(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端部が給気室に連通するノズルを焙焼室の底部にそなえ、該ノズル上部のノズル孔より噴出する空気により粒体の流動層を形成して該粒体の焙焼をおこなう流動焙焼炉において、前記ノズルのノズル孔を斜め下向きに指向させ、前記ノズルの炉床上突出部の基部に該ノズルと同芯の円錐体を嵌込設置し、前記給気室への空気送風系統に送風量増加手段を設けて該給気室への送風量を前記流動層形成時の定格風量とこれより大流量の粒体排出時風量の両風量に切換自在とするとともに、前記焙焼室の側壁下部に排気口を穿設し、この排気口に、集じん装置および前記粒体排出時風量とほぼ同風量の排気量を有する排気装置とを接続したことを特徴とする流動焙焼炉。
【請求項２】
ノズルのノズル孔を、隣り合うノズルに嵌込設置された円錐体の外周部に向けて指向させてある請求項１記載の流動焙焼炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、たとえば使用後の鋳物砂などの粒体（この発明では粉体も含む）を流動層形成状態で焙焼する流動焙焼炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
使用後の鋳物砂は粘結材などの有機物が劣化状態で付着残存しているので、その除去のために流動焙焼炉が使用されている。この種の炉としては、一般に下端部が給気室に連通するノズルを焙焼室の底部にそなえ、該ノズルの水平方向に指向するノズル孔より噴出する空気により鋳物砂の流動層を形成して、該鋳物砂の焙焼をおこなう形式の流動層炉が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記の流動焙焼炉においては、一種類の鋳物砂の焙焼処理をおこなったあと、次の別種の鋳物砂の焙焼に切替える際に、炉床上にたとえば深さ４０〜５０mm程度の砂が残ってしまい、この残留砂と次の被処理砂との混合が生じ、この異種混合砂を使用した鋳型は鋳物の強度や鋳肌に悪影響を与えるので好ましくない。そこで従来は止むを得ず、炉を停止して降温冷却後の炉内に作業者が入り清掃をおこなう他はなく、人手を要し、炉の稼動率が低下し、冷却した炉を再度昇温させるための燃料費もかさむなどの問題点を有するものであった。
【０００４】
この発明は上記従来の問題点を解決するもので、人手をかけることなく短時間で残留粒体の炉内からの排出をおこなうことができる流動焙焼炉を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の流動焙焼炉は、下端部が給気室に連通するノズルを焙焼室の底部にそなえ、該ノズル上部のノズル孔より噴出する空気により粒体の流動層を形成して該粒体の焙焼をおこなう流動焙焼炉において、前記ノズルのノズル孔を斜め下向きに指向させ、前記ノズルの炉床上突出部の基部に該ノズルと同芯の円錐体を嵌込設置し、前記給気室への空気送風系統に送風量増加手段を設けて該給気室への送風量を前記流動層形成時の定格風量とこれより大流量の粒体排出時風量の両風量に切換自在とするとともに、前記焙焼室の側壁下部に排気口を穿設し、この排気口に、集じん装置および前記粒体排出時風量とほぼ同風量の排気量を有する排気装置とを接続したことを特徴とする。
【０００６】
この発明においては、ノズルのノズル孔を、隣り合うノズルに嵌込設置された円錐体の外周部に向けて指向させるのが好ましい。また粒体排出時風量とほぼ同風量とは、粒体排出時風量の±２０％の範囲内の風量を称するものとする。
【０００７】
【作用】
この発明においては、焙焼処理時にはノズルのノズル孔から噴出する空気により粒体の流動層が形成される。所定量の粒体の連続焙焼処理を終了し処理済みの粒体を焙焼室底部の排出口から自重排出する際には、ノズル孔から空気を噴出し流動層形成状態を維持しつつ排出するが、ノズル孔が斜め下向きのため、従来のノズル孔が水平向きの場合に比べて残留粒体量（残留粒体深さ）は少量となる。
【０００８】
次に給気室への送風量を粒体排出時風量に切換えて排気装置を運転すれば、斜め下向きのノズル孔からの、流動層形成時よりも高速の噴出空気により、炉床上の残留粒体が吹上げられ、排気口から吸引され集じん装置により集じんされる。このときノズル基部の円錐体が、ノズル基部の周囲に溜りやすい残留粒体を排除するので、炉床上の残留粒体は短時間で炉外へ排出される。
【０００９】
また排気装置の排気量は給気室に送給される粒体排出時風量とほぼ同風量なので、吹上げられた粒体が排気室を経て流出する粒体損失量および炉外からの空気の吸込による炉体の冷却は、いずれも少量に抑制される。
【００１０】
【実施例】
以下図１乃至図４によりこの発明の一実施例を説明する。図中、１は鋳物砂再生用の流動焙焼炉で、円筒状の炉体２を炉床３で上下に区画して、焙焼室４と給気室５を形成してある。炉体２の上部に被せた排気穴６付きの炉蓋７の上部には、排ガス室８を設け、この排ガス室頂部の排ガス口９は、図示しない集じん装置に接続されている。１１は焙焼室４内への鋳物砂供給用のシュート、１２は処理砂の砂排出口、１３は予熱バーナ、１４は鋳物砂の流動層１５内に焙焼用の燃料を吹込むためガンバーナで、放射状に複数本設けられている。
【００１１】
２１は炉床３を貫通して設けたノズルで、下端部は給気室５に連通している。なおこのノズル２１は炉床３の全面にわたって所定のピッチで格子点位置（千鳥状でもよい）に配設されているが、図２にはその一部のみを図示してある。図３および図４に示すように、ノズル２１（後述のようにノズル孔の平面上の向きが異なるノズル２１ａとノズル２１ｂの総称）の上部には、斜め下向きのノズル孔２２が放射状に複数個（この実施例では４５度おきに８個×３段＝２４個）穿設してある。２３は耐熱鋼製の円錐体（詳しくはノズル径に相当する頂部のない部分円錐体）で、ノズル２１と同芯であり、炉床３上に突出したノズル２１の基部に嵌込んで炉床３上に載置してある。
【００１２】
そしてノズル孔２２のうち、図３における上下および左右方向に隣り合うノズル２１に向かうノズル孔２２は、隣り合うノズル２１に嵌込んだ円錐体２３の外周部（詳しくは外周縁部２３ａより内径側の円錐体２３部分〜外周縁部２３ａより外径側の炉床３部分）に指向するように、斜め下向きに（この実施例では全ノズル孔２２を水平線に対して２０度傾斜方向に）向けてある。
【００１３】
なお図３における上下および左右方向に隣り合うノズル２１ａとノズル２１ｂとでは、ノズル孔２２が平面上で一直線上に対向して噴出空気同士が衝突して干渉し合わないように、図３に示すようにノズル２１ｂのノズル孔２２を、ノズル２１ａのノズル孔２２に対して平面上で約１０度旋回した位置にずらせて設けてある。これによって隣り合うノズルに嵌込んだ円錐体２３の外周部に向かう噴出空気流ＸおよびＹ（一部のみを図示）は上記干渉をおこすことなく該外周部に吹付けられて、該外周部付近に溜る残留砂を確実に吹上げ除去できるようになっている。
【００１４】
一方図１において、３１は給気室５への空気送風系統で、流動層１５形成用の定格風量の送風機３２の噴出口に接続したダクト３３の先端部を、給気室５内に開口させて成る。３４は副送風機で、その吐出口を開閉弁３５を介してダクト３３に接続して、この実施例における送風量増加手段３６を構成している。なおこの実施例においては、副送風機３４としては送風機３２と同吐出量のものを用いている。
【００１５】
また図１および図２において、４１は焙焼室４の側壁１０の下部（この実施例では炉床３近傍位置）に設けた排気口で、開閉弁４２を介してヘッダ４３に接続され、このヘッダ４３はダクト４４を介してサイクロン式の集じん装置４５および水冷却装置４６を介して排気装置（送風機）４７の吸込口に接続され、排気装置４７の吐出口は大気中に開放している。この排気装置４７の排気量は、送風機３２と副送風機３４の風量の合計値、すなわち砂排出時風量とほぼ同風量（砂排出時風量の±２０％の範囲内の風量）としてある。
【００１６】
上記構成の装置においては、送風機３２を運転して、焙焼室４内にシュート１１を経て投入された鋳物砂の流動層１５を形成し、ガンバーナ１４による燃料吹込みにより、鋳物砂の焙焼処理をおこない、粘結材などの有機物の燃焼除去をおこなう。
【００１７】
１種類の鋳物砂の焙焼を終了する際は、送風機３２の運転を継続して流動層１５形成状態のまま砂排出口１２より順次処理砂を自重排出する点は、従来の流動焙焼炉と同じであるが、ノズル孔が水平方向を向いている従来の炉に比べて、斜め下向きのノズル孔２２を有するため、上記自重排出終了時の炉床３上の残留砂の深さは従来の炉の場合の１／２程度に減少する。
【００１８】
砂排出口１２からの砂排出量が少量に減少した時点（自重排出終了時点）で副送風機３４を運転開始し、開閉弁３５を開いて給気室５への送風量を砂（粒体）排出時風量に切替えると共に、排気口４１部の開閉弁４２を開き排気装置４７を運転する。これによって給気室５へ送給される空気の砂排出時風量、従って各ノズル２１のノズル孔２２からの噴出空気量は、流動層形成時の約２倍となり、斜め下向きのノズル孔２２からの高速の噴出空気により炉床３上の残留砂が吹上げられ、この吹上げられた残留砂は空気と共に排気口４１から吸引され、集じん装置４５により集じんされ、また各ノズル２１の基部に嵌装した円錐体２３により該基部付近に溜りやすい残留砂が排除されるので、数分間程度の短時間で炉床３上の残留砂は殆どなくなるのである。
【００１９】
上記の砂排出をおこなったあと、各装置を元の状態に戻して次の別種類の鋳物砂の焙焼処理を開始すればよい。このように、従来のように炉体２を冷却させたのち作業員が炉体１２内に入って残留砂除去作業をおこなうのに比べて、極めて短時間で人手を要することなく残留砂の除去をおこなうことができ、また砂排出に伴う炉体２の冷却降温も僅かで済むので、炉体２の耐火物の損傷が少ないうえ、炉体再昇温のための燃料費も大巾に低減化されるのである。
【００２０】
この発明は上記実施例に限定されるものではなく、たとえば給気室への送風量増加手段としては、１台の送風機を可変速モータで駆動する方式などを採用してもよく、また定格風量と砂排出時風量との比率は、ノズル孔径やノズルの個数，配置などに応じて、上記の１：２以外の比率としてもよい。また排気口に接続する集じん装置はサイクロン式以外のものとしてもよい。
【００２１】
また上記実施例では一部のノズル孔を、隣り合うノズルに嵌込設置された円錐体の外周部に向けたので、該外周部付近に溜る残留粒体（砂）を確実に吹上げ除去できるという長所を有するものであるが、全ノズル孔を上記円錐体の外周部に指向させたり、あるいは円錐体の形状やノズル孔からの空気噴出速度などによっては、全ノズル孔を上記円錐体の外周部に指向させない構成としてもよい。
【００２２】
また以上は鋳物砂再生用の流動焙焼炉について説明したが、この発明は、砂を媒体として汚泥その他の粉粒状廃棄物の焼却をおこなう焙焼（焼却）炉や、非鉄金属の精錬工程で硫化金属鉱を酸化させる焙焼炉など、各種の粒体（粉体を含む）を各種の目的で焙焼処理する流動焙焼炉に広く適用できるものである。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、ノズルの斜め下向きのノズル孔から流動層形成時より高速の空気を噴出させ炉床上の残留粒体を吹上げて排気口から吸引し集じんするとともに、円錐体によりノズル基部に残留粒体が溜るのを排除するようにしたので、人手をかけることなく短時間で残留粒体を炉内から排出でき、異種混合粒体の発生を防止でき、流動焙焼炉の稼動率が向上するとともに、粒体排出時の炉体の冷却降温も少ないため、炉体耐火物の損傷が少なく、炉体再昇温のための燃料費も少なくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す鋳物砂再生用の流動焙焼炉の縦断面図（機器接続系統を含む）である。
【図２】図１の流動層１５のない状態におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２における炉床の部分拡大平面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１…流動焙焼炉、２…炉体、３…炉床、４…焙焼室、５…給気室、１０…側壁、１５…流動層、２１…ノズル、２２…ノズル孔、２３…円錐体、３１…空気送風系統、３２…送風機、３３…ダクト、３４…副送風機、３５…開閉弁、３６…送風量増加手段、４１…排気口、４２…開閉弁、４５…集じん装置、４７…排気装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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