CN112005072B - 多管式旋转型换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明限制或削减难以有效利用于被处理物的冷却或加热的传热管的热介质流量，谋求能量效率或热效率的提高、耗电量的削减等。多管式旋转型换热器(1)具备静止状态的遮蔽单元(20)。遮蔽单元在加热区域或冷却区域(D)的外侧配置于管板(8、9)的附近。遮蔽单元的静止面(30)与在加热区域或冷却区域的上部空间(α)移动中的传热管(2)的端部开口(2a、2b)相对且接近，由此，过渡性地减小或限制在上部空间移动中的传热管流通的热介质流体的流量。

Description

多管式旋转型换热器
技术领域
本发明涉及多管式旋转型换热器，更详细而言，涉及如下一种多管式旋转型换热器(multitubular rotary heat exchanger)：其使外壳、管板和传热管整体旋转，通过传热管内的热介质流体与外壳内的加热区域或冷却区域的被处理物之间的热交换来加热或冷却被处理物。
背景技术
已知有一种构成为利用传热管内的热介质流体来间接加热或间接冷却粉体、粒状物等流动性固体成分或固形物的多管式旋转型换热器。该形式的换热器例如作为多管式换热器记载于日本特开昭54-62549号公报(专利文献1)，并作为多管式旋转型间接冷却机记载于日本实用新型登记公报第2603844号公报(专利文献2)，还作为卧式旋转式干燥机或STD(Steam Tube Dryer)记载于日本特开2017-58053号公报(专利文献3)，或者作为内管转动型的多管式冷却装置记载于PCT国际公开公报WO2017/135250(A1)(专利文献4)。
通常，多管式旋转型换热器具有：圆筒状外壳(壳体)、滚筒或机身(以下，称作“外壳”。)，它们通过旋转驱动装置的动力进行旋转；传热管，其设有多个，该传热管与外壳的中心轴线平行配设于外壳内；以及大致圆形轮廓的管板，其将外壳内空间的两端部封闭。传热管的两端部由与外壳一体化的管板支承，各传热管以与外壳和管板一体的方式旋转。粉状或粒状的流动性固体成分或固形物等(以下，称作“被处理物”。)被导入外壳内空间的被处理物供给侧端部，但外壳的中心轴线朝向外壳内空间的被处理物排出侧的端部地向斜下方倾斜，外壳内的被处理物追随外壳的旋转运动而在外壳内旋转流动，并且与外壳的倾斜相应地朝向被处理物排出侧的端部流动，并被排出到外壳外。
在这样的多管式旋转型换热器中，在外壳的一侧或两侧形成有端室，传热管的至少一侧的端部向端室开口。从热介质流体的供给源供给至热介质供给侧的端室的热介质流体或者从大气吸引或诱导过来的热介质流体(大气)流入各传热管的管内并在管内流路中流通，并向热介质排出侧的端室流出，经由该端室向系统外排出或排气。外壳内的被处理物经由传热管的管壁与传热管内的热介质流体热交换，由此被加热或冷却。
这种多管式旋转型换热器如例如专利文献4所记载那样，能够作为对从焙烧装置送出的比较高温的熟石膏进行冷却的搅拌式冷却装置来使用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭54-62549号公报
专利文献2：日本实用新型登记公报第2603844号公报
专利文献3：日本特开2017-58053号公报
专利文献4：PCT国际公开公报WO2017/135250(A1)
发明内容
发明要解决的问题
通常，向多管式旋转型换热器的外壳内空间供给的被处理物只不过占据外壳内空间的大致一半的容积，只是在外壳内空间的向旋转方向前方稍微偏倚的下部区域(被处理物的流动区域)中流动。因此，不存在应该与传热管传热接触的被处理物、仅配设有传热管的比较大的空间形成在外壳内空间的上部区域。各传热管随着外壳的旋转运动而在该上部空间和被处理物的流动区域中交替地移动，但热介质流体不仅在于被处理物的流动区域移动的传热管的管内流路中流通，也同样地在于上部空间移动的传热管的管内流路中流通。
然而，被供给至在上部空间移动的传热管的热介质流体大多在未与被处理物热交换的情况下被向系统外排出或排气。这意味着较大量的热介质流体在未与被处理物进行热交换的情况下在传热管中流通并向系统外排气或排出。即，在以往的多管式旋转型换热器中，存在如下问题，即，作为热介质流体而无法有效利用的较大量的热介质流体向传热管供给，热介质流体所保有的热量大多未被有效利用，或者比较多的热介质流体的输送动力等被无谓地浪费，期望消除这样的能量效率或热效率的低下的对策。
本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种多管式旋转型换热器，该多管式旋转型换热器能够限制或削减难以有效利用于被处理物的冷却或加热的传热管的热介质流量，能够谋求能量效率或热效率的提高、耗电量的削减等。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的，本发明提供一种多管式旋转型换热器，该多管式旋转型换热器具有如下构造，即，利用管板将能够旋转的外壳的两端部封闭且将许多传热管在外壳内空间中排列，在外壳内形成能够对被导入该外壳内空间的被处理物进行加热或冷却的加热区域或冷却区域，并且利用所述管板来支承各传热管的各端部且使该传热管的端部开口在所述管板的外侧面或所述管板的外侧面附近开口，使所述外壳、管板和传热管整体旋转，利用所述传热管内的热介质流体与加热区域或冷却区域的被处理物之间的热交换来对该被处理物进行加热或冷却，该多管式旋转型换热器的特征在于，
该多管式旋转型换热器具备静止状态的遮蔽单元，该遮蔽单元使在所述加热区域或冷却区域的上部空间移动中的所述传热管的热介质流量过渡性地减小，
该遮蔽单元具有静止面，该静止面配置于所述加热区域或冷却区域的外侧且是所述管板的附近，并且该静止面规制或限制所述热介质流体向所述传热管的端部开口流入或从该端部开口流出，
该静止面与在所述加热区域或冷却区域的上部空间移动中的所述传热管的端部开口相对且接近，且与在所述加热区域或冷却区域的下部空间移动中的所述传热管的端部开口分开。
根据本发明的上述结构，对于在加热区域或冷却区域的上部空间移动的传热管，遮蔽单元的静止面防止该传热管的端部开口附近的热介质流体的流动，减少或削减在传热管中流通的热介质的流量。另一方面，在传热管在加热区域或冷却区域的下部空间移动并与被处理物传热接触的期间内，传热管的端部开口与遮蔽单元的静止面分开，传热管的热介质流量恢复至通常的流量。因而，能够确保热介质流体与被处理物之间的热交换的作用。此外，这种换热器有时被用作干燥装置，但“干燥”通常伴随有加热或冷却，因此，在本申请中，“干燥”包含在“加热或冷却”中。
在送风机或鼓风机等压送设备或加压设备的吸引压力下或喷出压力下，热介质流体在传热管的管内流路中流通，但通过削减在上部空间移动中的传热管的热介质流量，从而压送设备或加压设备的负荷等减轻，因此，压送设备或加压设备的能力或容量降低，或者其耗电量等减少。并且，在使用调温流体、低温流体、高温流体等作为热介质流体的情况下，能够减少或削减热源设备的容量、热量等。
并且，根据本发明的上述结构，难以有效利用于被处理物的加热或冷却的传热管的热介质流量减少，因此，热介质流体向能够有效地冷却或加热被处理物的传热管集中地流通。因而，在使用具有与使热介质流体向全部传热管平均地流通的以往的多管式旋转型换热器同等的流量的热介质流体的情况下，由于与被处理物传热接触的传热管的热介质流量增大，因此，能够提高换热器的传热效率。另外，这样的热介质流量的增大能够使传热管的直径扩大(因而使传热管的传热面积增大)，并且能够使换热器的传热效率提高，因此，有利于实用。
从另一观点来看，本发明提供一种熟石膏处理装置，其特征在于，该熟石膏处理装置构成为，具备上述多管式旋转型换热器作为熟石膏冷却用的搅拌式冷却装置，且具有对熟石膏进行冷却的搅拌式冷却装置的冷却区域来作为上述加热区域或冷却区域，使上述传热管的热介质流入侧端部向大气开放，使该大气作为冷热介质在上述传热管的管内流路中流通。
根据这样的熟石膏处理装置，通过利用上述遮蔽单元来削减在上部空间移动中的传热管的热介质流量，从而减轻用于诱导大气作为热介质流体的送风机或鼓风机等压送设备或加压设备的负荷等，由此，能够减少压送设备或加压设备的能力或容量，或者能够减少其耗电量等。另外，在使用具有与以往的多管式旋转型换热器同等的流量的热介质流体的情况下，与被处理物传热接触的传热管的热介质流量增大，换热器的传热效率提高，因此，有利于实用。
从又一观点来看，本发明提供一种加热或冷却方法，该加热或冷却方法使用多管式旋转型换热器，使所述外壳、管板和传热管整体旋转，利用所述传热管内的热介质流体与加热区域或冷却区域的被处理物之间的热交换来对该被处理物进行加热或冷却，该多管式旋转型换热器具有如下构造，即，利用管板将能够旋转的外壳的两端部封闭且将许多传热管在外壳内空间中排列，在外壳内形成能够对被导入该外壳内空间的被处理物进行加热或冷却的加热区域或冷却区域，并且利用所述管板来支承各传热管的各端部且使该传热管的端部开口在所述管板的外侧面或所述管板的外侧面附近开口，该加热或冷却方法的特征在于，
将与在所述加热区域或冷却区域的上部空间移动中的所述传热管的端部开口相对且接近的遮蔽单元的静止面配置于所述加热区域或冷却区域的外侧且是所述管板的附近，而规制或限制热介质流体向在所述加热区域或冷却区域的上部空间移动中的所述传热管的所述端部开口流入的流量或从该端部开口流出的流量，并且使所述静止面与在所述加热区域或冷却区域的下部空间移动中的所述传热管的端部开口分开，而解除该传热管的热介质流量的减少或限制。
另外，本发明提供一种熟石膏处理方法，其应用有上述结构的加热或冷却方法，该熟石膏处理方法的特征在于，将上述多管式旋转型换热器用作熟石膏冷却用的搅拌式冷却装置，将要冷却的熟石膏导入上述冷却区域，使上述传热管的热介质流入侧端部向大气开放，使该大气作为冷热介质流入上述传热管的管内流路。
发明的效果
根据本发明的多管式旋转型换热器和使用该换热器的加热或冷却方法，能够削减难以有效利用于被处理物的冷却或加热的传热管的热介质流量，能够谋求能量效率或热效率的提高、耗电量的削减等。
另外，根据本发明的熟石膏处理装置和熟石膏处理方法，能够削减难以有效利用于熟石膏的冷却的传热管的冷却空气流量，能够谋求能量效率或热效率的提高、耗电量的削减等。
附图说明
图1的(A)是表示具备多管式旋转型换热器的熟石膏处理装置的整体结构的侧视图，图1的(B)是沿图1的(A)的I－I线剖切的熟石膏处理装置的剖视图，图1的(C)是熟石膏处理装置的顶端面的立面图。
图2是表示冷却管、外壳、管板和熟石膏供给装置的位置关系或构造关系的立体图，在图2中，示出拆下遮蔽单元后的换热器的状态。
图3是沿图1的II－II线剖切的冷却装置的剖视图，在图3中概略地示出冷却装置的运转状态。
图4的(A)是表示将遮蔽单元安装于管板的靠端室侧的面的状态的管板的立面图，图4的(B)是表示将遮蔽单元安装于管板的靠室外侧的面的状态的管板的立面图。
图5的(A)是表示将遮蔽单元分别安装于基端侧和顶端侧的各管板的靠端室侧的面或者靠室外侧的面的状态下的冷却装置的内部构造的立体图，图5的(B)是表示与基端侧的管板接近地配置的遮蔽单元的结构的立体图。
图6的(A)是表示与顶端侧的管板接近地配置的遮蔽单元的结构的纵剖视图，图6的(B)是表示与顶端侧的管板接近地配置的遮蔽单元的结构的立体图。
图7是概念性地表示冷却装置的运转形态的横剖视图(水平剖视图)。
图8是概念性地表示冷却装置的运转状态的纵剖视图(垂直剖视图)。
图9的(A)是表示遮蔽单元的变形例的冷却装置的顶端面的立面图，图9的(B)是表示图9的(A)所示的冷却装置的顶端部的构造的局部纵剖视图。
具体实施方式
根据本发明的优选实施方式，上述遮蔽单元与上述传热管的热介质流入侧端部的端部开口接近地配置于管板的热介质流入侧空间，或者与传热管的热介质流出侧端部的端部开口接近地配置于管板的热介质流出侧空间。根据期望，遮蔽单元能与流入侧端部和流出侧端部的各端部开口接近地配置于热介质流入侧空间和热介质流出侧空间。
在本发明的优选实施方式中，遮蔽单元由扇形或半圆形的遮蔽板形成，或者由将多个扇形遮蔽板相互连结而成的遮蔽板组装体形成，上述上部空间是与在外壳的旋转运动的影响下向加热区域或冷却区域的单侧偏倚而堆积起来的被处理物相对配置的空间，且是相对于外壳的铅垂中心面偏倚或偏置到与被处理物相反的一侧的空间。
根据期望，设有遮蔽单元设置机构，该遮蔽单元设置机构将遮蔽单元以能够进行位置调整的方式设于管板的附近。由此，能够与被处理物的材料种类、物理性质或材质、多管式旋转型换热器的使用条件等相应地来容易地设定并改变遮蔽单元的位置(遮蔽单元的周向位置、静止面与管板之间的间隔等)。
优选的是，遮蔽单元由将多个扇形遮蔽板一体地连结而成的扇形或半圆形的遮蔽板组装体构成，遮蔽板组装体具有遮蔽角度调节机构，该遮蔽角度调节机构用于通过对各遮蔽板的重叠角度进行调节来设定并改变遮蔽板组装体的中心角。通过遮蔽板组装体的中心角的设定和改变，能够设定并改变要对热介质流体的流通进行规制或限制的传热管的范围。
期望的是，遮蔽单元具有将全部传热管数量的20％以上且50％以下的数量的传热管的端部开口遮蔽的面积或尺寸，因遮蔽单元而减少后的传热管的热介质流量被设定为与被处理物传热接触的传热管的热介质流量的1/5以下。根据本发明者等人进行的某一模拟，全部传热管数量的大致20％～50％的传热管不与被处理物传热接触，因而，在这样的传热管中流通的热介质流体难以有效利用于被处理物的加热或冷却。因此，遮蔽单元将这样的传热管的端部开口遮蔽，以将传热管的热介质流量规制或限制为仅是能够冷却外壳内上部空间的气氛的程度的流量。
遮蔽单元与端部开口之间的距离被设定为端部开口的直径的1/20以上且2.0倍以下的尺寸，优选设定为端部开口的直径的1/10以上且1.0倍以下的尺寸。例如，在传热管的内径和端部开口的直径约为50mm的情况下，遮蔽单元与端部开口之间的距离设定在2.5mm～100mm的范围内，优选设定在5mm～50mm的范围内。此外，遮蔽单元与端部开口之间的距离也可以根据每个端部开口而不同。
将多管式旋转型换热器用作熟石膏冷却用的搅拌式冷却装置的熟石膏处理装置根据期望而具有对熟石膏加水的加水装置。加水装置将含有水分或水蒸气的湿润气体的射流或喷出流向冷却区域导入。此外，湿润气体例如是在用于焙烧熟石膏的焙烧装置中生成且自熟石膏分离出来的高温多湿气体、在其他工艺中生成的水蒸气，该湿润气体为了熟石膏的改性(III型无水石膏向半水石膏的转化、浆料化时的熟石膏颗粒的水溶性的改善等)而导入冷却区域。
实施例
以下，参照附图来详细说明本发明的优选实施例。
图1的(A)是表示具备多管式旋转型换热器的熟石膏处理装置的整体结构的侧视图，图1的(B)是沿图1的(A)的I－I线剖切的熟石膏处理装置的剖视图，图1的(C)是熟石膏处理装置的顶端面的立面图。
图1的(A)所示的熟石膏处理装置具备用于冷却熟石膏G的内管转动型的搅拌式冷却装置1(以下，称作“冷却装置1”。)。冷却装置1构成本发明的多管式旋转型换热器。熟石膏G是通过单独焙烧化学石膏或天然石膏等原料石膏、或者将不同种的原料石膏混合并加热(焙烧)的石膏焙烧装置(未图示)而制得的比较高温的粉状或粒状固形物，是用于制造以半水石膏(CaSO4·1/2H2O)为主要成分的石膏板等的石膏系原料。
冷却装置1具有将构成空冷式换热器的许多冷却管(传热管)2配设在圆筒状外壳3内而成的构造。冷却装置1具备使外壳3以中心轴线X－X为中心旋转的旋转驱动装置5(由假想线概略地示出。)，并且具备用于将熟石膏G供给到冷却装置1的冷却区域D的螺杆送料式的熟石膏供给装置10。
熟石膏供给装置10具备：圆筒状框体11，其延伸到冷却区域D内；电动马达等驱动装置12；螺杆部14，其与驱动装置12的旋转驱动轴13直列地连结；料斗形态的投入部15，其用于投入温度较高的熟石膏G；以及熟石膏供给口16，其向冷却区域D开口且用于将熟石膏G投入到冷却区域D。圆筒状框体11的中心轴线和螺杆部14的中心轴线与外壳3的中心轴线X－X实质上一致。熟石膏供给口16开口于圆筒形框体11的顶端部下表面。在投入部15连接有熟石膏给送管17。熟石膏给送管17与用于焙烧原料石膏的焙烧装置(未图示)连接。从焙烧装置排出的熟石膏G经由熟石膏给送管17和投入部15被供给到螺杆部14。旋转的螺杆部14将熟石膏G从熟石膏供给口16向冷却区域D推出，熟石膏G如图1的(A)的箭头所示被导入到冷却区域D。在熟石膏供给口16的附近，配设有湿润气体供给口(未图示)，该湿润气体供给口用于向冷却区域D导入含有水分或水蒸气的湿润气体的射流或喷出流。湿润气体供给口构成向熟石膏G加水的加水装置。熟石膏G对湿润气体中的水分进行吸湿或吸水，从而被改性为能够减少熟石膏浆料化用的混合搅拌水量(或者防止熟石膏浆料化用的混合搅拌水量的增加)的组成、成分、物理性质或性状。关于基于加水的熟石膏G的改性，在前述的专利文献4(PCT国际公开公报WO2017/135250(A1))中进行了详细的记载，因此，通过引用该公报而省略进一步的详细说明。
冷却装置1的中心轴线X－X以与水平的地面或地基面J(水平面)形成预定角度的方式倾斜，旋转驱动装置5用于以预定的转速驱动外壳3使之沿箭头R方向旋转，外壳3内的冷却区域D在搅拌外壳3内的熟石膏G的同时使熟石膏G朝向顶端部3b移动。在外壳3的基端部3a处被导入到外壳3内的温度较高的熟石膏G沿着外壳3的倾斜梯度向顶端部3b移动，并作为冷却后且改性后的熟石膏Ga从排气·排出部4的排出口4a排出。排气·排出部4被地面或地基面J的基础部(未图示)支承，位置被固定而静止，外壳3相对于排气·排出部4相对旋转。
冷却区域D的各端部被基端侧的管板8和顶端侧的管板9封闭。冷却管2的各端部由管板8、9支承。各冷却管2在冷却区域D中与中心轴线X－X平行地延伸。管板8、9的外周部一体地连结于外壳3，并与外壳3一体地旋转，因而，由管板8、9支承的冷却管2也与外壳3一体地旋转。如后述那样，遮蔽单元20接近管板8、9的外侧面地配设于冷却装置1。
用于对外壳3内的氛围气体进行排气的排气口4b配设于排气·排出部4的顶部。排气口4b经由排气流路Fa与排气风扇(或排气鼓风机)Fb连接。排气风扇Fb的吸引压力经由排气管Fa和排气口4b作用于冷却区域D，冷却区域D的氛围气体被排气风扇Fb排出到系统外。根据期望，在排气管Fa安装有袋滤器等除尘装置Fc(用假想线表示)。
图2是表示冷却管2、外壳3、管板8、9和熟石膏供给装置10的位置关系或构造关系的立体图。冷却装置1以拆下遮蔽单元20(图1的(C))后的状态来表示。
排气歧管6连接于外壳3的基端部3a，在管板8的基端侧划分出端室6a。排气歧管6由地面或地基面J(图1)的基础部(未图示)支承，位置被固定而始终静止，外壳3相对于排气歧管6相对旋转。
熟石膏供给装置10贯穿端室6a的中心部和管板8的中心部并延伸到冷却区域D。冷却管2的基端部2a贯穿管板8。冷却管2的管内流路在管板8的面向端室6a的外侧面处向端室6a开口。如图1所示，排气歧管6经由排气管Ea连接于排气风扇(或排气鼓风机)Eb。排气风扇Eb的吸引压力经由排气管Ea和端室6a作用于各冷却管2的管内流路。
冷却管2的顶端部2b贯穿管板9。冷却管2的管内流路在管板9的室外侧面处开口而向大气开放。各冷却管2在排气风扇Eb的吸引压力下从顶端部2b吸引大气温度的外部空气(外界空气)Air。如图2的箭头所示，流入到冷却管2内的外部空气在冷却管2中流通而流入到排气歧管6内的端室6a，并作为排出气体Ex在排气风扇Eb(图1)的喷出压力下排出到系统外。在冷却管2内流动的外部空气借助冷却管2的管壁与冷却区域D的熟石膏G进行热交换，主要通过固体热传导来冷却熟石膏G。即，冷却管2构成将外部空气作为冷热介质(coolingmedium)的空冷式换热器，升温后的外部空气(大气)作为排出气体Ex从排气歧管6排出到系统外。
图3是沿图1的II－II线剖切的冷却装置1的剖视图。在图3中，示出冷却装置1的使用状态。图4是表示将遮蔽单元20安装于管板8、9的靠端室侧的面或靠室外侧的面的状态的管板8、9的立面图。在图4的(A)中，示出将遮蔽单元20安装于管板8的端室侧的状态，在图4的(B)中，示出将遮蔽单元20安装于管板9的室外侧的状态。
如图3所示，熟石膏G在外壳3的旋转力的作用下向旋转方向前方偏倚，在相对于外壳3的铅垂中心面Y－Y偏置于单侧(图3中为左侧)的状态下堆积，并大致如虚线箭头所示那样流动。熟石膏G与冷却管2的管壁传热接触，并通过经由冷却管2的管壁进行的、冷却管2内的冷热介质(外部空气)与熟石膏G之间的热交换而被冷却。为了利用冷却管2有效或高效地冷却熟石膏G，需要确保比较良好的熟石膏G的流动性，并且，由于熟石膏G从冷却区域D的径向中心区域被导入冷却区域，因此，熟石膏G相对于冷却区域D的空间所占的比率、即熟石膏G的填充率的极限是大致50％～70％，通常，只能以50％以下的填充率来使冷却装置1运转。因此，形成为不存在熟石膏G的上部区域α与堆积有熟石膏G的下部区域β相对配置。上部区域α相对于铅垂中心面Y－Y偏置于与下部区域β相反的一侧(图3中为右侧)。在冷却管2在冷却区域D的上部区域α中沿箭头R方向移动的期间内，冷却管2不与熟石膏G热交换，因而，在此期间内在冷却管2内流通的冷热介质(外部空气)只不过将上部区域α的氛围气体冷却而温度稍微上升，多数冷热介质(外部空气)所保有的冷热量(冷却能力)未被有效利用而损失掉。
如图4所示，采用本发明，附件式或拆装式的遮蔽单元20在与上部区域α相应的位置处接近管板8的外侧面和/或管板9的外侧面地安装于冷却装置1。遮蔽单元20只要安装于管板8和管板9中的至少一者即可，不是必须安装于管板8、9这两者，但本例子中，遮蔽单元20安装于管板8、9这两者。另外，管板8、9与外壳3一起沿箭头R方向旋转，但如后所述，遮蔽单元20固定于排气·排出部4和排气歧管6，始终静止，因此，管板8、9相对于遮蔽单元20相对旋转。因此，遮蔽单元20为了避免与管板8、9之间的摩擦接触而与管板8、9稍微分开地配置。其结果，在遮蔽单元20与管板8、9之间形成空隙S(图6的(A))。如后述那样，少量或微量的气流经由该空隙S流入顶端部2b的开口，并从基端部2a的开口流入端室6a。
如图4和图1的(C)所示，遮蔽单元20由金属制的扇形遮蔽板21、22、23的组装体构成，或者具有将遮蔽板21、22、23一体地组装而成的构造。各遮蔽板21、22、23的中心角θ1例如设定为120度，各遮蔽板21、22、23的外周缘在与管板8、9的外周缘相应的位置处以与管板8、9的外周缘同等的曲率弯曲。遮蔽板21、22、23相互重叠，遮蔽单元20整体的遮蔽角度θ2设定为约180度。
图5的(A)是表示将遮蔽单元20分别安装于管板8、9的靠端室侧或者靠室外侧的面的状态下的冷却装置1的内部构造的立体图，图5的(B)是表示接近管板8地配置的遮蔽单元20的结构的立体图。另外，图6的(A)是表示与管板9接近地配置的遮蔽单元20的结构的纵剖视图，图6的(B)是表示与管板9接近地配置的遮蔽单元20的结构的立体图。
如图5的(B)所示那样与管板8接近配置的遮蔽单元20通过焊接、卡止件、系留件等固定部件或卡止·系留部件(未图示)固定于排气歧管6的壁体或外周部。如图6所示那样与管板9接近配置的遮蔽单元20通过焊接、卡止件、系留件等固定部件或卡止·系留部件(未图示)固定于排气·排出部4的环状伸出部分4c。构成遮蔽单元20的遮蔽板21、22、23彼此通过焊接、卡止件、系留件等固定部件或卡止·系留部件(未图示)相互连结成一体。
例如，在本例子中，冷却管2的内径约为50mm，冷却管2的顶端部2b和基端部2a的各端面与管板8、9的外侧面大致平齐，在管板8、9与遮蔽单元20之间形成的空隙S的尺寸L1、L2(图6的(A))设定为大约10mm～100mm，优选设定为10mm～50mm。
根据期望，也能够构成为，将遮蔽板21、22、23以能够进行位置调节的方式安装于排气歧管6和环状伸出部分4c，以便能够设定并改变遮蔽单元20的周向位置(角度位置)和接近距离(空隙S的尺寸L1、L2)、遮蔽单元20的遮蔽范围(角度范围等)。另外也可以如下那样构成遮蔽单元20：以能够对组装成快门式的遮蔽板21、22、23的重叠量(重叠角度)进行调节的方式将遮蔽板21、22、23相互连结起来，以便能够容易地设定并改变遮蔽单元20的遮蔽角度θ2。作为调节遮蔽板21、22、23的位置和重叠量的部件，能够采用以往的任意的调节机构。
如图5和图6所示，未被遮蔽单元20遮蔽的冷却管2的顶端部2b和基端部2a与以往的装置同样地暴露于室外空间或端室6a，室外空间的大气如实线的箭头所示流入顶端部2b的开口，并从基端部2a的开口流出至端室6a。另外，如图6的(A)的虚线的箭头所示，少量或微量的大气经由形成于遮蔽单元20与管板9之间的微小的空隙S流入上部区域α的冷却管2，并如图5的(B)的虚线的箭头所示那样经由遮蔽单元20与管板8之间的空隙从基端部2a的开口流出至端室6a。
图7是概念性地表示冷却装置1的运转形态的横剖视图，图8是概念性地表示冷却装置1的运转形态的纵剖视图。
在图7和图8中，用较细的实线的箭头(Air)表示在冷却管2中流通的空气(冷热介质)的流动。另外，在图7和图8中，用较粗的空心的箭头(G)表示投入到投入部15的熟石膏G的流动方向。
在排气风扇Eb的吸引压力下流入到下部区域β的冷却管2的大气温度T1(例如20℃)的空气(大气温度的外部空气)与冷却区域D的熟石膏G进行热交换而升温到温度T2(例如60℃)。升温后的空气流入到排气歧管6，像前述那样被排气风扇Eb作为排出气体Ex排出到系统外。投入到熟石膏供给装置10的熟石膏G的温度(材料温度)T3例如约为150℃。熟石膏G与在冷却管2内流通的空气进行热交换而冷却。从排出口4a排出的熟石膏Ga的温度T4例如约为80℃。
根据期望，具有100℃～200℃的范围内的温度的湿润气体(未图示)从湿润气体供给口(未图示)喷射或喷出到冷却区域D。熟石膏G对湿润气体S中的水分进行吸湿或吸水，从而被改性为能够减少熟石膏浆料化用的混合搅拌水量(或者防止熟石膏浆料化用的混合搅拌水量的增加)的组成、成分、物理性质或性状，并在这样改性后的状态下从排出口4a被排出到机器外。
如图7和图8的虚线的箭头所示，在排气风扇Eb的吸引压力下，被遮蔽单元20遮蔽的上部区域α的冷却管2经由遮蔽单元20与管板9之间的空隙S诱导外部空气。在冷却管2的管内流路内流动的外部空气经由遮蔽单元20与管板8之间的空隙S向端室6a流出，并如前述那样作为排出气体Ex排出到系统外。在上部区域α的冷却管2的管内流路中流通的空气与上部空间α的气氛进行热交换，防止上部区域α的气氛的过热。在上部空间α的冷却管2中流通的空气的流量设定为在下部区域β的冷却管2中流通的空气的流量的1/5以下且1/50以上，优选设定为1/10以下且1/100以上。
图9是表示遮蔽单元20的变形例的冷却装置1的顶端面的立面图和局部纵剖视图。
在前述的实施例中，遮蔽单元20具有将多个扇形金属板(遮蔽板21、22、23)相互连结成一体而成的构造，但图9所示的遮蔽单元20’由对大致半圆形的金属板的周缘部分进行弯曲加工而成的弯曲成形品构成。遮蔽单元20’形成由板体(主体)24和周缘部25围成的较薄的腔室形态的空隙S。虚线的箭头所示的空气流经由周缘部25与管板9之间的间隙Sa流入空隙S，并流入上部空间α的冷却管2。如前述那样，在管板8的端室6a侧也配设有实质上相同的构造的遮蔽单元20’，在冷却管2中流通的空气经由端室6a侧的遮蔽单元20’的空隙S和间隙Sa向端室6a流出，并作为排出气体Ex排出到系统外。优选的是，空隙S的尺寸L3设定在大约10mm～100mm的范围内，间隙Sa的尺寸L4设定在大约5mm～40mm的范围内。
以上，详细地说明了本发明的优选的实施方式和实施例，但本发明并不限定于上述实施方式或实施例，能够在权利要求所记载的本发明的范围内进行各种变形或变更。
例如，在上述实施例中，板状的遮蔽单元具有将3张扇形的遮蔽板组合而成的结构，但也可以是，利用一张板体来构成遮蔽单元，或者将两张板体或4张以上的板体组合来构成遮蔽单元。
另外，在上述实施例中，利用单个遮蔽单元来遮蔽了许多端部开口，但也可以是，分割遮蔽单元，并利用多个遮蔽单元来遮蔽端部开口。
并且，在上述实施例中，采用了板状或腔室状的遮蔽单元，但也可以利用中空构件或者有孔构件或有孔板等来形成遮蔽单元，另外，只要能够确保管板与遮蔽单元之间的相对旋转，则还能够是，不在管板与遮蔽单元之间实质上形成空隙或间隙，或者利用能够弹性或弹力地变形的材料等来封闭空隙或间隙。
另外，在上述实施例中，使多管式旋转型换热器构成为使用大气(冷热介质)对被处理物进行冷却的冷却装置，但也可以使多管式旋转型换热器构成为使用调温空气或调温气体作为热介质流体来对被处理物进行冷却或加热的冷却装置或加热装置等。
并且，上述实施例的多管式旋转型换热器具有如下结构，即，在基端侧形成端室，使顶端侧大气开放，使热介质流体从顶端侧向基端侧流通，但可以在基端侧和顶端侧这两侧形成端室，另外，也可以使热介质流体从基端侧向顶端侧流通。
产业上的可利用性
本发明应用于多管式旋转型换热器和多管式旋转型换热器的加热或冷却方法。本发明尤其应用于使外壳、管板和传热管整体旋转，并利用传热管内的热介质流体与加热区域或冷却区域的被处理物之间的热交换来对被处理物进行加热或冷却的多管式旋转型换热器和多管式旋转型换热器的加热或冷却方法。本发明的多管式旋转型换热器例如作为构成熟石膏处理装置的搅拌式冷却装置来使用。
采用本发明，限制或削减难以有效利用于被处理物的冷却或加热的传热管的热介质流量，能够谋求能量效率或热效率的提高、耗电量的削减等，因此其实用的效果显著。
附图标记说明
1、搅拌式冷却装置(多管式旋转型换热器)；2、冷却管(传热管)；2a、基端部；2b、顶端部；3、圆筒状外壳；3a、基端部；3b、顶端部；4、排气·排出部；4a、排出口；4b、排气口；4c、环状伸出部分；5、旋转驱动装置；6、排气歧管；6a、端室；8、9、管板；10、熟石膏供给装置；11、圆筒状框体；14、螺杆部；16、熟石膏供给口；20、20’、遮蔽单元；21、22、23、遮蔽板；30、静止面；D、冷却区域；G、熟石膏(冷却前)；Ga、熟石膏(冷却后)；S、空隙；L1～L4、空隙尺寸；X－X、中心轴线；Y－Y、铅垂中心面；α、上部区域；β、下部区域；θ1、中心角；θ2、遮蔽角度。

Claims (20)

1.一种多管式旋转型换热器，该多管式旋转型换热器具有如下构造，利用管板将能够旋转的外壳的两端部封闭且将许多传热管在外壳内空间中排列，在外壳内形成能够对被导入该外壳内空间的被处理物进行加热或冷却的加热区域或冷却区域，并且利用所述管板来支承各传热管的各端部且使该传热管的端部在所述管板的外侧面或所述管板的外侧面附近开口，使堆积于所述外壳内空间的下部的被处理物的流动区域(β)和位于该流动区域的上方且与所述被处理物相对配置的上部空间(α)包含于所述加热区域或冷却区域，使所述外壳、管板和传热管整体旋转，利用所述传热管内的热介质流体与加热区域或冷却区域的被处理物之间的热交换来对该被处理物进行加热或冷却，该多管式旋转型换热器的特征在于，
该多管式旋转型换热器具备静止状态的遮蔽单元，该遮蔽单元用于使在所述上部空间移动中的所述传热管的热介质流量过渡性地减小，
该遮蔽单元具有静止面，该静止面配置于所述加热区域或冷却区域的外侧且是所述管板的附近，并且该静止面减少或限制向所述传热管的端部开口流入或从该端部开口流出的所述热介质流体的流量，
该静止面与在所述加热区域或冷却区域的上部空间移动中的所述传热管的端部开口相对且接近，且与在所述加热区域或冷却区域的下部空间移动中的所述传热管的端部开口分开。
2.根据权利要求1所述的多管式旋转型换热器，其特征在于，
所述遮蔽单元接近所述传热管的热介质流入侧端部的端部开口和/或所述传热管的热介质流出侧端部的端部开口地配置于所述管板的热介质流入侧空间和/或热介质流出侧空间。
3.根据权利要求1所述的多管式旋转型换热器，其特征在于，
所述遮蔽单元由扇形或半圆形的遮蔽板构成，或者由将多个扇形遮蔽板相互连结而成的遮蔽板组装体构成，所述上部空间是与在所述外壳的旋转运动的影响下向所述加热区域或冷却区域的单侧偏倚而堆积起来的所述被处理物相对配置、且相对于所述外壳的铅垂中心面偏倚到与该被处理物相反的一侧的空间。
4.根据权利要求1所述的多管式旋转型换热器，其特征在于，
该多管式旋转型换热器具备遮蔽单元设置机构，该遮蔽单元设置机构将所述遮蔽单元以能够进行位置调整的方式设于所述管板的附近。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的多管式旋转型换热器，其特征在于，
所述遮蔽单元由将多个扇形遮蔽板一体地连结而成的扇形或半圆形的遮蔽板组装体构成，该遮蔽板组装体具有遮蔽角度调节机构，该遮蔽角度调节机构用于通过对各遮蔽板的重叠角度进行调节来设定并改变遮蔽板组装体的中心角。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的多管式旋转型换热器，其特征在于，
所述遮蔽单元具有将全部传热管数量的20％以上且50％以下的数量的所述传热管的端部开口遮蔽的面积或尺寸。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的多管式旋转型换热器，其特征在于，
因所述遮蔽单元而减少后的所述传热管的热介质流量被设定为与所述被处理物传热接触的所述传热管的热介质流量的1/5以下。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的多管式旋转型换热器，其特征在于，
所述遮蔽单元与所述端部开口之间的距离被设定为所述端部开口的直径的1/10以上且1.0倍以下的尺寸。
9.一种熟石膏处理装置，其特征在于，
该熟石膏处理装置构成为，具备权利要求1至8中任一项所述的多管式旋转型换热器作为熟石膏冷却用的搅拌式冷却装置，且具有对熟石膏进行冷却的搅拌式冷却装置的冷却区域来作为所述冷却区域，使所述传热管的热介质流入侧端部向大气开放，使该大气作为冷热介质在所述传热管的管内流路中流通。
10.根据权利要求9所述的熟石膏处理装置，其特征在于，
该熟石膏处理装置还具有对熟石膏加水的加水装置，该加水装置具有湿润气体供给口，该湿润气体供给口将含有水分或水蒸气的湿润气体的射流或喷出流向所述冷却区域导入。
11.一种加热或冷却方法，该加热或冷却方法使用多管式旋转型换热器，使外壳、管板和传热管整体旋转，利用所述传热管内的热介质流体与加热区域或冷却区域的被处理物之间的热交换来对该被处理物进行加热或冷却，该多管式旋转型换热器具有如下构造，利用管板将能够旋转的所述外壳的两端部封闭且将许多传热管在外壳内空间中排列，在外壳内形成能够对被导入该外壳内空间的被处理物进行加热或冷却的加热区域或冷却区域，并且利用所述管板来支承各传热管的各端部且使该传热管的端部在所述管板的外侧面或所述管板的外侧面附近开口，使堆积于所述外壳内空间的下部的被处理物的流动区域(β)和位于该流动区域的上方且与所述被处理物相对配置的上部空间(α)包含于所述加热区域或冷却区域，该加热或冷却方法的特征在于，
将与在所述上部空间移动中的所述传热管的端部开口相对且接近的遮蔽单元的静止面配置于所述加热区域或冷却区域的外侧且是所述管板的附近，而减少或限制热介质流体向在所述加热区域或冷却区域的上部空间移动中的所述传热管的所述端部开口流入的流量或从该端部开口流出的流量，并且使所述静止面与在所述加热区域或冷却区域的下部空间移动中的所述传热管的端部开口分开，而解除该传热管的热介质流量的减少或限制。
12.根据权利要求11所述的加热或冷却方法，其特征在于，
将所述遮蔽单元接近所述传热管的热介质流入侧端部的端部开口和/或所述传热管的热介质流出侧端部的端部开口地配置于所述管板的热介质流入侧空间和/或热介质流出侧空间。
13.根据权利要求11所述的加热或冷却方法，其特征在于，
所述上部空间被设定为与在所述外壳的旋转运动的影响下向所述加热区域或冷却区域的单侧偏倚而堆积起来的所述被处理物相对配置、且偏倚到与该被处理物相反的一侧的空间，所述遮蔽单元由扇形或半圆形的遮蔽板形成，或者由将多个扇形遮蔽板相互连结而成的遮蔽板组装体形成。
14.根据权利要求11所述的加热或冷却方法，其特征在于，
将所述遮蔽单元以能够进行位置调整的方式设于所述管板的附近。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的加热或冷却方法，其特征在于，
利用将多个扇形遮蔽板一体地连结而成的扇形或半圆形的遮蔽板组装体来形成所述遮蔽单元，通过对各遮蔽板的重叠角度进行调节来设定并改变该遮蔽板组装体的中心角。
16.根据权利要求11至14中任一项所述的加热或冷却方法，其特征在于，
利用所述遮蔽单元来遮蔽全部传热管数量的20％以上且50％以下的数量的所述传热管的端部开口。
17.根据权利要求11至14中任一项所述的加热或冷却方法，其特征在于，
在所述上部空间移动的所述传热管的热介质流量因所述遮蔽单元而减少至与所述被处理物传热接触的所述传热管的热介质流量的1/5以下。
18.根据权利要求11至14中任一项所述的加热或冷却方法，其特征在于，
所述遮蔽单元与所述端部开口之间的距离被设定为所述端部开口的直径的1/10以上且1.0倍以下的尺寸。
19.一种熟石膏处理方法，其应用有权利要求11至18中任一项所述的加热或冷却方法，该熟石膏处理方法的特征在于，
将所述多管式旋转型换热器用作熟石膏冷却用的搅拌式冷却装置，将要冷却的熟石膏导入所述冷却区域，使所述传热管的热介质流入侧端部向大气开放，使该大气作为冷热介质流入所述传热管的管内流路。
20.根据权利要求19所述的熟石膏处理方法，其特征在于，
使用对熟石膏加水的加水装置，将含有水分或水蒸气的湿润气体的射流或喷出流导入所述冷却区域。
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