JP2007101070A - ドラムドライヤおよびその温度調節方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ドラムの温度を自動調節して、安定した乾燥処理物を得ることができるドラムドライヤおよびその温度調節方法を提供すること。
【解決手段】ドラムドライヤ1は、回転するドラム81,82の内部に加熱された熱媒体を導入してドラム81,82の表面に付着された被乾燥処理物Aを乾燥させ、乾燥後の乾燥処理物をスクレーパ83,84で剥ぎ取る装置である。ドラムドライヤ1は、ドラム81,82に熱媒体を大気圧以上の圧力で導入する導入管P1と、ドラム81,82の内部の熱媒体を外部に排出するための排出管P2,P3と、導入管P1内の熱媒体の圧力を検出する圧力検出器7と、圧力検出器7で検出した検出値に基づいた電気信号を出力する調節制御部5と、導入管P1に設けられ調節制御部5からの電気信号に基づいて熱媒体の流量をフィードバック制御する制御弁4と、を備えている。
【選択図】図1
【解決手段】ドラムドライヤ1は、回転するドラム81,82の内部に加熱された熱媒体を導入してドラム81,82の表面に付着された被乾燥処理物Aを乾燥させ、乾燥後の乾燥処理物をスクレーパ83,84で剥ぎ取る装置である。ドラムドライヤ1は、ドラム81,82に熱媒体を大気圧以上の圧力で導入する導入管P1と、ドラム81,82の内部の熱媒体を外部に排出するための排出管P2,P3と、導入管P1内の熱媒体の圧力を検出する圧力検出器7と、圧力検出器7で検出した検出値に基づいた電気信号を出力する調節制御部5と、導入管P1に設けられ調節制御部5からの電気信号に基づいて熱媒体の流量をフィードバック制御する制御弁4と、を備えている。
【選択図】図1
Description
本発明は、被乾燥処理物をドラムの外周面に展延させ乾燥固化した後、スクレーパで剥ぎ取ることによって乾燥品を製造するドラムドライヤおよびその温度調節方法に関する。
ドラムドライヤは、回転するドラム内に加熱された蒸気を導入し、その熱を利用して被乾燥処理物を連続的に乾燥処理するものであり、被乾燥処理物として、米飯、うどん、パン、酒類の搾り粕等の澱粉を多く含む食品、薬品、化成品、あるいはこれらの廃棄物、各種スラッジを含んだ液体など、ペースト状(糊状)、有機・無機溶液やスラリー状、液状といった各種原料が処理される。
従来からこのようなドラムドライヤでは、被乾燥処理物が展延されたドラムを加熱する熱媒体として飽和蒸気が多く使用されている。そのようなドラムドライヤにおいて、ドラムの温度を調節する場合は、その飽和蒸気の圧力と温度との相関関係を利用し、蒸気減圧弁または機械式減圧弁で飽和蒸気の圧力を減圧することによって、間接的に温度の調節を行っている。
従来からこのようなドラムドライヤでは、被乾燥処理物が展延されたドラムを加熱する熱媒体として飽和蒸気が多く使用されている。そのようなドラムドライヤにおいて、ドラムの温度を調節する場合は、その飽和蒸気の圧力と温度との相関関係を利用し、蒸気減圧弁または機械式減圧弁で飽和蒸気の圧力を減圧することによって、間接的に温度の調節を行っている。
例えば、特許文献1に開示されているドラムドライヤでは、2基のドラムの各回転継手部間に接続された配管に、1つの圧力検出器を介在させてドラム間の圧力を検出し、この圧力によってドラムの入口の蒸気圧力調整弁を調整して、微量の蒸気を導入するようにしている。
特開平7−51502号公報(段落0029、図1)
しかしながら、特許文献1のドラムドライヤでは、ドラム内の圧力が、ドレン排出管を介在して設けられた真空排気機構とドレン排出機構とによって発生される2次側圧力により基本的に決定される。その結果、各ドラム内の圧力は、両運転機構の運転条件の変化や各ドラムでのドレン発生量や排出管の圧力抵抗に差異がある場合には、各排出管に設けられた各自動開閉弁が独立して作動することによって、2基のドラム内の圧力が不均一となっていた。このため、各自動開閉弁の影響を受けて、圧力検出器で検出される圧力値は、各ドラム内の圧力がそれぞれ相違しているのに伴い各ドラムの表面温度も相違して、被乾燥処理物を均一に乾燥できないという問題点があった。
また、従来の蒸気減圧弁または機械式減圧弁によるドラムドライヤの温度調節方法では、ドラム内の圧力状況の変動に対する追従性が乏しく、温度調節の制御精度が悪いため、被乾燥処理物の乾燥処理をしながらドラムの表面温度を一定に保つことが困難であった。
このため、ドラムの表面温度が低下した場合には、被乾燥処理物の乾燥不良が起き、被乾燥処理物の種類によっては主にドラム上で被乾燥処理物同士が付着して成長が起こり、塊になる。その塊は、ドラムの下方に設置される解砕装置の破砕ロールに付着して駆動源に過負荷を生じさせたり、解砕装置の下流側に設置される搬送装置(スクリューフィーダ)の搬送路を閉塞させたりするという問題点があった。そして、最悪の場合には、これらのトラブルによる過負荷によって機器が損傷するという問題点があった。
このため、ドラムの表面温度が低下した場合には、被乾燥処理物の乾燥不良が起き、被乾燥処理物の種類によっては主にドラム上で被乾燥処理物同士が付着して成長が起こり、塊になる。その塊は、ドラムの下方に設置される解砕装置の破砕ロールに付着して駆動源に過負荷を生じさせたり、解砕装置の下流側に設置される搬送装置(スクリューフィーダ)の搬送路を閉塞させたりするという問題点があった。そして、最悪の場合には、これらのトラブルによる過負荷によって機器が損傷するという問題点があった。
さらに、ドラムの表面温度が高すぎる場合には、被乾燥処理物が焦付くという問題点がある。また、ドラムの表面温度が低すぎる場合には、ドラムに密着している被乾燥処理物の表面のみが乾燥して、接触面の裏面側や内側に熱が伝達する前に自然に剥離して落下しまう等の乾燥不良が起きるという問題点があった。
また、2基のドラムを備えたいわゆるダブルドラムドライヤでは、ドラムの間隔が0.1mm〜2.0mm程度と小さいので、左右のドラムが不均一に加熱された場合、ドラムが熱膨張によって不均一に大きくなることにより、各ドラム間の隙間が不均一となって均一な厚さの被乾燥処理物ができないため、その隙間の再調整が必要となるという問題点があった。
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、ドラムの温度を自動調節して、安定した乾燥処理物を得ることができるドラムドライヤおよびその温度調節方法を提供することを課題とする。
前記課題を解決するために、請求項1に記載のドラムドライヤは、回転するドラムの内部に加熱された熱媒体を導入して前記ドラムの表面に付着された被乾燥処理物を乾燥させ、乾燥後の乾燥処理物をスクレーパで剥ぎ取るドラムドライヤであって、前記ドラムに前記熱媒体を大気圧以上の圧力で導入する導入管と、前記ドラムの内部の前記熱媒体を外部に排出する排出管と、前記導入管内の前記熱媒体の圧力を検出する圧力検出器と、前記圧力検出器で検出した検出値に基づいた電気信号を出力する調節制御部と、前記導入管に設けられ前記調節制御部からの電気信号に基づいて前記熱媒体の流量をフィードバック制御する制御弁と、を備えたことを特徴とする。
ここで、熱媒体の流量とは、制御弁の入力ポートから入って出力ポートから出てドラム側へ流れる熱媒体の通過量である。
ここで、熱媒体の流量とは、制御弁の入力ポートから入って出力ポートから出てドラム側へ流れる熱媒体の通過量である。
請求項1に記載の発明によれば、ドラムドライヤは、加熱された熱媒体が導入管を通ってドラムに導入されるとき、圧力検出器で導入管内の熱媒体の圧力が検出されて、その検出値に基づく調節制御部からの電気信号によって制御弁が熱媒体の流量をフィードバック制御してドラム内の圧力を自動調節する。
また、導入管内の熱媒体の圧力を検出する圧力検出器が設けられたことにより、ドラムの入口側の導入管(一次側の配管)内の圧力を検出して、制御弁で流量をフィードバック制御してドラム内の圧力および流量を調節できるため、ドラムの出口側の排出管(二次側の配管)内のドレン等によってドラム内の圧力が異常上昇することを抑制できる。
また、導入管内の熱媒体の圧力を検出する圧力検出器が設けられたことにより、ドラムの入口側の導入管(一次側の配管)内の圧力を検出して、制御弁で流量をフィードバック制御してドラム内の圧力および流量を調節できるため、ドラムの出口側の排出管(二次側の配管)内のドレン等によってドラム内の圧力が異常上昇することを抑制できる。
請求項2に記載のドラムドライヤは、請求項1に記載のドラムドライヤであって、前記制御弁は、入口ポートと出口ポートとの間の流路面積を変えることによって前記熱媒体の流量を調節する流量制御弁であることを特徴とする。
請求項2に記載の発明によれば、制御弁は、入口ポートと出口ポートとの間の流路面積を変えることによって、ドラムに導入される熱媒体の流量が調節されるため、ドラム内の圧力とその表面温度を間接的に調節できるようになる。
請求項3に記載のドラムドライヤは、請求項1または請求項2に記載のドラムドライヤであって、前記ドラムは、前記表面が対面するように所定間隔を空けて一対に配置され、前記導入管は、前記熱媒体が前記一対のドラムのそれぞれに流れる分岐管を備えると共に、前記圧力検出器は、前記分岐管の少なくとも一方に設けられて前記分岐管内の圧力を検出することを特徴とする。
請求項3に記載の発明によれば、ドラムドライヤは、ドラムが一対のダブルドラムからなり、圧力検出器がその一方のドラムに流れ込む分岐管内の圧力を検出することにより、両ドラム内に直接影響を及ぼす一方のドラムの入口の近傍における配管内の圧力を圧力検出器で検出している。この検出した熱媒体の圧力値から圧力と温度との相関関係によって間接的に両ドラム内の温度や表面温度を割り出すことが可能である。
請求項4に記載のドラムドライヤは、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のドラムドライヤであって、前記熱媒体は、飽和蒸気からなり、前記排出管には、前記ドラム内部のドレンを当該ドラム外に排出するドレン排出管と、前記ドラム外に排出されたドレンを外部に排出するスチームトラップと、が設けられていることを特徴とする。
請求項4に記載の発明によれば、排出管に、ドラム内部からドレンを排出するドレン排出管が接続されていることより、運転前(蒸気投入前)、飽和蒸気の熱量が奪われてドレンが発生した場合には、ドラム内に圧縮空気等を送り込んで高圧状態にすれば、ドレンをその圧力によってドラム外に押し出して排出できる。そして、運転中は、ドラム内に飽和蒸気が送り込まれることにより、ドラムの内圧が高圧になっていることによってドレンがドラム外に排出される。
また、排出管には、スチームトラップが備えられたことにより、飽和蒸気が放熱等による温度低下によって凝縮されてドラム内に溜まったドレンが流れる途中で飽和蒸気から自動的に分離されて外部に排出されるようになる。
また、排出管には、スチームトラップが備えられたことにより、飽和蒸気が放熱等による温度低下によって凝縮されてドラム内に溜まったドレンが流れる途中で飽和蒸気から自動的に分離されて外部に排出されるようになる。
請求項5に記載のドラムドライヤの温度調節方法は、回転するドラムの内部に、加熱された熱媒体を導入して前記ドラムの表面に付着された被乾燥処理物を乾燥させ、乾燥後の乾燥処理物をスクレーパで剥ぎ取るドラムドライヤの温度調節方法であって、前記熱媒体を大気圧以上の圧力で導入管によって前記ドラム内に導入する導入ステップと、前記導入管内の前記熱媒体の圧力を圧力検出器で検出する検出ステップと、前記圧力の検出値に基づいた電気信号を出力して、前記圧力値を所定値にするために前記導入管に設けた制御弁を調節制御部でフィードバック制御する制御ステップと、を含むことを特徴とする。
請求項5に記載の発明によれば、ドラムドライヤは、加熱された熱媒体が導入管を通ってドラムに導入されるとき、圧力検出器で導入管内の熱媒体の圧力が検出され、その検出値に基づく電気信号によって制御弁がフィードバック制御してドラム内に導入される熱媒体の圧力が所望値に自動調節される。
請求項6に記載のドラムドライヤの温度調節方法は、請求項5に記載のドラムドライヤの温度調節方法であって、前記制御ステップは、前記制御弁によって前記熱媒体の流量を調節する流量制御であることを特徴とする。
請求項6に記載の発明によれば、制御ステップは、フィードバック制御によって制御弁の入口ポートと出口ポートとの間の流路面積を調整して、ドラムに導入される熱媒体の流量が調節されるため、飽和蒸気の圧力を温度との相関関係からドラムの表面温度を間接的に調節できるようになる。
請求項7に記載のドラムドライヤの温度調節方法は、請求項5または請求項6に記載のドラムドライヤの温度調節方法であって、前記ドラムの表面が所定間隔を空けて対面するように当該ドラムが一対配置されている構成において、前記導入管から分岐して前記一対のドラムの少なくとも一方側に流れ前記ドラムの近傍の分岐管内における前記熱媒体の圧力を、前記圧力検出器で検出し、前記フィードバック制御を、前記導入管から前記分岐管が分岐する分岐点より上流に設けられた前記制御弁によって行うことを特徴とする。
請求項7に記載の発明によれば、一対のドラムは、圧力検出器がその一方のドラムに流れ込む分岐管内の熱媒体の圧力を検出することにより、両ドラム内の圧力と温度とに直接影響を及ぼす一方のドラムの入口の近傍における配管の圧力を検出することができる。その結果、回転するドラムの表面温度を検出した圧力から演算できると共に、両ドラム内の圧力が適正値になるように制御弁で熱媒体の流量を調整できる。
請求項8に記載のドラムドライヤの温度調節方法は、請求項5ないし請求項7のいずれか一項に記載のドラムドライヤの温度調節方法であって、前記熱媒体として、前記導入管から飽和蒸気を導入することを特徴とする。
請求項8に記載の発明によれば、熱媒体として飽和蒸気を使用することにより、飽和蒸気によってドラムを効率よく加熱して被乾燥処理物を乾燥できるようになる。
請求項9に記載のドラムドライヤの温度調節方法は、請求項8に記載のドラムドライヤの温度調節方法であって、前記ドラムドライヤの停止後ないし起動前に、前記ドラムの加熱後に凝縮して生成されたドレンを圧縮空気によって前記排出管から押出すことを特徴とする。
請求項9に記載の発明によれば、ドラム内への飽和蒸気の導入が行われていないドラムドライヤの停止後ないし起動前に、ドラム内に残留する蒸気あるいはドレンを圧縮空気によって排出管からドラム外に排出することにより、起動時における異音や配管トラブルを防止すると共に、起動時間の短縮を図ることができる。
請求項10に記載のドラムドライヤの温度調節方法は、請求項9に記載のドラムドライヤの温度調節方法であって、前記ドラムドライヤの起動時に、前記制御弁の入口ポートと出口ポートとの間の流路面積を段階的に大きくすることを特徴とする。
請求項10に記載の発明によれば、ドラムドライヤの起動時に、制御弁の入口ポートと出口ポートとの間の流路面積を段階的に大きくすることにより、ドラムに導入される熱媒体の流量が段階的に増加されるため、ドラムドライヤを暖機運転する際に、ドラムの温度を円滑に上昇させて、急激な熱膨張を防止できる。
本発明の請求項1に係るドラムドライヤによれば、ドラムの表面温度が、ドラム内の熱媒体の圧力に比例して上昇および下降するので、その流量を調節することによって間接的に自動調節されるため、ドラムの表面温度を設定した所定温度に保つことができる。その結果、ドラムに付着された被乾燥処理物は、全体が一様に乾燥処理された安定した状態の乾燥品を得ることができる。また、ドラムの表面温度の異常加熱による被乾燥処理物の焦付きや、被乾燥処理物の塊の発生や、乾燥不良等を解消して乾燥品質を向上させることができると共に、被乾燥処理物の塊によって解砕装置や搬送装置に過負荷が発生することを解消できる。
本発明の請求項2に係るドラムドライヤによれば、ドラムに導入される熱媒体の流量が調節されることによって、ドラムの表面温度を間接的に調節して、被乾燥処理物を安定した状態に乾燥処理することができると共に、急激な温度上昇や急激な熱膨張を防止して、熱膨張による損傷や不具合の発生を解消できる。
本発明の請求項3に係るドラムドライヤによれば、2基のドラム内の圧力を均等に保つことによって、2基のドラムの表面温度が均一化して、乾燥斑を解消して安定した被乾燥処理物を得ることができる。
本発明の請求項4に係るドラムドライヤによれば、ドレン排出管によって、ドラム内のドレンを外部に排出できるため、排出管側の圧力変動やウォータハンマの発生を抑制できるようになる。また、ドラム内のドレンが排出されることにより、ドラム全体が飽和蒸気によって均一に加熱されるようになるため、被乾燥処理物の乾燥斑を無くして安定した被乾燥処理物を得ることができる。
また、スチームトラップによって、飽和蒸気の圧力を維持した状態で、ドラム内に溜まったドレンを自動的に飽和蒸気から分離して外部に排出できるため、排出管側のドレンによってドラム内の圧力が変動することを解消して、ドラムの表面温度を適温に維持することができる。その結果、ドラムの表面温度を間接的に適温に調節することが可能となり、安定した被乾燥処理物を得ることができる。
また、スチームトラップによって、飽和蒸気の圧力を維持した状態で、ドラム内に溜まったドレンを自動的に飽和蒸気から分離して外部に排出できるため、排出管側のドレンによってドラム内の圧力が変動することを解消して、ドラムの表面温度を適温に維持することができる。その結果、ドラムの表面温度を間接的に適温に調節することが可能となり、安定した被乾燥処理物を得ることができる。
本発明の請求項5に係るドラムドライヤの温度調節方法によれば、ドラム内に導入される熱媒体の圧力を自動調節することによって、飽和蒸気の圧力を温度との相関関係からドラムの表面温度を間接的に自動調節して、乾燥処理するのに最適な温度に保つことができる。その結果、安定した被乾燥処理物を得ることができる。
本発明の請求項6に係るドラムドライヤの温度調節方法によれば、フィードバック制御によって、制御弁からドラム内に導入される熱媒体の流量を調節して、ドラムの表面温度を間接的に調節して最適な温度に保つことができる。
本発明の請求項7に係るドラムドライヤの温度調節方法によれば、回転する2基のドラムの表面温度を、ドラムの入口側の分岐管に設けた圧力検出器で検出した圧力値から演算し、制御弁で熱媒体の流量を調整することによって、両ドラムの表面温度を適温に一定に保つことができるため、被乾燥処理物の乾燥不良を解消できる。
本発明の請求項8に係るドラムドライヤの温度調節方法によれば、飽和蒸気によって、ドラムを効率よく加熱して被乾燥処理物を適切に斑無く乾燥できる。
本発明の請求項9に係るドラムドライヤの温度調節方法によれば、ドラムドライヤの停止後ないし起動前に、ドラム内に残留する蒸気あるいはドレンをドラム外に排出することにより、起動時における異音や配管トラブルを防止すると共に、起動時間の短縮を図ることができる。
本発明の請求項10に係るドラムドライヤの温度調節方法によれば、ドラムドライヤの起動時に、ドラムの温度を円滑に上昇するように温度調節できるため、急激な熱膨張を防止して熱膨張による損傷や不具合の発生を防止できる。
以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を説明する。なお、ドラムドライヤは、高温の気体等の各種の熱媒体を使用可能であるが、一例として、飽和蒸気を使用した場合を説明する。
図1は、ドラムドライヤを概略して示す正面図である。図2は、ドラムドライヤを概略して示す側面図である。
図1は、ドラムドライヤを概略して示す正面図である。図2は、ドラムドライヤを概略して示す側面図である。
≪被乾燥処理物≫
まず始めに、図1および図2に示すドラムドライヤ1によって乾燥される被乾燥処理物Aを説明する。被乾燥処理物Aは、穀物等の澱粉質食品廃棄物であり、例えば、米飯、うどん、そば、パスタ、芋類、とうもろこし、パン、澱粉のり等の澱粉を多く含むものである。この被乾燥処理物A(例えば、米飯)は、後記のように供給装置(図示せず)によって投入口8aからドラム81とドラム82との間に投入される。そして、被乾燥処理物Aは、加熱されたドラム81,82の表面に付着・展延して乾燥させられ、スクレーパ83,84で剥ぎ落すことで、略シート状の乾燥品となり、その後の解砕装置11(図4参照)で適宜な大きさの粒状または粉末状に微粉砕されて鋳物砂や猫砂等用のバインダ、工業用糊等の原料としてリサイクルされる製品原料C(図4参照)となる。
なお、ドラムドライヤ1では、各種のスラッジを含んだ液体等、水分を含むペースト状または液状のものを加熱することによって乾燥固化できるものにも適用できる。
以下、被乾燥処理物Aを残飯等の米飯とした場合を例に挙げて本発明の実施形態を説明する。
まず始めに、図1および図2に示すドラムドライヤ1によって乾燥される被乾燥処理物Aを説明する。被乾燥処理物Aは、穀物等の澱粉質食品廃棄物であり、例えば、米飯、うどん、そば、パスタ、芋類、とうもろこし、パン、澱粉のり等の澱粉を多く含むものである。この被乾燥処理物A(例えば、米飯)は、後記のように供給装置(図示せず)によって投入口8aからドラム81とドラム82との間に投入される。そして、被乾燥処理物Aは、加熱されたドラム81,82の表面に付着・展延して乾燥させられ、スクレーパ83,84で剥ぎ落すことで、略シート状の乾燥品となり、その後の解砕装置11(図4参照)で適宜な大きさの粒状または粉末状に微粉砕されて鋳物砂や猫砂等用のバインダ、工業用糊等の原料としてリサイクルされる製品原料C(図4参照)となる。
なお、ドラムドライヤ1では、各種のスラッジを含んだ液体等、水分を含むペースト状または液状のものを加熱することによって乾燥固化できるものにも適用できる。
以下、被乾燥処理物Aを残飯等の米飯とした場合を例に挙げて本発明の実施形態を説明する。
≪ドラムドライヤの構成≫
図1に示すように、ドラムドライヤ1は、装置本体8に設けられ回転するドラム81,82の内部に、加熱された飽和蒸気(熱媒体)を導入してドラム81,82の表面に付着させた被乾燥処理物Aを乾燥させ、スクレーパ83,84で剥ぎ取ることよって乾燥品を製造する装置である。このドラムドライヤ1は、ドラム81,82に、飽和蒸気を大気圧以上の圧力で導入する導入管P1と、ドラム81,82の内部の飽和蒸気を外部に排出するための排出管P2,P3と、導入管P1内の飽和蒸気の圧力を検出する圧力検出器7と、圧力検出器7で検出した圧力検出値に基づいた電気信号を出力する調節制御部5と、導入管P1に設けられ調節制御部5からの電気信号に基づいてフィードバック制御する制御弁4と、を備えている。その他、このドラムドライヤ1には、それぞれ後記するボイラ2と、減圧弁3と、開閉バルブ6と、スチームトラップ91,92と、ドレン排出管85,86と、回転駆動装置10等が備えられている。
図1に示すように、ドラムドライヤ1は、装置本体8に設けられ回転するドラム81,82の内部に、加熱された飽和蒸気(熱媒体)を導入してドラム81,82の表面に付着させた被乾燥処理物Aを乾燥させ、スクレーパ83,84で剥ぎ取ることよって乾燥品を製造する装置である。このドラムドライヤ1は、ドラム81,82に、飽和蒸気を大気圧以上の圧力で導入する導入管P1と、ドラム81,82の内部の飽和蒸気を外部に排出するための排出管P2,P3と、導入管P1内の飽和蒸気の圧力を検出する圧力検出器7と、圧力検出器7で検出した圧力検出値に基づいた電気信号を出力する調節制御部5と、導入管P1に設けられ調節制御部5からの電気信号に基づいてフィードバック制御する制御弁4と、を備えている。その他、このドラムドライヤ1には、それぞれ後記するボイラ2と、減圧弁3と、開閉バルブ6と、スチームトラップ91,92と、ドレン排出管85,86と、回転駆動装置10等が備えられている。
以下、飽和蒸気が生成される上流側から外部に排出される下流側に向かってそれぞれ設置された各構成部材を順に説明する。
≪ボイラの構成≫
図1に示すように、ボイラ2は、例えば、燃料を燃焼させた熱で熱媒体である飽和蒸気を生成する装置であり、配管2aを介して減圧弁3に接続されている。このボイラ2は、例えば、調節制御部5に電気的に接続されて、調節制御部5に設けられたスイッチ(図示せず)および制御装置(図示せず)によってON、OFFおよび温度制御等が行われる。
なお、ボイラ2は、飽和蒸気を発生させるものであればよく、例えば、電気によって加熱されるヒータを備えたものでもよい。
図1に示すように、ボイラ2は、例えば、燃料を燃焼させた熱で熱媒体である飽和蒸気を生成する装置であり、配管2aを介して減圧弁3に接続されている。このボイラ2は、例えば、調節制御部5に電気的に接続されて、調節制御部5に設けられたスイッチ(図示せず)および制御装置(図示せず)によってON、OFFおよび温度制御等が行われる。
なお、ボイラ2は、飽和蒸気を発生させるものであればよく、例えば、電気によって加熱されるヒータを備えたものでもよい。
≪導入管の構成≫
前記導入管P1は、ボイラ2で生成した飽和蒸気をドラム81,82内に送るための流路を形成するものであり、配管2aと、配管3aと、配管4aと、配管4bと、配管4cと、軸筒管81aと、軸筒管82aとから構成されている。この導入管P1は、一対のドラム81,82に飽和蒸気を均等な圧力および温度で送り込むために、ドラム81の上流の分岐点Bで2つに分岐しており、一方のドラム81内に飽和蒸気を送り込む配管(分岐管)4bと、他方のドラム82内に飽和蒸気を送り込む配管(分岐管)4cとを備えている。導入管P1には、最上流部にボイラ2が設けられ、最下流部にドラム81,82が設けられ、中間部に減圧弁3と制御弁4と開閉バルブ6と圧力検出器7とが設けられて、飽和蒸気を大気圧以上の所定圧力でドラム81,82内に導入するように配設されている。
配管2a,3a,4a,4b,4cおよび軸筒管81a,82aは、例えば、鋼管等の金属管からなり、配管数は限定されない。
前記導入管P1は、ボイラ2で生成した飽和蒸気をドラム81,82内に送るための流路を形成するものであり、配管2aと、配管3aと、配管4aと、配管4bと、配管4cと、軸筒管81aと、軸筒管82aとから構成されている。この導入管P1は、一対のドラム81,82に飽和蒸気を均等な圧力および温度で送り込むために、ドラム81の上流の分岐点Bで2つに分岐しており、一方のドラム81内に飽和蒸気を送り込む配管(分岐管)4bと、他方のドラム82内に飽和蒸気を送り込む配管(分岐管)4cとを備えている。導入管P1には、最上流部にボイラ2が設けられ、最下流部にドラム81,82が設けられ、中間部に減圧弁3と制御弁4と開閉バルブ6と圧力検出器7とが設けられて、飽和蒸気を大気圧以上の所定圧力でドラム81,82内に導入するように配設されている。
配管2a,3a,4a,4b,4cおよび軸筒管81a,82aは、例えば、鋼管等の金属管からなり、配管数は限定されない。
次に、導入管P1の接続関係を説明する。
図1に示す配管2aは、上流側がボイラ2に接続され、下流側が減圧弁3に接続されている。配管3aは、上流側が減圧弁3に接続され、下流側が制御弁4に接続されている。配管4aは、上流側が制御弁4に接続され、下流側が分岐点Bで配管4b,4cに接続されている。配管4bは、上流側が配管4aの分岐点Bに接続され、下流側が軸筒管81aに接続されている。配管4cは、上流側が配管4aの分岐点Bに接続され、下流側が軸筒管82aに接続されている。図2に示すように、軸筒管81a,82aは、それぞれ下流側の開口端が各ドラム81,82の側壁中央部内に開口して、飽和蒸気がドラム81,82内にそれぞれ流れ込むように設置されている。
図1に示す配管2aは、上流側がボイラ2に接続され、下流側が減圧弁3に接続されている。配管3aは、上流側が減圧弁3に接続され、下流側が制御弁4に接続されている。配管4aは、上流側が制御弁4に接続され、下流側が分岐点Bで配管4b,4cに接続されている。配管4bは、上流側が配管4aの分岐点Bに接続され、下流側が軸筒管81aに接続されている。配管4cは、上流側が配管4aの分岐点Bに接続され、下流側が軸筒管82aに接続されている。図2に示すように、軸筒管81a,82aは、それぞれ下流側の開口端が各ドラム81,82の側壁中央部内に開口して、飽和蒸気がドラム81,82内にそれぞれ流れ込むように設置されている。
≪減圧弁の構成≫
図1に示す減圧弁3は、内設された弁体の開度が所定値に固定されて、下流側の配管3aの圧力を上流側の圧力より1段階減圧させるためのバルブである。この減圧弁3は、下流の設置される後記の制御弁4の上流側の圧力と下流側の圧力との圧力差をなるべく小さくして流量の制御精度を向上させるために設置されている。減圧弁3は、ボイラ2側(上流側)の圧力がドラム81,82側(下流側)の圧力より高すぎる場合に、下流側を減圧させる蒸気減圧弁または機械式減圧弁からなる。なお、減圧弁3は、制御弁4の上流側の圧力と下流側に圧力との圧力差が小さい場合は不要である。
図1に示す減圧弁3は、内設された弁体の開度が所定値に固定されて、下流側の配管3aの圧力を上流側の圧力より1段階減圧させるためのバルブである。この減圧弁3は、下流の設置される後記の制御弁4の上流側の圧力と下流側の圧力との圧力差をなるべく小さくして流量の制御精度を向上させるために設置されている。減圧弁3は、ボイラ2側(上流側)の圧力がドラム81,82側(下流側)の圧力より高すぎる場合に、下流側を減圧させる蒸気減圧弁または機械式減圧弁からなる。なお、減圧弁3は、制御弁4の上流側の圧力と下流側に圧力との圧力差が小さい場合は不要である。
≪制御弁の構成≫
制御弁4は、例えば、後記する圧力検出器7で検出した一方の分岐管(配管4c)内の圧力検出値から演算した調節制御部5から出力信号に基づいて、内設された弁体(図示せず)の開度をPID(Proportional Integral Derivative)自動調節し、入力ポートと出力ポートとの間の流路断面積を変えることによって飽和蒸気の流量を調節する流量制御弁である。この制御弁4は、飽和蒸気の流量を自動調節してドラム81,82の入口側の圧力を所定の設定値(例えば、0.18〜0.20MPa)にすることによって間接的にドラム81,82の表面温度を適温(例えば、被乾燥処理物Aが米飯の場合は、約115℃)に調節するためのものである。
制御弁4は、例えば、後記する圧力検出器7で検出した一方の分岐管(配管4c)内の圧力検出値から演算した調節制御部5から出力信号に基づいて、内設された弁体(図示せず)の開度をPID(Proportional Integral Derivative)自動調節し、入力ポートと出力ポートとの間の流路断面積を変えることによって飽和蒸気の流量を調節する流量制御弁である。この制御弁4は、飽和蒸気の流量を自動調節してドラム81,82の入口側の圧力を所定の設定値(例えば、0.18〜0.20MPa)にすることによって間接的にドラム81,82の表面温度を適温(例えば、被乾燥処理物Aが米飯の場合は、約115℃)に調節するためのものである。
図1に示す開閉バルブ6は、圧縮空気を生成するコンプレッサ(図示せず)に接続されて、弁体を開くことにより、配管4a,4b,4cからドラム81,82内に圧縮空気を送って、強制的にドラム81,82内のドレンDをドレン排出管85,86を介して配管81c,82cから外部に排出させるためのバルブである。なお、この開閉バルブ6は、ドラム81,82内への飽和蒸気の導入が行われていないドラムドライヤ1の停止後ないし起動前に、残留蒸気あるいはドレンDを排出するとき以外は閉じられている。この開閉バルブ6の開放は、電源スイッチ(図示せず)等をONしたときに、自動的に所定時間開放するようにしてもよいし、または手動的に開放するバルブを用いて行うようにしてもよい。
≪圧力検出器の構成≫
圧力検出器7は、ドラム81,82の入口側の導入管P1内の圧力を検出するセンサであり、制御弁4より下流であって、可能な限り導入管P1のドラム81,82に近い位置に設けることが好ましい。この圧力検出器7は、例えば、配管(分岐管)4cに設けられてその配管4c内の圧力をダイヤフラムの変化量を歪みゲージよって検出し、電信信号に変換し増幅して調節制御部5に出力する。
圧力検出器7は、ドラム81,82の入口側の導入管P1内の圧力を検出するセンサであり、制御弁4より下流であって、可能な限り導入管P1のドラム81,82に近い位置に設けることが好ましい。この圧力検出器7は、例えば、配管(分岐管)4cに設けられてその配管4c内の圧力をダイヤフラムの変化量を歪みゲージよって検出し、電信信号に変換し増幅して調節制御部5に出力する。
≪調節制御部の構成≫
図1に示す調節制御部5は、圧力検出器7で検出した圧力の電気信号から飽和蒸気によって加熱されるドラム81,82の温度が設定温度になるように、飽和蒸気の圧力と温度の相関関係から制御弁4の開度を演算し、その開度信号を制御弁4に出力して弁体の開度をPID自動調節すると共に、ボイラ2と、モータMと、被乾燥処理物Aを投入口8aに投入する供給装置(図示せず)とをそれぞれ作動させるための操作盤兼自動制御装置である。この調節制御部5には、ボイラ2を作動させるための不図示のスイッチと、モータMを回転駆動させるためのスイッチと、供給装置を作動させるためのスイッチと、圧力検出器7で検出した圧力の電気信号からドラム81,82の表面温度を適宜な温度にするために制御弁4の開度を所望の開度にするためのデータ記憶回路および演算回路と、が主に備えられている。
図1に示す調節制御部5は、圧力検出器7で検出した圧力の電気信号から飽和蒸気によって加熱されるドラム81,82の温度が設定温度になるように、飽和蒸気の圧力と温度の相関関係から制御弁4の開度を演算し、その開度信号を制御弁4に出力して弁体の開度をPID自動調節すると共に、ボイラ2と、モータMと、被乾燥処理物Aを投入口8aに投入する供給装置(図示せず)とをそれぞれ作動させるための操作盤兼自動制御装置である。この調節制御部5には、ボイラ2を作動させるための不図示のスイッチと、モータMを回転駆動させるためのスイッチと、供給装置を作動させるためのスイッチと、圧力検出器7で検出した圧力の電気信号からドラム81,82の表面温度を適宜な温度にするために制御弁4の開度を所望の開度にするためのデータ記憶回路および演算回路と、が主に備えられている。
前記調節制御部5は、スイッチ(図示せず)をONしてボイラ2を暖機運転したときに、段階的に制御弁4の弁体の開度を上げて飽和蒸気を流通させ、ドラム81,82内を最終的な圧力値まで上昇させることで、ドラム81,82の表面温度を所定値まで徐々に上昇させて、急激な温度上昇を抑制し、円滑に温度上昇できるように制御する。
また、調節制御部5は、モータMおよび供給装置(図示せず)を作動させて被乾燥処理物Aを乾燥させる乾燥作業時に、圧力検出器7からの信号に基づいて制御弁4を自動開閉させて、ドラム81,82内を所定の圧力Pd(図5参照)に保って、ドラム81,82の表面温度が所望値になるように制御する。
すなわち、調節制御部5は、制御弁4の下流側に設けた圧力検出器7でドラム81,82および配管4bに連通して同じ圧力になっている配管4c内の圧力を検出し、制御弁4の弁体の開度を変えることによって飽和蒸気の流量を調節している。
この調節制御部5は、例えば、図1に示すように、装置本体8とは別体に、操作盤として設置されている。
また、調節制御部5は、モータMおよび供給装置(図示せず)を作動させて被乾燥処理物Aを乾燥させる乾燥作業時に、圧力検出器7からの信号に基づいて制御弁4を自動開閉させて、ドラム81,82内を所定の圧力Pd(図5参照)に保って、ドラム81,82の表面温度が所望値になるように制御する。
すなわち、調節制御部5は、制御弁4の下流側に設けた圧力検出器7でドラム81,82および配管4bに連通して同じ圧力になっている配管4c内の圧力を検出し、制御弁4の弁体の開度を変えることによって飽和蒸気の流量を調節している。
この調節制御部5は、例えば、図1に示すように、装置本体8とは別体に、操作盤として設置されている。
次に、装置本体8を説明する。
装置本体8は、被乾燥処理物Aが投入される投入口8aと、この投入口8aの下方に配設された2基のドラム81,82を保持する基体8bと、この基体8bを保持する脚部8cとから構成されている。この装置本体8には、付着させた被乾燥処理物Aを乾燥させるためのドラム81,82と、その被乾燥処理物Aをドラム81,82から剥ぎ取るスクレーパ83,84と、スクレーパ83,84で剥ぎ落した被乾燥処理物Aを解砕ローラ(図示せず)で解砕する解砕装置11(図4参照)と、解砕した被乾燥処理物Aを機外に搬送するスクリューコンベア等の搬送装置12(図4参照)と、前記導入管P1と、後記する排出管P2,P3と、ドラム81,82内に溜まったドレンDを排出するドレン排出管85,86と、ドラム81,82を回転させるための回転駆動装置10と、が主に備えられている。
装置本体8は、被乾燥処理物Aが投入される投入口8aと、この投入口8aの下方に配設された2基のドラム81,82を保持する基体8bと、この基体8bを保持する脚部8cとから構成されている。この装置本体8には、付着させた被乾燥処理物Aを乾燥させるためのドラム81,82と、その被乾燥処理物Aをドラム81,82から剥ぎ取るスクレーパ83,84と、スクレーパ83,84で剥ぎ落した被乾燥処理物Aを解砕ローラ(図示せず)で解砕する解砕装置11(図4参照)と、解砕した被乾燥処理物Aを機外に搬送するスクリューコンベア等の搬送装置12(図4参照)と、前記導入管P1と、後記する排出管P2,P3と、ドラム81,82内に溜まったドレンDを排出するドレン排出管85,86と、ドラム81,82を回転させるための回転駆動装置10と、が主に備えられている。
投入口8aは、いわゆるホッパからなり、ドラム81,82間の中央の上部に設置されている。貯留されたタンク(図示せず)から供給装置(図示せず)によって投入口8aに投入された被乾燥処理物Aは、回転するドラム81,82間に導かれて、両者によって押圧されて薄いシ−ト状に展延されながら乾燥処理される。
なお、投入口8aとドラム81,82との間に、被乾燥処理物Aを細かく砕く粉砕ローラ等を設けて、被乾燥処理物Aを圧搾処理して均等化してからドラム81,82上に送り出すようにしてもよい。
なお、投入口8aとドラム81,82との間に、被乾燥処理物Aを細かく砕く粉砕ローラ等を設けて、被乾燥処理物Aを圧搾処理して均等化してからドラム81,82上に送り出すようにしてもよい。
基体8bは、装置本体8の骨格や基台を形成して各機器を搭載させるためのものであり、例えば、スチール等の金属によって形成されている。基体8bには、前記投入口8aと、後記の軸受部材81d,81e,82d,82eを介して回動自在に軸支された前記ドラム81,82と、このドラム81,82を互いに反対方向に減速回転させるための回転駆動装置10と、前記導入管P1と、排出管P2,P3と、とが主に設けられている。基体8bの下方には、この基体8b等を適宜な高さに保持する脚部8cが設置されている。
図2に示す軸受部材81d,81eおよび軸受部材82d,82eは、ドラム81,82の軸筒管81a,82aおよび軸81b,82bをそれぞれ基体8bに回転自在に軸支させるための部材であり、基体8bにそれぞれ水平に配設されている。この軸受部材81d,81eおよび軸受部材82d,82eの少なくとも一方は、2基のドラム81,82の間隔を調整できるように水平方向に移動可能に支持する調整部材(図示せず)を介して基体8bに設置されている。その調整部材によって、軸受部材81d,81eと軸受部材82d,83eとの間の距離を調整することにより、ドラム81,82間の距離が変化して、ドラム81,82が互いに押し合って平らにされる被乾燥処理物Aの厚さをドラム81,82の処理能力や材料の粘性や含水量に適合した厚さに微調整できるようになっている。
<ドラムの構成>
図2に示す前記ドラム81,82は、内部が飽和蒸気が一時的に貯留される流路を形成し、この内部に飽和蒸気を流通されることにより、飽和蒸気の熱が周面板に伝達されて、外周面に付着された被乾燥処理物Aを設定温度に加熱して乾燥させる中空状の回転体である。このドラム81,82は、それぞれ左右の円板状の両側壁の中央部に軸筒管81a,82aまたは軸81b,82bを固設した閉塞円筒状の部材からなり、水平に配置された前記軸筒管81a,82aと軸81b,82bとを軸受部材81d,81eと軸受部材82d,82eとを介してそれぞれ基体8bに回動自在に軸支されている。ドラム81,82は、例えば、熱伝導性および耐蝕性の良好な金属板によって円筒状に形成され、外周面に付着させた被乾燥処理物Aを、約半回転する間に、内部に送り込まれた飽和蒸気によって加熱して乾燥固化させるための部材である。ドラム81,82は、2基の同一形状のものを円周面を対面して被乾燥処理物Aの厚さの約2倍の間隔を開けて水平に、かつ平行に並べた一対のいわゆるダブルドラムからなることが好ましい。なお、ドラム81,82は、例えば、乾燥面積が約1〜15m2で、乾燥処理能力が約12〜200kg/hである。
図2に示す前記ドラム81,82は、内部が飽和蒸気が一時的に貯留される流路を形成し、この内部に飽和蒸気を流通されることにより、飽和蒸気の熱が周面板に伝達されて、外周面に付着された被乾燥処理物Aを設定温度に加熱して乾燥させる中空状の回転体である。このドラム81,82は、それぞれ左右の円板状の両側壁の中央部に軸筒管81a,82aまたは軸81b,82bを固設した閉塞円筒状の部材からなり、水平に配置された前記軸筒管81a,82aと軸81b,82bとを軸受部材81d,81eと軸受部材82d,82eとを介してそれぞれ基体8bに回動自在に軸支されている。ドラム81,82は、例えば、熱伝導性および耐蝕性の良好な金属板によって円筒状に形成され、外周面に付着させた被乾燥処理物Aを、約半回転する間に、内部に送り込まれた飽和蒸気によって加熱して乾燥固化させるための部材である。ドラム81,82は、2基の同一形状のものを円周面を対面して被乾燥処理物Aの厚さの約2倍の間隔を開けて水平に、かつ平行に並べた一対のいわゆるダブルドラムからなることが好ましい。なお、ドラム81,82は、例えば、乾燥面積が約1〜15m2で、乾燥処理能力が約12〜200kg/hである。
ドラム81,82の表面温度は、例えば、暖機運転でドラム81,82内に送り込まれた飽和蒸気によって最終的に、米飯の乾燥処理に最適な設定温度の約115℃に加熱された後、乾燥作業中、そのドラム81,82内に送り込まれて来る飽和蒸気の圧力を制御弁4で自動調節することにより、設定温度に一定に保たれる。また、そのときのドラム81,82内の飽和蒸気の圧力は、例えば、圧力検出器7および調節制御部5によって制御弁4で0.18〜0.2MPaの圧力Pd(図5参照)に調整される。なお、前記ドラム81,82の表面温度、圧力および回転速度は、乾燥する被乾燥処理物Aが熱で劣化する温度および水分量等に応じて適宜に決定して調整すればよい。
図2に示すように、軸筒管81a,82aおよび軸81b,82bは、ドラム81,82を基体8bに回転自在に軸支させるための回転軸の役目を果すものであり、軸筒管81a,82aは、さらにドラム81,82内に蒸気を流通させるためのパイプの役目を果すものである。これらの軸筒管81a,82aおよび軸81b,82bのうち少なくとも軸筒管81a,82aは、例えば、鋼管等の円筒状の金属によって形成されている。
軸筒管81a,82aは、ドラム81,82の一端側の側壁の中央部にそれぞれ接続されており、軸81b,82bは、もう他端側の側壁の中央部にそれぞれ接続されている。この軸筒管81a,82aは、ドラム81,82の側壁に接続される基端部において固定され、中央部が軸受部材81d,81eを介して基体8bに軸支されている。
また、軸81b,82bは、ドラム81,82の側壁に接続される基端部において固定され、中央部が軸受部材82d,82eを介して基体8bに軸支されている。
蒸気が導入される軸筒管81a,82aの先端には、それぞれロータリージョイントが取付けられている。このロータリージョイントのアウターパイプ(ロータ)に通じる接続ポートには、配管4b,4cが接続され、アウターパイプを介して軸筒管81a,82aに対して蒸気を導入するように構成されており、インナーパイプ(図示せず)に通じる接続ポートには、配管81c,82cが接続され、ドレン排出管85,86からインナーパイプを介してドレンDを排出するように構成されている。
軸筒管81a,82aは、ドラム81,82の一端側の側壁の中央部にそれぞれ接続されており、軸81b,82bは、もう他端側の側壁の中央部にそれぞれ接続されている。この軸筒管81a,82aは、ドラム81,82の側壁に接続される基端部において固定され、中央部が軸受部材81d,81eを介して基体8bに軸支されている。
また、軸81b,82bは、ドラム81,82の側壁に接続される基端部において固定され、中央部が軸受部材82d,82eを介して基体8bに軸支されている。
蒸気が導入される軸筒管81a,82aの先端には、それぞれロータリージョイントが取付けられている。このロータリージョイントのアウターパイプ(ロータ)に通じる接続ポートには、配管4b,4cが接続され、アウターパイプを介して軸筒管81a,82aに対して蒸気を導入するように構成されており、インナーパイプ(図示せず)に通じる接続ポートには、配管81c,82cが接続され、ドレン排出管85,86からインナーパイプを介してドレンDを排出するように構成されている。
図2に示すように、回転駆動装置10は、ドラム81,82を互いに逆方向に回転させるための装置であり、例えば、減速機構付きのモータMと、このモータMの回転軸と同軸に設けられた駆動スプロケットMaと、軸81bと同軸に設けられた従動スプロケット81fと、駆動スプロケットMaと従動スプロケット81fに巻き掛けられた無端チェーン10aとから構成されている。従動スプロケット81fは、一方の軸81bに駆動力を伝達する。一方の軸81bに伝達された駆動力は、両ドラム81,82を互いに逆方向に同一回転数で回転させるベく互いに噛合するように両ドラム81,82の軸81b,82bに設けられた一対の歯車(図示せず)を介して、他方のドラム82の軸筒管(回転軸)82bに伝達される。
なお、モータMには、必要に応じて減速機構を設けることもできる。また、無端チェーン(10a)とスプロケット(Ma,81f)に変えて無端ベルトとプーリによって動力を伝達するようにしてもよく、歯車を介さず動力伝達の全てをチェーンとスプロケットあるいは無端ベルトとプーリで行うようにしてもよい。
なお、モータMには、必要に応じて減速機構を設けることもできる。また、無端チェーン(10a)とスプロケット(Ma,81f)に変えて無端ベルトとプーリによって動力を伝達するようにしてもよく、歯車を介さず動力伝達の全てをチェーンとスプロケットあるいは無端ベルトとプーリで行うようにしてもよい。
<スクレーパの構成>
図1に示すように、スクレーパ83,84は、ドラム81の外周面に付着されて乾燥固化された被乾燥処理物Aを略シート状に剥ぎ取るナイフ状のものであり、ドラム81,82の上側にドラム81,82の回転方向に向けて密接するように押し当てた状態に設けられている。
図1に示すように、スクレーパ83,84は、ドラム81の外周面に付着されて乾燥固化された被乾燥処理物Aを略シート状に剥ぎ取るナイフ状のものであり、ドラム81,82の上側にドラム81,82の回転方向に向けて密接するように押し当てた状態に設けられている。
≪排出管の構成≫
図1に示す排出管P2,P3は、各ドラム81,82内の飽和蒸気とドレンDとを外部に排出するための流路を構成するものであり、例えば、鋼管等の金属管からなる。この排出管P2,P3には、スチームトラップ91,92が設けられている。
排出管P2は、ドラム81内部のドレンDを排出するドレン排出管85と、ロータリージョイントのインナーパイプ(図示せず)と、配管81cとから構成されている。
排出管P3は、ドラム82内部のドレンDを排出するドレン排出管86と、ロータリージョイントのアウターパイプと、配管82cとから構成されている。
図1に示す排出管P2,P3は、各ドラム81,82内の飽和蒸気とドレンDとを外部に排出するための流路を構成するものであり、例えば、鋼管等の金属管からなる。この排出管P2,P3には、スチームトラップ91,92が設けられている。
排出管P2は、ドラム81内部のドレンDを排出するドレン排出管85と、ロータリージョイントのインナーパイプ(図示せず)と、配管81cとから構成されている。
排出管P3は、ドラム82内部のドレンDを排出するドレン排出管86と、ロータリージョイントのアウターパイプと、配管82cとから構成されている。
≪ドレン排出管の構成≫
図2に示すように、ドレン排出管85,86は、上流側端部がドラム81,82の内底にそれぞれ配置され、下流側端部が軸筒管81a,82aに遊挿されるロータリージョイントのインナーパイプに接続されている。そして、前記開閉バルブ6から供給された圧縮空気によってドラム81,82内のドレンDあるいは残留蒸気をドレン排出管85,86内に押し出し、インナーパイプを介してドラム81,82外(排出管P2,P3)に排出するようになっている。
図2に示すように、ドレン排出管85,86は、上流側端部がドラム81,82の内底にそれぞれ配置され、下流側端部が軸筒管81a,82aに遊挿されるロータリージョイントのインナーパイプに接続されている。そして、前記開閉バルブ6から供給された圧縮空気によってドラム81,82内のドレンDあるいは残留蒸気をドレン排出管85,86内に押し出し、インナーパイプを介してドラム81,82外(排出管P2,P3)に排出するようになっている。
≪スチームトラップの構成≫
スチームトラップ91,92は、排出管P2,P3に設けられ、ドラム81,82内において、飽和蒸気がドラム81,82を加熱した際に熱が奪われ凝縮して液化したドレンDを飽和蒸気から分離して自動的に排出する装置である。
スチームトラップ91,92は、排出管P2,P3に設けられ、ドラム81,82内において、飽和蒸気がドラム81,82を加熱した際に熱が奪われ凝縮して液化したドレンDを飽和蒸気から分離して自動的に排出する装置である。
≪作用およびドラムドライヤの温度調節方法≫
次に、図3および図4を主に、図1、図2および図5を参照しながら本発明の実施形態に係るドラムドライヤの作用とドラムドライヤの温度調節方法とを説明する。
図3は、本発明の実施形態に係るドラムドライヤの温度調節方法を示すフローチャートである。図4は、本発明の実施形態に係るドラムドライヤにおける飽和蒸気および被乾燥処理物の流れを示すブロック図である。図5は、本発明の実施形態に係るドラムドライヤのドラム内の飽和蒸気圧の変化を示すグラフである。
次に、図3および図4を主に、図1、図2および図5を参照しながら本発明の実施形態に係るドラムドライヤの作用とドラムドライヤの温度調節方法とを説明する。
図3は、本発明の実施形態に係るドラムドライヤの温度調節方法を示すフローチャートである。図4は、本発明の実施形態に係るドラムドライヤにおける飽和蒸気および被乾燥処理物の流れを示すブロック図である。図5は、本発明の実施形態に係るドラムドライヤのドラム内の飽和蒸気圧の変化を示すグラフである。
まず、図4に示すように、ドラムドライヤ1が完全に停止しており、起動前の状態であるドラム81,82内が大気圧の状態(図5のPa)で、コンプレッサー(図示せず)を作動させて、開閉バルブ6を開放する。そうすると、コンプレッサーからの圧縮空気が、開閉バルブ6から導入管P1(配管4a)に入り込み、ドラム81,82、排出管P2,P3へと流れて残留しているドレンDを外部に排出する(ステップS1)。このように、ドラムドライヤ1を始動させて飽和蒸気を導入管P1に送り込む前に、ドレンDを排除することにより、起動時において、飽和蒸気を導入管P1に送り込んだ際に、排出管P2,P3内でウォータハンマが生じて異音、振動、および損傷が発生することを防止できる。
次に、ボイラ2の電源スイッチ(図示せず)をONして、ドラムドライヤ1の暖機運転を行う(ステップS2)。ボイラ2は、電源スイッチがONされたことにより、燃料が燃焼して、水を加熱して飽和蒸気を生成する(ステップS3)。
その飽和蒸気は、ボイラ2から配管2aを通って減圧弁3に流れると、この減圧弁3によって、配管3a内の圧力が1段階減圧されて制御弁4の流量の制御精度が向上される(ステップS4)。この減圧弁3で減圧された飽和蒸気は、制御弁4、および配管4a,4b,4cを介して軸筒管81a,82a(図2参照)からドラム81,82内に導入される(ステップS5)(導入ステップ)。
このとき、一方のドラム82の入口である配管(分岐管)4cに設けられた圧力検出器7がこの配管4c内の圧力を検出して、この圧力の電気信号を調節制御部5(図1参照)に出力する(ステップS6)(検出ステップ)。
このとき、一方のドラム82の入口である配管(分岐管)4cに設けられた圧力検出器7がこの配管4c内の圧力を検出して、この圧力の電気信号を調節制御部5(図1参照)に出力する(ステップS6)(検出ステップ)。
図1に示す調節制御部5は、圧力検出器7から検出圧力の電気信号が入力されると、シーケンス制御が行われ、制御弁4の入口ポートと出口ポートとの間の流路面積を段階的に大きくするフィードバック制御を行う(ステップS7)(制御ステップ)。そうすると、この制御弁4より下流側に配設されている配管4a,4b,4c、軸筒管81a,82a、およびドラム81,82内の圧力は、制御弁4の流路面積(弁体の開度)に応じて圧力(図5の飽和蒸気圧Pa〜Pd参照)および飽和蒸気の流量が段階的に徐々に上昇し、この圧力の上昇と共にドラム81,82内の温度が上昇して、ドラム81,82の外周面の温度も上昇する。このため、導入管P1やこの導入管P1に設置された各機器が飽和蒸気によって急激に加熱されて、一気に熱膨張して不具合が発生することを回避できる。
そして、暖機運転開始から20〜30分程度で、ドラム81,82の外周面の温度が所定の設定温度(例えば、米飯の場合は、約115℃)になり、暖機運転が終了し、このときのドラム81,82内の飽和蒸気の圧力が所定圧力Pd(図5参照)となり、外周面の温度も直ぐに操業運転させて、被乾燥処理物Aを乾燥できるようになる(ステップS8)。
このように、圧力検出器7と、調節制御部5と、制御弁4とによって、ドラム81,82に流れ込む飽和蒸気を調節し、ドラム81,82内および導入管P1内の圧力を所定圧力Pd(図5参照)に自動調節して暖機運転することにより、無駄なエネルギ消費を防止ができる。
このように、圧力検出器7と、調節制御部5と、制御弁4とによって、ドラム81,82に流れ込む飽和蒸気を調節し、ドラム81,82内および導入管P1内の圧力を所定圧力Pd(図5参照)に自動調節して暖機運転することにより、無駄なエネルギ消費を防止ができる。
次に、被乾燥処理物Aを乾燥固化にする操業運転を開始する(ステップS9)。まず、図1および図2に示す回転駆動装置10の電源スイッチ(図示せず)をONしてドラム81,82を回転させる。回転駆動装置10は、モータMが回転すると減速回転機構(図示せず)によって駆動スプロケットMaが減速回転して、無端チェーン10a、従動スプロケット81f、一対のギア(図示せず)、軸81b,82bを介してドラム81,82をゆっくりと回転させる。
そして、供給装置(図示せず)をONすると、図4に示すように、被乾燥処理物Aが投入口8aに落し込まれる。この投入口8aに落し込まれた被乾燥処理物Aは、ドラム81,82上に送り出され、ドラム81,82で互いに押圧されて外周面に付着・展延される。
そして、供給装置(図示せず)をONすると、図4に示すように、被乾燥処理物Aが投入口8aに落し込まれる。この投入口8aに落し込まれた被乾燥処理物Aは、ドラム81,82上に送り出され、ドラム81,82で互いに押圧されて外周面に付着・展延される。
その被乾燥処理物Aは、飽和蒸気によって内側から加熱されているドラム81,82と共にゆっくりと回転しながら乾燥されて水分が蒸発し、スクレーパ83,84(図1および図2参照)が設置されている地点までには略厚紙状に乾燥して固化される。被乾燥処理物Aは、スクレーパ83,84によって剥ぎ取られて、下側に落下し解砕装置11で解砕されて所望の大きさの粉末に加工され、搬送装置12で装置本体8外に搬送されて収容容器(図示せず)に収納されてリサイクル化された製品原料Cとなる。
この被乾燥処理物Aを乾燥する乾燥作業を行っている最中、図1に示すように、ドラム81,82は、ボイラ2からの飽和蒸気を圧力検出器7や調節制御部5や制御弁4等によって、表面温度が常に、適温になるように維持されている。
すなわち、ボイラ2によって生成された飽和蒸気は、配管2a、減圧弁3、配管3a、制御弁4、および配管4a,4b,4cを介して軸筒管81a,82aからドラム81,82内に導入される(ステップS10)(導入ステップ)。
このとき、配管4cに設けられた圧力検出器7がこの配管4c内の圧力を随時検出して、検出圧力の電気信号を調節制御部5に出力している(ステップS11)(検出ステップ)。
すなわち、ボイラ2によって生成された飽和蒸気は、配管2a、減圧弁3、配管3a、制御弁4、および配管4a,4b,4cを介して軸筒管81a,82aからドラム81,82内に導入される(ステップS10)(導入ステップ)。
このとき、配管4cに設けられた圧力検出器7がこの配管4c内の圧力を随時検出して、検出圧力の電気信号を調節制御部5に出力している(ステップS11)(検出ステップ)。
調節制御部5は、圧力検出器7から検出圧力の電気信号に基づいて、ドラム81,82の外周面の表面温度が最適な温度(例えば、米飯の場合は、115℃)になるように制御弁4の弁体の開度を演算して(ステップS12)、ドラム81,82内の飽和蒸気の圧力が所定圧力Pd(0.18MPa)になるように制御弁4の入口ポートと出口ポートとの間の流路面積を変えることによってドラム81,82の入口の飽和蒸気の圧力をフィードバック制御する(ステップS13)(制御ステップ)。
このように、配管4aから分岐して一対のドラム81,82の一方側に流れる配管(分岐管)4c内の前記ドラム81,82の近傍の圧力を、圧力検出器7で検出して、配管4aから配管4b,4cが分岐する分岐点Bより上流に設けられた制御弁4を、フィードバック制御することで、温度検出や圧力検出が困難な回転するドラム81,82内の飽和蒸気の圧力が検出され、所定圧力Pd(図5参照)に一定に保たれる。その結果、ドラム81,82の外周面の温度も一定に保たれ、ドラムドライヤ1による乾燥作業中には、常に、被乾燥処理物Aが一定の適温で加熱されることになる。
このように、配管4aから分岐して一対のドラム81,82の一方側に流れる配管(分岐管)4c内の前記ドラム81,82の近傍の圧力を、圧力検出器7で検出して、配管4aから配管4b,4cが分岐する分岐点Bより上流に設けられた制御弁4を、フィードバック制御することで、温度検出や圧力検出が困難な回転するドラム81,82内の飽和蒸気の圧力が検出され、所定圧力Pd(図5参照)に一定に保たれる。その結果、ドラム81,82の外周面の温度も一定に保たれ、ドラムドライヤ1による乾燥作業中には、常に、被乾燥処理物Aが一定の適温で加熱されることになる。
例えば、外気温等の何らかの外的要因の変動によってドラム81,82内およびこれに連通する配管4a,4b,4c内の飽和蒸気の圧力が上昇してドラム81,82の外周面の温度が設定温度より上昇する場合や、その圧力が低下してドラム81,82の外周面の温度が設定温度より低下する場合がある。この場合には、その圧力変動を圧力検出器7で検出して、調節制御部5が制御弁4の弁体の開度を、ドラム81,82の外周面の温度が適温になるように、直ぐに飽和蒸気の流量を適宜な流量にPID自動調節して、ドラム81,82の入口の配管4b,4c内が所定の圧力に戻される。
このため、被乾燥処理物Aは、高温になったドラム81,82に焦げ付くことが解消される。さらに、被乾燥処理物Aが低温のドラム81,82によって乾燥されることも解消される。その結果、被乾燥処理物Aのドラム81,82との接触面のみが乾燥するという不具合や、被乾燥処理物Aの内部および裏面側が所望温度まで加熱されず乾燥不良になることや、被乾燥処理物Aがドラム81,82から自然剥離して落下するという不具合が解消される。また、ドラム81,82の表面温度が変動した場合には、その温度と共に変動するドラム81,82の入口近傍の配管4c内の圧力を圧力検出器7で即座に検出して調整するので、常にスピーディに対応をして、前記温度および圧力を自動的に一定にできる。
ドラム81,82内の圧力は、このようにして所定の圧力に維持されることにより、外周面の表面温度が間接的に設定温度に保たれるように調節されている。このため、次の付加的効果が期待できる。すなわち、ドラム81,82は、飽和蒸気によって全体が均一に加熱されて、均等に熱膨張するので、飽和蒸気の熱によって不均等に膨張して、両者間の間隔が変動することを防止できる。その結果、熱膨張によってドラム81,82間の間隔が不均一になることが防止されるため、その間隔の再調整が不要となる。さらに、乾燥される被乾燥処理物Aは、ドラム81,82によって均一な厚さに延ばされた状態で付着・展延されるため、乾燥斑等の乾燥不良が解消されて、均一で常に一定な状態の乾燥品となって解砕装置11に送られる。
また、操業運転中のドラム81,82内は、高圧になっており、その圧力によってドラム81,82内のドレンDがドレン排出管85,86から配管81c,82cに押し出されるようになっている。
そのドラム81,82のドレンDは、ドレン排出管85,86から配管81c,82c内に流れて、軸筒管81a,82aから配管81c,82cに流れ込んだ飽和蒸気と共に下流側に流れ、スチームトラップ91,92によって飽和蒸気から分離されて外部に排出される。排出管P2,P3にスチームトラップ91,92が設置されたことにより、その中の飽和蒸気の圧力損失がなくドレンDの排出が行われるため、圧力変動が少なくなり、ドラム81,82内や導入管P1内の圧力に影響を及ぼすことがない。このため、ドラムドライヤ1の各所の飽和蒸気の圧力は、自動的に調整されて、手動的な圧力調整作業が一切不要となり、省力化および安定した乾燥品の生産が可能となる。
そして、調節制御部5の各スイッチをOFFにすることにより(ステップS14のYES)、ボイラ2、モータM、供給装置(図示せず)、解砕装置11および搬送装置12が停止して乾燥作業が終了する。
蒸気の供給が終了したドラムドライヤ1の停止後におけるドラム81,82内の圧力は、ボイラ2を停止させ、スチームトラップ91,92を開放すると時間の経過と共に低下する(図5の時間Teおよび時間Tf参照)。ドラム81,82内の温度は、圧力に比例して低下し、飽和蒸気が冷却されてドレンDが生成される。このため、起動時と同様にステップS1で行ったドラム81,82内の残留したドレンDあるいは蒸気の排出を再度行ってもよい。
なお、調節制御部5の各スイッチがONである場合には、前記ステップS10〜ステップS14の処理が繰り返されて、ドラム81,82内の圧力が調節され外周面の温度が設定温度に保たれる(ステップS14のNO)。
蒸気の供給が終了したドラムドライヤ1の停止後におけるドラム81,82内の圧力は、ボイラ2を停止させ、スチームトラップ91,92を開放すると時間の経過と共に低下する(図5の時間Teおよび時間Tf参照)。ドラム81,82内の温度は、圧力に比例して低下し、飽和蒸気が冷却されてドレンDが生成される。このため、起動時と同様にステップS1で行ったドラム81,82内の残留したドレンDあるいは蒸気の排出を再度行ってもよい。
なお、調節制御部5の各スイッチがONである場合には、前記ステップS10〜ステップS14の処理が繰り返されて、ドラム81,82内の圧力が調節され外周面の温度が設定温度に保たれる(ステップS14のNO)。
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造および変更が可能であり、本発明はこれら改造および変更された発明にも及ぶことは勿論である。
≪変形例≫
例えば、前記実施形態では、ドラム81,82が2基からなるダブルドラムドライヤを説明したが、ドラムを1基だけにしてもよい。この場合は、投入口8aに投入された被乾燥処理物Aを前記1基のドラムに押し当てて付着・展延させるためのガイド部材を配設すればよい。このようにすることにより、ドラムドライヤ1のコンパクト化を図ることができる。
例えば、前記実施形態では、ドラム81,82が2基からなるダブルドラムドライヤを説明したが、ドラムを1基だけにしてもよい。この場合は、投入口8aに投入された被乾燥処理物Aを前記1基のドラムに押し当てて付着・展延させるためのガイド部材を配設すればよい。このようにすることにより、ドラムドライヤ1のコンパクト化を図ることができる。
また、図1に示す調節制御部5は、ボイラ2の電源スイッチをONして暖機運転するときに、タイマを作動させることによって所定時間かけて段階的に制御弁4の入口ポートと出口ポートとの間の流路面積(弁体の開度)を大きくして飽和蒸気の流量を調節し、ドラム81,82内の圧力や表面温度を所定値まで上昇させるように制御してもよい。
1 ドラムドライヤ
4 制御弁
4b,4c 配管(分岐管)
5 調節制御部
7 圧力検出器
81,82 ドラム
83,84 スクレーパ
85,86 ドレン排出管
91,92 スチームトラップ
A 被乾燥処理物
B 分岐点
D ドレン
P1 導入管
P2,P3 排出管
4 制御弁
4b,4c 配管(分岐管)
5 調節制御部
7 圧力検出器
81,82 ドラム
83,84 スクレーパ
85,86 ドレン排出管
91,92 スチームトラップ
A 被乾燥処理物
B 分岐点
D ドレン
P1 導入管
P2,P3 排出管
Claims (10)
- 回転するドラムの内部に加熱された熱媒体を導入して前記ドラムの表面に付着された被乾燥処理物を乾燥させ、乾燥後の乾燥処理物をスクレーパで剥ぎ取るドラムドライヤであって、
前記ドラムに前記熱媒体を大気圧以上の圧力で導入する導入管と、
前記ドラムの内部の前記熱媒体を外部に排出する排出管と、
前記導入管内の前記熱媒体の圧力を検出する圧力検出器と、
前記圧力検出器で検出した検出値に基づいた電気信号を出力する調節制御部と、
前記導入管に設けられ前記調節制御部からの電気信号に基づいて前記熱媒体の流量をフィードバック制御する制御弁と、を備えたこと
を特徴とするドラムドライヤ。 - 前記制御弁は、入口ポートと出口ポートとの間の流路面積を変えることによって前記熱媒体の流量を調節する流量制御弁であること
を特徴とする請求項1に記載のドラムドライヤ。 - 前記ドラムは、前記表面が対面するように所定間隔を空けて一対に配置され、
前記導入管は、前記熱媒体が前記一対のドラムのそれぞれに流れる分岐管を備えると共に、
前記圧力検出器は、前記分岐管の少なくとも一方に設けられて前記分岐管内の圧力を検出すること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載のドラムドライヤ。 - 前記熱媒体は、飽和蒸気からなり、
前記排出管には、前記ドラム内部のドレンを当該ドラム外に排出するドレン排出管と、
前記ドラム外に排出されたドレンを外部に排出するスチームトラップと、が設けられていること
を特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のドラムドライヤ。 - 回転するドラムの内部に、加熱された熱媒体を導入して前記ドラムの表面に付着された被乾燥処理物を乾燥させ、乾燥後の乾燥処理物をスクレーパで剥ぎ取るドラムドライヤの温度調節方法であって、
前記熱媒体を大気圧以上の圧力で導入管によって前記ドラム内に導入する導入ステップと、
前記導入管内の前記熱媒体の圧力を圧力検出器で検出する検出ステップと、
前記圧力の検出値に基づいた電気信号を出力して、前記圧力値を所定値にするために前記導入管に設けた制御弁を調節制御部でフィードバック制御する制御ステップと、を含むこと
を特徴とするドラムドライヤの温度調節方法。 - 前記制御ステップは、前記制御弁によって前記熱媒体の流量を調節する流量制御であること
を特徴とする請求項5に記載のドラムドライヤの温度調節方法。 - 前記ドラムの表面が所定間隔を空けて対面するように当該ドラムが一対配置されている構成において、
前記導入管から分岐して前記一対のドラムの少なくとも一方側に流れ前記ドラムの近傍の分岐管内における前記熱媒体の圧力を、前記圧力検出器で検出し、
前記フィードバック制御を、前記導入管から前記分岐管が分岐する分岐点より上流に設けられた前記制御弁によって行うこと
を特徴とする請求項5または請求項6に記載のドラムドライヤの温度調節方法。 - 前記熱媒体として、前記導入管から飽和蒸気を導入すること
を特徴とする請求項5ないし請求項7のいずれか一項に記載のドラムドライヤの温度調節方法。 - 前記ドラムドライヤの停止後ないし起動前に、前記ドラムの加熱後に凝縮して生成されたドレンを圧縮空気によって前記排出管から押出すこと
を特徴とする請求項8に記載のドラムドライヤの温度調節方法。 - 前記ドラムドライヤの起動時に、前記熱媒体のドラム内部圧力が段階的に高くなるように前記制御弁を制御すること
を特徴とする請求項9に記載のドラムドライヤの温度調節方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005291947A JP2007101070A (ja) | 2005-10-05 | 2005-10-05 | ドラムドライヤおよびその温度調節方法 |
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JP (1) | JP2007101070A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110017685A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-07-16 | 宁波中科远东催化工程技术有限公司 | 滚筒刮板干燥机 |
CN111023783A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-17 | 福清美丰农林科技有限公司 | 一种高效谷物烘干机 |
KR102287888B1 (ko) * | 2020-02-04 | 2021-08-09 | 한국전력기술 주식회사 | 전기식 공기 히터와 증기식 공기 히터를 사용하는 발전소용 공기 건조기 |
-
2005
- 2005-10-05 JP JP2005291947A patent/JP2007101070A/ja active Pending
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