JP2014077613A

JP2014077613A - 乾燥機

Info

Publication number: JP2014077613A
Application number: JP2012226913A
Authority: JP
Inventors: Tatsuki Nazuka; 龍己名塚; Ayumi Sugawara; 歩菅原
Original assignee: Furukawa Co Ltd
Current assignee: Furukawa Co Ltd
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2014-05-01
Anticipated expiration: 2032-10-12
Also published as: JP6081765B2

Abstract

【課題】装置をコンパクトに構成しつつも、処理物を効率良く乾燥することができる乾燥機を提供する。
【解決手段】このロータリドライヤ１は、内筒３と、この内筒３を囲繞する外筒２とを有する二重管構造のケーシング４を備える。そして、内筒３に処理物Ｓとともに加熱流路６から熱風を送り込んで内筒３内で初期乾燥し、内筒３の出口に粉砕用のケージミル８を配置して、このケージミル８で初期乾燥後の処理物Ｓを粉砕して更に細かくし、粉砕した処理物Ｓを外筒２の内側面と内筒３の外側面との間の空間に折り返して外筒２の尾端から外筒２の先端に導いて仕上げ乾燥して排出口９から排出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、乾燥機に係り、特に泥状、塊状又は粉粒体が凝集した処理物を乾燥させる用途に好適な乾燥機に関する。

水分を含む泥状や、塊状、粉粒体状の処理物を乾燥する設備において、通常、円筒形のロータリドライヤが使用されている。一般的なロータリドライヤは、円筒状のケーシングの内側に掻き揚げ用に板状の羽根を配置し、ケーシング内の処理物をケーシングに沿って誘導しつつ、処理物の撹拌と自由落下による衝撃により、泥状、塊状又は粉粒体が凝集した処理物を熱風等によりその表面から乾燥させ、乾燥した表面を徐々に剥離させながら所定の水分量まで乾燥する装置である。

特開２００４−３８２６号公報

しかしながら、この種のロータリドライヤは、ケーシング内において撹拌と自由落下のみにより処理物を誘導するものであり、熱風が板状の羽根の板の面によって遮られるため、乾燥のための熱風に対する処理物を接触乾燥させる断面積が、装置全体の３０％程度しか有効に活用されていない。そのため、乾燥効率が低くなる傾向にある。
また、ロータリドライヤのケーシング内の自由落下による衝撃だけでは塊状の処理物が充分に解砕（粉砕）されない。そのため、処理物の表面のみが乾燥し、処理物の内部に水分が残留した状態で排出されることがある。このため、乾燥能力を向上させるためには、装置を大型化（ケーシングを長くしたり、ケーシングの径を大きくしたり）しなければならないという問題がある。このように、泥状、塊状又は粉粒体が凝集した処理物を所定の水分量に乾燥させるために、従来の一般的なロータリドライヤでは、ケーシングを長くしたり、ケーシングの径を大きくしたりする等の大型化が必要である。

ここで、乾燥時間を確保するために、二重管構造のケーシングを有するロータリドライヤも製品化されている（例えば特許文献１参照）。しかし、二重管構造のケーシングを有するロータリドライヤにおいても上記同様の問題がある。例えば、特許文献１に開示されるロータリドライヤは、内筒と、この内筒を囲繞する外筒とを有する二重管構造のケーシングと、そのケーシングに対して外筒から熱源を供給する構成を有し、内筒内に処理物を導いた後に外筒へと折り返して乾燥させるものである。しかし、同文献記載の技術は、ケーシングに対する熱源の供給が外筒からとされており、内筒内の処理物への熱源供給は、外筒からの伝熱によるものなので、特に含水率の高い処理物に関しては、ある程度の予備乾燥を先行する内筒側で行うことが好ましいところ、処理物を効率良く乾燥する上で不十分である。

一方、泥状、塊状又は粉粒体が凝集した処理物の乾燥効率を上げるために、通常のロータリドライヤの後段に、更に別置きの粉砕（解砕）機を配置し、この別置きの粉砕機によって処理物を粉砕した後に、仕上げ乾燥するシステムもある。しかし、このようなシステムを構築することは、システムが複雑になるとともに設置面積も大きくなる。そのため、設備費及び維持管理費等の問題を抱えることから未だ改良の余地がある。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、装置をコンパクトに構成しつつも、処理物を効率良く乾燥することができる乾燥機を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る乾燥機は、内筒と、該内筒を囲繞する外筒とを有する二重管構造のケーシングを備える乾燥機であって、前記ケーシングに対して熱風を供給可能な熱風供給構造と、前記内筒の先端から前記内筒内に処理物を誘導する誘導筒と、前記内筒の尾端に対向して配設されて前記処理物を前記内筒の尾端の位置で粉砕する回転式の粉砕機とを備え、前記ケーシングは、前記熱風供給構造により供給された熱により前記内筒の先端から前記内筒内に導入された前記処理物を初期乾燥しつつ、前記粉砕機により粉砕後の前記処理物を外筒内側面と内筒外側面との間の空間に折り返し前記外筒の尾端から前記外筒の先端に向けて導きつつ仕上げ乾燥して前記外筒の先端側から排出することを特徴とする。

本発明の一態様に係る乾燥機によれば、内筒と、この内筒を囲繞する外筒とを有する二重管構造のケーシングを備え、内筒の先端から導入された処理物を内筒の尾端の位置で折り返し外筒の尾端から外筒の先端に導いて外筒の先端側から排出するので、装置をコンパクトに構成することができる。特に、回転式の粉砕機がケーシングと一体型として構成されているので、装置をコンパクトに構成し得て、設備費的にも維持管理費的にもメリットは大きい。

ここで、泥状、塊状又は粉粒体が凝集した処理物は、表面のみが乾燥しやすく、内部が未乾燥のままで排出される可能性がある。そのため、乾燥効率を上げるために、処理物の比表面積を大きくすべく、粉砕（解砕）工程を乾燥の過程で設けることが有効な手段となる。この点に対し、本発明の一態様に係る乾燥機によれば、ケーシングに対して熱風を供給可能な熱風供給構造を有するとともに、回転式の粉砕機が内筒の尾端に対向して配設されており、この粉砕機により処理物を粉砕後に処理物を外筒内側面と内筒外側面との間の空間に折り返すので、ケーシング内に導入された処理物を内筒内で初期乾燥させ、その後、粉砕機により粉砕後に外筒内側面と内筒外側面との間の空間に折り返された処理物に対して、初期乾燥後の処理物を更に細かくした状態で仕上げ乾燥に移行させることができる。よって、装置をコンパクトに構成しつつも、例えば泥状、塊状又は粉粒体が凝集した処理物を効率良く乾燥することができる。

ここで、本発明の一態様に係る乾燥機において、前記内筒は、その内周面に、複数のロッドが短列又は複数列の螺旋状に離隔して配置されていることは好ましい。このような構成であれば、内筒の内周面に複数のロッドが短列又は複数列の螺旋状に離隔して配置されているので、複数のロッドが内筒における処理物の運搬機構となり、内筒の先端から尾端まで処理物を効率よく移行させることができる。そして、複数のロッドが離隔して配置されているので、通気性と撹挫効果を確保することができる。そのため、内筒内での処理物の乾燥を促進させる上でより好適である。

つまり、例えば従来の板状の羽根であると、熱風が板状の羽根の板の面によって遮られるため、内筒の断面積に対する熱風の通過面積が極端に少なくなってしまう。これに対し、本発明の一態様に係る乾燥機は、複数のロッドを螺旋状に配置して内筒断面での通気性を確保するとともに、ロッド形状にすることで、単に運搬だけではなく処理物との接触面積の増加と撹枠効果を併せ持たせることが可能となる。

また、本発明の一態様に係る乾燥機において、前記熱風供給構造は、前記誘導筒に沿って配設されて前記内筒の先端から前記内筒内に熱風を送り込む加熱流路であることは好ましい。このような構成であれば、二重管構造としたケーシングの内筒に直接熱風を供給するので、内筒内の処理物を直接的に加熱することができる。そのため、例えば特許文献１に開示される技術のように、内筒外壁からの伝熱による乾燥方式に比べて、特に含水率の高い処理物に関して、乾燥効率を大幅に改善することができる。

上述のように、本発明によれば、装置をコンパクトに構成しつつも、処理物を効率良く乾燥することができる。

本発明の一態様に係る乾燥機の一実施形態であるロータリドライヤの説明図であり、同図（ａ）は、軸線を含む断面図を示し、同図（ｂ）はケーシングの横断面図（同図（ａ）でのＸ−Ｘ断面）を示している。図１のケーシングの内筒を説明する図であり、同図（ａ）は軸線を含む断面図を示し、同図（ｂ）は内筒の横断面図（同図（ａ）でのＹ−Ｙ断面）を示している。図１のケーシングの尾端部分を説明する図であり、同図（ａ）は図１の要部拡大図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）でのＺ−Ｚ断面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。本発明の一態様に係る乾燥機の一実施形態であるロータリドライヤを図１乃至図３に示す。
図１に示すように、このロータリドライヤ１は、円筒状の内筒３と、この内筒３を囲繞するように配設されて内筒３よりも大径の円筒状の外筒２とを同軸に有する二重管構造のケーシング４を備える。外筒２と内筒３とは、相互の軸方向の適所に設けた複数の連結部材７によって連結されている。外筒２は、その外側面２ｓが、回転自在な支持ローラ１２を介してフレーム２０に水平に支持されている。支持ローラ１２は、外筒２の軸方向に複数（同図の例では３箇所）配置されており、同図の例では３箇所のうち中央の支持ローラ１２が、モータＭ１により歯車などの伝達手段１５を介して回転駆動可能とされている。これにより、ケーシング４は、モータＭ１を駆動することで支持ローラ１２とともに回転駆動され、外筒２と内筒３とが一体に回転するようになっている。

ケーシング４には、誘導筒５と、加熱流路６とが付設されている。誘導筒５は、上部に開口する投入口５ｔと、内筒３と同軸に内筒３の先端３ａまで軸方向に沿って設けられてモータＭ２により回転駆動されるスクリューフィーダ５ａとを有する。これにより、誘導筒５は、投入口５ｔから投入された処理物Ｓを、スクリューフィーダ５ａによりケーシング４の内筒３の先端３ａ内に誘導可能とされている。

加熱流路６は、誘導筒５を囲繞して設けられるとともに、自身下部には、高温ガスを不図示の燃焼室から導入する導入口６ｋが形成されている。そして、加熱流路６は、導入口６ｋから導入された高温ガスをケーシング４の内筒３内に内筒３の先端３ａに向けて流通可能に付設されている。これにより、加熱流路６は、熱風となる高温ガスを内筒３の先端３ａ内に送り出し、ケーシング４を内筒３の内部から加熱して、ケーシング４内に投入される処理物Ｓを加熱処理可能になっている。

また、加熱流路６とケーシング４の先端部４ａとを繋ぐ部分には、外筒２の内側面２ｎと内筒３の外側面３ｓとの間の空間の開口端部および加熱流路６を囲むように排出筒１１が設けられている。排出筒１１は、ケーシング４側の側面が、外筒２の内側面２ｎと内筒３の外側面３ｓとの間の空間に連通しており、下部が処理物Ｓの排出口９とされるとともに、上部が排ガスの排気口１０とされている。

ここで、図２に示すように、内筒３の内側面３ｎには、処理物Ｓを送る運搬機構として、棒状の羽根１１が内筒３の先端３ａから尾端３ｂに亘って螺旋状に設けられている。つまり、図１および図２に示すように、内筒３の内側面３ｎには、先端３ａから尾端３ｂに向かって処理物Ｓを送るロッド状の複数の羽根１３が、内筒３の軸方向に沿って螺旋状に設けられている。なお、本実施形態は、２列の螺旋状に複数の羽根１３が配置されている例であるが、複数の羽根１３による螺旋状の配置を短列としてもよい。

複数の羽根１３は、内筒３と一体に回転し、内筒３の内部空間において、内筒３及び羽根１３の回転による周方向の移動力を、内筒３の他端３ｂへ向かう軸方向の移動力に変え、内筒３内部に供給された処理物Ｓを内筒３の先端３ａから尾端３ｂに向かって移送可能とされている。これにより、誘導筒５から内筒３の先端３ａ内に誘導された処理物Ｓが、ケーシング４の回転によって内筒３内部を通過して、内筒３の先端３ａから内筒３の尾端３ｂの位置に加熱されつつ移動する。

さらに、図３に示すように、ケーシング４には、内筒３の尾端３ｂの位置に、回転式の粉砕機としてケージミル８が一体に配置されている。このケージミル８は、内筒３の尾端３ｂに対向して配置された２列のケージ８ｎ、８ｓを有する。２列のケージ８ｎ、８ｓは、径方向が外筒２の内側面２ｎと内筒３の外側面３ｓとの間の空間に位置して内筒３と同軸に配置されている。

各ケージ８ｎ、８ｓには、異なる直径の同心円上に軸方向に沿って設けられた複数のピンが周方向に離間して配置されている。各ケージ８ｎ、８ｓの基端部は側壁８ｂに固定され、側壁８ｂの中心部が駆動軸８ａに連結されている。また、各ケージ８ｎ、８ｓの先端部は円環状の側壁８ｃによりそれぞれ支持されている。
ケージミル８は、２列のケージ８ｎ、８ｓがモータＭ３の駆動により駆動軸８ａを介して回転駆動され、内筒３を経た処理物Ｓは、まず、内周側のケージ８ｓ内に導かれ、次いで、内外の２列のケージ８ｎ、８ｓ相互のピンに交互に衝突されることで粉砕されるようになっている。なお、ケーシング４の回転方向とケージミル８の回転方向とは逆方向に設定されている。ケージミル８により粉砕された処理物Ｓは、外筒２の他端２ｂ側から、外筒２の内側面２ｎと内筒３の外側面３ｓとの間の空間に供給される。

また、外筒２の内側面２ｎには、図３（ｂ）に示すように、周方向に離間して等配された複数のリフタ１４が、外筒２の内側面２ｎと内筒３の外側面３ｓとの間の空間に位置するように放射状に配置されている。複数のリフタ１４は、図１および図３に示すように、外筒２の他端２ｂから一端２ａに処理物Ｓを送れるように外筒２の全長に亘って設けられている。これにより、複数のリフタ１４は、外筒２と一体に回転して、外筒２の内側面２ｎと内筒３の外側面３ｓとの間の空間において、処理物Ｓを掻き揚げながら、図１の矢印ｈに示すように外筒２の他端２ｂから一端２ａに向かって処理物Ｓを送るようになっている。

次に、上述したロータリドライヤ１の動作および作用効果について説明する。
このロータリドライヤ１による一連の粉砕乾燥処理において、水分を含んだ処理物Ｓは、まず、加熱流路６に沿って形成された誘導筒５を介して内筒３に供給される。また、乾燥の熱源となる熱風は、誘導筒５の外周に設けられた加熱流路６から同じく内筒３内に供給される。

次いで、誘導筒５から内筒３の先端３ａに供給された処理物Ｓは、内筒３内の空間を、内筒３及び羽根１３の回転とともに、図１の矢印ｆに示すように通過し、加熱流路６からの加熱を受けながら内筒３の他端３ｂまで移送され、これにより、熱源に比較的近い内筒３の内部を通過して初期乾燥がなされる。
次いで、内筒３を経て、ある程度の初期乾燥が進んだ処理物Ｓは、図１の矢印ｇに示すように、内筒３の尾端３ｂ出口からケージミル８内に導かれ、内外の２列のケージ８ｎ、８ｓ相互のピンに交互に衝突されることで粉砕される。その後に、処理物Ｓは、外筒２の他端２ｂ側から、外筒２の内側面２ｎと内筒３の外側面３ｓとの間の空間に供給される。

次いで、外筒２の他端２ｂ側に供給された処理物Ｓは、外筒２の回転とともに、図１の矢印ｈに示すように、外筒２の他端２ｂから一端２ａに向かって送られ、この際、内筒３の外壁面からの放射熱を受けながら更に仕上げ乾燥される。このようにして、粉砕および乾燥された処理物Ｓは、外筒２内側面と内筒３外側面との間の空間を経て外筒２の先端２ａ側まで移送され、図１の矢印ｊに示すように、排出筒１１の下部の排出口９から排出される。また、排ガスは、排出筒１１の上部の排気口１０から外部に排出される。

以上のように、このロータリドライヤ１によれば、処理物Ｓは、温度の比較的高い部分である内筒３内にて初期乾燥された後、ケージミル８により粉砕され、その後に、外筒２内へ供給されるので、初期乾燥後の処理物Ｓを更に細かくした状態で外筒２で仕上げ乾燥に移行させることができる。このように、二重管構造からなるケーシング４内を処理物Ｓが往復して加熱処理を経るので、このロータリドライヤ１は、短くコンパクトなものとなる。特に、ケージミル８がケーシング４と一体型として構成されているので、装置をコンパクトに構成し得て、設備費的にも維持管理費的にもメリットは大きい。

特に、このロータリドライヤ１によれば、ケーシング４内に導入された処理物Ｓを内筒３内で初期乾燥させ、その後ケージミル８により粉砕（解砕）後に、外筒２内側面と内筒３外側面との間の空間に折り返された処理物Ｓに対して、初期乾燥後の処理物Ｓを更に細かくした状態で仕上げ乾燥に移行させる。これにより、処理物Ｓが細粒化されることで熱風との接触面積が増加する。細粒化した処理物Ｓは、外筒２の内周に設置された複数のリフタ１４により掻き揚げと落下とを繰り返しながら、外筒２の他端２ｂから一端２ａに向かって移動する。この間、熱風との接触乾燥と一部は内筒３の外周に接触することで仕上げ乾燥が行われる。そのため、装置をコンパクトに構成しつつも、例えば泥状、塊状又は粉粒体が凝集した処理物を効率良く乾燥することができる。

また、このロータリドライヤ１によれば、内筒３は、その内周面３ｎに、複数のロッド１３が複数列（または単列）の螺旋状に離隔して配置されているので、複数のロッド１３が内筒３における処理物の運搬機構となり、処理物Ｓは、内筒３内で螺旋状に配置された複数のロッド状の羽根１３により、撹拌を受けながら内筒３の先端３ａから尾端３ｂへと移動する。そのため、内筒３の先端３ａから尾端３ｂまで処理物Ｓを効率よく移行させることができる。

そして、このロータリドライヤ１によれば、螺旋状に配置された複数の羽根１３がロッド状に形成され、複数のロッド１３が離隔して配置されているので、通気性と撹挫効果を確保することができる。そのため、内筒３の断面全域（処理物Ｓの占有面を除く）で熱風を通過させることができ、内筒３内での処理物Ｓの乾燥を促進させる上で好適である。
また、このロータリドライヤ１によれば、二重管構造としたケーシング４の内筒３に熱風を直接供給するので、内筒３内の処理物Ｓを直接的に加熱することができる。そのため、例えば特許文献１に開示される技術のように、内筒外壁からの伝熱による乾燥方式に比べて、特に含水率の高い処理物に関して、乾燥効率を大幅に改善することができる。

つまり、特に含水率の高い処理物に関しては、ある程度の予備乾燥を行ってから粉砕（解砕）することが必要となるところ、このロータリドライヤ１のような構成であれば、含水率の高い処理物に関して前段の乾燥工程となる内筒３での処理物Ｓの乾燥を促進する上で好適であり、ケージミル８により粉砕後に、後段の乾燥工程となる外筒２の内側面と内筒３の外側面との間の空間に折り返された処理物Ｓに対しても、内筒３の外周面から放射される熱によって仕上げ乾燥を効率良く行うことができるからである。
以上説明したように、このロータリドライヤ１によれば、装置をコンパクトに構成しつつも、処理物を効率良く乾燥することができる。なお、本発明に係る乾燥機は、上記実施形態のロータリドライヤに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能なことは勿論である。

１ロータリドライヤ（乾燥機）
２外筒
３内筒
４ケーシング
５誘導筒
６加熱流路
７連結部材
８ケージミル（回転式の粉砕機）
９排出口
１０排気口
１１排出筒
１２支持ローラ
１３羽根
１４リフタ
１５伝達手段
２０フレーム
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３モータ
Ｓ処理物

Claims

内筒と、該内筒を囲繞する外筒とを有する二重管構造のケーシングを備える乾燥機であって、
前記ケーシングに対して熱風を供給可能な熱風供給構造と、前記内筒の先端から前記内筒内に処理物を誘導する誘導筒と、前記内筒の尾端に対向して配設されて前記処理物を前記内筒の尾端の位置で粉砕する回転式の粉砕機とを備え、
前記ケーシングは、前記熱風供給構造により供給された熱により前記内筒の先端から前記内筒内に導入された前記処理物を初期乾燥しつつ、前記粉砕機により粉砕後の前記処理物を外筒内側面と内筒外側面との間の空間に折り返し前記外筒の尾端から前記外筒の先端に向けて導きつつ仕上げ乾燥して前記外筒の先端側から排出することを特徴とする乾燥機。
前記内筒は、その内周面に、複数のロッドが短列又は複数列の螺旋状に離隔して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の乾燥機。
前記熱風供給構造は、前記誘導筒に沿って配設されて前記内筒の先端から前記内筒内に熱風を送り込む加熱流路であることを特徴とする請求項１または２に記載の乾燥機。