JPH02176387A - 管式冷却器、回転管式キルン等のための組込み体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、少なくとも一部が分ｉ’＋ｔ、　シやすい、
セメントタリン力−のような粒状の付けと、例えば冷却
空気のようなガス流との間の熱伝達を改善するための、
管式冷却器、サテライト式冷却器、回転管式キルン、ト
ラム式乾燥機等のための組込み体に関する。

〔従来の技術〕

冷却２″：、、例えば管式冷却器またはサテライト式冷
却器の役割は、キルン（炉）から来る高温の製品、例え
ばセメントタリン力−を、充分に冷却し、同時に冷却器
を流通する冷却空気を充分に加熱することである。この
冷却空気の加熱は、通常はいわゆる二次空気としてキル
ンに入る前に行われ、キルン内でこの二次空気は燃焼空
気として使用される。冷却程度は、製品と冷却空気／二
次空気との間の熱伝達に依存する。

その都度冷却器に入るときの製品量、空気量、製品温度
、空気温度並びに例えば顆粒の大きさのような製品特性
は、冷却器によって影百を受けないが、冷却器効率は実
質的に、熱伝達面積の大きさ、冷却器内での製品の滞留
時間、粉体形成および粉体循環によって決まる。

耐摩耗性の鋼からなる持ち上げ羽根または持ち上げ条片
を組込むことによって、管式冷却器またはサテライト式
冷却器の効率を高めることが知られている。この羽根ま
たは条片は高温のセメントクリンカ−を持ち上げ、冷却
空気流内に落とす。それによって、冷却空気とタリン力
−の密接接触が行われる。高温材料を１）ｋらばらせる
このような組込み体は従来は、冷却管の中央範囲および
十オれ［出口側のＯ：１１範囲に装着されている。この
ような組込み体は、キルンに接続する冷却器の高温領域
内で使用することはできない。なぜなら、高温材料と冷
却空気のｔ温度差が最大であるこの高温領域では、’６
ｉ　Ｊ：ｔ＋空気へのｊｌにらぼりは必ず回避しなけれ
ばならないからである。というのは、もしそうしないと
、冷却空気に粉体が混しり、冷８１器高温範ｕＨにおけ
る熱伝達が低下し、粉体が冷却空気／二次空気を介して
焼結炉内へ戻されるからである。これは、プロセス全体
の経済性に悪影響を与えることになる。同様に、いわゆ
る十字形１、［込み体によって、熱伝達を改善すること
が知られている。この組込み体は特に、分散をできるだ
け抑えろべぎである微細材料のために使用される。この
ような十字形組込み体を冷却器の高温クイ１域に３且み
込むと、機械的な問題が商事、横断面での材料の分布に
とって不利である。従って、冷却管の高温領域では、従
来はキノコ状または円錐状の組込み体が使用された。こ
の組込み体の役割は実質的に、冷却管内にある腎臓状材
料を持ち上げ作用なしに混合することであり、それによ
って新しい材料表面が作られ、放射によっる熱伝達が改
善される。しかしこれにより、良好な熱伝達にとって必
要な大きな材料表面が得られないので、特に冷却器のこ
の高温領域における夕、さ伝達を更に改筈する必要があ
る。

〔発明の課題〕

本発明の根底をなす課題は、少なくとも一部が分散しや
すい粒状の材料を、管式冷却器、サテライト式冷却器、
回転管式キルン、ドラム式乾燥機等で処理する際に、ガ
ス流に粉体が多量に混じらないようにしてかつ回転管の
寸法を増大せずに、特に高温領域における熱的な効率を
高めることである。

〔課題を解決するための手段〕

この課題は、本発明に従い、請求項１〜９に有利な実施
形を記載した回転管組込み体によって解決される。

管内壁に直接的または間接的に固定された組込み体は本
発明に従い、管横断面で見てほぼ半円形のアーチ状であ
りかつ管内部に突出している弓形要素を（Ｊｕｌえ、こ
の弓形要素がその頂部範囲においてその両端縁に、管内
壁の方へ向いていて、弓形自由横断面積を狭くしかつ弓
形要素内にある持ち上げられた材料の分散を防止するフ
ランジを備えている。

〔発明の効果］ それによって、特に回転管の高温範囲に取付けられた回
転管組込み体は、実質的に次のような利点を有する。

回転管内にある腎臓状材料の全部を、個々の多数の腎臓
状材料に分配することにより□その数は回転管内に組み
込まれた弓形要素の数に一致する一１熱を放射する材料
表面が大きくなり、従って熱伝達が大幅に改善、される
。各弓形要素は、端面側から入った材料が先ず両側へ自
由に傾斜し、その後弓形要素内にある材料が回転管の約
半回転にわたって弓形要素内に留まるように形成されて
いる。

本発明では、弓形要素がその頂部範囲のその両端縁にそ
れぞれ１個のフランジを備えていることによって、材料
の分散、すなわち敗らばりを効果的に阻止することが重
要である。前記フランジは、管内壁の方へ向き、自由弓
形横断面積を狭める。各弓形要素の端面側の両フランジ
は、特に高温領域において不利である材料の分散を防止
する。回転管の傾斜に基づいて材籾堰き止め効果を改善
するために、本発明では、回転管の材料出口寄りの各弓
形要素のフランジの縁高さを、回転管の材料入口側の他
方のフランジの縁高さよりも高くすることができる。材
料は、回転管を半回転して回転管の反対側に達した後で
、腎臓状材料全体と反対側の材料のない管壁のところに
、分ＩＪｇ、せずに、弓形要素から流出する。これによ
り再び、材料表面積が拡大し、熱伝達を改善することに
なる。回転管を約半回転するときに、材料は同時に弓形
要素内で転勤する。これは好ましくは条片によって行わ
れる。

この条片は、常に新しい材料表面を作るために、弓形要
素の少なくとも頂部範囲において、回転管中心軸線に対
してほぼ平行に延びるように配置されている。

（実施例〕 図に略示した実施例に基づいて、本発明と、本発明の他
の特徴および効果を詳しく説明する。

第２図は、矢印１１方向に中心軸線回りに回転する管式
冷却器ＩＯの横断面を示している。

冷却器内では、その手前に接続配置されたセメントクリ
ンカ−キルンから来る例えば高）品のセメントクリンカ
ーが冷却され、同時に（オ料に対して向流で流れる冷却
空気を加熱する。この加熱は冷却空気がいわゆる二次空
気としてキルンに入る前に行われる。第２図は高温材１
′・［の主流れ方向から見た図である。この高’ｔ＝　
１４　Ｆｌは表面が傾斜したいわゆる〒Ｉ臓状状材料１
２して冷却管１０の下側範囲の内壁上に位置する。本発
明では、管式冷却器１０が組込み体を備えている。

この組込み体はいわゆる弓形要素１３，１４゜１５・・
からなっている。この弓形要素は管内壁の回りに均一に
分配され、この内壁に取外し可能にかつ交換可能に固定
されている。第３図の平面図において、矢印１１は管式
冷却器ｌ。

の回転方向を示し、矢印１６は高温材月の主流れ方向を
示している。第３図には、第２図の弓形要素１３．１４
を上から見た状態が示しである。更に、第２図から判る
ように、円内に設けられた、隣接する円ａ）、ｂ）、ｃ
）、ｄ）の弓形要素は互いにそれぞれ端面側にずらして
配置され、しかも管回転方向１１に見て隣接する弓形要
素の間に、材料搬送通路１７が形成されている。この材
料搬送通路は回転管ｌｏの円筒母線に対して斜めに延び
ている。

第１図は弓形要素を取出して、冷却すべき材料の主流れ
方向と反対方向から見た拡大斜視図である。回転管の回
転方向は矢印１１によって示しである。回転管１０の内
壁に固定された組込み体は、管横断面で見てほぼ半円形
で、管内部へ突出するアーチ形の弓形要素１３１４１５
・・・からなっている。組込み体はその頂部（分は目）
の範囲においてその両端縁に、それぞれ１個のフランジ
（リム）を６’ｌえている。

このフランジは管内壁の方へ向いていて、弓形要素内に
ある材料１８の分散を防止する。例えば弓形要素１３は
端面側に、第１図に示すように、回転管１０の材料出口
側に向いたフランジ１９と、第２図に示すように、回転
管の材料入口に向いたフランジ２０を（ｉｉ７えている
。回転管の材料出口に向いた、各弓形要素のフランジ１
９は好ましくはその縁高さが、回転管の材料入口に向い
た他のフランジ２０よりも高くなっている。それによっ
て材料流れ方向１６に回転管が傾斜していても、弓形要
素内にその都度持ち上げられる材料のための充分な堰き
止め作用が達成される。

第１図から明らかなように、弓形要素１３またはその他
の弓形要素は、その頂部１ｆｉｌ）口において例えば簡
単なフック継手、ピン継手またはその他のヒンジ根毛２
１によって互いに連結された二つの部分からなっている
。弓形要素は好ましくは、それぞれ二つの半部からなっ
ている。

この二つの半部のうち、回転管１０の回転方向に見て前
方の半部２２は、端面から端面までが、各弓形要素の他
方の半部２３よりも狭くなっている。各弓形要素の狭い
半部２２は、回転管の材料出口側に向いた０；１；而に
、段付の凹部２４を備えている（第１図参照）。それに
よって、個々の弓形要素から腎臓状材料１２に対向する
回転管１０の範囲への、持ち上げられた月ｉ：：ｒの流
出が容易になる。

弓形要素が例えば三つの部分から形成されていると、機
械的に最も大きな応力を受ける中央部分が交換可能であ
るという利点がある。

微細物質が弓形要素によって最初に長ち上げられないよ
うにするために、若干またはすべての弓形要素の幅広の
半部（回転管の回転方向１１に見て手前の半部）が、そ
の都度のら形要素内にある微細物質を通過させるための
例えばスリンＩ・のような通過口２ｂを備えていてもよ
い。

弓形要素の少なくともＫｉ部範囲において、回転管ｌＩ
′ｌＩｌ線に対してほぼ平行に延びる条片を設けること
ができる。この条片は弓形要素内にあるｔオ料を転勤さ
せる。第１図ではこの条片のうり、弓形要素１３内に条
片２７が破線で示して記入されている。この条片は例え
ばそれぞれの弓形要素が空になるときに、材料のために
両送または堰き止め作用をする。

本発明による回転管組込み体の作用は次の通りである。

各弓形要素１．３，１４．１５・・・シよ、流入した材
料、例えば１８が先ず両側へ萌斜し、その後弓形要素内
にある材料１８ａが約半分の冷却器回転にわたって弓形
要素内に留まるように、形成されている。そのＺｌ、材
料の分散は、それぞれ端面側に設けられた両側のフラン
ジ１９゜２０によって効果的に阻止される。この場合、
冷却管が傾斜しているので、材料出口の方へ向いたフラ
ンジが高くなっていると有利である。

回転管が約半回転して対向する回転管側に達した後で、
材料は各弓形要素の狭い半部２２から流出する。これに
より、材料は、冷却空気流内で敗らばらずに、腎臓状材
料１２に対向する、回転管１０の材料の存在しない内壁
に達する。

これは材料表面の拡大、ひいては熱伝達の改修につなが
る。冷却管１０の約手回転中同時に、弓形要素内にある
材料が条片２７によってひっくり返され、それによって
熱放射表面が新しく造られる。

弓形要素が二つの半部２２，２３、例えば耐熱性の鋳鋼
で鋳造された部品からなっていることにより、組立てが
容易になる、熱膨張が抑制される。回転管内での弓形要
素の固定は好ましくは、摩耗しないように保護されかつ
回転管外壁に溶接固定された保持部材で行われる。この
場合、幅広の半部２３のところで２か所、幅狭の弓形半
部２２のところで１か所２８固定されるので、それぞれ
、弓形部材１３全体にとって、３点固定が行われる。弓
形要素自体およびその摩耗保護部材は、鋼、鋳鋼、セラ
ミックまたは同様な耐摩耗材料から作ることができる。

管式冷却器のすべての領域にとって、一つの組込み体基
本形状、すなわち弓形要素形状を使用するだけでよい。

所望の機能（散らばらせない／散らばらせる）に応じて
、異なる実施形を選択される。すべての組込み体は勿論
、材質を考慮して、互いに交換可能であり、かつ互いに
組合わせ可能である。弓形要素半部は個別的に交換可能
であり、摩耗時に個別的に交換可能である。両弓形要素
半部を互いにおよび管内壁に固定する）すべての固定部
材は同じように形成されている。管式冷却器の少なくと
も高温領域において、弓形要素または所属の管壁部分は
、付加的な摩耗保護部材を備えることができる。

回転管内での本発明による弓形要素の組込み密度は、要
求に応じて変更可能である。

組込まれた弓形要素は、管式冷却器１０の高／ｒＡ領域
から低温領域まで、高温領域で材料が散らばらずに、低
温領域への移行の際に材料散乱が徐々に強くなるように
形成されている。これは、例えば弓形要素の端面側のフ
ランジが低く形成されていることおよびまたは斜めの弓
形切断面２５が選択されることによって達成される。

弓形要素は回転管内壁から突出するホルダーに、ピンま
たはねじによって固定される。管外壁を貫通するねじは
必要でない。組込まれた弓形要素を支持しないホルダー
は腎臓状材料１２のために、反転条片の機能を有する。

弓形要素は円筒状または球状に湾曲していてもよく、ま
た平らな面からなっていてもよい。

回転管内の材料滞留時間は実質的に、組込み体の密度、
弓形要素の端面側のフランジ１９゜２０の高さ、組込み
体の間の通路１７、入口または出口への散乱方向、搬送
条片の配置と数等によって影舌を受ける。

本発明による回転管組込み体によって、管式冷却器、回
転管式キルン等を、後から簡単に最適化することができ
る。なぜなら、例えば密度、多孔性、熱伝導性、粒化分
布のような、その都度処理すべき製品のＩυ終的な特性
の予測が制限されるからである。回転管組込み体の本発
明による思想は、その都度組み込まれる弓形要素のいろ
いろな可変の配置、組み合わせ、交換等によって、回転
管内での材料の滞留時間、１５１体形成、粉体循環およ
び材料とガスの間の熱伝達の性能に対して良好に影■１
を与えることを可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、回転管の内壁に固定すべき本発明による弓形
要素の斜視図、第２図は弓形要素を組込んだ回転管、例
えば管式冷却器の横断面図、第３図は第２図の矢印■方
向に見た、弓形要素の概略平面図である。 １３．１４．１５・・・弓形要素、　　１９゜代理人　
　弁理士　江　崎　光　史′、′）−巳二、′ ＦＩＧ、１ １３、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも一部が分散しやすい、セメントクリンカ
   ーのような粒状の材料と、例えば冷却空気のようなガス
   流との間の熱伝達を改善するための、管式冷却器、サテ
   ライト式冷却器、回転管式キルン、ドラム式乾燥機等の
   ための組込み体において、 管内壁に直接的または間接的に固定された組込み体が、
   管横断面で見てほぼ半円形のアーチ状でありかつ管内部
   に突出している弓形要素（１３、１４、１５）を備え、 この弓形要素がその頂部範囲においてその両端縁に、管
   内壁の方へ向いていて、弓形自由横断面積を狭くしかつ
   弓形要素内にある持ち上げられた材料の分散を防止する
   フランジ（１９、２０）を備えていることを特徴とする
   、管式冷却器、回転管式キルン等のための組込み体。 ２、回転管の材料出口側寄りの、各弓形要素のフランジ
   （１９）の縁高さが、回転管の材料入口側寄りの他のフ
   ランジ（２０）の縁高さよりも高くなっていることを特
   徴とする、請求項１記載の管式冷却器、回転管式キルン
   等のための組込み体。 ３、弓形要素（１３、１４、１５）が管内壁の回りに均
   一に分配されてこの管内壁に取外し可能に固定されてい
   ることを特徴とする、請求項１または請求項２記載の管
   式冷却器、回転管式キルン等のための組込み体。 ４、弓形要素が円内に設けられ、隣接する円（ａ）、ｂ
   ）、ｃ）、ｄ））の弓形要素が端面側でそれぞれ互いに
   ずらして設けられ、管回転方向（１１）に見て隣接する
   弓形要素の間に、材料搬送通路（１７）が形成され、こ
   の材料搬送通路が回転管（１０）の円筒母線に対して斜
   めに延びていることを特徴とする、請求項３記載の管式
   冷却器、回転管式キルン等のための組込み体。 ５、弓形要素がそれぞれ、少なくとも二つの部分からな
   り、この部分がその頂部湾曲部の範囲において互いに取
   外し可能に連結されていることを特徴とする、請求項１
   から請求項４までのいずれか一つに記載の管式冷却器、
   回転管式キルン等のための組込み体。 ６、弓形要素がそれぞれ二つの半部からなり、この半部
   のうち、回転管（１０）の回転方向（１１）に見て前方
   の半部（２２）が、各弓形要素の他の半部（２３）より
   も、端面から端面までの長さが短くなっていることを特
   徴とする、請求項５記載の管式冷却器、回転管式キルン
   等のための組込み体。 ７、各弓形要素の狭い半部（２２）が、回転管の材料出
   口（１６）に向いた端縁の段差（２４）の付いた後退部
   によって形成されていることを特徴とする、請求項６記
   載の管式冷却器、回転管式キルン等のための組込み体。 ８、回転管の回転方向に見て手前側の、若干またはすべ
   ての弓形要素の幅広半部（２３）が、それぞれの弓形要
   素内にある微細物質の通過のための材料受け部の範囲に
   、通過口（２６）を備えていることを特徴とする、請求
   項６または請求項７記載の管式冷却器、回転管式キルン
   等のための組込み体。 ９、弓形要素内にある材料を転がすための、回転管中心
   軸線とほぼ平行に延びる条片（２７）が、弓形要素（１
   ３）の少なくとも頂部範囲に設けられていることを特徴
   とする、請求項１から請求項８までのいずれか一つに記
   載の管式冷却器、回転管式キルン等のための組込み体。