JP4590741B2 - ロータリーキルン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は都市ごみ等の廃棄物を熱分解ガス化処理するようにした間接加熱式のロータリーキルンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、次世代の廃棄物処理方式として、廃棄物を低酸素雰囲気下で加熱して熱分解し、発生した熱分解ガスと熱分解残渣を溶融炉で高温にして燃焼させ、廃棄物中の灰分を溶融スラグとして取り出すようにしたガス化・溶融方式が開発され、一部で実証運転が行われている。かかる方式では、廃棄物を熱分解ガス化するために、ロータリーキルンを採用し、外部からの熱で廃棄物を間接的に加熱、乾燥させて熱分解ガス化させるようにしている。
【０００３】
廃棄物を熱分解ガス化するために用いられている間接加熱式のロータリーキルンは、図５にその一例の概略を示す如く、保温材としての耐火材１を内張りして横長とした外筒２の長手方向となる前後方向（矢印Ｘ方向）の各端を、それぞれ固定配置した入口筒３と出口筒４に回転継手５を介して連結すると共に、該外筒２を、入口筒３側よりも出口筒４側を低くするよう傾斜させて配置し、且つ該外筒２内に、内筒７を同心状に収納させて、該内筒７と外筒２との間に加熱流路６が形成されるようにすると共に、内筒７を支持装置８により外筒２に一体的に支持させて二重筒構造としたキルン本体Ｉを構成し、更に、上記内筒７の前後方向両端を、該内筒７よりも小径とした供給管９と排出管１０に、リング状の端面板１１と１２を介し連通接続して、供給管９を入口筒３内に、又、排出管１０を出口筒４内にそれぞれ位置させるようにしてある。
【０００４】
又、上記キルン本体Ｉの外筒２の外周部にリングギヤ１３を設け、該リングギヤ１３に、モータ１４の軸に取り付けた駆動ピニオン１５を噛合させて、モータ１４の駆動でキルン本体Ｉを回転できるようにし、キルン本体Ｉを低速で回転させた状態において、投入ホッパ１６内に投入された廃棄物１７を給じん機１８により入口筒３部の供給管９を通して内筒７内に徐々に供給しつつ、キルン本体Ｉの内、外筒７，２間に形成された加熱流路６内に、出口筒４側から入口筒３側へ向けて熱風（加熱用ガス）１９を流通させることにより、内筒７内の廃棄物１７を加熱、乾燥させて熱分解し、発生した熱分解ガス１７ａを、出口筒４部の排出管１０内を通して出口ホッパ２０に移した後、上部から取り出し、一方、金属類を含む熱分解残渣１７ｂは、排出管１０内を通って出口ホッパ２０に移した後、下部から取り出すようにしてある。
【０００５】
上記ロータリーキルンでは、内筒７と外筒２との間の加熱流路６に熱風１９を流して廃棄物１７の熱分解処理を行うと、外筒２は内側保温によりほとんど膨張しないが、内筒７は保温を行っていないことから熱膨張することになる。したがって、内筒７を外筒２に支持させるための支持装置８には、上記熱膨張量の差を吸収させる機能が必要となる。そのため、支持装置８は、内筒７と外筒２の前後方向両端部等の位置において、周方向へ所要間隔を隔てた位置（たとえば、６０度間隔の位置）に装備され、図６にその一例を拡大して示す如く、外筒２の外壁部に、内端を開口させ外端を閉塞板２１で塞いだ円筒ケーシング２２を、径方向へ貫通させて設置すると共に、該円筒ケーシング２２内に、外径を円筒ケーシング２２の内径よりやや小さくし且つ外端部側の内部に軸心方向に沿う空洞部２３を形成したピン２４を摺動自在に収納させ、且つ上記閉塞板２１に貫通螺合させてナット２５で位置決めしたボルト２６の先端部を、上記空洞部２３内に、外方から移動自在に挿入して、該ボルト２６の先端部に、空洞部２３内に配した受圧板２７を固定し、該受圧板２７に、空洞部２３内に組み入れた圧縮スプリング２８を圧接させ、該スプリング２８の圧縮反力によりピン２４の内端部となる先端部が常時径方向内方へ突出付勢されるようにし、更に、該支持ピン２４の先端部を、内筒７の周面部に外向きに組み付けた凹状のピン受２９内に、隙間Ｓを有するように嵌入させた構成としてあり、内、外筒７，２間の径方向の熱膨張差を、ピン２４の径方向の摺動により吸収し、内、外筒７，２間の前後方向の熱膨張差を、ピン２４の先端部とピン受２９との間の隙間Ｓにより吸収させるようにしてある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記支持装置８の場合、ピン２４内にスプリング２８や受圧板２７等を組み入れなければならないので構造が複雑となるだけでなく、内筒７と外筒２の製作及び取付精度の点からピン２４自体の組み付けに困難性を伴い、更に、熱膨張を吸収するため、構造的にがたが大きく、ピン２４にがたに伴う衝撃が作用することからピン強度を大きくしなければならない、等の問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、支持装置の構造の簡略化を図ることができるようにしようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、横向きに配置した外筒と該外筒内に同心状に収納させた内筒とを一体に回転させつつ、該内筒内に供給した廃棄物を、内筒と外筒との間に形成した加熱流路に流通させる熱風により熱分解ガス化するようにしてあるロータリーキルンにおいて、上記内筒の長手方向となる前後方向両端面部の円周方向所要間隔位置に取り付けたブラケットと、該ブラケットと前後方向で重なるように配置して外筒の内周面に取り付けたブラケットと、両ブラケットに前後方向から貫通させて両ブラケットを連結するようにした支持ピンとからなる支持装置により、上記内筒を外筒に支持させるようにした構成とする。
【０００９】
ブラケットと支持ピンによる簡単な構造の支持装置を採用することから、内、外筒間に容易に組み付けることができる。
【００１２】
又、外筒を外側保温構造として、内筒と外筒の熱膨張量が同じになるようにした構成とすることにより、支持装置の支持ピンには主として内筒の重量による剪断力しか作用しなくなるので、ピン強度を大きく見積もる必要がなくなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
図１（イ）（ロ）は本発明の実施の一形態を示すもので、図５に示したロータリーキルンと同様な構成において、外筒２の内面に耐火材１を設けることに代えて、外筒２の外側に耐火材１を設け、且つ内筒７と外筒２との間の空隙となる加熱流路６をできるだけ狭く設定して、内筒７と外筒２との熱膨張量をほぼ同じにすることができるような構造とし、該内筒７と外筒２の支持を、図６に示したスプリング構造のピンを有する支持装置８によって行わせるようにすることに代えて、内筒７の供給側と排出側の両端部で単純ピン連結構造の支持装置３０によって行うようにする。
【００１５】
上記支持装置３０について詳述すると、図１（イ）（ロ）は、説明の便宜上、内筒７の排出管１０側の端部で内筒７を外筒２に支持している場合について示すもので、端面板１２の外側面（後側面）の外周部の周方向所要間隔位置に、支持プレート３１を後方へ向け突設し、該支持プレート３１上に、ピン孔３２ａを有する２枚のブラケット３２を、内筒７の長手方向となる前後方向（矢印Ｘ方向）へ所要間隔で並べて端面板１２と平行に取り付け、且つ該２枚のブラケット３２の間に、ピン孔３３ａを有するブラケット３３を、両ブラケット３２との間に前後方向の微小隙間ΔＳ_１が形成されるように挿入配置して、該ブラケット３３を、ピン孔３３ａの位置がピン孔３２ａに一致するように外筒２の内面に取り付け、更に、これらブラケット３２，３３のピン孔３２ａ，３３ａに、該ピン孔３２ａ，３３ａよりも僅かに小径としたつば部３４ａ付きの支持ピン３４を前後方向に挿通させてつば部３４ａをブラケット３２にボルト３５で固定して両ブラケット３２，３３を連結し、両ブラケット３２，３３のピン孔３２ａ，３３ａの内径と支持ピン３４の外径との間に微小隙間ΔＳ_２を設定した構成としてある。なお、内筒７の供給管側の端部についても同様な構成としてある。
【００１６】
上記構成において、支持装置３０は、支持プレート３１及びブラケット３２，３３と支持ピン３４による簡単な構造であるため、内、外筒７，２間の部分に容易に組み付けることができる。かかる支持装置３０を用いた場合、図５に示したものと同様にして、モータ１４の駆動で外筒２を回転させると、その回転力はブラケット３３、支持ピン３４、ブラケット３２、支持プレート３１を介して内筒７に伝えられるため、内筒７と外筒２とを一体に回転させることができる。
【００１７】
運転を行うと、内筒７と外側保温とした外筒２との間の狭い加熱流路６に熱風１９が流れることにより、内筒７と外筒２が共に直接加熱されるため、内筒７と外筒２の熱膨張量をほぼ同じとすることができる。したがって、ブラケット３２，３３を連結している支持ピン３４の周りには、径方向の熱膨張差を吸収するための大きな隙間は不要であって、微小隙間ΔＳ_２があるだけで充分であり、このため、上記支持ピン３４には大きながたによる衝撃がかかることはなく、主として内筒７の重量による剪断力しか作用しないので、ピン強度を大きく見積もる必要はなく、これにより、支持装置３０は全体を小型に構成することができる。又、上記により、内筒７と外筒２との間には前後方向の熱膨張差もほとんど生じることはないが、ブラケット３２，３３間には微小隙間ΔＳ_１が設定してあるため、前後方向に若干の熱膨張差が生じるようなことがあっても、この微小隙間ΔＳ_１によって前後方向の熱膨張差を吸収することができる。
【００１８】
次に、図２は支持装置の他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）に示したロータリーキルンと同様な構成において、内筒７と外筒２にそれぞれ取り付けたブラケット３２，３３と支持ピン３４とからなる支持装置３０に代えて、内筒７を外筒２に径方向に配した支持ピン３６により支持させるようにする支持装置３７としたものである。
【００１９】
すなわち、図１と同様に内筒７の排出管１０側の端部で内筒７を外筒２に支持している場合について示す図２のように、内筒７の前後方向の後端部を後方へ所要量延長して突出させ、該延長端部７ａの周方向所要間隔位置に、ピン孔３９を穿設し、一方、外筒２の該ピン孔３９と対応する個所に、該ピン孔３９のピッチに合わせてピン孔４０を穿設し、該外筒２の各ピン孔４０に、つば部３６ａ付きの支持ピン３６を外側から挿入して内筒７のピン孔３９に径方向に挿通させるようにし、且つ該支持ピン３６のつば部３６ａと外筒２とのシール部にシール材３８を介在させて、つば部３６ａを、外筒２にボルト４１で着脱可能に取り付けて固定できるようにし、ピン孔３９の内径と支持ピン３６の外径との間に微小隙間ΔＳ_３が形成されているようにする。
【００２０】
図２に示す支持装置３７の場合、図１（イ）（ロ）に示す支持装置３０の如き支持プレート３１やブラケット３２，３３の溶接個所がなくてより簡単な構造となるため、内、外筒７，２間の部分により容易に組み付けることができ、この際、支持ピン３６は外筒２の外側から装着するようにしてあり、しかも外筒２のピン孔４０は支持ピン３６よりも所要量大きくしてあるため、支持ピン３６の装着を容易に行うことができる。又、内筒７と外筒２との間に径方向の熱膨張差が発生した場合には、内筒７のピン孔３９と支持ピン３６との径方向の相対変位により吸収することができ、内筒７と外筒２との間に前後方向の熱膨張差が発生した場合には、内筒７のピン孔３９と支持ピン３６との間の微小隙間ΔＳ_３によって吸収することができる。
【００２１】
次いで、図３は支持装置の更に他の形態を示すもので、上記図２に示した支持装置３７と同様な構成において、内筒７の延長端部７ａに設けたピン孔の位置にボス４２を溶接により組み付けて、該ボス４２の内径部をピン孔３９として、支持ピン３６を挿通させるようにしてなる支持装置３７Ａとしたものである。
【００２２】
図３に示すように、内筒７の延長端部７ａにボス４２を組み付けて、ピン孔３９をボス４２により形成させるようにすると、ピン孔３９部を補強することができ、外筒２による内筒７の支持強度を安定化させることができて、構造的に有利となるため、周方向に設ける支持装置の数を減らすことが可能となる。
【００２３】
又、図４は支持装置の更に別の形態を示すもので、図２に示した支持装置３７と同様な構成において、内筒７の延長端部７ａに設けたピン孔３９の内側周縁部に、アングル材の如き型鋼材製の補強リング４３を溶接又はボルトにより取り付けてなる支持装置３７Ｂとしたものである。
【００２４】
図４に示すように、ピン孔３９部を型鋼材製の補強リング４３で補強した場合は、図３に示すような厚肉のボス４２を用いる場合よりも軽量化を図ることができる。
【００２５】
なお、上記図１（イ）（ロ）の実施の形態では、内筒７側に２枚のブラケット３２を取り付け、外筒２側に１枚のブラケット３３を取り付けるようにした場合を示したが、逆配置であってもよいこと、又、図２、図３、図４の実施の形態における内筒７の延長端部７ａのピン孔３９は、支持ピン３６の外径よりも僅かに大きくしてあるが、前後方向に僅かに長くなるような長孔としてもよいこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明のロータリーキルンによれば、横向きに配置した外筒と該外筒内に同心状に収納させた内筒とを一体に回転させつつ、該内筒内に供給した廃棄物を、内筒と外筒との間に形成した加熱流路に流通させる熱風により熱分解ガス化するようにしてあるロータリーキルンにおいて、上記内筒の長手方向となる前後方向両端面部の円周方向所要間隔位置に取り付けたブラケットと、該ブラケットと前後方向で重なるように配置して外筒の内周面に取り付けたブラケットと、両ブラケットに前後方向から貫通させて両ブラケットを連結するようにした支持ピンとからなる支持装置により、上記内筒を外筒に支持させるようにした構成としてあるので、簡単な構造の支持装置によって内筒を外筒に支持させることができ、又、外筒を外側保温構造として、内筒と外筒の熱膨張量が同じになるようにした構成とすることにより、支持装置に用いている支持ピンには主として内筒の重量による剪断力しか作用しないようにすることができ、これにより、ピン強度を大きく見積もる必要がなくて、支持装置の小型化を図ることができる、という優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のロータリーキルンの実施の一形態を示すもので、（イ）は内筒の排出管側端部と外筒との間に組み付けた支持装置の切断側面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ方向矢視図である。
【図２】 内筒と外筒を支持する支持装置の他の形態を示す切断側面図である。
【図３】 内筒と外筒を支持する支持装置の更に他の形態を示す切断側面図である。
【図４】 内筒と外筒を支持する支持装置の更に別の形態を示す切断側面図である。
【図５】 従来のロータリーキルンの一例を示す概略図である。
【図６】 従来のロータリーキルンで用いられている支持装置の拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 耐火材
２ 外筒
６ 加熱流路
７ 内筒
１７ 廃棄物
１９ 熱風
３０ 支持装置
３２，３３ ブラケット
３４，３６ 支持ピン
３７，３７Ａ，３７Ｂ 支持装置
３９，４０ ピン孔

Claims (2)

1. 横向きに配置した外筒と該外筒内に同心状に収納させた内筒とを一体に回転させつつ、該内筒内に供給した廃棄物を、内筒と外筒との間に形成した加熱流路に流通させる熱風により熱分解ガス化するようにしてあるロータリーキルンにおいて、上記内筒の長手方向となる前後方向両端面部の円周方向所要間隔位置に取り付けたブラケットと、該ブラケットと前後方向で重なるように配置して外筒の内周面に取り付けたブラケットと、両ブラケットに前後方向から貫通させて両ブラケットを連結するようにした支持ピンとからなる支持装置により、上記内筒を外筒に支持させるようにした構成を有することを特徴とするロータリーキルン。
2. 外筒を外側保温構造として、内筒と外筒の熱膨張量が同じになるようにした請求項１記載のロータリーキルン。

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