JP2505407B2 - 噴霧輪 - Google Patents

噴霧輪

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JP2505407B2 JP60239275A JP23927585A JP2505407B2 JP 2505407 B2 JP2505407 B2 JP 2505407B2 JP 60239275 A JP60239275 A JP 60239275A JP 23927585 A JP23927585 A JP 23927585A JP 2505407 B2 JP2505407 B2 JP 2505407B2
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  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は噴霧乾燥装置に使用する噴霧輪に係り、駆動
装置に結合するためのハブと、このハブの外側に配設さ
れて噴霧すべき液体を送る環状の液体供給チャンバと、
この液体供給チャンバに液体を送るための液体入口を有
する輪部カバーと、液体供給チャンバから輪部外面まで
ほぼ半径方向に延びる多数の吐出路とを有する噴霧輪に
関する。
〔従来技術及び問題点〕
溶液又は懸濁液の形の液体を噴霧乾燥のために噴霧す
る場合、回転式の噴霧輪又はノズル式噴霧器が使用され
る。
一般的には、回転式噴霧輪はノズル式噴霧器よりも噴
霧装置当りの収率が良く、固形成分の粒度が大きく、粘
度の大きい液体を噴霧できる。また、寸法上の許容度が
はるかに大きく、固形分含有率、粘度、及び流動度の変
化に対応できるので、可能な限り噴霧輪が好んで用いら
れる。
しかしながら、粉末物を噴霧輪で製造する場合に、そ
の粉末物の性状が噴霧乾燥に適しない場合がある。その
ひとつに粉末物の流動性がある。これはその粉末物が孔
を通り易いか詰まり易いかを表わす性質である。この性
質は工業規模の操業上重要であり、特に所定量の粉末を
水に早く混ぜ合わせて飲めるようにするタイプの飲料品
自動販売機に使用する粉末を製造する場合に重要であ
る。
この理由から、噴霧輪に上述のような長所があるにも
かかわらず、場合によっては粉末をノズル噴霧方式で製
造する場合がある。
上記2つのタイプの製品の物性上の相違点を明確に説
明するのは困難であるが、粒度分布、粒子の形状、及び
その表面の性状等々一連の要因が関与するものと思わ
れ、たとえば全乳の粉末の場合には粒子表面の脂肪の量
が問題になる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は噴霧輪の長所を十分に活用できる噴霧
輪を提供することにあるが、特に、後述のように従来の
噴霧輪では到底不可能な、流動性のすぐれた粉末物を製
造し得る噴霧輪を提供することにある。
〔発明の概要及び効果〕
前記目的達成のために、本発明に基く噴霧輪は、吐出
路が輪部の半径よりかなり長く、その端部が下向きに開
口し、環状の吐出長穴が輪部カバーに結合された外壁の
比較的近傍にあり、この外壁の内面が前記吐出長穴に面
して軸対称の回転面を形成すると共にほぼ直線的に隆起
し、この隆起角度は前記回転対称軸に対して15゜未満で
あり、吐出路(8)の間の離間角度と外壁(12)の内面
(13)の軸線方向に長さとは液体が前記内面(13)の吐
出長穴(10)の小孔で均一な薄膜になるように選択され
ることを特徴とする。
吐出路の半径方向の長さがかなり長いので噴霧される
液体が強く加速される。事実、吐出路の液体粒子の接線
方向の速度は遠心力により加速されて半径方向の速度と
なり、その最大値は液体粒子の組織に対応する接線方向
の速度に等しい。吐出路が長く、その端部が輪部の周縁
の近くにある場合には、粒子の半径方向の速度が輪部の
遠心力に基く接線方向の速度と同程度の値になる。液体
は、吐出路から出た後に環状の吐出長穴の外壁の内面で
広がって薄膜になる。
また、本発明に基く噴霧輪の形状の長所は、液体が吐
出路でかなり加速されて高速で飛び出し、各吐出路毎に
分れていた液体の流れが均一な薄膜になり、輪部に対し
てかなり速い相対速度になる。このような形状によっ
て、吐出路中での半径方向の速度が輪部の周縁部におけ
る速度と同程度になる。この半径方向の速度成分は、液
体が環状の吐出長穴の外壁で広がる時に、ほぼ同程度の
軸線方向の速度成分に変換され、他方、前記接線方向の
速度成分は維持され、或いは増加することもある。
前記説明した流れ及び速度の条件によって、本発明に
基く噴霧輪に2つの長所が得られる。この長所のひとつ
は、液体が遠心力で強く加速され、環状の吐出長穴の外
壁で、液体中で気泡を全て十分に追い出し得る程長時
間、切れ目のない薄膜になっていることである。前記他
の長所は、噴霧されて噴霧輪から離れた液体は、同じ程
度の接線方向の分力と軸線方向の分力とを有し、円錐面
を形成することである。この後者の長所から2つの利点
が得られる。そのひとつは、前記噴霧輪が公知のノズル
噴霧方式と同様に流動性の極めて良い粉末を製造できる
ことであり、これは本発明に基く噴霧輪を用いた試験に
よって確認した。前記他の利点は、前記噴霧輪が形成す
る噴霧の形状が、公知の噴霧輪の場合に見られるような
平らな傘形ではなく、頂角がほとんど鋭角とも言える円
錐形になることである。このことから、本発明に基く噴
霧輪が直径の小さい噴霧乾燥装置に採用できる可能性が
生れる。
これに対し、噴霧輪の外壁の内側に円錐台形の面を設
け、この面の下縁から噴霧する前に、この円錐台面上に
液体の均一な薄膜を作る形状は公知である。このような
輪部の形状は、たとえば欧州特許出願EP−A−0,112,10
1号及びデンマーク特許出願DK−C−86,740号に開示さ
れた。この先行技術の噴霧輪の目的は、固形成分が好ま
しくない状態で付着するのを防ぐことにある。前記公告
された欧州特許出願は、その目的を達成するために液体
が前記面に薄膜となって停溜する時間を短縮している
が、そのために液体の薄膜の厚さを限定し、前記円錐台
形面の頂角を80゜乃至120゜にするように指定してい
る。
〔実施例〕
本発明に基く噴霧輪を第1図に示す。この噴霧輪は、
輪部カバーを形成する下部1及び上部2を含む。前記下
部1はハブ3を有し、このハブ3は駆動装置(図示せ
ず)に連結され、このハブ3の周囲に内側が環状の液体
供給チャンバ4があり、噴霧すべき液体は液体分配装置
6の環状の長穴5を通して供給され、この液体分配装置
6は前記カバーの中央開口部の中まで延びる。
前記環状の液体供給チャンバ4から、多数の吐出路が
前記輪部の周縁に向かって延びる。第1図の実施例で
は、前記吐出路8は前記カバー2の下側に設けられ、第
3図に示すように下側に延びる中間小片9によって分離
される。
第2図に最も見易く示すように、前記吐出路8は本発
明に基いて前記輪部を半径方向にほとんど覆う長さであ
り、この長さは前記液体供給チャンバ4の半径方向の延
長部より長くするのが好ましい。前記吐出路8の端部は
下向きに開く環状の吐出長穴10の中まで延び、この吐出
長穴10の内面は前記液体供給チャンバ4を取り囲む輪部
の下部1の隆起した縁部11の外面によって形成され、こ
れに対して前記吐出長穴10の外面は前記輪部カバー2の
下側に延びる円形の外壁の内側より成る。
前記液体は前記各吐出路8のかなり長い部分を流れる
時に強く加速され、遠心力の作用により接線方向の速度
と同程度の速さで前記吐出長穴10の出口から半径方向に
飛ぶ。
前記外部壁体12の内面13は軸線方向に対称な回転面よ
り成り、母線がほぼ直線であり、この母線は本発明に基
いて回転軸に対する角度が150゜未満であり、図に示す
実施例では約9゜である。従って前記内面13は前記吐出
路8の出口にある吐出長穴10の上端部付近から急角度で
下に延び、前記輪部の回転中に吐出路8から噴出される
液体は前記内面13上で均一な薄膜になり、この薄膜は前
記外壁12の下縁で剪断されて霧粒になる。吐出路8の数
は多く、図に示す実施例では24本であり、前記外壁12の
内面13の軸線方向の延長部分は液体を上述のように均一
な薄膜にできるような寸法にする。前記回転面すなわち
図の実施例では円錐台形の面の角度は、前記外壁の内面
13の角度であり、この角度によって吐出路の出口におけ
る液体の半径方向の分力が、これと同程度の下向きの大
きい分力に変換されるので、前記縁14で剪断されて生ず
る霧は全体として円錐形になり、その頂角は鋭角にな
る。これと対照的に輪部外側に噴出孔を有する噴霧輪か
ら出る霧は平らな傘形になる。このようにして、前記輪
部による噴霧角度をノズルによる噴霧角度と同程度と
し、かつ噴霧輪の長所である融通性と信頼性を確保す
る。
液体の流れを、吐出路8から吐出長穴10までの移行部
で極力好ましい状態にするために、前記吐出路8の出口
部を吐出長穴10より上で湾曲させる。
図の実施例では、カバーの下部1の隆起した縁の部分
11の前記環状の液体供給チャンバ4に面する内側15が、
吐出路8の全ての部分で外側上方に傾斜している。この
形状によって吐出路8から噴出される液体は液体供給チ
ャンバ4の方に徐々に加速され、次の吐出路の管状部に
達するまで強く加速される。
さらに、外壁12の内面13の軸線方向の延長部はこの内
面上に形成される液体の薄膜に切れ目を作らず、気泡を
追い出し得る寸法にする。この寸法によって、粉末物を
噴霧乾燥する場合にその中に閉じ込められる空気の量を
著しく減少させることができる。
図に示す実施例では、カバーの下部1の外面の隆起し
た縁の部分11の外側は、吐出長穴10が下の出口に近い程
巾が広がるように、後退する。この形状によって、乾燥
生成固形物が前記吐出長穴の出口に付着する危険をほぼ
完全に除くことができる。
本発明は以上説明した実施例に限定されるものではな
く、前記吐出路及び吐出長穴の他の形状、たとえば吐出
路を前記輪部の半径に近い長さとし、前記吐出路の外壁
を、前記液体がこの外壁上で比較的長い時間遠心力を受
けても均一な薄膜を維持できるような形状にすることも
できる。前記内壁面13を図示以外の形状、たとえば円筒
形、下側に広がる円錐台形、又はわずかに湾曲した面と
し、その傾斜角を大きくすることにより、上述のよう
に、軸線方向の分力をかなり霧化に利用することができ
る。
〔試験例第1〕 工業用噴霧乾燥設備を使用し、この設備は噴霧乾燥機
より成り、この噴霧乾燥機には最終乾燥機として振動ベ
ッドを設けた。
供試材料は濃縮脱脂乳とした。この試験は、最初に直
径が210mm、吐出路が真直ぐの従来型の噴霧輪を使用
し、次に同じ直径の図に示した噴霧輪を使用し、乾燥条
件は両者同一にして行なった。
試験の結果物である粉末物の流動性は「乳製品分析
法」第4版(出版者A/Sニロ噴霧器社(A/S Niro Atomiz
er),コペンハーゲン、出版年次1978年)に記載された
第A23aの方法に従って測定した。この方法は所定量の粉
末を回転するドラムから所定の長穴に通し、通り終るま
での所要時間を秒単位で測定する。
試験の結果は、従来の噴霧輪が41秒であり、本発明に
基く噴霧輪は22秒であった。
〔試験例第2〕 試験に使用する材料を添加脂肪分40%を含む全乳とし
た他は、乾燥設備及び乾燥条件を試験例第1の場合と同
一にした。
試験結果は、従来の噴霧輪が41秒であり、本発明に基
く噴霧輪は22秒であった。
〔試験例第3) 試験例第1及び第2と同型の他の噴霧乾燥設備を使用
し、添加脂肪分50%の牛乳を用いて行なった試験では、
従来の噴霧輪が82秒であり、本発明に基く噴霧輪は16秒
であった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に基く噴霧輪の軸線に沿う部分縦断面
図、第2図は第1図の噴霧輪のカバーの内面図、第3図
は第2図のカバーの線III−IIIに沿う断面図である。 1…下部、2…上部、3…ハブ、4…液体供給チャン
バ、6…液体入口、7…開口部、8…吐出路、10…吐出
長穴、12…外壁、13…内面、14…縁、15…底部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特許112365(JP,C2)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】噴霧乾燥装置に使用される噴霧輪におい
    て、 駆動装置に結合されたハブ(3)と、 このハブ(3)を取り囲み、内側に噴霧すべき液体を分
    布させる環状の液体供給チャンバ(4)と、 液体を取り入れて液体供給チャンバ(4)に導くための
    液体入口(6)を有する輪部カバー(2)と、 液体供給チャンバ(4)から輪部の外面までほぼ半径方
    向に延びる複数の吐出路(8)と、を備え、 前記吐出路(8)は、前記輪部の半径に近い長さを有
    し、また下向きに開口した端部を有し、 環状の吐出長穴(10)は前記輪部カバー(2)に結合さ
    れた外壁(12)の近くにあり、 前記外壁(12)の内面(13)は前記吐出長穴(10)に面
    しており、前記吐出長穴(10)はほぼ直線的な母線を有
    する軸対称の回転面を形成しており、前記母線は前記回
    転面の対称軸線に対して15゜未満の角度をなし、 複数の前記吐出路(8)の間の離間角度と、外壁(12)
    の内面(13)の軸線方向の長さとは、吐出長穴(10)の
    小孔で前記内面(13)上に均一な液体の薄膜が形成され
    るように選択されている噴霧輪。
  2. 【請求項2】各吐出路(8)は液体供給チャンバに隣接
    し、入口部を有し、この入口部は外方及び上方に傾斜す
    る底部(15)を有し、この底部(15)は液体供給チャン
    バ(4)の底部と一致することを特徴とする特許請求の
    範囲第1項に記載の噴霧輪。
  3. 【請求項3】吐出路(8)の長さは液体供給チャンバ
    (4)の半径方向の延長部より長いことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項又は第2項に記載の噴霧輪。
  4. 【請求項4】吐出長穴(10)は吐出路(8)の上方に向
    かって閉じる形状になっていることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項乃至第3項の何れかに記載の噴霧輪。
  5. 【請求項5】吐出長穴(10)と吐出路(8)の出口の上
    側との間の移行部は湾曲していることを特徴とする特許
    請求の範囲第4項に記載の噴霧輪。
  6. 【請求項6】吐出長穴(10)は、その下を向く出口に近
    づくにつれて巾が広くなることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項乃至第5項の何れかに記載の噴霧輪。
  7. 【請求項7】噴霧輪はハブ(3)と、液体供給チャンバ
    (4)の底部と、吐出路(9)の底部と、吐出長穴(1
    0)の内面より成る下部(1)と、この下部(1)に結
    合され、輪部カバー及び前記外面(12)を形成し下側に
    吐出路(8)がある上部(2)とを有することを特徴と
    する特許請求の範囲第1項乃至第6項の何れかに記載の
    噴霧輪。
JP60239275A 1984-10-26 1985-10-25 噴霧輪 Expired - Lifetime JP2505407B2 (ja)

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DE (1) DE3568260D1 (ja)
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