JPS6145156B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、粉粒体の予熱装置に関する。

従来の材料焼成キルンに付設した１個以上のサ
イクロン型熱交換器を備えて成るサスペンジヨン
式予熱装置は、キルンから排出される高温排ガス
によつてサイクロン内で被予熱材料を浮遊旋回さ
せながら予熱するものであり、この被予熱材料が
比較的軽い粉体の場合は充分浮遊旋回させて予熱
することができるが、比較的重い粒体の場合は浮
遊旋回しないので充分予熱することが出来ない。
従つて、たとえばコンクリート用人工軽量骨材と
して使用する砂（直径４mm以下の粉体）や砂利
（直径４〜15mmの粒体）を予熱する場合、砂用
（粉体用）と砂利用（粒体用）の別個の予熱装置
が必要となる。

本出顔人は、上記事情に鑑み、先に、比較的軽
い粉体であつても比較的重い粉体であつても、共
に同一装置で効率良く予熱することが出来る粉粒
予熱装置を出願した。かかる装置を第１図および
第２図に示す。図に示す装置は、サスペンジヨン
式予熱装置の少なくとも１つのサイクロンを粒体
用熱交換器兼サスペンジヨン式粉体用熱交換器と
して作用すべく兼用サイクロン型熱交換器に構成
して成る粉粒体予熱装置であり、第１図は粒体を
予熱する場合を示し、第２図は粉体を予熱する場
合を示す。

図において、１は粒体用供給フイーダー、２は
エアロツクダンパー、３は粒体用ホツパー、４は
兼用サイクロン型熱交換器として構成した第１サ
イクロンであり、該第１サイクロン４内には下面
開放の内筒５を設け、該内筒５内に粒体用熱交換
器として充填層式熱交換器６を設け、上記ホツパ
ー３に供給された粒体はこの充填層式熱交換器６
内を通過する様に構成してある。上記第１サイク
ロン４の下部には２本に分岐したシユートを設け
ると共に該分岐点にシユート切換手段としての第
１シールダンパー７を設け、一方の粒体用シユー
ト８はキルン９内に連通させ、途中に粒体用可変
速振動フイーダー１０を設けてある。他方の粒粉
用シユート１１は以下に述べる第２サイクロン１
８に連通させてある。また、１２は粉体用供給フ
イーダー、１３はエアロツクダンパー、１４は粉
体用ホツパー、１５は粉体用可変速振動フイーダ
ー、１６は粉体用シユート、１７は高温ガス用ダ
クトであり、該ダクト１７は第１サイクロン４と
第２サイクロン１８とに連通し、かつその途中に
上記粉体用シユート１６を連通させ、該連通個所
に分散板１９を設けてある。上記第２サイクロン
１８の下部には２本に分岐したシユートを設ける
と共に該分岐点にシユート切換第２シールダンパ
ー２０を設け、一方の粉体用シユート２１はキル
ン９内に連通させ、他方のダスト用シユート２２
はダストタンクへ連通させ、途中にロータリーフ
イーダー２３を設けてある。２４はキルン尻ハウ
ジング、２５は該ハウジング２４と第２サイクロ
ン１８とに連通させた高温ガス用ダクトであり、
該ダクト２５の途中に上記粉体用シユート１１を
連通させ、該連通個所に分散板２６を設けてあ
る。２７は上記第１サイクロン内の充填層式熱交
換器６に連通した高温ガス排出用ダクトである。

まず、第１図に従つて粒体を予熱する場合につ
いて説明する。この場合、粉体用供給フイーダー
１２，可変速振動フイーダー１５は停止、エアロ
ツクダンパー１３は閉とし、第１シールダンパー
７は粒体用シユート８へ、第２シールダンパー２
０はダスト用シユート８へ、第２シールダンパー
２０はダスト用シユート２２の方へ切換ておく。
粒体は供給フイーダー１からエアロツクダンパー
２を通つてホツパー３に供給され、第１サイクロ
ン内の充填層式熱交換器６，シユート８，振動フ
イーダー１０を通つてキルン９内に排出される。
この場合粒体が充填層式熱交換器６内で充填層を
形成する様に可変速振動フイーダー１０を調節し
ておく。一方キルン９から排出される高温ガスは
キルン尻ハウジング２４からダクト２５を通つて
第２サイクロン１８内に入り、該サイクロン１８
内で旋回流となつてガス中のダストと分離され、
ダクト１７を通つて第１サイクロン４に入る。分
離されたダストはサイクロン下部のシユート２２
およびロータリーフイーダー２３を通つてダスト
タンクへ排出される。上記第１サイクロン４内に
入つた高温ガスは、サイクロン４の外壁４ａと内
筒５との間を旋回しながらサイクロン下部へ流
れ、充填層式熱交換器６を通つてダクト２７から
排出される。この場合、粒体は充填層式熱交換器
６内で充填層を形成しており、この充填層に対し
て高温ガスは直交方向に通過し、効率良く粒体を
予熱する。

次に、第２図に従つて粉体を予熱する場合につ
いて説明する。この場合は通常のサスペンジヨン
式予熱装置として機能させれば良く、粒体供給フ
イーダー１，可変速振動フイーダー１０は停止、
エアロツクダンパー２は閉とし、第１、第２シー
ルダンパー７，２０は共に粉体用シート１１，２
１の方へ切換ておく。粉体は供給フイーダー１２
からエアロツクダンパー１３を通つてホツパー１
４へ供給され、可変速振動フイーダー１５により
シユート１６に送り込まれ、分散板１９によつて
分散され、以下に述べるダクト１７内の高温ガス
と共に第１サイクロン４に入る。該サイクロン４
内では、高温ガスによつて浮遊された粉体がサイ
クロン外壁４ａと内筒５の間を旋回しながら予熱
されてサイクロンの下方へ落下し、ダンパー７を
通つてシユート１１へ送られる。シユート１１へ
送られた粉体は分散板２６によつて分散され、以
下に述べるダクト２５内の高温ガスと共に第２サ
イクロン１８に送り込まれ、高温ガスによつて浮
遊された粉体は高温ガスと共に第２サイクロン１
８内を旋回し、さらに予熱されたサイクロン下部
に落下し、ダンパー２０，シユート２１を通つて
キルン９内へ排出される。一方、キルン９から排
出される高温ガスはキルン尻ハウジング２４から
ダクト２５を通り、シユート１１から流入した粉
体を浮遊させて第２サイクロン１８に入り、該サ
イクロン１８内を旋回して粉体を予熱した後ダク
ト１７へ抜け、再度シユート１６から流入した粉
体を浮遊させて第１サイクロン４に入り、該サイ
クロン４内においても、上述の様に旋回しながら
粉体を予熱した後、充填層式熱交換器６，排出ダ
クト１７を通つて排出される。

上記の如く、先に出願した粉粒体予熱装置は、
サスペンジヨン式予熱装置の少なくとも１つのサ
イクロン型熱交換器を粒体用熱交換器兼サスペン
ジヨン式の粉体用熱交換器として作用すべく兼用
サイクロン型熱交換器に構成し、軽い粉体の場合
は上記サイクロンのサスペンジヨン式粉体用熱交
換器としての機能を利用し、重い粒体の場合は粒
体用熱交換器としての機能を利用するものであ、
かくすることにより軽い粉体でも重い粉体でも同
一予熱装置で、しかも単にダンパー類の切換えを
行うことのみにより、共に効率良く予熱すること
ができ、燃料費、設備費、作業効率その他多くの
経済的な効果を得ることができる。

ところが、上記の如く構成された粉粒体予熱装
置において、粉体はともかく粒体を効率良く予熱
することが出来るかどうかは兼用サイクロン型熱
交換器がどのように構成されているかに係つてく
る。そして、第１図および第２図に示した兼用サ
イクロン型熱交換器においては、高温ガスは１度
しか粒体と接触（熱交換）を行なわないが、この
接触を複数回行なう様に改良すればさらに効率良
く粒体を予熱することができる。

本発明は、上記事情に鑑み、上記の如き粉粒体
予熱装置であつて、兼用サイクロン型熱交換器
を、該熱交換器内で粒体と高温ガスとが複数回接
触する様に構成し、もつて粒体を効率良く予熱す
ることができる様にした粉粒体の予熱装置を提供
することにあり、その要旨は、サスペンジヨン式
予熱装置の少なくとも１つのサイクロン型熱交換
器を粒体用熱交換器兼サスペンジヨン式の粉体用
熱交換器として作用すべく粉粒体兼用サイクロン
型熱交換器に構成して成る粉粒体予熱装置におい
て、上記兼用サイクロン型熱交換器が、サイクロ
ン外筒内に下面開放の内筒を設け、該内筒内に筒
状のアウターネツトを設けると共に該アウターネ
ツト内に同じく筒状のインナーネツトを同軸的に
設け、さらに上記内筒とアウターネツトの間に設
けた隔壁とインナーネツト内に設けた隔壁とを互
いに縦方向に交互に配置して成る熱交換器である
ことを特徴とする粉粒体予熱装置にある。

以下、図面に示す実施例を参照しながら本発明
を詳細に説明する。

第３図は本発明に係る粉粒体予熱装置の兼用サ
イクロン型熱交換器の一実施例を示す概念図であ
り、この熱交換器は第１図および第２図に示す第
１サイクロン４に代えて使用するものである。図
に示す兼用サイクロン型熱交換器４は、そのサイ
クロン外筒４ａ内に下面開放の内筒５を設け、該
内筒５内に円筒状のアウターネツト２８を設け、
該アウターネツト２８内に同軸的に円筒状のイン
ナーネツト２９を設け、さらに内筒５とアウター
ネツト２８との間に１枚あるいは複数枚（本実施
例では１枚）の隔壁３０を設け、インナーネツト
２９内にも１枚あるいは複数枚（本実施例では１
枚）の隔壁３１を設け、両隔壁３０，３１を縦方
向に所定間隔を置いて互いに交互に配置して成
る。従つて、ダクト１７からこのサイクロン型熱
交換器４に入つて来た高温ガスは、図中矢印で示
す様に、アウターネツト２８とインナーネツト２
９との間に充填された粒体と計３回接触し、該粒
体を充分予熱した後排出ダクト２７を通つて排出
される。上記接触回数は、隔壁３０，３１の数を
増減することにより任意に変更できる。

第４図ａは、本兼用サイクロン型熱交換器の他
の実施例を示す断面概念図であり、第４図ｂは第
４図ａのＢ―Ｂ線断面概念図、第４図ｃは第４図
ａに示す熱交換器の要部を破断して示す斜視概念
図である。本実施例に係る熱交換器４は、その基
本的構成は第３図に示すものと同一であり、隔壁
３０，３１を改良すると共に各隔壁部にスピル
（高温ガスにより粒体充填層から選び出された微
粒体）用の排出パイプ３２，３３を設けて成る。
即ち、インナーネツト内の隔壁３１は上方に向か
つて増径した円錐形とし、その下部頂点に排出パ
イプ３２を連通させてある。内筒５とアウターネ
ツト２８との間に設けた隔壁３０は下方に向かつ
て増径したコニカルリング形とし、該隔壁３０の
外周下端部に円筒状の隔壁延長部材３０ａを延設
し、内筒５と円筒状隔壁延長部材３０ａとの間に
環状のスピル通路３３ａを形成し、該通路３３ａ
内にジグザゲ状の案内板３３ｂを設け、もつて該
通路３３内に三角形状のホツパー部３３ｃを４個
円周方向に連接して形成し、各ホツパー部３ｃの
下部頂点に排出パイプ３３を連通させてある。な
お、第４図ａにおいて、斜線を施した部分がパイ
プ３３である。即ち、内筒５の下端位置は隔壁延
長部材３０ａの下端位置と一致し、両下端部より
下方はパイプ３３である。

本実施例に示した兼用サイクロン型熱交換器に
よれば、図中矢印の如く、ダクト１７から入つて
来た高温ガスは外筒４ａと内筒５の間を旋回しな
がら下降し、内筒５の下をくぐつて粒体充填層を
通過してインナーネツト２９内に入り、さらに２
回粒体充填層を通過して排出ダクト２７から排出
される。そして、高温ガスが粒体充填層を通過す
る際発出したスピルは両隔壁３０，３１から排出
パイプ３２，３３を通つて排出される。即ち、隔
壁３１上に落下したスピルは隔壁３１の斜面に沿
つて流下し、パイプ３２に入る。隔壁３０上に落
下したスピルは同じく隔壁３０の斜面に沿つて流
下し、環状のスピル通路３３ａに入り、４つのホ
ツパー部３３ｃから４本のパイプ３３に入る。

第５図は本発明に係る兼用サイクロン型熱交換
器のさらに他の実施例を示す縦断面概念図であ
る。図に示す熱交換器は第４図に示す熱交換器と
同じ考え方の下に構成したものであり、内筒５と
アウターネツト２８との間の隔壁３０を２枚と
し、高温ガスと粒体充填層の接触回数を４回にし
たものである。即ち、内筒５とアウターネツト２
８との間の隔壁３０を２枚設け、上方の隔壁３
０，隔壁延長部材３０ａ，スピル通路３３ａ，ジ
グザグ状の案内部材３３ｂ，パイプ３３等は第４
図の場合と同様に構成し、下方の隔壁３０′，隔
壁延長部材３０′ａ，スピル通路３３′ａ，ジグザ
グ状の案内板３３′ｂ，パイプ３３′ｂも同様に構
成してある。ただし下方の隔壁３０′に連通した
スピル通路３′ａは、上方の隔壁延長部材３０ａ
と下方の隔壁延長部材３０′ａとで形成してあ
る。インナーネツト２９内の隔壁３１およびパイ
プ３２も第４図と同様である。なお、本実施例に
おいては接触回数を４回増やしたので、それに伴
ない内筒５，アウターネツト２８，インナーネツ
ト２９等をサイクロン外筒４ａよりも上方に延長
して設け、かつ排出ダクト２７内を内筒５に連通
させてある。

第６図も本発明に係る兼用サイクロン型熱交換
器の一実施例を示す縦断面概念図であり、この図
に示す実施例は第５図に示す実施例と殆んど同じ
構造であり、更に内筒５とアウターネツト２８と
の間に設けた下方の隔壁３０′部を変更しただけ
である。即ち、隔壁３０′上に断面くの字状のガ
イドリング２４を内側にその頂点が位置する様に
設け、該リング３４の下方リング片３４ｂと隔壁
３０′とでスピル通路３３′ａを形成し、上方のリ
ング片３４ａによりスピルを該通路３３′ａに導
く様に構成してある。スピル通路３３′ａには勿
論ジグザグ状の案内板３３′ｂを設けてホツパー
部を形成し、該ホツパー部の下部にパイプ３３′
を連通させてある。

なお、上記第４図〜第６図に示したスピル通路
３３ａ，３３′ａ内のホツパー部３３ｃの数（第
４図に示して実施例では４個）は、ジグザグ状の
案内板３３ｂ，３３′ｂの形状を選択することに
より、任意に変更して良い。

本発明に係る粉粒体予熱装置は、上記の如く構
成された兼用サイクロン型熱交換器を備えて成る
ので、粒体を予熱する場合、該粒体の充填層を複
数回高温ガスが通過する。従つて、きわめて高い
熱交換率を得ることができ、粒体を充分予熱する
ことができる。また、高温ガスと粒体との接触回
数を多くするためには隔壁の数を増せば良く、ス
ピルが多量に発生する場合は第４図〜第６図に示
す様に各隔壁部にホツパー部や排出パイプ等で構
成されたスピル排出手段を設ければ良い。

なお、本装置はドロマイトや生石灰等の粒体を
予熱する装置としても使用できる。また、ネツト
としては通常の網の他網と同等の作用をなす多孔
板等を使用しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は兼用サイクロン型熱交換
器を備えて成る粉粒体予熱装置の一例を示す概念
図、第３図〜第６図はそれぞれ本発明に係る兼用
サイクロン型熱交換器の実施例を示す図であり、
第３図、第４図ａ，第５図、第６図は縦断面概念
図、第４図ｂは第４図ａのＢ―Ｂ線断面図、第４
図ｃは第４図ａに示す熱交換器の要部を示す部分
破断斜視図である。 ４……兼用サイクロン型熱交換器、４ａ……サ
イクロン外筒、５……内筒、２８……アウターネ
ツト、２９……インナーネツト、３０，３１……
隔壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ サスペンジヨン式予熱装置の少なくとも１つ
   のサイクロン型熱交換器を粒体用熱交換器兼サス
   ペンジヨン式の粒体用熱交換器として作用すべく
   粉粒体兼用サイクロン型熱交換器に構成して成る
   粉粒体予熱装置において、上記兼用サイクロン型
   熱交換器が、サイクロン外筒内に下面開放の内筒
   を設け、該内筒内に筒状のアウターネツトを設け
   ると共に該アウターネツト内に同じく筒状のイン
   ナーネツトを同軸的に設け、さらに、上記内筒を
   アウターネツトの間に設けた隔壁とインナーネツ
   ト内に設けた隔壁とを互いに縦方向に交互に配置
   して成る熱交換器であることを特徴とする粉粒体
   予熱装置。 ２ 上記各隔壁部に隔壁上に落下したスピルの排
   出手段を設けたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載した粉粒体予熱装置。