JP5435693B2

JP5435693B2 - ロータリーキルン

Info

Publication number: JP5435693B2
Application number: JP2008330534A
Authority: JP
Inventors: 雄司今田; 真司榊
Original assignee: 日工株式会社
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2008-12-25
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2028-12-25
Also published as: JP2010151382A

Description

本発明は、可燃性廃棄物の焼却処理や、無機質材料の焼成処理等に用いられるロータリーキルンに関する。

従来、廃木材や廃プラスチック等の可燃性廃棄物を焼却処理したり、各種無機質材料を焼成処理等する場合に、例えばロータリーキルンが採用されている。この種のロータリーキルンは、円筒状の鋼板の内周面に、例えば耐火レンガやセラミックス等の耐熱性のキャスターを周設して成るキルン本体の外周に、キルン円周方向へ所定間隔にて複数の略鞍形状のタイヤ支持材を固着すると共に、該タイヤ支持材の外周に環状の鋼製のタイヤを外嵌する一方、基台上に軸支したタイヤローラにて前記タイヤを支持させることにより、キルン本体を回転自在に傾斜支持するように構成している。

また、前記キルン本体の両端部にはフードをそれぞれ備え、処理物供給側である入口フードには熱風供給用のバーナと、コンベヤやプッシャー等の処理物供給手段とを備える一方、処理物排出側である出口フードには焼却、或いは焼成処理を経た処理物を排出する排出ホッパと、排ガス導出用の排気煙道等を備えている。なお、上記構成はキルン本体内における処理物と熱風の流下方向が同一である並流方式のロータリーキルンの場合を示すものであって、処理物と熱風の流下方向が逆行する向流方式のロータリーキルンの場合には、入口フードに処理物供給手段と、排気煙道を備える一方、出口フードにバーナと、排出ホッパを備えている。

ところで、このようなロータリーキルンにおいて、処理物を高温にて焼却、焼成処理する場合、キルン本体表面の鋼板も相当高温となるため、その表面に溶接やボルト等にて両端部を固着して固定されるタイヤ支持材には熱膨張率の差による熱応力が生じ、これを何度も繰り返し受けるうちに溶接部やボルト部分等に歪みやクラック等が発生して破損してしまうおそれがあった。特に、廃棄物を焼却処理するような場合には、ダイオキシン類の合成を防ぐために焼却温度を約８００℃以上にも上げなくてはならない上、キルン内周面のキャスター自体の蓄熱性は非常に高く、長時間に亘って高温に維持されるため、タイヤ支持材に生じる熱応力も比例して大きくなり、破損のおそれもそれだけ高まることが予測される。

このような問題に対し、例えば、特許文献１（実願昭５６−１７８８２９号のマイクロフィルム）や特許文献２（特公昭５３−２３４５５号公報）等においては、キルン本体外周面に対してタイヤ支持材の一端部のみを溶接やボルト等にて固着して固定する一方、他端部は固着せずにフリーな状態で保持させるようにしており、例えキルン本体表面が高温となってもタイヤ支持材には熱応力が生じにくく破損のおそれの少ない構成としている。
実願昭５６−１７８８２９号のマイクロフィルム特公昭５３−２３４５５号公報

このように、比較的高温にて焼却、或いは焼成処理が行われるロータリーキルンにおいて、キルン本体の外周面に取り付けられるタイヤ支持材の取り付け構造を工夫し、熱応力が生じにくく破損のおそれの少ない構成としたものは幾つか提案されているが、本発明者らは、タイヤ支持材に生じる熱応力をより効果的に抑えられ、歪みやクラック等の破損を極力防ぐことの可能なロータリーキルンを提供できないかと考えた。

本発明は上記の点に鑑み、キルン本体外周面に取り付けられるタイヤ支持材に生じる熱応力を効果的に抑えて破損を極力防ぐことの可能なロータリーキルンを提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る請求項１記載のロータリーキルンでは、回転自在に傾斜支持される円筒状のキルン本体の外周に、キルン円周方向へ所定間隔にて複数の略鞍形状のタイヤ支持材を備え、該タイヤ支持材の外周に環状のタイヤを外嵌して成るロータリーキルンにおいて、キルン本体外周面に各タイヤ支持材の中央部の凹部位置に沿って所定高さの係止リブを周設する一方、タイヤ支持材の凹部内側面には前記係止リブと係合可能な高さの係止片を突設し、隣り合う各タイヤ支持材を係止リブに対してキルン軸方向の前後側から交互に、かつ係止片と係止リブとが係合する位置までそれぞれ挿入すると共に、その状態でタイヤ支持材がキルン円周方向へズレ動くのを阻止するズレ防止片と、タイヤ支持材が挿入側から抜けるのを阻止する抜け防止片とをキルン本体外周面に固着し、各タイヤ支持材をキルン本体外周面に固着することなくタイヤ支持位置に留めて保持させるように構成したことを特徴としている。

また、請求項２記載のロータリーキルンでは、回転自在に傾斜支持される円筒状のキルン本体の外周に、キルン円周方向へ所定間隔にて複数の略鞍形状のタイヤ支持材を備え、該タイヤ支持材の外周に環状のタイヤを外嵌して成るロータリーキルンにおいて、キルン本体外周面に各タイヤ支持材の中央部の凹部位置に沿って所定高さの係止リブを周設する一方、タイヤ支持材の凹部内側面には前記係止リブと係合可能な高さの係止片をキルン軸方向に所定間隔にて一対並設し、これら各係止片にて係止リブを挟持させるようにタイヤ支持材を配すると共に、その状態でタイヤ支持材がキルン円周方向へズレ動くのを阻止するズレ防止片をキルン本体外周面に固着し、各タイヤ支持材をキルン本体外周面に固着することなくタイヤ支持位置に留めて保持させるように構成したことを特徴としている。

本発明に係る請求項１記載のロータリーキルンによれば、キルン本体外周面に各タイヤ支持材の中央部の凹部位置に沿って所定高さの係止リブを周設する一方、タイヤ支持材の凹部内側面には前記係止リブと係合可能な高さの係止片を突設し、隣り合う各タイヤ支持材を係止リブに対してキルン軸方向の前後側から交互に、かつ係止片と係止リブとが係合する位置までそれぞれ挿入すると共に、その状態でタイヤ支持材がキルン円周方向へズレ動くのを阻止するズレ防止片と、タイヤ支持材が挿入側から抜けるのを阻止する抜け防止片とをキルン本体外周面に固着し、各タイヤ支持材をキルン本体外周面に固着することなくタイヤ支持位置に留めて保持させるように構成したので、タイヤ支持材の両端部を何れも拘束せずにフリーとすることができ、焼却・焼成処理時にキルン本体外周面が高温となってもタイヤ支持材には熱応力は生じず、歪みやクラック等の破損を来すおそれはない。

また、請求項２記載のロータリーキルンによれば、キルン本体外周面に各タイヤ支持材の中央部の凹部位置に沿って所定高さの係止リブを周設する一方、タイヤ支持材の凹部内側面には前記係止リブと係合可能な高さの係止片をキルン軸方向に所定間隔にて一対並設し、これら各係止片にて係止リブを挟持させるようにタイヤ支持材を配すると共に、その状態でタイヤ支持材がキルン円周方向へズレ動くのを阻止するズレ防止片をキルン本体外周面に固着し、各タイヤ支持材をキルン本体外周面に固着することなくタイヤ支持位置に留めて保持させるように構成したので、タイヤ支持材の両端部を何れも拘束せずにフリーとすることができ、焼却・焼成処理時にキルン本体外周面が高温となってもタイヤ支持材には熱応力は生じず、歪みやクラック等の破損を来すおそれはない。

本発明に係る請求項１記載のロータリーキルンにあっては、キルン本体４外周面に配される略鞍形状のタイヤ支持材５の中央凹部５ａ位置に沿って係止リブ２５を周設している一方、タイヤ支持材５の凹部５ａ内側面には前記係止リブ２５と係合可能な高さの係止片２６を突設している。また、隣り合う各タイヤ支持材５を係止リブ２５に対してキルン軸方向の前後側から交互に、かつ係止片２６と係止リブ２５とが係合する位置までそれぞれ挿入すると共に、その状態でタイヤ支持材５がキルン円周方向へズレ動くのを規制して阻止するズレ防止片２７と、挿入したタイヤ支持材５が緩んで挿入側から抜けるのを阻止する抜け防止片２８とをキルン本体４外周面に固着しており、タイヤ支持材５の両端の脚部５ｂは何れもキルン本体４外周面に溶接やボルト等にて固着せずにフリーとしている。

そして、前記ロータリーキルン１にて廃木材や廃プラスチック等の可燃性廃棄物を焼却処理したり、各種無機質材料を焼成処理等するときには、キルン内部を高温雰囲気に維持しながら処理が行われ、それに伴ってキルン本体４外周面も相当高温となってその表面に配されるタイヤ支持材５への熱応力の影響が危惧されるが、タイヤ支持材５両端の脚部５ｂは何れも溶接やボルト等にて固着しておらずフリーな状態としているので、タイヤ支持材５への熱応力を効果的に抑制でき、歪みやクラック等の破損を極力防止することができる。このとき、両端脚部５ｂを何れも固着していないタイヤ支持材５が、キルンの回転に伴ってキルン円周方向へとズレ動こうとしたり、緩んで挿入側から抜けようとしても、キルン本体４外周面に固着したズレ防止片２７と抜け防止片２８とによってそれらの動きは規制を受けて確実に阻止され、タイヤ支持材５は所定のタイヤ支持位置に安定して留められて保持される。

また、請求項２記載のロータリーキルン１にあっては、キルン本体４外周面に配される略鞍形状のタイヤ支持材５の中央凹部５ａ位置に沿って係止リブ２５を周設している一方、タイヤ支持材５の凹部５ａ内側面には前記係止リブ２５と係合可能な高さの係止片２６′をキルン軸方向に所定間隔にて一対並設している。また、これら一対の係止片２６′にて係止リブ２５を挟持させるように各タイヤ支持材５を配すると共に、その状態でタイヤ支持材５がキルン円周方向へズレ動くのを規制して阻止するズレ防止片２７をキルン本体４外周面に固着しており、タイヤ支持材５の両端の脚部５ｂは、前記同様に、何れもキルン本体４外周面に溶接やボルト等にて固着せずにフリーとしている。

そして、前記ロータリーキルン１にて焼却・焼成処理等するときには、キルン内部を高温雰囲気に維持しながら処理が行われ、それに伴ってキルン本体４外周面も相当高温となってその表面に配されるタイヤ支持材５への熱応力の影響が危惧されるが、タイヤ支持材５両端の脚部５ｂは、前記同様に、固着しておらずフリーな状態としているので、タイヤ支持材５への熱応力を効果的に抑制でき、歪みやクラック等の破損を極力防止することができる。このとき、両端脚部５ｂを何れも固着していないタイヤ支持材５が、キルンの回転に伴ってキルン円周方向へとズレ動こうとしたり、緩んで挿入側から抜けようとしても、キルン本体４外周面に固着したズレ防止片２７と、係止リブ２５を挟持する一対の係止片２６′とによってそれらの動きは規制を受けて確実に阻止され、タイヤ支持材５は所定のタイヤ支持位置に安定して留められて保持される。

このように、タイヤ支持材５両端の脚部を何れもキルン本体４外周面に固着せずにフリーとしたので、焼却・焼成処理時にキルン本体４表面が高温となってもその表面に配されるタイヤ支持材５への熱応力を効果的に抑制でき、歪みやクラック等の破損の発生を極力防ぐことができてメンテナンス面において好適である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図中の１は廃木材や廃プラスチック等の可燃性廃棄物を焼却処理したり、各種無機質材料を焼成処理等するのに使用される並流方式のロータリーキルンであって、円筒状の鋼板２の内周面に、例えば耐火レンガやセラミックス等の耐熱性のキャスター３を周設してキルン本体４を形成し、その両端部付近の外周にはキルン円周方向へ所定間隔にて複数の、図面に示されるような、略鞍形状のタイヤ支持材５を配していると共に、該タイヤ支持材５の外周に環状の鋼製のタイヤ６を外嵌している一方、基台７上に軸支した一対のタイヤローラ８にて前記タイヤ６を支持させることにより、キルン本体４を回転自在に、かつ適宜角度（例えば、約２度前後）にて傾斜支持し、駆動装置（図示せず）とインバータ（図示せず）にて適宜速度で回転可能としている。

キルン本体４の端部にはフードを備え、上記各種処理物Ｒの供給側である入口フード９には、熱風供給用のバーナ１０と、処理物供給手段であるプッシャー１１や供給ホッパ１２を備えている一方、処理物排出側である出口フード１３には、焼却、或いは焼成処理を経た処理物Ｒ′を排出する排出ホッパ１４と、排ガス導出用の排気煙道１５とを備え、該排気煙道１５の下流には熱交換器（図示せず）や集塵機（図示せず）、排風機（図示せず）等を介して煙突（図示せず）を備えている。また、これら入口フード９と出口フード１３の内周面にも、キルン本体４と同様に耐熱性のキャスター３をそれぞれ貼着して高温熱風から保護している。なお、前記出口フード１３は、キルン本体４より導出される高温排ガスＧを約２秒程度以上掛けて排気煙道１５へと導出させる構造としており、その間に排ガスＧ中の未燃分やダイオキシン類等を燃焼分解させるようにしている。

前記入口フード９及び出口フード１３には、その内部に貫入されるキルン本体４の外周面に沿って環状のシール材固定片１６、１７を突設していると共に、該シール材固定片１６、１７の先端部には外気侵入防止用のシール材として、例えば金属製のシールプレート１８の基端部を固着する一方、該シールプレート１８の遊端部をキルン本体４の外周面に押し当てるようにして当接させており、キルン本体４の回転を阻害せずに、キルン本体４外周面と、入口フード９及び出口フード１３との隙間をシールして外気の侵入を極力抑えるように図っている。なお、これらシール材固定片１６、１７の内周面にも耐熱性のキャスター３を周設して高温から保護している。

また、前記キルン本体４外周面と出口フード１３のシール材固定片１７、及びシールプレート１８とで形成される略密閉された隙間空間１９に対し、冷却用の外気Ａを導入させる外気導入手段として、例えば、キルン本体４後端部の外周面の周囲に同心円筒状の外気導入路２０を形成していると共に、該外気導入路２０の後端開口部を前記隙間空間１９内に臨ませている一方、前端部は板体２１にて閉塞しつつ、該板体２１には外気導入路２０を介して隙間空間１９と外気とを連通する複数のエアソケット２２を等間隔に備え、各エアソケット２２には外気との連通を遮断するエアプラグ２３を着脱自在に備えている。なお、各エアプラグ２３はエアソケット２２に対し、レンチ等の工具にて容易に着脱可能としている。

また、前記外気導入路２０よりも下流位置のキルン本体４外周面と出口フード１３のシール材固定片１７との隙間を、エアソケット２２から導入される外気Ａの流速を十分に減衰可能なように、図２に示すように、外気衝突用の邪魔板２４を千鳥状に配してラビリンス構造としている。なお、キルン本体４外周面と入口フード９のシール材固定片１６との隙間においても、同様に邪魔板２４を千鳥状に配してラビリンス構造としており、キルン内への余分な外気の侵入を極力防ぐように図っている。

また、キルン本体４の外周面には略鞍形状の各タイヤ支持材５の中央凹部５ａ位置に沿って所定高さの係止リブ２５を周設している一方、タイヤ支持材５の凹部５ａ内側面には前記係止リブ２５と係合可能な高さを有する係止片２６を突設している。そして、隣り合う（図面上、上下に位置する）各タイヤ支持材５を、図３中の矢印にて示すように、係止リブ２５に対してキルン軸方向の前後側から交互に、かつ係止リブ２５と係止片２６とが当接して係合する位置までそれぞれ挿入していると共に、その状態でタイヤ支持材５がキルン円周方向（図面上の上下方向）へズレ動くのを規制して阻止するズレ防止片２７と、挿入したタイヤ支持材５が緩んで挿入側（図３中の矢印と逆方向）から抜けてしまうのを阻止する抜け防止片２８とをキルン本体４外周面にそれぞれ固着しており、各タイヤ支持材５の両端の脚部５ｂを何れもキルン本体４の外周面に溶接やボルト等にて固着せずにフリーとしながらも、所定のタイヤ６支持位置に安定して留めて保持させられる構成としている。

そして、上記構成のロータリーキルン１にて、例えば、廃木材や廃プラスチック等の可燃性廃棄物を焼却処理したり、各種無機質材料を焼成処理するときには、先ず、バーナ１０を上記処理に応じた適宜燃焼量にて運転させると共に、駆動装置をインバータにて調整してキルン本体４を適宜速度にて回転させる。なお、前記キルン本体４の傾斜角度や回転速度は、投入した処理物Ｒが前記熱風雰囲気下で完全に焼却・焼成処理されるのに要する時間、例えば焼却処理であれば３０〜４０分程度を掛けて排出ホッパ１４に到達するようにそれぞれ調整すると良い。

そして、上記運転状態にて供給ホッパ１２内の処理物Ｒをプッシャー１１にてキルン本体４へと順次送り出して供給する。キルン本体４内に供給した処理物Ｒは、バーナ１０からの高温熱風に晒されながらキルン本体４内をその傾斜に従って徐々に下流へと流下していき、その間に焼却・焼成処理がなされて最終的に焼却・焼成処理を経た処理物Ｒ′は出口フード１３下端の排出ホッパ１４へと排出されて貯留される。一方、高温の排ガスＧは、入口フード９からキルン本体４内を通過した後、出口フード１３にて約２秒程度以上掛けて排気煙道１５へと導出され、この間に排ガスＧ中に含まれる未燃分やダイオキシン類等は燃焼分解される。

このとき、キルン本体４内部は長時間に亘って高温雰囲気に維持され、また蓄熱性の高いキャスター３からの輻射熱も手伝ってキルン本体４外周面も相当高温となるが、その表面に配されるタイヤ支持材５両端の脚部５ｂは何れも溶接やボルト等にて固着せずにフリーな状態で保持させているだけなので、タイヤ支持材５への熱応力を効果的に抑制でき、歪みやクラック等の破損の発生を極力防止することができる。

また、図４は、本発明の別の実施例を示すものであり、基本構成は前記実施例１とほぼ同一としており、同一構成部分については同一番号を付して説明を省略する。本実施例においては、タイヤ支持材５の凹部５ａ内側面に、係止リブ２５と係合可能な高さの係止片２６′をキルン軸方向に所定間隔、例えば係止リブ２５の厚みより若干広い程度の間隔、にて一対並設している。そして、これら一対の係止片２６′にて係止リブ２５を挟持させるように各タイヤ支持材５を配してタイヤ支持材５がキルン軸方向へズレ動くのを規制して阻止すると共に、その状態でタイヤ支持材５がキルン円周方向（図面上の上下方向）へズレ動くのを規制して阻止するズレ防止片２７をキルン本体４外周面に固着しており、実施例１の場合と同様に、各タイヤ支持材５の両端の脚部５ｂを何れもキルン本体４の外周面に溶接やボルト等にて固着せずにフリーとしながらも、所定のタイヤ６支持位置に安定して留めて保持させられる構成としている。

そして、上記構成のロータリーキルン１にて、各種処理物Ｒを焼却・焼成処理するときには、実施例１の場合と同様に、キルン本体４内部は高温雰囲気に維持され、それに伴ってキルン本体４外周面も相当高温となるが、その表面に配されるタイヤ支持材５両端の脚部５ｂは何れも溶接やボルト等にて固着せずにフリーとしているので、タイヤ支持材５への熱応力を効果的に抑制でき、歪みやクラック等の破損の発生を極力防止することができる。

このように、キルン本体４の外周面に配されるタイヤ支持材５両端の脚部５ｂを何れもキルン本体４外周面に固着せずにフリーとしたので、焼却・焼成処理時にキルン本体４表面が高温となってもタイヤ支持材５への熱応力を効果的に抑制でき、歪みやクラック等の破損の発生を極力防ぐことができてメンテナンス面において好適である。

本発明に係るロータリーキルンの一実施例を示す一部切り欠き説明図である。図１の部分拡大図である。図２の要部拡大図である。別の実施例の、図３に相当する図である。

符号の説明

１…ロータリーキルン２…鋼板
３…キャスター４…キルン本体
６…タイヤ２５…係止リブ
２６…係止片２７…ズレ防止片
２８…抜け防止片

Claims

回転自在に傾斜支持される円筒状のキルン本体の外周に、キルン円周方向へ所定間隔にて複数の略鞍形状のタイヤ支持材を備え、該タイヤ支持材の外周に環状のタイヤを外嵌して成るロータリーキルンにおいて、キルン本体外周面に各タイヤ支持材の中央部の凹部位置に沿って所定高さの係止リブを周設する一方、タイヤ支持材の凹部内側面には前記係止リブと係合可能な高さの係止片を突設し、隣り合う各タイヤ支持材を係止リブに対してキルン軸方向の前後側から交互に、かつ係止片と係止リブとが係合する位置までそれぞれ挿入すると共に、その状態でタイヤ支持材がキルン円周方向へズレ動くのを阻止するズレ防止片と、タイヤ支持材が挿入側から抜けるのを阻止する抜け防止片とをキルン本体外周面に固着し、各タイヤ支持材をキルン本体外周面に固着することなくタイヤ支持位置に留めて保持させるように構成したことを特徴とするロータリーキルン。
回転自在に傾斜支持される円筒状のキルン本体の外周に、キルン円周方向へ所定間隔にて複数の略鞍形状のタイヤ支持材を備え、該タイヤ支持材の外周に環状のタイヤを外嵌して成るロータリーキルンにおいて、キルン本体外周面に各タイヤ支持材の中央部の凹部位置に沿って所定高さの係止リブを周設する一方、タイヤ支持材の凹部内側面には前記係止リブと係合可能な高さの係止片をキルン軸方向に所定間隔にて一対並設し、これら各係止片にて係止リブを挟持させるようにタイヤ支持材を配すると共に、その状態でタイヤ支持材がキルン円周方向へズレ動くのを阻止するズレ防止片をキルン本体外周面に固着し、各タイヤ支持材をキルン本体外周面に固着することなくタイヤ支持位置に留めて保持させるように構成したことを特徴とするロータリーキルン。