(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性炭を製造するための回転管状炉に使用される回転チューブ（１）において、該回転チューブ（１）が、作動状態において該回転チューブ（１）を安定させるための少なくとも１つの補強エレメント（８）をその外側部分に具備すること、
少なくとも１つの補強エレメント（８）が、溶接接合（９）を介して前記回転チューブに溶接されること、
前記回転チューブ（１）がさらに、バッチ（４）の循環及び混合のために、前記回転チューブ（１）の内側空間（２）に配置される混合エレメント（３）を具備すること、
前記混合エレメント（３）が、該回転チューブ（１）を径方向に貫通し、該回転チューブ（１）の外側で該回転チューブ（１）に溶接されること、
該回転チューブ（１）が、前記混合エレメント（３）の固定部（６）を受容する貫通孔（５）を有し、該固定部（６）が該回転チューブ（１）の外側で該回転チューブに溶接されること、
前記補強エレメント（８）が、該回転チューブ（１）の外側に突出する前記混合エレメント（３）の固定部（６）に該回転チューブ（１）の外側で接続されること、且つ、
前記補強エレメント（８）が、前記固定部（６）に溶接結合（９）によって接続されることを特徴とする回転チューブ。
【請求項２】
前記補強エレメント（８）が、前記回転チューブ（１）がその断面において及び／若しくはその長さ方向において安定化するように形成されること、且つ／又は、前記補強エレメント（８）が、前記回転チューブの回りの周方向に、前記回転チューブ（１）の回転軸に関して垂直に若しくは傾斜して延出することを特徴とする請求項１記載の回転チューブ。
【請求項３】
前記補強エレメント（８）が、前記回転チューブ（１）に関して同軸に配置されること、且つ／又は、前記補強エレメント（８）が、前記回転チューブの周囲にわたって完全に若しくは部分的に延出すること、且つ／又は、前記補強エレメント（８）がリブ状若しくは螺旋形状であり、若しくは環状に形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の回転チューブ。
【請求項４】
前記補強エレメント（８）が、回転チューブ（１）に沿って軸方向に延出すること、且つ／又は、前記補強エレメント（８）が、少なくとも本質的に方形断面を有すること、且つ／又は、前記補強エレメント（８）が溶接接続（９）を介して前記回転チューブ（１）に接続されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の回転チューブ。
【請求項５】
前記回転チューブ（１）が、複数の補強エレメント（８）を有し、補強エレメント（８）の数が、２〜１０個であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の回転チューブ。
【請求項６】
前記補強エレメント（８）が、鋼の形の金属からなり、前記補強エレメント（８）が前記回転チューブ（１）と同じ材料からなること、且つ／又は、前記補強エレメント（８）及び前記回転チューブ（１）が、高温耐性を有する鋼からなること、且つ／又は、複数の環状補強エレメント（８）が、高温耐性を有する鋼からなること、且つ／又は、前記補強エレメント（８）が、前記回転チューブ（１）の外周方向に延出し及び／若しくは回転チューブ（１）の回転軸に関して垂直方向に延出し、前記補強エレメント（８）が前記回転チューブ(１)の長手方向に沿って配置され、及び／若しくは、補強エレメント（８）がお互いに均一な間隔で配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の回転チューブ。
【請求項７】
前記補強エレメント（８）が、冷却エレメント又は冷却本体として形成され、前記補強エレメント（８）が冷却リブを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の回転チューブ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の回転チューブ（１）を有する活性炭の製造のための回転管状炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段部分に記載されたような特に活性炭を製造するための回転管状炉の回転チューブに関し、且つ回転チューブを有する回転管状炉に関する。さらに、本発明は、活性炭を製造するための前記回転チューブ又は回転管状炉の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
活性炭は、高い通常の吸着特性の故に、ほとんどの領域で吸着剤として使用されている。法定状態だけでなく、環境に関する責任意識の向上は、活性炭の要求を成長させている。
【０００３】
これに関連して、活性炭は、民間用及び軍事用に両方においてその使用が上昇している。民間領域において、活性炭は、例えば、ガスの品質向上、空調装置のフィルタ装置、自動フィルタ等に用いられると同時に、軍事領域において、全ての種類（防毒マスク、防護カバー及び例えば防護服等の全ての種類の防護衣類）において使用される。
【０００４】
活性炭は、一般的に、炭素を含む開始部材の炭化（同義的には、いぶすこと、熱分解又はコークス化）及び活性化によって得られる。これに関連して、これらの開始材料は、経済的に合理的な生産品となることが望ましい。これは、炭化の間、揮発性成分が排除されること、活性化の間、燃焼されることによる重量損失が著しいことが理由である。活性炭の製造に関するさらなる詳細については、下記する非特許文献１を参照してもらいたい。
【非特許文献１】H．ｖ．キエンレ及びＥ．ベーダー「活性炭及びその工業的使用」エンケ出版、シュトゥットガルト、１９８０年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
製造された活性炭の品質、微細多孔性又は目の粗い多孔性、固体、又は断片性等は、炭素含有（炭素質の）開始材料による。最近の開始材料は、例えばココナッツシェル、木屑、ピート、無煙炭、ピッチだけでなく、例えばとりわけ粒状又は球状の形状をした活性炭の製造において重要な役割を演じるスルフォン化ポリマー等のプラスチックがある。
【０００６】
活性炭は、１９７０年代終わり以来、粉状炭、破片炭、粒状活性炭、形成炭、又は、粒状及び球状活性炭（「粒状炭」及び「球状炭」として知られる）という種々の形状で使用されている。粒状、特に球状活性炭は、活性炭の他の形状と比較して、特別な用途にも使用することができ、又は不可欠な一連の利点を有する。粒状活性炭、特に球状活性炭は、その特別な形状だけでなく、極端に高い摩耗抵抗の故に、化学毒に対する防護服又は一般的な空気量において低い濃縮率の有害物に関する表面フィルタ部材に使用することができる。
【０００７】
活性炭、特に粒状活性炭及び球状活性炭の製造は、多くの場合、適当なポリマーに基づいている。スルフォン化ポリマー、特にジビニルベンゼンで架橋されたスルフォン化スチレンポリマーが、使用されることが好ましく、この場合、硫酸塩が硫酸又は発煙硫酸の存在において、自然の状態においてですら、達成することができる。適当な開始材料は、例えばイオン交換樹脂又はそれらの先駆物質であり、それらはジビニルベンゼンで架橋されたポリスチレン樹脂であり、硫酸基がすでに最終的なイオン交換体の場合に、その材料に存在し、またイオン交換先駆物質の場合、硫酸塩によって導かれる。硫酸基は、それらが炭化の間、排除されることにおいて架橋剤の役割をするように思われるので、臨界機能を実行する。しかしながら、大量の二酸化硫黄が放出され、製造装置において腐食問題が生じるので、それらが不利益点及び困難性となる。
【０００８】
活性炭の製造は、通常回転管状炉において実行される。これらは、例えば、炉開始時に原材料を充填するための供給点と、炉終了時に最終製品を取り出すための放出点を有する。
【０００９】
従来技術による活性炭の製造の通常の工程において、炭化及び活性化の両方は、回転チューブにおいて非連続的に実行される。
【００１０】
予備炭化又は予備燻し段階によって先ず行われる炭化において、炭素含有開始材料の炭素への転換が実行される。言い換えると、開始材料は炭化される。上述したスチレン及びジビニルベンゼンに基づき、架橋機能化学基を有する有機ポリマーの炭化の間、それらの熱分解が遊離基及び架橋に導かれる場合に、硫酸基、官能化学基、特に硫酸基が破壊されると同時に、二酸化硫黄等の揮発物が放出され、遊離基が形成され、熱分解残留物（炭素）なしに高い架橋がもたらされる。上述したような適当な開始材料は、イオン交換樹脂（例えば、硫酸スチレンジビニルベンゼン共重合体に基づくカチオン交換樹脂のような硫酸基を有する陽イオン交換樹脂又は酸イオン交換樹脂）、又は、それらの先駆物質（言い換えると、例えば硫酸及び／若しくは発煙硫酸のような適当な硫酸化剤によって、炭化の前又は間に硫酸化される非硫酸化イオン交換樹脂）である。一般的に、熱分解は、不活性環境下（例えば、窒素）又はほんの少しの酸素を有する環境下において実行される。比較的小さい量の酸素を、空気の形で（例えば、１％〜５％）、不活性環境に付加することは、高温（例えば、５００℃〜６５０℃の範囲内）で炭化する間、同様な利点を有するので、炭化されたポリマー構造の酸化を実行でき、それによって活性化を容易に行うことができるものである。
【００１１】
炭化の間に排除される酸反応製造物（例えば、二酸化硫黄）のために、活性炭を製造する工程におけるこの段階は、炉材料に関して極端に腐食させるものであり、回転管状炉の材料の腐食抵抗に関して厳しい要求がなされる。
【００１２】
炭化に続き、炭化された開始材料の活性化が行われる。活性化の基本的原理は、それぞれが燻されている間に生じる炭素の一部を、適当な状態下で制御された方法で、破壊することである。これは、大きな数の細孔、スプリット及びクラックを発生させ、且つ重量単位に関する活性炭表面を顕著に増加させる。それゆえに、活性化の間、炭素の制御された燃焼が実行される。炭素が、活性化の間、破壊されるので、この工程において、物質の顕著な損失が、最善の状態下において、部分的に発生し、多孔性が上昇し、活性炭の内側表面（多孔量）が上昇することを示している。それゆえに、活性化は、選択され又は制御された酸化状態下において実行される。通常の活性ガスは、一般的に空気の形をした酸素、水蒸気及び／若しくは二酸化炭素、またはこれらの活性ガスの混合気である。不活性ガス（例えば、窒素）が、適当に前記活性ガスに付加される。技術的に十分に高い反応率を達成するために、活性化は一般的に相対的に高い温度、特に７００℃〜１２００℃、好ましくは、８００℃〜１１００℃の範囲の温度で実行される。これは、回転管状炉の材料が、温度抵抗に関して高い要求を満足させる必要が生じるものである。
【００１３】
回転管状炉の材質は、したがって炭化段階での高い耐腐食性と活性化段階での高い耐熱性を有する必要があるので、これらの材質のみが、良好な高温腐食抵抗を有する回転管状炉を製造するために用いられる。換言すれば、特に、化学的に攻撃的な物質に対する良好な耐久性、特に単一の材質で良好な腐食抵抗と良好な温度抵抗を合わせ持つ鋼が用いられる。
【００１４】
通常、回転チューブに用いられる材質、特に鋼の高温度抵抗にも拘わらず、１２００℃以上に達する活性炭の製造時での高い作動温度は、これらの材質又は鋼を相対的にやわらかくし、寸法安定性を喪失し、機械的変形に関して影響を受けやすくなる。活性炭の製造において、圧力差と圧力変動は、採用された方法においてもともと生じる。このことは、一方において、ガスの分解産物が発生し、他方において、反応ガスやプロセスガスが供給され、作業が異なる圧力条件下（例えば、大気圧下、減圧下、真空下）で実行され、この場合に活性炭を製造する方法の全期間に亘って圧力条件が一定に保つことができないという事実による。この結果、時々、作動状態においてかなりの圧力差と圧力変動が回転チューブの変形を引き起こす。これは、回転チューブ装置の損傷や早期の素材疲労を招き、他方において、結果として工程管理と工程制御が非常に困難になる。
【００１５】
したがって、本発明の１つの目的は、上述した従来技術の不都合を少なくとも部分的に回避、又は、軽減しつつ、特に活性炭の製造に適した装置又は回転チューブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した課題を解決するために、本発明は、請求項１に基づく回転チューブを提案する。さらに、有利な改良点は、関連する従属項の主題である。
【００１７】
本発明の更なる主題は、本発明の回転チューブより成る請求項９に基づく回転チューブ炉である。
【００１８】
本発明の更なる主題は、請求項１０に基づく活性炭を製造する本発明に係る回転チューブ又は回転管状炉の使用である。
【００１９】
本発明の第１の態様に基づく本発明の主題は、したがって、回転チューブ、特に活性炭を製造するための回転管状炉であり、回転チューブは、作動状態での回転チューブを安定化させる少なくとも１つの補強エレメントを外部に設ける。したがって、作動状態で寸法安定であり、特に、極度の温度条件の下で変形に対して高い耐性を有する補強エレメントを備えた回転チューブが提供される。
【００２０】
これは、本出願人が、回転チューブがその外側に又は外周壁に少なくとも１つの補強エレメント、好ましくは、複数の補強エレメントを設ける場合に、以外にも、回転チューブの機械的安定性又は寸法安定性が作動中、特に（例えば、活性炭の製造中に発生するような）極端な条件において、相当改善できることを発見したためである。
【００２１】
回転チューブは、その結果、機械的変形によりよく耐えることができ、顕著な圧力差や圧力変動でさえ耐えることができ、したがって、作動中でも寸法安定性がある。本発明に係る回転チューブは、したがって、早期の素材疲労を低減して耐用年数を向上させることができる。この結果として、工程管理と工程制御が容易になる。
【００２２】
本発明の更なる利点、特性、態様、特殊性、特徴は、図面に表示された好適な実施例の以下の記述から明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明の実施例について図面により説明する。
図１，２Ａ，２Ｂ，及び図３Ａ〜３Ｃは、活性炭を製造するための回転管状炉に用いられる本発明に係る回転チューブ１を示す。図面から明らかなように、本発明に係る回転チューブ１は、作動中に回転チューブ１を安定化させるために少なくとも１つの補強エレメント８が外側に設けられている。
【００２４】
また、図１，２Ａ，２Ｂ及び３Ａ〜３Ｃから明らかなように、回転チューブ１の内部空間２に置かれたバッチ４の循環又は混合のための混合エレメント３は、回転チューブ１の内部空間２に配されている。本発明によれば、混合エレメント３は、例えば、原料ガイド板として設計された循環又は反転プレートである。回転チューブ１は、混合エレメント３の固定部６を受容する貫通孔５を有している。混合エレメント３の固定部６は、好ましくは回転チューブ１にその外側で溶接される。換言すれば、本発明においては、混合エレメント３が回転チューブ１を径方向に貫通するように設けられ、回転チューブ１に対して、特に外部から又は外部で溶接される。
【００２５】
回転チューブ１は、特に、２００４年７月２４日のＤＥ１０２００４０３６１０９．６の記述と同様に設計してもよい。この文献の全ての開示内容は、参照することにより本件に含まれる。
【００２６】
補強エレメント８に関して、特に、回転チューブが作動中に高温及び顕著な圧力変動又は圧力差に晒されるとき、補強エレメントは回転チューブ１の機械的安定性をもたらす。したがって、少なくとも１つの補強エレメント８を有する本発明によって装備された回転チューブ１により、特に作動中において、従来技術に比べて変形に対する回転チューブ１の著しく改善された寸法安定性又は耐性が確保される。
【００２７】
補強エレメント８は、回転チューブ１がその断面において、且つ／又はその長手方向において安定化するように設計されるとよい。図１及び図２Ａ、２Ｂに示されるように、補強エレメント８は、回転チューブ１の回りの周辺に延設するとよい。この場合、補強エレメント８は、例えば、回転チューブ１の回転軸に対して垂直又は傾斜させて延設してもよい。その結果、回転チューブ１の断面の補強又は安定性が満される。ここで、「周辺に」とは、回転チューブ１の外側又は外壁に補強エレメント８を円周配置することである。
【００２８】
補強エレメント８の配置に関して、本発明に係る好適な実施形態において、補強エレメント８は、図１及び図２Ａに示されるように、回転チューブ１に対して同軸上に配されている。補強エレメント８と回転チューブ１とは、したがって、断面において互いに同心円状に配置されている。
【００２９】
さらに、図１及び図２Ａの詳細ａ）〜ｄ）の拡大図が、補強エレメント８が回転チューブ１の周囲上を好ましくは少なくともほぼ完全に延設されていることを明らかにしている。しかし、本発明の適用範囲内で、補強エレメント８が回転チューブ１の周囲上に部分的に延びること、例えば、断片状の態様で延びることも同様に可能である。
【００３０】
図１及び図２Ａは、本発明に係る特に好適な実施例として、補強エレメント８が環状であることを示す。このケースにおいて、補強エレメント８は、例えば、環状フランジとして、又は、中空のシリンダの形態として設計されてもよい。補強エレメント８が回転チューブを安定化させるように回転チューブ１の外壁に対して近接して位置することを保証するために、補強エレメント８の内径は、少なくとも回転チューブ１の外径に基本的に対応させるべきである。
【００３１】
本発明は、管状エレメント８の環状又は中空円柱状のデザインに限定されるものではない。したがって、例えば、リブ状、又は、螺旋状に補強エレメント８を設けてもよい。補強エレメントが螺旋状の場合、補強エレメント８は、回転チューブの長手方向で該回転チューブ１の周囲に螺旋状になるように延設する。この実施例においても、図示されていないが、補強エレメント８と回転チューブ１は、互いに同軸状に形成又は配置するとよい。
【００３２】
本発明に係る他の実施例において、補強エレメント８は、回転チューブ１に沿って軸方向に延設してもよい。その結果、特に、長手方向において回転チューブ１の安定性が達成される。この場合に、補強エレメント８は、特に回転チューブ１の全長に亘って延ばしてもよい。補強エレメント８の軸方向の配置に関して、本実施例では、図示されていないが、補強エレメント８を、例えば、回転チューブの外壁上に該回転チューブ１の回転軸又は長手方向の軸に対して平行に配置するとよい。
【００３３】
図１、図３Ａ，３Ｂ，３Ｃに示されるように、補強エレメント８は、例えば、少なくともほぼ方形断面を有し、その補強エレメント８の断面は、補強エレメント８の放射面でのある部分についての断面である。補強エレメント８の断面の高さと幅は、広い制限内で変化させてもよい。好ましくは、補強エレメント８の高さと幅は、例えば、０．５cm〜１０cm、より好ましくは、０．５cm〜８cm、さらに好ましくは、１cm〜６cm、特に好ましくは、１cm〜５cm。本発明において、断面を、例えば、正方形にしてもよい。しかし、補強エレメント８の断面の高さと幅は異ならせてもよい。この場合、補強エレメント８の断面の高さが幅よりも大きいことが好ましい。しかし、本発明において、補強エレメント８の断面がほぼ円形、又は、例えば環状に閉じられたスチールワイヤのように輪状に設計することも基本的に可能である。
【００３４】
好ましくは、本発明において、補強エレメント８は、図１，２Ａ，２Ｂ，３A〜３Cに示されるように、溶接継手９を介して回転チューブ１に溶接されている。それによって、一方において、補強エレメント８と、他方において、回転チューブ１との間に永久接続が形成される。本発明の好適な実施例において、溶接継手９は、特に図１の詳細ａ）〜ｄ）の拡大図及び図２Ａに見られるように、補強エレメント８の回転チューブ１との接触ラインに沿って、障害なく形成される。しかし、代わりに、回転チューブ１に補強エレメント８を永久固定するために、補強エレメント８と回転チューブ１との部分的又は断片的な溶接継手９、又は、溶接継手９のスポット状の形成も可能である。
【００３５】
本発明において、図２Ｂや図３Ａの詳細拡大図に見られるように、溶接継手９が少なくとも２つの溶接層９ａ，９ｂを有するようにしてもよい。これは、言わば、溶接層９ａ，９ｂを備えた二重溶接継手９である。各々の溶接層９ａ，９ｂのために異なる素材を用いてもよい。これに関連する実施例として、回転チューブ１に対する混合エレメント３の固定部６の溶接に関して、参考文献を以下の実施例に用いることができる。
【００３６】
補強エレメント８と回転チューブ１との間の更に他の結合タイプは、当業者にとって充分に知られている。この点について、例えば、ねじ留め、リベット打ち等があげられる。しかし、本発明において、補強エレメント８と回転チューブ１との結合は、回転チューブ１のケースを貫通しないようにすることが好ましい。
【００３７】
図１に見られるように、回転チューブ１は、複数の補強エレメント８を具備してもよい。この場合には、補強エレメント８の数としては、特に２〜１０、好ましくは、２〜８、特に好ましくは３〜６にするとよい。この場合に、補強エレメント８は、均一な間隔を開けて、又は、互いの等距離であることが好ましい。本出願の期間が許す限り、又は、個々のケースのために、補強エレメント８を不均等にしてもよい。したがって、例えば、特に高応力にさらされる回転チューブ１の部分では、回転チューブ１の単位長さ当たりに多くの補強エレメント８を固定することが考慮される。
【００３８】
補強エレメント８は、金属、好ましくは鋼で構成するとよい。本発明において好ましくは、補強エレメント８が回転チューブ１と同様の素材で構成されるとよい。補強エレメント８又は回転チューブ１は、特に、好ましくは、高温に対して耐久性のある鋼で構成されるとよい。同一素材のため、補強エレメント８と回転チューブ１は少なくともほぼ同じ膨張率を有する。このため、作動状態において、換言すれば、非常に高温においても、補強エレメント８と回転チューブ１の異なる膨張動作のために付加的な材料応力が生じない。しかも、溶接継手の成形性が改善される。
【００３９】
さらに、本発明において、最適温度制御のために、又は、回転チューブ１の冷却動作の改善のために、補強エレメント８を冷却エレメント又は冷却体として設計してもよい。この実施例において、補強エレメント８は、表面積拡大のために、補強エレメント８および引いては回転チューブ１との良好な方熱動作を行う冷却リブに追加的に設けてもよい。
【００４０】
上述し、図１，２Ａ，２Ｂ、図３Ａ〜３Ｃに示されるように、バッチ４の循環又は混合のための混合エレメント３、例えば反転プレートは、回転チューブ１の内部空間２に収容してもよい。この場合に、混合エレメント３は、回転チューブ１を径方向に貫通すると共に、特に回転チューブ１にその外側で溶接するとよい。このために、回転チューブ１は、混合エレメント３の固定部６を受容する貫通孔５を有し、固定部６は回転チューブ１にその外側で溶接される。
【００４１】
図１の詳細ａ）〜ｄ）の拡大図が示すように、補強エレメント８は、種々の方法で回転チューブ１に設けられてもよい。
【００４２】
したがって、任意に設けられる混合エレメント３やそれらの固定部６と接触しないようにしながら、補強エレメント８が環状であり、全周に亘って回転チューブ１を囲み又は嵌め入れることは、図１の詳細ａ）の拡大図から明らかである。
【００４３】
図１の詳細ｂ）〜ｄ）の拡大図は、補強エレメント８が、少なくとも１つの固定部６にその外側で接続され、又は固定部に接触する本発明に係る実施例を示す。補強エレメント８と固定部６との接合は、この場合、好ましくは溶接継手９を連続的に設ける溶接接合手段によって行うようにしてもよい。
【００４４】
少なくとも１つの固定部６に対する補強エレメント８の外部接続、とくにそれらの溶接は、混合エレメント３又はそれらの固定部６の本発明に係る種々の処理によってなされるとよい。混合エレメント３の固定部６は、回転チューブ１から外側に突出している。本発明の範囲内で、回転チューブ１に対する固定部６の溶接は、回転チューブ１の充分な機能を確保するために気密に行うことに留意する必要がある。
【００４５】
さらに、図１の詳細ｂ）〜ｄ）の拡大図は、混合エレメント３又はその固定部６に関して、補強エレメント８の異なる態様の可能性を示している。
【００４６】
したがって、図１の詳細ｂ）の拡大図は、言わば、補強エレメント８に対して垂直に固定部６が両側に延び、したがって補強エレメント８が、回転軸の方向、又は、回転チューブ１の軸芯の方向に延びる固定部６に対して例えばほぼ中央に配され、いわゆる固定部６と交差していることを示す。補強エレメント８の内面が回転チューブ１の外側に対して平坦に位置させるために、この実施例においては、補強エレメント８が固定部６を受容するための少なくとも１つの隙間１０を有している。本発明に係る補強エレメント８は、隙間１０の領域で、固定部６に対して、例えば、溶接の手段によって、永久的に接続するようにしてもよい。
【００４７】
図１の詳細ｃ）の拡大図において、本発明に係る実施例として、補強エレメント８が固定部６の領域で中断、又は打ち抜きする構成が示される。この場合、補強エレメント８の断面がむき出しになり、言わば固定部６の長手方向側面に対して接するようになる。この実施例においても、補強エレメント８と固定部６との接合面は溶接するとよい。
【００４８】
最後に、図１の詳細ｄ）の拡大図において、回転チューブ１上の補強エレメント８の本発明に係る更に他の態様が示されている。環状に設計された補強エレメント８が混合エレメント３の固定部６の短手方向の側壁に位置している。この場合に、補強エレメント８が接触点の箇所で固定部６に溶接されるようにしてもよい。この実施例によれば、適切な場合、図示されないが、補強エレメント８に隙間を設けるようにしてもよい。
【００４９】
補強エレメント８と固定部６又は混合エレメント３のそれぞれの要素は、言わば互い結合し、したがって、追加的に互いを安定化させるので、混合エレメント３の固定部６に対して適切な場合に設けられる補強エレメント８の固定は、回転チューブ１の更なる安定性をもたらす。その結果、特に、高い機械的応力による混合エレメント３の安定化も達成され、装置の耐用年数の更なる延長が確保される。
【００５０】
図２Ａに示されるように、補強エレメント８は、複数の混合エレメント３又はそれらの固定部６に接続するようにしてもよい。したがって、図２Ａによれば、補強エレメント８は、断面の頂部と底部に位置する混合エレメント３に接合され、横方向に配された混合エレメント３は投影面で補強エレメント８に隠れた状態で設けられる。
【００５１】
本発明は、少なくとも１つの、特に、環状の補強エレメント８が、複数の混合エレメント３又はそれらの固定部６と接続される形態、その結果、補強エレメント８が回転チューブ１から離して設けられ、したがって、言わば、混合エレメント３でのみ固定されているような形態も包含する。
【００５２】
本発明に係る特に好適な実施例として、回転チューブ１が、複数、例えば、少なくとも２つ、好ましくは３〜６の特に好ましくは高温に耐性のある鋼からなる環状の補強エレメント８を有し、この補強エレメント８は、回転チューブ１の回りの周辺に、且つ／又は回転チューブ１回転軸に対して垂直に延びている。この場合、補強エレメント８は、回転チューブ１の長手方向に配され、好ましくは、互いに均一な間隔で設けられている。この特に好ましい態様において、補強エレメント８は、接合継手９を介して回転チューブ１にその外側で溶接されている。回転チューブ１は、したがって、機械的安定性、特に圧力変動の場合に、例えば金属リングや金属バンドの手段で回転チューブ１にその外側で溶接された補強エレメント８によって補強される。金属リングや金属バンドの形式での補強エレメント８は、言わば、混合エレメント３や固定部６をよぎるようにしてもよい。金属リングや金属バンドは、知られているように、これらの交差領域で隙間を持たせるようにしてもよい。
【００５３】
好適な実施例において設けられた混合エレメント３に関して、これらは、回転チューブ１の内部空間２に位置し、有利には、回転チューブ１の内部空間に配されるように設けられ、作動中でのバッチ４の最適な循環又は混合が確保される。混合エレメント３は、外側で溶接されることによって固定部６を介して回転チューブ１に永久的に接合されるようにしてもよい。混合エレメント３の固定部６は、言わば、回転チューブ１の壁面に設けられた環通孔５を介して挿入され、外部に僅かに突出又ははみだし、このため、回転チューブ１（即ち、回転チューブ１の外壁）又は補強エレメント８に対して、混合エレメント３の固定部６の外部溶接が可能となる。
【００５４】
外部での混合エレメント３の溶接７の形成は、幾つかの利点をもたらす。一方で、外部溶接は、溶接点または溶接線が活性炭を製造する作動状態で回転チューブ１の内部２に広がる侵攻性の条件（腐食作用のある酸性気体や高温など）にさらされるという事態を避ける。しかも、溶接が外部に形成されることによって、作動中であっても、外部から即座にこれを維持、チェックでき、また、必要により、矯正、補修することが可能となる。最後に、混合エレメント３と回転チューブ１、又は混合エレメント３と補強エレメント８の良好又は信頼性のある永久接合を確保する最適な溶接素材が用いられる。早急なことではないが、作動中に生じる回転チューブ１の内部での腐食作用のある高温条件に永久的に耐えることができる。
【００５５】
図１及び特に図２Ａ，２Ｂから明らかなように、回転チューブ１に対する混合エレメント３の固定部６の外部溶接は、溶接部７を介して行われる。この溶接部７は、有利に少なくとも２つの溶接層又は２つの溶接線７ａ，７ｂを有している。２つの溶接層又は溶接線７ａ，７ｂは、有利に一方が他方の上に配され又は設けられる。これは、２重溶接層または２重溶接線７ａ，７ｂを形成する。この利点は、異なる素材が種々の溶接層７ａ，７ｂのために用いることが可能になることである。例えば、異なる温度と耐食性を有する溶接材料を用いることができ、又は互いに組み合わせることができる。内側の溶接層７ａが有利に腐食および高温に耐性がある場合に、外側の溶接層７ｂでは、同様の耐食性は要求されない。複数の溶接層又は溶接線７ａ，７ｂが用いられることによって、漏れ止め、特に気密性が達成され、また、回転チューブ１に対して混合エレメント３の固定部６の信頼性のある溶接が実現される。本発明の格別な実施例において、２つの溶接層７ａ，７ｂの一方がオーステナイト系、特に完全にオーステナイトであり、他方がフェライト／オーステナイト系のものである。特に、好ましくは、内側の溶接層７ａがオーステナイト径であり、特に完全にオーステナイトであり、外側の溶接層７ｂがフェライト／オーステナイト系のものである。好ましい実施例において、溶接は溶接の堆積によって（例えば、電極溶接によって）行われる。一般的に、溶接は、溶接部７が少なくとも気密になるように行われる。
【００５６】
一般的に、混合エレメント３の固定部６は、それらが外部に突出するように設計される。換言すれば、固定部６は、回転チューブ１の外壁から突出し、したがって、良好な溶接と良好な固定部６の固着を許容する。
【００５７】
混合エレメント３の固定部６を受容する回転チューブ１の壁面の貫通孔５は、通常、スリット状に形成される。よって、混合エレメント３の固定部６は、特にスリット状の貫通孔５に挿入され、有利には、固定部６が突出し、換言すれば、回転チューブの外側のケースから僅かに離し、これにより一層効果的に溶接されるようになっている。これは、図２Ａ及び図２Ｂにおいて明らかである。
【００５８】
混合エレメント３の固定部６に関して、回転チューブ１に対する固定部６の信頼性のある接合を確保するために種々の態様が可能である。それらの幾つかは図３Ａ〜図３Ｃに示されている。例えば、混合エレメント３の固定部６が混合エレメント３の全支持部または混合エレメント３の周方向の長さに亘って延びるようにしてもよい。この場合、固定部６は、回転管状炉１の壁面に形成された貫通孔５を介して完全に挿入される。そのような形態は、図３Ａに示されている。代わりに、固定部６が混合エレメント３の支持部又は周方向の長さより短くしてもよい。そのような態様は、図３Ｂ及び図３Ｃに示されている。図３Ｂと図３Ｃに示された例で、混合エレメント３は、例えば、固定部６への移行部分にくびれを設け、そのくびれを、特に回転チューブ１の内部又は内壁に対して位置させるために設けるようにしてもよい。混合エレメント３は、各々のケースで、例えば図３Ｃに示されるように、異なる環通孔５に接合する複数の固定部６を有するようにしてもよい。
【００５９】
混合エレメント３に関して、バッチ４の信頼性のある且つ徹底的な混合及び循環を確保するために、例えば、刃状または板状にするとよい。１つの実施例として、混合エレメントは、少なくとも回転チューブ１の半径方向に設けられ、したがって、特に集中的なバッチ４の混合を確保するようにしている。使用される混合エレメント３は、例えば、金属シート、特に、刃によってバッチ４を混合する傾斜されたシート（傾斜シート）であってもよい。これは、当業者にとって知られていることである。
【００６０】
回転チューブ１に関して、混合エレメント３と補強エレメント８、これらは、有意には、高温及び侵食に対して耐性のある材質、特に鋼から構成される。これは、回転チューブ１と混合エレメント３は、活性炭の製造中において、炭化段階での極端な腐食性の条件と、活性化段階での高温条件を克服しなければならないからである。回転チューブ１、且つ／又は、混合エレメント３、且つ／又は、補強エレメント８を製造できる、高温と腐食に対する耐性のある適切な金属の例としては、高合金鋼、即ち、５％以上の合金化元素を有する金属がある。これらの例としては、高合金クロム鋼とクロム／ニッケル鋼、好ましくは、合金に関して、クロム及び／又はニッケル比が１０％以上、特に１５％以上、好ましくは２０％以上のものである。良好な侵食および高温での振舞いがあるフェライトまたはフィライト／オーステナイト鋼が、回転チューブ１且つ／又は混合エレメント３且つ／又は補強エレメント８の製造のための素材として好ましくは用いられる。
【００６１】
さらに、本発明に係る回転チューブ１は、有意には、ガスの導入、排出及び伝達のために、例えば、活性炭の製造での炭化段階での不活性ガスの導入のために、また、活性炭の製造での活性化段階での酸化ガスの導入のために、流入装置及び流出装置を有する。これは図には示されていない。
【００６２】
回転チューブ１の内部空間２のメンテナンスを改善するために、回転チューブは、その壁部に漏れ止め用に閉塞できるマンホールとして知られているものを設けてもよい。したがって、回転チューブが動作しないとき、回転チューブ１の内部空間２に乗り込んでメンテナンスをすることを許容する。これは、図面には示されていない。これにより、回転チューブ１の内部空間２のメンテナンスも、簡易に行うことができる。
【００６３】
上述したように、本発明によれば、回転チューブ１が、特に活性炭の製造のための回転管状炉に用いられる。本発明の第２の態様において、本発明の主題は、本発明に係る上述した回転チューブ１を有する回転管状炉である。
【００６４】
本発明の第３の態様において、本発明の更に他の主題は、上述した回転チューブ１、又は、活性炭を製造するための回転チューブ１を含む回転管状炉の使用である。本発明の導入部で述べたように、活性炭の製造は、一般的に炭化（同義には、熱分解、くすぶり又はコークス化）と、それに続く炭素含有開始物質、例えば、本発明に係る回転チューブ又は回転管状炉で炭化され、これに続いて活性化される硫酸有機ポリマー（例えば、ジビニルベンゼンで架橋された硫酸ポリスチレン）のような特に有機ポリマーの活性化によって行われる。これに関連して、炭化は、好ましくは導入部で述べたように、不活性雰囲気下又は僅かな酸素雰囲気下で、一般的に、１００℃〜７５０℃、特に１５０℃〜６５０℃、好ましくは２００℃〜６００℃の温度で行われる。この場合、炭化は、予備炭化ステップ又は予備くすぶりステップによって先行させてもよい。これに反して、活性化は、一般的に７００℃〜１２００℃、特に８００℃〜１１００℃、好ましくは８５０℃〜１０００℃の温度で実行される。導入部で述べたように、炭化は、一般的に、制御的または選択的な酸化状態の下で行われ、特に、制御的に酸化雰囲気の下で行われる。上述したタイプの適切な開始ポリマーとして、特に、イオン交換樹脂（好ましくは、例えば、硫酸スチレン／ジビニルベンゼン共重合体に基づくカチオン交換樹脂のようなスルホン酸基を有する、例えば、カチオン交換樹脂又は酸性イオン交換樹脂）又はそれらの先駆物質（即ち、炭化前又は炭化中に、例えば、硫酸且つ／又は発煙硫酸のような適切なスルホン化物質によってスルホン化される非スルホン化イオン交換樹脂）を用いるとよい。これに関する詳細のために、導入部で開示された参考文献参照。
【００６５】
補強エレメントを外側に設置することは、作動中での回転チューブの機械的な安定性又は寸法安定性が相当向上し、特に、（例えば、活性炭の製造で生じるような）極端な条件に下においてでさえ向上するという効果をもたらす。機械的変形によりよく絶えることができ、顕著な圧力差や圧力変動でさえ充分な耐久性があり、したがって、作動中でさえ寸法的に安定である回転チューブが提供される。その結果として、本発明に係る回転チューブは、素材疲労が早まる傾向が低減し、耐用年数が延びる。また、工程管理や工程制御も楽になる。
【００６６】
本発明に係る回転チューブ又は回転管状炉は、適切な炭素含有開始物質から始め、１つの装置で炭化とこれに続く活性化によって、比較的容易な操作で活性炭を製造することが可能である。外部で溶接された混合エレメントによって、維持が容易であり、ほとんど補修を必要とせず、炭化する段階での極端な腐食条件と活性化する段階での高温条件に耐えうるために適したシステムが提供される。
外部で混合エレメントを溶接することは、溶接するために最適である溶接材料（溶接素材又は溶接金属）の使用を可能とする。しかし、作動中に回転管状炉の内部での腐食高温条件に永久的に耐えることは容易でないので、内部溶接は簡単に用いられない。
【００６７】
本発明の範囲から逸脱しない範囲での本発明の更なる利点、改良、変更、変形、及び特性は、明細書の記述から当業者にとって容易である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】図１は、本発明の好適な実施形態に基づく回転管状炉の側断面と、本発明に係る好適な補強エレメントの種々の設計された改良の詳細ａ），ｂ），Ｃ９，及びｄ）を示す。
【図２】図２Ａは、回転チューブの径方向に切断した断面を示す。  図２Ｂは、図２Ａで特定される領域の拡大された詳細を示す。
【図３】図３Ａ〜Ｃは、異なる固定部を有する混合エレメントの形状の概略図を示す。
【符号の説明】
【００６９】
１  回転チューブ
２  内部空間
３  混合エレメント
５  環通孔
６  固定部
８  補強エレメント
９  溶接継手
【図１】
0004688039.tif 000002
【図２】
0004688039.tif 000003
【図３】
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