JPH03199805A - 低ＮＯｘボイラおよびボイラ用バーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、気体燃料を用いるボイラに係り、特に燃焼時
に排出される窒素酸化物（以下ＮＯｘと称する）濃度を
低減するのに好適なボイラに関する。

〔従来の技術〕

光化学スモッグの原因となるＮＯｘに対する排出規制は
年々厳しくなっており、ＮＯｘ排出量を低減するための
技術開発が盛んに行われている。

燃焼時に発生する公害成分含有量の少ないボイラ用燃料
として液化天然ガス（ＬＮＧ）などがある。

このような窒素含有量の少ない気体燃料が燃焼する際、
発生するＮ　Ｏｘは、燃焼用空気中の窒素が高温雰囲気
内で酸化されて生成されるサーマルＮＯｘである。サー
マルＮＯｘの生成は温度依存性が高く、火炎温度が高く
なるにつれて増加する。

火炎温度は、燃料と燃焼用空気との混合比いわゆる空気
過剰率（空気量／理論空気量）によって異なり、燃料を
完全燃焼させるのに過不足のない空気量（理論空気量）
で燃焼する時に火炎温度は最も高くなる。

通常の気体燃料使用ボイラにおいては、拡散燃焼がよく
使用される。この燃焼法は、燃料と燃焼用空気とを別々
のノズルより火炉内に投入し、火炉内で両者を混合する
ことにより火炎を形成する方法であり、火炎の安定性に
優るのが特徴である。

しかしながらこの燃焼法では、燃料−空気の混合過程に
おいて、空気過剰率が１に近くなる領域が必ず存在し、
この領域で火炎温度は高くなり、ＮＯｘの発生が多くな
る。

火炎温度の低減によりＮＯｘの発生量を低減する目的で
、希薄燃焼、二段燃焼、排ガス再循環法等の燃焼法が既
に開発されている。二段燃焼及び排ガス再循環法は、Ｎ
Ｏｘ低減の効果においては優れるが、未燃分が放出され
易い。これを防ぐには火炉を大きくする必要があり、経
済的には不利な燃焼法である。また、希薄燃焼法は空気
過剰率を高くして燃焼する方法である。この燃焼法では
過剰空気が増えるため、ボイラから燃焼ガスによ１ り系外へ排出される熱が増加し、ボイラの熱効率が低下
する。

予混合火炎を採用したボイラの一例として、空気不足の
拡散火炎と空気過剰の予混合火炎を組合せて二段燃焼す
る方法（特公昭５２−２８２５１号）がある。この燃焼
法はＮＯｘ低減効果は大きいが、空気比１以下の拡散火
炎は長炎化し、火炉が大きくなる。また、空気不足の拡
散火炎から排出された未燃の可燃性気体を燃焼するのに
、空気過剰で燃焼した燃焼ガス中の酸素を使用するには
、両者の混合に要する時間を確保しなければならずボイ
ラは大きくなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように従来の火炎温度の低減を目的に開発された燃
焼法は、ボイラが大きくなり経済性が悪くなる。またボ
イラをコンパクト化するために短炎の予混合火炎を採用
する場合でも、空気過剰率の高い条件下で燃焼するとボ
イラ効率低下の一因となる。本発明の目的はボイラを大
型化せずに、更にはより小型化したボイラでもＮＯｘ排
出量を少なく抑えることのできるボイラを提供すること
にある。

本発明の他の目的は、空気過剰率が１．０　付近で燃焼
してもＮＯｘ排出量が少ないボイラを提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のボイラは、火炉内に、気体燃料燃焼用バーナ、
燃焼熱によって水を加熱し蒸気を発生させる伝熱管、伝
熱管と連通しており該伝熱管から送られてきた蒸気を溜
める蒸気ドラム、燃焼ガスを排出する排ガスダクト及び
排ガスダクトの一部に設けられた未燃分燃焼手段を有す
る。

気体燃料燃焼用バーナは、気体燃料と空気とが予め混合
された混合気を火炉内に噴出するノズルを有し、更にノ
ズルの噴出口近傍に混合気を２つの噴流に分割し分割し
た噴流の間に循環流を生しさせる保炎手段を有する。

保炎手段付き予混合バーナを備えることによって火炎を
安定にししかもＮＯｘ発生を抑制することができる。又
、未燃分が生しても排ガスダクトを流れる途中で燃焼さ
れるのでボイラ全体として低ＮＯｘ化を達成できる。

予混合バーナによる火炎は、拡散燃焼火炎にくらへて火
炎長さが短く、このためボイラを大型化することがない
。

気体燃料と燃焼用空気との混合気を火炉内に噴出するノ
ズルは、燃料流路と燃焼用空気の流路、両流路が合体さ
れ１つの流路になる領域、及び燃料と空気との混合気が
合体され１つの流路となった領域内に位置する整流手段
を備えることが望ましい。燃料と空気の混合気は直進流
として火炉内に噴出されることが望ましい。保炎手段と
しては、噴出される燃料と空気との混合気の主流方向に
平行にならないように板を設置することが望ましい。

気体燃料燃焼用バーナとして、燃料と空気とをそれぞれ
異なるノズルから噴出する拡散火炎用バーナと、燃料と
空気とを混合した混合気を噴出する予混合火炎用バーナ
とを有し、ボイラ起動時には拡散火炎を形威し、ボイラ
負荷の上昇とともに予混合火炎用バーナから混合気を噴
出することば非常に望ましい。

更に保炎手段としては、ノズル噴出口に混合気主流方向
と平行にならないように、ノズル断面積より小さな面積
の板を設置することが望ましい。

保炎手段を備えることによって、混合気の燃焼が噴流の
中心部より進行し、かつ混合気の燃焼が始まる前に、混
合気噴流の外周においても燃焼ガスの一部が混合気に混
合するようになる。

本発明において、好適な気体燃料燃焼用バーナは、燃料
と空気とを火炉内に噴出する前に予め混合した混合気を
直進流として噴出するノズルを右し、ノズル噴出口に混
合気主流方向と平行にならないように、ノズル断面積よ
り小さな面積の板を設置し、それによって混合気の燃焼
が噴流の中心部より進行し、かつ混合気の燃焼が始まる
前に、混合気噴流の外周においても燃焼ガスの一部が混
合気に混合するようにし、かつ燃料と空気とをそれぞれ
異なるノズルから噴出する拡散燃焼用バーナを備えるこ
とが望ましい。燃料と空気の混合気噴流の径よりも、燃
焼ガスが循環できる空間を大５− ６− きくすることにより、噴流端付近の混合気が燃焼する前
に、噴流外周から燃焼ガスを混合気に混合することがで
きる。

本発明において、気体燃料を燃焼させるバーナは、気体
燃料と空気との予混合気を噴出する１次ノズルと、該上
次ノズルの火炉側に設けられ、その内部に工法燃焼室を
形成する円筒状または円錐台状の１次燃焼室外壁と、該
１次燃焼室外壁外周に同心円状に設けられた燃焼用空気
を噴出する２次ノズルとを備えたバーナとすることがで
きる。

１次ノズルから噴出される予混合気の空気比を０．５〜
０．９とし、２次ノズルから噴出される予混合気の空気
比を１．０〜１．５とすることが望ましく、特に１次ノ
ズルと２次ノズルとのＴｏｔａｌの空気比を１．０〜１
．２とすることが望ましい。

〔作用〕

ボイラ効率を向上させるには、理論空気量に近い空気量
で燃焼し、ボイラ系外へ排出される熱量を低減するのと
同時に、火炉を小さくして放散熱を少なくするのが重要
である。これには、先ず火炉を小さくするのに火炎の長
さを短縮できる予混合火炎を採用する。予混合火炎でＮ
Ｏｘを低減するには従来過剰空気で燃焼するのが主流の
技術であるが、発明者らは、鋭意検討の結果、燃料−空
気の混合気噴流の中心に高温の燃焼ガスを導入し、また
混合気が燃焼する前に、燃焼ガスの１部が混合気に混合
すればＮＯｘを低減できることを明らかにした。噴流の
中心部に導入された燃焼ガスは、ここからの熱の移動に
より混合気を着火し、火炎を安定化する。またこのよう
な着火法を採れば火炎は噴流中心部より噴流の外側に向
かって伝播する。更に、噴流の外周において燃焼ガスが
混合気に混合されるようになり、火炎の高温領域が縮小
されサーマルＮＯｘの発生が抑制される。

このような燃焼法を実現するだめの一つの手段として、
保炎器がある。保炎器は、燃料と空気の混合気の主流方
向に平行とならないよう、混合気が衝突するように設置
され、保炎器後流に高温の燃焼ガスの循環流を形成する
。

混合気噴流の外周から燃焼ガスが混合するのを促進する
一つの手段としては、混合気噴出ノズルの噴出口付近に
燃焼ガスが循環できる燃焼器構造とすることが望ましい
。これには混合気噴流の径よりも、燃焼ガスが循環する
空間を大きくするのが良い。

類似の公知技術として、例えば、米国特許４．１５０，
５３９号に記載される燃焼器（但しガスタービン燃焼器
）では、混合気噴流の中心部に保炎器が配置されている
が、混合気ノズル口径と燃焼器口径に関する記載が無い
。また米国特許３，９６１，４７５号記載の燃焼法（但
しガスタービンの燃焼法）では混合気噴流が半径方向に
噴出される構造であり、混合気は燃焼器壁面付近に集ま
り、燃焼器壁面より火炎が形成されるため、混合気噴流
の外周からの燃焼ガスの混入が不充分になる。

予混合火炎は一般に拡散火炎に比べて不安定であり、安
定燃焼の範囲が狭い。また負荷が頻繁に変わるボイラで
は、燃焼空気と燃料の供給量をできるだけ速く変化させ
る必要がある。このような時には、火炎が不安定になり
やすく、これを防ぐため、本発明では負荷の低いときに
拡散火炎を形成し、予混合火炎の安定化を図ることがで
きるようにすることが望ましい。

予混合火炎を採用し且つ、単一のバーナとした場合は、
高負荷低ＮＯｘ燃焼が実現できるように、該バーナにお
いて１次燃焼室を設け、ここでは空気比０．５〜０．９
の低空気比で燃焼し、ここから発生する未燃分は２次ノ
ズルから噴出される残存酸素によって完全燃焼できるよ
うにすることが望ましい。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図を用いて説明する。

第工図は本発明による低ＮＯｘボイラ用バーナの概略の
構造を、第２図はバーナの断面図を示す。

バーナは中心に設置された円筒状の拡散火炎用バーナ６
と、その外周に設置された複数個の角型の予混合火炎用
バーナ１０００から構成される。拡散火炎用バーナ６で
は、中心に燃料ノズル１１が設置され、その外周に空気
ノズル１０が設置される。火炉壁９９９の近傍に多数の
伝熱管１１７が１９− ０ 設置されている。バーナスロートには水管１２および着
火用イグナイタ１３が配置され、バーナの焼損が防止さ
れる。第１図では予混合火炎用バーナ１０００は、６個
の角型のバーナ↓０ＯＯａ〜１０００ｆから構成されて
いる。各バーナは、混合気噴出ノズル２と空気ダンパ７
と整流板３と空気供給管５および燃料ノズル４を備える
。燃料ノズル４は複数の噴出口を有しており、燃料は分
散して空気流内に投入されこれより下流側に混合領域と
なる。整流板３はハニカム構造の流路抵抗体であり、均
一な速度分布の流れを形成する整流作用と同時に、ここ
では流路断面積が縮小されるため流速が高くなり、予混
合火炎の逆火防止の作用も有する。ノズル２の噴出口近
傍には混合気噴流の主流方向に直角に板状の保炎器１が
設置される。

保炎器１の各辺の長さはノズルの対応する各辺の長さよ
り小さい。これは、例えば、保炎器の長平方向の長さが
ノズルの対応する各辺の長さより長い場合には、混合気
噴流の一部が主流直角方向に曲げられて噴出されるため
、火炎の安定性が悪くなることを考慮したものである。

ボイラ起動時には、中心に設置された拡散燃焼用バーナ
６が使用され、ボイラ負荷の上昇と共に予混合燃焼用バ
ーナ１０００から燃料−空気の混合気が噴出される。予
混合燃焼バーナの使用法として、本実施例の場合、６つ
のノズルの一つから先ず混合気が噴出され、負荷が−に
弄すると共に吹成に各ノズルから混合気が噴出される。

拡散火炎用バーナ６は予混合火炎を安定化するのに利用
され、予混合火炎が安定に形成される条件下では拡散火
炎用バーナ６から燃料、空気を噴出するのが停止される
。

第２図のバーナ断面図かられかるように拡散火炎用バー
ナではバーナ中心軸と同心軸上に燃料ノズル１１が設置
され、その外周に空気ノズル１０が設置される。燃料ノ
ズル１１の上端には保炎器９が設置されており、これは
拡散火炎を保炎するためのものである。空気ノズル１０
に設置しである旋回流発生器８の作用により、燃料と空
気の混合を促進し拡散火炎を短炎化する。予混合火炎用
バーナは、予混合気噴出ノズル２の上流側に複数の噴出
口を有する燃料ノズル４が設置しである。

ここより噴出する気体燃料と空気供給管５から供給され
る空気とは予混合気噴出ノズル２から噴出する前に均一
に混合される。燃焼用空気量は空気ダンパ７により調整
する。整流板３は空気の流れを整流すると共にフレーム
アレスターであり、予混合火炎の逆火を防止する。予混
合気噴出ノズル２の下流には板状の保炎器１が設置して
あり、これにより予混合火炎を安定化する。保炎器１の
面積は予混合気噴出口より小さく設計されている。

第３図は第１図に示すバーナを設置したボイラの一例で
ある。ボイラは自然循環型水管ボイラである。水ドラム
１３１に蓄えられた水は伝熱管１１７を通して蒸気ドラ
ム１２８へ導かれる。蒸気ドラムでは水と蒸気とが分離
され、水は水ドラム１３１に戻される。蒸気は蒸気溜１
２９に溜られる。後述の実施例において述べるように、
予混合気噴流はバーナ口径より口径の大きな領域に噴出
される方が良く、予混合バーナのノズル噴出口が燃焼炉
壁の面に一致するように設置されることが望ましい。燃
焼ガスは排ガスダクＩ〜１１４を通ってボイラの外部へ
排出され、その途中で未燃分は燃焼装置１２６にて燃焼
される。

燃焼ガスはダクト１工４内を予混合気の噴出方向と逆方
向に流れ、未燃分燃焼装置１２６の前段及び後段で夫々
第１空気予熱器１２３．第２空気予熱器１２４によって
予熱される。

本発明では、ＮＯｘ発生量は燃焼負荷に依らず、更に火
炎を短くできるため、燃焼炉の熱負荷は２００万ｋｃａ
　Ｑ　／　ｒｎ’　ｈ　　以上にとることができる。

火炎の長さは通常５０ａｎ以下にできる。火炉の奥、行
き方向の長さは１ｍあれば十分である。本発明のボイラ
は、ボイラ容量を増加する際、水ドラムと蒸気ドラムの
長さ方向に火炉を伸ばし、伝熱面積を増加すれば良い。

これは、保炎器付き予混合バーナを使用すれば、バーナ
容量を増加しても火炎の長さがほとんど変化しないこと
により可能になる。当然、予混合ノズルの数を増加する
ことにより容量の増加を図ることも可能である。

２３− 第４図はボイラ負荷と各ノズルから供給する燃料供給率
の関係を示す。縦軸の燃料供給率は、各ノズルで使用さ
れる燃料と、ボイラ負荷が１００％の時にボイラで使用
される燃料との比を百分率で表わす。ボイラの負荷が２
０％までは拡散火炎用バーナだけを使用し、負荷が２０
％に達するとノズルＡ（保炎器付き予混合バーナ１００
０ａ）より燃料と空気が投入される。この時ノズル内へ
火炎がもどる、即ち逆火するのを防ぐには、予混合気の
噴出速度を２０ｍ／ｓ以上に保つのが安全である。従っ
てノズルＡから噴出速度２０　ｍ　／　ｓで空気比１．
１　　の予混合気を噴出するには、これに相当する燃料
と空気とを拡散火炎用バーナから減少し、この減少する
燃料と空気とをノズルＡから噴出することになる。次に
ボイラ負荷が３０％に達するまでノズルＡから噴出する
燃料と空気とを増加し、３０％到達時に、ノズルＢ（保
炎器付き予混合バーナ１０００ｂ）から空気比１．１　
の予混合気を噴出速度２０ｍ／ｓで噴出する。この時、
ノズルＡからはノズルＢから噴出する予混合２４ 気に相当する量の予混合気を減少する。負荷が４０％、
５０％、６０％、７０％に達する時にこれと同時の操作
を繰り返し、ノズルＣ（保炎器付き予混合バーナ１００
０ｃ）、ノズルＤ（保炎器付き予混合バーナ１０００ｄ
）、ノズルＥ（保炎器付き予混合バーナ１０００ｅ）、
ノズルＦ（保炎器付き予混合バーナエ○０Ｏｆ）から予
混合気を噴出する。７０％から９ｏ％の負荷変化に対し
ては、ノズルＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄから投入する予混合気の量
を変化させることにより対応する。負荷が９０％に達す
る時に拡散火炎用バーナの使用を停止し、拡散火炎用バ
ーナから噴出していた燃料と空気に相当する予混合気を
ノズルＥ、Ｆから投入する。又、９０％から１００％の
負荷変化に対しては、ノズ）ＬＩＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、
Ｆから投入する予混合気の量を変化させることにより対
応する。

第５図は予混合気噴出口から下流に設置した保炎器によ
り安定化した予混合火炎の吹き消え限界を調べたもので
ある。横軸は予混合気体の空気過剰率、縦軸は予混合気
噴出速度である。図中の白丸は予混合火炎が安定燃焼し
ている時、黒丸は予混合火炎が不安定になり吹き消えた
時である。保炎器により安定化された予混合火炎の安定
燃焼範囲は空気過剰率が大きくなるにつれて狭くなって
いることがわかる。ボイラを運転する時に予混合気の空
気過剰率を１．０から１．３の範囲に設定すれば、予混
合気噴出速度が５０ｍ／５Ｐｉｉ度では安定燃焼してい
ることがわかる。この結果より第３図のボイラの運転方
法において、ノズルＡへの燃料供給率が２５％の時の予
混合気噴出速度を５０ｍ／ｓにすると、予混合気の空気
過剰率−足下で予混合気噴出速度を減少することで、ボ
イラ負荷を低下させるとすると、ボイラ負荷上０％時の
予混合気噴出速度は２０　ｍ　／　ｓとなり、予混合火
炎を逆火させずに安定燃焼させることができる。

第６図は保炎器により安定化した予混合火炎のＮ　Ｏｘ
　を減効果を調べたものである。横軸は予混合気の空気
過剰率、縦軸はボイラからの排出ＮＯｘ濃度である。第
７図（ａ）及び（ｂ）は基礎燃焼試験の結果を示すもの
である。第７図（ａ）は本発明の例であり保炎器により
予混合火炎を安定化する技術であり、予混合気噴出１」
２１の１：流に設置した保炎器１の外周端近辺には、予
混合気体か矢印のように渦を形成して、ここが着火点と
なる。。

着火後、予混合気体の噴出量を増大させていくと、予混
合火炎９９の内部と外部に矢印で示すように高温燃焼生
成物が循環するため、これより連続的にエネルギーを予
混合気体へ供給できるため、予混合火炎を安定して形成
することができる。第７図（ｂ）はパイロットフレー１
１により予混合火炎を安定化する技術である。予混合気
供給管２２に空気過剰率１．０　近辺の予混合気体を供
給し、円筒状の予混合気噴出口２３の外周に設置された
円環状ノズルに、安定したパイログ１−フレーム３００
を形成する。予混合気噴出口２３からの予混合気体へは
、パイロットフレー４３００からエネルギーが供給され
て、第７図（ｂ）に示す予混合火炎９９を形成する。第
６図において以上のニ一種類の予混合火炎からのＮ　Ｏ
ｘ　ａ度を比較してみると、空気過剰率１．０５　にお
いて、パイロット保炎予混合火炎からは約８０ｐｐｍの
ＮＯｘを排出しているのに対し、保炎器保炎予混合火炎
からは２５ｐ　ｐ　ＩｌｌのＮＯｘしか初出しない。予
混合気の空気過剰率が１゜Ｏから工、３の範囲において
、保炎器保炎予混合火炎からの排出Ｎ　Ｏｘ　７１ｊｊ
度はパイロット保炎予混合火炎からのＮＯｘ９度の約１
／３に低減できている。保炎器保炎予混合火炎でＮＯｘ
が低減できるのは、第７図（ａ）の矢印で示すような炭
酸ガスなどの燃焼生成物が火炎内部及び外部に循環し、
燃焼が進行している火炎帯内に流入して、サーマルＮＯ
ｘの発生量を左右する酸素分圧をトげるために１発生す
るＮｏｘｉｌｌ度は低下したと考えられる。第６＠の白
丸に添えた数字は燃焼負荷であり、単位はｌ　Ｏ’ｋｃ
ａＱ／　ｒｎ’　ｈである。第６図かられかるように燃
焼負荷が６６　Ｘ　１０’ｋｃａ　ｆｌ　／　ｒｎ’　
ｈ　　から２６７ＸＩＯ’ｋｃａＱ／ｍｈの間で変化し
てもＮ　Ｏｘ濃度はほとんど変化しないことより、本発
明の予混合燃焼方式を採用すれば高負荷でかつ低ＮＯｘ
のボイラが実現できる。

第８図は保炎器保炎予混合火炎から発生するＮＯｘ濃度
に対するボイラ内径Ｉ）３と予混合気噴出口径Ｄ２の比
の影響を調へたものである。目かられかるように、Ｄ　
３　／　Ｄ　２が４より小さくなるとＮｏｘａ度は増大
していることがわかる。これは燃焼器内径Ｄ３が狭くな
ると、火炎の外側の燃焼生Ｉ戊物の循環流が形成されに
くくなるので、火炎帯内の酸素分圧を低減する効果が／
′４れ、ＮＯｘ濃度は増大したと考えられる。

第９図（ａ）、（ｂ）は、第１図に示した低Ｎ　ＯＸボ
イラ用バーナの変形例である。バーナは中心に設置され
た円筒状の保炎器付き拡散火炎用バーナと、その外周に
設置された円環状の保炎器付き予混合火炎用バーナから
構成される。予混合火炎用バーナは、円環状の流路を４
分割した４つのノズル２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄから構成
される。各ノズルでは、噴出「１」二流に燃料と空気と
の晶含領域、この混合領域と噴出口２１の間に混合気の
整流装置３が設置される。燃料は複数の噴出口を有する
燃料ノズルによって分散して空気流内に投入され空気と
混合される。整流装置３はハニカム構造の流路抵抗体で
ある。ノズル噴出口には混合気噴流の主流方向に直角に
板状の保炎器ｌが設置される。

保炎器ｌの各辺の長さはノズルの対応する各辺の長さよ
り小さい。

ボイラ起動時には、中心に設置された拡散燃焼用バーナ
が使用され、ボイラ負荷の上昇と共に保炎器付き予混合
燃焼用バーナから燃料−空気の混合気が噴出される。予
混合燃焼バーナの使用法として、本実施例の場合、４つ
のノズルの・っから先ず混合気が噴出され、負荷が上昇
すると共に吹成に各ノズルから混合気が噴出される。拡
散火炎用バーナは予混合火炎を安定化するのに利用され
、予混合火炎が安定に形成される条件下では拡散火炎用
バーナから燃料、空気を噴出するのが停止される。

第１０図は第９図（ａ）と（ｂ）に示す低ＮＯｘバーナ
を備えたボイラの負荷と各ノズルから供給する燃料供給
率の関係を示す。縦軸の燃料供給率は、各ノズルで使用
される燃料と、ボイラ負荷が１、、　Ｏ０％の時にボイ
ラで使用される燃料との比を百分率で表わす。ボイラの
負荷が２０％までは拡散火炎用バーナだけを使用し、負
荷が２０％に達すると４つのノズルのうちの任磨：の工
っのノズルＡより燃料と空気が投入される。この時ノズ
ル内へ火炎がもどる、即ち逆火するのを防ぐには、予混
合気の噴出速度を２０ｍ／ｓ以上に保つのが安全である
。従ってノズルＡから噴出速度２０　ｍ　／Ｓて空気比
１．１　　の予混合気を噴出するには、これに相当する
燃料と空気とを拡散火炎用バーナから減少し、この減少
する燃料と空気とをノズルＡから噴出することになる。

次にボイラ色荷が３０％に達するまでノズルＡから噴出
する燃料と空気とを増加し、３０％到達時に、残りの３
つのノズルのうちの任意の１つのノズルＢから空気比】
、１の予混合気を噴出速度２０　ｍ　／　ｓで噴出する
。この時、ノズルＡからはノズルｎから噴出するＰ混合
気に相当する量の予脛を気を減少する。負荷が５０％、
７０％に達する時にこれと同様の操作を繰り返し、残り
の２つのノズルのうちの任意の１つのノズルＣ１続いて
最後に残ったノズルＤから予混合気を噴出する。負荷が
９０％に達する時に拡散火炎用バーナの使用を停止し、
拡散火炎用バーナから噴出していた燃料と空気に相当す
る予混合気をノズルＡ、ノズルＢから投入する。又、９
０％から１００％の負荷変化に対しては、ノズルＣ，Ｄ
から投入する予混合気の量を変化させることにより対応
する。

第１１図は第１図に示した低ＮＯｘバーナの他の変形例
である。本実施例では気体燃料と燃焼用空気の均一な予
混合気体を形成するための整流手段として半球状のベン
チュリー２７を使用しているのが特徴である。他の構成
は第９図（ａ）、（ｂ）と同しである。

第１２図（ａ）、（ｂ）は複数個の円筒状の予混合器噴
出ノズルを備えた低Ｎ　Ｏｘボイラ用バーナの構造を示
す。バーナは中心に設置された第１の着火用の円筒状の
拡散火炎用バーナ６と、それを囲むように設置された保
炎器付きの複数個の予混合火炎用バーナ１０００から構
成され、各々の予混合気噴出ノズルの噴出口３２の中心
軸と同心軸＝３２− 上に第２の着火用の円筒状の拡散火炎用バーナ６００を
有する。第１の拡散火炎バーナ６ではバーナ中心軸と同
心軸上に燃料ノズル３５が設置され、その外周に空気ノ
ズル３６が設置される。空気ノズル３６には旋回流発生
器３７が設置され、燃焼用空気の旋回強度が調整される
。予混合火炎用バーナ１０００は、予混合気噴出口３２
の上流に予混合燃焼用燃料ノズル３９を設置し、ここか
ら噴出する気体燃料と空気但給管４０から供給される燃
焼用空気は、ベンチュリー４１を通過する過程で均一な
予混合気体を形成する。又、予混合気噴出口３２と同心
軸上には第２の拡散火炎バーナ６００が設置されており
、バーナ中心軸と同心軸上に燃料ノズル４５が設置され
、その外周に空気ノズル４６が設置される。空気ノズル
には旋回流発生器４４が設置され、第２の拡散火炎を短
炎化する。予混合気噴出口３２から噴出する予混合気体
に対し、第１の拡散火炎からの火移りが困難な時は、第
２の拡散火炎を形成し、全ての予混合気体に着火する。

前記の２種類の拡散火炎はボイ予負荷変動時に、予混合
気体に着火する時に使用する。空気ノズル４６の上端に
は保炎器３１が設置されており、これは保炎器外周端近
辺に予混合気体の循環流を形成することにより予混合火
炎の安定性を向上させ、更に燃焼生成物を火炎内及び外
に循環させることによりＮＯｘを低減できる作用がある
。第１３図（ａ）、（ｂ）は複数個の円筒状の予混合気
噴出口を備えた低ＮＯｘボイラ用バーナの変形例を示す
。バーナは中心に設置された第１の着火用の円筒状の拡
散火炎用バーナ６と、それを囲むように設置された複数
個の予混合火炎用バーナ１０００から構成され、各々の
予混合気噴出口４８の中心軸と同心軸上に第２の拡散火
炎用燃料ノズル６０を有する、第工の拡散火炎バーナ６
ではバーナ中心軸と同心軸上に燃料ノズル４９が設置さ
れ、その外周に空気ノズル５０が設置される。空気ノズ
ル５０には旋回流発生器５４が設置され、燃焼用空気の
旋回強度が調整される。

予混合火炎用バーナ１０００は、予混合気噴出口４８の
上流に予混合燃焼用燃料ノズル５５を設置し、ここから
噴出する気体燃料と空気供給管５６から供給される燃焼
用空気は、旋回流発生器５７の作用により均一な予混合
気体を形成する。この混合手段と予混合気噴出口４８の
間には整流手段５９が設置されており、これにより予混
合気噴出口４８の半径方向に予混合気体の均一な速度分
布を形成できるようにする。予混合気噴出口４８と同心
軸上には第２の拡散火炎用の燃料ノズル６０が設置され
ている。予混合気噴出口４８から噴出する予混合気体に
対し、第１の拡散火炎からの火移りが困難な時は、第２
の拡散火炎を形成し、全ての予混合気体に着火する。前
記の２種類の拡散火炎はボイラ負荷変動時に、予混合気
体に着火する時に使用する。予混合気噴出口４８から下
流位置には保炎器４７が設置されており、保炎器外周端
近辺に予混合気体の循環流を形成することにより予混合
火炎の安定性を向上させ、更に燃焼生成物を火炎内及び
外に循環させることによりＮＯｘを低減できる作用があ
る。

第１４図（ａ）及び（ｂ）では気体燃料と空気３５− ３６− との予混合気体を第１３図（ａ）、（ｂ）の整流器５９
により整流した時の効果について述べる。第１４図（ａ
）は予混合気噴出口４８の出［１を半径方向にピｈ−管
で圧力を測定した結果、第１４図（ｂ）は予混金気噴出
口半径方向の予混合気の速度分布である。ラッパ状保炎
器４７のラッパの先端は半径方向２０ａｔｎの位置にあ
り、ラッパの下端は半径方向１０［ｌの位置にある。予
混合気噴出ノズルの端部は半径方向のおよそ３３ＩＩＩ
１１の位置にある。６］、６３は整流手段を設置しない
時の圧力。

速度分布、６２．６４は整流手段としてハニカムを設置
した時の圧力、速度分布である。第１４図（ａ）、６１
において整流手段５９を設置しない時は、旋回流発生器
５７の作用によりノズル中心から約２Ｑ　ｍ＋ｎの位置
まで負圧領域が形成されている。又、第１４図（ｂ）、
６３において整流手段５９を設置しない時は、旋回流発
生器５７の作用により予混合気体は遠心力を受けて、噴
出口の外周付近に集まり、保炎器４７の上流側には予混
合気体は分布しない。この結果、予混合火炎は噴出口の
外周から保炎され、その結果生じる高温排ガスは噴出口
中心に広がる負圧領域に引きこまれるので、噴出口中心
伺近では噴出口内から火炎が形成されるため、保炎器４
７は上流側から加熱されて劣化するという問題が生じる
。整流手段５９としてハニカムを設置した時は、第１４
図（ａ）、６２に示すように負圧領域はほとんど形成さ
れておらず、又、第１４図（ｂ）、６４に示すように保
炎器４７の上流側にはＹ−混合気体が分７１ノシており
、この結果、第７図（ａ）に示すような循環流が保炎器
４７の外周端近辺に形成され、ここに予混合火炎が保炎
されるようになる。

第１５図から第２０図にはバーナ内部に１次燃焼室を設
け、ここで空気比１以１ての低空気比で燃焼させ、高負
荷低Ｎ　Ｏｘ燃焼を達成するボイラについて述へる。

第１５図は第３図の水平断面に相当する。

火炉１１２は、上流側（第１５図中、左側）に互いに隣
接して配されて火炉前壁１８０ａをなす複数個の放射伝
熱管１１５ａと、火炉前壁１８０ａの両端から下流側（
第１５図中、右側）にＩ！＄焼室を挾んでそれぞれ火炉
前壁土８０ａと直交する壁をなして配された放射伝熱管
１１５ｂおよび１１５Ｃと、放射伝熱管１１５ｂおよび
１１５Ｃがなす壁の下流側にそれぞれの壁を延長する形
に配された水蒸気発生管１１６ｃおよび１１６ｄと、該
水蒸気発生管１１６ｃおよび１１６ｄがなす壁の中間に
配された水蒸気伝熱管１１７とから構成されている。火
炉］１２の放射伝熱管１１５ｂおよび１１５Ｃで挾まれ
た部分の上部中央には、蒸気ドラム１２８が上流側から
下流側に向う線に沿って配置され、その下にあたる火炉
１１２中央底部には水ドラム↓３１が蒸気ドラム１２８
と平行に設けられていて、放射伝熱管１１５ａ、１１５
ｂ、および１１５ｃの下端は水ドラム１３１に接続され
、」二端は蒸気ドラム１２８の水側に接続されている。

水蒸気発生管１１６ｃおよび１↓６ｄがなす壁に挾まれ
た火炉底部中央には蒸気分配管１３２が、前配水ドラム
１３１の軸線延長上に配置され、その上にあたる火炉中
央上部には、前記蒸気ドラム１２８の軸線と平行に蒸気
溜］２９が設けられている。蒸気／ｉｉ′１１２９は、
上流側の蒸気１−ラ１１内に延長され蒸気１〜ラム１２
８の水面下に配設されている。水蒸気発生管１１６ｃ、
１１６ｄの下端は蒸気分配管１３２に接続されている。

放射伝熱管１１５ｂ、１１５ｃおよび水蒸気発生管］１
６ｃ。

１１６ｄの個々の管の上流および下流山内に＋’ｌＺ板
１６９が一体的に形成されており、相互に隣接する平板
１６９は互いに一部重なるように取付けられていて、火
炉側壁１８０ｂおよび１８０ｃをなしている。

前記火炉１１２の下流側には、」二流側から見て水平方
向左右に分かれる加熱流路Ｌ　７０　ａ　、１７Ｑｂが
設けられている。加熱流路１７０８と１７０ｂは、前記
火炉側壁１８０ｂ、１８０ｃの下流側端部をなす水蒸気
発生管１１６ｃ、１１６ｄと間隔をおいて配置され、か
つ前記火炉前壁１８０と平行で火炉前壁１８０ａよりも
幅の広い加熱流路後壁１８０ｄをなす放射伝熱管１１５
ｄと、ボイラ後壁１８０ｄの両端から上流へ、前記火炉
側壁９ ０ １８０ｂ、１８０ｃと平行な加熱流路側壁１８０ｅ。

１８０ｆの一部をなして配された放射伝熱管１１５ｆ。

１．１５ｅと、火炉側壁１８０ｂ、１８０ｃの中間に配
された最下流側の水蒸気伝熱管１１７と、放射伝熱管１
１５ｆ、１１５ｅに隣接して配置され、加熱流路側壁１
８０ｅ、１８０ｆの一部をなす水蒸気発生管１１６ａ、
１１６ｂと、水蒸気発生管１１６ａ、１１６ｂの間に配
されてボイラ側壁１８０ｅ、１８０ｆの一部をなす降水
管１２０ａ。

１２０ｂと、火炉側壁１８０ｂ、１．８０ｃの一部をな
す水蒸気発生管１１６ｃ、１１６ｄとから形成されてい
る。放射伝熱管１１５ｄ、１１５ｅ。

１１５ｆの下端は、水ドラム１３１に接続され、上端は
蒸気ドラム１２８の水側に接続されている。

火炉側壁と直交する面上に並ぶ水蒸気発生管１１６ａと
１１６ｃ、１１６ｂと１１６ｄはそれぞれ曲り部を有す
るひとつの管路をなすよう互いに連通されており、水蒸
気発生管１１６ｃ、１１６ｄの下端は蒸気分配管１３２
に接続され、加熱流路側壁をなす水蒸気発生管１１６ａ
、１１６ｂの下端は、加熱流路側壁１８０ｅ、１８０ｆ
の下部火炉側に該側壁］、８０ｅ、１８０ｆに沿って配
置された水溜１３３に接続されている。水蒸気発生管］
］６ａ。

１１６ｂは、ボイラ側壁１８０ｅ、１８０ｆと、火炉側
壁１８０ｂ、↓８０ｃをなす水蒸気発生管１１６ｃ、１
１６ｄの間で」二下方向に複数同屈曲する配管部分を備
えている。したがって蒸気発生管１１６ａ、１１６ｂ内
の流路は、水蒸気発生管１土６ｃ、１１６ｄを介して蒸
気分配管１３２に連通している。水蒸気伝熱管１１７の
上端は蒸気溜１２９に接続され、下端は蒸気分配管１３
２に接続されている。加熱流路１７０ａ、１７０ｂの中
には、複数個の管が連通されて１本の曲り管を形成した
過熱器１１８がそれぞれ配置され、この過熱器１１Ｂの
一端は蒸気管１３０を介して蒸気ドラム１２８の蒸気側
に、他端は図示されていない蒸気利用設備、例えば蒸気
タービン、化学プラント等に接続されている。

加熱流路側壁１８０ｅ、］、、８０ｆに隣接してその火
炉前壁１８０ａ側への延長線上に、降水管１２０ａ、１
２０ｂがそれぞれ配設され、前記火炉側壁土８０ｃ、１
８０ｄと平行でかつ火炉前壁１８０ａの延長線上に達す
る煙道側壁１８０ｇ。

１８０ｈを形成している。また、火炉前壁１８０ａを両
側に延長する方向に、降水管１２０ｃ、１２０ｄが配設
されてそれぞれ煙道前壁１８０ｊ、］８０ｋを形成して
いる。

火炉側壁１８０ｂ、煙道側壁１８０ｇ、煙道前壁１８０
ｊ、水蒸気発生管］、１．６ａ、１１Ｇｃの上方に設け
られた煙道上板１３４、および水蒸気発生管１１６ａの
下方に設けられた煙道下板１３５とで煙道１１４ａが形
成され、火炉側壁１８０ｃ。

煙道側壁１８０ｈ、煙道前壁１８０に、水蒸気発生管１
１６ｂ、１１６ｄの上方に設けられた煙道」二部１３４
、および水蒸気発生管１１６ｂの下方に設けられた煙道
下板１３５とで煙道１１４ｂが形成されている。

煙道１１４　ａおよび１１４ｂ内には、本実施例では例
えばそれぞれ５個２０列の接触伝熱管１１９が配設され
ており、接触伝熱管１１９それぞれの上端は蒸気ドラム
１２８の水側に、下端は水ドラム１３１にそれぞれ接続
されている。降水管＋２０ａ。

１２０ｃの下端は水ドラム１３１に連通され、上端は蒸
気ドラム１２８の水側に接続されている、２また、蒸気
溜１２９のうちの蒸気ドラ１％　１２８に内装された部
分の底部と水溜１３３とを連通ずる図示されていない還
水管が設けられている。この還水管は蒸気溜１２９から
水溜１３３へ向って傾斜するように設けられ、途中にエ
アポケッＩ−ができないようにしである。

煙道１１４ａ、１１４．ｂの上方には、蒸気１〜ラム１
２８とほぼ同し高さに、該蒸気トラ１１と平行に上部煙
道１１４ｃ、１１４ｄが設けられ、煙道１１４ａと上部
煙道１　］　４　ｃ　、煙道１１−４．　ｂとに１部煙
道１１４ｄとは、煙道前位側の煙道端部の煙道上板１３
４に設けられた開口でそれぞれ連通されている上部煙道
１］４ｃと上部煙道１１４ｄは、対称に構成されている
ので、上部煙道１１４ｄについてのみ説明する。燃焼ガ
スは、煙道１１４ｂから前記開口を経て上昇し、次いで
」二部煙道］１４ｄ３ 丙を、煙道１１４．　ｂ内の燃焼ガスの流れと逆の方向
に流れる。上部煙道］１４ｄは、前記開口の下流側に設
けられた第２空気予熱器１２４と、第２空気予熱器１２
４の下流側に設けられた未燃ガス燃焼器１２６と、未燃
ガス燃焼器１２６の下流側に設けられた第１空気予熱器
１２３とを備えている。第１空気予熱器１２３および第
２空気予熱器１２４はほぼ同等の構造であり、燃焼ガス
流れ方向の両端に設けられた管板１７１と、この管板間
を通して煙管をなす複数個の円管と、前記管板間に設け
られた奇数枚（例えば第１空気予熱器は３枚、第２空気
予熱器は１枚）のじゃま抜１７２とを備えている。これ
らの煙管が、燃焼排ガスの流れを整流する手段をなして
いる。

未燃ガス燃焼器１２６は、燃焼排ガス中の未燃ガスであ
る一酸化炭素を酸化して二酸化炭素とする手段として、
反応を促進する触媒を板状に成形したものを、燃焼排ガ
ス通路中に、排ガスの流れとほぼ平行に配置したもので
、活性温度が３００〜］、　ＯＯ０℃の範囲にある触媒
を用いた。触媒の形状としては、板状でなくて格子状と
してもよいし、直径約３＋ｕｍの球状体に触媒を担持さ
せて球状触媒とし、これを排ガス流路に充填する形とし
てもよい。

上部煙道１１４−　ｄの蒸気トラＡ　１２８側に、１−
部煙道工１４．　ｄと平行に空気供給ダクｌ−１２２ｂ
が配置されている。上部煙道］１４ｄと空気供給ダクト
１２２ｂとゝは、上部煙道側板１１４「を挾んで隣接し
ており、前記第１空気予熱器１２３のじゃま板１７２は
、管Ｆｉ１’７１に隣接するじゃま板を含んで１枚おき
に、空気供給ダクｌ−１２２ｂ内に延長されて、空気供
給ダクＩ−１２２ｂの流路を遮断している。第２空気予
熱器１２４のしへ〕ま板１７２と隣接する位置の空気供
給ダグｌ−１２２ｂ内には、空気但給ダクｌ−１，２２
ｂの」二面と底面で支持され、かつ回転可能な柱に一体
的に形成された平板からなる加熱調節Ｊ’ｐ　ｌ　２５
が設けられている。この加熱調節弁上２５は、第２空気
予熱器に流入する空気量を調節する手段であり、前記平
板と仝気供給ダクｌ−１，２２ｂの長手方向とのなす角
度を調節して該ダクト１２２ｂの流路断面積をかえるこ
とが可能となっている。また、第１および第２空気予熱
器と空気供給ダクト１２２ｂが隣接している部分では、
前記上部煙道側板１１４ｆは設けられていないので、両
者間での気体の流通は自由に行われる。空気供給ダクト
１２２ｂの煙道前壁１．８０　ｋ側の端部は、煙道前壁
１８０にの煙道１１４ｂの反対側まで延長されており、
大壁前壁１８０　ａに設けられたバーナスロート１４３
の火炉外の周辺に同心状に形成されたウィンドボックス
１７３と連通している。仝気供給ダクト１２２ｂの他端
は図示されていない送風設備に接続されている。

ウィンドボックス１７３は、バーナスロート１４３と同
心状に設けられ、かつその径がバーナスロー１−１　／
ｌ　３の外径よりも人きい円筒状のバーナ外壁１４５と
、円筒の端面をなすバーナ側壁１４７とに囲まれており
、その中心に、バーナ１１１が設けられている。

バーナ１１１は、その中心部に１次燃焼室１５７を備え
、該１次燃焼室１５７は、その上流側に位置して空気比
１以下の主燃焼火炎を形成する主ノズルとなる主混合気
流路２１２と、主混合気流路２１２の外周部に配置され
てパイロット火炎を形成するパイロワ１〜火炎孔１５６
を備えた円環状板の安定板５５と、安定板５５の外周部
に配置されて１次燃焼室１５７の上流側壁面を植成する
）次燃焼室側壁２１７と、１次燃焼ｒＭ側壁２１７の外
周部に設置される水冷管１５８で形成された壁面と、該
壁面に上流側の端面に接し、他端を火炉１１、２に面し
てバーナスローｌ−１４３内に遁１１（させた円筒状の
１次燃焼室外壁１４２とからなっている。

工法燃焼室１５７の火炉側には２次燃焼室２４０が形成
される。２次燃焼室２４０は上流側を１次燃焼室１５７
に接続し、下流側は火炉１１２に開口している。また、
２次燃焼室２４０の１次燃焼室１５７側開ロ部と火炉１
１２側開口部を結び構成する壁面は、バーナスロー１−
土４３と、バーナスロート１４３の内面を形成するノズ
ル２３７を８ １次燃焼室外壁１４２の炉側端部を共有するノズル２３
６とに囲まれた円環状の側温合気流路２３８を右し、２
次燃焼室２４０のバーナ中心軸直角方向の断面積が火炉
側に近づくにつれて大きくなるようにバーナスロー１−
１４３と側温合気流路２３８が設けられている。

２次燃焼室２４．０に開口部を有する側温合気流路２３
８の上流側は、ダンパ２３２．ウィンドボックス１７３
を介して空気供給ダクト１２２ａ。

１２２ｂを連通している。ノズル２３６とノズル２３７
の外周部には、円板１６０と円板２３５がそれぞれ設け
である。該円板１６０と円板２３５ががなす円環状の空
隙部に多数のレジスタ型の旋回羽１６２が装着されてい
る。個々の旋回羽には支持柱１６１が一体的に形成され
ている。この支持柱１６１は、その軸芯方向を１次燃焼
室外壁１４２をなす円筒の母線と平行にして設置され、
その端部を前記円板１６０および円板２３５に設けられ
た支持穴に回転可能に支持されている。旋回羽１６２の
下流側端面ば複数個の燃料噴射孔２５上を有し、燃料噴
射孔２５１は、旋回羽１６２内に設けたガス溜り２５２
．火炉側もしくはバナ側壁１４７側のいずれか一方の支
持柱１６１の中心部を貫通した供給管を介し、連通管２
３／Ｉを経て、気体燃料が供給される燃料溜りに接続さ
Ｊしている。円板１６０と円板２３５の上流側端面には
ダンパ２３２が一体的に取付けられている。ダンパ２３
２の上流側には、バーナ側壁を貫通した調節棒２３０と
一体的に形成された可動ダンパ２３１が取付けられてい
る。ダンパ２３２と可動ダンパ２３１は共に円形の開孔
部を複数個有し、可動ダンパ２３１は調節棒２３０にて
一次燃焼室外壁１４２の母線方向に動かされることによ
り、下流方向に投影した開孔部の面積は調節される。

即ち、可動ダンパ２３↓の開孔部がダンパ２３２の開孔
部と重なる時の開孔部の面積が最も大きく、側温合気流
路へ流入する空気流址は最大となる。

逆に、可動ダンパ２３↓の開孔部がダンパ２３２の開孔
部と全く重ならぬ様に開孔部の面積を調節した時は開孔
部の面積を最小とし、副混合気流路へ流入する空気流量
は最小となる。可動ダンパ２３１は複数個の開孔部を有
する場合について記述したが、開孔部を有さぬ円筒状の
板による可動ダンパ２３１でも目的を達することができ
る。

パイロン１−火炎を形成する安定板１５５の内周側に設
けられた主燃焼火炎を形成する主混合気流路は、１次ス
ロート２１０と、１次スロート２１０の外周側に遊嵌さ
れた予混合スロート１４０で形成される円環状の流路で
ある。１次スロート２１０の」二流側は円弧の断面形状
をなすノズル２０８に接続され、予混合スロート１４０
の上流側は円弧の断面形状をなすノズル２０９に接続さ
れている。

ノズル２０８の上流側端面ばバーナ側壁に接続されてお
り、ノズル２０９の上流側端面ばバーナ側壁１４．７の
火炉側に設けられた予混合側壁２１１に接続されている
。該バーナ側壁１４７と予混合側壁２１１がなす円環状
の空隙部に多数のレジスタ型の旋回羽２０６が装着され
ている。個々の旋回羽２０６には支持柱２０７が一体的
に形成されている。この支持柱２０７は、その軸芯方向
を１次燃焼室外壁１４２をなす円筒の母線と平行にして
設置され、その端部をバーナ側壁上４７および予混合側
壁２１１に設けられた支持穴で回転可能に支持されてい
る。また支持柱２０７は旋回羽２０６の下流側に近い所
に取付けられており、旋回羽２０６に角度を持たせて旋
回強度を高くしても、隣接する旋回羽が接触して旋回朝
出１１の開「、ｆ面積を小さくさせることはない。予混
合側壁２１］の上流側端面ば、１次燃焼室外壁１４２と
同心固状に配置させたダンパ２０５が接続されており、
ダンパ２０５の他端はバーナ側壁↓４７に接続されてい
る。ダンパ２０５の外周側には、調節棒２０３と一体的
に形成された可動ダンパ２０４が設けてあり、ダンパ２
０５と可動ダンパ２０４は、ダンパ２３１と可動ダンパ
２３２と同等の構造と動作を有する。

旋回羽の下流側には、ノズル２０８を貫通した燃料管２
０１が複数個取付けられており、個々の燃料管の火炉側
には、噴射孔２０２が設けられている。噴射孔２０２の
下流側は主混合気流路に開１ ５２ ０している。噴射孔２０２の上流側は、燃料管２０１、
複数の燃料管２０１と接続した燃料溜り２００を介し、
燃料管１７９に接続されている。

１次スロート２１０は内周部に筒２１５を保持している
。筒２１５の火炉側に接続された流路調節弁２１６は、
上流側か流路調節弁と同等の径をなし、火炉側に行くに
つれて流路調節弁２１６の径が大きくなる特徴を有する
。流路調節弁２１６は、１次スロート２１０と筒２１５
、並びに、ノズル２０８に接続され中心部に流速調節棒
のガイドを有するめくら板２１３により、１次燃焼室外
壁１４２の母線方向に移動可能なように保持されており
、筒２１６に一体的に接続された流速調節棒２１４は流
速調節弁２１６を調節する。流速調節弁２１６を上流側
に移動（第２０図の実線の状態）させると、主混合気流
路２１２の１次燃焼室１５７に面した流路面積は最小に
なり、下流側に移動（第２０図の破線の状態）した流速
調節弁２１６は主混合気流路２１２の１次燃焼室１５７
側の流路面積を最大にする。

流速調節弁２１６は、主予混合気流路２１２への混合気
供給量に応じて動作し、主混合気流量２１２の１次燃焼
室１５７側の流路面積を調節する。例えば、主予混合気
流路２１２から噴出する予混合気の速度が予混合気の供
給流量に依らずほぼ一定となるように動作することがで
きる。これにより、低負荷の予混合気供給量が少ない条
件においても、火炎が主混合気流路内を過大することを
防ぐことができる。また、空気の体積流量は予熱温度で
も変動するが、空気の予湿温度を計測し体積膨張を補正
するように流路調節弁２１６が動作すれば、主予混合気
の噴出速度は予熱温度に依らず一定に保つことができる
。さらに、流路調節弁２１６に保炎器を取付けること、
主燃焼火炎は一層安定になる。

可動ダンパ２０４及び２３２は調節棒２０３゜２３１に
て可動ダンパとダンパの相対位置を変化し、可動ダンパ
とダンパが重なって形成される開孔部の面積は変化する
。即ち、可動ダンパは、その位置により前記開孔部の面
積を変化させ、主混合気流路２上２又は側温合気流１１
２３８に流入する空気流量を調節するように動作する。

また、旋回羽２０６又は１６２の角度により旋回羽で生
ずる圧力損失は変化するため、流入空気流量は旋回強度
で変化する。可動ダンパ人口と旋回羽出口の間の圧力損
失が一定となるように、前記開孔部の面積を変えれば、
流入空気流量は旋回強度によらず一定に保たれる。

燃料溜り２３３から供給される燃料は、連通管２３４、
支持柱１６１．旋回羽１６２内に保持されたガス溜２５
２を介し、旋回羽１６２の下流側端面に設けられた複数
の燃料噴射孔２５１から噴出し、副流合気流路２３８へ
流入した空気と混合し副燃焼火炎となる予混合気を形成
する。旋回羽１６２に設けた燃料噴射孔２５１から気体
燃料を噴出する方法は、流路内に燃料管２０１を突出さ
せて気体燃料を混合させる方法に比へで、空気を気体燃
料の混合に要する時間を短くすることができ、副流合気
流路の長さは主混合気流路より短くする。これは、旋回
羽後流に形成される渦２５４の乱流強度は燃料管２０２
の下流側の乱流強度よりも強いためであり、噴出された
気体燃料は渦２５４に巻き込まれた後に、ｌｆｉ　２５
４が形成する微細渦により空気と完全に混合される。気
体燃料と空気の混合は、旋回羽の表面に突起物を設は乱
流強度を強くすると、より一層促進される。さらに、旋
回羽１６２から気体燃料を噴出する方法は、旋回羽の下
流側に障害物を持たぬため、旋回羽で形成された旋回流
は障害物で減衰しない。

主燃焼火炎と副燃焼火炎を形成するように、燃料を分割
して供給する。燃焼負荷の低く燃料供給量の少ない時は
、ボイラは側温合気流路へ〇（給する燃料を遮断するよ
うに運転する。

安定板１５５は、空気比１以上、望ましくは１．０〜１
．５の予混合気を、数ｍ／ｓ、望ましくは、ｌ〜３ｍ／
ｓで上次燃焼室へ噴出し、予混合のパイロン１〜火炎を
形成する。主燃焼混合気流路は、空気比１以下、望まし
くは０．５〜０．９の予混合気を２０〜５０　ｍ　／　
ｓで旋回流として１次燃焼室１５７へ噴出し、噴出され
た予混合気はパイロ ０ツト火炎で点火されて主燃焼火炎を形成する。

副燃焼混合気流路は、空気比１以上、望ましくは１．０
−１．５の予混合気を２０〜５０　ｍ　／　ｓで旋回流
として２次燃焼室１４０へ噴出し、噴出された予混合気
は主燃焼火炎で点火されて副燃焼火炎を形成する。主燃
焼火炎を形成する予混合気の空気比は１以下であるため
、火炎の最高温度は従来の拡散火炎に比べて低くサーマ
ルＮＯｘの発生が抑制されるとともに、燃焼によって発
生するサーマルＮＯｘは気体燃料の中間生成物により気
相還元され、窒素に転換する。さらに、主燃焼火炎で生
成される中間生成物は、副燃焼火炎で生ずるサーマルＮ
Ｏｘも気相還元し、窒素に転換する。この主燃料火炎に
よる副燃焼火炎の気相還元は、副流合気流路の混合気が
主燃焼火炎と衝突するように、１次燃焼室に平行でない
角度を持たせることで、より一層促進する。また、２次
燃焼室の流れ方向の断面積は火炉側へ向うにつれて大き
くなるので、主燃焼火炎と副燃焼火炎が形成される２次
燃焼室の風俗速度が高くなることもない。

パイロット火炎は、予混合気で形成される例について記
載したが、パイロット火炎の目的は主燃焼火炎を着火す
ることにある。従って、少量の燃料を１次燃焼室内へ噴
出し、燃料の周辺から空気を噴出して火炎を形成する方
法、即ち、拡散火炎によるパイロット火炎の形成方法は
、本発明の目的を逸脱するものではない。

本実施例では、気体燃料を３分割して供給し、パイロッ
ト火炎、主燃焼火炎、副燃焼火炎を形成し、前記火炎に
順に次々と着火させるバーナ構造について記載したが、
バーナ構成の許す限り、気体燃料は３分割以上しても良
い。

放射伝熱管１１５ｂは火炉１１２と煙道１１４ａに、放
射伝熱管１１５ｃは火炉１１２および煙道１１４ｂに、
それぞれ接し、該放射伝熱管１］５ｂおよび１１５ｃの
煙道側の表面温度は、煙道内の燃焼排ガス温度とほぼ等
しくなる。これにより、放射伝熱管の火炉と反対側の面
から外部へ漏出する熱量は、放射伝熱管の火炉外側部を
断熱材でおおっていた従来技術に比べて減少し、ボイラ
の熱効率が向上した。

接触伝熱管上１９は、燃焼ガスの流れ方向と平行でない
向きに複数個配置されているので、該接触伝熱管１１．
９の表面近傍の流れは乱流状態に保たれ、熱伝達率が高
くなるとともに、限られた火炉容積において数ｔ／ｈ〜
数百ｔ／ｈの蒸発量のボイラに必要な伝熱面積の確保を
可能にした。

水蒸気伝熱管１１７中を流れつつ加熱された水蒸気は蒸
気ａ１２９に流入し、蒸気トラ４１２８中の水面下に設
けられた蒸気溜中で該蒸気溜１２９の管壁を介して蒸気
ドラム１２８中の水と熱交換する。この水蒸気は蒸気ド
ラム中の水を加熱し、自己は凝縮されて水となったのち
、図示されていない還水管を経て、水溜］３３へ還流す
る。水溜１３３へ還流した水は、水蒸気発生管１１６ａ
または１１６ｂを通過しつつ加熱されて気化し、放射伝
熱管１１６ｃと水蒸気伝熱管１１７または放射伝熱管１
１６ｄと水蒸気伝熱管１↓７で火炎の熱を吸収して更に
加熱され、蒸気溜１２９へ流入し、蒸気ドラム１２８内
に内装された蒸気溜において蒸気ドラム１２８中に保持
された水と熱交換する。これにより、火炎の接触による
伝熱管の破損や焼損を生ずることなく、熱媒体の移動と
凝縮を組合わせて従来の１．５〜２倍の４５，０００−
６０，０ＯＯＫｃａＱ／ｍｈの熱交換が実現された。

加熱流路１７０に設置された過熱器１１８は、加熱流路
１７０の曲り流路における燃焼ガスの偏流および剥離を
防止し、煙道１１４人口での燃焼排ガスの速度を均質化
し、これにより、煙道１１４内部の熱交換効率が向上す
るとともに、局部的に高い熱吸収量を有する伝熱管がな
くなり、焼損等の破損を防いだ。

上部煙道１．１４．　ｄの最上流側に設けられた第２空
気予熱器１２４は、加熱度調節弁１２５の開度調整によ
り、流入する空気量が調節されて第２空気予熱器１２４
内において燃焼排ガスから取り去られる熱量が調節され
、この結果未燃ガス燃焼器１２６へ流入する燃焼排ガス
の温度が、未燃ガス反応器に用いられている触媒の活性
温度から決められる温度範囲に保持される。このように
、第２９− ０ 空気予熱器１２４へ流入する空気の量を加減することに
より、ボイラの負荷が変化しても未燃ガス燃焼器１２６
人口の燃焼排ガス温度を設定温度範囲に保つことが可能
である。また、第２空気予熱器１２４は、未燃ガス燃焼
器上２Ｇの上流側に接して設けられており、燃焼排ガス
は、第２空気予熱器の煙管を通過しつつ整流されて、未
燃ガス燃焼器１２６へ流入する。

未燃ガス燃焼器１２６によれば、燃焼排ガスと触媒の接
触時間を制御することにより、燃焼排ガスの未燃ガスで
ある一酸化炭素濃度を低減することが可能であり、接触
時間を０．１〜１　秒として、−酸化炭素濃度を数千ｐ
ｐｍから１１００ＰＰ以下にできた。未燃ガス燃焼器と
しては、排ガス中で小量で気体燃料を燃焼させ、この燃
焼によって形成される高温ガスと排ガス中の一酸化炭素
を接触させて酸化し二酸化炭素とすることも可能である
が、この場合は排ガスの未燃ガス燃焼器内の滞溜時間を
約１〜２秒にする必要があり、未燃ガス燃焼器の長さが
長くなるので、ボイラの小形化という観点からは好まし
くない。

第１９図は、ボイラ出口の燃焼排ガスに含まれるＮ　Ｏ
ｘ濃度および一酸化炭素濃度と酸素濃度の関係を示す特
性図で、実線が従来のボイラの場合、破線が従来のボイ
ラの火炉容積を変えて本実施例と同等まで燃焼負荷を高
くした場合の従来ボイラの特性であって、いずれの場合
も同一バーナを用いた。従来ボイラの燃焼負荷を高くす
ると火炉内のガス温度が高くなるため、サーマルＮＯｘ
の発生量が増加し、燃焼負荷を高くした場合のＮＯｘ濃
度を示す破１１１Ａａは、燃焼負荷を高くしない場合の
Ｎ　Ｏｘ濃度を示す実線Ａよりも上方になり、同一酸素
濃度におけるＮＯｘ濃度は増加する。一方、火炉内のガ
ス滞留時間は、燃焼負荷の増加とともに減少し、気体燃
料と高温ガスとの接触時間が短くなるため、未燃成分、
特に−酸化炭素濃度は、燃焼負荷が高くしない場合の濃
度を示す実線Ｂに対し、燃焼負荷を高くした場合の一酸
化炭素濃度を示す破線すは上方になり、同一酸素濃度に
おける一酸化炭素濃度は増加する。

未燃ガス燃焼器１２６を備えた本実施例においては、排
ガス中の一酸化炭素濃度が、−点鎖線Ｃで示されるよう
に低下するのて、実線Ｂ、破線すで示される一酸化炭素
濃度と同−一酸化炭素濃度を得るために維持すべき酸素
濃度が低く、この酸素濃度を０．３　　とすることによ
ってＮｏｘｆｌＪ度Ｎ３も、同−一酸化炭素濃度とした
場合の従来ボイラのＮ　Ｏｘ　４度Ｎ１、高負荷燃焼の
従来ボイラのＮ　Ｏｘ　４１度Ｎ２よりも低くなる。つ
まり、未燃カス燃焼器を設けることにより、従来よりも
排ガス中の酸素濃度を低くした低酸素運転が可能になり
、ＮＯｘが低減される。また、火炉］１２に供給される
過剰空気量を減らすことにより増加する一酸化炭素の排
出量を未燃ガス燃焼器を用いて抑制できるから、火炉内
で発生する−・酸化炭素の量を抑制するために必要な火
炉大きさに制限されることなく火炉を小さくてきる効果
がある。

予混合スロー１−１４０は、空気比１以下、望ましくは
０　、５−０　、９の予混合気を２０−５０ｍ／Ｓで旋
回流としてコ次燃焼室１５７へ噴出し、噴出された予混
合気はパイロット火炎で点火されて主燃焼火炎を形成す
る。主燃焼火炎を形成する予混合気の空気比は１以下で
あるため、燃焼によって発生するサーマルＮＯｘは気体
燃料の燃焼中間生成物により気相還元され、窒素に転換
する。これにより、同一酸素濃度におけるＮｏｘａ度が
、第１９図の破線すで示された値よりも低減される。

また、主燃焼火炎は、予混合燃焼するため、混合律速の
拡散火炎に比べて燃焼速度が早く、短炎化することが可
能である。

一次燃焼室１５７は、主燃焼火炎の空気比）以下での燃
焼域を確保するとともに、燃焼空気流路２３８から噴出
される燃焼用空気による、パイロット火炎並びに主燃焼
火炎の不安定化を防止する。

この燃焼の不安定化防止のためには、１次燃焼室１５７
の内径ｄと長さ悲の比Ｑ／ｄを０．２〜２、望ましくは
Ｑ／ｄを、０．３〜０．９にする。

上記ボイラは、予混合室１７７へ空気を所定量供給し、
燃料ノズル１５２へ気体燃料を供給して空気比を１．２
付近に設定してパイロット火炎を６３ 一劇一 形成後、空気比０．６　付近を維持しつつ、主予混合気
流路２１２へ供給する空気と燃料の量を増加させて、所
定の燃焼負荷に設定する方法で起動される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、予混合気ノズル噴出口の下流に、噴出
される予混合気体の主流方向に平行にならないように設
置した板の作用により、予混合気の燃焼が噴流の中心部
より進行し易くすることで、予混合火炎の安定性を向上
することができる。又、混合気の燃焼が始まる前に、混
合気噴流の外周において燃焼ガスの一部を混合気に混入
させることで、空気過剰率１．０　近辺においても予混
合火炎からのＮＯｘを大幅に低減することができる。本
発明の予混合燃焼方式のボイラでは同し空気過剰率下で
の発生ＮＯｘは、燃焼負荷を増大させてもほとんど変化
しないため、高負荷でかつ低ＮＯｘのボイラが実現でき
る。又、予混合ノズルを複数個設置し、かつこれらに保
炎用の拡散燃焼バーナを近接して設置することにより、
ボイラ負荷を１０％から１００％まで安定して変化する
ことができる。

なお、本発明の変形例として、バーナに１次燃焼室を設
け、ここで空気比０．５〜０．９の低空気比で燃焼し、
ここから発生する未燃分は２次ノズルから噴出される残
存酸素により完全燃焼することで単一のバーナによって
も高負荷低ＮＯｘ燃焼が実現できる。

本発明のボイラは、燃焼ガス中の未燃分を排ガスダクト
の途中で燃焼させる構造としたため、未燃分がボイラ外
部へ排出されるのを著しく低減でき、低ＮＯｘ燃焼を実
現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は低ＮＯｘボイラ用バーナの概略図、第
３図は低Ｎ　Ｏｘボイラの概略図、第４図はボイラ負荷
と燃料供給率の関係を示すグラフ、第５図と第６図と第
８図は低ＮＯｘボイラ用バーナの燃焼特性図、第７＠（
ａ）と第７図（ｂ）は保炎器の有無による火炎形状を示
す断面図、第９図（ａ）は低ＮＯｘボイラ用バーナの他
の例を示す平面図、第９図（ｂ）は側断面図、第１０図
はボイラ負荷と燃料供給率の関係を示すグラフ、第１１
図は低ＮＯｘボイラ用バーナの他の例を示す側断面図、
第Ｉ２図（ａ）は低ＮＯｘボイラ用バーナの更に他の例
を示す平面図、第１２図（ｂ）は同じく側面断面図、第
１３図（ａ）は低ＮＯｘボイラ用バーナの他の変形例を
示す平面図、第１３図（ｂ）は同じく側面断面図、第１
４図（ａ）及び第Ｉ４図（ｂ）は整流手段による影響を
示した特性図、第１５図は本発明のボイラの一実施例を
示す断面図、第１６図は第１５図のｍ−ｍ線に沿う断面
図、第１７図は第１５図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、
第１８図は第１６図および第１７図の■−■線に沿う水
平断面図、第１９図は排ガス中のＮＯｘ、Ｇｏ、０２の
濃度の関係を示す概念図、第２０図は第１５図における
バーナ部分の詳細構造を示す断面図である。 １・・・保炎器、２・・・ノズル、３・・・整流板、４
・・・燃料ノズル、６・・・拡散火炎用バーナ、１１４
・・・排ガスダクト、１１７・・・伝熱管、１２６・・
・未燃分燃焼器、ボイラ負荷（％） 第 図 第 ６ 図 予混合気の空気過剰率 第 図 （ａ） （ｂ） 特開平３−１９９８０５　（２２） 第１２図 （ａ） （ｂ） 第１３図 （ａ） （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、火炉と、 該火炉に設けられた気体燃料燃焼用バーナ、該火炉内に
   位置し、内部に水が通る流路を有し、前記バーナによる
   燃焼熱によつて水を加熱して蒸気を発生させる伝熱管、 該伝熱管と連通しており、該伝熱管内を流れる蒸気を滞
   める蒸気ドラム、 前記火炉内に位置し気体燃料の燃焼によって発生した燃
   焼ガスをボイラ外部へ排出する排ガスダクト、 該排ガスダクトの途中に位置し、該ダクト内を流れる燃
   焼ガス中の未燃分を燃焼する未燃分燃焼手段、 を具備し、前記気体燃料燃焼用バーナには、気体燃料と
   燃焼用空気とを予め混合した混合気を噴出するノズルと
   、該ノズルの噴出口の下流側近傍に位置し該予混合気の
   流れをさえぎつて後流側で循環流を形成する保炎手段、 を備えたことを特徴とする低ＮＯ＿ｘボイラ。 ２、火炉、 該火炉に設けられた気体燃料燃焼用バーナ、該火炉内に
   位置し、内部に水が通る流路を有し、前記バーナによる
   燃焼熱によつて水を加熱して蒸気を発生させる伝熱管、 該伝熱管と連通しており、該伝熱管内を流れる蒸気を滞
   める蒸気ドラム、 前記火炉内に位置し気体燃料の燃焼によつて発生した燃
   焼ガスをボイラ外部へ排出する排ガスダクト、 該排ガスダクトの途中に位置し、該ダクト内を流れる燃
   焼ガス中の未燃分を燃焼する未燃分燃焼手段、 を具備し、 前記気体燃料燃焼用バーナには、気体燃料と燃焼用空気
   とが混合された混合気を直進流として噴出するノズルと
   、該ノズル内に位置し多数の通気孔を有し該混合流を該
   通気孔を通すことによつて整流する整流手段と、該ノズ
   ルの噴出口近傍に位置し該混合気の流れをさえぎつて後
   流側で循環流を形成する保炎手段、 を備えたことを特徴とする低ＮＯ＿ｘボイラ。 ３、火炉、 該火炉に設けられた気体燃料燃焼用バーナ、該火炉内に
   位置し、内部に水が通る流路を有し、前記バーナによる
   燃焼熱によつて水を加熱して蒸気を発生させる伝熱管、 該伝熱管と連通しており、該伝熱管内を流れる蒸気を滞
   める蒸気ドラム、 前記火炉内に位置し気体燃料の燃焼によつて発生した燃
   焼ガスをボイラ外部へ排出する排ガスダクト、 該排ガスダクトの途中に位置し、該ダクト内を流れる燃
   焼ガス中の未燃分を燃焼する未燃分燃焼手段、 を具備し、前記気体燃料燃焼用バーナには、気体燃料と
   燃焼用空気とが予め混合した混合気を噴出するノズルと
   、該ノズルの噴出口下流側近傍に位置し、平板或いは円
   錐状の筒形を有し該混合気の流れをさえぎつてその後流
   側で循環流を形成する保炎手段を備えたことを特徴とす
   る低ＮＯ＿ｘボイラ。 ４、請求項３において、前記保炎手段として前記ノズル
   断面積より小さな面積の板を備えたことを特徴とする低
   ＮＯ＿ｘボイラ。 ５、火炉、 該火炉に設けられた複数の気体燃料燃焼用バーナ、 該火炉内に位置し、内部に水が通る流路を有し、前記バ
   ーナによる燃焼熱によつて水を加熱して蒸気を発生させ
   る伝熱管、 該伝熱管と連通しており、該伝熱管内を流れる蒸気を滞
   める蒸気ドラム、 前記火炉内に位置し気体燃料の燃焼によつて発生した燃
   焼ガスをボイラ外部へ排出する排ガスダクト、 該排ガスダクトの途中に位置し、該ダクト内を流れる燃
   焼ガス中の未燃分を燃焼する未燃分燃焼手段、 を具備し、 前記複数の気体燃料燃焼用バーナは、拡散燃焼用バーナ
   と該拡散燃焼用バーナの周囲に位置する複数の予混合気
   燃焼用バーナを備え、該予混合気燃焼用バーナの少なく
   とも１つに予混合気の流れをさえぎつて後流側で循環流
   を形成する保炎手段を備えたことを特徴とする低ＮＯ＿
   ｘボイラ。 ６、請求項５において、前記予混合気燃焼用バーナに該
   予混合気を整流する多数の通気孔を有する整流手段を備
   えたことを特徴とする低ＮＯ＿ｘボイラ。 ７、請求項５において、前記保炎手段として、前記バー
   ナの予混合気噴出ノズル断面積よりも小さい断面積を有
   する板を前記予混合気の流れをさえぎるように備えたこ
   とを特徴とする低ＮＯ＿ｘボイラ。 ８、請求項５において、前記保炎手段として円錐状をし
   た筒を該バーナの噴出口下流側近傍に備えたことを特徴
   とする低ＮＯ＿ｘボイラ。 ９、請求項５において、前記拡散燃焼用バーナに保炎手
   段を備えたことを特徴とする低ＮＯ＿ｘボイラ。 １０、火炉、 該火炉に設けられた複数の気体燃料燃焼用バーナ、 該火炉内に位置し、内部に水が通る流路を有し、前記バ
   ーナによる燃焼熱によつて水を加熱して蒸気を発生させ
   る伝熱管、 該伝熱管と連通しており、該伝熱管内を流れる蒸気を滞
   める蒸気ドラム、 前記火炉内に位置し気体燃料の燃焼によつて発生した燃
   焼ガスをボイラ外部へ排出する排ガスダクト、 該排ガスダクトの途中に位置し、該ダクト内を流れる燃
   焼ガス中の未燃分を燃焼する未燃分燃焼手段、 を具備し、 前記複数の気体燃料燃焼用バーナは、拡散燃焼用バーナ
   と、該拡散燃焼用バーナの周囲に円環状に位置する複数
   の予混合気燃焼用バーナとを備え、該予混合気燃焼用バ
   ーナの少なくとも１つに予混合気の流れをさえぎって後
   流側で循環流を形成する保炎手段を備えたことを特徴と
   する低ＮＯ＿ｘボイラ。 １１、請求項１０において、前記保炎手段として前記ノ
   ズル断面積より小さな面積の板を備えたことを特徴とす
   る低ＮＯ＿ｘボイラ。 １２、火炉、 該火炉に設けられた複数の気体燃料燃焼用バーナ、 該火炉内に位置し、内部に水が通る流路を有し、前記バ
   ーナによる燃焼熱によつて水を加熱して蒸気を発生させ
   る伝熱管、 該伝熱管と連通しており、該伝熱管内を流れる蒸気を滞
   める蒸気ドラム、 前記火炉内に位置し気体燃料の燃焼によつて発生した燃
   焼ガスをボイラ外部へ排出する排ガスダクト、 該排ガスダクトの途中に位置し、該ダクト内を流れる燃
   焼ガス中の未燃分を燃焼する未燃分燃焼手段、 を具備し、 前記複数の気体燃料燃焼用バーナは、第１の拡散燃焼用
   バーナと該第１の拡散燃焼用バーナの周囲に位置する複
   数の予混合気燃焼用バーナを備え、該予混合気燃焼用バ
   ーナの少なくとも１つに予混合気の流れをさえぎつて後
   流側で循環流を形成する保炎手段を備え、 且つ該予混合気燃焼用バーナ内に該予混合火炎安定化用
   の第２の拡散燃焼用バーナを備えたことを特徴とする低
   ＮＯ＿ｘボイラ。 １３、請求項１２において、前記第１の拡散燃焼用バー
   ナに保炎手段を備えたことを特徴とする低ＮＯ＿ｘボイ
   ラ。 １４、火炉、 該火炉に設けられた気体燃料燃焼用バーナ、該火炉内に
   位置し、内部に水が通る流路を有し、前記バーナによる
   燃焼熱によつて水を加熱して蒸気を発生させる伝熱管、 該伝熱管と連通しており、該伝熱管内を流れる蒸気を滞
   める蒸気ドラム、 前記火炉内に位置し気体燃料の燃焼によつて発生した燃
   焼ガスをボイラ外部へ排出する排ガスダクト、 該排ガスダクトの途中に位置し、該ダクト内を流れる燃
   焼ガス中の未燃分を燃焼する未燃分燃焼手段、 を具備し、 前記気体燃料燃焼用バーナが、気体燃料と空気との予混
   合気を噴出する１次ノズルと、該１次ノズルの火炉側に
   設けられ、その内側に１次燃焼室を形成する円筒状又は
   円錐台状の１次燃焼室外壁と、該１次燃焼室外壁外周に
   同心円状に設けられた燃焼用空気を噴出する２次ノズル
   、および該１次ノズルの予混合気噴出口の下流側近傍に
   位置し該予混合気の流れをさえぎつて後流側で循環流を
   形成させる保炎手段、 を備えたことを特徴とする低ＮＯ＿ｘボイラ。 １５、気体燃料と空気とが混合された混合気を直進流と
   して噴出するノズルと、 該ノズル内に位置し、多数の通気孔を有し該混合気を該
   通気孔を通すことによつて整流する整流手段と、 該ノズルの噴出口下流側近傍に該混合気の流れをさえぎ
   るように位置し、該ノズルの断面積よりも小さい断面積
   を有し、該混合気の流れをさえぎつて後流側で循環流を
   作る保炎手段と、を具備したことを特徴とするボイラ用
   バーナ。 １６、気体燃料と空気との予混合気を噴出する１次ノズ
   ルと、該１次ノズルの火炉側に設けられその内側に１次
   燃焼室を形成する円筒状又は円錐台状の１次燃焼室外壁
   と、該１次燃焼室外壁外周に同心円状に設けられた燃焼
   用空気噴出用２次ノズル、および該１次ノズルの予混合
   気噴出口の下流側近傍に位置し該予混合気の流れをさえ
   ぎつて後流側で循環流を生成する保炎手段を具備したこ
   とを特徴とするボイラ用バーナ。