JP6560885B2 - 燃焼バーナ及びボイラ - Google Patents

Description

本発明は、燃料と空気を混合して燃焼させる燃焼バーナ、この燃焼バーナにより発生した燃焼ガスにより蒸気を生成するボイラに関するものである。

従来の石炭焚きボイラは、中空形状をなして鉛直方向に設置される火炉を有し、この火炉壁に複数の燃焼バーナが周方向に沿って配設されると共に、上下方向に複数段にわたって配置されている。この燃焼バーナは、石炭が粉砕された微粉炭（燃料）と１次空気との混合気が供給されると共に、高温の２次空気が供給され、この混合気と２次空気を火炉内に吹き込むことで火炎を形成し、この火炉内で燃焼可能となっている。そして、この火炉は、上部に煙道が連結され、この煙道に排ガスの熱を回収するための過熱器、再熱器、節炭器などが設けられており、火炉での燃焼により発生した排ガスと水との間で熱交換が行われ、蒸気を生成することができる。

このような石炭焚きボイラの燃焼バーナとしては、例えば、下記特許文献に記載されたものがある。特許文献に記載された燃焼バーナは、微粉炭と１次空気とを混合した燃料ガスを吹き込み可能な燃料ノズルと、この燃料ノズルの外側から２次空気を吹き込み可能な２次空気ノズルとを設けると共に、燃料ノズルの先端部における軸中心側に保炎器を設けることで、この保炎器に微粉炭濃縮流を衝突させ、広い負荷範囲において安定して低ＮＯｘ燃焼を可能とする。

特許第５３７４４０４号公報 特開２０１２−２１５３６２号公報

上述した従来の燃焼バーナでは、保炎器をスプリッタ形状とし、燃料ノズルの先端部に配置することで、保炎器の下流側に再循環領域を形成し、微粉炭の燃焼を維持している。この場合、保炎器における保炎性の向上を図るためには、この保炎器のサイズを大きくしたり、本数を増加したりすることが考えられる。しかし、保炎器のサイズを大きくしたり、本数を増加したりすると、燃料ノズルの先端部での閉塞率が高くなり、互いの保炎器で着火が起こると、着火部周辺の流速が増加し、近くの保炎器での流速が増加することで着火を阻害してしまう着火の干渉が起こる可能性があった。また、保炎器のサイズを大きくすると、燃料ノズルの先端部にて、燃料ガスの流速や微粉炭濃度が変動するため、保炎器全体で均等に火炎が保持されないおそれがある。

本発明は上述した課題を解決するものであり、互いの保炎器での着火の干渉を抑制して保炎性能の向上を図る燃焼バーナ及びボイラを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の燃焼バーナは、燃料と空気とを混合した燃料ガスを噴出する燃料ノズルと、前記燃料ノズルの外側から空気を噴出する２次空気ノズルと、前記燃料ノズルの先端部に前記燃料ノズルの内壁面から所定間隔を空けて配置されて燃料ガスの噴出方向に沿う軸線を中心とするリング形状をなす第１保炎器本体を有する保炎器と、を備えることを特徴とするものである。

従って、燃料ノズル内を流れる燃料ガスは、第１保炎器本体の下流側に再循環領域が形成されることで燃料の燃焼を維持することができる。このとき、保炎器の第１保炎器本体がリング形状をなすことから、保炎器の本数を増加したり保炎器のサイズを大きくしても、互いの保炎器が交差することがないため、着火の干渉を起こすことなく、再循環領域を形成するためのガイド面を十分に確保することができる。また、着火面が１本の線で結ばれるため、一部で着火が起これば、保炎器下流の再循環域を通じて広く着火させることが可能である。また、燃料ノズルの先端部における燃料ガスの流速や燃料濃度の変動を抑制することができる。その結果、互いの保炎器での着火の干渉を抑制して保炎性能の向上を図ることができる。

本発明の燃焼バーナでは、前記保炎器は、前記第１保炎器本体の内側に所定間隔を空けて配置される第２保炎器本体を有することを特徴としている。

従って、第１保炎器本体の内側に所定間隔を空けて第２保炎器本体を配置することで、燃料ノズルの中心部に再循環領域を形成することができ、内部保炎性能を向上することができる。

本発明の燃焼バーナでは、前記第２保炎器本体は、前記軸線を中心とするリング形状をなすことを特徴としている。

従って、第１保炎器本体の内側に所定間隔を空けてリング形状をなす第２保炎器本体を配置することで、燃料ノズルの中心部における広い領域に再循環領域を形成することができ、内部保炎性能を向上することができる。

本発明の燃焼バーナでは、前記第１保炎器本体は、矩形のリング形状または円形のリング形状をなすことを特徴としている。

従って、燃料ノズルの形状に応じて第１保炎器本体の形状を最適化することができる。

本発明の燃焼バーナでは、前記第１保炎器本体は、外周部が複数の支持部材を介して前記燃料ノズルの内壁面に支持されることを特徴としている。

従って、第１保炎器本体を支持部材により燃料ノズル内の最適位置に適正に支持することができる。

本発明の燃焼バーナは、燃料と空気とを混合した燃料ガスを噴出する燃料ノズルと、前記燃料ノズルの外側から空気を噴出する２次空気ノズルと、前記燃料ノズルの先端部に配置されて互いに所定間隔を空けて配置されると共に前記燃料ノズルの内壁面から所定間隔を空けて配置される複数の保炎器本体を有する保炎器と、を備えることを特徴とするものである。

従って、燃料ノズル内を流れる燃料ガスは、保炎器本体の下流側に再循環領域が形成されることで燃料の燃焼を維持することができる。このとき、複数の保炎器本体が互いに所定間隔を空けると共に燃料ノズルの内壁面から所定間隔を空けて配置されることから、保炎器の本数を増加したり保炎器のサイズを大きくしても、互いの保炎器が交差することがないため、着火の干渉を起こすことなく、再循環領域を形成するためのガイド面を十分に確保することができる。また、燃料ノズルの先端部における燃料ガスの流速や燃料濃度の変動を抑制することができる。その結果、互いの保炎器での着火の干渉を抑制して保炎性能の向上を図ることができる。

本発明の燃焼バーナでは、前記複数の保炎器本体は、格子状または千鳥状に配置されることを特徴としている。

従って、着火の干渉を起こすことがないと共に、個々の保炎器本体の周囲を全て着火面とすることができ、燃料ノズル内に複数の保炎器本体を効率良く配置することができる。

本発明の燃焼バーナでは、前記複数の保炎器本体は、互いに対向する部分に平面部が設けられることを特徴としている。

従って、固定燃料は、互いに対向する平面部により所定の領域に集められることとなり、保炎性能の向上を図ることができる。

本発明の燃焼バーナでは、前記保炎器本体は、燃料ガスの噴出方向の下流側に向けて幅広となる三角断面形状をなし、且つ、互いに所定間隔を空けて複数配置され、前記複数の保炎器本体は、互いに対向する部分のいずれか一方の広がり角度が大きく設定されることを特徴としている。

従って、広がり角度が大きい保炎器本体により形成される再循環領域が、隣接する保炎器本体により形成される再循環領域に重複させることができ、火炎を広い領域に伝播させることができ、保炎性能を向上することができる。

本発明の燃焼バーナでは、前記複数の保炎器本体は、前記燃料ノズルの中心側に配置される前記保炎器本体における広がり角度が、前記燃料ノズルの内壁面側に配置される前記保炎器本体における広がり角度より大きく設定されることを特徴としている。

従って、広がり角度が大きい保炎器本体により形成される再循環領域が、隣接する保炎器本体により形成される再循環領域に重複させることができ、火炎を広い領域に伝播させることができ、保炎性能を向上することができる。

本発明の燃焼バーナでは、前記保炎器本体は、燃料ガスの噴出方向の下流側に向けて幅広となる三角断面形状をなし、且つ、互いに所定間隔を空けて複数配置され、前記燃料ノズルの中心側に配置される前記保炎器本体に旋回ベーンが配置されることを特徴としている。

従って、旋回ベーンにより保炎器本体の前方で形成される再循環領域が、隣接する保炎器本体により形成される再循環領域に重複させることができ、火炎を広い領域に伝播させることができ、保炎性能を向上することができる。

また、本発明のボイラは、中空形状をなして鉛直方向に沿って設置される火炉と、前記火炉に配置される燃焼バーナと、前記火炉の上部に配置される煙道と、を有することを特徴とするものである。

従って、燃焼バーナは、互いの保炎器での着火の干渉を抑制して保炎性能の向上を図ることができ、ボイラ効率を向上することができる。

本発明の燃焼バーナ及びボイラによれば、互いの保炎器での着火の干渉を抑制して保炎性能の向上を図ることができる。

図１は、第１実施形態の燃焼バーナの正面図である。 図２は、燃焼バーナの縦断面（図１のII−II断面）図である。 図３は、第１実施形態の燃焼バーナの第１変形例を表す正面図である。 図４は、第１実施形態の燃焼バーナの第２変形例を表す正面図である。 図５は、第１実施形態の燃焼バーナの第３変形例を表す正面図である。 図６は、第１実施形態の石炭焚きボイラを表す概略構成図である。 図７は、燃焼バーナの配置構成を表す平面図である。 図８は、第２実施形態の燃焼バーナの正面図である。 図９は、第２実施形態の燃焼バーナの第１変形例を表す正面図である。 図１０は、第２実施形態の燃焼バーナの第２変形例を表す正面図である。 図１１は、第２実施形態の燃焼バーナの第３変形例を表す正面図である。 図１２は、第３実施形態の燃焼バーナの縦断面である。 図１３は、第３実施形態の燃焼バーナの変形例を表す縦断面図である。 図１４は、第４実施形態の燃焼バーナの縦断面図である。 図１５は、第４実施形態の燃焼バーナの第１変形例を表す縦断面図である。 図１６は、第４実施形態の燃焼バーナの第２変形例を表す正面図である。 図１７は、燃焼バーナの第２変形例を表す縦断面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る燃焼バーナ及びボイラの好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

［第１実施形態］
図６は、第１実施形態の石炭焚きボイラを表す概略構成図、図７は、燃焼バーナの配置構成を表す平面図である。

第１実施形態のボイラは、石炭を粉砕した微粉炭を微粉燃料（固体燃料）として用い、この微粉炭を燃焼バーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収することが可能な微粉炭焚きボイラである。

第１実施形態において、図６に示すように、石炭焚きボイラ１０は、コンベンショナルボイラであって、火炉１１と燃焼装置１２と煙道１３を有している。火炉１１は、四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置され、この火炉１１を構成する火炉壁が伝熱管により構成されている。

燃焼装置１２は、この火炉１１を構成する火炉壁（伝熱管）の下部に設けられている。この燃焼装置１２は、火炉壁に装着された複数の燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５を有している。本実施形態にて、この燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、周方向に沿って４個均等間隔で配設されたものが１セットとして、鉛直方向に沿って５セット、つまり、５段配置されている。但し、火炉の形状や一つの段における燃焼バーナの数、段数はこの実施形態に限定されるものではない。

この各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０を介して粉砕機（微粉炭機／ミル）３１，３２，３３，３４，３５に連結されている。この粉砕機３１，３２，３３，３４，３５は、図示しないが、ハウジング内に鉛直方向に沿った回転軸心をもって粉砕テーブルが駆動回転可能に支持され、この粉砕テーブルの上方に複数の粉砕ローラが粉砕テーブルの回転に連動して回転可能に支持されて構成されている。従って、石炭が複数の粉砕ローラと粉砕テーブルとの間に投入されると、ここで所定の大きさまで粉砕され、搬送用空気（１次空気）により分級された微粉炭を微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０から第１燃焼バーナ２１，２２に供給することができる。

また、火炉１１は、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５の装着位置に風箱３６が設けられており、この風箱３６に空気ダクト３７の一端部が連結されており、この空気ダクト３７は、他端部に送風機３８が装着されている。更に、火炉１１は、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５の装着位置より上方にアディショナル空気ノズル３９が設けられており、このアディショナル空気ノズル３９に空気ダクト３７から分岐した分岐空気ダクト４０の端部が連結されている。従って、送風機３８により送られた燃焼用空気（燃料ガス燃焼用空気／２次空気）を空気ダクト３７から風箱３６に供給し、この風箱３６から各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給することができると共に、送風機３８により送られた燃焼用空気（追加空気）を分岐空気ダクト４０からアディショナル空気ノズル３９に供給することができる。

煙道１３は、火炉１１は、上部に連結されている。この煙道１３は、排ガスの熱を回収するための過熱器（スーパーヒータ）５１，５２，５３、再熱器（リヒータ）５４，５５、節炭器（エコノマイザ）５６，５７が設けられており、火炉１１での燃焼で発生した排ガスと水との間で熱交換が行われる。

煙道１３は、その下流側に熱交換を行った排ガスが排出されるガスダクト５８が連結されている。このガスダクト５８は、空気ダクト３７との間にエアヒータ５９が設けられ、空気ダクト３７を流れる空気と、ガスダクト５８を流れる排ガスとの間で熱交換を行い、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給する燃焼用空気を昇温することができる。

なお、ガスダクト５８は、図示しないが、脱硝装置、電気集塵機、誘引送風機、脱硫装置が設けられ、下流端部に煙突が設けられている。

ここで、燃焼装置１２について詳細に説明するが、この燃焼装置１２を構成する燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、それぞれほぼ同様の構成をなしていることから、燃焼バーナ２１を代表して説明する。

燃焼バーナ２１は、図７に示すように、火炉１１における４つの壁部にそれぞれ設けられる燃焼バーナ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄから構成されている。各燃焼バーナ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、微粉炭供給管２６から分岐した各分岐管２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄが連結されると共に、空気ダクト３７から分岐した各分岐管３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄが連結されている。

そのため、各燃焼バーナ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、火炉１１に対して、微粉炭と搬送用空気が混合した微粉炭混合気（燃料ガス）を吹き込むと共に、その微粉炭混合気の外側に燃焼用空気（Ｃａｏｌ２次空気／２次空気）を吹き込む。そして、この微粉炭混合気に着火することで、４つの火炎Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を形成することができ、この火炎Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は、火炉１１の上方から見て（図２にて）反時計周り方向に旋回する第１火炎旋回流Ｃとなる。

このように構成された石炭焚きボイラ１０にて、図６及び図７に示すように、微粉炭機３１，３２，３３，３４，３５が駆動すると、固体燃料が粉砕され、微粉炭が搬送用空気と共に微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０を通して各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給される。一方、加熱された燃焼用空気は、空気ダクト３７から風箱３６を介して各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給されると共に、分岐空気ダクト４０からアディショナル空気ノズル３９に供給される。すると、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭と搬送用空気とが混合した微粉炭混合気を火炉１１に吹き込むと共に燃焼用空気を火炉１１に吹き込み、このときに着火することで火炎を形成することができる。また、アディショナル空気ノズル３９は、追加空気を火炉１１に吹き込み、燃焼制御を行うことができる。この火炉１１では、微粉炭混合気と燃焼用空気とが燃焼して火炎が生じ、この火炉１１内の下部で火炎が生じると、燃焼ガス（排ガス）がこの火炉１１内を上昇し、煙道１３に排出される。

即ち、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭混合気と燃焼用空気（Ｃａｏｌ２次空気／２次空気）を火炉１１における燃焼領域Ａに吹き込み、このときに着火することで燃焼領域Ａに火炎旋回流Ｃが形成される。そして、この火炎旋回流Ｃは、旋回しながら上昇して還元領域Ｂに至る。アディショナル空気ノズル３９は、追加空気を火炉１１における還元領域Ｂの上方に吹き込む。この火炉１１では、空気の供給量が微粉炭の供給量に対して理論空気量未満となるように設定されることで、内部が還元雰囲気に保持される。そして、微粉炭の燃焼により発生したＮＯｘが火炉１１で還元され、その後、追加空気（アディショナルエア）が供給されることで微粉炭の酸化燃焼が完結され、微粉炭の燃焼によるＮＯｘの発生量が低減される。

そして、図示しない給水ポンプから供給された水は、節炭器５６，５７によって予熱された後、図示しない蒸気ドラムに供給され火炉壁の各水管（図示せず）に供給される間に加熱されて飽和蒸気となり、図示しない蒸気ドラムに送り込まれる。更に、図示しない蒸気ドラムの飽和蒸気は過熱器５１，５２，５３に導入され、燃焼ガスによって過熱される。過熱器５１，５２，５３で生成された過熱蒸気は、図示しない発電プラント（例えば、タービン等）に供給される。また、タービンでの膨張過程の中途で取り出した蒸気は、再熱器５４，５５に導入され、再度過熱されてタービンに戻される。なお、火炉１１をドラム型（蒸気ドラム）として説明したが、この構造に限定されるものではない。

その後、煙道１３の節炭器５６，５７を通過した排ガスは、ガスダクト５８にて、図示しない脱硝装置にて、触媒によりＮＯｘなどの有害物質が除去され、電気集塵機で粒子状物質が除去され、脱硫装置により硫黄分が除去された後、煙突から大気中に排出される。

ここで、このように構成された燃焼バーナ２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）について詳細に説明する。図１は、第１実施形態の燃焼バーナの正面図、図２は、燃焼バーナの縦断面（図１のII−II断面）図である。

燃焼バーナ２１は、図１及び図２に示すように、中心側から燃料ノズル６１と、燃焼用空気ノズル６２と、２次空気ノズル６３が設けられると共に、燃料ノズル６１内に保炎器６４が設けられている。

燃料ノズル６１は、微粉炭（固体燃料）と搬送用空気（１次空気）とを混合した微粉燃料混合気（以下、燃料ガス）３０１を噴出可能なものである。燃焼用空気ノズル６２は、燃料ノズル６１の外側に配置され、燃料ノズル６１から噴出された燃料ガス３０１の外周側に燃焼用空気の一部（燃料ガス燃焼用空気）３０２を噴出可能なものである。２次空気ノズル６３は、燃焼用空気ノズル６２の外側に配置され、燃焼用空気ノズル６２から噴出された燃料ガス燃焼用空気３０２の外周側に燃焼用空気の一部（以下、２次空気）３０３を噴出可能なものである。

保炎器６４は、燃料ノズル６１内であって、燃料ノズル６１の先端部、つまり、燃料ガス３０１の流動方向の下流側に配置されることで、燃料ガス３０１の着火用及び保炎用の部材として機能するものである。この保炎器６４は、第１保炎器本体７１と、第２保炎器本体７２とから構成されている。第１保炎器本体７１は、燃料ノズル６１の先端部にこの燃料ノズル６１の内壁面６１ａから所定間隔（隙間）を空けて配置されており、燃料ガス３０１の噴出方向に沿う軸線（燃料ノズル６１の中心線）Ｏを中心とするリング形状をなしている。第２保炎器本体７２は、第１保炎器本体７１の内側に所定間隔（隙間）を空けて配置されており、燃料ガス３０１の噴出方向に沿う軸線（燃料ノズル６１の中心線）Ｏを中心とする棒形状をなしている。

燃料ノズル６１及び燃焼用空気ノズル６２は、長尺な管状構造をなす。燃料ノズル６１は、４個の平坦な内壁面６１ａにより、長手方向に延びて同一の流路断面形状となる燃料ガス流路Ｐ１を形成しており、先端部（下流側端部）に矩形状の開口部６１ｂが設けられている。燃焼用空気ノズル６２は、燃料ノズル６１の４個の平坦な外壁面６１ｃと、４個の平坦な内壁面６２ａにより、長手方向に延びて同一の流路断面形状となる燃焼用空気流路Ｐ２を形成しており、先端部（下流側端部）に矩形リング形状の開口部６２ｂが設けられている。そのため、燃料ノズル６１と燃焼用空気ノズル６２は、二重管構造となっている。

２次空気ノズル６３は、燃料ノズル６１及び燃焼用空気ノズル６２の外側に配置される長尺な管状構造をなす。２次空気ノズル６３は、単独二重管構造をなし、燃焼用空気ノズル６２の外側に所定隙間を空けて配置されている。２次空気ノズル６３は、４個の平坦な内壁面６３ａと４個の平坦な外壁面６３ｃにより、長手方向に延びて同一の流路断面形状となる２次空気流路Ｐ３を形成しており、先端部（下流側端部）に矩形リング形状の開口部６３ｂが設けられている。

そのため、燃料ノズル６１（燃料ガス流路Ｐ１）の開口部６１ｂの外側に燃焼用空気ノズル６２（燃焼用空気流路Ｐ２）の開口部６２ｂが配設され、この燃焼用空気ノズル６２（燃焼用空気流路Ｐ２）の開口部６２ｂの外側に所定間隔を空けて２次空気ノズル６３（２次空気流路Ｐ３）の開口部６３ｂが配設されることとなる。燃料ノズル６１と燃焼用空気ノズル６２と２次空気ノズル６３と、保炎器６４は、各開口部６１ｂ，６２ｂ，６３ｂが燃料ガス３０１や空気の流れ方向における同位置に同一面上に揃えられて配置されている。

なお、２次空気ノズル６３は、単独の二重管構造として配置せずに、燃焼用空気ノズル６２の外側に隙間を設けずに形成してもよい。また、２次空気ノズル６３は、矩形リング形状とせずに、燃焼用空気ノズル６２の上方及び下方と左方及び右方に４分割して配置してもよい。

第１保炎器本体７１は、正面視（図１の図示方向）が矩形（四角形）のリング形状をなしており、燃料ガス３０１の流れ方向に沿った四角筒形状をなしている。第１保炎器本体７１は、幅方向に沿って破断した断面形状（図２）にて、幅が一定な平坦部７３と、この平坦部７３の前端部（燃料ガス３０１の流れ方向の下流端部）に一体に設けられた拡幅部７４とから構成されている。平坦部７３は、燃料ガス３０１の流れ方向に沿って幅が一定である。拡幅部７４は、燃料ガス３０１の流れ方向に向かって幅が大きくなる。この拡幅部７４は、断面が略二等辺三角形状をなし、基端部が平坦部７３に連結され、先端部が燃料ガス３０１の流れ方向の下流側に向って幅が広くなり、前端がこの燃料ガス３０１の流れ方向に直交する平面となっている。即ち、拡幅部７４は、四角リング形状をなす内側に燃料ガス３０１の流れ方向に対して中心線Ｏ側に傾斜する第１ガイド面７４ａと、四角リング形状をなす外側に燃料ガス３０１の流れ方向に対して中心線Ｏから離間する側に傾斜する第２ガイド面７４ｂと、四角リング形状をなす前端側の端面７４ｃとを有している。この場合、拡幅部７４は、その長手方向に沿って幅が一定となっているが、４辺における縦辺と横辺で幅を異ならせてもよく、また、燃料ノズル６１の形状に応じて適宜設定すればよい。また、第１ガイド面７４ａと第２ガイド面７４ｂと端面７４ｃは、平面であることが望ましいが、凹状または凸状に屈曲または湾曲した面であってもよい。

一方、第２保炎器本体７２は、正面視（図１の図示方向）が矩形（四角形）の四角柱状をなしており、燃料ガス３０１の流れ方向に沿った四角棒形状をなしている。第２保炎器本体７２は、幅方向に沿って破断した断面形状（図２）にて、幅が一定な平坦部７５と、この平坦部７５の前端部（燃料ガス３０１の流れ方向の下流端部）に一体に設けられた拡幅部７６とから構成されている。平坦部７５は、燃料ガス３０１の流れ方向に沿って幅と高さが一定である。拡幅部７６は、燃料ガス３０１の流れ方向に向かって幅と高さが大きくなる。この拡幅部７６は、平面視及び側面（または、断面）視が略二等辺三角形状をなし、基端部が平坦部７５に連結され、先端部が燃料ガス３０１の流れ方向の下流側に向って幅が広くなり、前端がこの燃料ガス３０１の流れ方向に直交する平面となっている。即ち、拡幅部７６は、四角棒形状をなす外側に燃料ガス３０１の流れ方向に対して中心線Ｏから離間する側に傾斜するガイド面７６ａと、四角形状をなす前端側の端面７６ｃとを有している。この場合、ガイド面７６ａと端面７４ｃは、平面であることが望ましいが、凹状または凸状に屈曲または湾曲した面であってもよい。

この場合、第１保炎器本体７１は、前述したように、燃料ノズル６１の内壁面６１ａから所定間隔の隙間を空けて配置されているが、この所定間隔とは、少なくとも第１保炎器本体７１における拡幅部７４の幅以上の隙間、または、少なくとも第１保炎器本体７１における拡幅部７４が熱延びにより燃料ノズル６１の内壁面６１ａに干渉（接触）しない程度の隙間である。また、第２保炎器本体７２は、第１保炎器本体７１の内側に所定間隔の隙間を空けて配置されているが、この所定間隔とは、少なくとも第２保炎器本体７２における拡幅部７６の幅以上の隙間、または、少なくとも第２保炎器本体７２における拡幅部７６が熱延びにより第１保炎器本体７１に干渉（接触）しない程度の隙間である。

燃料ノズル６１は、内部にこの保炎器６４として第１、第２保炎器本体７１，７２が配置されていることから、燃料ガス流路Ｐ１が２個の領域に分割されることとなる。即ち、燃料ガス流路Ｐ１は、第１保炎器本体７１と燃料ノズル６１の内壁面６１ａとの間の第１燃料ガス流路Ｐ１１と、第１保炎器本体７１と第２保炎器本体７２の間の第２燃料ガス流路Ｐ１２とに分割される。そして、第１、第２保炎器７１，７２は、先端部に拡幅部７４，７６がそれぞれ設けられており、この拡幅部７４，７６は、各端面７４ｃ，７６ｃが燃料ノズル６１の開口部６１ｂと燃料ガス３０１の流れ方向における同位置に同一面上に揃えられて配置されている。

第１保炎器本体７１は、外周部が複数（本実施形態では、８個）の支持部材７７を介して燃料ノズル６１の内壁面６１ａに支持されている。各支持部材７７は、第１保炎器本体７１の４個の角部の近傍を支持している。各支持部材７７は、燃料ノズル６１の内壁面６１ａと第１保炎器本体７１の平坦部７３の一部とを連結しており、拡幅部７４の領域には設けられていない。また、第２保炎器本体７２は、外周部が複数（本実施形態では、４個）の支持部材７８を介して第１保炎器本体７１に支持されている。各支持部材７８は、第２保炎器本体７２の４個の角部の近傍を支持している。各支持部材７８は、第１保炎器本体７１の内壁面と第２保炎器本体７２の平坦部７５の一部とを連結しており、拡幅部７６の領域には設けられていない。

なお、各支持部材７７，７８は、各保炎器本体７１，７２を支持するものであることから、燃料ガス３０１の流れや保炎に対して影響を与えるものではなく、各保炎器本体７１，７２（平坦部７３，７５、拡幅部７４，７６）の幅（厚さ）よりも極力小さい幅（薄い厚さ）に設定されている。また、この実施形態では、支持部材７７，７８により保炎器本体７１，７２の平坦部７３，７５を支持するようにしたが、拡幅部７６を支持してもよいし、平坦部７３，７５と拡幅部７６の両方を支持してもよい。また、支持部材７７，７８により各保炎器本体７１，７２を支持する周方向の支持位置は、実施形態に限るものではない。

このように構成された燃料バーナ２１にて、燃料ガス（微粉炭と１次空気）３０１は、燃料ノズル６１の燃料ガス流路Ｐ１を流れ、開口部６１ｂから火炉１１（図２参照）内に噴出される。燃料ガス燃焼用空気３０２は、燃焼用空気ノズル６２の燃焼用空気流路Ｐ２を流れ、開口部６１ｂから燃料ガス３０１の外側に噴出される。２次空気３０３は、２次空気ノズル６３の２次空気流路Ｐ３を流れ、開口部６３ｂから燃料ガス燃焼用空気３０２の外側に噴出される。このとき、燃料ガス（微粉炭と１次空気）３０１、燃料ガス燃焼用空気３０２、２次空気３０３は、旋回させずにバーナ軸線方向（中心線Ｏ）に沿った直進流として噴出させている。

このとき、燃料ガス３０１は、燃料ノズル６１の開口部６１ｂにて、第１保炎器本体７１及び第２保炎器本体７２により分岐して流れ、ここで着火されて燃焼し、燃焼ガスとなる。また、この燃料ガス３０１の外周に燃料ガス３０１燃焼用空気が噴出されることで、燃料ガス３０１の燃焼が促進される。更に、燃焼火炎の外周に２次空気３０３が噴出されることで、燃料ガス燃焼用空気と２次空気３０３の割合を調整し、最適な燃焼を得ることができる。

そして、保炎器６４は、第１保炎器本体７１及び第２保炎器本体７２の拡幅部７４，７６がスプリット形状をなしているため、燃料ガス３０１が拡幅部７４，７６の各ガイド面７４ａ，７４ｂ，７６ａに沿って流れ、端面７４ｃ，７６ｃ側に回り込むことで、この端面７４ｃ，７６ｃの前方に再循環領域が形成される。そのため、燃料ガス３０１は、この再循環領域で着火と保炎が行われることとなり、燃焼火炎の内部保炎（燃料ノズル６１における中心線Ｏ側の中央領域における保炎）が実現される。すると、燃焼火炎の外周部が低温となり、２次空気３０３により高酸素雰囲気下にある燃焼火炎の外周部の温度を低くすることができ、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。

また、第１保炎器本体７１がリング形状をなし、第２保炎器本体７２が棒状をなし、燃料ノズル６１と第１保炎器本体７１と第２保炎器本体７２とが連結されずに燃料ガス流路Ｐ１１，Ｐ１２を介して前述した所定間隔を空けて離間している。そのため、燃料ガス３０１は、第１保炎器本体７１の各ガイド面７４ａ，７４ｂと第２保炎器本体７２のガイド面７６ａにより多重のリング形状をなす再循環領域を形成することができ、再循環領域を形成することができない領域を減少することで、保炎性能を向上することができる。また、第１保炎器本体７１による保炎と、第２保炎器本体７２による保炎との干渉を抑制することができる。

なお、燃焼バーナ２１にて、保炎器６４の構成は、上述した実施形態に限定されるものではない。図３は、第１実施形態の燃焼バーナの第１変形例を表す正面図、図４は、第１実施形態の燃焼バーナの第２変形例を表す正面図、図５は、第１実施形態の燃焼バーナの第３変形例を表す正面図である。

図３に示すように、燃料ノズル６１は、先端部、つまり、燃料ガスの流動方向の下流側に保炎器８０が配置されている。この保炎器８０は、燃料ノズル６１の燃料ガスの着火用及び保炎用の部材として機能するものである。この保炎器８０は、第１保炎器本体８１と、第２保炎器本体８２とから構成されている。第１保炎器本体８１は、第１実施形態の第１保炎器本体７１と同様に、燃料ノズル６１の先端部にこの燃料ノズル６１の内壁面６１ａから所定間隔（隙間）を空けて配置されており、燃料ガスの噴出方向に沿う軸線（燃料ノズル６１の中心線）Ｏを中心とする矩形のリング形状をなしている。第２保炎器本体８２は、第１保炎器本体８１の内側に所定間隔（隙間）を空けて配置されており、燃料ガスの噴出方向に沿う軸線（燃料ノズル６１の中心線）Ｏを中心とする矩形のリング形状をなしている。

燃料ノズル６１は、内部にこの保炎器８０として第１、第２保炎器本体８１，８２が配置されていることから、燃料ガス流路Ｐ１が３個の領域に分割されることとなる。即ち、燃料ガス流路Ｐ１は、第１保炎器本体８１と燃料ノズル６１の内壁面６１ａとの間の第１燃料ガス流路Ｐ１１と、第１保炎器本体８１と第２保炎器本体８２の間の第２燃料ガス流路Ｐ１２と、第２保炎器本体８２の内側の第３燃料ガス流路Ｐ１３とに分割される。なお、図示しないが、第１、第２保炎器８１，８２は、先端部に拡幅部がそれぞれ設けられている。

第１保炎器本体８１は、外周部が複数（本実施形態では、８個）の支持部材８３を介して燃料ノズル６１の内壁面６１ａに支持されている。また、第２保炎器本体８２は、外周部が複数（本実施形態では、８個）の支持部材８４を介して第１保炎器本体８１に支持されている。

図４に示すように、燃料ノズル６１は、先端部、つまり、燃料ガスの流動方向の下流側に保炎器９０が配置されている。この保炎器９０は、燃料ノズル６１の燃料ガスの着火用及び保炎用の部材として機能するものである。この保炎器９０は、第１保炎器本体９１と、第２保炎器本体９２とから構成されている。第１保炎器本体９１は、燃料ノズル６１の先端部にこの燃料ノズル６１の内壁面６１ａから所定間隔（隙間）を空けて配置されており、燃料ガスの噴出方向に沿う軸線（燃料ノズル６１の中心線）Ｏを中心とする円形のリング形状をなしている。第２保炎器本体９２は、第１保炎器本体９１の内側に所定間隔（隙間）を空けて配置されており、燃料ガスの噴出方向に沿う軸線（燃料ノズル６１の中心線）Ｏを中心とする円柱形状をなしている。

燃料ノズル６１は、内部にこの保炎器９０として第１、第２保炎器本体９１，９２が配置されていることから、燃料ガス流路Ｐ１が２個の領域に分割されることとなる。即ち、燃料ガス流路Ｐ１は、第１保炎器本体９１と燃料ノズル６１の内壁面６１ａとの間の第１燃料ガス流路Ｐ１１と、第１保炎器本体９１と第２保炎器本体９２の間の第２燃料ガス流路Ｐ１２とに分割される。なお、図示しないが、第１、第２保炎器９１，９２は、先端部に拡幅部がそれぞれ設けられている。

第１保炎器本体９１は、外周部が複数（本実施形態では、４個）の支持部材９３を介して燃料ノズル６１の内壁面６１ａに支持されている。また、第２保炎器本体９２は、外周部が複数（本実施形態では、４個）の支持部材９４を介して第１保炎器本体９１に支持されている。

図５に示すように、燃料ノズル６１は、先端部、つまり、燃料ガスの流動方向の下流側に保炎器１００が配置されている。この保炎器１００は、燃料ノズル６１の燃料ガスの着火用及び保炎用の部材として機能するものである。この保炎器１００は、第１保炎器本体１０１と、第２保炎器本体１０２とから構成されている。第１保炎器本体１０１は、第１保炎器本体９１と同様に、燃料ノズル６１の先端部にこの燃料ノズル６１の内壁面６１ａから所定間隔（隙間）を空けて配置されており、燃料ガスの噴出方向に沿う軸線（燃料ノズル６１の中心線）Ｏを中心とする円形のリング形状をなしている。第２保炎器本体１０２は、第１保炎器本体１０１の内側に所定間隔（隙間）を空けて配置されており、燃料ガスの噴出方向に沿う軸線（燃料ノズル６１の中心線）Ｏを中心とする円形のリング形状をなしている。

燃料ノズル６１は、内部にこの保炎器１００として第１、第２保炎器本体１０１，１０２が配置されていることから、燃料ガス流路Ｐ１が３個の領域に分割されることとなる。即ち、燃料ガス流路Ｐ１は、第１保炎器本体１０１と燃料ノズル６１の内壁面６１ａとの間の第１燃料ガス流路Ｐ１１と、第１保炎器本体１０１と第２保炎器本体１０２の間の第２燃料ガス流路Ｐ１２と、第２保炎器本体１０２の内側の第３燃料ガス流路Ｐ１３とに分割される。なお、図示しないが、第１、第２保炎器１０１，１０２は、先端部に拡幅部がそれぞれ設けられている。

第１保炎器本体１０１は、外周部が複数（本実施形態では、４個）の支持部材１０３を介して燃料ノズル６１の内壁面６１ａに支持されている。また、第２保炎器本体１０２は、外周部が複数（本実施形態では、４個）の支持部材１０４を介して第１保炎器本体１０１に支持されている。

なお、保炎器本体の形状は、四角リング形状や円形リング形状に限定されるものではなく、多角形リング形状や楕円リング形状などであってもよい。また、第１保炎器本体と第２保炎器本体との組み合わせは、同形状の組み合わせに限定されるものではなく、四角リング形状と円形リング形状との異形の組み合わせであってもよい。更に、保炎器本体２個の組み合わせに限らず、１個または３個以上組み合わせてもよいものである。

このように第１実施形態の燃焼バーナにあっては、微粉炭と空気とを混合した燃料ガスを噴出する燃料ノズル６１と、燃料ノズル６１の外側から空気を噴出する燃焼用空気ノズル６２と、燃料ノズル６１の先端部に燃料ノズル６１の内壁面６１ａから所定間隔を空けて配置されて燃料ガスの噴出方向に沿う軸線を中心Ｏとするリング形状をなす第１保炎器本体７１（８１，９１，１０１）を有する保炎器６４（８０，９０，１００）とを設けている。

従って、燃料ノズル６１内を流れる燃料ガスは、第１保炎器本体７１の下流側に再循環領域が形成されることで燃料ガス（微粉炭）の燃焼を維持することができる。このとき、第１保炎器本体７１がリング形状をなすことから、第１保炎器本体７１の本数増加やサイズ拡大をしても、互いの保炎器が交差することがないために着火の干渉を起こすことなく、再循環領域を形成するためのガイド面を十分に確保することができる。また、着火面が１本の線で結ばれるため、一部で着火が起これば、第１保炎器本体７１の再循環領域を通じて広く着火させることが可能となる。また、燃料ノズル６１の先端部における燃料ガスの流速や燃料濃度の変動を抑制することができる。その結果、互いの保炎器での着火の干渉を抑制して保炎性能の向上を図ることができる。

一方、従来の井桁状に組んだ保炎器では、保炎性を向上するためには、この保炎器の本数を増加したり、サイズを大きくする必要があり、互いの保炎器が交差することで着火の干渉を起こしてしまう。また、保炎器のサイズを大きくすると、燃料ノズルの先端部における燃料ガスの流速や微粉炭濃度が変動するため、保炎器全体で均等に火炎が保持されないおそれがある。即ち、井桁状に組んだ保炎器では、交差部に燃料ガスが接触することがないため、保炎に寄与しない無駄な領域が生じることとなり、燃料ノズルの先端部での閉塞率が高くなる。

第１実施形態の燃焼バーナでは、保炎器６４として、第１保炎器本体７１の内側に所定間隔を空けて配置される第２保炎器本体７２（８２，９２，１０２）を設けている。従って、第２保炎器本体７２により燃料ノズル６１の中心部に再循環領域を形成することができ、内部保炎性能を向上することができる。

第１実施形態の燃焼バーナでは、第１保炎器本体７１（８１，９１，１０１）を矩形のリング形状または円形のリング形状としている。従って、燃料ノズル６１の形状に応じて第１保炎器本体７１の形状を最適化することができる。

第１実施形態の燃焼バーナでは、第１保炎器本体７１（８１，９１，１０１）は、外周部が複数の支持部材７７（８３，９３，１０３を介して燃料ノズル６１の内壁面６１ａに支持されている。従って、第１保炎器本体７１を支持部材７７により燃料ノズル６１における最適位置に適正に支持することができる。

第１実施形態の燃焼バーナでは、第２保炎器本体７２（１０２）を軸線Ｏを中心とするリング形状としている。従って、第１保炎器本体７１の内側に所定間隔を空けてリング形状をなす第２保炎器本体７２を配置することで、燃料ノズル６１の中心部における広い領域に再循環領域を形成することができ、内部保炎性能を向上することができる。

第１実施形態のボイラにあっては、中空形状をなして鉛直方向に沿って設置される火炉１１と、火炉１１に配置される燃焼装置１２と、火炉１１の上部に配置される煙道１３とを設けている。従って、燃焼装置１２が上述した燃焼バーナ２１を有することで、互いの保炎器での着火の干渉を抑制して保炎性能の向上を図ることができ、ボイラ効率を向上することができる。

［第２実施形態］
図８は、第２実施形態の燃焼バーナの正面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

第２実施形態において、図８に示すように、燃焼バーナ２１Ａは、中心側から燃料ノズル６１と、燃焼用空気ノズル６２と、２次空気ノズル６３が設けられると共に、燃料ノズル６１内に保炎器１１０が設けられている。

燃料ノズル６１は、微粉炭と搬送用空気とを混合した燃料ガスを噴出可能なものである。燃焼用空気ノズル６２は、燃料ノズル６１から噴出された燃料ガスの外周側に燃料ガス燃焼用空気を噴出可能なものである。２次空気ノズル６３は、燃焼用空気ノズル６２から噴出された燃料ガス燃焼用空気の外周側に２次空気３０３を噴出可能なものである。

保炎器１１０は、燃料ノズル６１内であって、燃料ノズル６１の先端部、つまり、燃料ガスの流動方向の下流側に配置されることで、燃料ガスの着火用及び保炎用の部材として機能するものである。この保炎器１１０は、複数（本実施形態では、４個）の保炎器本体１１１から構成されており、複数の保炎器本体１１１は、互いに所定間隔（隙間）を空けて配置されると共に、燃料ノズル６１の内壁面６１ａから所定間隔を空けて配置されている。また、各保炎器本体１１１は、燃料ガスの噴出方向に沿う軸線（燃料ノズル６１の中心線）Ｏに平行な棒形状をなしている。

各保炎器本体１１１は、同形状をなし、正面視（図８の図示方向）が矩形（四角形）をなしており、燃料ガスの流れ方向に沿った四角柱形状をなしている。保炎器本体１１１は、図示しないが、幅及び高さが一定な平坦部と、この平坦部の前端部（燃料ガスの流れ方向の下流端部）に一体に設けられた拡幅部とから構成されている。拡幅部は、燃料ガスの流れ方向に向かって幅と高さが大きくなる。この拡幅部は、断面が略二等辺三角形状をなし、基端部が平坦部に連結され、先端部が燃料ガスの流れ方向の下流側に向って幅が広くなり、前端がこの燃料ガスの流れ方向に直交する平面となっている。そのため、拡幅部は、四方に広がるように傾斜するガイド面１１１ａと、前端側の端面１１１ｂとを有している。この場合、ガイド面と端面は、平面であることが望ましいが、凹状または凸状に屈曲または湾曲した面であってもよい。

この場合、保炎器本体１１１は、前述したように、互いに所定間隔の隙間を空けて配置されているが、この所定間隔とは、少なくとも保炎器本体１１１における拡幅部の幅以上の隙間、または、少なくとも保炎器本体１１１における拡幅部が熱延びにより保炎器本体１１１や燃料ノズル６１の内壁面６１ａに干渉（接触）しない程度の隙間である。

燃料ノズル６１は、内部にこの保炎器１１０として複数の保炎器本体１１１が格子状に配置されている。この場合、複数の保炎器本体１１１同士の間隔と、保炎器本体１１１と燃料ノズル６１との間隔は、同寸法に設定されている。そのため、複数の保炎器本体１１１は、互いに対向する部分のガイド面１１１ａが平面部となっている。なお、図８に二点鎖線で示すように、燃料ガスの噴出方向に沿う軸線Ｏの位置にも保炎器本体１１１を配置してもよい。そして、保炎器本体１１１は、先端部に拡幅部が設けられており、この拡幅部は、各端面が燃料ノズル６１の開口部と燃料ガスの流れ方向における同位置に同一面上に揃えられて配置されている。

複数の保炎器本体１１１は、複数（本実施形態では、８個）の支持部材１１２を介して燃料ノズル６１の内壁面６１ａに支持されている。各支持部材１１２は、燃料ノズル６１の内壁面６１ａと保炎器本体１１１の平坦部とを連結しており、拡幅部の領域には設けられていない。また、複数の保炎器本体１１１同士は、複数（本実施形態では、４個）の支持部材１１３を介して連結されている。各支持部材１１３は、保炎器本体１１１の平坦部同士を連結しており、拡幅部の領域には設けられていない。

そのため、燃料バーナ２１Ａにて、燃料ガスは、燃料ノズル６１の流路を流れ、開口部から火炉１１（図２参照）内に噴出される。燃料ガス燃焼用空気は、燃焼用空気ノズル６２の流路を流れ、開口部から燃料ガスの外側に噴出される。２次空気３０３は、２次空気ノズル６３の流路を流れ、開口部から燃料ガス燃焼用空気の外側に噴出される。このとき、燃料ガス（微粉炭と１次空気）、燃料ガス燃焼用空気、２次空気３０３は、旋回させずにバーナ軸線方向（中心線Ｏ）に沿った直進流として噴出させている。そして、燃料ガスは、燃料ノズル６１の開口部にて、複数の保炎器本体１１１に沿って流れ、ここで着火されて燃焼し、燃焼ガスとなる。また、この燃料ガスの外周に燃料ガス燃焼用空気が噴出されることで、燃料ガスの燃焼が促進される。更に、燃焼火炎の外周に２次空気が噴出されることで、燃料ガス燃焼用空気と２次空気の割合を調整し、最適な燃焼を得ることができる。

そして、保炎器１１０は、複数の保炎器本体１１１の拡幅部がスプリット形状をなしているため、燃料ガスが拡幅部の各ガイド面１１１ａに沿って流れ、端面１１１ｂ側に回り込むことで、この端面１１１ｂの前方に再循環領域が形成される。そのため、燃料ガスは、この再循環領域で着火と保炎が行われることとなり、燃焼火炎の内部保炎が実現される。すると、燃焼火炎の外周部が低温となり、２次空気により高酸素雰囲気下にある燃焼火炎の外周部の温度を低くすることができ、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。

また、複数の保炎器本体１１１が所定間隔を空けて格子状に点在している。そのため、燃料ガスは、各保炎器本体１１１の各ガイド面１１１ａにより燃料ノズル６１内で複数の再循環領域を形成することができ、再循環領域を形成することができない領域を減少することで、保炎性能を向上することができる。

なお、燃焼バーナ２１Ａにて、保炎器１１０の構成は、上述した実施形態に限定されるものではない。図９は、第２実施形態の燃焼バーナの第１変形例を表す正面図、図１０は、第２実施形態の燃焼バーナの第２変形例を表す正面図、図１１は、第２実施形態の燃焼バーナの第３変形例を表す正面図である。

図９に示すように、燃料ノズル６１は、先端部、つまり、燃料ガスの流動方向の下流側に保炎器１２０が配置されている。この保炎器１２０は、燃料ノズル６１の燃料ガスの着火用及び保炎用の部材として機能するものである。この保炎器１２０は、複数（本実施形態では、４個）の保炎器本体１２１から構成されており、複数の保炎器本体１２１は、互いに所定間隔を空けて配置されると共に、燃料ノズル６１の内壁面６１ａから所定間隔を空けて配置されている。また、各保炎器本体１１１は、燃料ガスの噴出方向に沿う軸線（燃料ノズル６１の中心線）Ｏに平行な円柱形状をなしている。

燃料ノズル６１は、内部にこの保炎器１２０として複数の保炎器本体１２１が格子状に配置されている。なお、図９に二点鎖線で示すように、燃料ガスの噴出方向に沿う軸線Ｏの位置にも保炎器本体１２１を配置してもよい。そして、保炎器本体１２１は、先端部に拡幅部が設けられており、この拡幅部は、各端面が燃料ノズル６１の開口部と燃料ガスの流れ方向における同位置に同一面上に揃えられて配置されている。

複数の保炎器本体１２１は、複数（本実施形態では、８個）の支持部材１２２を介して燃料ノズル６１の内壁面６１ａに支持されている。各支持部材１２２は、燃料ノズル６１の内壁面６１ａと保炎器本体１２１の平坦部とを連結している。また、複数の保炎器本体１２１同士は、複数（本実施形態では、４個）の支持部材１２３を介して連結されている。

図１０に示すように、燃料ノズル６１は、先端部、つまり、燃料ガスの流動方向の下流側に保炎器１３０が配置されている。この保炎器１３０は、燃料ノズル６１の燃料ガスの着火用及び保炎用の部材として機能するものである。この保炎器１３０は、複数（本実施形態では、８個）の保炎器本体１３１から構成されており、複数の保炎器本体１３１は、互いに所定間隔を空けて配置されると共に、燃料ノズル６１の内壁面６１ａから所定間隔を空けて配置されている。また、各保炎器本体１３１は、燃料ガスの噴出方向に沿う軸線（燃料ノズル６１の中心線）Ｏに平行な四角柱形状をなしている。

燃料ノズル６１は、内部にこの保炎器１３０として複数の保炎器本体１３１が十字をなすように配置されている。なお、図１０に二点鎖線で示すように、格子状に保炎器本体１３１を配置してもよい。そして、保炎器本体１３１は、先端部に拡幅部が設けられており、この拡幅部は、各端面が燃料ノズル６１の開口部と燃料ガスの流れ方向における同位置に同一面上に揃えられて配置されている。

図１１に示すように、燃料ノズル６１は、先端部、つまり、燃料ガスの流動方向の下流側に保炎器１４０が配置されている。この保炎器１４０は、燃料ノズル６１の燃料ガスの着火用及び保炎用の部材として機能するものである。この保炎器１４０は、複数（本実施形態では、８個）の保炎器本体１４１から構成されており、複数の保炎器本体１４１は、互いに所定間隔を空けて配置されると共に、燃料ノズル６１の内壁面６１ａから所定間隔を空けて配置されている。また、各保炎器本体１４１は、燃料ガスの噴出方向に沿う軸線（燃料ノズル６１の中心線）Ｏに平行な四角柱形状をなしている。

燃料ノズル６１は、内部にこの保炎器１４０として複数の保炎器本体１４１が千鳥状に配置されている。なお、図１１に二点鎖線で示すように、格子状に保炎器本体１４１を配置してもよい。そして、保炎器本体１４１は、先端部に拡幅部が設けられており、この拡幅部は、各端面が燃料ノズル６１の開口部と燃料ガスの流れ方向における同位置に同一面上に揃えられて配置されている。

このように第２実施形態の燃焼バーナにあっては、微粉炭と空気とを混合した燃料ガスを噴出する燃料ノズル６１と、燃料ノズル６１の外側から空気を噴出する燃焼用空気ノズル６２と、燃料ノズル６１の先端部に燃料ノズル６１の内壁面６１ａから所定間隔を空けて配置されて燃料ガスの噴出方向に沿う軸線を中心Ｏとするリング形状をなす複数の保炎器本体１１１（１２１，１３１，１４１）を有する保炎器１１０（１２０，１３０，１４０）とを設けている。

従って、燃料ノズル６１内を流れる燃料ガスは、保炎器本体１１１の下流側に再循環領域が形成されることで燃料ガス（微粉炭）の燃焼を維持することができる。このとき、複数の保炎器本体１１１が互いに所定間隔を空けると共に燃料ノズル６１の内壁面６１ａから所定間隔を空けて配置されることから、保炎器本体１１１の本数増加やサイズ拡大をしても、互いの保炎器が交差することがないために着火の干渉を起こすことなく、再循環領域を形成するためのガイド面を十分に確保することができる。また、燃料ノズル６１の先端部における燃料ガスの流速や燃料濃度の変動を抑制することができる。その結果、互いの保炎器での着火の干渉を抑制して保炎性能の向上を図ることができる。

第２実施形態の燃焼バーナでは、複数の保炎器本体１１１（１２１，１３１，１４１）を格子状または千鳥状に配置している。従って、着火の干渉を起こすことがないと共に、個々の保炎器本体１１１の周囲を全て着火面とすることができ、燃料ノズル６１内に複数の保炎器本体１１１を効率良く配置することができる。

第２実施形態の燃焼バーナでは、複数の保炎器本体１１１（１３１，１４１）を互いに対向する部分に平面部としてのガイド面１１１ａを設けている。従って、燃料ガス（微粉体）は、互いに対向するガイド面１１１ａにより所定の領域に集められることとなり、保炎性能の向上を図ることができる。

［第３実施形態］
図１２は、第３実施形態の燃焼バーナの縦断面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

第３実施形態において、図１２に示すように、燃焼バーナ２１Ｂは、中心側から燃料ノズル６１と、燃焼用空気ノズル６２と、２次空気ノズル６３が設けられると共に、燃料ノズル６１内に保炎器２００が設けられている。

燃料ノズル６１は、微粉炭と１次空気とを混合した燃料ガスを噴出可能なものである。燃焼用空気ノズル６２は、燃料ノズル６１から噴出された燃料ガスの外周側に燃料ガス燃焼用空気を噴出可能なものである。２次空気ノズル６３は、燃焼用空気ノズル６２から噴出された燃料ガス燃焼用空気の外周側に２次空気を噴出可能なものである。保炎器２００は、燃料ノズル６１内であって、燃料ノズル６１の先端部、つまり、燃料ガスの流動方向の下流側に配置されることで、燃料ガスの着火用及び保炎用の部材として機能するものである。この保炎器２００は、第１保炎器本体２０１と、第２保炎器本体２０２とから構成されている。第１保炎器本体２０１は、燃料ガスの噴出方向に沿う軸線Ｏを中心とする矩形のリング形状をなしている。第２保炎器本体２０２は、燃料ガスの噴出方向に沿う軸線Ｏを中心とする四角柱形状をなしている。なお、第１保炎器本体２０１及び第２保炎器本体２０２は、正面視が第１実施形態の第１保炎器本体７１及び第２保炎器本体７２（図１参照）とほぼ同形状をなしている。

第１保炎器本体２０１は、平坦部２０３と拡幅部２０４とから構成されている。拡幅部２０４は、断面が略二等辺三角形状をなし、基端部が平坦部２０３に連結され、先端部が燃料ガスの流れ方向の下流側に向って幅が広くなり、前端がこの燃料ガスの流れ方向に直交する平面となっている。即ち、拡幅部２０４は、四角リング形状をなす内側に燃料ガスの流れ方向に対して中心線Ｏ側に傾斜する第１ガイド面２０４ａと、四角リング形状をなす外側に燃料ガスの流れ方向に対して中心線Ｏから離間する側に傾斜する第２ガイド面２０４ｂと、四角リング形状をなす前端側の端面２０４ｃとを有している。

一方、第２保炎器本体２０２は、平坦部２０５と拡幅部２０６とから構成されている。拡幅部２０６は、平面視及び側面（または、断面）視が略二等辺三角形状をなし、基端部が平坦部２０５に連結され、先端部が燃料ガスの流れ方向の下流側に向って幅が広くなり、前端がこの燃料ガスの流れ方向に直交する平面となっている。即ち、拡幅部２０６は、四角棒形状をなす外側に燃料ガスの流れ方向に対して中心線Ｏから離間する側に傾斜するガイド面２０６ａと、四角形状をなす前端側の端面２０６ｃとを有している。

また、第２保炎器本体２０２の拡幅部２０６は、４個のガイド面２０６ａが第１保炎器本体２０１の拡幅部２０６における一部のガイド面２０４ａと対向している。そして、第２保炎器本体２０２の拡幅部２０６における各ガイド面２０６ａの広がり角度が、第１保炎器本体２０１の拡幅部２０４における各ガイド面２０４ａの広がり角度より大きく設定されている。そのため、燃料ノズル６１から噴出される燃料ガスは、第１保炎器本体２０１の各ガイド面２０４ａ，２０４ｂにより形成される再循環領域Ａ１より、第２保炎器本体２０２の各ガイド面２０６ａにより形成される再循環領域Ａ２が大きくなり、再循環領域Ａ１，Ａ２の一部が重複（オーバーラップ）する。

このように構成された燃料バーナ２１Ｂにて、燃料ガスは、燃料ノズル６１の流路を流れ、開口部６１ｂから火炉１１（図２参照）内に噴出される。燃料ガス燃焼用空気は、燃焼用空気ノズル６２の流路を流れ、開口部６１ｂから燃料ガスの外側に噴出される。２次空気は、２次空気ノズル６３の流路を流れ、開口部６３ｂから燃料ガス燃焼用空気の外側に噴出される。このとき、燃料ガス（微粉炭と１次空気）、燃料ガス燃焼用空気、２次空気は、旋回させずにバーナ軸線方向（中心線Ｏ）に沿った直進流として噴出させている。そして、燃料ガスは、燃料ノズル６１の開口部６１ｂにて、第１保炎器本体２０１及び第２保炎器本体２０２により分岐して流れ、ここで着火されて燃焼し、燃焼ガスとなる。また、この燃料ガスの外周に燃料ガス燃焼用空気が噴出されることで、燃料ガスの燃焼が促進される。更に、燃焼火炎の外周に２次空気が噴出されることで、燃料ガス燃焼用空気と２次空気の割合を調整し、最適な燃焼を得ることができる。

そして、保炎器２００は、第１保炎器本体２０１及び第２保炎器本体２０２の拡幅部２０４，２０６がスプリット形状をなしているため、燃料ガスが拡幅部２０４，２０６の各ガイド面２０４ａ，２０４ｂ，２０６ａに沿って流れ、端面２０４ｃ，２０６ｃ側に回り込むことで、この端面２０４ｃ，２０６ｃの前方に再循環領域Ａ１，Ａ２が形成される。この場合、拡幅部２０６のガイド面２０６ａの広がり角度が拡幅部２０４の第１ガイド面２０４ａの広がり角度より大きいため、ガイド面２０６ａに沿って流れる燃料ガス（微粉炭）が隣接する第１ガイド面２０４ａ側に流れる。すると、内側の再循環領域Ａ２が外側の再循環領域Ａ１より大きくなり、各再循環領域Ａ１，Ａ２の一部が重複する。そのため、燃料ガスは、この再循環領域Ａ１，Ａ２で着火と保炎が行われると共に、互いに火炎が伝播しやすくなり、燃焼火炎の内部保炎が実現される。すると、燃焼火炎の外周部が低温となり、２次空気により高酸素雰囲気下にある燃焼火炎の外周部の温度を低くすることができ、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。

また、第１保炎器本体２０１がリング形状をなし、第２保炎器本体２０２が棒状をなし、燃料ノズル６１と第１保炎器本体２０１と第２保炎器本体２０２とが連結されていない。そのため、燃料ガスは、第１保炎器本体２０１の各ガイド面２０４ａ，２０４ｂと第２保炎器本体２０２のガイド面２０６ａにより多重のリング形状をなす再循環領域を形成することができ、再循環領域Ａ１，Ａ２を形成することができない領域を減少することで、保炎性能を向上することができる。

なお、燃焼バーナ２１Ｂにて、保炎器２００の構成は、上述した実施形態に限定されるものではない。図１３は、第３実施形態の燃焼バーナの変形例を表す縦断面図である。

図１３に示すように、燃焼バーナ２１Ｃは、中心側から燃料ノズル６１と、燃焼用空気ノズル６２と、２次空気ノズル６３が設けられると共に、燃料ノズル６１内に保炎器２１０が設けられている。

保炎器２１０は、燃料ノズル６１内であって、燃料ノズル６１の先端部、つまり、燃料ガスの流動方向の下流側に配置されることで、燃料ガスの着火用及び保炎用の部材として機能するものである。この保炎器２１０は、第１保炎器本体２１１と、第２保炎器本体２１２とから構成されている。第１保炎器本体２１１は、燃料ガスの噴出方向に沿う軸線Ｏを中心とする矩形のリング形状をなしている。第２保炎器本体２１２は、燃料ガスの噴出方向に沿う軸線Ｏを中心とする四角柱筒形状をなしている。

第１保炎器本体２１１は、平坦部２１３と拡幅部２１４とから構成されている。拡幅部２１４は、四角リング形状をなす内側に燃料ガスの流れ方向に対して中心線Ｏ側に傾斜する第１ガイド面２１４ａと、四角リング形状をなす外側に燃料ガスの流れ方向に対して中心線Ｏから離間する側に傾斜する第２ガイド面２１４ｂと、四角リング形状をなす前端側の端面２１４ｃとを有している。一方、第２保炎器本体２１２は、平坦部２１５と拡幅部２１６とから構成されている。拡幅部２１６は、四角棒形状をなす外側に燃料ガスの流れ方向に対して中心線Ｏから離間する側に傾斜するガイド面２１６ａと、四角形状をなす前端側の端面２１６ｃとを有している。

また、第２保炎器本体２１２の拡幅部２１６は、４個のガイド面２１６ａが第１保炎器本体２１１の拡幅部２１６における一部のガイド面２１４ａと対向している。そして、第１保炎器本体２１１の拡幅部２１４における各ガイド面２１４ａの広がり角度が、第２保炎器本体２１２の拡幅部２１６における各ガイド面２１６ａの広がり角度より大きく設定されている。そのため、燃料ノズル６１から噴出される燃料ガスは、第１保炎器本体２０１の各ガイド面２１４ａ，２１４ｂにより形成される再循環領域Ａ１より、第２保炎器本体２１２の各ガイド面２１６ａにより形成される再循環領域Ａ２が大きくなり、再循環領域Ａ１，Ａ２の一部が重複する。

そのため、燃料ガスは、燃料ノズル６１の流路を流れ、開口部６１ｂから火炉１１（図２参照）内に噴出される。このとき、燃料ガスは、燃料ノズル６１の開口部６１ｂにて、第１保炎器本体２１１及び第２保炎器本体２１２により分岐して流れ、ここで着火されて燃焼し、燃焼ガスとなる。そして、保炎器２１０は、第１保炎器本体２１１及び第２保炎器本体２１２の拡幅部２１４，２１６がスプリット形状をなしているため、燃料ガスが拡幅部２１４，２１６の各ガイド面２１４ａ，２１４ｂ，２１６ａに沿って流れ、端面２１４ｃ，２１６ｃ側に回り込むことで、この端面２１４ｃ，２１６ｃの前方に再循環領域Ａ１，Ａ２が形成される。この場合、拡幅部２１４のガイド面２１４ａの広がり角度が拡幅部２１６のガイド面２１６ａの広がり角度より大きいため、ガイド面２１４ａに沿って流れる燃料ガス（微粉炭）が隣接するガイド面２１６ａ側に流れる。すると、外側の再循環領域Ａ１が内側の再循環領域Ａ１より大きくなり、各再循環領域Ａ１，Ａ２の一部が重複する。そのため、燃料ガスは、この再循環領域Ａ１，Ａ２で着火と保炎が行われると共に、互いに火炎が伝播しやすくなり、燃焼火炎の内部保炎が実現される。すると、燃焼火炎の外周部が低温となり、２次空気により高酸素雰囲気下にある燃焼火炎の外周部の温度を低くすることができ、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。

このように第３実施形態の燃焼バーナにあっては、燃料ノズル６１の先端部に燃料ノズル６１の内壁面６１ａから所定間隔を空けて配置されて燃料ガスの噴出方向に沿う軸線を中心Ｏとするリング形状をなす第１、第２保炎器本体２０１，２０２を有する保炎器２００を設け、この第１、第２保炎器本体２０１，２０２は、燃料ガスの噴出方向の下流側に向けて幅広となる三角断面形状の拡幅部２０４，２０６を有し、第２保炎器本体２０２の拡幅部２０６における各ガイド面２０６ａの広がり角度を第１保炎器本体２０１の拡幅部２０４における各ガイド面２０４ａの広がり角度より大きく設定している。

従って、燃料ガスが拡幅部２０４，２０６の各ガイド面２０４ａ，２０４ｂ，２０６ａに沿って流れ、端面２０４ｃ，２０６ｃ側に回り込むことで、再循環領域Ａ１，Ａ２が形成されるが、拡幅部２０６のガイド面２０６ａの広がり角度が拡幅部２０４のガイド面２０４ａの広がり角度より大きいため、内側の再循環領域Ａ２が外側の再循環領域Ａ１より大きくなり、各再循環領域Ａ１，Ａ２の一部が重複する。そのため、燃料ガスは、この再循環領域Ａ１，Ａ２で着火と保炎が行われると共に、互いに火炎が広い範囲で伝播することとなり、燃焼火炎の内部保炎性能を向上することができる。

第３実施形態の燃焼バーナでは、燃料ノズル６１の先端部に燃料ノズル６１の内壁面６１ａから所定間隔を空けて配置されて燃料ガスの噴出方向に沿う軸線を中心Ｏとするリング形状をなす第１、第２保炎器本体２１１，２１２を有する保炎器２１０を設け、この第１、第２保炎器本体２１１，２１２は、燃料ガスの噴出方向の下流側に向けて幅広となる三角断面形状の拡幅部２１４，２１６を有し、第１保炎器本体２１１の拡幅部２１４における各ガイド面２１４ａの広がり角度を第２保炎器本体２１２の拡幅部２１６における各ガイド面２１６ａの広がり角度より大きく設定している。

従って、燃料ガスが拡幅部２１４，２１６の各ガイド面２１４ａ，２１４ｂ，２１６ａに沿って流れ、端面２１４ｃ，２１６ｃ側に回り込むことで、再循環領域Ａ１，Ａ２が形成されるが、拡幅部２１４のガイド面２１４ａの広がり角度が拡幅部２１６のガイド面２１６ａの広がり角度より大きいため、外側の再循環領域Ａ１が内側の再循環領域Ａ２より大きくなり、各再循環領域Ａ１，Ａ２の一部が重複する。そのため、燃料ガスは、この再循環領域Ａ１，Ａ２で着火と保炎が行われると共に、互いに火炎が広い範囲で伝播することとなり、燃焼火炎の内部保炎性能を向上することができる。

［第４実施形態］
図１４は、第４実施形態の燃焼バーナの縦断面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

第４実施形態にて、図１４に示すように、燃焼バーナ２１Ｄは、中心側から燃料ノズル６１と、燃焼用空気ノズル６２と、２次空気ノズル６３が設けられると共に、燃料ノズル６１内に保炎器２２０が設けられている。

燃料ノズル６１は、微粉炭と１次空気とを混合した燃料ガスを噴出可能なものである。燃焼用空気ノズル６２は、燃料ノズル６１から噴出された燃料ガスの外周側に燃料ガス燃焼用空気を噴出可能なものである。２次空気ノズル６３は、燃焼用空気ノズル６２から噴出された燃料ガス燃焼用空気の外周側に２次空気を噴出可能なものである。保炎器２２０は、燃料ノズル６１内であって、燃料ノズル６１の先端部、つまり、燃料ガスの流動方向の下流側に配置されることで、燃料ガスの着火用及び保炎用の部材として機能するものである。この保炎器２２０は、第１保炎器本体２２１と、第２保炎器本体２２２とから構成されている。第１保炎器本体２２１は、燃料ガスの噴出方向に沿う軸線Ｏを中心とする矩形のリング形状をなしている。第２保炎器本体２２２は、燃料ガスの噴出方向に沿う軸線Ｏを中心とする四角柱形状をなしている。なお、第１保炎器本体２２１及び第２保炎器本体２２２は、正面視が第１実施形態の第１保炎器本体７１及び第２保炎器本体７２（図１参照）とほぼ同形状をなしている。

第１保炎器本体２２１は、平坦部２２３と拡幅部２２４とから構成されている。拡幅部２２４は、内側に傾斜する第１ガイド面２２４ａと、外側に傾斜する第２ガイド面２２４ｂと、前端側の端面２２４ｃとを有している。一方、第２保炎器本体２２２は、平坦部２２５と拡幅部２２６とから構成されている。拡幅部２２６は、外側に傾斜するガイド面２２６ａと、前端側の端面２２６ｃとを有している。

また、燃料ノズル６１の中心側に配置される第２保炎器本体２２２は、旋回ベーン２２７が設けられている。この旋回ベーン２２７は、第２保炎器本体２２２における平坦部２２５及び拡幅部２２６の一部にかけて設けられている。旋回ベーン２２７は、所謂、旋回翼であり、第２保炎器本体２２２の外周部に周方向に等間隔で複数設けられている。そのため、燃料ノズル６１から噴出される燃料ガスは、第２保炎器本体２２２の旋回ベーン２２７により旋回力が作用されて外側に広がることとなり、各ガイド面２２６ａにより形成される再循環領域が、第２保炎器本体２２２の各ガイド面２２４ａ，２２４ｂにより形成される再循環領域より大きくなり（図１２参照）、各再循環領域の一部が重複する。

このように構成された燃料バーナ２１Ｄにて、燃料ガスは、燃料ノズル６１の流路を流れ、開口部６１ｂから火炉１１（図２参照）内に噴出される。燃料ガス燃焼用空気は、燃焼用空気ノズル６２の流路を流れ、開口部６１ｂから燃料ガスの外側に噴出される。２次空気は、２次空気ノズル６３の流路を流れ、開口部６３ｂから燃料ガス燃焼用空気の外側に噴出される。このとき、燃料ガス（微粉炭と１次空気）、燃料ガス燃焼用空気、２次空気は、旋回させずにバーナ軸線方向（中心線Ｏ）に沿った直進流として噴出させている。そして、燃料ガスは、燃料ノズル６１の開口部６１ｂにて、第１保炎器本体２２１及び第２保炎器本体２２２により分岐して流れ、ここで着火されて燃焼し、燃焼ガスとなる。また、この燃料ガスの外周に燃料ガス燃焼用空気が噴出されることで、燃料ガスの燃焼が促進される。更に、燃焼火炎の外周に２次空気が噴出されることで、燃料ガス燃焼用空気と２次空気の割合を調整し、最適な燃焼を得ることができる。

そして、保炎器２２０は、第２保炎器本体２２１及び第２保炎器本体２２２の拡幅部２２４，２２６がスプリット形状をなしているため、燃料ガスが拡幅部２２４，２２６の各ガイド面２２４ａ，２２４ｂ，２２６ａに沿って流れ、端面２２４ｃ，２２６ｃ側に回り込むことで、この端面２２４ｃ，２２６ｃの前方に再循環領域が形成される。この場合、第２保炎器本体２２２に旋回ベーン２２７が設けられているため、燃料ガス（微粉炭）が旋回しながらガイド面２２６ａに沿って隣接するガイド面２２４ａ側に流れる。すると、内側の再循環領域が外側の再循環領域より大きくなり、各再循環領域の一部が重複して強化される。そのため、燃料ガスは、この再循環領域における着火と保炎が強化されると共に、互いに火炎が伝播しやすくなり、燃焼火炎の内部保炎が実現される。すると、燃焼火炎の外周部が低温となり、２次空気により高酸素雰囲気下にある燃焼火炎の外周部の温度を低くすることができ、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。

また、第１保炎器本体２２１がリング形状をなし、第２保炎器本体２２２が棒状をなし、燃料ノズル６１と第１保炎器本体２２１と第２保炎器本体２２２とが連結されていない。そのため、燃料ガスは、第１保炎器本体２２１の各ガイド面２２４ａ，２２４ｂと第２保炎器本体２２２のガイド面２２６ａにより多重のリング形状をなす再循環領域を形成することができ、再循環領域を形成することができない領域を減少することで、保炎性能を向上することができる。

なお、燃焼バーナ２１Ｄにて、保炎器２２０の構成は、上述した実施形態に限定されるものではない。図１５は、第４実施形態の燃焼バーナの第１変形例を表す縦断面図、図１６は、第４実施形態の燃焼バーナの第２変形例を表す正面図、図１７は、燃焼バーナの第２変形例を表す縦断面図である。

図１５に示すように、燃焼バーナ２１Ｅは、中心側から燃料ノズル６１と、燃焼用空気ノズル６２と、２次空気ノズル６３が設けられると共に、燃料ノズル６１内に保炎器２３０が設けられている。

保炎器２２０は、燃料ノズル６１内であって、燃料ノズル６１の先端部、つまり、燃料ガスの流動方向の下流側に配置されることで、燃料ガスの着火用及び保炎用の部材として機能するものである。この保炎器２３０は、第１保炎器本体２３１と、第２保炎器本体２３２とから構成されている。第１保炎器本体２３１は、燃料ガスの噴出方向に沿う軸線Ｏを中心とする矩形のリング形状をなしている。第２保炎器本体２３２は、燃料ガスの噴出方向に沿う軸線Ｏを中心とする四角柱形状をなしている。

第１保炎器本体２３１は、平坦部２３３と拡幅部２３４とから構成されている。拡幅部２３４は、内側に傾斜する第１ガイド面２３４ａと、外側に傾斜する第２ガイド面２３４ｂと、前端側の端面２３４ｃとを有している。一方、第２保炎器本体２３２は、平坦部２３５と拡幅部２３６とから構成されている。拡幅部２３６は、外側に傾斜するガイド面２３６ａと、前端側の端面２３６ｃとを有している。

また、燃料ノズル６１の中心側に配置される第２保炎器本体２３２は、旋回ベーン２３７が設けられている。この旋回ベーン２３７は、第２保炎器本体２３２における平坦部２３３に設けられている。旋回ベーン２３７は、所謂、旋回翼であり、第２保炎器本体２３２の外周部に周方向に等間隔で複数設けられている。そのため、燃料ノズル６１から噴出される燃料ガスは、第２保炎器本体２３２の旋回ベーン２３７により旋回力が作用されて外側に広がることとなり、各ガイド面２３６ａにより形成される再循環領域が、第１保炎器本体２３１の各ガイド面２３４ａにより形成される再循環領域より大きくなり、各再循環領域の一部が重複する。

そのため、燃料ガスは、燃料ノズル６１の流路を流れ、開口部６１ｂから火炉１１（図２参照）内に噴出される。このとき、燃料ガスは、燃料ノズル６１の開口部６１ｂにて、第１保炎器本体２３１及び第２保炎器本体２３２により分岐して流れ、ここで着火されて燃焼し、燃焼ガスとなる。そして、保炎器２３０は、第１保炎器本体２３１及び第２保炎器本体２３２の拡幅部２３４，２３６がスプリット形状をなしているため、燃料ガスが拡幅部２３４，２３６の各ガイド面２３４ａ，２３４ｂ，２３６ａに沿って流れ、端面２３４ｃ，２３６ｃ側に回り込むことで、この端面２３４ｃ，２３６ｃの前方に再循環領域が形成される。この場合、第１保炎器本体２３１に旋回ベーン２３７が設けられているため、燃料ガス（微粉炭）が旋回しながらガイド面２３６ａに沿って隣接するガイド面２３４ａ側に流れる。すると、内側の再循環領域が外側の再循環領域より大きくなり、各再循環領域の一部が重複する。そのため、燃料ガスは、この再循環領域で着火と保炎が行われると共に、互いに火炎が伝播しやすくなり、燃焼火炎の内部保炎が実現される。すると、燃焼火炎の外周部が低温となり、２次空気により高酸素雰囲気下にある燃焼火炎の外周部の温度を低くすることができ、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。

図１６及び図１７に示すように、燃焼バーナ２１Ｆは、中心側から燃料ノズル６１と、燃焼用空気ノズル６２と、２次空気ノズル６３が設けられると共に、燃料ノズル６１内に保炎器２４０が設けられている。

保炎器２４０は、燃料ノズル６１内であって、燃料ノズル６１の先端部、つまり、燃料ガスの流動方向の下流側に配置されることで、燃料ガスの着火用及び保炎用の部材として機能するものである。この保炎器２４０は、第１保炎器本体２４１と、第２保炎器本体２４２とから構成されている。第１保炎器本体２４１は、燃料ガスの噴出方向に沿う軸線Ｏを中心とする矩形のリング形状をなしている。第２保炎器本体２４２は、燃料ガスの噴出方向に沿う軸線Ｏを中心とする四角柱形状をなしている。

第１保炎器本体２４１は、平坦部２４３と拡幅部２４４とから構成されている。拡幅部２４４は、内側に傾斜する第１ガイド面２４４ａと、外側に傾斜する第２ガイド面２４４ｂと、前端側の端面２４４ｃとを有している。一方、第２保炎器本体２４２は、平坦部２４５と拡幅部２４６とから構成されている。拡幅部２４６は、外側に傾斜するガイド面２４６ａと、前端側の端面２４６ｃとを有している。

また、燃料ノズル６１の中心側に配置される第２保炎器本体２４２は、旋回ベーン２４７が設けられている。この旋回ベーン２４７は、第１保炎器本体２４１と第２保炎器本体２４２の間に跨って設けられている。旋回ベーン２４７は、所謂、旋回翼であり、第１保炎器本体２４１の平坦部２４３と第２保炎器本体２４２の平坦部２４５とに架け渡されるように配置され、第２保炎器本体２４２の外周部に周方向に等間隔で複数設けられている。そのため、燃料ノズル６１から噴出される燃料ガスは、第２保炎器本体２４２の旋回ベーン２４７により旋回力が作用されて外側に広がることとなり、各ガイド面２４６ａにより形成される再循環領域が、第１保炎器本体２４１の各ガイド面２４４ａにより形成される再循環領域より大きくなり、各再循環領域の一部が重複する。

なお、第１保炎器本体２４１は、外周部が複数（本実施形態では、４個）の支持部材２４８を介して燃料ノズル６１の内壁面６１ａに支持されている。また、第２保炎器本体２４２は、外周部が複数（本実施形態では、４個）の支持部材２４９を介して第１保炎器本体２４１に支持されている。

そのため、燃料ガスは、燃料ノズル６１の流路を流れ、開口部６１ｂから火炉１１（図２参照）内に噴出される。このとき、燃料ガスは、燃料ノズル６１の開口部６１ｂにて、第１保炎器本体２４１及び第２保炎器本体２４２により分岐して流れ、ここで着火されて燃焼し、燃焼ガスとなる。そして、保炎器２４０は、第１保炎器本体２４１及び第２保炎器本体２４２の拡幅部２４４，２４６がスプリット形状をなしているため、燃料ガスが拡幅部２４４，２４６の各ガイド面２４４ａ，２４４ｂ，２４６ａに沿って流れ、端面２４４ｃ，２４６ｃ側に回り込むことで、この端面２４４ｃ，２４６ｃの前方に再循環領域が形成される。この場合、第１保炎器本体２４１に旋回ベーン２４７が設けられているため、燃料ガス（微粉炭）が旋回しながらガイド面２４６ａに沿って隣接する第１ガイド面２４４ａ側に流れる。すると、内側の再循環領域が外側の再循環領域より大きくなり、各再循環領域の一部が重複する。そのため、燃料ガスは、この再循環領域で着火と保炎が行われると共に、互いに火炎が伝播しやすくなり、燃焼火炎の内部保炎が実現される。すると、燃焼火炎の外周部が低温となり、２次空気により高酸素雰囲気下にある燃焼火炎の外周部の温度を低くすることができ、燃焼火炎の外周部におけるＮＯｘ発生量が低減される。

このように第４実施形態の燃焼バーナにあっては、燃料ノズル６１の先端部に燃料ノズル６１の内壁面６１ａから所定間隔を空けて配置されて燃料ガスの噴出方向に沿う軸線を中心Ｏとするリング形状をなす第１、第２保炎器本体２２１，２２２（２３１，２３２，２４１，２４１）を有する保炎器２２０（２３０，２４０）を設け、この第１保炎器本体２２１（２３１，２４１）に旋回ベーン２２７（２３７，２４７）を配置している。

従って、燃料ガスが旋回ベーン２２７により旋回しながらガイド面２２６ａに沿って隣接するガイド面２２４ａ側に流れ、端面２２４ｃ側に回り込むことで、再循環領域が形成されるが、燃料ガスが旋回流のため、内側の再循環領域が外側の再循環領域より大きくなり、各再循環領域の一部が重複する。そのため、燃料ガスは、この再循環領域で着火と保炎が行われると共に、互いに火炎が広い範囲で伝播することとなり、燃焼火炎の内部保炎性能を向上することができる。

なお、上述した第３、第４実施形態では、第１実施形態の燃焼バーナに適用した形態を挙げて説明したが、この構成に限定されるものではない。第３、第４実施形態は、全ての実施形態に適用することができる。

また、上述した実施形態では、保炎器本体を平坦部と拡幅部とから構成したが、この構成に限定されるものではなく、拡幅部だけで構成してもよい。また、保炎器本体にガイド面を形成したが、このガイド面を設けなくてもよい、つまり、保炎器本体の拡幅部の両側を燃料ガスの噴出方向に沿う平行な面としてもよい。

また、上述した実施形態では、燃料ノズルと燃焼用空気ノズルと２次空気ノズルを矩形状としたが、この形状に限るものではなく、円形状としてもよい。

また、上述した実施形態では、本発明のボイラを石炭焚きボイラとしたが、固体燃料としては、バイオマスや石油コークス、石油残渣などを使用するボイラであってもよい。また、燃料として固体燃料に限らず、重質油などの油焚きボイラにも使用することができる。さらには、これら燃料の混焼焚きにも適用することができる。

１０ 石炭焚きボイラ
１１ 火炉
１２ 燃焼装置
１３ 煙道
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆ，２２，２３，２４，２５ 燃焼バーナ
２６，２７，２８，２９，３０ 微粉炭供給管
３１，３２，３３，３４，３５ 微粉炭機
３６ 風箱
３７ 空気ダクト
３９ アディショナル空気ノズル
４０ 分岐空気ダクト
５１，５２，５３ 過熱器
５４，５５ 再熱器
５６，５７ 節炭器
６１ 燃料ノズル
６１ａ 内壁面
６１ｂ，６２ｂ，６３ｂ 開口部
６２ 燃焼用空気ノズル
６３ ２次空気ノズル
６４，８０，９０，１００，１１０，１２０，１３０，１４０，２００，２１０，２２０，２３０，２４０ 保炎器
７１，８１，９１，１０１，２０１，２１１，２２１，２３１，２４１ 第１保炎器本体
７２，８２，９２，１０２，２０２，２１２，２２２，２３２，２４２ 第２保炎器本体
７３，７５，２０３，２０５，２１３，２１５，２２３，２２５，２３３，２３５，２４３，２４５ 平坦部
７４，７６，２０４，２０６，２１４，２１６，２２４，２２６，２３４，２３６，２４４，２４６ 拡幅部
７４ａ，２０４ａ，２１４ａ，２２４ａ，２３４ａ，２４４ａ 第１ガイド面
７４ｂ，２０４ｂ，２１４ｂ，２２４ｂ，２３４ｂ，２４４ｂ 第２ガイド面
７４ｃ，７６ｃ，２０４ｃ，２０６ｃ，２１４ｃ，２１６ｃ，２２４ｃ，２２６ｃ，２３４ｃ，２３６ｃ，２４４ｃ，２４６ｃ 端面
７６ａ，２０６ａ，２１６ａ，２２６ａ，２２６ａ，２３６ａ，２４６ａ ガイド面
７７，７８，８３，８４，９３，９４，１０３，１０４，１１２，１１３，１２２，１２３ 支持部材
１１１，１２１，１３１，１４１ 保炎器本体
Ｐ１ 燃料ガス流路
Ｐ１１ 第１燃料ガス流路
Ｐ１２ 第２燃料ガス流路
Ｐ２ 燃焼用空気流路
Ｐ３ ２次空気流路

Claims (9)

1. 燃料と空気とを混合した燃料ガスを噴出する燃料ノズルと、
   前記燃料ノズルの外側から空気を噴出する２次空気ノズルと、
   前記燃料ノズルの先端部に配置されて互いに所定間隔を空けて配置されると共に前記燃料ノズルの内壁面から所定間隔を空けて配置される複数の保炎器本体を有する保炎器と、
   前記複数の保炎器本体を前記燃料ノズルの内壁面に支持する複数の支持部材と、
   を備え、
   前記保炎器本体は、燃料ガスの噴出方向に沿って幅が一定な平坦部と、前記平坦部における燃料ガスの噴出方向の下流端部に一体に設けられて燃料ガスの噴出方向に向かって幅が大きくなる拡幅部とを有し、
   前記支持部材は、前記保炎器本体の平坦部よりも厚さが薄い、
   ことを特徴とする燃焼バーナ。
2. 前記複数の保炎器本体は、格子状または千鳥状に配置されることを特徴とする請求項１に記載の燃焼バーナ。
3. 前記複数の保炎器本体は、互いに対向する部分に平面部が設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃焼バーナ。
4. 前記拡幅部は、燃料ガスの噴出方向の下流側に向けて幅広となる三角断面形状をなし、且つ、互いに所定間隔を空けて複数配置され、前記複数の保炎器本体は、互いに対向する部分のいずれか一方の広がり角度が大きく設定されることを特徴とする請求項１から請求項３いずれか一項に記載の燃焼バーナ。
5. 前記複数の保炎器本体の拡幅部は、前記燃料ノズルの中心側に配置される前記拡幅部における広がり角度が、前記燃料ノズルの内壁面側に配置される前記拡幅部における広がり角度より大きく設定されることを特徴とする請求項４に記載の燃焼バーナ。
6. 前記複数の保炎器本体は、燃料ガスの噴出方向に沿う軸線を中心とするリング形状をなすことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。
7. 前記保炎器本体は、矩形のリング形状または円形のリング形状をなすことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。
8. 前記拡幅部は、燃料ガスの噴出方向の下流側に向けて幅広となる三角断面形状をなし、且つ、互いに所定間隔を空けて複数配置され、前記燃料ノズルの中心側に配置される前記保炎器本体に旋回ベーンが配置されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。
9. 中空形状をなして鉛直方向に沿って設置される火炉と、
   前記火炉に配置される請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の燃焼バーナと、
   を有することを特徴とするボイラ。

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