CN104010986B - 冷却单元以及具备该冷却单元的冷却器装置 - Google Patents

Abstract

冷却单元（1）配备在将高温的粒状水泥熟料进行搬运的同时进行冷却的冷却器装置中。冷却单元（1）具备具有底板（21a）的壳体（21）。在壳体（21）上堆积比水泥熟料温度低的水泥熟料，由该堆积的水泥熟料形成不流动层（27）。在该不流动层（27）上装载水泥熟料，在不流动层（27）中埋设有散气管（25）。散气管（25）向不流动层内排放冷却空气。

Description

冷却单元以及具备该冷却单元的冷却器装置

技术领域

本发明涉及在搬运高温的粒状搬运物、例如粒状的水泥熟料的同时对其进行冷却的冷却器装置的冷却单元。

背景技术

水泥成套设备中具有在冷却经过预热、煅烧及烧结后生成的高温的水泥熟料的同时对其进行搬运的冷却器，例如专利文献1那样的冷却器。该冷却器具有多个冷却格子，将该冷却格子在纵方向上排列并组装。冷却格子具有多个V字型材（profile），并且以使该V字型材镜像对称地远离且相互偏移的形式配置而构成。又，相邻的V字型材的腿部相互之间隔着间隙配置，通过该间隙形成用于使冷却空气流动的迷宫结构。在像这样构成的冷却格子上装载高温的水泥熟料，通过迷宫结构输送冷却空气以此可以在冷却水泥熟料的同时对其进行搬运。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2007-515365号公报。

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1记载的冷却器中，在冷却格子上形成迷宫结构，通过该迷宫结构输送冷却空气以此防止水泥熟料落下来。然而，并不是因为在冷却格子上形成迷宫结构而能够防止所有的水泥熟料的落下，细小的粒状的水泥熟料可能会通过该迷宫结构落下来。为了甚至能够防止细小的粒状的水泥熟料的落下，而想到缩小迷宫结构的流路面积，但是在缩小迷宫结构的流路面积时冷却空气的通过压力损失增加。冷却格子的通过压力损失优选的是层压损失的30%左右，如果达到其以上则电力消耗量无用地增加。

因此本发明的目的是提供均匀地冷却搬运的粒状物，且不仅能够防止较大的粒状物的落下而且也能够防止细小的粒状物的落下的冷却单元及具备该冷却单元的冷却器装置。

解决问题的手段：

本发明的冷却单元是在将高温的粒状搬运物进行搬运的同时进行冷却的冷却器装置所具备的冷却单元，具备：具有底板，在所述底板的上方堆积比所述粒状搬运物温度低的粒状埋设物而形成不流动层，通过所述不流动层支持所述粒状搬运物的支持构件；和用于在埋设于所述不流动层中的位置上向所述不流动层排放冷却空气的散气管。

根据本发明，输送冷却空气的散气管与底板独立地设置，因此不需要在底板上形成输送冷却空气的迷宫结构。借助于此，可以防止粒状物从底板落下来。

又，在本发明中，可以将散气管埋设在不流动层中，因此可以将从散气管排出的冷却空气通过不流动层输送至粒状搬运物中。借助于此，可以向冷却空气赋予适当的通过压力损失，可以进行适当的热交换。借助于此，可以均匀地冷却粒状搬运物。

此外，在本发明中，可以在由设置于底板上的低温的粒状埋设物所形成的不流动层内埋设散气管，因此不存在散气管直接接触到高温的粒状搬运物的情况。因此，可以防止散气管因受热而导致损伤，或者因粒状搬运物的搬运而导致磨损。

在上述发明中，优选的是所述散气管与搬运所述粒状搬运物的搬运方向平行地配置，并且具有用于排出所述冷却空气的多个散气口；所述多个散气口在所述散气管上在所述搬运方向上隔着间隔配置。

根据上述结构，散气管在搬运方向上延伸，散气口在搬运方向上隔着间隔配置，因此可以在重复进行粒状搬运物的移动和停止的同时进行搬运的冷却器装置中均匀地冷却粒状搬运物。

又，在本发明中，从多个散气口供给冷却空气，因此可以通过适当设定散气口的开口面积、个数及配置以此在冷却空气和高温的水泥熟料之间进行最佳的热交换。

在上述发明中，优选的是所述散气口向下方开口。

根据上述结构，可以防止粒状埋设物从散气口进入散气管内。

在上述发明中，优选的是在埋设于所述不流动层内的位置上设置有多个所述散气管、和连接所述多个散气管而向所述各散气管内供给冷却空气的头部；所述头部在与所述搬运方向正交的方向上配置。

根据上述结构，可以通过头部将冷却空气同时输送至多个散气管内。

在上述发明中，优选的是所述支持构件具有竖立设置在所述底板的外周缘部上的壁而形成为箱状结构。

根据上述结构，不仅可以防止粒状埋设物从底侧落下而且可以防止粒状埋设物从前后左右落下。

本发明的冷却器装置具备将上述任意一个的所述冷却单元在所述搬运方向排成一列而构成的多个冷却单元列；所述多个冷却单元列在与所述搬运方向正交的方向上并列设置。

根据上述结构，可以实现具有如上述那样的功能的冷却器装置。

本发明的上述目的、其他目的、特征及优点可以在参照附图的基础上，由以下的优选的实数形态的详细说明得以明了。

发明效果：

根据本发明，可以均匀地冷却所搬运的粒状物，并且不仅可以防止较大的粒状物的落下还可以防止细小的粒状物的落下。

附图说明

图1是示出具备根据本发明的冷却器装置的水泥成套设备的结构的概略图；

图2是示出图1的冷却器装置的结构的概略的立体图；

图3是示出图2的冷却器装置所具备的冷却单元的结构的主视图；

图4是示出以图3所示的剖切线A-A剖切后观察的冷却单元的结构的剖视图；

图5是放大示出图4所示的散气管周边的放大剖视图。

具体实施方式

以下，参照前述的附图说明根据本发明的实施形态的冷却单元1及具备该冷却单元1的冷却器装置2。另外，实施形态中的上下左右前后等的方向的概念是为了便于说明而使用的，关于冷却单元1及冷却器装置2，并不启示将这些结构的配置及方向等限定在该方向上。又，以下说明的冷却单元1及冷却器装置2仅仅是本发明的一个实施形态，本发明并不限于实施形态，在不脱离发明的主旨的范围内可以进行增加、删除、变更。

[水泥成套设备]

水泥是经过粉碎包含石灰石、粘土、硅石以及铁等的水泥原料的原料粉碎工序、烧结粉碎的水泥原料的烧结工序和作为最终工序的最后加工工序后制成的，这些三个工序在水泥成套设备中进行。在这些三个工序中的一个的烧结工序中，将粉碎的水泥原料烧结并冷却，生成粒状的水泥熟料。图1所示的结构示出水泥成套设备的烧结设备3，是进行制造水泥时的烧结工序的单元。烧结设备3将在原料粉碎工序中粉碎的水泥原料进行预热、煅烧及烧结，并且冷却烧结后处于高温的粒状的水泥熟料。

进一步详细说明进行烧结工序的单元，烧结设备3具备预热器4，预热器4由多个旋流器5构成。旋流器5以上下方向排列而设置为梯状，并且将其内的排气吹向上级的旋流器5（参照图1的虚线的箭头），而将投入的水泥原料通过旋流进行分离并投入至下级的旋流器5中（参照图1的实线的箭头）。位于最下级的上一级的旋流器5将水泥原料投入至煅烧炉6中。煅烧炉6具有燃烧器（burner），并且进行通过由该燃烧器产生的热和下述的排气的热分离投入的水泥原料中的二氧化碳的反应（即，煅烧反应）。在煅烧炉6中煅烧反应被促进的水泥原料如下所述被导入至最下级的旋流器5中，进一步地该旋流器5内的水泥原料被供给至回转炉7中。

该回转炉7是所谓的回转窑，并且形成为数十米以上的横向上长的圆筒状。回转炉7从作为旋流器5侧的入口向位于梢端侧的出口稍微向下倾斜配置。因此，通过以轴线为中心旋转回转炉7，以此使位于入口侧的水泥原料被搬运至出口侧。又，在回转炉7的出口上设置有燃烧装置8。燃烧装置8形成高温的火焰，从而烧结水泥原料。

又，燃烧装置8向入口侧喷射高温的燃烧气体，从燃烧装置8喷射的燃烧气体在烧结水泥原料的同时在回转炉7内向入口侧流动。燃烧气体作为高温的排气从煅烧炉6的下端起变成喷流而在煅烧炉6内吹向上方（参照图1的虚线的箭头），从而将投入至煅烧炉6内的水泥原料吹向上方。水泥原料被该排气及燃烧器加热至约900℃，即被煅烧。又，被上吹的水泥原料与排气一起流入最下级的旋流器5中，在此处所流入的排气和水泥原料被分离。分离的水泥原料被供给至回转炉7中，排气吹向上一级的旋流器5。被上吹的排气在各旋流器5中与投入至其中的水泥原料进行热交换而加热水泥原料，并且再次与水泥原料分离。分离的排气进一步上升至其上的旋流器5中而重复热交换。然后，从最上级的旋流器5排出至大气。

在像这样构成的烧结设备3中，水泥原料从最上级的旋流器5附近投入，并且在与排气进行热交换的同时充分被预热而下降至最下级的上一级的旋流器5，然后被投入至煅烧炉6中。在煅烧炉6中，水泥原料被燃烧器及高温的气体煅烧，之后，水泥原料导入至最下级的旋流器5中而在此处与排气分离后被供给至回转炉7中。供给的水泥原料在回转炉7内烧结的同时被搬运至出口侧。像这样，通过进行预热、煅烧及烧结，以此成型水泥熟料。在回转炉7的出口设置有冷却器装置2，从回转炉7的出口向冷却器装置2排出成型的水泥熟料。

＜冷却器装置＞

冷却器装置2形成为在将从回转炉7排出的水泥熟料（高温的粒状搬运物）向预先设定的搬运方向搬运的同时进行冷却的结构。冷却装置2如图2所示在紧邻回转炉7的出口的下方具有固定倾斜篦板（grate）。固定倾斜篦板11从回转炉7的出口侧向搬运方向延伸且向下倾斜。从回转炉7的出口排出的粒状的水泥熟料以在固定倾斜篦板11上滚动的方式向搬运方向滑落。又，在固定倾斜篦板11的搬运方向梢端部上设置有多个冷却单元列13，水泥熟料在多个冷却单元列13上堆积而形成熟料层14。

冷却单元列13是在搬运方向上延伸的结构体，以没有间隙地相邻的形式在与搬运方向正交的横方向（以下称为“正交方向”）上并列设置。又，冷却单元列13之间被密封以防止水泥熟料落到下方。以遮盖像这样不设置间隙且被密封而并列设置的多个冷却单元列13的全部的形式在其上装载有熟料层14（参照图2的双点划线）。

又，多个冷却单元列13在将该熟料层14进行冷却的同时向搬运方向搬运。在冷却单元列13中，在重复进行熟料层14的移动和停止的同时搬运粒状的水泥熟料。作为该具体的搬运方法具有：例如使所有的冷却单元列13前进后使不相邻的冷却单元列13分成多次后退的方法；将在正交方向上延伸的横梁设置在冷却单元列13的上部，通过使该横梁向搬运方向移动以此向搬运方向输送熟料层14的方法等。另外，关于向搬运方向输送熟料层14的结构及方法，不限于上述的结构及方法，只要是能够向搬运方向输送熟料层14的结构及方法即可。像这样构成的冷却单元列13具有多个冷却单元1，并且使该冷却单元1在搬运方向上排成一列而构成。

冷却单元1如图3及图4所示具有形成为大致长方体的箱状的壳体21。壳体21在下侧具有平坦的底板21a，上侧具有开口。又，壳体21具有在底板21a上竖立设置的四个壁21b～21e。在像这样构成的壳体21的底板21a上设置有在正交方向上延伸的头部22。

头部22形成为在其下侧具有开口的U字状截面的结构，在底板21a的与头部22的开口相对应的位置上形成有在正交方向上延伸的开口槽21f。又，头部22从一侧的侧壁21d延伸至另一侧的侧壁21e，其左右两端部被两个侧壁21d及21e堵住。借助于此，在头部22内形成连接于底板21a的下方空间23的供给通路22a。底板21a的下方空间23与用于供给冷却空气的冷却空气供给单元24（参照图2）连接，冷却空气通过底板21a的下方空间供给至供给通路22a中。像这样构成的头部22在搬运方向上隔着间隔在壳体21内配置有多个（在本实施形态中为两个），在这些头部22上设置有多个散气管25。

散气管25是在搬运方向上延伸的圆筒构件。散气管25在正交方向上隔着间隔设置，分别架设在相邻的两个头部22之间以及头部22和前后壁21b、21c之间。散气管25在其中具有冷却通路25a，该冷却通路25a与头部22内的供给通路22a连接。另一方面，分别设置在前后壁21b、21c的散气管25的端部被前后壁21b、21c堵住。在像这样设置的散气管25中从头部22供给冷却空气，该冷却空气在冷却通路25a中流动。而且，在散气管25上设置有多个散气口26。

散气口26如图5所示在与散气管25的轴线正交的平面上，在散气管25的下半面上向正交方向两侧隔开配置，向半径方向且斜下方开口。像这样开口的散气口26在搬运方向上大致等间隔地形成于散气管25上。散气管25以从底板21a向上方仅隔开高度h的形式设置以避免这些散气口26被底板21a覆盖，并且以与底板21a平行的形式设置。借助于此，在散气管25内流动的冷却空气从该散气口26向外侧排放。

在设置有这样的散气管25的壳体21内送入从回转炉7排出的比通常的水泥熟料温度低（例如20～60℃的常温）的水泥熟料，从而在壳体21内部充满水泥熟料。借助于此，水泥熟料堆积在底板21a上而形成不流动层27（参照图3至图5的双点划线）。在该不流动层27上装载有需要搬运的粒状的水泥熟料（参照熟料层14、图3及图4的双点划线），底板21a通过该不流动层27支持粒状的水泥熟料（熟料层14）。

又，通过在壳体21内装满水泥熟料，以此在不流动层27中掩埋散气管25。即，散气管25埋设在不流动层27中。像这样，通过将散气管25埋设在不流动层27内，以此可以使从散气管25排出的冷却空气通过该不流动层27的水泥熟料之间后输送至其上的熟料层14中。借助于此，可以通过不流动层27对冷却空气赋予适当的通过压力损失。

不流动层27的通过压力损失达到与其层高和散气口26的配置及尺寸相对应的值，通过装满壳体21内部而形成的不流动层27的层高是由壳体21的侧壁21d、21c所决定。因此，不流动层27的通过压力损失被设定为与壳体21的形状和散气口26的配置相对应的值，通过适当地设定散气管25的配置高度h以及散气口26的口径及个数，以此可以使冷却单元1整体的通过压力损失达到所希望的值。

像这样通过使压力损失达到所希望的值，以此可以抑制因熟料层14的层高差和水泥熟料的粒径分布的偏差等而导致的熟料层14内的冷却空气的偏流。即，可以将大致均匀分布的流量的冷却空气输送至熟料层14，从而可以均匀地冷却熟料层14。具体而言，通过将冷却单元1整体的通过压力损失设定为适当的值，以此可以减小因熟料层14的层高差和水泥熟料的粒径分布的偏差而产生的压力损失差相对于冷却单元1及熟料层14的通过压力损失的比例。借助于此，在熟料层14内冷却空气大致向正上方流动，可以抑制冷却空气的偏流。因此，可以均匀地冷却熟料层14。

又，由于是将散气管25埋设在不流动层27内的结构，因此不存在散气管25与高热且移动的熟料层14直接接触的情况。因此，可以防止散气管25受热而损伤，或者因熟料层14的移动而被磨损。

此外，通过使用散气管25以此不需要像现有技术那样在底板21a上形成供给冷却空气的槽或孔，因此水泥熟料及粒状的水泥熟料不会从底板21a向下方洒落。又，在搬运方向及正交方向上竖立设置有壁21b～21e，因此也可以防止水泥熟料从壳体21内向搬运方向及正交方向（即，前后左右）洒落。此外，散气管25的散气口26向斜下方开口，因此可以防止水泥熟料通过散气口26进入散气管25内。即，散气口26以防止水泥熟料和粒状的水泥熟料等通过散气口26进入散气管25内的那样的角度θ形成。借助于此，可以防止散气口26及散气管25被水泥熟料堵住，可以将希望的流量的冷却空气通过不流动层27输送至熟料层14。

在像这样构成的冷却器装置2中，在固定倾斜篦板11上接收从回转炉7排出的粒状的水泥熟料并使其滚落到冷却单元列13侧。然后，使水泥熟料堆积在冷却单元列13上，在冷却单元列13上形成熟料层14，并且将该熟料层14通过如前述那样的方法向搬运方向搬运。在搬运中，冷却空气供给单元24（风扇）可工作，从而从该冷却空气供给单元24通过下方空间23向头部22的供给通路22a供给冷却空气。头部22内的冷却空气同时被输送至多个散气管25的冷却通路25a中，并且通过各散气口26排放至外方。从散气口26排出的冷却空气通过不流动层27的水泥熟料之间并上升，到达至熟料层14。冷却空气在与熟料层14的粒状的水泥熟料热交换而对它进行冷却的同时通过其间，并且从熟料层14上部向上方排出。排出至上方的空气通过与粒状的水泥熟料热交换而变成高温，变成高温的空气的一部分从冷却装置2排出后直接通过回转炉7或者排出管31导入至煅烧炉6中。

在冷却器装置2中，像这样在通过冷却单元1冷却熟料层14的粒状的水泥熟料的同时对其进行搬运，从而粒状的水泥熟料持续冷却至比大气温度高数十度的温度。

＜关于其他的实施形态＞

在本实施形态中，作为形成不流动层27的粒状物，使用水泥熟料，但是也可以使用水泥熟料以外的耐热的粒状物、例如金属和陶瓷等的粒状物。又，被搬运的粒状物及形成不流动层27的粒状物的粒径的大小不限。散气管25的外形及配置位置也不限于如前述那样的形状及位置，而可以与搬运方向正交，又也可以使散气管25形成为蛇腹状地配置。又，在本实施形态中，底板21a为平板，但是也可以是向下方或上方突出的V字状的板、在正交方向或搬运方向上倾斜的倾斜板等。

由上述说明，本领域技术人员明了本发明的较多的改良和其他实施形态等。因此，上述说明仅作为例示解释，是以向本领域技术人员教导实施本发明的最优选的形态为目的提供。在不脱离本发明的精神的范围内，可以实质上变更其结构和/或功能的具体内容。

符号说明：

1 冷却单元；

2 冷却器装置；

13 冷却单元列；

14 熟料层；

21 壳体；

21a 底板；

22 头部；

25 散气管；

26 散气口；

27 不流动层。

Claims (5)

1.一种冷却单元，是在将高温的粒状搬运物进行搬运的同时进行冷却的冷却器装置的冷却单元，具备：

具有底板，在所述底板的上方堆积比所述粒状搬运物温度低的粒状埋设物而形成不流动层，通过所述不流动层支持所述粒状搬运物的支持构件；和

用于在埋设于所述不流动层中的位置上向所述不流动层排放冷却空气的散气管；

所述散气管与搬运所述粒状搬运物的搬运方向平行地配置，并且具有用于排出所述冷却空气的多个散气口；

所述多个散气口在所述散气管上在所述搬运方向上隔着间隔配置。

2.根据权利要求1所述的冷却单元，其特征在于，所述散气口向下方开口。

3.根据权利要求2所述的冷却单元，其特征在于，

在埋设于所述不流动层内的位置上设置有多个所述散气管、和连接多个所述散气管而向各所述散气管内供给冷却空气的头部；

所述头部在与所述搬运方向正交的方向上配置。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的冷却单元，其特征在于，所述支持构件具有竖立设置在所述底板的外周缘部上的壁而形成为箱状结构。

5.一种冷却器装置，具备将根据权利要求1至4中任意一项所述的冷却单元在所述搬运方向排成一列而构成的多个冷却单元列；

所述多个冷却单元列在与所述搬运方向正交的方向上并列设置。