(57)【要約】【課題】粗粒原石のみならず細粒原石をも併せて焼成可能な竪型焼却炉を提供することを課題とする。【解決手段】粗粒原石供給管２Ａと細粒原石供給管２Ｂとを有し、炉床６よりも上方かつ筒壁４より半径内方位置に、下端が上下方向で天板部と炉床の間の中間位置まで延びている内筒壁４Ａが設けられて予熱空間が内筒壁により半径方向で内周空間Ｐと外周空間Ｑに区分され、粗粒原石供給管が内周空間にそして細粒原石供給管が外周空間に開口していると共に、粗粒原石供給管そして細粒原石供給管の少なくとも一方に原石供給量調整装置３１Ａ，３１Ｂが取り付けられ、内周空間と外周空間の少なくとも一方に温度検出器が設けられ、温度検出器３２Ａ，３２Ｂでの検出温度が所定温度範囲よりも外れたときに、原石供給量調整装置を調整して原石供給量を加減することで検出温度を所定温度範囲内に収めることが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
竪型の炉本体の上部で該炉本体の鉛直軸線に対して半径方向外方に延び半径方向中央域に落下開口が形成された炉床を有し、該炉床と、炉床外周縁位置で上方に延びる筒壁と、中央部の炉蓋部及び該炉蓋部の周囲に位置する天板部とを有していて上記筒壁の上端を塞ぐ蓋壁とで囲まれた空間により予熱空間を形成し、蓋壁の炉蓋部に燃料の供給のための燃料供給口が設けられ、蓋壁の天板部に原石を炉床に落下供給するための原石供給管が設けられており、上記炉床の落下開口内縁から垂下する炉本体内に焼成空間を形成し、該炉本体の下方で該炉本体に接続され下端に排出口を有する排出筒体の内部で冷却空間を形成している竪型焼成炉において、
原石供給管は、原石の粒径に応じた粗粒原石供給管と細粒原石供給管とを有し、
炉床よりも上方かつ筒壁より半径内方位置に、該筒壁に対し同心をなし上下に延び下端が上下方向で天板部と炉床の間の中間位置まで延びている内筒壁が設けられ、
炉床上の予熱空間が上記内筒壁により半径方向で内周空間と外周空間に区分されていて、粗粒原石供給管が内周空間に開口しそして細粒原石供給管が外周空間に開口していると共に、粗粒原石供給管そして細粒原石供給管の少なくとも一方に原石供給量調整装置が取り付けられており、
上記内周空間と外周空間の少なくとも一方に温度検出器が設けられていて、温度検出器での検出温度が所定温度範囲よりも外れたときに、原石供給量調整装置を調整して原石供給量を加減することで検出温度を所定温度範囲内に収めることが可能であることを特徴とする竪型焼成炉。
【請求項２】
粗粒原石供給管と細粒原石供給管の少なくとも一方は、天板部を貫通していて下端開口が予熱空間内に突入して昇降可能で下端開口の高さ位置が変更できることとする請求項１に記載の竪型焼成炉。
【請求項３】
内筒壁は昇降駆動部により駆動されて上下方向位置の変更が可能であることとする請求項２に記載の竪型焼成炉。
【請求項４】
原石供給量調整手段は制御部を有し、該制御部に温度検出器が接続されていて、粗粒原石が供給されている内周空間での温度が所定温度範囲よりも高くなったときに、制御部が予熱空間における粗粒原石の供給量に比し細粒原石の供給量を増大せしめるように粗粒供給管と細粒供給管の少なくとも一方の開度を制御することとする請求項１に記載の竪型焼成炉。
【請求項５】
制御部は、昇降駆動部に接続されていて、炉床上への細粒原石の供給量を増大せしめるときに、上方へ内筒壁の位置を変更する制御を行うこととする請求項４に記載の竪型焼成炉。
【請求項６】
内筒壁は、上端に比し下端で径が大きくなっている円錐筒状になっていることとする請求項１、請求項３、請求項５のうちの一つに記載の竪型焼成炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は粉粒塊状の石灰石等の原石を焼成する竪型焼却炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
粒塊状石灰石等の原石を効率良く焼成するための竪型焼却炉は、例えば、特許文献１そして特許文献２にて知られている。
【０００３】
特許文献１そして特許文献２の竪型焼却炉は、竪型の炉本体の上部で該炉本体の鉛直軸線に対して半径方向外方に延び半径方向中央域に落下開口が形成された炉床を有し、該炉床と、炉床外周縁位置で上方に延びる筒壁と、中央部の炉蓋部及び該炉蓋部の周囲に位置する天板部とを有していて上記筒壁の上端を塞ぐ蓋壁とで囲まれた空間により予熱空間を形成している。
【０００４】
上記蓋壁の炉蓋部に燃料の供給のための燃料供給口が設けられていて、その周辺空間が燃焼室を形成し、原石を炉床に落下供給するための原石供給管が蓋壁の天板部に開口するようにして接続されており、上記炉床の落下開口の内縁から垂下する炉本体内に焼成空間を形成し、該炉本体の下方で該炉本体に接続され下端に排出口を有する排出筒体の内部で冷却空間を形成している。
【０００５】
このような特許文献１そして特許文献２の竪型焼却炉では、鉛直軸線を中心としてまわりをゆっくりと回転する実質的に水平な炉床に形成された上記落下開口より上方の空間で、燃料供給口の周辺空間を燃焼室として該燃焼室で燃料を燃焼し、炉床上に堆積する予熱空間内の粒塊状の原石を直接加熱する。
【０００６】
回転する炉床上に形成された原石の堆積層は燃焼室に向く自由表面が安息角をもって形成され、堆積層を形成する原石は、炉床のすぐ上方位置で半径方向に延び該半径方向に往復動するプッシャにより半径内方へ押されて、炉床の回転に伴ってプッシャからの抵抗のもとで混合されながら半径内方へ送り出されて、上記自由表面に位置する原石が炉床中央域の落下開口から炉本体の焼成空間へ落下する。
【０００７】
燃焼室内での燃料の燃焼によって発生する燃焼ガスおよび原石の熱分解によって発生した高温ガスは、炉床上の堆積層自由表面から該堆積層内へ進入して原石の粒間を貫流し、原石を加熱して半焼成状態とする。上記高温ガスは原石を加熱した後、自らは温度を低下して排ガスとして炉外に排出される。
【０００８】
特許文献２では、このような竪型焼却炉において、炉床上方の予熱空間を、天板部から垂下する筒状の仕切板により半径方向で内周空間と外周空間とに区分している。上記仕切板は、上下方向の中間位置にまでしか延びておらず、炉床に近い範囲の空間は内周空間と外周空間は区分されることなく連通している。上記仕切板は、上記内周空間と外周空間に形成される原石の堆積層の上表面よりも上方位置に、流通孔が形成されていて内周空間と外周空間とを連通させている。内周空間と外周空間へ原石を落下供給する原石供給管は、内周空間へは主シュート、外周空間へは補助シュートとして別個のシュートが天板部に接続されており、原石の大部分が主シュートから内周空間へ、そして残部が補助シュートから外周空間へ落下供給される。
【０００９】
この特許文献２にあっては、排ガスの排出のための排気管が外周空間に対してのみ接続されており、燃焼室で発生する燃焼ガスおよび炉床上の原石の熱分解によって発生する高
温ガスは、内周空間内の原石堆積層を貫通して上昇し、上記仕切板に形成された流通孔を通って外周空間へ流入し、外周空間内の原石堆積層を貫通上昇する高温ガスと合流して、外周空間から排気管を経て炉外へ排出され保有の熱エネルギが熱交換器で回収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第１５７７０７４号
【特許文献２】特許第１２００７４２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
焼成を必要とする原石は、焼成に適した粒径（サイズ）の粗粒に破砕されるが、その際、粒径の小さい細粒原石が多く生ずる。したがって、原石は粗粒原石と細粒原石が混在した状態で生産者から需要者へ供給される。また、細粒原石は、当初粗粒であっても原石が結晶性の場合には、時間の経過に伴い、細粒化してしまうことによっても生ずる。かかる原石を特許文献１の焼却炉に供給すると、炉床上に形成される原石の堆積層はその層高さ全域にわたり、この堆積層での細粒原石の混在量比率が大きいと、粗粒原石と混在している細粒原石が粗粒原石の粒間空隙を詰まらせるために、炉床の原石の堆積層を高温ガスが貫流する際に大きな抵抗を受け圧損を生じて良好に流れずに原石との熱交換を行なうことができない。あるいは、この圧損を伴っても、高温ガスを上記原石の堆積層を貫流させる  ためには、きわめて大きな吸引動力の吸引装置により排ガスを吸引して外部へ排出しなくてはならない。
【００１２】
特許文献２では、炉床上の予熱空間を筒状の仕切板によって内周空間と外周空間に区分してはいるものの、粗粒原石と細粒原石とを区別することなく、両者が混在している状態で、内周空間へは主シュート、外周空間へは補助シュートで原石を投入しているので、上記圧損に係る特許文献１における問題はこの特許文献２についても同様に生ずる。
【００１３】
特許文献１，２においては、例えば、原石が石灰石の場合、原石の粒径が１０ｍｍ以上であれば高品質生石灰の生産を効率よく実施できているが、原石に１０ｍｍ以下の細粒原石が相当量混在されている場合には上述したような大きな吸引動力が必要となるという問題が生ずる。
【００１４】
さらには、１０ｍｍ以下の細粒原石を多く含有する原石を特許文献１，２の焼却炉に送入し、定常連続運転を行なう場合、粗粒原石と細粒原石が混在している堆積層内を貫通する高温ガスの堆積層内での滞留時間、すなわち原石との接触時間は、細粒原石でも粗粒原石でも殆ど同じとなる。したがって、両者の熱分解速度の差から、粗粒原石には未焼が残り、細粒原石は過焼になってしまい、均一品質が要求される場合には、それに対応することが困難になってくる。さりとて、粗粒原石のみを選別して焼成することは、生産者から購入した原石のうち、多量に含まれる細粒原石を無駄に廃棄するか、あるいは、細粒原石に適した条件で別途焼却炉で焼成せねばならないという、別の問題を生ずる。
【００１５】
本発明は、かかる事情に鑑み、粗粒原石と共に細粒原石をも多く含む原石を効率よく焼成して、均一品質の焼成製品を得るための、竪型焼却炉を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る竪型焼却炉は、竪型の炉本体の上部で該炉本体の鉛直軸線に対して半径方向外方に延び半径方向中央域に落下開口が形成された炉床を有し、該炉床と、炉床外周縁位置で上方に延びる筒壁と、中央部の炉蓋部及び該炉蓋部の周囲に位置する天板部とを有していて上記筒壁の上端を塞ぐ蓋壁とで囲まれた空間により予熱空間を形成し、蓋壁の炉蓋部に燃料の供給のための燃料供給口が設けられ、蓋壁の天板部に原石を炉床に落下供給するための原石供給管が設けられており、上記炉床の落下開口内縁から垂下する炉本体内に焼成空間を形成し、該炉本体の下方で該炉本体に接続され下端に排出口を有する排出筒体の内部で冷却空間を形成している。
【００１７】
かかる竪型焼成炉において、本発明は、
原石供給管は、原石の粒径に応じた粗粒原石供給管と細粒原石供給管とを有し、
炉床よりも上方かつ筒壁より半径内方位置に、該筒壁に対し同心をなし上下に延び下端が上下方向で天板部と炉床の間の中間位置まで延びている内筒壁が設けられ、
炉床上の予熱空間が上記内筒壁により半径方向で内周空間と外周空間に区分されていて、粗粒原石供給管が内周空間に開口しそして細粒原石供給管が外周空間に開口していると共に、粗粒原石供給管そして細粒原石供給管の少なくとも一方に原石供給量調整装置が取り付けられており、
上記内周空間と外周空間の少なくとも一方に温度検出器が設けられていて、温度検出器での検出温度が所定温度範囲よりも外れたときに、原石供給量調整装置を調整して原石供給量を加減することで検出温度を所定温度範囲内に収めることが可能であることを特徴としている。
【００１８】
このような構成の本発明によると、原石は焼成炉内に供給される前に、炉外で予め粗粒原石とこれより小径の細粒原石とに分級されていて、粗粒原石が粗粒原石供給管から炉内の内周空間へそして細粒原石が細粒原石供給管から外周空間へ落下供給され、炉床に堆積層を形成する。内周空間と外周区間に区分している内筒壁の下端よりも下方では、内周空間と外周空間が連通しているので炉床に粗粒原石と細粒原石とが、混合されていないまでも、混在した状態で混在堆積層が形成されることとなり、一方、上記内筒壁の下端より上方では、該内筒壁の内側の内周空間に粗粒原石の粗粒堆積層がそして外側の外周空間には細粒原石の細粒堆積層がそれぞれ形成される。すなわち、炉床上での原石の堆積層は、下層が混在堆積層を、上層が内周空間内で粗粒堆積層そして外周空間で細粒堆積層をそれぞれ形成するようになる。
【００１９】
燃焼室で発生した高温ガスは、上記下層をなす混在堆積層の自由表面から層内へ進入そして透過して上昇後、上層をなす内周空間の粗粒堆積層と外周空間の細粒堆積層へ分流して透過して上昇する。
【００２０】
堆積層内を透過上昇する高温ガスは、接触する粗粒原石そして細粒原石を熱交換により昇温し、自らは降温して原石供給管あるいは別途設けた排ガス管から排ガスとして炉外へ排出される。排ガスは、排出後も保有している熱エネルギを炉外での熱交換により有効的に回収して燃焼用空気を昇温させ、この昇温した燃焼用空気を燃料供給口から噴射させる燃料の燃焼に供するように利用することができる。
【００２１】
上記高温ガスと炉床上の原石との熱交換は、堆積層への進入開始直後に、すなわち混在堆積層で活発的に行われる。高温ガスの流れに対して、堆積層内の細粒原石は高抵抗をそして粗粒原石は低抵抗を示す。したがって、堆積層を透過後の高温ガス（排ガス）のガス温度が所定温度範囲より高ければ、堆積層、特に混在堆積層での細粒原石の混在量比率が適切な比率よりも小さくて、高温ガスは原石との熱交換を十分に行わずに早く堆積層を短時間で透過してしまったと認識できる。
【００２２】
本発明では、内周空間と外周空間の少なくとも一方に温度検出器が設けられていて、上記堆積層を透過後の高温ガス（排ガス）のガス温度を検出している。したがって、本発明では、この排ガスの検出温度が上記所定温度範囲よりも高いときには、原石供給量調整装置を操作して細粒原石の供給量を増大してその混在量比率を高めて堆積層での透過速度を遅くさせることで、高温ガスの堆積層内での滞留時間を長くして、原石との熱交換を適切に行わせることとしている。
【００２３】
また、検出温度が所定温度範囲よりも低いときには、上述の場合とは反対に、細粒原石の混在量比率を低めるように、原石供給量調整装置の操作により、粗粒原石の供給量を増大し、あるいはこれと共に細粒原石の供給量を減少させる。
【００２４】
かくして、炉床上の混在堆積層の粗粒原石そして細粒原石はいずれも適度な半焼成状態となり、炉床の落下開口から順次落下し、炉本体の焼成空間で堆積される。半焼成品はこの焼成空間で焼成されて焼成を完了し、冷却空間を経て冷却後、製品として排出される。
【００２５】
本発明において、粗粒原石供給管と細粒原石供給管の少なくとも一方は、天板部を貫通していて下端開口が予熱空間内に突入して昇降可能で下端開口の高さ位置が変更できることが好ましい。粗粒堆積層そして細粒堆積層が粗粒原石供給管そして細粒原石供給管の下端開口の高さ位置まで達してしまうと、それ以上は、粗粒原石そして細粒原石は下端開口から落下しないので、上記下端開口の高さ位置がそれぞれの堆積層の上限高さを決定する。すなわち、粗粒原石そして細粒原石が混在堆積層へ降下する量の大小はひいては混在堆積層内でのそれぞれの混在量比率は、上記粗粒原石供給管そして細粒原石供給管のそれぞれの下端開口の高さ位置により左右される。
【００２６】
かくして、上記両原石供給管の下端開口の高さ位置、特に両者の相対的高さ位置関係を変更することで、それぞれの原石の混在量比率を調整できる。
【００２７】
本発明において、内筒壁は昇降駆動部により駆動されて上下方向位置の変更が可能であるようにすることもできる。
【００２８】
外周空間内に存在している細粒原石は、混在堆積層の原石が炉床の半径方向中央域に形成された落下開口側の原石から該落下開口へ落下する分だけ該落下開口に向け移動するので、上記内筒壁の下端開口がその位置を上方に変更されると、内筒壁が上昇すると内筒壁の下端よりも下側で細粒原石が上記落下開口へ向けた移動によって引き込まれて半径内方に流れ込む量が増大しやすくなり、ひいては、炉床上の下層たる混在堆積層における細粒原石の混在量比率が増大することとなる。
【００２９】
本発明において、原石供給量調整手段は制御部を有し、該制御部に温度検出器が接続されていて、粗粒原石が供給されている内周空間での温度が所定温度範囲よりも高くなったときに、制御部が予熱空間における粗粒原石の供給量に比し細粒原石の供給量を増大せしめるように粗粒供給管と細粒供給管の少なくとも一方の開度を制御するようになっていることが好ましい。
【００３０】
制御部を備えることで、内周空間と外周空間の少なくとも一方での検出温度によって、原石供給量調整手段を手動により操作せずとも、上記制御部により自動的に操作制御できる。
【００３１】
本発明において、制御部は、昇降駆動部に接続されていて、炉床上への細粒原石の供給量を増大せしめるときに、上方へ内筒壁の位置を変更する制御を行うこととしてもよい。
【００３２】
本発明において、内筒壁は、上端に比し下端で径が大きくなっている円錐筒状になっていることが好ましい。内筒壁は円錐筒状をなすことで、その強度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明は、以上のように、予熱空間を炉床で内周空間と外周空間とを下方で連通するように区分して形成し、内周空間に粗粒原石をそして外周空間に細粒原石を供給し、内周空間と外周空間の少なくとも一方に温度検出器を設けて、排ガスの温度が設定された所定温度範囲内に収まるように原石供給量調整装置を調整することとしたので、炉床上に形成される粗粒原石と細粒原石の混在堆積層において、粗粒原石と細粒原石のいずれも、適切な混在量比率のもとで、上記所定温度範囲内で粗粒原石そして細粒原石ともに過不足なく半焼成状態となって、炉本体内の焼成空間へもたらされる。かくして、原石の単位量当たりの燃料消費量、すなわち燃料熱原単位を小さく抑えて、均質な焼成を行なえる竪型焼却炉を得る。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態装置としての竪型焼却炉の縦断面図である。
【図２】（Ａ）は図１装置における回転可能な内筒壁を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるB-B断面図である。
【図３】本発明の原理図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、添付図面にもとづき、本発明の実施の形態を説明する。
【００３６】
図１は、本発明の一実施形態に係る竪型焼成炉の縦断面図である。本実施形態におけるこの竪型焼成炉１は、図１に見られるように、上方から、原石および燃料供給部Ｉ、予熱および半焼成部II、焼成部IIIそして排出部IVを順に形成している。
【００３７】
原石および燃料供給部Ｉは、予熱および半焼成部IIの上方に設けられていて、図示しない原石貯留槽を有し、その内部空間に原石Ｍが貯留される。粗粒原石Ｍ１と細粒原石Ｍ２から成る原石Ｍは粗粒原石Ｍ１と細粒原石Ｍ２に分級されてからコンベア等（図示せず）により上記原石貯留槽内へ投入され、あるいはその後に分級されてから、該原石貯留槽の底壁の周方向複数位置に垂下して設けられた、原石供給部としての後述の粗粒原石供給管２Ａと細粒原石供給管２Ｂを経て予熱及び半焼成部IIへ供給される。
【００３８】
図１に見られるように、原石および燃料供給部Ｉの下方に予熱および半焼成部IIが設けられている。該予熱および半焼成部IIは、非回転の蓋壁３そしてその周縁から垂下する筒壁４と、該筒壁４に対して鉛直軸線Ｘを中心として相対回転する縦筒状の炉本体５の上端から上記筒壁４の下端位置まで半径方向にひろがる環板状の炉床６との間の空間で予熱空間を形成している。本実施形態では、炉本体５と一体の炉床６が筒壁４に対し相対回転する場合を例示しているが、本発明は、相対回転しない場合、すなわち炉床６と筒壁４が一体となって回転する形態、あるいは共に非回転の形態にも適用可能である。
【００３９】
蓋壁３は、中央部の炉蓋部７と、該炉蓋部７の周囲に位置する環板の状天板部８とを有し、炉蓋部７は上方に向け凸弯曲した略球面の一部の形状をなしていて、その周縁から垂下する短筒部９によって、上記炉蓋部７が天板部８の内縁と接続されている。上記天板部８の位置からは、上記筒壁４と同心をなし該筒壁４の内側に位置でテーパ状をなす内筒壁４Ａが上下方向での中間位置まで垂下していて、該内筒壁４Ａの下端が炉床６の上方で炉床６とは離間した位置にあり、上記短筒部９と筒壁４との間の空間を同心の内周空間Ｐと外周空間Ｑとに区分しているが、内周空間Ｐと外周空間Ｑとは下方で連通している。該内筒壁４Ａについては、後で詳述する。上記天板部８には、半径方向で上記内周空間Ｐの範囲で、その周方向複数位置に、上記粗粒原石供給管２Ａが該天板部８に貫通して設けられており、該粗粒原石供給管２Ａからは、粗粒原石、例えば、原石が石灰石の場合、１０〜４０ｍｍの粒径の粗粒原石Ｍ１が落下供給される。一方、上記天板部８には、半径方向で外周空間Ｑの範囲で、周方向の一位置もしくは複数位置に、細粒原石供給管２Ｂが天板部８を貫通して設けられており、該細粒原石供給管２Ｂからは、細粒原石、例えば、原石が石灰石の場合、１０ｍｍ以下の粒径の細粒原石Ｍ２が落下供給される。
【００４０】
かくして、炉床６上には、粗粒原石Ｍ１と細粒原石Ｍ２が落下供給されて両者が混在する混在堆積層Ｓを形成する。その際、外周空間Ｑを降下した炉床６上の細粒原石Ｍ２は、炉床６の中央に形成された後述の落下開口１２へ向け炉床６の面上を半径内方に移動する結果、上記混在堆積層Ｓは、下部では細粒原石Ｍ２がそして上部では粗粒原石Ｍ１がそれぞれ支配的に存在するが、半径内方に移動するにつれ両者は混合に近い状態となる。上記堆積層は、短筒部９と上記落下開口１２との間での安息角をもった上面を形成する。
【００４１】
図１において、粗粒原石供給管２Ａと細粒原石供給管２Ｂは、両原石供給管２Ａ，２Ｂについて図の右半部と左半部とで異なる形態を一度に示しており、どちらの形態を採用するかは、使用条件に応じて適宜選択される。両原石供給管２Ａ，２Ｂは図の右半部の例では、天板部８の若干下方位置にまで突入しており、左半部の例では粗粒原石供給管２Ａが下方へ深く進入している。両例の場合、後述のように両原石供給管２Ａ，２Ｂともに、独立して進入深さ位置、すなわち原石供給管の下端開口の高さ位置を可変とすることができる。また、図１において、右半部では、内筒壁４Ａは鉛直軸線Ｘを中心として回転する例として、左半部では非回転の例として図示されている。どちらの例を採用するかは、使用条件により定められる。上記粗粒原石供給管２Ａと細粒原石供給管２Ｂには、それぞれ開度調整自在な原石供給量調整装置としての調整弁３１Ａ，３１Ｂが設けられている。
【００４２】
内筒壁４Ａは、図１の右半部に示される例の場合、回転可能となっており、図２（Ａ），（Ｂ）に示される形態をなしている。
【００４３】
図２（Ａ）において、筒壁４には、周方向複数位置にスリーブ３１が筒壁４を半径方向に貫通して該筒壁４に固定取付けされている。該スリーブ３１の円筒孔３１Ａ内には、ガイド用駒部材３２が収められている。このガイド用駒部材３２は、本実施形態では、上記スリーブ３１の円筒孔３１Ａ内に収められて該円筒孔３１Ａで支持される被支持部３２Ａと、該円筒孔３１Ａから炉内へ突入して位置していて、図２（Ａ）におけるB-B断面である図５（Ｂ）に見られるように上下面が切り取られることで上下に平行な平坦面３２Ｂ‐１を形成しているガイド部３２Ｂとを有している。上記スリーブ３１は、炉外に突出する端部にフランジ３１Ｂを有していて、上記円筒孔３１Ａ内に上記ガイド用駒部材３２を挿入配置した後に炉外から円筒孔３１Ａを塞ぐために、上記フランジ３１Ｂに蓋部材３３を取り付けられるようになっている。なお、筒壁４の外周面に、周方向の複数位置で、縦方向に延びる帯板状の部材は上記筒壁４の補強のためのリブ３４である。
【００４４】
一方、内筒壁４Ａは、本実施形態では、下方に向け拡径されたテーパ筒として形成されていて、上端に補強フランジ３５が、そして該補強フランジ３５の下方位置で外周面に平行な二つの環状板３６Ａ，３６Ｂから成る被ガイドリング３６が取り付けられている。該被ガイドリング３６の二つの環状板３６Ａ，３６Ｂの対向内面同士の対向間隔は、上記ガイド用駒部材３２のガイド部３２Ｂに形成された上下の平坦面３２Ｂ-１，３２Ｂ‐２同士間距離よりも若干大きく設定されていて、この環状板３６Ａ，３６Ｂ間にガイド用駒部材３２のガイド部３２Ｂが進入することで、該ガイド用駒部材３２が内筒壁４Ａの上下移動を規制した状態で該内筒壁４Ａを上方の環状板３６Ａにて支持する際に、ガイド用駒部材３２と下方の環状板３６Ｂとの間に若干の隙間を形成している。
【００４５】
炉床６が回転すると、炉床６上の原石の堆積層も回転する。上記内筒壁４Ａの下部がこの堆積層内に入り込んでいるので、該内筒壁４Ａは堆積層から摩擦回転力を受ける。上述のように内筒壁４Ａは、その環状板３６Ａ，３６Ｂ間にガイド用駒部材３２のガイド部３２Ｂが進入していて上下には移動が規制されるものの、上方の環状板３６Ａがガイド用駒部材３２の上方の平坦面３２Ｂ‐１で支持され、下方の環状板３６Ｂが下方の平坦面３２Ｂ‐２との間に隙間を形成しているので、上記ガイド用駒部材３２で支持された状態で、上記堆積層からの摩擦回転力を受けて、回転可能となっている。かくして、内筒壁４Ａは駆動装置なくしても、上記原石からの摩擦回動により回転する。
【００４６】
また、図１そして図２の例であっては、内筒壁４Ａは下端に向け拡径されたテーパ形状をなしているので、原石からの熱を受けて該内筒壁４Ａが若干撓みや凹凸変形を生じても、該内筒壁４Ａ内で層高さが大きく堆積する粗粒原石は、何ら支障なく降下できる。また、テーパ形状であるが故に、内筒壁４Ａはその強度が高い。
【００４７】
次に、図１の左半部に示されている例の場合、内筒壁４Ａはその上端で天板部８に適宜部材を介して取り付けられており、天板部８が非回転であるので内筒壁４Ａも非回転であり、該内筒壁４Ａは、図２（Ａ），（Ｂ）に示されたガイド用駒部材３２のような部材によっては支持されておらず、天板部８から垂下しているのみである。また、粗粒原石供給管２Ａそして細粒原石供給管２Ｂは、いずれも高さ位置を変更可能に昇降自在となっている。
【００４８】
上記筒壁４には、その周方向複数位置で、炉の半径方向に延び該半径方向に延びる棒状をなしていてその長手方向に往復動するプッシャ１１が往復動可能に支持されている。このプッシャ１１の往復動により、上記炉床６上に安息角をもって形成された原石Ｍ（粗粒原石Ｍ１および細粒原石Ｍ２）の混在堆積層Ｓが、炉中央部に形成される後述の燃焼室に面する自由表面から、炉床６の中央に形成された落下開口１２へ向け送り出されて該落下開口１２へ落下する。
【００４９】
上記炉蓋部７の中央位置には、燃料供給口１０Ａと燃焼用空気供給口１０Ｂが設けられており、該燃料供給口１０Ａから供給された燃料は、上記燃焼用空気供給口１０Ｂからの空気を受けて、該燃料供給口１０Ａの近隣に設けられた着火装置(図示せず)により着火され、上記炉蓋部７の下方で炉中央部空間に形成される燃焼室内で燃焼し火炎が該燃焼室内にひろがる。燃料供給口１０から供給される燃料は粉粒状の固形燃料でも、流体（液体あるいは気体）燃料でも、あるいは両者の混合体でもよい。
【００５０】
上記天板部８には、粗粒原石供給管２Ａそして細粒原石供給管２Ｂとは周方向で異なる位置に、排気管１３が設けられている。該排気管１３は、内周空間Ｐと外周空間Ｑのいずれか一方に、あるいは両者別々に開口するように設けられていてもよい。該排気管１３からは、原石堆積層を透過上昇して原料Ｍを昇温させ、自らは降温した後も十分な熱エネルギを保有している排ガスが炉外に排出されるが、排ガスの保有熱エネルギを炉外で熱交換器により燃焼用空気を昇温させ、この燃焼用空気を上記燃焼用空気供給口１０Ｂから炉内へ供給してもよい。
【００５１】
本実施形態において、上記予熱空間に形成された内周空間Ｐと外周空間Ｑの少なくとも一方には、空間上部位置に温度検知器３２Ａ，３２Ｂが配設されている。これらの温度検出器３２Ａ，３２Ｂは制御部３０に接続されている。該制御部３０は、温度検出器３２Ａ，３２Ｂからの内周空間Ｐ、外周空間Ｑでの検出温度信号を受けて、上記原石供給量装置としての調整弁３１Ａ，３１Ｂの開度を調整する指令信号を該調整弁３１Ａ，３１Ｂに対して発する。
【００５２】
制御部３０では、粗粒原石Ｍ１そして細粒原石Ｍ２が適正に半焼成されるのに求められる混在量比率をもった混在堆積層Ｓを高温ガスが透過上昇した後の上記内周空間Ｐ内そして外周空間Ｑ内で所定温度範囲が定められており、例えば、内周空間Ｐでの検出温度がこの所定温度範囲よりも高い場合は、原石の堆積層を透過上昇する高温ガスが堆積層内の原石Ｍ１，Ｍ２と十分に熱交換がなされていないと認識して、調整弁３１Ｂの開度を大きくして細粒原石Ｍ２の供給量を増大させることで、混在堆積層Ｓでの細粒原石Ｍ２の混在量比率を高め、混在堆積層Ｓ内での高温ガスの流れに対する抵抗を増加させる。その結果、高温ガスは混在堆積層Ｓ内に長時間滞留し、粗粒原石Ｍ１そして細粒原石Ｍ２と十分に熱交換し、粗粒原石Ｍ１そして細粒原石Ｍ２の温度が上昇し、半焼成に適した温度となる。検出温度が所定温度範囲よりも低い場合は、上述と逆の現象が生じているので、調整弁３１Ａの開度を小さくする。また、細粒原石供給管２Ａ，２Ｂについても同様に制御することができる。
【００５３】
上記予熱および半焼成部IIの下方には、上記炉床６の中央に形成された落下開口１２から下方に延びる縦筒状の炉本体５内を焼成空間として焼成部IIIが形成されている。該焼成部IIIでは、下部に設けられた後述の排出装置２３から焼成完了後の原石を製品として排出するに伴い、上記落下開口１２から落下した原石が炉本体５内で堆積層を形成し、その原石（粗粒原石及び細粒原石の混合）が次第に降下する。
【００５４】
この焼成部IIIをなす炉本体５は、駆動手段（図示せず）により炉本体５の鉛直軸線
Ｘを中心として回転駆動を受けており、回転する炉床６の外周縁部と非回転の上記筒壁４の下端縁との間で水シール等の回転シール６Ａにより、筒壁４との間の相対回転がシール状態で許容されている。上記炉本体５の外周面には、縦方向中間部に段部を有し、該段部の下面に被支持輪５Ａが取り付けられていて、固定床に設けられた環状レールをなす支持体１５で回転自在に支持されて、炉本体５が鉛直軸線Ｘを中心として回転する。
【００５５】
炉本体５は、その内径面が炉床６の落下開口１２の位置から下方に向け若干拡径された後に縦筒状に下方に延び、下部にて下方に向け縮径部を有している。この炉本体５内には、図１に見られるように、該炉本体５の鉛直軸線Ｘ上に、送気筒１４が配設されている。この送気筒１４は、周方向の複数位置で半径方向に延びるブリッジ（図示せず）によって炉本体５に接続されることで支持されている。上記炉本体５内で堆積層を形成する原石は、周方向で隣接するブリッジ同士間の空間を通って降下する。また上記送気筒１４は、図１に示されているようなエジェクタで下部内径面が喉部を有し上方に向け拡径されているものでも、上下方向で等径をなす円筒内面のものであってもよい。
【００５６】
上記炉本体５内の下部域には、空気吹上げ装置１６が配設されている。該空気吹上げ装置１６は、送気管１７と上方に延びる吹出管１８とを有していて、上記送気管１７は、該送気管１７の下部に接続された回転継手１９を経て外部からの冷却用空気を受け、該空気が上記送気筒１４の壁厚内を通って該送気筒１４からの加熱により昇温された後に、上記吹出管１８の先端（図にて上端）の吹出口１８Ａから送気筒１４内の空間へ駆動用空気として上方に向け空気を吹き出すようになっている。上記回転継手１９は、送気管１７が接続されている上部の回転箱２０と、後述の排出装置２３上に配された非回転箱２１とを有し、互いに相対回転を許可しつつシールされており、外部からの冷却用空気は空気取入管２４、排出装置２３、非回転箱２１、回転箱２０を経て、送気管１７へ冷却用空気が導入される。
【００５７】
炉本体５の焼成部III内で焼成を終了した原石は、外部から上記排出装置２３内に取り
入れられる冷却用空気により冷却され、製品として該排出装置２３から排出される。上記冷却用空気は炉本体５内の原石の堆積層を透過・上昇しながら自らは製品で加熱されて昇温し、焼成部III内を下方に透過する高温度の燃焼ガスと混合し、送気筒１４を経て燃焼室へ至り、燃焼に寄与する。
【００５８】
一方、送気筒１４では、吹出管１８の吹出口１８Ａから上方に向け噴出される駆動用空気が高速であるために、送気筒１４内は送気筒１４外に比し低圧となり、上記炉本体５内で送気筒１４の外周に形成されている原石堆積層の上表面近傍の高温燃焼ガスが該上表面から層内に引き込まれて送気筒１４の下部から送気筒１４内に流入することで、送気筒１４内外に循環流を生ずる。したがって、この循環流と接触する炉本体５内の原石堆積層は上記上
表面近傍で焼成が促進される。
【００５９】
次に、上述のごとくの本実施形態装置について、図１そして図２にもとづいて、その作動原理を説明する。
【００６０】
まず、炉外で、原石Ｍが原石貯留槽（図示せず）内へ投入されて貯留される。この貯留された原料Ｍは、粗粒原石Ｍ１と細粒原石Ｍ２に分級されており、粗粒原石Ｍ１が粗粒原石供給管２Ａから内周空間Ｐ内にそして細粒原石Ｍ２は細粒原石供給管２Ｂから外周空間Ｑ内に落下して炉床６上で、粗粒原石Ｍ１と細粒原石Ｍ２が混在した混在堆積層Ｓを形成する。内周空間Ｐと外周空間Ｑとを区分している内筒壁４Ａの下端よりも上方では、内周空間Ｐ内には粗粒原石Ｍ１のみが、そして外周空間Ｑ内には細粒原石Ｍ２のみが存在する粗粒原石堆積層と細粒原石堆積層とがそれぞれ形成されることとなる。
【００６１】
上記混在堆積層Ｓでは、炉床６の近くでプッシャ１１により原石が炉の半径方向内方へ送り出されるので、外周空間Ｑ内における細粒原石Ｍ２が上記プッシャ１１の動作により半径内方へ引き込まれる結果、混在堆積層Ｓでは、粗粒原石Ｍ１と細粒原石Ｍ２が混在してはいるが、混合とはいえない状態で、混在堆積層Ｓの下部で細粒原石Ｍ２が支配的に多く、上部では粗粒原石Ｍ１が支配的に多くなっている。特に、半径方向で外方において、その支配傾向が強い。
【００６２】
かくして、炉床６上で上記燃焼室に面して安息角をもって自由表面を形成する原石の混在堆積層Ｓは、上記プッシャ１１の動作により、半径内方になるにつれ、粗粒原石Ｍ１と細粒原石Ｍ２の混合度を高める。外周空間Ｑ内の細粒原石Ｍ２は、内周空間Ｐ内の粗粒原石Ｍ１に対して、炉外との間で断熱材としても機能し、炉内から炉外への熱の放出を防止し、炉の熱効率を高める。
【００６３】
かかる炉床６上の原石堆積層に対して、燃焼室内の燃焼ガスと、炉本体５から上昇してくる高温空気との混合の高温ガスは、該原石の混在堆積層Ｓの自由表面を直接加熱した後、この混在堆積層Ｓ内に進入してから原石の粒間空隙を透過貫流して上昇し、内周空間Ｐそして外周空間Ｑから排ガスとして排気管１３から排出される。
【００６４】
回転する炉床６上の半焼成の粗粒原石Ｍ１そして細粒原石Ｍ２は、上記高温ガスからの熱を受け半焼成の混合物として、炉床６の回転に伴い、プッシャ１１により混合されながら炉床６の落下開口１２へ向け送り出され、該落下開口１２から落下して、炉本体５内で再び原石の堆積層を形成する。既述のように、炉本体５内に送気筒１４を存在させたことで、原石は、高温燃焼ガスからの加熱により炉本体５内の堆積層内を降下する過程で焼成を促進し、一方、下方へ移動するにつれて、外部から供給されて炉本体５内の堆積層を上昇する冷却用空気により次第に冷却されて、焼成が完了した製品として排出装置２３から排出される。また、上記冷却用空気は、堆積層内を上昇中に原石により加熱されて昇温し、上記燃焼室内での燃料の燃焼に寄与する。
【００６５】
図１そして図２に図示された例では、内筒壁４Ａは鉛直軸線Ｘを中心として回転あるいは非回転であり、また、高さ位置は変更しない状態を示したが、本実施形態では、図３に見られるように、実線の位置から二点鎖線で示される位置へ適宜昇降駆動部を設けることで高さ位置を変更するようにもできる。例えば、図３において、内筒壁４Ａが実線位置から二点鎖線の位置へ上昇移動する位置変更がなされると、内筒壁４Ａの下端より下方での細粒原石Ｍ２の占める領域の増分ΔＴ１に対し、内筒壁４Ａの下端よりも上方での細粒原石Ｍ２の占める領域の減分ΔＴ２（換言すれば、粗粒原石Ｍ１の占める領域の増分）はきわめて小さい。したがって、内筒壁４Ａを上方へ位置変更することで、混在堆積層Ｓにおける細粒原石Ｍ２の混在量比率を高めることができるということになる。
【００６６】
次に、図１の左半部の形態について説明する。この場合、内筒壁４Ａは非回転であるが、粗粒原石供給管２Ａそして細粒原石供給管２Ｂのいずれもが高さ位置を可変としている。既述したように、粗粒原石供給管２Ａそして細粒原石供給管２Ｂの下端開口の高さが、堆積層としての内周空間Ｐ内そして外周空間Ｑ内での層高さを決定するので、したがって、上記下端開口より下方での混在堆積層Ｓにおける粗粒原石Ｍ１そして細粒原石Ｍ２の層内での混在量比率は、上記下端開口の位置が高い程、大きくなるということになり、上記下端開口の高さ位置の変更により両原石の混在量比率を調整できる。例えば、粗粒原石供給管２Ａの下端開口の位置を上方に移動させると、該下端開口の位置を上限とする粗粒堆積層の上面位置が高くなり、それだけ粗粒原石の混在量比率が大きくなる。
【００６７】
本実施形態において、粗粒原石そして細粒原石のそれぞれについての混在量比率は、温度検出器による内周空間そして外周空間での検出温度にもとづいて、原石供給量調整装置を調整すると共に、上記内筒壁の高さ位置の変更、さらには各原石供給管の高さ位置の変更をも併せて行うこともできる。
【符号の説明】
【００６８】
１  竪型焼却炉
２Ａ  粗粒原石供給管
２Ｂ  細粒原石供給管
３  蓋壁
４  筒壁
４Ａ  内筒壁
６  炉床
７  炉蓋部
８  天板部
Ｍ１  粗粒原石
Ｍ２  細粒原石
Ｐ  内周空間
Ｑ  外周空間
Ｘ  鉛直軸線
【図１】
2015200444.tif 000003
【図２】
2015200444.tif 000004
【図３】
2015200444.tif 000005