JP2003207120A - プラスチック細片の燃焼バーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルム状の廃棄プラスチック等を細かく裁
断したプラスチック薄片等を燃料として燃焼するプラス
チック細片の燃焼バーナにおいて、好適な燃焼を実現す
る様にしたものを提供することを課題とする。 【解決手段】 燃料としてプラスチック細片を採用し、
燃料混合気ノズル、燃料２次空気ノズル、そして２次空
気ノズルを有し、燃料２次空気ノズルは、大小２個の筒
体を所定間隔離して同心状に嵌め合わせて形成し、内側
の筒体は前記燃料混合気ノズルの外周端部との間に所定
の隙間を有して同心状に嵌め合わせて配置することによ
り、同隙間を経て前記燃料２次空気の一部を流通可能に
し、ここにシールエアの層を形成して燃料混合気中のプ
ラスチック細片が燃料２次空気ノズルに付着し、堆積す
るのを防止した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばフィルム状
の廃棄プラスチック等を紙吹雪状の薄片に細かく裁断し
て形成したプラスチック薄片等を燃料として燃焼するプ
ラスチック細片の燃焼バーナに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ボイラにおける燃料は、固体燃料
として石炭、液体燃料として石油、そして気体燃料とし
て燃料ガス等が主役であり、プラスチックを燃料とする
ものは殆ど実用の域に達しておらず、なかでもフィルム
状のプラスチックを細かく裁断して燃料に採用した事例
は実在していない。

【０００３】従っていま、この様なプラスチックを燃料
として用いるとすれば、同プラスチックは固体燃料に分
類されるために、石炭焚きボイラ、中でも微粉炭焚きボ
イラがその比較例となり、同微粉炭焚きボイラの技術を
先行技術として参考にしながら試行錯誤がなされること
は必定と思われるので、以下、図６及び図７に基づいて
微粉炭焚きボイラ及びそのバーナの概要を説明する。

【０００４】図６は従来の微粉炭焚きボイラの全貌を示
す概念図、図７は同従来の微粉炭焚きボイラにおけるバ
ーナの概要を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）
のＡ−Ａ矢視図である。

【０００５】すなわち、０１はボイラ本体を示し、同ボ
イラ本体０１は中央の火炉０２に対して下方に配置され
た燃料混合気ノズル本体０７、燃料混合気ノズル０６、
燃料２次空気ノズル０４、２次空気ノズル０５等より構
成された所謂バーナ装置、及び上方に配置された過熱蒸
気管群１３等を備えて構成されている。

【０００６】このボイラ本体０１に供給される燃料は、
石炭供給ライン１６で外部から取り込んだ石炭２３を、
石炭粉砕機１８で粉砕して微粉炭化し、これを１次空気
ライン１７を経て供給される１次空気２４と混合して混
合気２５を形成し、混合気ライン１９を経て前記燃料混
合気ノズル本体０７に供給される。

【０００７】他方、前記の微粉炭燃料の燃焼に用いる燃
焼空気は、押込送風機１０により外部から取り込んだ燃
焼用空気２２を空気加熱器１２の低温側に通し、誘引通
風機１１により前記空気加熱器１２の高温側に導かれる
燃焼ガスライン１４の燃焼ガス２１と熱交換して加熱さ
れ、燃焼用空気ライン１５を経て前記燃料２次空気ノズ
ル０４及び２次空気ノズル０５に供給される。

【０００８】前記燃料混合気ノズル本体０７に供給され
た前記混合気２５、すなわち微粉炭燃料と、同微粉炭燃
料の搬送体として機能すると共に同微粉炭燃料の燃焼用
空気の一部として用いられる１次空気との混合体は、い
わゆる燃料混合気２５と呼称され（従って前記混合気と
燃料混合気は同義となる）、燃料混合気ノズル本体０７
の先端にチルト可能に連結された燃料混合気ノズル０６
から火炉０２内に噴射される。

【０００９】また、前記燃料２次空気ノズル０４及び２
次空気ノズル０５に供給される燃焼用空気２２は、より
詳細に説明すると、それぞれのノズルの上流で一旦バー
ナ風箱０３に入り、燃料２次空気ダンパ０８及び２次空
気ダンパ０９により流量をコントロールされて燃料コン
パートメント０３ａ及び空気コンパートメント０３ｂに
分流され、次いで前記燃料２次空気ノズル０４及び２次
空気ノズル０５に供給され、同燃料２次空気ノズル０４
から燃料２次空気２２ｂとして、また、２次空気ノズル
０５から２次空気２２ａとして火炉０２内に噴射され
る。

【００１０】なお、前記燃料２次空気ノズル０４及び燃
料混合気ノズル０６はそれぞれ先端に保炎板０４ａ及び
保炎板０６ａを設けているので、燃料混合気ノズル０６
から噴射した燃料混合気２５に着火した火炎は、これら
保炎板０４ａ、０６ａで保炎され微粉炭燃料の安定した
燃焼を維持する様にしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来の微粉炭
燃料を燃焼するバーナ装置を採用し、このバーナ装置に
プラスチック細片を燃料として供給し燃焼させることを
想定してみる。すなわち、従来の微粉炭焚きバーナは、
いろいろな性状の石炭を良好に着火、燃焼させるために
種々の工夫を行っているが、これらの工夫の中には、燃
料を微粉炭からプラスチック細片に代えることによっ
て、返って問題となるものが含まれていることが予想さ
れる。

【００１２】例えば、微粉炭焚きバーナでは、着火向上
のために、燃料混合気ノズル０６から噴出する燃料混合
気２５の噴出流速は炭種に応じて抑えてあるが、その噴
出流速をそのまま採用するのでは、燃料が揮発して発火
し易いプラスチック細片では、逆火現象が発生する可能
性がある。

【００１３】また、微粉炭焚きバーナでは、着火向上の
ために、燃料混合気ノズル０６等は先端部に渦流が生じ
る様に口径が広がる拡大部を形成した保炎板０６ａを設
置しているが、プラスチック細片を燃料とする場合に
は、同プラスチック細片が溶融し、付着して燃焼を阻害
する可能性がある。

【００１４】また、燃料混合気ノズル０６の先端部周囲
では、微粉炭燃料でも高速の噴流吹き出しにより未燃分
の巻き込みが生じているが、プラスチック細片を燃料に
採用すると、プラスチックの性状から未燃のプラスチッ
ク細片が同燃料混合気ノズル０６の周囲に固着、堆積す
る可能性がある。

【００１５】そしてまた、微粉炭燃料を旋回燃焼させる
場合に対比させてみると、噴出された微粉炭燃料は初期
に揮発分ガスを放出するもののその後は固体のチャー燃
焼となり、燃料の流れに沿って燃焼していくのに対し、
プラスチック細片の燃料はほとんどが揮発分であり、ガ
スとなって燃焼し、その他の部分は浮遊して炉壁近傍に
漂い、その付近に付着、堆積する可能性がある。

【００１６】この様に、従来の微粉炭燃料を燃焼するバ
ーナ装置を参考にしてプラスチック細片を燃料として燃
焼する場合を想定すると、種々の問題点が予想される
が、本発明はこれらの問題点を解消し、プラスチック細
片を燃料として採用し、好適な燃焼を図る様にしたプラ
スチック細片の燃焼バーナを提供することを課題とする
ものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記した課題を
解決すべくなされたもので、その第１の手段として、プ
ラスチック細片を燃料とし、これを１次空気と混合した
燃料混合気を搬送する燃料供給管と、同燃料供給管の外
周を覆って設けられ、燃料２次空気を供給する燃料２次
空気供給管と、同燃料２次空気供給管の外側に配置さ
れ、２次空気を供給する２次空気供給管と、前記燃料供
給管の先端にチルト可能に設けられ、前記燃料混合気を
絞って火炉内に噴射する燃料混合気ノズルと、前記燃料
２次空気供給管の先端で前記燃料混合気ノズルを覆って
配置され、前記燃料２次空気を絞って火炉内に噴射する
燃料２次空気ノズルと、前記２次空気供給管の先端に設
けられ、前記２次空気を絞って火炉内に噴射する２次空
気ノズルとを有し、前記燃料２次空気ノズルは、大小２
個の筒体を所定間隔離して同心状に嵌め合わせて形成
し、内側の筒体は前記燃料混合気ノズルの外周端部との
間に所定の隙間を有して同心状に嵌め合わせて配置し、
同隙間を経て前記燃料２次空気の一部を流通可能にした
プラスチック細片の燃焼バーナを提供するものである。

【００１８】すなわち、同第１の手段によれば、燃料と
してプラスチック細片を採用し、相互に一定の位置配列
された燃料供給管とその先端の燃料混合気ノズル、燃料
２次空気供給管とその先端の燃料２次空気ノズル、そし
て２次空気供給管とその先端の２次空気ノズルを有する
と共に、燃料２次空気ノズルは、大小２個の筒体を所定
間隔離して同心状に嵌め合わせて形成し、内側の筒体は
前記燃料混合気ノズルの外周端部との間に所定の隙間を
有して同心状に嵌め合わせて配置することにより、同隙
間を経て前記燃料２次空気の一部を流通可能にしている
ので、燃料２次空気供給管から前記隙間を経て供給され
る前記燃料２次空気の一部は、同隙間を形成する燃料２
次空気ノズルの内側の筒体に沿って流れ、燃料混合気ノ
ズルから噴射する燃料混合気との間にいわゆるシールエ
アの層を形成し、燃料混合気中のプラスチック細片が燃
料２次空気ノズルに付着し、堆積するのを防止して、同
プラスチック細片の燃料を安定して燃焼させるようにし
たものである。

【００１９】また、本発明は第２の手段として、前記第
１の手段において、前記１次空気と燃料２次空気はコー
ルド空気としたプラスチック細片の燃焼バーナを提供す
るものである。

【００２０】すなわち、同第２の手段によれば、前記第
１の手段において燃料供給管内をプラスチック細片の燃
料と混合して同燃料を搬送する１次空気、及び同プラス
チック細片の燃料と１次空気とによる燃料混合気の外周
側から供給される燃料２次空気の両者を共にコールド空
気としているので、燃料混合気中のプラスチック細片が
昇温するのを抑えられ、燃料供給管、燃料混合気ノズ
ル、及び燃料２次空気ノズル等に対するプラスチック細
片燃料の付着、堆積が防止され、同プラスチック細片の
燃料を安定して燃焼させるようにしたものである。

【００２１】また、本発明は第３の手段として、前記第
１、又は第２の手段において、前記燃料２次空気ノズル
を形成する内側の筒体は、前記燃料混合気ノズルの外周
端部との間に所定の隙間を形成することに代えて、同内
側の筒体の内部に冷却水を循環する水冷構造を採用し、
前記燃料混合気ノズルの外周端部との間の隙間を閉塞し
て配設したプラスチック細片の燃焼バーナを提供するも
のである。

【００２２】すなわち、同第３の手段によれば、前記燃
料混合気ノズルの外周端部との間に所定の隙間を形成し
た燃料混合気ノズルに代えて、燃料混合気ノズルを形成
する内側の筒体の内部に冷却水を循環する水冷構造を採
用し、かつ前記隙間を閉塞して配置した燃料混合気ノズ
ルとしているので、燃料混合気ノズルを形成する内側の
筒体は確実に冷却され、この部位に接近する燃料混合気
中のプラスチック細片燃料を冷却し、同プラスチック細
片燃料が溶融して付着・堆積するのを防止し、同プラス
チック細片の燃料を安定して燃焼させるようにしたもの
である。

【００２３】また、本発明は第４の手段として、前記第
１、又は第２の手段において、前記燃料２次空気ノズル
を形成する内側の筒体と、これに隣接する前記燃料供給
管の一部を、それぞれの内部に冷却水を循環する水冷構
造を採用して形成したプラスチック細片の燃焼バーナを
提供するものである。

【００２４】すなわち、同第４の手段によれば、前記燃
料２次空気供給管の先端で前記燃料混合気ノズルを覆っ
て配置され、前記燃料２次空気を絞って火炉内に噴射す
る燃料２次空気ノズルと、同燃料２次空気ノズルに近接
した部位における燃料混合気を搬送する燃料供給管は、
それぞれの一部をその内部に冷却水を循環する水冷構造
を採用して形成しているので、同水冷構造において燃料
２次空気ノズル及び燃料供給管は確実に冷却され、この
部位に接近する燃料混合気中のプラスチック細片燃料を
冷却し、同プラスチック細片燃料が溶融して付着・堆積
するのを防止し、同プラスチック細片の燃料を安定して
燃焼させるようにしたものである。

【００２５】また、本発明は第５の手段として、前記第
１乃至第４の手段の何れかにおいて、前記燃料２次空気
ノズルは、その先端部を、着火点位置調節可能構造に形
成したプラスチック細片の燃焼バーナを提供するもので
ある。

【００２６】すなわち、同第５の手段によれば、燃料２
次空気供給管の先端で前記燃料混合気ノズルを覆って配
置され、前記燃料２次空気を絞って火炉内に噴射する燃
料２次空気ノズルは、例えば先端に羽根角度が調節可能
な複数の旋回羽根で構成されたスワラを設置して、同燃
料混合気ノズルの先端部において、燃料混合気によって
形成された火炎の着火点の位置を火炉の内方へ調節可能
にしているので、同燃料２次空気ノズル先端近傍におけ
る温度上昇が抑制され、プラスチック細片の燃料が溶融
して近辺に付着・堆積するのを防止し、同プラスチック
細片の燃料を安定して燃焼させるようにしたものであ
る。

【００２７】また、本発明は第６の手段として、前記第
１乃至第５の手段の何れかにおいて、前記２次空気ノズ
ルは、前記燃料２次空気ノズルを挟んでその上下に配置
され、同燃料２次空気ノズルに対峙する側のノズル壁部
に、同燃料２次空気ノズルとの間に２次空気の一部を供
給可能の通路を形成したプラスチック細片の燃焼バーナ
を提供するものである。

【００２８】すなわち、同第６の手段によれば、燃料２
次空気供給管の外側に配置された２次空気供給管の先端
に設けられ、前記２次空気を絞って火炉内に噴射する２
次空気ノズルは、燃料２次空気ノズルを挟んでその上下
に分かれて配置され、それぞれ燃料２次空気ノズルに対
峙する側のノズル壁部に、同燃料２次空気ノズルとの間
に２次空気の一部を供給可能の通路を形成しているの
で、同通路を経て供給される２次空気の一部により、２
次空気ノズルと燃料２次空気ノズルとの間にまき込まれ
るプラスチック細片の燃料を吹き飛ばし、この部位にプ
ラスチック細片の燃料が付着・堆積するのを防止し、同
プラスチック細片の燃料を安定して燃焼させるようにし
たものである。

【００２９】また、本発明は第７の手段として、前記第
１乃至第６の手段の何れかにおいて、前記各ノズルは、
火炉平断面の中心部に設定した仮想円に対して平面投影
で同ノズルの中心線と開口面が接線方向に向くよう設置
すると共に、前記燃料２次空気ノズルの前記仮想円の外
側に当たる側部には、同燃料２次空気ノズルの開口面と
同一又は平行な面に開口し、燃料２次空気の一部を分流
して噴射するサイドエアノズルを設置したプラスチック
細片の燃焼バーナを提供するものである。

【００３０】すなわち、同第７の手段によれば、前記燃
料２次空気ノズルの側部に、燃料２次空気の一部を分流
して噴射するサイドエアノズルを設け、かつ、同サイド
エアノズルは、ノズル中心線が火炉平断面の中心部に設
定された仮想円に対して接線方向に向くよう設置された
前記燃料２次空気ノズルの開口面と同一又は平行な面
で、かつ同サイドエアノズル中心線が前記仮想円の外側
に向くようその開口面が開口しているので、前記火炉壁
面には前記サイドエアノズルから噴出される燃料２次空
気によるエアカーテンが形成され、前記火炉壁面にプラ
スチック細片の燃料が付着・堆積するのを防止し、同プ
ラスチック細片の燃料を安定して燃焼させるようにした
ものである。

【００３１】また、本発明は第８の手段として、前記第
１乃至第７の手段の何れかにおいて、前記燃料供給管に
は、燃料混合気ノズルの接続部上流で周方向に複数の通
気路を設け、同通気路を経て燃料供給管内に空気を供給
可能にしたプラスチック細片の燃焼バーナを提供するも
のである。

【００３２】すなわち、同第８の手段によれば、プラス
チック細片燃料と１次空気と混合した燃料混合気を搬送
する燃料供給管には、同燃料供給管と燃料混合気ノズル
の接続部より上流位置で、同燃料供給管の周方向に複数
の通気路を設け、１次空気の一部または別置の送風設備
からの送気等の空気が同燃料供給管内部に供給されるの
で、この通気路から供給される空気によりプラスチック
細片の燃料が同燃料供給管内部に付着・堆積するのを防
止し、同燃料供給管内部における燃料混合気の流速を適
正化してプラスチック細片の燃料を安定して燃焼させる
ようにしたものである。

【００３３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の第１形態について
図１乃至図３に基づいて説明する。図１は本実施の形態
に係るプラスチック細片の燃焼バーナの概要を示し、
（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図、図
２は図１中の燃料２次空気ノズル部の詳細を示し、
（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図、図３
はボイラに対する燃焼バーナの配置と同燃焼バーナから
噴出する噴流の状況を示す説明図である。

【００３４】すなわち、本実施の形態において、１０７
は燃料混合気ノズル本体を示し、同燃料混合気ノズル本
体１０７は、燃料供給管５００の先端部に相当し、本実
施の形態で燃料として採用したフィルム状の廃棄プラス
チック等を紙吹雪状の薄片に細かく裁断して形成したプ
ラスチック薄片を１次空気と混合した燃料混合気１２５
を案内する。

【００３５】前記燃料混合気ノズル本体１０７の先端に
は、図示省略の適宜の機構により、同燃料混合気ノズル
本体１０７に対して首振り可能、即ちチルト可能に連結
された燃料混合気ノズル１０６が配置されている。

【００３６】また、前記燃料混合気ノズル１０６の外周
には、燃料２次空気供給管６００の先端で前記燃料混合
気ノズル１０６を覆って燃料２次空気ノズル１０４が配
置され、同燃料２次空気ノズル１０４は、外側の大径の
筒体１０４ａと、その内側に所定間隔離した小径の筒体
１０４ｂとを同心状に嵌め合わせて構成され、かつ、前
記小径の筒体１０４ｂは前記燃料混合気ノズル１０６の
外周端部との間に所定の隙間を設け、この隙間によりシ
ールエア噴出口１０４ｃを形成している。

【００３７】ここで前記燃料２次空気ノズル１０４の先
端には、いわゆる保炎機構は無く、スワラ１３０を配置
することで終端を形成しており、同スワラ１３０は、巻
き込み渦流等が生じない様に旋回角度を設定されている
ため、同燃料２次空気ノズル１０４を経て供給される燃
料２次空気１２２ｂは、この部位に停滞する余裕はな
く、積極的に火炉内に移行して着火点を火炉の内方に形
成する様にした、いわゆる着火点位置調節可能構造とな
っている。

【００３８】前記燃料２次空気ノズル１０４の外側に
は、２次空気供給管７００の先端で、同燃料２次空気ノ
ズル１０４の上下にそれぞれ２次空気ノズル１０５が配
置され、各２次空気ノズル１０５は前記燃料２次空気ノ
ズル１０４と対峙する内側のノズル壁部１０５ｂ及び外
側のノズル壁部１０５ａを有し、このうち内側のノズル
壁部１０５ｂには前記燃料２次空気ノズル１０４の外側
部との間に向けて２次空気１２２ａの一部を供給可能の
通気路１０５ｃを設けている。

【００３９】なお、本実施の形態においては、この通気
路１０５ｃは複数の通孔で形成しているが、これは孔状
に形成されたものに限定されることなく、スリット状に
形成されてもよい。

【００４０】また、前記燃料２次空気ノズル１０４の側
方で、後述する仮想円の外側に当たる方向には、同燃料
２次空気ノズル１０４と並び、かつこれと共に２次空気
ノズル１０５により上下から挟まれた位置にサイドエア
噴出口１３１ａを配してサイドエアノズル１３１が設け
られ、同サイドエアノズル１３１その上流を燃料２次空
気供給管６００に接続し、燃料２次空気１２２ｂの一部
を分流してサイドエア１２２ｄとして火炉内に供給する
様に構成されている。

【００４１】そして前記燃料混合気ノズル１０６、燃料
２次空気ノズル１０４、サイドエアノズル１３１及び２
次空気ノズル１０５は同一平面に開口し、この開口面は
火炉平断面の中心部に設定した仮想円に対して平面投影
で前記燃料混合気ノズル１０６の中心線と開口面が接線
方向に向く様に設置されている。

【００４２】そしてまた、前記燃料供給管５００内を搬
送されて前記燃料混合気ノズル１０６に至る燃料混合気
１２５の管内流速は、１次空気の流速調整等により好ま
しくは１５〜３０ｍ／ｓに調整すると共に、同燃料混合
気ノズル１０６からの噴射流速はノズルの絞り調整等に
より２５〜４０ｍ／ｓとし、また、同燃料供給管５００
の１次空気及び燃料２次空気供給管６００の燃料２次空
気１２２ｂとしてはコールドエアが、２次空気供給管７
００の２次空気１２２ａとしてはホットエアが用いられ
ている。

【００４３】前記の様に構成された本実施の形態におい
て、プラスチック薄片を１次空気と混合した燃料混合気
１２５は、燃料混合気ノズル１０６から噴射され、燃料
２次空気ノズル１０４を構成する内側の筒体１０４ａに
も案内されて、同燃料２次空気ノズル１０４からスワラ
１３０を経て噴射される燃料２次空気１２２ｂと共に火
炉内に噴射されて燃焼が行われる。

【００４４】このとき燃料供給管５００を流れる１次空
気、燃料２次空気供給管６００を流れる燃料２次空気１
２２ｂは、共にコールド空気を採用しているので、燃料
混合気１２５は冷却され、同燃料混合気１２５中に混入
されているプラスチック薄片の燃料は溶融を抑制されて
いる。

【００４５】しかも前記燃料混合気１２５は、微粉炭燃
料を使用する通常のバーナにおける燃料流速に比べ、十
分に高速の１５〜３０ｍ／ｓの流速で燃料供給管５００
を流れ、次いで燃料混合気ノズル１０６により絞られて
２５〜４０ｍ／ｓの高速で火炉に向けて噴射されるの
で、この流れの過程でプラスチック薄片が途中に付着
し、堆積されることもなく、円滑な搬送、供給が行われ
る。

【００４６】そして前記燃料２次空気１２２ｂの一部が
燃料混合気ノズル１０６と燃料２次空気ノズル１０４と
の隙間からシールエア１２２ｃとして供給されているの
で、このシールエア１２２ｃにより前記プラスチック薄
片の燃料は、燃料２次空気ノズル１０４の内側の筒体１
０４ｂに付着するのを防止され、かつ、火炉内に向けて
吹き飛ばされる様に案内される。

【００４７】このとき、燃料混合気ノズル１０６、燃料
２次空気ノズル１０４の先端には保炎構造等は採用され
ておらず、巻き込み渦等が生じない様に旋回角度を適切
に設定されたスワラ１３０が設置されて、着火点位置調
節可能構造となっているので、着火は燃料２次空気ノズ
ル１０４の先端より火炉の内方へ移行した位置で発生す
る。

【００４８】また、燃料２次空気ノズル１０４の上下に
配置された２次空気ノズル１０５から供給される２次空
気１２２ａは、その一部が同２次空気ノズル１０５に設
けた通気路１０５ｃを経て同２次空気ノズル１０５と燃
料２次空気ノズル１０４の間に供給されるので、プラス
チック薄片の燃料はこの位置で巻き込み等の生じること
が防止され、ノズル出口近辺でのプラスチック薄片の付
着、堆積の心配がなくなる。

【００４９】更に前記燃料２次空気ノズル１０４は、そ
の側方に配置して設けたサイドエアノズル１３１を経
て、前記燃料２次空気１２２ｂの一部が分離したサイド
エア１２２ｄが供給されるので、火炉の壁面との間にエ
アカーテンが形成され、同火炉の壁面に対するプラスチ
ック薄片の付着、堆積の心配がなくなる。

【００５０】これを図３を用いて補足すると、火炉４０
０のコーナ部に配置されたノズル４０１は、中心位置に
設定した仮想円又はファイヤーボール４０２の接線方向
を向いて開口している。

【００５１】すなわち、平面投影で見たノズル４０１の
中心線４０３は、火炉４００の中心から前記仮想円の接
線方向に外れ、ノズル４０１を設置した壁面側に向いて
開口している。

【００５２】図３は概念的な表示であるために明示され
ていないが、ノズル４０１は前記サイドエアノズル１３
１を含んでおり、同サイドエアノズル１３１も他のノズ
ルの開口と共に火炉４００の炉壁側に向いて開口してい
るので、同炉壁との間にサイドエア１２２ｄが供給さ
れ、火炎は区画線４０４、４０５で表示する様に形成さ
れ、炉壁側に向けてプラスチック薄片が供給されること
もなく、これの付着、堆積の心配がなくなるものであ
る。

【００５３】以上の様に本実施の形態によれば、フィル
ム状の廃棄プラスチック等を紙吹雪状の薄片に細かく裁
断して形成したプラスチック薄片を燃料として採用して
も、同プラスチック薄片の燃料は、燃料混合気ノズル１
０６から噴射されるに先立って燃料供給管５００の内壁
に付着して堆積する心配はなく、火炉内に噴射された後
にはある程度の距離を置いて安定な火炎が形成されるの
で、着火がノズル出口に近すぎて同ノズル出口でプラス
チック薄片が溶融して付着、堆積する心配もない。

【００５４】また、火炉内で火炎から離脱したプラスチ
ック薄片が炉壁近傍に漂い、ノズル相互の間隙、又は火
炉壁等に付着し、固着して堆積する心配もなく、安定的
な燃焼を維持することができるものである。

【００５５】なお、本実施の形態では、燃料としてフィ
ルム状の廃棄プラスチック薄片を用いることにより、産
業廃棄物の処理にも大いに貢献することになるが、この
燃料は、廃棄プラスチックに限定されず、未使用のフィ
ルム状のプラスチックを薄片化してもよく、また、プラ
スチックはフィルム状のもののみに限定されることな
く、固形状のプラスチックを細かく裁断して混合した、
いわゆるプラスチック細片を採用してもよいことは勿論
である。

【００５６】次に本発明の実施の第２形態について、図
４に基づいて説明する。図４は、本実施の形態に係るプ
ラスチック細片の燃焼バーナの概要を示し、（ａ）は縦
断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。

【００５７】なお、本実施の形態は、前記実施の第１形
態に比べ、燃料混合気ノズル及び燃料供給管（燃料混合
気ノズル本体１０７）の一部に水冷構造を採用する様に
工夫を加えたものであり、その余の構成等については前
記実施の第１形態のものと同一であるので、同実施の第
１形態と同一部位については図面中に同一の符号を付し
て示し、重複する説明は極力省略して、本実施の形態に
特有の点を重点的に説明する。

【００５８】すなわち、本実施の形態において、２０６
は燃料混合気ノズルで、同燃料混合気ノズル２０６は内
部を中空状に構成されており、冷却水連通入口２０６ａ
と冷却水連通出口２０６ｂを設けている。

【００５９】また、燃料供給管５００の先端側に当たる
燃料混合気ノズル本体２０７は、その外周部を周方向半
割れ状の冷却水入口管２０８ａと冷却水出口管２０８ｂ
で覆われ、同冷却水入口管２０８ａは図示省略の冷却水
源に連なる冷却水入口２０７ａと前記冷却水連通入口２
０６ａに連通し、また、冷却水出口管２０８ｂは図示省
略の冷却水回収部に連なる冷却水出口２０７ｂと前記冷
却水連通出口２０６ｂへ連通して構成されている。

【００６０】従って本実施の形態によれば、冷却水入口
２０７ａから冷却水入口管２０８ａに供給される冷却水
により燃料混合気ノズル本体２０７を冷却し、さらにこ
の冷却水を冷却水連通入口２０６ａを介して燃料混合気
ノズル２０６に供給して同燃料混合気ノズル２０６を冷
却し、しかる後この冷却水は冷却水連通出口２０６ｂ、
冷却水出口管２０８ｂを経て冷却水出口２０７ｂから回
収される。

【００６１】この様にして燃料混合気ノズル本体２０７
及び燃料混合気ノズル２０６は冷却されることにより、
燃料混合気ノズル２０６から噴射されるプラスチック薄
片の燃料は冷却されて通路での溶融が防止され、周辺に
付着し堆積する心配もなく、安定的な燃焼を維持するこ
とができるものである。

【００６２】なお、この場合、燃料２次空気ノズル１０
４、及びサイドエアノズル１３１へ供給される燃料２次
空気１２２ｂは、コールドエアからホットエアに変えて
使用することにより、燃焼効率を向上させることも出来
る。

【００６３】また、本実施の形態においては、前記実施
の第１形態における燃料混合気ノズル１０６を水冷式の
燃料混合気ノズル２０６に変え、且つ燃料混合気ノズル
本体２０７の周囲に冷却水入口管２０８ａ及び冷却水出
口管２０８ｂを設置した点が同実施の第１形態との主た
る変更点であるが、前記冷却水入口管２０８ａ及び冷却
水出口管２０８ｂを設置せず、前記燃料混合気ノズル１
０６を水冷式の燃料混合気ノズル２０６に変えるだけで
もよい。

【００６４】この様に、燃料混合気ノズル２０６として
水冷構造を採用すれば、同燃料混合気ノズル２０６と燃
料２次空気ノズル１０４との間に隙間を形成することな
く、この間を閉塞して、前記実施の第１形態のようなシ
ールエア１２２ｃの供給を不要とする構成を採用するこ
とも出来る。

【００６５】次に本発明の実施の第３形態について図５
に基づいて説明する。図５は本実施の形態に係るプラス
チック細片の燃焼バーナの要部の概要を示し、（ａ）は
縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。

【００６６】なお、本実施の形態は、前記実施の第１形
態、及び第２形態のものに対して燃料供給管５００に工
夫を加えたものであり、その余の構成等は変わりないの
で、説明が冗長にならない様に、前記実施の第１形態と
同一部位については図面中に同一の符号を付して示し、
重複する説明は極力省略して、本実施の形態に特有の点
を重点的に説明する。

【００６７】すなわち、本実施の形態において、３０２
は燃料堆積防止流体供給室で、燃料供給管５００と燃料
混合気ノズル１０６の接続部上流で燃料供給管５００を
囲んで配置され、その上流に燃料堆積防止流体供給ライ
ン３０１を接続している。

【００６８】そして前記燃料堆積防止流体供給室３０２
で囲われた部位における燃料供給管５００には、全周に
亘って複数の通気路が穿孔され、同燃料供給管５００内
に向けて燃料堆積防止流体３０３が供給される構成とな
っている。

【００６９】なお、燃料供給管５００の燃料混合気ノズ
ル本体１０７に相当する部位は、火炉に対する燃料の噴
射のために一般に水平状の配置となるが、その上流では
湾曲部を経て垂直状の立ち上がり部分を有し、これらを
含めて燃料混合気ライン１１９が形成されることになる
が、前記燃料堆積防止流体供給室３０２は、前記立ち上
がり部位を過ぎて水平状の部位に移った付近に設けるこ
とが適当である。

【００７０】そして前記燃料堆積防止流体供給ライン３
０１から供給される燃料堆積防止流体３０３は、結局燃
料混合気１２５となるので、いわゆる１次空気と同質の
空気が用いられるが、燃料と混合されるに先立って分流
されて途中で増速された１次空気、又は別置きの送風設
備からの送気の何れを採用してもよいが、その流速は１
５〜３０ｍ／ｓとした燃料混合気１２５の流速に対し
て、１〜３倍程度の流速とすることが望ましい。

【００７１】上記の様に構成された本実施の形態によれ
ば、燃料堆積防止流体供給ライン３０１を経て燃料堆積
防止流体供給室３０２から燃料供給管５００内に供給さ
れる燃料堆積防止流体３０３により、プラスチック薄片
の燃料は、燃料混合気１２５の流れに乗って燃料混合気
ノズル１０６に至り、燃料供給管５００の内部管壁に付
着され、堆積する心配もなく、安定的な燃焼を維持する
ことができるものである。

【００７２】なお、図示の実施形態では、燃料堆積防止
流体供給室３０２から燃料供給管５００内に連通する通
気路は、燃料供給管５００内の燃料混合気１２５の流れ
に直交方向に穿孔されたものとして示されているが、こ
れは直交流に限定されるものではなく、通気路の開口方
向を変え、流れ方向に傾けた傾斜流であってもよいこと
は勿論である。

【００７３】以上、本発明を図示の実施の形態について
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。

【００７４】

【発明の効果】以上、本出願の請求項１に記載の発明に
よれば、プラスチック細片を燃料とし、これを１次空気
と混合した燃料混合気を搬送する燃料供給管と、同燃料
供給管の外周を覆って設けられ、燃料２次空気を供給す
る燃料２次空気供給管と、同燃料２次空気供給管の外側
に配置され、２次空気を供給する２次空気供給管と、前
記燃料供給管の先端にチルト可能に設けられ、前記燃料
混合気を絞って火炉内に噴射する燃料混合気ノズルと、
前記燃料２次空気供給管の先端で前記燃料混合気ノズル
を覆って配置され、前記燃料２次空気を絞って火炉内に
噴射する燃料２次空気ノズルと、前記２次空気供給管の
先端に設けられ、前記２次空気を絞って火炉内に噴射す
る２次空気ノズルとを有し、前記燃料２次空気ノズル
は、大小２個の筒体を所定間隔離して同心状に嵌め合わ
せて形成し、内側の筒体は前記燃料混合気ノズルの外周
端部との間に所定の隙間を有して同心状に嵌め合わせて
配置し、同隙間を経て前記燃料２次空気の一部を流通可
能にしてプラスチック細片の燃焼バーナを構成している
ので、燃料２次空気供給管から前記隙間を経て供給され
る前記燃料２次空気の一部は、同隙間を形成する燃料２
次空気ノズルの内側の筒体に沿って流れ、燃料混合気ノ
ズルから噴射する燃料混合気との間にいわゆるシールエ
アの層を形成し、燃料混合気中のプラスチック細片が燃
料２次空気ノズルに付着し、堆積するのを防止して、同
プラスチック細片の燃料を安定して燃焼させることがで
き、燃料資源の節減を図ることに加え、廃棄物処理にも
寄与する好適なプラスチック細片の燃焼バーナを得るこ
とができたものである。

【００７５】また、請求項２に記載の発明によれば、前
記請求項１に記載の発明において、前記１次空気と燃料
２次空気はコールド空気としてプラスチック細片の燃焼
バーナを構成しているので、前記１次空気、及び燃料２
次空気の両者により、燃料混合気中のプラスチック細片
が昇温するのを抑えられ、燃料供給管、燃料混合気ノズ
ル、及び燃料２次空気ノズル等に対するプラスチック細
片燃料の付着、堆積が防止され、同プラスチック細片の
燃料を安定して燃焼させることができ、燃料資源の節減
を図ることに加え、廃棄物処理にも寄与する好適なプラ
スチック細片の燃焼バーナを得ることができたものであ
る。

【００７６】また、請求項３に記載の発明によれば、前
記請求項１又は２に記載の発明において、前記燃料２次
空気ノズルを形成する内側の筒体は、前記燃料混合気ノ
ズルの外周端部との間に所定の隙間を形成することに代
えて、同内側の筒体の内部に冷却水を循環する水冷構造
を採用し、前記燃料混合気ノズルの外周端部との間の隙
間を閉塞して配設してプラスチック細片の燃焼バーナを
構成しているので、前記燃料混合気ノズルの水冷構造に
より、燃料混合気ノズルを形成する内側の筒体は確実に
冷却され、この部位に接近する燃料混合気中のプラスチ
ック細片燃料を冷却し、同プラスチック細片燃料が溶融
して付着・堆積するのを防止し、同プラスチック細片の
燃料を安定して燃焼させることができ、燃料資源の節減
を図ることに加え、廃棄物処理にも寄与する好適なプラ
スチック細片の燃焼バーナを得ることができたものであ
る。

【００７７】また、請求項４に記載の発明によれば、前
記請求項１又は２に記載の発明において、前記燃料２次
空気ノズルを形成する内側の筒体と、これに隣接する前
記燃料供給管の一部を、それぞれの内部に冷却水を循環
する水冷構造を採用して形成したプラスチック細片の燃
焼バーナを構成しているので、前記燃料２次空気ノズル
と燃料供給管の一部との水冷構造により、燃料２次空気
ノズル及び燃料供給管は確実に冷却され、この部位に接
近する燃料混合気中のプラスチック細片燃料を冷却し、
同プラスチック細片燃料が溶融して付着・堆積するのを
防止し、同プラスチック細片の燃料を安定して燃焼させ
ることができ、燃料資源の節減を図ることに加え、廃棄
物処理にも寄与する好適なプラスチック細片の燃焼バー
ナを得ることができたものである。

【００７８】また、請求項５に記載の発明によれば、前
記請求項１乃至４の何れかに記載の発明において、前記
燃料２次空気ノズルは、その先端部を、着火点位置調節
可能構造に形成したプラスチック細片の燃焼バーナを構
成しているので、同着火点位置調節可能構造で着火点の
位置が火炉の内方へ移行する様に調節することにより、
燃料２次空気ノズル先端近傍における温度上昇が抑制さ
れ、プラスチック細片の燃料が溶融して近辺に付着・堆
積するのを防止し、同プラスチック細片の燃料を安定し
て燃焼させることができ、燃料資源の節減を図ることに
加え、廃棄物処理にも寄与する好適なプラスチック細片
の燃焼バーナを得ることができたものである。

【００７９】また、請求項６に記載の発明によれば、前
記請求項１乃至５の何れかに記載の発明において、前記
２次空気ノズルは、前記燃料２次空気ノズルを挟んでそ
の上下に配置され、同燃料２次空気ノズルに対峙する側
のノズル壁部に、同燃料２次空気ノズルとの間に２次空
気の一部を供給可能の通路を形成したプラスチック細片
の燃焼バーナを構成しているので、同通路を経て供給さ
れる２次空気の一部により、２次空気ノズルと燃料２次
空気ノズルとの間にまき込まれるプラスチック細片の燃
料を吹き飛ばし、この部位にプラスチック細片の燃料が
付着・堆積するのを防止し、同プラスチック細片の燃料
を安定して燃焼させることができ、燃料資源の節減を図
ることに加え、廃棄物処理にも寄与する好適なプラスチ
ック細片の燃焼バーナを得ることができたものである。

【００８０】また、請求項７に記載の発明によれば、前
記請求項１乃至６の何れかに記載の発明において、前記
各ノズルは、火炉平断面の中心部に設定した仮想円に対
して平面投影で同ノズルの中心線と開口面が接線方向に
向くよう設置すると共に、前記燃料２次空気ノズルの前
記仮想円の外側に当たる側部には、同燃料２次空気ノズ
ルの開口面と同一又は平行な面に開口し、燃料２次空気
の一部を分流して噴射するサイドエアノズルを設置して
プラスチック細片の燃焼バーナを構成しているので、前
記火炉壁面には前記サイドエアノズルから噴出される燃
料２次空気によるエアカーテンが形成され、前記火炉壁
面にプラスチック細片の燃料が付着・堆積するのを防止
し、同プラスチック細片の燃料を安定して燃焼させるこ
とができ、燃料資源の節減を図ることに加え、廃棄物処
理にも寄与する好適なプラスチック細片の燃焼バーナを
得ることができたものである。

【００８１】また、請求項８に記載の発明によれば、前
記請求項１乃至７の何れかに記載の発明において、前記
燃料供給管には、燃料混合気ノズルの接続部上流で周方
向に複数の通気路を設け、同通気路を経て燃料供給管内
に空気を供給可能にしてプラスチック細片の燃焼バーナ
を構成しているので、前記複数の通気路から供給される
空気によりプラスチック細片の燃料が同燃料供給管内部
に付着・堆積するのを防止し、同燃料供給管内部におけ
る燃料混合気の流速を適正化してプラスチック細片の燃
料を安定して燃焼させることができ、燃料資源の節減を
図ることに加え、廃棄物処理にも寄与する好適なプラス
チック細片の燃焼バーナを得ることができたものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係るプラスチック細
片の燃焼バーナの概要を示し、（ａ）は縦断面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。

【図２】図１中の燃料２次空気ノズル部の詳細を示し、
（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図であ
る。

【図３】ボイラに対する燃焼バーナの配置と同燃焼バー
ナから噴出する噴流の状況を示す説明図である。

【図４】本発明の実施の第２形態に係るプラスチック細
片の燃焼バーナの概要を示し、（ａ）は縦断面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。

【図５】本発明の実施の第３形態に係るプラスチック細
片の燃焼バーナの要部の概要を示し、（ａ）は縦断面
図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。

【図６】従来の微粉炭焚きボイラの全貌を示す概念図で
ある。

【図７】従来の微粉炭焚きボイラにおけるバーナの概要
を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢
視図である。

【符号の説明】

０１ ボイラ本体 ０２ 火炉 ０３ バーナ風箱 ０３ａ 燃料コンパートメント ０３ｂ 空気コンパートメント ０４ 燃料２次空気ノズル ０４ａ 保炎板 ０５ ２次空気ノズル ０６ 燃料混合気ノズル ０６ａ 保炎板 ０７ 燃料混合気ノズル本体 ０８ 燃料２次空気ダンパ ０９ ２次空気ダンパ １０ 押込送風機 １１ 誘引通風機 １２ 空気加熱器 １３ 過熱蒸気管群 １４ 燃焼ガスライン １５ 燃焼用空気ライン １６ 石炭供給ライン １７ １次空気ライン １８ 石炭粉砕機 １９ 混合気ライン ２０ 火炎 ２１ 燃焼ガス ２２ 燃焼用空気 ２２ａ 燃料２次空気 ２２ｂ ２次空気 ２３ 石炭 ２４ １次空気 ２５ 混合気 １０４ 燃料２次空気ノズル １０４ａ 筒体 １０４ｂ 筒体 １０４ｃ シールエア噴出口 １０５ ２次空気ノズル １０５ａ ノズル壁部 １０５ｂ ノズル壁部 １０５ｃ 通気路 １０６ 燃料混合気ノズル １０６ａ 燃料混合気噴出口 １０７ 燃料混合気ノズル本体 １１９ 燃料混合気ライン １２２ａ ２次空気 １２２ｂ 燃料２次空気 １２２ｃ シールエア １２２ｄ サイドエア １２５ 燃料混合気 １３０ スワラ １３１ サイドエアノズル １３１ａ サイドエア噴出口 ２０６ 燃料混合気ノズル ２０６ａ 冷却水連通入口 ２０６ｂ 冷却水連通出口 ２０７ 燃料混合気ノズル本体 ２０７ａ 冷却水入口 ２０７ｂ 冷却水出口 ２０８ａ 冷却水入口管 ２０８ｂ 冷却水出口管 ３０１ 燃料堆積防止流体供給ライン ３０２ 燃料堆積防止流体供給室 ３０３ 燃料堆積防止流体 ５００ 燃料供給管 ６００ 燃料２次空気供給管 ７００ ２次空気供給管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 合庭 淳二 長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工業株式 会社長崎造船所内 (72)発明者 近河 光雄 長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工業株式 会社長崎造船所内 (72)発明者 大栗 正治 長崎市深堀町五丁目717番地１ 長菱エン ジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3K061 AA24 AB01 AC13 BA06 CA17 FA23 3K065 QB14 QC03

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチック細片を燃料とし、これを１
   次空気と混合した燃料混合気を搬送する燃料供給管と、
   同燃料供給管の外周を覆って設けられ、燃料２次空気を
   供給する燃料２次空気供給管と、同燃料２次空気供給管
   の外側に配置され、２次空気を供給する２次空気供給管
   と、前記燃料供給管の先端にチルト可能に設けられ、前
   記燃料混合気を絞って火炉内に噴射する燃料混合気ノズ
   ルと、前記燃料２次空気供給管の先端で前記燃料混合気
   ノズルを覆って配置され、前記燃料２次空気を絞って火
   炉内に噴射する燃料２次空気ノズルと、前記２次空気供
   給管の先端に設けられ、前記２次空気を絞って火炉内に
   噴射する２次空気ノズルとを有し、前記燃料２次空気ノ
   ズルは、大小２個の筒体を所定間隔離して同心状に嵌め
   合わせて形成し、内側の筒体は前記燃料混合気ノズルの
   外周端部との間に所定の隙間を有して同心状に嵌め合わ
   せて配置し、同隙間を経て前記燃料２次空気の一部を流
   通可能にしたことを特徴とするプラスチック細片の燃焼
   バーナ。
2. 【請求項２】 前記１次空気と燃料２次空気はコールド
   空気としたことを特徴とする請求項１に記載のプラスチ
   ック細片の燃焼バーナ。
3. 【請求項３】 前記燃料２次空気ノズルを形成する内側
   の筒体は、前記燃料混合気ノズルの外周端部との間に所
   定の隙間を形成することに代えて、同内側の筒体の内部
   に冷却水を循環する水冷構造を採用し、前記燃料混合気
   ノズルの外周端部との間の隙間を閉塞して配設したこと
   を特徴とする請求項１又は２に記載のプラスチック細片
   の燃焼バーナ。
4. 【請求項４】 前記燃料２次空気ノズルを形成する内側
   の筒体と、これに隣接する前記燃料供給管の一部を、そ
   れぞれの内部に冷却水を循環する水冷構造を採用して形
   成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のプラス
   チック細片の燃焼バーナ。
5. 【請求項５】 前記燃料２次空気ノズルは、その先端部
   を、着火点位置調節可能構造に形成したことを特徴とす
   る請求項１乃至４の何れかに記載のプラスチック細片の
   燃焼バーナ。
6. 【請求項６】 前記２次空気ノズルは、前記燃料２次空
   気ノズルを挟んでその上下に配置され、同燃料２次空気
   ノズルに対峙する側のノズル壁部に、同燃料２次空気ノ
   ズルとの間に２次空気の一部を供給可能の通路を形成し
   たことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のプ
   ラスチック細片の燃焼バーナ。
7. 【請求項７】 前記各ノズルは、火炉平断面の中心部に
   設定した仮想円に対して平面投影で同ノズルの中心線と
   開口面が接線方向に向くよう設置すると共に、前記燃料
   ２次空気ノズルの前記仮想円の外側に当たる側部には、
   同燃料２次空気ノズルの開口面と同一又は平行な面に開
   口し、燃料２次空気の一部を分流して噴射するサイドエ
   アノズルを設置したことを特徴とする請求項１乃至６の
   何れかに記載のプラスチック細片の燃焼バーナ。
8. 【請求項８】 前記燃料供給管には、燃料混合気ノズル
   の接続部上流で周方向に複数の通気路を設け、同通気路
   を経て燃料供給管内に空気を供給可能にしたことを特徴
   とする請求項１乃至７の何れかに記載のプラスチック細
   片の燃焼バーナ。