JP3764684B2 - プラスチック細片の燃焼バーナ - Google Patents
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Description
【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形成し、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。
【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。
しかも同第１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。
【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。
【００２９】
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６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７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７００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１２２ｂ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１０４ｂ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４００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１３１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１０６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２０６ａ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１０４、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１０６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３０１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１５〜３０ｍ／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、しかも同請求項１に記載の発明によれば、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、これらにより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。
【００８０】
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
【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形成し、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。
【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。
しかも同第１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。
【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。
【００２９】
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６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７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７００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１２２ｂ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１０４ｂ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４００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１３１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１０６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２０６ａ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１０４、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１０６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３０１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１５〜３０ｍ／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、しかも同請求項１に記載の発明によれば、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、これらにより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。
【００８０】
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
Claims (7)
- 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形成し、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プラスチック細片の燃焼バーナ。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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５の何れかに記載のプラスチック細片の燃焼バーナ。
- 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６の何れかに記載のプラスチック細片の燃焼バーナ。
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