JP2005291551A - 冷却機 - Google Patents

Abstract

【課題】 被冷却物を満遍なく撹拌しつつ、冷却部に直接接触させることにより、冷却効率を向上させた冷却機を提供する。
【解決手段】 外筒１２と、内筒１３と、外筒本体１４と、回転軸１５と、該回転軸１５を回転させる駆動機構１６と、冷却ドラム１８とを備え、前記回転軸１５の一端側から前記水路２４に注入した冷却水の一部が、前記冷却水路３８を通って再び回転軸１５内の水路２４に入り、更に、回転軸１５の他端側に設けられたロータリージョイント２９を通過して前記冷却水入口２０から外筒１２内に入り、前記冷却水出口１９から排出されるように構成されている冷却機１１である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、主に、カーボンやコークス等の高温の炭化物を密閉した状態で効率的に冷却する冷却機に関するものである。

従来、この種の冷却機としては、次のような構成のスクリューコンベヤ式灰クーラが知られている。このスクリューコンベヤ式灰クーラは、円筒状の固定ケーシングと、この固定ケーシングと同芯に回転するスクリュー冷却装置とを有している。

そして、前記固定ケーシングは、一方の端部に高温灰の入口を有し、他方の端部に出口を有すると共に、内周面に沿った外部冷却水流路が設けられている。また、前記スクリュー冷却装置は、内部冷却水流路を有する回転軸と、この回転軸の外周に設けられたねじ状の羽根と、この羽根に沿って設けられた冷却コイルとを備えている（特許文献１参照）。

このような構成のスクリューコンベヤ式灰クーラは、外部冷却水流路と内部冷却水流路とに冷却水を流すことにより、高温灰を外側と内側とから冷却することができる。また、羽根には、冷却コイルが設けられているので、冷却効率が向上すると共に、スクリュー冷却装置を高温による摩擦から保護することができる。
特開平８−１６６１１６号公報（第１頁、図１乃至図３）。

この従来例のスクリューコンベヤ式灰クーラにおいては、固定ケーシング内の羽根の回転によって高温灰を搬送するので、羽根と固定ケーシングとの間に隙間を有することとなる。従って、羽根の回転に伴って搬送される高温灰は、固定ケーシングの内周面に直接に接触しないので、冷却効率が低いという欠点を有している。

また、羽根によって搬送される高温灰は、満遍なく撹拌されることがないので、前記の事由と相俟って、冷却効率が低いという欠点を有することとなる。

従って、従来例におけるスクリューコンベヤ式灰クーラにおいては、高温灰を満遍なく撹拌しつつ、冷却部に直接接触させることにより、冷却効率を向上させることに解決しなければならない課題を有している。

前記従来例の課題を解決する具体的手段として本発明は、冷却水出口と冷却水入口とを有する外筒と、該外筒の内部に設けられ、上部に被冷却物の投入口を有する内筒と、前記外筒に連設すると共に、下部に被冷却物の排出口を有する外筒本体と、該外筒本体及び前記内筒と同芯に回転すると共に、内部に水路が形成された回転軸と、該回転軸を回転させる駆動機構と、前記回転軸に設けられると共に、前記内筒内に投入された被冷却物を搬送するスクリュー羽根と、前記回転軸に設けられると共に、内周面に沿った冷却水路を有し、且つ内周面に螺旋羽根が設けられ、前記スクリュー羽根によって搬送された被冷却物を冷却する筒状の冷却ドラムとを備え、前記回転軸の一端側から前記水路に注入した冷却水の一部が、前記冷却水路を通って再び回転軸内の水路に入り、更に、回転軸の他端側に設けられたロータリージョイントを通過して前記冷却水入口から外筒内に入り、前記冷却水出口から排出されるように構成されていることを特徴とする冷却機を提供するものである。

また、前記回転軸には、軸封部が設けられている構成としたものであり、更に、前記冷却水路は、前記冷却ドラムの内周面に沿って螺旋状に形成されている構成としたものである。

本発明に係る冷却機は、回転軸内の水路と、冷却ドラムの内周面に沿った冷却水路とに冷却水が流れるので、冷却ドラムが全体的に冷却される。そして、冷却ドラムの回転により被冷却物が満遍なく撹拌されると共に、冷却ドラムの内周面に被冷却物が直接接触するので、冷却効率が大幅に向上することとなるという優れた効果を奏する。
更に、冷却効率の向上に伴い、冷却機の小型化が可能であり、製造コストの低減を図ることができるという種々の優れた効果を奏する。

また、回転軸には、軸封部が設けられていることによって、冷却機内の気密性が保たれる。従って、高温の炭化物等の自然発火を防止できるという優れた効果を奏する。

更に、冷却水路は、前記冷却ドラムの内周面に沿って螺旋状に形成されていることによって、冷却水が冷却水路の全面に渡ってスムーズに流れることとなり、さらに冷却効率が向上するという優れた効果を奏する。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。まず、図１は、冷却機１１の横断面図であり、図２は、平面図である。この冷却機１１は、外筒１２と、この外筒１２の内部に設けられる内筒１３と、前記外筒１２に連設する外筒本体１４と、この外筒本体１４及び前記内筒１３と同芯に回転する回転軸１５と、この回転軸１５を回転させる駆動機構１６と、前記回転軸１５に設けられるスクリュー羽根１７と、前記回転軸１５に設けられる冷却ドラム１８とから構成される。

外筒１２は、上部に冷却水出口１９が設けられており、また、下部に冷却水入口２０が設けられている。

内筒１３は、前記外筒１２の内部に設けられていると共に、上部に被冷却物の投入口２１が設けられている。また、内筒１３と外筒１２との間は、隙間部２２が形成されており、この隙間部２２の両端部２２ａ、２２ｂは、封止されている（図３参照）。

外筒本体１４は、前記外筒１２に連設されると共に、外筒１２よりも大径に形成されており、また、下部に被冷却物の排出口２３が設けられている。

回転軸１５は、駆動軸部１５ａと、軸パイプ部１５ｂと、従動軸部１５ｃとが一連に形成されていると共に、回転軸１５の両端部に設けた軸受け２５ａ、２５ｂによって回転自在に支持されている。また、回転軸１５は、外筒本体１４及び内筒１３と同芯に回転するように構成されている。

そして、回転軸１５の内部には、冷却水の水路２４が形成されていると共に、冷却ドラム１８内に位置する水路２４の一部には、細径部２４ａが形成されている。

更に、軸受け２５ａ、２５ｂの近傍には、軸封部２６ａ、２６ｂが設けられており、冷却機１１の内部の気密性が保たれている。従って、高温の炭化物等の自然発火を防止できることとなる。
なお、軸封部２６ｂから冷却機１１の内部にノズルを差し入れて（図示せず）、このノズルから窒素ガス等の不燃性ガスを注入して、冷却機１１内での高温の炭化物等の自然発火を防止するような構造にしても良い。

回転軸１５の一端側には、ロータリージョイント２７が設けられており、このロータリージョイント２７には、ホース２８が接続している。
また、回転軸１５の他端側には、ロータリージョイント２９が設けられており、このロータリージョイント２９には、フレキシブルホース３０が接続しており、更に、このフレキシブルホース３０の他端には配管３１が接続しており、この配管３１の他端は、外筒１２の冷却水入口２０に接続している。

駆動機構１６は、回転軸１５の一端側に設けられたチェンホイル３２と、モータ３３と、このモータ３３に設けられたチェンホイル３４と、両方のチェンホイル３２、３４間に掛けられたチェン３５とからなる。そして、モータ３３の回転駆動がチェン３５によって回転軸１５に伝達されて、回転軸１５が回転する。また、モータ３３は、図示しないスイッチの操作により所定の速度で回転させることができる。

スクリュー羽根１７は、内筒１３内の回転軸１５の外周に設けられている。そして、回転軸１５の回転に伴って、投入口２１から投入された被冷却物を冷却ドラム１８の方向へ搬送するように構成されている。

冷却ドラム１８は、筒状に形成されると共に、外筒本体１４内の回転軸１５に設けられており、回転軸１５の回転に伴って回転するように構成されている。また、冷却ドラム１８の内周面には、螺旋羽根４１が設けられており、スクリュー羽根１７によって搬送された被冷却物を、撹拌しつつ排出口２３の方向へ搬送するように構成されている。

また、冷却ドラム１８の一方の端部は、図１及び図４に示すように、４本の水流管３６が十字状に設けられている。この水流管３６の中央部３６ａは回転軸１５の水路２４と合流しており、更に、各水流管３６の端部３６ｂは後述する冷却水路３８の他端側と連通している。
また、各水流管３６同士の間は、挿通孔３７が設けられており、この挿通孔３７によって冷却ドラム１８の内部と内筒１３の内部とが連通している。なお、図中符号４２は、被冷却物の落ちこぼれを防ぐための封止板を示す。

また、図１及び図５に示すように、冷却ドラム１８の内周面に沿った冷却水路３８が設けられており、この冷却水路３８は、内周面に沿って螺旋状に形成されている。

更に、冷却ドラム１８の他方の端部は、図１及び図６に示すように、４本の水流管３９が十字状に設けられている。この水流管３９の中央部３９ａは回転軸１５の水路２４と合流しており、更に、各水流管３９の端部３９ｂは冷却水路３８の一端側と連通している。
また、各水流管３９同士の間は、挿通孔４０が設けられており、この挿通孔４０によって冷却ドラム１８の内部と外筒本体１４の内部とが連通し、更に、排出口２３と連通している。

次に、以上のように構成された冷却機１１の冷却水の流れについて説明する（細矢印参照）。まず、ホース２８の端部から注入した冷却水は、ロータリージョイント２７を通過して、回転軸１５（駆動軸部１５ａ）内の水路２４に入る。更に、中央部３９ａに到達した冷却水の一部は、各水流管３９を流れて、端部３９ｂを通って冷却水路３８に入り、冷却ドラム１８を全体的に冷却することとなる。この時、冷却水路３８は冷却ドラム１８の内周面に沿って螺旋状に形成されているので、冷却水が冷却水路３８の全面に渡ってスムーズに流れることとなる。
そして、冷却水路３８の他端側の端部３６ｂに到達した冷却水は、各水流管３６を通って中央部３６ａに流れて、水路２４へと合流する。
一方、ロータリージョイント２７を通過して中央部３９ａに到達した冷却水の残りの一部は、細径部２４ａを通過して回転軸１５内の水路２４に入り、更に中央部３６ａに至り、各水流管３６を通った冷却水と合流する。
更に、冷却水は従動軸部１５ｃ内の水路２４を通り、ロータリージョイント２９を通過して、フレキシブルホース３０内を通り、配管３１内を通り、外筒１２の冷却水入口２０から隙間部２２へと進入して内筒１３を全体的に冷却することとなる。そして、冷却水は冷却水出口１９から排出される。

次に、被冷却物の流れについて説明する（太矢印参照）。まず、投入口２１から投入された被冷却物は、内筒１３内に入り、スクリュー羽根１７の回転により冷却ドラム１８の方向へ搬送される。そして、被冷却物は、挿通孔３７を通って冷却ドラム１８の中に落ちる。更に、被冷却物は、螺旋羽根４１の回転により満遍なく撹拌されつつ、冷却ドラム１８の中を排出口２３の方向へ移動する。この時、被冷却物は、冷却ドラム１８の内周面に直接接触する。冷却ドラム１８の内周面は、冷却水路３８を流れる冷却水により冷やされるので、冷却効率が向上することとなる。そして、冷却された被冷却物は、挿通孔４０を通過して落下し、排出口２３から排出される。

本発明に係る冷却機１１の横断面図である。 本発明に係る冷却機１１の平面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。 図１のＣ−Ｃ線断面図である。 図１のＤ−Ｄ線断面図である。

符号の説明

１１ 冷却機
１２ 外筒
１３ 内筒
１４ 外筒本体
１５ 回転軸
１５ａ駆動軸部
１５ｂ軸パイプ部
１５ｃ従動軸部
１６ 駆動機構
１７ スクリュー羽根
１８ 冷却ドラム
１９ 冷却水出口
２０ 冷却水入口
２１ 投入口
２２ 隙間部
２２ａ、２２ｂ端部
２３ 排出口
２４ 水路
２４ａ細径部
２５ａ、２５ｂ軸受け
２６ａ、２６ｂ軸封部
２７ ロータリージョイント
２８ ホース
２９ ロータリージョイント
３０ フレキシブルホース
３１ 配管
３２ チェンホイル
３３ モータ
３４ チェンホイル
３５ チェン
３６ 水流管
３６ａ中央部
３６ｂ端部
３７ 挿通孔
３８ 冷却水路
３９ 水流管
３９ａ中央部
３９ｂ端部
４０ 挿通孔
４１ 螺旋羽根
４２ 封止板

Claims (3)

1. 冷却水出口と冷却水入口とを有する外筒と、
   該外筒の内部に設けられ、上部に被冷却物の投入口を有する内筒と、
   前記外筒に連設すると共に、下部に被冷却物の排出口を有する外筒本体と、
   該外筒本体及び前記内筒と同芯に回転すると共に、内部に水路が形成された回転軸と、
   該回転軸を回転させる駆動機構と、
   前記回転軸に設けられると共に、前記内筒内に投入された被冷却物を搬送するスクリュー羽根と、
   前記回転軸に設けられると共に、内周面に沿った冷却水路を有し、且つ内周面に螺旋羽根が設けられ、前記スクリュー羽根によって搬送された被冷却物を冷却する筒状の冷却ドラムと
   を備え、
   前記回転軸の一端側から前記水路に注入した冷却水の一部が、前記冷却水路を通って再び回転軸内の水路に入り、更に、回転軸の他端側に設けられたロータリージョイントを通過して前記冷却水入口から外筒内に入り、前記冷却水出口から排出されるように構成されていることを特徴とする冷却機。
2. 前記回転軸には、軸封部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷却機。
3. 前記冷却水路は、前記冷却ドラムの内周面に沿って螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却機。

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