KR101038906B1 - 세로형 소성로 - Google Patents

Abstract

과제

구조가 간단하고 저렴하게 제조할 수 있으며, 연소 가스를 유효적으로 사용할 수 있는 세로형 소성로를 제공하는 것을 과제로 한다.

해결 수단

정지되는 세로형의 통상을 이루는 노체 (10) 내의 상부에 예열 영역 그리고 하부에 소성 영역을 형성하는 세로형 소성로에 있어서, 예열 영역은 연소 가스 공급 장치 (15) 가 설치되어 있는 노 덮개 (14) 와 낙하 개구 (11A) 를 갖는 노 바닥 (11) 사이의 공간에 형성되고, 소성 영역이 노 바닥 (11) 보다 하방의 공간에 형성되고, 노체 (10) 내에 상하 방향에서 예열 영역 및 소성 영역에 걸쳐 내부 공간을 형성하고 하방을 향하여 개구되는 순환 통체 (20) 가 배치되고, 노 덮개 (14) 에 장착되어 송기 장치 (16) 가 설치되고, 순환 통체 (20) 의 내부 공간이 순환 통체 (20) 의 상부에서 송기통 (16A) 에 접속되어 있고, 순환 통체 (20) 하단의 개구부 (22) 로부터 유입되는 가스가 상기 내부 공간을 상승하여 상기 송기 장치 (16) 로 보내지고 다시 그 송기 장치 (16) 의 공기와 함께 다시 노체 (10) 내로 되돌려진다.

Description

세로형 소성로 {VERTICAL TYPE BURNING FURNACE}

본 발명은, 세로형 소성로에 관한 것이다.

이런 종류의 소성로로는, 특허 문헌 1 에 개시되어 있는 것이 알려져 있다.

특허 문헌 1 의 세로형 소성로는, 노 덮개와, 그 노 덮개의 주위에서 아래로 수직 형성된 둘레벽과, 이 둘레벽의 하부 가장자리와 회전 시일을 통하여 상대 회전하도록 둘레 가장자리가 위치하고 있는 수평 고리 판상의 노 바닥으로 둘러쌈으로써 예열 공간을 형성하고, 그 노 바닥의 중앙 개구의 내부 가장자리로부터 아래로 수직 형성되어 노 바닥과 함께 회전하는 통상체 (筒狀體) 내에 소성 공간 그리고 그 하방에 냉각 공간을 형성하고 있다. 노 덮개에는 하방을 향하여 연소 가스를 방출하는 버너 등이 설치되어 있고, 회전되는 노 바닥 상의 원료는 상기 연소 가스에 면하는 표층에서 예열되고, 푸셔로 압출되어 상기 중앙 개구로부터 통상체 내로 낙하한다.

통상체 내에는, 상방을 향하여 디퓨저 및 이젝터가 설치되어 있다. 이 이젝터는 하단측에서 외부로부터 공기를 공급받아, 이것을 상단측에서 상기 예열 공간을 향하여 상방으로 분출한다. 이 분출에 의해 디퓨저 하부에 있어서의 압 력이 저하되고, 통상체와 디퓨저 사이에 형성되는 소성 공간에서, 상기 노 바닥으로부터의 낙하 원료가 퇴적된 퇴적층 내에 예열 공간 내의 연소 가스가 흡인되어, 이 퇴적층 내에서의 원료의 소성이 촉진된다. 통상체의 하방에는, 그 통상체의 회전을 허용하는 회전 시일을 통하여 정지되는 취출 부분이 형성되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 평8-337447호

그러나, 특허 문헌 1 의 세로형 소성로에 있어서는, 구조상 그리고 기능상에 있어서 개선해야 할 여지가 있었다.

먼저, 구조상에 대해서는, 노 바닥과 이것으로부터 아래로 수직 형성되는 통상체가 일체로 되어 회전하고, 노 바닥보다 상방에 위치하는 상기 노 덮개 및 둘레벽, 그리고 통상체보다 하방에 형성된 취출 부분이 정지되어 있다. 이와 같은 특허 문헌 1 에서는, 상기 노 바닥 및 통상체의 회전을 위해 회전 구동 기구를 설치함과 함께 그 점검이 필요하다는 점, 상대 회전 부분에 상대 회전을 허용하는 회전 시일을 형성해야만 한다는 점, 회전 시일의 상태에서는 가스의 누설이 있어 외부 환경을 오염시킨다는 점 등이다.

또한, 기능상에서는, 이젝터의 공기 분사에 의해 디퓨저의 하부에 있어서의 압력이 저하되고, 소성 공간 내의 원료 퇴적층의 상층면으로부터 예열 공간 내의 연소 가스를 이 퇴적층 내로 흡인하는데, 그 일방에서, 이젝터로부터 상향으로 분사된 공기는, 노의 축선을 통과하는 중앙부에서 연소 가스를 상방으로 되밀게 된다. 즉, 중앙부에서는 상향의 흐름이, 그리고 그 주위에서는 하향 흐름이 발생한다. 따라서, 양방의 흐름의 경계역에서는 서로 교란시켜 저항이 되고, 전체적으로도 유효하게 상기 퇴적층으로의 하향 흐름을 발생시키고 있다고는 할 수 없다.

본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여, 회전 부분을 형성하지 않고, 구조를 간단하고 저렴한 것으로 하고, 기능상으로도 연소 가스를 유효적으로 퇴적층 내에 흡인하여 소성을 더욱 향상시키는 세로형 소성로를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명에 관련된 세로형 소성로는, 정지되는 세로형의 통상을 이루는 노체 내의 상부에 예열 영역 그리고 하부에 소성 영역을 형성한다.

이러한 세로형 소성로에 있어서, 본 발명에서는, 예열 영역은 연소 가스 공급 장치가 설치되어 있는 노 덮개보다 하방이고 노체 내면으로부터 반경 내측으로 연장되어 중앙부에 낙하 개구를 갖는 노 바닥보다 상방의 공간에 형성되고, 소성 영역이 그 노 바닥보다 하방의 공간에 형성되고, 노체 내에 상하 방향에서 예열 영역 및 소성 영역에 걸쳐 내부 공간을 형성하고 하방을 향하여 개구되는 순환 통체가 배치되고, 노 덮개에 장착되어 노체 내의 하방을 향하여 송기하는 송기통을 갖는 송기 장치가 설치되고, 상기 순환 통체의 내부 공간이 그 순환 통체의 상부에서 상기 송기통에 접속되어 있고, 순환 통체 하단의 개구부로부터 유입되는 가스가 상기 내부 공간을 상승하여 상기 송기 장치로 보내지고 다시 노체 내로 되돌려지는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같은 구성의 본 발명의 세로형 소성로에서는, 노체는 어느 부분에서도 회전하지 않는다. 노 외로부터 낙하 공급된, 노 바닥 상의 원료는 표층이 연소 가스에 의해 예열 영역에서 예열되고, 푸셔 등에 의해 노 바닥 중앙부의 낙하 개구로부터 낙하하고, 노체와 순환 통체 사이의 공간에 퇴적되어 소성 영역을 형성한다.

소성 영역에서는, 상기 순환 통체의 하부 개구로부터 퇴적층 내의 비교적 고온의 가스가 유입되고, 순환 통체의 내부 공간을 상승하여 송기 장치의 송기통에 도달한다. 순환 통체에서 송기 장치로 보내져 온 가스는 노체 내를 향하여 하방으로 송출된다. 따라서, 예열 공간 내의 연소 가스는 강하하여 퇴적층에 도달하고, 퇴적층에서부터는 순환 통체의 개구에 대한 흐름을 탄다. 이와 같이 하여, 예열 영역의 연소 가스는 소성 영역의 퇴적층 내에 적극적으로 유입되어, 이곳에서의 소성을 높인다.

본 발명에 있어서, 송기 장치는 외부로부터 공기를 도입하는 노즐을 갖고 있도록 할 수 있다. 이 경우에는, 외부로부터의 공기는 상기 송기통으로부터의 연소 가스와의 혼합 가스가 되어 노체 내를 향하여 송출되고, 상기 퇴적층에 도달한다.

본 발명에 있어서, 송기 장치는 송기 방향에서 상류의 송기통 부분이 노체 외로 돌출되고, 순환 통체는 상부가 노체 외로 돌출되어 있어 그 상부에서 상기 송기 장치의 송기통의 상류측 부분에 접속되어 있도록 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 접속 부분이 노체 외에 위치하게 되어 보수·점검이 용이해진다. 또한, 접속 부분이 노체 외에서 노 덮개보다 상방에 위치하게 되므로, 노 덮개에 장착되어 노체 내의 하방으로 공기를 보내는데 노 덮개보다 상방에 설치되는 송기 장치와의 접속을 실시하는 데 있어서 적합해진다.

본 발명에 있어서, 순환 통체는 내통과 외통으로 2 중 통으로 형성되고, 내통의 내부 공간이 하방으로 개구되고 상부에서 송기통과 접속되어 있고, 내통과 외 통 사이에 형성되는 고리형 공간은 하부 위치에서 외부로부터의 냉각 공기를 도입하는 도기관 (導氣管) 과 접속되어 있고, 또한 고리형 공간은 상부 위치에서 연소 가스 공급 장치에 접속되어 있도록 할 수 있으며, 이렇게 함으로써, 내통 내의 가스가 상기 서술한 바와 같이 송기 장치의 송기통에 공급됨과 함께, 고리형 공간 내의 냉각 공기가 그 고리형 공간을 상승하여 내통 및 외통을 냉각시키고 상승 후에 비교적 고온인 상태에서 상기 연소 가스 장치에 연소용 공기로서 공급되게 된다. 또한, 상기 고리형 공간은 상부 위치에서 송기 장치의 노즐에도 접속되어 있어, 고리형 공간 내를 상승 후에 승온된 냉각 공기가 송기 장치에 공급되도록 할 수도 있다.

도기관은 고리형 공간의 둘레 방향 복수 위치에서 접속되는 복수 개 형성되어 있도록 할 수 있다. 복수의 도기관 사이로부터, 퇴적층 내의 가스가 흘러 상기 순환 통체의 하부 개구에 도달한다.

본 발명에 있어서, 송기 장치는 그 송기 장치의 송기통이 연소 가스 공급 장치의 연소 가스 분출구와 공통의 분출 축선 상에 위치하고 있도록 설치할 수 있다. 이렇게 함으로써, 순환 통체의 내부 공간으로부터 받은 연소 가스가 송기 장치의 송기통으로부터 송기 가스로서 분출되어 연소 가스 공급 장치로부터의 분출 연소 가스와 양호하게 혼합된 상태에서 노체 내로 공급된다.

이 경우, 송기 장치는 송기통으로부터의 송기 가스가 분출 축선 둘레에 선회 흐름을 발생시키도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 혼합된 송기통으로부터의 송기 가스와 연소 가스 공급 장치로부터의 분출 연소 가스가 노체 내에서 균일하게 흘러 예열 영역에서의 예열도 균일화된다.

또한, 이 경우, 송기 장치와 연소 가스 공급 장치는 노체의 축선 둘레의 둘레 방향에서 복수 위치에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 순환 통체는 둘레벽 내에서 상하로 연장되는 내부 관체가 둘레 방향 복수 위치에 형성되고, 그 복수의 내부 관체는 상하단에서 둘레벽 내에 형성된 상 (上) 고리형 덕트 그리고 하 (下) 고리형 덕트에 각각 접속되고, 그 상고리형 덕트가 송기 장치의 노즐에 그리고 하고리형 덕트가 외부로부터의 냉각 공기를 도입하는 도기관에 접속되어 있도록 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 복수의 관체의 총 표면적을 크게 확보할 수 있고, 주위로부터의 전열을 양호하게 실시하여, 내부 관체 내를 상승하는 공기를 더욱 고온으로 하여 연소 가스 공급 장치로 보내 연소에 기여한다.

본 발명에 있어서, 순환 통체는 그 내부 공간이 블로어를 통하여 송기 장치의 송기통에 접속되어 있어 상기 내부 공간으로부터 송기통에 대한 가스의 송입을 촉진시키는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 있어서는, 노 바닥보다 상방의 공간에, 높이 방향에서 노 바닥보다 상방 그리고 원료 공급구보다 하방의 위치에, 둘레 방향 복수 지점에서 반경 방향으로 연장되는 브릿지가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 원료 공급구로부터 낙하 공급된 원료는 노 바닥에 원료의 퇴적층이 형성되고, 이 퇴적층의 상표면은 상기 브릿지보다 상방에 위치하는데, 그 때 브릿지 바로 아래에는 원료 부재 공간이 형성된다. 그 결과, 퇴적층 내의 연소 가스의 유통이 양호해져, 이 곳에서의 열 교환이 높아진다.

본 발명에 있어서, 송기 장치는, 외부로부터 석탄 가루와 같은 미분 고체 연료의 공급을 받아, 그 송기 장치의 송기통 그리고 노즐 중 적어도 일방으로부터 노체 내에 분출하도록 할 수도 있다. 미분 고체 연료는, 그 입경의 선택에 의해, 소성 통체 내의 원료 퇴적층의 상표면으로까지 낙하하고 이 퇴적층에서 연소하게 되어, 연소 영역이 하방으로까지 미치게 된다.

본 발명은, 이상과 같이, 세로형의 노체가 회전 부분을 갖지 않고 전체적으로 정지되는 노체로서 형성하였으므로, 장치가 매우 간단화되고 저렴해짐과 함께, 노체 내에 순환 통체를 형성하고, 순환 통체 내에 유입된 연소 가스를 소성 영역을 향하여 하방으로 분출하는 송기 장치를 설치하는 것으로 하였으므로, 연소 가스가 소성 영역의 원료 퇴적층에 진입 강하하고, 상기 순환 통체의 하부 개구부를 거쳐 그 순환 통체 내를 상승하고, 다시 상기 송기 장치에 도달하는 순환 흐름을 형성하고, 소성 영역에 대한 연소 가스가 적극적으로 진입함으로써 원료와의 열 교환이 활발히 실시되어 소성이 양호하게 실시된다.

이하, 첨부 도면에 기초하여, 본 발명의 실시형태를 설명한다.

<제 1 실시형태>

도 1 에 있어서, 회전하지 않고 정지되는 세로형의 통상을 이루는 노체 (10) 는, 반경 방향 중앙부에 낙하 개구 (11A) 가 형성된 고리 판상의 노 바닥 (11) 과, 그 노 바닥 (11) 의 외부 둘레 가장자리로부터 상방으로 연장되는 예열 통체 (12) 와, 그 노 바닥 (11) 의 내부 둘레 가장자리, 즉 상기 낙하 개구 (11A) 의 둘레 가장자리로부터 하방으로 연장되는 소성 통체 (13) 를 갖고 있다.

예열 통체 (12) 는, 상방을 향하여 확경 (擴徑) 된 부분을 갖고, 그 상단 가장자리에 고리 판상의 천판부 (天板部) (12A) 가 장착되어 있다. 그 천판부 (12A) 는 반경 내측으로 연장되고, 그 내부 둘레 가장자리로부터 내통부 (12B) 가 아래로 수직 형성되어 있다. 이 내통부 (12B) 의 하단은 노 덮개 (14) 의 외부 둘레부에 고정되어, 그 내통부 (12B) 가 이 노 덮개 (14) 를 지지하고 있다.

노 덮개 (14) 는, 노체 내에 면하는 하면측이 내화 벽돌 (14A) 에 의해 형성되어 있어, 전체적으로 내화성을 갖고 있다. 노 덮개 (14) 의 중앙부에는, 그 노 덮개 (14) 를 상하로 관통하여, 후술하는 순환 통체 (20) 가 형성되어 있다.

노 덮개 (14) 에는, 연소 가스 공급 장치로서의 버너 (15) 와 공기를 노체 내로 보내는 송기 장치 (16) 가 각각 복수 설치되어 있다. 버너 (15) 와 송기 장치 (16) 는, 순환 통체 (20) 를 둘러싸는 둘레 방향 복수 위치에서 교대로 상기 노 덮개 (14) 에 설치되어 있다. 버너 (15) 는 그 연료의 종류에 상관없이, 액체 연료이어도 되고, 기체 연료이어도 되고, 고체 연료이어도 된다. 또한, 송기 장치 (16) 는 송기통 (16A) 내에 노즐 (16B) 이 배치되어 형성되어 있고, 송기통 (16A) 의 하단측이 노 덮개 (14) 에서 개구되어 노체 (10) 내에 연통되고, 상기 노즐 (16B) 은 공급을 받은 공기를 상기 송기통 (16A) 에 분사하도록, 노즐 (16B) 하단측의 출구가 상기 송기통 (16A) 내에서 개구되어 있다. 이 송기통 (16A) 은, 네크부로부터 노 덮개 (14) 의 위치에서의 분출 개구 (16A-1) 를 향하여 끝이 벌어져 있고, 상기 노즐 (16B) 의 출구는 상기 네크부에 위치하고 있다. 상기 버너 (15) 와 송기 장치 (16) 는 함께 후술하는 순환 통체 (20) 와 접속되어 있는데, 그 접속 관계는 이후에 순환 통체 (20) 와 함께 설명한다.

상기 천판부 (12A), 내통부 (12B), 예열 통체 (12) 그리고 노 바닥 (11) 에 의해 포위되는 공간은, 소성에 앞서 예열되어야 할 석회석 등의 원료 (M) 를 노 바닥 (11) 상에 퇴적시키는데 제공되고, 특히 그 공간의 하부에서 예열 영역을 형성한다. 이 공간의 상부에는, 원료 공급관 (17) 이 천판부 (12A) 를 돌입하여 그 천판부 (12A) 에 접속되어 있다. 이 원료 공급관 (17) 은 상기 천판부 (12A) 의 둘레 방향 복수 위치에 형성되어 있고, 각 원료 공급관 (17) 은 천판부 (12A) 보다 상방의 노체 외에서 둘로 분기되어 있고, 일방이 경사지는 원료 투입관 (17A), 타방이 상방으로 수직 형성되는 배기관 (17B) 으로 되어 있다. 복수의 원료 투입관 (17A) 은 그들의 상단에서 원료 저류조 (18) 의 바닥벽 (18A) 에 개구되어 접속되어 있다. 그 원료 저류조 (18) 는 칸막이판 (18B) 에 의해 상공간과 하공간으로 구분되어 있고, 양 공간은 칸막이판 (18B) 으로부터 아래로 수직 형성되는 복수의 단통 (短筒) (18C) 에 의해 연통되어 있다. 또한, 원료 저류조 (18) 의 덮개판에는, 개폐할 수 있는 충전구 (18D) 가 형성되어 있다. 그 충전구 (18D) 는, 개구되어 적절한 때에 원료 (M) 를 외부로부터 조 내의 상공간으로 충전시키는 데 제공한다. 상공간에 공급된 원료 (M) 는 상기 단통 (18C) 을 거쳐 하공간으로 낙하한다.

이 때 단통 (18C) 은 원료 (M) 의 낙하 통로 면적을 좁히고 있어 초크되어 있고, 또한 원료 (M) 로 채워져 있으므로, 상공간과 하공간은 이 원료 (M) 에 의해 시일되어 있게 된다. 하공간에 낙하한 원료 (M) 는, 다시 원료 투입관 (17A) 을 거쳐 노체 내로 투입되어 상기 노 바닥 (11) 상에 퇴적된다. 노 바닥 (11) 상에 퇴적된 원료 (M) 는, 반경 내측을 향하는 자유 표면층에서 가열되어 예열되고, 노 바닥 (11) 의 바로 상방 위치에서 반경 방향 외측으로 연장되는 봉상의 푸셔 (11B) 의 길이 방향 왕복동에 의해, 상기 자유 표면층의 원료 (M) 가 순차적으로 압출되어 상기 낙하 개구 (11A) 로부터 낙하한다.

상기 원료 투입관 (17A) 으로부터 상방을 향하여 분기된 복수의 배기관 (17B) 은, 상기 원료 저류조 (18) 를 둘러싸도록 형성된 고리형 덕트 (19) 에 접속되어 있고, 그 고리형 덕트 (19) 는 그 흡인구 (19A) 를 거쳐 블로어 등의 도시하지 않은 흡인 장치에 접속되어 있다.

노 바닥 (11) 의 낙하 개구 (11A) 의 둘레 가장자리로부터 아래로 수직 형성되어 있는 두께가 두꺼운 통상으로 내열 재료로 제조되어 있는 소성 통체 (13) 는, 하방을 향하여 확경되고, 그 하단에는 두께가 얇은 통상의 냉각 통체 (13C) 가 하방으로 오므라드는 형태를 이루며 형성되어 있다. 상기 소성 통체 (13) 의 내면에는, 상하 방향에서 상이한 2 위치에, 둘레 방향의 복수 지점에서 후술하는 순환 통체 (20) 와의 사이에 가교된 아치상의 브릿지 (13A, 13B) 가 형성되어 있다. 이들 브릿지 (13A, 13B) 는 내화 벽돌로 제조되어 있고, 상단의 브릿지 (13A) 와 하단의 브릿지 (13B) 는 둘레 방향에서 서로 상이한 위치에 형성되어 있어, 원 료 (M) 의 낙하에는 지장 없도록 되어 있다. 하단의 브릿지 (13B) 는, 상하 방향에서 순환 통체 (20) 의 하단부에 위치하고 있다. 상기 낙하 개구 (11A) 로부터 낙하하는 예열 원료 (M) 는, 상기 소성 통체 (13) 와 상기 순환 통체 (20) 사이에서 퇴적되고, 그 상표면은, 통상적으로 상하 방향에서 노 바닥 (11) 보다 하방이고 상기 상단의 브릿지 (13A) 보다 상방의 위치가 된다. 상기 상표면은, 소성로의 사용 상황에 따라서는, 노 바닥 부근 또는 노 바닥보다 약간 상방으로 정해지는 경우도 있다.

순환 통체 (20) 는, 상단측이 노 덮개 (14) 를 상방으로 관통하여 노체 외에 위치하고, 하단은 이미 서술한 바와 같이 상하 방향에서 하단의 브릿지 (13B) 와 거의 동일한 위치에 있다. 그 순환 통체 (20) 는, 본 실시형태에서는, 전체 높이에 걸쳐 동일한 직경으로 제조되어 있으며, 상단이 단판 (端板) (21) 으로 닫혀져 있고, 하단은 개구부 (22) 로 되어 있다. 그 순환 통체 (20) 는, 외통 (20A) 과 이것보다 조금 직경이 작은 내통 (20B) 을 동심으로 갖고, 양자 사이에 고리형 공간 (23) 이 형성되어 있다. 그 고리형 공간 (23) 은, 상기 단판 (21) 에 접속되어 있는 부재 (24) 에 의해 상단이 폐색되고, 하단은 도 2(A), (B) 에 보여지는 고리판 (25) 에 의해 폐색되어 있다. 상기 내통 (20B) 의 개구부 (22) 는 그 내통 (20B) 의 하단에 형성되어 있다.

상기 순환 통체 (20) 의 내통 (20B) 은, 상단측에서 부재 (24) 의 위치에서 관체 (26) 에 의해 상기 송기 장치 (16) 의 송기통 (16A) 과 접속되어 있어, 내통 (20B) 내 공간의 상부와 상기 송기 장치 (16) 의 송기통 (16A) 의 내부 공간이 연 통되어 있다. 또한, 상기 외통 (20A) 은 관체 (27) 에 의해 버너 (15) 와 접속되어 있어, 외통 (20A) 과 내통 (20B) 사이의 고리형 공간 (23) 의 상부로부터 그 고리형 공간 (23) 내의 공기가 버너 (15) 에 연소용 공기로서 공급되도록 되어 있다. 또한, 상기 관체 (27) 는 송기 장치 (16) 의 노즐 (16B) 에도 접속되어 있어, 상기 고리형 공간 (23) 내의 공기는 송기 장치 (16) 에도 공급된다. 그 때, 상기 관체 (27) 는 블로어 (도시 생략) 를 거쳐 노즐 (16B) 에 접속되어, 노즐 (16B) 에 대한 공급을 촉진시키도록 해도 된다.

상기 순환 통체 (20) 는, 도 2(A), (B) 에도 보여지는 바와 같이, 하단측에서 내통 (20B) 이 이미 서술한 바와 같이 하방으로 개구된 개구부 (22) 를 갖고, 고리형 공간 (23) 은 고리판 (25) 에 의해 폐색되어 있다. 그러나, 이 고리판 (25) 에는, 둘레 방향의 복수 위치에 연통공 (25A) 이 형성되고 있고, 각 연통공 (25A) 에는 하방으로 연장되는 도기관 (28) 이 접속되어 있다. 이 복수의 도기관 (28) 은 그들의 하단에서 도 1 에 나타내는 1 개의 중공 원반상의 챔버 (29) 에 연통되어 있고, 이 챔버 (29) 에는 공기 공급관 (29A) 에 의해 외부로부터 공기가 공급되도록 되어 있다.

상기 챔버 (29) 의 바닥벽으로부터는, 하방을 향하여 넓어지는 바닥이 있는 테이퍼 통체 (30) 가 아래로 수직 형성되어 있고, 그 테이퍼 통체 (30) 에는 상하 방향 중간부에 수기실 (受氣室) (31) 이 형성되어 있고, 그 일방의 측면에 공기 공급관 (31A) 이 접속되고, 타방의 측면에는 원료의 진입을 저지하는 지붕상의 사판 (31B) 이 형성된 소개구 (31C) 가 형성되어 있다. 따라서, 상기 공기 공급관 (31A) 으로부터 수기실 (31) 로 보내진 공기는, 상기 소개구 (31C) 로부터 나와 원료 (M) 내에 유입된다. 그 때, 상기 사판 (31B) 에 의해 원료 (M) 는 소개구 (31C) 로부터 수기실 (31) 내로 들어가지는 않는다.

상기 소성 통체 (13) 의 하단에는, 하방을 향하여 축경 (縮徑) 되는 테이퍼상을 이루는 냉각 통체 (13C) 가 아래로 수직 형성되고, 이 냉각 통체 (13C) 로부터 통상의 배출통 (32) 이 아래로 수직 형성되어 있다. 그 배출통 (32) 은, 상기 테이퍼 통체 (30) 를 둘러싸도록 반경 방향 외측에 위치하고, 테이퍼 통체 (30) 와의 사이에 취출 공간을 형성하도록, 테이퍼 통체 (30) 의 바닥면보다 하방 위치로까지 연장되고, 바닥벽 (32A) 을 갖고 있다. 이 바닥벽 (32A) 에는, 상기 테이퍼 통체 (30) 의 하단에 있어서의 외경보다 작은 직경의 개구 (32C) 가 형성되어 있고, 이곳으로부터 취출관 (33) 이 아래로 수직 형성되고, 이 취출관 (33) 에는 로터리 밸브 (34) 가 형성되어 있다. 상기 배출통 (32) 의 바닥벽 (32A) 의 상방에는 그 바닥벽 (32A) 에 근접하여 반경 방향으로 왕복동하는 봉상의 푸셔 (35) 가 배출통 (32) 을 관통하여 형성되어 있다.

다음으로, 이러한 구성의 본 실시형태 장치에 대해, 원료가 노체 내에 투입되어 노체 내에서 소성되는 원리를 도 1 내지 도 2 에 기초하여 설명한다.

(1) 충전구 (18D) 로부터 원료 저류조 (18) 의 상공간에 공급된 석회석 등의 소성 대상물인 원료 (M) 는 칸막이판 (18B) 상에 저류되고, 복수의 단통 (18C) 으로부터 그 원료 저류조 (18) 의 하공간에 낙하하고, 바닥벽 (18A) 으로부터 경사져 하방으로 연장되는 복수의 원료 투입관 (17A) 을 거쳐 낙하하여 노체 (10) 내의 노 바닥 (11) 상에 퇴적된다. 노 바닥 (11) 상에서의 원료 (M) 의 퇴적층은, 노체 (10) 의 반경 방향 내측에 안식각을 가지고 자유 표면을 형성한다.

(2) 노 덮개 (14) 에 설치된 연소 가스 공급 장치로서의 복수의 버너 (15) 로부터는 화염이 하방을 향하여 분출되고, 송기 장치 (16) 에서는 순환 통체 (20) 의 외통 (20A) 과 내통 (20B) 사이의 고리형 공간 (23) 으로부터의 공기가 노즐 (16B) 에 의해 송기통 (16A) 의 분출 개구 (16A-1) 로부터, 후술하는 순환 통체 (20) 내로부터의 연소 가스와 함께 하방으로 노체 내를 향하여 분출된다.

(3) 상기 노 바닥 (11) 상의 원료 (M) 는 그 자유 표면에서의 가열에 의해 예열되고, 푸셔 (11B) 의 작동에 의해 순차적으로 낙하 개구 (11A) 로부터 소성 통체 (13) 내로 낙하한다. 예열된 원료 (M) 는 소성 통체 (13) 내에 낙하하여 상단의 브릿지 (13A) 보다 상방 위치에 자유 표면을 가지도록 퇴적된다.

(4) 공기 공급관 (31A) 으로부터 수기실 (31) 로 보내진 외부로부터의 공기는 소개구 (31C) 를 나와 원료 (M) 에 유입되고 원료 (M) 의 입자 사이를 거쳐 원료 (M) 중을 상승한다. 한편, 송기 장치 (16) 의 분출 개구 (16A-1) 로부터는 하향으로 공기가 분출되고 있고, 버너 (15) 로부터의 연소 가스는 이 하향의 공기에 의해 연소가 촉진됨과 함께 고온의 혼합 가스가 되어 하방으로 유도되고, 소성 통체 (13) 내의 원료 (M) 의 퇴적층의 자유 표면으로부터 층 내로 유입된다. 이 혼합 가스는 퇴적층 내에서의 하방을 향하는 투과 중에 원료 (M) 를 가열하고, 혼합 가스 자체는 강온되고 순환 통체 (20) 하단의 개구부 (22) 로부터 그 순환 통체 (20) 의 내통 (20B) 내로 유입되어 그 내통 (20B) 내를 상승한다. 또한, 이 때, 순환 통체 (20) 의 하단에 접속되어 있는 복수의 도기관 (28) 끼리는 충분한 간격이 있으므로 (도 2(A), (B) 참조), 복수의 도기관 (28) 에 대하여 노체 (10) 의 반경 방향 내외에 있어서 원료 (M) 가 이동할 수 있도록 연속하여 존재하고, 이 원료 (M) 의 입자 사이를 투과하여 상기 혼합 가스가 상기 개구부 (22) 에 도달할 때에, 상기 도기관 (28) 의 존재는 전혀 장해가 되지 않는다. 상기 혼합 가스는, 상기 수기실 (31) 의 소개구 (31C) 로부터 유출되어 원료 (M) 중을 상승하는 공기와 합류하여 상기 개구부 (22) 를 향하는 것, 혼합 가스는 원료 (M) 중을 투과할 때에 강온되었다 해도 아직 고온이고, 상기 순환 통체 (20) 내에서 확실히 상승 기류를 형성하는 것, 상기 송기 장치 (16) 로부터의 하향 공기를 타고 퇴적층을 향하여 하방으로 적극적으로 흐르는 것 등에서 기인하여 상기 순환 통체 (20) 내외를 양호하게 순환한다.

(5) 이와 같은 순환 흐름을 이루는 혼합 가스는, 소성 통체 (13) 내의 원료 (M) 의 퇴적층에 매우 양호하게 강하 진입하므로, 원료 (M) 의 소성도 향상된다.

(6) 한편, 공기 공급관 (29A) 으로부터 챔버 (29) 에 도입된 외부 공기는, 도기관 (28) 을 거쳐 냉각 공기로서 순환 통체 (20) 의 외통 (20A) 과 내통 (20B) 사이의 고리형 공간 (23) 내를 상승하여, 외통 (20A) 과 내통 (20B) 을 냉각시키고, 공기 자체는 승온되어 관체 (27) 를 거쳐 버너 (15) 에 도달하고, 승온된 연소용 공기로서 유효 이용됨과 함께, 송기 장치 (16) 의 노즐 (16B) 로 보내져, 상기 내통 (20B) 내에서 송기통 (16A) 으로 보내진 연소 가스와 함께 그 송기통 (16A) 으로부터 예열 공간 내로 분출된다.

(7) 노 바닥 (11) 상의 원료 (M) 의 퇴적층에는 그 자유 표면으로부터 연소 가스의 일부가 층 내로 유입되어, 예열에 기여한다. 노 외에 형성된 고리형 덕트 (19) 는 흡인구 (19A) 를 거쳐 외부의 블로어에 의해 흡인되고 있으므로, 상기 노 바닥 (11) 상의 퇴적층을 투과하는 연소 가스의 일부는, 원료와의 열 교환에 의해 강온된 후에 상기 복수의 배기관 (17B) 중을 상승하고, 상기 고리형 덕트 (19) 를 거쳐 배기된다.

(8) 이와 같이, 순환 통체 (20) 그리고 송기 장치 (16) 를 설치함으로써 소성 통체 (13) 내의 원료 (M) 중을 양호하게 강하하여 투과하는 혼합 가스로부터의 열을 효과적으로 받아 양호하게 소성된 원료 (M) 는 배출통 (32) 를 강하하면서 냉각되고, 푸셔 (35) 의 작동에 의해 개구 (32C) 로부터 낙하하고, 로터리 밸브 (33) 를 거쳐 제품으로서 취출된다.

본 발명은, 도시의 형태에는 한정되지 않는다. 예를 들어, 순환 통체 (20) 의 고리형 공간 (23) 으로부터 버너 (15) 그리고 송기 장치 (16) 의 노즐 (16B) 에 대한 관체를 각각 다른 계통으로 하여, 버너 (15) 그리고 노즐 (16B) 에 각각 공급되는 공기의 온도 그리고 압력을 버너 (15) 그리고 노즐 (16B) 에 대하여 적절한 상이한 값으로 할 수 있다. 일례로서, 각각의 관체를 흐르는 공기의 양을 상이한 관경 (管徑) 의 관체를 사용하여, 송기 장치 (16) 에는 대용량으로 온도 그리고 압력을 저하시키지 않고 그대로 공급하고, 버너 (15) 에는 소용량으로 방열 그리고 압손 (壓損) 에 의해 온도 그리고 압력을 낮게 하여 공급할 수 있다.

나아가서는, 공기 공급관 (29A) 을 고압 그리고 저압의 공기를 2 종의 도기 관으로 별도로 보내도록 2 계통의 유로를 형성하여, 양자로부터의 공기가 상기 고리형 공간 (23) 내에서 합류하지 않고, 고리형 공간 (23) 내에서 구분된 각각의 공간 (유로) 을 상승하도록 해두면, 고리형 공간 (23) 의 상단측에서 이들 공간으로부터 각각 상승한 공기를 대응되는 관체를 거쳐 그대로 그들 공기를 버너 (15) 그리고 송기 장치 (16) 로 보낼 수 있다.

<제 2 실시형태>

도 3 ∼ 4 에 나타내는 본 실시형태는, 도 1 ∼ 2 에 도시한 제 1 실시형태에 비해, 송기 장치와 연소 가스 공급 장치를 동일 위치에 배치한 것, 순환 통체의 둘레벽 내에서의 공기 상승 공간을 1 개의 고리형 공간이 아니라, 복수의 관체에 의해 형성한 것, 노 바닥 상의 원료 퇴적층 내에 브릿지를 형성한 것 등에 있어서 상이하다. 이 본 실시형태에 있어서, 제 1 실시형태와 공통 부위에는, 동일 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.

본 실시형태에 있어서도, 순환 통체 (20) 는 외통 (20A) 과 내통 (20B) 을 갖고, 양 통에서 둘레벽을 형성하고 있다. 양 통 사이의 고리형 공간에는, 도 4 에도 보여지는 바와 같이, 상하로 연장되는 내부 관체 (23A) 가 둘레 방향의 복수 위치에서 평행하게 형성되어 있다. 이들 내부 관체 (23A) 는, 상하단에서 상기 둘레벽 내에 형성된 상고리형 덕트 (23B) 그리고 하고리형 덕트 (23C) 에 각각 연통 접속되어 있다. 그 하고리형 덕트 (23C) 에는, 도 1 에 나타낸, 외부로부터의 공기를 도입하는 복수의 도기관 (28) 이 연통 접속되어 있다. 상고리형 덕트 (23B) 에는, 그 둘레 방향 복수 지점에서 관체 (27) 가 반경 외측으로 연 장되어 있다. 노 덮개 (14) 에는, 상기 순환 통체 (20) 에 대하여 반경 방향 외측에서 둘레 방향 복수 위치에 연소 가스 공급 장치로서의 버너 (15) 가 설치되어 있고, 그 버너 (15) 의 하단인 연소 가스 분출구 (15A-1) 가 노체 내를 향하여 위치하고 있다. 이 버너 (15) 의 외측에는, 고리형 노즐 (16B) 이 동심으로 배치되어 있고, 그 하단인 공기 분출구 (16B-1) 는 상기 연소 가스 분출구 (15A-1) 와 거의 동일 위치에서 개구되어 있다. 그리고, 상기 상고리형 덕트 (23B) 로부터 연장되는 각 관체 (27) 는, 각각 대응하는 고리형 노즐 (16B) 에 접속되어 있다.

한편, 순환 통체 (20) 의 상단에 있어서의 단판 (21) 에는, 둘레 방향 복수 위치에서 상방으로 연장되는 관체 (26) 가 접속되어 있고, 순환 통체 (20) 의 내부 공간과 연통되어 있다. 또한, 상기 단판 (21) 의 상방 위치에는, 외부 고리형 덕트 (26B) 가 형성되어 있고, 상기 복수의 관체 (26) 는 블로어 (40) 를 거쳐 상기 외부 고리형 덕트 (26B) 에 연통 접속되어 있다. 그 외부 고리형 덕트 (26B) 로부터는, 상기 버너 (15) 와 대응하는 둘레 방향의 복수 위치에서 도기관 (26C) 이 하방으로 연장되어 있고, 상기 고리형 노즐 (16B) 의 외측에 동심으로 형성된 송기통 (16A) 에 연통 접속되어 있다. 그 송기통 (16A) 과 고리형 노즐 (16B) 이 송기 장치 (16) 를 형성하고 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 상하 방향에서 노 바닥 (11) 과 원료 공급관 (17) 의 하단 개구 사이에, 둘레 방향 복수 위치에서 반경 방향으로 연장되어 형성되는 브릿지 (11C) 가 형성되어 있다. 이 브릿지 (11C) 는 노 바닥 (11) 상에 형성 되는 원료 (M) 의 퇴적층 내에 위치한다. 따라서, 상방의 원료 공급관 (17) 으로부터 낙하 공급되는 원료는 퇴적층을 형성하면, 그 브릿지 (11C) 바로 아래에 원료 부재의 공간이 형성된다.

이와 같은 본 실시형태에 의하면, 도기관 (28) 을 거쳐 외부로부터 도입된 공기는, 상기 복수의 내부 관체 (23A) 내를 상승할 때에, 그 복수의 내부 관체 (23A) 의 총 표면적이 크기 때문에, 순환 통체 (20) 와의 열 교환을 효과적으로 실시하여 승온되고, 내부 관체 (23A) 로부터 관체 (27) 를 거쳐 고리형 노즐 (16B) 에 도달하고, 그 공기 분출구 (16B-1) 로부터 분출되고, 연소 가스 공급 장치로서의 버너 (15) 로부터의 연소 가스와 혼합되어 연소를 촉진시킨다.

한편, 순환 통체 (20) 의 내통 (20B) 내를 상승하는 연소 가스는 복수의 관체 (26) 를 거쳐 블로어 (40) 에 도달하고, 외부 고리형 덕트 (26B) 로 보내지고, 이곳에서부터 도기관 (26C) 으로 분류 (分流) 된다. 상기 내통 (20B) 내로부터의 연소 가스는 이 도기관 (26C) 으로부터, 대응되는 송기통 (16A) 으로 유도되어 노체 내로 분출된다. 이 송기통 (16A) 으로부터 분출되는 연소 가스는 선회 흐름을 형성하고 있어, 상기 연소 가스 공급 장치인 버너 (15) 로부터의 연소 가스 그리고 고리형 노즐 (16B) 로부터의 공기 주위를 선회한다. 이렇게 하여, 노체 내에서는 혼합 가스는 넓은 범위에서 균일하게 흘러, 노 바닥 (11) 상의 원료의 퇴적층을 적극적으로 균일하게 가열한다.

또한, 상기 서술한 바와 같이, 노 바닥 (11) 상의 퇴적층 내에는, 브릿지 (11C) 바로 아래에 원료 부재의 공간이 형성되므로, 그 퇴적층 내에서의 연소 가스 는 양호하게 유통되고, 이곳에서의 열 교환이 효과적으로 실시되어, 원료는 균일하게 가열된다.

본 실시형태에 있어서, 송기 장치 (16) 의 송기통 (16A) 으로부터의 선회 흐름의 형성에는 다양한 수법이 있다. 예를 들어, 관체 (27) 를 송기통 (16A) 에 대하여 접선 방향으로 접속하거나, 또는 송기통 (16A) 내에 나선 흐름을 발생시키는 가이드 부재를 형성하거나 할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태로서의 세로형 소성로의 종단면도이다.

도 2 는 도 1 장치의 순환 통체와 도기관을 이루는 사시도이고, 도 2(A) 는 상방에서 본 사시도, 도 2(B) 는 그 일부를 하방에서 본 사시도이다.

도 3 은 본 발명의 제 2 실시형태의 세로형 소성로의 주요부에 대한 종단면도이다.

도 4 는 도 3 에 있어서의 Ⅳ-Ⅳ 선에서의 확대 부분 단면도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 노체

11 : 노 바닥

11A : 낙하 개구

11C : 브릿지

14 : 노 덮개

15 : 연소 가스 공급 장치 (버너)

16 : 송기 장치

16A : 송기통

16B : 노즐 (고리형 노즐)

20 : 순환 통체

20A : 외통

20B : 내통

22 : 개구부

23 : 고리형 공간

23A : 내부 관체

23B : 상고리형 덕트

23C : 하고리형 덕트

28 : 도기관

40 : 블로어

Claims (14)

1. 정지되는 세로형의 통상을 이루는 노체 내의 상부에 예열 영역 그리고 하부에 소성 영역을 형성하는 세로형 소성로에 있어서, 예열 영역은 연소 가스 공급 장치가 설치되어 있는 노 덮개보다 하방이고 노체 내면으로부터 반경 내측으로 연장되어 중앙부에 낙하 개구를 갖는 노 바닥보다 상방의 공간에 형성되고, 소성 영역이 그 노 바닥보다 하방의 공간에 형성되고, 노체 내에 상하 방향에서 예열 영역 및 소성 영역에 걸쳐 내부 공간을 형성하고 하방을 향하여 개구되는 순환 통체가 배치되고, 노 덮개에 장착되어 노체 내의 하방을 향하여 송기하는 송기통을 갖는 송기 장치가 설치되고, 상기 순환 통체의 내부 공간이 그 순환 통체의 상부에서 상기 송기통에 접속되어 있고, 순환 통체 하단의 개구부로부터 유입되는 가스가 상기 내부 공간을 상승하여 상기 송기 장치로 보내지고 다시 노체 내로 되돌려지는 것을 특징으로 하는 세로형 소성로.
2. 제 1 항에 있어서,

   송기 장치는 송기통 내에 외부로부터 공기를 도입하는 노즐이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 세로형 소성로.
3. 제 1 항에 있어서,

   송기 장치는 송기 방향에서 상류측 부분이 노체 외로 돌출되고, 순환 통체는 상부가 노체 외로 돌출되어 있어 그 상부에서 상기 송기 장치의 송기통의 상류측 부분에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 세로형 소성로.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   순환 통체는 내통과 외통으로 2 중 통으로 형성되고, 내통의 내부 공간이 하방으로 개구되고 상부에서 송기통과 접속되어 있고, 내통과 외통 사이에 형성되는 고리형 공간은 하부 위치에서 외부로부터의 냉각 공기를 도입하는 도기관과 접속되어 있고, 또한 고리형 공간은 상부 위치에서 연소 가스 공급 장치에 접속되어 있고, 냉각 공기가 고리형 공간을 상승하여 내통 및 외통을 냉각시키고 상승 후에 상기 연소 가스 공급 장치에 연소용 공기로서 공급되는 것을 특징으로 하는 세로형 소성로.
5. 제 4 항에 있어서,

   고리형 공간은 상부 위치에서 송기 장치의 노즐에도 접속되어 있어, 고리형 공간 내를 상승 후의 냉각 공기가 송기 장치에 공급되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 세로형 소성로.
6. 제 4 항에 있어서,

   도기관이 고리형 공간의 둘레 방향 복수 위치에서 접속되도록 복수 개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 세로형 소성로.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   송기 장치는 그 송기 장치의 송기통이 연소 가스 공급 장치의 연소 가스 분출구와 공통의 분출 축선 상에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 세로형 소성로.
8. 제 7 항에 있어서,

   송기 장치는 송기통으로부터의 송기 가스가 분출 축선 둘레에 선회 흐름을 발생시키도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 세로형 소성로.
9. 제 7 항에 있어서,

   송기 장치와 연소 가스 공급 장치는 노체의 축선 둘레의 둘레 방향에서 복수 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 세로형 소성로.
10. 제 7 항에 있어서,

    순환 통체는 둘레벽 내에서 상하로 연장되는 내부 관체가 둘레 방향 복수 위치에 형성되고, 그 복수의 내부 관체는 상하단에서 둘레벽 내에 형성된 상고리형 덕트 그리고 하고리형 덕트에 각각 접속되고, 그 상고리형 덕트가 송기 장치의 노즐에 그리고 하고리형 덕트가 외부로부터의 냉각 공기를 도입하는 도기관에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 세로형 소성로.
11. 제 7 항에 있어서,

    순환 통체는 그 내부 공간이 블로어를 통하여 송기 장치의 송기통에 접속되어 있어 상기 내부 공간으로부터 송기통에 대한 가스의 송입을 촉진시키는 것을 특징으로 하는 세로형 소성로.
12. 제 7 항에 있어서,

    노체는, 노 바닥보다 상방의 공간에, 높이 방향에서 노 바닥보다 상방 그리고 원료 공급구보다 하방의 위치에, 둘레 방향 복수 지점에서 반경 방향으로 연장되는 브릿지가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 세로형 소성로.
13. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

    송기 장치는 외부로부터 미분 고체 연료의 공급을 받아, 이것을 송기통으로부터 분출하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 세로형 소성로.
14. 제 2 항에 있어서,

    송기 장치는 외부로부터 미분 고체 연료의 공급을 받아서, 이것을 노즐로부터 분출하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 세로형 소성로.

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