(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉を貫通した炉芯管が回転するように設けられ一端を被処理物供給口とされ他端を被処理物送出口とされたロータリーキルンにおいて、前記炉芯管内を貫通して対をなすスクリュー部材を平行に設け、そのスクリュー部材を、前記炉心管の内周面に炉芯管の回転により回転するように外接させて支持し、互いに同期して同じ方向へ回転するように同期機構を介して連結してなる粉体付着防止装置を備えたロータリーキルン。
【請求項２】
請求項１記載の粉体付着防止装置を備えたロータリーキルンにおいて、前記対をなすスクリュー部材が、捩じり方向、外径、及びピッチが同じであり、螺旋状凸部が相手側の螺旋状凹部に接触しないで入り込むように設けられている粉体付着防止装置を備えたロータリーキルン。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の粉体付着防止装置を備えたロータリーキルンにおいて、前記同期機構が、前記スクリュー部材の一方の端部に夫々同じ歯数の歯車を設けその双方の歯車にかみ合う中間歯車を設けた構成である粉体付着防止装置を備えたロータリーキルン。
【請求項４】
請求項１、請求項２、または請求項３に記載の粉体付着防止装置を備えたロータリーキルンにおいて、前記炉芯管の前記炉から出ている被処理物供給側部分の外周面に対し打撃作用を加えるノッカーを設けたことを特徴とする粉体付着防止装置を備えたロータリーキルン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータリーキルンの炉芯管内面に被処理物である粉体の付着を防止する装置を備えたロータリーキルンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のロータリーキルンは、炉を貫通する炉芯管が傾斜状態で回転せしめられ、炉芯管の入口側に供給された被処理物を自然落下を利用して攪拌しながら出口側へ移動させるようになっており、乾燥、焼成、反応等に用いられる。被処理物が粉体や粉体を含むものである場合は、粉体の種類にもよるが炉芯管の内面に徐々に粉体が付着してくる。特に加熱初期の炉芯管の供給口側において付着し、付着した粉体によって炉芯管が詰まることもあり、詰まると操業を停止して炉心管内の掃除をしなければならない。
【０００３】
付着しにくい粉体の熱処理では炉心管内に攪拌羽根を取り付けて攪拌により均一に加熱する構成とするのが一般的であるが、付着し易い粉体の熱処理では攪拌羽根を取り付けると、炉芯管にも攪拌羽根にも粉体が付着して、焼きむらが発生したり、そのまま運転を続けると炉芯管が閉塞したりしてやはり操業に支障が生じる。攪拌羽根にに代えて棒やフラットバーのようなスクレーパを設けることが考えられるが、このスクレーパに付着するため、好ましい結果が得られない。
ロータリーキルンの炉芯管は、金属管のほかにセラミック管があり、セラミック管の場合は粉体が多量に付着すると部分的に温度差を生じて熱的スポーリングにより割れてしまうこともあった。
このようなことから炉芯管内面に粉体が付着しないようにすることが望まれているのが現状である。
【０００４】
このような状況の中で、先に本願出願人は実開平６−２０９９号公報に示されたロータリーキルンの粉体付着防止装置を提案した。その概略の構成は、炉芯管の回転とともに回転する冷却フィンに駆動突起を設け、この駆動突起により炉芯管に対して昇降可能に設けたハンマーを持ち上げてから放すことを繰り返すようにしたものである。この装置によると、多くの種類の被処理粉体の大部分は良好に熱処理可能であるが、付着力の大きい粉体は時として大きい塊状となって炉芯管内面から脱落する場合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記本願出願人による提案の装置において、大きい塊状となって脱落すると、部分的に被処理物の炉心管内滞留時間の変動をきたし、均一な熱処理の弊害となる問題がある。これを回避するためには打撃力を大きくして打撃したとき毎に確実に脱落させるようにする必要がある。しかし、炉芯管がセラミック製であるときは打撃力をあまり大きくはできないので、必ずしも十分な解決策であるとはいえない。
本発明は、ロータリーキルンの炉心管内に付着する粉体をあまり大きな塊状ではなくある程度小さい状態で脱落させ、粉体付着量が増大して炉芯管が詰まるようなことのない、そして均一な熱処理に有利な粉体付着防止装置を備えたロータリーキルンを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の手段は、炉を貫通した炉芯管が回転するように設けられ一端を被処理物供給口とされ他端を被処理物送出口とされたロータリーキルンにおいて、前記炉芯管内を貫通して対をなすスクリュー部材を平行に設け、そのスクリュー部材を、前記炉心管の内周面に炉芯管の回転により回転するように外接させて支持し、互いに同期して同じ方向へ回転するように同期機構を介して連結してなる粉体付着防止装置を具備するものである。
前記対をなすスクリュー部材は、捩じり方向、外径、及びピッチが同じであり、螺旋状凸部が相手側の螺旋状凹部に接触しないで入り込むように設けるのがよい。
前記同期機構は、前記スクリュー部材の一方の端部に夫々同じ歯数の歯車を設けその双方の歯車にかみ合う中間歯車を設けた構成とするのがよい。
前記手段において、前記炉芯管の前記炉から出ている被処理物供給側部分外周面に対し打撃作用を加えるノッカーを設けるのがよい。
そのノッカーは、炉芯管の回転により動作するものであっても、別に駆動部を設けたものであってもよい。
【０００７】
本発明の手段によれば、炉心管の回転により、双方のスクリュー部材が所定の方向へ回転するが、その回転は同期機構により同期した回転である。この回転において、夫々のスクリュー部材が炉芯管内面に接触する位置の軌跡は螺旋になり、仮に、炉芯管の内径がスクリュー部材の外径の整数倍、例えば２倍であるとすると、ある接触状態から炉芯管が１回転したときスクリュー部材は２回転して元のある接触状態に戻るから、何回転しても同じ螺旋の軌跡となり、また整数倍でないときは、炉芯管内面に接触する位置の軌跡は炉芯管が１回転しただけでは元の接触位置には戻らない。しかしながら、これは算術的な考え方であり、現実には炉芯管に接触して摩擦力でスクリュー部材が回転する構成であるから、滑りが発生する可能性があり、またスクリュー部材の外径を炉芯管の整数分の１に形成することも必ずしも容易ではない。従って、特に意図しなくても炉芯管の１回転ごとに同じ位置に螺旋軌跡を描き続けることは殆ど無く、少しずつ異なる位置に螺旋を描く。
【０００８】
このように炉芯管内面の同じ位置あるいは異なる位置に螺旋軌跡が描かれることにより、いずれにしても炉芯管内面に層状に付着して円筒状となろうとする粉体をスクリュー部材が螺旋状に分断するように作用する。付着粉体は分断されることによって上側位置に回転した時自重によって脱落する。対をなすスクリュー部材は、同じ方向に回転するから互いに接近した周面部分では一方が下向きに回転しているとき他方が上向きに回転しており、粉体が付着したとき互いに落とし合う状態、つまり掃除し合う状態となり、ある程度以上の量の粉体が付着しにくい。
また、対をなすスクリュー部材の螺旋状凸部が相手側の螺旋状凹部に接触しないで入り込んだ状態を維持したまま回転する構成とすることにより、スクリュー部材の螺旋状凹部に粉体が溜まり凹部を埋めるようになったとしても、双方のスクリュー部材が回転していることで順次凹部内を凸部が掃除する状態となり、凹部内にある程度以上の粉体が付着することはない。この掃除する状態は、双方のスクリュー部材の回転方向が同じであるから、隣接部では一方の凹部が上方へ変位しているとき他方の凸部が下方へ変位している状態であり、互いに付着粉体を落とし合う状態である。
また、対をなすスクリュー部材を設けた構成では、所定の傾斜角度と回転数で運転されているとき、炉芯管に供給された被処理物の炉心管内滞留時間が一定する。そして炉芯管の回転数を増減すると、被処理物品の滞留時間が比例的に増減する。従って、炉芯管の回転数を変更することにより、粉体の付着性や流動性の相違に殆ど関係なく、滞留時間を制御できる。
【０００９】
前記手段にノッカーを設けた構成は、炉心管内面に筒状に付着しそして螺旋状に分断された粉体が、上側に至ってもブリッジ若しくはアーチ状をなして落下しにくいときに、炉芯管外面に打撃作用を加えるとそのブリッジ若しくはアーチ状の部分が破壊されて剥落する。従って被処理物が付着性の大きい粉体であるときに有効である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図１〜図３を用いて説明する。本発明を適用するロータリーキルンの概略の構成は、図１に示すように、加熱源を有する炉１を貫通して炉芯管２を設け、その炉芯管２を回転可能に対をなすローラ３、３及び４、４で支持し、ローラ４、４を回転駆動部５により同じ方向へ同じ速度で回転駆動して炉芯管２を回転させ、フィーダ６により被処理物である粉体を炉芯管２内に一方の開口である供給口７に供給し、他端の送出口８から熱処理した粉体を送出する構成である。これらの各部は傾動可能に設けた基枠９に設けてあり、図示していないジャッキで図の右側の部分１０を持ち上げることができるようになっており、図の左側の部分１１を支点として全体が傾くようになっている。
このロータリーキルンは適当な傾斜状態で運転することにより、供給された粉体が炉芯管２内を徐々に供給口７から送出口８へ送られ、炉芯管２の炉１内部分を通る間に所定の加熱温度に加熱されて熱処理をされる。
【００１１】
なお、図において、１２はフィーダの被処理物投入口、１３はフィーダの被処理物送出部で先端が炉芯管２の供給口７内に伸延している。１４は供給口７側のフード、１５は送出口８側のフードで、いずれも基枠９に固定してある。１６は炉芯管２に対するストッパーでローラが当接して炉芯管２の回転により定位置で回転するようになっており基枠９を傾斜させたときに炉芯管２が軸方向に移動しないようにしてある。
【００１２】
このようなロータリーキルンにおいて、対をなすスクリュー部材２０、２０からなる粉体付着防止装置が設けられている。すなわち、スクリュー部材２０、２０は、螺旋状凸部２１の捩じり方向、外径、及び螺旋状凸部のピッチが同じである２本が炉芯管２内を貫通して配置され、両端の軸部を所定の軸間距離を隔てて軸受２２、２２及び２３、２３によって平行に且つ回転自在に支持されている。その軸間距離は、夫々のスクリュー部材の螺旋状凸部２１が互いに他方の螺旋状凸部２１間の螺旋状凹部２４内に接触しないように入り込んだ状態を保つ寸法である。軸受２２、２２及び２３、２３は前記フード１４、１５に取り付けてあって、その高さ位置がある程度の圧力で、たとえばスクリュー部材２０、２０が自重による圧力で炉芯管２内面に当接するように決められている。これによって炉芯管２が回転すると、スクリュー部材２０、２０が炉芯管２内面との接触圧による摩擦力で回転駆動される。
【００１３】
図２（ａ）に拡大して示すように、前記送出口８側のスクリュー部材の軸受２３を貫通した軸部２５には夫々歯車２６を取り付けてあり、その双方の歯車に１この歯車２７が噛み合うようにフード１５に軸支持されている。これは同期機構２８であり、この同期機構２８により双方のスクリュー部材２０、２０は常に同期して同じ方向に回転する。すなわち、図２（ｂ）、（ｃ）に拡大して示すように、前記回転駆動部５によりローラ４、４が矢印２９、２９の方向に回転駆動されると、炉芯管２が矢印３０の方向に回転し、更にスクリュー部材２０、２０が矢印３１、３１の方向に回転し、その回転が同期機構２８により同期した回転となる。
【００１４】
図３に示すように、炉芯管２の供給口７側の炉１とフード１４との間の露出部分に対して、これに適当な打撃力を加えるようにノッカーとしてのハンマー３１を設けてある。ハンマー３１は、頭部３２が木製の丸棒状であり、金属製の柄部３３に被駆動アーム３４を側方に突設し基端部を軸支持して頭部３２が上下に回動するようにしてあり、被駆動アーム３４を旋回駆動部３５で駆動するようにしてある。旋回駆動部３５が１回転すると１回被駆動部を所定角度持ち上げて釈放するようになっているから、ハンマー３１の頭部３２が炉芯管２を１回打撃する。打撃回数は処理する粉体の種類により適当に決めるものとし、炉芯管２の１回転に対して１〜５回程度の打撃とする。この打回撃数は付着性の低い粉体ではは少なくて良いが付着性が大きい場合には多くするのである。
【００１５】
このように構成されたロータリーキルンは、被処理物をフィーダ６により炉芯管２の供給口７に供給すると、所定時間をかけて炉芯管２内を通過し、その間に熱処理されて送出口８から送出される。炉芯管２内面に付着しやすい粉体あるいは付着しやすい粉体を含む被処理物を熱処理するような場合に使用すると、その処理において炉芯管２内面に粉体が付着するが、スクリュー部材２０、２０の存在により、図３（ａ）に示すように、付着粉体の層４０に凸部２１により切れ目４１が形成された状態となる。このため上側に回転してくると凸部２１のピッチに相当する幅の細いブリッジ状となり、自重で剥落するか、ハンマー３１の打撃作用による衝撃で脱落する。従って、脱落した粉体は大きな塊状でなく、比較的小さいものであり、又スクリュー部材の存在もあって徐々に小塊状から粉体に戻り、最も高温の加熱領域では粉体の状態で熱処理される。また、スクリュー部材２０、２０にも粉体が付着するが、スクリュー部材２０、２０は凸部２１が相手の凹部２４、２４を掃除するから、ある程度以上の量は付着しない。従って、炉芯管２内を被処理粉体が閉塞するようなことはない。また、前述のように高温域では被処理物が粉体に戻った状態で通過するから、通過速度が一定し、均等な加熱が行われる。
【００１６】
上記実施例において、あまり付着性が大きくない粉体の処理では、ハンマー３１を使用しないでもよい場合があり、従ってハンマー３１は省略する場合もありうる。
上記実施例において、スクリュー部材２０、２０は互いに接近させて凸部２１を相手側の凹部２４に入り込む状態に設けたが、入り込まない状態にまで離して設けても相互に掃除し合う傾向はあるから、場合によっては対をなすスクリュー部材を互いに凸部外周で接触しない程度に離して設けても、付着粉体層に対する切れ目４１は形成され、付着粉体層は脱落しやすくなり、炉芯管の閉塞を防止できる。また、この場合に、対をなすスクリュー部材の一方を他方に対して逆方向のねじれに形成することにより、切れ目が網の目状になるから、粉体によっては脱落し易いものとなるから、そのようにしてもよい。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、対をなすスクリュー部材を設けたことにより、炉芯管内面に層状に付着する付着粉体が切れ目を形成されて自然に分断して小さい塊状となって脱落する状態となり、脱落するとスクリュー部材により粉状に戻るから、炉芯管が閉塞することはなく、また粉体の高温域通加速度が安定して均等な熱処理が可能となる効果を奏する。
ノッカー、すなわちハンマーを併設したときは、より付着性の大きい粉体を処理するとき、対をなすスクリュー部材のみでは完全に脱落しにくい場合でも、脱落させることができ、炉芯管が閉塞することはなく、また粉体の高温域通過速度が安定して均等な熱処理が可能となる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の概略の構成を示す部分縦断正面図である。
【図２】同実施例の部分詳細図で、（ａ）は炉芯管の送出口付近の横断平面拡大図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面拡大図である。
【図３】同実施例の部分詳細図で、（ａ）は炉芯管の供給口付近の縦断側面拡大図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
１    炉
２    炉芯管
３    ローラ
４    ローラ
５    ローラ駆動部
６    フィーダ
７    供給口
８    送出口
９    基枠
１３  供給部
２０  スクリュー部材
２１  凸部
２４  凹部
２６  歯車
２７  歯車
２８  同期機構
【図１】
0003919338.tif 000002
【図２】
0003919338.tif 000003
【図３】
0003919338.tif 000004