WO1998003819A1

WO1998003819A1 - Bruleur et dispositif a combustion correspondant

Info

Publication number: WO1998003819A1
Application number: PCT/JP1997/001488
Authority: WO
Inventors: Toshikazu Tsumura; Kenji Kiyama; Tadashi Jimbo; Shigeki Morita; Kouji Kuramashi; Kunio Okiura; Shinichiro Nomura; Miki Mori; Noriyuki Ohyatsu; Noboru Takarayama; Toshihiko Mine; Hironobu Kobayashi; Hirofumi Okazaki
Original assignee: Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1997-04-30
Publication date: 1998-01-29
Also published as: EP1335164A1; PL185103B1; CN1154800C; PL325530A1; DE69732341T2; EP0852315A4; DE69735965D1; DK1335164T3; CZ77698A3; ATE288051T1; RO118900B1; EP1335164B1; TW350905B; EP0852315B1; DE69732341D1; ID17830A; KR100268241B1; CA2231403C; CN1198207A; DE69735965T2

Description

明細書発明の名称

燃焼用バーナおよび該パーナを備えた燃焼装置技術分野

本発明は、燃焼用パーナに関するものである。さらに、本発明は、燃焼用バーナを備えた燃焼装置、例えばボイラ、加熱炉または熱風発生炉に関するものである。

背景技術

この種の燃焼用バーナは、固体燃料と搬送用一次気体とを含む混合流体が火炉に向って流れる混合流体流路を画定している混合気ノズルと、二次気体または二次および三次気体が流れる気体流路を画定している気体供給ノズルとを備えている。二次および三次気体は、混合気体を取囲んで流れている。また、混合気ノズル内には、着火用のオイルパーナが設けられている。

従来の燃焼用パーナにあっては、混合気ノズルの出口先端に保炎リングが設けられており、二次および三次気体は旋回発生器により旋回され気体供給ノズルから吹出される。

燃焼用パーナの運転中、混合気ノズルの出口付近には、着火域とその内側の未着火域とを含む還元域が形成され、さらに還元域を取囲む酸素の多いエアーリツチ域が形成される。還元域での燃焼率を高めることにより、低 N O x燃焼が可能となる。

近年、燃焼用バ一ナにおける低 N O x燃焼が要求されるとともに、大容量の燃焼用パーナが要求されている。これにより、燃焼用パーナの混合気ノズルの径が大きくなつてきている。

混合気ノズルの怪が大きくなると、これに応じて還元域での着火域が相対的に減少する。その結果、還元域での低 N O x燃焼が抑えられることになる。

発明の開示

よって、本発明は大容量の燃焼用バーナであっても、低 N O x燃焼が可能となる燃焼用パーナを提供することを目的としている。

この目的を達成するため、本発明にあっては、粉末固体燃料とこの固体燃料の搬送用気体とを含む混合流体が火炉に向つて流れる混合流体流路を画定している混合気ノズルと、この混合気ノズルを取囲んで設けられ、燃焼用酸素含有気体が流れる気体流路と、混合気ノズルの先端外周部近傍の高温ガスを混合流体内に流入させる手段とを設けたことを特徴とする燃焼用パーナが提供される。

図面の簡単な説明

F i g. 1は、本発明の一実施例による燃焼用パーナを示す縦断面図、 F i g. 2は、 F i g. 1の II— II線から見た正面図、

F i g s. 3-4 は、それぞれ F i g. 2の ΙΠ — 111 線および IV— IV線から見た破断断面図、

F i g. 5は、 F i g. 1の V— V線から見た断面図、

F i g. 6は、 F i g. 1に示された保炎リングの外周部を示す破断断面図、

F i g. 7は、 F i g. 1に示されたパーナの火炎状態を示す断面図、 F i g. 8は、 F i g. 1に示された噴射ノズル近傍の混合流体の流れを示す図、

F i g. 9は、変更された噴射ノズル近傍の混合流体の流れを示す図、

F i g s. 10-12は、噴射ノズルの変更された配置を示す図、

F i g. 13 は、 F i g. 1に示されたバーナを用いたボイラの系統図、 F i g. 14 は、別の実施例に基づいた燃焼用パーナを示す縦断面図、 F i g. 15 は、 F i g. 14 の XV— XV線から見た正面図、

F i g. 16 は、さらに別の実施例に基づいた燃焼用バ一ナを示す縦断面図、 F i g. 17 は、 F i g. 16の XVII— XVI I線から見た正面図、

F i g. 18 は、別の実施例に基づいた燃焼用パーナを示す断面図、

F i g. 19 は、また別の実施例に基づいた燃焼用バーナを示す縦断面図、

F i g. 20 は、 F i g. 19の XX— XX線から見た正面図、

F i g. 21 は、別の実施例に基づいた燃焼用パーナを示す縦断面図、

F i g. 22 は、 F i g. 21 の XXI I— XXI 1線から見た正面図、

F i g. 23 は、さらに別の実施例に基づいた燃焼用バーナを示す縦断面図、 F i g. 24 は、 F i g. 21 に示された二次空気分離ディスクを示す斜視図、 F i g. 25 は、別の実施例に基づいて燃焼用パーナを示す縦断面図、

F i g. 26 は、 F i g. 25の XXVI— XXVI線から見た正面図、

F i gs. 27- 28は、それぞれ別の二次空気分離プレートを示す斜視図、

F i gs. 29- 34は、それぞれ別の噴射ノズルを示す斜視図、

F i g s. 35- 36は、それぞれ火炎の状態を示す図、

F i g s. 37-39は、噴射開口を示す底面図、

F i g. 40 は、また別の実施例に基づいた燃焼用バ一ナを示す縦断面図、

F i g. 41 は、さらに別の実施例に基づいた燃焼用パーナを示す縦断面図、 F i g. 42 は、 F i g. 41 の XXXXI I—XXXXl 1線から見た正面図、

F i g. 43 は、 F i g. 41 の XXXXI 11 — XXXXI Π 線から見た断面図、

F i g. 44 は、橋渡し部近傍のガスの流れを示す破断断面図、そして

F i g. 45 は、別の実施例の橋渡し部を示す正面図。

発明を実施するための最良の形態

F i g. 1に示された燃焼用パーナにあっては、燃料の微粉炭と搬送用空気の混合流体 1は混合気ノズル 2によって画定される混合流体流路を通して火炉 4に供給される。混合気ノズル 2の先端部には外周部が L字形断面形状を有する保炎リング 3が設置されている。

混合気ノズル 2の外周には風箱 5より燃焼用空気（二次空気 6及び三次空気 9 ) が供給される。二次空気 6及び三次空気 9はそれぞれの旋回発生器 7及び旋回発生器 1 0によって適正な旋回が与えられ、低 NO X燃焼に最適な条件が得られる。三次空気 9は更に案内板 1 1によって外側に広げられ、火炎中心部を空気不足の状態に、いわゆる燃料過剰な状態にする。外周空気と混合流体 1が混合する前に還元領域で燃料の燃焼率を高めて低 N 0 X燃焼が可能となる。

ここでは内部保炎用気体として空気 2 1が用いられており、内部保炎用気体供給管 22を通して風箱 5内に設置されたヘッダ 23に導かれる。内部保炎用空気 2 1はさらに 4本のノズル 24を通して混合気ノズル 2の先端部まで導かれる。空気 2 1は保炎リング 3に隣接して設置された 4個の噴出口 25から混合気ノズル 2の中心部に向けて噴出されて、 4筋の保炎用空気噴流 26が形成される。 F i g. 5に示されるように、空気噴流 2 6は、あたかも剛体の保炎器のように作用し、その後流側に循環流 1 4を形成し、着火保炎を可能とする。

F i g. 6に示されるように保炎リング 3の後流には再循環高温ガス 1 5が存在し、保炎リング 3の近傍における着火保炎を促している。内部保炎用空気ノズル 2 4の噴射口から混合気ノズル 2の中心部に向けて噴出される空気噴流 2 6には同伴作用があるため、再循環高温ガス 1 5の一部 1 6は空気噴流 2 6に沿って混合流体 1の流れの中に流人し、その内部の着火保炎性能が高まる。また、空気噴流 2 6により混合流体の流れの乱れが増加するため、着火後の燃焼効率向上にも効果がある。

空気噴流 2 6は、その流速が低い場合には混合流体 1の流れに曲げられて混合気ノズル 2の中央部への到達が遅れる。着火領域拡大のためには、空気噴流 2 6 の流速は混合流体 1の流速の 3倍以上であることが望ましい。

空気噴流 2 6の周方向幅の合計の混合気ノズル 2の出口部周長に対する比率が大きいと、着火されるべき微粉炭の多くが混合気ノズル 2の中央部に押しやられるため、着火保炎性能が低下する。混合気ノズル 2の内径を d ( F i g . 1 ) 、保炎用空気噴流 2 6の幅を b (F i g . 2 ) とすると、混合気ノズル 2の出口周長は 7r d、空気噴流の周方向幅の合計は 4 bであるから、

7Γ d / 4 Q≤h≤π d / 8

であることが望ましい。

空気噴流 2 6により混合流体 1の流れに負圧部を形成させることができ、この負圧部の混合流体の流れに乱れを生じさせ、さらに空気噴流による高温ガスの同伴作用により、混合気ノズル先端の混合流体の未着火領域 C ( F i g. 7 ) の内部からの着火保炎を促進させる。

混合流体の流れに形成される負圧部は、混合気ノズルの先端部外周部近傍に設けられた 4つの空気ノズル 2 4から混合気ノズルの内側に向かって空気を噴出することにより行う。

空気ノズル 2 4からの空気の噴出流速を混合流体の流速の 3倍以上にすることにより空気噴流は混合流体の流れの中央部への到達が遅れることなく、未着火領域 C ( F i g. 7 ) における着火領域が拡大する。また、空気ノズル 2 4の噴出幅の合計を混合気ノズル先端部の周長の 1 0 %から 5 0 %の間にすると、着火されるべき混合流体が必要以上に一次ノズルの中央部に押しやられることがなく、気体噴流による未着火領域 C ( F i g. 7 ) での着火保炎性能が確保できる。空気ノズル 2 4の噴出方向を混合気体 1の流れに直交する方向とすると、混合流体 1の流れにより空気ノズル 2 5からの空気は実際には F i g. 8に示されるような空気噴流 2 6を形成するが、この気体噴流 2 6と混合気体 1の流れとの境界領域（混合気ノズル出口より少し下流側）に着火保炎領域が形成される。

また、 F i g. 9に示すように、空気ノズル 2 4の噴出方向を混合気ノズル 2 の内側の上流側に向けると、混合流体 1の流れにより空気ノズル 2 4から噴出する空気噴流 2 6が混合気ノズルの出口に押し戻され、混合気ノズル出口に着火保炎領域が形成される。

また、空気ノズル 2 4の噴出口 2 5の向きを空気ノズル 2 4の軸線まわりおよび Zまたは軸線と直交する軸線まわりに揺動可能にすること、あるいは空気ノズル 2 4をその軸線方向に移動可能にすることで、バ一ナ形状、燃料性状またはボイラ負荷などにより最適な位置から最適な方向に向けて空気を噴出することができる。また、空気ノズル 2 4の個数および配置は上述のものに限定されるものではなく、 F i g s . 1 0— 1 2に示されるように変更が可能である。

F i g. 1 3に示される、この実施例による燃焼用バ一ナを用いたボイラにおいて、一次空気ファン 3 1から供給された空気の一部は空気予熱機 3 4を通過し、残りは空気予熱機 3 4をバイパスする。それぞれは、一次冷空気ダクト 3 2と一次熱空気ダクト 3 5を通してパーナに供給される。それぞれの流量調整ダンバ 3 3、 3 6によって石炭粉砕機（ミル） 3 8の出口温度が所定の値になるように流量が調整され、ミル入口一次空気ダクト 3 7を経てミル 3 8に導かれる。

粉砕と乾燥を施された石炭（微粉炭）は搬送用空気とともに、送炭管 3 9を通してバーナに導かれ、混合気ノズル 2を通して火炉 4に供給される。その他の必要空気（燃焼用空気）は燃焼用空気ファン 4 1から供給され、空気予熱機 3 4で加熱された後、燃焼用空気ダクト 4 2を通して風箱 5に導かれ、パーナを通して火炉 4内へ供給される。

内部保炎用空気 2 1は、空気予熱機 3 4出口の一次空気の供給ラインから分岐して、内部保炎用空気供給管 2 2を通して内部保炎用空気ヘッダ 2 3に導かれる。その後の供給系統は F i g. 1に示す通りである。燃焼用空気に比べ搬送用空気は供給圧力が高く、内部保炎用空気として適している。また、空気予熱機 3 4からの高温空気を内部保炎用空気として用いることにより混合流体が加熱され燃焼効率が高められる効果がある。

内部保炎用空気を、パーナが運転されている期間のみ混合気ノズル 2に供給すれば本発明の目的は達成される。従って、複数のバーナを有する燃焼設備において、パーナの運転中に内部保炎用空気を供給し、パーナ休止中には供給停止することにより、高圧空気の供給動力が低減でき、効率面で有利となる。

また、バ一ナ負荷が低い場合には、混合流体 1の流速が低下するため、内部保炎用空気の流速は低くてもよい。バーナ負荷あるいはこれと同義のボイラ負荷などによって内部保炎用空気量を調整することによって、内部保炎用空気の供給動力を必要最低限に抑えた高効率な運転が可能になる。

内部保炎用空気は専用のファンで供給してもよい。この場合は、内部保炎用空気に最適な供袷圧力を設定できるため、動力面で効率的な運転が可能となる。この場合にも空気予熱機 3 4 ( F i g. 1 3 ) の上流の低温空気または下流の高温空気のいずれを供給してもよい。この場合、パーナが運転しているときには、空気予熱機 3 4の下流の高温空気を供給することで、内部保炎用気体噴出後に微粉炭および混合気流体 1を加熱して燃焼効率を高め、停止しているときには、空気予熱機 3 4の上流の低温空気を供給することで、バ一ナ出口部を冷却し、火炉内からの輻射熱の影響を抑えることができる。

内部保炎用気体として、酸素濃度を 2 1 %より高めた酸素富化空気を用いてもよい。この場合には、混合流体 1の着火保炎性能がさらに高められて、高効率な低 N O X燃焼がさらに促進される。

本発明は、その他のバーナ構造に対しても適用可能である。

F i g. 1 4に示されたバーナでは三次空気用案内板 1 1を貫通してノズル 2 4、が延在しており、 4筋の保炎用空気噴流 2 6 ( F i g . 1 5 ) を形成するものである。

F i g. 1 6に示されたパーナでは、混合気ノズル 2の外周に単一の燃焼用空気供給流路 4 6を有する。本パーナ構造において、特に、燃焼用空気に旋回を与えた場合に混合流体 1の流れと燃焼用空気 4 4の流れとの間に高温ガスの再循環流 1 5が形成されるため、本発明の効果が促進される。

F i g . 1 8に示されたバ一ナには、 F i g . 1に示されたパーナに比して、二次空気 6と三次空気 9とを隔てる分離器 2 7が設けられている。混合流体 1の流れの拡がりに対応して混合流体と外周空気との混合を遅らせ、ノ〈一ナ近傍での N O X低減を維持するのに好適な適用例である。

F i g . 1 9に示されたパーナでは、混合気ノズル 2の先端部の流路面積を出口に行くほど小さくなっている。空気ノズル 2 4は混合気ノズル 2に沿って延在している。混合流体 1の流れが中心部に向かい、二次空気および三次空気 6、 9 が外方に向けて旋回されているので、高温ガスの再循環流 1 5が混合流体 1の流れと燃焼用空気 6、 9の流れとの間に形成されるため、本発明の効果が促進される。

F i g . 1に示されたパーナは、燃料の微粉炭と搬送用気体（一次空気）からなる混合気体（微粉炭流） 1が流れる混合気ノズル 2と、混合気ノズル 2の内周壁面に設けられ微粉炭流 1を絞ることにより逆火防止をするベンチュリー 1 1 2と、混合気ノズル 2内を火炉 4に向かって延在する油パーナ 1 1 0の先端部に設けられ微粉炭流 1中の微粉炭粒子の濃縮分布を調整する微粉炭濃度調整器 1 1 と、微粉炭流 1中の微粉炭粒子の着火及び保炎を行うため混合気ノズル 2の先端に設けられた保炎リング 3と、着火保炎を強化し、さらにパーナ火炎と二次空気 6との分離効果を有する二次空気分離環状ディスク 1 1 6と、気体供給管 2 2 からの気体 2 1を火炉 4内に噴出し、保炎リング 3の近傍に形成された高温ガスをバ一ナ中心部に同伴する機能を有する気体噴出ノズル 2 4と、混合気ノズル 2 の外周部に燃焼用二次空気 6が流れる流路を形成する二次スリーブ 1 1 8と、二次スリーブ 1 1 8の先端に末広がり状に設けられたガイド 1 1と、二次スリーブ 1 1 8との間に燃焼用三次空気 9用流路を形成する三次スリーブ 1 2 0と、二次空気供給量を制御する二次空気ダンバ 1 2 2と、三次空気供給量及びバーナ火炎の外周に供給される三次空気 9の旋回力を制御する三次空気レジスタ〗 0とから構成されている。二次空気と三次空気は風箱 5から供給されるが、これらのバーナ構成部材は火炉 4に設けられたバーナスロート 1 2 4に臨むように設置されている。

このパーナにおいては、微粉炭と一次空気との混合気体（微粉炭流） 1は混合気ノズル 2に供給されてベンチユリ一 1 1 2で縮流された後、微粉炭濃度調整器 1 1 4により保炎リング 3近傍で微粉炭流 1の微粉炭粒子濃度を高められて微粉炭粒子の着火及び保炎が行われる。このとき保炎リング 3の後流側に微粉炭流 1 の負圧部が形成され、この負圧部に二次空気 6の流れの一部と混合気ノズル 2内の微粉炭流 1とが巻き込まれ、微粉炭流 1の着火領域が形成される。着火領域では高温ガスが生じており、これを気体噴出ノズル 2 4から混合気ノズル 2の中心部に向けて噴出する気体（ここでは空気）噴流 2 6により、微粉炭流 1の中に流入させて、燃焼ガスの未着火領域を減少させて、着火領域としてパーナの保炎性能を高める。

また、保炎リング 3近傍での燃料の着火及び保炎性能を強化する手段の一つとして、微粉炭濃度調整器 1 1 4を混合気ノズル 2内の中央部に設置している。微粉炭濃度調整器 1 1 4はパーナ起動時に用いる油バ一ナ 1 1 0の先端部の外周部に設けられる。油パーナ 1 1 0は起動時から低負荷時に使用するために設けられており、油バーナ 1 1 0が設置されていないバーナにおいては、油パーナ 1 1 0 の設置箇所にサポート（図示せず）を設け、このサポートに微粉炭濃度調整器 1 1 4を設けてもよい。

F i g . 2 3に詳しく示されたように、微粉炭濃度調整器 1 1 4はパーナ中心軸線を通るその断面が油パーナ 1 1 0の外周部に台形状になるように取り付けられたものであり、油バ一ナ 1 1 0を軸を中心として回転させて得られる形状をしている。微粉炭濃度調整器 1 1 4の上流側の傾斜部の傾斜角度 aを 2 0 ° 、下流側の傾斜部の傾斜角度 bを 1 5 ° 、混合気ノズル 2の内壁面及びパーナ中心軸線に平行な平行部の外径 dと平行部のガス流れ方向の長さ cとの寸法比 r 1を 1 ( r 1 = c / d = 1 ) としている。

なお、微粉炭濃度調整器 1 1 4の平行部の長さ cが長すぎるとウィンドボックス 5を大きくする必要があり、コスト的に不利である。また平行部の外径 dは混合気ノズル 2の径によりその大きさは制約され、その大きさは通常、混合気ノズル 2の径の約 0 . 7程度である。また、微粉炭濃度調整器 1 1 4の上流側の傾斜面により濃縮させた微粉炭流 1を整流させるためには微粉炭濃度調整器 1 1 4の平行部の外径 dに対する平行部の長さ cの比 r 1 ( = c / d ) は 1 ≤ 1* 1≤2が好ましい。

また、微粉炭濃度調整器 1 1 4より上流側の混合気ノズル 2の内壁面に設けられたベンチュリー 1 1 2の下流側の傾斜部のバーナ中心軸線に対する傾斜角度 i は微粉炭濃度調整器 1 1 4の上流傾斜面の傾斜角度 aより小さい（ i < a ) ことが必要である。

本実施例では傾斜角度 a力、'約 2 0 ° で、傾斜角度 iは約 1 0 ° である。

微粉炭濃度調整器 1 1 4は混合気ノズル 2の上流側の傾斜面により混合気ノズル 2内壁面近傍を流れる混合流体中の微粉炭粒子濃度を高める機能を有している。微粉炭濃度調整器 1 1 4の上流側の傾斜面の傾斜角度 aは 1 5 ° 〜2 5 ° であることが好ましい。傾斜角度 aが 1 5 ° 未満であると混合気ノズル 2の内壁面側に微粉炭粒子を引き寄せる作用が小さくなり、また、傾斜角度 aが 2 5 ° を超えると混合気ノズル 2の内壁面により多くの微粉炭粒子が衝突して壁は摩耗し易くなる。

また、パーナ出口で高温の火炎を形成するためには、保炎リング 3近傍の微粉炭濃度を高めると同時に、微粉炭流 1の流速を徐々に遅くして微粉炭流 1が微粉炭濃度調整器 1 1 4の下流側の終端部壁面から剝離しないようにすることが重要である。これらの機能を達成させるために微粉炭濃度調整器 1 1 4の下流側の傾斜面の傾斜角度 bを 6 ° 〜1 8 ° に設定して、微粉炭流 1の流速を徐々に下げることが好ましい。傾斜角度 bが 6 ° 未満でも同等の濃縮効果が得られるが、微粉炭濃度調整器 1 1 4及び風箱 5の奥行きがむやみに長くなり、火炉の大型化を招くおそれがある。また、傾斜角度 bが 1 8 ° を超えると剝離が生じ易くなる。傾斜角度 aと傾斜角度 bはそれぞれ個別に設定することができる。

また、微粉炭濃度調整器 1 1 4の平行部の機能は、その上流側の傾斜面で微粉炭流 1を偏流させ、混合気ノズル 2の内壁面側に微粉炭粒子濃度を高めた微粉炭流 1をしばらくの間、混合気ノズル 2の内壁面に平行な方向の安定した流れにするものであり、この平行部があることで燃料の微粉炭濃度及び石炭性状の違い、燃焼負荷の急変などがあっても、微粉炭濃度調整器 1 1 4による安定した微粉炭流の整流作用が得られる。

F i g. 2 3に示された微粉炭の濃度分布から明らかなように、保炎リング 3 近傍では微粉炭の濃度が比較的高くなり、バーナ中心部では比較的低くなつていることが分かる。

微粉炭濃度調整器 1 1 4の各傾斜面の傾斜角度及び平行部の寸法の適正化により、また、ベンチユリ一 1 1 2の下流側の傾斜部の傾斜角度 iを適切に設定することにより、保炎リング 3近傍において混合流体中の微粉炭濃度を高め、かつ低流速で混合流体をバーナ出口に供給することが可能となり、バ一ナ出口での燃料の着火及び保炎が確実に、安定的に行われる。

本実施例においては、二次空気 6の流れを混合気ノズル出口先端部外周部に二次空気分離用環状ディスク 1 1 6が設けられている（F i g s . 2 2および 2 4 ) 。ディスク 1 1 6は、二次空気 6とバ一ナ火炎とを分離する作用と、二次空気 6の流れを保炎リング 3の直ぐ下流で高温ガスと混合させ、保炎リング 3における着火保炎性を強化する作用とを奏する。 F i g s . 2 1および 2 2に示されるように、二次空気 6の半径方向内方の部分はディスク 1 1 6によりさえぎられ、かつ気体噴出ノズル 2 4の噴出口 2 5がディスク 1 1 6の下流で開口している。これにより、気体噴出ノズル 2 4からの噴流が直接二次空気 6の影響を受けることはなくなり、微粉炭流の同伴作用が促進される。

また、分離ディスク 1 1 6の代りに、複数の分離プレート 1 1 6を用いた別の実施例が F i g. 2 5に示されている。この実施例においては、二次空気 6の流れを混合気ノズル出口先端部外周部で円周方向に 4分割する二次空気分離プレート 1 1 6が設置されている（F i g s . 2 6および 2 7 ) 。二次空気分離プレー卜 1 1 6で二次空気 6の流れを分割することにより、二次空気分離プレート 1 1 6の下流側の領域では二次空気 6の流れと保炎リング 3の直後の領域で発生した高温ガスとが混合され、保炎リング 3における燃料の着火保炎性能が強化される。 F i g. 2 6に示されるように、二次空気分離プレート 1 1 6間の二次空気 6が障害なく流れる領域では、二次空気 6のモーメンタムが比較的大きいので、二次空気 6の流れとパーナ火炎との分離を促進する効果を有している。二次空気 6の流れと混合流体 1とがバーナ出口直後の火炉 4内の領域であまりに早く混合すると低 N O x燃焼（還元燃焼）ができなくなるので、パーナ火炎と二次空気 6の流れの分離を図ることも効果的である。

また、 F i g. 2 8に示されるように、二次空気分離プレート 1 1 6を混合気ノズル 2の軸線と所定の角度で交差するように、かつ円周方向に互いに一部分重ね合わさるように配置してもよい。これによりプレート 1 1 6間にはスリット状の隙間ができる。この隙間から二次空気 6の流れが炉内に向かって吹き出す。この場合は、隙間から吹き出す二次空気 6のモ一メタムは F i g. 2 7のプレート 1 1 6間から炉内に供給される二次空気流 6のそれと比べて小さいが、二次空気をフィルム状に炉内に供給することにより、二次空気分離プレート 1 1 6の冷却と灰付着防止ができる。

また、本実施例の気体噴出ノズル 2 4は、 F i g. 2 9に示すように、先端が密封されたノズルの先端部に長手方向に隣接して設けられた 2つの丸い形の開口 2 5を備えている。開口 2 5からの気体噴出の流量は一次空気量の 2 %である。

F i g s . 3 0— 3 2に開口 2 5の変形例が示されている。折り曲げられたノズルの先端に開口 2 5が設けられている（F i g . 3 0 ) 。また先端が密封されたノズルの先端部に長径がノズル軸線と平行にまたは直交するように延びている楕円形の開口 2 5が設けられている（F i g s . 3 1— 3 2 ) 。 F i g. 3 3に示されるように開口 2 5にガイド 2 8を設けることにより気体噴流の噴出カを大きくすることができる。

気体噴射ノズル 2 4の噴出口 2 5とパーナ出口部との間のバ一ナ軸線方向の距離、すなわち、噴出口 2 5の保炎リング 3からの距離を燃料性状、バ一ナ負荷燃焼条件、または燃焼炉内に複数段配置されたパーナの配置段数などに応じて変えるために、気体噴射ノズル 2 4を、パーナ軸線方向 A ( F i g . 3 4 ) に可動とすることができる。また、気体噴射ノズル 2 4をその軸線まわりに周方向 B ( F

1 g. 3 4 ) に回転可能とし、気体の噴射方向を変えることもできる。例えば、着火保炎があまり良くない高燃料比炭や粗扮炭を用いる場合には気体噴射ノズル

2 4からの噴射方面を混合気ノズル 2の上流側に向けること力く効果的である。気体噴流による保炎方式特有の効果を F i g s . 3 5 - 3 6を参照して説明する。

混合気ノズル 2の出口部に設けられた保炎リング 3の下流側には、高温ガスの循環流 Aが存在し、保炎リング 3の近傍に於ける燃料の着火保炎を促進している _c F i g. 3 5に示す気体噴出ノズル 2 4を設けない従来例の場合には、着火領域 Bの内側には大きな未着火領域 Cが形成される。これに対して、 F i g. 3 6に示す実施例の場合には、気体噴出ノズル 2 4から混合気ノズル 2の中心部に向けて噴出される空気噴流 2 6には高温ガスの同伴作用があるため、高温ガスの循環流 Aの一部は空気噴流 2 6に沿って混合流体（微粉炭流） 1の流れの中に流入し、その内部の着火保炎性が高まる。

そのため、本実施例の場合には、未着火領域 Cが従来例の場合に比べて减少し、還元領域の火炎の温度が比較的上昇するため、 N O X低減率が向上する。また、空気噴流 2 6により混合気体 1の乱れが増加するため、着火後の燃焼効率向上にも有効である。

低 N O xを強化するためには、高温の還元炎内で N O Xを N ₂ に十分還元した後に、不足分の燃焼空気を投入し、燃焼を完結させることが有効である。したがつて、三次空気 9を火炎と分離することが要求される。

これに関しては、 F i g. 2 3に示されるガイド 1 1の傾斜角度 e及び寸法比 r 2 = f / gが重要となる。ここで、 f はパーナ中心軸線に直交する方向のガイド 1 1の傾斜幅、 gはバ—ナスロー卜 1 2 4の傾斜面の始端部のパーナ中心軸線に平行な開口部と二次スリーブ 1 1 8のバーナ中心軸線に平行な部分との間隔を示す。ガイド 1 1の傾斜角度 eはガイド 1 1の出口側の末広がり部のバーナ中心軸線に対する傾斜角度である。

ガイド 1 1の傾斜角度 eを大きくし過ぎると混合気ノズル 2内の微粉炭流 1と二次空気 6の流れとの混合が悪くなるため、傾斜角度 eは 3 5 ° 〜5 5 ° が好適である。また、バーナスロート 1 1 8の傾斜部のバーナ出口部のバ一ナ中心軸線に対する傾斜角度 hも約 3 5〜5 5 °が好適である。

また、傾斜角度 e、 hが共に大きすぎると、微粉炭の燃焼により得られるバーナ火炎と三次空気 9の流れが離れすぎて混合が悪くなるので、安定な燃焼炎が得られなくなる。また傾斜角度 e、 hが共に小さ過ぎるとパーナ火炎と三次空気 9 の流れとの分離効果が悪くなり、パーナ火炎内部に三次空気 9の流れ力過剰に供給され、微粉炭燃料の低 N 0 X燃焼を達成することができない。

また寸法比 r 2 (=fZg)は 0. 5≤r 2≤lが望ましい。 fZgが 0. 5 未満であるとパーナ火炎と三次空気流 9の分離効果が少なすぎ、また、 fZgが 1を超えると三次空気流 9がガイド 1 1に衝突して火炉 4内に効果的に流入出来なくなる。

したがって、本実施例ではガイド 1 1の傾斜角度 eは 4 5° とし、バーナス口 —ト 1 2 4の傾斜部のパーナ出口部のパーナ中心軸線に対する傾斜角度 hも 45° とし、寸法比 r 2 (= f /g)を 0. 8とした。

また、気体噴射開口 25に関しては、噴射ノズル 24の軸線方向の長さ aと気体噴射ノズル 24の径方向の長さ bの比 r 3 (= a/b) (F i g. 37 ) 力く 1 以上になるものであれば、どのような形のものでも良い。例えば、 F i g s. 3 8に示されるように、矩形の開口 25とすることもできる、噴射開口 25を r 3 ≥ 1を満足するように設けることにより噴流 26が混合流体 1の流れからあまり影響を受けないでパーナ中心部まで入ることができるという利点がある。

また、噴射開口が 2個以上設けられている場合（F i g. 39) は、噴射開口 25の中心間距離 Xを開口 25の直径 Rの 2. 5倍以下とすることが望ましい。 2つの気体噴射開口が大きく離れていては全く別の 2つの噴流となる。これに対して、 5の場合、近接した 2つの噴流が噴射開口の出口ですぐに 1 つの噴流になることになり、噴出用気体流量を増やすことなく、しかも見かけ上大きな噴出孔から噴出され、貫通力の大きな噴流を生じさせることができる。

2個以上の噴射開口を用いて、各噴射開口からの出口流速を変えないで、見かけ上の噴射開口の口径を大きくすることにより、気体噴流の貫通力を高めることができる。見かけ上の口径を大きくするため、噴射開口のトータルの面積を一定に保ちながら、開口数を増やす場合には、噴射開口の数に制限はない。この際の複数の噴射開口は、混合流体の流れかつあまり抵抗を受けないよう気体噴射ノズルの長手方向（ノズルの管軸方向）に沿って配列されることが望ましい。

また、気体噴射開口から噴出される気体の流速を混合流体の流速の 3倍以上にすることでバ一ナ中心部に向けて十分な貫通力により混合流体の流れの中に噴射気体が入り込み、火炎の未着火領域の低減化に効果的に作用する。

F i g. 4 0に示された本発明の他の実施例のバーナにおいては、

二次スリーブ 1 1 8と三次スリーブ 1 2 0は断面形状において角部が丸められている。これにより、二次空気 6の流れと三次空気 9の流れがこれらスリーブ 1 1 8とスリーブ 1 2 0により圧力損失を受けることなく、火炉内に供給され、燃焼用空気流に必要な流速が必要最小限の差圧で得られる。

このバ一ナでは、二次スリーブ 1 1 8に設けられるダンバ 1 2 2 ( F i g. 2

5 ) は不要であり、三次空気レジスタ 1 0により二次空気 6と三次空気 9の供給量の比を調整する。

F i g. 4 0のパーナでは、燃焼用空気が高速で微粉炭流の周囲に供給され、また、微粉炭粒子が入口ノズル 2の内壁面側に集められるので、バーナの着火と保炎機能がより効果的に行われる。

F i g . 4 1に示されたパーナは、混合気ノズル 2と混合気ノズル 2内に延在する棒状体とを備えており、棒状体はここでは内管 2 0 2としている。微粉炭と搬送用空気とを含む混合流体 1力^ 混合気ノズル 2と内管 2 0 2とで画定される流路内を流れる。燃焼用空気が内管 2 0 2内を流れている。オイルパーナ 1 1 0 が内管 2 0 2内を火炉 4に向って延在している。外側保炎器 2 0 4が混合気ノズル 2の先端にそして内側保炎器 2 0 6が内管 2 0 2の先端にそれぞれ設けられている。

濃縮器 2 0 8が内管 2 0 2の外壁面に設けられており、混合流体 1を半径方向外方を流れる微粉炭濃度の高、混合流体部分と、半径方向内方を流れる微粉炭濃度の低、混合流体部分とに分けて、る。

4個の橋渡し部 3 0 0が周方向等間隔に設けられており、外側保炎器 2 0 4と内側保炎器 2 0 6との間を魅いで半径方向に延在している（F i g. 4 2 ) 。橋渡し部 3 0 0は、 F i g. 4 3に示されるように、上流に向って先細りになった V字断面形状を有している。これにより、橋渡し部 3 0 0は混合流体 1の流れを部分的に遮断するが、混合流体 1により磨耗されることはない。橋渡し部 3 0 0 は、上流に向って収束する U字断面形状または半円形断面形状を有してもよいし、その個数も 4個に限定されるものではない。混合流体の流れを部分的に遮断する手段としては、前述の実施例のように、気体噴出ノズル 2 4の開口 2 5から空気噴射 2 6を混合気ノズル 2の中心部に向けて噴射させてもよい。

また、 F i g. 4 1に示されるように、橋渡し部と空気噴射とを整合させて併存させてもよい。

F i g. 4 4に示されるように、外側保炎器 2 0 4と内側保炎器 2 0 6の下流には乱流渦による循環流が流れる領域 Aが形成される。粒径 2 0 // m以下の比較的小さい微粉炭が領域 Aに巻込まれ、燃焼して高温の燃焼ガスとなる。この高温の燃焼ガスが橋渡し部 3 0 0に沿って外側保炎器 2 0 4から内側保炎器 2 0 6に流れ込み、内側保炎器 2 0 6表面での混合流体の着火を促進させる。

F i g . 4 5に示されるように、橋渡し部 3 0 0および空気噴流 2 6を内側保炎器 2 0 6の接線方向に延すことにより、内側保炎器 2 0 6の表面全体での着火促進が得られる。

なお、以上の説明においては、同一部材または同様の作用をなす部材等には同一の符号を付し、説明を省略している。

産業上の利用可能性

本発明は、ボイラ、加熱炉または熱風発生炉等の燃焼装置の燃焼用パーナに適用可能である。

Claims

請求の範囲

1 . 粉末固体燃料と該固体燃料の搬送用気体とを含む混合流体が火炉に向って流れる混合流体流路を画定している混合気ノズルと、

該混合気ノズルを取囲んで設けられ、燃焼用酸素含有気体が流れる気体流路と、前記混合気ノズルの先端外周部近傍の高温ガスを前記混合流体内に流入させる手段とを設けたことを特徴とする燃焼用パーナ。

2 . 請求の範囲第 1項に記載の燃焼用バ一ナにおいて、前記手段が、前記混合気ノズル先端部近傍の前記混合流体内に負圧部を形成する手段を備えていることを特徴とする燃焼用パーナ。

3 . 請求の範囲第 1項に記載の燃焼用パーナにおいて、前記手段が、前記混合気ノズル先端部近傍に設けられた前記混合流体の流れを部分的に遮る遮蔽手段を備えていることを特徴とする燃焼用パーナ。

4 . 請求の範囲第 2項または第 3項に記載の燃焼用バ一ナにおいて、前記混合気ノズルの先端部に保炎器を設けたことを特徴とする燃焼用バーナ。

5 . 請求の範囲第 4項に記載の燃焼用パーナにおいて、前記保炎器の外周部は L型形断面形状であることを特徴とする燃焼用バーナ。

6 . 請求の範囲第 4項または第 5項に記載の燃焼用パーナにおいて、前記保炎器が前記混合気ノズルの先端部の外周に設けられていることを特徴とする燃焼用パーナ。

7 . 請求の範囲第 4項または第 5項に記載の燃焼用バ一ナにおいて、前記保炎器は、前記混合気ノズルの先端部の外周に設けられた外側保炎器と前記混合気ノズルの先端部の内周に設けられた内側保炎器とを備えていることを特徴とする燃焼用バ一ナ。

8 . 請求の範囲第 3項から第 7項までのいずれか一項に記載の燃焼用パーナにおいて、前記遮蔽手段が前記混合気ノズル先端部の外周近傍に設けられた気体噴出ノズルを有し、該気体噴出ノズルを通して前記混合気ノズルの内側に向かって気体が噴出され、前記混合流体の流れを部分的に遮ることを特徴とする燃焼用ノく —ナ。

9 . 請求の範囲第 7項に記載の燃焼用パーナにおいて、前記遮蔽手段が、前記外側保炎器と前記内側保炎器とをつなぐ橋渡し部を有することを特徴とする燃焼用パーナ。

1 0 . 請求の範囲第 7項に記載の燃焼用パーナにおいて、前記遮蔽手段が、前記外側保炎器と前記内側保炎器とをつなぐ橋渡し部と、前記混合気ノズルの先端部の外周近傍に設けられ該橋渡し部に沿って気体を噴出する気体噴出ノズルとを備えていることを特徴とする燃焼用バーナ。

1 1 . 請求の範囲第 8項から第 1 0項までのいずれか一項に記載の燃焼用バーナにおいて、前記遮蔽手段が前記混合気ノズルの先端部の内周の接線方向に向けて設けられていることを特徴とする燃焼用パーナ。

1 2 . 請求の範囲第 9項または第 1 0項に記載の燃焼用パーナにおいて、前記橋渡し部が前記内側保炎器の接線方向に設けられていることを特徴とする燃焼用パーナ。

1 3 . 請求の範囲第 1項から第 1 2項までのいずれか一項に記載の燃焼用バーナにおいて、さらに前記混合気ノズルの半径方向中心部に棒状体が設けられていることを特徴とする燃焼用パーナ。

1 . 請求の範囲第 7項および第 9から第 1 2項までのいずれか一項に記載の燃焼用バ一ナにおいて、さらに前記混合気ノズルの半径方向中心部に棒状体が設けられており、前記内側保炎器が、該棒状体の先端部近傍に設けられていることを特徴とする燃焼用バ一ナ。

1 5 . 請求の範囲第 1から第 1 4項までのいずれか一項に記載の燃焼用パーナにおいて、さらに、前記気体流路と前記混合流体流路とを隔てる分離器が設けられていることを特徴とする燃焼用パーナ。

1 6 . 請求の範囲第 4項から第 1 4項までのいずれか一項に記載の燃焼用バ一ナにおいて、さらに前記保炎器の先端部に、前記気体流路を混合気ノズルの外周部の円周方向に複数の流路部分に分割する分割プレートが設けられていることを特徴とする燃焼用パーナ。

1 7 . 請求の範囲第 4項から第 1 4項までのいずれか一項に記載の燃焼用バ一ナにおいて、さらに前記保炎器の先端部に、前記気体流路を混合気ノズルの外周部の円周方向に分離するリング状の分離プレー卜が設けられていることを特徴とする燃焼用パーナ。

1 8 . 請求の範囲第 1項から第 1 7項までのいずれか一項に記載の燃焼用バーナにおいて、さらに、前記気体流路内に、その流れを半径方向外向きに変える案内部が設けられていることを特徴とする燃焼用パーナ。

1 9 . 請求の範囲第 1 7項に記載の燃焼用バ一ナにおいて、さらに、前記気体流路内に、その流れを半径方向外向きに変える案内部が設けられており、該案内部は、その先端が前記分離プレー卜の設置位置よりパーナ上流側に配置されていることを特徴とする燃焼用パーナ。

2 0 . 請求の範囲第 1項から第 1 7項までのいずれか一項に記載の燃焼用バーナにおいて、前記燃焼用酸素含有気体の流れを外向きに変える案内部と、該燃焼用酸素含有気体に旋回を与える旋回部とがさらに前記気体流路の少なくとも一部に設けられていることを特徴とする燃焼用パーナ。

2 1 . 請求の範囲第 1項から第 1 9項までのいずれかに記載の燃焼用パーナにおいて、前記混合気ノズルの先端部の流路面積は先端に行くに従って次第に小さくなり、さらに前記燃焼用酸素含有気体に旋回を与える旋回部が供えられていることを特徴とする燃焼用パーナ。

2 2 . 請求の範囲第 1項から第 2 1項までのいずれか一項に記載の燃焼用バーナにおいて、さらに前記混合気ノズルの内部に前記混合流体の濃度を調整する調整器が設けられていることを特徴とする燃焼用パーナ。

2 3 . 請求の範囲第 1 3項または第 1 4項に記載の燃焼用パーナにおいて、さらに前記混合流体の濃度を調整する調整器が、前記棒状体のバーナ出口部より上流側の該棒状体の部分に設けられていることを特徴とする燃焼用バ一ナ。

2 4 . 請求の範囲第 1 3項、第 1 4項および第 2 3項のうちのいずれか一項に記載の燃焼用パーナにおいて、前記棒状体は内部を気体が流れる中空状であることを特徴とする燃焼用パーナ。

2 5 . 請求の範囲第 2 4項に記載の燃焼用パーナにおいて、前記棒状体の内部を前記燃焼用酸素含有気体の一部が計量されて流れることを特徴とする燃焼用バーナ。

2 6 . 請求の範囲第 2 2項に記載の燃焼用バ一ナにおいて、前記濃度調整器が、両端の傾斜部と、これら傾斜部間に配設され前記混合気ノズル内壁面に対して平行な平行部とを有し、前記混合気ノズルの上流側の前記濃度調整器の前記傾斜部のパーナ中心軸線に対する傾斜角度 _aが 1 5 ° 〜 2 5 ° であり、かつ混合気ノズルの下流側の前記濃度調整器の前記傾斜部のパーナ中心軸線に対する傾斜角度 bが 6 ° 〜 1 8 ° であり、さらに前記平行部の外径 dと該平行部のガス流れ方向の長さ cとの寸法比 r 1 ( r 1 = c Zd ) が 1≤ r i 2であることを特徴とする燃焼用パーナ。

2 7 . 請求の範囲第 2 2項または第 2 6項に記載の燃焼用パーナにおいて、前記濃度調整器より上流側の混合気ノズル内壁面に混合流体の縮流用のベンチュリ部がさらに設けられていることを特徴とする燃焼用パーナ。

2 8 . 請求の範囲第 1 8項または第 1 9項に記載の燃焼用パーナにおいて、さらに火炉の壁面に設けられたバーナスロー卜を有し、前記案内部のパーナ中心軸に対する傾斜角度と、前記バーナス口一卜の傾斜面のバーナ中心軸線に対する傾斜角度は共に 3 5 ° 〜 5 5 ° であり、バーナ中心軸線に直交する方向の前記案内部の傾斜幅 f と、前記バーナスロートの傾斜面の始端部のパーナ中心軸線に平行な開口部と前記気体流路の外周壁面のパーナ中心軸線に平行な部分との間隔 g との寸法比 r 2 ( r 2 = f Z g) が 0 . 5≤ r 2 1であることを特徴とする燃焼用バ一ナ。

2 9 . 請求の範囲第 1項から第 2 8項までのいずれか一項に記載の燃焼用バーナにお、て、前記気体流路は流線形であることを特徴とする燃焼用パーナ。

3 0 . 請求の範囲第 8項に記載の燃焼用パーナにおいて、前記気体噴出ノズルから噴出される気体の噴出速度が混合気ノズル内の混合流体の流速の 3倍以上であることを特徴とする燃焼用パーナ。

3 1 . 請求の範囲第 8項または第 3 0項に記載の燃焼用パーナにおいて、前記気体噴出ノズルから噴出される気体の噴出幅の合計が前記混合気ノズルの先端部の周長の 1 0 %から 5 0 %までの長さとほぼ等しいことを特徴とする燃焼用バーナ。

3 2 . 請求の範囲第 8項、第 3 0項または第 3 1項に記載の燃焼用バ一ナにおいて、前記気体噴出ノズルはその噴出方向を前記混合気ノズルの内側の上流側に向けられていることを特徴とする燃焼用バーナ。

3 3 . 請求の範囲第 8項および第 3 0項から第 3 2項までのいずれか一項に記載の燃焼用パーナにおいて、前記気体噴出ノズルから噴出される気体の流量と気体噴出位置と気体噴出方向とが、パーナ負荷、固体燃料の性状に応じてまたは火炉内に複数段配置されたノ <ーナの配置段に応じて、可変であることを特徴とする燃焼用パーナ。

3 4 . 請求の範囲第 8項および第 3 0項から第 3 3項までのいずれか一項に記載の燃焼用パーナにおいて、前記気体噴出ノズルから噴出される気体が粉末固体燃料の搬送用気体の供給系統の低温部もしくは高温部から導入されていることを特徴とする燃焼用パーナ。

3 5 . 請求の範囲第 3 4項に記載の燃焼用バ―ナにおいて、前記気体噴出ノズルから噴出される気体力 <—ナ運転中は粉末固体燃料の搬送用気体の供給系統の高温部から導入され、バーナ休止中は低温部から導入されることを特徴とする燃焼用バ一ナ。

3 6 . 請求の範囲第 8項および第 3 0項から第 3 3項までのいずれか一項に記載の燃焼用パーナにおいて、さらに前記気体噴出ノズルから噴出される気体の供給系統にファンまたはコンプレツサが設けられており、該気体が冷された空気もしくは空気予熱用に設けられた予熱器出口の温められた空気であることを特徴とする燃焼用パーナ。

3 7 . 請求の範囲第 8項および第 3 0項から第 3 6項までのいずれか一項に記載の燃焼用パーナにおいて、前記気体噴出ノズルから噴出される気体は、酸素濃度が 2 1 %以上に高められた酸素富化空気であることを特徴とする燃焼用パーナ。

3 8 . 請求の範囲第 8および第 3 0項から第 3 7項までのいずれか一項に記載の燃焼用パーナにおいて、前記気体噴出ノズルから噴出される気体の供給系統にさらに流量調整装置が設けられていることを特徴とする燃焼用パーナ。

3 9 . 請求の範囲第 8項および第 3 0項から第 3 8項までのいずれか一項に記載の燃焼用バ一ナにおいて、前記気体噴出ノズルから噴出される気体の流量がバ一ナ運転条件に応じて可変であることを特徴とする燃焼用バ一ナ。

4 0 . 請求の範囲第 8項および第 3 0項から第 3 9項までのいずれか一項に記載の燃焼用パーナにおいて、前記気体噴出ノズルの噴射開口の軸線方向長さ（長径 a ) と径方向の長さ（短径 b ) との寸法比 r 3 ( r 3 = a / b ) が r 3≥ 1となるような気体噴射孔が前記気体噴出ノズルの軸線方向に 1個以上設けられていることを特徴とする燃焼用パーナ。

4 1 . 請求の範囲第 4 0項に記載の燃焼用パーナにおいて、気体噴出ノズルの前記気体噴射開口の形状が丸形もしくは楕円形であることを特徴とする燃焼用バーナ。

4 2 . 請求の範囲第 4 0項または第 4 1項に記載の燃焼用パーナにおいて、前記気体噴出開口が 2個以上設けられており、これら気体噴射開口の中心間距離が該気体噴射開口の直径の 2 . 5倍以下であることを特徴とする燃焼用パーナ。

4 3 . 請求の範囲第 4 0項から第 4 2項までのいずれか一項に記載の燃焼用バーナにおいて、前記気体噴射開口から噴射される気体が、前記混合流体の温度以上に昇温された高温空気であることを特徴とする燃焼用パーナ。

4 4 . 請求の範囲第 4 0項から第 4 3項までのいずれか一項に記載の燃焼用バーナにおいて、混合気ノズル外周部に鋸歯状の保炎板を取り付けた保炎器を設け、気体噴射開口をバーナ中心軸からそれぞれの保炎板へ延ばした垂線の延長線上に設けたことを特徴とする燃焼用パーナ

4 5 . 請求の範囲第 4 0項および第 4 4項までのいずれか一項に記載の燃焼用バーナにおいて、前記気体噴射開口の位置が前記混合気ノズルの軸線方向に可変であり、力、つ/または前記気体噴射開口の向きが前記混合気ノズルの軸線と平行か軸線回りに可動自在であることを特徴とする燃焼用バーナ。

4 6 . 請求の範囲第 1項から第 4 5項までのいずれ力、一項に記載の燃焼用バーナを備えたことを特徴とする燃焼装置。

4 7 . 請求の範囲第 1項から第 4 5項までのいずれか一項に記載の燃焼用バーナを備えたことを特徴とするボイラ。補正書の請求の範囲

[ 1 9 9 7年 1 1月 1 2日（1 2 . 1 1 . 9 7 ) 国際事務局受理：出願当初の請求の範囲 1—4 7は新しい請求の範囲 1—4 9に置き換えられた。（6頁） ]

1. 粉末固体燃料と該固体燃料の搬送用気体とを含む混合流体が火炉に向かつて流れる混合流体流路を画定している混^ノズルと、

該混^ ^ノズルを取り囲んで設けられ、燃焼用酸素含有気体が流れる気体流路と、

前記混ノズノレの先端部に設けられた保炎器と、

該保炎器の後流側に循環する高温ガスおよび/または前記高温ガスよりもさらに後流側から環する高温ガスを前記混合流体内に流入させる手段とを設けたことを特徴とする燃焼用パーナ。

2 . 前記手段が前記混合気ノズル先端部近傍の前記混合流体内に負圧部を形成する負圧部形成手段を備えていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の燃焼用パーナ。

3. 前記手段が前記混合気ノズル先端部近傍の前記混合流体の流れを部分的に遮る遮断手段を備えていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の燃焼用バ一ナ。

4 . 粉末固体燃料と該固体燃料の搬送用気体とを含む混合流体が火炉に向かつて流れる混合流体流路を画定している混^:ノズノレと、

該混ノズルを取り囲んで設けられ、燃焼用酸素含有気体が流れる気体流路と、

前記混^ mノズルの先端部に設けられた保炎器と、

前記混 ^^ノズル先端部の外周近傍に気体噴出開口部を設け、該気体噴出開口部から前記混 ^ノズノレの内側に向かって気体を噴出することを特徴とする燃焼用バ一ナ _c

5. 前記保炎器の気体流則は L字形断面形状であることを特徴とする請求の範囲第 1項から第 4項までのいずれか一項に記載の燃焼用パーナ。

6. 前記混^^ノズノレの内部に内側保炎器を設けたことを特徴とする請求の範囲第 1項から第 5項までのいずれ力 >一項に記載の燃焼用バ一ナ。

7 . 前記混^ノズルの内部に内側保炎器を設け、前記混 ^^ノズル先端部

補正された用紙（条約第 19条）と該内側保炎器とをつなぐ橋渡し部を設けたことを^ mとする請求の範囲第 1項力ら第 6項までのいずれ力—項に記載の燃焼用パーナ。

8 . 前記混^ ノズルの内部に内側保炎器を設け、前記混^^ノズル先端部と該内側保炎器とをつなぐ橋渡し部を設け、前記気体噴出開口部から前渡し部に沿って気体を噴出することを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の燃焼用バーナ。

9 . l己気賁出開口部が、前記混^^ノズルの先端部の内周の接線方向に向けて設けられていることを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の燃焼用パーナ。

10 . 前記橋渡し部が、前記内側保炎器の接線方向に設けられていることを特徴とする請求の範囲第 7項または第 8項に記載の燃焼用パーナ。

11 . 前記混^ノズルの方向中心部に棒状体を設けたことを特徴とする請求の範囲第 1項から第 10項までのいずれ力一項に記載の燃焼用バ一ナ。

12. 前記混合気ノズルの半径方向中心部に棒状体を設け、前記内側保炎器は前記棒状体の先端部近傍に設けられていることを特徴とする請求の範囲第 5項に記載の燃焼用パーナ。

13 . 前記気体流路と前記混合流体流路とを隔てる分離器を設けたことを特徴とする請求の範囲第 1項から第 15項までのいずれ力—項に記載の燃焼用バーナ。

14 . 粉末個体燃料と該固体燃料の搬送用気体とを含む混合流体が火炉に向かつて流れる混合流体流路を画定している混^;ノズルと、

該混合気ノズルを取り囲んで設けられ、燃焼用酸素含有気体が流れる気体流路と、

前記混^ ¼ノズルの先端部に設けられた保炎器と、

該保炎器の後流側に循環する高温ガスよりもさらに後流側から■環する高温ガスを前記保炎器の後流側に流入させる手段を設けたことを特徴とする燃焼用パーナ。

15 . 粉末個体燃料と該固体燃料の搬送用気体とを含む混合流体が火炉に向かつて流れる混合流体流路を画定している混^ノズノレと、

該混^ノズルを取り囲んで設けられ、燃焼用酸素含有気体が流れる気

補正された用紙（条約第 19条）体流路と、

前記混^ ノズルの先端部に設けられた保炎器と、

前記保炎器の気体流!^則の先端部に、前記気体流路を混ノズルの外周部の円周方向に複数の流路部分に分割する分割プレートを設けたことをとする燃焼用パーナ。

16 . 粉末個体燃料と該固体燃料の搬送用気体とを含む混合流体が火炉に向かつて流れる混合流体流路を画定している混^ノズルと、

該混 ^^ノズルを取り囲んで設けられ、燃焼用酸素含有気体が流れる気体流路と、

前記混合気ノズノレの先端部に設けられた保炎器と、

前記保炎器の気体流路側の先端部に、前記気体流路を混ノズルの外周部の方向に分離するリング状の分割ブレートを設けたことを特徴とする燃焼用パーナ。

17. 前記気体流路内に、その流れを半径方向外向きに変える案内部を設けたことを特徴とする請求の範囲第 1項から第 16項までのいずれ力項に記載の燃焼用パーナ。

18. 前記気体流路内に、その流れを半径方向外向きに変える案内部を設け、該案内部は、その気体流路に対して上流側先端部が、前記分割プレートまたは分離プレートの設置位置よりバーナ上流側に配置されていることをとする請求の範囲第 15項または第 16項に記載の燃焼用パーナ。

19. 前記燃焼用酸素含有気体の流れを半径方向外向きに変える案内部と、前記燃焼用酸素含有気体に旋回を与える旋回部とを前記気体流路の少なくとも一部に設けたことを W [とする請求の範囲第 1項から第 18項までのいずれか一項に記載の燃焼用バ一ナ。

20. 前記混合気ノズルの先端部の流路面積は、先端に行くに従って次第に小さくなり、さらに前記燃焼用酸素含有気体に旋回を与える旋回部が設けられていることを特徴とする請求の範囲第 1項から第 19項までのいずれ力—項に記載の燃焼用パーナ。

21. 前記混^^ノズノレの内部に前記混合流体の濃度を調整する調整器を設け

補正された用紙（条約第 19条）たことを特徴とする請求の範囲第 1項から第 ²0項までのいずれか一項に記載の燃焼用パーナ。

22. 前記混" ^ノズルの内部に前記混合流体の濃度を調整する調整器を設け、整器が、前記棒状体のパーナ出口部より上流側の該棒状体の部分に設けられていることを特徴とする請求の範囲第 11項または第 12項に記載の燃焼用パーナ。

23 . 前記棒状体は内部を気体が流れる中空状であることを特徴とする請求の範囲第 11項または第 12項に記載の燃焼用バ一ナ。

24. 前記棒状体の内部を前記燃焼用酸素含有気体の一部が計量されて流れることを特徴とする請求の範囲第 23に記載の燃焼用バーナ。

25 . 前記濃度調整器が、両端の俱斜部と、これら部間に配設され前記混 ^；ノズル內壁面に対してな TO部とを有し、前記混^ノズルの上流側の前記濃度調整器の前記傾斜部のパーナ中心軸線に対する傾斜角度 a が 15° 〜 25° であり、かつ混合気ノズルの下流側の前記濃度調整器の前記傾斜部のバ一ナ中心軸線に対する斜角度 bが 6° 〜 18° であり、さらに前記平行部のと該 ffi部のガス流れ方向の長さ cとの寸法比 rl ( rl=c/d)が l ^rl≤2であることを特徴とする請求の範囲第 ²1項に記載の燃焼用パーナ。

26. 前記濃度調整器より上流側の混ノズノレ内壁面に、混合流体の縮流用のベンチユリ部を設けたことを特徴とする請求の範囲第 21項に記載の燃焼用バーナ。

27 . 火炉の壁面に設けられたバーナス口一ト部を有し、前記案内部のパーナ中心軸線にる斜角度が 3⁵° - 55° であることを特徴とする請求の範囲第 17項に記載の燃焼用パーナ。

28. 火炉の壁面に設けられたバ一ナスロート部を有し、該バ一ナスロートの « 面のパーナ中心軸線に対する斜角度が 35。〜 55° であることを特徴とする請求の範囲第 17項に記載の燃焼用パーナ。

29 . 火炉の壁面に設けられたバ一ナスロート部を有し、バ一ナ中心軸線に直交する方向の前記案内部の傾 /斜幅 f と、前記バーナス口一卜の傾斜面の始端部のパーナ中心軸線に TOな部分との間隔 gとの寸法比 r2 ( r2=f/g)が 0 .5 ^r2 ^ 1 であることを特徴とする請求の範囲第 17項に記載の燃焼用バ一ナ。

補正された用紙（条約第 19条）

30 . 前記気体流路は形であることを特徴とする請求の範囲第 1項から第 29項までのいずれカー項に記載の燃焼用パーナ。

31 . 前記気 «出開口部から喰出される気体の噴出速度が混^ノズル内の混合流体の流速の 3倍以上であることを,とする請求の範囲第 4項に記載の燃焼用パーナ。

32 · 前記気出開口部から噴出される気体の噴出幅の合計が前記混^ノズルの先端部の周長の 10%から 50%までの長さとほぼ等しいことをとする請求の範囲第 4項に記載の燃焼用パーナ。

33 . 前記気体噴出開口部はその噴出方向を前記混^^ノズノレの内側の上流側に向けられていることを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の燃焼用パーナ。

34. 前記気体噴出開口部から噴出される気体の流量と気体噴出位置と気体噴出方向とが、パーナ負荷、固体燃料の性状に応じてまたは火炉内に複数段配置されたパーナの配置段に応じて、可変であることを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の燃焼用パーナ。

35. 前記気体噴出開口部から噴出される気体が粉末固体燃料の搬送用気体の供給系統の低温部もしくは高温部から導入されていることを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の燃焼用パーナ。

36 . 前記気体噴出開口部から噴出される気体がパーナ 51^中は粉末固体燃料の搬送用気体の供給系統の高温部から導入され、パーナ休止中は低温部から導入されることをとする請求の範囲第 35項に記載の燃焼用パーナ。

37 . 前記気体噴出開口部から噴出される気体の供給系統にファンまたはコンプレッサが設けられており、該気体が冷やされた空気もしくは空気用に設けられた予,出口の温められた空気であることを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の燃焼用パーナ。

38 . 前記気体噴出開口部から噴出される気体は、酸素滴度が 21%以上に高められた酸素富化空気であることを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の燃焼用バーナ。

39 . 前記気体噴出開口部から噴出させる気体の供給系統にさらに流量調整装置が設けられていることを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の燃焼用パーナ。

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40 . 前記気賁射開口部から噴出される気体の流量がバ一ナ S ^件に応じて可変であることをとする請求の範囲第 4項に記載の燃焼用バ一ナ。

41 . 前記気^ ft出開口部の噴射開口の軸線方向長さ（長径 a) と径方向の長さ（短径 b) との寸法比 r 3 ( r3-a/b )が r3≥ 1となるような気體出孔が IE気出ノズルの軸線方向に 1個以上設けられていることを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の燃焼用パーナ。

42. 前記気賁出開口部の噴射開口の形状が丸形もしくは楕円形であることを特徴とする請求の範囲第 ⁴1項に記載の燃焼用パーナ。

43. 前記気体噴射開口部の噴射開口が 2個以上設けられており、これら気体噴射開口の中心間 S¾|が該気体噴射開口の直径の 2 .5倍以下であることを,とする請求の範囲第 41項または第 42に記載の燃焼用パーナ。

44 . 前記気体噴出開口部の噴射開口から噴射される気体が、前記混合流体の ¾以上に昇温された高温空気であることを特徴とする請求の範囲第 41項から第 43項までのいずれか一項に記載の燃焼用バ一ナ。

45 . 前記気体噴射開口部の噴射開口の位置が前記混^ノズノレの軸線方向に可変であり、力つ/または前記気体噴射開口の向きが前記混合気ノズルの軸線と ^か軸線回りに可動自在であることを特徴とする請求の範囲第 41項から第 44 項までのレ、ずれ力一項に記載の燃焼用パーナ。

46. 前記混^ ノズル先端部の内周部に鋸歯状の保炎板を取り付けた保炎器を設けたことを特徴とする請求の範囲第 1項から第 4⁵項までのいずれか一項に記載の燃焼用バ一ナ。

47. 前記気体噴出開口部の噴射開口をバ一ナ中心軸からそれぞれの保炎板へ延ばしたの延長線上に設けたことを特徴とする請求の範囲第 46項に記載の燃焼用バ一ナ。

48 . 請求の範囲第 1項から第 47項までのいずれ力—項に記載の燃焼用バーナを備えたことを特徴とする燃焼装

49 . 請求の範囲第 1項から第 47項までのいずれカト項に記載の燃焼用バ一ナを備えたことを特徴とするボイラ。

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