JP2789559B2 - 固形物の回転加熱室 - Google Patents

固形物の回転加熱室

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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、内部室に互いにほぼ平行に配置された多
数の加熱管を備え、その長手軸を中心に回転可能な固形
物の加熱室、特に廃棄物の低温乾留ドラムに関する。
この加熱室は、特に廃棄物の低温乾留ドラムとして、
低温乾留法による廃棄物の熱処理を目的として使用され
る。
廃棄物除去の分野ではいわゆる低温乾留法は公知であ
る。この方法及びこの原理に従って動作する廃棄物の熱
処理設備は例えばヨーロッパ特許出願公開第0302310号
に記載されている。この低温乾留法による廃棄物の熱処
理設部は主要構成部品として低温乾留室（熱分解炉）及
び高温燃焼室を有している。低温乾留室は廃棄物搬送装
置を介して送り込まれた廃棄物を低温乾留ガスと熱分解
残留物とに変換する。低温乾留ガスと熱分解残留物とは
次いで適当な処理をされて高温燃焼室の燃焼器に送られ
る。高温燃焼室においては溶融液状のスラグが生成さ
れ、このスラグは排出口を介して取り出され、冷却後ガ
ラス状に透化される。発生した煙道ガスは煙道ガス管を
介して出口としての煙突に送られる。この煙道ガス管に
は特に冷却装置としての廃熱蒸気発生器、除塵フィルタ
装置及び煙道ガス浄化装置が組み込まれている。
低温乾留室（熱分解炉）としては、内部に多数の平行
な加熱管を備え、この加熱管により廃棄物をほぼ空気を
遮断した状態で加熱する比較的長い回転形の低温乾留ド
ラムが通常使用される。この低温乾留ドラムはその場合
その長手軸を中心に回転し、特に低温乾留ドラムの長手
軸は水平線に対して少し傾斜して配置され、それにより
固形の低温乾留物が低温乾留ドラムの出口に集まり、そ
こから取り出し管を介して取り出されるようにされてい
る。回転の際廃棄物は加熱管によって上に持ち上げら
れ、再び落下する。これによって、また後から詰め込ま
れる廃棄物によって固形物（塵芥、炭素（コークス）の
破片、石材、瓶、金属、セラミック部品等）が低温乾留
ドラムの取り出し口の方向へ移送される。
このような加熱室においては、特に廃棄物の低温乾留
の際に、個々の加熱管によってできるだけ多くの加熱面
が提供されることが重要である。これを達成するため
に、従来技術においては、低温乾留ドラムの内壁から内
部室に向かって、低温乾留ドラムの横断面で見て、特に
直線的に連なる個々の加熱管の列を複数個設けている。
加えてこの公知技術においては、ときには内壁の上或い
はそれに沿って加熱管（いわゆる「周辺加熱管」）を勿
論必要に応じて配置している。しかし今までは、加熱管
をドラム周辺に実質上閉ざされた円、即ち隙間のない円
に配置することは決してなかった。このように加熱管
を、場合によっては不規則な間隔で、周辺に配置するこ
とにより、低温乾留ドラムへの通行が、例えばマンホー
ルを設置することにより、行われることがある場所に隙
間を取ることができた。その他に補足しておきたいこと
は、内壁における２つの隣接した加熱管の間隔は従来は
殆ど随意であったことである。即ちこの間隔は構造的に
制約されるものであり、必要な加熱面の機能であった。
このように内壁に加熱管を不規則に配置する結果、低
温乾留ドラムの外被部分がこの上に落下する廃棄物によ
り負荷を受けることがあった。さらに金属部品或いは他
の固形物体の破片がドラムの壁とこれに直接隣接した加
熱管との間に挟まるといったことがあった。その結果有
効な加熱面が減少した。
本発明の課題は、冒頭に挙げた態様の加熱室を、加熱
室の内壁の範囲に、供給された廃棄物を加熱し或いは熱
分解する加熱管の形で充分に大きな加熱面が提供される
ように形成することにある。換言すれば、金属部品や他
の固形物体の破片が挟まるような危険が著しく減少さ
れ、その結果加熱室の内壁側の加熱管面が熱伝達に最高
に利用され得るようにしようとするものである。
この課題は、この発明によれば、加熱管が横断面で見
て内部室の壁に沿って配置され、加熱管と内部室の壁と
の間隔及び加熱管相互の間隔が加熱管の直径の半分より
小さいことにより解決される。
この発明は、それ故、個々の加熱管を内壁にできるだ
け密に配置することにより、充分に大きな加熱面を得る
ことができるという考え方に基づいている。言葉を換え
て言えば、上記の破片等が中間域に挟まることを回避す
るために、加熱管がドラムの内壁に実質上閉じられた外
被を、円筒状の低温乾留ドラムにおいては加熱管の円を
形成するようにしようとするものである。個々の加熱管
の間隔は、その場合、できるだけ狭くなるように選ばれ
るものとする。
なお更に強調しておきたいことは、実質上閉ざされた
例えば円形の管束を配置することによって、粗大物が個
々の加熱管の間の空間を通して加熱管の内壁に落下し、
内壁を浸食し或いは内壁に負担をかけるといったことが
回避されることである。即ちこれによって、ただ微細な
廃棄物物質だけがこれらの隙間を通って加熱室の内壁に
落下することになる。これにより金属廃棄物部品や固形
物体の破片が個々の加熱管と内壁との間に挟まることが
回避される。それ故、ただ微細な物体及び内部室に存在
するガスだけが内壁側の個々の加熱管面に熱接触する。
要約すれば、その実質的な利点は、ただ微細な廃棄物
物質だけが加熱管の内壁に落下し、この内壁が機械的に
は殆ど負荷を受けないということにある。さらに熱分解
炉或いは低温乾留ドラムにおいて加熱管とガス雰囲気及
び微細物質層との間の良好な熱交換が得られる。加熱管
から半径方向に外側に向かって発っせられる熱はそれ故
極めて良好に交換される。
この発明の実施態様によれば加熱室の内壁にある加熱
管は落下粗大物に対して抵抗性のある物質からなるいわ
ゆる衝突保護遮蔽物によって保護される。この場合この
保護遮蔽物は特に半円筒状である。このような保護は、
加熱室の内部に向かって直線或いは曲線（断面で見て）
状に延びる加熱管に対しても設けられる。
加熱管に立ち入るために通常マンホールが設けられ
る。さらに異なる実施態様によれば、場合によってはこ
のようなマンホールの範囲に盲管（ダミー管）が加熱管
の列に挿入される。これらの盲管は加熱ガスを貫流しな
い管であり、特に容易に取り外し可能に設けられる。従
って加熱室の運転中は加熱管の列は内壁において閉じら
れており、例えば点検員がマンホールの範囲に立ち入る
ときには盲管を取り外すことによって閉じられた列を中
断することができる。
なお２つの隣接した周辺加熱管及び／又は盲管との間
の間隔は加熱管の直径の半分より小さくされる。実際に
はこの間隔は20乃至40mmの範囲が構造上可能でありかつ
適切であることが示されている。
上述の盲管は内壁に配置される周辺加熱管と同一の直
径を持つのが好ましい。
特に閉じられた管円を形成する加熱管と加熱室の内壁
との間の間隔はできるだけ小さいことが要望される。こ
の間隔は通常構造的な規準によって、例えば加熱管及び
／又は盲管を端板に固定することによって定まる。通常
はこの間隔は20乃至40mmの範囲とすることができる。
以下に、この発明の実施例を３つの図を参照して詳し
く説明する。
図１は低温乾留法の枠内で使用される廃棄物の低温乾
留室を備えた設備を基本的断面図を示し、 図２は図１の低温乾留ドラムにおける加熱管の第一の
形状配置を示す断面図、 図３は図１の低温乾留ドラムにおける加熱管の第二の
形状配置を示す断面図である。
図１によれば、固形廃棄物Ａは落下縦坑３を備えた供
給或いは放出装置２と、モータ６によって駆動され供給
管７の中に配置されているウォーム４とを介して熱分解
炉或いは低温乾留室８の中央にもたらされる。低温乾留
室８はこの実施例ではその長手軸10を中心に回転可能な
内部加熱形の低温乾留或いは熱分解ドラムであり、その
長さは15乃至30mで、300乃至600℃で作動し、ほぼ酸素
を遮断して運転され、揮発性の低温乾留ガスｓの他にほ
ぼ固形の熱分解残留物ｆを生成する。低温乾留室８はこ
の場合特に、多数（例えば50乃至200本）の互いに平行
に向いた加熱管12を備えた低温乾留ドラムである。なお
加熱管12は図１では４本だけが示され、内部室13に配置
されている。右側或いは「高温」端には加熱ガスｈの入
口が静止形の密封加熱ガス入口室14の形で設けられ、左
側或いは「低温」端には加熱ガスｈの出口が静止形の密
封加熱ガス出口室16の形で配置されている。低温乾留ド
ラム８の長手軸10は水平線に対して傾斜しているのがよ
く、その結果右側に置かれた「高温」端出口が左側に示
される廃棄物Ａの入口より低くなっている。低温乾留ド
ラム８は周囲よりやや負圧に保持される。
熱分解ドラム８には出口側或いは取り出し側に、一緒
に回転する中央取り出し管17を介して取り出し装置18が
後続されている。この取り出し装置は低温乾留ガスｓの
排出のための低温乾留ガス排出管20及び固形熱分解残留
物ｆの排出のための熱分解残留物出口22を備えている。
低温乾留ガス排出管20に接続された低温乾留ガス配管は
図示されていない高温燃焼室の燃焼室に接続されてい
る。
低温乾留ドラム８の長手軸10を中心とする回転は、モ
ータ26に接続された伝動装置の形の駆動装置24によって
行われる。この駆動手段24、26は例えば低温乾留ドラム
８の周囲に固定されているスプロケットに作用する。低
温乾留ドラム８の軸受けは27で示されている。
図１から明らかなように、加熱管12はそれぞれその一
端において第一の端板28に、その他端において第二の端
板30に固定されている。これらの端板28、30への固定
は、加熱管12の交換が容易となるように行われる。加熱
管12の端部はそれぞれ開口を通して内部室13から左方向
に出口室16に並びに右方向に入口室14に突き出ている。
加熱管12の軸はその場合それぞれ端板28、30の面に対し
て垂直に向けられている。図示の構造においては、個々
の加熱管12が熱的及び機械的に大きく負荷を受けること
及び管板或いはドラム管底とも呼ぶこともできる端板2
8、30が低温乾留ドラム８の長手軸10を中心に一緒に回
転することが考えられる。
端板28、30の間に（さもないと撓むことのある）加熱
管12を支持するための２つの支持位置Ｘ、Ｙが設けられ
ている。廃棄物Ａの送り方向において低温乾留ドラム８
の全長１のほぼ三分の一（1/31）の位置に第一の支持位
置Ｘが、ほぼ三分の二（2/31）の位置に第二の支持位置
Ｙがある。さらに、ここに金属、例えばスチールからな
る角を落とした孔明き板の形の保持或いは支持コンソー
ル31、32が設けられ、これは内壁33に固定されている。
加熱管12は、図２並びに図３に示されるような形状に
配置される。これによれば周辺に配置された多数の加熱
管12bと、より中央にある廃棄物を加熱するための湾曲
線もしくは直線に沿って配置された多数の加熱管12aが
存在する。湾曲方向は矢印35で示されている低温乾留ド
ラム８の回転方向に向いている。
図２には、内部にある加熱管12aの６個の短い及び６
個の長い非半径方向の列が設けられていることが明らか
にされている。周辺の加熱管12bは殆ど隙間なく或いは
閉じられた円として低温乾留ドラム８の内壁38の近くに
配置されている。
非半径方向の列は図２及び３によれば内壁33の範囲に
おいて始まっている。これらは、そしてこれは特別の意
味があるのだが、回転方向35に反対向きに湾曲（図２参
照）もしくは傾いて（図３参照）いる。これにより、長
手軸10を中心に回転する際加熱管12a、12bが集まる廃棄
物Ａが早めに落下し、従って大きな落差が生じないこと
が保証される。従って廃棄物Ａに含まれる破片による損
傷が有効に減少される。
図３においては、明瞭にするために、個々の加熱管列
の方向の低温乾留ドラムの壁における接線に対する鈍角
αが記入されている。
廃棄物Ａを良好に低温乾留するために、個々の加熱管
12aの相互の間隔は当該列の加熱管12aの直径の半分より
小さくされる。このことは、また周辺の加熱管12bに対
してもそうである。
図３においてはただ１つの直線状の列に保護或いは衝
突緩衝外被40が示されている。残りの直線状の列にも、
図２における加熱管12aの湾曲列と同様に、中央軸10側
に同じく抵抗性のある材料からなるかかる衝突緩衝外被
40を被覆することもできる。図２及び３の周辺加熱管12
bに対して設けられる衝突緩衝外被50についても同様で
ある。これらの衝突緩衝外被50については、判り易くす
るために、図３では２つしか示されていない。
図３には、さらに、概略的にマンホール60が示されて
いる。これを通して保守或いは点検作業の際その要員
が、加熱管12bの円リング状の列を同一の長さ及び同一
の外径の盲管12Dによって補足している内部室13に立ち
入ることができる。この盲管12Dは端板28、30に容易に
取り外し得るように固定されている。保守或いは点検時
には盲管は取り除かれる。運転中においてすべての管12
b、12Dは、微細物質しか内壁33に達することのないよう
に作用している。全体で見て、管12a、12Dは殆ど隙間が
ないように密接に隣接して配置されている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ２８Ｆ 9/18 Ｆ２８Ｆ 9/18 (56)参考文献 特開 昭60−188491（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−117661（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−10989（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−165446（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−10044（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−104894（ＪＰ，Ｕ) 欧州公開157330（ＥＰ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C10B 53/00 C10B 1/10 C10B 47/30 F27B 7/34 F28D 11/04 F28F 9/18

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内部室（13）内に互いにほぼ平行な向きに
    配置された多数の加熱管（12b）を備え、長手軸（10）
    を中心に回転可能な固形物の加熱室、特に廃棄物（Ａ）
    の低温乾留ドラム（８）において、加熱管（12b）が横
    断面で見て内部室（13）の壁（33）に沿って配置され、
    加熱管（12b）と内部室（13）の壁（33）との間隔及び
    加熱管（12b）相互の間隔が加熱管（12b）の直径の半分
    より小さいことを特徴とする固形物の加熱室。
  2. 【請求項２】加熱管（12b）と内部室（13）の壁（33）
    との間隔が20〜40mmであることを特徴とする請求項１記
    載の加熱室。
  3. 【請求項３】加熱管（12b）の相互間隔が20〜40mmであ
    ることを特徴とする請求項１又は２記載の加熱室。
  4. 【請求項４】いくつかの加熱管（12b）の代りに容易に
    取り外し可能な盲管（12D）が設けられていることを特
    徴とする請求項１乃至３の１つに記載の加熱室。
  5. 【請求項５】盲管（12D）が加熱管（12b）と同一直径を
    持つことを特徴とする請求項４記載の加熱室。
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