JP2533041B2 - サスペンションプレヒ―タのサイクロン内筒 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数個の構成要素が円
周方向と高さ方向とに懸架により接続されて、所定径、
所定高さの、実質的に突起のない内周面が形成されるサ
スペンションプレヒータのサイクロン内筒に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】セメント製造装置は、周知のようにロー
タリーキルンを備えている。そして石灰石、粘土、珪石
等からなる微粉砕されたセメントの混合原料は、このロ
ータリーキルンに投入され、そして例えば１４５０度Ｃ
程度の高温で焼成される。このときロータリーキルンか
ら排出される排ガスの温度は、１０００度Ｃ程度にも達
する。そこでロータリーキルンに供給する混合原料をこ
の排ガスで予熱することが行われている。この予熱には
一般にサイクロンが使用される。サイクロンは、周知の
ように円筒状の本体部と、この本体部からテーパ状に絞
られているテーパ部とから概略構成されている。そして
本体内部には、サイクロン内筒が設けられている。した
がって、混合原料と排ガスとをサイクロンに供給する
と、原料と排ガスの混合物はサイクロン本体内でサイク
ロン内筒の外側で旋回し、比重の大きい原料はテーパ部
の下方から排出され、排ガスはサイクロン内筒を通って
上方から排出される。この間に混合原料と排ガスは分離
されると共に、熱交換され原料は予熱される。

【０００３】このように、サイクロン本体内部にサイク
ロン内筒が設けられているので、原料と排ガスの混合物
の分離が高められ、また熱交換率も向上するが、ロータ
リーキルンから排出される排ガスは、前述したように温
度が高く、また金属を腐食させる成分も含んでいる。そ
こで、サイクロン内筒は、不錆鋼板から円筒状に曲げ加
工され、そして端部が溶接により接合され筒状に一体化
されている。または耐熱合金から鋳造により一体形成さ
れている。ところで、前述したようにサイクロン内筒に
は高熱が不均一に加わり、熱応力が生じるが、上記のサ
イクロン内筒は、一体構造物であるので、熱応力により
歪、割れ等が発生する。また局部的に異常高温になる部
分があり、この部分から腐食も生じる。そうすると、交
換しなければならないが、セメント製造装置に使用され
るサイクロン内筒は、直径が２６００〜４０００ｍｍ、
高さが２０００ｍｍ程度もあり、一体物の交換は、卷揚
げ機等を使用した大がかりな作業となる。また局部的に
損傷を受けているにも拘らず、全体を交換しなければな
らず、不経済でもある。

【０００４】そこで、円周方向と高さ方向とに分割した
構成部材から形成される分割組立式サイクロン内筒が、
例えば実公平２ー７４３６号により提案されている。こ
の公報に記載されている構成部材は、上下端部に結合部
が形成され、また両側部には組立てたとき内側に位置す
る部分に突出したフランジが縦方向に設けられ、このフ
ランジにはボルト挿通用の孔が形成されている。したが
って、円周方向は、隣あった構成部材のフランジをボル
トで締めることにより、また上下方向は結合部を使用し
て吊り下げ接続して、筒状のサイクロン内筒を組み立て
ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のサイクロン内筒
は、分割組立式であるので、一体化されている前述のサ
イクロン内筒に比較すると、熱応力による歪、割れ等に
対する問題はある程度改善されている。また分割式であ
るため、１個の構成部材は比較的軽く、サイクロン本体
内へ搬入し、そして組立てることも比較的容易と認めら
れる。さらには、サイクロン内筒の局部的な補修、取り
替えもできることは認められる。しかしながら、前述の
分割組立式のサイクロン内筒にも問題点は多い。例えば
構成部材は、円周方向はフランジをボルト締めすること
により、一体化されているので、円周方向の熱収縮は吸
収することができず、歪、割れ等の問題は避けられな
い。また多数のボルトが使用されているので、組立に
も、分解にも手間がかかる欠点がある。またフランジが
サイクロン内筒の内側に、しかも上下方向に設けられて
いるので、排ガスあるいは熱風の流れは、フランジに直
角に当たり流れに乱れが生じ、例えばフランジの下流側
に渦が生じ、サイクロン内筒の内面に局部的な異常加熱
を受ける箇所が生じる。この箇所は、内筒が耐熱合金か
ら構成されていても、材料劣化が生じ、割れが生じる。
そしてこの割れは全体に広がる恐れがある。したがっ
て、本発明は、分割組立式の長所を生かすと共に、上記
したような従来の問題点を解決したサイクロン内筒、す
なわち温度変化による歪を逃がすことができると共に、
組立が簡単であり、また排気ガスあるいは熱風の流れに
乱れが生じない、サスペンションプレヒータのサイクロ
ン内筒を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、複数個の構成要素が円周方向と高さ方向
とに懸架により接続されて、所定径、所定高さの、実質
的に突起のない内周面が形成されるサイクロン内筒であ
って、これらの複数個の構成要素の、組み立てられたと
き上方に位置する上方部には第１係合要素が、下方部に
は第２係合要素が設けられていると共に、両側部には隣
り合う構成要素と摺動自在に重なり合うシール部が形成
され、これらの複数個の構成要素は、前記第１、２係合
要素により、円周方向には前記シール部が摺動自在に重
なり合うように、そして高さ方向には下段の構成要素が
その上段の隣合う構成要素の両方に跨るように、懸架さ
れている。そして請求項２記載の発明は、請求項１記載
の第１係合要素はフックであり、第２係合要素は、透孔
から構成される。

【０００７】

【作用】本発明は、以上のように構成されているので、
まずサイクロン本体の内部上方部に例えば取付金具を取
り付ける。この取付金具にも構成要素の第１係合要素例
えばフックが係合できる係合要素を形成しておく。次
に、構成要素のフックを取付金具の係合要素に係合し
て、構成要素を円周方向に順次懸架あるいは吊り下げ
る。構成要素を円周方向に懸架すると、隣り合う構成要
素のシール部が摺動自在に重なり合う。上記のようにし
て、上段の構成要素の吊り下げ組立を終り、次段の構成
要素を懸架する。すなわち次に吊り下げる構成要素のフ
ックを、既に組み立てた上段の構成要素の第２係合要素
例えば透孔に挿入して懸架する。このとき次段の構成要
素を、その上段の隣合う構成要素の両方に跨って懸架す
る。この操作を繰り返して、次段の構成要素を円周方向
に懸架する。懸架すると、隣り合う構成要素のシール部
は同様に摺動自在に重なり合う。以下、同様にして上下
方向に必要な段数だけ接続して、所定径、所定高さの、
実質的に突起のない内周面からなるサイクロン内筒の組
立てを終わる。組立てを終わると、従来のサイクロンと
同様にしてセメントの混合原料を予熱する。必要なとき
は、上記の手順と逆の手順でサイクロン内筒の分解・取
り外しをする。また上記のような手順で損傷・破損した
構成要素を交換する。

【０００８】

【実施例】本発明は色々な形で実施できる。例えばサイ
クロン内筒は、複数個の構成要素から構成されるが、こ
れらの構成要素は耐熱合金から鋳造することもできる。
このとき、第１、２係合要素も一体的に鋳造することが
望ましい。しかしながら、鋳造に代えて不錆鋼板から板
金加工することもできる。このとき係合要素であるフッ
クは別途溶接により取り付け、またフックが挿入される
透孔は、孔明け加工することになる。第１、２係合要素
は、フックと、該フックが挿入される透孔とで実施する
ことができる。フックと透孔は、構成要素の上下にそれ
ぞれ設けられるが、フックと透孔は、相対的なものであ
るので、透孔が構成要素の上部に設けられるときは、フ
ックが下部に設けられる。しかしながら、図にはフック
が上部に、そして透孔が下部にそれぞれ設けられた例の
みが示されている。サイクロン内筒の構成要素を高さ方
向に接続するとき、２段目以降はその上の段の構成要素
に接続されるが、最上段の構成要素を吊り下げるために
取付金具が適用される。取付金具も、サイクロン内筒の
構成要素と同様に分割された要素から構成することがで
きる。そうすると、組立、分解等が簡単になる。しかし
ながら、取付金具は、サイクロン本体の、組立が困難な
上部位置に設けられているので、交換する必要のない構
造にするのが望ましい。例えば最上段に適用されるサイ
クロン内筒の構成要素を上方に延ばし、この延ばした部
分で取付金具の内表面を保護するようにすることもでき
る。このときは、最上段に適用されるサイクロン内筒の
構成要素を、他の要素に比較して肉厚にすることもでき
る。構成要素を円周方向に接続して、所定径のサイクロ
ン内筒を形成するが、円周方向に接続する構成要素は、
偶数個で実施するのが望ましい。構成要素の両側部に形
成するシール部の形状が簡単になり、構成要素の吊り下
げ作業が容易になるからである。図面に示されている実
施例では、シール部は構成要素の両側部から円周方向に
張り出した張出縁から構成されているが、張出縁に代え
て構成要素の両側部をテーパ状に切り落としても実施で
きる。

【０００９】以下、本発明の１実施例を説明する。図１
に示されているように、本実施例に係わるサイクロン１
も、外形は従来のサイクロンと同様に、略筒状を呈する
円筒部２と、この円筒部２から下方に向かって順次縮径
されているテーパ部３と、円筒部２の上方に接続されて
いる排出管４と、円筒部２の周壁に接線方向に開口して
いる供給管５とから概略構成されている。そしてサイク
ロン内筒１０は、円筒部２の内部において上方から吊り
下げられている。したがって、供給管５から排ガスとセ
メントの原料とを矢印方向に供給すると、これらの混合
物は円筒部２の内部で、かつサイクロン内筒１０の外側
空間で旋回する。この過程で、比重の大きい原料はテー
パ部３の内壁に沿って下降しアンダーフロウ管６から例
えばロータリキルンへと排出される。一方比重の小さい
排ガスは、サイクロン内筒１０から排出管４を経て例え
ば次の段のサイクロンに供給される。このようにして、
原料は予熱される。このようなサイクロンは複数段に設
けられている。

【００１０】図２の（イ）は、サイクロン内筒１０の構
成要素を一部組立て、サイクロン内筒１０の内側から見
た正面図であり、図４は図２の（イ）において矢印Ａー
Ａ方向に見た断面図であるが、これらの図に示されてい
るように、サイクロン内筒１０の構成要素は、本実施例
では吊り下げられる位置に関係なく、２種類の第１、２
の構成要素１１ａ、１１ｂから構成されている。すなわ
ち第１、２の構成要素１１ａ、１１ｂは、両側部のシー
ル部Ｓの構造が相違するのみで、他の部分は同じ構造
で、同じ大きさになっている。第１、２の構成要素１１
ａ、１１ｂは、正面から見ると略方形をし、平面的に
は、図４に示されているように、円弧状になっている。
そしてこれらの構成要素１１ａ、１１ｂの上方部には、
図２に示されているように、外側に突出し、かつ下方を
向いたフック１２、１２が間隔Ｌ１をおいて２個設けら
れている。このフック１２、１２の間隔Ｌ１は、図２の
（イ）に示されているように、円周方向に吊り下げ組み
立てたとき、隣のフック１２との距離Ｌｔにも等しい。
第１、２の構成要素１１ａ、１１ｂの下方部分には、構
成要素１１ａ、１１ｂの厚みと略同じ寸法だけ半径外方
に出た段差１３が形成されている。すなわち、構成要素
１１ａ、１１ｂの下方部分には、拡径部１４が形成され
ている。そしてこの拡径部１４に斜め下向きの透孔１
５、１５が２個設けられている。これらの透孔１５、１
５の間隔Ｌ２も、フック１２、１２の間隔Ｌ１と同じで
あり、またこの間隔Ｌ２は、第１、２の構成要素１１
ａ、１１ｂを円周方向に吊り下げ組み立てたとき、隣の
透孔１５との間隔Ｌｈにも等しい。

【００１１】第１、２の構成要素１１ａ、１１ｂの両側
部は、シール部Ｓを構成している。すなわち図４におい
て両側に位置する第１の構成要素１１ａの両側部は、内
側から所定幅、所定深さ切り欠かれ、外側に円周方向に
張り出した張出縁１６、１６が形成され、また中央に位
置する第２の構成要素１１ｂの両側部は、外側が同様に
切り欠かれ、そして内側に円周方向に張り出した張出縁
１７、１７が形成されている。これらの張出縁１６、１
７の厚みは、構成要素１１ａ、１１ｂの厚みの約半分で
ある。したがって、第１、２の構成要素１１ａ、１１ｂ
を円周方向に交互に組立てた時は、張出縁１６、１７が
内外に互いに係合し、第１、２の構成要素１１ａ、１１
ｂの内外表面は略同一面となる。

【００１２】第１、２の構成要素１１ａ、１１ｂを吊り
下げる取付金具２０も、図２、３に示されているよう
に、本実施例では分割された複数個の吊り下げ要素２
１、２１、…から構成されている。吊り下げ要素２１、
２１、…は、サイクロン１の円筒部２に固定するための
フランジ２４、拡径された部分２３、補強用のリブ２５
等から一体的に構成されている。そして拡径された部分
２３に第１、２の構成要素１１ａ、１１ｂのフック１
２、１２が挿入される透孔２２、２２が明けられてい
る。

【００１３】次に上記実施例の作用について説明する。
まず、吊り下げ要素２１、２１、…を円筒部２の上方に
取付ける。一部取り付けた状態は、図２、３に示されて
いる。サイクロン内筒１０は、前述もしたように直径が
２６００〜４０００ｍｍにも達するので、人が中に入っ
て次のようにして吊り下げ作業を行う。すなわち最初に
上段Ｕを、張出縁１６、１６が外側にある第１の構成要
素１１ａ、１１ａを、図４に示されているように１つお
きに、そのフック１２、１２を吊り下げ要素２１の透孔
２２、２２に挿入することにより吊り下げる。次に張出
縁１７、１７が内側にある第２の構成要素１１ｂ、１１
ｂを、既に吊り下げられている第１の構成要素１１ａ、
１１ａの間を埋めるようにして同様にして吊り下げる。
そうすると、フック間の間隔は、Ｌ１、Ｌｔになってい
るので、第１、２の構成要素１１ａ、１１ｂのシール部
Ｓの張出縁１６、１７は、図４に示されているように、
互いに重なり合い円周方向に摺動自在に係合する。第１
の構成要素１１ａの張出縁１６、１６は、外側に形成さ
れているが、最初に第１の構成要素１１ａを、第２の構
成要素１１ｂが吊り下げられる部分を明けて吊り下げる
ので、吊り下げ作業は容易である。第２の構成要素１１
ｂを吊り下げるときは、シール部Ｓの張出縁１６、１７
は、図４に示されているように、互いに重なり合うが、
第２の構成要素１１ｂの張出縁１７、１７は、内側に形
成されているので、張出縁１７、１７が吊り下げ作業に
支障を来すようなことはない。また、吊り下げ要素２
１、２１、…の透孔２２、２２は、拡径された部分２３
に形成され、また透孔２２、２２も、第１、２の構成要
素１１ａ、１１ｂのフック１２、１２も共に下方を向い
ているので、吊り下げ要素２１、、の拡径された部分２
３の面と、構成要素１１ａ、１１ｂの上方部の面は、構
成要素１１ａ、１１ｂの重みで互いに密接する方向に作
用し、吊り下げられた第１、２の構成要素１１ａ、１１
ｂは、略鉛直方向を向く。したがって、吊り下げ作業は
容易である。

【００１４】次の中段Ｍも同様にして吊り下げ組み立て
る。このとき、第１、２の構成要素１１ａ、１１ｂのフ
ック１２、１２間の間隔Ｌ１と、隣あった構成要素１１
ａ１１ｂのフック１２、１２間の間隔Ｌｔは等しく、こ
の間隔Ｌ１はさらには第１、２の構成要素１１ａ、１１
ｂの透孔１５、１５間の間隔Ｌ２にも、隣あった構成要
素１１ａ、１１ｂの透孔１５、１５間の間隔Ｌｈにも、
共に等しいので、上段Ｕの第１、２の構成要素１１ａ、
１１ｂに跨って、中段Ｍの第１、２の構成要素１１ａ、
１１ｂを前述したようにして上段Ｕの第１、２の構成要
素１１ａ、１１ｂに吊り下げる。このように跨って懸架
すると、上段Ｕの第１、２の構成要素１１ａ、１１ｂの
シール部Ｓが中段Ｍの第１、２の構成要素１１ａ、１１
ｂの中心に来るようになる。その結果、上段Ｕの第１、
２の構成要素１１ａ、１１ｂの動きはある程度拘束され
ることになる。以下同様にして必要な段数を吊り下げて
組み立てる。このときも、構成要素１１ａ、１１ｂは略
鉛直方向を向くことは明らかである。

【００１５】最後に図２において鎖線で示されているよ
うに、隣あった第１、２の構成要素１１ａ、１１ｂの下
端部を、連結金具３０で接続して組立を終わる。なお、
連結金具３０には構成要素１１ａ、１１ｂのフック１
２、１２と同じ大きさ、同じ間隔で形成されているフッ
ク３１を有するので、このフック３１を利用して接続す
る。逆の手順で取り外しができることは明らかである。

【００１６】本実施例によると色々な効果が得られる。
例えば第１、２の構成要素１１ａ、１１ｂのシール部Ｓ
は、張出縁１６、１７で構成されているので、構成要素
を容易に吊り下げ組立てることができる。すなわちサイ
クロン内筒１０の内側に人が入って組み立てるときは、
最後に第２の構成要素１１ｂ、１１ｂを内側から吊り下
げ、外側に人がいて組み立てるときは、最後に第１の構
成要素１１ａ、１１ａを外側から吊り下げることによ
り、吊り下げ作業が容易になる。また組み立てた状態で
は、張出縁１６、１７が重なりあっているので、シール
効果も高い。また摺動自在に重なり合っているので、熱
による応力を逃がすことができる。取付金具２０の透孔
２２、２２および第１、２の構成要素１１ａ、１１ｂの
透孔１５、１５は、拡径された部分２３、１４に斜め下
方を向くようにそれぞれ形成され、そして構成要素１１
ａ、１１ｂのフック１２、１２も斜め下方を向いている
ので、構成要素１１ａ、１１ｂを吊り下げるとき構成要
素１１ａ、１１ｂは鉛直方向を向き、吊り下げ組立が容
易であると共に、拡径された部分２３、１４の近傍の面
と、フック１２、１２が設けられている近傍の面は密接
し、排ガスの漏れがないという効果もある。また拡径部
１４、２３に透孔１５、２２が形成されているので、構
成要素１１ａ、１１ｂを吊り下げ、サイクロン内筒１０
を形成すると、サイクロン内筒１０の内周面は略同一面
となり、ガスの流れに乱れが生じることもない。本実施
例によると、隣あった第１、２の構成要素１１ａ、１１
ｂの下端部は連結金具３０で接続されているので、稼動
中に構成要素１１ａ、１１ｂが半径方向に揺れ、シール
部Ｓが異常に開くこともないし、また交差することもな
い。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、本発明によるとサイクロ
ン内筒は、複数個の構成要素が円周方向と高さ方向とに
懸架により接続されて、所定径、所定高さに形成されて
いるので、熱による応力がいずれの方向に生じても吸収
でき、構成要素に歪、割れ等が発生することがないとい
う、本発明特有の効果が得られる。また、複数個の構成
要素は、第１、２係合要素により、円周方向にはシール
部が摺動自在に重なり合うように懸架されているので、
構成要素間の円周方向がシールされる。また、高さ方向
には下段の構成要素がその上段の隣合う構成要素の両方
に跨るように懸架されているので、構成要素の動きがあ
る程度拘束される。したがって、円周方向の接続強度が
大きくなり、構成要素が稼動中に揺れ動くようなことは
なく、しかも従来のようなボルト締めの煩わしさもな
く、簡単に吊り下げ組立ができ、また分解も容易であ
る。さらには、サイクロン内筒の内周面には実質的に突
起がないので、すなわち従来のようなフランジがないの
で、排ガスに乱れが生じるようなこともない。さらに、
本発明によると、サイクロン内筒は、複数個の構成要素
から構成されているが、隣あった構成要素のシール部は
互いに摺動自在に重なり合いシールされているので、ま
た熱による応力がいずれの方向に生じても吸収でき、構
成要素に歪、割れ等が生じないので、排ガスのショート
パスによる圧力損失がないという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例を示す断面図である。

【図２】 構成要素の実施例を示す図で、（イ）は、サ
イクロン内筒の内部から見た正面図であり、（ロ）は
（イ）において矢印方向ＢーＢで見た断面図である。

【図３】 図２の（イ）において矢印方向Ｃ方向から見
た平面図である。

【図４】 図２の（イ）において矢印ＡーＡ方向に見た
断面図である。

【符号の説明】

１ サイクロン １０
サイクロン内筒 １１ａ、ｂ 第１、２の構成要素 １２
フック １３ 透孔 １６、１７
張出縁 Ｓ シール部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の構成要素が円周方向と高さ方向
   とに懸架により接続されて、所定径、所定高さの、実質
   的に突起のない内周面が形成されるサイクロン内筒であ
   って、これらの複数個の構成要素の、組み立てられたとき上方
   に位置する上方部には第１係合要素が、下方部には第２
   係合要素が設けられていると共に、両側部には隣り合う
   構成要素と摺動自在に重なり合うシール部が形成され、 これらの複数個の構成要素は、前記第１、２係合要素に
   より、円周方向には前記シール部が摺動自在に重なり合
   うように、そして高さ方向には下段の構成要素がその上
   段の隣合う構成要素の両方に跨るように、懸架されてい
   る ことを特徴とするサスペンションプレヒータのサイク
   ロン内筒。
2. 【請求項２】 請求項１記載の第１係合要素はフックで
   あり、第２係合要素は、透孔である、サスペンションプ
   レヒータのサイクロン内筒。