以下、本発明に係る舶用ボイラ構造の一実� ��形態を図面に基づいて説明する。
 図1に示す舶用ボイラ1Aは、火炉2の上部に1� �たは複数のバーナ3が風箱3a内に設置されて� �る。このバーナ3は、燃焼用空気を用いて供� ��された燃料を燃焼させ、燃焼ガスを生成し� ��下流の熱交換器に供給する。
 バーナ3で発生した燃焼ガスは、火炉2の下� �に配設されている熱交換器を通過して熱交� �する。図示の構成では、フロントバンクチ� �ーブ4、過熱器5及び蒸発管群(リアバンクチ� �ーブ)6の順番に熱交換器が配置され、燃焼ガ スは各熱交換器のチューブ内を流れる水等の 流体と熱交換して加熱する。こうして熱交換 を終えた燃焼ガスは、出口側ガスダクト7を� �ってガス出口8から舶用ボイラ1の外部へ排出 される。なお、図中の符号9は水ドラム、10は 蒸気ドラム、11及び12はヘッダである。

<第1の実施形態>
 本実施形態の舶用ボイラ構造は、図1及び図 2Aに示すように、バーナ3の燃焼で発生した燃 焼ガスが、火炉2から過熱器5及び蒸発管群6を 通過して流れるように構成された舶用ボイラ 1Aに対し、火炉2の炉底部2aから燃焼用空気の� ��部をボトム空気として供給するボトム空気� ��ート20を設けてある。このボトム空気ポー� �20は、バーナ3の中心線CLより過熱器5側に位� �しており、さらに、ボトム空気ポート20から 噴出するボトム空気の吹出方向は、鉛直上向 きからバーナ3の方向へ傾斜する角度範囲θ1� �設定されている。
 なお、上述したボトム空気ポート20は、火� �2の外部に形成されたボトム空気ダクト21に� �続され、このダクトを通って供給される。

 ボトム空気ポート20は、たとえば図2Aに示す ように、バーナ3の本数と同数にして、ボト� �空気が噴出する流速を高く設定している。� �なわち、平面視でバーナ3の真横となる位置� ��ボトム空気ポート20を配置し、燃焼用空気� �一部を使用するボトム空気の流速が所定値� �上の高流速を維持して投入されるようにな� �ている。
 ここで使用可能なボトム空気量は、火炉2内 における良好な燃焼等を考慮すると、燃焼用 空気全体の30%程度以下とすることが好ましい 。なお、ボトム空気ポート20から投入される� ��トム空気の流速は、後述する燃焼ガスのフ� ��ーパターンに十分な影響を及ぼすためには� ��火炉2の大きさ等諸条件に応じて20~100m/s程度 の高流速を確保することが望ましい。

 ボトム空気ポート20の吹出方向は、バー� �3より過熱器5側の位置において、鉛直上向き の0度からバーナ方向へ45度程度の範囲に設定 することが望ましい。すなわち、図1におけ� �角度範囲θ1は、ボトム空気の流れが炉底部2a に集中しようとする燃焼ガスの流れ(図中の� �点鎖線矢印G参照)を過熱器5から遠ざける方� �へ効率よく押しやることができるように、� �ね0~45度の範囲とすることが望ましい。

 上述したボトム空気ポート20を備えてい� �舶用ボイラ構造においては、ボトム空気の� �れにより火炉2内における燃焼ガスのフロー� ��ターンを変化させることができる。すなわ� ��、炉底部2aから過熱器5に向かう燃焼ガスの� ��れは、上向きに流れるボトム空気の流れを� ��けることにより、図中に実線矢印G1で示す� �うに、いったん過熱器5とは逆向きに押しや� ��れることになる。このため、燃焼ガスの流� ��は、炉底部2a側へ向かう流れが一部阻止さ� �、火炉2内の上方へ旋回して流れるので、炉� ��部2a側に集中していた従来の流れが解消さ� �、過熱器5に向けて略均一に流入するように� ��る。

 換言すれば、上述したボトム空気を投入す� ��ことにより、燃焼ガスのフローパターンを� ��更し、炉底部2aから過熱器5に流れ込んでい� ��燃焼ガスをいったん過熱器5とは逆側へ押し やることで、過熱器5側に均一に押し込まれ� �。これにより、過熱器5の炉底部2a側となる� �熱器下部においては、腐食が促進される高� �ガス領域が小さくなる。
 また、燃焼ガスの流れが、上向きに投入さ� ��るボトム空気の対向流と衝突する効果によ� ��、燃焼ガスの混合が促進されて過熱器5にお ける入口全体の温度アンバランスを低減する という作用効果も得られる。

 このように、舶用ボイラ1Aの火炉2内におい� ��は、過熱器5の入口における燃焼ガス温度が 均一化するので、従来の温度アンバランスを 解消または低減することができる。従って、 過熱器5の下部に集中していた腐食進行の偏� �を改善し、耐久性や信頼性を向上させるこ� �ができる。
 また、上述したボトム空気の採用は、バー� ��3の燃焼空気を二段投入することを意味して いるので、燃焼ガスに含まれるNOxレベルを低 減することも可能になる。

 ところで、上述した実施形態では、ボト� ��空気ポート20の数はバーナ3の本数と同数に� ��たが、投入するボトム空気の高流速を確保� ��るため、バーナ本数以上のポート数を設け� ��もよい。また、図2Bに示す変形例のように� �適当に仕切22を入れた連続的なスリット状の ボトム空気ポート20Aを採用してもよい。

<第2の実施形態>
 本発明による舶用ボイラ構造の第2の実施形 態を図3及び図4Aに基づいて説明する。なお、 上述した実施形態と同様の部分には同じ符号 を付し、その詳細な説明は省略する。
 この実施形態では、舶用ボイラ1Bに対し、� �炉2の上部から燃焼用空気の一部をサイド空� ��として供給するサイド空気ポート30が設け� �れている。このサイド空気ポート30は、バー ナ3と同じ風箱3aの内部に設けられている。
 上述したサイド空気ポート30は、バーナ中� �線CLより過熱器5側に配置されるとともに、� �イド空気の吹出方向は、鉛直下向きを基準� �して過熱器5及びバーナ3の両方向へ傾斜する 角度範囲±θ2内で調整可能に設定されている� ��すなわち、この場合のθ2は30度程度に設定� �ることが好ましく、従って、サイド空気ポ� �ト30は、吹出方向には±30度の角度範囲内で� �ルト可能な調整機構を設けることが望まし� �。

 また、サイド空気ポート30は、たとえば図4A に示すように、バーナ3と同じ風箱3a内に、バ ーナ3の本数と同数となるように設けられて� �る。これは、燃焼空気の一部を使用してい� �サイド空気について、噴出する流速を高く� �定するためである。すなわち、図示の例で� �、各バーナ3の真横となる位置にサイド空気� ��ート30を配置し、サイド空気の流速が所定� �以上の高流速を維持して投入されるように� �っている。
 ここで使用可能なボトム空気量は、火炉2内 における良好な燃焼等を考慮すると、燃焼用 空気全体の30%程度以下とすることが好ましい 。なお、サイド空気ポート30から投入される� ��イド空気の流速は、後述する燃焼ガスのフ� ��ーパターンに十分な影響を及ぼすためには� ��火炉2の大きさ等諸条件に応じて20~60m/s程度� ��高流速を確保することが望ましい。

 このような構成とすれば、サイド空気ポー� ��30から投入されるサイド空気の流れにより� �火炉2内に形成される燃焼ゾーン及び燃焼ガ� ��のフローパターンを変化させることができ� ��。すなわち、火炉2内に形成される燃焼ゾー ンは、投入されるサイド空気の流れ方向に応 じて調整可能となるので、たとえばサイド空 気の吹出方向をバーナ3側へ傾斜させれば、� �炉2内の燃焼ゾーンを過熱器5から遠ざける方 向へ移動させることができる。
 この結果、バーナ3から投入した燃料が燃焼 する火炎についても、過熱器5から離れた位� �に形成されることとなる。従って、過熱器5� ��対する火炎の直接的な影響は勿論のこと、� ��焼ガスのフローパターンについても、図中� ��矢印G2で示すように変化させることができ� �。すなわち、燃焼ガスの流れは、サイド空� �の影響によりいったん過熱器5から離れる方� ��へ向かう流れを形成するので、炉底部2aへ� �中していた従来の流れが改善され、過熱器5� ��全面にわたって略均一に流れるように変化� ��る。換言すれば、上述したサイド空気の投� ��により、燃焼ガスのフローパターンを変更� ��、過熱器5の入口に生じていた温度アンバラ ンスを低減することができる。

 また、上述したサイド空気ポート30の傾斜� �度θ2を変化させることにより、サイド空気� �流れ方向を適宜調整することが可能になる� �で、コンパクトな舶用ボイラ1Bの火炉2にお� �ては、火炎が過熱器5に向かって傾くことを� ��止できる。この結果、過熱器5のチューブに 向かう方向に傾いた火炎の直接的な影響を受 けて、チューブの減肉が促進されるといった 問題を解消することができる。
 また、上述したサイド空気ポート30からサ� �ド空気を投入することにより、燃焼用空気� �拡散度合いを調整できるので、燃焼ガス中� �NOxを低減することも可能になる。

 また、上述したサイド空気の投入は、過� ��器5のチューブ側において、上部にサイド空 気によるエアカーテンを形成することができ る。このようなエアカーテンの形成は、過熱 器5の上部を通過して流れる燃焼ガスのバイ� �ス流を低減することができる。すなわち、� �熱器5を通過して熱交換する燃焼ガス量を増� ��ことになるので、舶用ボイラ1Bの効率向上� �も有効である。

 ところで、上述した実施形態では、サイド� ��気ポート30の数及び配置について、バーナ3� ��本数と同一として真横に配置しているが、� ��れに限定されることはない。
 図4Bに示す第1変形例では、バーナ3の本数よ り1だけ少ない数のサイド空気ポート30が、隣 接するバーナ3,3間に配置されている。また、 図4Cに示す第2変形例では、連続的なサイド空 気ポート30Aに適宜スリット31を設けて区分し� ��バーナ3の横に配置した構成とされる。これ らの変形例においても、噴出するサイド空気 には20~60m/s程度の高流速が確保されている。

 このように、上述した本発明の舶用ボイラ� ��造によれば、舶用ボイラ1A,1Bの火炉2内にお� ��ては、ボトム空気やサイド空気の影響によ� ��炉底部2aに集中していた燃焼ガスのフロー� �ターンをコントロールして変化させること� �できる。この結果、過熱器5の入口において� ��、従来の温度アンバランスが解消または低� ��され、燃焼ガス温度の均一化が促進される� ��で、過熱器5の下部に集中していたチューブ の腐食進行について、偏りを改善した舶用ボ イラ構造となる。
 また、ボトム空気の採用は燃焼空気を二段� ��入することになるので、そして、サイド空� ��の投入は燃焼用空気の拡散度合いを調整可� ��とするので、いずれの場合においても、燃� ��ガスに含まれるNOxレベルを低減した舶用ボ� ��ラ構造となる。

 すなわち、本発明の舶用ボイラ構造は、燃� ��用空気の投入方法を変化させることで、火� ��の燃焼状態、ガスフローパターンをコント� ��ールし、過熱器5の入口温度に生じていたア ンバランスを低減するとともに、燃焼用空気 を段階的に投入することによりNOxの削減を可 能にしたものである。
 なお、本発明は上述した実施形態に限定さ� ��るものではなく、たとえば蒸発管群6の下流 にリヒートバーナ及びリヒートファーネスを 備えた舶用リヒートボイラにも適用可能であ るなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に おいて適宜変更することができる。