JP6043363B2 - 冷却用空気の送風による回転式管状炉の開口部の冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷却用空気の送風による、回転式管状炉の開口部の冷却装置に関する。

本発明の分野は、回転式管状炉、特に、例えばセメントクリンカーの製造におけるような無機材料のか焼で使用される炉の分野である。

回転式管状炉は、主として、一般にシェルと呼ばれる金属製円筒によって構成されており、その内壁は煉瓦やコンクリートのような耐熱素材によって保護されている。材料は、内部で材料を焼成することを目的とした炉の円筒の中に投入される。焼成の際に、炉の円筒は、その軸の回転の動きによって動く。

炉の金属製円筒の大部分は、風の通る場所に位置する。それに反して、金属製円筒の端部各々は、高熱の気体が中で循環する固定されたケースの中に入り込み、このように、回転式炉と、炉が一部をなしている設備の固定された部分との間の処理循環路の連続性が保証される。

通常、高熱材料の出口用の端部はバーナーを有し、非常に多くの場合、炉の円筒の最も高熱の部分である。この端部で、炉の円筒はこのように大きい熱応力を受け、その保護のために端部を冷却する必要がある。そのうえ、耐熱コーティングで覆われ、円筒の端部に固定された、単数または複数の金属製端部部品を有する保護装置によって、金属製円筒のこの端部は確実に保護される。

一般的に、冷却は冷却用空気の送風によって行われ、円筒の周りに複数のカバーを構築することによって、炉の円筒の壁に沿って空気を誘導することが公知である（仏国特許第２４４３６５４号明細書および仏国特許第２４９４８２７号明細書）。

公知の冷却装置において、冷却に必要な空気をもたらす通風装置がフレームに対して固定されている。

第一の公知の従来技術によると、これらの通風装置は、環状導管の一つに向き合って、直接または分配ダクトを介して送風する。一部の空気のみが導管に入り込み、残りは周囲の空気の中に漏れる。冷却は、大幅に過剰の通風容量を有しない限り、不確実である。

第二の公知の従来技術によると、回転するシール部材は、円筒の表面をスライドするシステムを備えた、円筒を取り囲む固定されたクラウン部を有し、通風装置と環状導管の一つとの間の気密性を保証する。この場合、空気のロスは避けられるが、気密性のシステムは激しく消耗し、定期的なメンテナンスが必要となる。

本発明の目的は、メンテナンスが容易で、冷却の性能が改良された、冷却用空気の送風による回転式管状炉の開口部の冷却装置を提案することによって、前述の欠点を克服することである。

本発明の他の目的は、通風装置が停止している場合に安全性が増す冷却装置を提案することである。

本発明の他の目的および利点は、参考までに与えられるのみの、本発明を制限することを目的としない、以下の説明の間に明らかになるであろう。

したがって、本発明は、冷却用空気の送風による回転式管状炉の開口部の冷却装置に関し、前記炉は耐熱素材で内側をコーティングされた金属製円筒を含み、前記円筒は炉のフレームに対して回るように取り付けられ、その内部で材料が投入されて焼成されるように意図されており、
前記冷却装置は、
−前記回転式炉の前記円筒、および、耐熱素材で覆われ、前記円筒に固定され、炉の円筒の端部を高温から保護することを目的とした、円筒の金属製端部部品と、
−内側カバーおよび外側カバーと呼ばれる、二つの同心の金属製カバーと、ここで前記二つのカバーは、炉の前記円筒を取り囲み、一方では前記円筒と前記内側カバーとの間のいわゆる第一の導管、他方では前記内側カバーと前記外側カバーとの間のいわゆる第二の導管である、二つの環状導管を構成するものであり、
−前記環状導管における冷却用空気の循環を可能にすることのできる通風手段と、を含み、
その結果、前記第一の導管における端部部品までの空気の循環、続いて前記第二の導管における逆方向での空気の循環が、前記第二の導管の排出口から空気が排出されるまで可能となる。

本発明によると、前記冷却装置は、
−前記円筒を取り囲み、炉の前記円筒に固定され、前記第一の導管に空気を供給する、環状の分配室と、
−少なくとも一つの通風装置と前記少なくとも一つの通風装置を作動させる電気モータとを含む前記通風手段であって、炉の金属製円筒の上に載置され、円筒と共に回るように取り付けられ、前記分配室に空気を気密状態で供給する前記通風手段と、
−炉の前記円筒を取り囲む環状リング、および、前記通風手段の単数または複数の電気モータへの電力供給を可能にするための、炉の回転の際に環状リングの上でスライドすることまたは転がることができる接点を含む、回る電気コネクタと、を含む。

単独でまたは組み合わせて選ばれる、本発明による任意の特徴によると、
−環状リングは、分配室の上に設置され、炉の円筒に対して最も外側の前記分配室の壁に配置され、
−分配室は、前記通風手段によって送風される空気の特に２％〜２０％を占める、前記通風手段によって送風される空気の少量部分を漏らすように、炉の円筒に対して最も外側の分配室の前記壁に、ガス抜き孔を有し、
−環状の遮蔽物は、第二の導管の前記排出口と回る前記電気コネクタとの間に配置され、
−環状リングは炉の円筒に厳密に固着されており、回るまたはスライドする接点はフレームに固着されており、接点は、炉の円筒の膨張／収縮の際の環状リングの動きに従うように、前記接点と炉のフレームとの間で並進するガイド手段を介して、円筒の軸に平行な軸に沿って自由に並進し、
−前記少なくとも一つの通風装置によって吸い込まれる冷却用空気は、通風装置の中へ入る前に前記通風装置の電気モータを取り囲むカバーの中で循環し、
−本装置は、前記分配室に通風装置各々をそれぞれつなぐ独立した循環路を介して前記分配室に冷却用空気を同時に供給する複数の通風装置を含み、自動閉止弁が前記通風装置各々に組み合わされており、前記通風装置が停止した場合に、前記通風装置と前記分配室とをつなぐ、対応する前記循環路を閉止することができる。

本発明は、添付の図面を伴う以下の説明を読むことによって、より良く理解されるであろう。

本発明に係る冷却装置の、部分的概略断面図である。 分配室および通風手段が加えられた、図１による冷却装置の図である。 複数の通風装置を有する、一実施態様による、本発明に係る冷却装置の概略図である。

したがって、本発明は、冷却用空気の送風による、回転式管状炉１の開口部の冷却装置１００に関する。

炉は、耐熱素材７３で内側をコーティングされた金属製円筒３を含み、前記円筒３は炉のフレームに対して回るように取り付けられる。

材料、特に無機材料は、円筒３の中に投入されて、円筒３の内部で焼成されることになる。

これは特に、例えばセメントクリンカーの製造のために使用される、無機材料のか焼用設備の回転式管状炉に関し得る。

炉の円筒３の大部分は、風の通る場所にある。それに反して、金属製円筒３の端部各々は、高熱の気体が中で循環する固定されたケースの中に入り込み、このように、回転式炉と、炉が一部をなしている設備の固定された部分との間の処理循環路の連続性が保証される。

通常、高熱材料の出口用の端部はバーナーを有し、非常に多くの場合、炉の円筒の最も高熱の部分である。この端部で、炉の円筒はこのように大きい熱応力を受け、その保護を確実に行うために端部を冷却する必要がある。この端部は、一般に加熱用保護カバーと呼ばれる、固定されたケース２の中に入り込む。気密装置２０は、特に、後述される外側カバー６と協働しながら、回転式管状炉の、固定されたケース２と可動性の円筒３との間の設備の循環路の閉止を確実に行う。そのうえ、煉瓦やコンクリートのような耐熱素材７４で覆われ、円筒の端部に固定された、円筒の単数または複数の金属製端部部品４を有する保護装置によって、金属製円筒のこの端部は保護される。

単数または複数の端部部品４は、固定されたケース２の内部に配置される。

本出願の残りの部分における図表化によって、端部部品４についての言及がなされる。現実には、この端部部品４は、円筒３の周囲にわたって配され、前記円筒の端部のうちの一つに固定される、実際には複数の金属製部品によって構成され得る。

金属製端部部品４は、耐熱素材７４を容易に取付けかつ係止することを可能にする、特に凹面の外壁４１を有し得て、フランジ４３は、炉の円筒３の外側の方へ広がり、フランジ４２は、円筒３の軸の方へ広がって、円筒３の内壁に配置される耐熱素材７３のエッジ面を特に覆う。

前記冷却装置１００は、
−前記回転式炉の前記円筒３、および、耐熱素材７４で覆われ、前記円筒３に固定され、炉の円筒３の端部を高温から保護することを目的とした、円筒の金属製端部部品４と、
−内側カバー５および外側カバー６と呼ばれる、二つの同心の金属製カバー５、６と、ここで前記二つの円筒形のカバー５、６は、炉１の前記円筒３を取り囲み、一方では前記円筒３と前記内側カバー５との間のいわゆる第一の導管５０、他方では前記内側カバー５と前記外側カバー６との間のいわゆる第二の導管６０である、二つの環状導管５０、６０を構成するものであり、
−前記環状導管５０、６０における冷却用空気の循環を可能にすることができる通風手段と、を含む。

このような装置において、空気の循環は、前記第一の導管５０において端部部品４まで、続いて前記第二の導管６０において逆方向で、前記第二の導管６０の排出口から空気が排出されるまで行われる。

空気は、このように、固定されたケース２の外側から第一の導管５０の中に送風される。第一の導管５０において、空気は、円筒３をかすめ、続いて端部部品４、特にフランジ４３をかすめ、円筒３および前記端部部品４を冷却する。それから、空気は、逆方向で第二の導管６０の中を、固定されたケース２の内部から、空気が第二の導管６０の排出口から排出される外側の方へと循環する。

内側カバー５が、第一の導管５０と第二の導管６０との間に環状通路５１を作り出すように、端部部品４に対して離れて案配される、ということが留意されるだろう。この通路５１は、端部部品４と、内側カバー５と、外側カバー６との間で定義される。逆に、外側カバー６は、端部部品４のフランジ４３と気密で接触している。

本発明によると、前記冷却装置は、
−前記円筒３を取り囲み、炉の前記円筒３に固定され、前記第一の導管５０に空気を供給する、環状の分配室８と、
−少なくとも一つの通風装置９と前記少なくとも一つの通風装置９を作動させる電気モータとを含む前記通風手段であって、炉の金属製円筒３の上に載置され、円筒と共に回るように取り付けられ、前記分配室８に空気を気密状態で供給する前記通風手段と、
−炉の前記円筒３を取り囲む環状リング１０、および、前記通風手段の単数または複数の電気モータへの電力供給を可能にするために炉の回転の際に環状リング１０の上でスライドすることまたは転がることができる接点１１を含む、回る電気コネクタ１０、１１と、を含む。

有利には、通風手段の単数または複数の通風装置９は、回転式炉の円筒３と固着されており、空気のロスを避けながら、または大きく制限しながら、また従来技術で公知のような回転するシール部材を使用することなく、第一の導管５０に送風される空気を供給することを可能にする。

通風手段によって送風される空気の供給は、送風される空気の流れを第一の導管５０の環状セクション全体にわたって均一に配する機能を有する分配室８を介して行われる。分配室の切断面は、このようにその目的で寸法決定される。

単数または複数の通風装置９は、単数または複数の電気モータにより動かされ、その電力供給は回る電気コネクタ１０、１１を介して保証される。環状リング１０は、炉１の円筒３に厳密に固着されており、回るまたはスライドする接点１１は、固定されたフレームに固着されている。

環状リング１０の数（つまり接点１１の数）は、モータの電気接続方式によって決まる。リングの数は、例えば、三相電流で機能するモータについては少なくとも三つ（すなわち三つ）、単相交流または直流で機能するモータについては二つであろう。

場合によっては、追加の環状リング（そして組み合わされる接点）が、単数または複数の電気モータ９の制御を目的とした追加の信号のために付け加えられ得る。

環状の分配室８は、円筒３の外壁と、内側カバー５を延長する環状の保護カバー８０との間に作製され得る。

内部の耐熱素材７３によって保護される、炉の金属製円筒３は、風の通る場所に位置するその部分においてさえも、摂氏数百度に達し得る。

電気伝導体１０、１１を高温から保護するために、環状リング１０は、中を循環する空気のおかげで低温に保たれる分配室８の上の、炉１の円筒３に対して最も外側の前記分配室８の壁に設置され得る。この分配室８は、長方形の切断面であり得る。

電気伝導体の冷却への同様の配慮において、分配室８は、前記通風手段によって送風される空気の少量部分を漏らすように、炉１の円筒に対して最も外側の分配室の前記壁に、ガス抜き孔１４を有し得る。

この少量部分は、前記通風手段によって送風される空気の２％〜２０％を占め得て、環状リング１０の冷却を保証することを可能にする。

電気伝導体１０、１１は、第二の導管６０の前記排出口と回る前記電気コネクタ１０、１１との間に配置される環状の遮蔽物１２のおかげで、第二の導管６０から排出される高熱の空気の流れから保護され得る。

また、通風装置９によって吸い込まれる冷却用空気を、該冷却用空気が前記通風装置９の中に入る前に、前記通風装置９の電気モータを取り囲むカバーの中で循環させることによって、通風装置９の各モータを高温から保護することもできる。

炉の円筒３は、その温度の変化から膨張／収縮するため、円筒３の軸に沿った環状リング１０の位置は、固定された基準点に対して一つのみではない。

有利には、この困難を克服するために、接点１１は、炉の円筒の膨張／収縮の際の環状リング１０の動きに従うように、前記接点１１と炉のフレームとの間で並進するガイド手段を介して、円筒３の軸に平行な軸に沿って自由に並進し得る。

潜在的な通風装置の故障を克服するために、通風手段は、前記分配室８に通風装置９各々をそれぞれつなぐ独立した循環路を介して、前記分配室８に冷却用空気を同時に供給する複数の通風装置９を含み得る。

有利には、停止した通風装置を媒介とした冷却用空気の排出を防ぐために、前記通風装置が停止した場合に、前記通風装置９と前記分配室８とをつなぐ、対応する前記循環路を閉止することができる自動閉止弁１５を、前記通風装置９各々に組み合わせることができる（図３）。

当然、以下の請求項によって定義されるような本発明の範囲から逸脱することなく、別の実施態様を検討することも可能であろう。

１ 回転式管状炉
２ 固定されたケース
３ 円筒
４ 端部部品
５ 内側カバー
６ 外側カバー
８ 分配室
９ 通風装置
１０ 環状リング（電気コネクタ）
１１ 接点（電気コネクタ）
１４ ガス抜き孔（分配室８）
１５ 弁
４１ 外壁（端部部品４）
４２ フランジ（端部部品４）
４３ フランジ（端部部品４）
５０ 第一の導管
５１ 環状通路
６０ 第二の導管
７２ 耐熱素材（固定されたケース２）
７３ 耐熱素材（円筒３）
７４ 耐熱素材（端部部品４）
８０ 保護カバー（分配室８）
１００ 冷却装置

仏国特許第２４４３６５４号明細書 仏国特許第２４９４８２７号明細書

Claims (7)

1. 冷却用空気の送風による回転式管状炉（１）の開口部の冷却装置（１００）であって、前記炉が耐熱素材（７３）で内側をコーティングされた金属製円筒（３）を含み、前記円筒（３）が炉のフレームに対して回るように取り付けられ、その内部で材料が投入されて焼成されるように意図されており、
   前記冷却装置（１００）が、
   −前記回転式炉の前記円筒（３）、および、耐熱素材（７４）で覆われ、前記円筒（３）に固定され、炉の円筒（３）の端部を高温から保護することを目的とした、円筒の金属製端部部品（４）と、
   −内側カバー（５）および外側カバー（６）と呼ばれる、二つの同心の金属製カバー（５、６）と、ここで前記二つのカバー（５、６）は、炉（１）の前記円筒（３）を取り囲み、一方では前記円筒（３）と前記内側カバー（５）との間の第一の導管（５０）、他方では前記内側カバー（５）と前記外側カバー（６）との間の第二の導管（６０）である、二つの環状導管（５０、６０）を構成するものであり、前記内側カバー（５）の端部が端部部品（４）と離間し、前記外側カバー（６）の端部が端部部品（４）と気密に接触するように前記内側カバー（５）及び前記外側カバー（６）が配置されており、
   −前記環状導管（５０、６０）における冷却用空気の循環を可能にすることのできる通風手段と、を含み、
   その結果、前記第一の導管（５０）における端部部品（４）までの空気の循環、続いて前記第二の導管（６０）における逆方向での空気の循環が、前記第二の導管（６０）の排出口から空気が排出されるまで可能となり、
   −前記円筒（３）を取り囲み、炉の前記円筒（３）に固定され、前記第一の導管（５０）に空気を供給する、環状の分配室（８）と、
   −前記通風手段であって、少なくとも一つの通風装置（９）と前記少なくとも一つの通風装置（９）を作動させる電気モータとを含み、炉の金属製円筒（３）の上に載置され、円筒と共に回るように取り付けられ、前記分配室（８）に空気を気密状態で供給する前記通風手段と、
   −炉の前記円筒（３）を取り囲む環状リング（１０）、および、前記通風手段の単数または複数の電気モータへの電力供給を可能にするための、炉の回転の際に環状リング（１０）の上でスライドすることまたは転がることができる接点（１１）を含む、回る電気コネクタ（１０、１１）と、を含み、
   前記環状リング（１０）が、分配室（８）の上の、炉の円筒（３）に対して最も外側の前記分配室（８）の壁に設置され、
   環状の遮蔽物（１２）が、第二の導管（６０）の前記排出口と回る前記電気コネクタ（１０、１１）との間に配置され、
   前記少なくとも一つの通風装置（９）によって吸い込まれる冷却用空気が、前記通風装置（９）の中へ入る前に前記通風装置（９）の電気モータを取り囲むカバーの中で循環することを特徴とする装置。
2. 前記分配室（８）が、前記通風手段によって送風される空気の２％〜２０％を占める、前記通風手段によって送風される空気の少量部分を漏らすように、炉（１）の円筒に対して最も外側の分配室の前記壁に、ガス抜き孔（１４）を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記環状リング（１０）が、最も外側の前記分配室（８）の壁に厳密に固着されており、分配室が、炉（１）の円筒に固着されており、回るまたはスライドする接点（１１）がフレームに固着されており、接点（１１）が、炉の円筒の膨張／収縮の際の環状リング（１０）の動きに従うように、前記接点（１１）と炉のフレームとの間で並進するガイド手段を介して、円筒（３）の軸に平行な軸に沿って自由に並進することを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記通風手段が、前記分配室（８）に通風装置（９）各々をそれぞれつなぐ独立した循環路を介して前記分配室（８）に冷却用空気を同時に供給する複数の通風装置（９）を含み、自動閉止弁（１５）が前記通風装置（９）各々に組み合わされており、前記通風装置が停止した場合に、前記通風装置（９）と前記分配室（８）とをつなぐ、対応する前記循環路を閉止できることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一つに記載の装置。
5. 請求項１から４のいずれか一つに記載の冷却装置を備えた回転式管状炉（１）。
6. 前記回転式管状炉が、耐熱素材（７３）で内側をコーティングされた金属製円筒（３）を含み、前記円筒（３）が、炉のフレームに対して回るように取り付けられ、その内部で材料が投入されて焼成されるように意図されており、金属製円筒（３）の端部各々が、高熱の気体が中で循環する固定されたケース（２）の中に入り込むことにより、回転式炉と、炉が一部をなしている設備の固定された部分との間の処理循環路の連続性が保証され、高熱材料の出口用の端部が、バーナーを有しており、炉の円筒の最も高熱の部分であり、気密装置（２０）が、前記回転式管状炉（１）の開口部の冷却装置（１００）の前記外側カバー（６）と協働しながら、回転式管状炉の、固定されたケース（２）と可動性の円筒（３）との間の設備の処理循環路を外気と遮断することを特徴とする、請求項５に記載の回転式管状炉（１）。
7. セメントクリンカーの製造における無機材料のか焼用の、請求項５または６に記載の回転式管状炉の使用。
   

Images