JP5436784B2 - 竪型焼成炉装置 - Google Patents

Description

本発明は、竪型焼成炉装置に関する。

竪型焼成炉装置としては、例えば、特許文献１に開示されている装置が知られている。この特許文献１では、炉内空間を、炉床より上方を予熱空間、そして炉床より下方へ延びる炉本体の空間内を焼成空間としている。焼成されるべき原料は、炉床で堆積され、燃焼室に面する堆積層の自由表面が、炉蓋に設けられたバーナから燃焼室へ噴出される液体燃料の燃焼による燃焼ガスから熱を受けると共に、そして焼成空間を上昇し上記自由表面から堆積層内に進入し透過する高温ガスから熱を受けることにより、予熱される。この予熱は主として上記自由表面側からなされる。予熱された原料はプッシャー等により上記自由表面側から順次炉床の中央に形成された落下開口に落下して上記焼成空間で再び堆積層をなし、ここで焼成される。

このような特許文献１にあっては、バーナからの液体燃料は燃焼室内へ噴射される。したがって、燃焼は燃焼室内で行われ、原料は自由表面で加熱を受けて予熱される。又、特許文献１では、燃料として、液体燃料に加え、固体燃料をも使用可能としている。固体燃料の供給口は、バーナに隣接して炉蓋に設けられている。この固体燃料を併せて用いる例の場合でも、該固体燃料は燃焼室内へ供給されるので、固体燃料は液体燃料と共に、上記燃焼室内で燃焼して炉床上の原料の堆積層を自由表面から加熱する。
特開平０８−３３７４４７

しかしながら、特許文献１にあっては、炉床上の原料の堆積層は、その自由表面側が燃焼ガスに面しているために層内部にくらべて高く加熱されるので、自由表面側と層内部とでは温度差が大きい。

この温度差はなるべく小さい方が好ましい。例えば、プッシャー等により原料は押されて自由表面側から逐次落下するが、落下量が多いと、自由表面よりも少し内部の原料であっても、十分に予熱されないうちに落下してしまうことにもなりかねない。すると、予熱不足、温度のムラという問題を生ずる。

そこで、固体燃料を予め原料に混合しておいて、混合物として炉床上に供給し、堆積層内の固体燃料を燃焼させて、堆積層の自由表面からの加熱に加え堆積層内でも固体燃料の燃焼により原料を加熱させる方法が考えられる。しかし、炉床へ原料を供給する前の工程で上記固体燃料を原料に混合するには、大がかりな混合装置を必要とする。又、混合物を炉床に向けて移送する間に、原料と固体燃料の粒径差そして比重量差によって、混合物内で固体燃料が偏在して均一に分散しなくなる虞れがある。

本発明は、このような事情に鑑み、固体燃料を流体燃料と共に燃焼室で燃焼させると共に、固体燃料を原料内に混合させて原料の堆積層内でも燃焼させ、しかも、堆積層内での固体燃料を原料内に均一に分散させることのできる竪型焼成炉装置を提供することを課題とする。

本発明に係る竪型焼成炉装置は、竪型の炉本体の上部で該炉本体の鉛直中心線に対して半径方向に延び半径方向中央域に落下開口が形成された環板状の炉床を有し、該炉床と、炉床外周縁位置で上方に延びる筒壁と、該筒壁の上端を塞ぐ蓋壁とで囲まれた空間により予熱空間を形成し、上記炉床の落下開口内縁から垂下する炉本体内に焼成空間を形成し、上記蓋壁が半径方向外側領域部をなす環状の天板部と該天板部より半径方向内側領域部をなす炉蓋部とを有し、炉外にて上記蓋壁の上方位置に配設された原料貯留槽が、槽底から垂下する複数の原料供給管を経て、天板部の原料供給口に接続され、炉外に設けられた燃料供給装置が蓋壁の燃料供給口に接続されている。

かかる竪型焼成炉装置において、本発明では、燃料供給装置は、流体燃料供給装置と固体燃料供給装置とを有し、流体燃料供給装置は蓋壁中央部の炉蓋部に形成された流体燃料供給口に接続され、固体燃料供給装置は、固体燃料供給源から延びる圧送管の圧送方向複数位置に該圧送管から垂下する固体燃料落下管を有し、圧送方向下流端側位置の固体燃料落下管が、上記炉蓋部の固体燃料供給口に接続され、他の各固体燃料落下管は原料貯留槽内に突入配置され、下端開口が原料貯留槽内で対応する原料供給管の上端開口の上方に位置していることを特徴としている。本発明において、流体燃料とは液体燃料と気体燃料の少なくとも一方を有する燃料をいう。

このような構成の本発明によると、流体燃料は、炉蓋部に設けられた流体燃料供給口、例えばバーナから噴射されて、炉蓋部の直下に形成される燃焼室で燃焼する。

一方、固体燃料は、圧送管内で圧送されて、圧送方向上流側の固体燃料落下管から順に該固体燃料落下管に落下する。圧送方向下流端側の固体燃料落下管を除いた、他の固体燃料落下管はその下端開口が原料貯留槽内で原料供給管の上端開口の上方に位置しているので、上記固体燃料落下管の下端開口から落下する固体燃料は、該下端開口の周囲で槽内底部にて原料供給管へ導入される原料により固体燃料落下管から引き出されるようにして原料と共に原料供給管内を落下し、炉床上に原料と混合された状態で堆積層をなす。圧送される固体燃料は、圧送中に順次固体燃料落下管を落下した後も残余分があり、これは炉蓋部に位置する下流端側の固体燃料落下管から落下する。かくして、圧送された固体燃料はすべて、固体燃料落下管から落下する。

したがって、炉蓋部に位置する圧送方向下流端側の固体燃料落下管から落下する固体燃料は、炉蓋部直下に形成される燃焼室へ供給されることとなり、該燃焼室で流体燃料と共に燃焼し、炉床上の原料と固体燃料の混合物をその堆積層の自由表面側から加熱する。

上記下流端側の固体燃料落下管よりも上流側の固体燃料落下管から落下した固体燃料は、上述のごとく、炉床上の混合物の堆積層内に存在しており、該堆積層内で燃焼し原料を堆積層内で加熱する。

かくして、堆積層をなす原料は、自由表面側からそして内部から加熱され、熱効率よく、しかも堆積層全体でほぼ均一に混合された状態で予熱される。

本発明では、圧送方向下流端側の固体燃料落下管以外の固体燃料落下管から落下する固体燃料は、上述のように、原料貯留槽内にて、該固体燃料落下管の下端開口の周囲で落下する原料に引き出されるように落下するので、原料の落下量が多いときには、固体燃料も落下量が多くなり、きわめて、混合比が安定する。しかも、原料と固体燃料は同じ原料供給管を落下するので、炉床上では、両者は混合されてきわめて均一に分布する。

本発明において、原料供給管は炉本体の鉛直中心線まわりの周方向の複数位置に設けられ、圧送管は上記原料供給管の上方位置で上記周方向に延びる周回部と、該圧送管の下流端側で半径内方に向って、炉蓋部の固体燃料供給口に接続されている固体燃料落下管に至る半径方向部と、上記周回部上流端と固体燃料供給源とを接続する圧送上流部とを有しているようにすることができる。かかる構成では、圧送される固体燃料は周回部で圧送されているときに、該周回部から順次、固体燃料落下管そして原料供給管を経て原料と共に炉床上に落下し、又、下流端側では半径方向部から固体燃料落下管を経て燃焼室へ落下供給される。

本発明において、原料貯留槽内に突入せる固体燃料落下管は下端開口もしくはその直上位置で半径外方に突出するフランジ状の抵抗部を有していることが好ましい。上記固体燃料落下管は、その下端開口が原料貯留槽内の原料中に位置するが、上記抵抗部の直下には原料不存在の空間が形成されるので、上記下端開口からの固体燃料の落下は円滑になされる。

本発明において、圧送方向下流端側位置の固体燃料落下管の下端開口が、流体燃料供給口を有するインジェクタに接続され、該インジェクタで固体燃料と流体燃料が混合されて炉内に噴射されるようになっているようにすることができる。こうすることにより、インジェクタから噴出されるときには、すでに固体燃料と流体燃料は混合されていて燃焼が安定する。

上記インジェクタを設ける場合、固体燃料落下管の下端開口は、インジェクタの噴射方向を中心線とする円周に対して接線方向に開口していることが好ましい。こうすることにより、燃焼室内の燃焼ガスは旋回流を生じ、燃焼室内で広い範囲にわたり均一な燃焼がなされる。

本発明において、圧送管は、周回部における固体燃料落下管の上端開口位置にて、圧送される固体燃料の流れに対して抵抗を与ええて、周回部を流れる固体燃料の流れの向きを固体燃料落下管へ向けることで上記上端開口への固体燃料の落下を促進せしめる落下促進装置を有していることが好ましい。この落下促進装置としては、種々の形態が考えられる。例えば、上記上端開口の下流側縁部位置に、圧送されている固体燃料の流れの一部を受け止めて上記上端開口へ案内する抵抗板、あるいは上記流れを一時的に完全に止めるように閉じてから再び開放されるダンパ部材、さらには、固体燃料落下管を定期的あるいは常時振動させて固体燃料の落下を促進せしめる振動部材とすることができる。

本発明において、上記落下促進装置は、周回部における各固体燃料落下管の上端開口の下流側縁部に位置して設けられたダンパ部材により構成され、該ダンパ部材は閉位置では上記上端開口を閉じ、開位置では、周回部管内の下層流に対して抵抗を与え上層流の流れを許容する空間を形成するように位置し、上記各ダンパ部材のうち選定されたダンパ部材が順次開位置にもたらされ他のダンパ部材が閉位置にあるようにすることができる。

このような形態では、例えば、周回部における固体燃料落下管が周回部の周方向８箇所に設けられているとき、最上流位置の固体燃料落下管のダンパ部材のみが開位置にあって、他の７つのダンパ部材が閉位置にあると、周回部を流れる固体燃料は、周回部管内の下層流が上記開位置にある最上流位置のダンパ部材に衝突して固体燃料落下管の上端開口に流れ込み、周回部管内の上層流はこの上記ダンパ部材を通過して下流へ流れる。固体燃料は粗粒と微細粒とが混在しているが、それらの重量の差から、下層流は、固体燃料中の重い粗粒で占められており、この粗粒が上記固体燃料落下管に流入する。一方、上層流は軽い微細粒で占められていて、これらは上記ダンパ部材を通過し周回部内を下流に向け流れ、下流端側の固体燃料落下管から燃焼室へ供給される。又、上記開位置にあるダンパ部材以外の周回部の他の７つのダンパ部材は閉位置にあり、固体燃料は粗粒も微細粒も固体燃料落下管には流入せず通過して下流側に流れる。又、上記下流端側の固体燃料落下管には、ダンパ部材が設けられておらず、常に、上記微細粒が流入し、燃焼室へ供給される。

上記最上流位置にあるダンパ部材が開位置にある状態が所定時間経過すると、このダンパ部材は閉位置にもたらされ、次に位置するダンパ部材が開となる。このように、周回部では、一つづつダンパ部材が開位置にもたらされ、ダンパ部材が開となった各固体燃料落下管へ順に固体燃料が流入され落下する。この場合も、流入するのは粗粒の固体燃料であり、微細粒は周回部管内で上層流をなして下流に向け上記ダンパ部材を通過する。

開位置にもたらされるダンパ部材の数、開位置状態となる順序、開位置にある時間は、炉内の焼成状況により、任意に設定される。

さらには、本発明において、炉本体は、外部から受けた空気を炉本体内で上方に向け吹き上げる空気吹上げ装置を有しているようにすることができる。こうすることにより、吹き上げられた空気が燃焼室へ燃焼用空気として供給されて燃焼を促進させると共に、燃焼ガスを撹拌しつつもち上げて燃焼室に長く留め原料の予熱を有効に行なう。

本発明は、以上のように、原料供給管を経て炉床へ原料を供給するために原料を一時的に貯留している原料貯留槽内へ固体燃料落下管を進入させ、この固体燃料落下管の下端開口を、原料貯留槽内で、上記原料供給管の上端開口の上方に位置せしめることとしたので、原料貯留槽内の原料が上記原料供給管から炉床へ落下供給される際に、上記固体燃料落下管の下端開口から固体燃料が落下原料に引き出されるように落下して、上記原料と混合された状態で炉床上に堆積される。したがって、複雑な可動部を有する装置を要せずに、固体燃料と原料は混合され、しかも、両者は同じ原料供給管から落下して炉床上に堆積するので混合状態は均一となる。さらには、圧送される固体燃料は、複数の固体燃料落下管から順次落下した後、圧送方向下流端側の固体燃料落下管から残りの固体燃料が炉蓋部位置で流体燃料と共に燃焼に供されるので、圧送される固体燃料をすべて使い切ってしまうこととなり、残余の固体燃料の処分などの処置は不要となる。

以下、添付図面にもとづき、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態の竪型焼成炉装置の縦断面図である。

この竪型焼成炉装置は、図１に見られるように、上方から、原料及び燃料供給部Ｉ、予熱部II、焼成部IIIそして排出部IVを順に備えている。

原料及び燃料供給部Ｉは、予熱部IIの上方に設けられていて、天板そして底板が上方に向く円錐状をなす原料貯留槽１を有し、内部空間に原料Ｍが貯留される。原料Ｍは頂部に設けられた投入口２からコンベア等（図示せず）により原料貯留槽１内へ投入され、底壁の周方向複数位置から垂下して設けられた原料供給管３を経て予熱部IIへ落下供給される。原料Ｍは、上記投入口２からの投入量そして原料供給管３での落下量により、原料貯留槽１で、原料層の上面Ｍ−１のレベルが変動する。

上記原料貯留槽１外には、固体燃料供給装置４が設けられている。この固体燃料供給装置４は、固体燃料としてコークスあるいは石炭等の粉粒体を圧送し、圧送用のポンプ５そして圧送管６を有している。該圧送管６は、ポンプ５から上方に延びる圧送上流部７、該圧送上流部７の上端から延びる周回部８、該周回部８の圧送方向下流側から半径内方に延びる半径方向部９とを有しており、上記周回部８の複数位置でそして半径方向部９の下流端側位置で、それぞれ固体燃料落下管１０が垂下している。この固体燃料落下管１０は、周回部８から垂下するものに符号１１、半径方向部９から垂下するものに符号１２を付して区別することとする。

上記圧送管６は、ポンプ５を経て固体燃料供給源（図示せず）に接続されていて、固体燃料Ｓは圧送管６内で空気圧により圧送され、周回部８そして半径方向部９へと達する。周回部８は上記原料貯留槽１の円錐状天板の上方でほぼ一周するように設けられ、半径方向部９は周回部８の下流端側位置から半径内方に延びて上記原料貯留槽１の中心部に突入している。周回部８の複数位置から垂下する固体燃料落下管１１は上記天板部を貫通して原料貯留槽１内に突入し、各固体燃料落下管１１の下端開口１１Ａは、原料貯留槽１の底壁１Ａから垂下する各原料供給管３の上部開口３Ａの直上に対応して位置している。この固体燃料落下管１１については、後に、再度説明する。一方、半径方向部９の下流端側から垂下する固体燃料落下管１２は、原料貯留槽１の底壁１Ａをも貫通し、後述の予熱部IIにおける炉蓋へ達し、ここで下端が開口している。圧送管６の周回部８の周方向複数位置から垂下し下端開口１１Ａを有する固体燃料落下管１１は、図２に見られるように、周回部８に対する接続部１１Ｂが漏斗状のテーパ部をなし、この接続部１１Ｂから直管部１１Ｃが下方に延びている。本実施形態では、上記固体燃料落下管１１は、下端開口１１Ａ近傍位置に外周面から半径方向外方に延びる環板フランジ状の抵抗部１３を有し、又、上記接続部１１Ｂの直下部で直管部１１Ｃを開閉するダンパ部材１４を有している。

図２に見られるように、圧送管６の周回部８は、上記接続部１１Ｂの上方位置で若干下流寄り位置に、制御板１５が設けられている。該制御板１５は、図示せぬ駆動手段によって、圧送管６の上壁部から該圧送管６内への進入量を制御されるようになっている。又、固体燃料落下管１１の接続部１１Ｂはその下流側が上記周回部８内へ突出する突出部１１Ｂ−１を有している。かくして、上記制御板１５と突出部１１Ｂ−１が相俟って、上記周回部８内で圧送される固体燃料Ｓの流れを積極的に固体燃料落下管１１へ向ける。又、接続部１１Ｂの直下に設けられたダンパ部材１４は適宜時に間欠的に閉じられて、該ダンパ部材１４の直下に固体燃料不在の空間を形成し、該ダンパ部材１４の開放時に固体燃料Ｓの落下を良好とならしめる。かくして、上記制御板１５、突出部１１Ｂ−１そしてダンパ部材１４は、相俟って、落下促進装置を形成する。

原料貯留槽１の底壁１Ａから垂下する原料供給管３の上端開口３Ａの直上に位置する固体燃料落下管１１の下端開口１１Ａの近傍には、フランジ状の抵抗部１３が設けられているので、該抵抗部１３の直下には安息角をもった空間１３Ａが形成される。この空間１３Ａの存在によって周囲の原料Ｍは円滑に上記上端開口３Ａへ流下する。この流下する原料Ｍによって、上記固体燃料落下管１１の下端開口１１Ａから固体燃料Ｓが引き出されるように落下し、原料Ｍと共に落下する。その際、図２にも見られるように、上記原料供給管３内では、固体燃料Ｓは中心部に、そして原料Ｍはこの固体燃料の落下流をとりまくようにして流れを形成しながら、落下する。

図１に見られるように、原料及び燃料供給部Ｉの下方に予熱部IIが設けられている。該予熱部IIは、非回転の蓋壁１６の周縁から垂下する筒壁１７と、該筒壁１７に対して相対回転する縦筒状の炉本体１８の上端から上記筒壁１７の下端位置まで半径方向にひろがる炉床１９との間の空間で予熱空間を形成している。

蓋壁１６は、中央部の炉蓋部２０と、該炉蓋部２０の周囲に位置する天板部２１とを有し、炉蓋部２０は略球面の一部の形状をなしていて、その周縁から垂立する短筒部２２によって、上記天板部２１の内縁と接続されている。上記天板部２１には、その周方向複数位置に、上記原料供給管３が接続されており、該原料供給管３から落下供給される原料と固体燃料が上記炉床１９上に堆積され、その堆積層の上面は安息角をもって筒壁１７と短筒部２２との間の空間に形成される。上記炉蓋部２０の中央位置には、既述の圧送管６の半径方向部９の下流端側から垂下する固体燃料落下管１２が接続されていて、その下端開口１１Ａから落下する固体燃料は、この下端開口１１Ａに隣接して設けられている流体燃料供給装置としてのバーナ２３から噴射される流体燃料と共に燃焼する。この燃焼ガスは、上記炉蓋部２０の下方に形成される燃焼室にひろがる。上記筒壁１７には、その周方向複数位置で、半径方向に延び同方向に往復動する棒状のプッシャ２４が支持されている。このプッシャ２４の往復動により、上記炉床１９上に形成された原料と固体燃料の混合物の堆積層が上記燃焼室に対して安息角をもって面する自由表面から炉床１９の中央に形成された落下開口２５を経て原料Ｍが落下する。

上記原料供給管３には、炉外で、斜方に分枝管が設けられており、該分枝管が排気管２６をなしている。該排気管２６は、排気ガスを処理する装置（図示せず）に接続されている。

上記予熱部IIの下方には、上記炉床１９の落下開口２５から下方に延びる縦筒状の炉本体１８内を焼成空間として焼成部IIIが形成されている。

この焼成部IIIをなす炉本体１８は、駆動手段（図示せず）により鉛直中心線まわりに回転駆動を受けており、炉床１９の外周縁部と上記筒壁１７の下端縁との間の回転シール１９Ａで、非回転の筒壁１７との間の相対回転がシール状態で許容されている。

炉本体１８は、炉床１９の落下開口２５の位置から下方に向け若干拡径された後に縦筒状に下方に延び、下部にて下方に向け縮径されている。この炉本体１８内には、図３に見られるように、該炉本体１８の鉛直中心線上に、送気筒２７が配されている。この送気筒２７は、周方向の複数位置で半径方向に延びるブリッジ２８によって炉本体１８に接続されることで支持されている。この送気筒２７は、従来用いられているエジェクタで内径面が喉部を有し上方に向け拡径されているものであっても、二点鎖線で示されるように上下方向で等径をなす円筒内面のものであってもよい。

上記炉本体１８内の下部域には、空気吹上げ装置２９が設けられている。該空気吹上げ装置２９は、送気箱３０とこれに取り付けられた吹出し管３１とを有していて、上記送気箱３０は、周方向の複数位置にて、半径方向に延びる支持腕３２により炉本体１８で支持されている。送気箱３０の下部に接続された管３３を経て外部からの空気を受け、上部に接続された吹出し管３１の先端（図にて上端）から上方に空気を吹き出すようになっている。該吹出し管３１の上端は上記送気筒２７の下部開口内に位置している。上記送気箱３０の側面には、小さな複数の窓部が形成されていて、該窓部の上縁にひさし状の斜板３４が設けられている。したがって、この斜板３４の直下には原料等の不存在域が形成され、上記送気箱３０内に送り込まれた外部空気の一部が上記窓部から側方に吹き出される。上記炉本体１８は、その下方に設けられた非回転の排出部IVとの間で、回転シール３５により、シール状態で相対回転が許容されている。

排出部IVは、下端に排出口３６Ａ を有し、下方に向けて縮径されている略円錐状の排出筒体３６を有し、内部に送気装置３７を有している。該送気装置３７は、箱状の受気体３８と二種の受気管３９Ａ，３９Ｂとを有している。受気体３８の内部は上室３８Ａと下室３８Ｂとに区分されていて、該上室３８Ａそして下室３８Ｂは、周方向の複数位置で半径方向外方に延びる受気管３９Ａそして受気管３９Ｂが接続されている。これらの受気管３９Ａそして受気管３９Ｂは、それぞれ外部からの空気を受けるようになっている。

上記上室３８Ａは、上記管３３によって、送気箱３０に接続されている。上記受気体３８の下部からは傘状に錐筒部４０が延出しており、該錐筒部４０内にて、上記下室３８Ｂから下方に向けて空気を吹き出す吹出し管４１が延びている。又、上記下室３８Ｂに接続されている受気管３９Ｂ、そして半径方向に突出している受気管延長部３９Ｂ−１には、下方に向け空気を吹き出す吹出孔４２が形成されている。

かくして、受気管３９Ａを経て上室３８Ａに受け入れられた外部の空気が管３３から送気箱３０に達した後、吹出し管３１から上方に吹き出されると共に、上記送気箱３０から上記空気の一部が該送気箱３０の窓部から側方へ吹き出される。一方、受気管３９Ｂを経て下室３８Ｂに受け入れられた外部の空気は、上記錐筒部４０の直下に形成された原料不存在の空間へ吹出し管４１から吹き出されると共に、受気管３９Ｂそして受気管延長部３９Ｂ−１の直下に形成された空間へ吹出孔４２から吹き出される。これらの吹出し管４１そして吹出孔４２から吹き出された空気は上記空間における原料堆積層の自由表面を冷却した後、原料堆積層中を上昇する。

上記吹出し管３１から吹き出され送気筒２７を経て燃焼室へ上昇する空気と、上記送気筒２７の外側の原料堆積層中を透過上昇して燃焼室へ達する空気とは、その流量比が調整可能となっていることが好ましい。この流量比は、上記堆積層の温度が所定値となるように設定される。なお、上記送気筒２７が喉部を有するエジェクタであるときには、送気筒２７の下端開口における圧力が大きく負圧となって堆積層内の空気がこの下端開口へ流入しないように、上記吹出し管３１からの吹出し空気の流速を高めないことが望まれる。堆積層内の空気が上記下端開口に流入するということは、該下端開口よりも上方における堆積層中の空気が堆積層内を降下するということであり、空気が堆積層内を上昇して燃焼室へ到達し、上記送気筒２７内からの空気と相俟って燃焼用空気として燃焼室内での燃焼を促進させるという機能を低下させてしまうからである。

次に、上述のごとくの本実施形態装置について、その作動原理を説明する。

先ず、原料Ｍは、図１にて、投入口２から原料貯留槽１内へ投入される。又、固体燃料Ｓはポンプ５により圧送されて圧送管６を経て、周回部８から垂下する複数の固体燃料落下管１１内を順次落下しそして最後に残った固体燃料が半径方向部９の下流端側から垂下する固体燃料落下管１２内を落下する。

固体燃料Ｓは、図２に見られるように、周回部８に設けられた制御板１５によって、固体燃料落下管１１の上端における接続部１１Ｂへ案内され、ダンパ部材１４が開のときに上記固体燃料落下管１１内を落下する。原料貯留槽１内には、その底壁１Ａ上に原料Ｍの堆積層が形成されており、上記固体燃料落下管１１内の固体燃料Ｓは該固体燃料落下管１１の下端開口１１Ａの直下で上記原料Ｍと接している。

上記固体燃料落下管１１の下端側外周面にはフランジ状の抵抗板１３が設けられており、この抵抗板１３の直下には原料不存在の空間が形成されており、その周辺における原料Ｍが円滑に原料供給管３の上端開口３Ａへ流下して行く。流下する原料Ｍは上記固体燃料落下管１１の下端開口１１Ａから固体燃料Ｓを引き出すように作用し、上記原料供給管３内ではその中心線位置で固体燃料Ｓが落下し、原料Ｍがこの固体燃料の流れをとりまくようにして落下する。このように、同一の原料供給管３を落下する原料Ｍと固体燃料Ｓは、回転せる炉床１９上に落下して堆積層を形成するので、その堆積層は、原料と固体燃料が良好に混合された状態となっている。

炉蓋２０に位置するバーナ２３からは流体燃料が噴出され、又、固体燃料落下管１２からは固体燃料Ｓが落下する。この流体燃料と固体燃料とは混合された状態で、炉蓋２０直下の燃焼室で燃焼する。この燃焼による燃焼ガスは、炉床１９上の原料Ｍと固体燃料Ｓとの混合物で成る堆積層をその自由表面から加熱すると共に、この燃焼ガスの一部が後述の高温上昇ガスと共に堆積層を透過して混合物中の固体燃料Ｓを燃焼させることにより原料を加熱する。かくして、炉床１９上で加熱を受けて予熱された原料は、プッシャ２４の作用により、堆積層の自由表面から徐々に落下開口２５を経て炉本体１８へ落下する。

落下開口２５から落下した予熱後の原料Ｍは、炉本体１８内で再び堆積層を形成する。この堆積層の原料は、焼成完了後の原料の排出口３６Ａでの取出しによって徐々に降下するが、その上記排出口３６Ａまで到達するまでの間に十分焼成され、又、送気箱３０の窓部から送り出された空気、そして吹出し管４１及び吹出孔４２から吹き出された後に上記堆積層中を上昇する空気によって、原料が排出口に達したときには、十分冷却されている。

上記送気箱３０の窓部から送り出された空気、そして吹出し管４１、吹出孔４２から吹き出された空気は原料の堆積層を上昇中に原料を冷却しつつ自らは原料から加熱されて堆積層の上面上に到達する。この加熱された空気そして上記送気筒２７から上方に送り出された空気は、燃焼室での燃焼に寄与すると共に、燃焼室内の燃焼ガスをもち上げることにより長時間燃焼室内に留めて、炉床１９上の堆積層の自由表面での加熱を有効ならしめる。なお、この炉床１９上の堆積層を透過した燃焼ガスは、排ガスとして、排気管２６から排気される。

かくして、焼成そして冷却された原料は、排出口３６Ａから製品として取り出される。

本発明は、図示された上述の形態には限定されず、種々変更可能である。例えば、圧送管６の周回部８から垂下する固体燃料落下管１１は、周回部８からの固体燃料の円滑な流入、そして円滑な落下が求められる。固体燃料落下管１１への固体燃料の円滑な流入のためには、例えば、図２に見られるような圧送管の周回部に対し絞りを行う制御でなく、一時的に閉じて再び開放、例えば定期的に開放されるダンパ部材でもよいし、又、周回部の上壁から固体燃料落下管１１の上端開口に向け空気を吹き付けることとしてもよい。又、固体燃料落下管１１内での固体燃料の落下を円滑に行うには、固体燃料落下管を下方に向け若干内径が大きくなるテーパ管としたり、この固体燃料落下管自体を蛇腹管としてその特定箇所に長手方向の変位を与えて部分的に伸縮させることにより蛇腹管を振動して管内の詰まりを防止してもよい。

さらには、圧送管６の下流端側から垂下する固体燃料供給管は、流体燃料を噴射するバーナと、一つのインジェクタに接続されていて、このインジェクタで固体燃料と流体燃料が混合状態で噴射されるようにしてもよい。その場合、図４のようにインジェクタ４３に対して、流体燃料Ｌが上方から、そして固体燃料Ｓが接線方向から供給されて、両者が混合されてから、下方に噴射され、その噴射流が旋回流を伴うようにすることできる。さらに、その際、図４において、流体燃料と固体燃料のインジェクタへの流入方向を逆にして、すなわち、固体燃料を上方からそして流体燃料を接線方向から供給してもよい。

さらに、本発明では、周回部における固体燃料落下管１１の上端の接続部１１Ｂに突出部１１Ｂ−１を設けず、そして制御板１５そしてダンパ部材１４を設けず、これらに代えて上記固体燃料落下管の上端開口の後縁位置にヒンジを有する回動自在なダンパ部材を設け、該ダンパ部材が横向きとなって上記上端開口を閉じる閉位置と、垂立して上記上端開口を開くことにより周回部内の固体燃料の流れに抵抗を示す開位置との間で回動されるようにしてもよい。ただし、上記開位置にあるとき、ダンパ部材は周回部の管内を流れる固体燃料の下層流に対して抵抗を示し、上層流に対しては上記上端開口を通過して周回部の下流へ流れることを許容する空間を形成していることが好ましい。周回部における各固体燃料落下管のダンパ部材は、所定数のものが順次開位置にあって、他は閉位置としておく。こうすると、ダンパ部材が開位置にある各固体燃料落下管へ順次固体燃料が落下する。固体燃料は、微細粒そして粗粒のものが混在しているが、両者の重量差から、微細粒は周回部内で上層流、そして粗粒が下層流をなして流れる。したがって、ダンパ部材が開いている固体燃料落下管へは粗粒が流入し、微細粒は下流端側でダンパ部材を有していない固体燃料落下管へ到達して、常時微細粒が流入する。

本発明の一実施形態装置を示し、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は圧送管のみを示す平面図である。 図１装置の圧送管の周回部から垂下する固体燃料落下管及びその周辺を示す断面図である。 図１装置の焼成部及び排出部を示す拡大断面図である。 図１装置の燃料供給装置として、流体燃料と固体燃料を混合して噴射する、インジェクタを示す、他の実施形態の原理図である。

符号の説明

１ 原料貯留槽
１Ａ 槽底
３ 原料供給管
６ 圧送管
７ 圧送上流部
８ 周回部
９ 半径方向部
１１ 固体燃料落下管
１１Ｂ−１ 突出部
１２ 固体燃料落下管
１３ 抵抗部
１４ ダンパ部材
１５ 制御板
１６ 蓋壁
１７ 筒壁
１８ 炉本体
１９ 炉床
２０ 炉蓋部
２１ 天板部
２３ 流体燃料供給口（バーナ）
２５ 落下開口
４３ インジェクタ
Ｍ 原料
Ｓ 固体燃料

Claims (8)

1. 竪型の炉本体の上部で該炉本体の鉛直中心線に対して半径方向に延び半径方向中央域に落下開口が形成された環板状の炉床を有し、該炉床と、炉床外周縁位置で上方に延びる筒壁と、該筒壁の上端を塞ぐ蓋壁とで囲まれた空間により予熱空間を形成し、上記炉床の落下開口内縁から垂下する炉本体内に焼成空間を形成し、上記蓋壁が半径方向外側領域部をなす環状の天板部と該天板部より半径方向内側領域部をなす炉蓋部とを有し、炉外にて上記蓋壁の上方位置に配設された原料貯留槽が、槽底から垂下する複数の原料供給管を経て、天板部の原料供給口に接続され、炉外に設けられた燃料供給装置が蓋壁の燃料供給口に接続されている竪型焼成炉装置において、
   燃料供給装置は、流体燃料供給装置と固体燃料供給装置とを有し、流体燃料供給装置は蓋壁中央部の炉蓋部に形成された流体燃料供給口に接続され、固体燃料供給装置は、固体燃料供給源から延びる圧送管の圧送方向複数位置に該圧送管から垂下する固体燃料落下管を有し、圧送方向下流端側位置の固体燃料落下管が、上記炉蓋部の固体燃料供給口に接続され、他の各固体燃料落下管は原料貯留槽内に突入配置され、下端開口が原料貯留槽内で対応する原料供給管の上端開口の上方に位置していることを特徴とする竪型焼成炉装置。
2. 原料供給管は炉本体の鉛直中心線まわりの周方向の複数位置に設けられ、圧送管は上記原料供給管の上方位置で上記周方向に延びる周回部と、該圧送管の下流端側で半径内方に向って、炉蓋部の固体燃料供給口に接続されている固体燃料落下管に至る半径方向部と、上記周回部上流端と固体燃料供給源とを接続する圧送上流部とを有していることとする請求項１に記載の竪型焼成炉装置。
3. 原料貯留槽内に突入せる固体燃料落下管は下端開口もしくはその直上位置で半径外方に突出するフランジ状の抵抗部を有していることとする請求項１又は請求項２に記載の竪型焼成炉装置。
4. 圧送方向下流端側位置の固体燃料落下管の下端開口が、流体燃料供給口を有するインジェクタに接続され、該インジェクタで固体燃料と流体燃料が混合されて炉内に噴射されるようになっていることとする請求項１ないし請求項３のうちの一つに記載の竪型焼成炉装置。
5. 固体燃料落下管の下端開口は、インジェクタの噴射方向を中心線とする円周に対して接線方向に開口していることとする請求項４に記載の竪型焼成炉装置。
6. 圧送管は、周回部における固体燃料落下管の上端開口位置にて、圧送される固体燃料の流れに対して抵抗を与えて、周回部を流れる固体燃料の流れの向きを固体燃料落下管へ向けることで上記上端開口への固体燃料の落下を促進せしめる落下促進装置を有していることとする請求項１又は請求項２に記載の竪型焼成炉装置。
7. 落下促進装置は、周回部における各固体燃料落下管の上端開口の下流側縁部に位置して設けられたダンパ部材により構成され、該ダンパ部材は閉位置では上記上端開口を閉じ、開位置では、周回部管内の下層流に対して抵抗を与え上層流の流れを許容する空間を形成するように位置し、上記各ダンパ部材のうち選定されたダンパ部材が順次開位置にもたらされ他のダンパ部材が閉位置にあることとする請求項６に記載の竪型焼成炉装置。
8. 炉本体は、外部から受けた空気を炉本体内で上方に向け吹き上げる空気吹上げ装置を有していることとする請求項１に記載の竪型焼成炉装置。

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