(57)【要約】【課題】運搬性能と冷却効率を高め且つ摩耗を減らしたバルク材料のクーラー、特に高温のセメントクリンカー用のバルク材料のクーラー。【解決手段】冷却格子をクーラーの縦方向に延びた複数の互いに隣接した細長い底部要素（１０〜１２）で組み立てる。各底部要素は被冷却材料の運搬方向へのワーククリアランスストローク位置（１３）と戻りストローク位置（１４）との間を交互かつ互いに独立して可動に制御されて、被冷却材料（１５）は歩く床運搬システムの原理でクーラー中をステップ状に運ばれる。底部要素（１０〜１２）は中空体で、冷却空気（１６）を通すことができ且つ被冷却材料が格子中に入り込むのを防ぐことができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被冷却材料、例えば高温セメントクリンカーを支持・運搬する冷却格子を有し、被冷却材料の装入端部から排出端部へ向かって上記冷却格子を通って冷却ガスが流されるバルク材料のクーラーにおいて、
下記（ａ）〜（ｃ）を特徴とするクーラー：
（ａ）冷却格子が互いに隣接して配置された複数の細長い底部要素（１０〜１２）で構成され、各底部要素はクーラーの縦方向へ延び且つ被冷却材料の運搬方向への前進位置（１３）と戻り位置（１４）との間を、少なくともある程度互いに独立し、制御された状態で、可動で、それによって被冷却材料（１５）は歩く床運搬原理に従ってクーラー中をステップ状に運ばれ、
（ｂ）各底部要素（１０〜１２）は、横断面で見て、被冷却材料を支持する上部と、この上部から離れた所に閉じた下面（１７）とを有し、上記上部は冷却気体（１６）を下側から上方へ通すことができ、上記下面は被冷却材料が格子を通って落下するのを防止し、
（ｃ）底部要素の下面（１７）は底部要素の全長にわたって分布した複数の冷却気体の入口開口部（１８）を有し、この冷却気体で冷却格子に空気を送る。
【請求項２】
個別および／または全体として縦方向に可動な底部要素（１０〜１２）の上記上部の各々が互いに鏡面対称に離れ且つ互いにオフセットして配置された切妻形のＶ字プロフィル（１９、２０）を有し、このプロフィルの各Ｖ字脚部は間に間隙を介して互いに並び、上記の間隙によって被冷却材料１５および冷却空気（１６）のラビリンス（迷路）が形成される請求項１に記載のクーラー。
【請求項３】
バルク材料（１５）の最低層を固定し且つこの最低層と底部要素との相対移動を避けるために、被冷却材料の運搬方向に対して横断方向に配置されたウエブ（２１ａ〜２１ｃ）が底部要素（１０〜１２）の上部の上に配置されている請求項１または２に記載のクーラー。
【請求項４】
それぞれ重なり合った縦方向ウエブ（２２、２３）が、制御された状態で可動な互いに隣接する底部要素の対向する縦方向側面上に配置されて水平方向シールのギャップがゼロになる請求項１に記載のクーラー。
【請求項５】
バルク材料のクーラーの全長および全幅で、冷却格子が複数の底部要素モジュールで構成され、各モジュールの底部要素は被冷却材料の運搬方向に互いに前後に配置され、連結されている請求項１に記載のクーラー。
【請求項６】
前進位置（１３）と戻り位置（１４）との間でモジュールの底部要素を冷却格子の下側から駆動し、この駆動がモジュールの互いに前後に配置された一列の底部要素が引張応力のみを受けるように行われる請求項１または５に記載のクーラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却すべきバルク材料、例えば高温のセメントクリンカーを支持・運搬する冷却格子を有し、この冷却格子には被冷却材料の装入端部から排出端部へむかって冷却ガスが流される、冷却装置（クーラー）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非金属鉱物および鉱石の産業では、炉で焼いた材料、例えばセメントクリンカーやその他の鉱物材料を強力に冷却するために格子状のクーラーが使用されている。移送用格子から出た高温の被冷却材料を冷却ゾーン上を移動させるのに広く使用されているのはプッシンググレート（格子）クーラーである。このプッシンググレー格子クーラーは交互に配置された複数の固定された格子支持体と可動の格子板支持体とからなり、各格子板支持体上には複数の格子板がそれぞれ固定されている。これらの格子板は冷却空気の開口部を有し、この開口部を通って冷却空気がほぼ下側から上方へ流れる。
【０００３】
この場合、運搬方向に見て、数列の固定板と数列の往復格子板とが交互に配置され、この往復格子板は対応する往復動する格子板支持体を介して一つまたは複数の縦方向に可動な駆動プッシィングフレームに固定されている。数列の可動格子板の全体が共同して振動することによって高温の被冷却材料はバッチになって運搬され、冷却される。被冷却材料を受けて固定するための凹みまたはポケットを格子板の上部に設け、この上で摺動する高温の被冷却材料を摩耗から保護する層を形成して格子板が熱機械的過負荷を受けるのを防ぐことは公知である（下記文献参照）。
【特許文献１】欧州特許第ＥＰ−Ｂ−０，６３４，６１９号公報
【０００４】
プッシィング格子クーラーの場合には、互いに隣接する数列の移動および非移動の格子板が重なり合う領域でセメントクリンカーの摩耗と格子板が重なり合う領域での材料の詰まりとによって起る摩耗の問題を避けるために、下記文献では、一般的なプッシィング格子クーラーに代わる手段として被冷却材料の運搬方向への前進位置と戻り位置との間で移動する複数の数列の互いに隣接する往復棒形のプッシィング要素を静止した格子表面の上側で被冷却材料の運搬方向に対して横断方向に配置している。
【特許文献２】欧州特許第ＥＰ−Ｂ−１，０２１，６９２号公報
【特許文献３】ドイツ国ＤＥ−Ａ−１００，１８，１４２号公報
【０００５】
この場合には冷却空気が内部を流れる冷却格子が移動するのではなく静止しており、被冷却材料の床におけるこれらのプッシィング要素の往復運動によって材料はクーラーの先端から末端まで連続して移動し、冷却される。高応力下のプッシィング要素がバルク材料の床内で移動することでバルク材料の床が混ざるので、この型式のクーラーの熱効率に好ましくない影響が生じる。すなわち、バルク材料運搬能力は、運搬方向に前進移動するたびに移動するセメントクリンカーの容量と、戻り行程移動で運搬方向に逆らって望ましくない移動をするクリンカーの容量との差によって影響される。さらに、この周知な形式の格子クーラーでは、横方向棒の形をしたプッシィング要素が垂直駆動板の上部に固定され、この垂直駆動板はクーラーの縦方向で整合し、冷却格子の対応する縦方向スリットを通って延び、冷却格子の下側から駆動される。しかし、駆動板が通る場所で材料が格子を通って落ちるのを防いで材料摩耗の発生する量を適度に維持できるように、被冷却材料が詰め込まれた冷却格子を密封することは困難である。
【０００６】
下記文献には被冷却材料をいわゆる「歩く床」運搬原理を用いて冷却空気によって冷却および／または凍結させるための冷却トンネルが開示されている。
【特許文献４】ドイツ国ＤＥ−Ａ−１９６，５１，７４１号公報
【０００７】
この冷却トンネルでは冷却トンネルの複数の互いに隣接して配置された底部要素が運搬方向に一緒に前進するが、戻りは一緒ではなく別々である。高く山積みされたバルク材料は底部要素上に形成され、冷却トンネルの横断面全体をふさぐので、冷却気体は段階的に移動するバルク材料の中を逆流する。底部要素自体は冷却気体によって冷却されないままである。この理由だけでもこの周知な冷却トンネルは回転窯の排出端部から落ちてくる赤熱のセメントクリンカーを冷却するのには適していない。焼かれたばかりの高温のセメントクリンカーと底部要素の表面とが直接接触すると高い熱機械的負荷が生じ、摩耗し、高温のセメントクリンカーの場合には冷却トンネルの使用役寿命が不十分なものになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、運搬能力、使用役寿命および冷却効率を向上させ、摩耗の問題が少ない、バルク材料、特に高温セメントクリンカーのクーラーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は請求項１に記載の特徴を有するバルク材料のクーラーによって達成される。本発明の有利な改良点は従属項に記載してある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のバルク材料のクーラーでは、冷却格子が互いに隣接して配置された複数の細長い底部要素で構成され、各底部要素はクーラーの縦方向へ延び且つ被冷却材料の運搬方向への前進位置と戻り位置との間を、少なくともある程度互いに独立し、制御された状態で、可動で、それによって被冷却材料は歩く床運搬原理に従ってクーラー中をステップ状に運ばれる。各底部要素は、横断面で見て、被冷却材料を支持する上部と、この上部から離れた所に閉じた下面とを有し、上記上部は冷却気体を下側から上方へ通すことができ、上記下面は被冷却材料が格子を通って落下するのを防止する。底部要素の下面は底部要素の全長にわたって分布した複数の冷却気体の入口開口部を有し、この冷却気体で冷却格子に空気を送る。
【００１１】
底部要素はバルク材料運搬要素と冷却格子給気要素の役目を同時に果たす。摩耗が特に大きく且つバルク材料の床と混ざることになる、バルク材料の床内の冷却格子の上側で移動するプッシング要素は存在しない。実施例に示すように、底部要素はその前進行程移動では一緒に前進するが、その戻り行程移動では一緒ではなく、少なくとも２つの連続した段階で少なくとも２つのグループで連続して戻り、この段階ではいくつかの底部要素のみ、例えばそれぞれについてクーラーの全幅にわたって見られる全ての第２底部要素のみが毎回戻される。底部要素の戻り行程移動では、バルク材料の床が静止したままで戻り行程移動と調和して移動しないように、底部要素はバルク材料の静止床の下で制御された状態で後退する。
【００１２】
本発明のバルク材料のクーラーの各底部要素は制御された状態で可動であり、細長い中空体プロフィルと同様な方法で作られる。これらの底部要素は、横断面で見て、被冷却材料を支持し且つ冷却気体を下側から上方へ通すことができる上部を有し、さらに、この上部から離れた所に、被冷却材料が格子を通って落ちるのを防ぐ閉じた下面を有する。この場合は、全ての底部要素の下面が、底部要素、従って冷却格子に給気するために、その全長にわたって分布した複数の冷却気体入口開口部を有する。前進行程位置と戻り行程位置との間で底部要素を運動させる底部要素の駆動は冷却格子の下側から行われる。
【００１３】
底部要素の上部へ冷却気体が通るように被冷却部材を支持する冷却部材の上部にはある種の孔を設けることができる。本発明の一つの特徴では個別および／または全体で縦方向に移動可能な底部要素の各上部が切妻形のＶ字プロフィルを有することができる。このＶ字プロフィルは互いに鏡面対称に離れて配置され且つ互いにオフセットし、プロフィルのＶ脚部は中間空間を介して互いに並び、この中間空間は被冷却材料および冷却空気のためのラビリンス（迷路）を形成する。このようにして形成されたラビリンスによって冷却空気を通すと同時に、被冷却材料が格子を通って落ちるのを防ぐことができる。
【００１４】
バルク材料の最低層を固定し且つこの最低層と底部要素との相対移動を避けるために被冷却材料の運搬方向に対して横方向に配置されたウエブを底部要素の上部に配置することができる。それによって被冷却材料を支持する底部要素の上部の表面の摩耗が減る。すなわち、本発明のバルク材料のクーラーの運転中にはバルク材料の固定最低層とその上に配置されたバルク材料の床との間でのみ相対移動が起こる。
【００１５】
本発明の別の実施例では、制御された状態で移動可能な互いに隣接する底部要素の対向する縦方向側面上に互いに重なり合った縦方向ウエブを配置することができる。この縦方向ウエブは水平方向シールギャップをそれぞれゼロに近づけ、それによって冷却空気が互いに隣接する底部要素間領域を通過するのを防ぐことができる。この水平シールは掃気せずに作動し、スプリング力の助けによって自動調整で形成できる。これによって水平シールギャップは常にゼロに近づく。
【００１６】
バルク材料のクーラーの全長および全幅に見て、本発明のバルク材料のクーラーの冷却格子は複数の底部要素モジュールで構成されるのが有利である。被冷却材料の運搬方向で前後に配置された底部要素モジュールは列の前後に配置された底部要素モジュールの連結要素が引張応力のみを受けるように連結される。
【００１７】
本発明の格子クーラーの場合、被冷却材料を運搬するための運搬機構は冷却格子の給気から完全に独立している。底部要素の個別または全体の移動をバルク材料、例えば高温セメントクリンカーを冷却格子上に特定の方法で分布させるために用いることもできる。
以下、本発明の上記およびそれ以外の特徴および利点は添付概念図を用いた以下の実施例の説明から理解できよう。
【実施例】
【００１８】
［図１］に示すモジュールで説明する。本発明によるバルク材料のクーラーの冷却格子（grate）は略トラフ（樋）の形をした複数の細長い底部要素１０、１１、１２で作られている（図では一つのモジュール当り３つの底部要素）。これらの底部要素１０、１１、１２はクーラーの縦方向に延び、互いに隣接して配置されている。各底部要素１０、１１、１２は被冷却材料の運搬方向への前進位置１３と、戻り位置１４との間を制御された状態で交互に独立して可動である。そしてその運動によって各底部要素１０、１１、１２上に支持された被冷却材料１５（［図２］参照）は歩く床運搬原理（walking floor conveying principle）に従ってクーラーを通ってステップ  バイ  スケップで運ばれる。［図１］の底部要素１２で示すように、各モジュールの個々の底部要素１０、１１、１２の運動は冷却格子の下側からプッシィングフレームによって行なわれる。このプッシィングフレームは作動ローラに支持され、作動シリンダーによって駆動される、
【００１９】
全てのモジュールの底部要素１０、１１、１２は中空体である。具体的には横断面で見て被冷却材料１５を支持する上部と、この上部から離れた所にある閉じた下面１７とを有する。冷却空気１６は上記上部を下側から上方へ通り、上記下面１７は被冷却材料が格子を通って落下するのを防ぐ。全ての底部要素１０、１１、１２の下面１７はその全長にわたって分布した複数の冷却空気１６の入口開口部１８を有する。この冷却空気１６は底部要素を通気し、その上に支持されたバルク材料を冷却する。各底部要素の上記上部には冷却空気１６を通す多孔部材を設けることができる。
【００２０】
［図２］の実施例では、縦方向に可動な各底部要素１０、１１、１２の上部が互いに鏡面対称に離れて配置され且つ互いにオフセットした切妻状のＶ字プロフィル１９、２０で構成されている。このプロフィルの各Ｖ字脚部は間に間隙を介して互いに並び、上記の間隙によって被冷却材料１５および冷却空気１６のラビリンス（迷路）が形成される。その結果、冷却されるバルク材料が格子を通って落下することはない。
【００２１】
底部要素１０〜１２の上部には被冷却材料の運搬方向を横断する方向にウエブ２１ａ、２１ｂ、２１ｃを配置するのが有利である。これらのウエブ２１ａ、２１ｂ、２１ｃはバルク材料の最低層を固定し且つこの最低層と各底部要素との相対移動を阻止し、それによって底部要素を摩耗から保護する。
【００２２】
［図３］の詳細図から分るように、隣接する底部要素の対向する縦方向側面には縦方向ウエブ２２、２３が配置されている。それぞれ重なり合ったこれらの上側縦方向ウエブ２２および下側縦方向ウエブ２３は、制御された状態で可動な互いに隣接する底部要素間の中間領域を密封し、水平方向のシールのギャップをゼロにする。この水平シールは空気の掃気なしに作動し、スプリング力を用いて形成でき、自動調整ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】底部要素のモジュールの投影図。本発明のバルク材料のクーラーの冷却格子はこのモジュールの複数個が前後左右に隣接して配置された構成を有する。
【図２】図１のモジュールの運動方向を横切る方向の断面図。
【図３】図２のＩＩＩ部分の詳細拡大図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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