JP7397091B2 - セグメント温度制御が可能なロータリーキルン - Google Patents

Description

本発明は、キルンに関するものであり、特に、セグメント温度制御が可能なロータリーキルンに関するものである。

建材、冶金、化学工業、環境保護等の多くの生産業において、固体材料に対して機械、物理、または化学処理を行う際にロータリーシリンダーが幅広く使用されており、この種の装置をロータリーキルンと称している。その技術性能および運転状況は、大部分が企業の製品品質と生産コストによって決められる。既存のロータリーキルンの構造は、図８に示した通りである。

キルン本体は、支持ホイールによって支持され、駆動装置がキルン本体と連動してその軸線の周りを旋回して、回転運動を行う。キルン本体の一端に燃焼器が設置され、キルン本体内の温度場を確立するために、必要な熱量を提供する。材料を投入口からキルン本体に入れると、キルン本体の回転とともに材料がキルン本体の中で散らばって転がりながら、キルン本体の軸線に沿って排出端に向かって運動し、同時に、材料が熱作用によって物理、化学、または材料化学変化を起こす。燃焼器がキルン本体の一端にあるため、キルン本体が長い時、キルン本体内で長さ方向の各セグメントの温度に制御することが困難になる。そのため、装置の生産率、キルン本体内の温度分布、および焼成雰囲気等の要素を同時に兼ね備えることが難しく、単位キルン本体断面積の生産率が低く、単位完成品のエネルギー消費が高くなる。

この問題を解決するため、特許番号２０１７２１８５３４９８１の特許は、燃焼器をキルン本体の側壁に設置する揺動キルンを公開し、温度制御が不正確な問題を解決しているが、キルン本体は揺動するだけで、回転することができないため、使用上、かなり制限される。

上述した問題に対し、本発明は、セグメント温度制御が可能なロータリーキルンを提供する。このキルンは、セグメント温度制御を実現して、キルン本体内の温度場をより正確に制御できるだけでなく、回転することもできるため、従来のロータリーキルンと比べて、応用範囲がさらに広い。

セグメント温度制御が可能なロータリーキルンは、キルン本体、キルンヘッドフード、キルンテールフード、およびベースを含み、前記ベースとキルン本体の間に駆動装置が設置され、さらに、供給セグメント、接続セグメント、および回転セグメントで構成された第１燃料供給管を含み、前記供給セグメントは、前記キルン本体の外側壁に設置され、前記回転セグメントは、前記キルン本体と同軸配置され、ロータリージョイントを介して燃料供給源に連結され、前記供給セグメントと回転セグメントは、接続セグメントを介して互いに連通し、
前記キルン本体の外側壁に複数の燃焼部品が設置され、且つ前記燃焼部品の燃料入口は、それぞれ支管を介して前記第１燃料供給管の供給セグメントに連結される。

さらに、前記燃焼部品は、バーナーを含み、前記バーナーの燃料入口は、支管を介して前記第１燃料供給管の供給セグメントに連結され、前記バーナーの吸気口は、ファンに連結される。

さらに、前記キルン本体の側壁に設置するバーナータイルは、前記キルン本体の内側壁よりも高く設置される。

さらに、前記支管に、バルブが設置される。

さらに、前記キルン本体には、タイヤおよび駆動ギアリングが設置され、前記タイヤおよび駆動ギアリングには、いずれも前記供給セグメントを通過するスルーホールが設置される。

さらに、前記回転セグメントは、前記キルン本体の供給端に設置され、且つ前記接続セグメントの一端は、前記回転セグメントに連結され、前記接続セグメントの他端は、前記キルン本体の側壁を突き抜けた後、前記供給セグメントに連結される。

さらに、前記回転セグメントは、前記キルン本体の排出端に設置される。

さらに、前記接続セグメントは、前記キルンヘッドフード内に設置され、且つ前記供給セグメントの端部は、前記キルンヘッドフード内に延伸して、前記接続セグメントに連結される。

さらに、前記接続セグメントは、径方向に沿って配置される。

さらに、前記キルン本体内に、間隔を置いて配置された第１耐火タイルおよび第２耐火タイルが設置され、且つ前記第１耐火タイルおよび第２耐火タイルは、共同で歯型構造を形成する。

１、複数セットの燃焼部品をキルン本体の側壁に設置し、軸方向に沿って分布させることにより、キルン本体内の温度場および雰囲気の制御をさらに便利に、且つ簡単にし、制御精度を上げることができる。

２、キルン本体内の温度場制御の要求に応じて、燃焼部品の数量、間隔、および燃料の流量を調整することができるため、最小のエネルギー消費で必要な温度場に到達することができ、装置の生産率、キルン内の温度分布、および焼成雰囲気等の要求を同時に満たし、単位断面積のキルン体生産率を上げ、単位完成品のエネルギー消費を下げることができる。

３、このキルンは、揺動も回転運動も実現することができるため、異なる材料の焼成の技術要求を満たすことができ、従来のロータリーキルンと比べて、応用範囲をさらに広げることができる。

本発明の上記および他の目的、特徴、および利点をより分かり易くするため、図面と併せた幾つかの実施形態を以下に説明する。

添付図面は、本発明の原理がさらに理解されるために含まれており、本明細書に組み込まれ、且つその一部を構成するものである。図面は、本発明の実施形態を例示しており、説明とともに、本発明の原理を説明する役割を果たしている。

キルンの正面図である。 図１のＡ部分の拡大構造概略図である。 図１のＢ部分の拡大構造概略図である。 図１のＡ－Ａ断面図である。 図４のＣ部分の拡大構造概略図である。 第１燃料供給管の配置構造概略図である。 第２実施形態における第１燃料供給管の配置構造概略図である。 従来のロータリーキルンの構造概略図である。

実施例１

図１に示すように、セグメント温度制御が可能なロータリーキルンは、キルン本体１、前記キルン本体１の左端に設置されたキルンテールフード２、および前記キルン本体１の右端に設置されたキルンヘッドフード３を含む。前記キルン本体１の下方にベース４が設置され、且つ前記ベース４と前記キルン本体１は、回転接続される。

具体的な実施形態として、本実施例で述べる前記キルン本体１には、２つのタイヤ１４を少なくとも設置し、前記ベース４には、前記キルン本体１を支持するための２つの支持ホイール４１を各タイヤ１４の下方に対称的に設置する。前記タイヤ１４は、前記支持ホイール４１で圧着される。

前記キルンテールフード２に、供給口２１が設置され、且つ前記供給口２１は、導入管２２を介して前記キルン本体１と互いに連通し、前記導入管２２は、前記キルンテールフード２を突き抜けて、前記キルン本体１の内部に延伸する。前記キルンヘッドフード３の下端に、排出口３１が設置される。

図４に示すように、前記キルン本体１内に、間隔を置いて配置された第１耐火タイル１１および第２耐火タイル１２が設置され、且つ前記第１耐火タイル１１および第２耐火タイル１２は、共同で歯型構造を形成する。

前記ベース４とキルン本体１の間に、前記キルン本体１が回転するよう駆動するための駆動装置が設置される。図１に示すように、前記駆動装置は、モータ５３、減速機５４、駆動ギア５１、および駆動ギアリング５２を含む。前記モータ５３の出力軸は、前記減速機５４の入力軸に連結され、前記減速機５４の出力軸は、前記駆動ギア５１に連結され、前記駆動ギア５１と互いに噛み合う駆動ギアリング５２が前記キルン本体１に設置される。前記駆動ギアリング５２は、前記キルン本体１の中部に設置されるのが好ましい。

図１、図３、および図６に示すように、前記キルン本体１に、供給セグメント７１、接続セグメント７２、および回転セグメント７３を含む第１燃料供給管７が設置される。前記供給セグメント７１は、前記キルン本体１の外側壁に固定設置され、且つ前記各タイヤ１４と前記駆動ギアリング５２に、いずれも前記供給セグメント７１を突き抜けるスルーホールが設置される。前記回転セグメント７３は、前記キルンテールフード２内に設置されるとともに、前記キルン本体１と同軸配置され、前記回転セグメント７３は、左に向かって前記キルンテールフード２を突き抜けて、前記キルンテールフード２の外部に延伸する。前記接続セグメント７２は、前記キルン本体１の内部に設置され、且つ導入管２２の一側にあり、前記接続セグメント７２の一端は、前記回転セグメント７３の端部に連結され、前記接続セグメント７２の他端は、前記キルン本体１の側壁を突き抜けた後、前記供給セグメント７１の端部に連結される。前記接続セグメント７２は、径方向に沿って配置されるのが好ましい。

前記第１燃料供給管７の回転セグメント７３は、ロータリージョイント９を介して燃料供給源８に連結される。ここで、前記ロータリージョイント９の構造は、現有技術であるため、ここでは説明を省略する。

図１に示すように、前記キルン本体１の外側壁に、軸方向に沿って複数の燃焼部品６が設置される。具体的な実施形態として、本実施例で述べる前記キルン本体１の外側壁には、４組の燃焼部品６を設置する。前記燃焼部品６の燃料入口は、それぞれ支管６２を介して前記第１燃料供給管７の供給セグメント７１に連結される。前記燃焼部品６のノズルは、前記キルン本体１の側壁を突き抜けて、前記キルン本体１の内部に延伸する。

ここで、前記支管６２は、軟質管であっても、硬質管であってもよい。

図２および図５に示すように、前記燃焼部品６は、前記キルン本体１に固定設置されたバーナー６１を含み、前記バーナー６１の燃料入口は、支管６２を介して前記第１燃料供給管７の供給セグメント７１に連結され、且つ前記支管６２に、燃料の流量を制御するためのバルブ６４が設置される。前記バーナー６１の吸気口は、ファン６３に連結される。

ここで、前記燃焼部品６は、一体型燃焼器を採用してもよい。ただし、最も好ましい実施形態として、本実施例で述べる燃焼部品６は、結合型構造を採用する。その理由は、主に、動作過程において、燃焼部品６がキルン本体１と一緒に回転するため、燃焼部品６の体積は、小さければ小さいほどよいからである。一体型燃焼器を採用した場合、回転半径が大きくなり、燃焼器のサイズに応じて他の部品のサイズを適宜調整する（例えば、ベース４の高さを増やす）必要があるため、全体的な装置の構造サイズが大きくなる。

さらに、動作時にキルン本体１内の材料がバーナー６１を塞ぐのを回避して、燃焼器の正常動作を確保するため、図５に示すように、前記キルン本体１の側壁に設置するバーナータイル１３を前記キルン本体１の内側壁よりも高く設置する。ここで述べるバーナータイル１３およびその設置構造は、現有技術に属し、従来のキルンにおいて応用されているため、ここでは説明を省略する。

実施例２

図７に示すように、前記回転セグメント７３は、前記キルンヘッドフード３内に設置されるとともに、前記キルン本体１と同軸配置され、前記回転セグメント７３の右端は、前記キルンヘッドフード３を突き抜けて、前記キルンヘッドフード３の外部に延伸する。

さらに、動作時に、前記キルン本体１内の温度は、供給端の方が排出端よりも低いため、前記回転セグメント７３を前記キルンヘッドフード３内に設置した時、前記接続セグメント７２がキルン本体１内に設置されていても、高温環境においてセキュリティリスクが存在する。そのため、図７に示すように、前記接続セグメント７２を前記キルンヘッドフード３内に設置し、且つ前記接続セグメント７２の一端を前記回転セグメント７３の端部に連結して、前記接続セグメント７２の他端を前記供給セグメント７１の端部に連結し、前記供給セグメント７１の端部を前記キルンヘッドフード３内に延伸させる。前記接続セグメント７２は、径方向に沿って配置するのが好ましい。その他の構造については、実施例１と同じである。

１ キルン
２ キルンテールフード
３ キルンヘッドフード
４ ベース
６ 燃焼部品
７ 第１燃料供給管
８ 燃料供給源
９ ロータリージョイント
１１ 第１耐火タイル
１２ 第２耐火タイル
１３ バーナータイル
１４ タイヤ
２１ 供給口
２２ 導入管
３１ 排出口
４１ タイヤ
５１ 駆動ギア
５２ 駆動ギアリング
５３ モータ
５４ 減速機
６１ バーナー
６２ 支管
６３ ファン
６４ バルブ
７１ 供給セグメント
７２ 接続セグメント
７３ 回転セグメント

Claims (7)

1. キルン本体、キルンヘッドフード、キルンテールフード、およびベースを含み、前記ベースとキルン本体の間に前記キルン本体を駆動する駆動装置が設置され、前記駆動装置が、モータ、減速機、駆動ギアおよび駆動ギアリングを含み、前記モータの出力軸が前記減速機の入力軸と接続され、前記減速機の出力軸が前記駆動ギアと接続され、前記駆動ギアと噛み合う前記駆動ギアリングが前記キルン本体に設置されたセグメント温度制御が可能なロータリーキルンであって、
   さらに、供給セグメント、接続セグメント、および回転セグメントで構成された第１燃料供給管を含み、
   前記供給セグメントは、前記キルン本体の外側壁に設置され、
   前記回転セグメントは、前記キルン本体と同軸配置され、ロータリージョイントを介して燃料供給源に連結され、
   前記供給セグメントと前記回転セグメントは、前記接続セグメントを介して互いに連通し、
   前記キルン本体の外側壁に複数の燃焼部品が設置され、且つ
   前記燃焼部品の燃料入口は、それぞれ支管を介して、前記第１燃料供給管の前記供給セグメントに連結され、
   前記回転セグメントは、前記キルン本体の供給端に設置され、且つ前記接続セグメントの一端は、前記回転セグメントに連結され、前記キルンテールフードには、供給口が設置され、且つ前記供給口は、導入管を介して前記キルン本体と互いに連通し、前記導入管は、前記キルンテールフードを突き抜けて、前記キルン本体の内部に延伸し、前記接続セグメントは、前記キルン本体の内部に設置され、且つ前記導入管の一側にあり、
   前記接続セグメントの他端は、前記キルン本体の側壁を突き抜けた後、前記供給セグメントに連結され、
   前記キルン本体には、タイヤおよび前記駆動ギアリングが設置され、前記タイヤおよび前記駆動ギアリングには、いずれも前記供給セグメントを通過するスルーホールが設置されたセグメント温度制御が可能なロータリーキルン。
2. 前記燃焼部品が、バーナーを含み、
   前記バーナーの燃料入口は、前記支管を介して前記第１燃料供給管の前記供給セグメントに連結され、
   前記バーナーの吸気口は、ファンに連結された請求項１に記載のセグメント温度制御が可能なロータリーキルン。
3. 前記キルン本体の側壁に設置するバーナータイルは、前記キルン本体の内側壁よりも高く設置された請求項２に記載のセグメント温度制御が可能なロータリーキルン。
4. 前記支管にバルブが設置された請求項１に記載のセグメント温度制御が可能なロータリーキルン。
5. 前記接続セグメントは、前記キルンヘッドフード内に設置され、且つ
   前記供給セグメントの端部は、前記キルンヘッドフード内に延伸して、前記接続セグメントに連結された請求項１に記載のセグメント温度制御が可能なロータリーキルン。
6. 前記接続セグメントは、径方向に沿って配置された請求項１に記載のセグメント温度制御が可能なロータリーキルン。
7. 前記キルン本体内に、間隔を置いて配置された第１耐火タイルおよび第２耐火タイルが設置され、
   且つ前記第１耐火タイルおよび前記第２耐火タイルは、共同で歯型構造を形成する請求項１に記載のセグメント温度制御が可能なロータリーキルン。