JP6436748B2 - 焼結鉱の冷却機 - Google Patents

Description

本発明は、焼結鉱を冷却する焼結鉱の冷却機に関する。

焼結機によって焼結された焼結鉱を冷却する冷却機として、例えば特許文献１、２に記載のようなものが提案されている。
特許文献１、２に開示されたものは、いずれも平面視において円環状の冷却槽を回転させると共に冷却槽の上部から焼結鉱を投入し、冷却槽内に冷却ガスとしての空気を通して冷却槽内の焼結鉱を冷却し、冷却後の焼結鉱を冷却槽の下部から排出することを連続的に行うようにしている。

特開２００４−６９１３５号公報 特開昭５４−１３１５０６号公報

特許文献１に開示された冷却機では、ブロワにより常温の外気が冷却ガスとして冷却槽内に圧送され、焼結鉱の間隙を通って高温となった冷却ガスは冷却槽の開放された上方から排出される。この排ガスには粉塵が多く含まれるため、冷却槽の上部を覆うフードが設けられており、フードの開口部には粉塵の流出を妨げる衝突板が設けられている。

しかし、このように冷却槽内に空気を圧送するタイプの場合、粉塵を含む排気は大面積の開口から外気に放出されることとなるため、トラップを設けたとしても粉塵を十分に除去することは難しい。また、排気全量を集塵設備に通す構造とするためには排出口となる開口部を覆う必要があるが、大面積の開口部を外側から覆う設備を設ければ、装置全体の大型化は避けられない。

一方、特許文献２に開示されたものは、冷却ガスとしての外気を冷却槽に接続された吸気ダクトを介して吸引することにより冷却槽内を通し、排ガスは排ガス回収ダクトを通して排出される。このように冷却槽を通して冷却ガスとしての空気を吸引するタイプの場合、粉塵を含む排ガスは全て排ガス回収ダクトを通るため、この流路に集塵設備を設けることで、装置全体を大型化せずに集塵率を高めることができる。

しかし、この構成の場合、焼結鉱から熱を受け取った高温すなわち低密度の空気をブロワで吸い出すこととなるため、特許文献１に記載の構成のように常温の空気をブロワで圧送するものと比べてブロワにかかる負荷が高くなる。特に、特許文献２の構成においては、低温ゾーン（下側のゾーン）の一次側排気ガスを高温ゾーン（上側のゾーン）の焼結鉱冷却ガスとして利用するため、外周側側面の下方から冷却槽内に取り入れられた空気が、低温側１次排気チャンバー２２、低温排ガスダクト２４、低温側２次排気チャンバー１８を通って再度冷却槽内に取り入れられ、最後に高温側排気チャンバー２３を通して排出される。即ち、冷却ガスとしての空気が冷却槽内の焼結鉱の隙間を２回通過する構造となっている。そのため、冷却槽における圧力損失も大きく、排出用のブロワの負荷が一層高くなる。さらに、一度冷却槽下方を通過して高温となった空気を直後に冷却槽上方に導く構成であるため、全体として高い冷却効率が得難く、所定量の焼結鉱を冷却するのに長時間を要し、換言すれば処理量を多くするには装置を大型化する必要が生じることも考えられる。

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、焼結鉱の冷却効率がよく大量処理が可能でありながら、熱回収効率が高く集塵も容易となる装置をコンパクトな構成で実現可能な焼結鉱の冷却機を提供することを目的としている。

（１）本発明に係る焼結鉱の冷却機は、焼結鉱を投入するための投入部と、該投入部よりも下方に設けられ、冷却された焼結鉱を排出するための排出部とを有し、平面視にて円環状をなす冷却槽を備え、該冷却槽を回転させながら焼結鉱を前記投入部から投入すると共に前記冷却槽内の焼結鉱に送風して該焼結鉱を冷却し、冷却された焼結鉱を前記排出部から排出するように構成された、焼結鉱を冷却する冷却機であって、
前記冷却槽の一方の側面に焼結鉱を留めるとともにガスを通過させるガス通過部が設けられ、
前記冷却槽の他方の側面のうち、前記ガス通過部と相対する部分が、焼結鉱を留めるとともに空気を通過させる通気部であり、
前記ガス通過部と前記通気部とに挟まれた領域で規定される冷却領域の高さ方向の長さが、前記冷却槽の高さの１／２以上であり、
前記冷却領域は、厚みが前記冷却槽の高さの１／６〜１／４の範囲内にあり、
前記冷却槽の内周側及び外周側の双方の側壁の上端が、前記冷却領域の上端よりも前記冷却領域の厚さの１．２倍以上高い位置にあり、
前記ガス通過部の全体を覆うことによって吸引室を形成する吸引室形成壁と、
前記吸引室と連通するように前記吸引室に接続された吸気ダクトと、
前記冷却槽内のガスを吸引するための負圧を前記吸気ダクト内に生じさせるように構成された吸引装置と、
前記吸気ダクトに接続された排熱回収器と、を備えることを特徴とするものである。

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記冷却槽の冷却領域は、厚みが高さの１／６〜１／５の範囲内にあることを特徴とするものである。

（３）また、上記（１）または（２）に記載のものにおいて、前記冷却槽は、内周側及び外周側の双方の側壁の上端が、前記ガス通過部の上端よりも前記冷却槽の厚さの１．５倍以上高い位置にあることを特徴とするものである。

（４）また、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のものにおいて、前記排熱回収器と前記冷却槽の前記通気部との間を接続する循環ダクトをさらに備え、
前記排熱回収器から排出されたガスの少なくとも一部が前記冷却槽の前記通気部に導かれて循環するよう構成されていることを特徴とするものである。

（５）また、上記（１）〜（４）のいずれかに記載のものにおいて、前記吸引室が、第１吸引室と、前記第１吸引室よりも下方の第２吸引室との２つに分割されており、
前記吸気ダクトは、
前記第１吸引室に接続された第１ダクトと、
前記第２吸引室に接続された第２ダクトと、を備え、
前記吸引装置は、前記第１ダクトを通してガスを吸引する第１吸引装置と、前記第２ダクトを通してガスを吸引する第２吸引装置とを含み、
前記第１ダクトのみが前記排熱回収器に接続されていることを特徴とするものである。

（６）また、上記（５）に記載のものにおいて、前記ガス通過部が前記冷却槽の内周側の側面に設けられており、
前記第１ダクトが、前記冷却槽の上端よりも上方に延びる第１縦方向延出部を含み、
前記第２ダクトが、前記冷却槽の上端よりも上方に延びる第２縦方向延出部を含み、
前記第２縦方向延出部が、前記円環状の冷却槽に囲まれた空間の中心部において上方に延びるように配置され、
前記第１縦方向延出部が、前記円環状の冷却槽に囲まれた空間において、平面視で前記第２縦方向延出部を囲むように複数配置されていることを特徴とするものである。

（７）また、上記（６）に記載のものにおいて、前記第２ダクトが、前記第２縦方向延出部と前記第２吸引室との間を接続する横方向に延びる複数の横方向導管を備え、該複数の横方向導管は、該複数の横方向導管から前記第２縦方向延出部内に流入したガスが該第２縦方向延出部内で旋回流を形成するように、平面視において各々の中心軸が前記第２縦方向延出部の径方向に対して傾いた状態で前記第２縦方向延出部に接続されていることを特徴とするものである。

（８）また、上記（１）〜（７）のいずれかに記載のものにおいて、前記吸引室内におけるガス通過部側からダクト側への気流の少なくとも一部の流れ方向を変化させてダストの通過を規制する邪魔板を有するダスト通過規制部材と、該ダスト通過規制部材によって通過が規制されたダストを捕集するダスト捕集部とを、更に備えたことを特徴とするものである。

（９）また、上記（８）に記載のものにおいて、前記ダスト通過規制部材は、複数の前記邪魔板が、互いに離間し且つ前記ダスト通過規制部材の厚さ方向に対して傾斜するように配置されたルーバーフィルタであることを特徴とするものである。

（１０）また、上記（９）に記載のものにおいて、前記ダスト通過規制部材は、前記吸引室内において、前記ガス通過部側の空間と前記ダクト側の空間との間に境界を形成するように設けられていることを特徴とするものである。

（１１）また、上記（８）〜（１０）のいずれかに記載のものにおいて、前記ダスト捕集部は、吸引室を形成する吸引室形成壁のうち、前記ガス通過部側の空間を画定する部分が、下方に向かって傾斜するとともに前記ダスト通過規制部材の垂直下方に位置するダスト受け部を有し、ダスト受け部の下端にダスト排出機構が設けられていることを特徴とするものである。

本発明においては、円環状の冷却槽の一方の側面に焼結鉱を留めるとともにガスを通過させるガス通過部が設けられ、冷却槽の他方の側面のうち、ガス通過部と相対する部分が、焼結鉱を留めるとともに空気を通過させる通気部であり、ガス通過部と通気部とに挟まれた領域で規定される冷却領域の高さ方向の長さが、冷却槽の高さの１／２以上であり、冷却領域は、厚みが冷却槽の高さの１／６〜１／４の範囲内にあり、前記ガス通過部の全体を覆うことによって吸引室を形成する吸引室形成壁と、前記吸引室全体と直接連通するように前記吸引室に接続された吸気ダクトと、前記冷却槽内のガスを吸引するための負圧を前記吸気ダクト内に生じさせるように構成された吸引装置と、を備え、前記冷却槽の内周側及び外周側の双方の側壁の上端が、前記冷却領域の上端よりも前記冷却領域の厚さの１．２倍以上高い位置にあることにより、焼結鉱の冷却効率がよく大量処理が可能でありながら、熱回収効率が高く集塵も容易となる装置をコンパクトな構成で実現可能な焼結鉱の冷却機を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る焼結鉱の冷却機の斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る焼結鉱の冷却機の一部断面を含む側面図である。 本発明の実施の形態１に係る焼結鉱の冷却機の縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係る焼結鉱の冷却機の一部断面の拡大図である。 本発明の実施の形態１に係る焼結鉱の冷却機の全体構成を示す模式図である。 図３の矢視Ａ−Ａ断面図である。 図３の矢視Ｂ−Ｂ断面図である。 図３の矢視Ｃ−Ｃ断面図である。 図３の矢視Ｄ−Ｄ断面図である。 図３の矢視Ｅ−Ｅ断面図である。 第２ダクトの動作説明図である（その１）。 第２ダクトの動作説明図である（その２）。 第１ダクトの詳細説明図である。 本発明の実施の形態２に係る焼結鉱の冷却機の縦断面図である。 本発明の実施の形態２に係る焼結鉱の冷却機の一部断面の拡大図である。 図１４の矢視Ｅ−Ｅ断面図であり、一部に図１４に示した矢視Ｆ−Ｆ断面部分を含んでいる。 本発明の実施の形態２に係る焼結鉱の冷却機の全体構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態３に係る焼結鉱の冷却機の全体構成を示す模式図である。

［実施の形態１］
本実施の形態にかかる焼結鉱の冷却機１は、図１〜４に示されるように、平面視にて円環状をなす冷却槽３と、冷却槽３の内周側の側面に形成された吸引室５と、吸引室５に連通するように接続された吸気ダクト７と、吸気ダクト７内に負圧を生じさせる吸引装置（第１ブロワ７９、第２ブロワ６１）（図５参照）とを備えている。尚、以下に示す本実施形態を含む各実施形態を示す図面においては、寸法比率が厳密に正しくは示されていない箇所も存在する。
以下、各構成を詳細に説明する。

＜冷却槽＞
冷却槽３は、下面にレール１１ａを有し後述する支持ホイール９上を回転する円環状の回転テーブル１１と、回転テーブル１１の上に立設された内周側側壁１３と、内周側側壁１３に対して所定の距離を離して立設された外周側側壁１５とを有し、これら回転テーブル１１、内周側側壁１３及び外周側側壁１５によって囲まれる空間に焼結鉱１６を収容できるようになっている。
冷却槽３の一方の側面、本実施形態１では内周側側壁１３に焼結鉱を留めるとともにガスを通過させる内側ルーバ部２１が設けられ、冷却槽３の他方の側面、本実施形態１では外周側側壁１５のうち、内側ルーバ部２１と相対する部分が、焼結鉱を留めるとともに空気を通過させる外側ルーバ部２３である。
内側ルーバ部２１と外側ルーバ部２３とに挟まれた領域で規定される冷却領域の高さ方向の長さが、冷却槽３の高さの１／２以上に設定されている。
冷却槽３の冷却領域は、厚みが高さの略１／５に設定され、図１〜図３に示すように、その縦断面形状は縦長になっている。なお、冷却槽３の冷却領域は、圧力損失を小さくして吸引抵抗を減らすためには、厚みが冷却槽３の高さの１／４以下に設定されていればよいが、１／５以下に設定されるのがより好ましい。また、十分な熱回収を可能とするためには、焼結鉱を通した空気を十分に熱することができる必要があり、冷却領域の厚みはある程度大きくしておく必要があるため、冷却槽３の高さに対する厚みの比の下限は１／６程度である。冷却槽３の高さＨは、図２〜図４に示すように、冷却槽３の床面（回転テーブル１１の上面）から内周側側壁１３及び外周側側壁１５の上端までの距離である。冷却槽の冷却領域の厚みは、好ましくは700ｍｍ〜2000ｍｍ程度であり、更に好ましくは1500〜1700ｍｍの範囲内である。
なお、本発明において冷却槽３の冷却領域の厚みとは、高さ方向の中央における、径方向に対向する内壁間の距離である。後述するように、本実施形態では、冷却槽３の内周側側壁１３のうちの一部が内側ルーバ部２１となっているが、このようなルーバ構造である場合には、内壁間の距離とは、ルーバ部の冷却槽内方の端部間の距離、すなわち対向するルーバ部の間の最短距離である。

回転テーブル１１の下方には、円環状に設けられた２つの基台１８上に多数の支持ホイール９が設置されており、回転テーブル１１は、レール１１ａが支持ホイール９に支持されて回転できるようになっている。
回転テーブル１１の内周面には第１ガイドホイール１７が設けられており、また内周側側壁１３の内周面上部には第２ガイドホイール１９が設けられており、後述する第１ガイドレール３５及び第２ガイドレール３７に沿って転動できるようになっている。

冷却槽３の冷却領域の縦断面形状を縦長にすると共に、冷却領域の高さ方向の長さを、冷却槽３の高さの１／２以上とすることで、冷却槽３の冷却領域のガス通過抵抗が小さくなり、ブロワの負荷を抑えることができる。また、低温の外気に触れる焼結鉱の接触面積を大きくすることができるため、焼結鉱１６の冷却効率向上が可能となる。そして、同量の焼結鉱処理が可能な装置で比較したときに、冷却効率が高ければより小さな装置で処理が可能となるため、冷却効率向上によって装置全体のコンパクト化も実現される。

冷却槽３には焼結鉱１６が充填されるが、この焼結鉱１６の設計上の充填高さは、ガス通過部の上端から焼結鉱の充填高さ位置までの高さが冷却槽３の厚さの１．２倍以上、好ましくは１．５倍以上となるように設定される。
このように焼結鉱１６の設計上の充填高さを設定する理由は、ガス通過部よりも上方に焼結鉱１６が所定量以上存在するようにすることで、ブロワによって大気を吸気する際に、冷却槽３の上端側から充填された焼結鉱１６の上面を介して大気が吸気されるのを防止するためである。これにより、吸引される空気が全て外側ルーバ部（通気部）２３から冷却領域を通して吸引されることとなり、焼結鉱１６の上面から十分に熱されていない空気が吸引室側に取り込まれることが防止され、熱回収効率を高めることができる。
尚、内周側側壁１３及び外周側側壁１５はできる限り低くすることが望ましい。従って、これらの上端は、通常、上記のような制約により定まる設計上の充填高さまで充填された焼結鉱１６の上端近傍となるように設定される。従って、上記説明において、冷却槽３の床面から内周側側壁１３及び外周側側壁１５の上端までの距離としている本発明における冷却槽３の高さＨは、焼結鉱１６の設計上の充填高さに近い。従って、本発明においては、冷却槽３の冷却領域の厚みが、焼結鉱１６の設計上の充填高さの１／６〜１／４、好ましくは１／６〜１／５の範囲内に設定されていると言うこともできる。

また、冷却槽３は、図２、図３に示すように、その断面形状が下方に至るに従って拡幅する形状になっている。このような形状とすることにより、本願発明のように厚みと高さとの比を設定して縦長の冷却槽としても、冷却槽の内部で焼結鉱が落下しやすく、詰まりの防止が可能である。

冷却槽３の上面には、冷却槽３の上面を覆う蓋部材２５が設けられており、この蓋部材２５の一部には、焼結鉱１６を投入するための投入部２５ａが設けられている（図７参照）。また、冷却槽３の下端部には冷却された焼結鉱１６を排出するための排出部２７が設けられている。排出部２７の近傍には、スクレーパ２９が設けられており、冷却された焼結鉱１６を掻きだすようになっている。

＜架構部＞
冷却槽３の円環の内側には、基礎３１が設けられ、さらにその上に架構部３３が構築されている。架構部３３は、前述した蓋部材２５を支持している。また、架構部３３は、後述する吸引室５を形成する吸引室形成壁３９や吸気ダクト７を支持している。
架構部３３の基礎３１外周面には第１ガイドレール３５が、また架構部３３の上部の外周面には第２ガイドレール３７がそれぞれ設けられており（図４参照）、冷却槽３に設けた第１ガイドホイール１７及び第２ガイドホイール１９が走行できるようになっている。
このように、第１ガイドホイール１７及び第２ガイドホイール１９を設けることで、回転テーブル１１は、安定して回転できるようになっている。なお、回転テーブル１１は、図示しない駆動手段によって所定の回転数で回転する。

＜吸引室＞
冷却槽３の内周側側壁１３における内側ルーバ部２１の全体を覆うようにフード状の吸引室形成壁３９が設けられ、この吸引室形成壁３９が吸引室５を形成している。吸引室５は、平面視で円環状になっており、架構部３３に取り付けられている。
吸引室５における高さ方向の中間よりも少し下の部分には、吸引室５を上下に分割する中間エアーシール４１が設けられており、吸引室５は、第１吸引室４３と、第１吸引室４３よりも下方の第２吸引室４５の２つに分割されている。

＜吸気ダクト＞
吸気ダクト７は、吸引室５と連通するように吸引室形成壁３９に接続されている。
本実施の形態の吸気ダクト７は、第１吸引室４３に接続された第１ダクト４７と、第２吸引室４５に接続された第２ダクト４９とを備えている。本願発明における吸気ダクトは、冷却槽の内周側側面の大部分からガスを吸引するために、吸引室全体と連通するように接続されている。そのため、吸引室全体が単一の空間を形成するように構成されている場合には吸気ダクトは単にこの吸引室に接続されていればよく、１系統のダクトで足りる。本実施形態のように吸引室が２つに分割された形態においては、吸気ダクトが吸引室全体と連通するために、それぞれの分室（第１吸引室４３と第２吸引室４５）に接続された第１ダクトと第２ダクトとの２系統の吸気ダクトを備える必要がある。

《第２ダクト》
第２ダクト４９は、円環状の冷却槽３に囲まれた空間の中心部において上方に延びるように配置された第２縦方向延出部５１と、第２縦方向延出部５１と第２吸引室４５との間を接続する横方向に延びる複数の横方向導管５３を備えている。
第２縦方向延出部５１の下部には、図３に示すように、下方に向かって中心方向に傾斜する第２漏斗状部５１ａが形成されており、第２漏斗状部５１ａの下端に第２ダスト排出機構５５が設けられている。
第２縦方向延出部５１の上部には、第２通風ダクト５７が接続され（図２、図３参照）、第２通風ダクト５７には第２除塵機５９（本発明の集塵機に対応）と、第２吸引装置としての第２ブロワ６１が設置されている（図５参照）。

複数の横方向導管５３は、平面視において各々の中心軸が第２縦方向延出部５１の径方向に対して傾いた状態で第２縦方向延出部５１に放射状に接続されている（図９参照）。横方向導管５３をこのように接続することで、複数の横方向導管５３から第２縦方向延出部５１内に流入したガスが第２縦方向延出部５１内で旋回流を形成する（図１１参照）。旋回流を形成することで、吸引ガスに含まれる塵埃が、図１２に示すように、ガスから分離されて第２ダスト排出機構５５に向けて落下する。

《第１ダクト》
第１ダクト４７は、第２ダクト４９の第２縦方向延出部５１を囲むように配置された円環状の第１円環部６３と、第１円環部６３と第１吸引室４３とを連通させる連通管部６５と、一端が第１円環部６３に接続されて平面視で第２縦方向延出部５１を囲むように配置された複数の第１縦方向延出部６７によって構成されている（図３、図６参照）。
第１円環部６３の下面には、複数の第１漏斗状部６９が取り付けられており、第１漏斗状部６９の下端部には第１ダスト排出機構７１が取り付けられている（図３、図１３参照）。
第１縦方向延出部６７の上部には、第１通風ダクト７３が接続され、第１通風ダクト７３には第１除塵機７５（本発明の集塵機に対応）、排熱回収器としてのボイラ７７、第１吸引装置としての第１ブロワ７９が設置されている（図５参照）。

吸気ダクト７を上記のように構成したことにより、吸気ダクト７を円環状の冷却槽３の環の内部に収容することができ、装置全体をコンパクト化できる。

＜シール構造＞
上述のように、冷却槽３は回転するが、蓋部材２５と吸引室形成壁３９は架構部３３に固定されており、回転しない。そのため、冷却槽３とこれら蓋部材２５及び吸引室形成壁３９の接続部において、両者が相対移動できる状態にする必要がある。その一方で、上記の接続部に通風可能な隙間があると、冷却槽３に外気を取り込む際に、外側ルーバ部２３以外から外気が入り込むことになり、焼結鉱１６の冷却に寄与する外気取り込み量が減るために冷却効率が低下する。
そこで、本実施の形態では、蓋部材２５と冷却槽３の上端部との間、冷却槽３の内周面側側壁と吸引室形成壁３９との間に水封式のシール構造８１を設け、外気を吸引する際に当該部位から吸引されることなく、冷却に寄与する箇所から外気を吸引できるようにして、冷却効率を向上させている（図４参照）。

上記のように構成された冷却機１の動作を説明する。
冷却槽３を所定の回転数で回転させながら、図示しない供給シュートから焼結鉱１６を冷却槽３の投入部２５ａに連続して供給する。冷却槽３に供給された焼結鉱１６は、冷却槽３内に徐々に堆積される。
第１ブロワ７９、第２ブロワ６１を駆動することで、第１ダクト４７及び第２ダクト４９内に負圧が生じ、冷却槽３の外側ルーバ部を介して外気が冷却槽３内に吸引されて、焼結鉱１６の冷却が行われる。このとき、前述したように、冷却槽３の冷却領域の縦断面形状を縦長にすると共に、冷却槽３の冷却領域の高さ方向の長さが、冷却槽３の高さの１／２以上となっているので、冷却槽のガス通過抵抗が小さくなり、ブロワの負荷を抑えることができる。また、低温の外気に触れる焼結鉱の接触面積を大きくすることができるため、焼結鉱１６の冷却効率向上が可能となる。

焼結鉱１６を冷却したガスは、第１吸引室４３、第２吸引室４５に吸引される。第１吸引室４３に吸引されたガスは、第１ダクト４７の連通管部６５、第１円環部６３、第１縦方向延出部６７、第１通風ダクト７３を介して第１除塵機７５に流れて除塵され、ボイラ７７によって排熱回収される。第１円環部６３、塵埃が第１漏斗状部６９を介して第１ダスト排出機構７１に回収される。
また、第２吸引室４５に吸引されたガスは、横方向導管５３、第２縦方向延出部５１、第２通風ダクト５７を介して第２除塵機５９に流れて除塵され、図示しない冷却設備にて所定の温度に冷却された後、大気に放出される。

このように、吸引室が、第１吸引室４３と、第１吸引室４３よりも下方の第２吸引室４５との２つに分割され、吸気ダクトが、第１吸引室４３に接続された第１ダクト４７と、第２吸引室４５に接続された第２ダクト４９と、を備え、吸引装置は、第１ダクト４７と接続された第１吸引装置と、第２ダクト４９と接続された第２吸引装置とを含むことにより、冷却槽の上部から排出される比較的高温の排ガスと冷却槽の下部から排出される比較的低温の排ガスとが混合されず、第１吸引室４３を通して高温の排気ガスのみを取り出すことができる。この高温の排気ガスを排熱回収ボイラに導くことで高い熱効率の排熱回収が実現できる。

横方向導管５３から第２縦方向延出部５１に導入されたガスは、前述したように、旋回流となり、サイクロン効果によってガス中の塵埃が分離されて、第２漏斗部を介して第２ダスト排出機構５５に回収される。
第２吸引室４５を介して吸引されるガスに含まれる塵埃は第１吸引室４３を介して吸引されるガスに含まれる量よりも少ないので、第２除塵機５９を簡易的な低廉なものにすることができる。

冷却された焼結鉱１６は、冷却槽３の回転に伴って冷却槽３の下部に設けられたスクレーパ２９によって連続的に掻き出され、コンベア８３にて搬送される（図２、図３、図１０参照）。下層にある焼結鉱１６が掻き出されることによって、上層の焼結鉱１６が徐々に下層に移動する。つまり、冷却槽３の上部にある投入部２５ａから投入された焼結鉱１６は、冷却槽３内を下層に移動しながら徐々に冷却されて、スクレーパ２９によって冷却槽３から掻き出される。

以上のように、本実施の形態の冷却機１によれば、冷却槽３の冷却領域の高さ方向の長さを、冷却槽３の高さの１／２以上とし、冷却領域の厚みを冷却槽の高さの１／６〜１／４の範囲内に設定することにより、低温の外気に触れる焼結鉱の接触面積を大きくすることができるため、焼結鉱の冷却効率がよく大量処理が可能である。また、ガス通過部の全体を覆う吸引室から吸引する構成としているため、冷却槽内の冷却領域を厚さ方向に通過してきた大量の高温ガスを効率よく排熱回収器に導入可能で、熱効率を高くすることができるとともに、集塵も容易となる。尚、冷却槽の縦断面形状が縦長となっているため、冷却槽のガス通過抵抗が小さくなり、ブロワの負荷を抑えることもできる。

［実施の形態２］
図１４は本発明の実施の形態２に係る焼結鉱の冷却機９１の縦断面図であり、実施の形態１の冷却機１を示した図１〜４と同一部分には同一の符号を付してある。
図１４に示す冷却機９１は、焼結鉱を投入するための投入部２５ａ（図７参照）と、投入部２５ａよりも下方に設けられ、冷却された焼結鉱を排出するための排出部２７とを有し、平面視にて円環状をなす冷却槽３を備え、冷却槽３を回転させながら焼結鉱を投入部２５ａから投入すると共に冷却槽３内の焼結鉱に送風して焼結鉱を冷却し、冷却された焼結鉱を排出部２７から排出するように構成されたものであって、冷却槽３の一方の側面、本実施形態では内周側の側面に、焼結鉱を留めるとともにガスを通過させるガス通過部としての内側ルーバ部２１を有し、ガス通過部の全体を覆うことによって吸引室９３を形成する吸引室形成壁９５と、吸引室９３と連通するように吸引室９３に接続された吸気ダクト９７と、冷却槽３内のガスを吸引するための負圧を前記吸気ダクト９７内に生じさせるように構成された吸引装置としてのブロワ９９（図１７参照）と、吸引室９３内におけるガス通過部側からダクト側への気流の少なくとも一部の流れ方向を変化させてダストの通過を規制する邪魔板１０１ａを有するダスト通過規制部材１０１と、ダスト通過規制部材１０１によって通過が規制されたダストを捕集するダスト捕集部１０３とを備えている。

冷却槽３は、実施の形態１と同様に、冷却槽３の冷却領域の高さ方向の長さが、冷却槽３の高さの１／２以上であり、冷却槽３の冷却領域の厚みが冷却槽３の高さの略１／５に設定されている。
吸引室９３には、ガス通過部側の空間と前記ダクト側の空間との間に境界を形成するようにダスト通過規制部材１０１が設けられている。ダスト通過規制部材１０１は、通過する気流に含まれるダストの約５０％以上の通過を規制するものが好ましい。
ダスト通過規制部材１０１は、図１５の丸で囲んだ拡大図に示すように、複数の邪魔板１０１ａが、互いに離間し且つダスト通過規制部材１０１の厚さ方向に対して傾斜するように配置されたルーバーフィルタであることが好ましい。
もっとも、ダスト通過規制部材は、邪魔板がダスト通過規制部材の厚み方向に直交するように配置されたものであってもよい。この場合、縞状の開口を有する複数の邪魔板を、前記開口がダスト通過規制部材の厚み方向で千鳥配置されるよう重ねるようにして配置してもよい。

吸引室９３は、実施形態１とは異なり、上下２室に分割されることなく形成され、吸引室９３と連通するように吸気ダクト９７が設けられている。
吸気ダクト９７は、円環状の冷却槽３に囲まれた空間の中心部において上下方に延びるように配置された縦方向延出部１０５と、縦方向延出部１０５と吸引室９３との間を接続する斜めに延びる複数の傾斜導管１０７を備えている。傾斜導管１０７は、図１６に示すように、縦方向延出部１０５から放射状に設けられている。
縦方向延出部１０５の下部には、図１４に示すように、下方に向かって中心方向に傾斜する漏斗状部１０５ａが形成されており、漏斗状部１０５ａの下端に第３ダスト排出機構１０９が設けられている。
縦方向延出部１０５の上部には、通風ダクト１１１が接続され（図１７参照）、通風ダクト１１１には排熱回収器としてのボイラ７７、吸引装置としてのブロワ９９が設置されている。

ダスト捕集部１０３は、吸引室９３の下部に設けられ、ダスト通過規制部材１０１によって通過が規制されて落下したダストを捕集するものである。
ダスト捕集部１０３は、吸引室９３を形成する吸引室形成壁９５のうち、ガス通過部側の空間を画定する部分が、下方に向かって傾斜するとともにダスト通過規制部材１０１の垂直下方に位置するダスト受け部１０３ａを有している。そして、ダスト受け部１０３ａの下端には、捕集したダストを排出するための第４ダスト排出機構１０３ｂが設けられている。

上記のように構成された本実施の形態２の冷却機９１の動作について、主として実施の形態１とは別の本実施の形態２に特有の動作について説明する。
ブロワ９９を駆動することで、吸気ダクト９７内に負圧が生じ、冷却槽３の外側ルーバ部２３を介して外気が冷却槽３内に吸引されて、焼結鉱１６の冷却が行われる。
焼結鉱１６を冷却したガスは、吸引室９３に吸引され、ダスト通過規制部材１０１を通過して傾斜導管１０７、通風ダクト１１１に流れてボイラ７７によって排熱回収される。
本実施の形態２のダスト通過規制部材１０１を通過するガスは、ガスに含まれる約５０％のダストの通過が規制され、通過が規制されたダストはダスト受け部１０３ａに落下して、第４ダスト排出機構１０３ｂから排出される。

本実施の形態２の冷却機９１においては、ダスト通過規制部材１０１を設けたことにより、ガスに含まれるダストの約５０％以上を捕集することができ、この場合には、図１７に示すように、実施の形態１で必要とされた第１除塵機７５が不要になる。

なお、上記の説明では、上下に分割していない吸引室９３にダスト通過規制部材１０１を設けると共に吸引室９３の下部にダスト捕集部１０３を設けた例を示したが、上下に分割した吸引室の上下の両方又はいずれか一方にダスト通過規制部材とダスト捕集部を設けるようにしてもよい。

［実施の形態３］
図１８は本発明の実施の形態３に係る焼結鉱１６の冷却機１１３の縦断面図であり、実施の形態１の冷却機１を示した図１〜４、実施の形態２の冷却機９１を示した図１４、図１５と同一部分には同一の符号を付してある。
図１８に示す冷却機１１３は、焼結鉱１６を投入するための投入部２５ａと、投入部２５ａよりも下方に設けられ、冷却された焼結鉱１６を排出するための排出部２７とを有し、平面視にて円環状をなす冷却槽３を備え、冷却槽３を回転させながら焼結鉱１６を投入部２５ａから投入すると共に冷却槽３内の焼結鉱１６に送風して焼結鉱１６を冷却し、冷却された焼結鉱１６を排出部２７から排出するように構成されたものである。

冷却槽３の内周側の側面には内側ルーバ部２１が形成され、冷却槽３の外周側の側面には外側ルーバ部２３が形成されている。内側ルーバ部２１は通気部となっており、通気部の高さ方向上側の一部（略３分の２）には、ボイラ７７からの排ガスを、循環ダクト１１５を通して供給する排ガス供給室１１７が設けられ、通気部の高さ方向下側の残りの部分（略３分の１）の部分は、外気を通気させる部位となっている。

また、冷却槽３の外周側には、外側ルーバ部２３（ガス通過部）の全体を覆うことによって吸引室９３を形成する吸引室形成壁９５が設けられている。また、吸引室９３と連通するように吸気ダクト９７が吸引室９３に接続され、吸気ダクト９７の下流側には通風ダクト１１１が連結され、通風ダクト１１１の下流端にはボイラ７７が設けられている。
ボイラ７７によって排熱回収されたガスは、一端側がボイラ７７に連結され、他端側が排ガス供給室１１７に連結された循環ダクト１１５を通して排ガス供給室１１７に供給され、内側ルーバ部２１（通気部）を介して冷却槽３に供給されるようになっている。

また、図１８に示すように、通風ダクト１１１と循環ダクト１１５は連結ダクト１１９を介して連結されており、循環ダクト１１５における連結ダクト１１９よりも排ガス供給室１１７側にブロワ９９が設けられている。ブロワ９９を駆動することで、吸気ダクト９７による吸引室９３からの吸気と循環ダクト１１５による排熱回収されたガスの排ガス供給室１１７への供給を行うことができる。

排熱回収されたガスを再び冷却槽３に供給して循環させることにより、排熱回収されたガスの残熱を有効に活用できる。
なお、排熱回収されたガスを冷却槽３に供給する排ガス供給室１１７を、通気部の上側にしたのは、仮に排ガス供給室１１７を通気部の全体を覆うようにしたり、下側を覆うようにしたりすると、冷却槽３の下部における焼結鉱１６の冷却が不十分となり、焼結鉱１６が製品としての許容範囲を超えた高温で排出部２７から排出される可能性があるからである。
通気部に対して排ガス供給室１１７を設ける範囲は、冷却槽３の容量、排熱回収されたガスの温度等によって、適宜設定すればよい。

冷却槽３は、実施の形態１と同様に、冷却槽３の冷却領域の高さ方向の長さが、冷却槽３の高さの１／２以上に、また冷却槽３の冷却領域の厚みが冷却槽３の高さの略１／５に設定されている。

上記のように構成された本実施の形態３の冷却機１１３の動作について、主として実施の形態１とは別の本実施の形態３に特有の動作について説明する。
ブロワ９９を駆動することで、吸気ダクト９７内に負圧が生じ、冷却槽３の内側ルーバ部２１から循環ガス及び外気が冷却槽３内に吸引されて、焼結鉱１６の冷却が行われる。
焼結鉱１６を冷却したガスは、吸引室９３に吸引され、通風ダクト１１１に流れてボイラ７７によって排熱回収される。

排熱回収されたガスは、循環ダクト１１５を通して排ガス供給室１１７に供給され、通気部を介して冷却槽３に供給される。冷却槽３に供給されたガスは、焼結鉱１６の冷却に供された後、吸引室９３に吸引され、通風ダクト１１１に流れてボイラ７７によって再び排熱回収される。

本実施の形態３の冷却機１１３においては、排熱回収されたガスの一部を、循環ダクト１１５を通して排ガス供給室１１７に供給して、焼結鉱１６の冷却に供するようにしたので、一度排熱回収されたガスの残熱を有効利用することができる。

尚、ボイラ７７の点検時等には、開閉バルブ１２１を開くとともに開閉バルブ１２５、１２６を閉じ、連結ダクト１１９によってボイラ７７をバイパスさせる。このとき、ブロワ９９に許容範囲外の高温ガスが流れ込むのを防止するため、開閉バルブ１２７を閉じるとともに開閉バルブ１３０、１３１を開き、ガスの循環を止める。従って、このようにボイラ７７をバイパスしたときには、冷却槽３に供給される冷却ガス（空気）は開閉バルブ１３１を通して取り入れられた外気であり、冷却槽３を通して高温となった排ガスは、冷却器１２０で冷却されて開閉バルブ１３０を通して外部に放出される。

上記の実施の形態３に係る焼結鉱の冷却機の説明では、吸引室を外周側に設け、循環ガスを冷却槽の内周側から戻す構成を例として示したが、このようにガスを排ガスを循環させる場合には、吸引室を内周側に設け、循環ガスを冷却槽の外周側から戻す構成としてもよい。

本発明を実施形態を用いて説明してきたが、本発明はこれらの実施形態の構成には限られない。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲の記載に基づいて定まるものであり、その範囲内において構成要素の省略や変形、改良を施した構成の全てが本発明に含まれる。

１ 冷却機（実施の形態１）
３ 冷却槽
５ 吸引室
７ 吸気ダクト
９ 支持ホイール
１１ 回転テーブル
１１ａ レール
１３ 内周側側壁
１５ 外周側側壁
１６ 焼結鉱
１７ 第１ガイドホイール
１８ 基台
１９ 第２ガイドホイール
２１ 内側ルーバ部
２３ 外側ルーバ部
２５ 蓋部材
２５ａ 投入部
２７ 排出部
２９ スクレーパ
３１ 基礎
３３ 架構部
３５ 第１ガイドレール
３７ 第２ガイドレール
３９ 吸引室形成壁
４１ 中間エアーシール
４３ 第１吸引室
４５ 第２吸引室
４７ 第１ダクト
４９ 第２ダクト
５１ 第２縦方向延出部
５１ａ 第２漏斗状部
５３ 横方向導管
５５ 第２ダスト排出機構
５７ 第２通風ダクト
５９ 第２除塵機
６１ 第２ブロワ
６３ 第１円環部
６５ 連通管部
６７ 第１縦方向延出部
６９ 第１漏斗状部
７１ 第１ダスト排出機構
７３ 第１通風ダクト
７５ 第１除塵機
７７ ボイラ
７９ 第１ブロワ
８１ シール構造
８３ コンベア
９１ 冷却機（実施の形態２）
９３ 吸引室
９５ 吸引室形成壁
９７ 吸気ダクト
９９ ブロワ
１０１ ダスト通過規制部材
１０１ａ 邪魔板
１０３ ダスト捕集部
１０３ａ ダスト受け部
１０３ｂ 第４ダスト排出機構
１０５ 縦方向延出部
１０５ａ 漏斗状部
１０７ 傾斜導管
１０９ 第３ダスト排出機構
１１１ 通風ダクト
１１３ 冷却機（実施の形態３）
１１５ 循環ダクト
１１７ 排ガス供給室
１１９ 連結ダクト
１２０ 冷却器
１２１、１２５、１２６、１２７、１３０、１３１ 開閉バルブ

Claims (11)

1. 焼結鉱を投入するための投入部と、該投入部よりも下方に設けられ、冷却された焼結鉱を排出するための排出部とを有し、平面視にて円環状をなす冷却槽を備え、該冷却槽を回転させながら焼結鉱を前記投入部から投入すると共に前記冷却槽内の焼結鉱に送風して該焼結鉱を冷却し、冷却された焼結鉱を前記排出部から排出するように構成された、焼結鉱を冷却する冷却機であって、
   前記冷却槽の一方の側面に焼結鉱を留めるとともにガスを通過させるガス通過部が設けられ、
   前記冷却槽の他方の側面のうち、前記ガス通過部と相対する部分が、焼結鉱を留めるとともに空気を通過させる通気部であり、
   前記ガス通過部の全体を覆うことによって吸引室を形成する吸引室形成壁を備え、
   前記吸引室形成壁によって全体が覆われた前記ガス通過部と前記通気部とに挟まれた領域で規定される冷却領域の高さ方向の長さが、前記冷却槽の高さの１／２以上であり、
   前記冷却領域は、厚みが前記冷却槽の高さの１／６〜１／４の範囲内にあり、
   前記冷却槽は、断面形状が下方に至るに従って拡幅する形状を有しており、
   前記冷却槽の内周側及び外周側の双方の側壁の上端が、前記冷却領域の上端よりも前記冷却領域の厚さの１．２倍以上高い位置にあり、
   前記吸引室と連通するように前記吸引室に接続された吸気ダクトと、
   前記冷却槽内のガスを吸引するための負圧を前記吸気ダクト内に生じさせるように構成された吸引装置と、
   前記吸気ダクトに接続された排熱回収器と、
   （１）前記吸引室内におけるガス通過部側からダクト側への気流の少なくとも一部の流れ方向を変化させてダストの通過を規制する邪魔板を有するダスト通過規制部材と、該ダスト通過規制部材によって通過が規制されたダストを捕集するダスト捕集部、及び（２）前記吸気ダクトに接続された集塵機、のうちの少なくともいずれか一方と、
   を備えることを特徴とする焼結鉱の冷却機。
2. 前記冷却槽の冷却領域は、厚みが高さの１／６〜１／５の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の焼結鉱の冷却機。
3. 前記冷却槽は、内周側及び外周側の双方の側壁の上端が、前記ガス通過部の上端よりも前記冷却槽の厚さの１．５倍以上高い位置にあることを特徴とする請求項１または２に記載の焼結鉱の冷却機。
4. 前記排熱回収器と前記冷却槽の前記通気部との間を接続する循環ダクトをさらに備え、
   前記排熱回収器から排出されたガスの少なくとも一部が前記冷却槽の前記通気部に導かれて循環するよう構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の焼結鉱の冷却機。
5. 前記吸引室が、第１吸引室と、前記第１吸引室よりも下方の第２吸引室との２つに分割されており、
   前記吸気ダクトは、
   前記第１吸引室に接続された第１ダクトと、
   前記第２吸引室に接続された第２ダクトと、を備え、
   前記吸引装置は、前記第１ダクトを通してガスを吸引する第１吸引装置と、前記第２ダクトを通してガスを吸引する第２吸引装置とを含み、
   前記第１ダクトのみが前記排熱回収器に接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の焼結鉱の冷却機。
6. 前記ガス通過部が前記冷却槽の内周側の側面に設けられており、
   前記第１ダクトが、前記冷却槽の上端よりも上方に延びる第１縦方向延出部を含み、
   前記第２ダクトが、前記冷却槽の上端よりも上方に延びる第２縦方向延出部を含み、
   前記第２縦方向延出部が、前記円環状の冷却槽に囲まれた空間の中心部において上方に延びるように配置され、
   前記第１縦方向延出部が、前記円環状の冷却槽に囲まれた空間において、平面視で前記第２縦方向延出部を囲むように複数配置されていることを特徴とする請求項５に記載の焼結鉱の冷却機。
7. 前記第２ダクトが、前記第２縦方向延出部と前記第２吸引室との間を接続する横方向に延びる複数の横方向導管を備え、該複数の横方向導管は、該複数の横方向導管から前記第２縦方向延出部内に流入したガスが該第２縦方向延出部内で旋回流を形成するように、平面視において各々の中心軸が前記第２縦方向延出部の径方向に対して傾いた状態で前記第２縦方向延出部に接続されていることを特徴とする、請求項６に記載の焼結鉱の冷却機。
8. 前記ダスト通過規制部材と前記ダスト捕集部とを備え、前記ダスト通過規制部材は、複数の前記邪魔板が、互いに離間し且つ前記ダスト通過規制部材の厚さ方向に対して傾斜するように配置されたルーバーフィルタであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の焼結鉱の冷却機。
9. 前記ダスト通過規制部材は、前記吸引室内において、前記ガス通過部側の空間と前記ダクト側の空間との間に境界を形成するように設けられていることを特徴とする請求項８に記載の焼結鉱の冷却機。
10. 前記ダスト通過規制部材と前記ダスト捕集部とを備え、前記ダスト捕集部は、吸引室を形成する吸引室形成壁のうち、前記ガス通過部側の空間を画定する部分が、下方に向かって傾斜するとともに前記ダスト通過規制部材の垂直下方に位置するダスト受け部を有し、ダスト受け部の下端にダスト排出機構が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の焼結鉱の冷却機。
11. 前記冷却領域の厚みが、７００ｍｍ〜２，０００ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の焼結鉱の冷却機。