(57)【要約】【課題】プラスチック類を燃料として用いる燃焼炉用バーナであって、燃料供給管の燃料噴射側の端部付近におけるプラスチック類の溶融および内壁面への融着を、より効果的に防止することのできる燃焼炉用バーナを提供する。【解決手段】燃焼炉用バーナ１は、燃料供給管２と、燃料供給管２の燃料出口側の端面に、燃料供給管２の軸線方向に所定の厚さを有するように形成された、燃料噴射孔４を有する耐火材層３とを有する。燃料供給管２は、燃料流通路５を形成する内壁部６と、内壁部６の外周面に対して冷却媒体の流通用の空間を介在して形成された外壁部７とを有する。内壁部６は、その壁体の内部に形成される、空気を流通させるためのガス流通用空間と、この空気を燃料流通路内に噴出させるための１つ以上のガス噴出孔とを有するように構成してもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料供給管と、該燃料供給管の燃料出口側の端面に、該燃料供給管の軸線方向に所定の厚さを有するように形成され、かつ、上記燃料供給管と共に連続的な燃料流通路を形成するように穿設された燃料噴射孔を有する耐火材層とを備えていることを特徴とする燃焼炉用バーナ。
【請求項２】
上記耐火材層が、上記燃料供給管の外周面の少なくとも一部にまで連続的に形成されている請求項１に記載の燃焼炉用バーナ。
【請求項３】
上記燃料供給管の軸線方向における上記耐火材層の厚さが、１０ｍｍ以上である請求項１または２に記載の燃焼炉用バーナ。
【請求項４】
上記燃料流通路における上記燃料供給管と上記燃料噴射孔との境界の段差の高さ寸法が、１０ｍｍ以内である請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃焼炉用バーナ。
【請求項５】
上記燃料供給管が、上記燃料流通路を形成するための内壁部と、該内壁部の外周面に対して冷却媒体の流通用の空間を介在して形成された外壁部とを有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃焼炉用バーナ。
【請求項６】
上記内壁部が、その壁体の内部に形成された、融着防止用ガスを流通させるためのガス流通用空間と、該融着防止用ガスを上記燃料流通路に向かって燃料の流通方向と同じ方向に噴出させ得るように形成された、少なくとも１つ以上のガス噴出孔とを有する請求項５に記載の燃焼炉用バーナ。
【請求項７】
上記内壁部と上記外壁部の間に、上記冷却媒体の往路および復路を形成するための隔壁部を有する請求項５または６に記載の燃焼炉用バーナ。
【請求項８】
上記燃焼炉用バーナは、燃焼炉の燃料としてプラスチック類を供給するためのものである請求項１〜７のいずれか１項に記載の燃焼炉用バーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼炉内に燃料を供給して燃焼させるためのバーナに関し、特に、燃料としてプラスチック類を用いる燃焼炉用バーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
廃プラスチックは、従来使用されている重油、石炭等の燃料と同等あるいはそれ以上の高い発熱量を有しており、燃焼炉用バーナの代替燃料として実際に使用されている。燃料として廃プラスチックを使用することは、燃料費の低減や、埋め立て処分される廃棄物の量の削減や、資源の有効利用等に寄与し、望ましいものである。
このような廃プラスチックを燃料とする燃焼炉用バーナは、一般に、空気等の搬送ガスと共に廃プラスチックを燃焼炉内に投入するための燃料供給管を有する。この燃料供給管は、通常、外周面に断熱材層や水冷管等を設けることにより、炉内の高温から保護されている。
しかし、燃焼炉用バーナの本体を構成する燃料供給管の先端部分は、その端面が露出した状態にあること、および、炉内温度が例えば１，０００℃以上にも達する燃焼炉からの輻射熱を直接受けることから、断熱材等によって外周面が保護されているにもかかわらず高温化する傾向がある。
そして、燃料供給管の先端部分が高温化すると、管内で廃プラスチックが溶融して管の内壁に融着し、廃プラスチックの流通を阻害するばかりか、最終的には燃料供給管の閉塞を招くおそれもある。
【０００３】
このような問題を解決するために、プラスチック類を燃料とするバーナであって、バーナの管内におけるプラスチック類の融着等を抑制すべく特有の構造を有するバーナが、種々提案されている。
その一例として、プラスチック燃料供給管の管体を形成する壁部が中空とされ、その中空部の少なくとも先端部が冷媒の流路とされたことを特徴とするプラスチック類燃焼用バーナが提案されている（特許文献１参照）。このプラスチック類燃焼用バーナは、プラスチック燃料等の温度上昇を効果的に防止するために、プラスチック燃料供給管の周囲に、ガスを流通させるための環状のガス供給管を設けることができる。また、このプラスチック類燃焼用バーナは、最外層として断熱材若しくは耐火材より成る層を形成することができる。
他の例として、燃料輸送管と、該燃料輸送管の外周に存在し空気噴出口を形成する空気輸送空間と、該空気輸送空間の外周に存在する冷却帯からなる燃焼用ノズルが提案されている（特許文献２参照）。この燃焼用ノズルの最外層は、キャスタブル耐火物で形成することができる。
【特許文献１】特開２０００−３５２１１号公報
【特許文献２】特開２００２−１３０６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術において、燃料供給管の先端部は、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）等の良熱伝導性材料で形成されているため、冷媒（具体的には水）によって効率的に冷却され、燃焼炉内の温度による壁面の温度上昇を確実に防止することができる。
しかし、燃料供給管の先端部を良熱伝導性材料で形成することは、冷媒による冷却効果が発揮できる反面、冷媒の冷却能力が低い場合、すなわち、冷媒として例えば空気を用いた場合には、逆に、燃焼炉内の熱が良熱伝導性材料を伝って、燃料供給管の過度の温度上昇を招きかねない。
このように、特許文献１の技術は、冷媒として空気等を用いることができず、その適用範囲が狭いという欠点がある。また、冷媒として水を用いているため、高温排水の冷却および循環装置が必要であるなど、設備面での負担が大きい。また、良熱伝導性材料として例示されているＡｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）等は、高価格であるため、コストの面で不利である。さらに、良熱伝導性材料で形成された先端部は、熱によって傷み易く、部品の取替え等の維持管理に多くの手間を要する。
【０００５】
一方、特許文献２に記載の技術は、従来の方法よりもプラスチック類の融着防止効果が高いものの、燃料輸送管の端面にキャスタブル耐火物が被覆されていないことから、さらなる改良の余地があると考えられる。
そこで、本発明は、プラスチック類を燃料として用いる燃焼炉用バーナであって、燃料供給管の燃料噴射側の端部付近におけるプラスチック類の溶融および内壁面への融着を、より効果的に防止することのできる燃焼炉用バーナ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】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、燃料供給管の燃料出口側の端面に、燃料の噴射のための開口部分を除いて、燃料供給管の軸方向に所定の厚さを有するように耐火材で覆うことによって、燃料供給管の冷却媒体として空気を用いても、十分な冷却効果を得ることができ、その結果、燃料供給管の内壁面にプラスチック類が融着するのを効果的に防止することができることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明（請求項１）の燃焼炉用バーナは、燃料供給管と、該燃料供給管の燃料出口側の端面に、該燃料供給管の軸線方向に所定の厚さを有するように形成され、かつ、上記燃料供給管と共に連続的な燃料流通路を形成するように穿設された燃料噴射孔を有する耐火材層とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
ここで、上記耐火材層は、上記燃料供給管の外周面の少なくとも一部にまで連続的に形成することができる（請求項２）。
上記燃料供給管の軸線方向における上記耐火材層の厚さは、好ましくは１０ｍｍ以上である（請求項３）。
上記燃料流通路における上記燃料供給管と上記燃料噴射孔との境界の段差の高さ寸法は、好ましくは１０ｍｍ以内である（請求項４）。
上記燃料供給管は、上記燃料流通路を形成するための内壁部と、該内壁部の外周面に対して冷却媒体の流通用の空間を介在して形成された外壁部とを有するものとして構成することができる（請求項５）。
上記内壁部は、その壁体の内部に形成された、融着防止用ガスを流通させるためのガス流通用空間と、該融着防止用ガスを上記燃料流通路に向かって燃料の流通方向と同じ方向に噴出させ得るように形成された、少なくとも１つ以上のガス噴出孔とを有するものとして構成することができる（請求項６）。
上記燃焼炉用バーナは、上記内壁部と上記外壁部の間に、上記冷却媒体の往路（流入路）および復路（流出路）を形成するための隔壁部を有することができる（請求項７）。
上記燃焼炉用バーナは、燃焼炉の燃料としてプラスチック類を供給するためのバーナとして好適に用いられる（請求項８）。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の燃焼炉用バーナは、燃料としてプラスチック類を用いた場合に、燃料供給管の燃料噴射側の端面が、燃料噴射孔を有する耐火材層で被覆されていることから、セメントクリンカ製造用キルンの如き炉内が非常な高温になる燃焼炉に取り付けた場合においても、燃料供給管の端部付近等におけるプラスチック類の融着を効果的に防止し、長時間に亘って安定的にプラスチック類を炉内に噴射することができる。
また、耐火材層を、燃料供給管の端面のみならず、燃料供給管の外周面の少なくとも一部（具体的には、燃焼炉からの輻射熱の影響を受ける部分）にまで連続的に形成させれば、燃料供給管の温度の上昇を効果的に抑制して、燃料供給管の端部付近におけるプラスチック類の融着をより効果的に防止することができる。
また、燃料流通路における燃料供給管と燃料噴射孔との境界の段差の高さ寸法を所定の数値以下に定めることによって、段差部分に衝突するプラスチック類の割合が小さくなるか、あるいは、耐火材で覆われていない露出部分の表面積が少なくなるので、プラスチック類を安定的に炉内に噴射することができ、かつ、燃料流通路内におけるプラスチック類の融着をより効果的に防止することができる。
【０００９】
さらに、燃料供給管を、小径の内壁部と大径の外壁部との二重壁構造とし、これら２つの壁部の間に形成される空間に、空気等の冷却媒体を流通させることによって、燃焼炉からの輻射熱による燃料供給管の温度上昇をさらに効果的に抑制することができる。
また、この場合、燃料供給管を構成する内壁部の壁体の内部に、融着防止用ガスを流通させるためのガス流通用空間を設け、かつ、このガス流通用空間と燃料流通路を連通する、燃料の流通方向と同じ噴射方向を有するガス噴出孔を設けることによって、ガス噴出孔からガスを所定の速度で燃料噴射孔の近傍に勢い良く噴出することができ、その結果、燃料噴射孔の近傍におけるプラスチック類の融着をさらに確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の燃焼炉用バーナの実施形態の例を説明する。
図１は、本発明の燃焼炉用バーナの一例の先端部分を、軸線を通る鉛直方向に切断した状態を示す断面図、図２は、図１に示す燃焼炉用バーナを、図１中のＡ−Ａ線の位置にて、軸線と垂直な方向に切断した状態を示す断面図、図３は、本発明の燃焼炉用バーナの他の例の先端部分を、軸線を通る鉛直方向に切断した状態を示す断面図、図４は、図３に示す燃焼炉用バーナを、図３中のＢ−Ｂ線の位置にて、軸線と垂直な方向に切断した状態を示す断面図、図５は、図４と同様に図３と対応させて示す断面図であって、図４に示すもの以外の断面構造の例を示す断面図、図６は、本発明の燃焼炉用バーナをロータリーキルンの窯前側に取り付けた状態を模式的に示す縦断面図である。
【００１１】
図１中、燃焼炉用バーナ１は、燃料供給管２と耐火材層３とを備えている。
耐火材層３は、燃料供給管２の燃料出口側の端面と、燃料供給管２の外周面の少なくとも一部とに亘って連続的に形成されている。なお、燃料供給管２の外周面のうち、耐火材層３を形成させる対象となる部分は、少なくとも、燃焼炉からの輻射熱の影響を強く受ける、燃料出口側の縁から所定の長さに亘る部分である。
耐火材層３は、燃料供給管２と共に連続的な燃料流通路５（すなわち、燃料を流通させるためのトンネル状の内部空間）を形成するように穿設された燃料噴射孔４を有している。燃料噴射孔４は、耐火材層３の厚さ寸法と同一の長さ寸法を有するトンネル状の内部空間である。
燃料供給管２の軸線方向における耐火材層３の厚さは、好ましくは１０ｍｍ以上、より好ましくは３０ｍｍ以上、特に好ましくは５０ｍｍ以上である。該厚さの上限値は、通常、２００ｍｍ以内である。該厚さを１０ｍｍ以上とすることによって、燃焼炉からの輻射熱によって燃料供給管２内にプラスチック類が融着するのを効果的に防止することができる。
【００１２】
燃料供給管２の外周面上における耐火材層３の厚さは、好ましくは１０ｍｍ以上、より好ましくは３０ｍｍ以上、特に好ましくは５０ｍｍ以上である。厚さの上限値は、通常、２００ｍｍ以内である。
燃料流通路５における燃料供給管２と燃料噴射孔４との境界の段差の高さ寸法（燃料流通路５の断面が円形である場合には、燃料供給管２の内径と燃料噴射孔４の内径の差の半分の寸法）は、好ましくは１０ｍｍ以内、より好ましくは５ｍｍ以内、特に好ましくは２ｍｍ以内であるように定められる。燃料供給管２の内壁面に対して耐火材層３の燃料噴射孔４の内壁面が１０ｍｍを超えて内方（燃料流通路の軸方向）に張り出していると、この張り出した段差部分に、プラスチック類が衝突して滞留が生じ、その結果、この段差部分の近傍においてプラスチック類の溶融および融着が生じるおそれがある。また、逆に、耐火材層３の燃料噴射孔４の内壁面に対して燃料供給管２の内壁面が１０ｍｍを超えて内方に張り出していると、この張り出した段差部分が、耐火材層３で被覆されていない露出部分を形成することになり、その結果、特に耐火材層３の厚さが比較的小さい場合には、この露出部分が燃焼炉からの輻射熱に晒されて燃料供給管２の温度の上昇を招き、プラスチック類の溶融および融着が生じるおそれがある。
耐火材層３を形成する耐火材または断熱材としては、成型の容易な不定形耐火物（キャスタブル耐火物）を用いることが好ましい。不定形耐火物の材質としては、アルミナ、マグネシア・クロムレンガ、炭化珪素等が挙げられる。また、不定形耐火物の他に、例えば、セラミックス、煉瓦、石膏等を用いてもよい。
【００１３】
燃料供給管２は、プラスチック類からなる燃料を燃焼炉内に噴射するための開口部を一端に有する筒状の管体である。燃料供給管２は、通常、断面が円形である円筒状に形成されるが、これに限定されるものではなく、断面が矩形や楕円形等に形成してもよい。
燃料供給管２を形成する材料としては、例えば、鉄鋼の他に、アルミ、銅等を用いてもよい。
燃料供給管２は、図１および図２に示すように、内壁部６、外壁部７、側壁部８および隔壁部９を備えている。なお、図中、内壁部６、外壁部７および隔壁部９は、円筒状に形成されているが、これに限定されるものではなく、断面が矩形や楕円形等に形成してもよい。
【００１４】
内壁部６は、燃料流通路５である内部空間を形成させるための壁部であって、円筒状に形成されている。
内壁部６の内径（または内寸の最大寸法）は、特に限定されないが、通常、１０〜３００ｍｍ程度である。
外壁部７は、内壁部６の外周面に対して冷却媒体（例えば、空気）の流通用の空間１０を介在させて配設される壁部であり、内壁部６と同軸の円筒状に形成されている。
外壁部７の外径（または外寸の最大寸法）は、特に限定されないが、通常、５０〜５００ｍｍ程度である。
側壁部８は、燃料供給管２の燃料出口側の端部にて、内壁部６と外壁部７の間に介在する空気等の冷却媒体の流通用の空間１０を閉じるために、内壁部６の端部と外壁部７の端部とを連絡するドーナツ形の壁部であり、燃料供給管２の軸線方向に略垂直に延びる平板状に形成されている。
【００１５】
隔壁部９は、内壁部６と外壁部７の略中間の径を有する、内壁部６および外壁部７と同軸の円筒状に形成された壁部であり、側壁部８から燃料出口側と反対側（前流側）の方向に向かって所定の距離を隔てた地点を端部として、燃料出口側と反対側の方向（前流側）に向かって延びて形成されている。
なお、隔壁部９を支持するために、隔壁部９と内壁部６の間、または隔壁部９と外壁部７の間に、例えば、柱状の連結部が形成されている。これらの連結部は、空気等の冷却媒体の流通に支障を生じないような形状および個数だけ設けられる。
燃料供給管２を構成する上述の内壁部６等の壁体の厚さは、通常、１〜２０ｍｍである。
【００１６】
内壁部６と隔壁部９の間の空間は、空気等の冷却媒体の往路（流入路）１０ａであり、外壁部７と隔壁部９の間の空間は、冷却媒体の復路（流出路）１０ｂである。また、側壁部８と隔壁部９の間の空間（すなわち、内壁部６と外壁部７の間に隔壁部９が存在しない領域の空間）は、空間１０内を流通する空気等の冷却媒体の折り返し点である。空気等の冷却媒体は、燃焼炉用バーナ１の使用中、空間１０中に滞留させずに常時通流状態を保つことが望ましい。
なお、空間１０内を流通する冷却媒体としては、例えば、常温または冷却した空気等のガスの他、強い冷却能力が求められる場合には、水等の液体を用いてもよい。
燃料供給管２の長さは、特に限定されないが、通常、３〜１０ｍである。
【００１７】
本発明の燃焼炉用バーナの例として、図１に示す構造を有するもの以外に、例えば、図３および図４に示す構造を有するものが挙げられる。
図３および図４中、燃焼炉用バーナ１１は、燃料供給管１２と耐火材層１３とから構成されている。燃料供給管１２は、内壁部１６、外壁部１７、側壁部１８および隔壁部１９を備えている。
これら各部のうち、耐火材層１３と、燃料供給管１２の外壁部１７、側壁部１８、隔壁部１９は、図１に示すものと同様に構成されている。また、耐火材層１３が燃料噴射孔１４を有すること、および、燃料噴射孔１４と燃料供給管１２の内壁部１６とによって燃料流通路１５が形成されていることも、図１と同様である。隔壁部１９によって冷却媒体の流通用の空間２０が往路２０ａおよび復路２０ｂに区画されていることも、図１と同様である。
【００１８】
燃料供給管１２の内壁部１６は、その壁体の内部に形成された、空気等の融着防止用ガスを流通させるためのガス流通用空間２１と、融着防止用ガスを燃料流通路１５に向かって燃料の流通方向と同じ方向に噴出させ得るように形成された少なくとも１つ以上（通常は、全周にわたりスリットを形成する。）のガス噴出孔２２とを備えている。
より具体的には、内壁部１６は、円筒状の外壁部分１６ａと、外壁部分１６ａよりも径が若干小さい円筒状の内壁部分１６ｂとを備えており、これら外壁部分１６ａと内壁部分１６ｂとによって、円筒状の中空部分であるガス流通用空間２１が形成されている。このガス流通用空間２１は、燃料出口側に近い地点にて燃料流通路１５内に燃料の流通方向と同じ方向で融着防止用ガスを噴出させるために、融着防止用ガスを噴出地点まで導く供給路である。そして、円筒状の内壁部分１６ｂの燃料出口側の端部付近に、ガス噴出孔２２が、燃料供給管１２の軸線に対して斜めの角度を有する方向に穿設されている。そのため、ガス噴出孔２２から噴出される融着防止用ガスは、その噴出速度が燃料供給管内を流通するキャリアガスの流通速度と比べて大きく、それにより、燃料噴射孔の近傍におけるプラスチック類の融着及び堆積を確実に防止することができ、さらに、万が一、融着や堆積が生じた場合にもこれを除去する機能を有している。
なお、融着防止用ガスとしては、例えば、空気、酸素等の酸素含有ガス等が挙げられる。
【００１９】
ガス噴出孔２２からの融着防止用ガスの噴出速度は、プラスチック類の融着を確実に防止するために、燃料供給管の内部を流通するキャリアガスの流通速度よりも大きいことが望ましい。
また、ガス噴出孔２２から噴出される単位時間当たりの空気量は、好ましくは、炉内に噴射されるプラスチック類の理論燃焼空気量の３％以下である。空気量が３％を超えると、プラスチック類の燃焼時の火炎が不安定となるため、好ましくない。
ガス流通用空間の形状は、図３および図４に示すような、燃料供給管１２の軸と同軸の円筒状のもの（図中の符号２１）に限定されることはなく、例えば、図５に示すように、内壁部３６内において、燃料供給管１２の軸に対して放射状に設けられた、互いに平行に延びる複数の円柱状の空間３１として形成させてもよい。なお、図５中の符号は、図３と異なる構造を有する部分を除き、図３の各部と同様の番号を付している。
【００２０】
次に、本発明の燃焼炉用バーナ１（または１１）の使用例を説明する。
図６中、ロータリーキルン４１の窯前側には、微粉炭や重油等を燃料とする主燃料バーナ４２と、本発明の燃焼炉用バーナ１とが並設されている。燃焼炉用バーナ１は、主燃料バーナ４２の若干上方に取り付けられている。それによって、燃焼炉用バーナ１から噴射されるプラスチック類は、主燃料バーナ４２の炎により形成される高温領域を通過することになり、落下途中で燃焼が完了する。
なお、本発明においては、用途に応じて、本発明の燃焼炉用バーナのみを用いることもできる。ただし、本発明の燃焼炉用バーナは、プラスチック類を燃料とすることから、通常、重油等を燃料とする主燃料バーナと共に、補助バーナとして用いられる。
ロータリーキルン４１の窯尻側からはセメントクリンカ原料等の焼成原料が供給され、この焼成原料はキルン内でセメントクリンカ等の焼成物になる。焼成物（図示せず）は、キルンの窯前側の縁部から下方に落下し、クーラ４３内で冷却された後、回収される。
【００２１】
燃焼炉用バーナ１によって炉内に噴射される燃料は、可燃性のプラスチックを含むものであり、具体的には、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィンや、ポリスチレン等の芳香族プラスチックや、ポリエチレンテレフタレートや、各種ナイロン等のポリアミドや、ポリエステル等が挙げられる。
特に、燃料として、熱可塑性プラスチックを高含有率で含むものを用いると、プラスチック類の融着を防止しようとする本発明の目的を効果的に達成することができる。なお、熱硬化性プラスチックは、高温で熱分解されるので、融着の問題を生じることがない。
燃料として用いられるプラスチック類は、資源の有効利用やコスト等の観点から、廃プラスチックであることが好ましい。
【００２２】
燃料として用いられるプラスチック類の形状は、特に限定されることがなく、粒状、シート状等が挙げられる。
プラスチック類が粒状の形状を有する場合、プラスチック類の大きさは、平均粒径で好ましくは６ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍ以下である。平均粒径が６ｍｍを超えると、落下中に燃焼が完了せずに着地後まで燃焼が継続するプラスチック粒子の割合が増加して、燃焼効率の低下を招くため好ましくない。
プラスチック類がシート状の形状を有する場合、プラスチック類の大きさは、片面の面積として好ましくは１００ｃｍ２以下、より好ましくは３０ｃｍ２以下、特に好ましくは１０ｃｍ２以下である。面積が１００ｃｍ２を超えると、燃料供給管内あるいはその前流側の圧送配管内で閉塞を起こすおそれがあり、好ましくない。
プラスチック類は、公知の粉砕手段または切断手段によって、上述の好ましい大きさに調整される。
【００２３】
ロータリーキルン４１内へのプラスチック類の噴射速度は、好ましくは５〜５０ｍ／秒、より好ましくは５〜１５ｍ／秒である。噴射速度が５ｍ／秒未満では、燃焼炉用バーナ１の燃料流通路５内にプラスチック類が融着するおそれがあり、好ましくない。噴射速度が５０ｍ／秒を超えると、ロータリーキルン４１の側壁に衝突するなどして落下した後、落下地点で燃焼を続けるプラスチック類の割合が増加し、燃焼効率の低下を招くため、好ましくない。
本発明の燃焼炉用バーナ１によると、燃料供給管２の先端部分を被覆する耐火材層３および燃料供給管２内を流通するキャリアガス（空気等）によって、ロータリーキルン４１内の高温から燃料供給管２が十分保護されているため、プラスチック類の噴射速度が比較的小さくても、プラスチック類が溶融して管内に融着することがなく、ロータリーキルン４１を安定的に運転することができる。
【００２４】
なお、本発明の燃焼炉用バーナを取り付ける対象となる燃焼炉は、上述のロータリーキルンに限らず、内熱式の燃焼炉（具体的には、焼成炉、焼却炉等）である限りにおいて特に限定されるものではない。ただし、プラスチック類に含まれる塩素成分に由来するダイオキシン類の生成を防ぐため、炉内の温度が１，０００℃以上である燃焼炉が好ましい。そのような燃焼炉としては、例えば、上述のセメントクリンカ製造用のロータリーキルン４１が挙げられる。
ロータリーキルン以外の燃焼炉についても、上述のロータリーキルン４１に関する説明の内容（例えば、プラスチック類の噴射速度等）がそのまま適用される。
【実施例】
【００２５】
［実施例１］
燃料として、シート状のポリ塩化ビニル製の廃フィルムと、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレートを主に含む塊状の廃プラスチックとが混合されてなるプラスチック混合物を用いた。このうち、廃フィルムとしては、５ｃｍ×５ｃｍの大きさに切断したものを用いた。塊状の廃プラスチックとしては、粉砕および分級して、平均粒径３ｍｍ以下の大きさに調整したものを用いた。
単位時間当たりの供給量を所定の量に調整するための定量供給機、およびブロアを用いて、上述のプラスチック混合物を燃焼炉用バーナの燃料流通路に供給し、補助燃料としてロータリーキルン内に噴射した。
【００２６】
なお、ロータリーキルンとしては、全長が７２ｍであり、焼成炉本体を形成する筒状の煉瓦体の内径が３．４ｍのものを用いた。主燃料用バーナとしては、微粉炭を燃料とするものを用いた。燃焼炉用バーナは、全長６ｍ、外径５００ｍｍである図１に示す構造を有する円筒状のバーナであり、主燃料用バーナの上方に、主燃料用バーナと平行になるように取り付けた。
燃焼炉用バーナからのプラスチック類の噴射速度は、ブロワを用いて、１０ｍ／秒となるように調整した。プラスチック類の吹き込み前の微粉炭の使用量は４，２００ｋｇ／時間（ｈ）であり、キルン内の温度は１，６００℃であった。
この温度を保ちながら、プラスチック類の使用量を増加させたところ、最終的に、主燃料である微粉炭の使用量は２，７００ｋｇ／ｈ、プラスチックの使用量は１，５００ｋｇ／ｈとなった。燃焼炉内での燃焼に使用される熱量の３０％以上が、プラスチック類の燃焼に由来するものであった。
燃焼炉を２４時間連続的に運転した後、燃焼炉用バーナの先端部分を目視観察したところ、プラスチック類の融着は生じていなかった。
【００２７】
［実施例２］
燃焼炉用バーナとして、図３に示す構造を有するバーナを用い、このバーナのガス噴出孔から、融着防止用ガスとして噴出速度４０ｍ／秒、噴出量１００ｋｇ／ｈの空気を燃料流通路内に噴出させた以外は、実施例１と同様の条件で、実験を行なった。
燃焼炉を２４時間連続的に運転した後、燃焼炉用バーナの先端部分を目視観察したところ、プラスチック類の融着は生じていなかった。
【００２８】
［比較例１］
燃焼炉用バーナとして、耐火材層を有さず、円筒状の燃料供給管と、その外周を直接冷却するための水冷ジャケットと、水冷ジャケットの外周を被覆するキャスタブル耐火物とからなるバーナを用いた以外は、実施例１と同様の条件で、実験を行なった。
燃焼炉を２４時間連続的に運転した後、燃焼炉用バーナの先端部分を目視観察したところ、燃料供給管の先端付近の内壁面にプラスチック類の融着が見られた。融着物が付着している燃料供給管の先端付近において、燃料流通路（内部空間）の径方向の断面の全面積に占める融着したプラスチック類の堆積物の断面積の割合は、約３０％であった。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の燃焼炉用バーナの一例の先端部分を、軸線を通る鉛直方向に切断した状態を示す断面図である。
【図２】図１に示す燃焼炉用バーナを、図１中のＡ−Ａ線の位置にて、軸線と垂直な方向に切断した状態を示す断面図である。
【図３】本発明の燃焼炉用バーナの他の例の先端部分を、軸線を通る鉛直方向に切断した状態を示す断面図である。
【図４】図３に示す燃焼炉用バーナを、図３中のＢ−Ｂ線の位置にて、軸線と垂直な方向に切断した状態を示す断面図である。
【図５】図４に示すもの以外の断面構造の例を示す断面図である。
【図６】本発明の燃焼炉用バーナをロータリーキルンの窯前側に取り付けた状態を模式的に示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１，１１    燃料炉用バーナ
２，１２    燃料供給管
３，１３    耐火材層
４，１４    燃料噴射孔
５，１５    燃料流通路
６，１６，３６    内壁部
７，１７    外壁部
８，１８    側壁部
９，１９    隔壁部
１０，２０    冷却媒体の流通用の空間
２１，３１    ガス流通用空間
２２    ガス噴出孔
４１    ロータリーキルン
４２    主燃料バーナ
４３    クーラ
１０ａ，２０ａ    往路
１０ｂ，２０ｂ    復路
１６ａ  外壁部分
１６ｂ  内壁部分
【図１】
2005037069.tif 000003
【図２】
2005037069.tif 000004
【図３】
2005037069.tif 000005
【図４】
2005037069.tif 000006
【図５】
2005037069.tif 000007
【図６】
2005037069.tif 000008