JP6128644B2

JP6128644B2 - ロータリーキルン

Info

Publication number: JP6128644B2
Application number: JP2013120465A
Authority: JP
Inventors: 雄司今田
Original assignee: 日工株式会社
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2013-06-07
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2033-06-07
Also published as: JP2014238210A

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、キルン円周方向へ沿って所定間隔にて複数の略鞍形状のタイヤ支持材を固着していると共に、該タイヤ支持材の外周に環状の鋼製のタイヤを外嵌している一方、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、本出願人は、特許文献１（特開２０１０−１５１３８２号公報）に示されるように、タイヤ支持材の両端脚部をキルン本体外周面に対して溶接やボルト等にて固着することなく、熱膨張分を許容し得るようにフリーな状態で支持可能なように構成したロータリーキルンを提案しており、該発明によれば、焼却・焼成処理時に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、歪みやクラック等の破損の発生を抑制できてメンテナンス面において好適なものとしている。

特開２０１０−１５１３８２号公報

しかしながら、上記従来装置にあっては熱応力への対応策としてタイヤ支持材の両端脚部をキルン外周面と固着していないがために、高温に晒されたフリー状態のタイヤ支持材両端脚部がキルン半径方向（タイヤ支持材の上面側）へと反り返るような熱変形を来し、その変形の程度によってはタイヤ支持材とキルン外周面との設置面に隙間を生じてタイヤにがたつき等の不具合を来す可能性があった。

本発明は上記の点に鑑み、熱変形によってタイヤ支持材とキルン外周面との設置面に隙間が生じた場合でも、隙間調整が容易にできてタイヤ支持材をがたつき無く安定して支持させる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、複数の略鞍形状のタイヤ支持材をキルン本体外周面に固着することなくキルン円周方向へ所定間隔にて配し、各タイヤ支持材の外周には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、前記タイヤ支持材の両端脚部にそれぞれキルン半径方向にボルト挿通孔を貫通させ、該ボルト挿通孔の上端開口部よりタイヤ支持材の高さ調整用ボルトを挿通し、該高さ調整用ボルトの締め付け操作に応じてボルト先端部をボルト挿通孔の下端開口部より出没させてタイヤ支持材の高さ幅を調整可能に構成する一方、タイヤ支持材周囲のキルン本体外周面には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横ズレ防止片と、キルン軸方向へズレ動くのを阻止する縦ズレ防止片とを固着したことを特徴としている。

本発明に係るロータリーキルンによれば、タイヤ支持材をキルン本体外周面に固着することなく支持させる一方、タイヤ支持材の両端脚部にそれぞれボルト挿通孔を貫通させ、該ボルト挿通孔にはタイヤ支持材の高さ調整用ボルトを挿通すると共に、該高さ調整用ボルトの締め付け操作に応じてボルト先端部をボルト挿通孔の下端開口部より出没させることでタイヤ支持材の高さ幅を調整可能なように構成したので、キルン本体外周面と固着していないことでタイヤ支持材の両端脚部が熱変形を来してキルン本体外周面との設置面に隙間を生じた場合でも、高さ調整用ボルトの締め付け操作というごく簡単な作業によって比較的容易に隙間調整することができ、タイヤ支持材をがたつき無く安定して支持させることが可能となる。

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の要部拡大図である。タイヤ支持材の両端脚部とキルン外周面との間に生じた隙間を調整する様子を説明する説明図である。

本発明に係るロータリーキルンにあっては、キルン本体の外周に複数の略鞍形状のタイヤ支持材をキルン円周方向へ所定間隔にて配し、これら各タイヤ支持材の外周には環状のタイヤを外嵌させている。また、前記タイヤ支持材の両端脚部とキルン外周面とは溶接やボルト等で固着することなくフリーな状態で支持していると共に、タイヤ支持材周囲のキルン外周面にはフリー状態の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横ズレ防止片と、キルン軸方向へズレ動くのを阻止する縦ズレ防止片とをそれぞれ固着している。また、タイヤ支持材の両端脚部にはキルン半径方向（タイヤ支持材の厚み方向）にボルト挿通孔をそれぞれ貫通させ、該ボルト挿通孔の上端開口部側よりタイヤ支持材の高さ調整用ボルトを挿通し、該高さ調整用ボルトの締め付け操作に応じてボルト先端部をボルト挿通孔の下端開口部側より出没させることにより、タイヤ支持材の高さ幅を調整可能なように構成している。

そして、前記ロータリーキルン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焼却・焼成処理が行われ、それに伴ってキルン本体外周面に配されるタイヤ支持材も相当な高温に晒されてキルン軸方向や円周方向へ熱膨張を生じるが、タイヤ支持材の両端脚部はキルン本体外周面に対して溶接やボルト等で固着することなくフリーな状態で支持させているため、タイヤ支持材に熱応力が掛かるようなことはなく、歪みやクラック等の破損を来すおそれはない。このとき、キルン外周面と固着していないタイヤ支持材が、キルンの回転等に伴ってキルン円周方向や軸方向へズレ動こうとしたとしても、その周囲に固着している横ズレ防止片や縦ズレ防止片によって確実に規制・阻止され、タイヤ支持材は所定の支持位置からズレ動くことなく安定して留められる。

一方、タイヤ支持材の両端脚部をキルン外周面に固着していないことにより、高温に晒されるタイヤ支持材の両端脚部がキルン半径方向（タイヤ支持材の上面側）へ反り返るような熱変形を来たして、タイヤ支持材とキルン外周面との設置面に隙間が生じた場合には、作業員はタイヤ支持材両端脚部に備えた高さ調整用ボルトをそれぞれ締め付け操作し、各ボルト先端部をボルト挿通孔の下端開口部側より突出させてキルン外周面に当接させることにより、タイヤ支持材とキルン外周面とを隙間無く密着させてしっかりと支持固定させる。

このように、タイヤ支持材の両端脚部をキルン外周面と溶接やボルト等にて固着せずにフリーな状態で支持するようにしたことにより、タイヤ支持材に対する熱応力を効果的に抑制できて歪みやクラック等の破損の発生を極力防ぐことができると共に、固着せずにフリー状態としたことでタイヤ支持材の両端脚部がキルン半径方向（タイヤ支持材の上面側）に反り返るような熱変形を来してキルン外周面との設置面に隙間が生じた場合であっても、タイヤ支持材に備えた高さ調整用ボルトを適宜締め付け操作するだけで比較的容易に隙間調整することができてタイヤ支持材をがたつき無く安定して支持させることが可能となり、メンテナンス面において好適なものとなる。

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、図面に示されるような、略鞍形状のタイヤ支持材５を複数配していると共に、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秒程度以上かけて排気煙道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。

前記タイヤ支持材５は、その外周側に外嵌させたタイヤ６と溶接にて固着して一体化している一方、底面側のキルン外周面の鋼板２とは溶接やボルト等で固着することなくフリーな状態にて支持させるようにしていると共に、タイヤ支持材５周囲のキルン外周面の鋼板２にはフリー状態のタイヤ支持材５がキルン円周方向（図２中の上下方向）へズレ動くのを規制・阻止する横ズレ防止片１９と、キルン軸方向（図２中の左右方向）へズレ動くのを規制・阻止する縦ズレ防止片２０とをそれぞれ固着している。なお、前記縦ズレ防止片２０は、図に示すように、タイヤ支持材５の左右一端側のみに固着して他端側にタイヤ支持材５が熱膨張した際の伸びしろを確保している一方、上下に隣り合う各タイヤ支持材５の左右位置へ交互に（千鳥状に）配置することでタイヤ支持材５を所定位置に留めるような構成としている。

また、タイヤ支持材５の両端脚部にはそれぞれキルン半径方向（タイヤ支持材５の厚み方向）にボルト挿通孔２１を貫通させていると共に、該ボルト挿通孔２１の上端開口部側よりタイヤ支持材５の高さ調整用ボルト２２を挿通させており、該高さ調整用ボルト２２の締め付け操作に応じてボルト先端部をボルト挿通孔２１の下端開口部より出没・進退させることにより、タイヤ支持材５の高さ幅を自在に調整可能としている。例えば、タイヤ支持材５が熱変形を来して、タイヤ支持材５とキルン外周面との間に隙間が生じた場合には、その隙間幅に応じて前記高さ調整用ボルト２２を締め付け操作し、ボルト先端部をボルト挿通孔２１の下端開口部側より突出させてキルン外周面の鋼板２と当接させることにより、タイヤ支持材５の高さ幅が調整されてキルン外周面上に隙間無くしっかりと支持させることが可能となる。

また、タイヤ支持材５とキルン外周面の鋼板２との間には、図に示すように、平面視でタイヤ支持材５と略同一サイズの平板２３を挟持させており、前記高さ調整用ボルト２２の先端部をボルト挿通孔２１の下端開口部側より突出させた場合においても、ボルト先端部分よりも広い支持面積の平板２３を介して支持させることでタイヤ支持材５の安定した支持が可能なように図っている。図中の２４は、前記平板２３が抜け落ちてしまうのを防止する脱落防止片であって、該脱落防止片２４は各タイヤ支持材５の左右一端側に固着している縦ズレ防止片２０の反対位置に固着しており、図に示すように、タイヤ支持材５の熱膨張時の伸びしろ分を考慮してタイヤ支持材５の端部から若干の間隔を置いて固着している。なお、高さ調整用ボルト２２の先端部分でもタイヤ支持材５を十分に安定して支持可能な場合には、前記平板２３を省略することができる。

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の両端脚部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。

一方、図３に示すように、タイヤ支持材５の両端脚部をキルン外周面に固着していないことにより（ａ）、高温に晒された前記両端脚部がキルン半径方向（タイヤ支持材５の上面側）に向かって反り返るような熱変形を来たし、タイヤ支持材５とキルン外周面との設置面に隙間が生じた場合には（ｂ）、作業員はタイヤ支持材５の両端脚部に備えた一対の高さ調整用ボルト２２をそれぞれ締め付け操作し、各ボルト先端部をボルト挿通孔２１の下端開口部側より突出させ、平板２３を介してキルン外周面の鋼板２に当接させることにより（ｃ）、タイヤ支持材５とキルン外周面とを隙間無くしっかりと支持固定させる。

このように、タイヤ支持材５の両端脚部をキルン外周面の鋼板２と固着せずにフリー状態で支持するようにしたことにより、熱応力を効果的に抑制できて歪みやクラック等の破損の発生を極力防ぐことができると共に、フリー状態としたことでタイヤ支持材５の両端脚部がタイヤ支持材５の上面側に反り返るような熱変形を来して鋼板２との設置面に隙間が生じた場合にも、高さ調整用ボルト２２の締め付け操作というごく簡単な作業にて比較的容易にかつ短時間にて隙間調整が行え、作業員の負担も少なく、タイヤ支持材をがたつき無く安定して支持させることが可能となる。

１…ロータリーキルン４…キルン本体
５…タイヤ支持材６…タイヤ
１９…横ズレ防止片２０…縦ズレ防止片
２１…ボルト挿通孔２２…高さ調整用ボルト

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、複数の略鞍形状のタイヤ支持材をキルン本体外周面に固着することなくキルン円周方向へ所定間隔にて配し、各タイヤ支持材の外周には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、前記タイヤ支持材の両端脚部にそれぞれキルン半径方向にボルト挿通孔を貫通させ、該ボルト挿通孔の上端開口部よりタイヤ支持材の高さ調整用ボルトを挿通し、該高さ調整用ボルトの締め付け操作に応じてボルト先端部をボルト挿通孔の下端開口部より出没させてタイヤ支持材の高さ幅を調整可能に構成する一方、タイヤ支持材周囲のキルン本体外周面には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横ズレ防止片と、キルン軸方向へズレ動くのを阻止する縦ズレ防止片とを固着したことを特徴とするロータリーキルン。