回転炉及び回転炉用流体供給装置
【課題】炉本体内の雰囲気改善を容易に図ることができる回転炉及び回転炉用流体供給装置を提供すること。
【解決手段】本発明に係るロータリーキルン１によれば、キルン本体２の処理部２ｃへ導入される窒素ガスＧがＮ２入口部１６から供給され、キルン本体２の外壁面２ａに沿って敷設されたＮ２溜め配管１４に溜められる。このＮ２溜め配管１４は、キルン本体２と共に回転するため、キルン本体２は支障なく回転することができる。そして、Ｎ２溜め配管１４に溜められた窒素ガスＧは、Ｎ２出口部３０を通じて処理部２ｃへ導入される。よって、キルン本体２内の任意の箇所に雰囲気改善のための窒素ガスＧを供給することができ、キルン本体２内の雰囲気改善を図り易くなる。
【解決手段】本発明に係るロータリーキルン１によれば、キルン本体２の処理部２ｃへ導入される窒素ガスＧがＮ２入口部１６から供給され、キルン本体２の外壁面２ａに沿って敷設されたＮ２溜め配管１４に溜められる。このＮ２溜め配管１４は、キルン本体２と共に回転するため、キルン本体２は支障なく回転することができる。そして、Ｎ２溜め配管１４に溜められた窒素ガスＧは、Ｎ２出口部３０を通じて処理部２ｃへ導入される。よって、キルン本体２内の任意の箇所に雰囲気改善のための窒素ガスＧを供給することができ、キルン本体２内の雰囲気改善を図り易くなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転炉及び回転炉用流体供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物等の被処理物を加熱処理するための回転炉として、特開２００１−２４１８５０号公報に記載されたロータリーキルンが知られている。この種の回転炉は、回転する筒状の炉本体を備え、炉本体の回転によって廃棄物を攪拌・燃焼する。ところで、回転炉における効率的な燃焼のためには炉本体内の雰囲気の管理が重要となる。例えば、製鋼ダスト等の亜鉛含有ダストを燃焼処理するために廃プラスチック等を代替燃料兼還元剤として用いるにあたり、炉本体内の一酸化炭素（ＣＯ）濃度や酸素（Ｏ２）濃度が所望の濃度となるよう管理することが求められる。また、炉本体内の温度や燃焼状態の管理も必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２４１８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の回転炉では、廃棄物の移送及び攪拌のために炉本体が回転する構造であるため、この炉本体内に不活性ガス等の流体を供給して雰囲気改善を図ることは構造上、難しく、結果として炉本体内の雰囲気を改善することが難しかった。
【０００５】
そこで、本発明は、炉本体内の雰囲気改善を容易に図ることができる回転炉及び回転炉用流体供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明は、筒状の炉本体を備え、炉本体を回転軸回りに回転させながら炉本体の内部の被処理物を加熱反応させる回転炉であって、炉本体の外壁面に沿って敷設された管であり、炉本体の内部へ導入される流体が溜められる配管部と、配管部の内部に連通して設けられ、流体を配管部の内部に受け入れる流体入口部と、配管部の内部と炉本体の内部とに連通して設けられ、流体入口部から供給され、且つ配管部に溜められた流体を炉本体の内部へ導入する流体出口部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の回転炉によれば、炉本体の内部へ導入される流体が流体入口部から供給され、炉本体の外壁面に沿って敷設された配管部に溜められる。この配管部は、炉本体と共に回転するため、炉本体は支障なく回転することができる。そして、配管部に溜められた流体は、流体出口部を通じて炉本体の内部へ導入される。よって、炉本体内の任意の箇所に雰囲気改善のための流体を供給することができ、炉本体内の雰囲気改善を図り易くなる。
【０００８】
さらに、炉本体内の雰囲気を検出するセンサを更に備え、流体は不活性ガスであり、流体出口部は、センサによる検出領域に流体を吐出する吐出部を有すると好適である。この構成によれば、不活性ガスからなる流体がセンサによる検出領域に吐出される。従って、炉本体内にダスト等の浮遊物質が浮遊している場合であっても流体の吐出によって浮遊物質のセンサへの寄り付きが防止される。また、流体は不活性ガスであるため、炉本体内の反応に影響を与えない。したがって、センサにおける測定精度の低下を防止でき、炉本体内の雰囲気を好適に管理できる。
【０００９】
さらに、配管部は、炉本体の周方向に沿って環状に敷設された管からなると好適である。この構成によれば、配管部が炉本体の周方向に沿って敷設された管からなるので炉本体の回転に邪魔になり難く、さらに、その管は炉本体を取り囲むような環状であるために流体を溜めておく量を増加させ易い。さらに、流体入口部や流体出口部を炉本体の周方向の適当な位置に配置することができるため、流体の入口及び出口の位置を自由にレイアウトできる。
【００１０】
さらに、流体入口部の回転軌道上に配置されると共に、流体入口部が通過するときに流体入口部に流体を供給する流体供給部を更に備えると好適である。この構成によれば、流体供給部が配置された場所を流体入口部が通過するときに流体供給部から流体入口部に流体が供給される。その結果として、炉本体の回転に伴って流体を自動的に供給する構造を容易に実現できる。
【００１１】
さらに、流体入口部は、流体を受け入れる導入管を有し、流体供給部は、導入管に着脱可能で、且つ導入管に流体を供給する供給管と、導入管の移動に連動して供給管を揺動自在に保持するリンク機構と、を有すると好適である。この構成によれば、導入管に接続した供給管は、導入管の移動に追従するように揺動し、その間、供給管から導入管に対して流体が供給される。その結果として、炉本体の回転に伴って流体を自動的に供給するための構造を簡素化する上で有利である。
【００１２】
さらに、流体供給部は、供給管が導入管から離脱した際にリンク機構を初期状態に戻す弾性復元部を有すると好適である。この構成によれば、導入管が供給管の揺動範囲から外れて離脱すると、弾性復元部がリンク機構を初期状態に戻すため、供給管は、導入管に接続される前の状態まで自動的に戻るようになり、流体入口部が通過する毎に導入管に流体を供給できる。
【００１３】
また、本発明は、回転可能な筒状の炉本体と、炉本体の外壁面に沿って敷設された管であり、炉本体の内部へ導入される流体が溜められる配管部と、配管部の内部に連通して設けられ、流体を配管部の内部に受け入れる流体入口部と、配管部の内部と炉本体の内部とに連通して設けられ、配管部に溜められた流体を炉本体の内部へ導入する流体出口部と、を備える回転炉の流体入口部に流体を供給する回転炉用流体供給装置において、流体入口部の回転軌道上に配置されると共に、流体入口部が通過するときに流体入口部に流体を供給する流体供給部を備え、流体供給部は、流体入口部における流体の導入管に着脱可能で、且つ導入管に流体を供給する供給管と、導入管の移動に連動して供給管を揺動自在に保持するリンク機構と、を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、流体供給部が配置された場所を流体入口部が通過するときに流体供給部から流体入口部に流体が供給される。その結果として、炉本体の回転に伴って流体を自動的に供給することができ、炉本体内の任意の箇所に雰囲気改善のための流体を供給して炉本体内の雰囲気改善を図り易くなる。さらに、導入管に接続した供給管は、導入管の移動に追従するように揺動し、その間、供給管から導入管に対して流体が供給される。その結果として、炉本体の回転に伴って流体を自動的に供給するための構造を簡素化する上で有利である。
【００１５】
さらに、流体供給部は、供給管が導入管から離脱した際にリンク機構を初期状態に戻す弾性復元部を有すると好適である。この構成によれば、導入管が供給管の揺動範囲から外れて離脱すると、弾性復元部がリンク機構を初期状態に戻すため、供給管は、導入管に接続される前の状態まで自動的に戻るようになり、流体入口部が通過する毎に導入管に流体を供給できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の回転炉及び回転炉用流体供給装置によれば、炉本体内の雰囲気改善を図り易くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るロータリーキルンの正面断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】Ｎ２入口部の正面図である。
【図５】Ｎ２入口部の側面図である。
【図６】図１の回転炉に設けられるＮ２チャージ装置の正面図である。
【図７】Ｎ２チャージ装置の側面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係るロータリーキルンを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態に係るロータリーキルン（回転炉）について詳細に説明する。図１〜図３に示されるように、ロータリーキルン１は、製鋼所にて発生する亜鉛含有ダストを被燃焼物（被処理物）Ｗとして、還元状態にて燃焼処理（加熱反応処理）するための還元炉である。ロータリーキルン１は、水平に設置された円筒形状のキルン本体（炉本体）２と、キルン本体２の入口部２ｂに設けられたフロントウォール３と、キルン本体２の下部に配置されてキルン本体２を回転可能に支持する回転支持部４と、キルン本体２を回転駆動させる駆動装置５と、キルン本体２の内部へ導入される流体である窒素ガス（以下、「Ｎ２」ともいう）Ｇを供給するＮ２チャージ装置（流体供給部）６とを備えている。
【００１９】
キルン本体２は、その上流端である入口部２ｂにおいてフロントウォール３により閉じられると共に、フロントウォール３に対して回転自在に設置されている。また、図示は省略するが、キルン本体２の下流端である出口部２ｄは後段の二次燃焼炉に挿入されており、キルン本体２は、二次燃焼炉に対しても回転自在に設置されている。キルン本体２には耐熱レンガ９が内張りされており、耐熱レンガ９の内側には被燃焼物Ｗを収容するための処理部（内部）２ｃが形成されている。なお、キルン本体２は、入口部２ｂから出口部２ｄに向かって下方に傾斜して設置される場合もある。
【００２０】
フロントウォール３には、被燃焼物Ｗを処理部２ｃに導入するための被燃焼物導入管７と、被燃焼物Ｗを加熱するためのバーナ８とがフロントウォール３を貫通するように設けられている。ロータリーキルン１では、被燃焼物導入管７を通じて処理部２ｃに導入された被燃焼物Ｗがバーナ８により発せられる火炎Ｆによって加熱されることにより燃焼処理が行われる。フロントウォール３には、燃焼処理において必要とされる灯油等の燃料、廃プラスチック等の燃料兼還元剤、及び燃焼用空気を処理部２ｃに導入するための各導入口（図示せず）が設けられる。
【００２１】
駆動装置５（図３参照）は、キルン本体２の側方においてベースＢ上に配置された駆動装置架台５ａと、駆動装置架台５ａ上に設けられた駆動源（図示せず）と、駆動側スプロケット５ｂと駆動チェーン５ｃとを備えてなり、駆動チェーン５ｃを介して回転力をキルン本体２の外壁面２ａに設けられたキルン側スプロケット１９に伝達させることにより、回転軸Ａを中心としてキルン本体２を回転方向Ｒに回転させる。ここで、キルン本体２の回転速度は約０．８３ｒｐｍとされる。回転支持部４は、ベースＢ上に配置され、キルン本体２の幅方向に沿って設けられた回転支持架台４ａと、回転支持架台４ａ上においてキルン本体２の幅方向に離間して設けられた１対のローラ軸４ｂ，ローラ４ｃとを備えてなる。回転支持部４は、キルン本体２の長手方向に離間した２箇所に配置され（図１参照）、キルン本体２の外壁面２ａに設けられたタイヤ１０に４つのローラ４ｃが転動自在に周接することにより、キルン本体２を回転可能に支持する。
【００２２】
キルン本体２の長手方向中央付近には、処理部２ｃにおける還元状態を監視制御するための一酸化炭素（ＣＯ）センサ１１が設けられている。ＣＯセンサ１１は、レーザ光を用いて処理部２ｃの検出領域ＤにおけるＣＯ濃度（雰囲気）を検出するセンサであり、レーザ光を出射させる光源側部１２と、光源側部１２から出射したレーザ光を受光しＣＯ濃度を検出する受光側部１３とから構成されている。ＣＯセンサ１１では、レーザ光源部１２ａにて発生したレーザ光は、キルン本体２及び耐熱レンガ９を貫通するレーザ出射管１２ｂを通ってレーザ出射管端部１２ｄから出射する。一方、レーザ出射管端部１２ｄから出射して検出領域Ｄを通ったレーザ光は、レーザ受光管端部１３ｄから入射してレーザ受光管１３ｂを通り、レーザ受光部１３ａによって受光される。ＣＯセンサ１１では、特定の波長におけるレーザ光の吸収率等に基づいて、検出領域ＤにおけるＣＯ濃度が検出され、検出結果を示す信号は図示しない無線通信ユニットによって送信される。
【００２３】
さらに、図１及び図３に示されるように、キルン本体２には、ＣＯセンサ１１よりも上流側において、外壁面２ａの周方向に沿って環状のＮ２溜め配管（配管部）１４が敷設されている。Ｎ２溜め配管１４は、キルン本体２の内部へ導入される不活性ガスとしての窒素ガスＧが溜められる配管である。Ｎ２溜め配管１４は、外壁面２ａに立設されたアングル材からなる複数のＮ２溜め管サポート２０に支持されることにより、外壁面２ａから所定の距離だけ離間して設けられ、キルン本体２と共に回転可能とされている。また、Ｎ２溜め配管１４に対しては、その周方向の所定の位置において、窒素ガスＧをＮ２チャージ装置６から供給されてＮ２溜め配管１４の内部に受け入れるＮ２入口部（流体入口部）１６と、Ｎ２溜め配管１４に溜められた窒素ガスＧを処理部２ｃに受け入れるＮ２出口部（流体出口部）３０とが設けられている。
【００２４】
Ｎ２溜め配管１４は、Ｎ２入口管２９によってＮ２入口部１６に接続されており、Ｎ２入口管２９との接続部において逆止弁２２及び安全弁２３を備えている。その他にも、Ｎ２溜め配管１４は、Ｎ２溜め配管１４の内部の圧力を検出する圧力計２４、Ｎ２溜め配管１４の内部の温度を検出する温度計２６、及び、温度計２６により検出された温度に応じて窒素ガスＧを放出し、Ｎ２溜め配管１４の内部の温度を調節する温度調節弁２７を周方向の各箇所に備えている。これらの計器類による検出結果や弁類の開閉状態を示す信号は、無線通信ユニットを介して送信される。
【００２５】
Ｎ２出口部３０は、Ｎ２溜め配管１４からの分岐配管に設けられたストレーナ２８と、ストレーナ２８の後段で二本に分岐され、窒素ガスＧを各々吐出する吐出部としての光源側Ｎ２供給管１７と受光側Ｎ２供給管１８とを備えている。光源側Ｎ２供給管１７はＣＯセンサ１１の光源側Ｎ２供給部１２ｃに接続され、受光側Ｎ２供給管１８はＣＯセンサ１１の受光側Ｎ２供給部１３ｃに接続される（図１参照）。Ｎ２出口部３０は、Ｎ２溜め配管１４に溜められた窒素ガスＧを、レーザ出射管１２ｂ及びレーザ受光管１３ｂを通して検出領域Ｄに吐出する。なお、光源側Ｎ２供給管１７及び受光側Ｎ２供給管１８としては、耐熱チューブを用いることができる。
【００２６】
図４及び図５に示されるように、Ｎ２入口部１６は、二本のＮ２入口部サポート２１に取り付けられたＮ２入口部台座１６ａと、窒素ガスＧを受け入れるためのＮ２導入管１６ｂと、キルン本体２の下方に位置したときにＮ２チャージ装置６の一部と係合する受入側係合板１６ｃとを備えている。なお、図４及び図５では、キルン本体２の上方に位置しているときのＮ２入口部１６を示している。
【００２７】
Ｎ２導入管１６ｂ及び受入側係合板１６ｃは、Ｎ２入口部台座１６ａに取り付けられている。Ｎ２導入管１６ｂは、回転方向Ｒに対して垂直に設けられており、その先端がＮ２チャージ装置６に着脱可能なプラグ構造とされ、基端側はＮ２溜め配管１４に接続されている。受入側係合板１６ｃは、回転方向Ｒを基準としてＮ２導入管１６ｂの前方（図５では右側）に立設されており、且つＮ２導入管１６ｂよりも回転半径方向外側に突出している。Ｎ２導入管１６ｂ及び受入側係合板１６ｃは、キルン本体２の回転と共に所定の回転軌道を描いて移動する。
【００２８】
Ｎ２チャージ装置６は、ベースＢ上であってＮ２入口部１６の回転軌道上に位置するように配置されている（図１参照）。また、図３に示されるように、Ｎ２チャージ装置６は、キルン本体２とは別の位置に配置されたＮ２ボンベ３２と、Ｎ２チャージ装置６をＮ２ボンベ３２に接続するためのＮ２配管３３と共に、Ｎ２チャージユニット（回転炉用流体供給装置）３１を構成している。Ｎ２チャージユニット３１では、Ｎ２ボンベ３２からＮ２チャージ装置６へ、所定の圧力で窒素ガスＧを供給可能な構成とされている。
【００２９】
図６及び図７に示されるように、Ｎ２チャージ装置６は、Ｎ２導入管１６ｂに着脱可能で、且つＮ２導入管１６ｂに追随して移動（揺動）しつつ窒素ガスＧを供給するＮ２供給管３６と、Ｎ２供給管３６の移動に連動してＮ２供給管３６を揺動自在に保持する平行クランク部（リンク機構）３８と、Ｎ２供給管３６がＮ２導入管１６ｂから離脱した際に平行クランク部３８を待機状態（初期状態）Ｐ１に戻す復元部（弾性復元部）３９とを有している。
【００３０】
平行クランク部３８は、ベースＢ上に固定された固定台板部３８ａと、Ｎ２供給管３６を支持する可動支持部３８ｃと、固定台板部３８ａと可動支持部３８ｃとを連結する四本のリンク部３８ｂとを備えている。四本のリンク部３８ｂは、全て同一の長さであり、一端（下端）が固定台板部３８ａに回動自在に取り付けられ、他端（上端）が可動支持部３８ｃに回動自在に取り付けられている。可動支持部３８ｃは、固定台板部３８ａに対して常に平行であり、且つ、リンク部３８ｂの傾動によって揺動する。可動支持部３８ｃが揺動する方向は、キルン本体２の回転方向Ｒに沿った方向とされている。
【００３１】
Ｎ２供給管３６は、可動支持部３８ｃに対して垂直に設けられ、その上端がＮ２導入管１６ｂに着脱可能なソケット構造とされている。また、Ｎ２供給管３６の上端付近にはバネを有する弁体（図示せず）が内蔵されている。この弁体は、Ｎ２供給管３６にＮ２導入管１６ｂが接続された状態ではＮ２供給管３６からＮ２導入管１６ｂへの窒素ガスＧの流通を許容するが、Ｎ２導入管１６ｂが離脱した状態ではＮ２供給管３６からの窒素ガスＧの流出を防止する。Ｎ２供給管３６は、Ｎ２導入管１６ｂの回転軌道に対応する位置に配置される。
【００３２】
また、可動支持部３８ｃには、Ｎ２供給管３６の近傍に供給側係合板４０が取り付けられている。供給側係合板４０は、回転方向Ｒを基準としてＮ２供給管３６の前方（図７では左側）に立設されており、且つＮ２供給管３６よりも上方に突出した突出部４０ａを有している。突出部４０ａは、受入側係合板１６ｃの回転軌道に対応する位置に配置される。
【００３３】
復元部３９は、固定台板部３８ａと可動支持部３８ｃに取り付けられたスプリング取付板３９ｂとの間に掛け渡される二本のガススプリング３９ａを備えている。ガススプリング３９ａは、平行クランク部３８の揺動面に平行な両面において、リンク部３８ｂの外側に取り付けられる。各ガススプリング３９ａは、その下端が、回転方向Ｒを基準として前方（図７では左側）の下部取付部材３８ｄに係止され、その上端はスプリング取付部３９ｃに係止される。ガススプリング３９ａの上端が係止されるスプリング取付部３９ｃの位置は、可動支持部３８ｃの中央部よりも回転方向Ｒを基準として後方（図７では右側）寄りとされている。
【００３４】
また、ベースＢには、Ｎ２チャージ装置６の側方であって回転方向Ｒを基準として後方（図７では右側）に、待機位置停止板４１が取り付けられている。待機位置停止板４１は、受入側係合板１６ｃと突出部４０ａとが僅かに係合する位置となるような位置にて可動支持部３８ｃを制止する。固定台板部３８ａの下方には、Ｎ２配管３３に接続されるプラグ４２が設けられており、プラグ４２は、Ｎ２配管接続部３７に接続されている。これにより、図３に示されるＮ２ボンベ３２からの窒素ガスＧは、所定の圧力を持った状態でＮ２供給管３６内に供給される。
【００３５】
このような構成を有するＮ２チャージ装置６は、Ｎ２入口部１６のＮ２導入管１６ｂがＮ２供給管３６に接続されないときは、ガススプリング３９ａの伸張力により待機状態Ｐ１となる（図７参照）。そして、キルン本体２の回転によりＮ２入口部１６が到来すると、突出部４０ａに受入側係合板１６ｃが係合され、Ｎ２入口部１６の移動と共に平行クランク部３８及びＮ２供給管３６が移動し、Ｎ２供給管３６にＮ２導入管１６ｂが接続された接続状態Ｐ２となる。接続状態Ｐ２である間、Ｎ２供給管３６からＮ２導入管１６ｂへ窒素ガスＧが供給される。さらにキルン本体２が回転し、Ｎ２導入管１６ｂがＮ２供給管３６の揺動範囲から外れて離脱し、突出部４０ａと受入側係合板１６ｃとの係合状態が解かれて開放状態Ｐ３となると、Ｎ２供給管３６からの窒素ガスＧの流出は停止され、ガススプリング３９ａの伸張力により再び待機状態Ｐ１に戻る。
【００３６】
以上説明したロータリーキルン１では、亜鉛含有ダスト等の被燃焼物Ｗが廃プラスチック等の燃料兼還元剤と共に処理部２ｃで加熱され、還元状態にて燃焼処理される。そして、キルン本体２の回転に伴って被燃焼物Ｗは漸次下流側へ移動し、二次燃焼室へ導入される。この過程において、亜鉛含有ダストに含まれる亜鉛が還元され、揮発により分離される。一方で、Ｎ２溜め配管１４からは、レーザ出射管１２ｂ及びレーザ受光管１３ｂを介して、検出領域Ｄに窒素ガスが常時吐出される。そのため、キルン本体２内のダスト分等がレーザ出射管１２ｂやレーザ受光管１３ｂに進入することが防止され、ＣＯセンサ１１における測定精度が維持される。その結果、炉内の還元雰囲気を好適に監視・制御することが可能となる。また、キルン本体２が一回転する毎に、Ｎ２チャージ装置６によるＮ２入口部１６への窒素ガスの供給が行われるため、Ｎ２溜め配管１４内の窒素ガスは、一定以上の圧力が保たれる。
【００３７】
本実施形態のロータリーキルン１によれば、キルン本体２の処理部２ｃへ導入される窒素ガスＧがＮ２入口部１６から供給され、キルン本体２の外壁面２ａに沿って敷設されたＮ２溜め配管１４に溜められる。このＮ２溜め配管１４は、キルン本体２と共に回転するため、キルン本体２は支障なく回転することができる。そして、Ｎ２溜め配管１４に溜められた窒素ガスＧは、Ｎ２出口部３０を通じて処理部２ｃへ導入される。よって、キルン本体２内の任意の箇所に雰囲気改善のための窒素ガスＧを供給することができ、キルン本体２内の雰囲気改善を図り易くなる。
【００３８】
また、ロータリーキルン１によれば、不活性ガスである窒素ガスＧがＣＯセンサ１１による検出領域Ｄに吐出される。従って、キルン本体２内にダスト等の浮遊物質が浮遊している場合であっても窒素ガスＧの吐出によって浮遊物質のＣＯセンサ１１への寄り付きが防止される。また、窒素ガスＧは不活性ガスであるため、キルン本体２内の反応に影響を与えない。したがって、ＣＯセンサ１１における測定精度の低下を防止でき、キルン本体２内の雰囲気を好適に管理できる。
【００３９】
さらに、ロータリーキルン１によれば、Ｎ２溜め配管１４がキルン本体２の周方向に沿って敷設された管からなるのでキルン本体２の回転に邪魔になり難く、さらに、Ｎ２溜め配管１４はキルン本体２を取り囲むような環状であるために窒素ガスＧを溜めておく量を増加させ易い。さらに、Ｎ２入口部１６やＮ２出口部３０をキルン本体２の周方向の適当な位置に配置することができるため、窒素ガスＧの入口及び出口の位置を自由にレイアウトできる。
【００４０】
さらに、ロータリーキルン１によれば、Ｎ２チャージ装置６が配置された場所をＮ２入口部１６が通過するときにＮ２チャージ装置６からＮ２入口部１６に窒素ガスＧが供給される。その結果として、キルン本体２の回転に伴って窒素ガスＧを自動的に供給する構造を容易に実現できる。
【００４１】
さらに、ロータリーキルン１によれば、Ｎ２導入管１６ｂに接続したＮ２供給管３６は、Ｎ２導入管１６ｂの移動に追従するように揺動し、その間、Ｎ２供給管３６からＮ２導入管１６ｂに対して窒素ガスＧが供給される。その結果として、キルン本体２の回転に伴って窒素ガスＧを自動的に供給するための構造を簡素化する上で有利となる。
【００４２】
さらに、ロータリーキルン１によれば、Ｎ２導入管１６ｂがＮ２供給管３６の揺動範囲から外れて離脱すると、復元部３９のガススプリング３９ａが平行クランク部３８を待機状態Ｐ１に戻すため、Ｎ２供給管３６は、Ｎ２導入管１６ｂに接続される前の状態まで自動的に戻るようになり、Ｎ２入口部１６が通過する毎にＮ２導入管１６ｂに流体を供給できる。
【００４３】
また、Ｎ２チャージユニット３１によれば、Ｎ２チャージ装置６が配置された場所をＮ２入口部１６が通過するときにＮ２チャージ装置６からＮ２入口部１６に窒素ガスＧが供給される。その結果として、キルン本体２の回転に伴って窒素ガスＧを自動的に供給することができ、キルン本体２内の任意の箇所に雰囲気改善のための窒素ガスＧを供給してキルン本体２内の雰囲気改善を図り易くなる。さらに、Ｎ２導入管１６ｂに接続したＮ２供給管３６は、Ｎ２導入管１６ｂの移動に追従するように揺動し、その間、Ｎ２供給管３６からＮ２導入管１６ｂに対して窒素ガスＧが供給される。その結果として、キルン本体２の回転に伴って窒素ガスＧを自動的に供給するための構造を簡素化する上で有利となる。
【００４４】
さらに、Ｎ２導入管１６ｂがＮ２供給管３６の揺動範囲から外れて離脱すると、復元部３９のガススプリング３９ａが平行クランク部３８を待機状態Ｐ１に戻すため、Ｎ２供給管３６は、Ｎ２導入管１６ｂに接続される前の状態まで自動的に戻るようになり、Ｎ２入口部１６が通過する毎にＮ２導入管１６ｂに流体を供給できる。
【００４５】
従来のロータリーキルンでは、キルン本体内に浮遊するダストがガス分析用ノズルに付着し、ガス分析計によるガス濃度の検出が困難であった。また、ダストの付着を防止するためにガス分析用ノズルに対して不活性ガスをパージするには、高圧の充填容器であるガスボンベを回転するキルン本体２に設置することが必要となるが、安全上あるいは法規制上、キルン本体２へのガスボンベの設置は困難であった。ロータリーキルン１及びＮ２チャージユニット３１によれば、窒素ガスＧをＮ２溜め配管１４に断続的に溜め、ノズルパージ用の窒素ガスＧを連続的に供給することが可能となり、キルン本体２内のＣＯ濃度を精度良く検出することができる。
【００４６】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では単一のＮ２溜め配管１４が敷設される場合について説明したが、キルン本体２の長手方向に複数のＮ２溜め配管１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃを配置してもよい（図８参照）。このようにすれば、キルン本体２の長手方向の任意の箇所においてキルン本体２内の雰囲気改善を図ることができる。また、Ｎ２入口部はＮ２溜め配管１４の一箇所にのみ設けられる場合に限られず、Ｎ２溜め配管１４の周方向において複数設けられてもよい。このようにすれば、窒素ガスを供給し得る頻度が増加するため、キルン本体２内への供給量や吐出圧力を増大させることができる。
【００４７】
また、上記実施形態では不活性ガスである窒素ガスＧをキルン本体２内に供給する場合について説明したが、供給流体は窒素ガスに限られず、還元雰囲気を形成するための一酸化炭素（ＣＯ）ガスや、燃焼を促進する酸素（Ｏ２）ガスや空気であってもよい。また、供給流体は気体に限られず、キルン本体２内の温度を調整するための水であってもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では被燃焼物Ｗを燃焼処理するためのロータリーキルン１について説明したが、燃焼に限られず、例えば焙焼のための回転炉であってもよい。さらにまた、上記実施形態ではＮ２チャージユニット３１の平行クランク部３８がガススプリング３９ａにより待機状態Ｐ１に戻る場合について説明したが、流体の供給量によっては手動で位置を戻すようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１…ロータリーキルン（回転炉）、２…キルン本体（炉本体）、２ａ…外壁面、６…Ｎ２チャージ装置（流体供給部）、１１…ＣＯセンサ（センサ）、１４…Ｎ２溜め配管（配管部）、１６…Ｎ２入口部（流体入口部）、１６ｂ…Ｎ２導入管（導入管）、１７…光源側Ｎ２供給管（吐出部）、１８…受光側Ｎ２供給管（吐出部）、３１…Ｎ２チャージユニット（回転炉用流体供給装置）、３６…Ｎ２供給管（供給管）、３８…平行クランク部（リンク機構）、３９…復元部（弾性復元部）、Ａ…回転軸、Ｄ…検出領域、Ｇ…窒素ガス（流体）、Ｐ１…待機状態（初期状態）、Ｗ…被燃焼物（被処理物）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転炉及び回転炉用流体供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物等の被処理物を加熱処理するための回転炉として、特開２００１−２４１８５０号公報に記載されたロータリーキルンが知られている。この種の回転炉は、回転する筒状の炉本体を備え、炉本体の回転によって廃棄物を攪拌・燃焼する。ところで、回転炉における効率的な燃焼のためには炉本体内の雰囲気の管理が重要となる。例えば、製鋼ダスト等の亜鉛含有ダストを燃焼処理するために廃プラスチック等を代替燃料兼還元剤として用いるにあたり、炉本体内の一酸化炭素（ＣＯ）濃度や酸素（Ｏ２）濃度が所望の濃度となるよう管理することが求められる。また、炉本体内の温度や燃焼状態の管理も必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２４１８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の回転炉では、廃棄物の移送及び攪拌のために炉本体が回転する構造であるため、この炉本体内に不活性ガス等の流体を供給して雰囲気改善を図ることは構造上、難しく、結果として炉本体内の雰囲気を改善することが難しかった。
【０００５】
そこで、本発明は、炉本体内の雰囲気改善を容易に図ることができる回転炉及び回転炉用流体供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明は、筒状の炉本体を備え、炉本体を回転軸回りに回転させながら炉本体の内部の被処理物を加熱反応させる回転炉であって、炉本体の外壁面に沿って敷設された管であり、炉本体の内部へ導入される流体が溜められる配管部と、配管部の内部に連通して設けられ、流体を配管部の内部に受け入れる流体入口部と、配管部の内部と炉本体の内部とに連通して設けられ、流体入口部から供給され、且つ配管部に溜められた流体を炉本体の内部へ導入する流体出口部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の回転炉によれば、炉本体の内部へ導入される流体が流体入口部から供給され、炉本体の外壁面に沿って敷設された配管部に溜められる。この配管部は、炉本体と共に回転するため、炉本体は支障なく回転することができる。そして、配管部に溜められた流体は、流体出口部を通じて炉本体の内部へ導入される。よって、炉本体内の任意の箇所に雰囲気改善のための流体を供給することができ、炉本体内の雰囲気改善を図り易くなる。
【０００８】
さらに、炉本体内の雰囲気を検出するセンサを更に備え、流体は不活性ガスであり、流体出口部は、センサによる検出領域に流体を吐出する吐出部を有すると好適である。この構成によれば、不活性ガスからなる流体がセンサによる検出領域に吐出される。従って、炉本体内にダスト等の浮遊物質が浮遊している場合であっても流体の吐出によって浮遊物質のセンサへの寄り付きが防止される。また、流体は不活性ガスであるため、炉本体内の反応に影響を与えない。したがって、センサにおける測定精度の低下を防止でき、炉本体内の雰囲気を好適に管理できる。
【０００９】
さらに、配管部は、炉本体の周方向に沿って環状に敷設された管からなると好適である。この構成によれば、配管部が炉本体の周方向に沿って敷設された管からなるので炉本体の回転に邪魔になり難く、さらに、その管は炉本体を取り囲むような環状であるために流体を溜めておく量を増加させ易い。さらに、流体入口部や流体出口部を炉本体の周方向の適当な位置に配置することができるため、流体の入口及び出口の位置を自由にレイアウトできる。
【００１０】
さらに、流体入口部の回転軌道上に配置されると共に、流体入口部が通過するときに流体入口部に流体を供給する流体供給部を更に備えると好適である。この構成によれば、流体供給部が配置された場所を流体入口部が通過するときに流体供給部から流体入口部に流体が供給される。その結果として、炉本体の回転に伴って流体を自動的に供給する構造を容易に実現できる。
【００１１】
さらに、流体入口部は、流体を受け入れる導入管を有し、流体供給部は、導入管に着脱可能で、且つ導入管に流体を供給する供給管と、導入管の移動に連動して供給管を揺動自在に保持するリンク機構と、を有すると好適である。この構成によれば、導入管に接続した供給管は、導入管の移動に追従するように揺動し、その間、供給管から導入管に対して流体が供給される。その結果として、炉本体の回転に伴って流体を自動的に供給するための構造を簡素化する上で有利である。
【００１２】
さらに、流体供給部は、供給管が導入管から離脱した際にリンク機構を初期状態に戻す弾性復元部を有すると好適である。この構成によれば、導入管が供給管の揺動範囲から外れて離脱すると、弾性復元部がリンク機構を初期状態に戻すため、供給管は、導入管に接続される前の状態まで自動的に戻るようになり、流体入口部が通過する毎に導入管に流体を供給できる。
【００１３】
また、本発明は、回転可能な筒状の炉本体と、炉本体の外壁面に沿って敷設された管であり、炉本体の内部へ導入される流体が溜められる配管部と、配管部の内部に連通して設けられ、流体を配管部の内部に受け入れる流体入口部と、配管部の内部と炉本体の内部とに連通して設けられ、配管部に溜められた流体を炉本体の内部へ導入する流体出口部と、を備える回転炉の流体入口部に流体を供給する回転炉用流体供給装置において、流体入口部の回転軌道上に配置されると共に、流体入口部が通過するときに流体入口部に流体を供給する流体供給部を備え、流体供給部は、流体入口部における流体の導入管に着脱可能で、且つ導入管に流体を供給する供給管と、導入管の移動に連動して供給管を揺動自在に保持するリンク機構と、を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、流体供給部が配置された場所を流体入口部が通過するときに流体供給部から流体入口部に流体が供給される。その結果として、炉本体の回転に伴って流体を自動的に供給することができ、炉本体内の任意の箇所に雰囲気改善のための流体を供給して炉本体内の雰囲気改善を図り易くなる。さらに、導入管に接続した供給管は、導入管の移動に追従するように揺動し、その間、供給管から導入管に対して流体が供給される。その結果として、炉本体の回転に伴って流体を自動的に供給するための構造を簡素化する上で有利である。
【００１５】
さらに、流体供給部は、供給管が導入管から離脱した際にリンク機構を初期状態に戻す弾性復元部を有すると好適である。この構成によれば、導入管が供給管の揺動範囲から外れて離脱すると、弾性復元部がリンク機構を初期状態に戻すため、供給管は、導入管に接続される前の状態まで自動的に戻るようになり、流体入口部が通過する毎に導入管に流体を供給できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の回転炉及び回転炉用流体供給装置によれば、炉本体内の雰囲気改善を図り易くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るロータリーキルンの正面断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】Ｎ２入口部の正面図である。
【図５】Ｎ２入口部の側面図である。
【図６】図１の回転炉に設けられるＮ２チャージ装置の正面図である。
【図７】Ｎ２チャージ装置の側面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係るロータリーキルンを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態に係るロータリーキルン（回転炉）について詳細に説明する。図１〜図３に示されるように、ロータリーキルン１は、製鋼所にて発生する亜鉛含有ダストを被燃焼物（被処理物）Ｗとして、還元状態にて燃焼処理（加熱反応処理）するための還元炉である。ロータリーキルン１は、水平に設置された円筒形状のキルン本体（炉本体）２と、キルン本体２の入口部２ｂに設けられたフロントウォール３と、キルン本体２の下部に配置されてキルン本体２を回転可能に支持する回転支持部４と、キルン本体２を回転駆動させる駆動装置５と、キルン本体２の内部へ導入される流体である窒素ガス（以下、「Ｎ２」ともいう）Ｇを供給するＮ２チャージ装置（流体供給部）６とを備えている。
【００１９】
キルン本体２は、その上流端である入口部２ｂにおいてフロントウォール３により閉じられると共に、フロントウォール３に対して回転自在に設置されている。また、図示は省略するが、キルン本体２の下流端である出口部２ｄは後段の二次燃焼炉に挿入されており、キルン本体２は、二次燃焼炉に対しても回転自在に設置されている。キルン本体２には耐熱レンガ９が内張りされており、耐熱レンガ９の内側には被燃焼物Ｗを収容するための処理部（内部）２ｃが形成されている。なお、キルン本体２は、入口部２ｂから出口部２ｄに向かって下方に傾斜して設置される場合もある。
【００２０】
フロントウォール３には、被燃焼物Ｗを処理部２ｃに導入するための被燃焼物導入管７と、被燃焼物Ｗを加熱するためのバーナ８とがフロントウォール３を貫通するように設けられている。ロータリーキルン１では、被燃焼物導入管７を通じて処理部２ｃに導入された被燃焼物Ｗがバーナ８により発せられる火炎Ｆによって加熱されることにより燃焼処理が行われる。フロントウォール３には、燃焼処理において必要とされる灯油等の燃料、廃プラスチック等の燃料兼還元剤、及び燃焼用空気を処理部２ｃに導入するための各導入口（図示せず）が設けられる。
【００２１】
駆動装置５（図３参照）は、キルン本体２の側方においてベースＢ上に配置された駆動装置架台５ａと、駆動装置架台５ａ上に設けられた駆動源（図示せず）と、駆動側スプロケット５ｂと駆動チェーン５ｃとを備えてなり、駆動チェーン５ｃを介して回転力をキルン本体２の外壁面２ａに設けられたキルン側スプロケット１９に伝達させることにより、回転軸Ａを中心としてキルン本体２を回転方向Ｒに回転させる。ここで、キルン本体２の回転速度は約０．８３ｒｐｍとされる。回転支持部４は、ベースＢ上に配置され、キルン本体２の幅方向に沿って設けられた回転支持架台４ａと、回転支持架台４ａ上においてキルン本体２の幅方向に離間して設けられた１対のローラ軸４ｂ，ローラ４ｃとを備えてなる。回転支持部４は、キルン本体２の長手方向に離間した２箇所に配置され（図１参照）、キルン本体２の外壁面２ａに設けられたタイヤ１０に４つのローラ４ｃが転動自在に周接することにより、キルン本体２を回転可能に支持する。
【００２２】
キルン本体２の長手方向中央付近には、処理部２ｃにおける還元状態を監視制御するための一酸化炭素（ＣＯ）センサ１１が設けられている。ＣＯセンサ１１は、レーザ光を用いて処理部２ｃの検出領域ＤにおけるＣＯ濃度（雰囲気）を検出するセンサであり、レーザ光を出射させる光源側部１２と、光源側部１２から出射したレーザ光を受光しＣＯ濃度を検出する受光側部１３とから構成されている。ＣＯセンサ１１では、レーザ光源部１２ａにて発生したレーザ光は、キルン本体２及び耐熱レンガ９を貫通するレーザ出射管１２ｂを通ってレーザ出射管端部１２ｄから出射する。一方、レーザ出射管端部１２ｄから出射して検出領域Ｄを通ったレーザ光は、レーザ受光管端部１３ｄから入射してレーザ受光管１３ｂを通り、レーザ受光部１３ａによって受光される。ＣＯセンサ１１では、特定の波長におけるレーザ光の吸収率等に基づいて、検出領域ＤにおけるＣＯ濃度が検出され、検出結果を示す信号は図示しない無線通信ユニットによって送信される。
【００２３】
さらに、図１及び図３に示されるように、キルン本体２には、ＣＯセンサ１１よりも上流側において、外壁面２ａの周方向に沿って環状のＮ２溜め配管（配管部）１４が敷設されている。Ｎ２溜め配管１４は、キルン本体２の内部へ導入される不活性ガスとしての窒素ガスＧが溜められる配管である。Ｎ２溜め配管１４は、外壁面２ａに立設されたアングル材からなる複数のＮ２溜め管サポート２０に支持されることにより、外壁面２ａから所定の距離だけ離間して設けられ、キルン本体２と共に回転可能とされている。また、Ｎ２溜め配管１４に対しては、その周方向の所定の位置において、窒素ガスＧをＮ２チャージ装置６から供給されてＮ２溜め配管１４の内部に受け入れるＮ２入口部（流体入口部）１６と、Ｎ２溜め配管１４に溜められた窒素ガスＧを処理部２ｃに受け入れるＮ２出口部（流体出口部）３０とが設けられている。
【００２４】
Ｎ２溜め配管１４は、Ｎ２入口管２９によってＮ２入口部１６に接続されており、Ｎ２入口管２９との接続部において逆止弁２２及び安全弁２３を備えている。その他にも、Ｎ２溜め配管１４は、Ｎ２溜め配管１４の内部の圧力を検出する圧力計２４、Ｎ２溜め配管１４の内部の温度を検出する温度計２６、及び、温度計２６により検出された温度に応じて窒素ガスＧを放出し、Ｎ２溜め配管１４の内部の温度を調節する温度調節弁２７を周方向の各箇所に備えている。これらの計器類による検出結果や弁類の開閉状態を示す信号は、無線通信ユニットを介して送信される。
【００２５】
Ｎ２出口部３０は、Ｎ２溜め配管１４からの分岐配管に設けられたストレーナ２８と、ストレーナ２８の後段で二本に分岐され、窒素ガスＧを各々吐出する吐出部としての光源側Ｎ２供給管１７と受光側Ｎ２供給管１８とを備えている。光源側Ｎ２供給管１７はＣＯセンサ１１の光源側Ｎ２供給部１２ｃに接続され、受光側Ｎ２供給管１８はＣＯセンサ１１の受光側Ｎ２供給部１３ｃに接続される（図１参照）。Ｎ２出口部３０は、Ｎ２溜め配管１４に溜められた窒素ガスＧを、レーザ出射管１２ｂ及びレーザ受光管１３ｂを通して検出領域Ｄに吐出する。なお、光源側Ｎ２供給管１７及び受光側Ｎ２供給管１８としては、耐熱チューブを用いることができる。
【００２６】
図４及び図５に示されるように、Ｎ２入口部１６は、二本のＮ２入口部サポート２１に取り付けられたＮ２入口部台座１６ａと、窒素ガスＧを受け入れるためのＮ２導入管１６ｂと、キルン本体２の下方に位置したときにＮ２チャージ装置６の一部と係合する受入側係合板１６ｃとを備えている。なお、図４及び図５では、キルン本体２の上方に位置しているときのＮ２入口部１６を示している。
【００２７】
Ｎ２導入管１６ｂ及び受入側係合板１６ｃは、Ｎ２入口部台座１６ａに取り付けられている。Ｎ２導入管１６ｂは、回転方向Ｒに対して垂直に設けられており、その先端がＮ２チャージ装置６に着脱可能なプラグ構造とされ、基端側はＮ２溜め配管１４に接続されている。受入側係合板１６ｃは、回転方向Ｒを基準としてＮ２導入管１６ｂの前方（図５では右側）に立設されており、且つＮ２導入管１６ｂよりも回転半径方向外側に突出している。Ｎ２導入管１６ｂ及び受入側係合板１６ｃは、キルン本体２の回転と共に所定の回転軌道を描いて移動する。
【００２８】
Ｎ２チャージ装置６は、ベースＢ上であってＮ２入口部１６の回転軌道上に位置するように配置されている（図１参照）。また、図３に示されるように、Ｎ２チャージ装置６は、キルン本体２とは別の位置に配置されたＮ２ボンベ３２と、Ｎ２チャージ装置６をＮ２ボンベ３２に接続するためのＮ２配管３３と共に、Ｎ２チャージユニット（回転炉用流体供給装置）３１を構成している。Ｎ２チャージユニット３１では、Ｎ２ボンベ３２からＮ２チャージ装置６へ、所定の圧力で窒素ガスＧを供給可能な構成とされている。
【００２９】
図６及び図７に示されるように、Ｎ２チャージ装置６は、Ｎ２導入管１６ｂに着脱可能で、且つＮ２導入管１６ｂに追随して移動（揺動）しつつ窒素ガスＧを供給するＮ２供給管３６と、Ｎ２供給管３６の移動に連動してＮ２供給管３６を揺動自在に保持する平行クランク部（リンク機構）３８と、Ｎ２供給管３６がＮ２導入管１６ｂから離脱した際に平行クランク部３８を待機状態（初期状態）Ｐ１に戻す復元部（弾性復元部）３９とを有している。
【００３０】
平行クランク部３８は、ベースＢ上に固定された固定台板部３８ａと、Ｎ２供給管３６を支持する可動支持部３８ｃと、固定台板部３８ａと可動支持部３８ｃとを連結する四本のリンク部３８ｂとを備えている。四本のリンク部３８ｂは、全て同一の長さであり、一端（下端）が固定台板部３８ａに回動自在に取り付けられ、他端（上端）が可動支持部３８ｃに回動自在に取り付けられている。可動支持部３８ｃは、固定台板部３８ａに対して常に平行であり、且つ、リンク部３８ｂの傾動によって揺動する。可動支持部３８ｃが揺動する方向は、キルン本体２の回転方向Ｒに沿った方向とされている。
【００３１】
Ｎ２供給管３６は、可動支持部３８ｃに対して垂直に設けられ、その上端がＮ２導入管１６ｂに着脱可能なソケット構造とされている。また、Ｎ２供給管３６の上端付近にはバネを有する弁体（図示せず）が内蔵されている。この弁体は、Ｎ２供給管３６にＮ２導入管１６ｂが接続された状態ではＮ２供給管３６からＮ２導入管１６ｂへの窒素ガスＧの流通を許容するが、Ｎ２導入管１６ｂが離脱した状態ではＮ２供給管３６からの窒素ガスＧの流出を防止する。Ｎ２供給管３６は、Ｎ２導入管１６ｂの回転軌道に対応する位置に配置される。
【００３２】
また、可動支持部３８ｃには、Ｎ２供給管３６の近傍に供給側係合板４０が取り付けられている。供給側係合板４０は、回転方向Ｒを基準としてＮ２供給管３６の前方（図７では左側）に立設されており、且つＮ２供給管３６よりも上方に突出した突出部４０ａを有している。突出部４０ａは、受入側係合板１６ｃの回転軌道に対応する位置に配置される。
【００３３】
復元部３９は、固定台板部３８ａと可動支持部３８ｃに取り付けられたスプリング取付板３９ｂとの間に掛け渡される二本のガススプリング３９ａを備えている。ガススプリング３９ａは、平行クランク部３８の揺動面に平行な両面において、リンク部３８ｂの外側に取り付けられる。各ガススプリング３９ａは、その下端が、回転方向Ｒを基準として前方（図７では左側）の下部取付部材３８ｄに係止され、その上端はスプリング取付部３９ｃに係止される。ガススプリング３９ａの上端が係止されるスプリング取付部３９ｃの位置は、可動支持部３８ｃの中央部よりも回転方向Ｒを基準として後方（図７では右側）寄りとされている。
【００３４】
また、ベースＢには、Ｎ２チャージ装置６の側方であって回転方向Ｒを基準として後方（図７では右側）に、待機位置停止板４１が取り付けられている。待機位置停止板４１は、受入側係合板１６ｃと突出部４０ａとが僅かに係合する位置となるような位置にて可動支持部３８ｃを制止する。固定台板部３８ａの下方には、Ｎ２配管３３に接続されるプラグ４２が設けられており、プラグ４２は、Ｎ２配管接続部３７に接続されている。これにより、図３に示されるＮ２ボンベ３２からの窒素ガスＧは、所定の圧力を持った状態でＮ２供給管３６内に供給される。
【００３５】
このような構成を有するＮ２チャージ装置６は、Ｎ２入口部１６のＮ２導入管１６ｂがＮ２供給管３６に接続されないときは、ガススプリング３９ａの伸張力により待機状態Ｐ１となる（図７参照）。そして、キルン本体２の回転によりＮ２入口部１６が到来すると、突出部４０ａに受入側係合板１６ｃが係合され、Ｎ２入口部１６の移動と共に平行クランク部３８及びＮ２供給管３６が移動し、Ｎ２供給管３６にＮ２導入管１６ｂが接続された接続状態Ｐ２となる。接続状態Ｐ２である間、Ｎ２供給管３６からＮ２導入管１６ｂへ窒素ガスＧが供給される。さらにキルン本体２が回転し、Ｎ２導入管１６ｂがＮ２供給管３６の揺動範囲から外れて離脱し、突出部４０ａと受入側係合板１６ｃとの係合状態が解かれて開放状態Ｐ３となると、Ｎ２供給管３６からの窒素ガスＧの流出は停止され、ガススプリング３９ａの伸張力により再び待機状態Ｐ１に戻る。
【００３６】
以上説明したロータリーキルン１では、亜鉛含有ダスト等の被燃焼物Ｗが廃プラスチック等の燃料兼還元剤と共に処理部２ｃで加熱され、還元状態にて燃焼処理される。そして、キルン本体２の回転に伴って被燃焼物Ｗは漸次下流側へ移動し、二次燃焼室へ導入される。この過程において、亜鉛含有ダストに含まれる亜鉛が還元され、揮発により分離される。一方で、Ｎ２溜め配管１４からは、レーザ出射管１２ｂ及びレーザ受光管１３ｂを介して、検出領域Ｄに窒素ガスが常時吐出される。そのため、キルン本体２内のダスト分等がレーザ出射管１２ｂやレーザ受光管１３ｂに進入することが防止され、ＣＯセンサ１１における測定精度が維持される。その結果、炉内の還元雰囲気を好適に監視・制御することが可能となる。また、キルン本体２が一回転する毎に、Ｎ２チャージ装置６によるＮ２入口部１６への窒素ガスの供給が行われるため、Ｎ２溜め配管１４内の窒素ガスは、一定以上の圧力が保たれる。
【００３７】
本実施形態のロータリーキルン１によれば、キルン本体２の処理部２ｃへ導入される窒素ガスＧがＮ２入口部１６から供給され、キルン本体２の外壁面２ａに沿って敷設されたＮ２溜め配管１４に溜められる。このＮ２溜め配管１４は、キルン本体２と共に回転するため、キルン本体２は支障なく回転することができる。そして、Ｎ２溜め配管１４に溜められた窒素ガスＧは、Ｎ２出口部３０を通じて処理部２ｃへ導入される。よって、キルン本体２内の任意の箇所に雰囲気改善のための窒素ガスＧを供給することができ、キルン本体２内の雰囲気改善を図り易くなる。
【００３８】
また、ロータリーキルン１によれば、不活性ガスである窒素ガスＧがＣＯセンサ１１による検出領域Ｄに吐出される。従って、キルン本体２内にダスト等の浮遊物質が浮遊している場合であっても窒素ガスＧの吐出によって浮遊物質のＣＯセンサ１１への寄り付きが防止される。また、窒素ガスＧは不活性ガスであるため、キルン本体２内の反応に影響を与えない。したがって、ＣＯセンサ１１における測定精度の低下を防止でき、キルン本体２内の雰囲気を好適に管理できる。
【００３９】
さらに、ロータリーキルン１によれば、Ｎ２溜め配管１４がキルン本体２の周方向に沿って敷設された管からなるのでキルン本体２の回転に邪魔になり難く、さらに、Ｎ２溜め配管１４はキルン本体２を取り囲むような環状であるために窒素ガスＧを溜めておく量を増加させ易い。さらに、Ｎ２入口部１６やＮ２出口部３０をキルン本体２の周方向の適当な位置に配置することができるため、窒素ガスＧの入口及び出口の位置を自由にレイアウトできる。
【００４０】
さらに、ロータリーキルン１によれば、Ｎ２チャージ装置６が配置された場所をＮ２入口部１６が通過するときにＮ２チャージ装置６からＮ２入口部１６に窒素ガスＧが供給される。その結果として、キルン本体２の回転に伴って窒素ガスＧを自動的に供給する構造を容易に実現できる。
【００４１】
さらに、ロータリーキルン１によれば、Ｎ２導入管１６ｂに接続したＮ２供給管３６は、Ｎ２導入管１６ｂの移動に追従するように揺動し、その間、Ｎ２供給管３６からＮ２導入管１６ｂに対して窒素ガスＧが供給される。その結果として、キルン本体２の回転に伴って窒素ガスＧを自動的に供給するための構造を簡素化する上で有利となる。
【００４２】
さらに、ロータリーキルン１によれば、Ｎ２導入管１６ｂがＮ２供給管３６の揺動範囲から外れて離脱すると、復元部３９のガススプリング３９ａが平行クランク部３８を待機状態Ｐ１に戻すため、Ｎ２供給管３６は、Ｎ２導入管１６ｂに接続される前の状態まで自動的に戻るようになり、Ｎ２入口部１６が通過する毎にＮ２導入管１６ｂに流体を供給できる。
【００４３】
また、Ｎ２チャージユニット３１によれば、Ｎ２チャージ装置６が配置された場所をＮ２入口部１６が通過するときにＮ２チャージ装置６からＮ２入口部１６に窒素ガスＧが供給される。その結果として、キルン本体２の回転に伴って窒素ガスＧを自動的に供給することができ、キルン本体２内の任意の箇所に雰囲気改善のための窒素ガスＧを供給してキルン本体２内の雰囲気改善を図り易くなる。さらに、Ｎ２導入管１６ｂに接続したＮ２供給管３６は、Ｎ２導入管１６ｂの移動に追従するように揺動し、その間、Ｎ２供給管３６からＮ２導入管１６ｂに対して窒素ガスＧが供給される。その結果として、キルン本体２の回転に伴って窒素ガスＧを自動的に供給するための構造を簡素化する上で有利となる。
【００４４】
さらに、Ｎ２導入管１６ｂがＮ２供給管３６の揺動範囲から外れて離脱すると、復元部３９のガススプリング３９ａが平行クランク部３８を待機状態Ｐ１に戻すため、Ｎ２供給管３６は、Ｎ２導入管１６ｂに接続される前の状態まで自動的に戻るようになり、Ｎ２入口部１６が通過する毎にＮ２導入管１６ｂに流体を供給できる。
【００４５】
従来のロータリーキルンでは、キルン本体内に浮遊するダストがガス分析用ノズルに付着し、ガス分析計によるガス濃度の検出が困難であった。また、ダストの付着を防止するためにガス分析用ノズルに対して不活性ガスをパージするには、高圧の充填容器であるガスボンベを回転するキルン本体２に設置することが必要となるが、安全上あるいは法規制上、キルン本体２へのガスボンベの設置は困難であった。ロータリーキルン１及びＮ２チャージユニット３１によれば、窒素ガスＧをＮ２溜め配管１４に断続的に溜め、ノズルパージ用の窒素ガスＧを連続的に供給することが可能となり、キルン本体２内のＣＯ濃度を精度良く検出することができる。
【００４６】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では単一のＮ２溜め配管１４が敷設される場合について説明したが、キルン本体２の長手方向に複数のＮ２溜め配管１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃを配置してもよい（図８参照）。このようにすれば、キルン本体２の長手方向の任意の箇所においてキルン本体２内の雰囲気改善を図ることができる。また、Ｎ２入口部はＮ２溜め配管１４の一箇所にのみ設けられる場合に限られず、Ｎ２溜め配管１４の周方向において複数設けられてもよい。このようにすれば、窒素ガスを供給し得る頻度が増加するため、キルン本体２内への供給量や吐出圧力を増大させることができる。
【００４７】
また、上記実施形態では不活性ガスである窒素ガスＧをキルン本体２内に供給する場合について説明したが、供給流体は窒素ガスに限られず、還元雰囲気を形成するための一酸化炭素（ＣＯ）ガスや、燃焼を促進する酸素（Ｏ２）ガスや空気であってもよい。また、供給流体は気体に限られず、キルン本体２内の温度を調整するための水であってもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では被燃焼物Ｗを燃焼処理するためのロータリーキルン１について説明したが、燃焼に限られず、例えば焙焼のための回転炉であってもよい。さらにまた、上記実施形態ではＮ２チャージユニット３１の平行クランク部３８がガススプリング３９ａにより待機状態Ｐ１に戻る場合について説明したが、流体の供給量によっては手動で位置を戻すようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１…ロータリーキルン（回転炉）、２…キルン本体（炉本体）、２ａ…外壁面、６…Ｎ２チャージ装置（流体供給部）、１１…ＣＯセンサ（センサ）、１４…Ｎ２溜め配管（配管部）、１６…Ｎ２入口部（流体入口部）、１６ｂ…Ｎ２導入管（導入管）、１７…光源側Ｎ２供給管（吐出部）、１８…受光側Ｎ２供給管（吐出部）、３１…Ｎ２チャージユニット（回転炉用流体供給装置）、３６…Ｎ２供給管（供給管）、３８…平行クランク部（リンク機構）、３９…復元部（弾性復元部）、Ａ…回転軸、Ｄ…検出領域、Ｇ…窒素ガス（流体）、Ｐ１…待機状態（初期状態）、Ｗ…被燃焼物（被処理物）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の炉本体を備え、前記炉本体を回転軸回りに回転させながら前記炉本体の内部の被処理物を加熱反応させる回転炉であって、
前記炉本体の外壁面に沿って敷設された管であり、前記炉本体の内部へ導入される流体が溜められる配管部と、
前記配管部の内部に連通して設けられ、前記流体を前記配管部の内部に受け入れる流体入口部と、
前記配管部の内部と前記炉本体の内部とに連通して設けられ、前記流体入口部から供給され、且つ前記配管部に溜められた前記流体を前記炉本体の内部へ導入する流体出口部と、を備えることを特徴とする回転炉。
【請求項２】
前記炉本体内の雰囲気を検出するセンサを更に備え、
前記流体は不活性ガスであり、
前記流体出口部は、前記センサによる検出領域に前記流体を吐出する吐出部を有することを特徴とする請求項１に記載の回転炉。
【請求項３】
前記配管部は、前記炉本体の周方向に沿って環状に敷設された管からなることを特徴とする請求項１または２記載の回転炉。
【請求項４】
前記流体入口部の回転軌道上に配置されると共に、前記流体入口部が通過するときに前記流体入口部に前記流体を供給する流体供給部を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の回転炉。
【請求項５】
前記流体入口部は、前記流体を受け入れる導入管を有し、
前記流体供給部は、前記導入管に着脱可能で、且つ前記導入管に前記流体を供給する供給管と、前記導入管の移動に連動して前記供給管を揺動自在に保持するリンク機構と、を有することを特徴とする請求項４記載の回転炉。
【請求項６】
前記流体供給部は、前記供給管が前記導入管から離脱した際に前記リンク機構を初期状態に戻す弾性復元部を有することを特徴とする請求項５記載の回転炉。
【請求項７】
回転可能な筒状の炉本体と、前記炉本体の外壁面に沿って敷設された管であり、前記炉本体の内部へ導入される流体が溜められる配管部と、前記配管部の内部に連通して設けられ、前記流体を前記配管部の内部に受け入れる流体入口部と、前記配管部の内部と前記炉本体の内部とに連通して設けられ、前記配管部に溜められた前記流体を前記炉本体の内部へ導入する流体出口部と、を備える回転炉の前記流体入口部に前記流体を供給する回転炉用流体供給装置において、
前記流体入口部の回転軌道上に配置されると共に、前記流体入口部が通過するときに前記流体入口部に前記流体を供給する流体供給部を備え、
前記流体供給部は、前記流体入口部における前記流体の導入管に着脱可能で、且つ前記導入管に前記流体を供給する供給管と、前記導入管の移動に連動して前記供給管を揺動自在に保持するリンク機構と、を有することを特徴とする回転炉用流体供給装置。
【請求項８】
前記流体供給部は、前記供給管が前記導入管から離脱した際に前記リンク機構を初期状態に戻す弾性復元部を有することを特徴とする請求項７記載の回転炉用流体供給装置。
【請求項１】
筒状の炉本体を備え、前記炉本体を回転軸回りに回転させながら前記炉本体の内部の被処理物を加熱反応させる回転炉であって、
前記炉本体の外壁面に沿って敷設された管であり、前記炉本体の内部へ導入される流体が溜められる配管部と、
前記配管部の内部に連通して設けられ、前記流体を前記配管部の内部に受け入れる流体入口部と、
前記配管部の内部と前記炉本体の内部とに連通して設けられ、前記流体入口部から供給され、且つ前記配管部に溜められた前記流体を前記炉本体の内部へ導入する流体出口部と、を備えることを特徴とする回転炉。
【請求項２】
前記炉本体内の雰囲気を検出するセンサを更に備え、
前記流体は不活性ガスであり、
前記流体出口部は、前記センサによる検出領域に前記流体を吐出する吐出部を有することを特徴とする請求項１に記載の回転炉。
【請求項３】
前記配管部は、前記炉本体の周方向に沿って環状に敷設された管からなることを特徴とする請求項１または２記載の回転炉。
【請求項４】
前記流体入口部の回転軌道上に配置されると共に、前記流体入口部が通過するときに前記流体入口部に前記流体を供給する流体供給部を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の回転炉。
【請求項５】
前記流体入口部は、前記流体を受け入れる導入管を有し、
前記流体供給部は、前記導入管に着脱可能で、且つ前記導入管に前記流体を供給する供給管と、前記導入管の移動に連動して前記供給管を揺動自在に保持するリンク機構と、を有することを特徴とする請求項４記載の回転炉。
【請求項６】
前記流体供給部は、前記供給管が前記導入管から離脱した際に前記リンク機構を初期状態に戻す弾性復元部を有することを特徴とする請求項５記載の回転炉。
【請求項７】
回転可能な筒状の炉本体と、前記炉本体の外壁面に沿って敷設された管であり、前記炉本体の内部へ導入される流体が溜められる配管部と、前記配管部の内部に連通して設けられ、前記流体を前記配管部の内部に受け入れる流体入口部と、前記配管部の内部と前記炉本体の内部とに連通して設けられ、前記配管部に溜められた前記流体を前記炉本体の内部へ導入する流体出口部と、を備える回転炉の前記流体入口部に前記流体を供給する回転炉用流体供給装置において、
前記流体入口部の回転軌道上に配置されると共に、前記流体入口部が通過するときに前記流体入口部に前記流体を供給する流体供給部を備え、
前記流体供給部は、前記流体入口部における前記流体の導入管に着脱可能で、且つ前記導入管に前記流体を供給する供給管と、前記導入管の移動に連動して前記供給管を揺動自在に保持するリンク機構と、を有することを特徴とする回転炉用流体供給装置。
【請求項８】
前記流体供給部は、前記供給管が前記導入管から離脱した際に前記リンク機構を初期状態に戻す弾性復元部を有することを特徴とする請求項７記載の回転炉用流体供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−７４４４（Ｐ２０１１−７４４４Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５２７２９（Ｐ２００９−１５２７２９）
【出願日】平成２１年６月２６日（２００９．６．２６）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２６日（２００９．６．２６）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]