JP5406668B2 - 回転式加熱処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、被処理物を加熱処理する回転式加熱処理装置に関し、例えばロータリキルンなどの横型回転式焼却炉や炭化炉に好適なものである。

ロータリキルンなどの横型回転式焼却炉や乾燥機等の回転式加熱処理装置において、特に加熱時に可燃性ガス等が発生するような被処理物や、発火性の高い被処理物を処理する場合には、運転時の安全性を確保するために、回転式加熱処理装置内からの内部ガスの漏洩や回転式加熱処理装置内への外気の流入を防止しなければならなかった。

従って、回転式加熱処理装置における炉内に存在する内部ガスの外部への漏洩を防止すると共に、外気の装置内への流入を防止するために、シール部分を複数設置していた。更にこれらシール部分を保護するために、これら複数のシール部分により仕切られた空間内に、冷却された不活性ガスを封入する技術が知られている。例えば、下記特許文献１に示すものは、この不活性ガスによってガスパージを行う方法であり、内部ガスの漏洩を防ぐだけでなく外気（酸素）を遮断する役目をも、この不活性ガスは負っている。

特開２００８−２５６２８７号公報 特開平１０−９６５０９号公報 特開平１０−２０６０２１号公報 特開平１０−３００３５８号公報 特開平２−１１３０８８号公報

しかしながら、温度低下により粘性が増すタールなどのような成分や、凝縮して金属に対して腐食性のある成分が内部ガス中に含まれていた場合、冷却された不活性ガスを複数のシール部分により仕切られた空間内に封入するのに伴って、タール成分等が冷却されてシール部分に固着したり、シール部分や炉本体が腐食したりする恐れを有していた。他方、複数のシール部分により仕切られた空間内に冷却されて低温になっている不活性ガスが供給された場合、内部ガスの温度が低下するのに伴い、タール成分等が冷却されてスクリューコンベアなどに固着したり、炉本体等が腐食したりする恐れをも有していた。

本発明は上記事実を考慮し、内部ガスの温度が低下してシール部分やスクリューコンベアなどに有機物等が固着したり、腐食することを防止し得る回転式加熱処理装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る回転式加熱処理装置は、
スクリューシャフト及びスクリューケーシングを含み、被処理物を加熱処理する炉本体の一端部に配置されて被処理物を搬送するスクリューコンベアと、
前記スクリューケーシングの外面を覆うように配置され且つ、スクリューコンベアの炉本体側端部にまで伸びる筒状の外側ケーシングと、
前記スクリューケーシングと前記外側ケーシングの間に空間が形成され、加熱ガスが流れるようにした加熱ガスの第１通路と、
前記外側ケーシングの外面を覆うように配置され且つ、スクリューコンベアの炉本体側端部にまで伸びる筒状の熱風筒と、
前記外側ケーシングと前記熱風筒の間に空間が形成され、加熱ガスが流れるようにした加熱ガスの第２通路と、
前記スクリューケーシングの炉本体側端部と前記熱風筒の炉本体側端部との間を繋ぐように塞ぐ蓋材と、
前記外側ケーシングの炉本体側端部と前記蓋材との間に設けられた、前記第１通路及び第２通路を連通する隙間と、
前記外側ケーシングに接続され且つ、加熱ガスを前記第１通路内に供給するガス供給管と、
を備えることを特徴とする。

請求項１に係る回転式加熱処理装置の作用を以下に説明する。
本請求項の回転式加熱処理装置では、被処理物を加熱処理する炉本体の一端部にスクリューコンベアが配置されて、このスクリューコンベアが被処理物を搬送する。また、空間とされる第１通路を介しつつスクリューコンベアの外周側に配置される筒状の外側ケーシングが、スクリューコンベアの炉本体側端部にまで伸びると共に、空間とされる第２通路を介しつつ外側ケーシングの外周側に配置される筒状の熱風筒が、スクリューコンベアの炉本体側端部にまで伸びている。

さらに、外側ケーシングにガス供給管が接続されるだけでなく、この外側ケーシングの一端部との間に隙間を有しつつ、スクリューコンベアの炉本体側端部と熱風筒の一端部との間を蓋材が繋ぐように塞いで、第１通路と第２通路との間を連通させている。

従って、冷却された不活性ガスの替りに、加熱されたガスが外側ケーシングに接続されるガス供給管から第１通路内に供給されることで、加熱されたガスの熱でスクリューコンベア内の温度やこのスクリューコンベアが繋がることになる炉本体内の温度が低下し難くなる。これに伴い、スクリューコンベア内において被処理物が加熱されてこの被処理物内から有機物等がガス化した場合でも、加熱されたガスの熱によってこの有機物等が冷却されることが無くなるのに伴い、ガス化成分の液化が防がれる。

他方、ガスが、スクリューコンベアと外側ケーシングとの間の第１通路内を流れるだけでなく、外側ケーシングの外周を覆うように配置された熱風筒との間の第２通路内を外側ケーシングの外周に沿って流れるようになる。この為、熱風筒の外側に位置することになるシール部分がこのガスにより加熱されることにより、このシール部分にタール等が固着する恐れが少なくなる。

そして、筒状の熱風筒が外側ケーシングの外周を覆うように配置されていることから、外側ケーシングの先端までガスが流れるのに伴い、外側ケーシングの表面を内部ガス温度以上とすることができる。このことで、外側ケーシングの先端部分へのタール付着をも防止し、回転式加熱処理装置の安定的な運転が実現される。

この結果として、本請求項の回転式加熱処理装置によれば、ガス化成分等が冷却されない為、熱風筒の外周側にあるシール部分やスクリューコンベア付近に、タール等が固着する恐れがなくなる。これに伴って、炉本体に送り込まれる前の被処理物をスクリューコンベア内においてガスにより予備加熱をすることも可能となる。

請求項２に係る回転式加熱処理装置の作用を以下に説明する。
本請求項に係る回転式加熱処理装置は請求項１と同一の作用を奏する。但し、本請求項で
は、スクリューコンベアと外側ケーシングとの間の空間とされる第１通路内及び、外側ケーシングと熱風筒との間の空間とされる第２通路内に、これら空間をそれぞれ螺旋状に区画する案内羽根が形成されるという構成を有している。

つまり、本請求項によれば、案内羽根が、スクリューコンベアと外側ケーシングとの間の空間とされる第１通路内だけでなく、外側ケーシングと熱風筒との間の空間とされる第２通路内をそれぞれ螺旋状に区画している。 この為、これらの間を流れるガスに旋回流が生じるのに伴って、より効率良くガスの熱が伝熱されるので、このガスによってより均一に加熱されて、スクリューコンベア内及びシール部材周辺の温度均一化がより一層確実に図れる。

請求項３に係る回転式加熱処理装置の作用を以下に説明する。
本請求項に係る回転式加熱処理装置は請求項２と同一の作用を奏する。但し、本請求項では、複数のシール材により封鎖された封鎖空間が熱風筒の外周側に存在し、第２通路を通過後のガスを封鎖空間内に放出する放出口が熱風筒の端部に設けられるという構成を有している。

つまり、本請求項によれば、第２通路を通過後のガスを放出する放出口が、熱風筒の端部に設けられていて、熱風筒の外周側に存在してシール材により封鎖された封鎖空間内に、放出口からガスを放出することになる。この結果として、この封鎖空間がガスにより加圧されることで、炉内圧よりも高くなり、炉内ガス、粉塵及びタール成分のこの封鎖空間内への侵入を防止可能にもなるだけでなく、シール部分にタール等が固着する恐れがより一層少なくなる。

以上に示したように本発明によれば、内部ガスの温度が低下してシール部分やスクリューコンベアなどに有機物等が固着することを防止し得る回転式加熱処理装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る回転式加熱処理装置の模式図である。 本発明の第１の実施の形態に係る回転式加熱処理装置の導入部周辺を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る回転式加熱処理装置の導入部周辺を示す側面図である。 図２のＡ−Ａ矢視線断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る回転式加熱処理装置の要部拡大断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る回転式加熱処理装置に適用される外側ケーシングと内側ケーシングとの関係を示す拡大図であって、（Ａ）は側面図（Ｂ）はＢ−Ｂ矢視線断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る回転式加熱処理装置の導入部周辺を示す断面図である。 図７のＣ−Ｃ矢視線断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る回転式加熱処理装置の要部拡大断面図である。

本発明に係る回転式加熱処理装置の第１の実施の形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施の形態に係る回転式加熱処理装置１の模式図を示している。この回転式加熱処理装置１は被処理物を加熱処理する為のものであり、両端が開口されると共に回転する円筒であって被処理物を加熱処理する筒形加熱炉１０が炉本体とされている。この筒形加熱炉１０の両端側にそれぞれ固定的に設置された固定ケーシング（被処理物を炉内に供給する入口側ケーシング１２及び被処理物を炉内から排出する出口側ケーシング１３）に嵌着されるようにして、この筒形加熱炉１０が設置されている。また、入口側ケーシング１２及び出口側ケーシング１３と筒形加熱炉１０との接続部分には、一対のシール機構１４が設置されている。

以上より、この回転式加熱処理装置１は、これら筒形加熱炉１０、入口側ケーシング１２、出口側ケーシング１３及び一対のシール機構１４により主に構成されていることになる。そして、筒形加熱炉１０の外周壁には一対のタイヤ１５がそれぞれ環設されており、これら一対のタイヤ１５にそれぞれ接触するようにこれら一対のタイヤ１５の下側に一対のローラー１６が設置されている。

従って、筒形加熱炉１０は軸方向を回転軸として回転可能となっており、図示しないモーターなどの駆動源によって筒形加熱炉１０が回転されるのに伴ってタイヤ１５が回転し、そのことによって、一対のローラー１６が筒形加熱炉１０の軸心方向回りに沿って回転するようになっている。

図１に示すように、筒形加熱炉１０の外周側には、この筒形加熱炉１０を外部から加熱する為の外筒１１が設けられており、加熱炉１０と外筒１１の間の空間に供給される図示しない加熱媒体（たとえば、高温ガス、水蒸気など）によって筒形加熱炉１０が加熱されるのに伴い、筒形加熱炉１０の内部に収容された被処理物は加熱処理されるようになっている。

他方、入口側ケーシング１２は、筒形加熱炉１０の一端と連通する被処理物の供給口（図示しない）を備えており、出口側ケーシング１３は、筒形加熱炉１０の他端と連通する被処理物の排出口（図示しない）を備えている。この為、被処理物は、供給口より入口側ケーシング１２内に供給され、筒形加熱炉１０内で加熱処理されて出口側ケーシング１３内へ移送され、最終的に排出口より排出されるようになる。

また、本実施例においては、内部ガスを被処理物の搬送方向に対して向流となるように抜き出す構造となっており、内部ガスが、出口側ケーシング１３から供給され、入口ケーシング１２から排出される。なお、炉内ガス流れは向流に限定されることなく、被処理物の搬送方向と同じ並流でもよい。

図２から図５に示すように、この被処理物を加熱処理する炉本体である筒形加熱炉１０の一端部には、被処理物を筒形加熱炉１０内に供給するためのスクリューコンベア２０が設置されており、金属製で円筒形に形成された外側ケーシング２２がスクリューコンベア２０を覆っている。

図２及び図５に示すように、外側ケーシング２２の外周側中央部分には、この外側ケーシング２２を加熱する為の電熱線４２が巻き付けられていて、更にこの電熱線４２の外周側には断熱部材４４が巻き付けられている。この断熱部材４４に隣り合った部分には、フランジ状に形成された仕切板４６を介して、エキスパンションジョイント４８が配置されており、このエキスパンションジョイント４８の筒形加熱炉１０側寄りには、リング状に形成された連結板５０が配置されている。

この連結板５０の筒形加熱炉１０側には、筒形加熱炉１０の端部から外周側に突出して設置されているフランジ板５２が設けられており、この連結板５０のフランジ板５２との対向面には、金属製またはカーボン材であって環状のシール材５０Ａが設置されている。また、このフランジ板５２の連結板５０との対向面には、金属製であって環状のシール材５２Ａが設置されている。

この一方、入口側ケーシング１２と連結板５０との間には、エアシリンダ５４が環状に複数配置されていて、これら複数のエアシリンダ５４の力により連結板５０がフランジ板５２側に押しつけられることで、シール材５０Ａがシール材５２Ａに押しつけられてこれらが相互に強く接することにより、この部分でのメカニカルシールが図られている。
なお、エアシリンダ５４に替えて電動シリンダや、油圧シリンダ、バネを用いても良い。

そして、筒形加熱炉１０の端部には、この筒形加熱炉１０の内周面と外側ケーシング２２の外周面との間の隙間を塞ぐ為のリップシールまたはリング５６の基端側が、これらの面の間に一周に亘って取り付けられている。従って、外側ケーシング２２の外周側に形成される封鎖空間Ｈが、シール材５０Ａ及びシール材５２Ａからなる第１のシール材と、リップシール５６等からなる第２のシール材とにより封止されるのに伴い、これらが入口側ケーシング１２のシール機構１４を構成することになる。

スクリューコンベア２０は、断面がＵ字形とされて直線状に形成された金属製のスクリューケーシング２４と、スクリューシャフト２６から構成され、図６（Ｂ）に示す横断面上において、このスクリューケーシング２４の両側上端部がそれぞれ外側ケーシング２２の内面側に溶接等により固定されると共に、このスクリューケーシング２４の中央部分が外側ケーシング２２の内面側に当接した形とされている。このことで、外側ケーシング２２に対してこのスクリューケーシング２４が平行に伸びるように、外側ケーシング２２の内周側にスクリューケーシング２４が固定されつつ配置されている。

一方、スクリューシャフト２６は、螺旋状に搬送用の凸部２６Ａを外周面に有している軸状であり、スクリューケーシング２４内に配置されており、このスクリューシャフト２６が図示しない駆動源であるモーター等により回転されることで、被処理物を回転しながら筒形加熱炉１０側に搬送するようになっている。ここでスクリューシャフトは、リボン状のスクリューのみからなりシャフトを有しない構造のものを採用することも可能である。

この一方、外側ケーシング２２における基端側寄り且つ横断面上における下部寄りで左右対称の箇所には、一対のガス供給管２８Ａ，２８Ｂの一端がそれぞれ連結されており、このことで、外側ケーシング２２の左右下部寄り部分に、一対のガス供給管２８Ａ，２８Ｂが接続されている。そして、これら一対のガス供給管２８Ａ，２８Ｂから、外側ケーシング２２と内側ケーシング２４との間の隙間である図４に示す空間Ｓに、加熱されたガスが供給されるようになっている。具体的には、これら一対のガス供給管２８Ａ，２８Ｂは、それぞれ水平線Ｌに対して左右下側に一定の角度（たとえば２２．５度）αで傾いた状態で、外側ケーシング２２に対して設置されている。

このような構造とすることで、スクリューコンベア２０の底面を積極的に加熱することになるのに伴い、炉本体である筒形加熱炉１０に送り込まれる前の被処理物の予備加熱を促進可能ともなる。さらに、運転停止時において供給されたガス中の水分が凝縮した場合に、空間Ｓから排出することが可能となる。なお、供給管は一対に限定されるものではなく、ガス供給量などに応じて１本、若しくは一対以上としても良い。また、ガス供給管の設置位置も下方に傾いた状態に限定されるものではない。

また、この際における一対のガス供給管２８Ａ，２８Ｂが供給するガスの種類としては、被処理物の性状に応じて適宜選択できるが、例えば窒素や水蒸気等の不活性ガスが好ましい。また、この不活性ガスの温度は、スクリューケーシング２４内の温度や筒形加熱炉１０内の温度より高く設定されていて、例えば、炉内温度が３５０℃程度の場合には４００〜４５０℃の温度になっている。

ここで、この不活性ガスとして、筒形加熱炉１０内から排出される内部ガスを加熱したものを利用することができる。一例として、図１に示す通り、筒形加熱炉１０内において矢印Ａ方向に内部ガスが流れている場合、燃焼処理する為の再燃炉１９Ａ及び、内部ガス中の粉塵等を除去する為の排煙処理塔１９Ｂを介して煙突１９Ｃから内部ガスを排出する構造とすることができるが、この際、この入口側ケーシング１２よりの内部ガスの経路の途中に配管を繋ぎ、送風機１７によりこの内部ガスを誘引することが考えられる。

そして、誘引されて排煙処理塔１９Ｂでガス中の粉塵等を除去されている内部ガスをバーナーなどの加熱装置１８により燃焼させて、ガス供給管２８Ａ、２８Ｂに供給する。特に、内部ガスが可燃性ガスの場合、加熱装置１８をバーナーなど燃焼装置とすることで、内部ガスを加熱燃料かつ不活性ガスとして有効利用することができる。なお、内部ガスが並流流れの場合には、出口側ケーシング１３から排出される内部ガスを利用すれば良い。

さらに、加熱炉が外熱式キルンである場合には、加熱炉を加熱した後の加熱ガスを加熱装置１８によって再加熱して利用しても良い。すなわち、排熱を再利用することで、新たな設備を設けることなく、熱源を確保できるようになる。また、加熱装置の熱源や内部ガスを用いない場合には、別置された貯留タンクなどから気体の供給を受け適宜加熱し、利用することも可能である。

他方、外側ケーシング２２の不活性ガスの流れ方向下流側の部分とされる外側ケーシング２２の筒形加熱炉１０寄りの左右部分には、このガス供給管２８Ａ，２８Ｂから供給された不活性ガスを外側ケーシング２２とスクリューケーシング２４との間の空間Ｓから排出するためのガス排出口３０Ａ，３０Ｂが、形成されている。つまり、不活性ガスの流れと筒形加熱炉１０側から流れるガス流れとが向流となるように、この不活性ガスが空間Ｓ内に供給され、これら２箇所のガス排出口３０Ａ，３０Ｂが不活性ガスを排出するために、図６に示すように外側ケーシング２２の左右の箇所にそれぞれ存在している。

具体的には、図６（Ｂ）における左側のガス排出口３０Ａは、外側ケーシング２２の中心線Ｘの箇所から下端部までの約９０度の角度の範囲で有り且つ、所定の幅で長方形の形状とされている。また、図６（Ｂ）における右側のガス排出口３０Ｂは、外側ケーシング２２の中心線Ｘの箇所から上側に向かって切り欠かれ且つ、所定の幅で長方形の形状とされている。

次に、本実施の形態に係る回転式加熱処理装置１の作用を以下に説明する。
本実施の形態の回転式加熱処理装置１では、被処理物を加熱処理する筒形加熱炉１０の一端部に外側ケーシング２２が配置され、図示しない入口側ケーシングから投入された被処理物を筒形加熱炉１０内に送り込むために、この被処理物を搬送するスクリューコンベア２０が、外側ケーシング２２の内周側に空間Ｓを介しつつ、配置されている。つまり、スクリューシャフト２６と外側ケーシング２２の間には、気体を通過可能とする空間Ｓが存在している。

さらに、外側ケーシング２２の下部寄りの箇所に複数本接続されるガス供給管２８Ａ，２８Ｂが、加熱されて内側ケーシング２４内の温度より温度が高くされた不活性ガスを、空間Ｓに供給している。これに伴って、空間Ｓを不活性ガスが流れるようになる。ここで不活性ガスとして窒素、水蒸気などを用いると好ましい。なお、ガス供給管は、複数本に限らず、１本でも良い。また、ガス排出口３０Ａ，３０Ｂが外側ケーシング２２とスクリューコンベア２０との間の空間から、この不活性ガスをシール材により封鎖された外側ケーシング２２外の空間Ｈ内に排出するようになっている。

従って、加熱された不活性ガスをガス供給管２８Ａ，２８Ｂから外側ケーシング２２とスクリューコンベア２０のスクリューケーシング２４との間の空間Ｓに供給することで、内側ケーシング２４内の温度やこのスクリューコンベア２０が繋がることになる筒形加熱炉１０内の温度が低下し難くなる。これに伴い、加熱炉１０およびスクリューケーシング２４内において被処理物が加熱されてこの被処理物内から有機物等がガス化した場合でも、ガス化した状態が加熱された不活性ガスの熱によって維持される為、ガス化成分の液化が防がれる。

また、加熱された不活性ガスをシール材により封鎖された外側ケーシング２２外の封鎖空間Ｈ内にガス排出口３０Ａ，３０Ｂを介して供給することになるのに伴い、シール部分にタール等が固着する恐れが少なくなる。さらに、この封鎖空間Ｈが不活性ガスにより炉内圧力より高い圧力で保持されることで、炉内ガス、粉塵及びタール成分のこの空間内への侵入を防止可能にもなる。

この結果として、本実施の形態の回転式加熱処理装置１によれば、ガス化した有機成分等が冷却されない為、外側ケーシング２２の外周側にあるシール部分や、スクリューケーシング２４などに、ガス化した有機成分等が固着する恐れがなくなる。これに伴って、筒形加熱炉１０に送り込まれる前の被処理物をスクリューケーシング２４内においてこの不活性ガスにより予備加熱をすることも可能となる。

他方、本実施の形態によれば、筒形加熱炉１０内の熱により加熱されているスクリューコンベア２０内の温度より、この不活性ガスの温度が高くなっているのに伴い、ガス化した有機成分等の固着の恐れが確実になくなる。

さらに、本実施の形態によれば、外側ケーシング２２の下部寄りの箇所に設置された複数である２本のガス供給管２８Ａ，２８Ｂから加熱された不活性ガスがそれぞれ送り込まれるのに伴い、外側ケーシング２２とスクリューケーシング２４との間の空間Ｓに加熱された不活性ガスが分散されて供給されることになる。この結果として、スクリューシャフト２６により搬送されている被処理物をより均一に加熱できるようになる。また、外側ケーシング２２の下部寄りの箇所から不活性ガスが送り込まれて、スクリューケーシング２４の底面を積極的に加熱することになるのに伴い、筒形加熱炉１０に送り込まれる前の被処理物の予備加熱を促進可能ともなる。

この一方、本実施の形態に係る回転式加熱処理装置１では、ガス供給管２８Ａ，２８Ｂから供給された不活性ガスを外側ケーシング２２とスクリューケーシング２４との間の空間Ｓから、外側ケーシング２２外に排出するガス排出口３０Ａ，３０Ｂが、不活性ガスの流れ方向下流側とされる外側ケーシング２２の部分に形成されている。

このことから、外側ケーシング２２とスクリューケーシング２４との間の空間Ｓを通過した不活性ガスが、これら２つのガス排出口３０Ａ，３０Ｂから、外側ケーシング２２外の封鎖空間Ｈ内に放出されるようになる。この結果として、流れる不活性ガスによってスクリューケーシング２４内を均等に加熱できるのに伴い、スクリューケーシング２４内での被処理物の予備加熱が促進される。

次に、本発明に係る回転式加熱処理装置の第２の実施の形態を、図７から図９に基づき以下に説明する。尚、第１の実施の形態で説明した部材には同一符号を付して重複した説明を省略する。
本実施の形態に係る回転式加熱処理装置１は、第１の実施の形態とほぼ同様な構造とされていて、シール機構１４、外側ケーシング２２、スクリューシャフト２６及びガス供給管２８Ａ，２８Ｂ等を同様に有している。

但し、本実施の形態では、図７から図９に示すように、この外側ケーシング２２の内周側に存在するスクリューコンベア２０のスクリューケーシング３２は、断面がＵ字形とされて直線状に形成された第１の実施の形態のスクリューケーシング２４と異なり、金属製であって円筒形に形成されている。さらに、この外側ケーシング２２の外周側には、外側ケーシング２２よりも大径であって外側ケーシング２２と同軸状に配置された熱風筒３４が配置された構造とされている。但し、本実施の形態の外側ケーシング２２には、ガス排出口３０Ａ，３０Ｂが存在していない。

また、図９に示すように、これらスクリューケーシング３２と外側ケーシング２２との間及び、外側ケーシング２２と熱風筒３４との間には、螺旋状に形成された案内羽根３６Ａ，３６Ｂがそれぞれ形成されていて、これらの間に存在する円筒状の空間を案内羽根３６Ａ，３６Ｂが螺旋状にそれぞれ区画している。

そして、これらの内のスクリューケーシング３２と熱風筒３４の筒形加熱炉１０側末端部分は、これらの間を蓋材３８が繋ぐように封鎖している。また、外側ケーシング２２の筒形加熱炉１０側末端部分はこれらより若干短く形成されていて、蓋材３８と外側ケーシング２２の筒形加熱炉１０側末端部分との間に連通用隙間ＲＳが設けられている。

また、スクリューケーシング３２及び外側ケーシング２２の図９における左端側部分は、相互に同一位置上にまで達しているが、熱風筒３４はこれらより短くされて、通路を通過後の不活性ガスを封鎖空間Ｈ内に放出する放出口４０がこの熱風筒３４の端部に設けられることで、封鎖空間Ｈ内に外側ケーシング２２と熱風筒３４との間の空間が開放されている。

以上より、内周側の円筒状の空間が案内羽根３６Ａにより螺旋状に区画されて第１通路ＰＡ１を形成し、また、外周側の円筒状の空間が案内羽根３６Ｂで螺旋状に区画されて第２通路ＰＡ２を形成している。そして、これら第１通路ＰＡ１と第２通路ＰＡ２とが、連通用隙間ＲＳにより繋がることで、これらの通路ＰＡ１，ＰＡ２が最終的に封鎖空間Ｈに繋がっていることになる。

従って、本実施の形態では、一対のガス供給管２８Ａ，２８Ｂから供給された不活性ガスが、第１通路ＰＡ１内に供給されるが、この第１通路ＰＡ１内を螺旋状に流れてから折り返して第２通路ＰＡ２内を螺旋状に流れるようになり、最終的に封鎖空間Ｈ内に不活性ガスが放出されるようになる。

次に、本実施の形態に係る回転式加熱処理装置１の作用を以下に説明する。
本実施の形態の回転式加熱処理装置１では、被処理物を加熱処理する筒形加熱炉１０の一端部に、図示しない入口側ケーシングから投入された被処理物を通過させて筒形加熱炉１０内に送り込むための導入部が存在し、この導入部を構成する形でこの一端部にスクリューコンベア２０が配置されている。さらに、被処理物を回転しながら搬送するスクリューシャフト２６がスクリューケーシング３２の内に配置される形で、スクリューコンベア２０が構成されていることから、このスクリューコンベア２０が被処理物を搬送するようになる。

また、空間とされる第１通路ＰＡ１を介しつつスクリューコンベア２０の外周側に配置される筒状の外側ケーシング２２が、スクリューコンベア２０の筒形加熱炉１０側端部にまで伸びると共に、空間とされる第２通路ＰＡ２を介しつつ外側ケーシング２２の外周側に配置される筒状の熱風筒３４が、スクリューコンベア２０の筒形加熱炉１０側端部にまで伸びている。

そして、このスクリューケーシング３２とこの外側ケーシング２２との間の空間を案内羽根３６Ａが螺旋状に区画してこの不活性ガスが通過する第１通路ＰＡ１を形成している。この外側ケーシング２２の外周側にも熱風筒３４が配置されていて、案内羽根３６Ｂが外側ケーシング２２と熱風筒３４との相互間の空間を螺旋状に区画して第２通路ＰＡ２を形成している。

さらに、外側ケーシング２２にガス供給管２８Ａ，２８Ｂが接続されるだけでなく、この外側ケーシング２２の一端部との間に隙間を有しつつ、スクリューコンベア２０の筒形加熱炉１０側端部と熱風筒３４の一端部との間を蓋材３８が繋ぐように塞いで、第１通路ＰＡ１と第２通路ＰＡ２との間を連通させている。また、本実施の形態では、シール材により封鎖された封鎖空間Ｈが熱風筒３４の外周側に存在するのに伴い、第２通路ＰＡ２を通過後の不活性ガスを封鎖空間Ｈ内に放出する放出口４０が熱風筒３４の端部に設けられている。

従って、本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な作用を奏する他、加熱された不活性ガスが通路ＰＡ１，ＰＡ２に沿って螺旋状に流れることで、加熱された不活性ガスの熱でスクリューコンベア２０内の温度やこのスクリューコンベア２０が繋がることになる筒形加熱炉１０内の温度が低下し難くなる。
これに伴い、スクリューコンベア２０内において被処理物が加熱されてこの被処理物内から有機物等がガス化した場合でも、加熱された不活性ガスの熱によってこの有機物等が冷却されることが無くなるのに伴い、ガス化成分の液化が防がれる。

他方、不活性ガスが、スクリューコンベア２０と外側ケーシング２２との間の第１通路ＰＡ１内を流れるだけでなく、外側ケーシング２２の外周を覆うように配置された熱風筒３４との間の第２通路ＰＡ２内を外側ケーシング２２の外周に沿って流れるようになる。この為、熱風筒３４の外側に位置することになるシール部分がこの不活性ガスにより加熱されることにより、このシール部分にタール等が固着する恐れが少なくなる。

そして、筒状の熱風筒３４が外側ケーシング２２の外周を覆うように配置されていることから、外側ケーシング２２の先端まで不活性ガスが流れるのに伴い、外側ケーシング２２の表面を炭化温度以上とすることができる。このことで、外側ケーシング２２の先端部分へのタール付着をも防止し、回転式加熱処理装置１の安定的な運転が実現される。

この結果として、本実施の形態の回転式加熱処理装置１によれば、ガス化成分等が冷却されない為、熱風筒３４の外周側にあるシール部分やスクリューコンベア２０付近に、タール等が固着する恐れがなくなる。これに伴って、筒形加熱炉１０に送り込まれる前の被処理物をスクリューコンベア２０内において不活性ガスにより予備加熱をすることも可能となる。更に、タール等の固着だけでなく、ガス中の水分や腐食性物質が凝縮し、シール部が腐食されるケースに対しても、本実施形態の回転式加熱処理装置１によれば、これらの現象をも防止することができる。

他方、本実施の形態によれば、通路を通過後の不活性ガスを放出する放出口４０が、最も外側に位置する熱風筒３４の端部に設けられていて、熱風筒３４の外周側に存在してシール材により封鎖された封鎖空間Ｈ内に、この放出口４０から不活性ガスを放出することになる。

従って、この封鎖空間Ｈがこの不活性ガスにより加圧されることで、炉内ガス、粉塵及びタール成分のこの封鎖空間Ｈ内への侵入を防止可能にもなるだけでなく、シール部分にタール等が固着する恐れがより一層少なくなる。

以上の結果として、本実施の形態の回転式加熱処理装置１によれば、不活性ガスに旋回流が生じるのに伴って、この不活性ガスによって均一に加熱されて、スクリューコンベア２０内及びシール部材周辺の温度均一化が図れ、タール成分等が不用意に冷却されないようになる。この為、熱風筒３４の外周側にあるシール部分やスクリューコンベア２０付近に、タール等が固着する恐れがなくなる。これに伴って、筒形加熱炉１０に送り込まれる前の被処理物をスクリューコンベア２０内においてこの不活性ガスにより予備加熱をすることも可能となる。

以上、本発明に係る実施の形態を説明したが、本発明は係る実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、不活性ガスは窒素とするのが最も好ましいが、処理物によっては加熱蒸気や二酸化炭素、燃焼排ガスなどの他の不活性ガスとすることもできる。また、不活性ガスの供給に際しては、供給量と炉内圧力で不活性ガスの供給量を制御させても良い。

本発明は、樹脂、食品、有機物などの乾燥をはじめとして、木質バイオマスや有機廃棄物などの乾燥、ガス化などを目的とした加熱処理装置として適用できる他、他の産業用機械に適用可能となる。

１ 回転式加熱処理装置
１０ 筒形加熱炉（炉本体）
２０ スクリューコンベア
２２ 外側ケーシング
２６ スクリューシャフト
２８Ａ，２８Ｂ ガス供給管
３２ スクリューケーシング
３４ 熱風筒
３６Ａ 案内羽根
３６Ｂ 案内羽根
３８ 蓋材
４０ 放出口
ＰＡ１ 第１通路
ＰＡ２ 第２通路
Ｈ 封鎖空間

Claims (3)

1. スクリューシャフト及びスクリューケーシングを含み、被処理物を加熱処理する炉本体の一端部に配置されて被処理物を搬送するスクリューコンベアと、
   前記スクリューケーシングの外面を覆うように配置され且つ、スクリューコンベアの炉本体側端部にまで伸びる筒状の外側ケーシングと、
   前記スクリューケーシングと前記外側ケーシングの間に空間が形成され、加熱ガスが流れるようにした加熱ガスの第１通路と、
   前記外側ケーシングの外面を覆うように配置され且つ、スクリューコンベアの炉本体側端部にまで伸びる筒状の熱風筒と、
   前記外側ケーシングと前記熱風筒の間に空間が形成され、加熱ガスが流れるようにした加熱ガスの第２通路と、
   前記スクリューケーシングの炉本体側端部と前記熱風筒の炉本体側端部との間を繋ぐように塞ぐ蓋材と、
   前記外側ケーシングの炉本体側端部と前記蓋材との間に設けられた、前記第１通路及び第２通路を連通する隙間と、
   前記外側ケーシングに接続され且つ、加熱ガスを前記第１通路内に供給するガス供給管と、
   を備えることを特徴とする回転式加熱処理装置。
2. スクリューコンベアと外側ケーシングとの間の空間とされる第１通路内及び、外側ケーシングと熱風筒との間の空間とされる第２通路内に、これら空間をそれぞれ螺旋状に区画する案内羽根が形成されることを特徴とする請求項１に記載の回転式加熱処理装置。
3. 複数のシール材により封鎖された封鎖空間が熱風筒の外周側に存在し、
   第２通路を通過後のガスを封鎖空間内に放出する放出口が熱風筒の端部に設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転式加熱処理装置。

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