンモニア噴射ノズルの外側から燃焼用空気を噴出するための燃焼用空気ノズルと、
   前記燃焼用空気ノズルから噴出される前記燃焼用空気に流速分布を付与する流速分布付与部と、
   を備える
   アンモニア燃焼バーナ。
2. 前記流速分布付与部は、前記燃焼用空気ノズルの内部に配置されていて、前記燃焼用空気ノズルの内部を流れる前記燃焼用空気に流速分布を付与する第１流速分布付与部、
   を含む
   請求項１に記載のアンモニア燃焼バーナ。
3. 前記第１流速分布付与部は、前記燃焼用空気ノズルの中心軸に沿って見たときに前記燃焼用空気ノズルの中央から外側に向かって延在する流路制限部材を含み、
   前記流路制限部材は、前記燃焼用空気ノズルの内周面との間で前記燃焼用空気が流通可能な隙間を形成する
   請求項２に記載のアンモニア燃焼バーナ。
4. 前記流速分布付与部は、前記中心軸に沿って前記流路制限部材を移動するように構成された移動装置、
   を含む
   請求項３に記載のアンモニア燃焼バーナ。
5. 前記第１流速分布付与部は、前記燃焼用空気ノズルの中心軸の延在方向に対して規定の傾斜角度で傾斜した案内面を有するガイドベーン、
   を含む
   請求項２に記載のアンモニア燃焼バーナ。
6. 前記流速分布付与部は、前記傾斜角度を変更するように構成されたガイドベーン駆動装置、
   を含む
   請求項５に記載のアンモニア燃焼バーナ。
7. 前記第１流速分布付与部は、前記燃焼用空気ノズルの内部において、前記ガイドベーンよりも内側の領域に配置され、該領域を通過する前記燃焼用空気の流量を調節するダンパ、
   を含む
   請求項５又は６に記載のアンモニア燃焼バーナ。
8. 前記流速分布付与部は、
   前記燃焼用空気ノズルの内部を前記燃焼用空気が流通可能な第１流路と、前記第１流路の外側で前記燃焼用空気が流通可能な第２流路とを仕切る仕切壁と、
   前記第１流路に供給する前記燃焼用空気の流量を調節する第１流量調節装置と、
   前記第２流路に供給する前記燃焼用空気の流量を調節する第２流量調節装置と、
   を有する第２流速分布付与部、
   を含む、
   請求項１に記載のアンモニア燃焼バーナ。
9. 前記アンモニア燃焼バーナは、スパッド型、スワラ型、またはディフューザ型のいずれかのバーナである
   請求項８に記載のアンモニア燃焼バーナ。
10. 前記アンモニア燃焼バーナは、アンモニア専焼バーナである
    請求項１乃至９の何れか一項に記載のアンモニア燃焼バーナ。
11. 火炉壁を含む火炉と、
    前記火炉壁に設けられた、請求項１乃至１０の何れか一項に記載のアンモニア燃焼バーナと、
    を備える
    ボイラ。
12. 火炉壁を含む火炉と、
    前記火炉壁に設けられた、請求項１乃至１０の何れか一項に記載のアンモニア燃焼バーナと、
    前記火炉壁の前記アンモニア燃焼バーナとは異なる位置に設けられ、アンモニア燃料以外の他燃料を燃焼させる他燃料バーナと、
    を備える
    ボイラ。
13. 前記ボイラは、前記アンモニア燃焼バーナと前記他燃料バーナとによって前記火炉内で旋回燃焼が行われる旋回燃焼ボイラである、
    請求項１２に記載のボイラ。

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