JP2813065B2 - 廃棄物の内部加熱形回転加熱室 - Google Patents

廃棄物の内部加熱形回転加熱室

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JP2813065B2
JP2813065B2 JP7507865A JP50786595A JP2813065B2 JP 2813065 B2 JP2813065 B2 JP 2813065B2 JP 7507865 A JP7507865 A JP 7507865A JP 50786595 A JP50786595 A JP 50786595A JP 2813065 B2 JP2813065 B2 JP 2813065B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、それぞれ一端において第一の端板に、他
端において第二の端板に固定されている多数の加熱管を
内部室に備え、その長手方向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の目的に使用される。
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。低温乾留法による廃棄物の熱処理設
備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。このような設備
は広く評価されてきた（例えば1993年８月18日付シュツ
ットガルト新聞記載の「低温乾留法がリサイクリング記
録を樹立」という表題の記事）。
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、この加熱管によって廃棄物をほぼ空気
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する。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、その結
果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容易に取り出される。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）の砕片、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。
ところで、収益性の理由から、しかしまた充分な熱分
解及び大きな処理量の理由から低温乾留ドラムは長さが
比較的長く構成されなければならないことが明らかにな
っている。このことは、内部室に配置される加熱管もそ
れに対応した長さを持たなけれならないことを意味す
る。この加熱管の材料及び長さ次第で、加熱管は、何ら
かの処置がとられない限り、内部室において撓むことが
ある。この場合低温乾留ドラムの回転運動の際サイクル
負荷が加わり、加熱管がその端部側の固定部から引き裂
かれるという危険が生ずることがある。特に、その長さ
が20乃至30メートル或いはそれ以上にもなる加熱管にお
いてはそのような危険が生ずる。
この発明は、加熱管を支持するために少なくとも１つ
の簡単な支持位置、しかし好ましくは少なくとも２つの
支持位置を内部室に設けようとする考え方に基づいてい
る。
このような支持位置は固定装置或いは管貫通装置の形
で構成される。このことは、しかし否応なしに、固形物
及び低温乾留ガスを通すために必要な支持位置における
自由断面が減少するということを意味する。これにより
固形物及び低温乾留ガスの移送が、場合によっては著し
く阻害される。
この発明の課題は、従って、冒頭に記載した態様の、
その長手方向を中心に回転する固形物加熱室を、加熱管
の支持が保証され、しかも固形物及び低温乾留ガスの通
過が著しく阻害されることのないように構成することに
ある。
この課題は、この発明によれば、両端板の間に加熱管
を支持する少なくとも１つの支持位置が設けられ、この
支持位置に、内壁に固定されそれぞれ加熱管の異なるグ
ループを支持する長手方向に間隔を隔てて配置された少
なくとも２つのコンソール装置が設けられ、その際固形
物及び低温乾留ガスの移送に充分な空間が確保されるよ
うに、間隔を置いて隣接するコンソール装置は、相互に
回転方向に位置をずらして支持コンソールにより加熱管
を支持することにより解決される。
この発明によれば、即ち、加熱管の長手方向に見て、
少なくとも２つの部分支持位置に分割されている少なく
とも１つの支持位置が設けられる。これらの部分支持位
置の各々には加熱管の１つのグループを支持する支持コ
ンソールが配置され、第一の部分支持位置の支持コンソ
ールは第二の部分支持位置の支持コンソールに対して回
転方向に位置をずらしてかつ階段状に設け（隔て）ら
れ、その結果固形物及び低温乾留ガスを移送するのに充
分な空間が残る。
加熱室の特に好ましい構成は、各支持位置がそれぞれ
１つのコンソール装置を備えた２或いはそれ以上の部分
支持装置を備え、各コンソール装置が同一平面内にある
数個の支持コンソールを有する。
他の有利な構成は従属請求項に記載されている。以下
に、この発明の実施例を９つの図を参照して詳しく説明
する。なおこの場合同一及び互いに対応する部分は同一
の符号を備えるものとする。
図１は低温乾留法の枠内で使用される廃棄物の低温乾
留室を備えた低温乾留設備を基本断面で示し、 図２は図１の低温乾留ドラムにおける加熱管の第一の構
成装置をＶ−Ｖ方向に見た図を、コンソール装置Ｉ、II
及びIIIに対する加熱管のグループの付属関係と共に示
すが、この場合ｐ＝３で個々の支持コンソールは省略さ
れている。
図３は図２のコンソール装置Ｉの１つの方向から見た
図、 図４は図２のコンソール装置IIの１つの方向から見た
図、 図５は図２のコンソール装置IIIの１つの方向から見た
図、 図６は加熱管の第二の構成配置を図２に対応した方向か
ら見た図で、この場合ｐ＝３であり、 図７は図２に対応した第三の構成配置を示し、この場合
ｐ＝２であり、 図８は図２に対応した第四の構成配置を示し、この場合
ｐ＝４であり、 図９は支持コンソールにおける加熱管の固定構造を示
す。
図１によれば、固形廃棄物Ａは供給或いは放出装置２
及びモータ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を介して熱分解炉或いは低温乾留室８
の中央に供給される。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熱分解或い
は低温乾留ドラムであり、その長さは15乃至30mにもな
り、300乃至600℃で作動し、ほぼ酸素を遮断した状態で
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。右側端部或いは「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、左側端
部或いは「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おり、その
結果右側に置かれた「高温」端の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。
熱分解ドラム８には出口側或いは取り出し側に、一緒
に回転する中央の取り出し管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
を排出するための低温乾留ガス排出管20及び固形熱分解
残留物ｆを排出する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
配管は高温燃焼室の燃焼装置に接続される。
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してい
る。低温乾留ドラム８の軸受は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ている。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
て垂直に向いている。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な負荷を受けること、及
び管板或いはドラム底とも呼ぶこともできる端板28、30
が低温乾留ドラム８の長手軸10を中心に共に回転するこ
とが考えられる。
ところで、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２つの支持位置Ｘ、Ｙを設け
ることは意義がある。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の三分の一（1/31）の位置に第一
の支持位置Ｘが、三分の二（2/31）の位置に第二の支持
位置Ｙがおかれる。さらに、各支持位置Ｘ、Ｙが、ｐ＝
３で互いにａの間隔をもって離された、それぞれコンソ
ール装置Ｉ、II、IIIに属する３つの部分支持装置に分
かれていることも意義がある。この間隔ａはこの場合例
えばａ＝1mである。コンソール装置Ｉ、II、III（図３
乃至５参照）の各々は、この場合金属例えばスチールか
らなる角を取った孔明き板の形の同一平面内にある多数
の支持或いは支承コンソールを有している。これらは、
図３乃至５において、I a1、I b1、I c1、I d1及びII a
2、II b2、II c2、II d2並びにIII a3、III b3、III
c3、III d3の符号で示されている。換言すれば、図３に
よる第一のコンソール装置Ｉは互いにいくらかの間隔に
内壁33に回転方向に位置をずらして固定された、特に溶
接された支持コンソールI a1、I b1、I c1、I d1を備え
ている。２つの支持コンソールI a1、I c1並びにI b1、
I d1はそれぞれ対になって同一の（外側に角を落とし
た）形状を持っている。前述したように、このコンソー
ルは特に孔を備えた金属板である。同様に図４の第二の
コンソール装置IIは同一平面で回転方向に位置をずらし
た支持コンソールII a2、II b2、II c2、II d2を備え
る。この場合もそれぞれ２つの互いに対向する支持コン
ソールII a2、II c2並びにII b2、II d2は角を落とした
同一の形状を持っている。また同様に図５によれば第三
のコンソール装置IIIも、同一平面にあって、互いに回
転方向に位置をずらしてかつ間隔をもって配置された４
つの支持コンソールIII a3、III b3、III c3、III d3を
備えている。図５による第三のコンソール装置IIIにお
いても、それぞれ対向して内壁33に固定された２つの支
持コンソールIII a3、III c3並びにIII b3、III d3は同
様に形成されている。
なお特に強調しておきたいことは、図３による支持コ
ンソールI a1乃至I d1は図４による支持コンソールII a
2乃至II d2に対して長手方向に距離ａだけずれて配置さ
れていることである。図５による支持コンソールIII a3
乃至III d3の面に対しても同様であり、この場合も間隔
はａである。
加熱管12は、図２並びに図３ないし５に示される形状
に配置される。従って周辺に配置された多数の加熱管12
と、より中央にある廃棄物を加熱するほぼ半径方向に
（湾曲した線に沿って）配置された多数の加熱管12の配
置構成が得られる。この湾曲方向は、矢印35で示される
低温乾留ドラム８の回転方向に向いている。
図２においては、支持位置Ｘ或いはＹにおけるすべて
の加熱管12が（破線で示される）唯一の管支持装置37に
纏められて支持されるものと仮定されている。その場合
固形残留物ｆを移送するために供される自由断面が制限
されていることが明らかである。図２の実施例によれば
この断面の大きさはドラム断面の半分にしかならない。
換言すれば、他の半分は固形残留物ｆの通過のためには
閉塞されている。これに対して、図３乃至５に示される
ように全体の管支持装置37を、互いに回転方向に位置を
ずらしたかつ間隔を置いて配置された個々の支持コンソ
ールに分割することによりこの欠点が解消される。
図３乃至５による支持コンソールI a1乃至III d3の各
々は所定の幾何学的配置によるすべての加熱管12の特定
のグループのみを支持し固定する。各コンソール装置
Ｉ、II、IIIの特定された個々のグループは、周方向に
みて、互いに間隔を置いて配置されている。このことか
ら上述の支持コンソールの回転方向の位置のずれ及び間
隔配置も生ずる。例えば支持コンソールI a1（図３）に
属するグループは周辺にある６個の加熱管12とほぼ半径
方向にある３個の加熱管12を有し、支持コンソールIII
a3（図５）に属するグループは周辺にある６個の加熱管
12とほぼ半径方向にある７個の加熱管12を有する。図３
乃至５の各々から、内部室13には固形残留物ｆの移送の
ための自由断面があることが明らかである。これは加熱
管12及び支持コンソールI a1乃至III a3が占められてい
ない空間である。比較においてこの自由断面は各コンソ
ール装置Ｉ、II、IIIにおいて図２による個々の支持位
置の場合（すべての加熱管12の全体に対して破線で示さ
れた管支持装置37を備えた）よりもいくらか大きい。従
って固形残留物ｆの移送が支持位置Ｘ及びＹにより比較
的妨げられることなく行われる。
さらに強調したいことは、形状、即ち図４及び５の支
持コンソールII a2乃至II d2並びにIII a3乃至III d3の
配置は互いに交換できることである。換言すれば、この
ような交換をしても図４の固定構成はコンソール装置II
Iに対して、図５による固定構成はコンソール装置IIに
対しても適用される。
図６によれば各支持位置Ｘ及びＹにおいて互いに隔て
られたｐ＝３の部分支持装置が設けられている。各コン
ソール装置Ｉ、II、IIIはこの場合も、同一面にあるそ
れぞれ４つの支持コンソールI a1乃至I d1、II a2乃至I
I d2並びにIII a3乃至III d3を有している。しかしなが
ら、この場合、図２の場合と異なる加熱管12の形状配置
が選ばれている。この実施例の場合、順々に、半径方向
に配置された６個の加熱管12、周辺に配置された３個の
加熱管12、半径方向に配置された３個の加熱管12、続い
て再び周辺に配置された３個の加熱管12のように配列さ
れている。この実施例においてはＶ−Ｖ断面（図１参
照）は全体の加熱管12の配置並びにそれぞれこの加熱管
12に属する支持コンソールI a1乃至III d3の配置を示し
ている。周方向に見て隣接した支持コンソールは、この
場合もまた、異なる外周を持っている。支持コンソール
I a1乃至III d3はこの場合矩形に形成されている。なお
注目したいことは、矢印35の回転方向に見て、支持コン
ソールI a1に支持コンソールIII a3が続き、これに支持
コンソールI a1が続いていることである。このことは、
２つのコンソール装置Ｉ及びIIの間に廃棄物Ａを通すた
めのかなりの自由空間が存在していることを意味する。
この場合も、各分割支持位置においてＶ−Ｖ線方向に従
って投影された面は個々の支持コンソールI a1乃至III
d3を設けることによってその移送性能が比較的僅かしか
犠牲にされない。この場合も、大きな自由空間があり、
固形残留物ｆ及び低温乾留ガスｓの形の廃棄物Ａは部分
支持に分割された支持位置Ｘ並びにまた支持位置Ｙにお
いて、いわゆる「巧みにすり抜けて」通過することがで
きる。
同じことは、結果として、図７の実施例に対しても言
える。この場合各支持位置Ｘ及びＹについてｐ＝２の間
隔配置の分割支持装置が設けられている。内部室13内の
加熱管12の配置は、この場合、少し異なっている。この
例では各支持コンソールI a1乃至I d1は２つの半径方向
グループ（４もしくは１個の加熱管を備える）及び６個
の加熱管を備えたただ１つの周辺グループを有する。こ
こで注目すべきは、個々のコンソールI a1乃至II d2の
間にそれぞれある間隔があることであり、従って廃棄物
はここを通して移送される。
図８の配置構成においては、ｐ＝４の異なる分割支持
位置があり、これらの分割支持位置の各々に１つのコン
ソール装置Ｉ乃至IVが属していることから出発してい
る。コンソール装置Ｉ乃至IVに属する支持コンソールは
それぞれ互いに対向して配置されている。例えば支持コ
ンソールI a1及びI b1が互いに向き合っている。これら
は同一の角を落とした形状構成を持っている。同様なこ
とは第二のコンソール装置IIの支持コンソールII a2及
びII b2に対しても言える。同一のグループに属する、
従って同一の支持コンソールによって支持されている個
々の加熱管12は図面では同じ印で示されている。この場
合コンソール構成は互いに異なる２つしかないので、そ
の製作が極めて簡単となる。
図９においては支持コンソール、例えば支持コンソー
ルI a1の断面が示されている。この図から明らかなよう
に、この支持コンソールI a1は図示の範囲に孔38を有
し、これに加熱管12が貫通している。この加熱管12の上
には金属からなる強化された外被40が嵌められている。
この外被40も、支持コンソールI a1の孔38を充填してい
る強化されたブッシュ39内に配置されている。強化ブッ
シュ39はこの孔38に溶接目41で固定されている。
要約して確認すれば、15乃至30mの長さ１の加熱管12
は、通常、２つの支持位置Ｘ及びＹを必要とすることが
実際上でも示されている。もしそうでないとすると、加
熱管12がその自重及びその上に落下する廃棄物Ａにより
許容できない程度に撓んでしまうことになろう。停滞の
ない移送を確保するために、各支持位置Ｙ及びＹは段階
状に構成されている。好ましい実施例においては各支持
位置Ｘ、Ｙはコンソール装置Ｉ、II、IIIに３つのグル
ープを備える。この階段状構成により、加熱ドラム８内
における廃棄物Ａの移送に対向する抵抗が是認できる範
囲に維持される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウンフエルツアークト、カールハインツ ドイツ連邦共和国 デー‐63065 オツ フエンバツハ アム マイン ヘルマ ン‐シユタインホイザー‐シユトラーセ 18 (72)発明者 トラツツ、ヘルベルト ドイツ連邦共和国 デー‐91242 オツ テンゾース シエールシユトラーセ ３ (72)発明者 ウエルデイニツヒ、ヘルムート ドイツ連邦共和国 デー‐90408 ニユ ルンベルク モイシエルシユトラーセ 13 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C10B 53/00,47/30 F28B 7/34 F28D 11/04 F28F 9/18

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】それぞれ一端において第一の端板（28）
    に、他端において第二の端板（30）に固定されている多
    数の加熱管（12）を内部室（13）に備え、その長手方向
    （10）を中心に回転可能な固形物の加熱室（８）、特に
    廃棄物（Ａ）の低温乾留ドラムにおいて、両端板（28、
    30）の間に加熱管（12）を支持する少なくとも１つの支
    持位置（Ｘ、Ｙ）が設けられ、この支持位置（Ｘ、Ｙ）
    に、内壁（33）に固定され、それぞれ加熱管（12）の異
    なるグループを支持する、長手方向（10）に間隔（ａ）
    を置いて配置された、少なくとも２個のコンソール装置
    （Ｉ、II、III、...）が設けられ、その際固形物及び低
    温乾留ガスの移送に充分な空間が確保されるように、間
    隔（ａ）を置いて隣接するコンソール装置（ＩとII、II
    とIII、...）は、相互に回転方向に位置をずらして支持
    コンソール（I a1、II a2、III a3、...）により加熱管
    を支持することを特徴とする廃棄物の内部加熱形回転加
    熱室。
  2. 【請求項２】支持コンソール（I a1、II a2、III
    a3、...）がスチールからなり、内壁（33）に溶接され
    てい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（12）がそれぞれ15乃至30mの長さ
    であり、両端板（28、30）の間に加熱管（12）の長さ
    （１）に応じて１つ乃至２つの支持位置（Ｘ、Ｙ）が設
    けられ、これらの支持位置がその属する端板（28、30）
    の全長（１）のほぼ半分乃至三分の一の間隔で配置され
    てい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】支持コンソール（I a1、II a2、III
    a3、...）により支持されたグループが、ほぼ半径方向
    或いは湾曲した列に互いに平行に配置されている加熱管
    （12）を有し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】支持コンソール（I a1、II a2、III
    a3、...）により支持されたグループが、周方向に内壁
    （33）の近くに互いに平行に配置されている加熱管（1
    2）を有していることを特徴とする請求項１乃至４の１
    つに記載の加熱室。
  6. 【請求項６】支持位置（Ｘ、Ｙ）において間隔を置いて
    配置された支持コンソール装置（Ｉ、II、III、...）の
    間隔（ａ）がほぼ1mであることを特徴とする請求項１乃
    至５の１つに記載の加熱室。
  7. 【請求項７】支持コンソール（I a1、II a2、III
    a3、...）が角を落とした外周を持つことを特徴とする
    請求項１乃至６の１つに記載の加熱室。
  8. 【請求項８】加熱管（12）がブッシュ（39）に支承さ
    れ、このブッシュが支持コンソール（I a1、II a2、III
    a3、...）の孔（38）に納められていることを特徴とす
    る請求項１乃至７の１つに記載の加熱室。
  9. 【請求項９】加熱管（12）には支持コンソール（I a1、
    II a2、III a3、...）内の孔（38）の範囲に強化された
    外被（40）が嵌められていることを特徴とする請求項８
    記載の加熱室。
  10. 【請求項１０】各支持位置（Ｘ、Ｙ）は間隔を持って配
    置され、それぞれ１つのコンソール装置（Ｉ、II、II
    I）を備えた少なくとも２個の支持装置に分割され、各
    コンソール装置（Ｉ、II、III）が同一面にある複数個
    の支持コンソール（I a1〜I d1、II a2〜I d2、III a3
    〜III d3）を有することを特徴とする請求項１乃至９の
    １つに記載の加熱室。
  11. 【請求項１１】同一のコンソール装置の少なくとも２つ
    の支持コンソールが異なる外周を持っていることを特徴
    とする請求項10記載の加熱室。
  12. 【請求項１２】同一のコンソール装置（Ｉ、II、III）
    の隣接した支持コンソール（I a1〜I d1、II a2〜I
    d2、III a3〜III d3）の間に自由面が存在することを特
    徴とする請求項10又は11記載の加熱室。
  13. 【請求項１３】すべてのコンソール装置（Ｉ、II、II
    I）が支持位置（Ｘ、Ｙ）の１つにおいて同一のしかし
    回転方向に位置のずれた形状を持っている（図２乃至
    ５）ことを特徴とする請求項10乃至12の１つに記載の加
    熱室。
  14. 【請求項１４】各支持位置（Ｘ、Ｙ）につき３個の支持
    装置及び３個のコンソール装置（Ｉ、II、III）が設け
    られていることを特徴とする請求項10又は12記載の加熱
    室。
  15. 【請求項１５】隣接した第一及び第二のコンソール装置
    （Ｉ、II）において、第一のグループの加熱管（12）が
    支持コンソール（I a1〜I d1）により、並びにそれぞれ
    隣接していない第二のグループの加熱管（12）が支持コ
    ンソール（II a2〜II d2）により支持されていることを
    特徴とする請求項10又は13記載の加熱室。
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