燃焼装置およびボイラ
【課題】 灯油やＡ重油等の液体燃料を用いて、高ターンダウン化と有害物質の低減化とを実現可能な燃焼装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 本発明は、複数の燃料供給手段４と、前記燃料供給手段４から供給される燃料に対する空気供給手段とを備えた燃焼装置１であって、燃料供給状態にある前記燃料供給手段４に対して、選択的に前記空気供給手段から空気の供給が行われることを特徴としている。
【解決手段】 本発明は、複数の燃料供給手段４と、前記燃料供給手段４から供給される燃料に対する空気供給手段とを備えた燃焼装置１であって、燃料供給状態にある前記燃料供給手段４に対して、選択的に前記空気供給手段から空気の供給が行われることを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼装置およびボイラに関するものである。詳しくは、灯油やＡ重油等の液体燃料を用いて、高ターンダウン化と有害物質の低減化とを実現可能な燃焼装置、およびこの燃焼装置を用いて構成されたボイラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガス燃料を用いた燃焼装置を備えたボイラについては、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おり（例えば、特許文献１参照）、その中には実際に効果を得て実用化されているものも少なくない。
【０００３】
しかしながら、灯油やＡ重油等の液体燃料を用いた燃焼装置を備えたボイラについては、種々の提案がなされてはいるものの、ガス燃料を用いた燃焼装置ほど、燃焼性向上技術および有害物質（ＮＯｘ、ＣＯ、煤等）の低減化技術は進んでいない。
【０００４】
特に、高いターンダウンを実施しようとすれば、最小燃焼状態（最小燃料を供給したときの燃焼状態）あるいは最大燃焼状態（最大燃料を供給したときの燃焼状態）のいずれかにおいて燃焼状態が不安定になりやすく、この不安定な燃焼状態に起因して、有害物質の低減化も達成されにくい。
【０００５】
例えば、最小燃焼状態と最大燃焼状態とのターンダウン比を大きく設定し、最大燃焼状態のときに適切な空気量を供給可能な構成とすると、燃料（および空気量）を絞って最小燃焼状態としても、燃焼が不安定となって、有害物質の低減化が達成されない場合が多い。
【０００６】
【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】
【０００７】
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、灯油やＡ重油等の液体燃料を用いて、高ターンダウン化と有害物質の低減化とを実現可能な燃焼装置を提供することを課題とする。また、本発明は、このような高ターンダウン化と有害物質の低減化とを実現可能な燃焼装置を用いて構成された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】
【０００８】
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、複数の燃料供給手段と、前記燃料供給手段から供給される燃料に対して空気を供給する空気供給経路とを備えた燃焼装置であって、燃料供給状態にある前記燃料供給手段に対して、前記空気供給経路を介して、選択的に空気の供給が行われることを特徴としている。つまり、燃料供給状態にある前記燃料供給手段に対しては空気の供給が行われ、燃料供給状態にない前記燃料供給手段に対しては空気の供給が行われないことを特徴としている。
【０００９】
このような構成によれば、燃料供給状態にない前記燃料供給手段に対して空気の供給が行われないため、前記燃料供給手段から供給される燃料に対応した量の空気が無駄なくその燃焼に寄与して、安定した燃焼状態を形成可能な燃焼装置を得ることができる。例えば、最小燃焼状態と最大燃焼状態とのターンダウン比を大きく設定し、最大燃焼状態のときに適切な空気量を供給可能な構成とし、燃料（および空気量）を絞って最小燃焼状態としても、燃料を絞った部分の燃料供給手段に対しては空気が供給されない。したがって、空気流速が低下せず、液体燃料と空気とのミキシングが良好に行われることとなるため、安定した燃焼状態を得ることができ、有害物質の低減化を図ることもできる。
【００１０】
また、本発明にかかる燃焼装置においては、前記複数の燃料供給手段に対応した複数の空気供給経路が設けられ、前記空気供給経路がそれぞれ開閉可能であって、選択的に空気の供給を行うために、燃料供給状態にある前記燃料供給手段に対応する前記空気供給経路を開放状態とし、燃料供給状態にない前記燃料供給手段に対応する前記空気供給経路を閉塞状態とする構成が好ましい。
【００１１】
この好ましい構成によれば、前記複数の燃料供給手段に対応した複数の空気供給経路が設けられているため、選択的な空気供給を容易に行うことができる。
【００１２】
また、本発明にかかる燃焼装置においては、前記空気供給経路に経路開閉手段が設けられていることが好ましい。
【００１３】
この好ましい構成によれば、前記空気供給経路に経路開閉手段が設けられているため、前期空気供給経路の開閉を容易に行うことができる。
【００１４】
また、本発明にかかる燃焼装置においては、前記複数の燃料供給手段が、異なる燃料供給性能を有する燃料供給手段を組み合わせて構成されていることが好ましい。
【００１５】
この好ましい構成によれば、上述した燃焼状態の安定化と有害物質の低減化という効果に加え、幅広いターンダウンに対応可能な燃焼装置を得ることができる。
【００１６】
また、本発明にかかる燃焼装置においては、前記複数の燃料供給手段が、低燃焼時に燃料供給状態となる第一燃料供給手段群と、高燃焼時に前記第一燃料供給手段群と共に燃料供給状態となる第二燃料供給手段群とを用いて構成されており、前記第一燃料供給手段群を構成する各燃料供給手段と、前記第二燃料供給手段群を構成する各燃料供給手段とが、異なる燃料供給性能を有する構成が好ましい。
【００１７】
この好ましい構成によれば、上述した燃焼状態の安定化と有害物質の低減化という効果に加え、幅広いターンダウンに対応可能な燃焼装置を得ることができる。また、低燃焼時においても高燃焼時においても、それぞれの燃料供給手段の配置に応じて、効果的なバランスのよい分割火炎や濃淡燃焼を構成可能であるため、低ＮＯｘ化を図ることもできる。
【００１８】
さらに、本発明にかかるボイラは、上記課題を解決するためになされたものであって、上述したいずれかの構成を有する燃焼装置を用いて構成されたことを特徴としている。
【００１９】
このような構成によれば、高ターンダウン化と有害物質の低減化とを実現可能なボイラを得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、灯油やＡ重油等の液体燃料を用いて、高ターンダウン化と有害物質の低減化とを実現可能な燃焼装置を得ることができる。また、本発明によれば、高ターンダウン化と有害物質の低減化とを実現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】
【００２１】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態にかかる油バーナ（本発明の「燃焼装置」に相当）について説明する。
【００２２】
＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一実施形態にかかる油バーナ（本発明の「燃焼装置」に相当）の概略縦断面図を示したものである。また、図２は、図１に示した油バーナの概略横断面図および下面図を示したものであって、図２（ａ）は図１のI−I概略横断面図、図２（ｂ）は図１の油バーナの下面図を示している。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態にかかる油バーナ１は、ボイラ（詳細は省略）に設けられた空気供給手段を構成するウインドボックス（風箱）２の隔壁２ａに設置されている。具体的には、油バーナ１に設けられた載置板１ａを隔壁２ａに上方から載置して、ボルト等の締結手段（図示省略）にて載置板１ａを隔壁２ａに締結することによって、油バーナ１をウインドボックス２内の隔壁２ａに設置している。なお、本実施形態においては、ボイラの全体構成およびウインドボックス２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。
【００２４】
本実施形態にかかる油バーナ１は、図１および図２に示すように、燃料供給ホルダ３、この燃料供給ホルダ３の先端部であるホルダヘッド３Ａに取り付けられた複数（６つ）のノズルチップ４（本発明の「複数の燃料供給手段」に相当）、空気供給経路として機能する第一空気供給部５，第二空気供給部６、および電磁弁７（本発明の「経路開閉手段」に相当）等を用いて構成されている。
【００２５】
燃料供給ホルダ３は、その内部に複数の燃料供給パイプ部３ａ，３ｂを有し、この燃料供給パイプ部３ａ，３ｂの一方は、液体燃料の燃料貯留部（図示省略）に連通している。また、本実施形態においては、燃料供給ホルダ３中に６つの燃料供給パイプ部３ａ，３ｂが設けられており、それぞれの燃料供給パイプ部３ａ，３ｂの他方は、ホルダヘッド３Ａに取り付けられた６つのノズルチップ４Ａ，４Ｂにそれぞれ連通している。本実施形態において、各ノズルチップ４は、ホルダヘッド３Ａの軸心Ｘに対して所定の角度θ１を有すべく設けられている。この所定の角度θ１は、例えば、２０°〜４０°程度に設定することが好ましく、本実施形態においては、３０°に設定されている。
【００２６】
ホルダヘッド３Ａに取り付けられたノズルチップ４は、低燃焼時（および高燃焼時）に燃料供給状態となる３つの低高燃用ノズルチップ４Ａ（本発明の「第一燃料供給手段群」に相当）と、高燃焼時に低高燃用ノズルチップ４Ａと共に燃料供給状態となる３つの高燃用ノズルチップ４Ｂ（本発明の「第二燃焼供給手段群」に相当）とに分けられ、ボイラの燃焼負荷に応じて、それぞれのノズルチップ４における燃料供給状態が適宜切り換えられる。つまり、それぞれのノズルチップ４は、必要に応じてオンオフ制御される。また、本実施形態においては、低高燃用ノズルチップ４Ａとして、１時間当たり３ガロンの燃料を供給可能なノズルチップが用いられ、高燃用ノズルチップ４Ｂとして、１時間当たり５ガロンの燃料を供給可能なノズルチップが用いられている。
【００２７】
空気供給手段は、送風機およびウインドボックス２を用いて構成されており、この空気供給手段からの空気が、第一空気供給部５を形成する第一筒部材８、および第二空気供給部６（本発明の「空気供給経路」に相当）を形成する第二筒部材９を介して、ノズルチップ４に対して供給されるべく構成されている。
【００２８】
第一空気供給部５は、燃料供給ホルダ３と第一筒部材８との間に形成された領域であって、この領域にウインドボックス２を介して空気が供給される。
【００２９】
第二空気供給部６は、第一筒部材８と第二筒部材９との間に形成された領域であって、この領域にウインドボックス２を介して空気が供給される。第二筒部材９には、その上方部にノズルチップ４の数に対応した第一空気供給孔１０が穿孔された上部空気供給板１１が設けられ、その下方部にノズルチップ４の数に対応した第二空気供給孔１２が穿孔された下部空気供給板１３が設けられている。本発明の「空気供給経路」には、この第一空気供給孔１０および第二空気供給孔１２も含まれる。
【００３０】
本実施形態においては、低高燃用ノズルチップ４Ａに対応した位置に存在する低高燃用第一空気供給孔１０Ａと低高燃用第二空気供給孔１２Ａとを用いて、低高燃用ノズルチップ４Ａに対応した低高燃用空気供給経路が構成され、高燃用ノズルチップ４Ｂに対応した位置に存在する高燃用第一空気供給孔１０Ｂと高燃用第二空気供給孔１２Ｂとを用いて、高燃用ノズルチップ４Ｂに対応した高燃用空気供給経路が構成されている。
【００３１】
また、本実施形態にかかる油バーナ１においては、高燃用ノズルチップ４Ｂに対応した位置に存在する高燃用第一空気供給孔１０Ｂの上方に、電磁弁７が設けられている。電磁弁７は、第一空気供給孔１０Ｂの上方位置の第一筒部材８に設けられた電磁弁取付板１４に設けられており、ソレノイド部７ａ、シャフト部７ｂ、スプリング部７ｃ、およびバルブ部７ｄを用いて構成されている。本実施形態においては、上部空気供給板１１に３つの高燃用第一空気供給孔１０Ｂが穿孔されているため、それらに対応して３つの電磁弁７が設けられている。
【００３２】
電磁弁７を構成するスプリング部７ｃは、シャフト部７ｂに挿通された状態で、バルブ部７ｄと電磁弁取付板１４との間に設けられている。したがって、この電磁弁７は、ソレノイド部７ａが非通電状態にあるときには、スプリング部７ｃの付勢力によってバルブ部７ｄが高燃用第一空気供給孔１０Ｂを塞ぐ（閉塞する）ように機能する。そして、ソレノイド部７ｂが通電状態にあるときには、シャフト部７ｂがソレノイド部７ａ側に引き上げられ、このシャフト部７ｂの動きに伴ってバルブ部７ｄも引き上げられ、高燃用第一空気供給孔１０Ｂが開放される。
【００３３】
本実施形態にかかる油バーナ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および図２に加え、図３および図４を用いて、その作用効果を具体的に説明する。
【００３４】
図３は、本実施形態にかかる油バーナが低燃焼状態にある場合の概略図を示したものであって、図３（ａ）は概略縦断面図を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）の下面図を示している。図４は、本実施形態にかかる油バーナが高燃焼状態にある場合の概略図を示したものであって、図４（ａ）は概略縦断面図を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）の下面図を示している。なお、図３（ａ）および図４（ａ）のいずれにおいても、図面の複雑化を避けるため、図示されているノズルチップ以外から供給されている燃料の記載は省略している。
【００３５】
本実施形態にかかる油バーナ１を低燃焼状態で作動させる場合には、図３（ａ）に示すように、電磁弁７のソレノイド部７ａを非通電状態とし、スプリング部７ｃの付勢力によりバルブ部７ｄを下方に押し下げることによって、高燃用第一空気供給孔１０Ｂを閉塞させる。
【００３６】
次いで、送風機（図示省略）を駆動させ、ウインドボックス２を介して第一空気供給部５および第二空気供給部６に空気が供給される。この際、上部空気供給板１１に穿孔された各高燃用第一空気供給孔１０Ｂは、それぞれに対応した電磁弁７のバルブ部７ｄによって閉塞されている。したがって、高燃用第一空気供給孔１０Ｂには、ウインドボックス２を介して空気は供給されず、これに伴い、下部空気供給板１３に穿孔された高燃用第二空気供給孔１２Ｂにも空気は供給されない。
【００３７】
次いで、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａから低高燃用液体燃料ＬＯが所定の角度θ２を有する中空円錐状に噴霧され（図３参照）、低高燃用第二空気供給孔１２Ａから供給される燃焼用空気とのミキシングが行われる。この所定の角度θ２は、例えば、３０°〜６０°程度が好ましく、本実施形態においては、所定の角度θ２が４５°の低高燃用ノズルチップ４Ａを用いた。
【００３８】
この際、本実施形態においては、上述した通り、高燃用第一空気供給孔１０Ｂがバルブ部７ｄによって閉塞されているため、燃料供給状態にある低高燃用ノズルチップ４Ａ（から噴霧される低高燃用液体燃料ＬＯ）に対して、送風機からの空気は選択的に供給される。つまり、燃料供給状態にある低高燃用ノズルチップ４Ａに対しては、低高燃用第二空気供給孔１２Ａを介して空気の供給が行われ、燃料供給状態にない高燃用ノズルチップ４Ｂに対しては、空気の供給が行われないこととなる。
【００３９】
次いで、低高燃用ノズルチップ４Ａの近傍に設けられた、電気火花を形成する着火装置（図示省略）を用いて、空気とミキシングされた低高燃用液体燃料ＬＯに対して着火が行われる。この着火によって、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａから噴霧される低高燃用液体燃料ＬＯの全てが燃焼状態となって、低高燃用ノズルチップ４Ａから低高燃用液体燃料ＬＯが供給されている間、油バーナ１の低燃焼状態が維持される。
【００４０】
本実施形態にかかる油バーナ１を高燃焼状態で作動させる場合には、図４（ａ）に示すように、電磁弁７のソレノイド部７ａを通電状態とし、シャフト部７ｂと共にバルブ部７ｄを上方に持ち上げることによって、高燃用第一空気供給孔１０Ｂを開放させる。
【００４１】
次いで、上記低燃焼の場合と同様に、送風機（図示省略）を駆動させ、ウインドボックス２を介して第一空気供給部５および第二空気供給部６に空気が供給される。この際、電磁弁７のバルブ部７ｄは持ち上げられているため、上部空気供給板１１に穿孔された各高燃用第一空気供給孔１０Ｂは開放され、その結果、低高燃用第二空気供給孔１２Ａおよび高燃用第二空気供給孔１２Ｂのいずれにも空気が供給される。
【００４２】
次いで、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａおよび３つの高燃用ノズルチップ４Ｂから低高燃用液体燃料ＬＯおよび高燃用液体燃料ＨＯが噴霧され（図４参照）、低高燃用第二空気供給孔１２Ａおよび高燃用第二空気供給孔１２Ｂから供給される燃焼用空気とのミキシングが行われる。なお、ここでは、低高燃用液体燃料ＬＯが所定の角度θ２を有する中空円錐状に噴霧され、高燃用液体燃料ＨＯが所定の角度θ３を有する中空円錐状に噴霧される。この所定の角度θ３は、例えば、３０°〜６０°程度が好ましく、本実施形態においては、所定の角度θ３が４５°の高燃用ノズルチップ４Ｂを用いた。
【００４３】
次いで、低高燃用ノズルチップ４Ａの近傍に設けられた、電気火花を形成する着火装置（図示省略）を用いて、空気とミキシングされた低高燃用液体燃料ＬＯに対して着火が行われる。この着火によって、６つのノズルチップ４から噴霧される液体燃料ＬＯ，ＨＯの全てが燃焼状態となって、ノズルチップ４から液体燃料ＬＯ，ＨＯが供給されている間、油バーナ１の高燃焼状態が維持される。
【００４４】
また、本実施形態にかかる油バーナ１は、燃焼状態継続時において、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。
【００４５】
低燃焼から高燃焼への切り換えが行われる場合には、図３の状態（低燃焼状態）から、電磁弁７への通電（シャフト部７ｂの移動に伴うバルブ部７ｄの引き上げ）および高燃用ノズルチップ４Ｂからの高燃用液体燃料ＨＯの噴霧が略同時に行われ、図４の状態（高燃焼状態）に移行する。高燃焼から低燃焼への切り換えが行われる場合には、図４の状態（高燃焼状態）から、電磁弁７への通電解除（スプリング部７ｃの付勢力によるバルブ部７ｄの押し下げ）および高燃用ノズルチップ４Ｂからの高燃用液体燃料ＨＯの噴霧停止が略同時に行われ、図３の状態（低燃焼状態）に移行する。
【００４６】
さて、バーナに対する空気の供給量は、一般にウインドボックス２と送風機との間のダクト内に設けられたダンパや、送風機の回転数を制御するインバータ等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。
【００４７】
しかしながら、従来技術においては、このように液体燃料の供給量に対応して供給された空気が、液体燃料と適切にミキシングされないという問題があった。つまり、液体燃料を適切に燃焼させるために必要な量の空気は供給しているが、その空気が液体燃料と効果的にミキシングしておらず、燃焼状態を悪化させているという問題があった。先に例示した２つのノズルチップの場合で説明すれば、バーナから噴出される空気流速の最適値を高燃焼時の方に合わせると、低燃焼時には空気流速が低下して液体燃料と空気とを燃焼に適した状態にミキシングすることが困難であった。また、ターンダウン比を大きくすればするほど、低燃焼時の空気流速が小さくなって、液体燃料と空気とのミキシングが不十分となって、燃焼性が悪化するという問題があった。
【００４８】
以上のような問題点に鑑み、本実施形態においては、油バーナ１にて高燃焼状態を維持する場合には、全ての第一空気供給孔１０を開放状態として（図４等参照）、ノズルチップ４から噴霧される液体燃料に対して空気を噴出させ、低燃焼状態を維持する場合には、高燃用第一空気供給孔１０Ｂを閉塞状態として（図３等参照）、低高燃用ノズルチップ４Ａから噴霧される液体燃料に対してのみ空気を噴出させるべく構成されている。つまり、高燃時も低燃時も、液体燃料を噴霧しているノズルチップ４にのみ選択的に空気を噴出させて、液体燃料と空気とのミキシングが適切に行われるように構成されている。
【００４９】
このような構成によれば、ダンパ等によって単に全体の空気流量の制御を行うだけであっても、電磁弁７によって空気の供給が選択的に行われるため、ノズルチップ４近傍における空気流速の低下を防止し、液体燃料と空気とのミキシングを効果的に行うことができる。具体的には、低燃焼時においても、油バーナ１先端における燃焼用空気の流速が小さくなりすぎず、所定の空気流速を維持できるため、低Ｏ２域まで、低スモークで安定した燃焼状態を実現することが可能となる。したがって、本実施形態によれば、バーナから噴出される空気流速の最適値を高燃焼時の方に合わせても、低燃焼時に空気流速が低下することがないため、いずれの燃焼状態も良好となって、必要に応じて高いターンダウンを実現することができる。
【００５０】
また、本実施形態によれば、低燃焼時も複数のノズルチップ４Ａから噴霧された液体燃料によって分割火炎が形成されることとなるため、低ＮＯｘ化も図ることができる。これは、分割火炎によって、火炎温度を低下させることができることに起因する。分割火炎を形成すれば、火炎の表面積を増加させ放射冷却を促進させることでできるため、同一の燃焼量で単一の火炎を形成する場合に比較して火炎温度を低下させ得る。ＮＯｘの発生量を左右する要因の一つとして火炎温度があり、ＮＯｘ発生量はこの火炎温度が上昇するのに伴い増加する。したがって、本実施形態によれば、分割火炎を形成することにより、同一の燃焼量で単一の火炎を形成する場合に比較して、低ＮＯｘ化を図ることができる。なお、本実施形態にかかる分割火炎間には、第一空気供給部５からの空気が噴出されているため、この空気が各火炎間の仕切りの役割を果たすことにもなり、分割火炎の構成が適切に維持される。
【００５１】
また、本実施形態においては、低高燃用ノズルチップ４Ａと高燃用ノズルチップ４Ｂとが交互に配置されている。したがって、本実施形態によれば、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａを用いた低燃焼時において、低高燃用ノズルチップ４Ａから噴射された低高燃用液体燃料ＬＯの重なりを低減でき、燃焼性を向上させることが可能となる。この低高燃用ノズルチップ４Ａと高燃用ノズルチップ４Ｂとの交互配置は、低高燃用ノズルチップ４Ａと高燃用ノズルチップ４Ｂとがそれぞれ２つ以上の場合に好適である。
【００５２】
さらに、本実施形態においては、上述した低燃焼時における安定した燃焼状態と有害物質低減化（スモーク低下等）の実現に加え、高燃焼時においても有害物質の低減化を図ることができる。
【００５３】
高燃焼時の燃焼状態の安定性に関しては、低燃焼時と同様に、油バーナ１先端における燃焼用空気を所定の空気流速に維持できることに起因する。つまり、高燃焼時の場合も、低燃焼時と同様に、低Ｏ２域まで、低スモークで安定した燃焼状態を実現することが可能となる。ところが、高燃焼時の有害物質の低減化はこれだけに留まるものではない。
【００５４】
図４等に示される通り、本実施形態にかかる油バーナ１においては、略同心円状に６つのノズルチップ４が配設されており、ここでは低高燃用ノズルチップ４Ａと高燃用ノズルチップ４Ｂとが交互に配されている。したがって、本実施形態にかかる高燃焼時の場合においても、低燃焼時の場合と同様に、分割火炎が形成されることとなって、ＮＯｘの低減を図ることができる。
【００５５】
また、本実施形態においては、低高燃用ノズルチップ４Ａが１時間当たり３ガロンの液体燃料供給性能を有し、高燃用ノズルチップ４Ｂが１時間当たり５ガロンの液体燃料供給性能を有しているため、隣接するノズルチップ４から供給される液体燃料間に濃淡が生ずる。そして、図４（ｂ）からも明らかなように、隣接するノズルチップ４から噴出される液体燃料は重なり合っている部分が存在するため、ここでも濃淡が生ずる。つまり、本実施形態における高燃焼時には、液体燃料濃度に濃い部分と淡い部分とが形成される。ＮＯｘの発生量は、燃料と空気との割合が当量比０．８〜１．０程度で最大となり、この割合よりも燃料濃度が濃い場合でも淡い場合でもＮＯｘの発生量が低減することは既知である。したがって、本実施形態の高燃焼時においては、意図的に濃淡燃焼を形成することによって、ＮＯｘの低減を図ることができる。
【００５６】
すなわち、本実施形態の高燃焼時においては、分割火炎と濃淡燃焼との相乗効果によってＮＯｘの低減を図ることが可能となる。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態にかかる油バーナ１は、燃料供給状態にあるノズルチップ４に対しては選択的に空気の供給が行われ、燃料供給状態にないノズルチップ４に対しては空気の供給が行われないように構成されている。したがって、最小燃焼状態と最大燃焼状態とのターンダウン比を大きく設定し、最大燃焼状態のときに適切な空気量を供給可能な構成とし、燃料（および空気量）を絞って最小燃焼状態としても、空気流速が低下せず、液体燃料と空気とのミキシングが良好に行われることとなるため、安定した燃焼状態を得ることができ、有害物質の低減化を図ることもできる。本実施形態の場合は、低燃・高燃共に安定した燃焼状態を維持しつつ、有害物質の低減化を図って、低燃焼時（３ガロン／時間×３、吐出圧力１．４ＭＰａ、燃焼量４８．１リットル／時間）と高燃焼時（３ガロン／時間×３＋５ガロン／時間×３、吐出圧力１．４ＭＰａ、燃焼量１２８．３リットル／時間）とのターンダウン比（ＴＤＲ）を１：２．７にすることができた。
【００５８】
なお、本発明は、上記第一実施形態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。
【００５９】
例えば、上記第一実施形態においては、空気供給経路を構成する第一空気供給孔１０を開閉す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、必要に応じて第二空気供給孔１２を開閉するように構成しても、また、第一空気供給孔１０および第二空気供給孔１２の両方を開閉するように構成してもよい。さらに、第一空気供給孔１０と第二空気供給孔１２との間の空気供給経路を開閉するように構成してもよい。
【００６０】
また、上記第一実施形態においては、３ガロン／時間の燃料供給性能を有するノズルチップと、５ガロン／時間の燃料供給性能を有するノズルチップとを用い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ず、必要とされるターンダウン比に応じて、使用するノズルチップの燃料供給性能を変更してもよい。
【００６１】
また、上記第一実施形態においては、６つのノズルチップを用い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ず、必要に応じて、５つ以下、あるいは７つ以上のノズルチップを用いて構成してもよい。
【００６２】
また、上記第一実施形態においては、６つのノズルチップの内、３つが高燃用ノズルチップであ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ず、必要に応じて、２つ以下、あるいは４つ以上のノズルチップを高燃用ノズルチップとして使用してもよい。つまり、必要とされるターンダウン比に応じて、高燃用ノズルチップの数（換言すれば、低高燃用ノズルチップの数）を適宜定めることも可能である。ただし、この場合にも、当然のことながら、本発明の趣旨に基づき、燃料供給状態にあるノズルチップに対応した空気供給経路は開放状態とし、燃料供給状態にない（燃料非供給状態にある）ノズルチップに対応した空気供給経路は閉塞状態とする。
【００６３】
また、上記第一実施形態においては、ノズルチップ４がホルダヘッド３Ａの軸心Ｘに対して所定の角度θ１（３０°）を有して設けられ、低高燃用ノズルチップ４Ａの噴霧角度がθ２（４５°）であって、高燃用ノズルチップ４Ｂの噴霧角度がθ３（４５°）であ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るものではない。上記第一実施形態においては、良好な燃焼範囲が最も広くとれるノズルチップ４の噴霧角度として上記のものを採用したが、これは、ホルダヘッド３Ａの軸心Ｘに対するノズルチップ４の設置角度θ１との関係において、変更することも可能である。つまり、設置角度θ１の変更に伴い、適切な噴霧角度を適宜選択することもできる。
【００６４】
＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
【００６５】
図５は、本発明の第二実施形態にかかる油バーナ（本発明の「燃焼装置」に相当）の概略縦断面図を示したものであって、図５（ａ）は低燃焼状態を示し、図５（ｂ）は高燃焼状態を示している。
【００６６】
なお、この第二実施形態にかかる油バーナ５０は、基本的に第一実施形態にて説明した油バーナ１と同様の構成を有しており、その構成要素として、空気供給手段（送風機等）からの空気を選択的に供給するための機構（第一実施形態の場合は電磁弁７）のみが異なる。そこで、以下においては、第一実施形態と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、主に第二実施形態の特徴部分について説明する。
【００６７】
図５に示すように、本実施形態にかかる油バーナ５０は、高燃用ノズルチップ４Ｂに対応した第二空気供給部６中に、空気経路開閉板５１および空気経路開閉スプリング部５２（これらが本発明の「経路開閉手段」に相当）が設けられている。より具体的には、この空気経路開閉板５１と空気経路開閉スプリング部５２とは、高燃用第一空気供給孔１０Ｂと高燃用第二空気供給孔１２Ｂとの間に形成された高燃用空気供給経路中に設けられている。
【００６８】
本実施形態においては、空気供給手段（送風機等）からの空気を選択的に供給するための機構（経路開閉手段）として、この空気経路開閉板５１と空気経路開閉スプリング部５２とが設けられている。空気経路開閉板５１の一方は、上部空気供給板１１近傍にヒンジ結合されており、その他方は、空気経路開閉スプリング部５２に固着されている。また、空気経路開閉スプリング部５２の一方は、空気経路開閉板５１に固着されており、その他方は、下部空気供給板１３近傍の第二筒部材９内壁に固着されている。
【００６９】
空気経路開閉スプリング部５２の付勢力は、送風機から供給される空気の圧力とのバランスに基づき伸縮すべく設定されている。具体的には、低燃焼時の空気供給圧力に対しては、空気経路開閉スプリング部５２の付勢力が上回って伸長状態となり、空気経路開閉板５１が高燃用空気供給経路を閉塞状態とする（図５（ａ）参照）。そして、高燃焼時の空気供給圧力に対しては、空気経路開閉スプリング部５２の付勢力が下回って縮短状態となり、空気経路開閉板５１が高燃用空気供給経路を開放状態とする（図５（ｂ）参照）。
【００７０】
本実施形態にかかる油バーナ５０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。
【００７１】
図５（ａ）は、本実施形態にかかる油バーナ５０が低燃焼状態にある場合の概略縦断面図を示したものである。本実施形態にかかる油バーナ５０を低燃焼状態で作動させる場合には、送風機を駆動させ、ウインドボックス２を介して第一空気供給部５および第二空気供給部６に低燃焼に必要な空気が供給される。
【００７２】
低燃焼に必要な空気が供給された場合には、上述したように、その空気供給圧力よりも空気経路開閉スプリング部５２の付勢力が上回るため、空気経路開閉スプリング部５２が伸長状態となって、空気経路開閉板５１により高燃用空気供給経路が閉塞される。したがって、下部空気供給板１３に穿孔された高燃用第二空気供給孔１２Ｂには空気が供給されないこととなる。
【００７３】
次いで、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａから低高燃用液体燃料ＬＯが所定の角度θ２を有する中空円錐状に噴霧され（図３（ａ），（ｂ）参照）、低高燃用第二空気供給孔１２Ａから供給される燃焼用空気とのミキシングが行われる。
【００７４】
この際、本実施形態においては、上述した通り、高燃用空気供給経路が空気経路開閉板５１によって閉塞されているため、燃料供給状態にある低高燃用ノズルチップ４Ａ（から噴霧される低高燃用液体燃料ＬＯ）に対して、送風機からの空気は選択的に供給される。つまり、燃料供給状態にある低高燃用ノズルチップ４Ａに対しては、低高燃用空気供給経路（第二空気供給孔１２Ａ）を介して空気の供給が行われ、燃料供給状態にない高燃用ノズルチップ４Ｂに対しては、空気の供給が行われないこととなる。
【００７５】
次いで、低高燃用ノズルチップ４Ａの近傍に設けられた、電気火花を形成する着火装置（図示省略）を用いて、空気とミキシングされた低高燃用液体燃料ＬＯに対して着火が行われる。この着火によって、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａから噴霧される低高燃用液体燃料ＬＯの全てが燃焼状態となって、低高燃用ノズルチップ４Ａから低高燃用液体燃料ＬＯが供給されている間、油バーナ５０の低燃焼状態が維持される。
【００７６】
図５（ｂ）は、本実施形態にかかる油バーナ５０が高燃焼状態にある場合の概略縦断面図を示したものである。本実施形態にかかる油バーナ５０を高燃焼状態で作動させる場合には、送風機を駆動させ、ウインドボックス２を介して第一空気供給部５および第二空気供給部６に高燃焼に必要な空気が供給される。
【００７７】
高燃焼に必要な空気が供給された場合には、上述したように、その空気供給圧力よりも空気経路開閉スプリング部５２の付勢力が下回るため、空気経路開閉スプリング部５２が縮短状態となって、高燃用空気供給経路が開放される。したがって、下部空気供給板１３に穿孔された高燃用第二空気供給孔１２Ｂにも空気が供給されることとなる。
【００７８】
次いで、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａおよび３つの高燃用ノズルチップ４Ｂから低高燃用液体燃料ＬＯおよび高燃用液体燃料ＨＯが噴霧され（図４（ｂ）参照）、低高燃用空気供給経路（低高燃用第二空気供給孔１２Ａ）および高燃用空気供給経路（高燃用第二空気供給孔１２Ｂ）から供給される燃焼用空気とのミキシングが行われる。
【００７９】
次いで、低高燃用ノズルチップ４Ａの近傍に設けられた、電気火花を形成する着火装置（図示省略）を用いて、空気とミキシングされた低高燃用液体燃料ＬＯに対して着火が行われる。この着火によって、６つのノズルチップ４から噴霧される液体燃料ＬＯ，ＨＯの全てが燃焼状態となって、ノズルチップ４から液体燃料ＬＯ，ＨＯが供給されている間、油バーナ５０の高燃焼状態が維持される。
【００８０】
また、本実施形態にかかる油バーナ５０も第一実施形態にかかる油バーナ１と同様に、燃焼状態継続時において、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。
【００８１】
低燃焼から高燃焼への切り換えが行われる場合には、当然のことながら、空気供給圧力が増加するため、その空気供給圧力の上昇に伴って空気経路開閉スプリング部５２が縮短して高燃用空気供給経路が開放され、その開放と共に高燃用ノズルチップ４Ｂから高燃用液体燃料ＨＯの噴霧が行われる。高燃焼から低燃焼への切り換えが行われる場合には、空気供給圧力が減少するため、その空気供給圧力の減少に伴って空気経路開閉スプリング部５２が伸長して高燃用空気供給経路が閉塞され、その閉塞と共に高燃用ノズルチップ４Ｂからの高燃用液体燃料ＨＯの噴霧が停止される。
【００８２】
以上のように、本実施形態にかかる油バーナ５０は、第一実施形態の場合と同様に、ダンパ等によって単に全体の空気流量の制御を行うだけであっても、空気経路開閉板５１および空気経路開閉スプリング部５２によって空気の供給が選択的に行われるため、低燃時におけるノズルチップ４近傍における空気流速の低下を防止し、液体燃料と空気とのミキシングを効果的に行うことができる。また、低燃焼時における分割火炎や、高燃焼時における分割火炎、濃淡燃焼等も、第一実施形態と同様である。
【００８３】
つまり、本実施形態は、空気を選択的に供給するための機構（経路開閉手段）が第一実施形態と異なるだけで、技術的思想は同様である。したがって、本実施形態によれば、先に説明した第一実施形態にて得られる効果（高いターンダウンの実現、有害物質の低減）を全て得ることができる。
【００８４】
また、本実施形態にかかる油バーナ５０の経路開閉手段は、上述したように空気経路開閉板５１および空気経路開閉スプリング部５２のみを用いた構成であるため、電磁弁等の電気的要素を有することなく、比較的簡単に構成することが可能となる。
【００８５】
＜第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態について説明する。
【００８６】
図６は、本発明の第三実施形態にかかる油バーナ（本発明の「燃焼装置」に相当）の概略図を示したものであって、図６（ａ）は本実施形態にかかる油バーナの概略縦断面図（低燃焼時）を示し、図６（ｂ）は低燃焼時における図６（ａ）のVI−VI断面図を示し、図６（ｃ）は高燃焼時における図６（ａ）のVI−VI断面図を示している。
【００８７】
なお、この第三実施形態にかかる油バーナ６０は、基本的に第一実施形態にて説明した油バーナ１と同様の構成を有しており、その構成要素として、空気供給手段（送風機等）からの空気を選択的に供給するための機構（第一実施形態の場合は電磁弁７）のみが異なる。そこで、以下においては、第一実施形態と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、主に第三実施形態の特徴部分について説明する。
【００８８】
図６（ａ）に示すように、本実施形態にかかる油バーナ６０は、上部空気供給板１１の上方に空気供給孔開閉板６１（本発明の「経路開閉手段」に相当）が設けられている。この空気供給孔開閉板６１は、図６（ｂ）および図６（ｃ）に示すように、３つの開閉部６２を有しており、これらの開閉部６２が、空気供給孔開閉板６１の回動に伴って、高燃用第一空気供給孔１０Ｂの開閉を行う。空気供給孔開閉板６１は、駆動部（図示省略）によって回動可能に構成されている。
【００８９】
本実施形態にかかる油バーナ６０は、以上のように構成されており、油バーナ６０を低燃焼状態で作動させる場合には、図６（ｂ）に示すように、空気供給孔開閉板６１の開閉部６２を高燃用第一空気供給孔１０Ｂ上に移動させ、高燃用第一空気供給孔１０Ｂを閉塞状態とする。また、油バーナ６０を高燃焼状態で作動させる場合には、図６（ｃ）に示すように、空気供給孔開閉板６１の開閉部６２を高燃用第一空気供給孔１０Ｂ上から移動させ、高燃用第一空気供給孔１０Ｂを開放状態とする。
【００９０】
また、本実施形態にかかる油バーナ６０も第一実施形態にかかる油バーナ１と同様に、燃焼状態継続時において、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。
【００９１】
低燃焼から高燃焼への切り換えが行われる場合には、図６（ｂ）の状態（低燃焼状態）から、空気供給孔開閉板６１の回動（高燃用第一空気供給孔１０Ｂを開放させる方向への回動）および高燃用ノズルチップ４Ｂからの高燃用液体燃料ＨＯの噴霧が略同時に行われ、図６（ｃ）の状態（高燃焼状態）に移行する。高燃焼から低燃焼への切り換えが行われる場合には、図６（ｃ）の状態（高燃焼状態）から、空気供給孔開閉板６１の回動（高燃用第一空気供給孔１０Ｂを閉塞させる方向への回動）および高燃用ノズルチップ４Ｂからの高燃用液体燃料ＨＯの噴霧停止が略同時に行われ、図６（ｂ）の状態（低燃焼状態）に移行する。
【００９２】
以上のように、本実施形態にかかる油バーナ６０は、空気を選択的に供給するための機構（経路開閉手段）が第一実施形態と異なるだけで（第一実施形態は電磁弁７であって、第三実施形態は空気供給孔開閉板６１）、その他の構成および技術的思想は第一実施形態と同様である。したがって、本実施形態によれば、先に説明した第一実施形態にて得られる効果（高いターンダウンの実現、有害物質の低減）を全て得ることができる。
【００９３】
なお、上記第三実施形態は、空気供給孔開閉板６１によって上部空気供給板１２に穿孔された高燃用第一空気供給孔１０Ｂを開閉す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、下部空気供給板１３の上方あるいは下方に図６に示したものと同様の空気供給孔開閉板を設け、これによって下部空気供給板１３に穿孔された高燃用第二空気供給孔１２Ｂの開閉を行うように構成してもよい。
【００９４】
＜第四実施形態＞
次に、本発明の第四実施形態について説明する。
【００９５】
図７は、本発明の第四実施形態にかかる油バーナ（本発明の「燃焼装置」に相当）の概略縦断面図を示したものである。また、図８は、図７に示した油バーナの概略横断面図および下面図を示したものであって、図８（ａ）は図７のVII−VII概略横断面図、図８（ｂ）は図７の油バーナの下面図を示している。
【００９６】
なお、この第四実施形態にかかる油バーナ７０は、基本的に第一実施形態にて説明した油バーナ１と同様の構成を有しており、その構成要素として水噴霧手段を有する点のみが第一実施形態と異なる。そこで、以下においては、第一実施形態と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、主に第四実施形態の特徴部分について説明する。
【００９７】
図７および図８に示すように、本実施形態においては、燃料供給ホルダ３先端部のホルダヘッド３Ａの中心部（軸心Ｘ上）に、水噴霧手段として水噴霧用ノズルチップ７１が設けられている。この水噴霧用ノズルチップ７１は、燃料供給ホルダ３内部に設けられた水供給パイプ部３ｃの一方と連通しており、水供給パイプ部３ｃの他方は水貯留部（図示省略）に連通している。そして、必要に応じて、所定量の水が水供給パイプ部３ｃを介して水噴霧用ノズルチップ７１に供給されるべく構成されている。
【００９８】
また、本実施形態において、各ノズルチップ４は、ホルダヘッド３Ａの軸心Ｘに対して所定の角度θ４を有すべく設けられている。この所定の角度θ４は、例えば、２０°〜４０°程度に設定することが好ましく、本実施形態においては、３０°に設定されている。
【００９９】
本実施形態にかかる油バーナ７０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７および図８に加え、図９および図１０を用いて、その作用効果を具体的に説明する。
【０１００】
図９は、本実施形態にかかる油バーナが低燃焼状態にある場合の概略図を示したものであって、図９（ａ）は概略縦断面図を示し、図９（ｂ）は図９（ａ）の下面図を示している。図１０は、本実施形態にかかる油バーナが高燃焼状態にある場合の概略図を示したものであって、図１０（ａ）は概略縦断面図を示し、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の下面図を示している。なお、図９（ａ）および図１０（ａ）のいずれにおいても、図面の複雑化を避けるため、図示されているノズルチップ以外から供給されている燃料の記載は省略している。
【０１０１】
本実施形態にかかる油バーナ７０を低燃焼状態で作動させる場合には、図９（ａ）に示すように、電磁弁７のソレノイド部７ａを非通電状態とし、スプリング部７ｃの付勢力によりバルブ部７ｄを下方に押し下げることによって、高燃用第一空気供給孔１０Ｂを閉塞させる。
【０１０２】
次いで、送風機（図示省略）を駆動させ、ウインドボックス２を介して第一空気供給部５および第二空気供給部６に空気が供給される。この際、上部空気供給板１１に穿孔された各高燃用第一空気供給孔１０Ｂは、それぞれに対応した電磁弁７のバルブ部７ｄによって閉塞されている。したがって、高燃用第一空気供給孔１０Ｂには、ウインドボックス２を介して空気は供給されず、これに伴い、下部空気供給板１３に穿孔された高燃用第二空気供給孔１２Ｂにも空気は供給されない。
【０１０３】
次いで、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａから低高燃用液体燃料ＬＯが所定の角度θ5を有する中空円錐状に噴霧され（図９参照）、低高燃用第二空気供給孔１２Ａから供給される燃焼用空気とのミキシングが行われる。この所定の角度θ５は、例えば、３０°〜６０°程度が好ましく、本実施形態においては、所定の角度θ５が４５°の低高燃用ノズルチップ４Ａを用いた。
【０１０４】
この際、本実施形態においては、上述した通り、高燃用第一空気供給孔１０Ｂがバルブ部７ｄによって閉塞されているため、燃料供給状態にある低高燃用ノズルチップ４Ａ（から噴霧される低高燃用液体燃料ＬＯ）に対して、送風機からの空気は選択的に供給される。つまり、燃料供給状態にある低高燃用ノズルチップ４Ａに対しては、低高燃用第二空気供給孔１２Ａを介して空気の供給が行われ、燃料供給状態にない高燃用ノズルチップ４Ｂに対しては、空気の供給が行われないこととなる。
【０１０５】
次いで、低高燃用ノズルチップ４Ａの近傍に設けられた、電気火花を形成する着火装置（図示省略）を用いて、空気とミキシングされた低高燃用液体燃料ＬＯに対して着火が行われる。この着火によって、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａから噴霧される低高燃用液体燃料ＬＯの全てが燃焼状態となって、低高燃用ノズルチップ４Ａから低高燃用液体燃料ＬＯが供給されている間、油バーナ７０の低燃焼状態が維持される。
【０１０６】
そして、本実施形態においては、低高燃用ノズルチップ４Ａから供給される低高燃用液体燃料ＬＯへの着火と略同時に、水噴霧用ノズルチップ７１から水Ｗ（火炎冷却用の水）が所定の角度θ６を有する中空円錐状に噴霧される（図９参照）。この所定の角度θ６は、例えば、４５°〜７５°程度が好ましく、本実施形態においては、所定の角度θ６が６０°の水噴霧用ノズルチップ７１を用いた。
【０１０７】
つまり、本実施形態においては、図９に示すように、低高燃用ノズルチップ４Ａから低高燃用液体燃料ＬＯが供給されて、油バーナ７０の低燃焼状態が維持される間、水噴霧用ノズルチップ７１から水Ｗが噴霧されて、火炎の冷却が行われることとなる。
【０１０８】
本実施形態にかかる油バーナ７０を高燃焼状態で作動させる場合には、図１０（ａ）に示すように、電磁弁７のソレノイド部７ａを通電状態とし、シャフト部７ｂと共にバルブ部７ｄを上方に持ち上げることによって、高燃用第一空気供給孔１０Ｂを開放させる。
【０１０９】
次いで、上記低燃焼の場合と同様に、送風機（図示省略）を駆動させ、ウインドボックス２を介して第一空気供給部５および第二空気供給部６に空気が供給される。この際、電磁弁７のバルブ部７ｄは持ち上げられているため、上部空気供給板１１に穿孔された各高燃用第一空気供給孔１０Ｂは開放され、その結果、低高燃用第二空気供給孔１２Ａおよび高燃用第二空気供給孔１２Ｂのいずれにも空気が供給される。
【０１１０】
次いで、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａおよび３つの高燃用ノズルチップ４Ｂから低高燃用液体燃料ＬＯおよび高燃用液体燃料ＨＯが噴霧され（図１０参照）、低高燃用第二空気供給孔１２Ａおよび高燃用第二空気供給孔１２Ｂから供給される燃焼用空気とのミキシングが行われる。なお、ここでは、低高燃用液体燃料ＬＯが所定の角度θ５を有する中空円錐状に噴霧され、高燃用液体燃料ＨＯが所定の角度θ７を有する中空円錐状に噴霧される。この所定の角度θ７は、例えば、３０°〜６０°程度が好ましく、本実施形態においては、所定の角度θ７が４５°の高燃用ノズルチップ４Ｂを用いた。
【０１１１】
次いで、低高燃用ノズルチップ４Ａの近傍に設けられた、電気火花を形成する着火装置（図示省略）を用いて、空気とミキシングされた低高燃用液体燃料ＬＯに対して着火が行われる。この着火によって、６つのノズルチップ４から噴霧される液体燃料ＬＯ，ＨＯの全てが燃焼状態となって、ノズルチップ４から液体燃料ＬＯ，ＨＯが供給されている間、油バーナ７０の高燃焼状態が維持される。
【０１１２】
そして、本実施形態においては、低燃焼の場合と同様に、低高燃用ノズルチップ４Ａから供給される低高燃用液体燃料ＬＯへの着火と略同時に、水噴霧用ノズルチップ７１から水Ｗ（火炎冷却用の水）が所定の角度θ６を有する中空円錐状に噴霧される（図１０参照）。
【０１１３】
つまり、本実施形態においては、高燃焼の場合も低燃焼の場合と同様に、図１０に示すように、ノズルチップ４から液体燃料ＬＯ，ＨＯが供給されて、油バーナ７０の高燃焼状態が維持される間、水噴霧用ノズルチップ７１から水Ｗが噴霧されて、火炎の冷却が行われることとなる。
【０１１４】
本実施形態にかかる油バーナ７０は、以上のように構成されているため、第一実施形態にて得られた種々の効果（高いターンダウンの実現、有害物質の低減）を全て得ることができる。また、これらの効果に加えて、以下の効果も得ることができる。
【０１１５】
本実施形態にかかる油バーナ７０は、図７〜図１０に示すように、ホルダヘッド３Ａに略同心円状に配設されたノズルチップ４の中心部に、水噴霧用ノズルチップ７１が設けられている。そして、低燃焼時および高燃焼時のいずれの場合にも、火炎の内側から中空円錐状に水Ｗが噴霧され、この噴霧された水Ｗがそれぞれの火炎に接触するように構成されている。
【０１１６】
先にも説明した通り、火炎温度の低下はＮＯｘ低減につながるため、水噴霧による火炎冷却は、油バーナ７０の低ＮＯｘ化に大きく寄与する。ただし、この火炎に対する水の噴霧があまりに多量になると、火炎の温度が下がりすぎて燃焼状態が不安定になるという問題がある。
【０１１７】
しかしながら、本実施形態においては、火炎の内側から均等に水Ｗを噴霧させて火炎の冷却を行うことが可能となるため、安定した燃焼状態を維持しつつ、ＮＯｘの低減を図ることができる。
【０１１８】
また、本実施形態においては、水噴霧用ノズルチップ７１の噴霧角度を調整することによって、火炎と水との接触位置を容易に変更可能である。つまり、火炎と水との適切な接触位置を選択することができるため、水噴霧による燃焼状態の阻害を最小限に抑えることが可能となる。具体的には、本実施形態によれば、ノズルチップ４に近接した位置ではなく、ノズルチップ４からある程度離れた接触位置Ｐにて、噴霧された水Ｗを火炎に散布しているため、火炎の燃焼状態の安定化と効果的な火炎冷却とを両立することができる。
【０１１９】
すなわち、本実施形態によれば、火炎内側からの均等な水噴霧と、安定した火炎（ノズルチップ４から離れた位置の火炎）に対する水噴霧とを実施可能であるため、比較的多量の水を噴霧しても、火炎の安定した燃焼状態を妨げることなく火炎冷却を実現して低ＮＯｘ化を図ることができる。
【０１２０】
なお、上記第四実施形態においては、ノズルチップ４がホルダヘッド３Ａの軸心Ｘに対して所定の角度θ４（３０°）を有して設けられ、低高燃用ノズルチップ４Ａの噴霧角度がθ５（４５°）であって、高燃用ノズルチップ４Ｂの噴霧角度がθ７（４５°）であって、水噴霧用ノズルチップ７１の噴霧角度がθ６（６０°）であ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るものではない。これらの角度は、燃焼量や燃焼状態、必要とするＮＯｘ値等を考慮して、適宜選択することが可能である。
【０１２１】
＜第五実施形態＞
次に、本発明の第五実施形態について説明する。
【０１２２】
図１１は、本発明の第五実施形態にかかる油バーナの概略縦断面図を示したものであって、図１１（ａ）は低燃焼状態を示し、図１１（ｂ）は高燃焼状態を示している。
【０１２３】
なお、この第五実施形態にかかる油バーナ８０は、基本的に第二実施形態にて説明した油バーナ５０と同様の構成を有しており、その構成要素として水噴霧手段を有する点のみが第二実施形態と異なる。そこで、以下においては、第二実施形態と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、主に第五実施形態の特徴部分について説明する。また、第四実施形態と同様の構成も有するため、適宜第四実施形態も参照する。
【０１２４】
図１１に示すように、本実施形態においては、燃料供給ホルダ３先端部のホルダヘッド３Ａの中心部に、水噴霧手段として水噴霧用ノズルチップ７１が設けられている。この水噴霧用ノズルチップ７１は、燃料供給ホルダ３内部に設けられた水供給パイプ部３ｃの一方と連通しており、水供給パイプ部３ｃの他方は水貯留部（図示省略）に連通している。そして、必要に応じて、所定量の水が水供給パイプ部３ｃを介して水噴霧用ノズルチップ７１に供給されるべく構成されている。
【０１２５】
また、本実施形態において、ホルダヘッド３Ａに設けられたノズルチップ４の設置角度、各ノズルチップ４の噴霧角度、および水噴霧用ノズルチップ７１の水噴霧角度は、先に説明した第四実施形態と同様に設定されている。
【０１２６】
本実施形態にかかる油バーナ８０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。
【０１２７】
図１１（ａ）は、本実施形態にかかる油バーナ８０が低燃焼状態にある場合の概略縦断面図を示したものである。本実施形態にかかる油バーナ８０を低燃焼状態で作動させる場合には、送風機を駆動させ、ウインドボックス２を介して第一空気供給部５および第二空気供給部６に低燃焼に必要な空気が供給される。
【０１２８】
低燃焼に必要な空気が供給された場合には、その空気供給圧力よりも空気経路開閉スプリング部５２の付勢力が上回るため、空気経路開閉スプリング部５２が伸長状態となって、空気経路開閉板５１により高燃用空気供給経路が閉塞される。したがって、下部空気供給板１３に穿孔された高燃用第二空気供給孔１２Ｂには空気が供給されないこととなる。
【０１２９】
次いで、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａから低高燃用液体燃料ＬＯが所定の角度θ５を有する中空円錐状に噴霧され（図９等参照）、低高燃用第二空気供給孔１２Ａから供給される燃焼用空気とのミキシングが行われる。
【０１３０】
この際、本実施形態においては、高燃用空気供給経路が空気経路開閉板５１によって閉塞されているため、燃料供給状態にある低高燃用ノズルチップ４Ａ（から噴霧される低高燃用液体燃料ＬＯ）に対して、送風機からの空気は選択的に供給される。つまり、燃料供給状態にある低高燃用ノズルチップ４Ａに対しては、低高燃用空気供給経路（第二空気供給孔１２Ａ）を介して空気の供給が行われ、燃料供給状態にない高燃用ノズルチップ４Ｂに対しては、空気の供給が行われないこととなる。
【０１３１】
次いで、低高燃用ノズルチップ４Ａの近傍に設けられた、電気火花を形成する着火装置（図示省略）を用いて、空気とミキシングされた低高燃用液体燃料ＬＯに対して着火が行われる。この着火によって、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａから噴霧される低高燃用液体燃料ＬＯの全てが燃焼状態となって、低高燃用ノズルチップ４Ａから低高燃用液体燃料ＬＯが供給されている間、油バーナ８０の低燃焼状態が維持される。
【０１３２】
そして、本実施形態においては、低高燃用ノズルチップ４Ａから供給される低高燃用液体燃料ＬＯへの着火と略同時に、水噴霧用ノズルチップ７１から水Ｗ（火炎冷却用の水）が所定の角度θ６を有する中空円錐状に噴霧される（図９参照）。
【０１３３】
つまり、本実施形態においては、低高燃用ノズルチップ４Ａから低高燃用液体燃料ＬＯが供給されて、油バーナ８０の低燃焼状態が維持される間、水噴霧用ノズルチップ７１から水が噴霧されて、火炎の冷却が行われることとなる。
【０１３４】
図１１（ｂ）は、本実施形態にかかる油バーナ８０が高燃焼状態にある場合の概略縦断面図を示したものである。本実施形態にかかる油バーナ８０を高燃焼状態で作動させる場合には、送風機を駆動させ、ウインドボックス２を介して第一空気供給部５および第二空気供給部６に高燃焼に必要な空気が供給される。
【０１３５】
高燃焼に必要な空気が供給された場合には、その空気供給圧力よりも空気経路開閉スプリング部５２の付勢力が下回るため、空気経路開閉スプリング部５２が縮短状態となって、高燃用空気供給経路が開放される。したがって、下部空気供給板１３に穿孔された高燃用第二空気供給孔１２Ｂにも空気が供給されることとなる。
【０１３６】
次いで、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａおよび３つの高燃用ノズルチップ４Ｂから低高燃用液体燃料ＬＯおよび高燃用液体燃料ＨＯが噴霧され（図１０参照）、低高燃用空気供給経路（低高燃用第二空気供給孔１２Ａ）および高燃用空気供給経路（高燃用第二空気供給孔１２Ｂ）から供給される燃焼用空気とのミキシングが行われる。
【０１３７】
次いで、低高燃用ノズルチップ４Ａの近傍に設けられた、電気火花を形成する着火装置（図示省略）を用いて、空気とミキシングされた低高燃用液体燃料ＬＯに対して着火が行われる。この着火によって、６つのノズルチップ４から噴霧される液体燃料ＬＯ，ＨＯの全てが燃焼状態となって、ノズルチップ４から液体燃料ＬＯ，ＨＯが供給されている間、油バーナ８０の高燃焼状態が維持される。
【０１３８】
そして、本実施形態においては、低燃焼の場合と同様に、低高燃用ノズルチップ４Ａから供給される低高燃用液体燃料ＬＯへの着火と略同時に、水噴霧用ノズルチップ７１から水Ｗ（火炎冷却用の水）が所定の角度θ６を有する中空円錐状に噴霧される（図１０（ａ）参照）。
【０１３９】
つまり、本実施形態においては、高燃焼の場合も低燃焼の場合と同様に、ノズルチップ４から液体燃料ＬＯ，ＨＯが供給されて、油バーナ８０の高燃焼状態が維持される間、水噴霧用ノズルチップ７１から水が噴霧されて、火炎の冷却が行われることとなる。
【０１４０】
本実施形態にかかる油バーナ８０は、以上のように構成されているため、第二実施形態にて得られた種々の効果（高いターンダウンの実現、有害物質の低減）を全て得ることができる。また、これらの効果に加えて、以下の効果も得ることができる。
【０１４１】
本実施形態にかかる油バーナ８０は、ホルダヘッド３Ａに略同心円状に配設されたノズルチップ４の中心部に、水噴霧用ノズルチップ７１が設けられている。そして、低燃焼時および高燃焼時のいずれの場合にも、火炎の内側から中空円錐状に水Ｗが噴霧され、この噴霧された水Ｗがそれぞれの火炎に接触するように構成されている。
【０１４２】
つまり、その燃焼状態は、先に説明した第四実施形態と略同様である。したがって、本実施形態によれば、第四実施形態と同様に、火炎内側からの均等な水噴霧と、安定した火炎（ノズルチップ４から離れた位置の火炎）に対する水噴霧とを実施可能であるため、比較的多量の水を噴霧しても、火炎の安定した燃焼状態を妨げることなく火炎冷却を実現して低ＮＯｘ化を図ることができる。
【０１４３】
＜第六実施形態＞
次に、本発明の第六実施形態について説明する。
【０１４４】
図１２は、本発明の第六実施形態にかかる油バーナ（本発明の「燃焼装置」に相当）の概略図を示したものであって、図１２（ａ）は本実施形態にかかる油バーナの概略縦断面図（低燃焼時）を示し、図１２（ｂ）は低燃焼時における図１２（ａ）のXII−XII断面図を示し、図１２（ｃ）は高燃焼時における図１２（ａ）のXII−XII断面図を示している。
【０１４５】
なお、この第六実施形態にかかる油バーナ９０は、基本的に第三実施形態にて説明した油バーナ６０と同様の構成を有しており、その構成要素として水噴霧手段を有する点のみが第三実施形態と異なる。そこで、以下においては、第三実施形態と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、主に第六実施形態の特徴部分について説明する。また、第四実施形態と同様の構成も有するため、適宜第四実施形態も参照する。
【０１４６】
図１２（ａ）に示すように、本実施形態においては、燃料供給ホルダ３先端部のホルダヘッド３Ａの中心部に、水噴霧手段として水噴霧用ノズルチップ７１が設けられている。この水噴霧用ノズルチップ７１は、燃料供給ホルダ３内部に設けられた水供給パイプ部３ｃの一方と連通しており、水供給パイプ部３ｃの他方は水貯留部（図示省略）に連通している。そして、必要に応じて、所定量の水が水供給パイプ部３ｃを介して水噴霧用ノズルチップ７１に供給されるべく構成されている。
【０１４７】
また、本実施形態において、ホルダヘッド３Ａに設けられたノズルチップ４の設置角度、各ノズルチップ４の噴霧角度、および水噴霧用ノズルチップ７１の水噴霧角度は、先に説明した第四実施形態と同様に設定されている。
【０１４８】
本実施形態にかかる油バーナ９０は、以上のように構成されており、油バーナ９０を低燃焼状態で作動させる場合には、図１２（ｂ）に示すように、空気供給孔開閉板６１の開閉部６２を高燃用第一空気供給孔１０Ｂ上に移動させ、高燃用第一空気供給孔１０Ｂを閉塞状態とする。また、油バーナ９０を高燃焼状態で作動させる場合には、図１２（ｃ）に示すように、空気供給孔開閉板６１の開閉部６２を高燃用第一空気供給孔１０Ｂ上から移動させ、高燃用第一空気供給孔１０Ｂを開放状態とする。
【０１４９】
以上のように、本実施形態にかかる油バーナ９０は、空気を選択的に供給するための機構（経路開閉手段として機能する空気供給孔開閉板６１）を有するため、先に説明した第三実施形態にて得られる効果（高いターンダウンの実現、有害物質の低減）を全て得ることができる。
【０１５０】
また、本実施形態にかかる油バーナ９０は、ホルダヘッド３Ａに略同心円状に配設されたノズルチップ４の中心部に、水噴霧用ノズルチップ７１が設けられている。そして、低燃焼時および高燃焼時のいずれの場合にも、火炎の内側から中空円錐状に水Ｗが噴霧され、この噴霧された水Ｗがそれぞれの火炎に接触するように構成されている。
【０１５１】
つまり、その燃焼状態は、先に説明した第四実施形態と略同様である。したがって、本実施形態によれば、第四実施形態と同様に、火炎内側からの均等な水噴霧と、安定した火炎（ノズルチップ４から離れた位置の火炎）に対する水噴霧とを実施可能であるため、比較的多量の水を噴霧しても、火炎の安定した燃焼状態を妨げることなく火炎冷却を実現して低ＮＯｘ化を図ることができる。
【０１５２】
なお、本発明は、上記各実施形態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。
【０１５３】
上記各実施形態においては、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。
【０１５４】
また、上記各実施形態においては、３ガロン／時間の燃料供給性能を有するノズルチップと、５ガロン／時間の燃料供給性能を有するノズルチップとを用い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ず、必要とされるターンダウン比に応じて、使用するノズルチップの燃料供給性能を変更してもよい。
【０１５５】
また、上記各実施形態においては、６つのノズルチップを用い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ず、必要に応じて、５つ以下、あるいは７つ以上のノズルチップを用いて構成してもよい。
【０１５６】
また、上記各実施形態においては、６つのノズルチップの内、３つが高燃用ノズルチップであ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ず、必要に応じて、２つ以下、あるいは４つ以上のノズルチップを高燃用ノズルチップとして使用してもよい。つまり、必要とされるターンダウン比に応じて、高燃用ノズルチップの数（換言すれば、低高燃用ノズルチップの数）を適宜定めることも可能である。ただし、この場合にも、当然のことながら、本発明の趣旨に基づき、燃料供給状態にあるノズルチップに対応した空気供給経路は開放状態とし、燃料供給状態にない（燃料非供給状態にある）ノズルチップに対応した空気供給経路は閉塞状態とする。
【０１５７】
また、上記第四実施形態〜第六実施形態においては、燃料供給ホルダ３先端部のホルダヘッド３Ａ中心部に水噴霧手段として水噴霧用ノズルチップ７１を設けた構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、水以外の低ＮＯｘ化を促進可能な液体あるいは気体等を噴霧（射出）するような構成としてもよい。したがって、例えば、同様の位置に、蒸気噴霧手段を設けてもよい。水の代わりに蒸気を噴霧した場合であっても、その温度や噴霧量等に応じて、低ＮＯｘ化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる油バーナの概略縦断面図を示したものである。
【図２】図１に示した油バーナの概略横断面図および下面図を示したものであって、図２（ａ）は図１のI−I概略横断面図、図２（ｂ）は図１の油バーナの下面図を示している。
【図３】本発明の第一実施形態にかかる油バーナが低燃焼状態にある場合の概略図を示したものであって、図３（ａ）は概略縦断面図を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）の下面図を示している。
【図４】本発明の第一実施形態にかかる油バーナが高燃焼状態にある場合の概略図を示したものであって、図４（ａ）は概略縦断面図を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）の下面図を示している。
【図５】本発明の第二実施形態にかかる油バーナの概略縦断面図を示したものであって、図５（ａ）は低燃焼状態を示し、図５（ｂ）は高燃焼状態を示している。
【図６】本発明の第三実施形態にかかる油バーナの概略図を示したものであって、図６（ａ）は本実施形態にかかる油バーナの概略縦断面図（低燃焼時）を示し、図６（ｂ）は低燃焼時における図６（ａ）のVI−VI断面図を示し、図６（ｃ）は高燃焼時における図６（ａ）のVI−VI断面図を示している。
【図７】本発明の第四実施形態にかかる油バーナの概略縦断面図を示したものである。
【図８】図７に示した油バーナの概略横断面図および下面図を示したものであって、図８（ａ）は図７のVII−VII概略横断面図、図８（ｂ）は図７の油バーナの下面図を示している。
【図９】本発明の第四実施形態にかかる油バーナが低燃焼状態にある場合の概略図を示したものであって、図９（ａ）は概略縦断面図を示し、図９（ｂ）は図９（ａ）の下面図を示している。
【図１０】本発明の第四実施形態にかかる油バーナが高燃焼状態にある場合の概略図を示したものであって、図１０（ａ）は概略縦断面図を示し、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の下面図を示している。
【図１１】本発明の第五実施形態にかかる油バーナの概略縦断面図を示したものであって、図１１（ａ）は低燃焼状態を示し、図１１（ｂ）は高燃焼状態を示している。
【図１２】本発明の第六実施形態にかかる油バーナの概略図を示したものであって、図１２（ａ）は本実施形態にかかる油バーナの概略縦断面図（低燃焼時）を示し、図１２（ｂ）は低燃焼時における図１２（ａ）のXII−XII断面図を示し、図１２（ｃ）は高燃焼時における図１２（ａ）のXII−XII断面図を示している。
【符号の説明】
【０１５９】
１，５０，６０，７０，８０，９０…油バーナ
２…ウインドボックス
３…燃料供給ホルダ
４…ノズルチップ
５…第一空気供給部
６…第二空気供給部
７…電磁弁
８…第一筒部材
９…第二筒部材
１０…第一空気供給孔
１１…上部空気供給板
１２…第二空気供給孔
１３…下部空気供給板
１４…電磁弁取付板
５１…空気経路開閉板
５２…空気経路開閉スプリング部
６１…空気供給孔開閉板
６２…開閉部
７１…水噴霧用ノズルチップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼装置およびボイラに関するものである。詳しくは、灯油やＡ重油等の液体燃料を用いて、高ターンダウン化と有害物質の低減化とを実現可能な燃焼装置、およびこの燃焼装置を用いて構成されたボイラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガス燃料を用いた燃焼装置を備えたボイラについては、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おり（例えば、特許文献１参照）、その中には実際に効果を得て実用化されているものも少なくない。
【０００３】
しかしながら、灯油やＡ重油等の液体燃料を用いた燃焼装置を備えたボイラについては、種々の提案がなされてはいるものの、ガス燃料を用いた燃焼装置ほど、燃焼性向上技術および有害物質（ＮＯｘ、ＣＯ、煤等）の低減化技術は進んでいない。
【０００４】
特に、高いターンダウンを実施しようとすれば、最小燃焼状態（最小燃料を供給したときの燃焼状態）あるいは最大燃焼状態（最大燃料を供給したときの燃焼状態）のいずれかにおいて燃焼状態が不安定になりやすく、この不安定な燃焼状態に起因して、有害物質の低減化も達成されにくい。
【０００５】
例えば、最小燃焼状態と最大燃焼状態とのターンダウン比を大きく設定し、最大燃焼状態のときに適切な空気量を供給可能な構成とすると、燃料（および空気量）を絞って最小燃焼状態としても、燃焼が不安定となって、有害物質の低減化が達成されない場合が多い。
【０００６】
【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】
【０００７】
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、灯油やＡ重油等の液体燃料を用いて、高ターンダウン化と有害物質の低減化とを実現可能な燃焼装置を提供することを課題とする。また、本発明は、このような高ターンダウン化と有害物質の低減化とを実現可能な燃焼装置を用いて構成された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】
【０００８】
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、複数の燃料供給手段と、前記燃料供給手段から供給される燃料に対して空気を供給する空気供給経路とを備えた燃焼装置であって、燃料供給状態にある前記燃料供給手段に対して、前記空気供給経路を介して、選択的に空気の供給が行われることを特徴としている。つまり、燃料供給状態にある前記燃料供給手段に対しては空気の供給が行われ、燃料供給状態にない前記燃料供給手段に対しては空気の供給が行われないことを特徴としている。
【０００９】
このような構成によれば、燃料供給状態にない前記燃料供給手段に対して空気の供給が行われないため、前記燃料供給手段から供給される燃料に対応した量の空気が無駄なくその燃焼に寄与して、安定した燃焼状態を形成可能な燃焼装置を得ることができる。例えば、最小燃焼状態と最大燃焼状態とのターンダウン比を大きく設定し、最大燃焼状態のときに適切な空気量を供給可能な構成とし、燃料（および空気量）を絞って最小燃焼状態としても、燃料を絞った部分の燃料供給手段に対しては空気が供給されない。したがって、空気流速が低下せず、液体燃料と空気とのミキシングが良好に行われることとなるため、安定した燃焼状態を得ることができ、有害物質の低減化を図ることもできる。
【００１０】
また、本発明にかかる燃焼装置においては、前記複数の燃料供給手段に対応した複数の空気供給経路が設けられ、前記空気供給経路がそれぞれ開閉可能であって、選択的に空気の供給を行うために、燃料供給状態にある前記燃料供給手段に対応する前記空気供給経路を開放状態とし、燃料供給状態にない前記燃料供給手段に対応する前記空気供給経路を閉塞状態とする構成が好ましい。
【００１１】
この好ましい構成によれば、前記複数の燃料供給手段に対応した複数の空気供給経路が設けられているため、選択的な空気供給を容易に行うことができる。
【００１２】
また、本発明にかかる燃焼装置においては、前記空気供給経路に経路開閉手段が設けられていることが好ましい。
【００１３】
この好ましい構成によれば、前記空気供給経路に経路開閉手段が設けられているため、前期空気供給経路の開閉を容易に行うことができる。
【００１４】
また、本発明にかかる燃焼装置においては、前記複数の燃料供給手段が、異なる燃料供給性能を有する燃料供給手段を組み合わせて構成されていることが好ましい。
【００１５】
この好ましい構成によれば、上述した燃焼状態の安定化と有害物質の低減化という効果に加え、幅広いターンダウンに対応可能な燃焼装置を得ることができる。
【００１６】
また、本発明にかかる燃焼装置においては、前記複数の燃料供給手段が、低燃焼時に燃料供給状態となる第一燃料供給手段群と、高燃焼時に前記第一燃料供給手段群と共に燃料供給状態となる第二燃料供給手段群とを用いて構成されており、前記第一燃料供給手段群を構成する各燃料供給手段と、前記第二燃料供給手段群を構成する各燃料供給手段とが、異なる燃料供給性能を有する構成が好ましい。
【００１７】
この好ましい構成によれば、上述した燃焼状態の安定化と有害物質の低減化という効果に加え、幅広いターンダウンに対応可能な燃焼装置を得ることができる。また、低燃焼時においても高燃焼時においても、それぞれの燃料供給手段の配置に応じて、効果的なバランスのよい分割火炎や濃淡燃焼を構成可能であるため、低ＮＯｘ化を図ることもできる。
【００１８】
さらに、本発明にかかるボイラは、上記課題を解決するためになされたものであって、上述したいずれかの構成を有する燃焼装置を用いて構成されたことを特徴としている。
【００１９】
このような構成によれば、高ターンダウン化と有害物質の低減化とを実現可能なボイラを得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、灯油やＡ重油等の液体燃料を用いて、高ターンダウン化と有害物質の低減化とを実現可能な燃焼装置を得ることができる。また、本発明によれば、高ターンダウン化と有害物質の低減化とを実現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】
【００２１】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態にかかる油バーナ（本発明の「燃焼装置」に相当）について説明する。
【００２２】
＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一実施形態にかかる油バーナ（本発明の「燃焼装置」に相当）の概略縦断面図を示したものである。また、図２は、図１に示した油バーナの概略横断面図および下面図を示したものであって、図２（ａ）は図１のI−I概略横断面図、図２（ｂ）は図１の油バーナの下面図を示している。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態にかかる油バーナ１は、ボイラ（詳細は省略）に設けられた空気供給手段を構成するウインドボックス（風箱）２の隔壁２ａに設置されている。具体的には、油バーナ１に設けられた載置板１ａを隔壁２ａに上方から載置して、ボルト等の締結手段（図示省略）にて載置板１ａを隔壁２ａに締結することによって、油バーナ１をウインドボックス２内の隔壁２ａに設置している。なお、本実施形態においては、ボイラの全体構成およびウインドボックス２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。
【００２４】
本実施形態にかかる油バーナ１は、図１および図２に示すように、燃料供給ホルダ３、この燃料供給ホルダ３の先端部であるホルダヘッド３Ａに取り付けられた複数（６つ）のノズルチップ４（本発明の「複数の燃料供給手段」に相当）、空気供給経路として機能する第一空気供給部５，第二空気供給部６、および電磁弁７（本発明の「経路開閉手段」に相当）等を用いて構成されている。
【００２５】
燃料供給ホルダ３は、その内部に複数の燃料供給パイプ部３ａ，３ｂを有し、この燃料供給パイプ部３ａ，３ｂの一方は、液体燃料の燃料貯留部（図示省略）に連通している。また、本実施形態においては、燃料供給ホルダ３中に６つの燃料供給パイプ部３ａ，３ｂが設けられており、それぞれの燃料供給パイプ部３ａ，３ｂの他方は、ホルダヘッド３Ａに取り付けられた６つのノズルチップ４Ａ，４Ｂにそれぞれ連通している。本実施形態において、各ノズルチップ４は、ホルダヘッド３Ａの軸心Ｘに対して所定の角度θ１を有すべく設けられている。この所定の角度θ１は、例えば、２０°〜４０°程度に設定することが好ましく、本実施形態においては、３０°に設定されている。
【００２６】
ホルダヘッド３Ａに取り付けられたノズルチップ４は、低燃焼時（および高燃焼時）に燃料供給状態となる３つの低高燃用ノズルチップ４Ａ（本発明の「第一燃料供給手段群」に相当）と、高燃焼時に低高燃用ノズルチップ４Ａと共に燃料供給状態となる３つの高燃用ノズルチップ４Ｂ（本発明の「第二燃焼供給手段群」に相当）とに分けられ、ボイラの燃焼負荷に応じて、それぞれのノズルチップ４における燃料供給状態が適宜切り換えられる。つまり、それぞれのノズルチップ４は、必要に応じてオンオフ制御される。また、本実施形態においては、低高燃用ノズルチップ４Ａとして、１時間当たり３ガロンの燃料を供給可能なノズルチップが用いられ、高燃用ノズルチップ４Ｂとして、１時間当たり５ガロンの燃料を供給可能なノズルチップが用いられている。
【００２７】
空気供給手段は、送風機およびウインドボックス２を用いて構成されており、この空気供給手段からの空気が、第一空気供給部５を形成する第一筒部材８、および第二空気供給部６（本発明の「空気供給経路」に相当）を形成する第二筒部材９を介して、ノズルチップ４に対して供給されるべく構成されている。
【００２８】
第一空気供給部５は、燃料供給ホルダ３と第一筒部材８との間に形成された領域であって、この領域にウインドボックス２を介して空気が供給される。
【００２９】
第二空気供給部６は、第一筒部材８と第二筒部材９との間に形成された領域であって、この領域にウインドボックス２を介して空気が供給される。第二筒部材９には、その上方部にノズルチップ４の数に対応した第一空気供給孔１０が穿孔された上部空気供給板１１が設けられ、その下方部にノズルチップ４の数に対応した第二空気供給孔１２が穿孔された下部空気供給板１３が設けられている。本発明の「空気供給経路」には、この第一空気供給孔１０および第二空気供給孔１２も含まれる。
【００３０】
本実施形態においては、低高燃用ノズルチップ４Ａに対応した位置に存在する低高燃用第一空気供給孔１０Ａと低高燃用第二空気供給孔１２Ａとを用いて、低高燃用ノズルチップ４Ａに対応した低高燃用空気供給経路が構成され、高燃用ノズルチップ４Ｂに対応した位置に存在する高燃用第一空気供給孔１０Ｂと高燃用第二空気供給孔１２Ｂとを用いて、高燃用ノズルチップ４Ｂに対応した高燃用空気供給経路が構成されている。
【００３１】
また、本実施形態にかかる油バーナ１においては、高燃用ノズルチップ４Ｂに対応した位置に存在する高燃用第一空気供給孔１０Ｂの上方に、電磁弁７が設けられている。電磁弁７は、第一空気供給孔１０Ｂの上方位置の第一筒部材８に設けられた電磁弁取付板１４に設けられており、ソレノイド部７ａ、シャフト部７ｂ、スプリング部７ｃ、およびバルブ部７ｄを用いて構成されている。本実施形態においては、上部空気供給板１１に３つの高燃用第一空気供給孔１０Ｂが穿孔されているため、それらに対応して３つの電磁弁７が設けられている。
【００３２】
電磁弁７を構成するスプリング部７ｃは、シャフト部７ｂに挿通された状態で、バルブ部７ｄと電磁弁取付板１４との間に設けられている。したがって、この電磁弁７は、ソレノイド部７ａが非通電状態にあるときには、スプリング部７ｃの付勢力によってバルブ部７ｄが高燃用第一空気供給孔１０Ｂを塞ぐ（閉塞する）ように機能する。そして、ソレノイド部７ｂが通電状態にあるときには、シャフト部７ｂがソレノイド部７ａ側に引き上げられ、このシャフト部７ｂの動きに伴ってバルブ部７ｄも引き上げられ、高燃用第一空気供給孔１０Ｂが開放される。
【００３３】
本実施形態にかかる油バーナ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および図２に加え、図３および図４を用いて、その作用効果を具体的に説明する。
【００３４】
図３は、本実施形態にかかる油バーナが低燃焼状態にある場合の概略図を示したものであって、図３（ａ）は概略縦断面図を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）の下面図を示している。図４は、本実施形態にかかる油バーナが高燃焼状態にある場合の概略図を示したものであって、図４（ａ）は概略縦断面図を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）の下面図を示している。なお、図３（ａ）および図４（ａ）のいずれにおいても、図面の複雑化を避けるため、図示されているノズルチップ以外から供給されている燃料の記載は省略している。
【００３５】
本実施形態にかかる油バーナ１を低燃焼状態で作動させる場合には、図３（ａ）に示すように、電磁弁７のソレノイド部７ａを非通電状態とし、スプリング部７ｃの付勢力によりバルブ部７ｄを下方に押し下げることによって、高燃用第一空気供給孔１０Ｂを閉塞させる。
【００３６】
次いで、送風機（図示省略）を駆動させ、ウインドボックス２を介して第一空気供給部５および第二空気供給部６に空気が供給される。この際、上部空気供給板１１に穿孔された各高燃用第一空気供給孔１０Ｂは、それぞれに対応した電磁弁７のバルブ部７ｄによって閉塞されている。したがって、高燃用第一空気供給孔１０Ｂには、ウインドボックス２を介して空気は供給されず、これに伴い、下部空気供給板１３に穿孔された高燃用第二空気供給孔１２Ｂにも空気は供給されない。
【００３７】
次いで、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａから低高燃用液体燃料ＬＯが所定の角度θ２を有する中空円錐状に噴霧され（図３参照）、低高燃用第二空気供給孔１２Ａから供給される燃焼用空気とのミキシングが行われる。この所定の角度θ２は、例えば、３０°〜６０°程度が好ましく、本実施形態においては、所定の角度θ２が４５°の低高燃用ノズルチップ４Ａを用いた。
【００３８】
この際、本実施形態においては、上述した通り、高燃用第一空気供給孔１０Ｂがバルブ部７ｄによって閉塞されているため、燃料供給状態にある低高燃用ノズルチップ４Ａ（から噴霧される低高燃用液体燃料ＬＯ）に対して、送風機からの空気は選択的に供給される。つまり、燃料供給状態にある低高燃用ノズルチップ４Ａに対しては、低高燃用第二空気供給孔１２Ａを介して空気の供給が行われ、燃料供給状態にない高燃用ノズルチップ４Ｂに対しては、空気の供給が行われないこととなる。
【００３９】
次いで、低高燃用ノズルチップ４Ａの近傍に設けられた、電気火花を形成する着火装置（図示省略）を用いて、空気とミキシングされた低高燃用液体燃料ＬＯに対して着火が行われる。この着火によって、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａから噴霧される低高燃用液体燃料ＬＯの全てが燃焼状態となって、低高燃用ノズルチップ４Ａから低高燃用液体燃料ＬＯが供給されている間、油バーナ１の低燃焼状態が維持される。
【００４０】
本実施形態にかかる油バーナ１を高燃焼状態で作動させる場合には、図４（ａ）に示すように、電磁弁７のソレノイド部７ａを通電状態とし、シャフト部７ｂと共にバルブ部７ｄを上方に持ち上げることによって、高燃用第一空気供給孔１０Ｂを開放させる。
【００４１】
次いで、上記低燃焼の場合と同様に、送風機（図示省略）を駆動させ、ウインドボックス２を介して第一空気供給部５および第二空気供給部６に空気が供給される。この際、電磁弁７のバルブ部７ｄは持ち上げられているため、上部空気供給板１１に穿孔された各高燃用第一空気供給孔１０Ｂは開放され、その結果、低高燃用第二空気供給孔１２Ａおよび高燃用第二空気供給孔１２Ｂのいずれにも空気が供給される。
【００４２】
次いで、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａおよび３つの高燃用ノズルチップ４Ｂから低高燃用液体燃料ＬＯおよび高燃用液体燃料ＨＯが噴霧され（図４参照）、低高燃用第二空気供給孔１２Ａおよび高燃用第二空気供給孔１２Ｂから供給される燃焼用空気とのミキシングが行われる。なお、ここでは、低高燃用液体燃料ＬＯが所定の角度θ２を有する中空円錐状に噴霧され、高燃用液体燃料ＨＯが所定の角度θ３を有する中空円錐状に噴霧される。この所定の角度θ３は、例えば、３０°〜６０°程度が好ましく、本実施形態においては、所定の角度θ３が４５°の高燃用ノズルチップ４Ｂを用いた。
【００４３】
次いで、低高燃用ノズルチップ４Ａの近傍に設けられた、電気火花を形成する着火装置（図示省略）を用いて、空気とミキシングされた低高燃用液体燃料ＬＯに対して着火が行われる。この着火によって、６つのノズルチップ４から噴霧される液体燃料ＬＯ，ＨＯの全てが燃焼状態となって、ノズルチップ４から液体燃料ＬＯ，ＨＯが供給されている間、油バーナ１の高燃焼状態が維持される。
【００４４】
また、本実施形態にかかる油バーナ１は、燃焼状態継続時において、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。
【００４５】
低燃焼から高燃焼への切り換えが行われる場合には、図３の状態（低燃焼状態）から、電磁弁７への通電（シャフト部７ｂの移動に伴うバルブ部７ｄの引き上げ）および高燃用ノズルチップ４Ｂからの高燃用液体燃料ＨＯの噴霧が略同時に行われ、図４の状態（高燃焼状態）に移行する。高燃焼から低燃焼への切り換えが行われる場合には、図４の状態（高燃焼状態）から、電磁弁７への通電解除（スプリング部７ｃの付勢力によるバルブ部７ｄの押し下げ）および高燃用ノズルチップ４Ｂからの高燃用液体燃料ＨＯの噴霧停止が略同時に行われ、図３の状態（低燃焼状態）に移行する。
【００４６】
さて、バーナに対する空気の供給量は、一般にウインドボックス２と送風機との間のダクト内に設けられたダンパや、送風機の回転数を制御するインバータ等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。
【００４７】
しかしながら、従来技術においては、このように液体燃料の供給量に対応して供給された空気が、液体燃料と適切にミキシングされないという問題があった。つまり、液体燃料を適切に燃焼させるために必要な量の空気は供給しているが、その空気が液体燃料と効果的にミキシングしておらず、燃焼状態を悪化させているという問題があった。先に例示した２つのノズルチップの場合で説明すれば、バーナから噴出される空気流速の最適値を高燃焼時の方に合わせると、低燃焼時には空気流速が低下して液体燃料と空気とを燃焼に適した状態にミキシングすることが困難であった。また、ターンダウン比を大きくすればするほど、低燃焼時の空気流速が小さくなって、液体燃料と空気とのミキシングが不十分となって、燃焼性が悪化するという問題があった。
【００４８】
以上のような問題点に鑑み、本実施形態においては、油バーナ１にて高燃焼状態を維持する場合には、全ての第一空気供給孔１０を開放状態として（図４等参照）、ノズルチップ４から噴霧される液体燃料に対して空気を噴出させ、低燃焼状態を維持する場合には、高燃用第一空気供給孔１０Ｂを閉塞状態として（図３等参照）、低高燃用ノズルチップ４Ａから噴霧される液体燃料に対してのみ空気を噴出させるべく構成されている。つまり、高燃時も低燃時も、液体燃料を噴霧しているノズルチップ４にのみ選択的に空気を噴出させて、液体燃料と空気とのミキシングが適切に行われるように構成されている。
【００４９】
このような構成によれば、ダンパ等によって単に全体の空気流量の制御を行うだけであっても、電磁弁７によって空気の供給が選択的に行われるため、ノズルチップ４近傍における空気流速の低下を防止し、液体燃料と空気とのミキシングを効果的に行うことができる。具体的には、低燃焼時においても、油バーナ１先端における燃焼用空気の流速が小さくなりすぎず、所定の空気流速を維持できるため、低Ｏ２域まで、低スモークで安定した燃焼状態を実現することが可能となる。したがって、本実施形態によれば、バーナから噴出される空気流速の最適値を高燃焼時の方に合わせても、低燃焼時に空気流速が低下することがないため、いずれの燃焼状態も良好となって、必要に応じて高いターンダウンを実現することができる。
【００５０】
また、本実施形態によれば、低燃焼時も複数のノズルチップ４Ａから噴霧された液体燃料によって分割火炎が形成されることとなるため、低ＮＯｘ化も図ることができる。これは、分割火炎によって、火炎温度を低下させることができることに起因する。分割火炎を形成すれば、火炎の表面積を増加させ放射冷却を促進させることでできるため、同一の燃焼量で単一の火炎を形成する場合に比較して火炎温度を低下させ得る。ＮＯｘの発生量を左右する要因の一つとして火炎温度があり、ＮＯｘ発生量はこの火炎温度が上昇するのに伴い増加する。したがって、本実施形態によれば、分割火炎を形成することにより、同一の燃焼量で単一の火炎を形成する場合に比較して、低ＮＯｘ化を図ることができる。なお、本実施形態にかかる分割火炎間には、第一空気供給部５からの空気が噴出されているため、この空気が各火炎間の仕切りの役割を果たすことにもなり、分割火炎の構成が適切に維持される。
【００５１】
また、本実施形態においては、低高燃用ノズルチップ４Ａと高燃用ノズルチップ４Ｂとが交互に配置されている。したがって、本実施形態によれば、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａを用いた低燃焼時において、低高燃用ノズルチップ４Ａから噴射された低高燃用液体燃料ＬＯの重なりを低減でき、燃焼性を向上させることが可能となる。この低高燃用ノズルチップ４Ａと高燃用ノズルチップ４Ｂとの交互配置は、低高燃用ノズルチップ４Ａと高燃用ノズルチップ４Ｂとがそれぞれ２つ以上の場合に好適である。
【００５２】
さらに、本実施形態においては、上述した低燃焼時における安定した燃焼状態と有害物質低減化（スモーク低下等）の実現に加え、高燃焼時においても有害物質の低減化を図ることができる。
【００５３】
高燃焼時の燃焼状態の安定性に関しては、低燃焼時と同様に、油バーナ１先端における燃焼用空気を所定の空気流速に維持できることに起因する。つまり、高燃焼時の場合も、低燃焼時と同様に、低Ｏ２域まで、低スモークで安定した燃焼状態を実現することが可能となる。ところが、高燃焼時の有害物質の低減化はこれだけに留まるものではない。
【００５４】
図４等に示される通り、本実施形態にかかる油バーナ１においては、略同心円状に６つのノズルチップ４が配設されており、ここでは低高燃用ノズルチップ４Ａと高燃用ノズルチップ４Ｂとが交互に配されている。したがって、本実施形態にかかる高燃焼時の場合においても、低燃焼時の場合と同様に、分割火炎が形成されることとなって、ＮＯｘの低減を図ることができる。
【００５５】
また、本実施形態においては、低高燃用ノズルチップ４Ａが１時間当たり３ガロンの液体燃料供給性能を有し、高燃用ノズルチップ４Ｂが１時間当たり５ガロンの液体燃料供給性能を有しているため、隣接するノズルチップ４から供給される液体燃料間に濃淡が生ずる。そして、図４（ｂ）からも明らかなように、隣接するノズルチップ４から噴出される液体燃料は重なり合っている部分が存在するため、ここでも濃淡が生ずる。つまり、本実施形態における高燃焼時には、液体燃料濃度に濃い部分と淡い部分とが形成される。ＮＯｘの発生量は、燃料と空気との割合が当量比０．８〜１．０程度で最大となり、この割合よりも燃料濃度が濃い場合でも淡い場合でもＮＯｘの発生量が低減することは既知である。したがって、本実施形態の高燃焼時においては、意図的に濃淡燃焼を形成することによって、ＮＯｘの低減を図ることができる。
【００５６】
すなわち、本実施形態の高燃焼時においては、分割火炎と濃淡燃焼との相乗効果によってＮＯｘの低減を図ることが可能となる。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態にかかる油バーナ１は、燃料供給状態にあるノズルチップ４に対しては選択的に空気の供給が行われ、燃料供給状態にないノズルチップ４に対しては空気の供給が行われないように構成されている。したがって、最小燃焼状態と最大燃焼状態とのターンダウン比を大きく設定し、最大燃焼状態のときに適切な空気量を供給可能な構成とし、燃料（および空気量）を絞って最小燃焼状態としても、空気流速が低下せず、液体燃料と空気とのミキシングが良好に行われることとなるため、安定した燃焼状態を得ることができ、有害物質の低減化を図ることもできる。本実施形態の場合は、低燃・高燃共に安定した燃焼状態を維持しつつ、有害物質の低減化を図って、低燃焼時（３ガロン／時間×３、吐出圧力１．４ＭＰａ、燃焼量４８．１リットル／時間）と高燃焼時（３ガロン／時間×３＋５ガロン／時間×３、吐出圧力１．４ＭＰａ、燃焼量１２８．３リットル／時間）とのターンダウン比（ＴＤＲ）を１：２．７にすることができた。
【００５８】
なお、本発明は、上記第一実施形態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。
【００５９】
例えば、上記第一実施形態においては、空気供給経路を構成する第一空気供給孔１０を開閉す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、必要に応じて第二空気供給孔１２を開閉するように構成しても、また、第一空気供給孔１０および第二空気供給孔１２の両方を開閉するように構成してもよい。さらに、第一空気供給孔１０と第二空気供給孔１２との間の空気供給経路を開閉するように構成してもよい。
【００６０】
また、上記第一実施形態においては、３ガロン／時間の燃料供給性能を有するノズルチップと、５ガロン／時間の燃料供給性能を有するノズルチップとを用い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ず、必要とされるターンダウン比に応じて、使用するノズルチップの燃料供給性能を変更してもよい。
【００６１】
また、上記第一実施形態においては、６つのノズルチップを用い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ず、必要に応じて、５つ以下、あるいは７つ以上のノズルチップを用いて構成してもよい。
【００６２】
また、上記第一実施形態においては、６つのノズルチップの内、３つが高燃用ノズルチップであ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ず、必要に応じて、２つ以下、あるいは４つ以上のノズルチップを高燃用ノズルチップとして使用してもよい。つまり、必要とされるターンダウン比に応じて、高燃用ノズルチップの数（換言すれば、低高燃用ノズルチップの数）を適宜定めることも可能である。ただし、この場合にも、当然のことながら、本発明の趣旨に基づき、燃料供給状態にあるノズルチップに対応した空気供給経路は開放状態とし、燃料供給状態にない（燃料非供給状態にある）ノズルチップに対応した空気供給経路は閉塞状態とする。
【００６３】
また、上記第一実施形態においては、ノズルチップ４がホルダヘッド３Ａの軸心Ｘに対して所定の角度θ１（３０°）を有して設けられ、低高燃用ノズルチップ４Ａの噴霧角度がθ２（４５°）であって、高燃用ノズルチップ４Ｂの噴霧角度がθ３（４５°）であ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るものではない。上記第一実施形態においては、良好な燃焼範囲が最も広くとれるノズルチップ４の噴霧角度として上記のものを採用したが、これは、ホルダヘッド３Ａの軸心Ｘに対するノズルチップ４の設置角度θ１との関係において、変更することも可能である。つまり、設置角度θ１の変更に伴い、適切な噴霧角度を適宜選択することもできる。
【００６４】
＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
【００６５】
図５は、本発明の第二実施形態にかかる油バーナ（本発明の「燃焼装置」に相当）の概略縦断面図を示したものであって、図５（ａ）は低燃焼状態を示し、図５（ｂ）は高燃焼状態を示している。
【００６６】
なお、この第二実施形態にかかる油バーナ５０は、基本的に第一実施形態にて説明した油バーナ１と同様の構成を有しており、その構成要素として、空気供給手段（送風機等）からの空気を選択的に供給するための機構（第一実施形態の場合は電磁弁７）のみが異なる。そこで、以下においては、第一実施形態と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、主に第二実施形態の特徴部分について説明する。
【００６７】
図５に示すように、本実施形態にかかる油バーナ５０は、高燃用ノズルチップ４Ｂに対応した第二空気供給部６中に、空気経路開閉板５１および空気経路開閉スプリング部５２（これらが本発明の「経路開閉手段」に相当）が設けられている。より具体的には、この空気経路開閉板５１と空気経路開閉スプリング部５２とは、高燃用第一空気供給孔１０Ｂと高燃用第二空気供給孔１２Ｂとの間に形成された高燃用空気供給経路中に設けられている。
【００６８】
本実施形態においては、空気供給手段（送風機等）からの空気を選択的に供給するための機構（経路開閉手段）として、この空気経路開閉板５１と空気経路開閉スプリング部５２とが設けられている。空気経路開閉板５１の一方は、上部空気供給板１１近傍にヒンジ結合されており、その他方は、空気経路開閉スプリング部５２に固着されている。また、空気経路開閉スプリング部５２の一方は、空気経路開閉板５１に固着されており、その他方は、下部空気供給板１３近傍の第二筒部材９内壁に固着されている。
【００６９】
空気経路開閉スプリング部５２の付勢力は、送風機から供給される空気の圧力とのバランスに基づき伸縮すべく設定されている。具体的には、低燃焼時の空気供給圧力に対しては、空気経路開閉スプリング部５２の付勢力が上回って伸長状態となり、空気経路開閉板５１が高燃用空気供給経路を閉塞状態とする（図５（ａ）参照）。そして、高燃焼時の空気供給圧力に対しては、空気経路開閉スプリング部５２の付勢力が下回って縮短状態となり、空気経路開閉板５１が高燃用空気供給経路を開放状態とする（図５（ｂ）参照）。
【００７０】
本実施形態にかかる油バーナ５０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。
【００７１】
図５（ａ）は、本実施形態にかかる油バーナ５０が低燃焼状態にある場合の概略縦断面図を示したものである。本実施形態にかかる油バーナ５０を低燃焼状態で作動させる場合には、送風機を駆動させ、ウインドボックス２を介して第一空気供給部５および第二空気供給部６に低燃焼に必要な空気が供給される。
【００７２】
低燃焼に必要な空気が供給された場合には、上述したように、その空気供給圧力よりも空気経路開閉スプリング部５２の付勢力が上回るため、空気経路開閉スプリング部５２が伸長状態となって、空気経路開閉板５１により高燃用空気供給経路が閉塞される。したがって、下部空気供給板１３に穿孔された高燃用第二空気供給孔１２Ｂには空気が供給されないこととなる。
【００７３】
次いで、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａから低高燃用液体燃料ＬＯが所定の角度θ２を有する中空円錐状に噴霧され（図３（ａ），（ｂ）参照）、低高燃用第二空気供給孔１２Ａから供給される燃焼用空気とのミキシングが行われる。
【００７４】
この際、本実施形態においては、上述した通り、高燃用空気供給経路が空気経路開閉板５１によって閉塞されているため、燃料供給状態にある低高燃用ノズルチップ４Ａ（から噴霧される低高燃用液体燃料ＬＯ）に対して、送風機からの空気は選択的に供給される。つまり、燃料供給状態にある低高燃用ノズルチップ４Ａに対しては、低高燃用空気供給経路（第二空気供給孔１２Ａ）を介して空気の供給が行われ、燃料供給状態にない高燃用ノズルチップ４Ｂに対しては、空気の供給が行われないこととなる。
【００７５】
次いで、低高燃用ノズルチップ４Ａの近傍に設けられた、電気火花を形成する着火装置（図示省略）を用いて、空気とミキシングされた低高燃用液体燃料ＬＯに対して着火が行われる。この着火によって、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａから噴霧される低高燃用液体燃料ＬＯの全てが燃焼状態となって、低高燃用ノズルチップ４Ａから低高燃用液体燃料ＬＯが供給されている間、油バーナ５０の低燃焼状態が維持される。
【００７６】
図５（ｂ）は、本実施形態にかかる油バーナ５０が高燃焼状態にある場合の概略縦断面図を示したものである。本実施形態にかかる油バーナ５０を高燃焼状態で作動させる場合には、送風機を駆動させ、ウインドボックス２を介して第一空気供給部５および第二空気供給部６に高燃焼に必要な空気が供給される。
【００７７】
高燃焼に必要な空気が供給された場合には、上述したように、その空気供給圧力よりも空気経路開閉スプリング部５２の付勢力が下回るため、空気経路開閉スプリング部５２が縮短状態となって、高燃用空気供給経路が開放される。したがって、下部空気供給板１３に穿孔された高燃用第二空気供給孔１２Ｂにも空気が供給されることとなる。
【００７８】
次いで、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａおよび３つの高燃用ノズルチップ４Ｂから低高燃用液体燃料ＬＯおよび高燃用液体燃料ＨＯが噴霧され（図４（ｂ）参照）、低高燃用空気供給経路（低高燃用第二空気供給孔１２Ａ）および高燃用空気供給経路（高燃用第二空気供給孔１２Ｂ）から供給される燃焼用空気とのミキシングが行われる。
【００７９】
次いで、低高燃用ノズルチップ４Ａの近傍に設けられた、電気火花を形成する着火装置（図示省略）を用いて、空気とミキシングされた低高燃用液体燃料ＬＯに対して着火が行われる。この着火によって、６つのノズルチップ４から噴霧される液体燃料ＬＯ，ＨＯの全てが燃焼状態となって、ノズルチップ４から液体燃料ＬＯ，ＨＯが供給されている間、油バーナ５０の高燃焼状態が維持される。
【００８０】
また、本実施形態にかかる油バーナ５０も第一実施形態にかかる油バーナ１と同様に、燃焼状態継続時において、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。
【００８１】
低燃焼から高燃焼への切り換えが行われる場合には、当然のことながら、空気供給圧力が増加するため、その空気供給圧力の上昇に伴って空気経路開閉スプリング部５２が縮短して高燃用空気供給経路が開放され、その開放と共に高燃用ノズルチップ４Ｂから高燃用液体燃料ＨＯの噴霧が行われる。高燃焼から低燃焼への切り換えが行われる場合には、空気供給圧力が減少するため、その空気供給圧力の減少に伴って空気経路開閉スプリング部５２が伸長して高燃用空気供給経路が閉塞され、その閉塞と共に高燃用ノズルチップ４Ｂからの高燃用液体燃料ＨＯの噴霧が停止される。
【００８２】
以上のように、本実施形態にかかる油バーナ５０は、第一実施形態の場合と同様に、ダンパ等によって単に全体の空気流量の制御を行うだけであっても、空気経路開閉板５１および空気経路開閉スプリング部５２によって空気の供給が選択的に行われるため、低燃時におけるノズルチップ４近傍における空気流速の低下を防止し、液体燃料と空気とのミキシングを効果的に行うことができる。また、低燃焼時における分割火炎や、高燃焼時における分割火炎、濃淡燃焼等も、第一実施形態と同様である。
【００８３】
つまり、本実施形態は、空気を選択的に供給するための機構（経路開閉手段）が第一実施形態と異なるだけで、技術的思想は同様である。したがって、本実施形態によれば、先に説明した第一実施形態にて得られる効果（高いターンダウンの実現、有害物質の低減）を全て得ることができる。
【００８４】
また、本実施形態にかかる油バーナ５０の経路開閉手段は、上述したように空気経路開閉板５１および空気経路開閉スプリング部５２のみを用いた構成であるため、電磁弁等の電気的要素を有することなく、比較的簡単に構成することが可能となる。
【００８５】
＜第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態について説明する。
【００８６】
図６は、本発明の第三実施形態にかかる油バーナ（本発明の「燃焼装置」に相当）の概略図を示したものであって、図６（ａ）は本実施形態にかかる油バーナの概略縦断面図（低燃焼時）を示し、図６（ｂ）は低燃焼時における図６（ａ）のVI−VI断面図を示し、図６（ｃ）は高燃焼時における図６（ａ）のVI−VI断面図を示している。
【００８７】
なお、この第三実施形態にかかる油バーナ６０は、基本的に第一実施形態にて説明した油バーナ１と同様の構成を有しており、その構成要素として、空気供給手段（送風機等）からの空気を選択的に供給するための機構（第一実施形態の場合は電磁弁７）のみが異なる。そこで、以下においては、第一実施形態と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、主に第三実施形態の特徴部分について説明する。
【００８８】
図６（ａ）に示すように、本実施形態にかかる油バーナ６０は、上部空気供給板１１の上方に空気供給孔開閉板６１（本発明の「経路開閉手段」に相当）が設けられている。この空気供給孔開閉板６１は、図６（ｂ）および図６（ｃ）に示すように、３つの開閉部６２を有しており、これらの開閉部６２が、空気供給孔開閉板６１の回動に伴って、高燃用第一空気供給孔１０Ｂの開閉を行う。空気供給孔開閉板６１は、駆動部（図示省略）によって回動可能に構成されている。
【００８９】
本実施形態にかかる油バーナ６０は、以上のように構成されており、油バーナ６０を低燃焼状態で作動させる場合には、図６（ｂ）に示すように、空気供給孔開閉板６１の開閉部６２を高燃用第一空気供給孔１０Ｂ上に移動させ、高燃用第一空気供給孔１０Ｂを閉塞状態とする。また、油バーナ６０を高燃焼状態で作動させる場合には、図６（ｃ）に示すように、空気供給孔開閉板６１の開閉部６２を高燃用第一空気供給孔１０Ｂ上から移動させ、高燃用第一空気供給孔１０Ｂを開放状態とする。
【００９０】
また、本実施形態にかかる油バーナ６０も第一実施形態にかかる油バーナ１と同様に、燃焼状態継続時において、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。
【００９１】
低燃焼から高燃焼への切り換えが行われる場合には、図６（ｂ）の状態（低燃焼状態）から、空気供給孔開閉板６１の回動（高燃用第一空気供給孔１０Ｂを開放させる方向への回動）および高燃用ノズルチップ４Ｂからの高燃用液体燃料ＨＯの噴霧が略同時に行われ、図６（ｃ）の状態（高燃焼状態）に移行する。高燃焼から低燃焼への切り換えが行われる場合には、図６（ｃ）の状態（高燃焼状態）から、空気供給孔開閉板６１の回動（高燃用第一空気供給孔１０Ｂを閉塞させる方向への回動）および高燃用ノズルチップ４Ｂからの高燃用液体燃料ＨＯの噴霧停止が略同時に行われ、図６（ｂ）の状態（低燃焼状態）に移行する。
【００９２】
以上のように、本実施形態にかかる油バーナ６０は、空気を選択的に供給するための機構（経路開閉手段）が第一実施形態と異なるだけで（第一実施形態は電磁弁７であって、第三実施形態は空気供給孔開閉板６１）、その他の構成および技術的思想は第一実施形態と同様である。したがって、本実施形態によれば、先に説明した第一実施形態にて得られる効果（高いターンダウンの実現、有害物質の低減）を全て得ることができる。
【００９３】
なお、上記第三実施形態は、空気供給孔開閉板６１によって上部空気供給板１２に穿孔された高燃用第一空気供給孔１０Ｂを開閉す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、下部空気供給板１３の上方あるいは下方に図６に示したものと同様の空気供給孔開閉板を設け、これによって下部空気供給板１３に穿孔された高燃用第二空気供給孔１２Ｂの開閉を行うように構成してもよい。
【００９４】
＜第四実施形態＞
次に、本発明の第四実施形態について説明する。
【００９５】
図７は、本発明の第四実施形態にかかる油バーナ（本発明の「燃焼装置」に相当）の概略縦断面図を示したものである。また、図８は、図７に示した油バーナの概略横断面図および下面図を示したものであって、図８（ａ）は図７のVII−VII概略横断面図、図８（ｂ）は図７の油バーナの下面図を示している。
【００９６】
なお、この第四実施形態にかかる油バーナ７０は、基本的に第一実施形態にて説明した油バーナ１と同様の構成を有しており、その構成要素として水噴霧手段を有する点のみが第一実施形態と異なる。そこで、以下においては、第一実施形態と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、主に第四実施形態の特徴部分について説明する。
【００９７】
図７および図８に示すように、本実施形態においては、燃料供給ホルダ３先端部のホルダヘッド３Ａの中心部（軸心Ｘ上）に、水噴霧手段として水噴霧用ノズルチップ７１が設けられている。この水噴霧用ノズルチップ７１は、燃料供給ホルダ３内部に設けられた水供給パイプ部３ｃの一方と連通しており、水供給パイプ部３ｃの他方は水貯留部（図示省略）に連通している。そして、必要に応じて、所定量の水が水供給パイプ部３ｃを介して水噴霧用ノズルチップ７１に供給されるべく構成されている。
【００９８】
また、本実施形態において、各ノズルチップ４は、ホルダヘッド３Ａの軸心Ｘに対して所定の角度θ４を有すべく設けられている。この所定の角度θ４は、例えば、２０°〜４０°程度に設定することが好ましく、本実施形態においては、３０°に設定されている。
【００９９】
本実施形態にかかる油バーナ７０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７および図８に加え、図９および図１０を用いて、その作用効果を具体的に説明する。
【０１００】
図９は、本実施形態にかかる油バーナが低燃焼状態にある場合の概略図を示したものであって、図９（ａ）は概略縦断面図を示し、図９（ｂ）は図９（ａ）の下面図を示している。図１０は、本実施形態にかかる油バーナが高燃焼状態にある場合の概略図を示したものであって、図１０（ａ）は概略縦断面図を示し、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の下面図を示している。なお、図９（ａ）および図１０（ａ）のいずれにおいても、図面の複雑化を避けるため、図示されているノズルチップ以外から供給されている燃料の記載は省略している。
【０１０１】
本実施形態にかかる油バーナ７０を低燃焼状態で作動させる場合には、図９（ａ）に示すように、電磁弁７のソレノイド部７ａを非通電状態とし、スプリング部７ｃの付勢力によりバルブ部７ｄを下方に押し下げることによって、高燃用第一空気供給孔１０Ｂを閉塞させる。
【０１０２】
次いで、送風機（図示省略）を駆動させ、ウインドボックス２を介して第一空気供給部５および第二空気供給部６に空気が供給される。この際、上部空気供給板１１に穿孔された各高燃用第一空気供給孔１０Ｂは、それぞれに対応した電磁弁７のバルブ部７ｄによって閉塞されている。したがって、高燃用第一空気供給孔１０Ｂには、ウインドボックス２を介して空気は供給されず、これに伴い、下部空気供給板１３に穿孔された高燃用第二空気供給孔１２Ｂにも空気は供給されない。
【０１０３】
次いで、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａから低高燃用液体燃料ＬＯが所定の角度θ5を有する中空円錐状に噴霧され（図９参照）、低高燃用第二空気供給孔１２Ａから供給される燃焼用空気とのミキシングが行われる。この所定の角度θ５は、例えば、３０°〜６０°程度が好ましく、本実施形態においては、所定の角度θ５が４５°の低高燃用ノズルチップ４Ａを用いた。
【０１０４】
この際、本実施形態においては、上述した通り、高燃用第一空気供給孔１０Ｂがバルブ部７ｄによって閉塞されているため、燃料供給状態にある低高燃用ノズルチップ４Ａ（から噴霧される低高燃用液体燃料ＬＯ）に対して、送風機からの空気は選択的に供給される。つまり、燃料供給状態にある低高燃用ノズルチップ４Ａに対しては、低高燃用第二空気供給孔１２Ａを介して空気の供給が行われ、燃料供給状態にない高燃用ノズルチップ４Ｂに対しては、空気の供給が行われないこととなる。
【０１０５】
次いで、低高燃用ノズルチップ４Ａの近傍に設けられた、電気火花を形成する着火装置（図示省略）を用いて、空気とミキシングされた低高燃用液体燃料ＬＯに対して着火が行われる。この着火によって、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａから噴霧される低高燃用液体燃料ＬＯの全てが燃焼状態となって、低高燃用ノズルチップ４Ａから低高燃用液体燃料ＬＯが供給されている間、油バーナ７０の低燃焼状態が維持される。
【０１０６】
そして、本実施形態においては、低高燃用ノズルチップ４Ａから供給される低高燃用液体燃料ＬＯへの着火と略同時に、水噴霧用ノズルチップ７１から水Ｗ（火炎冷却用の水）が所定の角度θ６を有する中空円錐状に噴霧される（図９参照）。この所定の角度θ６は、例えば、４５°〜７５°程度が好ましく、本実施形態においては、所定の角度θ６が６０°の水噴霧用ノズルチップ７１を用いた。
【０１０７】
つまり、本実施形態においては、図９に示すように、低高燃用ノズルチップ４Ａから低高燃用液体燃料ＬＯが供給されて、油バーナ７０の低燃焼状態が維持される間、水噴霧用ノズルチップ７１から水Ｗが噴霧されて、火炎の冷却が行われることとなる。
【０１０８】
本実施形態にかかる油バーナ７０を高燃焼状態で作動させる場合には、図１０（ａ）に示すように、電磁弁７のソレノイド部７ａを通電状態とし、シャフト部７ｂと共にバルブ部７ｄを上方に持ち上げることによって、高燃用第一空気供給孔１０Ｂを開放させる。
【０１０９】
次いで、上記低燃焼の場合と同様に、送風機（図示省略）を駆動させ、ウインドボックス２を介して第一空気供給部５および第二空気供給部６に空気が供給される。この際、電磁弁７のバルブ部７ｄは持ち上げられているため、上部空気供給板１１に穿孔された各高燃用第一空気供給孔１０Ｂは開放され、その結果、低高燃用第二空気供給孔１２Ａおよび高燃用第二空気供給孔１２Ｂのいずれにも空気が供給される。
【０１１０】
次いで、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａおよび３つの高燃用ノズルチップ４Ｂから低高燃用液体燃料ＬＯおよび高燃用液体燃料ＨＯが噴霧され（図１０参照）、低高燃用第二空気供給孔１２Ａおよび高燃用第二空気供給孔１２Ｂから供給される燃焼用空気とのミキシングが行われる。なお、ここでは、低高燃用液体燃料ＬＯが所定の角度θ５を有する中空円錐状に噴霧され、高燃用液体燃料ＨＯが所定の角度θ７を有する中空円錐状に噴霧される。この所定の角度θ７は、例えば、３０°〜６０°程度が好ましく、本実施形態においては、所定の角度θ７が４５°の高燃用ノズルチップ４Ｂを用いた。
【０１１１】
次いで、低高燃用ノズルチップ４Ａの近傍に設けられた、電気火花を形成する着火装置（図示省略）を用いて、空気とミキシングされた低高燃用液体燃料ＬＯに対して着火が行われる。この着火によって、６つのノズルチップ４から噴霧される液体燃料ＬＯ，ＨＯの全てが燃焼状態となって、ノズルチップ４から液体燃料ＬＯ，ＨＯが供給されている間、油バーナ７０の高燃焼状態が維持される。
【０１１２】
そして、本実施形態においては、低燃焼の場合と同様に、低高燃用ノズルチップ４Ａから供給される低高燃用液体燃料ＬＯへの着火と略同時に、水噴霧用ノズルチップ７１から水Ｗ（火炎冷却用の水）が所定の角度θ６を有する中空円錐状に噴霧される（図１０参照）。
【０１１３】
つまり、本実施形態においては、高燃焼の場合も低燃焼の場合と同様に、図１０に示すように、ノズルチップ４から液体燃料ＬＯ，ＨＯが供給されて、油バーナ７０の高燃焼状態が維持される間、水噴霧用ノズルチップ７１から水Ｗが噴霧されて、火炎の冷却が行われることとなる。
【０１１４】
本実施形態にかかる油バーナ７０は、以上のように構成されているため、第一実施形態にて得られた種々の効果（高いターンダウンの実現、有害物質の低減）を全て得ることができる。また、これらの効果に加えて、以下の効果も得ることができる。
【０１１５】
本実施形態にかかる油バーナ７０は、図７〜図１０に示すように、ホルダヘッド３Ａに略同心円状に配設されたノズルチップ４の中心部に、水噴霧用ノズルチップ７１が設けられている。そして、低燃焼時および高燃焼時のいずれの場合にも、火炎の内側から中空円錐状に水Ｗが噴霧され、この噴霧された水Ｗがそれぞれの火炎に接触するように構成されている。
【０１１６】
先にも説明した通り、火炎温度の低下はＮＯｘ低減につながるため、水噴霧による火炎冷却は、油バーナ７０の低ＮＯｘ化に大きく寄与する。ただし、この火炎に対する水の噴霧があまりに多量になると、火炎の温度が下がりすぎて燃焼状態が不安定になるという問題がある。
【０１１７】
しかしながら、本実施形態においては、火炎の内側から均等に水Ｗを噴霧させて火炎の冷却を行うことが可能となるため、安定した燃焼状態を維持しつつ、ＮＯｘの低減を図ることができる。
【０１１８】
また、本実施形態においては、水噴霧用ノズルチップ７１の噴霧角度を調整することによって、火炎と水との接触位置を容易に変更可能である。つまり、火炎と水との適切な接触位置を選択することができるため、水噴霧による燃焼状態の阻害を最小限に抑えることが可能となる。具体的には、本実施形態によれば、ノズルチップ４に近接した位置ではなく、ノズルチップ４からある程度離れた接触位置Ｐにて、噴霧された水Ｗを火炎に散布しているため、火炎の燃焼状態の安定化と効果的な火炎冷却とを両立することができる。
【０１１９】
すなわち、本実施形態によれば、火炎内側からの均等な水噴霧と、安定した火炎（ノズルチップ４から離れた位置の火炎）に対する水噴霧とを実施可能であるため、比較的多量の水を噴霧しても、火炎の安定した燃焼状態を妨げることなく火炎冷却を実現して低ＮＯｘ化を図ることができる。
【０１２０】
なお、上記第四実施形態においては、ノズルチップ４がホルダヘッド３Ａの軸心Ｘに対して所定の角度θ４（３０°）を有して設けられ、低高燃用ノズルチップ４Ａの噴霧角度がθ５（４５°）であって、高燃用ノズルチップ４Ｂの噴霧角度がθ７（４５°）であって、水噴霧用ノズルチップ７１の噴霧角度がθ６（６０°）であ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るものではない。これらの角度は、燃焼量や燃焼状態、必要とするＮＯｘ値等を考慮して、適宜選択することが可能である。
【０１２１】
＜第五実施形態＞
次に、本発明の第五実施形態について説明する。
【０１２２】
図１１は、本発明の第五実施形態にかかる油バーナの概略縦断面図を示したものであって、図１１（ａ）は低燃焼状態を示し、図１１（ｂ）は高燃焼状態を示している。
【０１２３】
なお、この第五実施形態にかかる油バーナ８０は、基本的に第二実施形態にて説明した油バーナ５０と同様の構成を有しており、その構成要素として水噴霧手段を有する点のみが第二実施形態と異なる。そこで、以下においては、第二実施形態と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、主に第五実施形態の特徴部分について説明する。また、第四実施形態と同様の構成も有するため、適宜第四実施形態も参照する。
【０１２４】
図１１に示すように、本実施形態においては、燃料供給ホルダ３先端部のホルダヘッド３Ａの中心部に、水噴霧手段として水噴霧用ノズルチップ７１が設けられている。この水噴霧用ノズルチップ７１は、燃料供給ホルダ３内部に設けられた水供給パイプ部３ｃの一方と連通しており、水供給パイプ部３ｃの他方は水貯留部（図示省略）に連通している。そして、必要に応じて、所定量の水が水供給パイプ部３ｃを介して水噴霧用ノズルチップ７１に供給されるべく構成されている。
【０１２５】
また、本実施形態において、ホルダヘッド３Ａに設けられたノズルチップ４の設置角度、各ノズルチップ４の噴霧角度、および水噴霧用ノズルチップ７１の水噴霧角度は、先に説明した第四実施形態と同様に設定されている。
【０１２６】
本実施形態にかかる油バーナ８０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。
【０１２７】
図１１（ａ）は、本実施形態にかかる油バーナ８０が低燃焼状態にある場合の概略縦断面図を示したものである。本実施形態にかかる油バーナ８０を低燃焼状態で作動させる場合には、送風機を駆動させ、ウインドボックス２を介して第一空気供給部５および第二空気供給部６に低燃焼に必要な空気が供給される。
【０１２８】
低燃焼に必要な空気が供給された場合には、その空気供給圧力よりも空気経路開閉スプリング部５２の付勢力が上回るため、空気経路開閉スプリング部５２が伸長状態となって、空気経路開閉板５１により高燃用空気供給経路が閉塞される。したがって、下部空気供給板１３に穿孔された高燃用第二空気供給孔１２Ｂには空気が供給されないこととなる。
【０１２９】
次いで、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａから低高燃用液体燃料ＬＯが所定の角度θ５を有する中空円錐状に噴霧され（図９等参照）、低高燃用第二空気供給孔１２Ａから供給される燃焼用空気とのミキシングが行われる。
【０１３０】
この際、本実施形態においては、高燃用空気供給経路が空気経路開閉板５１によって閉塞されているため、燃料供給状態にある低高燃用ノズルチップ４Ａ（から噴霧される低高燃用液体燃料ＬＯ）に対して、送風機からの空気は選択的に供給される。つまり、燃料供給状態にある低高燃用ノズルチップ４Ａに対しては、低高燃用空気供給経路（第二空気供給孔１２Ａ）を介して空気の供給が行われ、燃料供給状態にない高燃用ノズルチップ４Ｂに対しては、空気の供給が行われないこととなる。
【０１３１】
次いで、低高燃用ノズルチップ４Ａの近傍に設けられた、電気火花を形成する着火装置（図示省略）を用いて、空気とミキシングされた低高燃用液体燃料ＬＯに対して着火が行われる。この着火によって、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａから噴霧される低高燃用液体燃料ＬＯの全てが燃焼状態となって、低高燃用ノズルチップ４Ａから低高燃用液体燃料ＬＯが供給されている間、油バーナ８０の低燃焼状態が維持される。
【０１３２】
そして、本実施形態においては、低高燃用ノズルチップ４Ａから供給される低高燃用液体燃料ＬＯへの着火と略同時に、水噴霧用ノズルチップ７１から水Ｗ（火炎冷却用の水）が所定の角度θ６を有する中空円錐状に噴霧される（図９参照）。
【０１３３】
つまり、本実施形態においては、低高燃用ノズルチップ４Ａから低高燃用液体燃料ＬＯが供給されて、油バーナ８０の低燃焼状態が維持される間、水噴霧用ノズルチップ７１から水が噴霧されて、火炎の冷却が行われることとなる。
【０１３４】
図１１（ｂ）は、本実施形態にかかる油バーナ８０が高燃焼状態にある場合の概略縦断面図を示したものである。本実施形態にかかる油バーナ８０を高燃焼状態で作動させる場合には、送風機を駆動させ、ウインドボックス２を介して第一空気供給部５および第二空気供給部６に高燃焼に必要な空気が供給される。
【０１３５】
高燃焼に必要な空気が供給された場合には、その空気供給圧力よりも空気経路開閉スプリング部５２の付勢力が下回るため、空気経路開閉スプリング部５２が縮短状態となって、高燃用空気供給経路が開放される。したがって、下部空気供給板１３に穿孔された高燃用第二空気供給孔１２Ｂにも空気が供給されることとなる。
【０１３６】
次いで、３つの低高燃用ノズルチップ４Ａおよび３つの高燃用ノズルチップ４Ｂから低高燃用液体燃料ＬＯおよび高燃用液体燃料ＨＯが噴霧され（図１０参照）、低高燃用空気供給経路（低高燃用第二空気供給孔１２Ａ）および高燃用空気供給経路（高燃用第二空気供給孔１２Ｂ）から供給される燃焼用空気とのミキシングが行われる。
【０１３７】
次いで、低高燃用ノズルチップ４Ａの近傍に設けられた、電気火花を形成する着火装置（図示省略）を用いて、空気とミキシングされた低高燃用液体燃料ＬＯに対して着火が行われる。この着火によって、６つのノズルチップ４から噴霧される液体燃料ＬＯ，ＨＯの全てが燃焼状態となって、ノズルチップ４から液体燃料ＬＯ，ＨＯが供給されている間、油バーナ８０の高燃焼状態が維持される。
【０１３８】
そして、本実施形態においては、低燃焼の場合と同様に、低高燃用ノズルチップ４Ａから供給される低高燃用液体燃料ＬＯへの着火と略同時に、水噴霧用ノズルチップ７１から水Ｗ（火炎冷却用の水）が所定の角度θ６を有する中空円錐状に噴霧される（図１０（ａ）参照）。
【０１３９】
つまり、本実施形態においては、高燃焼の場合も低燃焼の場合と同様に、ノズルチップ４から液体燃料ＬＯ，ＨＯが供給されて、油バーナ８０の高燃焼状態が維持される間、水噴霧用ノズルチップ７１から水が噴霧されて、火炎の冷却が行われることとなる。
【０１４０】
本実施形態にかかる油バーナ８０は、以上のように構成されているため、第二実施形態にて得られた種々の効果（高いターンダウンの実現、有害物質の低減）を全て得ることができる。また、これらの効果に加えて、以下の効果も得ることができる。
【０１４１】
本実施形態にかかる油バーナ８０は、ホルダヘッド３Ａに略同心円状に配設されたノズルチップ４の中心部に、水噴霧用ノズルチップ７１が設けられている。そして、低燃焼時および高燃焼時のいずれの場合にも、火炎の内側から中空円錐状に水Ｗが噴霧され、この噴霧された水Ｗがそれぞれの火炎に接触するように構成されている。
【０１４２】
つまり、その燃焼状態は、先に説明した第四実施形態と略同様である。したがって、本実施形態によれば、第四実施形態と同様に、火炎内側からの均等な水噴霧と、安定した火炎（ノズルチップ４から離れた位置の火炎）に対する水噴霧とを実施可能であるため、比較的多量の水を噴霧しても、火炎の安定した燃焼状態を妨げることなく火炎冷却を実現して低ＮＯｘ化を図ることができる。
【０１４３】
＜第六実施形態＞
次に、本発明の第六実施形態について説明する。
【０１４４】
図１２は、本発明の第六実施形態にかかる油バーナ（本発明の「燃焼装置」に相当）の概略図を示したものであって、図１２（ａ）は本実施形態にかかる油バーナの概略縦断面図（低燃焼時）を示し、図１２（ｂ）は低燃焼時における図１２（ａ）のXII−XII断面図を示し、図１２（ｃ）は高燃焼時における図１２（ａ）のXII−XII断面図を示している。
【０１４５】
なお、この第六実施形態にかかる油バーナ９０は、基本的に第三実施形態にて説明した油バーナ６０と同様の構成を有しており、その構成要素として水噴霧手段を有する点のみが第三実施形態と異なる。そこで、以下においては、第三実施形態と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、主に第六実施形態の特徴部分について説明する。また、第四実施形態と同様の構成も有するため、適宜第四実施形態も参照する。
【０１４６】
図１２（ａ）に示すように、本実施形態においては、燃料供給ホルダ３先端部のホルダヘッド３Ａの中心部に、水噴霧手段として水噴霧用ノズルチップ７１が設けられている。この水噴霧用ノズルチップ７１は、燃料供給ホルダ３内部に設けられた水供給パイプ部３ｃの一方と連通しており、水供給パイプ部３ｃの他方は水貯留部（図示省略）に連通している。そして、必要に応じて、所定量の水が水供給パイプ部３ｃを介して水噴霧用ノズルチップ７１に供給されるべく構成されている。
【０１４７】
また、本実施形態において、ホルダヘッド３Ａに設けられたノズルチップ４の設置角度、各ノズルチップ４の噴霧角度、および水噴霧用ノズルチップ７１の水噴霧角度は、先に説明した第四実施形態と同様に設定されている。
【０１４８】
本実施形態にかかる油バーナ９０は、以上のように構成されており、油バーナ９０を低燃焼状態で作動させる場合には、図１２（ｂ）に示すように、空気供給孔開閉板６１の開閉部６２を高燃用第一空気供給孔１０Ｂ上に移動させ、高燃用第一空気供給孔１０Ｂを閉塞状態とする。また、油バーナ９０を高燃焼状態で作動させる場合には、図１２（ｃ）に示すように、空気供給孔開閉板６１の開閉部６２を高燃用第一空気供給孔１０Ｂ上から移動させ、高燃用第一空気供給孔１０Ｂを開放状態とする。
【０１４９】
以上のように、本実施形態にかかる油バーナ９０は、空気を選択的に供給するための機構（経路開閉手段として機能する空気供給孔開閉板６１）を有するため、先に説明した第三実施形態にて得られる効果（高いターンダウンの実現、有害物質の低減）を全て得ることができる。
【０１５０】
また、本実施形態にかかる油バーナ９０は、ホルダヘッド３Ａに略同心円状に配設されたノズルチップ４の中心部に、水噴霧用ノズルチップ７１が設けられている。そして、低燃焼時および高燃焼時のいずれの場合にも、火炎の内側から中空円錐状に水Ｗが噴霧され、この噴霧された水Ｗがそれぞれの火炎に接触するように構成されている。
【０１５１】
つまり、その燃焼状態は、先に説明した第四実施形態と略同様である。したがって、本実施形態によれば、第四実施形態と同様に、火炎内側からの均等な水噴霧と、安定した火炎（ノズルチップ４から離れた位置の火炎）に対する水噴霧とを実施可能であるため、比較的多量の水を噴霧しても、火炎の安定した燃焼状態を妨げることなく火炎冷却を実現して低ＮＯｘ化を図ることができる。
【０１５２】
なお、本発明は、上記各実施形態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。
【０１５３】
上記各実施形態においては、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。
【０１５４】
また、上記各実施形態においては、３ガロン／時間の燃料供給性能を有するノズルチップと、５ガロン／時間の燃料供給性能を有するノズルチップとを用い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ず、必要とされるターンダウン比に応じて、使用するノズルチップの燃料供給性能を変更してもよい。
【０１５５】
また、上記各実施形態においては、６つのノズルチップを用い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ず、必要に応じて、５つ以下、あるいは７つ以上のノズルチップを用いて構成してもよい。
【０１５６】
また、上記各実施形態においては、６つのノズルチップの内、３つが高燃用ノズルチップであ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ず、必要に応じて、２つ以下、あるいは４つ以上のノズルチップを高燃用ノズルチップとして使用してもよい。つまり、必要とされるターンダウン比に応じて、高燃用ノズルチップの数（換言すれば、低高燃用ノズルチップの数）を適宜定めることも可能である。ただし、この場合にも、当然のことながら、本発明の趣旨に基づき、燃料供給状態にあるノズルチップに対応した空気供給経路は開放状態とし、燃料供給状態にない（燃料非供給状態にある）ノズルチップに対応した空気供給経路は閉塞状態とする。
【０１５７】
また、上記第四実施形態〜第六実施形態においては、燃料供給ホルダ３先端部のホルダヘッド３Ａ中心部に水噴霧手段として水噴霧用ノズルチップ７１を設けた構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、水以外の低ＮＯｘ化を促進可能な液体あるいは気体等を噴霧（射出）するような構成としてもよい。したがって、例えば、同様の位置に、蒸気噴霧手段を設けてもよい。水の代わりに蒸気を噴霧した場合であっても、その温度や噴霧量等に応じて、低ＮＯｘ化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる油バーナの概略縦断面図を示したものである。
【図２】図１に示した油バーナの概略横断面図および下面図を示したものであって、図２（ａ）は図１のI−I概略横断面図、図２（ｂ）は図１の油バーナの下面図を示している。
【図３】本発明の第一実施形態にかかる油バーナが低燃焼状態にある場合の概略図を示したものであって、図３（ａ）は概略縦断面図を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）の下面図を示している。
【図４】本発明の第一実施形態にかかる油バーナが高燃焼状態にある場合の概略図を示したものであって、図４（ａ）は概略縦断面図を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）の下面図を示している。
【図５】本発明の第二実施形態にかかる油バーナの概略縦断面図を示したものであって、図５（ａ）は低燃焼状態を示し、図５（ｂ）は高燃焼状態を示している。
【図６】本発明の第三実施形態にかかる油バーナの概略図を示したものであって、図６（ａ）は本実施形態にかかる油バーナの概略縦断面図（低燃焼時）を示し、図６（ｂ）は低燃焼時における図６（ａ）のVI−VI断面図を示し、図６（ｃ）は高燃焼時における図６（ａ）のVI−VI断面図を示している。
【図７】本発明の第四実施形態にかかる油バーナの概略縦断面図を示したものである。
【図８】図７に示した油バーナの概略横断面図および下面図を示したものであって、図８（ａ）は図７のVII−VII概略横断面図、図８（ｂ）は図７の油バーナの下面図を示している。
【図９】本発明の第四実施形態にかかる油バーナが低燃焼状態にある場合の概略図を示したものであって、図９（ａ）は概略縦断面図を示し、図９（ｂ）は図９（ａ）の下面図を示している。
【図１０】本発明の第四実施形態にかかる油バーナが高燃焼状態にある場合の概略図を示したものであって、図１０（ａ）は概略縦断面図を示し、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の下面図を示している。
【図１１】本発明の第五実施形態にかかる油バーナの概略縦断面図を示したものであって、図１１（ａ）は低燃焼状態を示し、図１１（ｂ）は高燃焼状態を示している。
【図１２】本発明の第六実施形態にかかる油バーナの概略図を示したものであって、図１２（ａ）は本実施形態にかかる油バーナの概略縦断面図（低燃焼時）を示し、図１２（ｂ）は低燃焼時における図１２（ａ）のXII−XII断面図を示し、図１２（ｃ）は高燃焼時における図１２（ａ）のXII−XII断面図を示している。
【符号の説明】
【０１５９】
１，５０，６０，７０，８０，９０…油バーナ
２…ウインドボックス
３…燃料供給ホルダ
４…ノズルチップ
５…第一空気供給部
６…第二空気供給部
７…電磁弁
８…第一筒部材
９…第二筒部材
１０…第一空気供給孔
１１…上部空気供給板
１２…第二空気供給孔
１３…下部空気供給板
１４…電磁弁取付板
５１…空気経路開閉板
５２…空気経路開閉スプリング部
６１…空気供給孔開閉板
６２…開閉部
７１…水噴霧用ノズルチップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の燃料供給手段と、前記燃料供給手段から供給される燃料に対して空気を供給する空気供給経路とを備えた燃焼装置であって、
燃料供給状態にある前記燃料供給手段に対して、前記空気供給経路を介して、選択的に空気の供給が行われる
ことを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
前記複数の燃料供給手段に対応した複数の空気供給経路が設けられ、前記空気供給経路がそれぞれ開閉可能であって、
選択的に空気の供給を行うために、燃料供給状態にある前記燃料供給手段に対応する前記空気供給経路を開放状態とし、燃料供給状態にない前記燃料供給手段に対応する前記空気供給経路を閉塞状態とする
請求項１に記載の燃焼装置。
【請求項３】
前記空気供給経路に経路開閉手段が設けられている
請求項２に記載の燃焼装置。
【請求項４】
前記複数の燃料供給手段が、異なる燃料供給性能を有する燃料供給手段を組み合わせて構成されている
請求項１から３のいずれか１項に記載の燃焼装置。
【請求項５】
前記複数の燃料供給手段が、低燃焼時に燃料供給状態となる第一燃料供給手段群と、高燃焼時に前記第一燃料供給手段群と共に燃料供給状態となる第二燃料供給手段群とを用いて構成されており、
前記第一燃料供給手段群を構成する各燃料供給手段と、前記第二燃料供給手段群を構成する各燃料供給手段とが、異なる燃料供給性能を有する
請求項１から４のいずれか１項に記載の燃焼装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の燃焼装置を用いて構成された
ことを特徴とするボイラ。
【請求項１】
複数の燃料供給手段と、前記燃料供給手段から供給される燃料に対して空気を供給する空気供給経路とを備えた燃焼装置であって、
燃料供給状態にある前記燃料供給手段に対して、前記空気供給経路を介して、選択的に空気の供給が行われる
ことを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
前記複数の燃料供給手段に対応した複数の空気供給経路が設けられ、前記空気供給経路がそれぞれ開閉可能であって、
選択的に空気の供給を行うために、燃料供給状態にある前記燃料供給手段に対応する前記空気供給経路を開放状態とし、燃料供給状態にない前記燃料供給手段に対応する前記空気供給経路を閉塞状態とする
請求項１に記載の燃焼装置。
【請求項３】
前記空気供給経路に経路開閉手段が設けられている
請求項２に記載の燃焼装置。
【請求項４】
前記複数の燃料供給手段が、異なる燃料供給性能を有する燃料供給手段を組み合わせて構成されている
請求項１から３のいずれか１項に記載の燃焼装置。
【請求項５】
前記複数の燃料供給手段が、低燃焼時に燃料供給状態となる第一燃料供給手段群と、高燃焼時に前記第一燃料供給手段群と共に燃料供給状態となる第二燃料供給手段群とを用いて構成されており、
前記第一燃料供給手段群を構成する各燃料供給手段と、前記第二燃料供給手段群を構成する各燃料供給手段とが、異なる燃料供給性能を有する
請求項１から４のいずれか１項に記載の燃焼装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の燃焼装置を用いて構成された
ことを特徴とするボイラ。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−１３８５４９（Ｐ２００６−１３８５４９Ａ）
【公開日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３２８８５３（Ｐ２００４−３２８８５３）
【出願日】平成１６年１１月１２日（２００４．１１．１２）
【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１８年６月１日（２００６．６．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月１２日（２００４．１１．１２）
【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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