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公開番号2025038620
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-19
出願番号2023145347
出願日2023-09-07
発明の名称ガスバーナ、および燃焼設備
出願人三菱重工パワーインダストリー株式会社
代理人SSIP弁理士法人
主分類F23D 17/00 20060101AFI20250312BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】同軸燃焼構造を適用してガス燃料と炭素燃料とを混焼させる際に、炭素燃料の未燃分を低減させることができる。
【解決手段】ガスバーナは、水素を含むガス燃料を噴出するノズルと、ノズルよりノズルの径方向の外側を囲うようにノズルの軸線に沿って延び、ノズルとの間に炭素燃料を搬送するための一次空気が流通する一次空気流路を形成するスリーブと、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
水素を含むガス燃料を噴出するノズルと、
前記ノズルより前記ノズルの径方向の外側を囲うように前記ノズルの軸線に沿って延び、前記ノズルとの間に炭素燃料を搬送するための一次空気が流通する一次空気流路を形成するスリーブと、を備える、
ガスバーナ。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記一次空気流路に配置され、前記一次空気と前記炭素燃料が混合された混合気を予め設定される設定量よりも少量の前記炭素燃料を含む炭素燃料リーン空気と、前記設定量以上の前記炭素燃料を含み前記炭素燃料リーン空気よりも前記ノズルの径方向の外側を流通する炭素燃料リッチ空気とに分離する炭素燃料濃縮装置をさらに備える、
請求項１に記載のガスバーナ。
【請求項３】
前記スリーブは、前記一次空気流路のうち前記炭素燃料濃縮装置よりも前記ノズルの軸線方向の前記ガス燃料の噴出側に位置し前記ノズルの軸線方向の前記ガス燃料の噴出側に向かうにつれて拡径する拡径部を含む、
請求項２に記載のガスバーナ。
【請求項４】
前記スリーブより前記ノズルの径方向の外側を囲うように前記ノズルの軸線に沿って延び、前記スリーブとの間に二次空気が流通する二次空気流路を形成する二次空気流路形成部と、
前記ガス燃料または前記炭素燃料の燃焼によって生成した排ガスを前記二次空気流路に戻すための戻し流路を形成する戻し流路形成部と、をさらに備える、
請求項１から３の何れか一項に記載のガスバーナ。
【請求項５】
前記二次空気流路の出口に配置される保炎板をさらに備える、
請求項４に記載のガスバーナ。
【請求項６】
前記保炎板は、筒形状を有しており、
前記保炎板は、前記スリーブの先端から前記ノズルの軸線方向の前記ガス燃料の噴出側に延び前記スリーブの内壁面と面一な平面を有するベース部と、前記ベース部から前記ノズルの径方向の内側に突出する突出部と、前記突出部の先端面に形成される内歯と、を含む、
請求項５に記載のガスバーナ。
【請求項７】
前記一次空気流路に配置され、前記一次空気と前記炭素燃料が混合された混合気を予め設定される設定量よりも少量の前記炭素燃料を含む炭素燃料リーン空気と、前記設定量以上の前記炭素燃料を含み前記炭素燃料リーン空気よりも前記ノズルの径方向の外側を流通する炭素燃料リッチ空気とに分離する炭素燃料濃縮装置をさらに備え、
前記スリーブは、前記一次空気流路のうち前記炭素燃料濃縮装置よりも前記ノズルの軸線方向の前記ガス燃料の噴出側に位置し前記ノズルの軸線方向の前記ガス燃料の噴出側に向かうにつれて拡径する拡径部を含み、
前記内歯は、前記拡径部の前記ノズルの軸線方向の前記ガス燃料の噴出側とは反対側の反対側端よりも前記ノズルの径方向の外側に位置している、
請求項６に記載のガスバーナ。
【請求項８】
前記二次空気流路形成部より前記ノズルの径方向の外側を前記ノズルの軸線に沿って延び、前記二次空気流路形成部との間に三次空気が流通する三次空気流路を形成する三次空気流路形成部をさらに備え、
前記三次空気流路に配置され、前記三次空気に旋回力を付与する旋回力付与装置をさらに備える、
請求項４に記載のガスバーナ。
【請求項９】
前記炭素燃料は、微粉炭である、
請求項１から３の何れか一項に記載のガスバーナ。
【請求項１０】
火炉と
前記火炉の炉壁に設けられる請求項１から３の何れか一項に記載のガスバーナと、を備え、
前記一次空気は、前記ガス燃料に対する空気比が０．８以下である、
燃焼設備。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガスバーナ、およびこのガスバーナを備える燃焼設備に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、石炭バーナと、この石炭バーナの中心軸と同軸となるようにこの石炭バーナを外側から取り囲むガスバーナと、を備える石炭ガス同軸バーナ（同軸燃焼構造を適用しているバーナ）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００７－０１７０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ガス燃料は、石炭と比較して燃焼速度が速い。このため、バーナに同軸燃焼構造を適用してガス燃料と石炭とを混焼させる場合、石炭を燃焼するための空気がガス燃料によって消費されてしまい、石炭の未燃分（灰分）が多く発生してしまう。
【０００５】
本開示は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、同軸燃焼構造を適用してガス燃料と炭素燃料とを混焼させる際に、炭素燃料の未燃分を低減させることができるガスバーナ、およびこのガスバーナを備える燃焼設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本開示に係るガスバーナは、水素を含むガス燃料を噴出するノズルと、前記ノズルより前記ノズルの径方向の外側を囲うように前記ノズルの軸線に沿って延び、前記ノズルとの間に炭素燃料を搬送するための一次空気が流通する一次空気流路を形成するスリーブと、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示のガスバーナによれば、同軸燃焼構造を適用してガス燃料と炭素燃料とを混焼させる際に、炭素燃料の未燃分を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
一実施形態に係るガスバーナを備える燃焼設備の構成を概略的に示す図である。
一実施形態に係るガスバーナの構成を概略的に示す図である。
一実施形態に係る保炎板の構成を説明するための図である。
バーナ空気比と灰中未燃分との関係を示すグラフである。
バーナ空気比と未燃損失との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施の形態によるガスバーナについて、図面に基づいて説明する。かかる実施の形態は、本開示の一態様を示すものであり、この開示を限定するものではなく、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
【００１０】
＜燃焼設備＞
図１は、一実施形態に係るガスバーナ１を備える燃焼設備１００の構成を概略的に示す図である。図１に例示するように、燃焼設備１００は、内部に燃焼空間１０４が形成されている筒状の火炉１０２と、ガスバーナ１と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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