JPS60248914A - 廃物からガスを回収するための装置 - 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】 発明の背景 発明の分野 本発明は、処理すべき廃物やごみから有用ガス成分を回
収するために回転ドラム内で廃物またはごみを処理する
技術に関し、処理すべき物質を熱分解またはそれに類す
る熱処理に処するための回転ドラムまたはそれに類する
回転自在の容器に関する。そのような容器の両端には、
廃物を加熱するための加熱用ガスを導入および排出する
ための静止ガス収集室即ちヘッダーがそれぞれ付設され
ておシ、それらのガス収集室は、ドラムの内部に延設さ
れた複数の加熱用ガス管に連通している◇各静止ガス収
集室と容器との間にはシール装置が設けられている。こ
のような構成の回転ドラムは、例えば西独特許第２．７
１＆０３１号に記載されている。

この種のドラムは、熱分解（パイロリシス）により廃物
から有用ガスを回収する働きをする。

この目的のために１破砕された、好ましくは、粗粒化さ
れた廃物を加熱ガスにより間接的に加熱される気密の熱
分解用ドラム内へ導入する。

廃物は、酸素の不存在下で約４５０〜５５０℃の温度で
熱分解され、有用ガス（以下、「熱分解ガス」とも称す
る）を発生する。この熱分解ガスを灰やその他の小粒子
等の残留物から分離し。

更に他の処理工程で処理し、ガスタービンや、ガスモー
タや、エンジン等へ動力流体として供給できるようにす
る。また、このような熱分解ガスは、合成用ガスとして
化学工業に使用することもでき、ボイラーや、蓄熱式の
発電設備にも使用することができる。熱分解ガスの処理
は、通常、１１００〜１２００℃の分解温度で行われ、
長鎖の炭化水素がメタンと水素および他の単純な炭化水
素に変換される。

ドラムの加熱は、例えば、ガスバーナや石油バーナによ
って加熱された加熱用ガスをドラムの一端に設けられた
ガス収集室（ヘッダー）からドラム内に延設された多数
の加熱用ガス管に通した後ドラムの他端のガス収集室に
集めて排出し、ドラム内の廃物との熱交換によって冷却
した加熱用ガスを再び上記ガスバーナ等で加熱し、ドラ
ムへ再循環させる。

しかしながら、この種のドラ＾において困難な問題の１
つは、ドラムを大気に対し、かつ、上記ガス収集室に対
して密封することである。

高熱を伴う苛酷な作動条件下におかれることと、ドラム
を回転させなければならないことと、それに伴ってドラ
ム構成部品の製造公差が比較的不精密になることなどの
ために、密封部材即ちシールは、有効寿命が短かくなる
。加熱されたガスや、空気が欠陥を有するシールを通し
てドラムの内部へ進入すると、ドラムの処理効率を相当
に低下させることになる。

また、作動時と不作動時の間で高い温度差があるの′で
、シールを始め、ドラムの各構成部品に相当な熱膨張を
起させる。

発明の目的 本発明の目的は、上述の欠点を克服した上記型式の熱分
解用回転ドラムを提供することである。

特に、本発明の目的は、優れたシール組立体を備えた熱
分解用回転ドラムを提供することである。

本発明の他の目的は、構成部品の熱膨張を吸収するよう
罠なされた熱分解用回転ドラムを提供するととである。

発明の概要 本発明によれば、ドラムの両端即ち廃物導入端と固形残
留物排出端に設けられた各端壁に連結された中空接続部
材の外周面、あるいはドラムの他の回転部分の外周面に
シールディスクを装着し、シールディスクの両端面にそ
れぞれ接触リングを密封接触させる。これらの接触リン
グは、対応する上記中空接続部材または回転部分との間
に一定のクリアランスをもって遊嵌するようになされて
おシ、該中空接続部材または回転部分へ滑らせるよう圧
して嵌めることができる。各接触リングの外周面にはシ
ールリングを装着し、それらのクールリングが接触リン
グ外周面とそれを囲繞するハウジング部材との間を密封
するようにするみ 本発明によれば、例えば振動や、不均衡荷重や回転運動
などの激しい作動に敏感な通常の単純リングや、ラピリ
／スシールなどから成るシール組立体を用いることなく
、シールディスクの両端面と、接触リングとの間に安全
で効果的な密封が得られる。このシールリングはドラム
と共に回転するが、接触リングは、通常は回転せず、静
止したままとする。ただし、接触リングを対応するシー
ルディスクの回転と共に完全に同期しであるいはシール
ディスクの回転に対しずれるようにして回転させる構成
としてもよい。

本発明によるシール面は半径方向に延長しているので、
そのシール組立体は、通常、ドラムの回転振れ（心振れ
）やその他の不均衡によって影響されることがない。上
記接触リングの外周面に設けられたシールは、そのよう
な不均衡の結果として生じる応力を受けることがない。

しかも、それらのシールは、通常、静止シールである。

上述のガス収集室の密封は、通常、熱分解用ドラ、ムの
中空接続部材の周シに配設された少くとも１つのシール
組立体と、ドラムの端壁の外部またはドラムの外周壁に
配設されたシール組立体によって行われる。本発明の一
実施例によれば、ドラムの内部で中空接続部材のところ
にシール組立体を配設しているが、ドラムの外部に配設
してもよい。いずれにしても、シールディスクと接触リ
ングとが表面滑シ接触するように配設することが肝要で
ある。それによって、例えばある種の条件下でドラムに
僅かな回転振れが生じた場合でも、シールディスクの両
端面には有効な密封が維持される。また、接触リングと
ドラムの接続部材またはドラムの他の回転部分との間に
は、たとえ高温作動条件のもとにおいても接触すること
がないように十分なりリアランスを設定すべきである。

好ましい実施例においては、上記シールディスクの両端
面に配置される２つの接触リングのうち外方に配置され
た接触リングＫ、それをシールディスクの方へ押しつけ
る働きをする調節部材を設ける。そのような調節部材は
、作動要件に応じて、あるいはシールの摩耗を補償する
ためにシール組立体の密封度を調節することを可能にす
る。

この調節部材は、静止ハウジング部材に螺合させて延長
させたねじ付ロッドと、該ロッドの外端に封筒した調節
つまみによって構成するのが好ましい。ねじ付ロッドの
内端を上記外方の接触リングに直接または中間ディスク
を介して係合させ、調節つまみを回すことによりねじ付
ロッドを進退させてシールディスクの端面に対する接触
リングの抑圧度を調節することができるようにする。

Ｊ１呻 本発明の別の好ましい実施例においては、上記接触リン
グを回転しないように回シ止め部材によって固定するこ
とができる。

また、Ｆましい実施例では安全のために上記シールディ
スクの内周面にシールリングを装着する仁とができる。

それによって、例えば関連部品に熱膨張が生じた場合に
も密封作用を確保することができる。

更に、上記２つの接触リングを逆り字形の断面形状とし
て互いに向き合わせ、゛Ｌ字形の水平脚部の下側に上記
シールディスクを配置することが好ましい。この構成は
、密封効果を一層高める利点を有する。なぜなら、この
構成によれば、後述するように、接触リングの水平脚部
の軸方向の幅も、シールディスクの軸方向の幅も拡大す
ることができるので接触リングの外周面およびシールデ
ィスクの内周面にょシ多くのシールリングを並置して装
着することができる。

もちろん、シールディスクの両端面と接触リングとの間
の表面摩擦溝シ璋触は維持される。

更に、回転ドラム内に延設される上述の加熱ガス管に関
しても、熱膨張とシールについて困難な問題がある。

西独特許第２，７２３，１３１号には、中空の循環羽根
内を通して加熱ガスを搬送することによって熱分解用ド
ラムに熱を供給することが提案されている。しかし、そ
のような構成は、構造が複雑であるばかシでなく、熱伝
達も必ずしも満足なものではない。

本発明の好ましい実施例によれば、加熱用ガ、スのため
のダクトは、管（チューブ）の形とする。それらの管を
ドラム内にその一端から他端まで貫通させてドラムの長
手軸線に平行に延設する。十分な数の管をドラム内にそ
の軸線の周シに互いに並置させて円形に配列する。それ
によって高い熱伝達を可能にし、循環羽根を不要にする
。なぜなら、それらの管が加熱ガス循環機能を果すから
である。

作動状態においては、高い温度差が生じることと、ドラ
ムの長さが長いことのためにドラムが応力を受けて亀裂
を生じることがある。例えば、長さ１０ＷＬのドラムの
場合、５〜１０ｃＩｒＬＯ熱膨張が生じる。それによっ
て従来の構成ではドラムに亀裂などの破損が生じること
がめった。

本発明の好ましい実施例では、上記各管の−　。

端をドラムの一端に固定し、管の他端をドラムの他端に
設けたスリーブ内に移動自在に、かつ、気密状態に挿入
し、それによって熱膨張を吸収することができる。妥リ
ープはドラムの端部に固定する。この構成においては、
上記管の長手方向の膨張および収縮が吸収されるので、
管の亀裂や破損を生じることがなく、密封作用が失われ
ることもない。これらの管は、上記スリーブの内部に挿
入してもよく、あるいはスリーブの外周に嵌合させても
よい。

生ごみやその他の廃物を空気を排除された上記熱分解用
ドラム内へ導入した場合、高度の作動効率が得られる。

廃物の粒子寸法の範囲は、約１〜２０ｇ１１とすること
ができる。廃物は、プレスまたはそれに類する突固め装
置などによって破砕することができ、その粒状化された
廃物をパケットホイールや、送シスクリュウを介して熱
分解用ドラム内へ導入する。８５チの乾燥固形分を維持
することができ、そのような条件下で良好な作動効率が
得られる。廃物内に含有されている残留水分は、蒸気相
として放出され、廃物の熱分解によって生じる熱分解の
爾後の処理に使用される。従って、この処理によシ廃水
および窒素排ガスの発生が防止される。

廃物の乾燥固形分は、８５チを越える場合がある。その
ような場合は、ドラムの入口端即ち廃物供給導管に水ま
たは空気を調量して添加するための導入口を設けること
が好ましい。これによって、廃物の含水量を必要に応じ
て制御することができる。熱分解用ドラムには少量の空
気を添加するのが有利である場合があるので、水と一緒
に空気を添加してもよい。その結果、ドラム内に燃焼過
程が生じるので、ドラムが作動温度に容易に迅速に達す
るので外部からの加熱用エネルギーの投入を節約するこ
とができる。

実施例の説明 第１図を参照すると、本発明を組入れた回転熱分解（パ
イロリシス）容器または容器１が全体的に示されている
。コークスやその他の残留固形物を排出゛するための、
ドラム１の出口端のところに第１ガス収集室２が配設さ
れておシ、熱分解ドラム１内で処理すべき物質を導入す
るだめの該ドラムの他端即ち入口端にはｉ２ガス収集室
３が配設されている。　゛ ドラム１および駆動付属装置は、該ドラムに固定された
２つのリング４，５によって支持される。リング４，５
は、それぞれローラ６．７の上に載せられておシ、それ
らのローラによって回転せしめられ、従ってドラム１が
回転せしめられる。ローラ６・７は任意の適当な手段に
よって回転駆動させることができる。

ごみまたは廃物は、好ましくは、例えば熱スクリュウプ
レス内で粒状体に破砕され突固められた後、そして脱水
された後、矢印への方向に供給導管８内へ導入され、該
導管および供給スクリュウ（図示せず）を通してドラム
１内へ装入される。廃物の熱分解によって生じた熱分解
ガスは、ドラムの反対側の出口端から中空接続部材９お
よびガス導管１０を通して矢印Ｂの方向に排出される。

固形残留物（灰など）は、充填（詰込み）スクリュウ１
１を備えた排出導管を通して、例えば水浴槽などの急冷
浴容器１２内へ送られる。空気の遮断は、例えば水など
の急冷媒体によって確実に保証される。廃物などの粒状
物は、また、気密ノくケラトホイール型装入弁または規
制された量の供給を可能にする適当な手段によってドラ
ム内へ導入することもできる。

ドラム１の両端の端壁に、それぞれ軸方向に整列した複
数の孔が穿設されておシ、それらの孔を通して管１３ｔ
たはそれに類するノくイブが延設されている。これらの
管１３は、′ドラム１の長手軸線に平行に該ドラム内を
貫通して延長している。例えばバーナ３２または分解ガ
スによって約６００°Ｃ〜約７００℃の範囲に加熱され
た加熱用ガス、通常は分解された加熱空気が導入導管１
４を通し、第１ガス収集室２を各管１５内へ導入され、
管１５内を通る間に管１３の周シの廃物に熱分解のため
、の熱を与え、それによって冷却された後、第２ガス収
集室３へ流出する。この冷却されたガスは、ブロアまた
は通風機５５の作用により排出導管１５を通して抽出さ
れ、再びバーナ３２によって加熱されて導入導管１４を
経て管１６へ再循環される。余剰空気を排出するために
ノくイノ（ス弁６４またはそれに類する逃し手段が設け
られている。

熱などによる膨張収縮を制御するために、管１３は、そ
の入口端即ち第１図でみて左端においては例え−ば溶接
などによって固定されておシ、他端即ち供給物導入端に
おいてはスリーブ１６内に移動自在に保持されている。

この可動連結部は、第４図に詳細に示されている。スリ
ニブ１６は、ドラム１の端壁１７に穿設された開口に固
定されている。スリーブ１６の内側面には軸方向に間隔
を置いて数個（図示の例では４個）のシールリング１８
が装着されている。管１３は、流−２体漏れを生じるお
それなしに破線で示されるようにスリーブ１６、内で軸
方向に変位することができる。

乾燥固形分が多過ぎる場合に水を調量して添加するため
に、あるいはまた、燃焼過程を開始させるための空気を
調量して導入するために、ドラム１のガス収集室５が設
けられている側の端部に導入導管６１（第１図）が設け
られている。

ドラム１會大気に対して、かつ、ガス収集室２．５に対
して密封するだめのシール装置は、第２および３図に拡
大図で示されている。

第２図は、第１図の円Ｘで囲まれた部分の拡大図でおる
。中空接続部材９の外周面の周シに、例えば鋳鉄製とす
ることができるシールディスク１９が装着されておシ、
該シールディスク１９の内周面に３つのシールリング２
０が装着され、中空接続部材９の外周面に圧接されてい
る。シールリング２０は、接続部材９と一緒に回転する
ので、動荷重や、動応力を受けることがない。

シールディスク１９の両端面に第１即ち一前方接触リン
グ２１と、第２．即ち後方接触リング２２がそれぞれ衝
接して保持されている。リング２１．２２は、鋼製とす
ることができ、それらの外周面には数個のシールリング
２５が軸方向に間隔を置いて並設されている。これらの
シールリング２５は、接触リング２１・２２が静止状態
に保持されているから、やはシ動荷重を受けない。即ち
、第２接触リング２２は、一端を第１ガス収集室２２の
後壁２５に設けられた孔に挿入し、他端を接触リング２
２に設けられた孔に挿入した錠止ビン２４によって所定
位置に保持されている。

ねじ付ロッド２６がドラム１の後部壁２７に穿設された
ねじ付札に螺合されて、その先端が接触リング２１の端
面に係合するようになされている。ロッド２６の外端に
は、該ロンドラ回して進退させるための調節つまみ２８
が付設されている。接触リング２１のシールディスク１
９に対する均一な接触圧を維持するためＫ。

環状組立体１９，２０，２１．２３の円周の周夛に数個
のねじ付ロッド２６を設けることができる。

かくして、ねじ付ロッド２６は、シールディスクに対す
る第１接触リング２１の接触圧を、従って、密封度を変
更し、調節する役割を果す１つ接触リング２１．２２の
内周面と中空接続部材９の外周面との間にはクリアラン
スが設けられている。上記環状組立体１９，２０，２１
．２５によってドラム１の内部に対するガス収集室２の
有効な密封が設定される。２つの接触リング２１．２２
の両方に対し、シールディスク１９の両端面に動的シー
ルが設定される。本発明の利点は、低速で回転し、内部
の圧力を低い圧力に維持されているドラムに装備するの
に適した耐久性の高い、実質的にメインテナンス不要の
シールリングすることにある。

第３図は、静的シールのシール部分を大きくした、本発
明の変型シール装置を第２図よりは縮少された寸法で示
している。この実施例では、接触リング２１０，２２０
は、逆り字形の断面形状を有しており、それらの水平脚
部２８ａと２８ａが元いに対面するように配置されてい
る。シールリング２３は、脚部２８．の外局面に装着さ
れている。この逆り字形状の故に、脚部に、よシ多数の
シールリングを互いに並置させて設けることができ、よ
シ効果的な密封を設定することができる。

シールディスク１９は、２°つの脚部２８．の下側に配
置されておシ、やはシ、第２図の実施例のシールディス
ク１９よシ軸方向の幅を広くすることができるから、よ
シ多数のシールリング２０を並置してシールディスクの
内周面に装着することができる。

この実施例では、ねじ付ロッド２６が中間ディスク部材
２９と協同し、シールディスク１９に対する２つの接触
リング２１０．２２０の接触圧を制御することができる
ようになされている。

第２および３図を参照して説明したシール組立体は、ガ
ス収集室３を密封するためにドラムの反対側即ち入口端
にも設けられている。更に、そのようなシール組立体は
、ガス収集室２および３を大気圧対して密封するのにも
用いることができる。その場合、第１図に符号３０で概
略的に示されるように、シールディスク１９をドラム１
の外周壁の周シに配設し、その両側に接触リングを配設
してその一方にねじ付ロッドを係合させ、つまみ２８に
よシ゛密封度を正確に調節することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による回転ドラムの一部断面
による立面図、第２図は第１図の円Ｘで囲まれた部分の
拡大断面図、第３図は別の実施例を示す、第２図と同様
な断面図、第４図は第１図の円Ｙで囲まれた部分の拡大
断面図である。 １・・・回転ドラム、２，３・・・ガス収集室、９・・
・中空接続部材、１３・・・管、１６・・・スリーブ、
１７・・・ｆｉ壁、１Ｂ・・・シールリング、１９・・
・シールディスｌ、２０．２５・・・シールリング、２
１．２２・・・接触リング、２４・・・錠止ビン、２６
・・・ねじ付ロッド、２８・・・調節つまみ、２Ｂ、・
・・水平脚部、２１０．２２０・・・Ｌ字形接触リング
。 特許出願人　ビーケイエイ　ピロライズ　クラフタンラ
ーゲン第４図 手続補正書（自発） １、事件の表示 特願昭５９−２７０５７４号 ２　発明の名称 廃物からガスを回収するための装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 １名称　ビーケイエイ　ピロライズ　クラフタンラーゲ
ンゲーエムベーハー ４代理人 住所　〒１００東京都千代田区丸の内２丁目４番１号丸
ノ内ビルヂング　７５２区

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　物質、特に家庭の生ごみ、産業廃棄物などの廃物
   を熱によ多処理するだめの装置において、外周壁と、互
   いに対向した両端に設けられた、複数の穿設孔を有する
   １対の端壁とを有する熱分解用回転ドラムと、 該ドラムに接続されておシ、該ドラム内へガスを導入す
   るための静止した第１ガス収集室と、該ドラムに接続さ
   れてお９、該ドラムからガスを排出するための静止した
   第２ガス収集室と、各々、前記ドラムの両端壁の前記対
   応する穿設孔に両端を受容され該ドラムの内部に延設さ
   れた複数の管と、 前記回転ドラムと前記静止した第１および第２ガス収集
   室との間に配設されたシール組立体と、 該ドラムに接続された少くとも１つの中空接続部材と、 該中空接続部材に連結されておシ、第１接触面と第２接
   触面を有する少くとも１つのシールディスクと、 該シールディスクの第１接触面と第２接触面に密封接触
   するようにそれぞれ１つづつ設けられた接触リングを含
   む少くとも２ろの接触リングと、 該各接触リングの外周面に装着された複数個のシール部
   材とから成る装置。 ２）前記ドラムに連結された回転部材を有する特許請求
   の範囲第１項記載の装置。 ３）　前記接触リングの少くとも１つは前記シールディ
   スクの外方に設けられた外方接触リングであシ、該外方
   接触リングには、それを前記シールリングに対して移動
   させるために調節部材が連結されている特許請求の範囲
   第１項記載の装置。 ４）静止ハウジング部材に連結された少くとも１つのね
   じ付ロッドと、該ロッドに付設された少くとも１つの調
   節部材とを備え、それによって該ロッドの内端を対応す
   る前記接触リングと協同するようにした特許請求の範囲
   第１項記載の装置。 ５）前記シールディスクの内周面に複数個のシールリン
   グが装着されている特許請求の範囲第１項記載の装置。 ６）前記シールディスクは鋳物で作られておシ、前記接
   触リングの少くとも１つは鋼で作られている特許請求の
   範囲第１項記載の装置。 ７）前記鋳物は、鋳鉄である特許請求の範囲第６項記載
   の装置。 ８）前記接触リングの少くとも１つには、その回転を防
   止するための部材が設けられている特許請求の範囲第１
   項記載の装置。 ９）前記２つの接触リングは、逆り字形の断面形状を有
   しておシ、それらのＬ字形接触リングの水平脚部が互い
   に対面するように配置され、対応する前記シールディス
   クが該水平脚部の下側に配置されている特許請求の範囲
   第１項記載の装置。 １０）前記ドラムの一方の端壁の少くとも１つの前記穿
   設孔にスリーブが連結されておシ、前記管の少くとも１
   つは、一端をドラムの他方の端壁の前記穿設孔に固定さ
   れており、他端を該スリーブ内に該スリーブに対して気
   密状態に移動自在に挿設されている特許請求の範囲第１
   項記載の装置。 １１）前記スリーブは前記ドラムの対応する端壁に連結
   されている特許請求の範囲第１０項記載の装置。 １２）前記スリーブの内周面に数個のシールリングが互
   いに並置して装着されておシ、該スリーブ内に前記管が
   挿設されている特許請求の範囲第１０項記載の装置。 １３）前記ドラムの入口領域に該ドラム内へ水を調量し
   て供給するための導入導管が設けられている特許請求の
   範囲第１項記載の装置。 １４）　前記ドラムの入口領域に該ドラム内へガスを調
   量して供給するための導入道管が設けられている特許請
   求の範囲第１項記載の装置。