ボイラ
【課題】 ＮＯxなどの有害物質の低減を実現可能なボイラを提供することを課題とする
。
【解決手段】 複数の水管１３を用いて構成された缶体１０と、缶体１０の上部に配置されるバーナ２０とを備え、燃焼室１６のガス排出口１７を燃焼室１６側面に設けたボイラであって、バーナ２０とガス排出口１７との間を離間させることにより前記バーナ２０から噴出されるガスがガス排出口１７のバーナ２０の近傍部からショートパスして流出するのを抑制する流出抑制手段１８を備えたことを特徴とする。また、流出抑制手段１８が、ガス排出口１７の上部を閉塞するものであることを特徴とする。さらに、ガス排出口１７が、燃焼室の側面おいて偏って形成されていることを特徴とする。
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【解決手段】 複数の水管１３を用いて構成された缶体１０と、缶体１０の上部に配置されるバーナ２０とを備え、燃焼室１６のガス排出口１７を燃焼室１６側面に設けたボイラであって、バーナ２０とガス排出口１７との間を離間させることにより前記バーナ２０から噴出されるガスがガス排出口１７のバーナ２０の近傍部からショートパスして流出するのを抑制する流出抑制手段１８を備えたことを特徴とする。また、流出抑制手段１８が、ガス排出口１７の上部を閉塞するものであることを特徴とする。さらに、ガス排出口１７が、燃焼室の側面おいて偏って形成されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラに関するものである。詳しくは、灯油やＡ重油等の燃料を用いて、有害物質の低減を実現可能なボイラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、環状に配列された水管群を有する缶体を備えたボイラはよく知られており、このようなボイラにおいては、一般的に、その水管群の中央部にバーナが配設されている。つまり、このような構成のボイラにおいては、環状に配列された水管群の内側が、バーナから供給された燃料を燃焼させるための燃焼室として機能する。
【０００３】
こうしたボイラにおいて、燃焼性向上技術および有害物質（ＮＯｘ、ＣＯ、煤等）の低減化技術に関して多くの提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、上述した環状に配列された水管群を有する缶体を用いて構成されたボイラにおいては、ωフロー缶体のように、燃焼室のガス排出口が燃焼室の側面において１箇所周方向に偏って設けられた缶体においては、バーナから噴出されるガスが特定の方向（主にガス排出口が設けられている方向）に引っ張られる，すなわち軸対称とならない傾向がある。このため、バーナからの燃焼反応中のガスが缶体の内面に接触するとともに、バーナからの噴出ガスがガス排出口のバーナ近傍部からショートパスして流出することにより、バーナの燃焼性能に悪影響を及ぼすとともに、排出ＮＯx量の低減が困難となっていた。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−６１６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであって、ＮＯxなどの有害物質の低減を実現可能なボイラを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、請求項１に記載の発明は、複数の水管を用いて構成された缶体と、前記缶体の上部に配置されるバーナとを備え、前記燃焼室のガス排出口を燃焼室側面に設けたボイラであって、前記バーナと前記ガス排出口とを離間させることにより前記バーナから噴出されるガスが前記ガス排出口の前記バーナの近傍部からショートパスして流出するのを抑制する流出抑制手段を備えたことを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記ガス排出口の上部を閉塞することにより前記バーナと前記ガス排出口とを離間させるものであることを特徴としている。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、下部において管径を絞った水管を前記ガス排出口に設け、この水管と隣接する水管とのの上部を互いに接触させることで前記ガス排出口の上部を閉塞することを特徴としている。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１において、前記缶体は、多数の水管を環状に配置した内側水管群と、この内側水管群の外側に多数の水管を配置した外側水管群とを備え、前記内側水管群の内側を燃焼室とし、この燃焼室のガス排出口を前記内側水管群の側面に設けたものとされ、前記内側水管群の水管のうち前記ガス排出口に面する水管と、この水管
に隣接する前記外側水管群の水管との間の通路の上部を閉塞して、その下部をガス排出口として機能させることにより、前記バーナと前記ガス排出口とを実質的に離間させることを特徴としている。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４において、前記ガス排出口が、前記燃焼室の側面おいて偏って形成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５において、前記バーナにて形成されるガスの流れを前記ガス排出口から遠ざかる方向に制御するガス流制御手段を備えたことをことを特徴としている。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６において、前記ガス流制御手段が、前記バーナの先端部において前記バーナのノズルの周囲に設けられた複数の二次空気噴出用の空気ノズルであることを特徴としている。
【００１４】
さらに、請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７のいずれかにおいて、前記バーナが自己再循環型のバーナであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、前記バーナにより生成されるガスが、前記ガス排出口からショートパスして流出することによる燃焼性の悪化を抑制でき、ＮＯxなどの有害物質の低減可能な
ボイラを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施形態を説明する前に、本明細書において使用する用語について説明する。
【００１７】
本明細書において、単に「ガス」と称する場合、ガスとは、燃焼反応中のガスおよび燃焼反応が完了したガスの少なくとも一方を含む概念であり、燃焼ガスと称することもできる。つまり、ガスとは、燃焼反応中のガスおよび燃焼反応が完了したガスの両方を有する場合、燃焼反応中のガスのみを有する場合、あるいは燃焼反応が完了したガスのみを有する場合の、いずれをも含む概念である。以下、特に説明しない場合は同様の概念である。
【００１８】
また、排ガスとは、燃焼反応が完了または殆ど完了したガスを意味する。さらに、特に説明しない場合は、排ガスとは、ボイラの缶体内を通過して煙突部に達したガス、および缶体内にて循環するガスの両方あるいはいずれかを意味するものとする。
【００１９】
また、ガス温度は、特に説明しない限り、燃焼反応中のガスの温度を意味し、燃焼温度あるいは燃焼火炎温度と同義である。さらに、ガス温度の抑制とは、ガス（燃焼火炎）温度の最高値を低く抑えることを意味する。なお、通常、燃焼反応は、上述した「燃焼反応が完了したガス」中においても極微量であるが継続しているので、「燃焼反応の完了」とは、燃焼反応の１００％完結を意味するものではない。
【００２０】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
まず、本実施形態１にかかるボイラは、複数の水管を用いて構成された缶体と、前記缶体の上部に配置されるバーナとを備え、前記燃焼室のガス排出口を燃焼室側面に設けたボイラであって、前記バーナと前記ガス排出口とを離間させることにより前記バーナから噴出されるガスが前記ガス排出口の前記バーナの近傍部からショートパスして流出するのを抑制する前記流出抑制手段を備えたことを特徴としている。すなわち、前記バーナから噴
出されるガスが前記ガス排出口の前記バーナの近傍部からショートパスして流出するのを抑制するように、前記バーナと前記ガス排出口との間を所定距離だけ離間させている。
【００２２】
このような構成によれば、前記流出抑制手段により、前記バーナからの噴出ガスが、前記ガス排出口のバーナ近傍部からショートパスして流出するのが抑制されるので、バーナの燃焼性能を向上させ、有害物質の低減化を実現することができる。すなわち、前記ショートパスの抑制によって前記バーナからのガスの偏流が抑制されることにより、前記バーナ近傍部の自己再循環流れが改善され、均一に自己再循環ガスが流れ込み、液体燃料の場合、燃料液滴の予蒸発や予混合が均一に行われる。その結果、予蒸発や予混合によって局所的な低空気比・高温場の発生が抑えられることから低ＮＯx化につながる。ガス燃料の
場合においても均一に自己再循環ガスが流れ込むことによって、局所的な低空気比・高温場の発生が抑えられることから低ＮＯx化につながる。また、前記ガス排出口から流出す
るガスのショーパスが抑制されので、ＣＯ・煤塵（スモーク）といった未燃成分の排出を抑えることができる。また、前記バーナの構造を変更することなく、低ＮＯx化および未
燃成分の流出抑制を実現できる
【００２３】
つぎに、この実施の形態１の各構成要素について説明する。この実施の形態１は、ωフローと称される缶体に好適に実施される。その理由は、前記燃焼室のガス排出口が１箇所で前記バーナからのガスの偏流が比較的顕著であることから、前記流出抑制手段による効果が大きいことによる。前記ωフロー缶体は、多数の水管を環状に配置した内側水管群（内側水管壁）と、この内側水管群の外側に多数の水管を配置した外側水管群（外側水管壁）とを備え、内側水管壁の内側を燃焼室とし、この燃焼室の第一ガス排出口を内側水管壁の側面１箇所に設け、前記外側水管壁の燃焼室中心と点対称の位置に第二ガス排出口を設ける。この缶体においては、ガスは、前記第一ガス排出口から燃焼室外へ流出し、前記内側水管壁と前記外側水管壁との間の環状ガス通路において２方向に分岐して流れ、前記第二ガス排出口で合流して前記缶体外へ流出する。
【００２４】
しかしながら、前記缶体は、ωフロー缶体に限定されるものではなく、バーナからの噴出ガスが燃焼室側面に形成したガス排出口のバーナ近傍部からショートパスして流出し易い缶体，すなわち、全周吹出型の缶体や前記燃焼室のガス排出口が、燃焼室の側面において複数箇所に偏って形成されるωフロー缶体以外の缶体を含む。ここで、前記ガス排出口が偏って形成されるとは、前記燃焼室の側面全体からほぼ均等にガスが流出するのではなく、ガスが前記燃焼室側面の周方向の特定の位置からのみ流出するように特定の位置に前記ガス排出口が形成されることを意味する。
【００２５】
前記バーナは、先混合型のバーナであり、好ましくは、自己再循環型バーナとする。この自己再循環型バーナとは、燃料ノズルの周囲に形成された二次空気噴出部からの噴出空気により、燃焼室内の酸素濃度の低いガスをバーナ基部に引き込み、燃焼用空気と混合することでＮＯx生成を抑制するタイプのバーナをいう。この自己再循環型のバーナと前記
流出抑制手段とを組み合わせることにより、ＣＯや煤塵の低減効果だけでなく、前記の自己再循環流の改善効果による低ＮＯx化において顕著な効果を奏するものである。
【００２６】
前記自己再循環型のバーナとしては、好ましくは、燃料供給下流側に開口部を有してノズル部の先端を収容し、下流側端面に中央空気噴出部を形成した第一筒部材と、この第一筒部材の外周側に配置され、下流側端面に周囲空気噴出部を形成した第二筒部材とを備えるものとする。また、この実施の形態において採用される自己再循環型バーナは、さらに好ましくは、前記周囲空気噴出部（二次空気噴出口）を周方向に互いに間隔を存して４〜１２個形成したものとする。
【００２７】
前記ノズル部は、低燃焼および高燃焼時に燃料を噴霧する第一ノズル部と高燃焼時のみ
燃料を噴霧する第二ノズル部とから構成するが、一つのノズル部により噴霧量を調整するように構成することができる。前記ノズル部の中心軸は、好ましくは、前記第一筒部材の中心軸，すなわち前記燃焼室の中心軸に対して反ガス排出口側へ（ガス排出口から遠ざかる方向へ）偏らせる。これにより、前記バーナからのガスを全体的に反ガス排出口側へずらせることができ、前記ガス排出口が偏って設けられることによる燃焼性の悪化を抑制することができる。
【００２８】
また、前記バーナは、液体燃料燃焼バーナだけでなく、ガス燃料バーナまたは油燃料とガス燃料とを切り換えて燃焼させる切換専焼バーナとすることができる。
【００２９】
前記流出抑制手段は、前記バーナからのガスがショートパス（前記バーナから噴出されるガスが前記燃焼室底部へ向かうことなく前記ガス排出口の前記バーナ近傍部から流出）しないように、前記バーナ下端部と前記ガス排出口上端部とを所定距離だけ離間させるものである。前記バーナ下端部の近傍には、前記バーナの火炎形成開始位置が位置するので、前記バーナ下端部を前記火炎形成位置とすることができる。
【００３０】
また、前記流出抑制手段の第一の態様として、好ましくは、前記ガス排出口が前記バーナの下端部、または火炎形成開始位置近くまで形成されている場合は、前記ガス排出口の上部を閉塞する遮蔽手段（閉塞手段）を設ける。この遮蔽手段の具体的形態としては、前記ガス排出口が水管と水管との間の隙間として形成された場合、この隙間の上端部を遮蔽する遮蔽板とする。この遮蔽板の上下方向の長さは、約２５０mm〜４００mm程度とする。この態様においては、水管の上部を扁平状に形成することで前記水管により前記遮蔽板と同様な機能を有する遮蔽部を構成することができる。前記遮蔽板は、ショートパスの抑制効果を損なわない程度にその一部に開口を形成することができる。また、複数枚の遮蔽板で構成することもできる。
【００３１】
この第一の態様において、前記ガス排出口が水管１本分の外径よりも広い場合、前記ガス排出口に１または複数の水管を配置して、隣接する水管間の隙間を前記ガス排出口とし、この隙間の上部を前記遮蔽板で閉塞するように構成することができる。この遮蔽板は、好ましくは、金属とするが、キャスタブルなどの耐火材で構成することができる。キャスタブルを用いる場合、前記ガス排出口の上部を埋めるように構成することができる。
【００３２】
また、こうした前記ガス排出口に水管を配置した構成において、この水管を下部の外径を絞ったものとして、この水管と隣接水管とを上部において接触させることで前記ガス排出口の上部を閉塞することにより、前記バーナと前記ガス排出口とを離間させるように構成することができる。この場合、この水管と隣接水管との間の下部に形成される隙間からガスが流出することになり、ガス排出口として機能する。こうした構成によれば、前記遮蔽板の幅を少なくできるので、前記遮蔽板の熱応力による変形を少なくでき、前記遮蔽板の耐久性を向上することができる。
【００３３】
また、前記流出抑制手段の第二の態様は、つぎの通りである。前記缶体は、多数の水管を環状に配置した内側水管群と、この内側水管群の外側に多数の水管を配置した外側水管群とを備え、前記内側水管群の内側を燃焼室とし、この燃焼室のガス排出口を前記内側水管群の側面に設けたものとされ、前記内側水管群の水管のうち前記ガス排出口に面する水管と、この水管に隣接する前記外側水管群の水管との間の通路の上部を閉塞することにより前記バーナと前記ガス排出口とを実質的に離間させるものである。ここで、「前記バーナと前記ガス排出口とを実質的に離間させる」とは、前記内側水管群の水管と外側水管群の水管との間の下部に形成される隙間がガス排出口として機能することを意味している。
【００３４】
この第二の態様においては、前記ガス排出口において、遮蔽板を設けるのでなく、内側
水管群の水管と外側水管群の水管との間に遮蔽板を設けるので、前記ガス排出口に設けるものと比較して、前記遮蔽板が受ける前記燃焼室からの輻射熱の量を少なくでき、前記遮蔽板の耐久性を向上することができる。
【００３５】
さらに、前記流出抑制手段の第三の態様としては、前記遮蔽手段を設けるのではなく、前記ガス排出口そのものを前記バーナに対して所定距離だけ離れた位置に形成することにより前記ガス排出口からのガスのショートパスを抑制する構成のものとすることができる。すなわち、前記ガス排出口が前記バーナの下端または火炎形成開始位置近くまで形成されている缶体とした場合前記バーナを上方へ前記所定距離だけ変位させて配置する。これにより、前記第一の態様と同様な効果を奏することができる。しかしながら、この第二の態様は、前記バーナを含めた缶体の高さおよび前記バーナの火炎形成開始位置から水管までの間の断熱の観点において、第一の形態と比較して劣る。
【００３６】
（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。この実施の形態２は、前記流出抑制手段に加えて、前記バーナにて形成されるガスの流れを前記ガス排出口から遠ざかる方向に制御するガス流制御手段を備えたことを特徴とするボイラである。
【００３７】
このような構成によれば、前記バーナにて生成されたガスが、前記流出抑制手段により、前記燃焼室に設けられたガス排出口からショートパスしないように構成されていると共に、前記ガス流制御手段により、前記バーナにて形成されるガスの流れが前記ガス排出口から遠ざかる方向へ制御される。この二つの作用により、前記ガス排出口が偏って存在することによるガスの偏流を修正することができるので、前記実施の形態１と比較して一層バーナの燃焼性能を向上させ、有害物質の低減化を実現することができる。
【００３８】
この実施の形態２のバーナは、前記自己再循環型バーナとしての少なくとも二つの態様を含む。第一の態様のバーナは、ノズルの周囲に形成される空気噴出部が、この空気噴出部から噴出される空気を前記ガス排出口から遠ざかる方向に導く６〜８個の空気ノズルを備えた構成とされる。これら空気ノズルは、好ましくは、角筒状に形成し、この角筒の前記ガス排出口側の構成壁面を全ての空気ノズルを反ガス排出口側へ向けて傾斜させることにより、前記空気噴出部から噴出される空気を前記ガス排出口から遠ざかる方向に導くことができる。しかしながら、前記空気ノズルの前記ガス排出口側の構成壁面のみを反ガス排出口側へ向けて傾斜させても良い。前記空気ノズルは、ノズル自体を傾斜させることにより、前記空気噴出部から噴出される空気を前記ガス排出口から遠ざかる方向に導くように構成することができる。
【００３９】
この実施の形態２のバーナの第二態様は、前記空気噴出部が、この空気噴出部から噴出される空気の少なくとも一部を前記ガス排出口から遠ざかる方向に導くガイド部と、ガイド部を備えず前記空気噴出部から噴出される空気の拡散を促す拡散部とを備えている。
【００４０】
このような構成によれば、前記ガイド部だけではなく前記拡散部を有するため、前記バーナの直近においては、前記ノズル部から噴射される燃料と空気とのミキシング状態を一部分不均一にすることができる。つまり、このような構成のバーナによれば、単にミキシング状態を良好にするわけではなく、拡散部によって一部意図的に不均一なミキシング状態を形成することによって、ガス温度の低下を図り、ＮＯｘ値を低減させることができる。
【００４１】
前記ガイド部が、前記空気噴出部における前記ガス排出口側に設けられた板状部材を用いて構成されており、前記空気噴出部から噴出される空気の少なくとも一部を前記ガス排出口から遠ざかる方向に導くように、板状部材が傾斜して設けられている。つまり、この
ような構成のバーナは、前記空気噴出部と前記ガス排出口との間を一部遮蔽すべく板状部材による前記ガイド部が設けられ、この板状部材が、前記ガス排出口の反対側に傾斜して設けられている。
【００４２】
このような構成によれば、比較的簡単に前記ガイド部を構成することができる。また、この板状部材の大きさや取り付け位置等を調整することによって、前記ガイド部のみならず、上述した拡散部をも簡単に構成することができる。つまり、前記板状部材が設けられている箇所をガイド部として機能させ、前記ガイド部が設けられていない前記空気噴出部の一部を拡散部として機能させることができる。
【００４３】
前記ガイド部は、前記ノズル部から噴出される液体燃料が接触しないように、ガイド部の高さが設定されている。
【００４４】
このような構成によれば、液体燃料が前記ガイド部に接触しないため、前記バーナ直近における不適切な不完全燃焼をなくし、ＣＯや煤塵の発生を効果的に防止することができる。
【実施例１】
【００４５】
以下、図面に基づき、本発明の実施例１にかかるボイラについて説明する。
【００４６】
図１は、本発明の実施例１にかかるボイラの概略図を示したものである。ここで、図１は、本実施例１にかかるボイラの縦断面の説明図を示している。また、図２は、図１のII−II線に沿う横断面の説明図を示している。また、図３および図４は、本実施例１にかかるボイラに設けられたバーナの概略図を示したものである。ここで、図３は、本実施例１にかかるバーナの縦断面の説明図を示し、図４は、図３に示したバーナの下面図を示している。さらに、図５は、本実施例１にかかるボイラの燃焼状態（ガスの流れ）の概略図を示したものである。
【００４７】
図１および図２に示すように、本実施例１にかかるボイラ１は、環状に配列された水管群を有する缶体１０と、これらの水管群の中央部に配設された自己再循環型のバーナ２０とを用いて構成されており、前記バーナ２０上方位置には、燃焼用空気を前記バーナ２０に供給する、ウインドボックス４０が設けられている。
【００４８】
前記缶体１０は、上部ヘッダ１１と下部ヘッダ１２との間に複数の水管群（内側水管群１３、外側水管群１４）を立設して構成されている。それぞれの水管群１３，１４は、略同心円上の環状に配列されており、内側水管群１３から所定間隔を隔てて外側水管群１４が設けられ、内側水管群１３と外側水管群１４との間に環状ガス流路１５が形成される。また、本実施例１においては、これらの環状に配設された水管群１３，１４の内側が、燃焼室１６として機能し、この燃焼室１６の上方位置に、前記バーナ２０が設けられている。
【００４９】
また、本実施例１においては、前記内側水管群１３は、各内側水管１３ａ同士を密接させた状態、あるいは隣接する前記内側水管１３ａ間を内側フィン部１３ｂで連接した状態で環状の水管壁として構成されており、その一部にガス排出口１７が設けられている。このガス排出口１７は、水管の長軸方向に沿って開口されており、前記内側水管群１３内部の前記燃焼室１６で生成されたガスを前記環状ガス流路１５に導くべく機能する。
【００５０】
前記ガス排出口１７の上部は、本願発明の遮蔽手段に相当する遮蔽板１８により閉塞され、本願発明の流出抑制手段を構成している。前記バーナ２０の下端（火炎形成開始位置、この実施例１では後記空気ノズルの先端近くの位置）から閉塞後の前記ガス排出口１７
上端との距離を４００mm程度としている。前記遮蔽板は、熱交換フィンまたはヒレとしても機能する。
【００５１】
さらに、前記外側水管群１４は、各外側水管１４ａ間に略均等の所定間隔を有した状態で環状に構成されており、前記各外側水管１４ａ間には、隣接する外側水管１４ａ間の隙間をなくすべく連接された外側フィン部１４ｂが設けられている。この外側水管群１４の一部には、外側開口部（第二のガス排出口）１９が設けられており、この外側開口部１９は、燃焼反応のほぼ完了したガスを前記缶体１０外部に排出するための排出部として機能する。つまり、バーナ２０によって生成されたガスは、前記外側開口部１９に集められた後、前記缶体１０の下方位置に設けられた排気筒（図示省略）を介して缶体１０外部に排出される。
【００５２】
図３および図４に示すように、本実施例１にかかるボイラ１を構成する前記バーナ２０は、このバーナ２０に対して燃焼用空気を供給する空気供給手段としてのウインドボックス４０内の隔壁４１に設置されている。具体的には、前記バーナ２０を構成する載置板２１を隔壁４１に上方から載置して、ボルト等の締結手段（図示省略）にて前記載置板２１を隔壁４１に締結することによって、前記バーナ２０を前記ウインドボックス４０内の隔壁４１に設置している。なお、本実施例１においては、前記ウインドボックス４０内に空気を供給する送風機の構成は、周知の技術であるため省略している。
【００５３】
本実施例１にかかるバーナ２０は、図３および図４に示すように、液体燃料を噴霧する燃料ノズル部２２（第一燃料ノズル部２２ａ，第二燃料ノズル部２２ｂ）と、前記第一燃料ノズル部２２ａ近傍にその先端が位置するように設けられた着火碍子２３と、前記ウインドボックス４０から供給される空気を前記燃料ノズル部２２から噴霧される液体燃料に混合させるために設けられた空気供給経路（一次空気供給用の第一空気供給経路２４，二次空気供給用の第二空気供給経路２５）と、前記第一空気供給経路２４から供給された空気を前記燃焼室１６側に噴出させる中央空気噴出部２６と、前記第二空気供給経路２５から供給された空気を前記燃焼室１６側に噴出させる複数の周囲空気噴出部２７（前記実施の形態１，２の「空気噴出部（前記燃料ノズル部２２の周囲に設けられた空気噴出部）」に相当）（第一周囲空気噴出部２７ａ〜第六周囲空気噴出部２７ｆ）とを用いて構成されている。
【００５４】
本実施例１にかかる燃料ノズル部２２としては、低燃焼時および高燃焼時に液体燃料を噴霧する第一燃料ノズル部２２ａと、高燃焼時にのみ液体燃料を噴霧する第二燃料ノズル部２２ｂとが設けられている。つまり、前記燃料ノズル部２２は、低燃焼時（および高燃焼時）に燃料供給状態となる第一燃料ノズル部２２ａと、高燃焼時に第一燃料ノズル部２２ａと共に燃料供給状態となる第二燃料ノズル部２２ｂとを有し、ボイラの燃焼負荷に応じて、それぞれの燃料ノズル部２２における燃料供給状態が適宜切り換えられる。すなわち、それぞれのノズル部２２ａ，２２ｂは、必要に応じてオンオフ制御される。
【００５５】
前記バーナ２０を構成する第一空気供給経路２４は、前記燃料ノズル部２２の外側に設けられた第一筒部材３４を用いて構成されており、前記第二空気供給経路２５は、前記第一筒部材３４および第二筒部材３５を用いて構成されている。つまり、前記第一筒部材３４の内側領域が前記第一空気供給経路２４として機能し、前記第一筒部材３４と前記第二筒部材３５との間に形成される領域が前記第二空気供給経路２５として機能する。
【００５６】
前記第一筒部材３４の先端部（ボイラ１の燃焼室１６側端部）には、中央空気噴出部２６が穿孔された第一空気供給板３６が設けられており、前記ウインドボックス４０から供給された空気は、この中央空気噴出部２６を介して、前記燃焼室１６側に噴出される。また、前記第二筒部材３７の先端部（ボイラ１の燃焼室１６側端部）には、複数（この実施
例では六つ）の前記周囲空気噴出部２７が設けられた第二空気供給板３７が設けられており、前記ウインドボックス４０から供給された空気は、前記中央空気噴出部２６のみならず、これら複数の周囲空気噴出部２７を介しても前記燃焼室１６側に噴出される。
【００５７】
前記周囲空気噴出部２７は、図３および図４に示すように、前記燃料ノズル部２２の周囲に設けられている。そして、この周囲空気噴出部２７は、前記バーナ２０にて生成されたガスが、前記缶体１０内に設けられた前記ガス排出口１７からショートパスしないように、前記周囲空気噴出部２７から噴出される空気の流れを制御するように構成されている。
【００５８】
本実施例１にかかる周囲空気噴出部２７は、それぞれの周囲空気噴出部２７（第一周囲空気噴出部２７ａ〜第六周囲空気噴出部２７ｆ）から噴出される空気の少なくとも一部をガス排出口１７から遠ざかる方向に導く角筒状の空気ノズル３８部（第一空気ノズル部３８ａ〜第六空気ノズル部３８ｆ）を有している。
【００５９】
より具体的には、本実施例１においては、第二空気供給板３７に六つの略台形状の貫通孔部３１（第一貫通孔部３１ａ〜第六貫通孔部３１ｆ）が穿孔されており、それぞれの貫通孔部３１に空気ノズル３８部（第一空気ノズル３８部ａ〜第六空気ノズル部３８ｆ）を接続している。
【００６０】
それぞれの空気ノズル部３８は、各周囲空気噴出部２７から噴出される空気をガス排出口１７から遠ざかる方向に導くべく、前記第一空気ノズル３８部ａ〜第六空気ノズル部３８ｆのガス排出口１７に近い側の第一筒構成壁３９ａ〜第六筒構成壁３９ｆを傾斜させて（ガス排出口１７の反対方向（図３においては「右側」）に傾斜させて）構成されている。前記第一〜第六筒構成壁の傾斜角度θ（取り付け角度）は、５°〜３０°程度であることが好ましい。勿論、この傾斜角度θは、前記内側水管１３ａに火炎状態のガスが接触しないように設定される。
【００６１】
本実施例１にかかるボイラ１は、以上のように構成されており、その構成に基づき、次のような作用効果を有する。以下、図１〜図４に加え、図５を用いて、その作用効果を具体的に説明する。なお、図５は、低燃焼時における缶体内のガスの流れを示す概略図である。この図５において、二点差線で示したガス流れ状態図（ガスＦ０）は、バーナ構造が本実施例とは異なり、バーナからの空気が略垂直方法に噴出される場合のガス形状（火炎形状）を示しており、実線で示したガス流れ状態図（ガスＦ１）が、本実施例にかかるバーナ２０にて形成されるガス形状（火炎形状）を示している。
【００６２】
本実施例１にかかるバーナ２０を低燃焼状態で作動させる場合には、まずは、送風機（図示省略）を駆動させ、前記ウインドボックス４０を介して前記第一空気供給経路２４および前記第二空気供給経路２５に空気が供給される。次いで、前記第一燃料ノズル部２２ａから液体燃料が噴霧されるタイミングに合わせて、前記着火碍子２３に通電がなされる。
【００６３】
つまり、本実施例１においては、前記第一空気供給経路２４および前記第二空気供給経路２５を介して、前記中央空気噴出部２６および前記周囲空気噴出部２７，すなわち前記空気ノズル部３８から空気が噴出され、この空気と前記第一燃料ノズル部２２ａから噴霧される液体燃料とのミキシングが行われる。そして、前記第一燃料ノズル部２２ａの近傍に設けられた、通電されることによって電気火花を形成する前記着火碍子２３によって、空気とミキシングされた液体燃料に対して着火が行われる。この着火によって、前記第一燃料ノズル部２２ａから噴霧された液体燃料が燃焼し、前記第一燃料ノズル部２２ａから液体燃料が噴霧され続ける限り低燃焼状態が維持されることとなる。また、前記第一燃料
ノズル部２２ａと共に前記第二燃料ノズル部２２ｂからも液体燃料が供給されれば、前記バーナ２０は高燃焼状態となる。
【００６４】
本実施例１にかかるバーナ２０においては、前記燃料ノズル部２２における燃料供給状態を適宜切り換えること（オンオフ制御する）によって、停止状態、低燃焼状態、および高燃焼状態のいずれかへの切り換えが可能である。すなわち、燃焼状態継続時においては、低燃焼から高燃焼、あるいは高燃焼から低燃焼への切り換えが可能である。
【００６５】
前記バーナ２０に対する空気の供給量は、一般に前記ウインドボックス４０と送風機との間のダクト内に設けられたダンパ（図示省略）や、送風機の回転数を制御するインバータ等（図示省略）を用いて調整される。そして、この空気は、液体燃料の供給量に対応して供給される。例えば、同様の燃料供給性能を有する２つのノズルチップを用いて構成されたバーナにおいて、どちらか一方のノズルチップから液体燃料を噴霧させる際（低燃焼時）に供給される空気量を「１」とすれば、両方のノズルチップから液体燃料を噴霧させる際（高燃焼時）に供給される空気量を「２」とする。このような空気量の調整をダンパやインバータを用いて行っている。
【００６６】
さて、以上のように構成され機能するボイラ１においては、図５に示すように、前記バーナ２０の低燃焼時、前記缶体１０内にて前記燃焼室１６の中央部を略中心としてほぼ均一に広がったガスＦ１（実線）が形成される。このような形状のガスＦ１が形成されるのは、前記遮蔽板１８より前記ガス排出口１７から前記バーナ２０にて生成されたガスがショートパスを抑制するように前記ガス排出口１７において工夫が施されていると共に、前記ノズル部２２の周囲に設けられた前記周囲空気噴出部２７が、前記空気ノズル部３８に工夫を施すことにより、前記缶体１０内に設けられたガス排出口１７から前記バーナ２０にて生成されたガスがショートパスしないように、周囲空気噴出部２７から噴出される空気の流れを制御可能に構成されているからである。
【００６７】
仮に、本実施例１のような前記遮蔽板１８よび前記空気ノズル部３８を有しないとすれば、前記バーナ２０にて生成されるガスは、前記ガス排出口１７側に引っ張られることによって、前記燃焼室１６内に形成されるガスは、図５の破線にて示したガスＦ０のようになる。つまり、従来から知られているボイラには、本実施例に示すような前記遮蔽板１８およびガスの流れを前記ガス排出口１７から遠ざかるように制御する前記空気ノズル部３８は設けられていないため、前記燃焼室１６内においてはこのような形状のガスＦ０が形成されていたと考えられる。このような場合には、前記燃焼室１６内において、ガスが前記ガス排出口１７側へ引っ張られるため、前記燃焼室１６内での排ガス循環流が阻害される等の問題が生ずる。
【００６８】
しかしながら、本実施例１においては、上述した通り、前記遮蔽板１８および前記空気ノズル部３８を設けることによって、前記燃焼室１６内において均一に広がったガスＦ１を形成可能となる。したがって、本実施例１によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００６９】
このような構成によれば、前記バーナ２０にて生成されたガスが、前記遮蔽板１８および前記空気ノズル部３８により、前記燃焼室１６に設けられたガス排出口１７からショートパスすることが抑制されるので、前記バーナ２０の燃焼性能を向上させ、有害物質の低減化を実現することができる。すなわち、前記バーナ２０からのガスの偏流が抑制され（ガスが前記ガス排出口１７側へ引っ張られることが抑制され）、前記バーナ２０近傍部の自己再循環流れが改善され、均一に自己再循環ガスが流れ込み、予蒸発や予混合が均一に行われるとともに、適切な分割火炎が形成される。その結果、燃料液滴の予蒸発や予混合によって局所的な低空気比・高温場の発生が抑えられるとともに、適切な分割火炎が形成
されることによりガスＦ１の表面積が大きくなってガス温度が低下する。これにより低ＮＯx化を実現することができる。また、前記ガス排出口１７から流出するガスのショーパ
スが抑制されので、ＣＯや煤塵といった未燃成分の排出を抑えることができる。
【００７０】
詳細な説明を省略するが、高燃焼時においても低燃焼時と同様の作用効果を奏するものであり、ＮＯxの低減効果においては、高燃焼時の方が優れていることが確認されている
。一方、ＣＯや煤塵の低減効果に関しては、低燃焼時の方が優れていることが確認された。
【実施例２】
【００７１】
つぎに、本発明の実施例２にかかるボイラについて図６から図８に基づき説明する。この実施例２において、前記実施例１と異なるのは、前記実施例１のバーナ２０を自己再循環型のバーナ５０としたところであり、共通部分は、同じ符号を付して説明を省略する。
【００７２】
本実施例２の前記バーナ５０の周囲空気噴出部２７は、それぞれの周囲空気噴出部２７（第一周囲空気噴出部２７ａ〜第六周囲空気噴出部２７ｆ）から噴出される空気の少なくとも一部をガス排出口１７から遠ざかる方向に導くガイド部４２（第一ガイド部４２ａ〜第六ガイド部４２ｆ）と、それぞれの周囲空気噴出部２７（第一周囲空気噴出部２７ａ〜第六周囲空気噴出部２７ｆ）から噴出される空気の拡散を促す拡散部４３（第一拡散部４３ａ〜第六拡散部４３ｆ）とを有している。
【００７３】
そして、本実施例２においては、前記実施例１と同様に六つの略台形状の貫通孔部３１（第一貫通孔部３１ａ〜第六貫通孔部３１ｆ）が穿孔されている。前記実施例１と異なるのは、それぞれの貫通孔部３１におけるガス排出口１７側（本実施例の各図においては「左側」）に板状部材を用いてガイド部４２（第一ガイド部４２ａ〜第六ガイド部４２ｆ）が構成されている。このガイド部４２は、それぞれの前記貫通孔部３１の一部を覆うべく構成されており、本実施例においては、このガイド部４２にて覆われていない部分が、前記周囲空気噴出部２７から噴出される空気の拡散を促す拡散部４３（第一拡散部４３ａ〜第六拡散部４３ｆ）として機能する。
【００７４】
それぞれのガイド部４２は、前記各周囲空気噴出部２７から噴出される空気の少なくとも一部（主に前記貫通孔部３１のガイド部４２によって覆われている領域の空気）を前記ガス排出口１７から遠ざかる方向に導くべく、板状部材を傾斜させて（前記ガス排出口１７の反対方向（図７においては「右側」）に傾斜させて）構成されている。この際の傾斜角度θ（取り付け角度）は、５°〜３０°程度であることが好ましい。
【００７５】
また、それぞれのガイド部４２は、前記燃料ノズル部２２からコーン状（ノズル部２２を頂点とした三角錐状）に噴霧される液体燃料が接触しないように、前記各ガイド部４２の高さが設定されている。本実施例においては、図７の右側に図示された第四ガイド部４３ｄが、左側に図示された第一ガイド部４２ａよりも液体燃料に接触しやすい位置に設けられているため、第四ガイド部４２ｄの方が第一ガイド部４２ａよりも低く設けられている。こうした理由は、前記実施例１と比較して前記バーナ２２による燃料噴射角が広いことによる。
【００７６】
前記拡散部４３（第一拡散部４３ａ〜第六拡散部４３ｆ）は、上述したように、前記貫通孔部３１のうちガイド部４２にて覆われていない部分（図７および図８において破線で囲った領域）である。この部分（拡散部４３）には、前記ガイド部４２等のような第二空気供給経路２５を介して供給された空気を整流するための要素が設けられていないため、拡散部３９から噴出された空気は急拡大することになる。
【００７７】
したがって、本実施例２のバーナ５０においては、前記周囲空気噴出部２７から噴出される空気は、前記ガイド部４２によって前記ガス排出口１７から遠ざかる方向に導かれると共に、その一部が前記拡散部４３によって拡散が促進されることとなる。
【００７８】
本実施例２にかかるボイラ１においても、図示しないが基本的には図５と同様に、バーナ２０の低燃焼時および高燃焼時、前記缶体１０内にて燃焼室１６の中央部を略中心として均一に広がったガスＦ１（実線）が形成される。このような形状のガスＦ１が形成されるのは、前記遮蔽板１８により前記ガス排出口１７から前記バーナ２０にて生成されたガスがショートパスしないように構成されていると共に、前記燃料ノズル部２２の周囲に設けられた前記周囲空気噴出部２７が、前記燃焼室１６内に設けられたガス排出口１７から前記バーナ２０にて生成されたガスがショートパスしないように、前記周囲空気噴出部２７から噴出される空気の流れを制御可能に構成されているからである。
【００７９】
また、本実施例２にかかる前記バーナ２０を構成する前記周囲空気噴出部２７は、上述した種々の効果を発揮する前記ガイド部４２と共に、前記拡散部４３をも有している。この拡散部３９は、先にも説明したとおり、前記貫通孔部３１のうち前記ガイド部４２にて覆われていない部分である（図７および図８参照）。つまり、この拡散部４３には、前記ガイド部４２等のような空気を整流するための要素が設けられていないため、前記拡散部４３から噴出された空気は、前記拡散部４３のエッジ部分（前記貫通孔部３１のエッジ部分）にて急拡大することになる。そうすると、前記バーナ２０直近においては、空気に小さな乱れが生じ、前記燃料ノズル部２２から噴霧される液体燃料と空気とのミキシング状態を一部不均一にすることができる。本実施例２にかかるバーナ２０は、このような拡散部４３を有するため、単にミキシング状態を良好にするわけではなく、一部意図的に不均一なミキシング状態を形成することができる。すなわち、本実施例２においては、前記拡散部４３を設けることによって、前記バーナ２０近傍において濃淡燃焼的な燃焼状態を形成可能となるため、ガス温度の低下を図り、ＮＯｘ値を低減させることができる。
【００８０】
以上説明したように、本実施例２にかかるボイラ１は、前記缶体１０の燃焼室１６内でガスＦ１を十分に拡大させることによるガス温度の低下、前記缶体１０内で形成される適切な排ガス循環流によるガス温度の低下、適切な分割火炎が形成されることによるガス温度の低下、および前記拡散部４３によって形成される濃淡燃焼によるガス温度の低下の相乗効果によって、ＮＯｘの低減を図ることができる。
【００８１】
なお、本発明は、上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で必要に応じて種々の変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例３】
【００８２】
例えば、本発明にかかるバーナは、前記実施例１および実施例２にて説明したバーナ２０、５０に限定されず、必要に応じて、図９に示すような構成としてもよい。ここで、図９は、本発明の実施例３にかかるバーナ６０の縦断面の説明図を示したものである。この図９に示したバーナ６０は、基本的に前記バーナ２０，５０と同様の構成を有するため、同様の構成要素については同様の符号を付してその説明を割愛し、以下においては、この実施例３にかかるバーナ６０の特徴部分について主に説明する。
【００８３】
先に説明したバーナ２０（図３等参照）と、この図９に示したバーナ６０との違いは、燃焼筒６１の有無である。つまり、この他の実施例にかかるバーナ６０は、前記周囲空気噴出部２７を構成する前記第二空気供給経路２５の外側に、前記燃焼筒６１を有する点において、先の実施例１にかかるバーナ２０とその構成が異なる。
【００８４】
この燃焼筒６１は、ボルト等の接続手段６２を用いて、前記第二筒部材３５の外側に設けられており、前記第二筒部材３５と前記燃焼筒６１との間には所定空間（後述する前記循環部６３）が設けられている。本実施例３においては、均等な間隔に設けられた六つの接続手段６２を用いて、燃前記焼筒６１が第二筒部材３５の外側に固着されている。
【００８５】
この図９に示すように構成されたバーナ６０によれば、前記缶体１０内を循環している排ガスが前記循環部６３を介して前記燃焼筒６１内に混入されることとなって、ＮＯｘ値を低減させることも可能となる。また、この燃焼筒６１を設けることによって、ガスの広がりを抑えてバーナ６０近傍における燃焼性を促進させることが可能となるため、低Ｏ２（排ガス中の残存酸素濃度が２％〜３％程度）側におけるＣＯの立ち上がりを抑えることができる。但し、これらの効果は、バーナにおける空気の噴出状況、ボイラの燃焼量、前記缶体１０内におけるガス形状、前記缶体１０を構成する水管配列等、種々の条件によって異なり、必要に応じて、この燃焼筒６１を設けるか否かは判断する必要がある。
【００８６】
また、この図９においては、燃焼筒６１が垂直に設けられた場合について示したが、本発明は、この構成に限定されない。したがって、例えば、燃焼筒６１自身もガイド部３７と同様に、傾斜して設けてもよい。
【００８７】
前記燃焼筒６１は、前記実施例２のバーナ５０にも同様に取り付けることができる。
【実施例４】
【００８８】
つぎに、本発明の実施例４にかかるボイラについて図１０および図１１に基づき説明する。この実施例４において、前記実施例１と異なるのは、前記遮蔽板１８を前記ガス排出口１７に設けるのではなく、前記内側水管群１３の水管のうち前記ガス排出口１７に面する（形成する）水管１３ａ1，１３ａ1と、この水管１３ａ1，１３ａ1に隣接する前記外側水管群１４の水管１４ａ1，１４ａ1との間に設けている。すなわち、各水管１３ａ1と、
各水管１４ａ1との間の前記環状ガス通路１５の上部を各遮蔽板１８により閉塞して、こ
の遮蔽板１８の下方の第一開口（隙間）６４をガス排出口として機能させることにより、前記バーナと前記ガス排出口１７とを実質的に離間させている。また、前記内側水管群１３の水管１３ａ1とその隣の水管１３ａ2との間の内側フィン部を遮蔽板１８とし、図１１の前記遮蔽板１８と同様に上部のみ遮蔽し、下部を開口（図示省略）している。この実施例４のにおいて前記実施例１と共通部分は、同じ符号を付して説明を割愛する。
【００８９】
この実施例４においても、前記実施例１と同様に、前記バーナ２０にて生成されたガスが、前記遮蔽板１８および前記空気ノズル部３８により、前記燃焼室１６に設けられたガス排出口１７からショートパスすることが抑制されるので、前記バーナ２０の燃焼性能を向上させ、有害物質の低減化を実現することができる。
【００９０】
この実施例４においては、前記遮蔽板１８を設ける水管を、前記水管１４ａ1の隣（ガ
スの流れ方向に対して下流側）の水管１４ａ2とすることができる。また、前記内側水管
群１３の水管１３ａ1とその隣の水管１３ａ2との間の遮蔽板１８を下部開口を形成しない内側フィン部１３ｂとすることができる。
【実施例５】
【００９１】
つぎに、本発明の実施例５にかかるボイラについて図１２に基づき説明する。この実施例５において、前記実施例１と異なるのは、比較的幅の広い前記ガス排出口１７に小径（ま同径，または大径）の水管１３ａ3を設け、この水管１３ａ3とその隣の水管１３ａ1，
１３ａ1との間にそれぞれ遮蔽板１８を設けたものである。また、前記水管１３ａ1と前記水管１３ａ2との間にも前記遮蔽板１８を設けたものである。この遮蔽板１８の下方に前
記実施例４と同様に図１１に示すような前記開口６４が形成されている。
【００９２】
この実施例５においても、前記実施例１と同様に、有害物質の低減化を実現することができる。そして、この実施例５では、前記遮蔽板１８の横幅を前記実施例１と比較して狭くすることができるので、熱応力による変形を少なくすることができる。
【実施例６】
【００９３】
つぎに、本発明の実施例６にかかるボイラについて図１３および図１４に基づき説明する。この実施例６において、前記実施例５と異なるのは、比較的幅の広い第一ガス排出口１７に設けた水管１３ａ3，１３ａ3，１３ａ3を下部の外径を絞った（上部の外径より小
さくした）水管とし、これら水管１３ａ3，１３ａ3，１３ａ3の上部を隣接する水管と互
い接触させることで、前記遮蔽板１８を設けることなく、前記ガス排出口１７の上部を遮蔽したところにある。この実施例６では、前記水管１３ａ3，１３ａ3，１３ａ3の下部に
おいて形成される第一開口（隙間）６４が前記環状ガス通路１５とつながっている。
【００９４】
この実施例６では、前記外側水管群１４の前記第二のガス排出口１９に位置する水管１４ａ3，１４ａ3を上部を絞った水管として、この上部絞り部により形成される第二開口（隙間）６５を通して、前記環状ガス通路１５からのガスを環状の通路構成体６６と前記外側水管群１４との間の第二の環状ガス通路６７へ排出するように構成している。前記第二環状ガス通路を流通するガスは、前記通路構成体６６に形成した排ガス出口６８から前記缶体１０外へ排出される。なお、図１２および図１３において、上部ヘッダ１１，下部ヘッダ１２，内側水管群１３，外側水管群１４が、この発明とは直接関係しないので、その説明を省略し、前記実施例１と同じ符号を付している構成要素は、ほぼ同様の構成として説明を省略する。
【００９５】
この実施例６においても、前記実施例５と同様に、有害物質の低減化を実現することができる。そして、この実施例６では、前記第一ガス排出口１７を下部に、前記第二ガス排出口１９を上部に形成し、かつ前記第二環状ガス通路６７を形成しているので、前記実施例５と比較して熱効率を向上させることができる。また、前記遮蔽板１８を用いないので、耐久性の高い缶体とすることができる。
【実施例７】
【００９６】
つぎに、本発明の実施例７にかかるボイラについて図１５に基づき説明する。この実施例７は、前記実施例１の遮蔽板１８をキャスタブルにてブロック状に形成したものである。図１５において、４本の水管１３ａ１，１３ａ1，１４ａ1，１４ａ1間をキャスタブル
にて埋めることで、前記遮蔽板１８を構成している。この実施例７において遮蔽板としての機能は前記実施例１とほぼ同様であるので、その説明を省略する。
【００９７】
（その他の変形例）
【００９８】
さらに、上述した実施例１および実施例２においては、それぞれの周囲空気噴出部２７に設けられた前記空気ノズル部３８の各構成壁３８ａ〜３８ｆおよび前記ガイド部４２が同様の方向に同様の角度で傾斜して設けられる場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。したがって、例えば、それぞれの各構成壁３８ａ〜３８ｆおよびガイド部４２の設置傾斜角度を適宜異なるように構成してもよい。
【００９９】
また、上述した実施例２においては、前記ガイド部４２が、断面コ字形状の板状部材（スコップ型）を用いて構成された場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、前記周囲空気噴出部２７から噴出される空気の少なくとも一部を前記ガス排出口１７から遠ざかる方向に導くことが可能であれば、どのような構成であってもよい。したがって、例えば、一枚の平板状の板状部材を用いてガイド部を構成してもよい。具体的には、
それぞれの周囲空気噴出部２７を成す前記貫通孔部３１の前記ガス排出口１７に最も近接する「一辺」に、平板状の板状部材を傾斜させて設けてもよい。このような構成であっても、前記周囲空気噴出部２７から噴出される空気の少なくとも一部を前記ガス排出口１７から遠ざかる方向に導くことが可能であるから、上述した種々の効果を得ることができる。
【０１００】
また、上述した実施例においては、高燃用の前記第二ノズル２２ｂを前記第一筒部材３４の中心軸上に配置し、低燃用の第一ノズル２２ａを前記中心軸に対して前記ガス排出口１７から遠ざかる側に離間して配置しているが、本発明は、この配置に限定されるものではない。例えば、第二ノズル２２ｂおよび第一ノズル２２ａ間の中心が前記第一筒部材３４の中心軸に重なるように配置することができる。また、単一のノズル（図示省略）により低燃焼量と高燃焼量とを切り換えて供給するバーナにも本発明は適用可能である。
【０１０１】
さらに、上記各実施例においては、液体燃料の種類については特に説明しなかったが、本発明は何等かの液体燃料に限定されず、灯油、Ａ重油、Ｂ重油、Ｃ重油等の液体燃料について適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の実施例１にかかるボイラの縦断面の説明図である。
【図２】図１のII−II線に沿う横断面の説明図である。
【図３】本実施例１にかかるバーナの縦断面の説明図である。
【図４】図３に示したバーナの下面図を示したものである。
【図５】低燃焼時におけるガスの流れを示す概略図である。
【図６】本発明の他の実施例２にかかるボイラの縦断面の説明図ある。
【図７】図６に示したバーナの縦断面の説明図である。
【図８】図７に示したバーナの下面図を示したものである。
【図９】本発明の他の実施例３のバーナの縦断面の説明図である。
【図１０】本発明の他の実施例４の図１のII−II線に沿う横断面の説明図である。
【図１１】同実施例４の要部を内部からみた説明図である。
【図１２】本発明の他の実施例５の図１のII−II線に沿う横断面の説明図である。
【図１３】本発明の他の実施例６の横断面の説明図である。
【図１４】同実施例６にかかるボイラの縦断面の説明図である。
【図１５】本発明の他の実施例７の横断面の説明図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１…ボイラ
１０…缶体
１１…上部ヘッダ
１２…下部ヘッダ
１３…内側水管群
１３ａ…内側水管
１３ｂ…内側フィン部
１４…外側水管群
１４ａ…外側水管
１４ｂ…外側フィン部
１５…環状ガス通路
１６…燃焼室
１７…ガス排出口
１８…遮蔽板
１９…外側開口部
２０、５０、６０…バーナ
２１…載置板
２２…燃料ノズル部
２２ａ…第一燃料ノズル部
２２ｂ…第二燃料ノズル部
２３…着火碍子
２４…第一空気供給経路
２５…第二空気供給経路
２６…中央空気噴出部
２７…周囲空気噴出部
２７ａ〜２７ｆ…第一周囲空気噴出部〜第六周囲空気噴出部
３１…貫通孔部
３１ａ〜３１ｆ…第一貫通孔部〜第六貫通孔部
３４…第一筒部材
３５…第二筒部材
３６…第一空気供給板
３７…第二空気供給板
３８…空気ノズル部
３８ａ〜３８ｆ…第一空気ノズル部〜第六空気ノズル部
３９ａ〜３９ｆ…第一筒構成壁〜第六筒構成壁
４０…ウインドボックス
４１…隔壁
４２…ガイド部
４２ａ〜４２ｆ…第一ガイド部〜第六ガイド部
４３…拡散部
４３ａ〜４３ｆ…第一拡散部〜第六拡散部
６１…燃焼筒
６２…接続手段
６３…循環部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラに関するものである。詳しくは、灯油やＡ重油等の燃料を用いて、有害物質の低減を実現可能なボイラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、環状に配列された水管群を有する缶体を備えたボイラはよく知られており、このようなボイラにおいては、一般的に、その水管群の中央部にバーナが配設されている。つまり、このような構成のボイラにおいては、環状に配列された水管群の内側が、バーナから供給された燃料を燃焼させるための燃焼室として機能する。
【０００３】
こうしたボイラにおいて、燃焼性向上技術および有害物質（ＮＯｘ、ＣＯ、煤等）の低減化技術に関して多くの提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、上述した環状に配列された水管群を有する缶体を用いて構成されたボイラにおいては、ωフロー缶体のように、燃焼室のガス排出口が燃焼室の側面において１箇所周方向に偏って設けられた缶体においては、バーナから噴出されるガスが特定の方向（主にガス排出口が設けられている方向）に引っ張られる，すなわち軸対称とならない傾向がある。このため、バーナからの燃焼反応中のガスが缶体の内面に接触するとともに、バーナからの噴出ガスがガス排出口のバーナ近傍部からショートパスして流出することにより、バーナの燃焼性能に悪影響を及ぼすとともに、排出ＮＯx量の低減が困難となっていた。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−６１６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであって、ＮＯxなどの有害物質の低減を実現可能なボイラを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、請求項１に記載の発明は、複数の水管を用いて構成された缶体と、前記缶体の上部に配置されるバーナとを備え、前記燃焼室のガス排出口を燃焼室側面に設けたボイラであって、前記バーナと前記ガス排出口とを離間させることにより前記バーナから噴出されるガスが前記ガス排出口の前記バーナの近傍部からショートパスして流出するのを抑制する流出抑制手段を備えたことを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記ガス排出口の上部を閉塞することにより前記バーナと前記ガス排出口とを離間させるものであることを特徴としている。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、下部において管径を絞った水管を前記ガス排出口に設け、この水管と隣接する水管とのの上部を互いに接触させることで前記ガス排出口の上部を閉塞することを特徴としている。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１において、前記缶体は、多数の水管を環状に配置した内側水管群と、この内側水管群の外側に多数の水管を配置した外側水管群とを備え、前記内側水管群の内側を燃焼室とし、この燃焼室のガス排出口を前記内側水管群の側面に設けたものとされ、前記内側水管群の水管のうち前記ガス排出口に面する水管と、この水管
に隣接する前記外側水管群の水管との間の通路の上部を閉塞して、その下部をガス排出口として機能させることにより、前記バーナと前記ガス排出口とを実質的に離間させることを特徴としている。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４において、前記ガス排出口が、前記燃焼室の側面おいて偏って形成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５において、前記バーナにて形成されるガスの流れを前記ガス排出口から遠ざかる方向に制御するガス流制御手段を備えたことをことを特徴としている。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６において、前記ガス流制御手段が、前記バーナの先端部において前記バーナのノズルの周囲に設けられた複数の二次空気噴出用の空気ノズルであることを特徴としている。
【００１４】
さらに、請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７のいずれかにおいて、前記バーナが自己再循環型のバーナであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、前記バーナにより生成されるガスが、前記ガス排出口からショートパスして流出することによる燃焼性の悪化を抑制でき、ＮＯxなどの有害物質の低減可能な
ボイラを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施形態を説明する前に、本明細書において使用する用語について説明する。
【００１７】
本明細書において、単に「ガス」と称する場合、ガスとは、燃焼反応中のガスおよび燃焼反応が完了したガスの少なくとも一方を含む概念であり、燃焼ガスと称することもできる。つまり、ガスとは、燃焼反応中のガスおよび燃焼反応が完了したガスの両方を有する場合、燃焼反応中のガスのみを有する場合、あるいは燃焼反応が完了したガスのみを有する場合の、いずれをも含む概念である。以下、特に説明しない場合は同様の概念である。
【００１８】
また、排ガスとは、燃焼反応が完了または殆ど完了したガスを意味する。さらに、特に説明しない場合は、排ガスとは、ボイラの缶体内を通過して煙突部に達したガス、および缶体内にて循環するガスの両方あるいはいずれかを意味するものとする。
【００１９】
また、ガス温度は、特に説明しない限り、燃焼反応中のガスの温度を意味し、燃焼温度あるいは燃焼火炎温度と同義である。さらに、ガス温度の抑制とは、ガス（燃焼火炎）温度の最高値を低く抑えることを意味する。なお、通常、燃焼反応は、上述した「燃焼反応が完了したガス」中においても極微量であるが継続しているので、「燃焼反応の完了」とは、燃焼反応の１００％完結を意味するものではない。
【００２０】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
まず、本実施形態１にかかるボイラは、複数の水管を用いて構成された缶体と、前記缶体の上部に配置されるバーナとを備え、前記燃焼室のガス排出口を燃焼室側面に設けたボイラであって、前記バーナと前記ガス排出口とを離間させることにより前記バーナから噴出されるガスが前記ガス排出口の前記バーナの近傍部からショートパスして流出するのを抑制する前記流出抑制手段を備えたことを特徴としている。すなわち、前記バーナから噴
出されるガスが前記ガス排出口の前記バーナの近傍部からショートパスして流出するのを抑制するように、前記バーナと前記ガス排出口との間を所定距離だけ離間させている。
【００２２】
このような構成によれば、前記流出抑制手段により、前記バーナからの噴出ガスが、前記ガス排出口のバーナ近傍部からショートパスして流出するのが抑制されるので、バーナの燃焼性能を向上させ、有害物質の低減化を実現することができる。すなわち、前記ショートパスの抑制によって前記バーナからのガスの偏流が抑制されることにより、前記バーナ近傍部の自己再循環流れが改善され、均一に自己再循環ガスが流れ込み、液体燃料の場合、燃料液滴の予蒸発や予混合が均一に行われる。その結果、予蒸発や予混合によって局所的な低空気比・高温場の発生が抑えられることから低ＮＯx化につながる。ガス燃料の
場合においても均一に自己再循環ガスが流れ込むことによって、局所的な低空気比・高温場の発生が抑えられることから低ＮＯx化につながる。また、前記ガス排出口から流出す
るガスのショーパスが抑制されので、ＣＯ・煤塵（スモーク）といった未燃成分の排出を抑えることができる。また、前記バーナの構造を変更することなく、低ＮＯx化および未
燃成分の流出抑制を実現できる
【００２３】
つぎに、この実施の形態１の各構成要素について説明する。この実施の形態１は、ωフローと称される缶体に好適に実施される。その理由は、前記燃焼室のガス排出口が１箇所で前記バーナからのガスの偏流が比較的顕著であることから、前記流出抑制手段による効果が大きいことによる。前記ωフロー缶体は、多数の水管を環状に配置した内側水管群（内側水管壁）と、この内側水管群の外側に多数の水管を配置した外側水管群（外側水管壁）とを備え、内側水管壁の内側を燃焼室とし、この燃焼室の第一ガス排出口を内側水管壁の側面１箇所に設け、前記外側水管壁の燃焼室中心と点対称の位置に第二ガス排出口を設ける。この缶体においては、ガスは、前記第一ガス排出口から燃焼室外へ流出し、前記内側水管壁と前記外側水管壁との間の環状ガス通路において２方向に分岐して流れ、前記第二ガス排出口で合流して前記缶体外へ流出する。
【００２４】
しかしながら、前記缶体は、ωフロー缶体に限定されるものではなく、バーナからの噴出ガスが燃焼室側面に形成したガス排出口のバーナ近傍部からショートパスして流出し易い缶体，すなわち、全周吹出型の缶体や前記燃焼室のガス排出口が、燃焼室の側面において複数箇所に偏って形成されるωフロー缶体以外の缶体を含む。ここで、前記ガス排出口が偏って形成されるとは、前記燃焼室の側面全体からほぼ均等にガスが流出するのではなく、ガスが前記燃焼室側面の周方向の特定の位置からのみ流出するように特定の位置に前記ガス排出口が形成されることを意味する。
【００２５】
前記バーナは、先混合型のバーナであり、好ましくは、自己再循環型バーナとする。この自己再循環型バーナとは、燃料ノズルの周囲に形成された二次空気噴出部からの噴出空気により、燃焼室内の酸素濃度の低いガスをバーナ基部に引き込み、燃焼用空気と混合することでＮＯx生成を抑制するタイプのバーナをいう。この自己再循環型のバーナと前記
流出抑制手段とを組み合わせることにより、ＣＯや煤塵の低減効果だけでなく、前記の自己再循環流の改善効果による低ＮＯx化において顕著な効果を奏するものである。
【００２６】
前記自己再循環型のバーナとしては、好ましくは、燃料供給下流側に開口部を有してノズル部の先端を収容し、下流側端面に中央空気噴出部を形成した第一筒部材と、この第一筒部材の外周側に配置され、下流側端面に周囲空気噴出部を形成した第二筒部材とを備えるものとする。また、この実施の形態において採用される自己再循環型バーナは、さらに好ましくは、前記周囲空気噴出部（二次空気噴出口）を周方向に互いに間隔を存して４〜１２個形成したものとする。
【００２７】
前記ノズル部は、低燃焼および高燃焼時に燃料を噴霧する第一ノズル部と高燃焼時のみ
燃料を噴霧する第二ノズル部とから構成するが、一つのノズル部により噴霧量を調整するように構成することができる。前記ノズル部の中心軸は、好ましくは、前記第一筒部材の中心軸，すなわち前記燃焼室の中心軸に対して反ガス排出口側へ（ガス排出口から遠ざかる方向へ）偏らせる。これにより、前記バーナからのガスを全体的に反ガス排出口側へずらせることができ、前記ガス排出口が偏って設けられることによる燃焼性の悪化を抑制することができる。
【００２８】
また、前記バーナは、液体燃料燃焼バーナだけでなく、ガス燃料バーナまたは油燃料とガス燃料とを切り換えて燃焼させる切換専焼バーナとすることができる。
【００２９】
前記流出抑制手段は、前記バーナからのガスがショートパス（前記バーナから噴出されるガスが前記燃焼室底部へ向かうことなく前記ガス排出口の前記バーナ近傍部から流出）しないように、前記バーナ下端部と前記ガス排出口上端部とを所定距離だけ離間させるものである。前記バーナ下端部の近傍には、前記バーナの火炎形成開始位置が位置するので、前記バーナ下端部を前記火炎形成位置とすることができる。
【００３０】
また、前記流出抑制手段の第一の態様として、好ましくは、前記ガス排出口が前記バーナの下端部、または火炎形成開始位置近くまで形成されている場合は、前記ガス排出口の上部を閉塞する遮蔽手段（閉塞手段）を設ける。この遮蔽手段の具体的形態としては、前記ガス排出口が水管と水管との間の隙間として形成された場合、この隙間の上端部を遮蔽する遮蔽板とする。この遮蔽板の上下方向の長さは、約２５０mm〜４００mm程度とする。この態様においては、水管の上部を扁平状に形成することで前記水管により前記遮蔽板と同様な機能を有する遮蔽部を構成することができる。前記遮蔽板は、ショートパスの抑制効果を損なわない程度にその一部に開口を形成することができる。また、複数枚の遮蔽板で構成することもできる。
【００３１】
この第一の態様において、前記ガス排出口が水管１本分の外径よりも広い場合、前記ガス排出口に１または複数の水管を配置して、隣接する水管間の隙間を前記ガス排出口とし、この隙間の上部を前記遮蔽板で閉塞するように構成することができる。この遮蔽板は、好ましくは、金属とするが、キャスタブルなどの耐火材で構成することができる。キャスタブルを用いる場合、前記ガス排出口の上部を埋めるように構成することができる。
【００３２】
また、こうした前記ガス排出口に水管を配置した構成において、この水管を下部の外径を絞ったものとして、この水管と隣接水管とを上部において接触させることで前記ガス排出口の上部を閉塞することにより、前記バーナと前記ガス排出口とを離間させるように構成することができる。この場合、この水管と隣接水管との間の下部に形成される隙間からガスが流出することになり、ガス排出口として機能する。こうした構成によれば、前記遮蔽板の幅を少なくできるので、前記遮蔽板の熱応力による変形を少なくでき、前記遮蔽板の耐久性を向上することができる。
【００３３】
また、前記流出抑制手段の第二の態様は、つぎの通りである。前記缶体は、多数の水管を環状に配置した内側水管群と、この内側水管群の外側に多数の水管を配置した外側水管群とを備え、前記内側水管群の内側を燃焼室とし、この燃焼室のガス排出口を前記内側水管群の側面に設けたものとされ、前記内側水管群の水管のうち前記ガス排出口に面する水管と、この水管に隣接する前記外側水管群の水管との間の通路の上部を閉塞することにより前記バーナと前記ガス排出口とを実質的に離間させるものである。ここで、「前記バーナと前記ガス排出口とを実質的に離間させる」とは、前記内側水管群の水管と外側水管群の水管との間の下部に形成される隙間がガス排出口として機能することを意味している。
【００３４】
この第二の態様においては、前記ガス排出口において、遮蔽板を設けるのでなく、内側
水管群の水管と外側水管群の水管との間に遮蔽板を設けるので、前記ガス排出口に設けるものと比較して、前記遮蔽板が受ける前記燃焼室からの輻射熱の量を少なくでき、前記遮蔽板の耐久性を向上することができる。
【００３５】
さらに、前記流出抑制手段の第三の態様としては、前記遮蔽手段を設けるのではなく、前記ガス排出口そのものを前記バーナに対して所定距離だけ離れた位置に形成することにより前記ガス排出口からのガスのショートパスを抑制する構成のものとすることができる。すなわち、前記ガス排出口が前記バーナの下端または火炎形成開始位置近くまで形成されている缶体とした場合前記バーナを上方へ前記所定距離だけ変位させて配置する。これにより、前記第一の態様と同様な効果を奏することができる。しかしながら、この第二の態様は、前記バーナを含めた缶体の高さおよび前記バーナの火炎形成開始位置から水管までの間の断熱の観点において、第一の形態と比較して劣る。
【００３６】
（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。この実施の形態２は、前記流出抑制手段に加えて、前記バーナにて形成されるガスの流れを前記ガス排出口から遠ざかる方向に制御するガス流制御手段を備えたことを特徴とするボイラである。
【００３７】
このような構成によれば、前記バーナにて生成されたガスが、前記流出抑制手段により、前記燃焼室に設けられたガス排出口からショートパスしないように構成されていると共に、前記ガス流制御手段により、前記バーナにて形成されるガスの流れが前記ガス排出口から遠ざかる方向へ制御される。この二つの作用により、前記ガス排出口が偏って存在することによるガスの偏流を修正することができるので、前記実施の形態１と比較して一層バーナの燃焼性能を向上させ、有害物質の低減化を実現することができる。
【００３８】
この実施の形態２のバーナは、前記自己再循環型バーナとしての少なくとも二つの態様を含む。第一の態様のバーナは、ノズルの周囲に形成される空気噴出部が、この空気噴出部から噴出される空気を前記ガス排出口から遠ざかる方向に導く６〜８個の空気ノズルを備えた構成とされる。これら空気ノズルは、好ましくは、角筒状に形成し、この角筒の前記ガス排出口側の構成壁面を全ての空気ノズルを反ガス排出口側へ向けて傾斜させることにより、前記空気噴出部から噴出される空気を前記ガス排出口から遠ざかる方向に導くことができる。しかしながら、前記空気ノズルの前記ガス排出口側の構成壁面のみを反ガス排出口側へ向けて傾斜させても良い。前記空気ノズルは、ノズル自体を傾斜させることにより、前記空気噴出部から噴出される空気を前記ガス排出口から遠ざかる方向に導くように構成することができる。
【００３９】
この実施の形態２のバーナの第二態様は、前記空気噴出部が、この空気噴出部から噴出される空気の少なくとも一部を前記ガス排出口から遠ざかる方向に導くガイド部と、ガイド部を備えず前記空気噴出部から噴出される空気の拡散を促す拡散部とを備えている。
【００４０】
このような構成によれば、前記ガイド部だけではなく前記拡散部を有するため、前記バーナの直近においては、前記ノズル部から噴射される燃料と空気とのミキシング状態を一部分不均一にすることができる。つまり、このような構成のバーナによれば、単にミキシング状態を良好にするわけではなく、拡散部によって一部意図的に不均一なミキシング状態を形成することによって、ガス温度の低下を図り、ＮＯｘ値を低減させることができる。
【００４１】
前記ガイド部が、前記空気噴出部における前記ガス排出口側に設けられた板状部材を用いて構成されており、前記空気噴出部から噴出される空気の少なくとも一部を前記ガス排出口から遠ざかる方向に導くように、板状部材が傾斜して設けられている。つまり、この
ような構成のバーナは、前記空気噴出部と前記ガス排出口との間を一部遮蔽すべく板状部材による前記ガイド部が設けられ、この板状部材が、前記ガス排出口の反対側に傾斜して設けられている。
【００４２】
このような構成によれば、比較的簡単に前記ガイド部を構成することができる。また、この板状部材の大きさや取り付け位置等を調整することによって、前記ガイド部のみならず、上述した拡散部をも簡単に構成することができる。つまり、前記板状部材が設けられている箇所をガイド部として機能させ、前記ガイド部が設けられていない前記空気噴出部の一部を拡散部として機能させることができる。
【００４３】
前記ガイド部は、前記ノズル部から噴出される液体燃料が接触しないように、ガイド部の高さが設定されている。
【００４４】
このような構成によれば、液体燃料が前記ガイド部に接触しないため、前記バーナ直近における不適切な不完全燃焼をなくし、ＣＯや煤塵の発生を効果的に防止することができる。
【実施例１】
【００４５】
以下、図面に基づき、本発明の実施例１にかかるボイラについて説明する。
【００４６】
図１は、本発明の実施例１にかかるボイラの概略図を示したものである。ここで、図１は、本実施例１にかかるボイラの縦断面の説明図を示している。また、図２は、図１のII−II線に沿う横断面の説明図を示している。また、図３および図４は、本実施例１にかかるボイラに設けられたバーナの概略図を示したものである。ここで、図３は、本実施例１にかかるバーナの縦断面の説明図を示し、図４は、図３に示したバーナの下面図を示している。さらに、図５は、本実施例１にかかるボイラの燃焼状態（ガスの流れ）の概略図を示したものである。
【００４７】
図１および図２に示すように、本実施例１にかかるボイラ１は、環状に配列された水管群を有する缶体１０と、これらの水管群の中央部に配設された自己再循環型のバーナ２０とを用いて構成されており、前記バーナ２０上方位置には、燃焼用空気を前記バーナ２０に供給する、ウインドボックス４０が設けられている。
【００４８】
前記缶体１０は、上部ヘッダ１１と下部ヘッダ１２との間に複数の水管群（内側水管群１３、外側水管群１４）を立設して構成されている。それぞれの水管群１３，１４は、略同心円上の環状に配列されており、内側水管群１３から所定間隔を隔てて外側水管群１４が設けられ、内側水管群１３と外側水管群１４との間に環状ガス流路１５が形成される。また、本実施例１においては、これらの環状に配設された水管群１３，１４の内側が、燃焼室１６として機能し、この燃焼室１６の上方位置に、前記バーナ２０が設けられている。
【００４９】
また、本実施例１においては、前記内側水管群１３は、各内側水管１３ａ同士を密接させた状態、あるいは隣接する前記内側水管１３ａ間を内側フィン部１３ｂで連接した状態で環状の水管壁として構成されており、その一部にガス排出口１７が設けられている。このガス排出口１７は、水管の長軸方向に沿って開口されており、前記内側水管群１３内部の前記燃焼室１６で生成されたガスを前記環状ガス流路１５に導くべく機能する。
【００５０】
前記ガス排出口１７の上部は、本願発明の遮蔽手段に相当する遮蔽板１８により閉塞され、本願発明の流出抑制手段を構成している。前記バーナ２０の下端（火炎形成開始位置、この実施例１では後記空気ノズルの先端近くの位置）から閉塞後の前記ガス排出口１７
上端との距離を４００mm程度としている。前記遮蔽板は、熱交換フィンまたはヒレとしても機能する。
【００５１】
さらに、前記外側水管群１４は、各外側水管１４ａ間に略均等の所定間隔を有した状態で環状に構成されており、前記各外側水管１４ａ間には、隣接する外側水管１４ａ間の隙間をなくすべく連接された外側フィン部１４ｂが設けられている。この外側水管群１４の一部には、外側開口部（第二のガス排出口）１９が設けられており、この外側開口部１９は、燃焼反応のほぼ完了したガスを前記缶体１０外部に排出するための排出部として機能する。つまり、バーナ２０によって生成されたガスは、前記外側開口部１９に集められた後、前記缶体１０の下方位置に設けられた排気筒（図示省略）を介して缶体１０外部に排出される。
【００５２】
図３および図４に示すように、本実施例１にかかるボイラ１を構成する前記バーナ２０は、このバーナ２０に対して燃焼用空気を供給する空気供給手段としてのウインドボックス４０内の隔壁４１に設置されている。具体的には、前記バーナ２０を構成する載置板２１を隔壁４１に上方から載置して、ボルト等の締結手段（図示省略）にて前記載置板２１を隔壁４１に締結することによって、前記バーナ２０を前記ウインドボックス４０内の隔壁４１に設置している。なお、本実施例１においては、前記ウインドボックス４０内に空気を供給する送風機の構成は、周知の技術であるため省略している。
【００５３】
本実施例１にかかるバーナ２０は、図３および図４に示すように、液体燃料を噴霧する燃料ノズル部２２（第一燃料ノズル部２２ａ，第二燃料ノズル部２２ｂ）と、前記第一燃料ノズル部２２ａ近傍にその先端が位置するように設けられた着火碍子２３と、前記ウインドボックス４０から供給される空気を前記燃料ノズル部２２から噴霧される液体燃料に混合させるために設けられた空気供給経路（一次空気供給用の第一空気供給経路２４，二次空気供給用の第二空気供給経路２５）と、前記第一空気供給経路２４から供給された空気を前記燃焼室１６側に噴出させる中央空気噴出部２６と、前記第二空気供給経路２５から供給された空気を前記燃焼室１６側に噴出させる複数の周囲空気噴出部２７（前記実施の形態１，２の「空気噴出部（前記燃料ノズル部２２の周囲に設けられた空気噴出部）」に相当）（第一周囲空気噴出部２７ａ〜第六周囲空気噴出部２７ｆ）とを用いて構成されている。
【００５４】
本実施例１にかかる燃料ノズル部２２としては、低燃焼時および高燃焼時に液体燃料を噴霧する第一燃料ノズル部２２ａと、高燃焼時にのみ液体燃料を噴霧する第二燃料ノズル部２２ｂとが設けられている。つまり、前記燃料ノズル部２２は、低燃焼時（および高燃焼時）に燃料供給状態となる第一燃料ノズル部２２ａと、高燃焼時に第一燃料ノズル部２２ａと共に燃料供給状態となる第二燃料ノズル部２２ｂとを有し、ボイラの燃焼負荷に応じて、それぞれの燃料ノズル部２２における燃料供給状態が適宜切り換えられる。すなわち、それぞれのノズル部２２ａ，２２ｂは、必要に応じてオンオフ制御される。
【００５５】
前記バーナ２０を構成する第一空気供給経路２４は、前記燃料ノズル部２２の外側に設けられた第一筒部材３４を用いて構成されており、前記第二空気供給経路２５は、前記第一筒部材３４および第二筒部材３５を用いて構成されている。つまり、前記第一筒部材３４の内側領域が前記第一空気供給経路２４として機能し、前記第一筒部材３４と前記第二筒部材３５との間に形成される領域が前記第二空気供給経路２５として機能する。
【００５６】
前記第一筒部材３４の先端部（ボイラ１の燃焼室１６側端部）には、中央空気噴出部２６が穿孔された第一空気供給板３６が設けられており、前記ウインドボックス４０から供給された空気は、この中央空気噴出部２６を介して、前記燃焼室１６側に噴出される。また、前記第二筒部材３７の先端部（ボイラ１の燃焼室１６側端部）には、複数（この実施
例では六つ）の前記周囲空気噴出部２７が設けられた第二空気供給板３７が設けられており、前記ウインドボックス４０から供給された空気は、前記中央空気噴出部２６のみならず、これら複数の周囲空気噴出部２７を介しても前記燃焼室１６側に噴出される。
【００５７】
前記周囲空気噴出部２７は、図３および図４に示すように、前記燃料ノズル部２２の周囲に設けられている。そして、この周囲空気噴出部２７は、前記バーナ２０にて生成されたガスが、前記缶体１０内に設けられた前記ガス排出口１７からショートパスしないように、前記周囲空気噴出部２７から噴出される空気の流れを制御するように構成されている。
【００５８】
本実施例１にかかる周囲空気噴出部２７は、それぞれの周囲空気噴出部２７（第一周囲空気噴出部２７ａ〜第六周囲空気噴出部２７ｆ）から噴出される空気の少なくとも一部をガス排出口１７から遠ざかる方向に導く角筒状の空気ノズル３８部（第一空気ノズル部３８ａ〜第六空気ノズル部３８ｆ）を有している。
【００５９】
より具体的には、本実施例１においては、第二空気供給板３７に六つの略台形状の貫通孔部３１（第一貫通孔部３１ａ〜第六貫通孔部３１ｆ）が穿孔されており、それぞれの貫通孔部３１に空気ノズル３８部（第一空気ノズル３８部ａ〜第六空気ノズル部３８ｆ）を接続している。
【００６０】
それぞれの空気ノズル部３８は、各周囲空気噴出部２７から噴出される空気をガス排出口１７から遠ざかる方向に導くべく、前記第一空気ノズル３８部ａ〜第六空気ノズル部３８ｆのガス排出口１７に近い側の第一筒構成壁３９ａ〜第六筒構成壁３９ｆを傾斜させて（ガス排出口１７の反対方向（図３においては「右側」）に傾斜させて）構成されている。前記第一〜第六筒構成壁の傾斜角度θ（取り付け角度）は、５°〜３０°程度であることが好ましい。勿論、この傾斜角度θは、前記内側水管１３ａに火炎状態のガスが接触しないように設定される。
【００６１】
本実施例１にかかるボイラ１は、以上のように構成されており、その構成に基づき、次のような作用効果を有する。以下、図１〜図４に加え、図５を用いて、その作用効果を具体的に説明する。なお、図５は、低燃焼時における缶体内のガスの流れを示す概略図である。この図５において、二点差線で示したガス流れ状態図（ガスＦ０）は、バーナ構造が本実施例とは異なり、バーナからの空気が略垂直方法に噴出される場合のガス形状（火炎形状）を示しており、実線で示したガス流れ状態図（ガスＦ１）が、本実施例にかかるバーナ２０にて形成されるガス形状（火炎形状）を示している。
【００６２】
本実施例１にかかるバーナ２０を低燃焼状態で作動させる場合には、まずは、送風機（図示省略）を駆動させ、前記ウインドボックス４０を介して前記第一空気供給経路２４および前記第二空気供給経路２５に空気が供給される。次いで、前記第一燃料ノズル部２２ａから液体燃料が噴霧されるタイミングに合わせて、前記着火碍子２３に通電がなされる。
【００６３】
つまり、本実施例１においては、前記第一空気供給経路２４および前記第二空気供給経路２５を介して、前記中央空気噴出部２６および前記周囲空気噴出部２７，すなわち前記空気ノズル部３８から空気が噴出され、この空気と前記第一燃料ノズル部２２ａから噴霧される液体燃料とのミキシングが行われる。そして、前記第一燃料ノズル部２２ａの近傍に設けられた、通電されることによって電気火花を形成する前記着火碍子２３によって、空気とミキシングされた液体燃料に対して着火が行われる。この着火によって、前記第一燃料ノズル部２２ａから噴霧された液体燃料が燃焼し、前記第一燃料ノズル部２２ａから液体燃料が噴霧され続ける限り低燃焼状態が維持されることとなる。また、前記第一燃料
ノズル部２２ａと共に前記第二燃料ノズル部２２ｂからも液体燃料が供給されれば、前記バーナ２０は高燃焼状態となる。
【００６４】
本実施例１にかかるバーナ２０においては、前記燃料ノズル部２２における燃料供給状態を適宜切り換えること（オンオフ制御する）によって、停止状態、低燃焼状態、および高燃焼状態のいずれかへの切り換えが可能である。すなわち、燃焼状態継続時においては、低燃焼から高燃焼、あるいは高燃焼から低燃焼への切り換えが可能である。
【００６５】
前記バーナ２０に対する空気の供給量は、一般に前記ウインドボックス４０と送風機との間のダクト内に設けられたダンパ（図示省略）や、送風機の回転数を制御するインバータ等（図示省略）を用いて調整される。そして、この空気は、液体燃料の供給量に対応して供給される。例えば、同様の燃料供給性能を有する２つのノズルチップを用いて構成されたバーナにおいて、どちらか一方のノズルチップから液体燃料を噴霧させる際（低燃焼時）に供給される空気量を「１」とすれば、両方のノズルチップから液体燃料を噴霧させる際（高燃焼時）に供給される空気量を「２」とする。このような空気量の調整をダンパやインバータを用いて行っている。
【００６６】
さて、以上のように構成され機能するボイラ１においては、図５に示すように、前記バーナ２０の低燃焼時、前記缶体１０内にて前記燃焼室１６の中央部を略中心としてほぼ均一に広がったガスＦ１（実線）が形成される。このような形状のガスＦ１が形成されるのは、前記遮蔽板１８より前記ガス排出口１７から前記バーナ２０にて生成されたガスがショートパスを抑制するように前記ガス排出口１７において工夫が施されていると共に、前記ノズル部２２の周囲に設けられた前記周囲空気噴出部２７が、前記空気ノズル部３８に工夫を施すことにより、前記缶体１０内に設けられたガス排出口１７から前記バーナ２０にて生成されたガスがショートパスしないように、周囲空気噴出部２７から噴出される空気の流れを制御可能に構成されているからである。
【００６７】
仮に、本実施例１のような前記遮蔽板１８よび前記空気ノズル部３８を有しないとすれば、前記バーナ２０にて生成されるガスは、前記ガス排出口１７側に引っ張られることによって、前記燃焼室１６内に形成されるガスは、図５の破線にて示したガスＦ０のようになる。つまり、従来から知られているボイラには、本実施例に示すような前記遮蔽板１８およびガスの流れを前記ガス排出口１７から遠ざかるように制御する前記空気ノズル部３８は設けられていないため、前記燃焼室１６内においてはこのような形状のガスＦ０が形成されていたと考えられる。このような場合には、前記燃焼室１６内において、ガスが前記ガス排出口１７側へ引っ張られるため、前記燃焼室１６内での排ガス循環流が阻害される等の問題が生ずる。
【００６８】
しかしながら、本実施例１においては、上述した通り、前記遮蔽板１８および前記空気ノズル部３８を設けることによって、前記燃焼室１６内において均一に広がったガスＦ１を形成可能となる。したがって、本実施例１によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００６９】
このような構成によれば、前記バーナ２０にて生成されたガスが、前記遮蔽板１８および前記空気ノズル部３８により、前記燃焼室１６に設けられたガス排出口１７からショートパスすることが抑制されるので、前記バーナ２０の燃焼性能を向上させ、有害物質の低減化を実現することができる。すなわち、前記バーナ２０からのガスの偏流が抑制され（ガスが前記ガス排出口１７側へ引っ張られることが抑制され）、前記バーナ２０近傍部の自己再循環流れが改善され、均一に自己再循環ガスが流れ込み、予蒸発や予混合が均一に行われるとともに、適切な分割火炎が形成される。その結果、燃料液滴の予蒸発や予混合によって局所的な低空気比・高温場の発生が抑えられるとともに、適切な分割火炎が形成
されることによりガスＦ１の表面積が大きくなってガス温度が低下する。これにより低ＮＯx化を実現することができる。また、前記ガス排出口１７から流出するガスのショーパ
スが抑制されので、ＣＯや煤塵といった未燃成分の排出を抑えることができる。
【００７０】
詳細な説明を省略するが、高燃焼時においても低燃焼時と同様の作用効果を奏するものであり、ＮＯxの低減効果においては、高燃焼時の方が優れていることが確認されている
。一方、ＣＯや煤塵の低減効果に関しては、低燃焼時の方が優れていることが確認された。
【実施例２】
【００７１】
つぎに、本発明の実施例２にかかるボイラについて図６から図８に基づき説明する。この実施例２において、前記実施例１と異なるのは、前記実施例１のバーナ２０を自己再循環型のバーナ５０としたところであり、共通部分は、同じ符号を付して説明を省略する。
【００７２】
本実施例２の前記バーナ５０の周囲空気噴出部２７は、それぞれの周囲空気噴出部２７（第一周囲空気噴出部２７ａ〜第六周囲空気噴出部２７ｆ）から噴出される空気の少なくとも一部をガス排出口１７から遠ざかる方向に導くガイド部４２（第一ガイド部４２ａ〜第六ガイド部４２ｆ）と、それぞれの周囲空気噴出部２７（第一周囲空気噴出部２７ａ〜第六周囲空気噴出部２７ｆ）から噴出される空気の拡散を促す拡散部４３（第一拡散部４３ａ〜第六拡散部４３ｆ）とを有している。
【００７３】
そして、本実施例２においては、前記実施例１と同様に六つの略台形状の貫通孔部３１（第一貫通孔部３１ａ〜第六貫通孔部３１ｆ）が穿孔されている。前記実施例１と異なるのは、それぞれの貫通孔部３１におけるガス排出口１７側（本実施例の各図においては「左側」）に板状部材を用いてガイド部４２（第一ガイド部４２ａ〜第六ガイド部４２ｆ）が構成されている。このガイド部４２は、それぞれの前記貫通孔部３１の一部を覆うべく構成されており、本実施例においては、このガイド部４２にて覆われていない部分が、前記周囲空気噴出部２７から噴出される空気の拡散を促す拡散部４３（第一拡散部４３ａ〜第六拡散部４３ｆ）として機能する。
【００７４】
それぞれのガイド部４２は、前記各周囲空気噴出部２７から噴出される空気の少なくとも一部（主に前記貫通孔部３１のガイド部４２によって覆われている領域の空気）を前記ガス排出口１７から遠ざかる方向に導くべく、板状部材を傾斜させて（前記ガス排出口１７の反対方向（図７においては「右側」）に傾斜させて）構成されている。この際の傾斜角度θ（取り付け角度）は、５°〜３０°程度であることが好ましい。
【００７５】
また、それぞれのガイド部４２は、前記燃料ノズル部２２からコーン状（ノズル部２２を頂点とした三角錐状）に噴霧される液体燃料が接触しないように、前記各ガイド部４２の高さが設定されている。本実施例においては、図７の右側に図示された第四ガイド部４３ｄが、左側に図示された第一ガイド部４２ａよりも液体燃料に接触しやすい位置に設けられているため、第四ガイド部４２ｄの方が第一ガイド部４２ａよりも低く設けられている。こうした理由は、前記実施例１と比較して前記バーナ２２による燃料噴射角が広いことによる。
【００７６】
前記拡散部４３（第一拡散部４３ａ〜第六拡散部４３ｆ）は、上述したように、前記貫通孔部３１のうちガイド部４２にて覆われていない部分（図７および図８において破線で囲った領域）である。この部分（拡散部４３）には、前記ガイド部４２等のような第二空気供給経路２５を介して供給された空気を整流するための要素が設けられていないため、拡散部３９から噴出された空気は急拡大することになる。
【００７７】
したがって、本実施例２のバーナ５０においては、前記周囲空気噴出部２７から噴出される空気は、前記ガイド部４２によって前記ガス排出口１７から遠ざかる方向に導かれると共に、その一部が前記拡散部４３によって拡散が促進されることとなる。
【００７８】
本実施例２にかかるボイラ１においても、図示しないが基本的には図５と同様に、バーナ２０の低燃焼時および高燃焼時、前記缶体１０内にて燃焼室１６の中央部を略中心として均一に広がったガスＦ１（実線）が形成される。このような形状のガスＦ１が形成されるのは、前記遮蔽板１８により前記ガス排出口１７から前記バーナ２０にて生成されたガスがショートパスしないように構成されていると共に、前記燃料ノズル部２２の周囲に設けられた前記周囲空気噴出部２７が、前記燃焼室１６内に設けられたガス排出口１７から前記バーナ２０にて生成されたガスがショートパスしないように、前記周囲空気噴出部２７から噴出される空気の流れを制御可能に構成されているからである。
【００７９】
また、本実施例２にかかる前記バーナ２０を構成する前記周囲空気噴出部２７は、上述した種々の効果を発揮する前記ガイド部４２と共に、前記拡散部４３をも有している。この拡散部３９は、先にも説明したとおり、前記貫通孔部３１のうち前記ガイド部４２にて覆われていない部分である（図７および図８参照）。つまり、この拡散部４３には、前記ガイド部４２等のような空気を整流するための要素が設けられていないため、前記拡散部４３から噴出された空気は、前記拡散部４３のエッジ部分（前記貫通孔部３１のエッジ部分）にて急拡大することになる。そうすると、前記バーナ２０直近においては、空気に小さな乱れが生じ、前記燃料ノズル部２２から噴霧される液体燃料と空気とのミキシング状態を一部不均一にすることができる。本実施例２にかかるバーナ２０は、このような拡散部４３を有するため、単にミキシング状態を良好にするわけではなく、一部意図的に不均一なミキシング状態を形成することができる。すなわち、本実施例２においては、前記拡散部４３を設けることによって、前記バーナ２０近傍において濃淡燃焼的な燃焼状態を形成可能となるため、ガス温度の低下を図り、ＮＯｘ値を低減させることができる。
【００８０】
以上説明したように、本実施例２にかかるボイラ１は、前記缶体１０の燃焼室１６内でガスＦ１を十分に拡大させることによるガス温度の低下、前記缶体１０内で形成される適切な排ガス循環流によるガス温度の低下、適切な分割火炎が形成されることによるガス温度の低下、および前記拡散部４３によって形成される濃淡燃焼によるガス温度の低下の相乗効果によって、ＮＯｘの低減を図ることができる。
【００８１】
なお、本発明は、上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で必要に応じて種々の変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例３】
【００８２】
例えば、本発明にかかるバーナは、前記実施例１および実施例２にて説明したバーナ２０、５０に限定されず、必要に応じて、図９に示すような構成としてもよい。ここで、図９は、本発明の実施例３にかかるバーナ６０の縦断面の説明図を示したものである。この図９に示したバーナ６０は、基本的に前記バーナ２０，５０と同様の構成を有するため、同様の構成要素については同様の符号を付してその説明を割愛し、以下においては、この実施例３にかかるバーナ６０の特徴部分について主に説明する。
【００８３】
先に説明したバーナ２０（図３等参照）と、この図９に示したバーナ６０との違いは、燃焼筒６１の有無である。つまり、この他の実施例にかかるバーナ６０は、前記周囲空気噴出部２７を構成する前記第二空気供給経路２５の外側に、前記燃焼筒６１を有する点において、先の実施例１にかかるバーナ２０とその構成が異なる。
【００８４】
この燃焼筒６１は、ボルト等の接続手段６２を用いて、前記第二筒部材３５の外側に設けられており、前記第二筒部材３５と前記燃焼筒６１との間には所定空間（後述する前記循環部６３）が設けられている。本実施例３においては、均等な間隔に設けられた六つの接続手段６２を用いて、燃前記焼筒６１が第二筒部材３５の外側に固着されている。
【００８５】
この図９に示すように構成されたバーナ６０によれば、前記缶体１０内を循環している排ガスが前記循環部６３を介して前記燃焼筒６１内に混入されることとなって、ＮＯｘ値を低減させることも可能となる。また、この燃焼筒６１を設けることによって、ガスの広がりを抑えてバーナ６０近傍における燃焼性を促進させることが可能となるため、低Ｏ２（排ガス中の残存酸素濃度が２％〜３％程度）側におけるＣＯの立ち上がりを抑えることができる。但し、これらの効果は、バーナにおける空気の噴出状況、ボイラの燃焼量、前記缶体１０内におけるガス形状、前記缶体１０を構成する水管配列等、種々の条件によって異なり、必要に応じて、この燃焼筒６１を設けるか否かは判断する必要がある。
【００８６】
また、この図９においては、燃焼筒６１が垂直に設けられた場合について示したが、本発明は、この構成に限定されない。したがって、例えば、燃焼筒６１自身もガイド部３７と同様に、傾斜して設けてもよい。
【００８７】
前記燃焼筒６１は、前記実施例２のバーナ５０にも同様に取り付けることができる。
【実施例４】
【００８８】
つぎに、本発明の実施例４にかかるボイラについて図１０および図１１に基づき説明する。この実施例４において、前記実施例１と異なるのは、前記遮蔽板１８を前記ガス排出口１７に設けるのではなく、前記内側水管群１３の水管のうち前記ガス排出口１７に面する（形成する）水管１３ａ1，１３ａ1と、この水管１３ａ1，１３ａ1に隣接する前記外側水管群１４の水管１４ａ1，１４ａ1との間に設けている。すなわち、各水管１３ａ1と、
各水管１４ａ1との間の前記環状ガス通路１５の上部を各遮蔽板１８により閉塞して、こ
の遮蔽板１８の下方の第一開口（隙間）６４をガス排出口として機能させることにより、前記バーナと前記ガス排出口１７とを実質的に離間させている。また、前記内側水管群１３の水管１３ａ1とその隣の水管１３ａ2との間の内側フィン部を遮蔽板１８とし、図１１の前記遮蔽板１８と同様に上部のみ遮蔽し、下部を開口（図示省略）している。この実施例４のにおいて前記実施例１と共通部分は、同じ符号を付して説明を割愛する。
【００８９】
この実施例４においても、前記実施例１と同様に、前記バーナ２０にて生成されたガスが、前記遮蔽板１８および前記空気ノズル部３８により、前記燃焼室１６に設けられたガス排出口１７からショートパスすることが抑制されるので、前記バーナ２０の燃焼性能を向上させ、有害物質の低減化を実現することができる。
【００９０】
この実施例４においては、前記遮蔽板１８を設ける水管を、前記水管１４ａ1の隣（ガ
スの流れ方向に対して下流側）の水管１４ａ2とすることができる。また、前記内側水管
群１３の水管１３ａ1とその隣の水管１３ａ2との間の遮蔽板１８を下部開口を形成しない内側フィン部１３ｂとすることができる。
【実施例５】
【００９１】
つぎに、本発明の実施例５にかかるボイラについて図１２に基づき説明する。この実施例５において、前記実施例１と異なるのは、比較的幅の広い前記ガス排出口１７に小径（ま同径，または大径）の水管１３ａ3を設け、この水管１３ａ3とその隣の水管１３ａ1，
１３ａ1との間にそれぞれ遮蔽板１８を設けたものである。また、前記水管１３ａ1と前記水管１３ａ2との間にも前記遮蔽板１８を設けたものである。この遮蔽板１８の下方に前
記実施例４と同様に図１１に示すような前記開口６４が形成されている。
【００９２】
この実施例５においても、前記実施例１と同様に、有害物質の低減化を実現することができる。そして、この実施例５では、前記遮蔽板１８の横幅を前記実施例１と比較して狭くすることができるので、熱応力による変形を少なくすることができる。
【実施例６】
【００９３】
つぎに、本発明の実施例６にかかるボイラについて図１３および図１４に基づき説明する。この実施例６において、前記実施例５と異なるのは、比較的幅の広い第一ガス排出口１７に設けた水管１３ａ3，１３ａ3，１３ａ3を下部の外径を絞った（上部の外径より小
さくした）水管とし、これら水管１３ａ3，１３ａ3，１３ａ3の上部を隣接する水管と互
い接触させることで、前記遮蔽板１８を設けることなく、前記ガス排出口１７の上部を遮蔽したところにある。この実施例６では、前記水管１３ａ3，１３ａ3，１３ａ3の下部に
おいて形成される第一開口（隙間）６４が前記環状ガス通路１５とつながっている。
【００９４】
この実施例６では、前記外側水管群１４の前記第二のガス排出口１９に位置する水管１４ａ3，１４ａ3を上部を絞った水管として、この上部絞り部により形成される第二開口（隙間）６５を通して、前記環状ガス通路１５からのガスを環状の通路構成体６６と前記外側水管群１４との間の第二の環状ガス通路６７へ排出するように構成している。前記第二環状ガス通路を流通するガスは、前記通路構成体６６に形成した排ガス出口６８から前記缶体１０外へ排出される。なお、図１２および図１３において、上部ヘッダ１１，下部ヘッダ１２，内側水管群１３，外側水管群１４が、この発明とは直接関係しないので、その説明を省略し、前記実施例１と同じ符号を付している構成要素は、ほぼ同様の構成として説明を省略する。
【００９５】
この実施例６においても、前記実施例５と同様に、有害物質の低減化を実現することができる。そして、この実施例６では、前記第一ガス排出口１７を下部に、前記第二ガス排出口１９を上部に形成し、かつ前記第二環状ガス通路６７を形成しているので、前記実施例５と比較して熱効率を向上させることができる。また、前記遮蔽板１８を用いないので、耐久性の高い缶体とすることができる。
【実施例７】
【００９６】
つぎに、本発明の実施例７にかかるボイラについて図１５に基づき説明する。この実施例７は、前記実施例１の遮蔽板１８をキャスタブルにてブロック状に形成したものである。図１５において、４本の水管１３ａ１，１３ａ1，１４ａ1，１４ａ1間をキャスタブル
にて埋めることで、前記遮蔽板１８を構成している。この実施例７において遮蔽板としての機能は前記実施例１とほぼ同様であるので、その説明を省略する。
【００９７】
（その他の変形例）
【００９８】
さらに、上述した実施例１および実施例２においては、それぞれの周囲空気噴出部２７に設けられた前記空気ノズル部３８の各構成壁３８ａ〜３８ｆおよび前記ガイド部４２が同様の方向に同様の角度で傾斜して設けられる場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。したがって、例えば、それぞれの各構成壁３８ａ〜３８ｆおよびガイド部４２の設置傾斜角度を適宜異なるように構成してもよい。
【００９９】
また、上述した実施例２においては、前記ガイド部４２が、断面コ字形状の板状部材（スコップ型）を用いて構成された場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、前記周囲空気噴出部２７から噴出される空気の少なくとも一部を前記ガス排出口１７から遠ざかる方向に導くことが可能であれば、どのような構成であってもよい。したがって、例えば、一枚の平板状の板状部材を用いてガイド部を構成してもよい。具体的には、
それぞれの周囲空気噴出部２７を成す前記貫通孔部３１の前記ガス排出口１７に最も近接する「一辺」に、平板状の板状部材を傾斜させて設けてもよい。このような構成であっても、前記周囲空気噴出部２７から噴出される空気の少なくとも一部を前記ガス排出口１７から遠ざかる方向に導くことが可能であるから、上述した種々の効果を得ることができる。
【０１００】
また、上述した実施例においては、高燃用の前記第二ノズル２２ｂを前記第一筒部材３４の中心軸上に配置し、低燃用の第一ノズル２２ａを前記中心軸に対して前記ガス排出口１７から遠ざかる側に離間して配置しているが、本発明は、この配置に限定されるものではない。例えば、第二ノズル２２ｂおよび第一ノズル２２ａ間の中心が前記第一筒部材３４の中心軸に重なるように配置することができる。また、単一のノズル（図示省略）により低燃焼量と高燃焼量とを切り換えて供給するバーナにも本発明は適用可能である。
【０１０１】
さらに、上記各実施例においては、液体燃料の種類については特に説明しなかったが、本発明は何等かの液体燃料に限定されず、灯油、Ａ重油、Ｂ重油、Ｃ重油等の液体燃料について適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の実施例１にかかるボイラの縦断面の説明図である。
【図２】図１のII−II線に沿う横断面の説明図である。
【図３】本実施例１にかかるバーナの縦断面の説明図である。
【図４】図３に示したバーナの下面図を示したものである。
【図５】低燃焼時におけるガスの流れを示す概略図である。
【図６】本発明の他の実施例２にかかるボイラの縦断面の説明図ある。
【図７】図６に示したバーナの縦断面の説明図である。
【図８】図７に示したバーナの下面図を示したものである。
【図９】本発明の他の実施例３のバーナの縦断面の説明図である。
【図１０】本発明の他の実施例４の図１のII−II線に沿う横断面の説明図である。
【図１１】同実施例４の要部を内部からみた説明図である。
【図１２】本発明の他の実施例５の図１のII−II線に沿う横断面の説明図である。
【図１３】本発明の他の実施例６の横断面の説明図である。
【図１４】同実施例６にかかるボイラの縦断面の説明図である。
【図１５】本発明の他の実施例７の横断面の説明図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１…ボイラ
１０…缶体
１１…上部ヘッダ
１２…下部ヘッダ
１３…内側水管群
１３ａ…内側水管
１３ｂ…内側フィン部
１４…外側水管群
１４ａ…外側水管
１４ｂ…外側フィン部
１５…環状ガス通路
１６…燃焼室
１７…ガス排出口
１８…遮蔽板
１９…外側開口部
２０、５０、６０…バーナ
２１…載置板
２２…燃料ノズル部
２２ａ…第一燃料ノズル部
２２ｂ…第二燃料ノズル部
２３…着火碍子
２４…第一空気供給経路
２５…第二空気供給経路
２６…中央空気噴出部
２７…周囲空気噴出部
２７ａ〜２７ｆ…第一周囲空気噴出部〜第六周囲空気噴出部
３１…貫通孔部
３１ａ〜３１ｆ…第一貫通孔部〜第六貫通孔部
３４…第一筒部材
３５…第二筒部材
３６…第一空気供給板
３７…第二空気供給板
３８…空気ノズル部
３８ａ〜３８ｆ…第一空気ノズル部〜第六空気ノズル部
３９ａ〜３９ｆ…第一筒構成壁〜第六筒構成壁
４０…ウインドボックス
４１…隔壁
４２…ガイド部
４２ａ〜４２ｆ…第一ガイド部〜第六ガイド部
４３…拡散部
４３ａ〜４３ｆ…第一拡散部〜第六拡散部
６１…燃焼筒
６２…接続手段
６３…循環部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の水管を用いて構成された缶体と、前記缶体の上部に配置されるバーナとを備え、前記燃焼室のガス排出口を燃焼室側面に設けたボイラであって、
前記バーナと前記ガス排出口とを離間させることにより前記バーナから噴出されるガスが前記ガス排出口の前記バーナの近傍部からショートパスして流出するのを抑制する流出抑制手段を備えたことを特徴とするボイラ。
【請求項２】
前記流出抑制手段が、前記ガス排出口の上部を閉塞することにより前記バーナと前記ガス排出口とを離間させるものであることを特徴とする請求項１に記載のボイラ。
【請求項３】
下部において管径を絞った水管を前記ガス排出口に設け、この水管と隣接する水管との上部を互いに接触させることで前記ガス排出口の上部を閉塞することを特徴とする請求項２に記載のボイラ。
【請求項４】
前記缶体は、多数の水管を環状に配置した内側水管群と、この内側水管群の外側に多数の水管を配置した外側水管群とを備え、前記内側水管群の内側を燃焼室とし、この燃焼室のガス排出口を前記内側水管群の側面に設けたものとされ、
前記内側水管群の水管のうち前記ガス排出口に面する水管と、この水管に隣接する前記外側水管群の水管との間の通路の上部を閉塞して、その下部をガス排出口として機能させることにより、前記バーナと前記ガス排出口とを実質的に離間させることを特徴とする請求項１に記載のボイラ。
【請求項５】
前記ガス排出口が、前記燃焼室の側面おいて偏って形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４に記載のボイラ。
【請求項６】
前記バーナにて形成されるガスの流れを前記ガス排出口から遠ざかる方向に制御するガス流制御手段を備えたことを特徴とする請求項５に記載のボイラ。
【請求項７】
前記ガス流制御手段が、前記バーナの先端部において前記バーナのノズルの周囲に設けられた複数の二次空気噴出用の空気ノズルであることを特徴とする請求項６に記載のボイラ。
【請求項８】
前記バーナが自己再循環型のバーナであることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のボイラ。
【請求項１】
複数の水管を用いて構成された缶体と、前記缶体の上部に配置されるバーナとを備え、前記燃焼室のガス排出口を燃焼室側面に設けたボイラであって、
前記バーナと前記ガス排出口とを離間させることにより前記バーナから噴出されるガスが前記ガス排出口の前記バーナの近傍部からショートパスして流出するのを抑制する流出抑制手段を備えたことを特徴とするボイラ。
【請求項２】
前記流出抑制手段が、前記ガス排出口の上部を閉塞することにより前記バーナと前記ガス排出口とを離間させるものであることを特徴とする請求項１に記載のボイラ。
【請求項３】
下部において管径を絞った水管を前記ガス排出口に設け、この水管と隣接する水管との上部を互いに接触させることで前記ガス排出口の上部を閉塞することを特徴とする請求項２に記載のボイラ。
【請求項４】
前記缶体は、多数の水管を環状に配置した内側水管群と、この内側水管群の外側に多数の水管を配置した外側水管群とを備え、前記内側水管群の内側を燃焼室とし、この燃焼室のガス排出口を前記内側水管群の側面に設けたものとされ、
前記内側水管群の水管のうち前記ガス排出口に面する水管と、この水管に隣接する前記外側水管群の水管との間の通路の上部を閉塞して、その下部をガス排出口として機能させることにより、前記バーナと前記ガス排出口とを実質的に離間させることを特徴とする請求項１に記載のボイラ。
【請求項５】
前記ガス排出口が、前記燃焼室の側面おいて偏って形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４に記載のボイラ。
【請求項６】
前記バーナにて形成されるガスの流れを前記ガス排出口から遠ざかる方向に制御するガス流制御手段を備えたことを特徴とする請求項５に記載のボイラ。
【請求項７】
前記ガス流制御手段が、前記バーナの先端部において前記バーナのノズルの周囲に設けられた複数の二次空気噴出用の空気ノズルであることを特徴とする請求項６に記載のボイラ。
【請求項８】
前記バーナが自己再循環型のバーナであることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のボイラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００７−７１５２７（Ｐ２００７−７１５２７Ａ）
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１５７６８（Ｐ２００６−２１５７６８）
【出願日】平成１８年８月８日（２００６．８．８）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月８日（２００６．８．８）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
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