JP3557028B2 - 燃焼バーナ及びその炉内燃焼方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工業用加熱炉に用いられる窒素酸化物（以下、ＮＯｘ）の生成を抑制し得る燃焼バーナ及びその炉内燃焼方法に関し、特に、この燃焼バーナは一次と二次燃料ノズルを備え、且つ、加熱炉の熱変換効率を改善し得る蓄熱式バーナ等を含む燃焼バーナであり、この燃焼バーナによる排ガス中のＮＯｘガス濃度を低減することができる炉内燃焼方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、排ガス中のＮＯｘの生成に影響を与える主な要因は、燃焼温度と酸素濃度であり、燃焼温度が高いほど、又酸素濃度が高いほど排ガス中のＮＯｘ濃度が大きくなることが知られている。ＮＯｘガスの生成を抑制する方法が古くから多く提案されており、大別すると、燃焼条件の変更による方法と、燃焼方法自体の変更による方法とがある。
【０００３】
前者の方法には、▲１▼低酸素燃焼（低空気比燃焼）、▲２▼燃焼室熱負荷の低減（低温燃焼）、▲３▼燃焼用空気の温度（予熱空気温度）の低下等による抑制方法である。又、後者の方法としては、▲４▼２段燃焼方法、▲５▼オフストイキオメトリック燃焼方法、▲６▼排ガス再循環燃焼方法、▲７▼蒸気吹き込み燃焼方法等による抑制方法がある。この方法の中には熱効率を低下させるものがあり、熱効率の観点からＮＯｘガスの抑制方法として適用できないものがある。
【０００４】
実用化されているＮＯｘ濃度を低下させた燃焼バーナ（以下、低ＮＯｘバーナと称する。）は、基本的には後者の▲４▼〜▲７▼の機能をコンパクトに内蔵したものであり、低空気比燃焼制御を行いつつ総合的な効果として低ＮＯｘ化を実現している。例えば、特公平５６−８９２１号公報、特公昭５６−８９２２号公報には、これらの機能を具体化した燃焼方法が開示されている（図６）。また、近年では、特開平１−１６７５９１号公報、特開平１−３００１０３号公報（図７）、特開平７−４６１２号公報、及び特開平７−４６１３号公報（図８）等に、加熱炉内に直接燃料を吹き込む方法によって、更なる排ガス中のＮＯｘの低濃度化が図られる燃焼方法が開示されている。
【０００５】
以下、図６乃至図８を参照して低ＮＯｘ燃焼について説明する。
先ず、図６の燃焼バーナについて説明すると、一次燃料ノズル２０が空気導入管２２に設けられ、予燃焼室２３の両側に二次燃料ノズル２１が設けられている。空気旋回羽根によって燃焼用空気が旋回して一次燃料ノズル２０から噴出する燃料と混合されて予燃焼室２３で予燃焼させる。更に、二次燃料ノズル２１から燃料を主燃焼室２５にて燃焼する。このような二段燃焼方法によって二次燃料ノズル２１から主燃焼室２５に供給される燃料の燃焼はＮＯｘの生成を著しく少なくできる。
【０００６】
図７の燃焼バーナは、燃焼空気供給口２２に一次燃料ノズル２０が設けられ、低温燃焼時の一次燃料ノズル２０であり、燃焼空気供給口２２の周囲に二次燃料ノズルが設けられている。炉内排ガスは燃焼用空気及び燃料に巻き込まれ、再燃焼して低ＮＯｘとする。
図８の交番燃焼バーナ３０は、一対の蓄熱式バーナ２７にそれぞれ一次燃焼ノズル２８が設けられ、一次燃焼ノズル２８が低温燃焼を行いながら二次燃焼ノズル３１を自己再循環による二次燃焼を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８の燃焼バーナの燃焼方法は、加熱炉内に直接燃料を吹き込む燃焼方法であり、ＮＯｘ生成抑制として有効であるが、炉の立ち上げのために、燃焼バーナの空気供給口内に低温用の一次燃料ノズルが設けられている。そのために燃料供給系や他の配管系統が複雑になる傾向にあり、更には、高温炉では燃料供給口を冷却するための冷却用空気の配管が必要となる。従って、冷却用空気等の配管系統が複雑になり初期設備費が高価になるばかりでなく、例えば、加熱炉の性能改善には、燃料や燃焼用空気の配管系統、その制御系統及び加熱炉の改善が必要となる。しかし、配管系等が複雑であるために、現実的には若干の改造しかできないという問題があり、低ＮＯｘ化を図るには燃焼バーナ及びその炉内燃焼方法に改善の余地があった。
【０００８】
上記低ＮＯｘ燃焼方法では、図６，図７の低ＮＯｘバーナは燃焼バーナ自体の構造が比較的単純であり、燃焼バーナを交換するだけで加熱炉の性能改善も容易である利点がある。しかし、図８に示すようなＮＯｘ生成抑制効果は炉内に直接燃料を吹き込む燃焼方法より劣り、特に、省エネルギーの目的で空気予熱温度を高くすると、図６，図７の低温燃焼が高温燃焼状態となってＮＯｘ規制値を越える危険性がある。更に、図７の燃焼バーナでは、加熱炉の幅が低ＮＯｘ化に重要な因子となっており、実施する上では、燃焼バーナに合わせて加熱炉の幅を改良する必要がある欠点がある。
【０００９】
本発明は、上述のような観点に鑑みなされたものであり、加熱炉の性能改善が容易であって、且つ、高い空気予熱温度における燃焼であってもＮＯｘ生成が抑制できる燃焼バーナ及びその炉内燃焼方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上述の課題を達成するためになされたものであり、請求項１に記載の空気供給路内に燃料供給口が開口する一次燃料ノズルと、前記空気供給路の空気供給口周囲に配置した二次燃料ノズルとを備える燃焼バーナに於いて、
前記空気供給口の直径Ｄａと、前記空気供給口から炉内に噴出される空気実流速Ｖａと、前記空気供給口外周から前記燃料供給口外周までの距離Ｌとが下記の関係式を満たすものであること特徴とする燃焼バーナである。
【００１３】
（Ｌ√（Ｖａ／Ｖｏ））／Ｄａ＞１０
但し、Ｌ ：空気供給口外周から二次燃料ノズルの燃料供給口外周までの距離（ｍｍ）
Ｖａ：噴出空気実流速（ｍ／ｓ）
Ｄａ：空気供給口の直径（ｍｍ）
Ｖｏ：単位噴出空気実流速（１ｍ／ｓ）
この発明では、上記の関係式に基づいて、空気供給口から空気流速と、直径Ｄａ及び距離Ｌを設定することによって、排ガス中のＮＯｘ量の低減効果が達成される。
【００１５】
又、請求項２に記載の発明は、空気供給路内に燃料供給口が開口する一次燃料ノズルと、前記空気供給路の空気供給口の周囲に配置した二次燃料ノズルとを備える燃焼バーナの燃焼方法に於いて、
前記一次燃料ノズルの燃料供給口が前記空気供給口内に開口するように設けられ、前記空気供給口の周囲に複数の二次燃料ノズルの燃料供給口が配置され、前記空気供給口から加熱炉内に噴出される空気実流速Ｖａに対して、前記空気供給口外周から前記燃料供給口外周までの距離Ｌが下記の関係式を満たす燃焼バーナの炉内燃焼方法であって、前記加熱炉内温度が燃料着火温度以下の低温時には、燃料の全て或いは主に前記空気供給口内の前記一次燃料ノズルから噴射させて燃焼させ、炉内温度が燃料着火温度以上の高温に達した際に、前記二次燃料ノズルの燃料供給口から燃料を加熱炉内に噴射させて燃焼させるようにしたことを特徴とする燃焼バーナの炉内燃焼方法。
【００１６】
この発明では、空気供給口から空気流速に基づいて、直径Ｄａ及び距離Ｌが設定され、且つ、上記関係式に基づいて、一次燃料ノズル及び二次燃料ノズルの燃焼状態を制御することによって、排ガス中のＮＯｘ量の低減効果が達成する炉内燃焼方法である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、燃焼バーナの一実施形態である蓄熱式バーナであり、同図（ａ）は燃焼バーナの断面図であり、同図（ｂ）はその正面図である。同図に於いて、蓄熱式バーナ１は、耐熱性の蓄熱体収容容器２に蓄熱体８が収納され、その上方に上部空間２ａが設けられ、下方にウインドボックス５が装着されて下部空間２ｂが形成されている。蓄熱体収容容器２の上部空間２ａに連通する空気供給路３がバーナタイル４に連設され、下部空間２ｂには流出入口９が設けられている。バーナタイル４は加熱炉１１の側壁に装着される。空気供給路３には、一次燃料ノズル６とパイロットバーナ１０が設けられ、バーナタイル４には複数の二次燃料ノズル７が設けられている。空気供給路３の空気供給口３Ａ及び燃料供給口７Ａが加熱炉内側に開口しており、空気供給口３Ａの外周から二次燃料ノズル７の燃料供給口７Ａの外周までの距離Ｌは、概ね空気供給口３Ａの直径Ｄａの１．０倍以上に設定される。
【００１８】
図２は、上記燃焼バーナを加熱炉に装着してその配管系及び制御系の一実施形態を示す概略図である。同図に於いて、加熱炉１１の炉壁に交番燃焼を行う蓄熱式バーナ１ａ，１ｂが装着されている。加熱炉１１内には鋼材等の被加熱物Ｈが投入され、Ｆは火炎を示している。蓄熱式バーナ１ａ，１ｂには蓄熱体８ａ，８ｂがそれぞれ収納されている。空気供給路３ａ，３ｂに一次燃料バーナ６ａ，６ｂの燃料供給口がそれぞれ開口され、二次燃料バーナ７ａ，７ｂの燃料供給口が炉内側に開口している。一次燃料を空気供給口３ａ，３ｂ内に供給する一次燃料ノズル６ａ，６ｂには燃料遮断弁１３ａ，１３ｂがそれぞれ設けられ、二次燃料を炉内に供給する二次燃料ノズル７ａ，７ｂには燃料遮断弁１４ａ，１４ｂがそれぞ設けられている。又、排ガス及び燃焼用空気は配管を経て切換弁１６を介して送風ブロワ１７，１８によって排ガスは炉外へ排出され、燃焼用空気は炉内に供給されている。配管には流速計１２ａ，１２ｂ及びＮＯｘガスセンサ２０ａ，２０ｂが設けられ、加熱炉１１内には温度センサ１９が設けられている。流速計１２ａ，１２ｂ、温度センサ１９及びＮＯｘガスセンサ２０ａ，２０ｂの出力は制御装置１５に入力されている。又、制御装置１５は、燃料遮断弁１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂが交番燃焼に応じて制御されるとともに、切換弁１６の切り換え制御、及び送風ブロワ１７，１８の駆動及び回転数制御がなされている。尚、流速計１２ａ，１２ｂ、ＮＯｘガスセンサ２０ａ，２０ｂは空気供給路３ａ，３ｂや排ガスの排出側に設けてもよい。
【００１９】
次に、燃焼バーナを装着した加熱炉の炉内燃焼方法について、図１及び図２を参照して、図３の燃焼制御フローチャートに基づいて説明する。
先ず、ステップＳ１において、パイロットバーナ１０が点火され、一次燃料ノズル６ａから空気供給路３に一次燃料が供給され、蓄熱式バーナ１ａ，１ｂは交番燃焼を開始し、燃焼と排ガスの排出を交互に行う。続いて、ステップＳ２において、温度センサ１９からの出力に基づいて加熱炉１１内の温度を計測して、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、（炉内温度＜燃料着火温度）の条件（１）によって、炉内温度が燃料着火温度以下（低温）であるか否かが判断される。条件（１）を満たす場合は、ステップＳ４に進み、一次燃料ノズル６によって空気供給路３内に一次燃料を供給して燃焼を継続して、ステップＳ２に戻る。ステップＳ３において、条件（１）を満たさない場合は、ステップＳ５に進み、（炉内温度≧燃料着火温度）の条件（２）により、炉内温度が燃料着火温度以上（高温）に達しているか否かが判断される。条件（２）を満たしていない場合は、ステップＳ４に戻り、一次燃料ノズル６によって燃焼を継続する。条件（２）を満した場合は、ステップＳ６に進み、二次燃料ノズル７によって燃焼を開始する。続いて、ステップＳ７に進み、ＮＯｘガスセンサ２０ａ，２０ｂによって排ガス中のＮＯｘ濃度を計測して、ステップＳ８に進む。ステップＳ８において、ＮＯｘ濃度が基準値以下であるか否かが判断される。ＮＯｘ濃度が基準値以内であれば、ステップＳ５に戻る。ＮＯｘ濃度が基準値を越える場合には、ステップＳ９に進み、空気供給口３Ａから炉内に噴出される燃焼用空気の噴出流速が調整される。続いて、ステップＳ１０に進み、加熱炉の運転を継続するか否かが判断され、継続する場合はステップＳ５に戻り、同様な操作を繰り返して、ＮＯｘ濃度が基準値内であるように燃焼用空気の噴出流速を調節して燃焼制御がなされる。加熱炉の運転を終了する場合は、燃焼制御を終了する。無論、二次燃料ノズル７が燃焼している状態で、一次燃料ノズル６から空気供給路３に燃料を供給して燃焼を継続させてもよいことは明らかである。
【００２０】
次に、図４を参照して、この実施形態における燃焼バーナによる炉内燃焼について説明する。同図は、バーナタイル４から炉内側に開口する空気供給路３と燃焼ノズル７を示し、燃焼用空気Ａと二次燃料Ｆの噴出方向を模式的に示した図である。空気供給口３Ａの直径をＤａとし、空気供給路３と燃焼ノズル７の外周間の距離をＬとする。空気供給口３Ａから距離Ｘで燃焼用空気Ａと燃料Ｆが接して炉内排ガスを巻き込み、再燃焼を行うことによってＮＯｘの低減を図るようになされている。従って、空気供給路３と燃焼ノズル７の外周間の距離Ｌが近接していると、炉内排ガスの巻き込みが不十分となるので、距離Ｌは直径Ｄａの１．０倍以上に設定するのが望ましく、無論、空気供給路３と燃焼ノズル７の外周間の距離が異常に離れていると、炉内排ガスの巻き込みが不十分となり、ＮＯｘ低減効果が減衰する。
【００２１】
更に、説明を加えると、ＮＯｘ濃度の支配的因子は火炎温度である。火炎温度は燃料が燃焼開始点までの距離Ｘにおける炉内排ガスの巻き込み量Ｑと炉内排ガス温度Ｔによって支配される。従って、ＮＯｘ濃度は炉内排ガスの巻き込み量Ｑと炉内排ガス温度Ｔに依存することになる。
【００２２】
即ち、炉内燃焼ガスの巻き込み量Ｑは、燃焼用空気の噴出流速Ｖａ、噴出口径Ｄａ、空気供給口３Ａから燃焼開始点Ｐまでの距離Ｘの関数であることが知られている。同図では、空気噴流と燃料噴流の広がりと混合位置（燃焼開始点）Ｐを模式的に示したものである。燃焼用空気及び二次燃料の噴流の広がり角度は、噴流状態によらず略一定なので、空気供給口から混合開始点Ｐまでの距離Ｘは空気供給口外周と燃料供給口外周の距離Ｌに略比例する。同図に示すように軸対称噴流では噴流吐出口から距離Ｘでの巻き込みガスを含めた全噴流通過量Ｑａは距離Ｘに比例する。依って、全噴流通過量Ｑａは距離Ｌに比例することになる。従って、ＮＯｘ濃度は、炉内温度を一定にすると、噴出速度、燃焼用空気の噴出口径、及び空気供給口外周から燃料供給口外周までの距離Ｌによって変化することになる。
【００２３】
そこで、発明者らは、炉内温度が一定になるように水冷管による奪熱量を調整して、噴出空気流速Ｖａを１０〜１５０ｍ／ｓ、空気供給口径Ｄａを３０〜１６０ｍｍ、空気供給口外周と燃料供給口外周の距離Ｌを１０〜８００ｍｍの範囲で変化させて実験を行った。尚、排ガス中のＮＯｘ濃度における酸素（Ｏ_２ ）濃度を１１％と換算して測定した。
【００２４】
この測定データから各因子の影響を調べた結果が図５に示されている。同図の横軸は〔Ｌ√（Ｖａ／Ｖ_０ ）〕／Ｄａをパラメータとする値であり、縦軸がＮＯｘ濃度（ｐｐｍ）である。同図によって、ＮＯｘ濃度の分布曲線（イ）から明らかなように、〔Ｌ√（Ｖａ／Ｖ_０ ）〕／ＤａをパラメータとするとＮＯｘ濃度分布がある統一した分布曲線上に分布することが明らかになった。同図から明らかなように、〔Ｌ√（Ｖａ／Ｖ_０ ）〕／Ｄａの値が１０以下ではＮＯｘ濃度が急激に増加するのに対して１０以上では殆ど変わらなく飽和状態になることが分かった。従って、〔Ｌ√（Ｖａ／Ｖ_０ ）〕／Ｄａ＞１０を満足するように各パラメータを設定することにより、低ＮＯｘバーナが形成できることを意味している。
【００２５】
尚、（Ｌ√（Ｖａ／Ｖｏ））／Ｄａにおける各パラメータのディメンジョンは、以下に示した通りである。空気供給口外周から燃料供給口外周までの距離Ｌは（ｍｍ）、噴出空気実流速Ｖａは（ｍ／ｓ）、空気供給口の直径Ｄａは（ｍｍ）である。単位噴出空気実流速Ｖｏは（１ｍ／ｓ）であり、噴出空気実流速値から単位を消去するためのものである。
【００２６】
又、図５は炉内温度が１３５０℃の場合のデータだけを示しているが、炉内温度が９００℃以上では、炉内温度が高くなる程ＮＯｘ濃度が高くなる傾向があるものの、上記パラメータが１０以上の値では略一定になることが確かめられた。このことにより、下記の関係式（１）、
〔Ｌ√（Ｖａ／Ｖ_０ ）〕／Ｄａ＞１０……（１）
を満足するように燃焼させることにより、大幅なＮＯｘ濃度の低減が達成されることが明らかになった。
【００２７】
従って、図１に示した燃焼バーナに於いて、空気供給口３Ａから噴出する噴出空気の流速Ｖａ及び空気供給口３Ａの直径Ｄａが定まっていれば、上記の関係式に基づいて、距離Ｌを設定することによって低ＮＯｘバーナが容易に構成できる。又、空気供給口３Ａの直径Ｄａ及び距離Ｌが一定であれば、上記の関係式（１）に基づいて、噴出空気流速Ｖａを調整すれば、低ＮＯｘバーナを構成することができる。
【００２８】
又、上記のような燃焼方法は、ＮＯｘ濃度の低減に極めて有効であることが明らかになったが、空気供給口と燃料供給口との距離Ｌを離す必要があるために、炉内温度が燃料の自己着火温度以上の場合には問題はないが、自己着火温度以下の場合には燃焼が生じないことになる。従って、炉内温度が燃料の自己着火温度以下の低温時でも安定に燃焼させる方法として、空気供給口内にもパイロットバーナとともに、一次燃料ノズルの燃料供給口を開口する必要があり、図１に示した実施形態の燃焼バーナが形成される。
【００２９】
上記図３の燃焼制御フローチャートに基づいて説明したが、このような構造では、炉内温度が燃料の自己着火温度以下の時には、燃料は「主に」空気供給口内の一次燃料ノズルの燃料供給口から噴射させて燃焼させ、炉内温度が燃料の自己着火温度以上の高温に達した際は、燃料を「主に」空気供給口外側の二次燃料ノズルの燃料供給口から供給して燃焼させるようにする。
【００３０】
この「主に」と記したのは、ＮＯｘ濃度・操業時の燃焼制御等によって、全ての燃料供給口から燃料を供給することがあり得るからであり、一次と二次燃料ノズルによる燃焼、即ち、「１００％」の燃焼状態の場合も含まれることを意味するものである。
【００３１】
無論、炉内温度が燃料の自己着火温度以下の低温時では、どのような燃焼法であってもＮＯｘ濃度は低く問題はないが、高温燃焼時であっても、〔Ｌ√（Ｖａ／Ｖ_０ ）〕／Ｄａ＞１０を満足するように燃焼制御することよって低ＮＯｘ燃焼とすることができる。このパラメータの値「１０」は、燃料の発熱量によって多少変化するが、概ね「１０」の値で急激にＮＯｘ濃度が上昇する分布曲線となる特性を有する。しかし、その燃料の発熱量に応じてこのパラメータの値は多少変動するので、必ずしも「１０」の値に限定するものではない。
【００３２】
又、上記実施形態では、蓄熱体を備える燃焼バーナとして説明したが、蓄熱体を備えない燃焼バーナであっても、上記に説明したような一次と二次燃料ノズルを備える燃焼バーナであれば、〔Ｌ√（Ｖａ／Ｖ_０ ）〕／Ｄａのパラメータに基づいく概念によって各パラメータを設定した燃焼バーナとすることにより、排ガス中のＮＯｘ量を低濃度とすることができることは明らかである。
【００３３】
又、空気供給口３Ａの直径Ｄａ及び空気供給口３Ａから燃料供給口７Ａまでの距離Ｌが固定された燃焼バーナであっても、上述のような炉内燃焼方法によって空気供給口３Ａから噴出される空気の噴出空気流速Ｖａを調整することにより、加熱炉を改善することなく、炉内排ガス中のＮＯｘ濃度を低濃度とすることができる。又、燃料供給口７Ａの位置を調整するだけで低ＮＯｘバーナとすることができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、加熱炉自体の改造、その制御系及び配管系統を改造をすることなく、低ＮＯｘ燃焼が達成できる利点がある。
又、本発明によれば、空気供給流速Ｖａが一定であれば、〔Ｌ√（Ｖａ／Ｖ_０ ）〕／Ｄａの値が、例えば「１０」、又は、それ以上の値になるように、燃焼バーナを構成することによって、低ＮＯｘ燃焼を達成し得る燃焼バーナを提供することができる利点がある。又、逆に、噴出空気供給口の直径Ｄａ及び噴出空気供給口の外周から二次燃料ノズルの燃料供給口外周までの距離Ｌが設定されている場合は、空気供給口から噴出する空気の空気供給流速Ｖａを調整するように炉内燃焼制御することにより、ＮＯｘ濃度を基準値以下にできる燃焼バーナが提供できる利点がある。
【００３５】
又、本発明によれば、〔Ｌ√（Ｖａ／Ｖ_０ ）〕／Ｄａ＞１０の条件を満足すれば、一定のＮＯｘ低減効果が得られる燃焼バナーが提供できる利点があり、所定の炉内温度分布を設計する際に、従来のように炉内に直接燃料を吹き込み炉内で低ＮＯｘを達成する燃焼方法と比較して、燃焼バーナを自由に配置し得る設計の自由度が増す利点がある。
又、本発明によれば、既存の燃焼バーナを低ＮＯｘバーナに交換するだけで加熱炉の性能改善ができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃焼バーナの一実施形態を示す図である。
【図２】本発明に係る燃焼バーナを装着した一実施形態を示す図である。
【図３】燃焼制御のフローチャートを示す図である。
【図４】燃焼状態を模式的に示す図である。
【図５】ＮＯｘの測定結果を示す図である。
【図６】従来の燃焼バーナの一例を示す図である。
【図７】従来の燃焼バーナの他の例を示す図である。
【図８】従来の蓄熱式バーナによる燃焼装置を示す図である。
【符号の説明】
１ 蓄熱式バーナ
２ 蓄熱体収容容器
３ 空気供給路
３Ａ 空気供給口
４ バーナタイル
５ ウインドボックス
６ 一次燃料ノズル
７ 二次燃料ノズル
７Ａ 二次燃料ノズルの燃料供給口
８ 蓄熱体
９ 流出入口
１０ ポイロットバーナ
１１ 加熱炉
１２ａ，１２ｂ 流速計
１３ａ，１３ｂ 燃料遮断弁
１４ａ，１４ｂ 燃料遮断弁
１５ 制御装置
１６ 切換弁
１７，１８ 送風ブロワ
１９ 温度センサ
２０ａ，２０ｂ ＮＯｘガスセンサ

Claims (2)

1. 空気供給路内に燃料供給口が開口する一次燃料ノズルと、前記空気供給路の空気供給口周囲に配置した二次燃料ノズルとを備える燃焼バーナに於いて、
   前記空気供給口の直径Ｄａと、前記空気供給口から炉内に噴出される空気実流速Ｖａと、前記空気供給口外周から前記燃料供給口外周までの距離Ｌとが下記の関係式を満たすものであることを特徴とする燃焼バーナ。
   （Ｌ√（Ｖａ／Ｖｏ））／Ｄａ＞１０
   但し、Ｌ ：空気供給口外周から二次燃料ノズルの燃料供給口外周までの 距離（ｍｍ）
   Ｖａ：噴出空気実流速（ｍ／ｓ）
   Ｄａ：空気供給口の直径（ｍｍ）
   Ｖｏ：単位噴出空気実流速（１ｍ／ｓ）
2. 空気供給路内に燃料供給口が開口する一次燃料ノズルと、前記空気供給路の空気供給口周囲に配置した二次燃料ノズルとを備える燃焼バーナの炉内燃焼方法に於いて、
   前記一次燃料ノズルの燃料供給口が前記空気供給口内に開口するように設けられ、前記空気供給口の周囲に複数の二次燃料ノズルの燃料供給口が配置され、前記空気供給口から加熱炉内に噴出される空気実流速Ｖａに対して、前記空気供給口外周から前記燃料供給口外周までの距離Ｌが下記の関係式を満たす燃焼バーナの炉内燃焼方法であって、前記加熱炉内温度が燃料着火温度以下の低温時には、燃料の全て或いは主に前記空気供給口内の前記一次燃料ノズルから噴射させて燃焼させ、炉内温度が燃料着火温度以上の高温に達した際に、前記二次燃料ノズルの燃料供給口から燃料を加熱炉内に噴射させて燃焼させるようにしたことを特徴とする燃焼バーナの炉内燃焼方法。
   （Ｌ√（Ｖａ／Ｖｏ））／Ｄａ＞１０
   但し、Ｌ ：空気供給口外周から二次燃料ノズルの燃料供給口外周までの 距離（ｍｍ）
   Ｖａ：噴出空気実流速（ｍ／ｓ）
   Ｄａ：空気供給口の直径（ｍｍ）
   Ｖｏ：単位噴出空気実流速（１ｍ／ｓ）

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