(57)【要約】【課題】加熱空間内の原料が外筒体と内筒体との間で咬み込みによる外筒体と内筒体の相対回転の際の回転負荷トルクを増大させることなく、外筒体の外部への原料の漏出を防止することができ、更に、加熱空間内の原料の充填率の向上を図ることができる回転炉のための原料漏出防止装置を提供する。【解決手段】水平な軸線ａのまわりに相対的に回転する内筒体１０と外筒体２０とを有し、外筒体２０に形成された加熱空間２３内で原料Ｍを加熱する回転炉のための原料漏出防止装置において、外筒体２０の軸線方向端部寄りに形成される開口筒部２１の領域で、外筒体２０と内筒体１０との間の半径方向空間を塞ぐ螺旋部材２４が内筒体１０の外周面と若干の隙間を残して外筒体２０内面に取り付けられている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平な軸線もしくは水平面に対して若干の傾斜角をもつ軸線のまわりに相対的に回転する内筒体と外筒体とを有し、外筒体に形成された加熱空間内で原料を加熱する回転炉のための原料漏出防止装置において、外筒体の軸線方向端部寄りに形成される開口筒部の領域で、外筒体と内筒体との間の半径方向空間を塞ぐ螺旋部材が内筒体外周面と若干の隙間を残して外筒体内面に取り付けられていることを特徴とする回転炉のための原料漏出防止装置。
【請求項２】
内筒体は原料供給管であり内部空間が外筒体内の加熱空間と連通していることとする請求項１に記載の回転炉のための原料漏出防止装置。
【請求項３】
外筒体は加熱空間の領域が開口筒部に比し大径に形成され、螺旋部材は該加熱空間内に若干突入して設けられていることとする請求項１に記載の回転炉のための原料漏出防止装置。
【請求項４】
内筒体と外筒体の少なくとも一方が原料搬送手段を内蔵していることとする請求項１に記載の回転炉のための原料漏出防止装置。
【請求項５】
外筒体は、螺旋部材よりも軸線方向外側位置に、内筒体との間に気体シールを有していることとする請求項１、請求項４そして請求項５のいずれか一項に記載の回転炉のための原料漏出防止装置。
【請求項６】
螺旋部材は加熱空間寄り部分が軸線方向外側となる開口端部側部分に比し小ピッチで形成されている請求項１、請求項３そして請求項５のいずれか一項に記載の回転炉のための原料漏出防止装置。
【請求項７】
螺旋部材は多重らせん状に形成されていることとする請求項１、請求項３そして請求項６のいずれか一項に記載の回転炉のための原料漏出防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水平な軸線もしくは水平面に対して若干の傾斜角をもつ軸線のまわりに相対的に回転する内筒体と外筒体とを有し、外筒体に形成された加熱空間内で原料を加熱する回転炉のための原料漏出防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉱物を粗砕して得られる粒塊鉱物又は各種の無機或いは有機物質を混合・成形して作ったペレット等の粒塊状物を原料として高温下で加熱処理する加熱炉装置においては、水平な軸線若しくは水平面に若干の傾斜角をもつ軸線のまわりに回転する横型の回転炉が知られている。
【０００３】
この回転炉は、加熱空間が形成され上記軸線まわりに回転する外筒体と、該外筒体と同軸上に設けられ非回転もしくは外筒体に対して相対回転する内筒体とを有している。内筒体は、その一端の供給開口から上記外筒体の加熱空間内へ原料を供給するための原料供給管として供する。軸線方向で上記内筒体の供給開口に対応して外筒体の端部寄りに形成された開口筒部の領域では、上記外筒体は、通常、加熱空間を形成する領域よりも内径が小さく形成されているが、相対回転の際に、上記開口筒部の内周面と内筒体の外周面が非接触回転できるように、しかも製作上不可避な偏心あるいは非真円性に起因する振れ等をも許容するよう考慮して比較的大きな隙間をもって配設されている。かくして、上記内筒体から上記外筒体の加熱空間内に供給された原料は、上記外筒体の回転により周方向に転動しながら、上記軸線の傾き或いは上記加熱空間内に設けられた搬送手段によって軸線方向に排出口に向け搬送されながら加熱処理される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の回転炉においては、外筒体の開口筒部の領域では、該外筒体と内筒体は上述したような比較的大きな隙間をもって配設されなければならない。該外筒体内の内筒体供給開口近傍は、内筒体からの供給部位であるので、加熱空間の奥部に比べて比較的多くの原料が在るため、上記転動の際に原料が上記隙間に侵入しやすく外筒体の外部へ漏出してしまう。この漏出を防止するために、たとえ上記隙間を小さくしたとしても、外筒体と内筒体が非接触となるためには最小限隙間は必要であるので、外筒体と内筒体との間に原料が咬み込まれて圧密された状態のままとなって内筒体と外筒体の相対回転時の回転負荷トルクを増大させる。
【０００５】
又、外筒体内における加熱処理を効果的に行なえるように、加熱空間内の原料の充填率は低いものであるが、このように充填率を低い範囲としてもその範囲の上限付近である場合には、上述したように原料が転動の際に外筒体内で上方へ掻き上げられた後に落下するので、その落下する原料が上記外筒体と上記内筒体との間に侵入し、上記の原料の漏出や圧密の問題は生じてしまう。この問題を防止するためには、充填率をさらに低く抑えなければならず、加熱処理能力の低下を招くこととなる。
【０００６】
そこで、本発明は、加熱空間内の原料が外筒体と内筒体との間で咬み込まれて外筒体と内筒体の相対回転の際の回転負荷トルクを増大させることなく、外筒体の外部への原料の漏出を防止することができ、更に、加熱空間内の原料の充填率の向上を図ることができる回転炉のための原料漏出防止装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記目的は、水平な軸線もしくは水平面に対して若干の傾斜角をもつ軸線のまわりに相対的に回転する内筒体と外筒体とを有し、外筒体に形成された加熱空間内で原料を加熱する回転炉のための原料漏出防止装置において、外筒体の軸線方向端部寄りに形成される開口筒部の領域で、外筒体と内筒体との間の半径方向空間を塞ぐ螺旋部材が内筒体外周面と若干の隙間を残して外筒体内面に取り付けられていることによって達成される。
【０００８】
かかる本発明にあっては、外筒体の開口筒部の領域で、内筒体と該外筒体との間に原料が侵入してきても、上記外筒体の回転により、上記外筒体に取り付けられた螺旋部材の螺旋面が上記内筒体と上記外筒体の開口筒部との間の原料を加熱空間に向けて押し戻す。又、外筒体に取り付けられた螺旋部材と内筒体外周面との間の若干の隙間は、軸線方向での幅が狭くかつ位置が該軸線方向に移動するので、原料は、この隙間に咬み込まれて圧密された状態のままとならずに、上記外筒体の開口筒部の領域での上記外筒体の螺旋部材取り付け基部に落下し、上述のように螺旋部材の螺旋面によって加熱空間に向けて押し戻される。
【０００９】
本発明においては、内筒体は例えば原料供給管であり内部空間が外筒体内の加熱空間と連通していることもでき、原料を内筒体から外筒体の加熱空間へ供給する。
【００１０】
又、外筒体は加熱空間の領域が開口筒部に比し大径に形成されていると、加熱空間での原料充填率の向上を図ることができ、その際、螺旋部材は該加熱空間内に若干突入して設けられていると、内筒体と外筒体との間の原料を加熱空間に向けて確実に押し戻すことができる。
【００１１】
更に、内筒体と外筒体の少なくとも一方は、搬送を確実そして効率よく行なうために、らせん体、コンベア、プッシャ等の原料搬送手段を内蔵していてもよい。
【００１２】
又、外筒体は、螺旋部材よりも軸線方向外側位置に、内筒体との間に気体シールを有していることが、加熱空間で生じた灰分等を含有するガス流の外筒体外部への漏れを防止できるので、好ましい。
【００１３】
更に、内筒体と外筒体との間に侵入してきた原料を加熱空間に向けて早期に押し戻すためには、螺旋部材は加熱空間寄り部分が軸線方向外側となる開口端部側部分に比し小ピッチで形成されていること、若しくは、螺旋部材は多重らせん状に形成されていることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に関して、添付図面に基づき説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態にかかる回転炉のための原料漏出防止装置の概略構成を示す図である。
【００１６】
本実施形態における回転炉は、横型の回転炉であって、鉱物を粗砕して得られる粒塊鉱物又は各種の無機或いは有機物質を混合・成形して作ったペレット等の粒塊状物を原料として高温下で加熱処理するための炉である。本実施形態の回転炉は、図１に示すように、水平もしくは水平面に対し若干の傾斜角をもつ軸線ａを中心として内筒体１０に対し相対的に回転する外筒体２０を有している。
【００１７】
内筒体１０は、外筒体２０と同一軸線ａ上で非回転に固定配置されている。本実施形態では、内筒体１０は、その一端（図において右端）の供給開口１１から外筒体２０内へ原料Ｍを供給するための原料供給管として供している。なお、内筒体１０は、外筒体２０に対して相対回転するようになっていてもよい。
外筒体２０は、上記内筒体１０に対し同心に配される開口筒部２１とそれよりも奥部（図にて右方部）にあって該開口筒部２１よりも大径に形成された加熱筒部２２とを有しており、該加熱筒部２２は図示しない手段により外部から加熱されている。この外筒体２０は、軸受等の支持部材３０によって支持され、図示しない駆動手段から駆動力を受けて回転している。そして、上記加熱筒部２２内は加熱空間２３を形成し、その底部に供給された原料Ｍは外筒体２０の回転により上記加熱空間２３内で転動しながら加熱処理を受ける。本実施形態では、上記加熱筒部２２は開口筒部２１に対して段状に大径となっているが、両者は同径でもよい。しかしその際は、原料の開口筒部２１側への逆行を防止するように、図にて軸線ａが右下がりの傾きをもった筒部としておくことが好ましい。上記開口筒部２１の内周面と内筒体１０の外周面は、両筒体１０，２０の相対回転の際に、接触して回転に支障が生じないように、しかも製作上不可避な偏心あるいは非真円性に起因する振れ等をも許容するよう考慮して比較的大きな半径方向空間を周方向に形成している。この大きな半径方向空間で加熱空間２３内の原料が逆行して漏出することを防止するように、上記外筒体２０は、開口筒部２１の内側に後に詳述する螺旋部材２４を有している。この螺旋部材２４は開口筒部２１の内面に取り付けられている。又、外筒体２０は、螺旋部材２４よりも軸線方向外側位置に、図示の例では開口筒部２１の開口縁部に、内筒体１０との間に気体シール２５を有しており、加熱空間２３で生じた灰分等を含有するガス流が外筒体２０外部へ漏れることを防止するようになっている。
【００１８】
螺旋部材２４は、上記内筒体１０と外筒体２０の開口筒部２１の間の半径方向空間を塞ぐようにそして内筒体１０の外周面と非接触となるように該内筒体１０の外周面と若干の隙間を残す状態で外筒体２０の開口筒部２１の内周面に溶接等によって取り付けられている。この螺旋部材２４は、加熱空間２３から原料の一部が開口筒部２１へ乗り上げて開口筒部２１の内周面と内筒体１０の外周面との間の上記半径方向空間に侵入してきたとき、この原料に対し、外筒体２０の回転により、加熱空間２３に向けて戻すような方向Ａの搬送力を生じる。本実施形態では、螺旋部材２４は、軸線方向では加熱空間２３内に若干突入して設けられ、内筒体１０と開口筒部２１との間に入ってきた原料を加熱空間２３へより確実に押し戻すことができるようになっている。かくして、外筒体２０の開口筒部２１の領域で内筒体１０と上記開口筒部２１との間に侵入してきた原料が外筒体２０の外部へ漏出することが防止される。
【００１９】
かくして、内筒体１０から外筒体２０の加熱空間２３内に供給された原料Ｍは、外筒体２０の回転に伴い周方向に転動しながら、軸線ａの若干の傾きによって軸線方向Ａに排出口に向け（図では右方へ）搬送されながら加熱処理される。
【００２０】
ここで、上記螺旋部材２４による侵入原料の戻し作動について、改めて詳述する。
【００２１】
外筒体２０に取り付けられた螺旋部材２４の内縁と内筒体１０の外周面との間の若干の隙間の位置は外筒体２０の回転に伴い軸線方向に移動する。上記隙間は軸線方向での幅が狭いので、原料が、この隙間に咬み込まれて一時的に圧密されても、この状態を維持せず、この隙間の軸線方向移動に伴い隙間から外れて螺旋部材２４の取り付け基部に落下する。しかる後、原料は上述のように螺旋部材２４の螺旋面によって加熱空間２３に向けて押し戻される。従って、加熱空間２３内の原料が外筒体２０の開口筒部２１と内筒体１０との間で咬み込まれて外筒体２０と内筒体１０の相対回転時の負荷トルクを増大させることもない。
【００２２】
又、気体シール２５は、図示の例では、外筒体２０の開口筒部２１と内筒体１０との間の半径方向空間の半径寸法より大きくしかも周方向に複数に分割されたシール板を開口筒部２１の開口縁に回動自在に取り付け、かつ複数のシール板が周方向に順に重なり部をもって配置されている。かくして、この気体シール２５は内筒体１０と軽く摺接しながら機密性を保つ。この形式の気体シール自体は公知であり、本発明においては、この形式の気体シールに限定せず、パッキン、ラビリンスシール等他の公知の形式のものであってもよい。
【００２３】
かくして、本実施形態によれば、原料の漏れや圧密の心配がないので、加熱空間内の原料は、図示のレベルよりも、更に上方のレベルまで原料を充填でき、充填率の一層の向上も図ることができる。
【００２４】
尚、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で様々な変形或いは変更が可能である。
【００２５】
例えば、内筒体１０と外筒体２０の加熱筒部の少なくとも一方には螺旋体、コンベア、プッシャ等の原料搬送手段を内蔵して備えていてもよい。これにより、原料の搬送が確実そして効率よく行なわれる。特に、内筒体及び外筒体の軸線が水平な場合に用いるとよい。
【００２６】
又、螺旋部材２４は、本実施形態では螺旋が等ピッチとなっているが不等ピッチであってもよい。その際、螺旋部材の加熱空間寄り部分を軸線方向外側となる開口端部側部分に比し小ピッチで形成、若しくは、螺旋部材を多重らせん状に形成すると、内筒体と外筒体の開口筒部との間に侵入してきた原料を加熱空間に向けて早期に押し戻すことができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外筒体の開口筒部の領域で、内筒体と該外筒体との間に原料が侵入してきても、上記外筒体の回転により、上記外筒体に取り付けられた螺旋部材の螺旋面が上記内筒体と上記外筒体の開口筒部との間の原料を加熱空間に向けて押し戻すので、外筒体の外部への原料の漏出を防止することができ、更にはこれに伴い、加熱空間内の原料の充填率の向上を図ることができると共に、加熱空間内の原料が外筒体と内筒体との間で咬み込まれて外筒体と内筒体の相対回転の回転トルクを増大させることがない。
【００２８】
又、外筒体に取り付けられた螺旋部材と内筒体の外周面との間の若干の隙間に一時的に原料が咬み込まれても、該隙間は軸線方向での幅が狭くかつ位置が該軸線方向に移動するので、原料は、この隙間に咬み込まれて圧密された状態のままとならずに、螺旋部材取り付け基部に落下し、上述のように螺旋部材の螺旋面によって加熱空間に向けて押し戻されるので、漏出防止に際して何の支障ともならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる回転炉のための原料漏出防止装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１０　内筒体
１１　供給開口
２０　外筒体
２１　開口筒部
２３　加熱空間
２４　螺旋部材
２５　気体シール
Ｍ　原料
ａ　軸線
【図１】
2004060931.tif 000003