WO2018155102A1

WO2018155102A1 - 燃焼装置

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Publication number: WO2018155102A1
Application number: PCT/JP2018/002966
Authority: WO
Inventors: 嶺　聡彦; 木山　研滋; 倉増　公治; 馬場　彰; 健一越智; 恒輔北風; 泰仁大西
Original assignee: 三菱日立パワーシステムズ株式会社
Priority date: 2017-02-22
Filing date: 2018-01-30
Publication date: 2018-08-30
Also published as: PH12019501927A1; TW201835504A; TWI665408B; JP2018136096A; CN110300871B; JP6797714B2; CN110300871A

Abstract

火炉内にアフターエアを噴出する開口の上下に、火炉内に浮遊する灰分等が付着するのを抑えることを目的とする。ボイラ（１０Ａ）は、火炉（１１）と、理論必要空気量未満の空気で燃料を燃焼させるバーナと、バーナにおける燃焼を経て未燃状態の燃料を燃焼させるため、火炉（１１）にアフターエアを供給するアフターエア供給部と、を備え、アフターエア供給部は、火炉（１１）の内方に向かって直進するようアフターエアを噴出する第一ノズル（３２）と、火炉（１１）の内方に向かって噴出するアフターエアを水平方向において第一ノズル（３２）から左右両側に離間する方向に偏向させる第二ノズルと、火炉（１１）の内側に向かって漸次拡径して炉壁（１５）の前壁（１５ｆ）または後壁（１５ｒ）に連続する拡径面（１６）と、ケーシング（３１）の内側から火炉（１１）内に噴出されるアフターエアの一部を拡径面（１６）に沿うように流す案内部材（４０Ａ）と、を備える。

Description

燃焼装置

　本発明は、石炭等の燃料を二段階に燃焼させるボイラ等の燃焼装置に関するものである。

　石炭等の燃料を燃焼させるボイラの火炉において、第一段燃焼ゾーンと、第一段燃焼ゾーンの下流側に設けられた第二段燃焼ゾーンとで、二段階に燃料を燃焼させる二段燃焼式がある。第一段燃焼ゾーンは、燃料と、この燃料を燃焼させるのに必要な理論必要空気量よりも少ない空気とを火炉内に投入し、燃料を燃焼させる。第一段燃焼ゾーンでは、理論必要空気量よりも少ない空気で燃料を燃焼させることで、第一燃焼ガスにおける燃焼排ガスには、未燃状態の燃料（未燃分）が残存する。第二段燃焼ゾーンでは、残存した未燃状態の燃料を燃焼させるのに必要な空気（アフターエア）をアフターエアポートから供給し、燃焼排ガス中に残存した未燃状態の燃料を燃焼させる。

　このような二段燃焼式の火炉においては、火炉内に配置されたアフターエアポートの配置によって、複数のアフターエアポートの間を燃料の未燃分がすり抜け、火炉出口における未燃分の残存量が増えてしまうことがある。

　例えば、特許文献１には、アフターエアポートの開口部の中央部に設けた一次アフターエアノズルと、アフターエアポート開口部において一次アフターエアノズルの外側に設けた二次アフターエアノズルと、を備えた構成が開示されている。この構成においては、二次アフターエアノズルの出口部に、二次アフターエアを水平方向左右に偏向して供給可能なように、二次アフターエア案内羽根を備えている。このような構成によれば、一次アフターエアノズルから供給される一次アフターエアは、強い直進性を有し、炉内ガス上昇流量が大きな火炉内中央部の領域に到達し、この領域の未燃分燃料の燃焼を促進させる。二次アフターエアノズルから供給される二次アフターエアは、炉内で水平方向左右に広がりを持って、炉内ガス上昇流量が小さな火炉の前後壁近傍の領域の未燃分燃焼を促進させる。このようにして、一次アフターエアと二次アフターエアとの両方で、火炉全体に亘って適切なアフターエアの供給が可能となり、アフターエアポートの間を燃料の未燃分がすり抜けることを抑え、火炉出口部の未燃分の残存を抑制している。

国際公開第２０１５／００５３５０号

　しかしながら、特許文献１に開示されたような構成においては、図１２に示すように、各アフターエアポート１から高い直進性を有して火炉５内の中央部に向かって噴出される一次アフターエアの直進流Ｆｄへの同伴流に乗って火炉内を浮遊する灰分等が炉壁２等に付着してしまう場合がある。灰分等が、例えば炉壁２においてアフターエアポート１の先端の開口縁部３に付着すると、時間の経過ととともに付着した灰分等が成長して灰塊Ｃを形成し、アフターエアポート１から噴出するアフターエアの噴流を阻害したり、付着した灰塊Ｃが火炉５内に落下して火炉５を損傷させてしまう可能性がある。

　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、火炉内にアフターエアを噴出する開口の上下に、火炉内を流れる灰分が付着するのを抑えることができる燃焼装置を提供することを目的とする。

　本発明の一態様に係る燃焼装置は、上下方向に連続する火炉と、燃料、及び前記燃料の理論必要空気量未満の空気を前記火炉内に供給し、前記燃料を燃焼させるバーナと、前記火炉内の前記バーナの設置位置よりも下流側に設けられ、前記バーナにおける燃焼を経て未燃状態の前記燃料を燃焼させるため、前記火炉にアフターエアを供給するアフターエア供給部と、を備え、前記アフターエア供給部は、前記火炉の炉壁に交差する方向に延びる筒状のケーシングと、前記ケーシングの内側で水平方向の中央部に形成され、前記火炉の内方に向かって直進するようアフターエアを噴出する第一ノズルと、前記ケーシングの内側で、前記第一ノズルに対して水平方向の両側にそれぞれ形成され、前記火炉の内方に向かって噴出するアフターエアを水平方向において前記第一ノズルから左右両側に離間する方向に偏向させる偏向部材を有した第二ノズルと、前記ケーシングの先端部から前記火炉の内側に向かって全周方向に漸次拡径して前記炉壁に連続する拡径面と、前記第一ノズルの先端部に設けられ、前記第一ノズルから前記火炉内に噴出されるアフターエアの一部を前記拡径面上下部に沿うように流す案内部材と、を備えることを特徴とする。

　この構成によれば、第一ノズルから火炉内に噴出されるアフターエアの一部を拡径面に沿うように流すことで、この拡径面に、火炉内に浮遊する灰分等が付着するのを抑える。

　上記態様において、前記案内部材は、前記火炉内に噴出される前記アフターエアの一部を、前記火炉の内方に向かって上下方向両側に偏向させる案内部材偏向部を有しているとさらに好適である。

　この構成によれば、案内部材偏向部によって、火炉内に噴出されるアフターエアの一部を、火炉の内方に向かって上下方向両側に偏向させることで、このアフターエアの一部を拡径面上下部に沿うように確実に流すことができる。

　上記態様において、前記案内部材偏向部は、前記火炉の内方に向かって前後する方向に移動可能とされ、前記拡径面との隙間の大きさを調整可能とされているとさらに好適である。

　この構成によれば、案内部材偏向部を移動させて拡径面との隙間の大きさを調整することで、偏向板と拡径面との間を流れるアフターエアの流量を増減させることができる。これによって、拡径面に沿ったアフターエアの流れの強さを調整することができる。

　上記態様において、前記案内部材偏向部は、前記拡径面に対向した側の第一面と前記火炉の内方に臨む側の第二面とを連通し、前記アフターエアの一部が流通可能な連通部を有しているとさらに好適である。

　この構成によれば、案内部材偏向部によって拡径面に沿うように流れるアフターエアの一部を、連通部を通して、拡径面に対向した第一面側から、火炉の内方に臨む第二面側へと導くことができる。これによって、案内部材偏向部の第二面側から火炉の内方に向かってアフターエアが流出するので、案内部材偏向部への灰分等の付着がさらに抑制される。

　上記態様において、前記案内部材偏向部は、複数枚のフィンを互いに間隔をあけて配置し、互いに隣接する前記フィンどうしの間に形成されたスリットからなるとさらに好適である。

　この構成によれば、案内部材偏向部によって拡径面に沿うように流れるアフターエアの一部を、複数枚のフィンどうしの間に形成されたスリットを通して、拡径面に対向した第一面側から火炉の内方に臨む第二面側へと導くことができる。

　上記態様において、前記連通部は、前記案内部材偏向部の前記第一面と前記第二面とに貫通する複数の孔からなるとさらに好適である。

　この構成によれば、偏向板によって拡径面に沿うように流れるアフターエアの一部を、偏向板に形成された複数の孔を通して、拡径面に対向した第一面側から火炉の内方に臨む第二面側へと導くことができる。

　上記態様において、前記第一ノズルの周囲を取り囲むように形成され、前記火炉の内方に向かって直進するようアフターエアを噴出する第三ノズルをさらに備え、前記案内部材は、前記第三ノズルの上下方向両側の縁部に沿って設けられ、前記第三ノズル内を流れるアフターエアの一部を、前記火炉の内方に向かって上下方向両側に偏向させるとさらに好適である。

　この構成によれば、案内部材偏向部によって、第一ノズルの周囲を取り囲むように形成された第三ノズル内を流れるアフターエアの一部を拡径面上下部に沿わせて流すことで、拡径面上下部への灰分等の付着を抑えることができる。

　本発明に係る燃焼装置によれば、火炉内にアフターエアを噴出する開口部に、火炉内に存在する灰分等が付着するのを抑えることが可能となる。

本発明の実施形態に係る燃焼装置の全体の概略構成を示す図である。本発明の実施形態に係る燃焼装置の炉壁に設けられたバーナおよびアフターエア供給部を示す図である。本発明の第１実施形態において、燃焼装置に設けられたアフターエア供給部を構成するアフターエアノズルを、火炉の内側から中心軸に沿った方向で見た図である。本発明の第１実施形態において、燃焼装置に設けられたアフターエア供給部を構成するアフターエアノズルを示す図であり、図３のＨ－Ｈ矢視断面図である。本発明の第１実施形態において、燃焼装置に設けられたアフターエア供給部を構成するアフターエアノズルを示す図であり、図３のＶ－Ｖ矢視断面図である。本発明の第２実施形態において、燃焼装置に設けられたアフターエア供給部を構成するアフターエアノズルを示す立断面図である。本発明の第３実施形態において、燃焼装置に設けられたアフターエア供給部を構成するアフターエアノズルを、火炉の内側から中心軸に沿った方向で見た図である。本発明の第３実施形態において、燃焼装置に設けられたアフターエア供給部を構成するアフターエアノズルを示す立断面図である。本発明の第４実施形態において、燃焼装置に設けられたアフターエア供給部を構成するアフターエアノズルを、火炉の内側から中心軸に沿った方向で見た図である。本発明の第４実施形態において、燃焼装置に設けられたアフターエア供給部を構成するアフターエアノズルを示す図であり、図９のＨ－Ｈ矢視断面図である。本発明の第４実施形態において、燃焼装置に設けられたアフターエア供給部を構成するアフターエアノズルを示す図であり、図９のＶ－Ｖ矢視断面図である。従来のアフターエアノズルを示す立断面図である。

〔第１実施形態〕
　以下、本発明の第１実施形態について、図１を用いて説明する。
　図１に示すように、ボイラ（燃焼装置）１０Ａは、火炉１１と、バーナ部１２と、アフターエア供給部１３と、を備えている。

　火炉１１は、平断面視矩形状で上下方向に延びる筒状をなしている。火炉１１の内側面に沿って、それぞれ上下方向に延びる複数の水管（図示無し）が設けられている。
　火炉１１の上部の火炉出口１１ｄには、水平方向に延びる煙道１４が接続されている。

　ここで、以下の説明では、水平方向において火炉出口１１ｄから煙道１４が延びる側を後方、水平方向において火炉出口１１ｄから煙道１４が延びる側とは反対側を前方とする。すなわち、火炉１１の内周面を形成する炉壁１５において、煙道１４が延びる側に位置する部分を後壁１５ｒとし、後壁１５ｒに対向し、煙道１４が延びる側とは反対側に位置する部分を前壁１５ｆとする。また、炉壁１５において、これら前壁１５ｆと後壁１５ｒとが対向する方向に対して水平面内で直交する方向の両側方に位置する部分を側壁１５ｓとする。

　バーナ部１２は、火炉１１内の下部に設けられている。バーナ部１２は、複数のバーナ２０を備えている。図２に示すように、これら複数のバーナ２０は、火炉１１内で、前壁１５ｆと後壁１５ｒとに、それぞれ、上下方向、及び水平方向に間隔をあけて設けられている。各バーナ２０は、石炭を粉砕して得た微粉燃料と空気とを火炉１１内に噴出し、火炉１１内で燃焼させて火炎を生成する。バーナ部１２は、複数のバーナ２０から噴出する火炎によって、主燃焼ゾーンＺ１を形成する。ここで、各バーナ２０から火炉１１内に供給される空気は、バーナ２０に供給される微粉燃料が完全燃焼するのに必要な理論必要空気量よりも少なくなるよう投入される。これにより、バーナ部１２において形成される主燃焼ゾーンＺ１の燃焼は、還元雰囲気下で行われる。

　アフターエア供給部１３は、火炉１１内において、バーナ部１２におけるバーナ２０の設置位置よりも下流側となる、上下方向ＵＤの上方に設けられている。アフターエア供給部１３は、複数のアフターエアノズル３０を備えている。これらアフターエアノズル３０は、火炉１１の前壁１５ｆと後壁１５ｒとに、それぞれ、上下方向、及び水平方向に間隔をあけて配置されている。各アフターエアノズル３０は、火炉１１の外部からアフターエア（空気）を火炉１１内に送り込む。各アフターエアノズル３０から送り込まれるアフターエアは、主燃焼ゾーンＺ１における燃焼を経て残存した未燃状態の燃料（未燃分）の燃焼に必要な空気である。このようにして、アフターエア供給部１３は、主燃焼ゾーンＺ１の上方で、アフターエアを供給することで、主燃焼ゾーンＺ１の燃焼で残存した未燃状態の燃料が燃焼される燃焼完結ゾーンＺ２を形成する。

　図３～図５に示すように、各アフターエアノズル３０は、ケーシング３１と、第一ノズル３２と、第二ノズル３３と、案内部材４０Ａと、を備えている。

　ケーシング３１は、例えば円筒状をなし、火炉１１の炉壁１５の前壁１５ｆまたは後壁１５ｒに直交する前後方向ＦＲに延びるよう設けられている。ケーシング３１は、その先端部３１ｓを、前壁１５ｆまたは後壁１５ｒの表面よりも火炉１１の外側に位置させて設けられている。

　図４、図５に示すように、ケーシング３１の先端部３１ｓには、ケーシング３１の先端部３１ｓから火炉１１の内側に向かって全周に亘って漸次拡径し、炉壁１５の前壁１５ｆまたは後壁１５ｒの表面に連結する拡径面１６が形成されている。

　図３、図４に示すように、ケーシング３１の内側には、その中心軸Ａｃを挟んだ水平方向ＬＲの両側に、一対の仕切板３５，３５が設けられている。各仕切板３５は、上下方向ＵＤを含む鉛直面内に位置し、ケーシング３１が延びる前後方向ＦＲに連続している。これにより、ケーシング３１の内側には、一対の仕切板３５，３５の間において、ケーシング３１の水平方向ＬＲの中央部に形成された第一ノズル３２と、第一ノズル３２に対して仕切板３５，３５を挟んで水平方向ＬＲの両外側に形成された第二ノズル３３，３３と、が形成されている。

　このようなケーシング３１の内側の第一ノズル３２と、第二ノズル３３，３３には、火炉１１の外部からアフターエアが送給される。

　第一ノズル３２は、アフターエアを、火炉１１の内方に向かって前後方向ＦＲに沿って直進する直進流Ｆｄを形成して噴出する。ここで、第一ノズル３２は、火炉１１の前壁１５ｆと後壁１５ｒとに設けられているので、この実施形態において、前壁１５ｆに設けられた第一ノズル３２と後壁１５ｒに設けられた第一ノズルとからそれぞれ噴出されるアフターエアは、火炉１１の前後方向ＦＲの中央部において互いに対向する。

　各第二ノズル３３には、火炉１１の内方に臨む先端部に、火炉１１の内方に向かって噴出するアフターエアを、水平方向ＬＲにおいて第一ノズル３２から左右両側に離間する方向に偏向させるフィン状の偏向部材３３ｆ，３３ｇを備えている。これにより、第一ノズル３２の水平方向ＬＲの両側に設けられた一対の第二ノズル３３，３３から火炉１１内に噴出されるアフターエアは、中央部の第一ノズル３２から離間して水平方向ＬＲの両側に偏向する。

　図５に示すように、案内部材４０Ａは、ケーシング３１の先端部３１ｓの内側に設けられ、ケーシング３１の内側から火炉１１内に噴出されるアフターエアの一部を拡径面１６に沿うように案内する。
　図３に示すように、この案内部材４０Ａは、第一ノズル３２の上下方向ＵＤ両側の縁部に沿って設けられている。本実施形態において、ケーシング３１は円筒状であり、アフターエアノズル３０の前壁１５ｆまたは後壁１５ｒにおける開口部を中心軸Ａｃに沿った方向から見ると、第一ノズル３２の上下方向ＵＤの両側の縁部は円弧状をなしている。これにともなって、案内部材４０Ａは、中心軸Ａｃに沿った方向から見た形状が、円弧状をなしている。

　図５に示すように、案内部材４０Ａは、ケーシング３１に不図示の支持部材を介して支持された基部４２と、偏向部４１Ａと、を一体に備えている。
　基部４２は、ケーシング３１の上下の内周面３１ｆに対して内周側に間隔をあけて配置されている。
　偏向部４１Ａは、基部４２において火炉１１の内方を向く側の端部から、火炉１１の内方に向かうに従って、中心軸Ａｃから径方向外側に向かって傾斜して延び、拡径面１６と略平行となるように形成されている。

　この案内部材４０Ａは、第一ノズル３２内を流れるアフターエアの一部を、火炉１１の内方に向かって上下方向ＵＤ両側に偏向させる。案内部材４０Ａによって偏向されたアフターエアの流れＦは、拡径面１６に沿って流れる。
　ここで、案内部材４０Ａによって、上下方向ＵＤ両側に偏向されるアフターエアの流量は、第一ノズル３２内を流れて火炉１１の内方に向かって直進する直進流Ｆｄを形成するアフターエアの流量の１０％以下となるようにするのが好ましい。これには、案内部材４０Ａとケーシング３１の内周面３１ｆとの隙間に形成されるアフターエアの流路の断面積が、第一ノズル３２内のアフターエアの流路の１／１０程度以下となるようにするのが好ましい。
　また、偏向部４１Ａは、直進流Ｆｄに同伴することで火炉１１内で生じる同伴流に乗って浮遊する灰分等が付着しないように、火炉１１の内側から中心軸Ａｃ方向に沿った方向で見たときの投影面積がなるべく小さくなるように形成するのが好ましい。例えば、中心軸Ａｃ方向から見たときに円弧状をなしている案内部材４０Ａにおいて、偏向部４１Ａの中心軸Ａｃを中心とした径方向の寸法は、ケーシング３１の直径の１／１００～１／３０程度となるように形成するのが好ましい。

　ここで、案内部材４０Ａは、中心軸Ａｃ方向に沿って、火炉１１の内方に向かって前後する方向に移動可能としてもよい。これにより、偏向部４１Ａは、拡径面１６との隙間の大きさが調整可能とされている。偏向部４１Ａを移動させて拡径面１６との隙間の大きさを調整することで、偏向部４１Ａと拡径面１６との隙間を流れるアフターエアの流量を増減させることができる。これによって、拡径面１６に沿ったアフターエアの流れの強さを調整することができる。

　上述したようなボイラ１０Ａによれば、案内部材４０Ａによって、ケーシング３１の内側から火炉１１内に噴出されるアフターエアの一部を拡径面１６に沿うように流す。これによって、第一ノズル３２から噴出する直進流Ｆｄへの同伴流に乗って浮遊する灰分等が、拡径面１６に付着するのを抑えることができる。

　また、案内部材４０Ａは、偏向部４１Ａを有している。この偏向部４１Ａによって、火炉１１内に噴出されるアフターエアの一部を、火炉１１の内方に向かって上下方向ＵＤ両側に偏向させることで、このアフターエアを拡径面１６に沿うように確実に流すことができる。

　また、案内部材４０Ａは、第一ノズル３２の上下方向ＵＤ両側の縁部に沿って設けられているので、案内部材４０Ａによって、第一ノズル３２内を流れるアフターエアの一部を上下方向ＵＤの両側に偏向させて拡径面１６に沿わせて流すことができる。

　また、偏向部４１Ａは、火炉１１の内方に向かって前後する方向に移動可能とされ、拡径面１６との隙間の大きさを調整可能とされている。これにより、偏向部４１Ａと拡径面１６との間を流れるアフターエアの流量を増減させることができる。これによって、拡径面１６に沿ったアフターエアの流れの強さを調整することができ、火炉１１内に浮遊する灰分等の付着を、より確実に抑えることができる。

〔第２実施形態〕
　次に、本発明に係る燃焼装置の第２実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上記第１実施形態と共通する構成については同符号を付してその説明を省略する。
　図１に示すように、本実施形態におけるボイラ（燃焼装置）１０Ｂは、第１実施形態におけるボイラ１０Ａと同様、火炉１１と、バーナ部１２と、複数のアフターエアノズル３０を備えたアフターエア供給部１３と、を備えている。

　図６に示すように、各アフターエアノズル３０は、ケーシング３１と、第一ノズル３２と、第二ノズル３３と、案内部材４０Ｂと、を備えている。

　案内部材４０Ｂは、ケーシング３１の内側から火炉１１内に噴出されるアフターエアの一部を拡径面１６に沿うように案内する。案内部材４０Ｂは、基部４２と、偏向部４１Ｂと、を一体に備えている。

　偏向部４１Ｂは、基部４２において火炉１１の内方を向く側の端部から、火炉１１の内方に向かうに従って、中心軸Ａｃから径方向外側に向かって傾斜して延び、拡径面１６と略平行となるように形成されている。
　偏向部４１Ｂは、拡径面１６に対向した側の第一面４１ｆと火炉１１の内方に臨む側の第二面４１ｇとを連通し、アフターエアが流通可能な連通部４３Ｂを有している。連通部４３Ｂは、複数枚のフィン４４を備えている。フィン４４は、火炉１１の内方に向かうに従って、中心軸Ａｃから径方向外側に向かって広がる方向に沿って、互いに間隔をあけて配置されている。これによって、連通部４３Ｂは、互いに隣接するフィン４４どうしの間に形成されたスリット４５を有している。

　このような案内部材４０Ｂでは、第一ノズル３２内を流れるアフターエアの一部を、火炉１１の内方に向かって上下方向ＵＤ両側に偏向させる。案内部材４０Ｂによって偏向されたアフターエアの流れＦは、拡径面１６に沿って流れる。
　ここで、偏向部４１Ｂに形成された連通部４３Ｂにおいては、偏向部４１Ｂによって偏向されて拡径面１６に沿うように流れるアフターエアの一部が、複数枚のフィン４４どうしの間に形成されたスリット４５を通して、拡径面１６に対向した第一面４１ｆ側から、火炉１１の内方に臨む第二面４１ｇ側へと導かれる。

　上述したようなボイラ１０Ｂによれば、上記第１実施形態と同様、案内部材４０Ｂによって、ケーシング３１の内側から火炉１１内に噴出されるアフターエアの一部を拡径面１６に沿うように流すことで、拡径面１６に、火炉１１内に浮遊する灰分等が付着するのを抑えることができる。

　また、偏向部４１Ｂによって偏向されて拡径面１６に沿うように流れるアフターエアの一部を、連通部４３を通して、拡径面１６に対向した第一面４１ｆ側から、火炉１１の内方に臨む第二面４１ｇ側へと導くことができる。これによって、偏向部４１Ｂの第二面４１ｇ側から火炉１１の内方に向かってアフターエアが流出するので、偏向部４１Ｂに灰分が付着するのを、より確実に抑えることができる。

〔第３実施形態〕
　次に、本発明に係る燃焼装置の第３実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上記第１、第２実施形態と共通する構成については同符号を付してその説明を省略する。
　図１に示すように、本実施形態におけるボイラ（燃焼装置）１０Ｃは、第１実施形態におけるボイラ１０Ａと同様、火炉１１と、バーナ部１２と、複数のアフターエアノズル３０を備えたアフターエア供給部１３と、を備えている。

　図７、図８に示すように、各アフターエアノズル３０は、ケーシング３１と、第一ノズル３２と、第二ノズル３３と、案内部材４０Ｃと、を備えている。

　案内部材４０Ｃは、ケーシング３１の内側から火炉１１内に噴出されるアフターエアの一部を拡径面１６に沿うように案内する。案内部材４０Ｃは、基部４２と、偏向部４１Ｃと、を一体に備えている。

　偏向部４１Ｃは、基部４２において火炉１１の内方を向く側の端部から、火炉１１の内方に向かうに従って、中心軸Ａｃから径方向外側に向かって傾斜して延び、拡径面１６と略平行となるように形成されている。
　偏向部４１Ｃは、拡径面１６に対向した側の第一面４１ｆと火炉１１の内方に臨む側の第二面４１ｇとを連通し、アフターエアが流通可能な連通部４３Ｃを有している。連通部４３Ｃは、偏向部４１Ｂの第一面４１ｆと第二面４１ｇとに貫通する複数の孔４７からなる。

　このような案内部材４０Ｃでは、第一ノズル３２内を流れるアフターエアの一部を、火炉１１の内方に向かって上下方向ＵＤ両側に偏向させる。案内部材４０Ｃによって偏向されたアフターエアの流れＦは、拡径面１６に沿って流れる。
　ここで、偏向部４１Ｃに形成された連通部４３Ｃにおいては、偏向部４１Ｃによって偏向されて拡径面１６に沿うように流れるアフターエアの一部が、複数の孔４７を通して、拡径面１６に対向した第一面４１ｆ側から、火炉１１の内方に臨む第二面４１ｇ側へと導かれる。

　上述したようなボイラ１０Ｃによれば、上記第１実施形態と同様、案内部材４０Ｃによって、ケーシング３１の内側から火炉１１内に噴出されるアフターエアの一部を拡径面１６に沿うように流すことで、拡径面１６に、火炉１１内に浮遊する灰分等が付着するのを抑えることができる。

　また、偏向部４１Ｃによって偏向されて拡径面１６に沿うように流れるアフターエアの一部を、連通部４３を通して、拡径面１６に対向した第一面４１ｆ側から、火炉１１の内方に臨む第二面４１ｇ側へと導くことができる。これによって、偏向部４１Ｃの第二面４１ｇ側から火炉１１の内方に向かってアフターエアが流出するので、偏向部４１Ｃに灰分が付着するのを、より確実に抑えることができる。
　また、連通部４３は、偏向部４１Ｃに形成した複数の孔４７からなるので、例えば上記第２実施形態で示した複数のフィン４４を備える構成に比較し、その構成が簡易である。したがって、案内部材４０の製作も容易で、低コストで上記効果を奏することができる。

〔第４実施形態〕
　次に、本発明に係る燃焼装置の第４実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上記第１～第３実施形態と共通する構成については同符号を付してその説明を省略する。
　図１に示すように、本実施形態におけるボイラ（燃焼装置）１０Ｄは、第１実施形態におけるボイラ１０Ａと同様、火炉１１と、バーナ部１２と、複数のアフターエアノズル３０Ｄを備えたアフターエア供給部１３と、を備えている。

　図９～図１１に示すように、各アフターエアノズル３０Ｄは、ケーシング３１と、第一ノズル３２Ｄと、第二ノズル３３と、第三ノズル５０と、案内部材４０Ｄと、を備えている。

　ケーシング３１の内側には、その中心軸Ａｃを挟んだ水平方向ＬＲの両側に、一対の仕切板３５，３５が設けられている。
　また、ケーシング３１の内側には、一対の仕切板３５，３５の間に、上下方向ＵＤに長い断面長方形状の筒状体３７が設けられている。この筒状体３７は、その水平方向ＬＲの両側に位置する一対の仕切板３５，３５と、上下方向ＵＤの両側に位置するケーシング３１の上下の内周面との間に、それぞれ間隔を隔てて設けられている。

　これにより、ケーシング３１の内側には、一対の仕切板３５，３５の間で、筒状体３７の内側に形成された第一ノズル３２Ｄと、仕切板３５，３５を挟んで水平方向ＬＲの両外側に形成された第二ノズル３３，３３と、一対の仕切板３５，３５の間で、筒状体３７の外側に形成された第三ノズル５０と、が形成されている。

　このようなケーシング３１の内側の第一ノズル３２Ｄ、第二ノズル３３，３３、第三ノズル５０には、それぞれ、火炉１１の外部からアフターエアが送給される。

　第一ノズル３２Ｄ、及び第三ノズル５０は、アフターエアを、火炉１１の内方に向かって前後方向ＦＲに沿って直進する直進流Ｆｄを形成して噴出する。

　案内部材４０Ｄは、第三ノズル５０の上下方向ＵＤ両側の縁部に沿って設けられている。この案内部材４０Ｄは、上記第１から第３実施形態で示した案内部材４０Ａ～４０Ｃと同様の構成を有している。
　案内部材４０Ｄは、第三ノズル５０内を流れるアフターエアの一部を、火炉１１の内方に向かって上下方向ＵＤ両側に偏向させる。

　上述したようなボイラ１０Ｄによれば、上記第１実施形態と同様、案内部材４０Ｄによって、ケーシング３１の内側から火炉１１内に噴出されるアフターエアの一部を拡径面１６に沿うように流すことで、拡径面１６に、火炉１１内に浮遊する灰分等が付着するのを抑えることができる。
　ここで、案内部材４０Ｄは、第三ノズル５０内を流れるアフターエアの一部を偏向させる。これにより、第一ノズル３２Ｄから火炉１１内に噴出される直進流Ｆｄは、案内部材４０Ｄによる偏向の影響を受けない。したがって、第一ノズル３２Ｄからの直進流Ｆｄを維持することで、アフターエアを火炉１１の中央部まで確実に到達させて、未燃状態の燃料を完全燃焼させて、未燃分の残留を低減することができる。

　なお、上記実施形態において、例えば、ボイラ１０Ａ～１０Ｄの全体構成等、本発明の主旨の範囲内であれば、各部の構成を適宜変更することが可能である。
　また、上記各実施形態で示した構成を、適宜組み合わせて用いるようにしても良い。

１０Ａ～１０Ｄ　ボイラ（燃焼装置）
１１　火炉
１３　アフターエア供給部
１５　炉壁
１５ｆ　前壁
１５ｒ　後壁
１６　拡径面
２０　バーナ
３０、３０Ｄ　アフターエアノズル
３１　ケーシング
３１ｓ　先端部
３２、３２Ｄ　第一ノズル
３３　第二ノズル
３３ｆ、３３ｇ　偏向部材
４０Ａ～４０Ｄ　案内部材
４１Ａ～４１Ｃ　偏向部（案内部材偏向部）
４１ｆ　第一面
４１ｇ　第二面
４３、４３Ｂ、４３Ｃ　連通部
４４　フィン
４５　スリット
４７　孔
５０　第三ノズル
Ａｃ　中心軸
Ｆｄ　直進流
Ｚ１　主燃焼ゾーン
Ｚ２　燃焼完結ゾーン

Claims

　上下方向に連続する火炉と、
　燃料、及び前記燃料の理論必要空気量未満の空気を前記火炉内に供給し、前記燃料を燃焼させるバーナと、
　前記火炉内の前記バーナの設置位置よりも下流側に設けられ、前記バーナにおける燃焼を経て未燃状態の前記燃料を燃焼させるため、前記火炉にアフターエアを供給するアフターエア供給部と、を備え、
　前記アフターエア供給部は、
　前記火炉の炉壁に交差する方向に延びる筒状のケーシングと、
　前記ケーシングの内側で水平方向の中央部に形成され、前記火炉の内方に向かって直進するようアフターエアを噴出する第一ノズルと、
　前記ケーシングの内側で、前記第一ノズルに対して水平方向の両側にそれぞれ形成され、前記火炉の内方に向かって噴出するアフターエアを水平方向において前記第一ノズルから左右両側に離間する方向に偏向させる偏向部材を有した第二ノズルと、
　前記ケーシングの先端部から前記火炉の内側に向かって全周方向に漸次拡径して前記炉壁に連続する拡径面と、
　前記第一ノズルの先端部に設けられ、前記第一ノズルから前記火炉内に噴出されるアフターエアの一部を前記拡径面上下部に沿うように流す案内部材と、
を備えることを特徴とする燃焼装置。
　前記案内部材は、前記火炉内に噴出される前記アフターエアの一部を、前記火炉の内方に向かって上下方向両側に偏向させる案内部材偏向部を有していることを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置。
　前記案内部材偏向部は、前記火炉の内方に向かって前後する方向に移動可能とされ、前記拡径面との隙間の大きさを調整可能とされていることを特徴とする請求項２に記載の燃焼装置。
　前記案内部材偏向部は、前記拡径面に対向した側の第一面と前記火炉の内方に臨む側の第二面とを連通し、前記アフターエアの一部が流通可能な連通部を有していることを特徴とする請求項２または３に記載の燃焼装置。
　前記案内部材偏向部は、複数枚のフィンを互いに間隔をあけて配置し、互いに隣接する前記フィンどうしの間に形成されたスリットからなることを特徴とする請求項４に記載の燃焼装置。
　前記連通部は、前記案内部材偏向部の前記第一面と前記第二面とに貫通する複数の孔からなることを特徴とする請求項４に記載の燃焼装置。
　前記第一ノズルの周囲を取り囲むように形成され、前記火炉の内方に向かって直進するようアフターエアを噴出する第三ノズルをさらに備え、
　前記案内部材は、前記第三ノズルの上下方向両側の縁部に沿って設けられ、前記第三ノズル内を流れるアフターエアの一部を、前記火炉の内方に向かって上下方向両側に偏向させることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の燃焼装置。