JP2016080270A - ロータリーキルン - Google Patents
ロータリーキルン Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016080270A JP2016080270A JP2014212555A JP2014212555A JP2016080270A JP 2016080270 A JP2016080270 A JP 2016080270A JP 2014212555 A JP2014212555 A JP 2014212555A JP 2014212555 A JP2014212555 A JP 2014212555A JP 2016080270 A JP2016080270 A JP 2016080270A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate member
- rotating drum
- rotary kiln
- lifter structure
- cross
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Incineration Of Waste (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
Abstract
【課題】被処理物の混合性の向上と微粉化の進行抑制とを両立することのできるリフト構造体を備えるロータリーキルンを提供すること。
【解決手段】軸心周りに回転可能な円筒状の回転ドラム2を備えるロータリーキルン1であって、回転ドラムは、回転ドラムの内部に投入される被処理物Pを撹拌するためのリフタ構造体10を含む。リフタ構造体10は、回転ドラム2の内周面2sから突出して設けられ、その断面幅方向が、回転ドラム2の回転中心CL及びその基端部12aを通過する半径方向ラインr1に対して回転方向の下流側に傾斜して設けられる板状の第1プレート部材12、又は回転ドラム2の内周面2sとの間に所定の離間距離sを有して設けられ、その断面幅方向が回転ドラム2の円周方向に沿うように設けられる板状の第2プレート部材16、の少なくともいずれか一方を有する。
【選択図】 図2
【解決手段】軸心周りに回転可能な円筒状の回転ドラム2を備えるロータリーキルン1であって、回転ドラムは、回転ドラムの内部に投入される被処理物Pを撹拌するためのリフタ構造体10を含む。リフタ構造体10は、回転ドラム2の内周面2sから突出して設けられ、その断面幅方向が、回転ドラム2の回転中心CL及びその基端部12aを通過する半径方向ラインr1に対して回転方向の下流側に傾斜して設けられる板状の第1プレート部材12、又は回転ドラム2の内周面2sとの間に所定の離間距離sを有して設けられ、その断面幅方向が回転ドラム2の円周方向に沿うように設けられる板状の第2プレート部材16、の少なくともいずれか一方を有する。
【選択図】 図2
Description
本開示は、被処理物を加熱するためのロータリーキルンに関する。
炭化炉や熱分解炉、加熱処理炉等に利用されるロータリーキルンは、被処理物を加熱して減容化または製品化するための装置である。ロータリーキルンは、軸心周りに回転可能な円筒状の回転ドラムを備えており、この回転ドラムを回転させながらドラム内部に投入される被処理物を加熱分解する。
このようなロータリーキルンに関する従来技術としては、例えば特許文献1などが挙げられる。
ところで、回転ドラムの内周面には、被処理物を均一かつ効率的に加熱できるように、被処理物を撹拌して混合するためのリフタ構造体が設けられている。
従来のリフタ構造体は、例えば回転ドラムの内周面から半径方向に沿って垂直に突出した板状体として構成される。そして、回転ドラムの回転に伴い、被処理物が板状体によって所定の高さまで持ち上げられた後に落下することで、被処理物が撹拌されるようになっている。
従来のリフタ構造体は、例えば回転ドラムの内周面から半径方向に沿って垂直に突出した板状体として構成される。そして、回転ドラムの回転に伴い、被処理物が板状体によって所定の高さまで持ち上げられた後に落下することで、被処理物が撹拌されるようになっている。
しかしながら、所定の高さまで持ち上げてから落とす動作が繰り返されることにより、被処理物に落下による衝撃荷重が繰り返し加わり、これにより被処理物の微粉化が進行してしまう。被処理物の微粉化が進行すると、1)回転ドラムから排出される排気ガスへの同伴による製品回収率の低下、2)粉塵爆発リスクの増大、3)表面積が大きくなることによる反応性の高まり、等の不具合が生じる。すなわち、被処理物の混合性の向上と、微粉化の進行とはトレードオフの関係にあると言えるものである。
本発明の少なくとも一つの実施形態は、このような従来技術の状況の基になされた発明であって、その目的とするところは、被処理物の混合性の向上と微粉化の進行抑制とを両立することのできるリフト構造体を備えるロータリーキルンを提供することにある。
(1)本発明の少なくとも一つの実施形態にかかるロータリーキルンは、
軸心周りに回転可能な円筒状の回転ドラムを備えるロータリーキルンであって、
前記回転ドラムは、前記回転ドラムの内部に投入される被処理物を撹拌するためのリフタ構造体を含み、
前記リフタ構造体は、
前記回転ドラムの内周面から突出して設けられる板状の第1プレート部材であって、前記第1プレート部材の断面幅方向が、前記回転ドラムの中心と前記第1プレート部材の基端部を通過する半径方向ラインに対して回転方向の下流側に傾斜して設けられる第1プレート部材、又は
前記回転ドラムの内周面との間に所定の離間距離を有して設けられる板状の第2プレート部材であって、前記第2プレート部材の断面幅方向が前記回転ドラムの円周方向に沿うように設けられる第2プレート部材、
の少なくともいずれか一方を有する。
軸心周りに回転可能な円筒状の回転ドラムを備えるロータリーキルンであって、
前記回転ドラムは、前記回転ドラムの内部に投入される被処理物を撹拌するためのリフタ構造体を含み、
前記リフタ構造体は、
前記回転ドラムの内周面から突出して設けられる板状の第1プレート部材であって、前記第1プレート部材の断面幅方向が、前記回転ドラムの中心と前記第1プレート部材の基端部を通過する半径方向ラインに対して回転方向の下流側に傾斜して設けられる第1プレート部材、又は
前記回転ドラムの内周面との間に所定の離間距離を有して設けられる板状の第2プレート部材であって、前記第2プレート部材の断面幅方向が前記回転ドラムの円周方向に沿うように設けられる第2プレート部材、
の少なくともいずれか一方を有する。
上記(1)に記載のロータリーキルンは、回転ドラムの内周面から突出して設けられる板状の第1プレート部材であって、第1プレート部材の断面幅方向が、回転ドラムの中心と第1プレート部材の基端部を通過する半径方向ラインに対して回転方向の下流側に傾斜して設けられる第1プレート部材、又は回転ドラムの内周面との間に所定の離間距離を有して設けられる板状の第2プレート部材であって、第2プレート部材の断面幅方向が回転ドラムの円周方向に沿うように設けられる第2プレート部材、の少なくともいずれか一方を有するリフタ構造体を備えている。
ここで、プレート部材の「断面幅方向」とは、回転ドラムを軸方向に視認した断面における板状のプレート部材の幅方向(板状部材の断面おける長手方向)を意味するものとする。
このようなリフタ構造体は、例えば回転ドラムの内周面から半径方向に沿って垂直に突出した板状体として構成される従来のリフタ構造体と比べて、被処理物の混合性の向上と微粉化の進行抑制とを両立することのできる優れた性能を有している。
ここで、プレート部材の「断面幅方向」とは、回転ドラムを軸方向に視認した断面における板状のプレート部材の幅方向(板状部材の断面おける長手方向)を意味するものとする。
このようなリフタ構造体は、例えば回転ドラムの内周面から半径方向に沿って垂直に突出した板状体として構成される従来のリフタ構造体と比べて、被処理物の混合性の向上と微粉化の進行抑制とを両立することのできる優れた性能を有している。
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)に記載のロータリーキルンにおいて、リフタ構造体は、第1プレート部材を有する。
上記(2)に記載の実施形態によれば、回転ドラムの内周面から突出して設けられる板状の第1プレート部材であって、第1プレート部材の断面幅方向が、回転ドラムの中心と第1プレート部材の基端部を通過する半径方向ラインに対して回転方向の下流側に傾斜して設けられる第1プレート部材を有するリフタ構造体を備えている。この第1プレート部材は、例えば回転ドラムの内周面から半径方向に沿って垂直に突出した板状体として構成される従来のリフタ構造体と比べて、回転方向の下流側に傾斜して設けられている分だけ、被処理物の落下高さを低くすることが出来る。したがって、このような第1プレート部材を有するリフタ構造体は、従来のリフタ構造体と比べて、微粉化の進行を抑制することが出来る。
(3)幾つかの実施形態では、上記(2)に記載のロータリーキルンにおいて、第1プレート部材の断面幅方向と回転ドラムの半径方向とのなす角度(α)が、30度以上60度以下である。
上記(3)に記載の実施形態によれば、上記角度(α)を45度±15度の範囲である30度以上60度以下とすることで、第1プレート部材を有するリフタ構造体において、混合性の向上と微粉化の進行抑制の両面において優れた性能が発揮される。
(4)幾つかの実施形態では、上記(2)または(3)に記載のロータリーキルンにおいて、リフタ構造体は、回転ドラムの内周面から突出して設けられる板状の第3プレート部材であって、第3プレート部材の断面幅方向が、前記回転ドラムの中心と前記第3プレート部材の基端部を通過する半径方向ラインに対して回転方向の上流側に傾斜するとともに、前記第3プレート部材の先端部が前記第1プレート部材の先端部と接続するように設けられる第3プレート部材をさらに有する。
上記(4)に記載の実施形態によれば、第1プレート部材と第3プレート部材とにより、断面視において三角形状のリフタ構造体が形成される。そして、この第3プレート部材により、第1プレート部材の背面と回転ドラムの内周面の間に被処理物が回り込むのを防ぐことが出来る。これにより、第1プレート部材のみを有するリフタ構造体と比べて、混合性を高めることが出来る。
(5)幾つかの実施形態では、上記(4)に記載のロータリーキルンにおいて、第1プレート部材の基端部が回転ドラムの最下点に位置しているときに、第3プレート部材の断面幅方向と、回転ドラムの回転中心と第1プレート部材の基端部を通過する半径方向ラインとのなす角度(β)が、75度以上105度以下である。
上記(5)に記載の実施形態によれば、第3プレート部材における上記角度(β)を90度±15度の範囲である75度以上105度以下とすることで、第1プレート部材の先端部を乗り越えた被処理物が第3プレート部材の上を滑るように移動するため、被処理物に作用する衝撃荷重を低減することが出来る。これにより、混合性の向上と微粉化の進行抑制の両面において優れた性能を発揮するリフタ構造体とすることが出来る。
(6)幾つかの実施形態では、上記(4)または(5)に記載のロータリーキルンにおいて、第1プレート部材の基端部が回転ドラムの最下点に位置しているときに、最下点から第1プレート部材の先端部までの高さをh、回転ドラムの内径をDとしたときに、比h/Dが0.05以上0.2以下である。
被処理物を均一かつ効率的に加熱するためには、回転ドラムの内部に投入される被処理物の堆積深Hは、回転ドラムの内径Dに対してH/Dがおおよそ0.15〜0.30の範囲にあるとよい。一方、本発明者が検討したところでは、被処理物の堆積深さをHとしたときに、上記(4)または(5)に記載のロータリーキルンのリフタ構造において、h/Hが0.3〜0.75の範囲で、混合性の向上と微粉化の進行抑制の両面において特に優れた性能を発揮することが分かった。
したがって、上記(4)または(5)に記載のロータリーキルンのリフタ構造において、上記比h/Dを0.05以上0.2以下とすることで、被処理物を均一かつ効率的に加熱することが出来るとともに、混合性の向上と微粉化の進行抑制の両面において優れた性能を発揮するリフタ構造体とすることが出来る。
したがって、上記(4)または(5)に記載のロータリーキルンのリフタ構造において、上記比h/Dを0.05以上0.2以下とすることで、被処理物を均一かつ効率的に加熱することが出来るとともに、混合性の向上と微粉化の進行抑制の両面において優れた性能を発揮するリフタ構造体とすることが出来る。
(7)幾つかの実施形態では、上記(6)に記載のロータリーキルンにおいて、前記比h/Dが0.075以上0.15以下である。
本発明者が検討したところでは、被処理物の堆積深さをHとしたときに、上記(4)または(5)に記載のロータリーキルンのリフタ構造において、h/Hが0.5のときに、最も混合性の向上と微粉化の進行抑制の両面において特に優れた性能を発揮することが分かった。
したがって、上記(6)に記載のロータリーキルンのリフタ構造において、上記比h/Dを0.075以上0.15以下とすることで、混合性の向上と微粉化の進行抑制の両面において特に優れた性能を発揮するリフタ構造体とすることが出来る。
したがって、上記(6)に記載のロータリーキルンのリフタ構造において、上記比h/Dを0.075以上0.15以下とすることで、混合性の向上と微粉化の進行抑制の両面において特に優れた性能を発揮するリフタ構造体とすることが出来る。
(8)幾つかの実施形態では、上記(6)または(7)に記載のロータリーキルンにおいて、回転ドラムは、回転ドラムの一端側から他端側に向かって、回転ドラムの内部に投入される被処理物を搬送するように構成されている。そして、最下点から第1プレート部材の先端部までの高さhが、回転ドラムの一端側よりも他端側の方が小さくなるように構成される。
被処理物の加熱に伴い、回転ドラムの一端側から他端側に向かうにつれて被処理物の体積は水分の蒸発などによって小さくなる。よって、被処理物の堆積深さHも回転ドラムの一端側から他端側に向かうにつれて低くなっていく。
したがって、上記(7)に記載の実施形態によれば、このような被処理物の体積減少を考慮して、最下点から第1プレート部材の先端部までの高さhが、回転ドラムの一端側よりも他端側の方が小さくなるように構成することで、回転ドラムの一端側から他端側までの全長において上記比h/Dを好ましい範囲内に設定することが可能となる。
したがって、上記(7)に記載の実施形態によれば、このような被処理物の体積減少を考慮して、最下点から第1プレート部材の先端部までの高さhが、回転ドラムの一端側よりも他端側の方が小さくなるように構成することで、回転ドラムの一端側から他端側までの全長において上記比h/Dを好ましい範囲内に設定することが可能となる。
(9)幾つかの実施形態では、上記(1)に記載のロータリーキルンにおいて、リフタ構造体は、第2プレート部材を有する。
上記(9)に記載の実施形態によれば、回転ドラムの内周面との間に所定の離間距離を有して設けられる板状の第2プレート部材であって、第2プレート部材の断面幅方向が回転ドラムの円周方向に沿うように設けられる第2プレート部材を有するリフタ構造体を備えている。この第2プレート部材は、回転ドラムの内周面との間に所定の距離を有し、且つ、その断面幅方向が回転ドラムの円周方向に沿うように設けられるため、被処理物を持ち上げることなく撹拌する。また、第2プレート部材を境として被処理物が上下2層に切断されるような形となり、これら2層が互いに異なるタイミング(回転位相)で滑り落ちるように落下することで高い混合性が発揮される。したがって、このような第2プレート部材を有するリフタ構造体は、従来のリフタ構造体と比べて、混合性の向上と微粉化の進行抑制の両面において優れた性能を発揮する。
ここで上述した「第2プレート部材の断面幅方向が回転ドラムの円周方向に沿うように」とは、第2プレート部材の断面幅方向と、この第2プレート部材と最も近接している回転ドラムの内周面における接線方向とが、おおよそ平行に近い状態にある場合を意味する。
(10)幾つかの実施形態では、(9)に記載のロータリーキルンにおいて、第2プレート部材の断面幅方向と、回転ドラムの回転中心と第2プレート部材の断面幅方向における中心を通過する半径方向ラインとのなす角度(γ)が、75度以上105度以下である。
上記(10)に記載の実施形態によれば、上記角度(γ)を90度±15度の範囲である75度以上105度以下とすることで、第2プレート部材を有するリフタ構造体において、混合性の向上と微粉化の進行抑制の両面において優れた性能が発揮される。
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、被処理物の混合性の向上と微粉化の進行抑制とを両立することのできるリフト構造体を備えるロータリーキルンを提供することが出来る。
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
図1は、本発明の一実施形態にかかるロータリーキルン1の構成例を示す図である。
本発明の一実施形態にかかるロータリーキルン1は、いわゆる外燃式と呼ばれる形式のロータリーキルンであって、下水汚泥などの有機系廃棄物からなる被処理物を加熱分解して燃料用炭化物を生成するための装置である。
図1に示すように、本発明の一実施形態にかかるロータリーキルン1は、内筒(回転ドラム)2、外筒3、ガス燃焼炉4、スクリューコンベア5、シュート6等からなる。
本発明の一実施形態にかかるロータリーキルン1は、いわゆる外燃式と呼ばれる形式のロータリーキルンであって、下水汚泥などの有機系廃棄物からなる被処理物を加熱分解して燃料用炭化物を生成するための装置である。
図1に示すように、本発明の一実施形態にかかるロータリーキルン1は、内筒(回転ドラム)2、外筒3、ガス燃焼炉4、スクリューコンベア5、シュート6等からなる。
内筒2は、円筒形状を有しており、その軸心周りに回転可能に構成されている。一実施形態では、内筒2の内径Dは約1.5〜3m、内筒2の全長Lは約20mであり、その回転速度は最大約4rpmである。
外筒3は、例えば中空のBOX形状を有しており、内筒2の端部2a,2bを除いた真ん中部分を囲むように配置され、内筒2を回転可能に支持する。また外筒3は、内筒2の外周面との間で加熱空間Sを画定する。この加熱空間Sには、ガス燃焼炉4で生成された加熱ガスが加熱ガス供給管8を介して供給されるようになっている。加熱空間Sに供給された加熱ガスは、内筒2の外周面を加熱した後、加熱ガス排出管9に設けられている誘引ファン7によって加熱ガス排出管9を介して排出される。
外筒3は、例えば中空のBOX形状を有しており、内筒2の端部2a,2bを除いた真ん中部分を囲むように配置され、内筒2を回転可能に支持する。また外筒3は、内筒2の外周面との間で加熱空間Sを画定する。この加熱空間Sには、ガス燃焼炉4で生成された加熱ガスが加熱ガス供給管8を介して供給されるようになっている。加熱空間Sに供給された加熱ガスは、内筒2の外周面を加熱した後、加熱ガス排出管9に設けられている誘引ファン7によって加熱ガス排出管9を介して排出される。
内筒2の一端部2aには、スクリューコンベア5が配置されている。そして、スクリューコンベア5の投入口5aから投入された被処理物Pが、スクリューコンベア5によって搬送され、内筒2の一端部2aから内筒2の内部に投入される。内筒2の内部に投入された被処理物Pは、加熱されながら内筒2の一端部2aから他端部2bに向かって搬送される。被処理物Pは、加熱分解により徐々に体積が減少する。そして、燃料用炭化物となった被処理物Pが、内筒2の他端部2bに配置されているシュート6から排出される。
内筒2の内周面には、内筒2の内部に投入される被処理物Pを撹拌するためのリフタ構造体10が設けられている。図示した実施形態では、リフタ構造体10として、内筒2の軸方向に沿って3つのリフタ構造体10A,10B,10Cが設けられている。なお、この内筒2の軸方向におけるリフタ構造体10の数および長さは、特に限定されるものではなく、被処理物Pの撹拌に適した数および長さであればよい。
図2〜図4は、本発明の一実施形態にかかるリフタ構造体10を説明するための説明図である。図5は、比較例としての従来のリフタ構造体10´を説明するための説明図である。図2〜図5において、(a)は回転ドラム2及び2´の全体断面図であり、(b)はリフタ構造体10及び10´を拡大して示した拡大断面図である。
図2Aは、図2に示す実施形態のリフタ構造体10によって被処理物Pが撹拌される様子を示した断面図である。図3Aは、図3に示す実施形態のリフタ構造体10によって被処理物Pが撹拌される様子を示した断面図である。図4Aは、図4に示す実施形態のリフタ構造体10によって被処理物Pが撹拌される様子を示した断面図である。図5Aは、図5に示す比較例のリフタ構造体10´によって被処理物Pが撹拌される様子を示した断面図である。これらの図において、(a)が内筒2の回転前の初期状態を示しており、(a)→(b)→(c)→(d)→(e)→(f)の順に内筒2の反時計回り方向への回転が進んだ状態を示している。
図6は、図2〜図5に示す各々のリフタ構造体10において、その混合性能と被処理物に作用する衝撃荷重とをシミュレーションした結果を示すグラフである。被処理物Pに作用する衝撃荷重が大きい程に微粉化が進行するため、衝撃荷重が小さい程に微粉化の進行を抑制する性能が高いことを意味している。
なお、図6において、内筒2の内径および回転速度、被処理物Pの種類および堆積深、などのシミュレーションに必要な各種諸元は、図2〜図5において同じ条件としている。また、後述する第1プレート部材12(図2〜図3)の断面幅B2,B3、第2プレート部材16(図4)の断面幅B4、および板状体12´(図5)の断面幅B5は、図2〜図5において同じ長さとなっている。
なお、図6において、内筒2の内径および回転速度、被処理物Pの種類および堆積深、などのシミュレーションに必要な各種諸元は、図2〜図5において同じ条件としている。また、後述する第1プレート部材12(図2〜図3)の断面幅B2,B3、第2プレート部材16(図4)の断面幅B4、および板状体12´(図5)の断面幅B5は、図2〜図5において同じ長さとなっている。
幾つかの実施形態では、図2および図3に示すように、リフタ構造体10は、回転ドラム2の内周面2sから突出して設けられる板状の第1プレート部材12を有する。図示した実施形態では、第1プレート部材12は平坦面を有する板状部材である。リフタ構造体10は、内筒2の円周方向に沿って90度ずつ位相がずらされて4つ設けられている。この第1プレート部材12は、図2の(b)に示すように、その断面幅方向が、内筒2の回転中心CLと第1プレート部材12の基端部12aを通過する半径方向ラインr1に対して、回転方向Rの下流側に傾斜して設けられる。
このような実施形態によれば、例えば内筒2の内周面2sから半径方向に沿って垂直に突出した板状体12´として構成される図5に示す比較例としての従来のリフタ構造体10´と比べて、第1プレート部材12が回転方向Rの下流側に傾斜して設けられている分だけ、被処理物Pの落下高さを低くすることが出来る。
すなわち、内筒2の内部に堆積した状態にある被処理物Pは、内筒2の回転に伴って内筒2と一緒に回転しようとするが、その堆積面の傾斜角度が被処理物Pの安息角acを超えると、その安息角acを超えた部分の被処理物Pが順次下方に滑り落ちる。図5に示す従来のリフタ構造体10´では、板状体12´が半径方向r´に沿って垂直に突出しているため、図5Aの(e)及び(f)に示すように、被処理物Pが高くまで持ち上げられてから落下する。これに対して図2に示す実施形態のリフタ構造体10では、第1プレート部材12が回転方向の下流側に傾斜しているため、比較例のリフタ構造体10´と比べて被処理物Pがあまり高くまで持ち上げられることがない(図2Aの(e)および(f)を参照)。
したがって、このような第1プレート部材12を有するリフタ構造体10は、図6に示すように、従来のリフタ構造体10´と比べて、落下に伴って被処理物Pに作用する衝撃荷重を小さく抑えることができるため、被処理物Pの微粉化の進行を抑制することが出来るようになっている。
したがって、このような第1プレート部材12を有するリフタ構造体10は、図6に示すように、従来のリフタ構造体10´と比べて、落下に伴って被処理物Pに作用する衝撃荷重を小さく抑えることができるため、被処理物Pの微粉化の進行を抑制することが出来るようになっている。
幾つかの実施形態では、図2及び図3に示す実施形態において、第1プレート部材12の断面幅方向と内筒2の半径方向とのなす角度αが、30度以上60度以下である。図示した実施形態では、角度αは45度となっている。
このような実施形態によれば、角度αを45度±15度の範囲である30度以上60度以下とすることで、第1プレート部材12を有するリフタ構造体10において、混合性の向上と微粉化の進行抑制の両面において優れた性能が発揮される。
このような実施形態によれば、角度αを45度±15度の範囲である30度以上60度以下とすることで、第1プレート部材12を有するリフタ構造体10において、混合性の向上と微粉化の進行抑制の両面において優れた性能が発揮される。
幾つかの実施形態では、図3に示すように、リフタ構造体10は、上述した第1プレート部材12に加えて、内筒2の内周面2sから突出して設けられる板状の第3プレート部材14をさらに有する。図示した実施形態では、第3プレート部材14は平坦面を有する板状部材である。第3プレート部材14は、その断面幅方向が、内筒2の回転中心CLと第3プレート部材14の基端部14aを通過する半径方向ラインr2に対して回転方向Rの上流側に傾斜するとともに、第3プレート部材14の先端部14bが第1プレート部材12の先端部12bと接続するように設けられる。
このような実施形態によれば、第1プレート部材12と第3プレート部材14とにより、断面視において三角形状のリフタ構造体10が形成される。そして、この第3プレート部材14により、第1プレート部材12の背面12rと内筒2の内周面2sの間に被処理物Pが回り込むのを防ぐことが出来る。第1プレート部材12の背面12rと内筒2の内周面2sの間では、被処理物Pの撹拌は殆ど進行しない。このため、第3プレート部材14を設けて第1プレート部材12の背面12rと内筒2の内周面2sの間に被処理物Pが回り込むのを防ぐことで、図6に示すように、第1プレート部材12のみを有するリフタ構造体10と比べて、さらに混合性を高めることが出来る。
なお、図1に示した実施形態では、リフタ構造体10としては、内筒2の軸方向に沿って3つのリフタ構造体10A,10B,10Cが設けられている。このため、各リフタ構造体10A,10B,10Cにおける軸方向の両端面は、被処理物Pが入り込まないように閉塞されていることが望ましい。
幾つかの実施形態では、図3に示すリフタ構造体10において、第1プレート部材12の基端部12aが内筒2の最下点に位置しているときに、第3プレート部材14の断面幅方向と、内筒2の回転中心CLと第1プレート部材12の基端部12aを通過する半径方向ラインr1とのなす角度βが、75度以上105度以下である。図示した実施形態では、角度βは90度となっている。
このような実施形態によれば、角度βを90度±15度の範囲である75度以上105度以下とすることで、例えば図3Aの(d)〜(f)に示すように、第1プレート部材12の先端部12bを乗り越えた被処理物Pが第3プレート部材14の上を滑るように移動する。このため、図6に示すように、被処理物Pに作用する衝撃荷重を低減することが出来る。これにより、混合性の向上と微粉化の進行抑制の両面において優れた性能を発揮するリフタ構造体10とすることが出来る。
このような実施形態によれば、角度βを90度±15度の範囲である75度以上105度以下とすることで、例えば図3Aの(d)〜(f)に示すように、第1プレート部材12の先端部12bを乗り越えた被処理物Pが第3プレート部材14の上を滑るように移動する。このため、図6に示すように、被処理物Pに作用する衝撃荷重を低減することが出来る。これにより、混合性の向上と微粉化の進行抑制の両面において優れた性能を発揮するリフタ構造体10とすることが出来る。
図7は、図3に示すリフタ構造体10において、被処理物Pの堆積深Hと第1プレート部材12のリフタ高さhとの比h/Hを変化させた場合における混合性能と衝撃荷重とをシミュレーションした結果を示すグラフである。
幾つかの実施形態では、図3に示すリフタ構造体10において、第1プレート部材12の基端部12aが内筒2の最下点に位置しているときに、最下点から第1プレート部材12の先端部12bまでの垂直方向の高さをh(以下、「リフタ高さ」と呼ぶ。)、内筒2の内径をDとしたときに、その比h/Dが0.05以上0.2以下である。
幾つかの実施形態では、図3に示すリフタ構造体10において、第1プレート部材12の基端部12aが内筒2の最下点に位置しているときに、最下点から第1プレート部材12の先端部12bまでの垂直方向の高さをh(以下、「リフタ高さ」と呼ぶ。)、内筒2の内径をDとしたときに、その比h/Dが0.05以上0.2以下である。
被処理物Pを均一かつ効率的に加熱するためには、内筒2の内部に投入される被処理物Pの堆積深Hは、内筒2の内径Dに対してH/Dがおおよそ0.15〜0.30の範囲にあるとよい。一方、本発明者が検討したところでは、図7に示すように、被処理物Pの堆積深さをHとしたときに、図3に示すリフタ構造体10において、その比h/Hが0.3〜0.75の範囲で混合性の向上と微粉化の進行抑制の両面において特に優れた性能を発揮することが分かった。
図7に示すように、比h/Hが0.3よりも小さいと混合性能が急激に低下してしまう。また、h/Hが0.75よりも大きいと混合性能には大きな変化がない一方で衝撃荷重が急激に上昇してしまう。
したがって、図3に示すリフタ構造体10において、上述した比h/Dを0.05以上0.2以下とすることで、被処理物Pを均一かつ効率的に加熱することが出来るとともに、混合性の向上と微粉化の進行抑制の両面において優れた性能を発揮するリフタ構造体10とすることが出来る。
したがって、図3に示すリフタ構造体10において、上述した比h/Dを0.05以上0.2以下とすることで、被処理物Pを均一かつ効率的に加熱することが出来るとともに、混合性の向上と微粉化の進行抑制の両面において優れた性能を発揮するリフタ構造体10とすることが出来る。
また、図7に示すように、図3に示すリフタ構造体10は、その比h/Hが0.5のときに、特に混合性の向上と微粉化の進行抑制の両面において最も優れた性能を発揮する。
したがって、図3に示すリフタ構造体10において、上述した比h/Dを0.075以上0.15以下とすることで、混合性の向上と微粉化の進行抑制の両面において特に優れた性能を発揮するリフタ構造体10とすることが出来る。
したがって、図3に示すリフタ構造体10において、上述した比h/Dを0.075以上0.15以下とすることで、混合性の向上と微粉化の進行抑制の両面において特に優れた性能を発揮するリフタ構造体10とすることが出来る。
図8は、図3に示すリフタ構造体10において、内筒2の軸方向における第1プレート部材12のリフタ高さの変化を示したグラフである。
幾つかの実施形態では、図3に示すリフタ構造体10を備えるロータリーキルン1において、図8に示すように、第1プレート部材12のリフタ高さhが、内筒2の一端部2aよりも他端部2bの方が小さくなるように構成される。
幾つかの実施形態では、図3に示すリフタ構造体10を備えるロータリーキルン1において、図8に示すように、第1プレート部材12のリフタ高さhが、内筒2の一端部2aよりも他端部2bの方が小さくなるように構成される。
例えば、内筒2の一端部2aから他端部2bに向かって符号10A,10B,10Cの3つのリフタ構造体を有する図1に示すロータリーキルン1において、図8の(a)に示すように、リフタ構造体10Aにおけるリフタ高さをha、リフタ構造体10Bにおけるリフタ高さをhb、リフタ構造体10Cにおけるリフタ高さをhcとした時に、ha>hb>hcの関係にある。
被処理物Pの加熱に伴って、内筒2の一端部2aから他端部2bに向かうにつれて被処理物Pの体積は水分の蒸発などによって小さくなる。よって、図8に示すように、被処理物Pの堆積深さHも内筒2の一端部2aから他端部2bに向かうにつれて低くなっていく。
したがって、このような実施形態によれば、上述した被処理物Pの体積減少を考慮して、リフタ高さhが内筒2の一端部2aよりも他端部2bの方が小さくなるように構成することで、内筒2の一端部2aから他端部2bまでの全長において上述した比h/Dを好ましい範囲内に設定することが可能となる。
したがって、このような実施形態によれば、上述した被処理物Pの体積減少を考慮して、リフタ高さhが内筒2の一端部2aよりも他端部2bの方が小さくなるように構成することで、内筒2の一端部2aから他端部2bまでの全長において上述した比h/Dを好ましい範囲内に設定することが可能となる。
なお、図8の(a)に示す実施形態では、製造性を考慮して、リフタ構造体10A,10B,10Cにおける各リフタ高さha,hb,hcは夫々均一な高さとして設定した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、例えば図8の(b)に示す実施形態のように、リフタ構造体10A,10B,10Cにおける各リフタ高さha,hb,hcは、被処理物Pの堆積深Hの減少に応じて順次小さくなるように設定してもよいものである。
幾つかの実施形態では、図4に示すように、リフタ構造体10は、内筒2の内周面2sとの間に所定の離間距離sを有して設けられる板状の第2プレート部材16を有する。この第2プレート部材16は、内筒2の内周面2sにおいて、その軸方向に所定の間隔で設けられた不図示の支柱によって支持されている。図示した実施形態では、第2プレート部材16は平坦面を有する板状部材である。またリフタ構造体10は、内筒2の円周方向に沿って90度ずつ位相がずらされて4つが設けられている。
そして、図4の(b)に示すように、この第2プレート部材16は、その断面幅方向が内筒2の円周方向に沿うように設けられている。
ここで「第2プレート部材16の断面幅方向が内筒2の円周方向に沿うように」とは、第2プレート部材16の断面幅方向と、この第2プレート部材16と最も近接している近接点nでの内筒2における接線Tの延伸方向とが、おおよそ平行に近い状態にある場合を意味するものとする。図示した実施形態では、第2プレート部材16の断面幅方向と、近接点nにおける内筒2の接線Tの延伸方向とは平行である。
ここで「第2プレート部材16の断面幅方向が内筒2の円周方向に沿うように」とは、第2プレート部材16の断面幅方向と、この第2プレート部材16と最も近接している近接点nでの内筒2における接線Tの延伸方向とが、おおよそ平行に近い状態にある場合を意味するものとする。図示した実施形態では、第2プレート部材16の断面幅方向と、近接点nにおける内筒2の接線Tの延伸方向とは平行である。
このような実施形態にかかるロータリーキルン1は、内筒2の内周面2sとの間に所定の離間距離sを有して設けられる板状の第2プレート部材16を備えている。この第2プレート部材16は、内筒2の内周面2sとの間に所定の離間距離sを有し、且つ、その断面幅方向が内筒2の円周方向に沿うように設けられるため、図4A,Bの(a)〜(f)に示すように、被処理物Pを殆ど持ち上げることなく撹拌する。また、特に図4A,Bの(c)および(d)に示すように、第2プレート部材16を境として被処理物PがL1,L2の上下2層に切断されるような形となり、これらL1,L2の2層が互いに異なるタイミング(回転位相)で滑り落ちるように落下することで高い混合性が発揮される。したがって、このような第2プレート部材16を有するリフタ構造体10は、図6に示すように、従来のリフタ構造体10´と比べて、混合性の向上と微粉化の進行抑制の両面において優れた性能を発揮する。
幾つかの実施形態では、図4に示すリフタ構造体10において、第2プレート部材16の断面幅方向と、内筒2の回転中心CLと第2プレート部材16の断面幅方向における中心位置16cを通過する半径方向ラインr3とのなす角度γが、75度以上105度以下である。
このように、角度γが少なくとも75度以上105度以下の範囲であれば、第2プレート部材16の断面幅方向と、上述した接線Tの延伸方向とは、おおよそ平行に近い状態にあると言える。
このように、角度γが少なくとも75度以上105度以下の範囲であれば、第2プレート部材16の断面幅方向と、上述した接線Tの延伸方向とは、おおよそ平行に近い状態にあると言える。
このような実施形態によれば、角度γを90度±15度の範囲である75度以上105度以下とすることで、第2プレート部材16を有するリフタ構造体10において、混合性の向上と微粉化の進行抑制の両面において優れた性能が発揮される。
以上、本発明の好ましい形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではない。例えば上述した実施形態を組み合わせても良く、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
例えば、上述した実施形態では、第1プレート部材12、第2プレート部材14、第3プレート部材16の夫々は平坦面を有する板状部材であった。しかしながら、本発明の少なくとも一つの実施形態にかかるロータリーキルン1はこれに限定されず、平坦面ではなく、または平坦面とともに、曲面を有する板状部材であってもよい。曲面の曲率半径としては、特に限定されないが、内筒2の内周面2sの曲率半径以上とするのがよい。
また例えば、上述した実施形態では、外燃式のロータリーキルン1の場合を例にして説明した。しかしながら、本発明の少なくとも一つの実施形態にかかるロータリーキルン1はこれに限定されず、バーナなどによって内筒の内部を直接加熱するように構成される内燃式のロータリーキルンにも適用可能である。
1 ロータリーキルン
2 内筒
2a 一端部
2a 他端部
2s 内周面
2b 他端側
3 外筒
4 ガス燃焼炉
5 スクリューコンベア
5a 投入口
6 シュート
7 誘引ファン
8 加熱ガス供給管
9 加熱ガス排出管
10 リフタ構造体
12 第1プレート部材
12´ 板状体
12a 基端部
12b 先端部
12r 背面
14 第3プレート部材
14a 基端部
14b 先端部
16 第2プレート部材
16c 中心位置
CL 回転中心
D 内径
L 全長
P 被処理物
R 回転方向
S 加熱空間
T 接線
n 近接点
r1〜3 半径方向ライン
s 離間距離
2 内筒
2a 一端部
2a 他端部
2s 内周面
2b 他端側
3 外筒
4 ガス燃焼炉
5 スクリューコンベア
5a 投入口
6 シュート
7 誘引ファン
8 加熱ガス供給管
9 加熱ガス排出管
10 リフタ構造体
12 第1プレート部材
12´ 板状体
12a 基端部
12b 先端部
12r 背面
14 第3プレート部材
14a 基端部
14b 先端部
16 第2プレート部材
16c 中心位置
CL 回転中心
D 内径
L 全長
P 被処理物
R 回転方向
S 加熱空間
T 接線
n 近接点
r1〜3 半径方向ライン
s 離間距離
Claims (10)
- 軸心周りに回転可能な円筒状の回転ドラムを備えるロータリーキルンであって、
前記回転ドラムは、前記回転ドラムの内部に投入される被処理物を撹拌するためのリフタ構造体を含み、
前記リフタ構造体は、
前記回転ドラムの内周面から突出して設けられる板状の第1プレート部材であって、前記第1プレート部材の断面幅方向が、前記回転ドラムの中心と前記第1プレート部材の基端部を通過する半径方向ラインに対して回転方向の下流側に傾斜して設けられる第1プレート部材、又は
前記回転ドラムの内周面との間に所定の離間距離を有して設けられる板状の第2プレート部材であって、前記第2プレート部材の断面幅方向が前記回転ドラムの円周方向に沿うように設けられる第2プレート部材、
の少なくともいずれか一方を有するロータリーキルン。 - 前記リフタ構造体は、前記第1プレート部材を有する請求項1に記載のロータリーキルン。
- 前記第1プレート部材の断面幅方向と前記回転ドラムの半径方向とのなす角度(α)が、30度以上60度以下である請求項2に記載のロータリーキルン。
- 前記リフタ構造体は、
前記回転ドラムの内周面から突出して設けられる板状の第3プレート部材であって、前記第3プレート部材の断面幅方向が、前記回転ドラムの中心と前記第3プレート部材の基端部を通過する半径方向ラインに対して回転方向の上流側に傾斜するとともに、前記第3プレート部材の先端部が前記第1プレート部材の先端部と接続するように設けられる第3プレート部材をさらに有する請求項2または3に記載のロータリーキルン。 - 前記第1プレート部材の基端部が前記回転ドラムの最下点に位置しているときに、前記第3プレート部材の断面幅方向と、前記回転ドラムの回転中心と前記第1プレート部材の基端部を通過する半径方向ラインとのなす角度(β)が、75度以上105度以下である請求項4に記載のロータリーキルン。
- 前記第1プレート部材の基端部が前記回転ドラムの最下点に位置しているときに、前記最下点から前記第1プレート部材の前記先端部までの高さをh、前記回転ドラムの内径をDとしたときに、比h/Dが0.05以上0.2以下である請求項4または5に記載のロータリーキルン。
- 前記比h/Dが0.075以上0.15以下である請求項6に記載のロータリーキルン。
- 前記回転ドラムは、前記回転ドラムの一端側から他端側に向かって、前記回転ドラムの内部に投入される被処理物を搬送するように構成されており、
前記最下点から前記第1プレート部材の前記先端部までの高さhが、前記回転ドラムの一端側よりも他端側の方が小さくなるように構成される請求項6または7に記載のロータリーキルン。 - 前記リフタ構造体は、前記第2プレート部材を有する請求項1に記載のロータリーキルン。
- 前記第2プレート部材の断面幅方向と、前記回転ドラムの回転中心と前記第2プレート部材の断面幅方向における中心を通過する半径方向ラインとのなす角度(γ)が、75度以上105度以下である請求項8に記載のロータリーキルン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014212555A JP2016080270A (ja) | 2014-10-17 | 2014-10-17 | ロータリーキルン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014212555A JP2016080270A (ja) | 2014-10-17 | 2014-10-17 | ロータリーキルン |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016080270A true JP2016080270A (ja) | 2016-05-16 |
Family
ID=55956121
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014212555A Pending JP2016080270A (ja) | 2014-10-17 | 2014-10-17 | ロータリーキルン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016080270A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200043262A (ko) * | 2018-10-17 | 2020-04-27 | 진수곤 | 양극 활물질의 코팅층 열처리에 적합한 로터리 킬른 |
WO2022097974A1 (ko) * | 2020-11-04 | 2022-05-12 | 주식회사 엘지화학 | 로터리 킬른 |
JP7458921B2 (ja) | 2020-07-07 | 2024-04-01 | 日本新金属株式会社 | 回転撹拌型熱処理装置 |
-
2014
- 2014-10-17 JP JP2014212555A patent/JP2016080270A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200043262A (ko) * | 2018-10-17 | 2020-04-27 | 진수곤 | 양극 활물질의 코팅층 열처리에 적합한 로터리 킬른 |
KR102134672B1 (ko) | 2018-10-17 | 2020-07-27 | 진수곤 | 양극 활물질의 코팅층 열처리에 적합한 로터리 킬른 |
JP7458921B2 (ja) | 2020-07-07 | 2024-04-01 | 日本新金属株式会社 | 回転撹拌型熱処理装置 |
WO2022097974A1 (ko) * | 2020-11-04 | 2022-05-12 | 주식회사 엘지화학 | 로터리 킬른 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2016080270A (ja) | ロータリーキルン | |
JP6954526B2 (ja) | 炭化装置 | |
CN207197248U (zh) | 一种内热管回转煅烧窑 | |
CN107847984A (zh) | 分级机、粉碎分级装置及粉煤焚烧炉 | |
JP2008122043A (ja) | ロータリーキルン炉 | |
JP2013108694A (ja) | キルンの燃焼材料供給装置 | |
JP5939020B2 (ja) | セメント製造用ロータリーキルン | |
WO2017138295A1 (ja) | 粉砕装置、粉砕装置のスロート及び微粉炭焚きボイラ | |
JP6785972B2 (ja) | セメントキルン用バーナ装置及びその運転方法 | |
US3242888A (en) | Incineration apparatus | |
CN109186253B (zh) | 具有窑中窑结构的工业烧成回转窑 | |
CN2921756Y (zh) | 燃烧机的拨料装置 | |
JP4575242B2 (ja) | ロータリーキルン | |
JP6917328B2 (ja) | セメントキルン用バーナ装置 | |
JP2008106221A (ja) | 炭化装置 | |
JP5565039B2 (ja) | セメント製造用ロータリーキルンを用いた焼成方法 | |
JP2009030860A (ja) | 乾燥装置 | |
JP5492338B1 (ja) | ロータリーキルン及びその稼働方法 | |
JP6602817B2 (ja) | 焼成装置および炉 | |
JP2017140566A (ja) | 粉砕装置及び微粉炭焚きボイラ | |
JP2007119524A (ja) | 炭化炉 | |
JP2007163046A (ja) | 多段乾燥装置 | |
JP6245192B2 (ja) | 高炉及び高炉操業方法 | |
KR20110106086A (ko) | 고체연료를 사용하는 산업보일러용 버너 | |
JP7402730B2 (ja) | 石炭灰の改質方法及び改質装置 |