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單筒冷卻機筒體內耐火襯料的砌筑長度約占筒體總長度的50%，其中一部分裝有揚料板，未砌筑耐火襯料的部分均布置了揚料板。
熟料在揚料區被多次揚起，并均勻地拋撒，冷卻空氣與熱熟料進行強烈的熱交換。特別是在低溫區，可以通過改善揚料板結構、布置形式以及調整筒體的斜度和轉速，來增加熟料與冷卻空氣的接觸時間，控制熟料的移動速度，使熟料內部的熱量有充足的時間向表面傳導，從而對溫度較低熟料的熱量充分回收。
單筒冷卻機逆流熱交換工作原理無疑是熟料顯熱回收的理想方法，其熱回收率很高，但也存在以下問題。
(1) 筒體直徑大。為降低冷卻筒內細顆粒熟料的循環量，提高熱回收率，必須限制其截面風速。這就要求將筒體直徑設計得較大，這在預分解窯系統中尤為突出。如2000t/d預分解窯的窯徑一般不超過Φ4m，而所配單筒冷卻機規格為Φ4.4m/4.8m×46m。此外，在單筒冷卻機內靠近高溫段處，由于風溫較高，相應風速也較高，為保持較大的通風面積，降低風速，需減少揚料板的數量，這也會影響該段熟料的冷卻效率。
(2) 高溫帶熟料冷卻緩慢導致筒體偏長。由于材質方面的原因，筒體內揚料板的長期使用溫度考慮900℃左右，而出窯熟料溫度通常為1250℃～1400℃，這就要求在冷卻機進料端設置一段不帶揚料板的砌磚帶。顯然該段熱交換效率很低，所以必須設計得較長，一般占冷機筒體總長的30%左右。不但增加了筒體表面的散熱損失，也使熟料得不到急冷，從而影響熟料的質量。Dr-lng Scheccer和v-Steinbach 分別通過計算機數學模擬計算，得出單筒冷卻機內熟料與冷卻空氣溫度分布圖(圖3)。單筒冷卻機內無揚料板段的單位長度熟料冷卻速率不足20℃/m，而設揚料板段的冷卻速率達50℃/m～100℃/m，后者是前者的2.5～5倍。
(3) 筒體熱端進料溜槽的問題較多。現代干法回轉窯，尤其是使用多通道噴煤管 的窯，其出窯熟料溫度高達1350℃左右，常常在溜槽處結皮或堆雪人。為此，一般在溜槽處安裝數個空氣炮或用高壓水定時處理，這會導致該處耐火材料損壞。也有在該處采用水冷溜槽的，但會造成單位熟料15×4.18kj/kg的熱損失，且水冷溜槽本身壽命也并不理想。
