TW201343604A - 冷卻單元及具備其之冷卻器裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之冷卻單元(1)，配備於對高溫之粒狀水泥熟料一邊進行搬送一邊進行冷卻之冷卻器裝置。冷卻單元(1)，具有箱體(21)，該箱體(21)具有底板(21a)。於箱體(21)堆積有較水泥熟料更低溫之水泥熟料，且藉由該堆積之水泥熟料形成靜載層(27)。於該靜載層(27)上載置有水泥熟料，且於靜載層(27)中埋設有散氣管(25)。散氣管(25)往靜載層內釋出冷卻空氣。

Description

冷卻單元及具備其之冷卻器裝置

本發明係關於一種對高溫之粒狀搬送物、例如粒狀之水泥熟料一邊進行搬送一邊進行冷卻之冷卻器裝置之冷卻單元。

於水泥廠設備中，配備有對經由預熱、預燒及燒成而生成之高溫之水泥熟料一邊進行冷卻一邊進行搬送之冷卻器，例如有如專利文獻1之冷卻器。該冷卻器具有複數個冷卻格子，且將該冷卻格子以於縱方向排列之方式組裝。冷卻格子具有複數個V字形外形(profile)，且以使該V字形外形以鏡面對稱地相離且相互偏移之方式配置而構成。此外，相鄰之V字形外形之腳部彼此，以於其間隔著間隙之方式配置，且藉由其間隙而形成用以使冷卻空氣流動之錯綜之路徑(labyrinth)。於如此構成之冷卻格子上載置高溫之水泥熟料，藉由經由錯綜之路徑輸送冷卻空氣而可對水泥熟料一邊進行冷卻一邊進行搬送。

專利文獻1：日本特開2007-515365號公報

於專利文獻1中記載之冷卻器，於冷卻格子構成錯綜之路徑，藉由經由該錯綜之路徑輸送冷卻空氣而防止水泥熟料之落下。但是，並非由於在冷卻格子構成有錯綜之路徑便可防止所有水泥熟料之落下，仍存在有較細之粒狀者經由該錯綜之路徑落下之情況。為了亦防止較細之粒狀之水泥熟料之落下，被提及有縮小錯綜之路徑之流路面積，但一旦縮小錯綜之路徑之流路面積，則會使冷卻空氣之通過壓損增加。冷卻格子之通 過壓損，較佳為層壓損之30%左右，一旦為其以上，將導致電力消耗量不必要地增加。

因此，本發明之目的在於提供一種可使搬送之粒狀物均勻地 冷卻，且不僅可防止較大之粒狀物之落下亦可防止較細之粒狀物之落下之冷卻單元及具備其之冷卻器裝置。

本發明之冷卻單元，配備於對高溫之粒狀搬送物一邊進行搬 送一邊進行冷卻之冷卻器裝置，且具備：支持構件，係具有底板，且於該底板上堆積較該粒狀搬送物更低溫之粒狀埋設物而形成靜載層(dead layer)，透過該靜載層而支持該粒狀搬送物；及散氣管，係用以在埋設於該靜載層中之位置，對該靜載層釋出冷卻空氣。

根據本發明，由於輸送冷卻空氣之散氣管與底板係各別地設 置，因此無需構成對底板輸送冷卻空氣之錯綜之路徑。藉此，可防止粒狀物從底板落下。

此外，於本發明中，由於可於靜載層中埋設散氣管，因此可 將從散氣管釋出之冷卻空氣經由靜載層而輸送至粒狀搬送物。藉此，可對冷卻空氣賦予適度之通過壓損，可進行適當之熱交換。藉此，可使粒狀搬送物均勻地冷卻。

進一步地，於本發明中，由於可於設置於底板上之低溫之粒 狀埋設物之靜載層內埋設散氣管，因此散氣管不會與高溫之粒狀搬送物直接接觸。因此，可防止散氣管因熱而受損，或因粒狀搬送物之搬送而磨損。

於上述發明中，較佳為：該散氣管具有配置成與搬送該粒狀 搬送物之搬送方向平行且用以釋出該冷卻空氣之複數個散氣口；該複數個散氣口，在該散氣管中於該搬送方向隔著間隔配置。

根據上述構成，由於散氣管於搬送方向延伸，且散氣口於搬 送方向隔著間隔配置，因此可於一邊重複進行粒狀搬送物之移動與停止一 邊進行搬送之冷卻器裝置中，使粒狀搬送物均勻地進行冷卻。

此外，於本發明中，由於成為從複數個散氣口供給冷卻空氣，因此可藉由散氣口之開口面積、個數、及適當地進行配置，而於冷卻空氣與高溫之水泥熟料之間進行最佳之熱交換。

於上述發明中，較佳為：該散氣口以朝向下方之方式開口。

根據上述構成，可防止粒狀埋設物從散氣口進入至散氣管內。

於上述發明中，較佳為：於埋設於該靜載層之位置，設置有複數個該散氣管、及將該複數個散氣管連結並對該各散氣管供給冷卻空氣之集管(header)，且該集管配置於與該搬送方向正交之方向。

根據上述構成，可藉由集管對複數個散氣管一併輸送冷卻空氣。

於上述發明中，較佳為：該支持構件具有立設於該底板之外周緣部之壁並構成箱狀。

根據上述構成，不僅可防止粒狀埋設物從底側落下，亦可防止粒狀埋設物從前後左右落下。

本發明之冷卻器裝置，具備以使所述之任一該冷卻單元於該搬送方向排成一列之方式構成之複數個冷卻單元列，且該複數個冷卻單元列，並排設置於與該搬送方向正交之方向。

根據上述構成，可實現具有如所述之功能之冷卻器裝置。

本發明之上述目的、其他目的、特徵、及優點，在參照隨附之圖式下，由以下之較佳之實施態樣之詳細說明即可明瞭。

根據本發明，可使搬送之粒狀物均勻地冷卻，且不僅可防止較大之粒狀物之落下，亦可防止較細之粒狀物之落下。

1‧‧‧冷卻單元

2‧‧‧冷卻器裝置

燒成13‧‧‧冷卻單元列

14‧‧‧熟料層

21‧‧‧箱體

21a‧‧‧底板

22‧‧‧集管

25‧‧‧散氣管

26‧‧‧散氣口

27‧‧‧靜載層

圖1，係表示具備本發明之冷卻器裝置之水泥廠設備之構成之概略圖。

圖2，係表示圖1之冷卻器裝置之構成之概略之立體圖。

圖3，係表示圖2之冷卻器裝置具備之冷卻單元之構成之前視圖。

圖4，係表示圖3所示之以切斷線A-A切斷觀察之冷卻單元之構成之剖面圖。

圖5，係將圖4所示之散氣管周圍放大表示之放大剖面圖。

以下，一邊參照所述之圖式，一邊針對本發明之實施形態之冷卻單元1及具備其之冷卻器裝置2進行說明。另外，實施形態中之上下左右前後等方向之概念，係為了方便說明而使用者，關於冷卻單元1及冷卻器裝置2，並非教示將該等之構成之配置及朝向等限定於該方向。此外，以下所說明之冷卻單元1及冷卻器裝置2，僅為本發明之一實施形態，本發明係不限定於實施形態，可於不脫離發明之旨趣之範圍內進行追加、削除、或變更者。

<水泥廠設備>

水泥係經由將含有石灰石、黏土、矽石、及鐵等之水泥原料進行粉碎之原料粉碎步驟、將已粉碎之水泥原料進行燒成之燒成步驟、以及最終步驟即精加工步驟而生成，該等之3個步驟係於水泥廠設備中進行。於該等之3個步驟中之1個即燒成步驟中，將已粉碎之水泥原料進行燒成並冷卻，生成粒狀之水泥熟料。圖1所示之構成，係表示水泥廠設備之燒成設備3，係進行水泥製造中之燒成步驟之部分。燒成設備3，係將原料粉碎步驟中粉碎之水泥原料進行預熱、預燒、及燒成，且對燒成而成為高溫之粒狀水泥熟料進行冷卻。

當針對進行燒成步驟之部分更詳細地進行說明時，燒成設備 3具備有預熱器4，且預熱器4係由複數個旋風分離器(cyclone)5所構成。旋風分離器5，並排於上下方向而設置成段狀，使其中之排氣往上段之旋風分離器5吹起(參照圖1之虛線之箭頭)，藉由旋轉流動將投入之水泥原料進行分離，且成為往下段之旋風分離器5投入(參照圖1之實線之箭頭)。位於最下段之上一段之旋風分離器5，成為將水泥原料投入至預燒爐6。預燒爐6，具有燃燒器，藉由該燃燒器所產生之熱與下述之排氣之熱，進行將投入之水泥原料中之二氧化碳分離之反應(亦即，預燒反應)。在預燒爐6中，促進預燒反應之水泥原料，係如下所述成為該旋風分離器5內之水泥原料被導引至最下段之旋風分離器5，且進一步往旋轉爐(rotary kiln)7供給。

該旋轉爐7，係所謂的旋轉窯，且形成為數十米以上之橫長 圓筒狀。旋轉爐7，係從旋風分離器5側即入口朝向位於前端側之出口僅以稍微向下方傾斜之方式配置。因此，藉由以軸線為中心使旋轉爐7旋轉，使位於入口側之水泥原料搬送往出口側。此外，於旋轉爐7之出口設置有燃燒裝置8。燃燒裝置8，係形成高溫之火焰，且對水泥原料進行燒成。

此外，燃燒裝置8，朝向入口側噴射高溫之燃燒氣體，從燃 燒裝置8噴射出之燃燒氣體，一邊對水泥原料進行燒成一邊於旋轉爐7內往入口側流動。燃燒氣體，作為高溫之排氣而從預燒爐6之下端以成為噴流之方式於預燒爐6內往上方吹起(參照圖1之虛線之箭頭)，成為使投入至預燒爐6內之水泥原料往上方吹起。水泥原料，藉由該排氣及燃燒器而加熱至約900℃，即預燒。此外，吹起之水泥原料，與排氣一併流入至最下段之旋風分離器5，於此處將流入之排氣與水泥原料分離。經分離之水泥原料往旋轉爐7供給，且排氣往上一段之旋風分離器5吹起。吹起之排氣於各旋風分離器5與投入至其中之水泥原料進行熱交換而將水泥原料加熱，且再次與水泥原料分離。經分離之排氣，進一步上升至其上之旋風分離器5並重複熱交換。繼而，從最上段之旋風分離器5排出至大氣中。

於如此構成之燒成設備3中，水泥原料從最上段之旋風分離 器5附近投入，一邊與排氣進行熱交換一邊充分地進行預熱並下降至較最下段更上一段之旋風分離器5，繼而投入至預燒爐6。於預燒爐6中，水泥原料藉由燃燒器及高溫之氣體而預燒，之後，水泥原料導入至最下段之旋風分離器5，且於此處從排氣分離而供給至旋轉爐7。所供給之水泥原料，於旋轉爐7內一邊燒成一邊往出口側搬送。如此，藉由預熱、預燒、及燒成而形成水泥熟料。於旋轉爐7之出口，設置有冷卻器裝置2，且從旋轉爐7之出口將成形之水泥熟料排出至冷卻器裝置2。

<冷卻器裝置>

冷卻器裝置2，係對從旋轉爐7排出之水泥熟料(高溫之粒狀搬送物)一邊往預先決定之搬送方向進行搬送一邊進行冷卻。如圖2所示，冷卻器裝置2於旋轉爐7之出口緊鄰下方具有固定傾斜爐篦(grate)11。固定傾斜爐篦11從旋轉爐7之出口側朝向搬送方向往下方傾斜。從旋轉爐7之出口排出之粒狀之水泥熟料，以於固定傾斜爐篦11上滾動之方式往搬送方向落下。此外，於固定傾斜爐篦11之搬送方向前端部，設置有複數個冷卻單元列13，且水泥熟料堆積於複數個冷卻單元列13上並形成熟料層14。

冷卻單元列13，係於搬送方向延伸之構造體，以未隔著間隙而相鄰之方式於與搬送方向正交之橫方向(以下，亦稱為「正交方向」)並排設置。此外，冷卻單元列13之間，以水泥熟料不落至下方之方式密封。以覆蓋隱藏如此般以未隔著間隙、且密封之方式並排設置之複數個冷卻單元列13之全部之方式，於其上載置熟料層14(參照圖2之2點鏈線)。

此外，複數個冷卻單元列13，成為對該熟料層14一邊進行冷卻一邊往搬送方向進行搬送。於冷卻單元列13中，一邊重複熟料層14之移動與停止一邊搬送粒狀之水泥熟料。作為其具體之搬送方法，例如有，於使所有之冷卻單元列13前進後，使不相鄰之冷卻單元列13以分成複數次 之方式後退之方法；或將於正交方向延伸之橫桿(crossbar)設置於冷卻單元列13之上部，並藉由使該橫桿於搬送方向移動而將熟料層14往搬送方向輸送之方法。另外，關於將熟料層14往搬送方向輸送之構成及方法，並不限定於上述之構成及方法，只要為可將熟料層14往搬送方向輸送之構成及方法即可。如此構成之冷卻單元列13，具有複數個冷卻單元1，且使該冷卻單元1以於搬送方向排成一列之方式構成。

如圖3及圖4所示，冷卻單元1具有形成大致長方體之箱狀 之箱體(casing)21。箱體21於下側具有平坦之底板21a，且上側開口。此外，箱體21具有立設於底板21a之4個壁21b~21e。於如此構成之箱體21之底板21a，設置有於正交方向延伸之集管22。

集管22，成為於其下側具有開口之剖面大致U字狀，且於 底板21a之與集管22之開口相對應之位置，形成有於正交方向延伸之開口槽21f。此外，集管22從一側壁21d延伸至另一側壁21e，其左右兩端部由2個側壁21d及21e堵塞。藉此，於集管22內形成有與底板21a之下方空間23連通之供給通路22a。於底板21a之下方空間23，連通有用以供給冷卻空氣之冷卻空氣供給單元24(參照圖2)，成為經由底板21a之下方空間對供給通路22a供給冷卻空氣。如此構成之集管22，於搬送方向隔著間隔地於箱體21內配置複數個(於本實施形態中為2個)，於該等之集管22設置有複數個散氣管25。

散氣管25，係於搬送方向延伸之圓筒構件。散氣管25，係 於正交方向隔著間隔設置，且分別架設於相鄰之2個集管22間、及集管22與前後壁21b、21c之間。散氣管25，於其中具有冷卻通路25a，該冷卻通路25a與集管22內之供給通路22a連通。另一方面，分別設置於前後壁21b、21c之散氣管25之端部，由前後壁21b、21c堵塞。以如此方式設置之散氣管25，從集管22供給冷卻空氣，該冷卻空氣成為於冷卻通路25a流動。而 且，於散氣管25設置有複數個散氣口26。

如圖5所示，散氣口26，係於與散氣管25之軸線正交之平 面、於散氣管25之下半面分離配置於正交方向兩側，於半徑方向且朝向斜下方開口。如此開口之散氣口26，以於搬送方向以大致等間隔而設置之方式形成於散氣管25。散氣管25，係以該等散氣口26未由底板21a覆蓋之方式從底板21a往上方離開高度h而設置，且設置成與底板21a平行。藉此，於散氣管25內流動之冷卻空氣，從該散氣口26往外方釋出。

於設置如此之散氣管25之箱體21內，裝入較從爐7排出之 通常之水泥熟料更低溫(例如，20℃~60℃之常溫)之水泥熟料，箱體21內由水泥熟料裝滿。藉此，水泥熟料堆積於底板21a上而形成靜載層27(參照圖3至5之二點鏈線)。於該靜載層27上，載置有應搬送之粒狀之水泥熟料(熟料層14，參照圖3及4之二點鏈線)，底板21a透過該靜載層27而支持粒狀之水泥熟料(熟料層14)。

此外，藉由利用水泥熟料裝滿箱體21內，而將散氣管25埋 入靜載層27。亦即，散氣管25埋設於靜載層27之中。如此，藉由將散氣管25埋入靜載層27中，而可將從散氣管25排出之冷卻空氣通過該靜載層27之水泥熟料之間而輸送往其上之熟料層14。藉此，可藉由靜載層27而對冷卻空氣賦予適當之通過壓損。

靜載層27之通過壓損，成為與其層高、散氣口26之配置、 及尺寸對應之值，且藉由裝滿箱體21內而形成之靜載層27之層高，係根據箱體21之側壁21d、21c決定。因此，靜載層27之通過壓損，設定為與箱體21之形狀與散氣口26之配置相對應之值，藉由適當地設定散氣管25之配置高度h、以及散氣口26之口徑及個數，可使冷卻單元1整體之通過壓損成為所期望之值。

藉由如此般使通過壓損成為所期望之值，而可抑制因熟料層 14之層高差或水泥熟料之粒徑分布之偏差而導致之熟料層14內之冷卻空氣之偏流。亦即，可對熟料層14輸送大致均勻分布之流量之冷卻空氣，且可使熟料層14均勻地冷卻。具體地說明，藉由使冷卻單元1整體之通過壓損成為適當之值，可縮小因熟料層14之層高差或水泥熟料之粒徑分布之偏差而導致之壓損差相對於冷卻單元1及熟料層14之通過壓損之比例。藉此，成為於熟料層14內冷卻空氣往大致正上方流動，可抑制冷卻空氣之偏流。因此，可使熟料層14均勻地冷卻。

此外，由於係將散氣管25埋設於靜載層27內之構造，因此散氣管25不會與高熱且進行移動之熟料層14直接接觸。因此，可防止散氣管25因熱而受損，或因熟料層14之移動而磨損。

進一步地，由於無需如習知技術般藉由使用散氣管25形成對底板21a供給冷卻空氣之槽或孔，因此水泥熟料及粒狀之水泥熟料不會從底板21a往下方漏落。此外，由於在搬送方向及正交方向立設有壁21b~21e，因此亦可防止水泥熟料從箱體21內往搬送方向及正交方向(亦即，前後左右)漏落。進一步地，由於散氣管25之散氣口26朝向斜下方開口，因此可防止水泥熟料經由散氣口26而進入散氣管25內。也就是，散氣口26，係以如水泥熟料不會通過散氣口26進入散氣管25內之角度θ形成。藉此，可防止散氣口26及散氣管25因水泥熟料而堵塞之情況，而可將所期望之流量之冷卻空氣經由靜載層27輸送至熟料層14。

在如此構成之冷卻器裝置2中，於固定傾斜爐篦11上承受從旋轉爐7排出之粒狀之水泥熟料並使其往冷卻單元列13側滾動。然後，使水泥熟料堆積於冷卻單元列13上，於冷卻單元列13上形成熟料層14，且將該熟料層14利用如上所述之方法於搬送方向進行搬送。於搬送中，冷卻空氣供給單元24(風扇)進行運轉，從該冷卻空氣供給單元24經由下方空間23往集管22之供給通路22a供給冷卻空氣。集管22內之冷卻空氣， 一併輸送往複數個散氣管25之冷卻通路25a，且經由各散氣口26往外方釋出。從散氣口26釋出之冷卻空氣，以通過靜載層27之水泥熟料之間之方式上升，到達熟料層14。冷卻空氣，係與熟料層14之粒狀之水泥熟料進行熱交換並一邊將其進行冷卻一邊通過其間，而從熟料層14上部往上方排出。排出至上方之空氣，已藉由與粒狀之水泥熟料進行熱交換而變成高溫，且變成高溫之空氣之一部分，從冷卻器裝置2排出並直接經由爐7、或排出管31導入預燒爐6。

於冷卻器裝置2中，如此般藉由冷卻單元1對熟料層14之粒狀之水泥熟料一邊進行冷卻一邊進行搬送，且粒狀之水泥熟料持續冷卻至較大氣溫度高數十度之溫度。

<關於其他實施形態>

於本實施形態中，作為形成靜載層27之粒狀物，雖使用水泥熟料，但亦可使用水泥熟料以外之耐熱之粒狀物，例如金屬或陶瓷等之粒狀物。此外，搬送之粒狀物及形成靜載層27之粒狀物之粒徑之大小並無限制。散氣管25之外形及配置位置亦不限定於如上所述之形狀及位置，亦可與搬送方向正交，此外，亦可將散氣管25以形成蛇腹狀(伸縮狀)之方式配置。此外，於本實施形態中，底板21a係為平板，但亦可為往下方或上方突出之V字狀之板或往正交方向或搬送方向傾斜之傾斜板。

對業者而言，可根據上述說明而明瞭本發明之許多之改良或其他之實施形態。因此，上述說明係僅用於作為例示而加以解釋，且係以對業者教示執行本發明之最佳態樣之目的而提供者。在不脫離本發明之精神，可實質地變更其構造及/或功能之細節。

1‧‧‧冷卻單元

14‧‧‧熟料層

21‧‧‧箱體

21a‧‧‧底板

21b、21c、21d‧‧‧壁

21f‧‧‧開口槽

22‧‧‧集管

22a‧‧‧供給通路

23‧‧‧下方空間

25‧‧‧散氣管

25a‧‧‧冷卻通路

26‧‧‧散氣口

27‧‧‧靜載層

h‧‧‧高度

Claims (6)

1. 一種冷卻單元，係對高溫之粒狀搬送物一邊進行搬送一邊進行冷卻之冷卻器裝置之冷卻單元，其特徵在於，具備：支持構件，具有底板，且於該底板上堆積較該粒狀搬送物更低溫之粒狀埋設物而形成靜載層，且透過該靜載層支持該粒狀搬送物；及散氣管，用以在埋設於該靜載層中之位置，對該靜載層釋出冷卻空氣。
2. 如申請專利範圍第1項之冷卻單元，其中，該散氣管具有配置成與搬送該粒狀搬送物之搬送方向平行且用以釋出該冷卻空氣之複數個散氣口；該複數個散氣口，在該散氣管中於該搬送方向隔著間隔配置。
3. 如申請專利範圍第2項之冷卻單元，其中，該散氣口朝向下方開口。
4. 如申請專利範圍第3項之冷卻單元，其中，在埋設於該靜載層之位置，設置有複數個該散氣管、及將該複數個散氣管連結並對該各散氣管供給冷卻空氣之集管；該集管配置於與該搬送方向正交之方向。
5. 如申請專利範圍第1項之冷卻單元，其中，該支持構件具有立設於該底板之外周緣部之壁並構成箱狀。
6. 一種冷卻器裝置，具備以使申請專利範圍第1項之該冷卻單元於該搬送方向排列成一列之方式構成之複數個冷卻單元列；該複數個冷卻單元列，並排設置於與該搬送方向正交之方向。