JP2000051681A - 横型回転式固気接触装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 充填率が高く高反応率の横型回転式固気接触
装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 回転軸線１が実質的に水平で該回転軸線
方向の一端に開口部２Ａを有する回転自在な筒状体２
と、該筒状体２の内部を複数の空間に仕切る上記回転軸
線１と実質的に平行な少なくとも一つの壁板３とを備
え、上記開口部２Ａから送入され上記壁板３の一面上で
転動せる粉粒塊状物と反応気体とを接触せしめる横型回
転式固気接触装置において、一つの壁板３は筒状体２の
内部空間を上記一面の側が大空間にそして他面の側が小
空間となるように区分する位置で軸線１方向の少なくと
も一部の範囲に設けられ、大空間が開口部２Ａに連通
し、壁板３の他面の側に該壁板３と共に気体供給室を形
成する風箱部５を設け、上記壁板３に多数の噴気孔５Ａ
が穿設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は粉粒塊状物等の固体
の原料を気体と接触させ、原料の物理的あるいは化学的
変化を達成させる横型回転式固気接触装置の技術分野に
属し、特に多くの原料を扱うことのできる高充填率の装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】横型回転式固気接触装置としては、特開
平６−２３８１６０に開示されている形式のものが公知
である。この公知の装置は、ほぼ水平な軸線まわりに回
転せる横型の筒状体の内部空間を、軸線を含む面で仕切
壁により、等しい大きさの二つの空間に区分し、この仕
切壁の両面に傾斜せる複数のガイド板を設け、さらに、
仕切壁の壁面に形成された噴気孔から反応用の気体を上
記二つの空間へ噴気せしめることとしている。処理され
るべき原料は筒状体の一端側から筒状体内へ送入され、
ガイド板の作用により他端側へ移動する際に、筒状体内
で加熱を受けると共に噴気孔から噴出せる気体と反応す
る。かくして、物理的あるいは化学的変化を達成した原
料は処理品として他端側から排出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した特開平６−２
３８１６０に開示されている装置は、仕切壁上に形成さ
れる原料の粉粒層は筒状体内で気体流と効率よく接触す
る。しかしながら、原料の性状によっては、仕切壁上で
噴気を受ける粉粒層の筒状体内部空間に対する充填率の
値を大きくすることが困難である。すなわち、上記公知
装置では、筒状体内部空間は仕切壁により等しく二分さ
れているので、筒状体内に多量の原料が送入されていて
も、仕切壁上で噴気を受けている原料は、その半分の量
である。しかも、上記のごとく原料の性状によっては、
その量もあまり多くできない。したがって、上記充填率
は実質的に低いものとなる。又、原料が微粉状で付着性
がある場合には、噴気された気体が原料層に孔を形成し
て吹き抜けてしまい、原料層内部にまで進入せず、反応
効率が低下する。このように、上記公知装置は、これら
の点で改善の余地があった。

【０００４】本発明は、公知装置では処理が困難で上記
反応効率が低い傾向を有する原料を供給しても、高充填
率で高い効率で物理的変化あるいは化学的変化を安定し
て行なうことのできる横型回転式固気接触装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る横型回転式
固気接触装置は、回転軸線が実質的に水平もしくは水平
に対して若干の傾斜をもった該回転軸線方向の一端に開
口部を有する回転自在な筒状体と、該筒状体の内部を複
数の空間に仕切る上記回転軸線と実質的に平行な少なく
とも一つの壁板とを備えている。そして、上記開口部か
ら送入され上記壁板の一面上で転動せる粉粒、塊状物も
しくはこれらの混合物（以下、粉粒塊状物という）と反
応気体とを接触せしめる。かかる横型回転式固気接触装
置において、本発明では、上記の少なくとも一つの壁板
は筒状体の内部空間を上記一面の側が大空間にそして他
面の側が小空間となるように区分する位置で軸線方向の
少なくとも一部の範囲に設けられ、大空間が開口部に連
通している。又、上記壁板の他面の側には該壁板と共に
気体供給室を形成する風箱部が設けられ、上記壁板に多
数の噴気孔が穿設されていて、風箱部の気体が大空間へ
向け噴出するようになっている。

【０００６】かかる構成の本発明装置にあっては、加熱
処理あるいは化学反応を行なうべき物質たる粉粒塊状物
（固体）は、筒状体の一端側の開口部から筒状体の大空
間内に供給されるので、その許容供給量は多量である。
筒状体は軸線まわりに回転しており、回転中に上記粉粒
塊状物は壁板により回転方向にもち上げられた後回転の
進行に伴い滑落する。すなわち上記大空間中で転動す
る。粉粒塊状物は転動しながら筒状体の他端側に向け前
進する。筒状体の大空間内の粉粒塊状物の層は、上記壁
板上に存在している時間及び滑落し終わるまでの時間は
該壁板に接しているので、壁板の噴気孔から噴出した気
体が該粉粒塊状物層の中を流通して各粒子間に拡散し粒
子表面と接触する。その結果、粉粒塊状物と気体間の物
理的変化あるいは化学反応が速やかに進行し、加熱ある
いは化学反応等の処理の要する時間を著しく短縮させ
る。

【０００７】原料固体が微粉である場合には、上記壁板
に穿設された噴気孔から噴出する反応気体流によって微
粉が飛び散ってしまうことを防止するために、壁板の単
位表面積当たりでの平均流速を小さい値に制限する必要
がある。

【０００８】本発明において、壁板は、該壁板の一面上
で転動中の粉粒塊状物を転動に伴い軸線方向の一端側か
ら他端側に向けて移動せしめる案内手段を有しているこ
とが好ましい。この案内手段は、例えば、壁板の一面に
軸線方向で所定間隔をもって立設された複数のガイド板
であり、該ガイド板の上記一面に対する立設基線が回転
軸線方向に対して傾角をもって位置しているようにする
ことができる。かかる案内手段を設けると、粉粒塊状物
は筒状体の大空間内に所定の時間滞留するようになる。

【０００９】充填率をさらに向上させるには、大空間
は、風箱部と一体となっている他の壁板が少なくとも一
つ設けられていることが望ましい。

【００１０】さらには、壁板上での粉粒塊状物の滞留時
間を長期化するには、筒状体は、壁板の一面が上方に向
いている時間を他の時間よりも長くするように、回転速
度が変化して回転することが望ましい。又、筒状体は、
壁板の一面が上方に向いている間に、回転軸線まわりに
揺動するようになっていることもできる。かかる揺動方
式とすることにより、処理すべき固体が微粉で粘着性が
強く、噴気が微粉層中に吹き抜けを生じ易い場合にも、
これを抑制して微粉層中への気体の均一分散が可能とな
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面にもとづいて本発
明の実施の形態を説明する。

【００１２】＜第一実施形態＞図１において、実質的に
水平な軸線１のまわりに回転駆動を受ける筒状体２が軸
受（図示せず）によって回転自在に支持されている。該
筒状体２は軸線方向の一端に、加熱処理あるいは化学反
応を受けるべき原料としての粉粒塊状物の投入口２Ａ、
そして他端に取出口２Ｂが設けられている。筒状体２
は、原料が加熱処理を受けるときは耐熱材で、化学反応
を受けるときにはそれに耐える材料で作られる。筒状体
２には、本実施形態の場合、図１（Ａ）において軸線１
よりも下方位置に壁板３が軸線１方向の両端側を除く範
囲に設けられており、この範囲において、筒状体２の内
部空間が壁板３の上方の大空間と下方の小空間の二つに
区分されている。この大空間は軸線方向両端部で、それ
ぞれ投入口２Ａそして取出口２Ｂと連通している。勿論
のことながら、上記壁板３は軸線１の方向の全領域にわ
たって設けられていてもよい。

【００１３】図１（Ｂ）は筒状体２が図１（Ａ）の状態
から軸線１のまわりに９０°回転したときの断面図であ
るが、図１（Ａ）及び（Ｂ）そして（Ｃ）に見られるよ
うに、壁板３の上面には、図１（Ｂ）に見られるような
傾斜せる案内手段たるガイド板４が、所定間隔をもって
複数設けられている。該ガイド板４の形状、数、角度そ
して高さは、熱処理あるいは化学反応の条件によって適
宜決定される。

【００１４】図１（Ａ）おいて上記壁板３の下側には、
該壁板３を上壁として閉鎖空間をなす風箱５が形成され
ている。取出口２Ｂを貫通して配置された送気管６が上
記風箱５に接続されていて、該風箱５内に原料（固体）
と接触されるべき気体が供給されるようになっている。
上記風箱５の上壁をなす壁板３には多数の噴気孔５Ａが
穿設されていて、上記風箱５内の気体が壁板３より上方
の大空間内へ噴出するようになっている。

【００１５】かかる構成の本実施形態装置にあっては、
加熱処理あるいは化学反応を行なうべき原料たる粉粒塊
状物は、筒状体２の一端側の投入口２Ａから筒状体２内
に供給される。原料は筒状体２の入口部空間７を経て長
手方向に分布するが、その際、壁板３の範囲では図１
（Ａ）にてこの壁板３上の大空間内に入り込むため、そ
の許容充填量は筒状体内を等しく二分していた従来装置
に比べ多いものとなる。筒状体２は軸線１まわりに回転
しており、回転中に上記原料は壁板３により回転方向に
もち上げられた後回転の進行に伴い滑落する。すなわ
ち、上記大空間中で転動する。原料はガイド板４に案内
されて滑落しながらガイド板の傾斜方向に向け移動し、
筒状体の他端側へ前進する。筒状体２の大空間内の原料
の層は、上記壁板３上に存在している時間及び滑落し終
わるまでの時間は該壁板３に接しているので、壁板３か
らの噴気孔５Ａから噴出した気体が該原料層の中を流通
して各粒子間に拡散し粒子表面と接触する。その結果、
原料たる粉粒塊状物と気体間の物理的変化あるいは化学
反応が速やかに進行し、加熱あるいは化学反応等の処理
に要する時間を著しく短縮させる。

【００１６】＜第二実施形態＞図２及び図３は、加熱処
理あるいは化学反応に先立ち十分な予熱を必要とする原
料に適した実施形態を示す。本実施形態装置では、軸線
１の方向にて、風箱５と投入口２Ａとの間の入口空間１
０に、ガイド板８，８′が取りつけられた仕切壁９が軸
線１を含む面に設けられ、壁板３との間に境界領域１１
を形成している。仕切壁９の両面に設けられたガイド板
８，８′は、同方向に傾斜している。換言すれば、一方
の面のガイド板８の傾斜と、他方の面のガイド板８′が
上記一方のガイド板８と同じ側に回転移動してきたとき
のこの他方の面のガイド板８，８′の傾斜とは、互いに
逆方向となる。したがって、この仕切壁９の範囲では仕
切壁９上に在る原料は転動しながらガイド板８，８′に
沿って滑落するので、軸線に関して反対方向に移動し、
壁板３の領域へ至るまでの間、比較的長い時間上記仕切
壁９の範囲に循環することとなり、その間に十分に予熱
される。しかる後、上記仕切壁９と壁板３との境界領域
１１から原料は少しづつ壁板３上の大空間へ移動し、こ
こで、前実施形態の場合と同様に、噴気される気体と接
触する。必要によってはガイド板８と８′は反対方向に
傾斜して設けることもできる。図３（Ａ）は図２装置の
Ａ−Ａ断面、図３（Ｂ）はＢ−Ｂ断面、図３（Ｃ）はＣ
−Ｃ断面を示す横断面図である。

【００１７】＜第三実施形態＞原料の処理能力をさらに
向上させるためには、壁板３の上方に形成される原料の
ための大空間内に、他の壁板を設けることができる。こ
の他の壁板にも風箱が設けられる。

【００１８】図４は、図１の装置の壁板３に加えて、こ
れと平行な壁板１５が壁板３上の大空間内に設置されて
いる。この壁板１５の下側にも、壁板３の場合と同様
に、風箱１４が形成されている。図４（Ａ）は壁板３，
１５が水平に位置するときの断面図であり、気体送入管
６から送入される気体の一部は分岐管１３を通って上方
の風箱１４にも送入される。風箱１４の上壁をなす壁板
１５には、壁板３と同様に多数の噴気孔５Ａが穿設され
て、分岐管１３からの気体を壁板１５の粉粒塊状物層中
に貫流させる。

【００１９】図４（Ｂ）は（Ａ）に対し９０°回転した
場合の図であり、壁板１５の表面に軸に対して傾斜する
ガイド板１６が設置されている。その際、ガイド板１６
の傾斜角は風箱５上の壁板３のガイド板４の傾斜角とほ
ぼ同一であることが望ましいが、必ずしもそれに制限さ
れない。

【００２０】なお、本実施形態において、下側の風箱５
を上側の風箱１４と同様に薄型として該風箱５の下方に
形成される底部空間を投入口２Ａに連通せる空間とする
こともできる。

【００２１】かかる本実施形態によれば、原料は複数の
壁板３，１５上で、噴気される気体と接触される。した
がって、噴気気体と接触状態にある原料の量、すなわち
壁板上の充填量が増大することとなる。

【００２２】上記第一実施形態、第二実施形態、第三実
施形態において、筒状体を連続的に定速で回転する場合
には、壁板上に粉粒塊状物が存在あるいは滑落している
時間の一回転する時間に対する割合は比較的短く、した
がって固体と気体の接触効率があまり高くはならない。
又、原料が微粉であって粘着性が強く、高性能の壁板上
にあっても原料層に吹き抜けができたりして効果的な接
触ができない場合には、壁板上の粉体層を絶えず揺動す
ることによって吹き抜けの発生を抑止することができる
と共に、原料と気体との接触時間を長くすることができ
る。

【００２３】図５は上記の第一実施形態の場合について
の筒状体の回転方法の一例を示したものであり、壁板３
が水平位置にある場合（Ａ）を中心にして（Ｂ），
（Ｃ）のように順次回転を変えて粉体層を揺動させる時
間の割合を長くし、（Ｆ），（Ｇ）の状態はできるだけ
短い時間として原位置（Ｈ）まで回転させる。このよう
な間欠回転と揺動回転によれば上記のような粘着性の大
きい微粉でも効果的に気体流と接触させ、必要な加熱処
理あるいは化学反応を達成させることができる。図５に
おいて壁板の噴気孔から噴気される気体送入は（Ａ）か
ら（Ｈ）まで連続して行なうことも、（Ｆ），（Ｇ）の
間は中断することもできる。図５の操作は、第二、第三
実施形態に対しても同じ効果をもつ。

【００２４】＜第四実施形態＞公知技術たる特開平６−
２３８１６０においては、回転筒状体の軸線上に配され
た仕切壁は、内部を空間として薄型風箱を形成し、風箱
たる内部空間には分離板を配し、仕切壁の風箱の両面に
噴気孔を形成し、一方の面上にのる粉粒塊状物層の中に
だけ気体を貫流させるように、分離板により仕切られた
内部空間が分離板の上方に位置するときだけ噴気するべ
くバルブの切替操作を行なう装置を提案した。しかし、
その場合には、回転中、風箱の下方にくる空間は利用さ
れず、したがって装置の処理能力は大きくならない。本
実施形態において、図６の（Ａ）又は（Ｂ）に示すよう
に、複数の風箱２４の両面に噴気孔を穿設すると共にガ
イド板２６を設けることとして、粉粒塊層と噴流板の接
触面積を広くし、装置の処理能力を大きくしている。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明においては、筒状体
内部空間を大空間と小空間とに区分する壁板を設け、大
空間へ粉粒塊状物たる原料を充填すると共に、該壁板に
穿設された多数の噴気孔から気体を大空間へ噴出せしめ
ることとして、この気体に接触する原料層中に加熱処理
あるいは化学反応に必要とする気体を貫流させて接触さ
せるので、原料の充填量が増大されると共に、原料の加
熱処理あるいは化学反応の終了に要する時間が短縮さ
れ、処理能力が向上する。さらに、軸線に対して傾斜す
るガイド板等の案内手段を配設することとすると、原料
の処理に応じた筒状体中に大きな充填率をもって存在す
る原料の装置内滞在特性を最適条件に沿うように実現さ
せることができる。また原料の粘着力が強くて通常では
原料層に吹き抜けの生ずる微粉層と気体の接触も、揺動
を含む間欠回転を行なうようすれば、効率よく行なわ
れ、処理能力の大きい加熱処理あるいは化学反応装置を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態装置を示し、（Ａ）は軸
線を含む縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）から軸線まわりに９
０°回転したときの縦断面図、（Ｃ）は（Ａ）について
の軸線に直角な中央縦断面図である。

【図２】本発明の第二実施形態装置を示し、（Ａ）は軸
線を含む縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）から軸線まわりに９
０°回転したときの縦断面図である。

【図３】図２におけるＡ，Ｂ，Ｃの位置での軸線に直角
な縦断面図である。

【図４】本発明の第三実施形態装置を示し、（Ａ）は軸
線を含む縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）から軸線まわりに９
０°回転したときの縦断面図、（Ｃ）は（Ａ）について
の軸線に直角な中央縦断面図である。

【図５】図４装置の回転方法の説明図であり（Ａ）から
（Ｈ）までの回転状態を示す。

【図６】本発明の第四実施形態装置を示す軸線に直角な
縦断面図であり、（Ａ）は二つの壁板を有するものの断
面図、（Ｂ）はこの変形であり、三つの壁板を有するも
のについての縦断面図である。

【符号の説明】

１ 回転軸線 ２ 筒状体 ２Ａ 開口部 ３ 壁板 ４ 案内板（ガイド板） ５ 風箱部 １５ 壁板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 國井 大藏 東京都豊島区東池袋２丁目18番７号株式会 社チサキ内 (72)発明者 高橋 靖雄 東京都豊島区東池袋２丁目18番７号株式会 社チサキ内 (72)発明者 武内 豊 兵庫県尼崎市金楽寺町２丁目２番33号株式 会社タクマ内 (72)発明者 芝川 重博 兵庫県尼崎市金楽寺町２丁目２番33号株式 会社タクマ内 (72)発明者 大隅 一男 兵庫県尼崎市金楽寺町２丁目２番33号株式 会社タクマ内 (72)発明者 増田 孝弘 兵庫県尼崎市金楽寺町２丁目２番33号株式 会社タクマ内 Ｆターム(参考） 4G070 AA01 BB18 BB23 CA03 CA06 CA07 CA10 CA17 CA19 CA30 CB02 CB15 CC20 DA21

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸線が実質的に水平もしくは水平に
   対して若干の傾斜をもった該回転軸線方向の一端に開口
   部を有する回転自在な筒状体と、該筒状体の内部を複数
   の空間に仕切る上記回転軸線と実質的に平行な少なくと
   も一つの壁板とを備え、上記開口部から送入され上記壁
   板の一面上で転動せる粉粒塊状物と反応気体とを接触せ
   しめる横型回転式固気接触装置において、一つの壁板は
   筒状体の内部空間を上記一面の側が大空間にそして他面
   の側が小空間となるように区分する位置で軸線方向の少
   なくとも一部の範囲に設けられ、大空間が開口部に連通
   し、壁板の他面の側に該壁板と共に気体供給室を形成す
   る風箱部を設け、上記壁板に多数の噴気孔が穿設されて
   いることを特徴とする横型回転式固気接触装置。
2. 【請求項２】 壁板は、該壁板の一面上で転動中の粉粒
   塊状物を転動に伴い軸線方向の一端側から他端側に向け
   て移動せしめる案内手段を有していることとする請求項
   １に記載の横型回転式固気接触装置。
3. 【請求項３】 案内手段は、壁板の一面に軸線方向で所
   定間隔をもって立設された複数のガイド板であり、該ガ
   イド板の上記一面に対する立設基線が回転軸線方向に対
   して傾角をもって位置していることとする請求項２に記
   載の横型回転式固気接触装置。
4. 【請求項４】 大空間には、風箱部と一体となっている
   他の壁板が少なくとも一つ設けられていることとする請
   求項１に記載の横型回転式固気接触装置。
5. 【請求項５】 筒状体は、壁板の一面が上方に向いてい
   る時間を他の時間よりも長くするように、回転速度が変
   化して回転することとする請求項１に記載の横型回転式
   固気接触装置。
6. 【請求項６】 筒状体は、壁板の一面が上方に向いてい
   る間に、回転軸線まわりに揺動するようになっているこ
   ととする請求項１又は請求項５に記載の横型回転式固気
   接触装置。