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公開番号2025094582
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-25
出願番号2023210227
出願日2023-12-13
発明の名称バーナ及びアンモニア混焼ボイラ
出願人三浦工業株式会社
代理人個人,個人
主分類F23D 17/00 20060101AFI20250618BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】アンモニアの燃焼を促進し、アンモニアの未燃物の発生を低減することができるバーナ及びアンモニア混焼ボイラを提供する。
【解決手段】バーナ10は、アンモニアより燃焼速度の速い第1燃料F1を供給する第1燃料流路L1と、第1燃焼用空気A1を供給する第1空気流路L2と、アンモニアF2を供給するアンモニア流路L3と、第2燃焼用空気A2を供給する第2空気流路L4と、第1燃料F1を噴出する第1燃料噴出部15と、第1燃焼用空気A1を噴出する第1空気噴出部16と、アンモニアF2を噴出するアンモニア噴出部17と、第2燃焼用空気A2を噴出する第2空気噴出部18と、を備え、第1燃料噴出部15は、アンモニア噴出部17より上流側に配置されており、第1燃料F1の少なくとも一部をアンモニア流路L3に囲まれた空間で燃焼する。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
アンモニアより燃焼速度の速い第１燃料を供給する第１燃料流路と、
前記第１燃料流路の外側に配置され、第１燃焼用空気を供給する第１空気流路と、
前記第１空気流路の外側に配置され、アンモニアを供給するアンモニア流路と、
前記アンモニア流路の外側に配置され、第２燃焼用空気を供給する第２空気流路と、
前記第１燃料流路の先端に配置され、前記第１燃料流路を流れた第１燃料を噴出する第１燃料噴出部と、
前記第１空気流路の先端に配置され、前記第１空気流路を流れた第１燃焼用空気を噴出する第１空気噴出部と、
前記アンモニア流路の先端に配置され、前記アンモニア流路を流れたアンモニアを噴出するアンモニア噴出部と、
前記第２空気流路の先端に配置され、前記第２空気流路を流れた第２燃焼用空気を噴出する第２空気噴出部と、
を備え、
前記第１燃料噴出部は、前記アンモニア噴出部より上流側に配置されており、前記第１燃料の少なくとも一部を前記アンモニア流路に囲まれた空間で燃焼する、バーナ。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記第１燃料は、気体燃料であって、
前記第１燃料流路の第１燃料流通方向において、前記第１燃料噴出部の下流側に配置され、前記第１燃料噴出部から噴出した前記第１燃料の燃焼における保炎部となる第１燃料保炎部を備え、
前記第１空気流路の内径Ｄと、前記第１燃料流通方向における前記第１燃料保炎部の先端から前記アンモニア噴出部までの距離Ｈとの関係は、Ｈ：Ｄが３：２から３：４の範囲である、
請求項１に記載のバーナ。
【請求項３】
前記第１燃料は、液体燃料であって、
前記第１燃料流路の第１燃料流通方向において、前記第１燃料噴出部の下流側に配置され、前記第１燃料噴出部から噴出した前記第１燃料の燃焼における保炎部となる第１燃料保炎部を備え、
前記第１空気流路の内径Ｄと、前記第１燃料流通方向における前記第１燃料保炎部の先端から前記アンモニア噴出部までの距離Ｈとの関係は、Ｈ：Ｄが２：２１から５：１６の範囲である、
請求項１に記載のバーナ。
【請求項４】
前記アンモニア噴出部は、前記第１燃料及び前記第１燃焼用空気が燃焼することで形成される火炎の外縁部に向けてアンモニアを噴出する、
請求項１に記載のバーナ。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のバーナと、
前記バーナを制御する燃焼制御部と、
を備え、
前記燃焼制御部は、前記第１燃焼用空気及び前記第２燃焼用空気の供給を開始した後に前記第１燃料を供給し、該第１燃料の燃焼を開始してから所定時間経過後にアンモニアの供給を開始する、アンモニア混焼ボイラ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーナ及びアンモニア混焼ボイラに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
地球温暖化から未来を守るために、脱炭素化（カーボンニュートラル）が世界的な潮流となっている。燃料として使われている天然ガスや石油燃料等の炭化水素系燃料の一部を、二酸化炭素を発生しないアンモニアに置き換えることで、二酸化炭素の排出削減が期待されている（例えば、特許文献１参照）。
一方、アンモニアは燃焼性が低いことから、炭化水素燃料又は水素等と、アンモニアとを混焼し、アンモニアを安定燃焼させる方法がある。特許文献２では、微粉炭の燃料の火炎に対してアンモニアの燃焼火炎及び微粉炭の燃焼火炎の噴出方向を特定し、アンモニアの燃焼時間を確保することで不完全燃焼を抑制する発明がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１８５１２２号公報
特許第６２９６２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アンモニアは、燃焼したときに二酸化炭素を発生しないが、都市ガスの主成分であるメタン等、他の炭化水素系燃料と比較して、燃焼速度が非常に遅く保炎範囲が狭く、燃焼性が低いという特徴がある。そのため、例えば炭化水素燃料とアンモニアとをバーナに供給して混焼させるときに、アンモニア噴出の影響による炭化水素燃料の火炎温度の低下等によって炭化水素燃料の燃焼が不安定化し、供給されたアンモニアが完全燃焼されずに、アンモニアの未燃物が大気中に放出される恐れがある。
【０００５】
従って、本発明は、アンモニアの燃焼を促進し、アンモニアの未燃物の発生を低減することができるバーナ及びアンモニア混焼ボイラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、アンモニアより燃焼速度の速い第１燃料を供給する第１燃料流路と、前記第１燃料流路の外側に配置され、第１燃焼用空気を供給する第１空気流路と、前記第１空気流路の外側に配置され、アンモニアを供給するアンモニア流路と、前記アンモニア流路の外側に配置され、第２燃焼用空気を供給する第２空気流路と、前記第１燃料流路の先端に配置され、前記第１燃料流路を流れた第１燃料を噴出する第１燃料噴出部と、前記第１空気流路の先端に配置され、前記第１空気流路を流れた第１燃焼用空気を噴出する第１空気噴出部と、前記アンモニア流路の先端に配置され、前記アンモニア流路を流れたアンモニアを噴出するアンモニア噴出部と、前記第２空気流路の先端に配置され、前記第２空気流路を流れた第２燃焼用空気を噴出する第２空気噴出部と、を備え、前記第１燃料噴出部は、前記アンモニア噴出部より上流側に配置されており、前記第１燃料の少なくとも一部を前記アンモニア流路に囲まれた空間で燃焼する、バーナに関する。
【０００７】
また、前記第１燃料は、気体燃料であって、前記第１燃料流路の第１燃料流通方向において、前記第１燃料噴出部の下流側に配置され、前記第１燃料噴出部から噴出した前記第１燃料の燃焼における保炎部となる第１燃料保炎部を備え、前記第１空気流路の内径Ｄと、前記第１燃料流通方向における前記第１燃料保炎部の先端から前記アンモニア噴出部までの距離Ｈとの関係は、Ｈ：Ｄが３：２から３：４の範囲であることが好ましい。
【０００８】
また、前記第１燃料は、液体燃料であって、前記第１燃料流路の第１燃料流通方向において、前記第１燃料噴出部の下流側に配置され、前記第１燃料噴出部から噴出した前記第１燃料の燃焼における保炎部となる第１燃料保炎部を備え、前記第１空気流路の内径Ｄと、前記第１燃料流通方向における前記第１燃料保炎部の先端から前記アンモニア噴出部までの距離Ｈとの関係は、Ｈ：Ｄが２：２１から５：１６の範囲であることが好ましい。
【０００９】
また、前記アンモニア噴出部は、前記第１燃料及び前記第１燃焼用空気が燃焼することで形成される火炎の外縁部に向けてアンモニアを噴出することが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、バーナと、前記バーナを制御する燃焼制御部と、を備え、前記燃焼制御部は、前記第１燃焼用空気及び前記第２燃焼用空気の供給を開始した後に前記第１燃料を供給し、該第１燃料の燃焼を開始してから所定時間経過後にアンモニアの供給を開始する、アンモニア混焼ボイラに関する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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