JPS6158750B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石灰石、ドロマイト、マグネサイトお
よびそれらに類似の原料（以下、「被焼成物」と
いう）を重油燃料あるいはガス燃料などの燃料で
焼成する廃熱回収装置（廃熱回収用の熱交換器）
を備えた二重円筒形式の竪形焼成炉に関するもの
である。

従来の二重円筒式の竪形焼成炉では例えば、特
公昭52−46560号公報に示されているように廃熱
回収用の熱交換器を炉本体の内筒上部に装置し、
焼成後の廃ガスによつて燃焼用空気を加熱してい
る。

しかし、このような廃熱回収用の熱交換器を内
蔵した従来の竪形焼成炉では下記のような欠点が
あつた。

(1) 炉本体内に設置のため、熱交換器のサイズが
限定され、伝熱面積を大きくして熱回収量を増
すことが不可能であつた。

(2) 廃ガスが熱交換器の下部より流入し、上部よ
り排出するため、重力方向と逆に廃ガスが流れ
るのでダストが浮遊状態となり、熱交換器のパ
イプ内にダストが膠着してパイプを閉塞する。

(3) パイプ閉塞などの障碍があつた場合、炉本体
内に設置のため掃除が困難である。

(4) 炉本体内に設置のため点検ができない。

本発明は上記の欠点をなくし最大限の熱回収と
その有効利用を計る石灰石の焼成を円滑に行う竪
形焼成炉を得るため、炉本体の内部に炉本体とほ
ぼ同心円形の内筒を設け、燃焼手段から燃焼ガス
を炉本体と内筒との間の焼成空間に吹込み、前記
燃焼ガスの一部を吹込点から被焼成物と対向流と
して上昇させて焼成を行わせた後、この焼成後の
ダストを含んだ燃焼廃ガスによつて前記燃焼手段
へ供給する空気を加熱する廃熱回収装置と、前記
燃焼ガスの他部を吹込点から被焼成物と並行流と
して降下させて焼成を行わせるとともに、前記降
下させた燃焼ガスを内筒の下部内筒空間内を上昇
させた後、前記燃焼手段に還流させる手段とを有
してなる廃熱回収装置を備えた竪形焼成炉におい
て、前記廃熱回収装置を炉本体の外部に設置する
とともに、この廃熱回収装置を、上部に前記焼成
炉の内部に連通する廃ガス流入室と、この下方に
第１の仕切り板を介して設けた熱交換室と、さら
にこの下方に第２の仕切り板を介して設けられ、
廃ガス排出口を有した廃ガス排出室とから構成
し、前記熱交換室には、下部に被加熱空気である
冷空気の導入口と、上部に前記焼成炉の燃焼手段
に連通した加熱空気の排出口を設け、かつ、この
熱交換室内に上下両端部がそれぞれ前記第１の仕
切り板および第２の仕切り板を貫通して前記廃ガ
ス流入室内と前記廃ガス排出室内に開口され、そ
の軸線を上下方向に向けて円周方向に多数配置さ
れた廃ガス導管を設け、さらに、この熱交換室内
に上部に前記第１の仕切り板に近接した位置に冷
空気流出口と、下部に前記熱交換室の冷空気の導
入口付近に位置した冷空気流入口とを有し、その
軸線を上下方向に向けて円周方向に適宜の間隔を
おいて覆数本配置された冷空気送給管を設けてな
る廃熱回収装置を備えた竪形焼成炉とすることに
よつて確実、かつ、有効的な熱交換を行わせるよ
うにし、焼成炉の熱源単位を格段に減ずることが
できるようにしたものである。

つぎに本発明の廃熱回収装置を備えた竪形焼成
炉の一実施例を図面によつて説明する。

第１図は本発明の廃熱回収装置をそなえた竪形
焼成炉である。

竪形焼成炉は炉本体１内にほぼ同心円形の内筒
２を設け、その間を焼成空間３ａ，３ｂ，３ｃ，
３ｄ，３ｅとするとともに、焼成空間に上段１１
ａ、中段１１ｂ、及び下段１２の３段のブリツジ
を設けて内筒２を炉本体１と結合する。

そして内筒２の所要位置に中間壁４を設けて内
筒空間５を上部空間５ａと下部空間５ｂとに分け
るとともに、上段ブリツジ１１ａの上方及び下段
ブリツジ１２の下方に焼成空間３と上下部空間５
ａ，５ｂとを通ずる通気孔６ａ，６ｂをそれぞれ
設ける。

そして、炉本体１の外側に上段バーナ９ａと下
段バーナ９ｂとを設け、それぞれ燃焼室１０ａ，
１０ｂを経て上段ブリツジ１１ａ下方及び中間ブ
リツジ１１ｂ下方から焼成空間３へ開口する。

燃焼空間３は上部通気孔６ａより上方を予熱焼
成空間３ａ、上部通気孔６ａと上段バーナ９ａと
の間を上部焼成空間３ｂ、上段バーナ９ａと下段
バーナ９ｂとの間を中部焼成空間３ｃ、下段バー
ナ９ｂと下部通気孔６ｂとの間を下部焼成空間３
ｄ、および下部通気孔６ｂより下方を冷却焼成空
間３ｅ、とに分けられる。

なお、各ブリツジ１１ａ，１１ｂ，１２は炉本
体１と内筒２との間の上下方向における適当な位
置に円周方向に適当な間隔をおいて設けられてお
り、各焼成空間３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅを被焼成
物が円滑に降下するのに差支えないように設定さ
れている。

そして、上下段のバーナ９ａ，９ｂもその焼成
室１０ａ，１０ｂとともに炉本体１の円周方向に
第１図に示すように２段に限ることなく設置され
る。なお、これらバーナ９ａ，９ｂ、焼成室１０
ａ，１０ｂは焼成手段を構成する。

バーナ９ａ，９ｂへの空気は送風機（図示して
ない）から導管２２を経て廃熱回収装置１５に入
り、内筒２内より抽気され廃熱回収装置１５内に
導入された廃ガスと熱交換によつて加熱された
後、導管２３を経て環状導管１３ａに圧送され、
ついで導管２５によつて上、下段バーナ９ａ，９
ｂに供給されるとともに導管２７によつてインゼ
クタ１４に供給される。

廃熱回収装置１５は炉本体１の外部において炉
本体１と併設される。そして内筒２の内部とつぎ
に述べる廃熱回収装置１５の廃ガス導入口１５ｄ
とは廃ガス抽出管１９によつて連通される。

第２図は本発明の廃熱回収装置の縦断面図であ
る。

廃熱回収装置１５の本体は、中間に位置する熱
交換室１５ｂと、この熱交換室１５ｂの上部と下
部にそれぞれ第１の仕切り板15mおよび第２の仕
切り板１５ｎを介して廃ガス流入室１５ａおよび
廃ガス排出室１５ｃとを結合させることによつて
構成される。

廃ガス流入室１５ａは両側に廃ガス導入口１５
ｄ，１５ｄを設け、それぞれは廃ガス抽出管１９
に直結され、竪形焼成炉の内筒２の内部に連通し
ている。

熱交換室１５ｂは第２図に示すように細長い円
筒状を呈し、上部に熱交換を終えた加熱空気の排
出口１５ｅを設け、下部に冷空気の導入口１５ｆ
を設けている。

加熱空気の排出口１５ｅは前述のように導管２
３を介して環状導管１３ａに連通されており、ま
た冷空気の導入口１５ｆは導管２２を介して送風
機（図示していない）の送風口に連通されてい
る。加熱空気の排出口１５ｅは熱交換室１５ｂの
上部に設けた熱空気室１５ｇにとりつけられ、ま
た冷空気の導入口１５ｆは熱交換室１５ｂの下部
に設けた冷空気室１５ｈにとりつけられる。

熱空気室１５ｇまたは冷空気室１５ｈと熱交換
室１５ｂとは、それぞれ透孔１５ｉ，１５ｊによ
つて連通されている。

熱交換室１５ｂの内部には一定の間隔をおいて
平板状の邪魔板１５ｋを多数とりつける。

邪魔板１５ｋは大小２種類に分けられる。

大型の邪魔板１５k₁は外径が殆んど熱交換室１
５ｂの内径に近いほどの大きさに設計され、中央
に冷空気通過用の孔１５ｌをあける。

小径の邪魔板１５k₂は、その外端と熱交換室１
５ｂとの内壁との間に若干のすき間１５ｐをあ
け、このすき間１５ｐより加熱される空気を上昇
させる。

この大小２種の邪魔板１５k₁，１５k₂を熱交換
室１５ｂの全長にわたつて一つおきに直列に並べ
る。

熱交換室１５ｂの内部には邪魔板１５k₁，１５
k₂を貫通して廃ガス導管としての多数の直管１５
ｓを列設する。

この直管１５ｓは第２図に示すように、その上
端は第１の仕切り板15mを貫通して若干廃ガス流
入室１５ａ内に突出して開口している。また、直
管１５ｓの下端は第２の仕切り板１５ｎを貫通し
て廃ガス排出室１５ｃ内に突出して開口してい
る。

そして、これらの直管１５ｓの間には、その上
下端が前記第１、第２の仕切り板１５ｍ、１５ｎ
を貫通せず、直管１５ｓと平行に、かつ、円周方
向に適宜の間隔をおいて配置された複数本（本実
施例では６本）の冷空気送給管１５ｔが設けられ
ており、これらは前記邪魔板１５ｋに取付けられ
ている。この冷空気送給管１５ｔの上端部には、
第１の仕切り板１５ｍに近接して冷空気流出口１
５ｔ２が管壁の１部を切欠かれて開口されてお
り、また、冷空気送給管１５ｔの下端部には前記
熱交換室１５ｂの冷空気導入口１５ｆの付近に位
置して冷空気流入口１５ｔ１が管壁の１部を切欠
かれて開口されて設けられている。

このような冷空気送給管１５ｔを設けることに
よつて、この冷空気送給管１５ｔの内部に、前記
熱交換室１５ｂの冷空気導入口１５ｆから導入さ
れた冷空気の１部が冷空気流入口１５ｔ１から流
入し、冷空気送給管１５ｔ内を上昇して冷空気流
出口１５ｔ２から排出され、第１の仕切り板１５
ｍを全面にわたつて均等に冷却する。

これは高温度の廃ガスに直接接触する第１の仕
切り板１５ｍの温度上昇および腐食を防ぎ、熱膨
張による直管１５ｓの配置バランスを保持するた
めである。

廃ガス排出室１５ｃは第２図に示すように先細
まりの円錐形を呈し、先端に廃ガス排出室１５ｑ
を形成する。

廃ガス排出室１５ｑは導管２８を介して排風機
（図示してない）の吸込口に連通されている。

次に、このように構成された本発明の作動を説
明する。

上段バーナ９ａの燃焼室１０ａで燃焼した廃ガ
スの一部は上部焼成空間３ｂで被焼成物と対向流
となつて被焼成物を加熱しながらブリツジ１１ａ
の間隙から上昇した後、予熱燃焼空間３ａへ上昇
を続け、被焼成物を予熱的に加熱した後、排風手
段（図示してない）によつて炉本体１外に排出さ
れる。

また、廃ガスの一部は上部通気孔６ａより内筒
２の上部内筒空間５ａに入り、さらに廃ガス抽出
管１９を経由して廃熱回収装置１５の廃ガス導入
口１５ｄより廃ガス流入室１５ａ内に流入する。

この廃ガスは第１の仕切り板１５ｍを貫通して
廃ガス流入室１５ａ内に突出している直管１５ｓ
の開口より直管１５ｓ内に流入し、直管１５ｓ内
を下降する。

一方、冷空気は導管２２を経て冷空気の導入口
１５ｆより熱交換室１５ｂに設けられた冷空気室
１５ｈに入り、さらに透孔１５ｊより熱交換室１
５ｂの下部に送りこまれる。

この冷空気は熱交換室１５ｂの下部より上部に
向つて進行する。

その際、冷空気は大型の邪魔板１５k₁の孔１５
１と小型の邪魔板１５k₂の円周端と熱交換室１５
ｂの内壁との間のすき間１５ｐとを交互に通りな
がら、直管１５ｓ内の廃ガスと熱交換を行い、熱
空気となる。

この熱空気は熱交換室１５ｂの上部にあけられ
た透孔１５ｊより熱空気室１５ｇに入り、さらに
排出口１５ｅから導管２３を経由して環状導管１
３ａに送られる。この熱空気は環状導管１３にに
送られるとともにインゼクタ１４に供給される。

一方、前記冷空気室１５ｈから熱交換室１５ｂ
の下部に送りこまれた冷空気の１部は、円周方向
に適宜の間隔をおいて複数本配置された冷空気送
給管１５ｔ内に、冷空気流入口１５ｔ１から導入
され、冷空気送給管１５ｔ内を上昇して上部の冷
空気流出口１５ｔ２から熱交換室１５ｂの上端部
に排出され、第１の仕切り板１５ｍの全面を均等
に冷却する。従つて、高温度雰囲気にさらされる
第１の仕切り板１５ｍの温度上昇および腐食が防
止されるとともに、この第１の仕切り板１５ｍに
取付られた直管（廃ガス導管）１５ｓの配置バラ
ンスが保持され、また、その変形も防止される。

また、熱交換を終えた廃ガスは直管１５ｓの下
端より廃ガス排出室１５ｃに集められ、さらに排
出口１５ｑより排風機（図示してない）によつて
系外に排出される。

このように、ダストを含んだ焼成炉の廃ガスは
直管１５ｓ内を上から下に向けて重力方向に流れ
るので、ダストが直管１５ｓの内壁に付着しよう
とする現象が防止され、ダストが膠着して直管１
５ｓを閉塞することがない。

上段バーナ９ａの燃焼ガスの他の一部は、中部
焼成空間３ｃを被焼成物と平行流となつてともに
降下（Ｃ→の流れ）し、中段ブリツジ１１ｂの間
隙を経て下段ブリツジ１２に至る間、中部焼成空
間３ｃ、下部焼成空間３ｄで被焼成物を加熱し、
下段ブリツジ１２の間隙を経て冷却焼成空間３ｅ
に入るとすぐ下部通気孔６ｂより内筒下部空間５
ｂに入る（Ｄ→の流れ）。その後、廃ガスは内筒
下部空間５ｂ内を上昇し、中間壁４に遮ぎられ導
管２１を経て第一環状管１３ａよりの空気ととも
にインゼクタ１４に吸引された後燃焼室１０ｂの
二次空気として供給されるようになつている。

下段バーナ９ｂの燃焼ガスも、その一部は上昇
して上段バーナ９ａの燃焼ガスと合体してＡ流ま
たはＢ流となつて予熱焼成空間３ａまたは廃熱回
収装置１５を経て排出される。また、他の一部は
上段バーナ９ａの降下Ｃ流ガスと合体し、下段ブ
リツジ１２の間隙及び下部通気孔６ｂを経てＤ流
とともにインゼクタ１４に吸引されるようになつ
ている。

そして、上段バーナ９ａには理論空気量よりも
比較的少量の空気を、下段バーナ９ｂには比較的
多量の空気を送ることによつて焼成効果を増大す
るようになつている。

そして、上、中、下の三段のブリツジ１１ａ，
１１ｂ，１２はいずれもその上方が屋根形にとが
つて被焼成物が降下しやすくなつている。

なお、本発明では、廃熱回収装置１５を炉本体
とは別個に外部に設置することによつて、内筒２
の上部空間５ａが空間部となり、高温廃ガスの通
気孔６ａ，６ｂでダストによる閉塞がなくなり、
通気圧損が少なくなつて廃熱回収装置１５の下部
の廃ガス排出口１５ｑに接続される排風機（図示
せず）の風圧を下げることが可能となり、電力が
節減される。

内筒２は２つの管、すなわち外管７ａと内管７
ｂとよりなり、これらは互に適宜すき間を置いた
同心円的に配置されその間に冷却空間８を形成す
る。この冷却空間８へは送風機１７から導管３０
を経て冷風が圧送され、冷却空間８を上昇しつつ
外管７ａの熱を得て熱風となり導管２９ｂ，２９
ｃを経て第２環状導管１３ｂに集められ導管２６
ａ，２６ｂによつてバーナ９ａ，９ｂに送りこま
れる。

また、炉底空気は、送風機１７から導管３０，
３１によつて導かれ、焼成物搬出装置内を経て冷
却焼成空間３ｅに入り、被焼成物と対向流となつ
て上昇し、下段ブリツジ１２によつて邪魔されつ
つバーナ９ａ，９ｂからのＣ流と合し、下方通気
孔６ｂから内筒下部空間５ｂ内へＤ流となつて流
入する。

なお、焼成物搬出装置は、炉本体１の下方に配
置され、ほぼ円錐状の分配体３２とその直下にカ
ム状に形成された排出体３３を有する環状搬出テ
ーブル３４とよりなる。そして前記排出体３３は
モータ３７の回転を減速機３６によつて減速した
後、ピンギヤ３５を経て駆動される。

本発明の石灰石などの竪形焼成炉は上述のよう
な構造であるから、送入手段（図示せず）によつ
て被焼成物が炉本体１と内筒２との間の予熱焼成
空間３ａに投入され、バーナ９ａ，９ｂから被焼
成物と対向流となつて上昇するＡ流によつて予熱
されつつ降下し、ついで内筒２に設けた上部通気
孔６ａ位置よりも降下して、上部、中部、下部焼
成空間３ｂ，３ｃ，３ｄにおいて所要の焼成を受
け、下段ブリツジ１２の間隙を抜け落ちた後、冷
却焼成空間３ｅで冷却され、焼成物搬出装置に至
る。この間、上段バーナ９ａの空気量よりも下段
バーナ９ｂの空気量が多くしてあるから被焼成物
は良好に焼成される。

以上の説明から明らかなように、本発明は特許
請求の範囲に記載したような構成にしたので、焼
成炉から炉外に排出されるダストを含んだ廃ガス
が廃熱回収装置の廃ガス導管内に上部から流入し
て管内を下降し、下部から排出されるため、廃ガ
スは重力方向へ流れることになり、従来の重力方
向とは逆に廃ガスが流れる場合のようにダストが
管内で浮遊して管内壁に付着したり、膠着しやす
くなるという現象を回避することができ、廃ガス
導管の閉塞を防止することができる。従つて、高
い熱交換効率を長期にわたつて維持することがで
き、その能力を最大限に発揮できる。

そして、廃熱回収装置の熱交換室には、前記多
数の廃ガス導管の間において、円周方向に適宜の
間隔をおいて配置された冷空気送給管によつて、
第１の仕切り板がその全面にわたつて均等に冷却
されるため、高温度雰囲気にさらされる第１の仕
切り板の温度上昇および腐食が防止され、このた
め、第１の仕切り板に取付けられる多数の廃ガス
導管の配置バランスがくるつたり、導管自体が変
形することがなく、廃熱回収装置の作動が確実に
維持される。

そして、このような効果を有する廃熱回収装置
を焼成炉本体の外部に設置したので、従来の焼成
炉のように炉本体の内容積に限定されることな
く、伝熱面積を大きくすることができ、焼成炉の
廃熱を余すことなく使用でき、熱回収量を増大さ
せることが可能な効果と相いまつて、最大限の熱
回収とその有効利用を長期にわたつて確実に行う
ことができるとともに、焼成炉の熱源単位を格段
に減ずることができるものである。

なお、廃熱回収装置を焼成炉の外部に設けるこ
とによつて、廃熱回収装置の内部点検、補修が容
易になるとともに、熱交換室の耐熱性能も下げる
ことも可能になり、安価な材質のものも使用でき
ることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の廃熱回収装置をそなえた石灰
石焼成炉の縦断面図、第２図は廃熱回収装置の縦
断面図、第３図は第２図のA.A断面図（拡大）で
ある。 １は炉本体、２は内筒、３は焼成空間であつて
３ａは予熱焼成空間、３ｂは上部焼成空間、３ｃ
は中部焼成空間、３ｄは下部焼成空間、３ｅは冷
却焼成空間、４は中間壁、５は内筒空間であつ
て、５ａは上部内筒空間、５ｂは下部内筒空間、
６ａ，６ｂは通気孔、７ａは内管、７ｂは内管、
８は冷却空間、９ａは上段バーナ、９ｂは下段バ
ーナ、１０ａ，１０ｂは焼成室、１１ａは上段ブ
リツジ、１１ｂは中段ブリツジ、１２は下段ブリ
ツジ、１３ａは環状導管、１３ｂは第２環状導
管、１４はインゼクタ、１５は廃熱回収装置、１
７は送風機、１９は廃ガス抽出管、２１，２２，
２３，２５，２７，２８，２９ｂ，２９ｃ，３１
は導管、３２は分配体、３３は排出体、３４は環
状搬出テーブル、３５はピンギヤ、３６は減速
機、３７はモータである。１５ａは廃熱回収装置
１５の廃ガス流入室（以下、廃熱回収装置に係る
もの）、１５ｂは熱交換室、１５ｃは廃ガス排出
室、１５ｄは廃ガス導入口、１５ｅは加熱空気の
排出口、１５ｆは冷空気の導入口、１５ｇは熱空
気室、１５ｈは冷空気室、１５ｉ，１５ｊは透
孔、１５ｋは邪魔板であつて、１５k₁は大形、１
５k₂は小形を指す。１５ｌは冷空気通過用の孔、
１５ｍ，１５ｎは仕切り板、１５ｓは直管（廃ガ
ス導管）、１５ｔは冷空気送給管、，１５ｐはすき
間、１５ｑは廃ガス排出口である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 炉本体の内部に炉本体とほぼ同心円形の内筒
   を設け、燃焼手段から燃焼ガスを炉本体と内筒と
   の間の焼成空間に吹込み、前記燃焼ガスの一部を
   吹込点から被焼成物と対向流として上昇させて焼
   成を行わせた後、この焼成後のダストを含んだ燃
   焼廃ガスによつて前記燃焼手段へ供給する空気を
   加熱する廃熱回収装置と、前記燃焼ガスの他部を
   吹込点から被焼成物と並行流として降下させて焼
   成を行わせるとともに、前記降下させた燃焼ガス
   を内筒の下部内筒空間内を上昇させた後、前記燃
   焼手段に還流させる手段とを有してなる廃熱回収
   装置を備えた竪形焼成炉において、前記廃熱回収
   装置を炉本体の外部に設置するとともに、この廃
   熱回収装置を、上部に前記焼成炉の内部に連通す
   る廃ガス流入室と、この下方に第１の仕切り板を
   介して設けた熱交換室と、さらにこの下方に第２
   の仕切り板を介して設けられ、廃ガス排出口を有
   した廃ガス排出室とから構成し、前記熱交換室に
   は、下部に被加熱空気である冷空気の導入口と、
   上部に前記焼成炉の燃焼手段に連通した加熱空気
   の排出口を設け、かつ、この熱交換室内に上下両
   端部がそれぞれ前記第１の仕切り板および第２の
   仕切り板を貫通して前記廃ガス流入室内と前記廃
   ガス排出室内に開口され、その軸線を上下方向に
   向けて円周方向に多数配置された廃ガス導管を設
   け、さらに、この熱交換室内に上部に前記第１の
   仕切り板に近接した位置に冷空気流出口と、下部
   に前記熱交換室の冷空気の導入口付近に位置した
   冷空気流入口とを有し、その軸線を上下方向に向
   けて円周方向に適宜の間隔をおいて複数本配置さ
   れた冷空気送給管を設けてなる廃熱回収装置を備
   えたことを特徴とする竪形焼成炉。