JP5320669B2 - ロータリキルン - Google Patents

Description

本発明は、都市ごみ等一般廃棄物や産業廃棄物等を熱分解ガス化処理する為に用いられる、或は炭化燃料を製造する場合に用いられるロータリキルンに関するものである。

先ず、ロータリキルンの一例について図２、図３により説明する。尚、図２中で、左を上流側、右を下流側とする。

ロータリキルン１は、概略、上流側炉端ケーシング２、炉本体３、下流側炉端ケーシング４によって構成され、前記上流側炉端ケーシング２、前記下流側炉端ケーシング４は炉ベース５に固定的に支持され、前記炉本体３は前記炉ベース５に回転可能に支持され、前記上流側炉端ケーシング２と前記炉本体３間、該炉本体３と前記下流側炉端ケーシング４間には、シール装置６，７が設けられている。

前記炉本体３について説明する。

該炉本体３は外筒８、該外筒８内部に設けられた内筒部９を有し、前記外筒８はローラ等の回転体１１を介して回転支持機構１２に回転自在に支持され、又前記外筒８はモータ等の駆動源を有する回転駆動機構１３によって回転される様になっている。

前記内筒部９は複数、例えば図３に示される様に３本の内筒１４を有し、これら内筒１４は軸心方向に所要間隔で設けられた支持円板１５によって円周等間隔で固定支持されている。又、前記外筒８の上流部は前記内筒１４が全ての内筒１４が合流する空間１６を形成する管寄せ部１７となっており、該管寄せ部１７から前記外筒８と同心の被処理物投入口１８が上流に向って延出している。又、前記内筒１４の下端には分解ガス導出管１９が前記外筒８と同心に設けられ、前記分解ガス導出管１９は前記内筒１４に部分的に連通している。

前記支持円板１５と前記外筒８間には、内外筒連結機構２１が円周所要等分（例えば１２等分）の位置に設けられ、該内外筒連結機構２１によって前記外筒８と前記支持円板１５とが連結され、前記外筒８から前記内外筒連結機構２１を介して前記内筒部９に回転力が伝達される様になっている。

前記上流側炉端ケーシング２と前記被処理物投入口１８間は、シール装置２２が設けられ、前記上流側炉端ケーシング２には熱風ガス出口（図示せず）が設けられている。

前記下流側炉端ケーシング４と前記分解ガス導出管１９間にはシール装置２３が設けられ、又前記下流側炉端ケーシング４には熱風ガス入口（図示せず）が設けられている。更に、前記分解ガス導出管１９の下流端部を収納する様に熱分解ガス出口ケーシング２４が設けられ、該熱分解ガス出口ケーシング２４と前記分解ガス導出管１９内部とは、前記シール装置２３によって分離されている。

前記被処理物投入口１８より被処理物が投入され、前記下流側炉端ケーシング４より熱風ガスが導入され、熱風は前記内筒１４と前記外筒８との空間を流れ、前記上流側炉端ケーシング２から流出する。

前記被処理物投入口１８より被処理物が投入され、前記外筒８、前記内筒１４が一体に前記回転駆動機構１３によって回転され、被処理物は前記内筒１４を介して加熱されつつ下流側に移動し、熱分解される。熱分解ガスは前記分解ガス導出管１９を経て前記熱分解ガス出口ケーシング２４より排出され、又分解後の残渣物も前記熱分解ガス出口ケーシング２４より排出される。

次に、従来の前記内外筒連結機構２１について、図４により説明する。

前記支持円板１５の外周部に嵌合凹部２５を有する受座２６が溶接等所要の手段で固着されている。

前記外筒８の前記嵌合凹部２５の同心上に、ピン取付け孔２７が穿設され、該ピン取付け孔２７を閉塞する様に座板２８が溶接等所要の手段で前記外筒８に固着され、前記座板２８を貫通する様にピン保持筒２９が溶接等により固着されている。該ピン保持筒２９の外端にはフランジ３１が固着され、前記座板２８と前記フランジ３１間には補強用のリブ３２が周方向に設けられている。

前記ピン保持筒２９に連結ピン３３が摺動可能に嵌入され、該連結ピン３３の先端部は前記嵌合凹部２５に嵌合する。

前記フランジ３１にはフランジプレート３４が皿螺子３５により固着され、前記フランジプレート３４を螺通した調整ボルト３６の先端にはバネ受け３７が設けられ、該バネ受け３７と前記連結ピン３３間には圧縮バネ３８が挾設され、該圧縮バネ３８は前記連結ピン３３を前記嵌合凹部２５に所要の嵌合力で押付ける。尚、前記調整ボルト３６の螺通部からのガス漏れを防止するカバー３９が前記フランジプレート３４に取付けられる。

又、前記支持円板１５と前記外筒８間で熱膨張差が生じた場合も、前記圧縮バネ３８が撓んで前記連結ピン３３が半径方向に移動し、熱膨張差が吸収され、又所定の嵌合力が維持される。

前記外筒８が回転されることで、回転力は前記連結ピン３３を介して前記支持円板１５、即ち前記内筒部９に伝達される。

前記外筒８と前記内筒部９とは完全な同心とすることは製作上できない為、前記炉本体３の回転と共に前記外筒８と前記内筒部９の芯ずれが生じ、芯ずれに対応して前記連結ピン３３が前記ピン保持筒２９に対して摺動する。

前記連結ピン３３は大きな力が作用した状態で摺動し、更に前記ロータリキルン１は高温下で稼働するので、グリス等の潤滑剤は使用することができない。この為、摩耗は避けられず、摩耗状況に応じて、前記連結ピン３３は交換されなければならない。

従来、前記連結ピン３３の交換は、前記カバー３９、前記フランジプレート３４を取外し、摩耗した前記連結ピン３３を引抜き、新しい連結ピン３３を前記ピン保持筒２９に嵌入することで処理されていた。

然し乍ら、摩耗は前記連結ピン３３に限らず、前記ピン保持筒２９も摩耗していることが多い。更に、該ピン保持筒２９の支持構造は、該ピン保持筒２９を局部的に補強する等柔構造であり、前記連結ピン３３に前記外筒８からの回転力が作用すると、前記ピン保持筒２９が振られ、該ピン保持筒２９の支持部に過大な応力が発生し、前記リブ３２、或は前記座板２８に疲労によるクラックが発生する場合もあった。

又、前記ピン保持筒２９が振られることで、前記連結ピン３３が前記受座２６に対して傾き、前記嵌合凹部２５の孔縁（エッジ）が前記連結ピン３３に当り、孔縁当接部に応力が集中し、局部的な摩耗を招く傾向もあった。

この為交換は、前記連結ピン３３に限らず、前記内外筒連結機構２１全体となる場合もあり、該内外筒連結機構２１を交換する場合は、前記座板２８を前記外筒８から切除する等作業は面倒であり、而も前記ロータリキルン１が大型であり、作業足場を設置しなければならない等、大がかりで長期の作業となっていた。

尚、内外筒連結機構を具備するロータリキルンとしては特許文献１に示されるものがある。

特開平９−２１７９８８号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、炉体として内筒、外筒を有するロータリキルンに於ける、内筒、外筒間の回転力を伝達する内外筒連結機構についての保守作業を容易とし、保守コストの低減を図るものである。

本発明は、回転駆動され、入口から投入された被処理物を出口側へ移動しつつ加熱し、出口から排出する炉本体を具備したロータリキルンに於いて、前記炉本体は、回転駆動される外筒と、該外筒内部に配設された内筒部と、前記外筒からの回転力を前記内筒部に伝達する内外筒連結機構とを有し、該内外筒連結機構は前記外筒に支持されたピン保持筒と該ピン保持筒に着脱可能なスリーブを介して嵌合された連結ピンと、前記内筒部に設けられ、前記連結ピンの先端部が嵌合する受座とを具備するロータリキルンに係るものである。

又本発明は、前記スリーブの外端はフランジプレートに固着され、該フランジプレートは前記ピン保持筒に着脱可能としたロータリキルンに係り、又前記連結ピンの先端部は先細りテーパ形状となっているロータリキルンに係るものである。

本発明によれば、回転駆動され、入口から投入された被処理物を出口側へ移動しつつ加熱し、出口から排出する炉本体を具備したロータリキルンに於いて、前記炉本体は、回転駆動される外筒と、該外筒内部に配設された内筒部と、前記外筒からの回転力を前記内筒部に伝達する内外筒連結機構とを有し、該内外筒連結機構は前記外筒に支持されたピン保持筒と該ピン保持筒に着脱可能なスリーブを介して嵌合された連結ピンと、前記内筒部に設けられ、前記連結ピンの先端部が嵌合する受座とを具備するので、前記ピン保持筒が摩耗することが防止され、摩耗が及ぶのは前記連結ピンと前記スリーブとなり、両者を交換することで前記内外筒連結機構の保守作業が完了し、作業量の低減、作業性の向上が図れる。

又本発明によれば、前記スリーブの外端はフランジプレートに固着され、該フランジプレートは前記ピン保持筒に着脱可能としたので、前記スリーブは前記フランジプレートを介して着脱でき、作業性が向上する。

又本発明によれば、前記連結ピンの先端部は先細りテーパ形状となっているので、前記連結ピンが傾斜した場合も、前記受座の嵌合孔の縁に局部的に接触することが防止され、応力の集中が避けられ、局部的な摩耗が防止できる等の優れた効果を発揮する。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。

図１は本発明に係るロータリキルンに実施された内外筒連結機構２１を示しており、ロータリキルン本体の構成等は、図２で示したものと同様であるので、説明を省略する。又、図１中、図４中で示したものと同等のものには同符号を付してある。

前記内外筒連結機構２１は外筒８に所要等間隔、例えば円周１２等分した位置に設けられる。

ピン取付け孔２７の中心を貫通する様にピン保持筒２９を補強リブ４１によって支持する。該補強リブ４１は前記外筒８に溶接等所要の手段で固着され、所要間隔で設けられた前記ピン保持筒２９間に掛渡って設けられ、好ましくは全周連続した状態となっている。

前記補強リブ４１の形状としては、例えばウェブ部材４２の上下にフランジ４３，４３が固着された断面Ｉ字状となっており、又全周で連続しているので、剛性が高くなっている。

前記ピン保持筒２９は外端に固着されたフランジ３１を有し、前記ピン保持筒２９にはスリーブ４４が内嵌されている。該スリーブ４４の外端にはフランジプレート３４が溶接等により固着され、前記スリーブ４４と前記フランジプレート３４とは一体化され、該フランジプレート３４は皿螺子３５により前記フランジ３１に着脱可能に固定される様になっている。尚、前記補強リブ４１の前記フランジ４３を前記フランジ３１として機能させ、前記フランジプレート３４を前記フランジ４３に着脱可能に取付けても良い。

前記フランジプレート３４には調整ボルト３６が螺通し、該調整ボルト３６の先端にはバネ受け３７が回転自在に設けられ、該バネ受け３７と連結ピン３３間に圧縮バネ３８が挾設され、該圧縮バネ３８により前記連結ピン３３と受座２６とが所要の押圧力で嵌合している。又、前記フランジプレート３４にはカバー３９がボルト４５によって着脱可能に取付けられている。

前記連結ピン３３の嵌合凹部２５との嵌合部は先端に向って先細るテーパ形状、例えば１．５°の傾斜のテーパ形状となっており、更に先端面は凸曲面、或は凸円錐面等、中心部が盛上がった形状となっている。

又、前記受座２６の前記嵌合凹部２５には、受けスリーブ４６が嵌設され、前記連結ピン３３は前記受けスリーブ４６を介して前記嵌合凹部２５に嵌合する様になっている。又、前記受けスリーブ４６は取外し可能となっていることが好ましい。

以下、前記内外筒連結機構２１の作用について説明する。

前記外筒８から前記支持円板１５、即ち内筒部９への動力の伝達は、前記ピン保持筒２９、前記スリーブ４４、前記連結ピン３３、前記受けスリーブ４６を経て前記支持円板１５即ち前記内筒部９に伝達される。

前記外筒８と前記内筒部９間の偏心、或は熱膨張差は、前記圧縮バネ３８が撓み前記連結ピン３３が半径方向に変位して、所定の嵌合力を維持しつつ、吸収される。

次に、前記連結ピン３３の交換について説明する。

前記ボルト４５を取り、前記カバー３９を取外す。前記皿螺子３５を除去し、前記調整ボルト３６を半径方向（図１中上方）に引抜く。前記調整ボルト３６と前記フランジプレート３４とは螺合し、該フランジプレート３４と前記スリーブ４４とは一体であるので、該スリーブ４４が引抜かれる。この時、前記連結ピン３３と前記スリーブ４４間の摩擦力が大きければ、前記連結ピン３３が前記嵌合凹部２５より外れ、前記スリーブ４４と共に前記連結ピン３３が引抜かれる。尚、該連結ピン３３が残れば、従来と同様に別途連結ピン３３を引抜けばよい。

本実施の形態では、摩耗の可能性がある前記スリーブ４４も交換でき、而も、前記連結ピン３３と前記ピン保持筒２９間に前記スリーブ４４が介在するので、前記ピン保持筒２９自体は摩耗の虞れがなく、交換をする必要がない。従って、前記連結ピン３３の交換は、極めて簡単で、短時間に行える。

新しい連結ピン３３を嵌める場合は、予め前記スリーブ４４に前記連結ピン３３を嵌合させたものを前記ピン保持筒２９に嵌入して前記フランジ３１に固定した後、前記カバー３９を取付ける。

本実施の形態では、前記ピン保持筒２９の支持を剛性の高い前記補強リブ４１によって補強している。従って、前記ピン保持筒２９は剛構造の支持となっており、該ピン保持筒２９が振られることがなく、又前記補強リブ４１は高強度であるので、前記ピン保持筒２９の支持部にクラック等が発生することが避けられる。

又、前記連結ピン３３は各部品間のギャップ等の要因から、前記嵌合凹部２５に対して傾くことが考えられる。一方、前記連結ピン３３はテーパ形状となっているので、該連結ピン３３が傾斜しても、面接触、若しくは面接触に近い状態となり、前記嵌合凹部２５の孔縁部で応力の集中が避けられ、局部的な摩耗が防止される。

又、前記連結ピン３３の先端面が凸形状であるので、該連結ピン３３は無理なく傾斜する。

本発明の実施の形態の要部を示す断面図である。 ロータリキルンの概略を示す断面図である。 図２のＡ−Ａ矢視図である。 ロータリキルンに用いられる従来の内外筒連結機構の断面図である。

符号の説明

１ ロータリキルン
２ 上流側炉端ケーシング
３ 炉本体
４ 下流側炉端ケーシング
８ 外筒
９ 内筒部
１３ 回転駆動機構
１４ 内筒
１５ 支持円板
１８ 被処理物投入口
２４ 熱分解ガス出口ケーシング
２５ 嵌合凹部
２６ 受座
２９ ピン保持筒
３１ フランジ
３３ 連結ピン
３４ フランジプレート

Claims (2)

1. 回転駆動され、入口から投入された被処理物を出口側へ移動しつつ加熱し、出口から排出する炉本体を具備したロータリキルンに於いて、前記炉本体は、回転駆動される外筒と、該外筒内部に配設された内筒部と、前記外筒からの回転力を前記内筒部に伝達する内外筒連結機構とを有し、該内外筒連結機構は前記外筒に支持されたピン保持筒と、外端にフランジプレートが固着され、前記ピン保持筒に嵌合されたスリーブと、該スリーブに嵌合された連結ピンと、前記内筒部に設けられ、前記連結ピンの先端部が嵌合する受座とを具備し、
   前記フランジプレートを外方から前記ピン保持筒に着脱可能であり、前記スリーブは前記フランジプレートを介して前記ピン保持筒に着脱可能に構成されたことを特徴とするロータリキルン。
2. 前記連結ピンの先端部は先細りテーパ形状であり、先端面は中心部が盛上がっている請求項１のロータリキルン。

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