JP4890088B2 - ロータリーキルン炉 - Google Patents

Description

本発明は、産業廃棄物等を焼却するロータリーキルン炉に関するものである。

一般に、ロータリーキルン炉においては、被処理物を搬送し燃焼させるキルン本体が回転体であり、このキルン本体が挿入される固定部材が非回転体であることから、これら両者を連結する連結部には一定のクリアランスが設けられており、この連結部のクリアランスから、排気ガスが漏洩したり、外気が進入したりすることを抑止するため、当該連結部には、高いシール性能が要求されている。従って、従来のロータリーキルン炉は、固定部材に取り付けられキルン本体の外周面と摺動接触する複数の板状部材を備え、この板状部材により連結部が密封されている。しかし、キルン本体の外周面が曲面である一方、板状部材が板状を呈しているため、取り付けられた板状部材間に微小な隙間が生じ、この板状部材間の隙間から外気が進入してしまう等のおそれがあった。

そこで、例えば、特許文献１には、回転しながら被処理物を搬送し燃焼させるキルン本体（回転シリンダー）と、キルン本体に挿入された固定部材と、キルン本体と固定部材との連結部に設けられキルン本体に摺動接触する複数の板状部材（ばね板部材）と、板状部材に重なり合うように配置され可撓性を有する複数の可撓性被覆部材と、を備えたロータリーキルン炉が記載されている。このロータリーキルン炉では、板状部材間から漏れるガスが可撓性被覆部材により密閉されている。
特開平１−３０５２８９

しかしながら、上記従来技術では、キルン本体の回転に対して可撓性被覆部材が追従しきれず、よって、板状部材間に生じた隙間を十分に密封することができないおそれがあった。さらに、例えば、キルン本体内に被処理物が滞留する滞留時間を調節するためにキルン本体を傾動させる場合、上記従来技術では、この傾動に対しても可撓性被覆部材が追従しきれず、このことからも、板状部材間の隙間を十分に密封することができないおそれがあった。

そこで、本発明は、キルン本体と固定部材との間を確実に密封することができるロータリーキルン炉を提供することを課題とする。

上記課題を達成するために、本発明に係るロータリーキルン炉は、上流側から導入された被処理物を回転しながら搬送し燃焼させる円筒状のキルン本体と、キルン本体の上流側及び下流側が挿入される開口が各々形成され、キルン本体を回転可能とする固定部材と、を備え、キルン本体の外周面と開口との間隙を塞ぐように、開口の周縁部の全周に亘って互いに重なりながら配列され、且つキルン本体の軸方向に沿って延びる切込みが形成されていない複数の板状部材と、一定形状を有しない布状を呈する耐熱性のシート部材と、を有し、板状部材は、一端が周縁部又は外周面のいずれか一方に固定され、他端が周縁部又は外周面の他方に板状部材自身の弾性力によって押し当てられて摺動接触すると共に、シート部材が被せられており、キルン本体内は、負圧とされ、シート部材は、その内外面に生じる圧力差により、隣接する複数の板状部材間に生じる隙間を覆うように板状部材に密着されることを特徴とする。

この本発明のロータリーキルン炉によれば、キルン本体の外周面と固定部材の開口との間隙を塞ぐ複数の板状部材に、一定形状を有しない布状を呈する耐熱性のシート部材が被せられているため、通常炉内の圧力が負圧で運転されていることより、シート部材の内外面に生じる圧力差を利用してシート部材を板状部材に十分に密着させることができる。さらに、このように、シート部材が一定形状を有しない布状を呈するため、キルン本体が回転したり傾斜したり等する場合であっても、シート部材は、これらのキルン本体の動作を阻害すること無くこれらの動作に十分に追従することができる、すなわち、板状部材にシート部材を確実に被せることが可能となる。従って、板状部材間に生じる隙間によるガスの漏洩及び炉内への外気の進入を確実に抑止し、キルン本体と固定部材との間を確実に密封することが可能となる。

本発明によれば、キルン本体と固定部材との間を確実に密封することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

まず、本発明の一実施形態に係るロータリーキルン炉について、図１〜図６に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態に係るロータリーキルン炉を示す断面図、図２は図１のロータリーキルン炉におけるキルン本体と二次燃焼炉との間を示す斜視図、図３は図１のロータリーキルン炉におけるキルン本体と二次燃焼炉との間を示す拡大斜視図、図４は図１のロータリーキルン炉におけるキルン本体と二次燃焼炉との間を示す断面図、図５は図１のロータリーキルン炉のスプリングプレートを示す斜視図、図６は図１のロータリーキルン炉のシート部材を示す一部斜視図である。図１に示すように、ロータリーキルン炉１は、水平設置面Ｚに設置された横型回転式のロータリーキルン炉であって、キルン本体３と、フロントウォール（固定部材）１１と、二次燃焼炉（二次燃焼塔；固定部材）１７と、を備えている。

キルン本体３は、例えば直径約５ｍの円筒状を呈し、その内壁が耐火材で内張りされている。このキルン本体３は、ベース５上に固定された２つの支持部７により回転可能に支持されると共に、ベース５上の駆動装置９を駆動源として回転する。このキルン本体３は、回転軸線Ａを傾斜させて設置されており、これにより、キルン本体３内に投入された例えば産業廃棄物等の被処理物を燃焼しつつ、高い側から低い側に流動させる。ベース５は、支持部２３ａに支持されると共に、ヒンジ部２１及び油圧ジャッキ２５を有しており、油圧ジャッキ２５の伸縮によりヒンジ部２１を中心として回動可能に構成されている。

フロントウォール１１は、ベース５上に固定されており、キルン本体３が回転可能に挿入される。このフロントウォール１１には、キルン本体３内に連通する投入部１５が設けられており、当該投入部１５により被処理物がキルン本体３内に投入される。

二次燃焼炉１７は、上下方向に延びる筒状（建屋の構造）を呈し、内壁が耐火材で内張されている。この二次燃焼炉１７は、水平設置面Ｚに固定されており、キルン本体３が回転可能に挿入される。二次燃焼炉１７は、キルン本体３内で発生した一酸化炭素等の未燃焼ガスを二次燃焼させる機能を有している。

図１〜図３に示すように、キルン本体３の下流側端部３ｂは、二次燃焼炉１７に形成された円形開口（開口）１７ａに挿入されている。具体的には、キルン本体３の下流側端部３ｂは、円形開口１７ａを介して二次燃焼炉１７の内部に突出して進入し、二次燃焼炉１７とキルン本体３との内部が連通している。円形開口１７ａは、キルン本体３の外径よりもやや大径に設けられており、キルン本体３の外周面３ｄと、二次燃焼炉１７の円形開口１７ａとの間には、キルン本体３の回転を許容するための間隙が形成されている。

この間隙を塞いでキルン本体３と二次燃焼炉１７との間の密封状態を維持するため、円形開口１７ａの周縁部には、取付部３１を介して複数のスプリングプレート（板状部材）３３が取り付けられている。図５に示すように、スプリングプレート３３は、長さ約５０ｃｍ、幅約２０ｃｍ、厚さ約０．８ｍｍ程度のサイズを有すると共に、弾性変形可能な矩形の板状部材であり、ＳＳ４００等の圧延鋼材からなる。

このようなスプリングプレート３３が、図２及び図３に示すように、隣接するスプリングプレート３３に重なりながら円形開口１７ａの全周に亘って配列されている。この各スプリングプレート３３は、ボルト穴３３ａが形成された基端（一端）３３ｂ側において取付部３１にボルト止めされ、各スプリングプレート３３の遊端（他端）３３ｃは、スプリングプレート３３自身の曲げ方向の弾性力により、キルン本体３の外周面３ｄに摺動接触するように押し当てられている。そして、各スプリングプレート３３は、それぞれのキルン本体３の外周面３ｄとの位置関係に応じて、キルン本体３の外周面３ｄに対向する側に凸となって反るように弾性変形している。このような構成により、外周面３ｄと円形開口１７ａとの間の間隙がスプリングプレート３３によって塞がれることになる。

一方、キルン本体３の上流側端部３ａは、フロントウォール１１に形成された円形開口（開口）１１ａに挿入されている。具体的には、キルン本体３の上流側端部３ａは、円形開口１１ａを介してフロントウォール１１の内部に突出して進入し、前述のように、投入部１５とキルン本体３との内部が連通されている。円形開口１１ａは、キルン本体３の外径よりもやや大径に設けられており、キルン本体３の外周面３ｄと、フロントウォール１１の円形開口１１ａとの間には、キルン本体３の回転を許容するための間隙が形成されている。

そして、この間隙を塞いでキルン本体３とフロントウォール１１との間の密封状態を維持するため、キルン本体３の下流側端部３ｂと同様に、フロントウォール１１の円形開口１１ａの周縁部に取付部３１を介して複数のスプリングプレート３３の一端が取り付けられ、他端がスプリングプレート３３自身の曲げ方向の弾性力により、キルン本体３の外周面３ｄに摺動接触するように押し当てられている。

ところで、ロータリーキルン炉１においては、図１に示すように、キルン本体３とフロントウォール１１との間、及びキルン本体３と二次燃焼炉１７との間に取り付けられたスプリングプレート３３には、シート部材５０が設けられている。具体的には、図２〜図４に示すように、スプリングプレート３３にシート部材５０が被せられて、スプリングプレート３３がシート部材５０に覆われている。

シート部材５０は、図６に示すように、一定形状を有しない布状の耐熱性材からなり、例えばガラス繊維系シートやテフロン（登録商標）系シートが用いられる。ここでのシート部材５０は、帯状に一体に形成されており、これにより、スプリングプレート３３をシート部材５０で覆う際の作業性が向上されている。そして、このシート部材５０は、図３及び図４に示すように、ワイヤ５１により縛り付けられ、固定されている。なお、ワイヤ５１に代えて、例えば、スプリングプレート３３とシート部材５０とをシールワッシャ等のシール機構を介してボルト止めして、シート部材５０がスプリングプレート３３に固定される場合もある。

このような構成に基づき、被処理物が投入部１５を通じて、回転軸線Ａを中心に回転するキルン本体３に導入されると、被処理物は、キルン本体３の下り勾配と回転とによって、矢印Ｙ方向に搬送されつつ二次燃焼炉１７内及びフロントウォール１１に設けられたバーナー（図示しない）により燃焼する。そして、被処理物の燃焼の際にキルン本体３内で発生した未燃焼ガスは、二次燃焼室１７内を上昇しながら燃焼し、後段の処理へ送られる一方、キルン本体３の下流側端部３ｂに達した被処理物は、下流側端部３ｂから二次燃焼炉１７の下方に落下して、後段の処理へ送られることになる。

ここで、キルン本体３の外周面３ｄが曲面である一方、スプリングプレート３３が板状であるために、隣接するスプリングプレート３３の曲がり部分に微小な隙間が生じて当該隙間により燃焼ガスの漏洩及び炉内への外気の進入（希釈）のおそれがある。

そこで、ロータリーキルン炉１では、上述のように、スプリングプレート３３を一定形状を有しない布状のシート部材５０にて覆っている。通常炉内の圧力は負圧で運転されるため、シート部材５０の内外面に生じる圧力差を利用してシート部材５０をスプリングプレート３３に十分に密着させることができる。加えて、このように、シート部材５０が一定形状を有しない布状であるため、当該シート部材５０がキルン本体３の回転を阻害すること無くこの回転に十分に追従する、すなわち、スプリングプレート３３をシート部材５０で確実に覆うことが可能となる。

従って、本実施形態のロータリーキルン炉１によれば、スプリングプレート３３同士間に生じる隙間によるガスの漏洩及び炉内への外気の進入を確実に抑止し、キルン本体３とフロントウォール１１との間、及びキルン本体３と二次燃焼炉１７との間を確実に密封することができる。

さらに、例えばスプリングプレート３３のような板状の密封部材により密封する場合、その基端と遊端とを取り付ける高さ位置（キルン本体３の半径方向の位置）が異なるため、取り付け状態において、密封部材のキルン本体内側が大きく重なり合ったり、内側が大きく重なり合わないようにすると密封部材のキルン本体外側が大きく隔離してしまったりしてしまい、密封性が低下する問題があるが、このように、シート部材５０が一定形状を有しない布状であるため、上記の密封性低下を考慮せずに、高い密封性及び作業性を得ることが可能となる。

また、シート部材５０は、ワイヤ５１により縛り付けられ、固定されているため、例えばロータリーキルン炉１の運転停止時のように炉内の圧力が負圧で無い場合において、シート部材５０がずれ落ちてしまう等を防止することができる。

ところで、ロータリーキルン炉１では、油圧ジャッキ２５を伸縮させると、ヒンジ部２１を中心としてベース５が回動し（図１のＢ方向）、キルン本体３の回転軸線Ａの傾斜角度が変更される。これにより、被処理物の滞留時間を調整することができ、良好な焼却処理を行うことが可能となる。

ここで、二次燃焼炉１７は、ベース５に支持されておらず、水平設置面Ｚに固定されているため、キルン本体３の傾斜角を変更した場合には、キルン本体３と二次燃焼炉１７と間の位置関係が変化する。従って、従来のロータリーキルン炉でのキルン本体３と二次燃焼炉１７との間の構造においては、この傾斜による位置関係の変化に封止部（可撓性被覆部材等）が追従しきれず、キルン本体３と二次燃焼炉１７との間から排ガスが漏れたり、逆に外部からの不要な空気が流入したりするおそれがある。

しかしながら、ロータリーキルン炉１では、前述のように、シート部材５０が一定形状を有しない布状であるため、シート部材５０は、キルン本体３の傾斜角の変更を許容してこの傾斜に十分に追従する。すなわち、キルン本体３が回転し且つ傾斜しても、シート部材５０は、これらのキルン本体３の動作を阻害すること無くこれらの動作に十分に追従することができ、スプリングプレート３３をシート部材５０で確実に覆うことが可能となる。よって、スプリングプレート３３間からのガスの漏洩及び炉内への外気の進入を確実に抑止し、確実に密封することが可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態では、シート部材は帯状に一体に形成されているが、分割され形成されていてもよい。

また、シート部材は、スプリングプレート間に生じる隙間が少なくとも覆われていれば、スプリングプレートの全体を覆わなくともよい。

また、本実施形態のロータリーキルン炉は、上記のように燃焼炉として用いる他、例えば灰等の廃棄物を溶融する溶融炉としても用いることができる。

本発明の一実施形態に係るロータリーキルン炉を示す断面図である。 図１のロータリーキルン炉におけるキルン本体と二次燃焼炉との間を示す斜視図である。 図１のロータリーキルン炉におけるキルン本体と二次燃焼炉との間を示す拡大斜視図である。 図１のロータリーキルン炉におけるキルン本体と二次燃焼炉との間を示す断面図である。 図１のロータリーキルン炉のスプリングプレートを示す斜視図である。 図１のロータリーキルン炉のシート部材を示す一部斜視図である。

符号の説明

１…ロータリーキルン炉、３…キルン本体、１１…フロントウォール（固定部材）、１１ａ…円形開口（開口）、１７…二次燃焼炉（固定部材）、１７ａ…円形開口（開口）、３３…スプリングプレート（板状部材）、５０…シート部材。

Claims (1)

1. 上流側から導入された被処理物を回転しながら搬送し燃焼させる円筒状のキルン本体と、
   前記キルン本体の上流側及び下流側が挿入される開口が各々形成され、前記キルン本体を回転可能とする固定部材と、を備え、
   前記キルン本体の外周面と前記開口との間隙を塞ぐように、前記開口の周縁部の全周に亘って互いに重なりながら配列され、且つ前記キルン本体の軸方向に沿って延びる切込みが形成されていない複数の板状部材と、
   一定形状を有しない布状を呈する耐熱性のシート部材と、を有し、
   前記板状部材は、一端が前記周縁部又は前記外周面のいずれか一方に固定され、他端が前記周縁部又は前記外周面の他方に前記板状部材自身の弾性力によって押し当てられて摺動接触すると共に、前記シート部材が被せられており、
   前記キルン本体内は、負圧とされ、
   前記シート部材は、その内外面に生じる圧力差により、隣接する複数の前記板状部材間に生じる隙間を覆うように前記板状部材に密着されることを特徴とするロータリーキルン炉。

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