(57)【要約】【課題】固体燃料を均一に分布させ、しかも二次堆積層のみならず一次堆積層上にも広く分布させることができて、効率よくかつ均一に燃焼そして焼成が行なえる竪型焼成炉を提供することを課題とする。【解決手段】炉床６の中央部に形成された落下口６Ａの縁部からは縦筒状の炉本体９が下方に延びて設けられ、予熱空間１６内の原料が燃焼室１５に面する側から落下するようになっており、上記落下口６Ａから落下して炉本体９内で焼成された原料を製品として取り出すための取出口１４が炉本体９の下部に形成されている竪型焼成炉において、燃料供給口２１Ｂは炉蓋１中央位置で上記燃焼室１５へ向け炉内へ突入せる燃料供給管２１の下端開口で形成され、該燃料供給管２１は下端開口が炉半径方向外方に向けて開口していると共に上記炉蓋１中央位置を通る鉛直線を炉軸線として駆動装置２７により回転駆動を受ける。【選択図】図１
2008116104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直軸線まわりに回転し中央部に原料の落下口が形成された環状の炉床と該炉床の上方位置に固定して配された炉蓋とを有し、該炉蓋の周囲には上記落下口より大径の外径をもち該炉蓋に連続して設けられた内筒部と該内筒部に上部で接続される外筒部が設けられ、該外筒部が内筒部よりも下方に長く延びて形成され、上記炉蓋には直下に形成される燃焼室に外部から固体燃料を供給する燃料供給口が設けられ、上記炉床と外筒部の下端との間には外部に対し気密なシール装置が設けられて炉床の炉蓋に対する相対回転を許容しており、上部で接続された内筒部及び外筒部と上記炉床により囲まれて形成された環状の予熱空間には外部から原料を該予熱空間に落下供給する原料供給管が設けられ、該予熱空間は上記燃焼室に連通するように炉半径方向内方に開放され、上記炉床の中央部に形成された上記落下口の縁部からは縦筒状の炉本体が下方に延びて設けられ、上記予熱空間内の原料が燃焼室に面する側から落下するようになっており、上記落下口から落下して該炉本体内で焼成された原料を製品として取り出すための取出口が炉本体の下部に形成されている竪型焼成炉において、燃料供給口は炉蓋中央位置で上記燃焼室へ向け炉内へ突入せる燃料供給管の下端開口で形成され、該燃料供給管は下端開口が炉半径方向外方に向けて開口していると共に上記炉蓋中央位置を通る鉛直線を炉軸線として駆動装置により回転駆動を受けることを特徴とする竪型焼成炉。
【請求項２】
燃料供給管の下端開口は炉軸線から炉半径方向に離れて位置していることとする請求項１に記載の竪型焼成炉。
【請求項３】
炉蓋は、炉軸線から炉半径方向に離れた位置に、周方向に分布して複数の空気供給口が設けられていて、該空気供給口から燃焼用空気が燃焼室へ向け吹き込まれることとする請求項１又は請求項２に記載の竪型焼成炉。
【請求項４】
空気供給口は燃料供給管の下端開口よりも炉半径方向にて外方に位置し、炉半径方向内方に向いていることとする請求項３に記載の竪型焼成炉。
【請求項５】
燃料供給管は固体燃料と一緒に空気を受けこれらを下端開口から供給すると共に、該燃料供給管の周壁に複数の孔部が形成されていて該孔部から空気を燃焼室へ吹き出すようになっていることとする請求項１ないし請求項４のうちの一つに記載の竪型焼成炉。
【請求項６】
孔部は、燃料供給管の貫通を許容する炉蓋の開口の内周面と該燃料供給管の外周面との間に形成される空間に向け開口して設けられていることとする請求項５に記載の竪型焼成炉。
【請求項７】
駆動装置は炉外にあって、燃料供給管の炉外部分を駆動することとする請求項１ないし請求項６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、粉粒塊状の固体燃料を使用して、粒塊状の石灰石、ドロマイト、マグネサイト、鉄鉱石あるいは造粒された原料（以下、「原料」という）を高温下で加熱焼成するための竪型焼成炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の竪型焼成炉としては特許文献１において開示されている竪型焼成炉が知られている。この公知の焼成炉は、鉛直軸線を中心として回転する環板状の回転炉床を炉蓋の下方に設け、外部から焼成されるべき原料を供給するための原料供給管を通して該回転炉床上の予熱空間に落下供給して原料の一次堆積層を形成する。該一次堆積層は原料供給管側の上部自由表面と燃焼室に面する下部自由表面とを安息角をもって形成する。炉蓋の中央位置には、気体あるいは液体燃料を燃焼するバーナが設けられ、燃焼室で燃焼ガスを生成する。上記炉蓋の直下で回転炉床の中央空間部に形成される燃焼室に対面する上記一次堆積層の下部自由表面に対する燃焼室の高温の炎・燃焼ガスからの放射伝熱および上記一次堆積層を上方に貫流し上部自由表面へ流出する燃焼ガスからの対流伝熱によって上記原料を加熱して５０〜６０％程度の焼成（半焼成）を達成する。炉の周囲に配置した複数のプッシャーの作用で、上記回転炉床の中央部に形成された落下口から上記半焼成の原料を落下させて、上記炉床に連続して下方に延びるように設けられた筒状の炉本体の下部空間に上記半焼成原料の二次堆積層を形成させここで完全なる焼成を行っている。
【０００３】
この特許文献１では、炉蓋中央に設けられたバーナから噴射される気体又は液体燃料に加え、燃料として、必要に応じ固体燃料を補助的に使用できるようになっており、そのために炉蓋には固体燃料供給口が設けられている。この固体燃料供給口は、炉蓋の中心から離れた偏心位置に設けられていて、回転せる炉本体内に固体燃料が落下したときに、この炉本体の回転に伴い、一部は一次堆積層の表面上に落下するが、多くは、炉本体内の二次堆積層の表面上に、周方向に均一に供給されるようになっている。
【０００４】
二次堆積層が形成される上記炉本体内では、二次堆積層の上部の自由表面から該二次堆積層内に燃焼室内の燃焼ガスの一部が吸引され下方に向けて貫流する。したがって、この二次堆積層は上記貫流する燃焼ガスにより完全に焼成されて製品となる。製品は炉本体の底部の取出口から落下して取り出されるが、その際、取出口から炉本体内に流入する空気及びエジェクタを介して、該エジェクタ内を流れる空気により冷却される。
【特許文献１】特許第３６２３０１６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような特許文献１の焼成炉にあっては、燃焼を燃焼室内で均一に行なうために気体あるいは液体の燃料を用いており、燃料費が高くなる。補助的に固体燃料を用いて、その、燃料費を抑制できるが、あくまで補助的であり、気体あるいは液体燃料を主燃料としている以上、大幅な燃料費の削減とはならない。また、固体燃料供給口は炉蓋中心から偏心した位置にあり、炉本体の回転により周方向に均一に固体燃料を供給しようとしているが、何らかの原因で二次堆積層表面が不均一となっていると、これを修正できず、この二次堆積層の上には、固体燃料が不均一に堆積される。
【０００６】
したがって、特許文献１の焼成炉では、固体燃料を主燃料として用いた場合、上記二次堆積層上での堆積が一層不均一となる傾向がある。さらには、固体燃料は、炉床上の一次堆積層表面に到達する量が少ないため、一次堆積層での燃焼による焼成の促進を図ることが困難である。又、仮りに、特許文献１において、炉蓋中央に位置するバーナに代えて、この位置に固体燃料供給口を設けた場合には、落下供給される固体燃料は二次堆積層で、中央位置に山を形成するようになり、炉半径方向での分布が均一とならない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、安価な固体燃料を使用し、簡単な構造のもとで、この固体燃料を均一に分布させ、しかも二次堆積層のみならず一次堆積層上にも広く分布させることができて、効率よくかつ均一に燃焼そして焼成が行なえる竪型焼成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】
【０００８】
本発明に係る竪型焼成炉は、鉛直軸線まわりに回転し中央部に原料の落下口が形成された環状の炉床と該炉床の上方位置に固定して配された炉蓋とを有し、該炉蓋の周囲には上記落下口より大径の外径をもち該炉蓋に連続して設けられた内筒部と該内筒部に上部で接続される外筒部が設けられ、該外筒部が内筒部よりも下方に長く延びて形成され、上記炉蓋には直下に形成される燃焼室に外部から固体燃料を供給する燃料供給口が設けられ、上記炉床と外筒部の下端との間には外部に対し気密なシール装置が設けられて炉床の炉蓋に対する相対回転を許容しており、上部で接続された内筒部及び外筒部と上記炉床により囲まれて形成された環状の予熱空間には外部から原料を該予熱空間に落下供給する原料供給管が設けられ、該予熱空間は上記燃焼室に連通するように炉半径方向内方に開放され、上記炉床の中央部に形成された上記落下口の縁部からは縦筒状の炉本体が下方に延びて設けられ、上記予熱空間内の原料が燃焼室に面する側から落下するようになっており、上記落下口から落下して該炉本体内で焼成された原料を製品として取り出すための取出口が炉本体の下部に形成されている。
【０００９】
かかる竪型焼成炉において、本発明では、燃料供給口は炉蓋中央位置で上記燃焼室へ向け炉内へ突入せる燃料供給管の下端開口で形成され、該燃料供給管は下端開口が炉半径方向外方に向けて開口していると共に上記炉蓋中央位置を通る鉛直線を炉軸線として駆動装置により回転駆動を受けることを特徴としている。
【００１０】
このような構成の本発明によると、固体燃料は、回転中の燃料供給管の下端開口から上記炉半径方向外方に向け放出され落下供給される。したがって、固体燃料は周方向に均一に分布するのに加え、半径方向でも広く分布する。その結果、固体燃料は一次堆積層上と二次堆積層上に行われるようになる。かかる固体燃料は、一次堆積層での燃焼により原料の半焼成を促進するが故に、二次堆積層での焼成を高め、又、二次堆積層での焼成を均一化する。
【００１１】
本発明において、燃料供給管の下端開口は炉半径方向外方に向くのみならず、その開口位置が炉軸線から炉半径方向に離れていることが好ましい。そうすることにより、固体燃料は、さらに半径方向外方にまで達することとなり、一次堆積層上で、より広く分布する。
【００１２】
本発明において、炉蓋は、炉軸線から炉半径方向に離れた位置に、周方向に分布して複数の空気供給口が設けられていて、該空気供給口から燃焼用空気が燃焼室へ向け吹き込まれるようにすることができる。燃料供給管の下端開口からの固体燃料を、一次堆積層上で広く行きわたるようにするために、半径方向でなるべく遠くに向けて落下させるようにすると、半径方向内方、特に中心付近で落下する固体燃料が不十分となる可能性がある。その場合、上記空気供給口から燃焼用空気を吹き込むと、単に燃焼用としての酸素を供給するのみならず、その流速によって、上記燃料供給管から落下中の固体燃料を分散させることになる。その結果、上記中心付近にも固体燃料が行きわたるようになり、分布の均一化が保たれる。
【００１３】
上記空気供給口は燃料供給管の下端開口よりも炉半径方向にて外方に位置し、炉半径方向内方に向いていることが好ましい。こうすることにより、燃料供給管の下端開口から炉半径方向で外方に飛散する固体燃料を同方向で内方へ押し戻すようになるので、同方向で広くしかも均一に分布させるようになる。
【００１４】
本発明において、燃料供給管は固体燃料と一緒に空気を受けこれらを下端開口から供給すると共に、該燃料供給管の周壁に複数の孔部が形成されていて該孔部から空気を燃焼室へ吹き出すようになっていることが好ましい。こうすることにより、上記孔部から多くの空気が燃焼室へ吹き出し、残りの空気は燃料供給管の下端開口から固体燃料と共に送り出される。孔部から出た空気は、燃焼室内の燃焼ガスそして固体燃料のうち小径で飛散せる粉状燃料を攪拌すると共に、これらの燃焼のための酸素を与えるので、燃焼が良好に行われるようになる。一方、燃料供給管の下端開口から出る空気は、その流速により固体燃料をさらに遠くまで送り出すこととなる。
【００１５】
上記孔部は、燃料供給管の貫通を許容する炉蓋の開口の内周面と該燃料供給管の外周面との間に形成される空間に向け開口して設けられていることが望ましい。この空間は燃焼室内で燃焼が最も盛んに行われて酸素を多く要する領域だからである。
【００１６】
本発明において、駆動装置は炉外にあって、燃料供給管の炉外部分を駆動するようにすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、以上のごとく、竪型焼成炉の炉蓋に設けられた燃料供給管から固体燃料を落下供給するに際し、燃料供給管を炉蓋中央位置で炉内へ突入せしめ且つ下端開口を炉半径方向外方に向け、上記燃料供給管を上記炉蓋中央位置を通る鉛直線を軸線として回転せしめることとしたので、燃料供給管から炉内へ落下供給される固体燃料は、周方向に均一、かつ炉半径外方にも及んで広い範囲に分布する。その結果、固体燃料は、二次堆積層のみならず一次堆積層にも分布し、この一次堆積層での原料の半焼成を促進し、したがって、その後の二次堆積層での焼成度を高める。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
＜第一実施形態＞
図１において、符号１は耐熱材から成る炉蓋であり、該炉蓋１の外周には内筒部２が連続して設けられ、該内筒部２の外側に外筒部３が設けられている。炉蓋１は内筒部２の下部と内側接続部４により接続されている。内筒部２と外筒部３はそれらの上部にて外側接続部５により接続されており、外筒部３は内筒部２よりも下方に延びている。
【００２０】
上記炉蓋１の下方には耐熱材から成る環板状の炉床６が回転自在に設けられている。該炉床６は図示しない外部の駆動装置により、炉蓋１および後述の炉本体９の中心位置を通る鉛直な炉軸線としての中心線７まわりに回転される。図１において、中心線７を一点鎖線で示す。該炉床６の外周縁と上記外筒部３の下端との間には、両者の間を気密とするシール装置８、例えば公知の水シールが設けられており、該シール装置８により、外部に対して気密を維持しつつ炉床６の回転が許容される。該炉床６の中央部には落下口６Ａが形成されており、該落下口６Ａの周縁から下方に縦筒状の炉本体９が連続して設けられている。本実施形態の場合、該炉本体９は下部に向け末つぼまり状となっている。該炉本体９の内部下方位置には、外部から炉内へ冷却空気を送入する送気管１０が設けられている。該送気管１０は炉本体９の下端近傍位置で、炉本体９の回転を許容するように回転継手１１を介して設けられた底管１２から管内へ進入し上方に向け開口し、この開口には、炉本体９内の原料の進入を阻止する傘部材１３が設けられている。上記底管１２の下部には製品の取出しのための取出口１４が設けられている。
【００２１】
上記炉蓋１の直下には燃焼室１５が形成され、これを取り囲むようにして内筒部２、外筒部３、外側接続部５そして炉床６によって環状の予熱空間１６が形成され、該予熱空間１６はその半径内方にて上記燃焼室１５に向け開放されている。該予熱空間１６には外方から半径方向に延びるロッド状のプッシャー１６Ａが外筒部３を貫通して設けられ、炉の半径方向（ロッドの長手方向）に適宜往復動するようになっている。
【００２２】
上記炉蓋１の上方位置には、焼成されるべき原料、例えば、石灰石、ドロマイト、マグネサイトのような鉱物あるいは各種の無機物質を混合・成形して作ったペレット等を予め貯留しておく貯留装置１７が配設されている。本実施形態の場合には、貯留装置１７は、上部貯留装置１７Ａと下部貯留装置１７Ｂとを有しており、両者は気密供給機構たるロータリバルブ１８を介して接続されている。上記ロータリバルブ１８は、本実施形態の場合、四つの室に区分されていて、該ロータリーバルブ１８が回転することにより上方に位置する室で上部貯留装置１７Ａから原料Ｓを受け、該ロータリバルブ１８の回転に伴い上記室が下方に位置したときに該原料Ｓを下部貯留装置１７Ｂに落下せしめるようになっており、かくして、下部貯留装置１７Ｂは外気から遮断された状態で、上部貯留装置１７Ａからの原料を受ける。
【００２３】
上記予熱空間１６の上壁を形成する外側接続部５には、上記下部貯留装置１７Ｂから原料を上記予熱空間１６内へ落下供給する複数の原料供給管１９と、予熱空間１６の上部から排ガスを導き出す排ガス導管２０とが接続されている。
【００２４】
炉蓋１の中央位置には、炉内に固体燃料を供給する燃料供給管２１が設けられており、炉蓋１の中央位置の周囲には炉内に燃焼用空気を供給する複数の空気供給管２２が設けられている。炉蓋１の中央位置には炉外に向けて突出する筒状部２３が設けられている。燃料供給管２１は炉蓋１および筒状部２３を貫通しており、中心線７まわりに回転自在に設けられている。燃料供給管２１の上方には該燃料供給管２１に固体燃料を投入する燃料投入管２４が設けられている。燃料投入管２４の側部からは固体燃料を燃料投入管２４に投入するための屈曲したシュート２５が上方に向けて延出している。シュート２５の上方には、外部から固体燃料を搬送するスクリューコンベア２６が設けられており、ロータリバルブ２６Ａを介してシュート２５の上端と接続されている。燃料供給管２１の炉外部分には炉外に設けられた駆動装置２７が接続されており、燃料供給管２１は駆動装置２７の駆動を受けて中心線７まわりに回転する。
【００２５】
図２は、炉蓋１の上方における構成の詳細を示す図である。上述のように、炉蓋１の中央位置には燃料供給管２１が設けられている。燃料供給管２１の長手方向中間位置の外周面にはフランジ２１Ａが設けられている。燃料供給管２１は中心線７まわりに回転自在な状態で、筒状部２３の上端に設けられたシール付スラスト軸受２８により燃料供給管２１のフランジ部２１Ａにて自重が支えられている。
【００２６】
燃料供給管２１の下端側は燃焼室１５内へ突入している。該燃料供給管２１の下端側は下端開口である燃料供給口２１Ｂに向けて、水平面に対する勾配が小さくなるように湾曲しており、該燃料供給口２１Ｂは炉半径方向外方に向けて開口している。すなわち、該下端開口２１Ｂは中心線７から炉半径方向に離れて位置している。燃料供給管２１の上端側はその外径が中間部における外径と比較して大きな径をもつように形成されており、上端開口にはシール付ラジアル軸受２９が設けられている。この燃料供給管２１の上端開口に上記燃料投入管２４の下端開口が進入していて、該燃料投入管２４は上記シール付ラジアル軸受２９を介して上記燃料供給管２１を回転自在に半径方向で支持している。
【００２７】
燃料供給管２１の上端側の外周面にはスプロケット２１Ｃが取り付けられており、該スプロケット２１Ｃと、駆動装置２７に設けられたスプロケット２７Ａとに、図２にて一点鎖線で示されたチェーン３０が張設されている。これによって、駆動装置２７がスプロケット２７Ａを回転駆動するとその回転駆動力がスプロケット２１Ｃに伝達されて、燃料供給管２１が図２にて矢印で示す方向へ中心線７まわりに回転する。炉蓋１において、燃料供給管２１の位置、すなわち炉蓋１の中央位置の周囲には、複数の空気供給管２２が該中心位置を中心とした円周上に設けられている。図２に示すように、空気供給管２２は燃料供給管２１の燃料供給口２１Ｂよりも炉半径方向にて外方に位置し、炉半径方向内方、具体的には燃料供給口２１Ｂ方向に向いている。空気供給管２２は図示しない空気供給装置と接続されており、燃焼室１５内に燃焼用空気を吹き込む。なお、燃焼用空気を吹き込むタイミングは適宜設定すればよい。例えば、燃焼用空気は、常時吹き込まれてもよく、周期的に吹き込まれてもよい。
【００２８】
スクリューコンベア２６により搬送された固体燃料はロータリバルブ２６Ａを経てシュート２５へ落下し、さらに、燃料投入管２４から燃料供給管２１へ至る。ここで、ロータリバルブ２６Ａは、上述したロータリバルブ１８と同様の要領で固体燃料を落下供給せしめる。燃料供給管２１は上述のように駆動装置２７から駆動力を受けて中心線７まわりに回転しており、その回転した状態で燃料投入管２４から固体燃料を受け、その固体燃料を炉内に落下供給する。具体的には、固体燃料は湾曲した燃料供給管２１内面を滑落し燃料供給口２１Ｂから放出される。燃料供給管２１は回転しながら固体燃料を放出するので、落下後固体燃料は炉体内において周方向に均一に分布する。また、上述のように、燃料供給管２１の燃料供給口２１Ｂは炉半径方向外方に向き、その位置は中心線７から炉半径方向に離れており、さらに、燃料供給管２１の回転に起因して遠心力が作用するので、固体燃料は炉半径方向外方にまで達する広い範囲に分布する。
【００２９】
また、本実施形態では、上述のように、複数の空気供給管２２から上記燃料供給口２１Ｂに向けて炉半径方向内方に燃焼用空気が吹き込まれている。これによって、燃料供給管２１の燃料供給口２１Ｂから炉半径方向で外方に飛散する固体燃料は、燃焼用空気により同方向で内方へ押し戻されて同方向でも広くしかも均一に分布される。つまり、燃料供給口２２を炉半径方向外方に向けて固体燃料を落下供給するだけだと、固体燃料は同方向で炉中心から離れた位置に分布するので、半径方向内方、特に炉中心付近で落下する固体燃料が不十分となる可能性がある。本実施形態のように、空気供給管２２から炉半径方向内方へ燃焼用空気を吹き込むことにより、単に燃焼用としての酸素を供給するのみならず、その流速によって、上記落下中の固体燃料を炉半径方向で分散させることになる。その結果、上記中心付近にも固体燃料が行きわたるようになり、分布の均一化が保たれる。
【００３０】
かかる構成の本実施形態装置では、原料は次の要領で焼成される。
【００３１】
図１にて、ロータリバルブ１８にて外部からの空気の流入が阻止されながら、原料Ｓは上部貯留装置１７Ａから落下し下部貯留装置１７Ｂに貯留される。
【００３２】
下部貯留装置１７Ｂ内の原料は原料供給管１９を経て落下して予熱空間１６の底面を形成する炉床６上に原料の一次堆積層を形成する。この一次堆積層は安息角をもって原料供給管１９側に上部自由表面３１を、そして燃焼室１５側に下部自由表面３２を形成する。
【００３３】
固体燃料は燃料供給管２１内を滑落し燃料供給口２１Ｂから放出され燃焼室１５内に落下投入される。この際、上述のように固体燃料は、炉半径方向外方へ向けて投入されると共に空気供給管２２から同方向内方へ吹き込まれる燃焼用空気に押し戻されて、炉床６上の一次堆積層の表面そして炉本体９中に形成された二次堆積層３３の表面３３Ａ上に分散・分布する。
【００３４】
上記予熱空間１６における炉床６上の一次堆積層の原料は、上記燃焼室１５内の燃焼ガスからの放射伝熱及び該一次堆積層での固体燃料の燃焼による下部自由表面３２での加熱と、燃焼室１５から一次堆積層内部を貫流する燃焼ガスによる加熱とにより半焼成される。
【００３５】
外筒部３の周囲には、既述のように、該外筒部３に案内されて炉半径方向に往復動可能な複数個のプッシャー１６Ａが設置されており、その作用によって上記一次堆積層の半焼成原料を下部自由表面３２の下部付近より落下口６Ａに向け押し出して落下させる。炉床６は鉛直中心軸である中心線７まわりに回転し、これに伴い該炉床６上の一次堆積層も回転するが、プッシャー１６Ａは空間に固定された外筒部３に支持されて周方向には移動せず半径方向にのみ往復動するので、プッシャー１６Ａは相対的に周方向に移動する原料の一次堆積層を周方向で均等に押し出す。
【００３６】
回転せる炉床６上の一次堆積層での加熱により焼成された半焼成原料は、プッシャー１６Ａの作用により下部自由表面３２側から炉床６の中央部の落下口６Ａより落下し、炉本体９内で二次堆積層を形成する。炉本体９内では半焼成原料は、外部から送気管１０を経て送入され上記二次堆積層中を上昇する空気と積極的に反応し降下中にこの空気と接触して、完全に焼成されそして冷却される。かくして、炉本体９の下部に設けられた取出口１４から焼成後の原料が製品として順次炉外へ取り出される。二次堆積層３３は取出口１４からの製品の取出しにより緩やかに沈降するので、二次堆積層３３の表面３３Ａに、分散・分布された粗粒状の固体燃料は、連続的に降下する粒状原料内に取り込まれ、同様に沈降する。
【００３７】
落下口６Ａから落下する粒状の原料は高温であり、且つ燃焼室１５内の燃焼炎からの熱放射により、粗粒状の固体燃料は二次堆積層３３の表面３３Ａ付近で加熱され、燃料中の揮発分が存在する場合は熱分解を受けて可燃ガスを発生する。該可燃ガスは燃焼室１５内で燃焼する。
【００３８】
上記の粗粒状の固体燃料は熱分解を受けた後は固体で炭素分の多い粒状物となる。揮発分の小さいコークス、チャーの場合には殆んど可燃ガスを発生しない。上記の固体燃料から得られる炭素分の多い粒状物は、取出口１４からの製品の取出しにより図１の炉本体９内の二次堆積層３３の中を緩やかに沈降する。炉本体９の底部にある送気管１０から送入される空気は、二次堆積層３３を貫流して上昇する間に焼成した製品を冷却すると同時に自らは高温度に加熱され、二次堆積層３３の上部で層中の炭素分の多い粒状物を燃焼する。
【００３９】
上記二次堆積層３３内での燃焼は、この二次堆積層３３の上部にある原料粒の空隙内で行なわれるので、燃焼によって発生する熱エネルギーは直接原料に伝達され、原料を加熱して焼成する。その際、本発明では、固体燃料は半径方向にも周方向にも広く分布しており、したがって原料の加熱も広い範囲で均一に行われる。
【００４０】
炉本体９内の二次堆積層３３中を沈降する炭素分の多い固体粒の完全燃焼に必要な空気量よりも少ない量の空気を用いて冷却する場合には、二次堆積層３３内の燃焼は不完全となり、二次堆積層３３から上方に流出する燃焼ガス中は一酸化炭素を含有する。この一酸化炭素は燃焼室１５内において、空気供給管２２から燃焼室１５へ送入された空気によって完全に燃焼する。
【００４１】
燃焼室１５内で燃焼によって発生した高温度の燃焼ガスは、図１の予熱空間１６内にある一次堆積層の中を上方に貫流してこの一次堆積層の原料を加熱する。その際、原料の一部は高温度になり焼成を受ける。予熱空間１６を出た排ガスは複数個の排ガス導管２０から排出される。
【００４２】
＜第二実施形態＞
第二実施形態は、燃料供給管の周壁に複数の孔部が形成されている点および複数の曲管をつなぎ合わせて燃料供給管が構成されている点で第一実施形態と相違する。以下、第一実施形態との相違点を中心に第二実施形態を図３にもとづき説明する。
【００４３】
図３は、第二実施形態に係る竪型焼成炉に設けられた燃料供給管の縦断面図である。第一実施形態と共通する部位には同一符号を付して説明を省略する。図３に示すように、燃料供給管４１の貫通を許容する炉蓋１の中央部に形成された開口の内周面および筒状部２３の内周面と、燃料供給管４１の外周面との間には空間４２が形成されている。本実施形態では、燃料供給管４１の周壁には空間４２に向けて開口する複数の孔部４３が貫通して設けられている。なお、燃料供給管４１の外周面に形成されたフランジ４１Ａは、第一実施形態におけるフランジ２１Ａに相当する。
【００４４】
燃料供給管４１は固体燃料と一緒に外部から空気を受けこれらを下端開口である燃料供給口４１Ｂから燃焼室１５へ放出する。このとき、多くの空気が燃料供給管４１の周壁に形成された孔部４３から空間４２に吹き出し拡散して燃焼室１５へ送り出され、残りの空気は燃料供給口４１Ｂから燃焼室１５に固体燃料と共に送り出される。孔部４３から吹き出し燃焼室１５に送り出された空気は、燃焼室１５内の燃焼ガスそして固体燃料のうち小径で飛散せる粉状燃料を攪拌すると共に、これらの燃焼のための酸素を与えるので、固体燃料の燃焼が広い範囲で良好に行われる。燃料供給管４１の燃料供給口４１Ｂから出る空気は、その流速により固体燃料をさらに遠くまで送り出す。また、この孔部４３は、燃焼室１５内で燃焼が最も盛んに行われて酸素を多く要する領域である空間４２に向けて開口されているので、燃焼室１５内での燃焼はより良好なものとなる。
【００４５】
燃料供給管４１は、入口曲管４４，中間曲管４５，出口曲管４６の三つの曲管をこの順に接続して構成されている。入口曲管４４の下端にフランジ４７、中間曲管４５の上下端にはフランジ４８，４９、出口曲管４６の上端にはフランジ５０が設けられている。入口曲管４４は、炉蓋１および筒状部材２３内に形成された空間４２を貫通している。入口曲管４４のフランジ４７と中間曲管４５のフランジ４８が一点鎖線で図示されるボルトで締結されて、入口曲管４４と中間曲管４５が接続されている。また、中間曲管４５のフランジ４９と出口曲管４６のフランジ５０がボルトで締結されて、中間曲管４５と出口曲管４６が接続されている。このように三つの曲管を接続して構成された燃料供給管４１は、図３に示すように、その下端側が連続した曲線を描いており、その曲線は下端に向け水平面に対する勾配が次第に小さくなっている。したがって、燃料供給口４１Ｂは炉半径方向で炉の中心軸から離れて位置しており、同方向外方を向いている。
【００４６】
このように、燃料供給管４１を複数の曲管を接続して構成すれば、曲管の数の増減により燃料供給管４１の長さ、すなわち、開口の炉半径方向での位置を簡単に調整できる。この調整の結果、固体燃料の投入口である燃料供給管４１の下端開口は、燃料供給管４１を長くすれば炉中心から離れ、燃料供給管４１を短くすれば炉の中心に近づくので、固体燃料の炉半径方向での分布を調整できる。すなわち、燃料供給管４１を長くすれば固体燃料を炉の中心から離れた位置に多く分布させることができ、燃料供給管４１を短くすれば固体燃料を炉の中心に近い位置に多く分布させることができる。例えば、出口曲管４６を取り外して燃料供給管４１の長さを短くすると、固体燃料の投入口となる開口は中間曲管４５の下端開口となる。したがって、出口曲管４６を取り外す前と比較して、固体燃料の投入口は炉半径方向で、より内方に位置することとなり、固体燃料は炉の中心に、より近い位置に多く分布する。
【００４７】
また、曲管の数を増減して燃料供給管４１の長さを変更することにより開口位置を調整するのみならず、固体燃料が放出される方向をも調整できる。図３に示すように、入口曲管４４、中間曲管４５および出口曲管４６のそれぞれの下端開口が指向する方向は、出口曲管４６、中間曲管４５、入口曲管４４の順で次第に水平方向に近くなる。したがって、例えば、燃料供給管４１を入口曲管４４、中間曲管４５および出口曲管４６で構成する場合には、燃料供給管４１を入口曲管４４のみで構成する場合に比し、開口は炉半径方向で大きく外方に位置するのみならず水平方向に近い傾きをもって指向するようになり、炉半径方向で、より遠くまで固体燃料を放出することとなる。
【００４８】
本実施形態では、燃料供給管４１を三つの曲管で構成したが、燃料供給管４１を構成する曲管の数はこれには限られず、三つより多くても少なくてもよい。また、各曲管にフランジを設けてボルトで締結することにより曲管同士を接続したが、曲管同士の接続手段はこれに限られない。
【００４９】
＜第三実施形態＞
第三実施形態は、燃料供給管２１から放出された固体燃料を当てて反射させて固体燃料を広域に分散させる空気供給管を炉蓋に設けている点で第一実施形態と相違する。以下、第一実施形態との相違点を中心に第三実施形態を図４にもとづき説明する。
【００５０】
図４は、第三実施形態における空気供給管を示す図である。本実施形態では、図示しない炉蓋の中央位置に、第一実施形態の場合と同様に、炉内に固体燃料を供給する燃料供給管２１が設けられている。炉蓋の中央位置の周囲には炉内に燃焼用空気を供給する複数の直状管の空気供給管６０が、下方かつ炉半径方向内方に向くように設けられている。空気供給管６０は先端部の外周面の一部が切り欠かれており、軸線方向に平行な平坦面６０Ａが形成されている。同図に示すように、燃料供給管２１の燃料供給口２１Ｂは空気供給管６０の先端部に指向している。空気供給管６０は該空気供給管６０の軸線まわりに回転可能であり、燃料供給管２１から固体燃料が供給されている間、空気供給管６０は空気供給口６０Ｂから燃焼用空気を吹き込みながら、図示しない駆動部に駆動されて図４にて矢印で示すように軸線まわりに回転する。
【００５１】
このような構成の本実施形態装置において、燃料供給口２１Ｂから放出された固体燃料は、空気供給管６０の先端部に当たって広角に反射して下方へ落下する。このように固体燃料を空気供給管６０に当てて広角に反射させることにより、固体燃料は炉内で広い範囲で分布することとなるので、固体燃料の炉内における広範囲にわたる分布の均一化が図られる。また、反射した固体燃料の一部は、空気供給口６０Ｂから吹き出す燃焼用空気により炉半径方向内方へ押し戻され、炉中心付近に落下する。これによって、さらに固体燃料の分布の均一化が図られる。
【００５２】
空気供給管６０の回転中に、該空気供給管６０の平坦面６０Ａが燃料供給管２１の燃料供給口２１Ｂ側へ向いているときは、図４に示すように、固体燃料は平坦面６０Ａに当たって、その範囲を広げて反射する。空気供給管６０の平坦面６０Ａ以外の外周面、すなわち、曲面が燃料供給口２１Ｂ側へ向いているときは、固体燃料はその曲面に当たって反射するが、固体燃料が空気供給管６０の曲面に当たると、平坦面６０Ａに当たる場合と比較して、より広角に反射する。このように空気供給管６０を軸線まわりに回転させて反射面として平坦面６０Ａと曲面のいずれか一方を選定することにより、固体燃料が反射する角度を調節することが可能となる。また、空気供給管６０を連続回転させると、上記平坦面６０Ａでの反射と上記曲面での反射とを周期的に繰り返し、両反射により、固体燃料はきわめて広い範囲で分散する。さらには、駆動部により空気供給管６０の回転および停止、回転速度等を調節することによっても、炉内における固体燃料の分布範囲を調節できる。
【００５３】
本実施形態では、炉蓋に燃料供給管２１の周囲にこのような形態の空気供給管６０のみを複数設けてもよいし、燃料供給管２１の周囲にかかる空気供給管６０および第一実施形態で示した空気供給管２２を混在させてもよい。また、上記反射面は空気供給管とは別に設けられた部材として形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第一実施形態装置の縦断面図である。
【図２】図１に示した炉蓋の上方における構成の詳細を示す図である。
【図３】第二実施形態に係る竪型焼成炉に設けられた燃料供給管の縦断面図である。
【図４】第三実施形態における空気供給管を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  炉蓋
６  炉床
６Ａ  落下口
９  炉本体
１４  取出口
１５  燃焼室
１６  予熱空間
２１  燃料供給管
２１Ｂ  燃料供給口
２７  駆動装置
【図１】
2008116104.tif 000003
【図２】
2008116104.tif 000004
【図３】
2008116104.tif 000005
【図４】
2008116104.tif 000006