| 【発明の名称】 |
投入シュート及び投入シュート加熱システム |
| 【発明者】 |
【氏名】久津川 壮
【住所又は居所】東京都江東区豊洲三丁目２番１６号 石川島播磨重工業株式会社東京エンジニアリングセンター内
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| 【要約】 |
【課題】シュート壁が変形してもプラントを停止させることなく継続運転が行える投入シュート及び投入シュート加熱システムを提供する。
【解決手段】被投入物が送り込まれるシュート壁６の外周面に、上記被投入物を加熱する加熱媒体が流れる加熱媒体流路７を設け、この加熱媒体流路７に、加熱媒体の入口８と出口９とを設けた。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被投入物が送り込まれるシュート壁の外周面に、上記被投入物を加熱する加熱媒体が流れる加熱媒体流路を設け、この加熱媒体流路に、加熱媒体の入口と出口とを設けたことを特徴とする投入シュート。
【請求項２】
上記加熱媒体が、気体を加熱した熱風であり、上記加熱媒体流路が、上記シュート壁の外周面に溝型鋼のフランジ先端部を溶接して形成される請求項１記載の投入シュート。
【請求項３】
上記シュート壁の外周面に、上記加熱媒体流路を覆うように保温材を設けた請求項１または２いずれかに記載の投入シュート。
【請求項４】
被投入物が送り込まれる投入シュートのシュート壁の外周面に設けられ上記被投入物を加熱する加熱媒体が流れる加熱媒体流路と、この加熱媒体流路に接続される加熱媒体循環路と、この加熱媒体循環路内に設けられ上記加熱媒体を加熱する加熱ヒータと、上記加熱媒体循環路内に設けられ上記加熱ヒータで加熱された加熱媒体を上記加熱媒体循環路及び加熱媒体流路内に循環させる圧送手段とを備えたことを特徴とする投入シュート加熱システム。
【請求項５】
上記加熱媒体が、気体を加熱した熱風である請求項４記載の投入シュート加熱システム。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被投入物を加熱して乾燥させる投入シュート及び投入シュート加熱システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
セメントプラント等では、粘土質等の水分を含んだ原料を用いる際に、原料を加熱して乾燥させてから、原料粗砕装置へと投入する場合がある。
【０００３】
従来、原料を乾燥させるには、図４に示すように、プラントの原料投入部５１から投入された原料を原料粗砕装置５２へと搬送するベルトコンベア５３の上部にドライヤ５４を設け、このドライヤ５４で、ベルトコンベア５３上の原料に熱風を吹き付けて、加熱・乾燥するようになっていた。
【０００４】
その他、原料を加熱・乾燥する装置として、ケーシング内部に原料を撹拌しながら搬送する搬送路を設けると共に、熱ガスを流すガス流路を設け、原料と熱ガスとを同時に流して、原料を加熱・乾燥するドライヤ装置もあった（非特許文献１参照）。
【０００５】
【非特許文献１】
破砕機ビジネスセンター、乾燥機、ラピッドドライヤ、［ｏｎｌｉｎｅ］、川崎重工、［平成１５年５月２０日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｈｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｈａｓａｉｋｉ／ｐｒｏ／ｐｒｏ＿ｂ＿０５．ｈｔｍ＞
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のドライヤ５４やドライヤ装置は、大規模プラント用の装置であって、中小規模のプラントに採用するには、他の装置とのバランスがとれず、設備の高コスト化を招いていた。
【０００７】
そこで、ベルトコンベア５３と原料粗砕装置５２との間に設けられる投入シュート５５に加熱装置を設けることが考えられるが、投入シュート５５は、原料である被投入物がそのシュート壁に衝突するのでシュート壁の変形が生じ、加熱装置まで変形して破損してしまい、加熱装置の補修のためにプラントを停止させなければならないうという問題が発生することが予想される。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題を解決するために案出されたものであって、シュート壁が変形してもプラントを停止させることなく継続運転が行える投入シュート及び投入シュート加熱システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、被投入物が送り込まれるシュート壁の外周面に、上記被投入物を加熱する加熱媒体が流れる加熱媒体流路を設け、この加熱媒体流路に、加熱媒体の入口と出口とを設けたことを特徴とする投入シュートである。
【００１０】
請求項２の発明は、上記加熱媒体が、気体を加熱した熱風であり、上記加熱媒体流路が、上記シュート壁の外周面に溝型鋼のフランジ先端部を溶接して形成される請求項１記載の投入シュートである。
【００１１】
請求項３の発明は、上記シュート壁の外周面に、上記加熱媒体流路を覆うように保温材を設けた請求項１または２いずれかに記載の投入シュートである。
【００１２】
請求項４の発明は、被投入物が送り込まれる投入シュートのシュート壁の外周面に設けられ上記被投入物を加熱する加熱媒体が流れる加熱媒体流路と、この加熱媒体流路に接続される加熱媒体循環路と、この加熱媒体循環路内に設けられ上記加熱媒体を加熱する加熱ヒータと、上記加熱媒体循環路内に設けられ上記加熱ヒータで加熱された加熱媒体を上記加熱媒体循環路及び加熱媒体流路内に循環させる圧送手段とを備えたことを特徴とする投入シュート加熱システム。
【００１３】
請求項５の発明は、上記加熱媒体が、気体を加熱した熱風である請求項４記載の投入シュート加熱システムである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本発明に係る投入シュートの好適な実施の形態を示した斜視図、図２は本発明に係る投入シュートの好適な実施の形態を示した要部拡大断面図、図３は本発明に係る投入シュート加熱システムの好適な実施の形態を示した全体構成図である。
【００１６】
図３に示すように、本実施の形態に係る投入シュート１及び投入シュート加熱システム２は、例えばセメントプラント等において、粘土質等の水分を含んだ原料を加熱して乾燥させてから、原料粗砕装置３へと投入するものである。投入シュート１は、原料投入部４から投入された原料を原料粗砕装置３へと搬送するベルトコンベア５の下流側で、原料粗砕装置３の上部に設けられている。なお、径の小さい原料は、ベルトコンベア５より下部に落下して、ベルトコンベア２５に送られる。一方、径の大きい原料はベルトコンベア５で投入シュート１側へと搬送されて原料粗砕装置３へと送られ適度な大きさに砕かれた後に、ベルトコンベア２５へと送られる。
【００１７】
図１及び図２に示すように、かかる投入シュート１は、被投入物（図示せず）が送り込まれるシュート壁６の外周面に、被投入物を加熱する加熱媒体が流れる加熱媒体流路７を設け、この加熱媒体流路７に、加熱媒体の入口８と出口９とを設けたことを特徴とする。
【００１８】
図３に示すように、投入シュート１に送り込まれる被投入物を加熱するためのシステム全体を示す投入シュート加熱システム２は、投入シュート１のシュート壁６の外周面に設けられ被投入物を加熱する加熱媒体が流れる加熱媒体流路（図１及び図２参照）７と、加熱媒体流路７に接続される加熱媒体循環路１０と、この加熱媒体循環路１０内に設けられ加熱媒体を加熱する加熱ヒータ１１と、加熱媒体循環路１０内に設けられ加熱ヒータ１１で加熱された加熱媒体を加熱媒体循環路１０及び加熱媒体流路７内に循環させる圧送手段１２とを備えている。
【００１９】
シュート壁６は、投入シュート１の内部を通過する被投入物が、徐々に流れる傾斜角及び表面摩擦係数を有しており、被投入物が投入シュート１内を例えば、略１分間かけて通過するように構成されている。
【００２０】
加熱媒体は、空気等の気体を加熱した熱風で構成されている。加熱媒体流路７は、スチールにて構成されたシュート壁６の外周面に、溝型鋼１４のフランジ１５の先端部を全周溶接して形成されている。すなわち、断面コ字状の溝型鋼１４が、その内側溝部１６の端部開口がシュート壁６側を向くように配置され、その端部開口をシュート壁６で塞いで区画することによって、加熱媒体流路７が形成されている。
【００２１】
本実施の形態では、加熱媒体流路７は、シュート壁６の被投入物の進行方向に沿って設けられた入口側ヘッダ１７及び出口側ヘッダ１８と、シュート壁６の周方向に沿って設けられ、入口側ヘッダ１７と出口側ヘッダ１８とを連結する周方向路１９とで構成されている。
【００２２】
加熱媒体の入口８は、入口側ヘッダ１７の下端部近傍に孔を開けて形成され、一方、出口９は、出口側ヘッダ１８の上端部近傍に孔を開けて形成されている。周方向路１９は各ヘッダ１７、１８に連通して複数（本実施の形態では４本）形成されている。
【００２３】
入口８から流入した熱風は、入口側ヘッダ１７で、シュート壁６の上下方向に広がり、各周方向路１９内を流れてシュート壁６全体を加熱しながら出口側ヘッダ１８へと流れ、出口９から流れ出る。なお、本実施の形態では、入口８が下端部近傍に設けられ、出口９が上端部近傍に設けられているが、その高さ位置はこれに限られるものではなく、入口８と出口９とが対角線上に配置されれば、例えば入口８を上端部近傍、出口９を下端部近傍に設けるようにしてもよい。
【００２４】
シュート壁６の外周面には、加熱媒体流路７を覆うように保温材２１が設けられている。保温材２１は、発泡性材料からなり現場発泡或いは、予め形成された発砲性パネルを現場で取り付けて構成されている。シュート壁６の外周面には、保温材２１を支持するためのサポートプレート２２が、周方向路１９に沿って設けられている。サポートプレート２２は、鉄板からなり、シュート壁６の外周面に対して略垂直に配置され、部分溶接して固定されている。
【００２５】
加熱媒体循環路１０は、一端が加熱媒体流路７の入口８に接続され、他端が出口９に接続されており、加熱媒体流路７と加熱媒体循環路１０とで無端状に形成されている。加熱媒体循環路１０は、耐熱性を有するパイプにて構成されており、パイプの外周面には保温材（図示せず）が設けられている。
【００２６】
加熱ヒータ１１は、電気式ダクトヒータ２３にて構成されており、加熱媒体循環路１０内に設けられている。電気式ダクトヒータ２３は、加熱媒体循環路１０内に接続されたダクトの外周にニクロム線等の加熱手段が設けられ、この加熱手段でダクト内を流れる空気を加熱するようになっている。
【００２７】
圧送手段１２は、圧送ファン２４にて構成されており、加熱媒体循環路１０内の熱風を押し流して循環させるようになっている。圧送ファン２４は、耐熱型のものが採用されている。
【００２８】
加熱ヒータ１１と圧送手段１２には、制御装置（図示せず）が接続され、シュート壁６には、シュート壁６の温度を検出する温度センサ（図示せず）が設けられている。温度センサは制御装置に電気的に接続されている。制御装置は、シュート壁６の温度が予め制御装置に入力された設定温度まで上昇すると加熱ヒータ１１と圧送手段１２を停止させ、シュート壁６の温度が設定温度よりも低下すると、加熱ヒータ１１と圧送手段１２を作動させるようになっている。
【００２９】
上記構成の投入シュート１及び投入シュート加熱システム２で被投入物の加熱・乾燥を行うには、予め加熱ヒータ１１及び圧送手段１２を作動させて、シュート壁６の温度を所定温度まで上昇させる。このとき、加熱媒体流路７は、溝型鋼１４のフランジ１５の先端部をシュート壁６の外周面に溶接して形成されているため、加熱媒体流路７内を流れる熱風がシュート壁６の外周面に直接接するので、シュート壁６の加熱効率が高い。また、加熱媒体流路７が、入口側ヘッダ１７、周方向路１９及び出口側ヘッダ１８とで構成されているので、シュート壁６全体に亘って熱風が流され、シュート壁６の内側全体が効率よく熱せられる。さらに、シュート壁６の外周面に保温材２１を設けているので、熱風の熱がシュート壁６の外側へ逃げることが無く、より多くの熱をシュート壁６へと伝達できる。
【００３０】
その後、被投入物を投入シュート１へと送り込む。このとき、被投入物は、投入シュート１内を徐々に滑り落ちながら略１分間かけて通過し、シュート壁６からの熱によって加熱されて乾燥する。
【００３１】
このとき、被投入物がシュート壁６へと衝突するので、被投入物の送り込みを繰り返すうちに、シュート壁６が変形し、シュート壁６及び加熱媒体流路７が破損する場合がある。しかし、本実施の形態によれば、加熱媒体として熱風を用いているので、シュート壁６が破損して、その内側に加熱媒体が漏れたとしても、加熱媒体に液体を使った場合のように被投入物を濡らしてしまうことはない。さらに、加熱媒体流路７が破損しても、熱風が若干漏れる程度であれば、被投入物の投入を継続しながら、補修を行うことができるので、プラントを停止させることなく継続運転が行え、プラントの運転稼働効率を低下させることはない。
【００３２】
また、加熱ヒータ１１及び圧送手段１２は、シュート壁６から離れて設けられているので、シュート壁６が変形しても、加熱ヒータ１１及び圧送手段１２は破損することはない。
【００３３】
本実施の形態では、加熱媒体流路７と加熱媒体循環路１０とを接続して閉じた系としているので、一旦昇温した熱風を循環させることができ、加熱ヒータ１１の負荷を軽減することができる。さらに、シュート壁６の温度に応じて制御装置で加熱ヒータ１１と圧送手段１２の作動を制御するので、省エネルギー化を達成できる。
【００３４】
また、本実施の形態によれば、従来のような大規模なドライヤを設ける必要がないので、他の設備とのバランスもよく、プラント設備の低コスト化を達成することができる。
【００３５】
なお、本実施の形態では、加熱媒体流路７が、入口側ヘッダ１７、周方向路１９及び出口側ヘッダ１８とで構成されているがこれに限られるものではない。例えば、周方向路（図示せず）をシュート壁６の外周面に螺旋状に形成したり、シュート壁６の外周面に所定の間隔をあけて外周壁（図示せず）を形成して二重壁構造としその内部に熱風を循環させるようにしてもよい。
【００３６】
また、本実施の形態では、溝型鋼１４を用いて加熱媒体流路７を形成しているが、これに限られるものではない。例えば、Ｈ型綱や山形鋼を用いてそのフランジ先端部をシュート壁６の外周面に固定するようにしてもよい。さらに、角パイプを用いて、その一面がシュート壁６の外周面に接触するように固定してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、シュート壁が変形してもプラントを停止させることなく継続運転が行えるといった優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る投入シュートの好適な実施の形態を示した斜視図である。
【図２】本発明に係る投入シュートの好適な実施の形態を示した要部拡大断面図である。
【図３】本発明に係る投入シュート加熱システムの好適な実施の形態を示した全体構成図である。
【図４】従来の被投入物の加熱状態を示した構成図である。
【符号の説明】
１ 投入シュート
２ 投入シュート加熱システム
６ シュート壁
７ 加熱媒体流路
８ 入口
９ 出口
１０ 加熱媒体循環路
１１ 加熱ヒータ
１２ 圧送手段
１４ 溝型鋼
１５ フランジ
２１ 保温材
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００００９９
【氏名又は名称】石川島播磨重工業株式会社
【住所又は居所】東京都千代田区大手町２丁目２番１号
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| 【出願日】 |
平成１５年６月１１日（２００３．６．１１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６８０２１
【弁理士】
【氏名又は名称】絹谷 信雄
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| 【公開番号】 |
特開２００５−１８０８（Ｐ２００５−１８０８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年１月６日（２００５．１．６） |
| 【出願番号】 |
特願２００３−１６６５９５（Ｐ２００３−１６６５９５） |
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