JP5972847B2 - バーナチップ及び燃焼バーナ並びにボイラ - Google Patents

Description

本発明は、流体燃料と噴霧媒体とを混合することで霧状にして噴出するバーナチップ、このバーナチップから噴出された流体燃料と噴霧媒体との混合体により火炎を形成する燃焼バーナ、この燃焼バーナを使用するボイラに関するものである。

一般的な油焚きボイラは、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、流体燃料を噴霧媒体により霧化させた状態で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。

この油焚きボイラで使用される燃焼バーナは、流体燃料と噴霧媒体の供給配管の先端部にバーナチップが設けられて構成されている。このバーナチップは、流体燃料と噴霧媒体とを混合した後、先端に形成された複数の噴出孔から噴出可能となっている。そして、このバーナチップにて、重質燃料などのようなＮＯｘや煤塵を多く発生させる燃料を使用する場合、高い燃焼性を確保してＮＯｘや煤塵の低減を図る必要がある。そのため、バーナチップにおける噴出孔の数を増加させることが考えられるが、噴出孔の数を増加させると、隣接する噴出孔の距離が短くなり、噴流同士が干渉しあって薄膜状になり、周囲の空気が取り込みにくくなって着火不良や燃焼不良を引き起こす可能性がある。

このような問題を解決するバーナチップとして、例えば、下記特許文献に記載されたものがある。特許文献１に記載された内部混合式アトマイザは、燃料供給路と燃料を微粒化する微粒化媒体供給路と、燃料供給路から供給される燃料と微粒化媒体路から供給される微粒化媒体を混合する混合室と、混合室内の混合流体を外部に噴出させる噴出孔とを設けたものである。また、特許文献２に記載されたバーナチップは、噴霧媒体室から放射状に複数の噴霧媒体噴出孔を延出し、その先端延長線上に混合体噴出孔を形成して混合体噴出孔をバーナチップの先端に開口し、流体燃料室から燃料噴出孔を延出して燃料噴出孔の先端を混合体噴出孔の側面に開口したものである。

特開昭６３−０４９６１５号公報 特開２０１０−１２７５１８号公報

バーナチップとしては、特許文献１のように、噴霧媒体と流体燃料を内部に設けた混合室で混合した後、噴出孔から噴出するものと、特許文献２のように、混合体噴出孔の中途部に燃料噴出孔を連結することで、噴霧媒体に対して流体燃料を混合してから噴出するものがある。バーナチップにあっては、特許文献２のように、混合体噴出孔を半径方向及び周方向に所定間隙で複数配列することで、流体燃料の微粒化を向上させた上で、混合体の噴流同士の干渉を防ぎ、燃焼性を向上させることができる。しかし、混合室を有する内部混合型のバーナチップの場合、この混合室での噴霧媒体による流体燃料の拡散が不十分となりやすい。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、流体燃料と噴霧媒体との混合を促進することで流体燃料の噴霧粒径を小さくして燃焼性を向上させることが可能なバーナチップ及び燃焼バーナ並びに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バーナチップは、チップ本体と、前記チップ本体の内部に設けられる混合室と、基端が前記混合室に連通すると共に先端が前記チップ本体の側方に開口して前記チップ本体の周方向に所定間隔で配置される複数の第１混合流体噴出孔と、流体燃料を前記混合室に供給する流体燃料供給通路と、噴霧媒体を前記混合室に供給する噴霧媒体供給通路と、を有することを特徴とするものである。

従って、流体燃料供給通路から供給される流体燃料と噴霧媒体供給通路から供給される噴霧媒体とが混合室で混合され、混合流体が複数の第１混合流体噴出孔により外部に噴出される。このとき、第１混合流体噴出孔は、チップ本体の側方に開口していることから、各第１混合流体噴出孔から噴出された混合流体の噴霧同士が接触しにくく、流体燃料と噴霧媒体の混合を促進することで流体燃料の噴霧粒径を小さくすることができる。その結果、流体燃料と周囲の空気とが良好に混合することで燃焼性を向上することができる。

本発明のバーナチップでは、前記複数の第１混合流体噴出孔は、前記チップ本体の軸心上にある１点を中心として放射状に形成されることを特徴としている。

従って、複数の混合流体噴出孔の加工性を向上して製造コストを低減することができる。

本発明のバーナチップでは、前記チップ本体は、軸心方向に沿って円筒形状をなす側壁部と、前記側壁部の一端部に設けられる半球形状をなす先端部とを有し、前記複数の第１混合流体噴出孔は、前記混合室から前記先端部側に延出するように前記側壁部を貫通して形成されることを特徴としている。

従って、円筒形状をなす側壁部に複数の第１混合流体噴出孔を形成することで、混合流体を広範囲にわたって噴出することができ、流体燃料と周囲の空気と混合を促進することができる。

本発明のバーナチップでは、前記複数の第１混合流体噴出孔は、前記側壁部に軸心方向に所定間隔をあけて平行をなすように複数設けられることを特徴としている。

従って、軸心方向に所定間隔をあけて設けられる第１混合流体噴出孔が平行をなすことから、各第１混合流体噴出孔から噴出された混合流体の噴霧同士が接触しにくく、流体燃料と周囲の空気と混合を促進することができる。

本発明のバーナチップでは、基端が前記混合室に連通すると共に先端が前記先端部を貫通して前方に開口する複数の第２混合流体噴出孔が周方向に所定間隔で配置され、前記第１混合流体噴出孔と前記第２混合流体噴出孔は、周方向で同位置に配置されるとしている。

従って、第１混合流体噴出孔と第２混合流体噴出孔が周方向で同位置に配置されることから、各混合流体噴出孔から噴出された混合流体の噴霧同士における流体燃料と周囲の空気と混合を促進することができる。

本発明のバーナチップでは、前記噴霧媒体供給通路は、前記チップ本体の基端側に複数設けられ、噴霧媒体を前記混合室に軸心方向に沿って供給可能であり、前記流体燃料供給通路は、前記チップ本体の基端側で前記噴霧媒体供給通路より外側に複数設けられ、流体燃料を前記混合室に径方向に沿って供給可能であることを特徴としている。

従って、混合室に供給された噴霧媒体に対して流体燃料が外側から供給されることとなり、混合室での流体燃料の滞留時間を長く確保することができ、混合室にて、流体燃料と噴霧媒体との混合を促進することができる。

また、本発明の燃焼バーナは、風箱と、前記風箱における中央部に配置される燃料通路と、前記風箱における前記燃料通路の外側に配置される空気通路と、前記燃料通路の中央部に配置されるバーナガンと、を有し、前記バーナガンの先端部に前記バーナチップが配置されることを特徴とするものである。

従って、バーナガンの先端部に配置されたバーナチップは、基端が混合室に連通すると共に先端がチップ本体の側方に開口してチップ本体の周方向に所定間隔で配置される複数の第１混合流体噴出孔が設けられていることから、各第１混合流体噴出孔から噴出された混合流体の噴霧同士が接触しにくく、流体燃料と周囲の空気とが良好に混合する。その結果、流体燃料と噴霧媒体の混合を促進することで流体燃料の噴霧粒径を小さくして燃焼性を向上させることができる。

また、本発明のボイラは、中空形状をなす火炉内で燃料と空気を燃焼させると共に、前記火炉内で熱交換を行って熱を回収するボイラにおいて、火炉壁に前記燃焼バーナが配置されることを特徴とするものである。

従って、火炉壁に燃焼バーナが配置されていることから、流体燃料と噴霧媒体の混合を促進することで流体燃料の噴霧粒径を小さくして燃焼性を向上させることができる。

本発明のバーナチップ及び燃焼バーナ並びにボイラによれば、基端が混合室に連通すると共に先端がチップ本体の側方に開口してチップ本体の周方向に所定間隔で配置される複数の第１混合流体噴出孔を設けるので、流体燃料と噴霧媒体の混合を促進することで流体燃料の噴霧粒径を小さくして燃焼性を向上させることができる。

図１は、本実施形態のバーナチップの断面図である。 図２は、バーナチップの正面図である。 図３は、バーナチップにおける図１のIII−IIIの断面図である。 図４は、バーナチップにおける図１のIV−IVの断面図である。 図５は、バーナチップにおける図１のＶ−Ｖの断面図である。 図６は、本実施形態の油焚きボイラを表す概略構成図である。 図７は、燃焼バーナの全体構成を表す正面図である。 図８は、燃焼バーナの断面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明のバーナチップ及び燃焼バーナ並びに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。

［実施形態１］
図６は、本実施形態の油焚きボイラを表す概略構成図である。

本実施形態の油焚きボイラは、流体燃料としての重油（または、軽油、石炭のスラリーなど）を燃料として用い、この重油を燃焼バーナ（バーナチップ）により噴霧媒体としての蒸気（または、高圧空気、高圧ガス、可燃性ガスなど）により微粒化させて噴霧し、火炉内で燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収することが可能なボイラである。

本実施形態において、図６に示すように、油焚きボイラ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を構成する火炉壁の下部に燃焼装置１２が設けられている。

燃焼装置１２は、火炉壁に装着された複数の燃焼バーナ２１を有している。本実施形態にて、この燃焼バーナ２１は、周方向に沿って、例えば、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、例えば、３セット、つまり、３段配置されている。なお、燃焼バーナ２１の配置場所や個数はこれに限定されるものではない。

各燃焼バーナ２１は、燃料供給配管２２を介して燃料供給源２３に連結されており、燃料供給配管２２に燃料供給量を調整可能な流量調整弁２４が設けられている。また、各燃焼バーナ２１は、蒸気供給配管２５を介して蒸気供給源２６に連結されており、蒸気供給配管２５に蒸気供給量を調整可能な流量調整弁２７が設けられている。また、火炉１１は、各燃焼バーナ２１の装着位置に風箱２８が設けられており、この風箱２８に空気ダクト２９の一端部が連結されており、この空気ダクト２９は、他端部に送風機３０が装着されている。

従って、各燃焼バーナ２１は、燃料供給源２３から燃料供給配管２２を通して燃料が供給されると共に、蒸気供給源２６から蒸気供給配管２５を通して蒸気が供給される。また、各燃焼バーナ２１は、空気ダクト２８から排ガスと熱交換して加熱された燃焼用空気が風箱２８に供給される。そのため、燃焼バーナ２１は燃料と蒸気を混合して微粒化した後、混合流体として火炉１１内に噴射すると共に、燃焼用空気を火炉１１内に噴射し、火炉１１内で火炎を形成することができる。

火炉１１は、上部に煙道３１が連結されており、この煙道３１に、対流伝熱部（熱回収部）として排ガスの熱を回収するための過熱器（スーパーヒータ）３２，３３、再熱器３４，３５、節炭器（エコノマイザ）３６，３７，３８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３１は、その下流側に熱交換を行った排ガスが排出される排ガス管３９が連結されている。この排ガス管３９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。

従って、燃焼装置１２に各燃焼バーナ２１が燃料と蒸気との混合流体を火炉１１内に噴射すると、火炉１１では、混合流体と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３１に排出される。

このとき、図示しない給水ポンプから供給された水は、節炭器３６，３７，３８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３２，３３に導入され、燃焼ガスによって過熱される。過熱器３２，３３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途中で取り出した蒸気は、再熱器３４，３５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３１の節炭器３６，３７，３８を通過した排ガスは、排ガス管３９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。

まず、燃焼装置１２について詳細に説明するが、この燃焼装置１２を構成する各燃焼バーナ２１は、ほぼ同様の構成をなしている。図７は、燃焼バーナの全体構成を表す正面図、図８は、燃焼バーナの断面図である。

燃焼バーナ２１において、図７及び図８に示すように、風箱２８は、箱形形状をなし、仕切板５１，５２により燃料コンパートメント（燃料通路）５３と上部補助空気コンパートメント（空気通路）５４と下部補助空気コンパートメント（空気通路）５５に区画されている。燃料コンパートメント５３は、風箱２８における鉛直方向の中央部に配置され、風箱２８における鉛直方向の上部に上部補助空気コンパートメント５４が配置され、下部に下部補助空気コンパートメント５５が配置されている。

燃料コンパートメント５３は、燃料用空気ノズル５６と上下の燃料用補助空気ノズル５７，５８を有しており、燃料用空気ノズル５６は、中心部にバーナガン５９が配置され、その周囲に保炎器６０が配置されている。一方、上部補助空気コンパートメント５４は、補助空気ノズル６１を有し、下部補助空気コンパートメント５５は、補助空気ノズル６２を有している。なお、燃料用空気ノズル５６、上下の燃料用補助空気ノズル５７，５８及び補助空気ノズル６１，６２は、上下にチルト可能となっている。

従って、燃焼用空気は、風箱２８内で燃料コンパートメント５３及び各補助空気コンパートメント５４，５５に所定の流量割合で供給され、燃料コンパートメント５３に１次空気が送り込まれ、各補助空気コンパートメント５３，５４に２次空気が送り込まれる。燃料コンパートメント５３に送り込まれた１次空気は、大部分が燃料用空気ノズル５６と燃料用補助空気ノズル５７，５８から有効１次空気として火炉１１内へ高速度で噴出される。補助空気コンパートメント５４，５５に送り込まれた２次空気は、大部分が補助空気ノズル６１，６２から火炉１１内へ高速度で噴出される。

燃料及び蒸気は、バーナガン５９に圧送され、バーナガン５９の先端部に装着された後述するバーナチップ７１により火炉１１に噴霧され、図示されてない着火源によって着火されて火炎を形成する。火炎は、保炎器６０を有効１次空気が通過するときに旋回流により保炎され、燃焼が継続される。火炎は、燃焼継続が着火点近傍から火炎前半部にかけての燃焼が１次空気で、後半部から燃焼完結までが有効２次空気でそれぞれなされる。

次に、バーナチップ７１について説明する。図１は、本実施形態のバーナチップの断面図、図２は、バーナチップの正面図、図３は、バーナチップにおける図１のIII−IIIの断面図、図４は、バーナチップにおける図１のIV−IVの断面図、図５は、バーナチップにおける図１のＶ−Ｖの断面図である。

バーナチップ７１は、図１から図５に示すように、チップ本体としてのスプレイプレート７２とバックプレート７３と連結プレート７４から構成され、締付リング７５により一体に連結されている。

スプレイプレート７２は、基端（図１にて、右方）が開口して先端（図１にて、左方）が閉塞した形状をなしている。即ち、このスプレイプレート７２は、軸心Ｏ１方向に沿って円筒形状をなす側壁部８１と、側壁部８１の一端部に設けられる半球形状をなす先端部８２とから構成されており、先端部８２は、先端面部８２ａと傾斜面部８２ｂとから構成されている。スプレイプレート７２は、基端部に開口するように円柱形状をなす第１凹部８３が形成されている。また、スプレイプレート７２は、側壁部８１に複数の第１混合流体噴出孔８４，８５が形成されると共に、先端部８２に複数の第２混合流体噴出孔８６が形成されている。

第１混合流体噴出孔８４は、側壁部８１に形成され、基端部が第１凹部８３に連通すると共に先端部が側方に開口しており、バーナチップ７１の軸心Ｏ１を中心として周方向に均等間隔で複数（本実施形態では、８個）設けられている。第１混合流体噴出孔８５は、側壁部８１に形成され、基端部が第１凹部８３に連通すると共に先端部が側方に開口しており、バーナチップ７１の軸心Ｏ１を中心として周方向に均等間隔で複数（本実施形態では、８個）設けられている。第２混合流体噴出孔８６は、先端部８２の傾斜面部８２ｂに形成され、基端部が第１凹部８３に連通すると共に先端部が前方に開口しており、バーナチップ７１の軸心Ｏ１を中心として周方向に均等間隔で複数（本実施形態では、８個）設けられている。

そして、複数の第１混合流体噴出孔８４は、軸心Ｏ１上にある１点Ｏ２を中心として放射状に形成され、複数の第１混合流体噴出孔８５は、軸心Ｏ１上にある１点Ｏ３を中心として放射状に形成され、複数の第２混合流体噴出孔８６は、軸心Ｏ１上にある１点Ｏ４を中心として放射状に形成されている。この場合、各点Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４は、軸心Ｏ１方向に沿って所定間隔で設定されることで、第１混合流体噴出孔８４と第１混合流体噴出孔８５と第２混合流体噴出孔８６とは、軸心Ｏ１方向に所定間隔をあけて形成されると共に、互いに平行をなすように設けられている。

また、第１混合流体噴出孔８４と第１混合流体噴出孔８５とは、周方向で同位置に配置され、第１混合流体噴出孔８４と第２混合流体噴出孔８６とは、周方向で同位置に配置されている。

バックプレート７３は、円盤形状をなし、先端部に円柱形状をなす第２凹部９１が形成されている。このバックプレート７３に形成された第２凹部９１は、スプレイプレート７２に形成された第１凹部８３と対向し、且つ、各凹部８３，９１は、ほぼ同径に設定されている。本実施形態では、この第１凹部８３と第２凹部９１により混合室９２が構成されており、各混合流体噴出孔８４，８５，８６は、基端部がこの混合室９２に連通することとなる。

バックプレート７３は、第２凹部９１（混合室９２）の外周側に噴出チャンバ９３が周方向に沿ってリング形状をなして形成されている。この噴出チャンバ９３は、複数（本実施形態では、８個）の連通路９４を介して第２凹部９１（混合室９２）と連通している。即ち、各連通路９４は、バックプレート７３の径方向（放射方向）に沿って形成され、一端部が噴出チャンバ９３の内周面に連通し、他端部が第２凹部９１の外周面に連通している。

また、バックプレート７３は、中心部側に複数の蒸気供給通路（噴霧媒体供給通路）９５が設けられると共に、複数の蒸気供給通路９５の外側に複数の燃料供給通路（流体燃料供給通路）９６が設けられている。この各蒸気供給通路９５は、バックプレート７３にその長手方向に沿って設けられており、先端部が第２凹部９１に連通している。また、各燃料供給通路９６は、バックプレート７３にその長手方向に沿って設けられており、先端部が噴出チャンバ９３に連通している。

連結プレート７４は、連結チャンバ１０３が形成されると共に、この連結チャンバ１０３の周囲に複数（本実施形態では、８個）の連結路１０４が形成されている。この連結チャンバ１０３は、各蒸気供給通路９５に連通し、各連結路１０４は、各燃料供給通路９６にそれぞれ連通している。

連結プレート７４は、基端部に燃料供給配管２２と蒸気供給配管２５が連結されている。燃料供給配管２２は、内部に燃料供給経路２２ａが設けられ、連結プラグ１０２に形成された燃料通路１０５により各連結路１０４に連結されている。一方、蒸気供給配管２５は、内部に蒸気供給経路２５ａが設けられ、連結プラグ１０２に形成された蒸気通路１０７により連結チャンバ１０３に連結されている。

そのため、蒸気供給経路２５ａの蒸気は、蒸気通路１０７、連結チャンバ１０３、複数の蒸気供給通路９５を通り、混合室９２に対してバーナチップ７１の軸心Ｏ１方向に沿って供給可能となっている。一方、燃料供給経路２２ａの燃料は、燃料通路１０５、各連結路１０４、複数の燃料供給通路９６を通って噴出チャンバ９３に供給され、この噴出チャンバ９３から、複数の連通路９４を通り、混合室９２に対してバーナチップ７１の径方向に沿って供給可能となっている。

ここで、上述した本実施形態のバーナチップ７１（バーナガン５９）の作用について詳細に説明する。なお、図１にて、燃料の流れを黒塗りの矢印で表し、蒸気の流れを白抜きの矢印で表し、燃料と蒸気が混合した混合流体を斜線の矢印で表している。

バーナチップ７１にて、図１に示すように、蒸気が蒸気供給配管２５を通して供給されると、この蒸気は、蒸気通路１０７、連結チャンバ１０３、複数の蒸気供給通路９５を通して混合室９２に軸心Ｏ１方向に沿って供給される。また、燃料が燃料供給配管２２を通して供給されると、この燃料は、燃料通路１０５、各連結路１０４、複数の燃料供給通路９６、噴出チャンバ９３、連通路９４を通って混合室９２に径方向に沿って外側から供給される。

すると、混合室９２にて、軸心Ｏ１方向に沿って供給された蒸気に対して、径方向に沿って外側から供給された燃料が衝突し、互いにぶつかり合って混合される。即ち、混合室９２に軸心Ｏ１方向に沿って先端側へ流れる蒸気に対して、その外側からほぼ直交するように供給された燃料が衝突することで、燃料が蒸気により拡散されて混合することとなる。また、燃料が混合室９２に対して径方向に供給されることで、燃料が第２混合流体噴出孔９６側へ直線的に流れず、混合室９２での燃料の滞留時間が長くなり、蒸気により拡散されやすくなる。

そして、混合室９２で効率良く混合された混合流体は、この混合室９２を前方側に流れ、各混合流体噴出孔８４，８５，８６を通して外部に噴出（噴霧）される。このとき、各第１混合流体噴出孔８４，８５は、バーナチップ７１の側方へ混合流体を噴出し、各第２混合流体噴出孔８６は、バーナチップ７１の前方へ混合流体を噴出する。そのため、各混合流体噴出孔８４，８５，８６から噴出された混合流体の噴霧同士が接触しにくく、燃料の噴霧粒径を小さくすることができ、燃料と周囲の空気とが良好に混合する。

このように本実施形態のバーナチップにあっては、内部に設けられる混合室９２と、基端部が混合室９２に連通すると共に先端が側方に開口して周方向に所定間隔で配置される複数の第１混合流体噴出孔８４，８５と、流体燃料を混合室９２に供給する流体燃料供給通路９６と、蒸気を混合室９２に供給する蒸気供給通路９５とを設けている。

従って、燃料供給通路９６から供給される燃料と蒸気供給通路９５から供給される蒸気とが混合室９２で混合され、混合流体が複数の混合流体噴出孔８４，８５，８６により外部に噴出される。このとき、第１混合流体噴出孔８４，８５は、側方に開口していることから、各第１混合流体噴出孔８４，８５から噴出された混合流体の噴霧同士が接触しにくく、燃料の噴霧粒径を小さくすることができる。その結果、燃料と周囲の空気とが良好に混合することとなり、燃焼性を向上することができる。

本実施形態のバーナチップでは、複数の第１混合流体噴出孔８４，８５を軸心Ｏ１上にある１点を中心として放射状に形成している。従って、複数の混合流体噴出孔８４，８５の加工性を向上して製造コストを低減することができる。

本実施形態のバーナチップでは、スプレイプレート７２を、軸心Ｏ１方向に沿って円筒形状をなす側壁部８１と、側壁部８１の一端部に設けられる半球形状をなす先端部８２により構成し、複数の第１混合流体噴出孔８４，８５を混合室９２から先端部８２側に延出するように側壁部８１を貫通して形成している。従って、円筒形状をなす側壁部８１に複数の第１混合流体噴出孔８４，８５を形成することで、混合流体を広範囲にわたって噴出することができ、燃料と周囲の空気と混合を促進することができる。

本実施形態のバーナチップでは、複数の第１混合流体噴出孔８４，８５を側壁部８１に軸心Ｏ１方向に所定間隔をあけて平行をなすように複数設けている。従って、軸心Ｏ１方向に所定間隔をあけて設けられる第１混合流体噴出孔８４，８５が平行をなすことから、各第１混合流体噴出孔８４，８５から噴出された混合流体の噴霧同士が接触しにくく、燃料と周囲の空気と混合を促進することができる。

本実施形態のバーナチップでは、スプレイプレート７２の先端部８２に複数の第２混合流体噴出孔８６を周方向に所定間隔で設け、第１混合流体噴出孔８４，８５と第２混合流体噴出孔８６を周方向で同位置に配置している。従って、各混合流体噴出孔８４，８５，８６から噴出された混合流体の噴霧同士において燃料と周囲の空気と混合を促進することができる。

本実施形態のバーナチップでは、蒸気供給通路９５をバックプレート７３に複数設け、蒸気を混合室９２に軸心Ｏ１方向に沿って供給可能とし、燃料供給通路９６をバックプレート７３に蒸気供給通路９５より外側に複数設け、燃料を混合室９２に径方向に沿って供給可能としている。従って、混合室９２に供給された蒸気に対して燃料が外側から供給されることとなり、混合室９２での燃料の滞留時間を長く確保することができ、混合室９２にて、燃料と蒸気との混合を促進することができる。

また、本実施形態の燃焼バーナにあっては、風箱２８と燃料コンパートメント５３とバーナガン５９と上下一対の補助空気コンパートメント５４，５５とを有し、バーナガン５９の先端部にバーナチップ７１を配置している。また、本実施形態のボイラは、中空形状をなす火炉１１内で燃料と空気を燃焼させると共に、火炉１１内で熱交換を行って熱を回収するボイラであって、火炉壁に燃焼バーナ２１を配置している。

従って、バーナガン５９の先端部に配置されたバーナチップ７１は、混合流体を側方に噴射する複数の第１混合流体噴出孔８４，８５を設けていることから、各第１混合流体噴出孔８４，８５から噴出された混合流体の噴霧同士が接触しにくく、燃料の噴霧粒径を小さくすることができる。その結果、燃料と周囲の空気とが良好に混合することとなり、燃焼性を向上することができる。

なお、上述した実施形態では、スプレイプレート７２の側壁部８１に複数の第１混合流体噴出孔８４，８５を設けると共に、スプレイプレート７２の先端部８２に複数の第２混合流体噴出孔８６を設けたが、この構成に限定されるものではない。例えば、スプレイプレート７２の側壁部８１に第１混合流体噴出孔８４，８５のいずれか一方だけを設けてもよく、３種類以上の第１混合流体噴出孔を設けてもよい。また、スプレイプレート７２の先端部８２に複数の第２混合流体噴出孔８６を設けたが、この第２混合流体噴出孔８６をなくしてもよく、複数の第２混合流体噴出孔を径方向に沿って設けてもよい。

また、上述した実施形態では、スプレイプレート７２を側壁部８１と先端部８２とから構成したが、側壁部８１が長手方向に沿って外径が同じ円筒形状としたが、先端部が細くなるような円錐（円錐台）形状としてもよい。また、先端部８２に先端面部８２ａと傾斜面部８２ｂを設けたが、球面としてもよい。

また、上述した実施形態では、中心部に蒸気供給通路９５を設け、その外側に燃料供給通路９６を設け、混合室９２に供給された蒸気に対して燃料を外側から供給するように構成したが、燃料と蒸気を逆にしてもよい。即ち、中心部に燃料供給通路９６を設け、その外側に蒸気供給通路９５を設け、混合室９２に供給された燃料に対して蒸気を外側から供給するように構成してもよい。

また、上述した実施形態では、風箱２８と燃料コンパートメント５３とバーナガン５９と上下一対の補助空気コンパートメント５４，５５とにより燃焼バーナ２１を構成したが、この構成に限定されるものではない。例えば、風箱の中央部に配置される燃料通路と、風箱における燃料通路の外側に配置される空気通路と、燃料通路の中央部に配置されるバーナガンとから構成される燃焼バーナであってもよい。

１０ 油焚きボイラ
１１ 火炉
１２ 燃焼装置
２１ 燃焼バーナ
２２ 燃料供給配管
２５ 蒸気供給配管
２８ 風箱
５３ 燃料コンパートメント（燃料通路）
５４ 上部補助空気コンパートメント（空気通路）
５５ 下部補助空気コンパートメント（空気通路）
５９ バーナガン
７１ バーナチップ
７２ スプレイプレート（チップ本体）
７３ バックプレート（チップ本体）
７４ 連結プレート（チップ本体）
７５ 締付リング
８１ 側壁部
８２ 先端部
８４，８５ 第１混合流体噴出孔
８６ 第２混合流体噴出孔
９２ 混合室
９３ 噴出チャンバ
９４ 連通路
９５ 蒸気供給通路（噴霧媒体供給通路）
９６ 燃料供給通路（流体燃料供給通路）

Claims (10)

1. 軸心方向に沿った側壁部と前記側壁部の一端部に設けられる先端部を有するチップ本体と、
   前記チップ本体の内部に設けられる混合室と、
   前記混合室から前記チップ本体の外部に連通する複数の混合流体噴出孔と、
   前記チップ本体の基端側に複数設けられ、前記混合室に軸心方向に沿って噴霧媒体を供給する噴霧媒体供給通路と、
   前記チップ本体の基端側で前記噴霧媒体供給通路より外側に複数設けられ、前記混合室に径方向に沿って流体燃料を供給する流体燃料供給通路と、
   を有し、
   前記複数の混合流体噴出孔は、前記側壁部に軸心方向に所定間隔をあけて複数設けられる第１混合流体噴出孔と、前記先端部に複数設けられる第２混合流体噴出孔と、を備えたことを特徴とするバーナチップ。
2. 前記複数の第２混合流体噴出孔は、周方向に所定間隔で配置され、
   前記第１混合流体噴出孔と前記第２混合流体噴出孔は、周方向で同位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載のバーナチップ。
3. 前記複数の第１混合流体噴出孔は、前記チップ本体の側方に開口して前記チップ本体の周方向に所定間隔で配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバーナチップ。
4. 前記複数の第１混合流体噴出孔は、前記チップ本体の軸心を中心として放射状に形成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のバーナチップ。
5. 前記側壁部は、軸心方向に沿って円筒形状をなし、
   前記先端部は、半球形状をなし、
   前記複数の第１混合流体噴出孔は、前記混合室から前記先端部側に延出することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のバーナチップ。
6. 前記複数の第１混合流体噴出孔は、前記側壁部に軸心方向に平行をなすように複数設けられる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バーナチップ。
7. 前記第２混合流体噴出孔は、前記先端部の傾斜面部に形成される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バーナチップ。
8. 前記チップ本体の基端側に設けられた円盤形状のバックプレートを有し、
   前記バックプレートは、中心部側に設けられた前記複数の噴霧媒体供給通路と、外周側に設けられた前記複数の流体燃料供給通路と、バックプレートの径方向に沿って形成された複数の連絡通路を備え、
   前記複数の流体燃料供給通路と前記複数の噴霧媒体供給通路が前記複数の連絡通路を介して連通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１項に記載のバーナチップ。
9. 風箱と、
   前記風箱における中央部に配置される燃料通路と、
   前記風箱における前記燃料通路の外側に配置される空気通路と、
   前記燃料通路の中央部に配置されるバーナガンと、
   を有し、
   前記バーナガンの先端部に請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のバーナチップが配置されることを特徴とする燃焼バーナ。
10. 中空形状をなす火炉内で燃料と空気を燃焼させると共に、前記火炉内で熱交換を行って熱を回収するボイラにおいて、
    火炉壁に請求項９に記載の燃焼バーナが配置されることを特徴とするボイラ。
    

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