(57)【要約】【課題】装置構成を大掛かり、かつ複雑にする必要がなく、比較的簡素な構成で確実に伝熱効率を高めることが可能であり、回転駆動力も小さくて済む間接加熱式ロータリーキルン炉を提供する。【解決手段】被処理物を回転しつつ搬送して加熱処理する回転ドラム１０と、その外表面に加熱流体を通流させることにより回転ドラム１０に伝熱する。加熱流体が通流する回転ドラム１０の外表面に、略球状をした凹部１２が多数形成されている間接加熱式ロータリーキルン炉【選択図】図１
2005291674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を回転しつつ搬送して加熱処理する回転ドラムと、その外表面に加熱流体を通流させることにより前記回転ドラムに伝熱する間接加熱式ロータリーキルン炉において、前記加熱流体が通流する前記回転ドラムの外表面に、略球状をした凹部が多数形成されていることを特徴とする間接加熱式ロータリーキルン炉。
【請求項２】
前記凹部が、前記回転ドラムの外表面に規則的に設けられており、これらが加熱流体と接して加熱流体の旋回渦が形成されるようになっている請求項１の間接加熱式ロータリーキルン炉。
【請求項３】
前記回転ドラムの外表面に規則的に設けられた前記凹部に対応して、前記回転ドラム内表面に、前記回転ドラムの回転に伴い前記被処理物を掻き上げる凹凸部が形成されている請求項２の間接加熱式ロータリーキルン炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は間接加熱式ロータリーキルン炉に関し、詳しくは、伝熱効率が高められた間接加熱式ロータリーキルン炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物などの被処理物を不活性雰囲気中で加熱して、熱分解ガスと熱分解残渣とに分解するガス化溶融炉、あるいは乾燥機、更には炭化炉などには、間接加熱式ロータリキルン炉（以下、「キルン炉」ということがある）が多く用いられている。
【０００３】
そのようなキルン炉Ａとしては、例えば、図６に示すように、被処理物の加熱源である過熱蒸気あるいは熱風炉からの燃焼排ガスをキルン炉加熱ガスとして、回転ドラム１と外筒２の一端２ａから投入し、キルン炉内部の被処理物を加熱した後、他端２ｂより排出するようにしている二重管式間接加熱タイプのものがある。
【０００４】
被処理物であるごみは、回転ドラム１の上流側端１ａから回転ドラム１の内部へコンベア３等を介して送給される。回転ドラム１の内部には、撹拌板（図示略）が設けられていて、回転ドラム１の傾斜によって、あるいは回転ドラム１内の撹拌板の掻き揚げによって、ごみの乾燥、炭化、あるいは熱分解などの処理がなされる。ごみの加熱により発生した熱分解ガスは、熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース４の下流側の燃焼炉（図示略）に送給されると共に、発生した炭化物などの熱分解残渣は排出される。
【０００５】
そして、伝熱面となる回転ドラムの周囲壁面には、熱効率を高めるために、回転ドラムの内側あるいは外側に撹拌羽根やフィン等を設置して、伝熱面積の増加あるいは撹拌効果の向上を図ることによって伝熱効率を高める提案がなされている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
他方、図７（ａ），（ｂ）に示すように、回転ドラムである熱分解ドラム５内に、撹拌羽根に代えて加熱チューブ６を回転ドラムの長手方向に平行に複数個配置して、加熱チューブ６内部を過熱蒸気あるいは燃焼排ガスを流し、回転ドラム１内の被処理物を撹拌・混合・掻き揚げしながら加熱処理する加熱チューブ式のキルン炉がある（例えば、特許文献２）。この方式も、伝熱効率を確実に高める効果を有する。
【特許文献１】特開２００３−２６２４７０号公報
【特許文献２】特開２０００−２４６２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術は伝熱効率を高めるのに、回転羽根を取り付けたり加熱チューブを炉内に配置したりするので、装置構成が大掛かりとならざるを得ず、構造も複雑であるため製造コストは高くなり、保守に要するコストも少なからず必要となり、のみならず、装置重量が大きくなって回転ドラムの回転駆動源も大出力にせざるを得ないといった問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、装置構成を大掛かり、かつ複雑にする必要がなく、比較的簡素な構成で確実に伝熱効率を高めることが可能であり、回転駆動力も小さくて済む間接加熱式ロータリーキルン炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係る間接加熱式ロータリーキルン炉の特徴構成は、被処理物を回転しつつ搬送して加熱処理する回転ドラムと、その外表面に加熱流体を通流させることにより前記回転ドラムに伝熱する間接加熱式ロータリーキルン炉において、前記加熱流体が通流する前記回転ドラムの外表面に、略球状をした凹部が多数形成されていることにある。
【００１０】
この構成によれば、回転ドラム外表面に加熱流体と接する凹部が多数形成されているため、この部分での加熱流体の滞留が生じて加熱流体から回転ドラム外表面に対する伝熱が確実に行われ、しかも簡素な構成であることから、装置構成が大掛かりとなることはなく、従って、設備コストも高くならず、駆動する動力源も大きくする必要はない。のみならず、簡素な構造のため、保守回数は多くならず、保守に要するコストも低いものとなる。
【００１１】
その結果、装置構成を大掛かり、かつ複雑にする必要がなく、比較的簡素な構成で確実に伝熱効率を高めることが可能であり、回転駆動力も小さくて済む間接加熱式ロータリーキルン炉を提供することができた。
【００１２】
前記凹部が、前記回転ドラムの外表面に規則的に設けられており、これらが加熱流体と接して加熱流体の旋回渦が形成されるようになっていることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、回転ドラムの外表面に均一で効率的な伝熱効果を発揮でき、多数の凹部に生じた旋回渦によって、加熱流体の撹拌と滞留を確保できることになる。
【００１４】
前記回転ドラムの外表面に規則的に設けられた前記凹部に対応して、前記回転ドラム内表面に、前記回転ドラムの回転に伴い前記被処理物を掻き上げる凹凸部が形成されていることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、被処理物の加熱処理を一層効果的なものにでき、回転ドラムの外表面に形成された多数の凹部の伝熱効果を一層効率的に発揮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るキルン炉の概略正面断面構造を示し、図２は図１のＡ−Ａ断面構造を示す。
【００１７】
このキルン炉は、回転ドラム１０の内部に送給された被処理物を外筒１１内に送給された加熱流体により間接加熱するようになっている点は従来技術と同様であるが、回転ドラム１０の周囲外表面に略球状をした多数の凹部（ディンプル）１２が形成されている点が従来技術と異なる。これらディンプル１２は、外筒１１内に送給される加熱流体に抗した凹状になっており、その結果、加熱流体はディンプル１２の存在により、図３，４に模式的に示すような旋回渦が形成され、この箇所での加熱流体の滞留・撹拌が生起される。
【００１８】
つまり、図外の熱風発生炉などから回転ドラム１０の一端側に形成された加熱流体入口１１ａを通して導入された高温の加熱流体は、回転ドラム外表面に形成された多数のディンプル１２により、その凹面に沿ってディンプル１２内に入り込む。入り込んだ加熱流体は、回転ドラム１０が一方向に回転していることに起因して、ディンプル１２の内表面に沿って旋回し、更に送り込まれる加熱流体と衝突しながらディンプル１２内に滞留すると共に、旋回しつつディンプル１２から排出する。そのため、加熱流体は回転ドラム外表面に形成された多数のディンプル１２により、滞留と撹拌を生起して、回転ドラム１０に対する伝熱効率を高めることに効果的に寄与する。
【００１９】
しかも、従来技術のように、回転ドラムの内外に撹拌羽根やフィン等を設けた構造のものに比べて、圧損はそれほど大きくなるものではなく、装置重量も増加するものではないので、回転ドラム用の駆動源として、大出力の動力源を必要としない。
【００２０】
このようにして加熱流体は、回転ドラム１０の一端側の加熱流体入口１１ａから導入されて加熱流体出口１１ｂから排出される間に、加熱流体の有する熱量を効率よく回転ドラム１０に熱伝達できることになる。回転ドラム１０内に投入された被処理物１３は、図５に示すように、一方向に回転される間、ディンプル１２により掻き上げられると共に、一時的に保持されるため、回転ドラム１０の外表面から十分に伝熱される。
【００２１】
このように、本実施形態のキルン炉によれば、大掛かりで複雑な装置構成は不要であり、従来技術のように回転ドラム内に回転羽根を設けることもなく、構成が簡素であるため、製造コストを低減できると共に、保守回数を低減でき、それでいて高い伝熱効果を達成できる。
【００２２】
ディンプル１２は、その凹みを形成する内表面が円滑であることが好ましく、かつ回転ドラム外表面に均一に高密度に形成されていると、伝熱効率が高められる。例えば、回転ドラムの外径が０．３２ｍ程度の場合、５００〜９００℃の加熱流体の流速を１〜３０ｍ／ｓ程度とすると、各ディンプルの凹み深さ３〜１５ｍｍ、凹み外径１０〜３０ｍｍ、ディンプルのピッチ（円形とした場合の中心間距離）７〜４０ｍｍ程度が好ましい。
【００２３】
〔別実施の形態〕
（１）ディンプル１２の形状を真円球状であると、設計上伝熱効率を算出し易く好ましいが、必ずしも真円球状である必要はなく、多少、長円形、楕円形、流滴形などになっていてもよい。また、配置についても、各ディンプルを千鳥状、碁盤目配列など種々な配列を採用することができるが、いずれも規則的に配置されていることが、伝熱状態を均一にできて好ましい。
（２）上記実施形態では、回転ドラム外表面の形成されたディンプルを、加熱流体に対して凹状になっている例を示したが、突出した凸状に形成されていてもよく、凹凸形状が回転ドラムの外表面に形成されていてもよい。また、ディンプルの形状を全て同一形状に揃える必要は必ずしもなく、大小のディンプルが混在していてもよい。要は、加熱流体が通流される間に旋回渦を形成しつつ回転ドラムの外表面に伝熱されるようになっていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、ガス化溶融炉、乾燥機、炭化炉などに用いられる各種の間接加熱式ロータリーキルン炉に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る間接加熱式ロータリーキルン炉の概略正面断面構成図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】加熱流体のディンプル表面における作用を説明する模式的断面図
【図４】加熱流体のディンプル表面における作用を説明する模式的斜視図
【図５】回転ドラムの被処理物掻き上げ状態を説明する模式的縦断面図
【図６】従来技術の間接加熱ロータリーキルン炉の概略全体正面構成図
【図７】従来技術の間接加熱ロータリーキルン炉の概略全体正面構成図
【符号の説明】
【００２６】
１０      回転ドラム
１１      外筒
１２      凹部（ディンプル）
【図１】
2005291674.tif 000003
【図２】
2005291674.tif 000004
【図３】
2005291674.tif 000005
【図４】
2005291674.tif 000006
【図５】
2005291674.tif 000007
【図６】
2005291674.tif 000008
【図７】
2005291674.tif 000009