(57)【要約】【課題】ゴム組成物等の被熱処理物を間接的に加熱して良質の炭化物や生成ガスを回収でき、しかも被熱処理物を効率よく且つ均一に加熱できるようにする。【解決手段】炉壁(２)の内面に沿って第１加熱装置(15)を配置する。炉壁(２)よりも内側に筒状の第２加熱装置(18)を配置する。両加熱装置(15・18)に高温ガスを循環する。第２加熱装置(18)と炉壁(２)との間に、被熱処理物(８)を収容する収容空間(20)を形成する。第２加熱装置(18)の内側に炉内の熱気が流通する流通空間(21)を形成する。第２加熱装置(18)の上方に覆い部(22)を配置して流通空間(21)への被熱処理物(８)の投入を防止する。第２加熱装置(18)の上端と覆い部(22)との間に、収容空間(20)と流通空間(21)とを互いに連通する第１連通部(26)を形成する。第２加熱装置(18)の下端と底壁部(10)との間に収容空間(20)と流通空間(21)とを互いに連通する第２連通部(28)を形成する。【選択図】  図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
炉壁(２)の内面に沿って第１加熱手段(15)を配置するとともに、上記の炉壁(２)よりも内側に筒状の第２加熱手段(18)を配置し、この両加熱手段(15・18)にそれぞれ高温ガスを循環させて、炉内に収容した被熱処理物(８)を間接的に加熱する乾留炉であって、
上記の第２加熱手段(18)と上記の炉壁(２)との間に、上記の被熱処理物(８)を収容する収容空間(20)を形成し、
上記の第２加熱手段(18)の内側に、炉内の熱気が流通する流通空間(21)を形成するとともに、この流通空間(21)への被熱処理物(８)の投入を防止する覆い部(22)を上記の第２加熱手段(18)の上方に配置し、
上記の第２加熱手段(18)の上部とその上側の少なくともいずれかに、上記の収容空間(20)と流通空間(21)とを互いに連通する第１連通部(26)を形成したことを特徴とする、乾留炉。
【請求項２】
上記の第２加熱手段(18)と覆い部(22)との間に上部間隙(25)を形成して、この上部間隙(25)により上記の第１連通部(26)を構成した、請求項１に記載の乾留炉。
【請求項３】
上記の第２加熱手段(18)の下部とその下側の少なくともいずれかに、上記の収容空間(20)と流通空間(21)とを互いに連通する第２連通部(28)を形成した、請求項１に記載の乾留炉。
【請求項４】
上記の第２加熱手段(18)と底壁部(10)との間に下部間隙(27)を形成して、この下部間隙(27)により上記の第２連通部(28)を構成した、請求項３に記載の乾留炉。
【請求項５】
上記の覆い部(22)の上面を、周辺に向かって下る傾斜面に形成した、請求項１に記載の乾留炉。
【請求項６】
上記の第１加熱手段(15)と第２加熱手段(18)とをパネル状に形成した、請求項１から５のいずれか１項に記載の乾留炉。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は被熱処理物を加熱する乾留炉に関し、さらに詳しくは、ゴム組成物等の被熱処理物を間接的に加熱して良質の炭化物や生成ガスを回収できるものでありながら、しかも被熱処理物を効率よく且つ均一に加熱できる、乾留炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃タイヤ等のゴム製品廃棄物の発生量は年々急激に増加しており、これらは焼却すると黒煙や有毒ガス、悪臭等を発生し環境汚染を引き起こす虞がある。
近年、環境汚染を引き起こすこと無くこれらの廃棄物を再資源化する処理方法が多く研究されており、そのひとつに、これらの廃棄物を炉内に充填して、炉内の空気を理論燃焼量以下(無酸素雰囲気下)に保ちながら加熱して有機固形物を分解させ、炭化物（以下、乾留チャーと称する）とガス（以下、生成ガスと称する）とを生成する、乾留方式が開発されている。
【０００３】
従来、上記の乾留方式に用いる乾留炉としては、炉内に配置した加熱手段に高温ガスを循環させ、炉内に収容した被熱処理物を間接的に加熱する乾留炉がある(例えば、特許文献１参照)。
即ち、この従来技術は、炉壁の内面に沿って筒状の第１加熱手段を配置するとともに、この第１加熱手段よりも内側に筒状の第２加熱手段を配置してある。被熱処理物は細かくチップ状に裁断され、炉内に投入されて両加熱手段の間と第２加熱手段の内側に収容される。そして両加熱手段に高温ガスを循環させることにより、被熱処理物が間接的に加熱される。この加熱により被熱処理物から発生した生成ガスは、炉内の上部空間から排出用配管を介して取り出され、冷却してガス成分とオイル成分に分離されて回収される。一方、炉内には乾留チャーが残り、炉底部の取出口が開口されて、下方に配置された回収容器に回収されたのち、賦活炉へ搬送されて賦活処理される。
【０００４】
この従来技術は、炉内に筒状の第２加熱手段を配置してあるので、炉内の被熱処理物は加熱手段との距離が短く、良好に加熱される。しかも、被熱処理物は炉内の両加熱手段により間接的に加熱されるので、加熱のための燃焼ガスが被熱処理物と混合することがなく、良質の乾留チャーや生成ガスを回収することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２１３０３３号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の従来技術では、炉内に被熱処理物を多く収容すると炉内の加熱された空気や生成ガスなどの熱気が流通し難くなり、炉内での温度分布に偏りを生じて被熱処理物への熱伝達効率が低下するうえ、炉内の上部と下部で加熱が不均一になる問題がある。このように熱伝達効率が低下し、加熱が不均一になると、被熱処理物に未処理部分が残り、また、処理後に炉内から炭化物を取り出す際、この未処理物がブリッジ現象を生じて、炭化物の取出しが困難になる問題を生じる。このため、充分な加熱処理に長時間を要するうえ、炉内に収容する被熱処理物の収容量を、例えば炉内空間の６５％程度以上に多くすることができず、処理効率を向上することが容易でない問題があった。
【０００７】
本考案の技術的課題は上記の問題点を解消し、ゴム組成物等の被熱処理物を間接的に加熱して良質の炭化物や生成ガスを回収できるものでありながら、しかも被熱処理物を効率よく且つ均一に加熱できる、乾留炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案は上記の課題を解決するために、例えば、本考案の実施の形態を示す図１と図２に基づいて説明すると、次のように構成したものである。
即ち、本考案は乾留炉に関し、炉壁(２)の内面に沿って第１加熱手段(15)を配置するとともに、上記の炉壁(２)よりも内側に筒状の第２加熱手段(18)を配置し、この両加熱手段(15・18)にそれぞれ高温ガスを循環させて、炉内に収容した被熱処理物(８)を間接的に加熱する乾留炉であって、上記の第２加熱手段(18)と上記の炉壁(２)との間に、上記の被熱処理物(８)を収容する収容空間(20)を形成し、上記の第２加熱手段(18)の内側に、炉内の熱気が流通する流通空間(21)を形成するとともに、この流通空間(21)への被熱処理物(８)の投入を防止する覆い部(22)を上記の第２加熱手段(18)の上方に配置し、上記の第２加熱手段(18)の上部とその上側の少なくともいずれかに、上記の収容空間(20)と流通空間(21)とを互いに連通する第１連通部(26)を形成したことを特徴とする。
【０００９】
ゴム組成物等の被熱処理物は、加熱手段により間接的に加熱され、加熱のための燃焼ガスが混入することがない。このため、乾留チャーに多量の酸化物が混入したり、生成ガスに多量の低発熱量成分が混入したりすることが防止され、良質の炭化物や生成ガスが回収される。
【００１０】
上記の流通空間は覆い部により被熱処理物の投入が防止されるので、空洞の状態が維持される。このため、流通空間内の熱気は第１連通部から収容空間の上部へ良好に流通し手順間し、炉内の隅々にまで行き渡る。この結果、上記の被熱処理物は、加熱手段からの輻射熱や伝導熱に加え、この熱気により効率よく加熱される。
【００１１】
上記の流通空間は被熱処理物が投入されず、空洞状態となっているが、この流通空間は炉壁よりも内側に配置された筒状の第２加熱手段の内方に形成されるので、上記の収容空間に比べて占有体積がかなり少なく、例えば、炉内空間の１０％程度以下に設定される。
一方、上記の収容空間内には、上記の流通空間から熱気が良好に循環されるので、被熱処理物の収容量を多くしても良好に且つ均一に加熱される。この結果炉内全体としては、例えば炉内空間の７０％以上など、前記の従来技術に比べて多量の被熱処理物が収容される。
【００１２】
上記の第１連通部は、第２加熱手段の上部に透設してもよく、あるいはその上側に配置された上記の覆い部に透設してもよい。しかし、上記の第２加熱手段と覆い部との間に上部間隙を形成して、この上部間隙により上記の第１連通部を構成すると、第２加熱手段の上方に隙間をあけて覆い部を配置するだけで簡単に形成できるので、より好ましい。
【００１３】
上記の第２加熱手段の下部とその下側の少なくともいずれかに、上記の収容空間と流通空間とを連通する第２連通部を形成すると、収容空間の下部の熱気が流通空間を経て収容空間の上部へ良好に循環するので、より好ましい。
この場合、上記の第２加熱手段と底壁部との間に下部間隙を形成して、この下部間隙により上記の第２連通部を構成すると、第２加熱手段を底壁部から少し持ち上げるだけで簡単に形成することができ、好ましい。
【００１４】
上記の覆い部は、上記の流通空間に被熱処理物が投入されないように、この流通空間を覆うものであればよく、特定の形状や構造に限定されない。但し、この覆い部の上面を周辺に向かって下る傾斜面に形成すると、この覆い部の上面に落下した被熱処理物が、この上面を滑り落ちて上記の収容空間内へ円滑に案内されるので、好ましい。
【００１５】
上記の第１加熱手段と第２加熱手段は、炉内の被熱処理物を間接的に加熱できるものであればよく、配管等で構成してもよいが、これをパネル状に形成すると被熱処理物を均一に加熱できるうえ、加熱手段の表面が複雑な形状にならないので、乾留後に乾留チャーを収容空間から容易に取り出すことができ、好ましい。
【考案の効果】
【００１６】
本考案は上記のように構成され作用することから、次の効果を奏する。
【００１７】
(１)  収容空間に被熱処理物が多量に収容されていても、炉内の熱気が流通空間から収容空間の上部へ良好に流通して循環し、炉内の隅々にまで行き渡ることから、この熱気を介して加熱手段からの熱を被熱処理物へ良好に伝えることができ、しかも、炉内の上下で熱のかかり方を均等にすることができる。この結果、ゴム組成物等の被熱処理物を間接的に加熱して良質の炭化物や生成ガスを回収できるものでありながら、被熱処理物を効率よく且つ均一に加熱することができる。
【００１８】
(２)  上記の流通空間は収容空間に比べて占有体積がかなり少なく、一方、上記の収容空間には被熱処理物を多量に収容しても良好に加熱できることから、上記の流通空間を空洞の状態に維持しても、炉内全体としては、前記の従来技術に比べて被熱処理物の収容量を多くでき、熱処理効率を高めることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本考案の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１と図２は本考案の実施形態を示し、図１は乾留炉の概略構成を示す断面図、図２は覆い部近傍の一部破断斜視図である。
【００２０】
図１に示すように、この乾留炉(１)の炉壁(２)は、略円筒状の胴壁部(３)と伏椀状の上壁部(４)と平板状の炉底部(５)とからなる。上壁部(４)は胴壁部(３)の上端縁に保密状に固定してあり、平面視で中央に投入口(６)が開口され、この投入口(６)が開閉可能な蓋部(７)で保密状に蓋してある。廃タイヤ等のゴム組成物からなる被熱処理物(８)は、この蓋部(７)を開いて投入口(６)から乾留炉(１)内に投入される。また、上記の上壁部(４)の肩部にはガス回収配管(９)が透設してある。このガス回収配管(９)は図外の冷却装置や気液分離装置に連結してあり、乾留により炉内の被熱処理物(８)から発生した生成ガスは、このガス回収配管(９)から回収される。
【００２１】
上記の炉底部(５)は、胴壁部(３)の下端縁に対し水平方向および垂直方向へ移動可能に構成してあり、胴壁部(３)の下端開口を保密状に封止する底壁部(10)と、この底壁部(10)から側方に延設した排出部(11)とから構成される。上記の底壁部(10)には、例えば、電熱線等から成る底部加熱装置(12)が付設してある。また、上記の排出部(11)には、例えば直径が胴壁部(３)の下端開口よりも大きい開口を備えた、漏斗状の排出路(13)が上下に透設してある。乾留炉(１)内で生成された乾留チャーは、この排出路(13)から下方に配置された回収容器(14)へ排出される。
【００２２】
なお、上記の炉底部(５)を水平方向および垂直方向に移動させる構成は、特定の構造や装置に限定されないが、例えば台車やレール等から成る水平移動装置と、この水平移動装置を垂直方向に動作できる油圧シリンダ等から成る垂直移動装置とから構成することが考えられる。
【００２３】
上記の炉壁(２)のうち胴壁部(３)の内面には、略円筒形に形成したパネル状の第１加熱装置(15)が付設してあり、胴壁部(３)に透設された供給配管(16)と排出配管(17)とがこの第１加熱装置(15)に接続してある。この供給配管(16)と排出配管(17)は、図外の燃焼装置を介して互いに連通連結してあり、この燃焼装置で所定温度に加熱された高温の燃焼ガスが、上記の供給配管(16)を介して第１加熱装置(15)へ供給され、排出配管(17)から燃焼装置へ再循環される。
【００２４】
上記の第１加熱装置(15)よりも内側には、略円筒形に形成したパネル状の第２加熱装置(18)が配置してあり、この第２加熱装置(18)と上記の第１加熱装置(15)とは接続配管(19)を介して互いに連通連結してある。上記の供給配管(16)から第１加熱装置(15)に供給された高温の燃焼ガスの一部が、この接続配管(19)を介して第２加熱装置(18)内を流通する。
この第１加熱装置(15)と第２加熱装置(18)内を高温の燃焼ガスが流通することにより、乾留炉(１)内に投入された前記の被熱処理物(８)が間接的に加熱される。
【００２５】
上記の第１加熱装置(15)と第２加熱装置(18)との間には、上記の被熱処理物(８)を収容する収容空間(20)が形成してある。また、第２加熱装置(18)の内側には、炉内の熱気が流通する流通空間(21)が形成してある。この第２加熱装置(18)の上方には、上面が周辺に向かって下る傾斜面となった、笠状の覆い部(22)が付設してあり、この覆い部(22)により、上記の流通空間(21)への被熱処理物(８)の投入が防止されるようにしてある。
【００２６】
図２に示すように、上記の覆い部(22)は筒籠状の支持台(23)上端に固定してあり、この支持台(23)は４つの支持部材(24)により、上記の第２加熱装置(18)の上端に取り付けてある。この第２加熱装置(18)の上端と上記の覆い部(22)の下端縁との間には上部間隙(25)が形成してある。乾留炉(１)内の上部では、上記の収容空間(20)と流通空間(21)とがこの上部間隙(25)からなる第１連通部(26)を介して互いに連通してあり、流通空間(21)内の熱気がこの第１連通部(26)から収容空間(20)へ流出するようにしてある。
【００２７】
一方、図１に示すように、上記の第２加熱装置(18)の下端縁は、前記の底壁部(10)から僅かに持ち上げてあり、底壁部(10)との間に下部間隙(27)が形成してある。炉内の下部では、上記の収容空間(20)と流通空間(21)とがこの下部間隙(27)からなる第２連通部(28)を介して互いに連通してあり、収容空間(20)の下部の熱気の一部がこの第２連通部(28)から流通空間(21)へ流入するようにしてある。
【００２８】
次に、上記の乾留炉により被熱処理物を乾留する手順について説明する。
最初に、炉底部(５)の底壁部(10)を胴壁部(３)の下端に保密状に装着した状態で、前記の蓋部(７)を開いて投入口(６)から被熱処理物(８)を炉内に投入する。この投入口(６)から投入された被熱処理物(８)は、覆い部(22)の上面に案内されて前記の収容空間(20)内に収容され、流通空間(21)は空洞の状態に維持される。
【００２９】
なお、上記の被熱処理物(８)が例えば廃タイヤの場合には、その廃タイヤのビードワイヤを取り除いたのちチップ状に裁断したものが用いられる。これにより、炉内で各加熱装置(12・15・18)からの熱をチップ状のゴム組成物に対してのみ伝達して十分に乾留を行うことができ、また、粒径の大きい乾留チャーの形成を防止することができる。
【００３０】
次に、上記の投入口(６)を蓋部(７)で蓋したのち、図外の燃焼装置から供給配管(16)と接続配管(19)を介して上記の第１加熱装置(15)と第２加熱装置(18)に高温の燃焼ガスを供給し、収容空間(20)内の被熱処理物(８)を内外から間接的に加熱する。また、前記の底壁部(10)内の底部加熱装置(12)に通電して、上記の被熱処理物(８)を下方から加熱する。
【００３１】
これらの加熱により上記の被熱処理物(８)から発生した生成ガスや炉内の空気は、熱気となって炉内を上昇しようとする。収容空間(20)内には被熱処理物(８)が多量に収容してあるので、上記の熱気はこの収容空間(20)内を上昇するのが容易でない。しかし、上記の流通空間(21)は空洞状態に維持されているので、収容空間(20)の下部で高温となった熱気の一部は、前記の第２連通路(28)と流通空間(21)と第１連通路(26)を順に介して、収容空間(20)の上部へ流通して循環する。これにより、上記の熱気が乾留炉(１)内の隅々にまで行き渡り、収容空間(20)内の被熱処理物(８)が効率よく均等に加熱される。
【００３２】
上記の加熱により被熱処理物(８)から発生した生成ガスは、ガス回収用配管(９)から取り出されて、図外の冷却装置と気液分離装置で処理され、ガス成分とオイル成分に分離される。なお、得られたガス成分やオイル成分は、上記の燃焼装置の燃料として使用することができる。
【００３３】
上記の加熱により生成ガスが発生しきると、乾留炉(１)内に乾留チャーが残留する。この乾留チャーは、所定時間放置して炉内を冷却したのち、炉底部(５)を底壁部(10)から排出部(11)に切り替えることで、前記の排出路(13)から取り出されて前記の回収容器(14)に収容される。このとき、胴壁部(３)の内面にはパネル状の第１加熱装置(15)が配置してあるので、この乾留チャーは炉壁(２)に付着することなく、乾留炉(１)内から容易に取り出される。この取り出された乾留チャーは、上記の回収容器と共に図外の賦活処理装置へ搬送され、賦活処理されて活性炭にされる。
【００３４】
なお、上記の実施形態で説明した乾留炉は、本考案の技術的思想を具体化するために例示したものであって、炉壁や各加熱装置、覆い部などの形状、構造等をこれらの実施形態のものに限定するものではなく、本考案の実用新案登録請求の範囲内において種々の変更を加え得るものであり、また、被熱処理物も廃タイヤなどのゴム組成物に限定されないことはいうまでもない。
【００３５】
例えば、上記の実施形態では第１加熱装置をパネル状に形成して炉壁の内面に付設したが、本考案では第１加熱手段を配管で構成してもよく、炉壁内に付設してもよい。
上記の第２加熱手段は円筒状に限定されず、例えば角筒状であってもよい。
上記の実施形態では第１加熱装置と第２加熱装置とを接続配管を介して互いに連通連結したが、本考案では第２の供給配管と排出配管を炉壁や第１加熱手段に透設して、この第２供給配管と排出配管を第２加熱装置に接続してもよい。
上記の底部加熱装置は、電熱線以外の加熱手段を採用することができ、また、第１加熱手段と第２加熱手段により炉内の被熱処理物を十分に加熱できる場合は、この底部加熱装置を省略することも可能である。
【００３６】
上記の実施形態では、第２加熱装置の上・下端と覆い部や底壁部との間の間隙で第１連通路と第２連通路を構成したので、簡単に形成することができるが、本考案ではこれらの両連通路を第２加熱手段の上部と下部に透設してもよく、或いは、第１連通路を覆い部に透設してもよい。
また上記覆い部の形状は平板状など、笠状以外の形状であってもよい。この覆い部を第２加熱装置の上端に固定する支持構造は上記の支持台に限定されず、例えば覆い部の周縁に支持部材を固定してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本考案の乾留炉は、被熱処理物を間接的に加熱して良質の炭化物や生成ガスを回収できるものでありながら、しかも被熱処理物を効率よく且つ均一に加熱できるので、廃タイヤなどのゴム組成物の乾留に特に好適であるが、他の被熱処理物の乾留にも好適に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本考案の実施形態の、乾留炉の概略構成を示す断面図である。
【図２】本考案の実施形態の、覆い部近傍の一部破断斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…乾留炉
２…炉壁
８…被熱処理物
10…底壁部
15…第１加熱手段(第１加熱装置)
18…第２加熱手段(第２加熱装置)
20…収容空間
21…流通空間
22…覆い部
25…上部間隙
26…第１連通部
27…下部間隙
28…第２連通部
【図１】
0003110784.tif 000003
【図２】
0003110784.tif 000004