JPS5919241B2 - 火焔ジェットを用いた過熱蒸気バ−ナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、廃タイヤや廃ビニール被覆電線等の高温度下
では変質したり、あるいは有毒ガスを発生する各種合成
材の被処理物質を比較的低温度で粉砕処理するために用
いられる火焔ジェットを用いた過熱蒸気バーナに関する
。

火焔ジェットで被処理物質を処理する場合、火焔ジェッ
トは最高温度が約２０００°にである。

火焔ジェットの温度が高温であるため、廃タイヤは微粉
化と同時に炭化し、炭化した粉末粒子となるため捕集し
た粒子は、キルンやボイラーの燃料として再利用できる
にとどまる。

もし炭化させることな（、微粉化処理することが可能と
なれば、捕集した粒子は、まだゴムとしての性質を有し
ており、これを用い℃防振、防音その他のための板材等
に加工することができ、その利用方面が著しく拡大する
ため廃タイヤをタイヤ質を残したまま微粉化処理する要
望がきわめ−て高い。

機械的な方法（例えば磨砕）によって廃タイヤを処理す
る方法も提唱されているが、火焔ジェット処理法に比べ
℃、その処理費が１０倍以上も高く、実用化はほとんど
行われ℃いない。

火焔ジェット処理は処理コストが著しく安くなるという
決定的長所を有してはいるが、上記のように、現在の方
法では炭化粒子となり、再利用分野が限られてしまう。

本発明は廃タイヤ等を火焔ジェットで処理するに際し、
粉末粒子を炭化させず、ゴム質が変質しないままの微粒
子として捕集できるための特殊な過熱蒸気バーナを開発
したもので、このバーナから噴射される過熱蒸気ガスは
、温度を任意（例えが１５０〜７００℃）に変化させる
ことができる。

このバーナを用いて過熱蒸気ガスの温度を２００〜３０
０℃とすれば廃タイヤを処理しても炭化しないゴム質粒
子を捕集することができる。

廃タイヤの処理だけでなく、加熱分解するような各種合
成材の粉砕あるいは飼料用千草の製造等にも利用するこ
とができ、その利用分野はきわめて広く、今迄の火焔ジ
ェットではその高温のため利用しえなかった、各種の産
業廃棄物の粉砕処理等に広く利用することができるもの
である。

以下に本発明の構成を添付図面に示す実施例に付き詳細
に説明する。

第１図において、１は円筒状の火焔ジェットバーナ本体
であり、その先端にはバーナノズル２が開口され、この
バーナノズル２は前記本体１と同軸上に位置する円筒状
の燃焼室３に連通している。

４は前記本体１の軸線上に位置する、適宜な制御装置を
介して燃料タンクに連繋された燃料供給パイプであり、
その先端には燃料を噴出させるためのインジェクター５
が設けられている。

６はインジェクタホルダであり、これの後部は円筒状に
形成されて前記燃焼室３内周面の後端に嵌着されるとと
もに、その内周面には適宜な制御装置を介してコンプレ
ッサに連繋された空気供給パイプ１が嵌着されている。

インジェクタホルダ６０円筒状部分にはその後面部分に
連通孔６ａを有する隔壁６ｂが設けられ、またこの隔壁
６ｂからはホルダ一部６ｃが前方に延出されて前記燃料
パイプ４及びインジェクタ５を保持している。

６ｄは、インジェクタホルダ６の前端部に形成された、
燃焼室３内壁に向け℃はぼ２５乃至３０度の角度で延出
された遮蔽壁であり、その外周部には、前記空気供給パ
イプ１から連通孔６ａを通って供給される圧縮空気に旋
回運動を与えるための螺施状空気通過溝６ｅが穿設され
、また空気供給パイプ７と燃焼室３とを連通すべく燃焼
室３の軸線に向け℃多数の小孔６ｆが同心円状に透設さ
れている。

８は外筒９と燃焼室３外壁との間で冷却水環流路を形成
すべく設けられた、適宜な制御装置を介して冷却水タン
クに連繋された冷却水ガイド用パイプであり、その前端
部には適宜数の流通口８ａが開口されている。

１０は前記冷却水ガイド用パイプ８の内周面に嵌着され
た冷却水供給パイプである。

１１は前記空気供給パイプ１の外周面が直接冷却水に接
触しないように配設された断熱パイプであり、これと前
記空気供給パイプＴとの間には適宜な断熱部材１２が内
蔵されている。

１３は前記火焔ジェットバーナ本体１の前端面に前記バ
ーナノズル２と連通すべく固設された円筒状の混合室で
あり、その７２ンジ部１３ａに形成された連通口１３ｂ
は前記バーナノズル２の開口面と＝致すべく形成されて
いる。

また、前記バーナノズル２には前記冷却水ガイド用パイ
プ８内と連通してここから冷却水を混合室１３内へ導く
べく放水孔２ａが本体１の軸線方向に向けて透設されて
いる。

１４は前記混合室１３内の噴射口１３ｅ部分の近傍に配
設された、噴射口１３ｅ方向に向って順次大径化する傘
状の遮蔽板であり、この遮蔽板１４の頂角ははぼ１００
乃至１３０°に設定するのが最も好ましい。

またこの遮蔽板１４には・前記混合室１３の噴射口１３
ｃ側軸線に向けて多数の透孔１４ａが同心円状に透設さ
れている。

なお、この遮蔽板１４の形状は噴射口１３ｃに向かって
大径化する傘状に限定されるものではなく、混合室１３
の噴射口１３ｃ側における中心方向に向けて透孔１４ａ
を透設しうる形状であればいかなるものでも良い。

また図中、Ｗｌは冷却水侵入径路、Ｗ２は同退却径路、
Ａは圧縮空気侵入径路、Ｋは燃料侵入径路、０２は着火
時に供給する酸素侵入径路を示している。

次に本実施例の作用について説明する。

従来と同様の方法で着火され、燃焼室３内で５乃至６気
圧程度の圧力によって燃焼を続けている火焔ジェットに
対して制御装置（図示省略）によって設定された同程度
もしくは若干高めの圧力で放水孔２ａから冷却水を放出
する。

すると火焔ジェット中に放出された冷却水は火焔ジェッ
トの中心部まで到達して火焔ジェットガス全体の温度を
引下げる。

放出水は過熱水蒸気となりバーナノズル２から噴射され
た火焔ジェットと混合室１３内で完全に混合される。

この混合室１３内における混合物は一部気化していない
水滴が混入する場合もあるが、これは遮蔽板１４に衝突
することによって完全に気化され、透孔１４ａを通過す
るときには完全なる過熱水蒸気と火焔ジェットガスとの
混合ガスとなるものである。

この混合ガスが前記透孔１４ａから噴射されると、これ
らの透孔１４ａはすべて混合室１３の噴射口１３ｅ側の
軸線方向に向けて透設されているため、互いに混合ガス
が衝突して温度的に均質な過熱蒸気ガス混合物となった
のち、混合室１３の噴射口１３ｃより噴射される。

この噴射される過熱蒸気ガス混合物を処理タンク内に供
給された廃タイヤ（図示省略）に向けることによって熱
処理するのであるが、本実施例では冷却水の放水量を制
御装置で制御することによつ℃過熱蒸気ガス混合物の温
度を任意に変化設定することができる。

本実施例の如き廃タイヤを処理し℃ゴム質粒子を採取す
る場合における過熱蒸気ガス混合物の温度は、２００乃
至３００℃に保持することが望ましい。

この温度を保持すれば採取される粉砕微粒子は完全にゴ
ム質を有し炭化することはない。

次に他の実施例を第２図について説明する。

１は火焔ジェットバーナ本体であり、これの構成は前述
の第一の実施例と同一であるからその説明は省略する。

２０は前記火焔ジェットバーナ１ノ前端面ニそのバーナ
ノズル２と連通すべく固設された混合室であり、その形
状は火焔ジェットノ（−す１の燃焼室３と同様に形成さ
れ、その先端が縮径化され℃スロート２２を形成したの
ち若干拡径化されて噴射ノズル２４を形成している。

本実施例においては前述と同様にしてバーナノズル２か
ら噴射された過熱水蒸気と火焔ジェットとの混合ガスは
、混合室２０内でその中にまだ一部含有する水滴を完全
に気化して均質温度の過熱蒸気ガスとなったのち、スロ
ート２２と噴射ノズル２４によって加速され超音速流と
なって噴射される。

本実施例では、混合室２０内での過熱蒸気ガスの温度を
４００〜５００℃に設定すれば、噴射ノズル２４からは
、はぼ３００℃の過熱蒸気ガスとなって噴射することが
できるものである。

この温度設定は前述の第１の実施例と同じ（放水孔２ａ
からの冷却水放出量を制御することで行うことができる
。

また、混合室２０のスロート２２及び噴射ノズル２４の
直径は混合室２０内における過熱蒸気ガスの圧力と温度
に対応して設定されるものである。

本実施例においては、燃焼室と同様に構成された混合室
に水蒸気と火焔ジェットとの混合ガスを噴出するため、
放出水の気化条件は極めて望ましいものとなる。

第３図及び第４図は、本発明のさらに他の実施例を示す
ものである。

３０は火焔ジェットバーナ本体であり、ここにおいては
、バーナノズル３２に放水孔が透設されていない。

本実施例において、過熱蒸気ガスを生成するために、火
焔ジェットに対して放出される水は、冷却水通過径路か
らではな（、混合室３４０周而帆面数透設された放水孔
３６によって、これと連通すべく設けられた環状水路３
８に連通された給水パイプ４０から供給される。

この給水パイプ４０には図示していない適宜なタンクか
ら水が供給されるものであり、その放水量は図示してい
ないその径路上に設けた適宜な制御装置によって設定さ
れるものである。

前記混合室３４は、前述の第２の実施例における混合室
２０と同様にスロート４２及び噴射ノズル４４カ形成さ
れている。

本実施例においては、バーナーノズル３２に加工を施こ
す必要がなく火焔ジェットバーナ本体３０に外付けすれ
ばよいため、その製作は極めて容易になる。

本実施例では、火焔ジェットの圧力より若干高めに設定
された圧力で放水孔３６から放出された水は、火焔ジェ
ットの中心部に到達して直ちに気化し、火焔ジェットと
混合して、均質温度の過熱蒸気ガスとなって噴射ノズル
４４から圧力３〜５気圧で、かつ超音速で噴射されるも
のである。

なお、図中Ｗ１は冷却水の進入径路、Ｗ２は冷却水の退
出径路、Ｗｏは混合室へ供給する水の進入径路である。

本発明は、上述した如く構成したので、廃タイヤ、廃ビ
ニール被覆電線等の高温度下では、変質したり、あるい
は有毒ガス等を発生する各種合成材の処理用にあるいは
飼料用千草等の製造に極めて最適であるという効果が存
する。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の好適な実施例を示し、第１図は断面図、第
２図は他の実施例を示す断面図、第３図は他の実施例を
示す断面図、第４図はＡ−Ａ線断面図である。 １・・・・・・火焔ジェットバーナ本体、２・・・・・
・バーナノズル、３・・・・・・燃焼室、５・・・・・
・インジェクタ、６・・・・・・インジェクタホルダ、
８・・・・・・冷却水ガイド、１０・・・・・・冷却水
供給パイプ、１３・・・・・・混合室、１４・・・・・
・遮蔽板、２０・・・・・・混合室、２２・・・・・・
スロート、２４・・・・・・噴射ノズル、３０・−・・
・・本体、３２・・・・・・バーナノズル、３４・・・
・・・混合室、３６・・・・−放水孔、３８・・・・・
・環状水路、４０・・・・・・給水パイプ、４２・・・
・・・スロート、４４・・・・・・噴射ノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 火焔ジェットバーナのバーナノズルに冷却水通路と
   連通すべく放水孔を透設し、火焔ジェットバーナのバー
   ナノズル端部には、前面は開口されて噴射口を形成し、
   後面は開口され℃前記バーナノズルに連通すべく形成さ
   れた、火焔ジェットと冷却水とを均一的な温度に混合す
   るための筒状の混合室を連設し、この混合室内にはその
   噴射口の近傍に位置すべ（遮蔽板を設け、この遮蔽板に
   は混合室の噴射口側における中心方向に向けて多数の孔
   を透設し任意の温度の過熱蒸気ガスを高速度で噴射する
   ことを特徴とする火焔ジェットを用いた過熱蒸気バーナ
   。 ２ 火焔ジェットバーナのバーナノズルに冷却水通路と
   連通すべく放水孔を透設し、火焔ジェットバーナのバー
   ナノズル端には、前面は開口されてスロートと噴射ノズ
   ルを形成し、後面は開口されて前記バーナノズルに連通
   すべく形成された、火焔ジェットと冷却水とを均一的な
   温度に混合するための筒状の混合室を連設し任意の温度
   の過熱蒸気ガスを圧力３〜５気圧で超音速で噴射するこ
   とを特徴とする火焔ジェットを用いた過熱蒸気バーす。 ３ 火焔ジェットバーナのバーナノズル端に、適宜な給
   水装置から給水すべく成された給水パイプを固設すると
   ともに、この給水パイプと連通スぺ（外周面に放水孔が
   透設され、前面は開口されてスロートと噴射ノズルを形
   成し、後面は開口されて前記バーナノズルに連通すべく
   形成された、火焔ジェットと水とを均一的な温度に混合
   するための筒状の混合室を連設し任意の温度の過熱蒸気
   ガスを圧力３〜５気圧で、超音速で噴射することを特徴
   とする火焔ジェットを用いた過熱蒸気バーナ。