JP2005249236A - Kiln dryer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、使用済みの缶容器(UBC:Used Beverage Can と呼称)をはじめとする機械加工から出る切削屑(切粉と呼称)等の鉄製またはアルミなどの非鉄金属製のスクラップ材料を溶解して再利用するに先立ち、高歩留り溶解を目的として、その表面の塗料被膜や油水分等の不要有機物質を揮発除去するための装置(キルンドライヤー)に関するものである。 The present invention dissolves scrap materials made of iron or non-ferrous metals such as aluminum such as scraps (referred to as chips) from machining such as used can containers (UBC: Used Beverage Can). The present invention relates to an apparatus (kiln dryer) for volatilizing and removing unnecessary organic substances such as a paint film and oil / moisture on its surface for the purpose of high yield dissolution prior to reuse.
従来から、例えば、アルミなどの非鉄金属製の飲料缶容器(UBC)を溶解して再利用するに先立ち、その表面の塗料被膜や油水分等の不要有機物質を揮発除去するためにキルンドライヤーが使用されている。
このキルンドライヤーには、図4に示すような切粉用の直下自燃式ロータリーキルン型や、図5に示すようなUBC用の内筒放射加熱対向流式ロータリーキルン型と称されるものなどがある。
Conventionally, for example, before a beverage can container (UBC) made of non-ferrous metal such as aluminum is dissolved and reused, a kiln dryer has been used to volatilize and remove unnecessary organic substances such as paint film and oily moisture on the surface. in use.
Such kiln dryers include a so-called direct self-combustion rotary kiln type for chips as shown in FIG. 4 and an inner cylinder radiant heating counterflow type rotary kiln type for UBC as shown in FIG.
このうち、前者の直下自燃式ロータリーキルン型は、切粉(材料M)をコンベア31によって回転するキルン本体30内に搬入し、バーナー32から噴射する火炎Fをその材料Mに直接当てて、当該材料Mに付着している切削油他油脂分や水分等の不要有機物質を揮発除去するものである。
Among these, the former self-combustion type rotary kiln type directly carries the chips (material M) into the kiln
また、後者の内筒放射加熱対向流式ロータリーキルン型は、回転するキルン本体30内に内筒34を設け、使用済みの缶容器(材料M)をキルン本体30内に投入口35から投入すると共に、バーナー32をアフターバーナー36内で燃焼させ、その熱を循環ファン37によって内筒34に送り、内筒34からの輻射熱で材料M表面に付着している塗料被膜等の不要有機物質を揮発除去するものである。
例えば、これに関連する発明は、特許文献1に開示されている。
For example, a related invention is disclosed in
しかしながら、上記した従来技術には次のような問題点がある。
前者の直下自燃式ロータリーキルン型は、バーナー32の火炎Fおよび燃焼ガスGを材料Mに直接当て、自燃させるもので、材料Mの表面付近で油脂分が自燃する火炎の温度も低く、酸素との混合不足によって不完全燃焼が起こり、黒煙が発生する。この黒煙は、COや煤および有機未燃分を含んでおり、そのまま大気に放出することになるため大気汚染と環境衛生上出来ない。よって、当該黒煙と有機物質を完全燃焼させるための再燃炉33を設ける必要がある。従って、装置が大型化すると共に処理コストも高いものとなる。
However, the prior art described above has the following problems.
The former self-combustion type rotary kiln type directly burns the flame F and combustion gas G of the
また、後者の内筒放射加熱対向流式ロータリーキルン型は、火炎Fを材料Mに直接当てず酸素分圧を制御した処理ガスに接触させるためにキルン内では自燃せず、有機分を揮発させたのちに、バーナー32をキルン本体30からかなり離れたアフターバーナー36内に導き燃焼させ、温度と酸素分圧を制御された再生処理ガスとして内筒34に循環ファン37によって供給するので、装置が大型化と処理コストが高くつくといった問題がある。
Further, the latter inner cylinder radiant heating counterflow rotary kiln type volatilizes the organic component without causing self-combustion in the kiln because the flame F is not directly applied to the material M and is brought into contact with the processing gas whose oxygen partial pressure is controlled. Later, the
そこで、本発明の目的とするところは、小型で処理コストの低廉なキルンドライヤーを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a kiln dryer that is small in size and low in processing cost.
上記の目的を達成するために、本発明の請求項1に記載のキルンドライヤーは、使用済みの缶容器をはじめとする機械加工から出る切削屑等の鉄製または非鉄金属製のスクラップ材料(M)を再利用すべく、溶解工程に先立って前記材料(M)の表面に付着している塗料被膜や油水分などの不要有機物質を揮発除去する装置であって、上流側から下流側へ下降傾斜し、軸心を中心として回転する円筒状のキルン本体(1)と、前記キルン本体(1)内に同心状に固定され、下流側の周面にガス孔(4b)を有する内筒(4)と、火炎(F)を前記内筒(4)内に、上流側入口から噴射して当該内筒(4)を加熱するバーナー(5)と、前記キルン本体(1)の上流端部を覆うように固設された第一フード(2)と、前記キルン本体(1)の下流端部を覆うように固設された第二フード(3)と、前記第二フード(3)の下端部に設けられ、熱処理された有用物質を排出する物質排出通路(8)と、前記第二フード(3)に設けられ、燃焼ガス(G)を排出するガス排出口(9)と、を備えてなり、
前記バーナー(5)の噴射圧力を利用して燃焼ガス(G)を、前記ガス孔(4b)、そして前記キルン本体(1)と内筒(4)との間の通路(11)を通して上流側に導き、前記内筒(4)の上流側入口(4a)から内筒(4)へ引き込み前記バーナー(5)で更に燃焼させるように循環させるとともに、その一部を前記ガス排出口(9)から排出させる構造であり、
前記材料(M)が前記通路(11)へ上流側から供給された場合、その供給された材料(M)を、前記内筒(4)の輻射熱と、前記ガス孔(4b)から上流側に導かれる循環ガス(G:Gb)に接触させることによる伝熱とにより加熱してその表面の不要有機物質を揮発除去した後、前記物質排出通路(8)から排出させるとともに、前記材料(M)に接触後の有機分を含有するガス(G:Gc)を前記バーナー(5)で更に燃焼させて清浄ガス(G:Ga)として循環させ、その清浄ガス(G:Ga)の一部を前記ガス排出口(9)から排出させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a kiln dryer according to
Using the injection pressure of the burner (5), the combustion gas (G) flows upstream through the gas hole (4b) and the passage (11) between the kiln body (1) and the inner cylinder (4). And is drawn from the upstream inlet (4a) of the inner cylinder (4) into the inner cylinder (4) and circulated so as to be further combusted by the burner (5), and a part of it is circulated in the gas outlet (9). It is a structure that discharges from the
When the material (M) is supplied to the passage (11) from the upstream side, the supplied material (M) is supplied upstream from the radiant heat of the inner cylinder (4) and the gas hole (4b). After heating and removing the unnecessary organic substances on the surface by heat transfer by bringing them into contact with the circulating gas (G: Gb), the material (M) is discharged from the substance discharge passage (8). The gas (G: Gc) containing the organic content after contacting is further burned by the burner (5) and circulated as a clean gas (G: Ga), and a part of the clean gas (G: Ga) is The gas is discharged from the gas discharge port (9).
また、請求項2に記載の発明は、前記内筒(4)の上流端部に、循環ガス吸込み調整管(12)を軸方向に伸縮自在に嵌合し、前記燃焼ガス(G)の前記内筒(4)への循環量を調節自在としてなることを特徴とする。
In the invention according to
また、請求項3に記載の発明は、前記内筒(4)内に回転羽根(16)を取付けて、当該内筒(4)の温度を高めると共に、前記材料(M)に接触後の有機分を含有するガス中の有機分を混合接触させて燃焼させてなることを特徴とする。
In the invention according to
またさらに、請求項4に記載の発明は、前記第一フード(2)の下端部に、灰(フライバック)を排出する排出通路(7)を形成し、該排出通路(7)に二つの開閉式ダンパー(15)を直列に取付けた第一ダブルダンパー機構(13)を設けると共に、前記物質排出通路(8)に、二つの開閉式ダンパー(15)を直列に取付けた第二ダブルダンパー機構(14)を設け、燃焼ガス(G)の酸素濃度を適切に維持してなることを特徴とする。
Furthermore, in the invention described in
なお、カッコ内の記号は、図面および後述する発明を実施するための最良の形態に記載された対応要素または対応事項を示す。 Symbols in parentheses indicate corresponding elements or corresponding matters described in the drawings and the best mode for carrying out the invention described later.
本発明の請求項1に記載のキルンドライヤーによれば、バーナーの火炎を内筒内に噴射して当該内筒を加熱すると共に、材料をキルン本体と内筒との間の通路に供給し、内筒の輻射熱とガス孔から上流側に導かれる循環ガスに接触させることによる伝熱とによって材料を加熱するので、火炎を材料に直接当てて加熱する場合と異なり、バーナーの空燃比制御によって酸素の供給量を適切に調節することができる。従って、黒煙の発生を抑えることができ、黒煙中の物質を燃焼させるための再燃炉を必要としない。
これにより、装置の小型化と材料の処理コストを低減することができる。
According to the kiln dryer of
As a result, it is possible to reduce the size of the apparatus and the material processing cost.
また、バーナーの火炎を内筒内に直接噴射するので、従来例で示したような、アフターバーナーを必要としない。従って、さらなる装置の小型化を図ることができる。同時に、アフターバーナーで燃焼させて得た熱を内筒に供給するのと異なり、内筒を直接加熱するので当該内筒を効果的に加熱することができ、材料に、より効率的に輻射熱を与えることができる。 Further, since the flame of the burner is directly injected into the inner cylinder, an afterburner as shown in the conventional example is not required. Therefore, further downsizing of the apparatus can be achieved. At the same time, unlike supplying the heat obtained by burning with an afterburner to the inner cylinder, the inner cylinder is directly heated, so that the inner cylinder can be effectively heated, and radiant heat is given to the material more efficiently. be able to.
さらに、燃焼ガスを、バーナーの噴射圧力によって、ガス孔、そしてキルン本体と内筒との間の通路を通して上流側に導き、内筒の上流側入口から内筒へ引き込みバーナーで更に燃焼させるように循環させ、その一部をガス排出口から排出させるので、循環ファンを必要としない。従って、装置をさらに小型化することができる。 Further, the combustion gas is led to the upstream side through the gas hole and the passage between the kiln body and the inner cylinder by the injection pressure of the burner, and is drawn into the inner cylinder from the upstream inlet of the inner cylinder and further burned by the burner. It circulates and part of it is discharged from the gas outlet, so no circulation fan is required. Therefore, the apparatus can be further reduced in size.
また、請求項2に記載の発明によれば、内筒の上流側に、循環ガス吸込み調整管を軸方向に伸縮自在に嵌合したので、当該循環ガス吸込み調整管を軸方向に伸縮させることによって燃焼ガスの循環量を調節することができる。これによって、内筒を、材料に適した適度な加熱温度に設定することができる。 According to the second aspect of the present invention, since the circulating gas suction adjusting pipe is fitted to the upstream side of the inner cylinder so as to be expandable and contractable in the axial direction, the circulating gas suction adjusting pipe is expanded and contracted in the axial direction. The circulation amount of the combustion gas can be adjusted. Thereby, the inner cylinder can be set to an appropriate heating temperature suitable for the material.
さらに、請求項3に記載の発明によれば、内筒内に回転羽根を設けたので、当該回転羽根が高温化すること、および当該回転羽根が燃焼ガスを攪拌することによって対流伝熱効果を増大させ、内筒の温度を効率的に高めることができる。これにより、内筒の輻射熱が迅速に高温化し、材料をより効果的に加熱することができる。
また、この回転羽根は燃焼ガスを攪拌するので、それに含まれる有機物の燃焼を促進する。従って、燃焼ガスに含まれる一酸化炭素濃度を低減することができる。
Further, according to the invention described in
Moreover, since this rotary blade agitates combustion gas, combustion of the organic substance contained in it is accelerated | stimulated. Therefore, the concentration of carbon monoxide contained in the combustion gas can be reduced.
またさらに、請求項4に記載の発明によれば、第一フードに灰(フライバック)を排出する排出通路を形成し、そこに第一ダブルダンパー機構を設けると共に、第二フードの物質排出通路にも同様な構造の第二ダブルダンパー機構を設けたので、それらのダンパーを開閉することによって装置内の燃焼ガスの酸素濃度を適切に維持することができる。
Furthermore, according to the invention of
図1を参照して、本発明の実施形態に係るキルンドライヤーについて説明する。図1はそのキルンドライヤーを示す断面図である。 With reference to FIG. 1, the kiln dryer which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a sectional view showing the kiln dryer.
本発明の実施形態に係るキルンドライヤーは、使用済みのアルミニウム製の缶容器(UBC 材料M)を再利用するために、溶解工程に先立ってその材料Mの表面に付着している塗料被膜、水分、油分などの不要有機物質を揮発除去する装置であり、キルン本体1、内筒4、バーナー5およびコンベア6を備える。また、キルン本体1内および内筒4内の温度を測定するための温度計17や、装置内の圧力を測定するための圧力計18を備えている。
なお、このキルンドライヤーは、缶容器を粉砕せずそのままの状態を材料Mとして処理するものであるが、粉砕して切粉状とした材料Mを処理することもできる。
In order to reuse a used aluminum can container (UBC material M), the kiln dryer according to the embodiment of the present invention has a paint film and moisture adhering to the surface of the material M prior to the melting step. A device that volatilizes and removes unnecessary organic substances such as oil, and includes a kiln
In addition, this kiln dryer treats the state as it is as the material M without grind | pulverizing a can container, However, It can also grind | pulverize and grind | pulverize the material M.
本実施形態において、キルン本体1は円筒状であり、上流側から下流側へ材料Mが自然降下する程度の角度に下降傾斜し、軸心を中心として回転する。この回転は、キルン本体1の外周面に当接する回転体20によって行われる。また、このキルン本体1の上流端部にはその上流端部を覆う第一フード2が固設され、下流端部にはその下流端部を覆う第二フード3が固設されている。また、キルン本体1の内壁には複数の掻き板1aが設けられている。
In the present embodiment, the kiln
内筒4は、キルン本体1内に同心状に固定され、下流側の周面に燃焼ガスGが通過することのできるガス孔4bを有する。バーナー5は、第一フード2に取付けられ、火炎Fを内筒4内にその上流側から噴射して当該内筒4を加熱する。また、コンベア6は、第一フード2に取付けられ、材料Mをキルン本体1と内筒4との間の通路11へ上流側から供給する。
The
このキルンドライヤーは、コンベア6によって通路11に上流側から供給された材料Mを、バーナー5によって加熱された内筒4の輻射熱と、ガス孔4bから上流側に導かれる循環ガスGbに接触させることによる伝熱とによって加熱し、その表面に付着している塗料被膜などの不要有機物質を燃焼して揮発除去した後、第二フード3の下端部に形成した物質排出通路8から排出して処理ボックス(図示せず)に送る。この材料Mは、溶解炉に送られて溶融され、再利用される。
In this kiln dryer, the material M supplied from the upstream side to the
また、燃焼ガスGを、バーナー5の噴射圧力を利用して、ガス孔4b、そしてキルン本体1と内筒4との間の通路11を通して上流側に導き、内筒4の上流側入口4aから内筒4へ引き込みバーナー5で更に燃焼させるように循環させるとともに、その一部をガス排出口9から排出させている。これにより、材料Mに接触後の有機分を含有するガスGcはバーナー5で更に燃焼されて清浄ガスGaとして循環させられ、その清浄ガスGaの一部をガス排出口9から排出させる。
Further, the combustion gas G is guided to the upstream side through the
上記した構成の本実施形態に係るキルンドライヤーは、バーナー5の火炎Fを内筒4内に噴射して当該内筒4を加熱し、材料Mをキルン本体1と内筒4との間の通路11に供給し、内筒4の輻射熱と、ガス孔4bから上流側に導かれる循環ガスGbに接触させることによる伝熱とによって加熱する。従って、火炎Fを材料Mに直接当てて加熱する場合と異なり、バーナー5の空燃比制御によって酸素の供給量を適切に調節することができ、黒煙の発生を抑えることができる。これにより、再燃炉を必要とせず、装置の小型化と材料Mの処理コストを低減することができる。
In the kiln dryer according to the present embodiment having the above-described configuration, the flame F of the
また、バーナー5の火炎Fを内筒4内に噴射するので、アフターバーナーを必要とせず、よって、装置をさらに小型化することができる。同時に、内筒4を直接加熱するので加熱効率が良く、よって、材料Mに、輻射熱を効果的に与えることができる。
さらに、燃焼ガスGを、バーナー5の噴射圧力によって循環するので、循環ファンを必要としない。これによっても装置の小型化を図ることができる。
Moreover, since the flame F of the
Further, since the combustion gas G is circulated by the injection pressure of the
また、本実施形態に係るキルンドライヤーは、内筒4の上流端部に、循環ガス吸込み調整管12を軸方向に伸縮自在に嵌合している。この循環ガス吸込み調整管12を軸方向に伸縮させることによって、内筒4の上流側入口4aから供給される燃焼ガスGの量を調節して内筒4の温度を一定に保つことができる。
Moreover, the kiln dryer which concerns on this embodiment has fitted the circulating gas suction adjustment pipe |
すなわち、循環ガス吸込み調整管12を伸長して第一フード2との距離を縮めることによって内筒4の上流側入口4aから供給される燃焼ガスGの量を減少させる。燃焼ガスGには可燃性である有機物質が含まれているため、循環量が減少すると可燃物が減少してバーナー5の火力が減衰するので内筒4の温度が低下する。反対に、循環ガス吸込み調整管12を収縮させると燃焼ガスGの循環量が増大して火力が増大するので内筒4の温度は高められる。
That is, the amount of the combustion gas G supplied from the
また、このキルンドライヤーは、第一フード2の下端部に、灰(フライバック)を排出する排出通路7を下方に向けて形成し、その排出通路7に二つの開閉式のダンパー15を直列に上下に取付けた第一ダブルダンパー機構13を設けている。また、第二フード3の下端部に下方に向けて形成した物質排出通路8に、同様に、二つの開閉式のダンパー15を直列に上下に取付けた第二ダブルダンパー機構14を設けている。
Further, this kiln dryer is formed with a
第一ダブルダンパー機構13および第二ダブルダンパー機構14において、それぞれ二つのダンパー15を共に開くと装置内への酸素供給量が増加し、逆に、閉じると酸素供給量が減少する。また、二つのダンパー15のうち、一方のみを開くこともできる。こうしたダンパー15の調整によって、燃焼ガスGの酸素濃度を適切に保つことができる。
In the first
なお、このキルンドライヤーは、図2および図3に示すように、その内筒4内に、当該円筒4と共に回転する回転羽根16を取付けることができる。この回転羽根16はバーナー5の火炎Fによって高温化し、また、燃焼ガスGを攪拌して対流伝熱効果を増大させるので、内筒4の温度をより効率的に高めることができる。従って、高温化した内筒4の輻射熱によって材料Mをより効果的に加熱することができ、それに付着している不要有機物質をさらに迅速に燃焼させて除去することができる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the kiln dryer can have
また、この回転羽根16は、バーナー5の火炎Fと再循環ガスGcを攪拌混合してそれに含まれる有機物の燃焼を促進するので、未燃有機分および一酸化炭素濃度を低減することができる。これによって、排出ガスGaによる環境汚染を抑制することができる。ちなみに、テストデーターでは再循環ガスGcが含有する一酸化炭素濃度800〜1200ppmに対して、回転羽根16を設けない場合と設けた場合の内筒4を通過した清浄ガスGaの一酸化炭素濃度は、各々50〜100ppmおよび5〜10ppmに減少させることを確認した。
なお、この回転羽根16は、図4の右側に示すように捻りを加えたものであっても良いし、直線状に形成しても良い。また、接触効果を持たせるために、パンチィングプレートを用いても良い。
Moreover, since this
The
1 キルン本体
1a 掻き板
2 第一フード
3 第二フード
4 内筒
4a 上流側入口
4b ガス孔
5 バーナー
6 コンベア
7 排出通路
8 物質排出通路
9 ガス排気口
11 通路
12 循環ガス吸込み調整管
13 第一ダブルダンパー機構
14 第二ダブルダンパー機構
15 ダンパー
16 回転羽根
17 温度計
18 圧力計
20 回転体
30 キルン本体
31 コンベア
32 バーナー
33 再燃炉
34 内筒
35 投入口
36 アフターバーナー
37 循環ファン
M 材料
F 火炎
G 燃焼ガス
Ga 清浄ガス
Gb 循環ガス
Gc 有機分を含有するガス
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上流側から下流側へ下降傾斜し、軸心を中心として回転する円筒状のキルン本体と、
前記キルン本体内に同心状に固定され、下流側の周面にガス孔を有する内筒と、
火炎を前記内筒内に、上流側入口から噴射して該内筒を加熱するバーナーと、
前記キルン本体の上流端部を覆うように固設された第一フードと、
前記キルン本体の下流端部を覆うように固設された第二フードと、
前記第二フードの下端部に設けられ、熱処理された有用物質を排出する物質排出通路と、
前記第二フードに設けられ、燃焼ガスを排出するガス排出口と、を備えてなり、
前記バーナーの噴射圧力を利用して燃焼ガスを、前記ガス孔、そして前記キルン本体と内筒との間の通路を通して上流側に導き、前記内筒の上流側入口から内筒へ引き込み前記バーナーで更に燃焼させるように循環させるとともに、その一部を前記ガス排出口から排出させる構造であり、
前記材料が前記通路へ上流側から供給された場合、その供給された材料を、前記内筒の輻射熱と、前記ガス孔から上流側に導かれる循環ガスに接触させることによる伝熱とにより加熱してその表面の不要有機物質を揮発除去した後、前記物質排出通路から排出させるとともに、前記材料に接触後の有機分を含有するガスを前記バーナーで更に燃焼させて清浄ガスとして循環させ、その清浄ガスの一部を前記ガス排出口から排出させることを特徴とするキルンドライヤー。 In order to reuse scrap materials made of ferrous or non-ferrous metals, such as scraps from machining, including used cans, paint coatings and oil moisture adhering to the surface of the material prior to the melting process A device that volatilizes and removes unnecessary organic substances such as
A cylindrical kiln body that tilts downward from the upstream side to the downstream side and rotates about the axis;
An inner cylinder fixed concentrically in the kiln body and having a gas hole on the downstream peripheral surface;
A burner that heats the inner cylinder by injecting flame into the inner cylinder from the upstream inlet;
A first hood fixed to cover the upstream end of the kiln body;
A second hood fixed to cover the downstream end of the kiln body;
A substance discharge passage that is provided at the lower end of the second hood and discharges the heat-treated useful substance;
Provided in the second hood, comprising a gas outlet for discharging combustion gas,
Combustion gas is guided to the upstream side through the gas hole and the passage between the kiln main body and the inner cylinder using the injection pressure of the burner, and is drawn into the inner cylinder from the upstream inlet of the inner cylinder by the burner. Further, it is circulated so as to be burned, and a part thereof is discharged from the gas discharge port,
When the material is supplied to the passage from the upstream side, the supplied material is heated by radiant heat of the inner cylinder and heat transfer by contacting the circulating gas guided upstream from the gas hole. Then, after volatilizing and removing unnecessary organic substances on the surface, the substance is discharged from the substance discharge passage, and the gas containing the organic content after contact with the material is further burned by the burner and circulated as a clean gas. A kiln dryer, wherein a part of gas is discharged from the gas discharge port.
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