JPS58156189A - 粉体用浮遊式熱交換装置 - 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】 本発明は、例えばセメント焼成設備で用いられる浮遊式
熱交換装置の改良に関する。

粉体用浮遊式熱交換装置として、従来第１図に示すよう
な竪型サイクロンである分離器ＣＩ　、　Ｃ２、Ｃ８゜
Ｃ４がダクトＤＩ、Ｄ２．Ｄ８．Ｄ４および必要に応じ
て設けられた仮焼炉１の排ガスダクトＤＯに接続され、
それらが多段（第１図では４段）に配置されたものがあ
る。これは、キルン等の焼成装置２やクリンカクーラ等
の冷却装置８に接続され、セメント等の焼成設備が形成
されていて、このような浮遊式熱交換装置では、前記焼
成装置２や冷却装置３から排出される高温排ガスを仮焼
炉１、ダクトおよび分離器をＤＩ、Ｃ２，Ｄ２．Ｃ８，
Ｄ８．Ｃ４，Ｄ４の順に上昇流過させることにより、ダ
クトＤ８に設けられた原料投入口４から投入される粉体
を焼成装置２に至るまでの間に予熱するものである。

上記の粉体が主として熱交換を行なう前記各ダクトＤＩ
　、Ｄ２　、　ＤＩと予熱された粉体をその都度捕集す
る分離器Ｃ４，Ｃ８，Ｃ２，ＣＩとを順次移動する際、
分離器Ｃで捕集された粉体の次のダクトへの移送は、第
２図に示すようにダンパ５を介在させたシュート６によ
り行われている。

このシュート６はその中での粉体の停滞を回避するため
に例えば５５度程度に傾斜して設置されていて、極めて
簡単な構造により粉体の移送を可能にしているが、第１
図に示すように分離器が４段に配置された浮遊式熱交換
装置自体は必然的に高いものとなり、耐震上等の観点か
らその強度を確保するために、タワ一部材７が強大かつ
大型なものとなったり、原料投入口４への粉体の搬送装
置等の付帯装置が大掛りなものとなり、設備全体の保守
点検作業も容易でない欠点がある。

本発明は上述の問題点を解決するためになされたもので
、浮遊式熱交換装置の全高をできるだけ低くすることが
でき、その結果タワ一部材や付帯装置の小型化を可能に
し、加えて、必要に応じて予熱される粉体を移送しつ＼
加熱も行いえる粉体用浮遊式熱交換装置を提供すること
を目的とする。

その特徴とするところは、同−水平高さまたは２段配置
された適数個の分離器と必要に応じて設けられた仮焼炉
と、隣合う前記分離器を接続するＵ字状ダクトと、分離
器で捕集された粉体を他のダクトまたは仮焼炉に移送す
るためのシュートと、前記Ｕ字状ダクトの底部に設けら
れた噴流式粉体堆積防止手段と、この噴流式粉体堆積防
止手段から他のダクトまたは仮焼炉に接続されたシュー
トとを具備した粉体用浮遊式熱交換装置としたことであ
り、加えて、上記構成のシュートに代え、多孔性耐熱部
材で上下に仕切られ、この上下部各室にガス状燃料また
は空気またはこれら両方が供給されるようになっている
エアスライディングコンペでもって構成した粉体用浮遊
式熱交換装置としたことである。

以下、本発明をその実施例に基づいて詳細に説明する。

第３図は、ダクトＤＩ、Ｄ２．Ｄ８．Ｄ４で接続され２
段に配置された分離器ＣＩ、Ｃ２，Ｃ：８．Ｃ４と仮焼
炉１とを有する本発明の粉体用浮遊式熱々換装置１０と
、焼成装置２とで形成されたセメント等の焼成設備の概
略図である。

この浮遊式熱交換装置１０の分離器Ｃ１，Ｃ２，Ｃ８，
Ｃ４は、第４図（ａ）　、　（ｂ）に示すような水平軸
線を有する円形断面の旋回室を形成する筒体８５の軸線
力゛向一端部に、その接線方向に入口ダクト３６を連結
すると共にその軸線方向の他端部に出口ダクト８７を連
結し、前記筒体８５の下部に旋回接線方向に延びる内壁
面８８を有する下すぼみの中空錘体８９を固着したもの
（以下、横型サイクロンという）であり、そこで捕集さ
れた粉体を次のダクト、仮焼炉１や焼成装置２へ移送す
るためのシュートＳｌ、Ｓ２．Ｓ８．Ｓ４が設けられ、
ダクトＤＩ、Ｄ２．Ｄ８のＵ字状の底部には噴流式粉体
堆積防止手段１１およびこの噴流式粉体堆積防止手段１
１から他のダクトまたは仮焼炉１に接続されダンパＢ２
．Ｂ８．Ｂ肋５介在されたシュートＳ１２．Ｓ１８゜Ｓ
１４が付設されている。

前記噴流式粉体堆積防止手段１１は第５図（ａ）に示す
ように各ダクトＤの底部の開口部１２に連通ずるごとく
その下方に接続された本体筒部１８と、この本体筒部１
Ｂに枝設され例えば焼成装置２からの高温排ガスを供給
する熱ガス供給ダクト１４とを有している。この噴流式
粉体堆積防止手段１１は、各ダれてきた粉体が高温排ガ
スの流過方向１５に逆つ−て落下して開口部１駈傍°で
堆積しダクトを閉塞させることがあるのを防止するため
のものである。

なお、前記開口部１２に開閉自在の多孔板１６を第５図
（ｂ）のように設けておくと、熱ガス供給ダクト１４か
らの噴流をダクトＤ内に供給できると共に、開口部１２
から本体筒部１３に粉体が落下することを防止すること
ができる。

第６図は分離器ＣＩ、Ｃ２，Ｃ８，Ｃ４をはゾ同−水平
高さに配置した実施例である。

本発明は以上述べたように構成したので、次のようにし
て粉体を予熱させつ＼移送することができる。第８図お
よび第６図においてダクトＤ８内を上昇する排ガス中に
原料投入口４から投入された粉体は、そのダクトＤ３内
で浮遊しうるものだけ分離器Ｃ４で捕集される。その粉
体はさらに予熱のためにシュー）　Ｓ４を介してダクト
Ｄ２に移送され、順次分離器Ｃ８、シュートＳ８．分離
器Ｃ２、シュートＳ龜仮焼炉１、分離器Ｃ１、シュート
Ｓ１を経て焼成装置２に移送される。

ところで、各ダクト内で浮遊しえない粉体はＵ字状ダク
トの底部に堆積するが、そこに設けられた噴流式粉体堆
積防止手段１１からの熱ガスの噴流でもつ”て再びダク
ト内の排ガス中に浮遊させられ、たり、流動化され粉体
のダクトＤの内壁への付着が防止される。

この噴流にも拘らずダクト底に粉体が堆積すると、熱ガ
ス供給ダクト１肋・らの排ガスの供給を停止するか、前
記多孔板１６が設けられている場合にはこれを開いてそ
の粉体を本体筒部１８内に排出することができる。排出
された粉体は例えばダンパＢ４を経てシュートＳ１４か
ら次のダクトＤ１に移送され、そこでより一層高温の排
ガスで予熱される。

したがって、ダクトをＵ字状にすることにより塩謹する
粉体も所望の予熱が達成されて焼成装置２に移送される
。

ところで、本発明は第８図および第６図に示すように分
離器として従来の竪型サイクロンまりも低い前記した横
型サイクロンが採用され、かつ、それらを同−水平高さ
または２段配置とされているので、浮遊式熱交換装置と
して極めて低いものとすることができる利点がある。こ
れを可能にしたのは前記Ｕ字状のダクトＤと噴流式粉体
堆積防止手段１１とを採用したことによるのは述べるま
でもない。

なお、横型サイクロンは竪型サイクロンに較らべ小型で
あるということの外に、圧力損失が小さくまたそれらを
接続するダクトの形状も単純なものとなるので、排ガス
を流過させるための誘引送風機の動力が少なくなるし、
また浮遊式熱交換装置の全体構成がよりシンプルなもの
になる。

次に、第７図の異なる発明の粉体用浮遊式熱交換装置２
０について説明する。なお、前述の発明と異ならない部
分については同一の符号を付して説明を省く。

本発明の注目すべき点は前述の発明のシュートＳ２．Ｓ
８．Ｓ４およびＳ１２．Ｓ１８，５１４に代えて第８図
（ａ）に示すようなエアスライディングコンベアＡＳが
用いられていることである。

このエアスライディングコンベアＡＳは従来例で示した
シュート６と異なり、粉体を移送するための傾斜角はは
ゾ４〜６度であり、上下方向の占有空間は著しく減少さ
れている。そして、このエアスライディングコンベアＡ
ＳＩよ既存のそれに用いられる上下部室２１．２２の仕
切り用通気性キャンパスに代えてセラミックタイルやポ
ーラスレンガ等の多孔性耐熱部材２８が採用され、加え
て、上下部室２１　、２２にはガス状燃料および空気を
それぞれ供給することのできる燃料供給管２４，２５．
空気供給管２６　、２７が開閉弁２８，２９，８０．８
１を介してそれぞれ図示しない供給源に接続されている
。このガス状燃料や空気はエアスライディングコンベア
ＡＳ内で移送される粉体を流動化し円滑な移送を可能に
するものであるが、さらＩこ、ガス状燃料を燃焼させて
粉体を加熱する機能をも有している。なお、粉体がかな
りの高温に予熱されている場合は前記ガス状燃料が発火
して燃焼するが、温度が低い場合は上部室２１に突設さ
れたバーナ３２により点火できるようになっている。

また、前記多孔性耐熱材２３の一部に第８図（ｂ）に示
すように回動自在の排出扉８３が設けられ、その下方の
下部室２２の底部に排出口３４を設置しておくと、前記
分離器ＣよりエアスライディングコンベアＡＳ）と投下
される粉体中に大塊が生じて堆積しても簡単−に排出す
ることができ、上部室２１における粉体による閉塞を防
止することができる。

上述のエアスライディングコンベアＡＳＩｉ第７図にお
いてＡＳ２．Ａｓｈ、ＡＳ４として使用される外にＵ字
状のダクトＤｉ、Ｄ２．Ｄａの底部に設けられた噴流式
粉体堆積防止手段１１からの粉体を仮焼炉１または焼成
装置２に移送するＡＳ５として使用される。

本発明は以上述べたように構成したので、次のように粉
体を予熱または仮焼させつ＼移送することができる。

第７図において、ダクトＤ８内を上昇する排ガス中に原
料投入口４から投入された粉体は、分離器Ｃ４で捕集さ
れた後エアスライディングコンベアＡＳ４に投入される
。こ−で、第８図（ａ）に示す空気供給管２７から下部
室２２、多孔性耐熱部材２８を介して上部室２１に供給
される空気により粉体が流動化され、次のダクトＤ２に
移送される。

このような手順を繰返してエアスライディングコンベア
ＡＳ２、仮焼炉１、排ガスダクトＤＯ１分離器Ｃ１およ
びシュートＳ１を経て仮焼された粉体が焼成装置２に供
給される。

一方、各ダクト内で浮遊しえない粉体はＵ字状ダクトの
底部に堆積するが、そこｔこ設けられた噴流式粉体堆積
防止手段１１からの噴流により再びダクト内の排ガス中
に浮遊させられたり、流動化され粉体のダクト内壁への
付着が防止される。

この噴流にも拘らずダクト底に粉体が堆積すると熱ガス
供給ダクト１４からの排ガスの供給を停止するか、前記
長子板１６が設けられている場合にはこれを開いてその
粉体を本体筒部１３内ｌこ排出することができる。排出
された粉体は、エアスライディングコンベアＡＳ５を経
て仮焼炉１に移送される。

したがって、ダクトをＵ字状にすることにより生ずる浮
遊しえない粉体も移送することができる。

ところで、前記エアスライディングコンベアＡＳ２．Ａ
Ｓ８．ＡＳ４．ＡＳ５において、開閉弁２９．８０を開
いて燃料供給管２５、空気供給管２６よりそれぞれガス
状燃料および空気を供給すると、エアスライディングコ
ンベアＡＳ内の雰囲気がガス状燃料の発火温度域に達し
ているとき、粉体はガス状燃料で流動化されると共にそ
の燃焼熱で加熱される。

したがって、仮焼炉１に至るまでに予熱だけでなく仮焼
も行わせることができることになり、仮焼度を向上させ
ることができたり、逆に仮焼炉１自体ｔこおける仮焼度
を軽減することができ仮焼炉１の小型化、小容量化が可
能となる。

なお、エアスライディングコンベアＡＳ４．ＡＳ５　中
の粉体は原料投入口４から投入された直後のものであり
、予熱度も低くその雰囲気も発火温度域に達していない
こともあるので、このエアスライディングコンベアＡＳ
４．ＡＳ５でも加熱したい場合には前記バーナ８２によ
り発火させることができる。

さらに、開閉弁２８，２９，８０．８１の開閉操作を適
宜行なえば、エアスライディングコンベアＡＳ内の上下
部室２１．２２にガス状燃料と空気を任意に選択して供
給することができ、所望の仮焼度を達成しながら移送す
ることができる。

このようなエアスライディングコンベアＡＳ内に分離器
Ｃから粉体が塊状となって投入されることがあると、上
部室２１内で閉塞が生じるので、このような場合には前
記多孔性耐熱部材２８に設けられた排出扉８８を開くと
、排出口８４を介して塊状粉体を排出除去することがで
きる。

第９図は異なる実施例で前記のＵ字状のダクトの底部に
は噴流式粉体堆積防止手段１１を介在させス、直接エア
スライディングコンベアＡＳ５に浮遊しえない粉体を落
下させるものである。

このまうな構成によれば配管系統が複雑となることを回
避することができる利点がある。

なお、本発明は分離器Ｃ１，Ｃ２，Ｃ８，Ｃ４がはゾ同
−水平高さに配置したもので説明したが、前述の発明と
同様２段配置としてもよいことは当然である。

以上述べた２つの発明において、仮焼炉１を有する浮遊
式熱交換装置で説明したが、例えば第１０図に示すよう
に仮焼炉を有しない浮遊式熱交換装置にも適用すること
ができることは述べるまでもない。

本発明は以上詳細に述べたように、同−水平高さまたは
２段配置された適数個の分離器と必要に応じて設けられ
た仮焼炉と、隣合う前記分離器を接続するＵ字状ダクト
と、分離器で捕集された粉体を他のダクトまたは仮焼炉
に移送するためのシュートと、前記Ｕ字状ダクトの底部
に設けられた噴流式粉体堆積防止手段と、この噴流式粉
体堆積防止手段から他のダクトまたは仮焼炉に接続され
たシュートとを具備したので、従来の浮遊式熱交換装置
と同数の分離器を有しているにも拘らず装置の全高を著
しく低くすることができる。また、横型サイクロンと噴
流式粉体堆積手段が付設されたＵ字状のダクトの採用で
熱交換を主として行うダクト系が単純かつ占有空間が小
さくなり、より一層全高が低くなるので、装置全体を支
承するタワ一部材や付帯装置も小さくなり全体の設備コ
ストが低減し、また、保守点検作業も軽減される。

加えて、分離器やダクト内の圧力損失を軽減することが
でき消費動力の節減を図ることもできる。

第２の発明ではエアスライディングコンベアを採用した
ので、急傾斜のシュートよりも上下空間の占有度がより
τ層少なくなる上、エアスライディングコンベア内で粉
体を移送させつ一加熱することもできるので、予熱と共
に仮焼が一層進行し、仮焼炉を小型化することができた
り場合によっては無くすこともできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は浮遊式熱交換装置の従来例、第２図は第１図の
１−１線矢視におけるシュートの一例、第８図は本発明
の浮遊式熱交換装置の構成図、第４図（ａ）は水平軸線
を有する分離器の正面図、同図（ｂ）はその側面図、第
５−図（ａ）（ｂ）は噴流式粉体堆積防止手段の実施例
、第６図は水平に配置された浮遊式熱交換装置の実施例
、第７図は異なる発明の実施例、第８図（ａ）はエアス
ライディングコンベアの断面図、同図（ｂ）は異なる実
施例、第９図は浮遊式熱交換装置の異なる実施例、第１
＠は仮焼炉を有しない浮遊式熱交換装置の実施例である
。 １・・・仮焼炉、１０．２０・・・浮遊式熱交換装置、
１１・・・噴流式粉体堆積防止手段、１８・・・本体筒
部、１４・・・熱ガス供給ダクト、１６・・・多孔板、
２８・・・多孔性耐熱部材、２４．２５・・・燃料供給
管、２６．２７・・・空気供給管、８２・・・燃焼用バ
ーナ、３８・・・排出扉、８４・・・排出口、８５・・
・筒体、３６・・・入口ダクト、８７・・・出口ダクト
、８８・・・内壁面、８９・・・中空錘体、Ｃ，ＣＩ、
Ｃ２，ＣＢ、Ｃ４・・・分離器、Ｄ、ＤＩ、Ｄ２．Ｄ８
．Ｄ４・・・ダクト、Ｓ、ＳＬ、Ｓ２．Ｓ８．Ｓ４．Ｓ
１２，５１ｆ３゜Ｓ１４・・・シュート、ＡＳ、ＡＳ２
．ＡＳ８．ＡＳ４．ＡＳ５川エアスライディングコンベ
ア 特許出願人　川崎重工業株式会社 代理人　弁理士　吉　村　勝　俊　（ほか１名）第　１
Ｅ′Ｉ 第２図 第５　Ｆ７１　Ｂ　　　　　第５１４ｂ第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ダクトに接続された適数個の分離器と必要に応じ
   て設けられた仮焼炉とを有し粉体がダクトを移動する間
   にガス流の保有する熱により予熱されると共に分離器で
   捕集され、順次これが繰返されて粉体を所定温度まで予
   熱する浮遊式熱交換装置ｆこおいて、 同−水平高さまたは２段配置された適数個の分離器と必
   要に応じて設けられた仮焼炉と、隣合う前記分離器を接
   続するＵ字状ダクトと、分離器で捕集された粉体を他の
   ダクトまたは仮焼炉に移送するためのシュートと前記Ｕ
   字状ダクトの底部に設けられた噴流式粉体堆積防止手段
   と、この噴流式粉体堆積防止手段から他のダクトまたは
   仮焼炉に接続されたシュートとを具備したことを特徴と
   する粉体用浮遊式熱交換装置。 （２）前記分離器は、水平軸線を有する円形断面の旋回
   室を形成する筒体の軸線方向一端部に、その接線方向に
   入口ダクトを連結すると共にその軸線方向の他端部に出
   口ダクトを連結し、前記筒体の下部に旋回接線方向に延
   びる内壁面を有する下すぼみの中空錘体を固着したもの
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の粉
   体用浮遊式％式％ （３）前記噴流式粉体堆積防止手段は、その本体筒部に
   熱ガス供給ダクトが尿膜されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の粉体用浮遊式熱交換装置。 （４）前記噴流式粉体堆積防止手段は、その本体筒部上
   端に開閉自在の多孔板を有することを特徴とする特許請
   求の範囲第８項記載の粉体用浮遊式熱交換装置。 （５）ダクトに接続された適数個の分離器と必要に応じ
   て設けられた仮焼炉とを有し、粉体がダクトを移動する
   間にガス流の保有する熱により予熱されると共に分離器
   で雛集され、順次これが繰返されて粉体を所定温度まで
   予熱する浮遊式熱交換装置において、 同−水平高さまたは２段配置された適数個の分離器と必
   要に応じて設けられた仮焼炉と、隣合う前記分離器を接
   続するＵ字状ダクトと、分離器で捕集された粉体を他の
   ダクトまたは仮焼炉に移送するために、多孔性耐熱部材
   で上下に仕切られ、この上下部各室にガス状燃料または
   空気またはこれらの両方が供給されるようになっている
   エアスライディングコンベアと、前記Ｕ字状ダクトの底
   部に設けられた噴流式粉体堆積防止手段と、この噴流式
   粉体堆積防止手段から他のダクトまたは仮焼炉に接続さ
   れる上記と同種のエアスライディングコンベアとを具備
   したことを特徴とする粉体用浮遊式熱交換装置。 （６）前記エアスライディングコンベ７；ｉＱｔ！その
   多孔性耐熱部材の一部で回）する排出扉と、その下方の
   下部室底部に排出口が設けられたことを特徴と１　。 する特許請求の範囲第５項記載の粉体用浮遊式熱交換装
   置。 （７）　’ｆｊｔＪ記エアスウェアスライディングコン
   ベア上部室に燃焼用バーナが突設されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第５項または第６項記載の粉体用
   浮遊式熱交換装置。 （３）前記分離器は、水平軸線を有する円形断面の旋回
   室を形成する筒体の軸線方向一端部に、その接線方向に
   入°ロダクトを連結すると共にその軸線方向の他端部に
   出口ダクトを連結し、前記筒体の下部に旋回接線方向に
   延びる内壁面を有する下すぼみの中空錘体を固着したも
   のであることを特徴とする特許請求の範囲第５項から第
   ７項のいづれかに記載の粉体用浮遊式熱交換装置。 （９）前記噴流式粉体堆積防止手段は、その本体筒部に
   熱ガス供給ダクトが枝設されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第５項記載の粉体用浮遊式熱交換装置。 ＯＱ前記噴流式粉体堆積防止手段は、その本体筒部上端
   に開閉自在の多孔板を有することを特徴とする特許請求
   の範囲第９項記載の粉体用浮遊式熱交換装置。