JP6545698B2 - 膨張した粒質物を製造するための装置および方法 - Google Patents
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Description
例えばロータリフィーダ、シュートまたはグルーブドロール式フィーダによる材料供給の知られた解決策を使用する際の欠点を、以下に詳述する。シュート、ロータリフィーダまたはグルーブドロール式フィーダを用いた炉シャフトへの通常の材料供給によって、膨張シャフトの横断面に亘る比較的均等な材料分布が達成される。しかしながら、シャフトの横断面に亘って変化する流れの状況に基づき、このことは、異なる滞留時間従ってまた膨張した粒質物の異なる質をもたらすだろう。結果は、不均一に膨張した粒質物であり、壁面近傍の上昇流で循環する粒子状物質は、追加的に、シャフトにおける付着をもたらすだろう。
本目的を、例えばパーライト砂または黒曜石砂製の砂粒状の材料1から、特に、発泡剤を含んだ鉱物材料からなる膨張した粒質物を製造するための方法によって、達成する。材料を、供給装置を介して、上方から、実質的に垂直に延びている炉シャフトを有する炉へ導入し、かつ、材料は少なくとも1つの落下区間に沿って炉シャフトを通って落下し、材料を加熱し、かつ発泡剤によって膨張させる。この場合、少なくとも1つの下方に落ちるカーテンの形態をとる砂粒状の材料を、供給装置を通って、炉シャフトの上方領域に導入し、カーテンの前記落下区間は、炉シャフトの横断面の非中心領域、好ましくは周辺領域にある。砂粒状の材料を、第1の搬送区間を介して、第1の搬送方向に沿って搬送すること、および砂粒状の材料は、第1の搬送方向に対し斜めにまたは湾曲して延びている落下するカーテンとして、第1の搬送区間から下方へ出ることは好ましい。
好ましい実施の形態は、落下区間が、炉シャフトの内壁に沿って延びており、砂粒状の材料からなるカーテンと、内面との間の間隔が、高々50mm、好ましくは高々30mm、特に好ましくは高々20mmであることを特徴とすることは好ましい。
供給装置5は、図7に示す如く、少なくとも1つの落下するカーテン25の形態をとる砂粒状の材料1を炉シャフト3の上方領域に導入するように、形成されている。カーテン25の落下区間4は、炉シャフトの横断面の非中心の(ここでは、それどころか周辺の)領域にある。
図1の供給装置5は、図7に示す如く、カーテン25の形態をとる砂粒状の材料1を炉シャフト3に排出するために、炉シャフト3に向いた細長いスリット状の2つの出口開口部7を有する。
細長いスリット状の出口開口部の代わりに、線に沿って複数の並設された出口開口部9からなる、出口開口部の配列8も使用することができるだろう。このような実施の形態が、図6の平面図で示されている。
スリット状の出口開口部7(図1および5)、または出口開口部の配列8(図6)は、炉シャフト3の、向かい合う内壁11,12に実質的に平行に延びている。
図1は、更に、臨界温度を越える温度で粒子を加熱するための、炉シャフト3の壁部に設けられた(電気)加熱要素6と、シャフト3の中心領域におけるチャネル27を介してのプロセスガス28の給排とを示す。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
[1] 砂粒状の材料(1)からなる膨張した粒質物を製造するための装置(10)であって、該装置は、実質的に垂直に延びている炉シャフト(3)と、該炉シャフト(3)の上方に、または上方領域に設けられており、かつ、前記砂粒状の材料(11)を炉シャフト(3)に供給するための供給装置(5)とを有する炉(2)を具備し、該供給装置(5)は、少なくとも1つの下方に落ちるカーテン(25)の形態をとる前記砂粒状の材料(1)を前記炉シャフト(3)の上方領域に入れるために、形成されており、前記カーテン(25)の前記落下区間(4)は、前記炉シャフトの横断面の非中心領域、好ましくは周辺領域にあってなる装置において、
前記供給装置(5)は、前記砂粒状の材料(1)を第1の搬送方向(18)に沿って搬送するために、底部(17)を有する第1の搬送区間(16)を具備し、前記底部(17)は、前記第1の搬送区間(16)の端部領域で、前記第1の搬送方向(18)に対し斜めにまたは湾曲して延びておりかつ夫々越流部を形成する縁部(19,20)によって、区画されており、該縁部では、各々の砂粒状の材料(1)は、落下するカーテン(24)として、前記第1の搬送区間(16)から下方へ出ることを特徴とする装置。
[2] 前記供給装置(5)は、カーテン(25)の形態をとる前記砂粒状の材料(1)を前記炉シャフト(3)に排出するために、前記炉シャフト(3)に向いた少なくとも1つのスリット状の出口開口部(7)、および/または線に沿って並設された複数の出口開口部からなる、前記炉シャフト(3)に向いた少なくとも1つの出口開口部の配列を有することを特徴とする[1]に記載の装置。
[3] 前記スリット状の出口開口部(7)または前記出口開口部の配列(8)は、前記炉シャフト(3)の少なくとも1つの内壁(11,12)に実質的に平行に延びていることを特徴とする[2]に記載の装置。
[4] 前記スリット状の出口開口部(7)または前記出口開口部の配列(8)は、前記炉シャフト(3)の内壁(11,12)に対しては、以下のように、すなわち、前記スリット状の出口開口部(7)または前記出口開口部の配列(8)によって形成された前記カーテン(25)の前記落下区間(4)が、前記内壁の近傍に延びており、好ましくは、前記カーテン(25)の前記落下区間(4)は、前記炉シャフト(3)の前記内壁(11,12)から、高々50mm、好ましくは高々30mm、特に好ましくは高々20mm離れて延びているように、設けられていることを特徴とする[2]または[3]に記載の装置。
[5] 前記スリット状の出口開口部(7)または前記出口開口部の配列(8)は、前記炉シャフト(3)の内壁(11,12)に対しては、以下のように、すなわち、前記スリット状の出口開口部(7)または前記出口開口部の配列(8)によって形成された前記カーテン(25)の前記落下区間(4)が、前記炉シャフト(3)の前記内壁(11,12)から、少なくとも10mm離れて延びているように、設けられていることを特徴とする[2]ないし[4]のいずれか1項に記載の装置。
[6] 前記供給装置(5)は、前記砂粒状の材料(1)のための少なくとも1つのガイド面(13,14)を有し、該ガイド面は、垂直線に対し斜めに向いており、かつ、前記炉シャフト(3)に向いた出口開口部(7)または前記出口開口部の配列(8)に達し、前記供給装置(5)は、好ましくは、前記砂粒状の材料(1)を互いに反対方向に転向させる少なくとも2つのガイド面(13,14)を有することを特徴とする[1]ないし[5]のいずれか1項に記載の装置。
[7] 前記底面は、搬送方向(18)における前記第1の搬送区間(16)の端部領域でテーパ状をなし、好ましくは先がとがっていることを特徴とする[1]ないし[6]のいずれか1項に記載の装置。
[8] 前記底部(17)は、前記第1の搬送区間(16)の端部領域で、切れ込み部を有し、該切れ込み部は、越流部を形成する縁部(19,20)によって区画されており、かつ、好ましくはV字形の輪郭を有することを特徴とする[1]ないし[7]のいずれか1項に記載の装置。
[9] 前記第1の搬送区間(16)は、溝として形成されており、および/または振動ドライブ(21)に接続されていることを特徴とする[1]ないし[8]のいずれか1項に記載の装置。
[10] 前記第1の搬送区間(16)には、前記砂粒状の材料(1)の供給量を計量するための、特にバルブの形態をとる、計量手段(22)が前置されていることを特徴とする[1]ないし[9]のいずれか1項に記載の装置。
[11] 前記供給装置(5)は、第2の搬送区間(26)を有し、該第2の搬送区間は、前記第1の搬送区間(16)の下方に設けられており、かつ、前記第1の搬送区間(16)の前記縁部(19,20)から落下する複数のカーテン(24)の少なくとも1つのカーテンの面を回転させるために、転向手段(23)を有することを特徴とする[1]ないし[10]のいずれか1項に記載の装置。
[12] 前記転向手段(23)は、前記第1の搬送区間(16)の前記縁部(19,20)から落下するカーテン(24)の落下方向に対し斜めに向けられている少なくとも1つのガイド面(13,14)を形成することを特徴とする[11]に記載の装置。
[13] 前記転向手段(23)の第1のガイド面(13)は、前記第1の搬送区間(16)の、斜めに延びている第1の縁部(19)の下方に設けられており、かつ、第1のスリット状の出口開口部(7)または出口開口部の配列(8)に達すること、および、前記転向手段(23)の第2のガイド面(14)は、前記第1の搬送区間(16)の、斜めに延びている第2の縁部(20)の下方に設けられており、第2のスリット状の出口開口部(7)または出口開口部の配列(8)に達することを特徴とする[11]または[12]に記載の装置。
[14] 前記炉シャフトの横断面は、実質的に矩形であり、前記供給装置(5)によって、前記炉シャフト(3)の第1の内壁(11)に沿ったカーテン(25)の形態をとる第1の落下区間(4)が規定されており、前記炉シャフト(3)の第2の内壁(12)に沿ったカーテン(25)の形態をとる第2の落下区間(4)が規定されており、前記第1の内壁(11)および前記第2の内壁(12)は、互いに向かい合っていることを特徴とする[1]ないし[13]のいずれか1項に記載の装置。
[15] 前記供給装置(5)は、プロセスガス(28)を前記炉シャフト(3)に供給し、または該炉シャフト(3)から排出するための、前記炉シャフト(3)に達するチャネル(27)を有することを特徴とする[1]ないし[14]のいずれか1項に記載の装置。
[16] 前記チャネル(27)は、前記転向手段23にまたは該転向手段の下方に形成されていることを特徴とする[15]に記載の装置。
[17] 前記チャネル(27)の、前記炉シャフト(3)への合流点は、前記供給装置(5)によって規定され、かつ互いに向き合っている2つの落下区間(4)の間の領域に設けられていることを特徴とする[15]または[16]に記載の装置。
[18] 前記チャネル(27)の、前記炉シャフト(3)への合流点は、少なくとも1つのスリット状の出口開口部(7)または少なくとも1つの出口開口部の配列(8)よりも、前記炉シャフトの横断面の中心に近いことを特徴とする[15]ないし[17]のいずれか1項に記載の装置。
[19] 前記チャネル(27)の、前記炉シャフト(3)への合流点は、前記炉シャフトの横断面の中心領域に設けられていることを特徴とする[15]ないし[18]のいずれか1項に記載の装置。
[20] 例えばパーライト砂または黒曜石砂製の砂粒状の材料(1)、特に、発泡剤を含んだ鉱物材料からなる膨張した粒質物を製造するための方法であって、前記材料(1)を、供給装置(5)を介して、上方から、実質的に垂直に延びている炉シャフト(3)を有する炉(2)へ導入し、かつ、前記の材料は、少なくとも1つの落下区間(4)に沿って前記炉シャフト(3)を通って落下し、前記材料(1)を加熱し、かつ前記発泡剤によって膨張させ、少なくとも1つの下方に落ちるカーテン(25)の形態をとる前記砂粒状の材料(1)を、前記供給装置(5)を通って、前記炉シャフト(3)の上方領域に導入し、前記カーテン(25)の前記落下区間(4)は、前記炉シャフトの横断面の非中心領域、好ましくは周辺領域にあってなる方法において、
前記砂粒状の材料(1)を、第1の搬送区間(16)を介して、第1の搬送方向(18)に沿って搬送すること、および前記砂粒状の材料(1)は、前記第1の搬送方向(18)に対し斜めにまたは湾曲して延びている落下するカーテン(24)として、前記第1の搬送区間(16)から下方へ出ることを特徴とする方法。
[21] 前記落下区間(4)は、前記炉シャフト(3)の前記内壁(11,12)に沿って延びており、好ましくは、砂粒状の材料(1)からなる前記カーテン(25)と、前記内面(11,12)との間の間隔が、高々50mm、好ましくは30mm、特に好ましくは高々20mmであることを特徴とする[20]に記載の方法。
[22] 前記落下区間(4)は、前記炉シャフト(3)の内壁(11,12)に沿って延びており、砂粒状の材料(1)からなる前記カーテン(25)と、前記内面(11,12)との間の間隔が、少なくとも10mmであることを特徴とする[20]または[21]に記載の方法。
[23] 前記炉シャフト(3)の上方領域で、プロセスガス(28)を給排し、前記炉シャフトの横断面の中心近傍の領域で、該プロセスガス(28)の給排を行なうことを特徴とする[20]ないし[22]のいずれか1項に記載の方法。
[24] [1]ないし[19]のいずれか1項に記載の前記炉シャフト(3)が形成されていることを特徴とする[20]ないし[23]のいずれか1項に記載の方法。
2 炉
3 炉シャフト
4 落下区間
5 供給装置
10 装置
16 搬送区間
17 底部
18 搬送手段
19 縁部
20 縁部
24 カーテン
25 カーテン
Claims (35)
- 砂粒状の材料(1)から膨張した粒質物を製造するための装置(10)であって、該装置は、実質的に垂直に延びている炉シャフト(3)と、該炉シャフト(3)の上方に、または上方領域に設けられており、かつ、前記砂粒状の材料(1)を炉シャフト(3)に供給するための供給装置(5)とを有する炉(2)を具備し、該供給装置(5)は、少なくとも1つの下方に落ちるカーテン(25)の形態をとる前記砂粒状の材料(1)を前記炉シャフト(3)の上方領域に入れるために、形成されており、前記カーテン(25)の落下区間(4)は、前記炉シャフトの横断面の非中心領域にあってなる装置において、
前記供給装置(5)は、前記砂粒状の材料(1)を第1の搬送方向(18)に沿って搬送するために、底部(17)を有する第1の搬送区間(16)を具備し、前記底部(17)は、前記第1の搬送区間(16)の端部領域で、前記第1の搬送方向(18)に対し斜めにまたは湾曲して延びておりかつ夫々越流部を形成する縁部(19,20)によって、区画されており、該縁部では、各々の砂粒状の材料(1)は、落下するカーテン(24)として、前記第1の搬送区間(16)から下方へ出ることを特徴とする装置。 - 前記供給装置(5)は、カーテン(25)の形態をとる前記砂粒状の材料(1)を前記炉シャフト(3)に排出するために、前記炉シャフト(3)に向いた少なくとも1つのスリット状の出口開口部(7)、および/または線に沿って並設された複数の出口開口部からなる、前記炉シャフト(3)に向いた少なくとも1つの出口開口部の配列を有することを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記スリット状の出口開口部(7)または前記出口開口部の配列(8)は、前記炉シャフト(3)の少なくとも1つの内壁(11,12)に実質的に平行に延びていることを特徴とする、請求項2に記載の装置。
- 前記スリット状の出口開口部(7)または前記出口開口部の配列(8)は、前記炉シャフト(3)の内壁(11,12)に対しては、以下のように、すなわち、前記スリット状の出口開口部(7)または前記出口開口部の配列(8)によって形成された前記カーテン(25)の前記落下区間(4)が、前記内壁の近傍に延びているように、設けられていることを特徴とする、請求項2または3に記載の装置。
- 前記カーテン(25)の前記落下区間(4)は、前記炉シャフト(3)の前記内壁(11,12)から、高々50mm離れて延びているように、設けられていることを特徴とする、請求項4に記載の装置。
- 前記カーテン(25)の前記落下区間(4)は、前記炉シャフト(3)の前記内壁(11,12)から、高々30mm離れて延びているように、設けられていることを特徴とする、請求項5に記載の装置。
- 前記カーテン(25)の前記落下区間(4)は、前記炉シャフト(3)の前記内壁(11,12)から、高々20mm離れて延びているように、設けられていることを特徴とする、請求項6に記載の装置。
- 前記スリット状の出口開口部(7)または前記出口開口部の配列(8)は、前記炉シャフト(3)の内壁(11,12)に対しては、以下のように、すなわち、前記スリット状の出口開口部(7)または前記出口開口部の配列(8)によって形成された前記カーテン(25)の前記落下区間(4)が、前記炉シャフト(3)の前記内壁(11,12)から、少なくとも10mm離れて延びているように、設けられていることを特徴とする、請求項2ないし7のいずれか1項に記載の装置。
- 前記供給装置(5)は、前記砂粒状の材料(1)のための少なくとも1つのガイド面(13,14)を有し、該ガイド面は、垂直線に対し斜めに向いており、かつ、前記炉シャフト(3)に向いた出口開口部(7)または前記出口開口部の配列(8)に達していることを特徴とする、請求項1ないし8のいずれか1項に記載の装置。
- 前記供給装置(5)は、前記砂粒状の材料(1)を互いに反対方向に転向させる少なくとも2つのガイド面(13,14)を有することを特徴とする、請求項9に記載の装置。
- 前記底部(17)の底面は、搬送方向(18)における前記第1の搬送区間(16)の端部領域でテーパ状をなしていることを特徴とする、請求項1ないし10のいずれか1項に記載の装置。
- 前記底面は、前記第1の搬送区間(16)の端部領域で搬送方向(18)に先がとがっていることを特徴とする、請求項11に記載の装置。
- 前記底部(17)は、前記第1の搬送区間(16)の端部領域で、切れ込み部を有し、該切れ込み部は、越流部を形成する縁部(19,20)によって区画されていることを特徴とする、請求項1ないし12のいずれか1項に記載の装置。
- 前記切れ込み部は、V字形の輪郭を有することを特徴とする、請求項13に記載の装置。
- 前記第1の搬送区間(16)は、溝として形成されており、および/または振動ドライブ(21)に接続されていることを特徴とする、請求項1ないし14のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第1の搬送区間(16)には、前記砂粒状の材料(1)の供給量を計量するための計量手段(22)が前置されていることを特徴とする、請求項1ないし15のいずれか1項に記載の装置。
- 前記計量手段(22)はバルブの形態をとる、請求項16に記載の装置。
- 前記供給装置(5)は、第2の搬送区間(26)を有し、該第2の搬送区間は、前記第1の搬送区間(16)の下方に設けられており、かつ、前記第1の搬送区間(16)の前記縁部(19,20)から落下する複数のカーテン(24)の少なくとも1つのカーテンの面を回転させるために、転向手段(23)を有することを特徴とする、請求項1ないし17のいずれか1項に記載の装置。
- 前記転向手段(23)は、前記第1の搬送区間(16)の前記縁部(19,20)から落下するカーテン(24)の落下方向に対し斜めに向けられている少なくとも1つのガイド面(13,14)を形成することを特徴とする、請求項18に記載の装置。
- 前記転向手段(23)の第1のガイド面(13)は、前記第1の搬送区間(16)の、斜めに延びている第1の縁部(19)の下方に設けられており、かつ、第1のスリット状の出口開口部(7)または出口開口部の配列(8)に達すること、および、前記転向手段(23)の第2のガイド面(14)は、前記第1の搬送区間(16)の、斜めに延びている第2の縁部(20)の下方に設けられており、第2のスリット状の出口開口部(7)または出口開口部の配列(8)に達することを特徴とする、請求項18または19に記載の装置。
- 前記炉シャフトの横断面は、実質的に矩形であり、前記供給装置(5)によって、前記炉シャフト(3)の第1の内壁(11)に沿ったカーテン(25)の形態をとる第1の落下区間(4)が規定されており、前記炉シャフト(3)の第2の内壁(12)に沿ったカーテン(25)の形態をとる第2の落下区間(4)が規定されていることを特徴とする、請求項1ないし20のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第1の内壁(11)および前記第2の内壁(12)は、互いに向かい合っていることを特徴とする、請求項21に記載の装置。
- 前記供給装置(5)は、プロセスガス(28)を前記炉シャフト(3)に供給し、または該炉シャフト(3)から排出するための、前記炉シャフト(3)に達するチャネル(27)を有することを特徴とする、請求項1ないし22のいずれか1項に記載の装置。
- 前記チャネル(27)は、前記転向手段(23)に、または前記転向手段(23)の下方に形成されていることを特徴とする、請求項18ないし20のいずれか1項に従属する請求項23に記載の装置。
- 前記チャネル(27)の、前記炉シャフト(3)への合流点は、前記供給装置(5)によって規定され、かつ互いに向き合っている2つの落下区間(4)の間の領域に設けられていることを特徴とする、請求項23または24に記載の装置。
- 前記チャネル(27)の、前記炉シャフト(3)への合流点は、少なくとも1つのスリット状の出口開口部(7)または少なくとも1つの出口開口部の配列(8)よりも、前記炉シャフトの横断面の中心に近いことを特徴とする、請求項23ないし25のいずれか1項に記載の装置。
- 前記チャネル(27)の、前記炉シャフト(3)への合流点は、前記炉シャフトの横断面の中心領域に設けられていることを特徴とする、請求項23ないし26のいずれか1項に記載の装置。
- 発泡剤を含んだ砂粒状の材料(1)から膨張した粒質物を製造するための方法であって、前記材料(1)を、供給装置(5)を介して、上方から、実質的に垂直に延びている炉シャフト(3)を有する炉(2)へ導入し、かつ、前記の材料は、少なくとも1つの落下区間(4)に沿って前記炉シャフト(3)を通って落下し、前記材料(1)を加熱し、かつ前記発泡剤によって膨張させ、少なくとも1つの下方に落ちるカーテン(25)の形態をとる前記砂粒状の材料(1)を、前記供給装置(5)を通って、前記炉シャフト(3)の上方領域に導入し、前記カーテン(25)の前記落下区間(4)は、前記炉シャフトの横断面の非中心領域にあってなる方法において、
前記砂粒状の材料(1)を、第1の搬送区間(16)を介して、第1の搬送方向(18)に沿って搬送すること、および前記砂粒状の材料(1)は、前記第1の搬送方向(18)に対し斜めにまたは湾曲して延びている落下するカーテン(24)として、前記第1の搬送区間(16)から下方へ出ることを特徴とする方法。 - 前記落下区間(4)は、前記炉シャフト(3)の内壁(11,12)に沿って延びている、請求項28に記載の方法。
- 前記砂粒状の材料(1)からなる前記カーテン(25)と、前記内壁(11,12)との間の間隔が、高々50mmであることを特徴とする、請求項29に記載の方法。
- 前記砂粒状の材料(1)からなる前記カーテン(25)と、前記内壁(11,12)との間の間隔が、高々30mmであることを特徴とする、請求項30に記載の方法。
- 前記砂粒状の材料(1)からなる前記カーテン(25)と、前記内壁(11,12)との間の間隔が、高々20mmであることを特徴とする、請求項30に記載の方法。
- 前記落下区間(4)は、前記炉シャフト(3)の内壁(11,12)に沿って延びており、砂粒状の材料(1)からなる前記カーテン(25)と、前記内壁(11,12)との間の間隔が、少なくとも10mmであることを特徴とする、請求項28ないし32のいずれか1項に記載の方法。
- 前記炉シャフト(3)の上方領域で、プロセスガス(28)を給排し、前記炉シャフトの横断面の中心近傍の領域で、該プロセスガス(28)の給排を行なうことを特徴とする、請求項28ないし33のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1ないし27のいずれか1項に記載の前記供給装置(5)が形成されていることを特徴とする、請求項28ないし34のいずれか1項に記載の方法。
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