JPH08508064A - 内部に加熱管を備えた加熱室 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 廃棄物（Ａ）の低温乾留室（８）はその長手軸（１０）を中心に回転可能で、内部室（１３）に多数の加熱管（１２）を有する。これらの加熱管（１２）はそれぞれ一端で第一の端板（２８）に、他端で第二の端板（３０）に固定されている。この固定は、この発明によれば、加熱管（１２）が容易に交換可能となるように行われる。これは、特に加熱管（１２）の内部（１３）から突出した端部を取り囲むカラー（３４、５４）によって達成される。カラー（３４、５４）は、好ましくは、その端面部に嵌め込まれた加熱管（１２）が溶接される切断可能なスリーブ（３６、５４）を含む。

Description

【発明の詳細な説明】 内部に加熱管を備えた加熱室 この発明は、内部に多数の加熱管を備え、その加熱管がそれぞれその一端にお いて第一の端板に、他端において第二の端板に固定されている加熱室、特にその 長手軸を中心に回転し得る廃棄物の低温乾留室に関する。さらにこの発明はこの ような加熱室に設けられている加熱管の交換方法に関する。 この加熱室は、特に低温乾留法による廃棄物の熱処理に使用される。 廃棄物除去の分野においていわゆる低温乾留法は公知である。この方法及びこ の方法に従って動作する廃棄物の熱処理設備は例えばヨーロッパ特許出願公開第 ０３０２３１０号並びにドイツ連邦共和国特許出願公開第３８３０１５３号に記 載されている。低温乾留法による廃棄物の熱処理設備は主要構成部品として低温 乾留室（熱分解炉）及び高温燃焼室を備えている。低温乾留室は廃棄物搬送装置 を介して供給された廃棄物を低温乾留ガスと熱分解残留物とに変換する。低温乾 留ガスと熱分解残留物はそれから適当な処理をした後高温燃焼室の燃焼器に導か れる。高温燃焼室においては溶融流状のスラグが生成され、このスラグは排出口 を介して取り出され、冷却後透化される。発生した煙道ガスは煙道ガス管を介し て出口としての煙突に導かれる。この煙道ガス管には特に冷却装置としての廃熱 蒸気発生器、除塵フィルタ装置及び煙道ガス浄化装置が組み込まれている。 一般に低温乾留室（熱分解炉）としては、回転可能で比較的長く内部に多数の 平行な加熱管を備えそれにより廃棄物をほぼ空気を遮断した状熊で加熱する低温 乾留ドラムが使用される。低温乾留ドラムはその場合その長手軸を中心に回転す る。低温乾留ドラムの長手軸は好ましくは水平線に対して少し傾斜して配置され 、その結果低温乾留物が低温乾留ドラムの出口側に集まり、そこから容易に取り 出される。低温乾留ドラムの回転の際に持ち上げられた廃棄物はその下にある加 熱管に落下する。廃棄物は重い成分例えば石、瓶、金属やセラミック部品を含む ことがあるので、その場合加熱管が損傷を受ける危険がある。加熱管はこの機械 的な負荷の他に高い熱的負荷も受ける。低温乾留室は１５乃至３０ｍの長さとな る こともあるので、それはかなりの投資を必要とする。 この発明の課題は、冒頭に記載した種類の加熱室を、長寿命を保ち、従ってコ スト的に有利な運転を可能ならしめるように構成することにある。 その場合、この発明は、このことは加熱室の特に強く負荷を受ける部品をある 時間後に取り替えることにより達成されるという考え方に基づいている。従って この発明の課題は、このような加熱室において加熱管を簡単に取り替える方法を 提供することでもある。 従ってこの発明によれば、この第一の課題は、加熱管が端板に交換可能に固定 されることにより解決される。 加熱管は両端板の間で容易に交換可能に配置されていることが望ましい。これ を達成するために、さらにこの発明の改良によれば、加熱管の各々は端部側で取 り外し可能でかつ両端板の一方のそれぞれ１つの開口を介して内部から取り出し 得るようにされる。 コストを低く保つために、しかしまたルーチン作業の際に迅速な再使用を可能 にするために、交換の際に第一及び／又は第二の端板について加工例えば溶接す る必要がないように、加熱管の交換性が保証されることが望まれる。これを達成 するために、この発明の改良によれば、それぞれ加熱管の一方の端部が第一及び ／又は第二の端板の開口を通して突出して、第一もしくは第二の端板の外面でカ ラーを介して結合される。それぞれのカラーはその場合取り外し可能な結合作用 をする。 さらにこの発明の別の実施態様においては、カラーは長さ補償片、特に波形補 償片を含む。その場合この長さ補償片は第一のスリーブと第二のスリーブとの間 に固定され、その際第一のスリーブは端面側で対応の加熱管に、第二のスリーブ は第一の端板に結合特に溶接されている。 さらに異なる実施態様においては、カラーは、一方で対応の加熱管に、他方で 第二の端板に結合特に溶接されている管底スリーブを含む。 その他の構成は従属請求項において特徴として示されている。 加熱管を交換するための方法に関する上記の課題は、この発明によれば、固定 のために利用されるカラーの一部が切り取られ、その結果このカラーの残りの部 分が端板に留まり、加熱管が内部から一方の端板の開口から抜き出され、新たな 加熱管が挿入され、そしてこの新たな加熱管が端面側で前記のカラーの残りの部 分に溶接されることにより解決される。 以下に、この発明の実施例を４つの図を参照して詳しく説明する。 図１は低温乾留法の棒内で使用される廃棄物の低温乾留室を備えた低温乾留設 備を概略断面で示す。 図２は低温乾留室の低温側における個々の加熱管固定部を拡大して示す。 図３は低温乾留室の高温側における個々の加熱管固定部を拡大して示す。 図４は低温乾留室の高温側において加熱管を挿入した際の取付け状態を示す。 図１においで固形廃棄物Ａは、供給或いは放出装置２とモータ６によって駆動 されるウォーム４とを介して熱分解炉或いは低温乾留室８に供給される。低温乾 留室８はこの実施例ではその長手軸１０を中心に（後に説明される駆動手段２４ 、２６により）回転可能な熱分解或いは低温乾留ドラムである。この低温乾留ド ラムは３００乃至６００℃で作動し、充分酸素を遮断して運転され、揮発性の低 温乾留ガスｓと共にほぼ固形の熱分解物質ｆを発生させる。この例では低温乾留 室８は、多数の（図ではその中の２つしか示されていない）互いに平行に整列さ れた加熱管１２をその内部室１３に配置したドラムである。［高温側」端部に設 けられた加熱ガスｈの入口は１４で、「低温側」端部に設けられた加熱ガスｈの 出口は１６で示されている。低温乾留室８の長手軸１０は好ましくは水平線に対 してやや傾斜し、その結果右側にある「高温側」端部が左側にある廃棄物Ａの入 口より低くなっている。熱分解ドラム８には出口側或いは取り出し口側に取り出 し装置１８が接続され、この取り出し装置は低温乾留ガスｓの排出のための低温 乾留ガス排出短管２０及び固形の熱分解物質ｆを排出するための熱分解物質排出 口２２を備えている。低温乾留ガス排出短管２０に接続された（図示されていな い）低温乾留ガス導管は高温燃焼室の燃焼器に接続されている。低温乾留室８の 長手軸１０を中心とした回転はモータ２６を備えた駆動装置２４により行われる 。駆動手段２４、２６は例えば低温乾留室８の周面部に固定されている歯付きリ ムに作用する。 図１から明らかなように、加熱管１２はそれぞれ一端で第一の端板２８に、他 端で第二の端板３０に固定されている。図２乃至図４により示すように、端板２ ８、３０への固定は、加熱管１２が容易に交換可能となるように行われる。 図２は第一の左側の或いは「低温側」端板２８への加熱管１２の固定を拡大し て示す。加熱管１２の端部はそれぞれ開口３１を通して内部室１３から突出して いる。加熱管１２の軸はその場合端板２８の表面に対して垂直に向いている。図 示の構造においては、個々の加熱管１２は熱的及び機械的に大きな負荷を受ける こと、及び管板或いはドラム管底とも称することができる端板２８が低温乾留室 ８の長手軸１０を中心に回転することに注意すべきである。さらに内部室１３に おける加熱管１２の相互間隔ｄはできるだけ狭く、第一の端板２８への固定部に おける同一の加熱管１２の相互間隔Ｄは製造或いは取付け上の理由からできるだ け大きいことが望ましい。さらにまた、低温乾留室８の運転の際その寿命期間中 に加熱管１２は比較的多く交換し、長さ補償片は比較的まれにしかそして端板２ ８はできるだけ交換しなくてもすむようにすべきであることに注意する必要があ る。加熱管１２の交換の際並びに場合によっては長さ補償片の交換の際に第一の 端板２８について加工特に溶接の必要がないことが望ましい。このことはまた後 に説明する第二の端板３０への固定に対しても同様である。 間隔ｄ、Ｄに関する上記の条件は、各加熱管１２がその延長方向に径違い部３ ２を含むことにより満たされる。この径違い部は内部室１３において第一の端板 ２８及び表面のすぐ前に配置されている。 加熱管１２の各々は両端において比較的取り外し容易に固定されている。第一 の端板２８への加熱管端部の固定は、第一のスリーブ３６、長さ補償片３８及び 第二のスリーブ４０の直列接続からなるカラー３４により実現されている。第一 及び第二のスリーブ３６並びに４０は鋼からなり、管状の溶接部片と見做すこと ができる。カラー３４はそれぞれ外部に突出した加熱管１２の小さい径の端部を 包囲している。第一のスリーブ３６は端面側において対応の加熱管１２に溶着部 ４２を介して結合されている。第二のスリーブ４０は内部室１３にある溶着部４ ４並びに場合によっては外部の他の溶着部４６を介して第一の端板２８に結合さ れている。長さ補償片３８はその場合特に波形補償片として形成されている。こ の補償片は両側において管状の溶接部片或いはスリーブ３６、４０の内部端に詳 細には図示されていない溶着部を介して結合されている。 スリーブ３６、４０の軸方向の長さは重要である。第一のスリーブ３６の軸長 は加熱管１２の５回の交換に、第二のスリーブ４０の軸長は波形補償片３８の２ 回の交換に合わせて設定される。これは５本の垂線５０及び２本の垂線５２によ りそれぞれ下側の加熱管１２で示されている。 加熱管１２を交換する場合は第一のスリーブ３６を垂線５０の最初の線に沿っ て切断し、当該加熱管１２を右側に内部室１３から引き抜く。その後で新たな加 熱管１２を第一の端板２８の対応の開口３１を通して（正確には構造部分４０、 ３８、３６を通して）挿入後端面側で新たな溶着部４２を介して溶接する。後に 説明するように、右側にある「高温側」端板３０でも同様に行われる。 これに対して、場合によっては加熱管１２とともに、波形補償片３８を交換し ようとするときは、第二のスリーブ４０を垂線５２の左側の線に沿って切断する 。その後で新しい波形補償片３８を第一のスリーブ３６に接続して、これを第二 のスリーブ４０の切断面に溶接する。 図２に示された構造により加熱管１２及び長さ補償片３８の容易で迅速な従っ てコスト的に有利な交換が可能となる。しかもその場合第一の端板２８に場合に よっては接近しにくい位置に溶接をする必要がない。このことは特に、低温乾留 室８が端板２８に固定されている１００乃至２００本の加熱管１２を備える場合 に経済的に重要である。 図３には加熱管１２の同じく長手軸１０を中心に回転する第二の右側の或いは 「高温側」端板３０への固定を示す。この場合も加熱管１２は開口５３を通して 内部室１３から突出している。固定のためにカラー５４が使用される。このカラ ー５４は金属の簡単な管部材からなり、管底スリーブ５６の機能を担っている。 ここで重要なことは、管底スリーブ５６の内径が加熱管１２の外径より若干大き いことである。この間隔は、加熱管１２を管底スリーブ５６に挿入後端面側に嵌 められる心出しブシュ５８によって埋められる。心出しブシュ５８は内部端に傾 斜面５９を備えているが、これは心出しブシュ５８の挿入或いは装着を容易にす るためのものである。管底スリーブ５６は一方の側において対応の加熱管１２に 端面継ぎ目６０及び（取り付け後に設けられる）取り付け継ぎ目を介して溶接に より結合されている。そして管底スリーブ５６は他端において内部室１３にある 溶着部６２により端板３０に結合されている。 心出しブシュ５８はこの実施例においては、対応の加熱管１２が金属からなる はね返し外被６４を備えているが故に必要である。このはね返し外被６４は特に 加熱管１２に少なくとも１つの接合継ぎ目６６（図４参照）によって外側から溶 接されている半円外殻である。はね返し外被６４は厚みｂを持ち、加熱管１２を 内部室１３において（低温乾留室８の回転の際に持ち上げられその後落下する） 固形物、例えばガラス、鉄及びセラミック部品から保護し、それ故加熱管１２の 表面の損傷を阻止する。このはね返し外被による保護は加熱管１２を交換すべき 期間を延長する。ばね返し外被は各加熱管１２に対して個々に落下物の方向に向 かって設置されている。 この実施例においても管底スリーブ５６の軸長は、加熱管１２の５回の交換に 対して充分であるように選ばれている。これもまた垂線６８によって示されてい る。 図４においては加熱管１２を挿入した際の取り付け状態が示されている。この 取り付け動作を図３及び図４を参照して詳しく説明する。 先ず管底スリーブ５６が第二の端板３０の開口５３において溶着部６２により 溶接される。このスリーブは外部（高温ガス入口１４）に突出している。その後 で加熱管１２は右側から第二の端板３０の開口に案内される。この加熱管１２に は既にはね返し外被６４が接合継き目６６により固定されている。同様にその上 には心出しブシュ５８が端面継ぎ目６０により溶接されている。このように仕上 げられた加熱管１２が右側から管底スリーブ５６に貫挿或いは嵌め込まれる。こ の状熊は図４に示されている。この図において明らかなように、挿入状態では加 熱管１２の外側の下の外套線は管底スリーブ５６の内側の下の外套線に接してい る。この寸法の設定は、できるだけ小さいことが望ましい管底スリーブ５６の内 径が加熱管１２の外径とはね返し外被６４の厚みｂとの和より若干大きくなるよ うに選ばれている。これを示すために、図４の取り付け状態において加熱管１２ の中心線はＨで、管底スリーブ５６の中心線はＲで示され、両中心線の距離はｍ で示されている。 加熱管１２はほとんど完全に挿入された後距離ｍだげ持ち上げられる。それに より中心線Ｈ、Ｒは重なる。そして心出しブシュ５８は管底スリーブ５６に適合 する。その後で管底スリーブ５６及び心出しブシュ５８の端面側に取り付け継ぎ 目６０が形成されて終了する。 加熱管１２の交換の場合はこの例では部分５６、５８、１２を一体にして垂線 ６８の最も右側にある線に沿って切断する。既に説明したように、図２の低温部 におけるのと同じことが行われる。その後ではね返し外被６４を装着した加熱管 １２を右方向に内部室１３から抜き出し、新しい加熱管１２と取り替える。この 新しい加熱管１２の取り付け動作は既に上述した原理に従って行われる。さらに 或いは次の交換の場合には５６、５８、１２の一体を、今度は右外から見て、垂 線６８の２番目の線に沿って切断する。３回目の交換の場合には切断は３番目の 線に沿って行われる。以下同様に順次交換される。いずれの場合にも管底スリー ブ５６には取り付け継ぎ目６０のための充分な部分が残っている。

【手続補正書】 【提出日】１９９６年２月５日 【補正内容】 請求の範囲 １．内部室（１３）に多数の加熱管（１２）を備え、その加熱管がそれぞれその 一端において第一の端板（２８）に、他端において第二の端板（３０）に固定され、それぞれ加熱管（１２）の一方の端部が第一及び／又は第二の端板（２８、 ３０）の開口（３１、５３）を通して突出し、第一もしくは第二の端板（２８、 ３０）の外面とカラー（３４、５４）を介して結合されて いる加熱室、特にその 長手軸（１０）を中心に回転し得る廃棄物（Ａ）の低温乾留室（８）において、各加熱管（１２）が径違い部（３２）を含み、第一の端板（２８）において隣接 する加熱管（１２）に対し内部室（１３）におけるよりも大きな間隔（Ｄ）を有 す ることを特徴とする加熱室。２ ．カラー（３４、５４）が長さ補償片（３８）、特に波形補償片を含むことを 特徴とする請求項１記載の加執室。３ ．長さ補償片（３８）が第一のスリーブ（３６）と第二のスリーブ（４０）と の間に固定され、第一のスリーブ（３６）は端面側で対応の加熱管（１２）に、 第二のスリーブ（４０）は第一の端板（２８）に結合特に溶接されていることを 特徴とする請求項２記載の加熱室。４ ．カラー（５４）が管底スリーブ（５６）を含み、、この管底スリーブ（５６ ）が一方では対応の加熱管（１２）に、他方では第二の端板（３０）に結合特に 溶接されていることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の加熱室。５ ．管底スリーブ（５６）と対応の加熱管（１２）との間に心出しブシュ（５８ ）が配置されていることを特徴とする請求項４記載の加熱室。６ ．加熱管（１２）の上に、特に鋼からなる半殻の形をしたそれぞれ１つのはね 返し外被（６４）が配置好ましくは溶接されていることを特徴とする請求項１乃 至５の１つに記載の加熱室。７ ．管底スリーブ（５６）の内径が加熱管（１２）の外径とはね返し外被（６４ ）の厚み（ｂ）との和より若干大きく設定されていることを特徴とする請求項６ 記載の加熱室。８ ．カラー（３４、５４）がスリーブ（４０、５６）を含み、このスリーブが一 端で端板（２８、３０）の開口（３１、５３）を通して突出し、内部室（１３） において端面側でこの端板（２８、３０）に溶接されていることを特徴とする請 求項１乃至７の１つに記載の加熱室。９ ．加熱室（８）の内部（１３）において一端で第一の端板（２８）に、他端で 第二の端板（３０）に固定されている加熱管（１２）の交換方法において、固定 のためのカラー（３４、５４）の一部が、そのカラーの残りの部分が端板（２８ 、３０）に留まるように切断され、加熱管（１２）が内部室（１３）から両端板 （２８、３０）の一方の端板の開口（３１）を介して抜き出され、新たな加熱管 （１２）が装着され、この新たな加熱管（１２）が端面側でカラー（３４、５４ ）の残りの部分に溶接されることを特徴とする加熱管の交換方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｆ２８Ｆ 9/18 8812−3Ｌ Ｆ２８Ｄ 11/04 Ｆ２８Ｄ 11/04 (72)発明者 ウンフエルツアークト、カールハインツ ドイツ連邦共和国 デー‐63065 オツフ エンバツハ アム マイン ヘルマン‐シ ユタインホイザー‐シユトラーセ 18

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内部室（１３）に多数の加熱管（１２）を備え、その加熱管がそれぞれその 一端において第一の端板（２８）に、他端において第二の端板（３０）に固定さ れている加熱室、特にその長手軸（１０）を中心に回転し得る廃棄物（Ａ）の低 温乾留室（８）において、加熱管（１２）が両端板（２８、３０）に交換可能に 固定されていることを特徴とする加熱室。 ２．加熱管（１２）の各々が端部側で取り外し可能にかつそれぞれ両端板（２８ 、３０）の一方の開口（５３）を通して取り出し得ることを特徴とする請求項１ 記載の加熱室。 ３．それぞれ加熱管（１２）の一方の端部が第一及び／又は第二の端板（２８、 ３０）の開口（３１、５３）を通して突出して、第一もしくは第二の端板（２８ 、３０）の外面とカラー（３４、５４）を介して結合されていることを特徴とす る請求項１又は２記載の加熱室。 ４．カラー（３４、５４）が長さ補償片（３８）、特に波形補償片を含むことを 特徴とする請求項３記載の加熱室。 ５．長さ補償片（３８）が第一のスリーブ（３６）と第二のスリーブ（４０）と の間に固定され、第一のスリーブ（３６）は端面側で対応の加熱管（１２）に、 第二のスリーブ（４０）は第一の端板（２８）にそれぞれ結合特に溶接されてい ることを特徴とする請求項４記載の加熱室。 ６．各加熱管（１２）が径違い部（３２）を含むことを特徴とする請求項１乃至 ５の１つに記載の加熱室。 ７．カラー（５４）が管底スリーブ（５６）を含み、この管底スリーブ（５６） が一方では対応の加熱管（１２）に、他方では第二の端板（３０）に結合特に溶 接されていることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の加熱室。 ８．管底スリーブ（５６）と対応の加熱管（１２）との間に心出しブシュ（５８ ）が配置されていることを特徴とする請求項７記載の加熱室。 ９．加熱管（１２）の上に、特に鋼からなる半殻の形をしたそれぞれ１つのはね 返し外被（６４）が配置好ましくは溶接されていることを特徴とする請求項１乃 至８の１つに記載の加熱室。 １０．管底スリーブ（５６）の内径が加熱管（１２）の外径とはね返し外被（６ ４）の厚み（ｂ）との和より若手大きく設定されていることを特徴とする請求項 ７、８又は９記載の加熱室。 １１．カラー（３４、５４）がスリーブ（４０、５６）を含み、このスリーブが 一瑞で端板（２８、３０）の開口（３１、５３）を通して突出し、内部室（１３ ）において端面側でこの端板（２８、３０）に溶接されていることを特徴とする 請求項３乃至１０の１つに記載の加熱室。 １２．加熱室（８）の内部（１３）において一端で第一の端板（２８）に、他端 で第二の端板（３０）に固定されている加熱管（１２）の交換方法において、固 定のためのカラー（３４、５４）の一部が、そのカラーの残りの部分が端板（２ ８、３０）に留まるように切断され、加熱管（１２）が内部室（１３）から両端 板（２８、３０）の一方の端板の開口（３１）を介して抜き出され、新たな加熱 管（１２）が装着され、この新たな加熱管（１２）が端面側でカラー（３４、５ ４）の残りの部分に溶接されることを特徴とする加熱管の交換方法。