WO2007105335A1

WO2007105335A1 - 火炉内への気体噴出ポート

Info

Publication number: WO2007105335A1
Application number: PCT/JP2006/322040
Authority: WO
Inventors: Yusuke Ochi; Akira Baba; Kouji Kuramashi; Hirofumi Okazaki; Masayuki Taniguchi
Original assignee: Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha
Priority date: 2006-03-14
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2007-09-20
Also published as: US20090087805A1; JPWO2007105335A1; CA2645680A1; EP1995517A1

Abstract

火炉３４内への気体噴出ポート３１の三次ノズル３は、気体流れがポート３１の外周側から中心軸Ｃに向かう速度成分と中心軸Ｃ沿いに火炉内に向かう速度成分を持つように気体流れの上流側から中心軸Ｃに向かって斜めに形成された縮流生成用流路と該縮流生成用流路の出口部に設けた火炉壁開口部で気体流路が拡大する拡管状のスロート壁２６の壁面に沿って気体が流れるように導くために設けられたルーバ３２とを有する。こうして、ポートから噴出させる気体の流量等の条件によらず、装置構成の複雑化や、コストの増加を招くことなく、火炉のスロート拡管部の壁面に灰が付着溶融してクリンカが塊状に成長するのを防止可能な気体噴出ポートを提供することができる。

Description

明細書火炉内への気体噴出ポー卜

技術分野 - '

本発明は、ボイラなどの火炉内へ気体を噴出させるポートに係わり、特に火炉開口部の灰付着を防止するのに好適なボイラなどの火炉内への気体噴出ポー卜に関する。背景技術 .

ボイラな.どの火炉壁には、空気や燃焼排ガス等の気体を炉内に噴出させる各種のポー卜が設けられている。例えば、燃焼装置として燃料ど燃焼用空気とを噴出ざせるパーナや、二段燃焼用空気を投入するためのアフターエアポート（A A P、オーバ一エアポート、または O F Aとも称される。）等が該当する。このように本明細書でいう気体噴出ポートは、気体を火炉内に噴出させるポートであれば、ァフタ一エアポー卜に限らず、燃焼排ガスの投入用ポ一ト、.燃料を燃焼させるためのバ一ナ用のポートなどをいう。また、該ポートが設けられる火炉に開口した拡管状の壁面をスロート壁又はスロート拡管部（火炉出口側に向けて開口部の径が順次大きくなる火炉壁面部分）ということにずる。

このようなポートにおいて、気体噴流を火炉中央部まで到達させつつ、火炉壁近傍の気体混合を促進するように、ポー卜の外周側から中心軸方向に向けた気体噴流の流れを強めてスロート壁を通過させ、該噴流がポートの中心軸に集中しつつスロート壁の周辺の気体を巻き込むような流れ、いわゆる縮流を形成するのに適した構造を採用したものがある。

下記特許文献 1及び 2には、前記縮流を伴う二段燃焼用空気を火炉に投入するためのアフターェアポ一トの発明が開示されている。

このような気体噴流の縮流をポ一ト開口部付近に形成するのに適した気体噴出ポートの構造において、火炉のスロート壁には灰が付着溶融してクリン力が塊状に成長し、また塊状クリン力が該壁面から剥離脱落することにより、ポートの機能 -性能を阻害する可能性がある。

また、火炉に開口したスロート壁に灰が付着溶融してクリン力が塊状に成長することを防止する技術として、スロート壁におけるクリン力の付着を防止する微粉炭パーナ（特許文献 3 )、バーナス 'ロート壁（特許文献 4)、オーバエアポート (特許文献 5 ) 等の発明がある。， ,

また、'従来の燃焼排ガス中の窒素酸化物（NO x ) 濃度を低く抑える低 NO X 燃焼技術として、二段燃焼技法が用いられているが、本発明者らはパーナで還元燃焼された燃焼ガスを完全燃焼させるための不足分の燃焼用空気を供給するァフタ一エアポート（AA P) の開発を実施してきた。

従来の AA Pの開発は、火炉内におけるパーナ燃焼域からの未燃焼ガスのすり. 抜けを防止することができる構造にすることを主目的にするものであった。図 1 3に従来型の旋回型 A A Pの^造図を示す。、

図 1 3に示す A A Pは、一次空気 9がー次ノズル 1 を通って火炉 3 4に供給される。一次ノズル 1の外周には二次ノズル 2.を設けて二次空気 1 0が供給される。上記構造の A A Pを火炉 3 4へ適正に配置することが必要であるが、 AA Pの設置台数に限界があることから A A Pの近傍と火炉 3 4の中央部分における空気と未燃焼ガスとの合を強化する目的で、前記二次ノズル 2には旋回器 7を設けた構造を採,用し、 A A P近傍の火炉 3 4での空気と未燃焼ガスとの^合用には前記旋回器 7によって得られる旋回二次空気流を使用し、さらに一次ノズル 1から火炉 3 4の中央部に達する強い空気噴流により空気と未燃焼ガスとを混合させる構造を採用している（特許文献 6 )。

また、旋回器 7を用いる旋回二次空気流では旋回空気流の拡がりが十分でなく、火炉 3 4の内壁 3 4 aに沿った領域では未燃焼ガスと燃焼用空気との混合が十分でない場合がある。このような問題点に対処する方法として、旋回器 7を有する二次ノズル 2の外周部に火炉 3 4の内壁 3 4 aに沿った方向に燃焼用空気を供給できる偏流器を有する三次空気用の三次ノズルを備えた A A Pを本出願人は提案している（特許文献 7 )。

特許文献 1 特開 2 0 0 6 — 1 3 2 8 1 1号公報特許文献 2 特開 2 0 0 6 - 1. 3 2 7 9 8号公報

特許文献 3 実開平 6 - 6 9 0 9号公報

特許文献 4 特許第 3 6 6 8 9 8 9号号公報

特許文献 5 特開平 1 0 - 1 2 2 5 4 6号公報

特許文献 6 特開昭 6 2 - 1 3 8 6 0 7号公報

特許文献 7 特開平 9 - 1 1 2 8 1 6号公報発明の開示

前記したポー卜の外周側から中心軸方向に向けて集中させる空気などの気体噴流、いわゆる縮流の効果を強めていくと、該ポー卜の開口部近傍の火炉内において縮流は周囲の気体を強力に巻き込むため、特に石炭焚ボイラでは気体に同伴された燃焼灰がスロート拡管部の壁面に接触する機会が増大する。従来技術では、前記気体噴流の縮流の効果を強めた場合に、特にパーナ用ポ^ "トの火炉スロート壁で灰付着 * クリン力の成長を防止する効果が十分ではなかった。

特許文献 4に記載の発明では、経時的なスロー卜部の壁面への灰の部分付尊め抑制などのための高圧のァスビレート用の噴出空気を用いるため、装置構成が複雑化したり、コストや重量の増加につながる可能性がある。また、特許文献 3に記載の発明'では、パーナ用ポートの火炉スロート壁の外周側から中心軸方向へ向かう気体流れを強めて縮流効果を強くすると、スロート拡管部の壁面での灰付着防止効果が弱まる可能性がある。

さらに、特許文献 5に記載の発明においても、エアポートの外周側からポート中心軸方向へ向けた気体流れを強めて縮流効果を強くすると、火炉のスロート壁での灰付着防止効果が弱まる可能性がある。

また、所定の空気比を保っために、火炉のスロート壁での灰付着防止用の空気などの気体流量を絞らなければならない場合にも同様に灰付着防止効果が十分に得られない可能性がある。

また、前記特許文献 6等に開示された従来型 A A Pでは、強い空気噴流で貫通力を維持したまま、旋回空気流で A A P周囲の未燃焼ガスを同伴することが難しかった。また、前記特許文献 7等に開示された旋回型 A A Pに替わる簡易構造を有する A A Pでは火炉 3 4の内壁 3 4 aに沿った領域の未燃焼ガスのすり抜けの防止と炉壁面への灰付着を防止できるが、火炉 3 4の中央部分へ到達する燃焼用空気噴流が不足気味になり、未燃焼ガスと空気との急速な混合が行われないおそれがある。，

本発明の課題は、噴出気体の流量等の条件によらず、装置構成の複雑化ゃコス卜の増加を招くことなく、火炉スロート拡管部の壁面に灰が付着溶融してクリン力が塊状に成長することを防止し、気体として空気を用いる場合には、火炉壁近傍における燃焼用空気と未燃焼ガスとが安定的に混合し、炉内中央部へ燃焼用空気が確実に到達し、燃焼ガス中の N O X濃度の低減を図ることができる気体噴出ポートを提供することである。上記課饈は次の解決手段により解決される。、

請求項 1記載の発明は、火^の炉壁に設けられ、該炉壁に垂直な気体流れの中心軸に向って流れる速度成分と前記中心軸に沿って流れる速度成分を有し、体流れの上流側から前記中心軸に向かって斜めに形成された縮流生成用流路と、前記縮流生成用流路の後流側の火炉壁開口'部に形成された気体流路が気体流れ方向に順次に拡大するスロート拡管部と、前記縮流生成用流路を流れる気体を前記ス口一ト拡管.部の壁面に沿って流れるように誘導するために縮流生成用流路に設けられたルーバ（案内板）とを備えた火^内への気体噴出ポートである。

請求項 1記載の発明の構成からなるル一バに誘導された気体がスロート拡管部の壁面近傍に効果的に流れ、前記拡管部の壁面近傍の負庄を除去できることから、前記縮流生成用流路の外周側壁面（該流路を構成するノズル隔壁）に沿って流れてきた気体を効果的にスロート拡管部の壁面側へ誘導できるため、灰の巻き込みによるスロート拡管部及びその近傍の壁面における灰付着が生じ難くなる。さらに、従来はル一バを用いる代わりに空気等の冷却体を噴出する噴出口を気体噴出ポートに別途に設けていたが、これに比べて、請求項 1記載の発明では、ルーバを用いることで気体噴出流の圧力損失を低減できるとともに構造が簡素化され、灰付着抑制シール空気用調整器を設置する必要もなく、重量低減および鉄鋼材の削減ができる。 .

また、請求項 1記載の発明の縮流生成用流路から噴出する気体の流れは、火炉内の中央部まで到達する気体の流れと火炉壁の近傍の気体混合を加速する気体の流れとなるので、該気体噴出ポートをニ段燃焼用パーナの A A Pとして使用すると、信頼性の高い、低 N O x、低 C 0燃焼が可能な燃料の燃焼ができる。

請求項 2記載の発明は、前記ル一バの気体流れ上流側の先端部は、，前記縮流生成用流路の外周側壁面を前記中心軸方向へ延長した面または該延長した面よりも気体流れ上流側に位置し、前記ルーバの気体流れ下流側部分には、前記スロー卜拡管部の壁面に沿うように気体流れ方向に順次拡大した拡管部を有する請求項 1 記載の火炉内への気体噴出ポートである。

ところで、本発明の縮流生成用流路を流れる気体噴流が気体噴出ポートの中心. 軸に向かって流れる、いわゆる縮流を比較的強めた場合、該ポートが設置される火炉のポート開口部に設けられるスロート拡管部の壁面近傍は負圧となって、前記スロート拡管部の壁面に灰が付着しやすくなる。ここで、気体の前記縮流を強めた場合とは、例えば、火炉壁面に設置される前記ポートの気体流れの上流側における気体流路が縮流生成用流路のみからなる場合、あるいは、他の流路がある場合に縮流生成用流路の流量比が 3 0 %以上であるような場合、火炉壁のスロ一ト部の半径（図 1 Όの長さ D s ) が縮流生成用流路の内周側下流端（図 1 0の部位 b ) における半径（図 1 0の長さ D b ) の 1 . 1倍以下である場合、又は縮流生成用流路のポート中心軸に対する傾斜角度が 3 0 ° 〜 7 0 ° である場合等をいう。 .

請求項 2記載の発明によれば、ルーバの気体流れ上流側の先端部は、縮流生成用流路の外周側壁面を前記中心軸方向へ延長した面または該延長した面よりも気体流れ上流側に位置しているので、ルーバに誘導された気体がスロート拡管部の壁面近傍に効果的に流れ、前記拡管部の壁面近傍の負圧を除去できる。そのため、前記縮流生成用流路の外周側壁面（該流路を構成するノズル隔壁）に沿って流れてきた気体を効果的にスロート拡管部の壁面側へ誘導できるため、灰の巻き込みによるスロート拡管部の近傍の壁面における灰付着が生じにくくなる。

このように請求項 2記載の発明によれば、請求項 1記載の発明の効果に加えて、ルーバに気体が誘導され、スロート拡管部への灰付着をさらに防止することができる。 ■

請求項 3記載の発明は、前記縮流生成用流路を流れる空気流の前記中心軸方向に沿って流れる速度成分と前記中心軸方向に向かって流れる速度成分の比率を変える機構を備えた請求項 1または 2記載の火炉内への気体噴出ポートである。請求項 3記載の発明によれば、中心軸方向に沿って流れる速度成分と前記中心軸方向に向かって流れる速度成分の比率を変えることで、火炉内での各速度成分の合流後の気体噴出流の方向を調整することができ、気体が空気である場合は、火炉内に偏在する空気不足の未燃ガス領域と燃焼用空気とが好適に混合して燃料の未燃分を低減できる。さらに、前記二つの速度成分の旋回強さを調整することで合流後の気体の混合状態を調整可能である。

請求項 4 己載の発明は、前記縮流生成用流路の外周側壁面に沿って気体が流れるように前記外周壁面側から開き始める前記縮流生成用流路、の開度を調整可能なダンバを設けた請汆項 3に記載の火炉内への気体噴出ポートである。

請求項 4記載の発明によれば、ダンバで縮流生成用流路を閉じた状態から開く方向に動かして該流路の開度を調整する場合に縮流生成用流路の外周壁面側からダンバを開き始めると、，縮流生成用流路を流れる気体流量を絞った状態（ダンバが閉に近い'状態）でも縮流生成用流路のうちで、前記スロート拡管部に近い部分に空気が流れるため、ルーバに気体が誘導され、前記スロート拡管部への灰付着を防止することができる。 .

請求項 5記載の発明は、前記ルーバと前記スロート拡管部の壁面との間に気体を旋回させる旋回部材を設けた請求項 1ないし 4のいずれかに記載の火炉内への気体噴出ポートである。なお、熱伸び差を吸収するためにル一バを気体噴出ポー卜の周方向に複数個に分割して設けても良い。

請求項 5記載の発明によれば、ルーバとスロート拡管部の壁面との間を流れる気体を旋回部材で旋回させながら火炉内へ噴出できるので、ルーバとスロート拡管部の壁面との間に縮流生成用流路から縮流の一部が流れ込み易くなり、火炉の内壁面をシールする気体流がスロート拡管部の壁面近傍に効果的に流れ、前記スロート拡管部の壁面近傍の負圧を除去できるため灰の巻き込みによるスロ一ト拡管部の火炉壁面近傍における灰付着を防ぐことができる。

請求項 6記載の発明は、前記ルーバの下流側端部に形成されるスロート拡管部の気体流れ方向の長さが、前記スロート拡管^の気体流れ方向の壁面長さの 1 Z 2以下である請求項 1ないし 5のいずれかに記載の火炉内への気体噴出ポー卜である。

請求項 6記載の発明によれば、前記ルーバの下流側端部に形成されるスロー卜拡管部の気体流れ方向の長さが、該拡管部の気体流れ方向の壁面長さの 1 Z 2以下であると、前記ルーバの拡管部の内側への露出面（図 1 2の e部と f 部の間の面）に灰が付着しにくくなる。

請求項 7記載の発明は、前記縮流生成用流路は三次ノズルとし、該三次ノズルより内側に、前記中心軸に沿ってそれぞれ気体が流れる一次ノズル及び該一次, ズルの外側に二次ノズルを設けた請求項 1〜 6のいずれかに記載の火炉内への気体噴出ポー卜である。 '

請求項 7記載の発明によれば、気体噴出ポートをニ段燃焼用パーナの下流部の火炉壁に設置する A A Pとして使用すれば火炉壁に灰付着がなく、信頼性の高.い、低 N O x、低 C O燃焼が可能な燃料の燃焼に利用できる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明のアフターエアポートまたはパーナが使用されるボイラの概略図である。

図 2は、本発明の実施例 1のアフターエアポー卜の概略断面図である。

図 3は、実施例 1 のアフターェアポ一トの一部を省略した斜視図である。

図 4は、実施例 1 の火炉内からエアポートを見た図である。

図 5は、図 2の A A Pモデルを使用して行った A A P出口部分における空気流の流速分布図である。

図 6は、図 2の A A Pモデルを使用して行った A A P出口部分における空気流の流速分布図である。

図 7は、図 2 の A A Pモデルを使用して行った A A P出口部分における空気流の流速分布図である。図 8は、本発明の実施例 2のアフターエアポートの概略断面図である。

図 9は、本発明の実施例 2 と対比させるための比較例のル一バを火炉スロ一卜拡管部に沿って配置したアフターエアポー卜の概略断面図である。

図 1 0は、本発明の実施例 2 と対比させるための比較例のル一バを三次ノズルに配置したアフターエアポートの概略断面図である。

図 1 1は、本発明の実施例 3のアフターエアポートの概略断面図である。

図 1 '2は、本発明の実施例 3のル一バとスロート拡管部とをアフターエアポート内に配置した場合の寸法関係を説明する一部アフターエアポートの概略断面図である。

図 1 3は、本発明の実施例 4のアフターエアポー卜の概略断面図である。

図 Γ 4は、従来技術の A A P構造の縦断面図である。

図 1 5は、従来技術の A A P構造の縦断面図である。発明を'実施するための最良の形態

.以下、図面を用いて、本発明のエアポート及びその使用方法について説明する。まず、本発明のアフターエアポートを用いる二段燃焼方式のボイラについて図 1のボイラの全体構造を用いて説明する。

ボイラの火炉 3 4の一対の対向する炉壁に複数のバ一ナ 3 0が対向配置され、バ一ナ設置場所の上方にアフターエアポート 3 1が対向配置される。パーナ 3 0 から理論空気比以下（例えば 0 . 8 ) .の混合気を火炉 3 4の内部の火炎領域に噴射し、炉内に不完全燃焼領域（図示せず）を形成する。アフターエアポート 3 1 は不完全燃焼領域の可燃ガスに燃焼不足分の空気を供給し、燃焼を促進する。本実施例ではパーナ 3 0に供給される燃料は、バン力 2 9内の石炭をミル 3 5 で粉砕して微粉として微粉炭供給ライン 3 3からパーナ 3 0に供給される。また、石炭燃焼用の全空気量は、空気供給系により管理され、その空気量はパーナ 3 0 とアフターエアポー卜 3 1に分配される。具体的にはプロァ 3 6から供給された空気は、パーナ 3 0側の空気供給ライン 3 7 a とアブターエアポート 3 1側の空気供給ライン 3 7 b とに分岐し、それぞれ風箱 3 9 a 、 3 9 bからパーナ 3 0とアフターエアポー卜 3 1に導かれる。ライン 3 7 a とライン 3 7 bへの空気流量の配分はパーナ 3 0側のダンバ 4 0 a とァフタ一エアポー卜 3 1側のダンバ 4 0 bにより調整される。ブロア 3 6の出力は全空気流量が排ガスの酸素濃度を指定した値となるように制御される。

パーナ 3 0には空気供給ライン 3 7 aから理論空気比以下の空気が供給され、かつ微粉炭供給ライン 3 3から微粉炭が気流搬送される。パーナ 3 0から火炉 3 4.の内部に噴出する混合気は完全燃焼に必要な空気量よりも少ないために不完全燃焼となり、この時に N O Xを還元することができる。燃料が不^全燃焼するので、パーナ 3 0の下流に可燃ガスの流れが形成される。

空気供給ライン 3 7 bを経てアフターエアポート 3 1 の風箱 3 9 bに入った空気は、後述するエアポート 3 1 の一次ノズル 1、二次ノズル 2及び三次ノズル 3 に分配されて炉内の可燃ガスの流れ（不完全燃焼領域）に供給される。この空気は可燃ガスの流れと混合して完全燃焼して燃焼ガスとなり火炉 3 4内に設置された過熱器、蒸発器、節炭器、再熱器などの熱交換器 4 2で水へ蒸気を加熱して蒸気を生成させた後、火炉 3 4の出口に流れる。また、ボイラ火炉壁面にはボイ.ラ水管（図示せず）が配置され、火炉 3 4内の燃料の燃焼により熱せられて蒸気を生成する。

(実施例 1 )

― 次に上 Eボイラ火炉 3 4に適用されるアフターエアポート（以下、「ポー卜」又は「A A P」という。） 3 1の態様を以下の実施例により説明する。

図 2は本実施例によるポ一ト 3 1 の断面図（図 4の A— A ' 線断面図）、図 3はその一部を省略した斜視図、図 4は火炉 3 4側からポート 3 1 を見た図をそれぞれ示す。

ポート 3 1は風箱 3 9 b内に配置され、その空気ノズル機構は一次ノズル 1 と、一次ノズル 1の外周に沿った旋回流の空気を二次空気 1 0 として噴き出す二次ノズル 2 と、一次ノズル 1の外側からポー卜 3 1の中心軸 Cに向けた流れの空気を三次空気 1 1 として吹き出す三次ノズル 3 とを有する。

一次ノズル 1、二次ノズル 2及び三次ノズル 3は同軸のノズル構造であり、中心部に一次ノズル 1、その外側に二次ノズル 2、さらにその外側に三次ノズル 3 を配置している。一次ノズル 1はストレートな管状をなし、前端に空気噴き出し口 1 A (図 3 ) を有し、後端に空気取り入れ口 1 Bを有する。一次ダンバ 5は空気取り入れ口 1 Bの開口面積を調整することで一次空気流量を調整する。一次ノズル 1はポー卜 3 1の中心軸 Cに平行な直進流の空気を一次空気 9どして噴き出 5 す。空気取り入れ口 1 Bの開口面積は、一次ダンバ 5に連結して風箱 3 9 bの外側に取っ手を備えた調整レバ一 1 5.により、一次ダンバ 5を一次ノズル 1の外周上でスライドさせることにより変えられる。

二次ノズル 2は、その後端側に環状の空気取り入れ口 2 B (図 3 ) を有し、二次ノズル 2の内周と一次ノズル 1の外周との間に管状の二次空気通路が形成され

10 る。空気取り入れ口 2 Bから流入する二次空気 1 0は、二次空気レジスタ（偏向板） 7により旋回力が与えられ、一次ノズル 1 の外周に沿った旋回流を伴って二次ノズル出口（前端） 2 Aから噴き出す。二次ノズル 2 の空気取り入れ口 2 Bの開口面積は、円筒状の二次ダンバ 6に連結して風箱 3 9 bの'外側に取っ手を備えた調整レバー 1 6により二次ダンバ 6をポート 3 1の中心軸 C方向にスライドさ

15 せることにより変えることができ、それによつて二次空気流量が調整される。複数の二次空気レジスタ 7は、レジスタドライブ 1 3を操作して図示しない連携機構により支軸 7 aを介してその偏向角を同じように変えることができるように二次空気取り入れ口 2 Bに取付けられ、二次空気取り入れ口 2 Bの円周方向に複数

■ 配置される.。二次空気レジスタ 7 の偏向角を変えることによって、二次空気 1 0

20 に付与される旋回力を変えることができる。

三次ノズル 3は、円錐形の前壁 3 0 1 と該前壁 3 0 1に対向配置される円錐形の後壁 3 0 2 とを有し、この前壁 3 0 1 と後壁 3 0 2 との間に三次ノズル 3の円錐形の空気流路が形成される。三次ノズル 3の空気取り入れ口 3 B (図 3 ) は環状をなし、その開口面積は、円筒状の三次ダンバ 8に連結して風箱 3 9 bの外側

25 に取っ手を備えた調整レバー 1 7により三次ダンバ 8をポ一卜 3 1の中心軸 C方向に沿ってスライドさせることにより変えることができ、それによつて三次空気流量が調整される。前壁 3 0 1 と後壁 3 0 2は、空気取り入れ口 3 Bに配置した複数の連結板 4を介して接合される。三次ノズル 3の出口 3 Aは、二次ノズル 2 の先端に接続され、三次空気 1 1 と二次空気 1 0が合流して空気流 1 2として火炉 3 4の内部に噴出するように形成されている。

ここで；二次ノズル 2に流入した二次空気 1 0は、ポート 3 1の中心軸 Cに平行な方向に火炉 3 4内に向かって流れ、さらに二次空気レジスタ 7により旋回力を与えられて火炉 3 4内に噴出する。一方、三次ノズル 3はポート 3 1の中心軸 C方向に向かって内向きの傾きを持っているため、三次ノズル 3に流入する三次空.気 1 1はポート 3 1 の中心軸 C方向に集中する縮流を形成するのに好適な構造である。' 二次空気 1 0と三次空気 1 1 の流量比を変化させることで、二次空気 1 0と三次空気 1 1の合流後の空気流 1 2の噴出方向を調整することができる。たとえば、三次空気 1 1 の流量を 0とすれば、二次空気 1 0と三次空気 1 1 の合流後の空気流 1 2の内向きの速度成分（空気流 1 2の中心に向かう速度成分）は 0となる。また、二次空気 1 0の流量を 0とすれば、空気流 1 2は三次空気 1 · 1が占めるため内向きの速度成分が増して三次ノズル 3の傾斜方向（斜め内向き）に噴出する。空気流 1 2の噴出方向を調整することにより、、火炉 3 4内に偏在する空気不足め未燃ガス領域と燃焼用空気とが好適に混合して燃料の未燃分を低減できる。さちに、二次空気 1 0の旋回の強さによっても、混合状態を調整可能である。

ポート 3 1 の一次空気 9、二次空気 Γ 0及び三次空気 1 1 の空気流量比を調整するために、一次ダンバ 5、二次ダンバ 6及び三次ダンバ 8が使用される。

' 石炭、重.油などのように燃料中に灰を含むものがあるが、このような燃料を用いる場合には、三次空気 1 1の流量を増加し、 '空気流 1 2をポート 3 1 の中心軸 C方向に集中させ、いわゆる縮流にすると、該縮流の周囲の乱れが大きくなり、周囲の燃焼ガスを縮流が同伴し易くなるため、火炉 3 4内を上昇する高温の燃焼ガス 2 5中で溶融した灰も同伴され、ポー卜 3 1の出口の水管 2 3付近に付着して灰付着層 1 8を生成することがある。この状態を図 1 4のポー卜 3 1の断面図に模式的に示す。

前記灰付着層 1 8が成長してクリン力を形成すると、空気流動を妨げたり、クリンカの落下による水管 2 3の損傷を生じたりする可能性がある。このような場合は、ポート 3 1 の出口部分における、灰付着ポテンシャルの低減が必要である。前記灰付着のメ力二ズムと防止策を、それぞれ図 5〜図 7に示す。図 5〜図 7には、ポー卜 3 1の出口の流速分布（実計測データ）を示す。縦軸に A A Pの中心軸 Cからの距離を Cを原点として— 1 0 0〜 2 3 0 0 mmの範囲で示し、横軸に火炉 3 4内の AA Pからの距離を 0〜 5 0 0 O mmの範囲で示している。流速分布図の色は、茶色は 2 5〜 3 0 m/ s、赤色は 2 0〜 2 5 m/ s 、桃色は 1 5〜 2 0 m/ s、黄色は 1 0〜： L 5 mZ s、緣色は 5〜： L 0 m/ s、青色は 0〜 5 m/ s、紺色は— 5〜 O.m/ s、濃紺色は— 1 0 · 5. m/ s を示している。'なお、紺色と濃紺色のマイナス符号は逆流域を表す。また、使用した A A Pモデルは、実機大（ 1 0 0 0 MWボイラへ適用するサイズの AA P) であり、空気流量も実機相当で試験を実施した。ただし、空気温度は常温であることから、流速の絶対値は低くなつている。設定条件は、三次空気 1 1の縮流流量は一定として二次空気 1 0の旋回空気と一次空気 9の流量を変えて流れ計測を実施した。図 5は、旋回が無い直進一次空気 9が全体の 1 4 %で流入し、二次空気 1 0が 6 2 %、三次空気 1 1が 2 4 °/₀でそれぞれ流入した場合の火炉 3 4の流速分布図であり、火炉 3 4の中心部分には逆流領域の形成が少ないことが分かる。

図 6は、一次空気 9が 0 %で、二次空気 1 0の弱い旋回流が 7 0 %で、三次空気 1 1が 3 0 %の場合である。また、図 7は、一次空気 9が 0 %で、二次空気 1 0が強い旋回流の 6 3 %で、三次空気 1 1が 3 7 %の場合である。図 6 と図 7には火炉 3 4内での空気噴流の広がりには差異が少なく、火炉 3 4内の中央部分の流速分布に.差が見られる。なお、図 5〜図 7の下辺は A A Pの中心軸 Cに対応している。

図 5〜図 7の高速空気噴流の広がりに着目してみると、計測位置が A A Pの先端部分から少し離れているため分かりづらいが、火炉スロート壁 2 6の出口の広がり部分に沿っておらず、いずれの噴流も縮流の影響が見られる。すなわち、空気噴流は、図 2に示す火炉スロート壁 2 6から剥離しているため、微小な領域ではあるが、逆流が発生し、この流れに同伴される灰の粒子が壁に付着成長するポテンシャルを有している。

こうして図 1 4に示す従来技術の A A Pのように、空気流 1 2 (二次空気 1 0 +三次空気 1 1 の合流）が火炉スロー卜壁 2 6から剥離して縮流化した状況を示している。このため、図 1 4に示す灰付着層 1 8が火炉スロート壁 2 6に形成される。

そこで、本実施^では図 2に示すように、三次ノズル 3の出口から火炉スロート壁 2 6に沿うル一バ 3 2を設置して、該ル一バ 3 2 と三次ノズル 3の出口力、ら火炉スロート壁 2 6 との間に三次空気 1 1の一部の流れ 1 1 ' が流れる間隔を設けた。この構造によって、三次空気 1 1の一部の流れ 1 1 ' がスロート壁 2 6の表面をシールするように流れるため、三次空気 1 1の縮流に同伴される燃焼灰がスロート壁 2 6の表面に付着するのを最小限度に抑えることができる。

図 2には灰'付着層 1 8が火炉スロー卜壁 2 6の傾斜部分に形成された状況を図示しているが、この領域の灰除去は本実施例では不可能である。しかしながら、この領域の灰付着は、 A A Pの性能に影響せず、またボイラ性能にも影響しないので、無視してかまわない。しかし、図 1 4に示す灰付着層 1 8は、ボイラ停止時に A A P内部へ剥離脱落するので、 A A P性能に影響があるので除去しなければならない。 .. ' ' (実施例 2 ) .

図 8は実施例 2 のポート 3 1 の断面図を示す。また、. 図 9、図 1 0は図 8に示す実施例 2のポート 3 1 と対比するために示した比較例のポート 3 1の概略図である。 .

― 図 8に示,すポート 3 1 として、同心状に一次空気、二次空気、三次空気をそれぞれ流す一次ノズル 1 '、二次ノズル 2及び三次ソズル 3を示しているが、少なくとも本実施例における三次ノズル 3の外周側からポ一ト中心軸 Cの方向に向けた流れを強めて火炉 3 4 のポート開口部（スロー卜壁 2 6 ) を通過させ、空気噴流力いわゆる縮流を形成するのに適した構造を採るものであれば良い。即ち、いわゆる縮流の形成には、一次ノズル 1及び二次ノズル 2は必須ではない。

ポート 3 1 の中心空気ノズルである一次ノズル 1を流れる空気は直進流を形成し、二次ノズル 2の入口部には旋回機能を有する二次空気レジスタ 7を備え、二次ノズル 2の火炉 3 4側の端部（二次ノズル出口）を含めて主要部はポート中心軸 Cを中心とする直管である。従って、図 8で二次ノズル 2の管入口端部の半径 D aは該管出口端部の半径 D b と等しい。さらに三次ノズル 3は一次ノズル 1及び二次ノズル 2と異なり、ポート中心軸 Cに対して 3 0 ° 〜7 0 ° の傾斜角度を有する噴出流を形成し、縮流効果が得られる構成としている。

前記縮流効果とは、火炉壁のポー卜開口部に形成された気体流路が拡大するス口一卜壁 2 6の近傍において火炉 3 4内の周囲ガスの強い同伴ガス 2 0が発生する.効果である。，

一次ノズル 1の空気流量の調整は一次ノズル 1の空気取り入れ口 1 Bに設けたダンバ 5を風箱 3 9 bの外側から調整レバー 1 5を操作して一次ノズル 1の空気取り入れ口 1 Bの開度を調整して行い、二次ノズル 2の空気流量の調整は二次ノズル 2の空気取り入れ口 2 Bに設けたダンバ 6を風箱 3 9 bの外側から調整レバ一 1 6を操作して二次ノズル 2 の空気取り入れ口 2 Bの開度を調整して行い、同時に二次ノズル 2の空気取り入れ口 2 Bに設けたレジスタ 7を二次空気レジスタドライブ 1 3で回転させることにより、空気旋回強度の調整'を行う。また、三次ノズル 3の空気流量の調整は三次ノズル 3の空気取り入れ口 3 Bに設けたダンバ 8を風箱 3 9 bの外側から調整レバー 1 7を操作して三次ノズル 3の空気取り入れロ 3 Bの開度を調整して行う。 .

三次ノズル 3の出口部側（火炉 3 4内へ向かう側）の火炉壁のスロート部 2 6 は、気体流れ下流側に向けて順次ポート 3 1の中心軸 Cに対して径が下流側ほど拡大している。また、三次ダンバ 8の全閉時には拡管状のスロート壁 2 6 と二次ノズル 2からの旋回流がポート中心軸 Cの半径方向に拡がる空気流を形成する。また、三次ノズル 3の出口部側の拡管状のスロート壁 2 6への灰付着を防止するために、三次空気 1 1の一部の流れ 1 1 ' をスロー卜壁 2 6の外周方向に誘導する、断面積が火炉 3 4側に行くに従って拡大するリング状のルーバ 3 2を設けている。ル一バ 3 2の気体流れ上流側（空気ノズル 3の入口側）の先端は三次ノズル 3の外周側隔壁の延長線 E上または該延長線 E上よりも気体流れ上流側（空気ノズル入口側；炉内から離れた方向）に位置するように設けている。

本実施例の特徴について、図 9、図 1 0 との対比で説明する。

図 8に示す本実施例のポー卜 3 1は三次ノズル 3の出口部側（火炉 3 4内へ向かう側）の拡管状のス口一卜壁 2 6の火炉壁面と平行になるように該スロート壁 2 6の火炉 3 4の内部に近い側に向けて断面積が拡大するリング状のル一バ 3 2 を設けている。

一方、図 9及び図 1 0には図 8 とほぼ同」の構成からなるポート 3 1 の断面図を示すが、図 8のポート 3 1 と異なる構成は、図 9ではルーバ 3 2 ' 'の気体流れ上流側の先端が三次ノズル 3の外周側隔壁の延長線 Eより気体流れ下流側に位置するように設けられ、図 1 0ではルーバ 3 2 " が全て三次ノズル 3.からの気体流れのポー卜中心軸 Cに向かう縮流内に位置するように設けられていることである。

上記図 8に示す本実施例のルーバ 3 2の気体流れ上流側端部は三次ノズル 3の一部を塞ぐように突き出して設けられているので、三次ノズル 3を流れる三次空気 1 1 の縮流に対してル一バ 3 2 の上流側先端部が障害物となり、ルーバ 3 2 の' 外周側（スロー卜壁 2 6側）には三次空気 1 1 により動圧が発生し、ルーバ 3 2 と拡管状のスロート壁 2 6 の間を三次空気 1 1 の一部の流れ 1 1 ' が流れる。このル一バ 3 2 とス口一ト壁 2 6 の間を流れるシール空気となる流れ 1 1 ' は、ル —バ 3 2により誘導されることで、火炉 3 4内でスロー卜壁 2 6 の近傍を流れる •火炉壁面内側の同伴ガス流（壁面シール空気流れ） 2 0がポート 3 1 のスロート壁 2 6の近傍の火炉 3 4の内側璧面に沿って効果的に流れ、スロー卜壁 2 6の壁面近傍の負圧を除去できる。

• 一方、図 9、図 1 0で示す構成では、ル一バ 3 2 '、 3 2 " と三次ノズル 3との配置関係から火炉開口部であるスロー .ト壁 2 6付近に生じる三次空気 1 1 の一部の流れ 1 1 ' の影響を受けて火炉 3 4の側壁面付近の同伴ガス流 2 0が循環流となるために、火炉 3 4 のス口一卜壁 2 6に灰付着層 1 8ができる。

このように、図 8に示す本実施例の構成では、図 9、図 1 0で示す構成で懸念される灰の巻き込みによる三次ノズル 3の出口の拡管状のスロート壁 2 6を構成する壁面への灰付着が生じにくくなる。

また、前記ルーバ 3 2の気体流れ下流側（火炉側）の先端の半径（D g ) は三次ノズル 3の拡管状のスロート壁 2 6の最小半径（D s ) (以下、「スロート径」ということがある。図 1 2参照）の 1倍未満、特に望ましくは 0 . 9 5倍未満とする。ルーバ 3 2の気体流れ下流側（火炉側）の先端の半径を前記拡管状のスロー卜壁 2 6の半径の 1悟未満とすることで、ルーバ 3 2がー体物（分割出来ない構成）であっても、火炉 3 4の外側からルーバ 3 2を設置すること又は火炉 3 4の外側に引き抜くことが容易になる。また、製作公差を考慮し 0 . 9 5倍未満とした方 5 力さらに容易となる。なお、ルーバ 3 2は一体物としないで火炉 3 4 の外側に取り出し易くなるように周方向に分割可能な構成にしても良い。 ,

但し、'ルーバ 3 2の気体流れ下流側に向かうほど径が拡大する平面の長さ（図 1 2の e部（周方向）と〖部（周方向）を結ぶ線の長さ）は、該平面に灰が付着しにくいように、拡管状のスロー卜壁 2 6の気体流れ方向の壁面長さ（図 1 2の 10 h部（周方向）と i部（周方向）を結ぶ線の長さ）の 1ノ 2以下とすることが望ましい。このことは、本実施例に限らず、本発明全般において該当する。

また、前記ル一バ 3 2の気体流れ方向の広がり角度がポート 3 1の拡管状のス - ロート壁 2 6 の広がり角度と.同じ角度以上になれば、灰付着防止に効果的な空気量を誘導することが可能である。

15 さらに三次ノズル 3の入口部のダンバ 8は、前記ノズル 3の入口部の火炉 3 4 から離れた側に配置しておき、ダンバ 8で三次ノズル 3の空気取り入れ口 3 Bを閉じるときに、ダンバ 8を火炉 3 4に近づける方向にスライドさせることが望ましい。これは前記ノズル 3の入口部を閉じたときの空気流量を絞った状態（ダンパ 8が閉に.近い状態）でも、三次ノズル 3内のポ一卜 3 1の拡管状のスロート壁 20 2 6に近い部分に空気が流れるため、ルーバ 3 2に空気が誘導され、拡管状のスロート壁 2 6への灰付着を防止することができるからである。

なお、ダンバ 8は、円筒状の部材がポート中心軸 Cと略平行にスライドする形式のものを図示したが、複数のバタフラィ状のバルブまたはフラップをその回転軸がポー卜 3 1 の中心軸 Cに平行な位置にある周方向に並ぶように配置してもよ 25 レ、。このことは本実施例に限らず、以下の各実施例にも適用できる構成例である。

図 8に示す本実施例では、ポート 3 1は 3重構造としたが、一次ノズル 1や二次ノズル 2を持たず、縮流構造である三次ノズル 3のみで構成されるポ一卜 3 1 であっても上記の効果を得られる。なお、他の実施例においても三次ノズル 3のみで構成されるポ一卜 3 1 としても良い。図 8に示す三次ノズル 3の内側に二次ノズル 2などの空気ノズルを設ける場合には、二次ノズル 2を構成する隔壁の気体流れ下流側の端部（図 I ? ( a ) の点 b ) を含む仮想の気体直進用の円筒のなす線 F (図 1 2 ( a ) の点 bを含むポー卜中心軸 Cに平行な線）に対して、前 Ϊ己端部（図 1 2 ( a ) の点 b ) ' とルーバ 3 2の気体流れ土流側端部（図 1 2 ( a ) の点 c ) とを結ぶ線 Gのなす角度 6が 1 5.度より小さい角度の範囲内に前記ルーバ 3 2 の上流側端部（図 1 2 ( a ) の点 c ) が配置されるように設けることが望ましい（図 1 2 ( a ) 参^ )。

これは、三次ノズル 3の入口部にあるダンバ 8を全閉とし、前記二次ノズル 2 から空気を流した場合、二次ノズル 2から噴出する空気はポート 3 1 の内部で広がりながら噴出するが、該噴出流の広がり角が、通常 1 5度程度であるためである。このため、ルーバ 3 2 の上流側端部を前記線 Fと線 Gで挟まれる領域内に設置することで、二次空気に旋回がかかってない場合にも、ルーバ 3 2 の外周側流路を気体が流れ、スロー卜壁.2 6 の壁面近傍において気体流れを外周方向に誘導することができる。すなわち、従来の空気等の冷却体を噴出する噴出口を別途に設けたこと'を特徴とするものに比べて、本実施例の構成ではポート 3 1のいかなる運転条件においてもスロート壁 2 6又はその近傍の壁面に灰が付着することを防止できるとともにポート 3 1から火炉 3 4に供給する気^の供給時の圧力損失を低減でき、ポート 3 1 の構造が簡素化され、灰付着抑制シール空気用調整器を設置する必要もなくなり'、全体として火炉 3 4の付属物の重量低減および鉄鋼材の削減ができる。

また、前記ルーバ 3 2は前記縮流を構成する三次ノズル 3 の外側流路壁により固定用リブ 2 7 (図 1 1参照）で支持した構造とする。通常、ボイラ火炉 3 4では熱膨張が火炉 3 4の各部位で相違することにより、最外周空気ノズル（図 8 の場合は三次ノズル 3 ) の外周部を形成する火炉 3 4の壁面とポー卜中心軸 Cとの距離が運転負荷により変化する。ルーバ 3 2などをポート 3 1 の内部から固定することで、ポート 3 1の拡管状のスロー卜壁 2 6 とルーバ 3 2の間隔を一定に保つことができる。

(実施例 3 ) 図 1 1は本実施例 3を示すポ一ト 3 1の概略図である。図 1 1に示す構成で図 8に示す構成と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。 .

本実施例では、ポート 3 1の拡管状のスロート壁 2 6に流路断面積が一定の中心軸 Cに平行な平行部 2 6 aを有している。さらにル一バ 3 2にも平行部 2 6 a に沿った円筒部 3 2 aを設けている。また、ルーバ 3 2 と拡管状のスロート壁 2 6.の間に三次ノズル 3からの縮流の.一部が流れ込み、火炉 3 4のス口,一ト壁 2 6 の表面をシールする三次空気 1 1の一部の流れ 1 1 ' がスロー卜壁 2 6の壁面近傍に効果的に流れ、スロート壁 2 6の壁面近傍の負圧を除去できることから、灰の巻き込みによるスロート壁 2 6の近傍における灰付着が生じにくくなる。図 1 2 ( a ) は図 1 1のポート 3 1め出口部の拡大図であり、ルーバ 3 2の気体流れ上流側の先端部（点 c ) は前記縮流を形成する三次ノズル 3の外周側壁面 (前壁） 3 0 1の延長線 E上または延長線 E上よりも気体流れ上流側（炉内から離れた方向）に位置するように設けている。また、風箱 3 9、b側からル一バ 3 2 を挿入できるようにル一バ 3 2の火炉 3 4側先端の半径 D gはスロート壁 2 6の半译 D sの 1倍未満とする。より詳細には、ルーバ 3 2の最大径部分の半径 D g より拡管状のスロー卜壁 2 6の平行部 2 6 aの半径 D sを大きくする（半径 D g <半径 D s )。実際には製作公差を考慮してル一バ 3 2の最大径部分の半径 D gより拡管状のスロート壁 2 6の平行部 2 6 aの半径 D sを 0. 9 5倍未満（D s < 0. 9 5 D. g ) とすることが望ましい。

前記ルーバ 3 2の平行部 3 2 aの半径 D pがスロート壁 2 6の平行部 2 6 aの半径 D sの 2 0%以下（ 1. 0 D s〉D p≥ 0. 8 D s ；ただし長さ D pはルーバ 3 2の円筒部 3 2 a (ポート中心軸 Cに平行な部分）の半径である）になり、また前記ルーバ 3 2の広がり角度をポート 3 1のスロー卜壁 2 6の広がり角度と同じ角度以上にすれば、スロート壁 2 6への灰付着防止に効果的な空気量を誘導することが可能である。しかし、三次ノズル 3を流れる気体による縮流効果の持続性を考えると、半径 D sに対する半径 D pは 1 0 %程度（ 1. 0 D s〉D p≥ 0. 9 D s ) 小さくすることが望ましレ、。即ち、火炉 3 4のスロート壁 2 6への灰付着防止のためにあまり大量の空気を割り当てると、本来の燃焼制御用の空気噴流を火炉 3 4内の中央部まで到達させつつ、火炉壁近傍の気体混合を促進するという縮流形成の目的が阻害されるためである。ポート 3 1の外周側から中心軸 Cの方向に向けた空気噴流の流れを強めてスロート部 2 6を通過させ、空気噴流がポー卜 3 1の中心軸 Cに集中しつつスロート部 2 6の周辺の火炉 3 4内の気体を巻き込むような流れが維持できなくなるのは望ましくない。 '

なお、図 1 2 ( a ) は、ポートの半径 D a (点 a ；二次ノズル 2 の導入部におけ.る半径）及び D b (点 b ；二次ノズル 2を構成する隔壁の気体流れ下流側の端部）とスロー卜壁 2 6 の半径（スロー卜壁 2 6 の平行部の半径） D' s とがほぼ同一である例を示しているが、二次ノズル 2の半径 D a及び半径 D bよりスロート壁 2 6 の半径 D sが大きい場合又は小さい場合も同様である。

例えば、図 1 2 ( b ) に示すように、二次ノズル 2の半径 D a及び半径 D bよりスロー卜壁 2 , 6の半径 D sが大きい場合も、二次ノズル 2を構成する隔壁の気体流れ下流側の端部（図 1 2 ( b ) の点 b ) を含む仮想の気体直進用の円筒のなす線 F (図 1 2 ( b ) の点 bを含むポート中心軸 Cに平行な線）に対して、前記端部.（図 1 2 ( b ) の点 b ) とルーバ 3 2 の上流側端部（図 1 2 の点 c ) とを.結ぶ線 Gのなす角度 Θの絶対値が 1 5度より小さい角度の範囲内に前記ルーバ 3 2 の気体流れ上流側端部が配置されるように設けることが望ましい。 ·

但し、ルーバ 3 2は、気体流れ下流側に向かうほど径が拡大する平面の長さ（図 1 2の e ¾ (周方向）と f 部（周方向）を結ぶ線の長さ）は、該平面に灰が付着しにくいように、スロ一ト壁 2 6の気体流れ方向の壁面長さ（図 1 2の h部（周方向）と〖部（周方向'）で囲まれる面の気体流れ方向の長さ）の 1ノ 2以下とすることが望ましい。

なお、図 1 2 ( b ) ではスロート壁 2 6 の半径 D sはル一バ 3 2 の半径 D gより大きくしているので、ルーバ 3 2を火炉壁外部に抜き取り易い。 (実施例 4 )

図 1 3は本実施例 4を示すポ一卜 3 1の概略図である。図 1 3に示す構成で図 2に示す構成と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。

本実施例では、図 1 1 に示す構成と同様にスロー卜壁 2 6に流路断面積が一定の中心軸 Cと平行な平行部 2 6 aを設け、さらにルーバ 3 2に円筒部 3 2 aを設けている。前記平行部 2 6 a とル一バ 3 2 の円筒部 3 2 a の間にスロート壁 2 6 の周方向の流速成分を誘起させる旋回器 2 2を設けた。

これにより、ル一バ 3 2 とスロート壁 2 6の間に三次ノズル 3からの縮流の一部が流れ込み、火炉 3 4 のスロート壁 2 6の表面をシールする空気流 1 1 ' が拡管状のスロート壁 2 6の壁面近傍に効果的に流れ、スロート壁 2 6の壁面近傍の負圧を除去できることから、灰の巻き込みによるスロー卜壁 2 6近傍における灰付着が生じにくくなる。

また、ル一バ 3 2の火炉側から見たポ一ト中心軸 Cに直交する面の投影面積が低減でき、火炎から受ける放射受熱量を低減できる。このため、ルーバ 3 2の温度が低減でき、熱変形や高温場における腐食などの熱損失が生じにくくなる。また、前記旋回器 2 2の気体流れ下流側の先端に気体流れをスロート壁 2 6の' 方向に誘導する断面積の拡大するリング状の前記ルーバ 3 2を設けた場合も灰の巻き込みによるノズル近傍における灰付着を防止できる。 ' .. 産業上の利用可能性

• 本発明はボイラの火炉に限らず、石炭などの燃焼で生成する灰が付着し易い燃焼装置の火炉壁面に適用可能である。

Claims

請求の範囲

1 . 火炉の炉壁に設けられ、該炉壁に垂直な気体流れの中心軸に向って流れる速度成分と前記中心軸に沿って流れる速度成分を有し、気体流れの上流側から前記中心軸に向かって斜めに形成された縮流生成用流路と、 .

前記縮流生成用流路の後流側の火炉壁開口部に形成された気体流路が気体流れ方向に順次に拡大するスロート拡管部と、

前記縮流生成用流路を流れる気体を前記スロート拡管部の壁面に沿って流れるように誘導するために縮流生成用流路に設けられたルーバと

を備え'たことを特徴とする火炉内への気体噴出ポート。

2 . 前記ル一バの気体流れ上流側の先端部は、縮流生成用流路の外周側壁面を前記中心軸方向へ延長した面または該延長した面よりも気体流れ上流側に位置5 し、前記ルーバの気体流れ下流側部分には、前記スロート拡管部の壁面に沿うよ ■ うに気体流れ方向に順次拡大した拡管部を有することを特徴とする請求項 1記載の火炉内への気体噴出ポート。

3 . 前言己縮流生成用流路を流れる空気流の前記中心軸方向に沿って流れる速度0 成分と前記中心軸方向に向かって流れる速度成分の比率を変える機構を備えたことを特徴とする請求項 1または 2記載の火炉内への気体噴出ポート。

4 . 前記縮流生成用流路の外周側壁面に沿って気体が流れるように前記外周壁面側から開き始める前記縮流生成用流路の開度を調整可能なダンバを設けたこと5 を特徴とする請求項 3に記載の火炉内への気体噴出ポート。

5 . 前記ルーバと前記スロート拡管部の壁面との間に気体を旋回させる旋回部材を設けたことを特徴とする請求項 1ないし 4のいずれかに記載の火炉内への気体噴出ポート。

6 . 前記ルーバの下流側端部に形成されるス口一ト拡管部の気体流れ方向の長さが、前記ス口一ト拡管部の気体流れ方向の壁面長さの 1 2以下であることを特徴とする請求項 1ないし 5のいずれかに記載の火炉内への気体噴出ポ一ト。

7 . 前記縮流生成用流路は三次ノズルとし、該三次ノズルより内側,に、前記中心軸に沿ってそれぞれ気体が流れる一次ノズル及び該一次ノズルの外側に二次ノズルを設けたことを特徴とする請求項 1〜 6のいずれかに記載の火炉内への気体噴出ポー卜。