JP2896531B2 - 砕石冷却シールド部材を有するドラムドライヤー - Google Patents

砕石冷却シールド部材を有するドラムドライヤー

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JP2896531B2 JP7529037A JP52903795A JP2896531B2 JP 2896531 B2 JP2896531 B2 JP 2896531B2 JP 7529037 A JP7529037 A JP 7529037A JP 52903795 A JP52903795 A JP 52903795A JP 2896531 B2 JP2896531 B2 JP 2896531B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 1.発明の分野 本発明は、ドラム壁に対するバーナー炎からの輻射熱
をシールドするためドラムの燃焼区域内に設けられたシ
ールド部材を有する回転ドラムドライヤー、特に、ドラ
ム内の材料を用いてシールド部材を冷却するための方法
及び装置に関するものである。
2.従来技術の説明 多くのアスファルト製造プラントにおいては、未処理
砕石を加熱、乾燥し、液状アスファルトと混合せしめる
ための回転ドラムドライヤーを有している。かかるドラ
イヤーの代表的なものは、水平に対して傾斜し、その上
端に未処理砕石入口を有し、その下端に未処理砕石出口
を有している回転ドラムを含む。バーナーをドラムの上
記端部の何れかに設けて炎をドラムの軸方向に流し、流
れる砕石を加熱、乾燥している。バーナーはドラムの下
端に設けて向流ドライヤーとするか、または、ドラムの
上端に設けて平行流ドライヤーとしている。更に、加
熱、乾燥された砕石を再利用アスファルト製品(RA
P)、液状アスファルト等と混合せしめるための混合室
を区劃するためドラムの出口端の周りに固定スリーブを
設けている。かかる回転ドラムと固定スリーブの組合せ
はドライヤードラムコータ、または、ドラムミキサーと
して既知である。
上記の型の回転ドラムドライヤーは、アスファルト製
造プラントに用いられようと、または、土壌再生プラン
ト等に用いられようとバーナー炎に近い燃焼区域と、こ
の燃焼区域からドラムの離れた端に延びる乾燥区域とに
機能的に分離されている。ドラムの壁をバーナー炎から
の輻射熱から保護するため、燃焼区域の内周をシールド
するのが望ましい。このシールドは一般に耐熱ライナー
によって達成されている。然しながら最近においては、
バーナー炎の輻射熱からドラムの壁をシールドするため
ドラムの燃焼区域の内周にシールド部材を配置し、耐熱
ライナーの使用を省略せしめている。このシールド部材
は一般にT字状をなし、ドラムの壁に隣接する部分に一
般に平行に延びるシールド片と、このシールド片からド
ラムの壁に向かって半径方向に延びる柱とを有する。か
かるシールド部材を有する回転ドラムドライヤーや米国
特許第4,189,300号(バルター特許)や第5,203,693号
(スワンソン特許)に示されている。
シールド部材は燃焼区域内でバーナー炎の輻射熱にさ
らされて過熱され、急激に劣化するためしばしば交換し
なければならず、好ましくない長い修理時間が必要とな
る。ドラム内の砕石を用いてシールド部材を冷却し上記
の問題を解決しようとする試みがなされている。
例えば、バルター特許では、シールド部材の半径方向
外面とドラムの壁間にポケットを区劃する半径方向外方
に突出する脚を設けたシールド部材を採用している。こ
のポケットは、シールド部材がドラムの下方部分を移動
するとき砕石を持ち上げ、ドラムの回転の間の大部分で
砕石を保持し、この砕石がシールド部材から熱を奪い、
シールド部材が冷却されるようにしている。然しながら
この冷却は、砕石の大部分がシールド部材から落ちるこ
となくシールド部材によって保持されたままとなること
により制限される。即ち、全冷却サイクルの間シールド
部材からの熱を同一の砕石が受け取るため砕石自体が過
熱状態となる。更に、ポケットを形成する半径方向に突
出する脚は、バーナー炎内に材料が落下するのを妨げる
ようになるが、それでも十分な量の材料がバーナー炎に
落下し、バーナー炎が少なくとも部分的に消され、バー
ナー効率を減少せしめるようになる。
スワンソン特許では、それぞれ半径方向外方に傾斜し
た前縁と半径方向内方に傾斜した後縁とを有する特殊形
状のシールド部材を用いている。この内方に傾斜した後
縁は砕石を堀り、シールド部材がドラムの底部を通って
回動したとき砕石によってカバーされるようになる。シ
ールド部材がドラムの底部を越えて回動したとき、内方
に傾斜した後縁が所定時間砕石を保持し、この保持され
た砕石はバーナー炎内に持ち上げられる前にドラムの下
方部分に蓄積されている砕石上に戻され、かくしてバー
ナー炎を消すことなくシールド部材が冷却されるように
なる。然しながらこの方法による冷却は回動角度による
制限を受ける。
発明の目的と要約 本発明の目的は、燃焼区域内にシールド部材を設け、
これをドラム内の材料を使用して効果的に冷却するため
の装置を設けたアスファルト砕石等のための回転ドラム
ドライヤーを得るにある。
本発明の他の目的は、ドラム内の十分な冷却材料なし
で操作される冷却装置を有する上述の型の回転ドラムド
ライヤーを得るにある。
本発明の他の目的は、シールド部材に容易に適合でき
る冷却装置を有する上述の型の回転ドラムドライヤーを
得るにある。
本発明の上記目的は、筒状壁を有する回転ドラムと、
上記ドラム内に燃焼区域を区劃するため上記ドラム内に
炎を軸方向に指向せしめるバーナーと、上記燃焼区域内
に位置せしめた装置とより成るドライヤーによって達成
できる。上記装置は、上記筒状壁の内周の周りに設けた
複数の比較的大きいシールド部材と、及び複数の比較的
小さな冷却部材とを有する。この冷却部材は、上記シー
ルド部材と内壁の間で半径方向に上記筒状壁の内周の周
りに設けられ、上記シールド部材を冷却するため上記ド
ラムの回転時隣接するシールド部材の半径方向外面上に
比較的少量の材料を落下せしめる。
炎の消えるのを防ぎながら自己冷却を促進するため、
上記シールド部材の夫々には、外方に傾斜した先端部
と、上記壁に隣接する部分に平行に延びる中間部とを有
せしめる。この例では、上記シールド部材の夫々には、
更に内方に傾斜する後端部に有せしめ、上記先端部、中
間部及び後端部の幅をそれぞれ3インチ、6インチ、3
インチとする。
好ましくは、上記冷却部材の夫々には、上記シールド
部材の1つに隣接する中間部と半径方向に対応する位置
の前縁部を有せしめる。上記冷却部材の夫々は、好まし
くは、(1)上記冷却手段が上記ドラムと共に回転する
間上記材料を一時的に保持するためのコップを区劃し、
(2)所望の角度回転する間、隣接するシールド部材上
に上記材料を落下せしめるように構成する。このため、
上記冷却部材の夫々には、好ましくは比較的短い前縁部
と、比較的長い後縁部と、上記前縁部と後縁部の半径方
向内端間を連結する中間部とを有せしめ、上記中間部が
上記壁の隣接する部分に平行に延びるようにする。
本発明の他の目的は、回転ドライヤードラムのシール
ド部材を効果的に冷却するための方法を得るにある。
本発明の更に他の目的は、ドラム内の少なくとも多く
の砕石を冷却する必要がない方法を得るにある。
本発明においては上記目的は、回転ドラム内に燃焼区
域を区劃するため回転ドラム内に軸方向に炎を延ばし、
上記炎からの熱を用いて上記回転ドラム内の材料を加
熱、乾燥し、上記炎の熱から上記燃焼室を取り巻く上記
回転ドラムの壁の一部をシールドする方法によって達成
できる。このシールド工法では、上記炎と上記回転ドラ
ムの壁の一部間で半径方向にシールド部材を配置し、上
記ドラムに取り付けてドラムと共に回転する。本発明の
冷却工程では、上記ドラムの下部に蓄積された材料から
比較的少量の材料を持ち上げ、この持ち上げた材料をド
ラムが所定角度回転する間上記シールド部材の半径方向
外面上に連続的に落下せしめ、この落下した材料が上記
シールド部材から横方向に流れるようにする。上記材料
を持ち上げ、落下せしめる工程は、上記シールド部材と
壁間で半径方向に上記ドラムに取り付けた冷却部材によ
って達成する。上記材料を落下せしめる工程は、底部死
点から略90°回転した位置で始まり、底部死点から略27
0°回転した位置で終わるようにする。本発明の他の目
的は、バーナーの炎を大きく冷却することのない上記の
型の方法を得るにある。
上記目的は、上記詳述した1つ以上の方法により、及
び炎に触れることなくドラムの下部に材料の少なくとも
多くを落下せしめることによって達成できる。
本発明の他の目的及び特徴は以下の説明及び添付図面
によって明らかならしめる。然しながら、以下の詳細な
説明と実施例は本発明の好ましい例を説明するものであ
り、これに限定されるべきではない。本発明の実施例
は、発明の精神の範囲内で種々変更できることは勿論で
ある。
図面の簡単な説明 本発明の好ましい実施例を添付図面によって説明する
が、同一部分には同一符号を付して示す。
図1は、本発明の回転ドライヤードラムを有するドラ
イドラムコーターの縦断側面図である。
図2は、図1の2−2線断面図である。
図3は、図1の3−3線断面図である。
好ましい実施例の詳細な説明 1.レジメ 本発明の回転ドラムドライヤーは、ドラムの燃焼区域
に位置するシールド部材を冷却するための装置を有す
る。この装置は、ドラムと共に回動し、ドラムの下方部
分に蓄積された砕石から比較的僅かな量の未処理砕石の
ような材料を持ち上げ、ドラムの更なる回動によってシ
ールド部材の半径方向外面に上記砕石を落下せしめ、砕
石の平均温度を減少せしめることなくシールド部材を冷
却する冷却部材を有する。ドラムが所定角度回動するこ
とにより冷却部材からシールド部材上に新しい砕石を連
続的に落下せしめることによって冷却効率が向上され
る。冷却部材とシールド部材の好ましい連携によってバ
ーナー炎に対する材料の侵入を制限または阻止し、バー
ナー炎が消えるのを防ぎ、熱放射を維持する。特に好ま
しい冷却部材は、シールド部材のデザインに容易に適合
できる補助部材となる。
2.装置の概要 図1〜図3に示すように、シールド部材冷却装置を有
する回転ドライヤードラム12をスワンソン特許に示され
る型のドライヤードラムコーター10に関連して説明する
が、他の平行流または向流回転ドライヤードラムにおい
ても使用できる。ドライヤードラムコーター10は、共通
のフレーム16に傾斜して設けた内側回転ドライヤードラ
ム12と、外側固定スリーブ14とを有する。この回転ドラ
イヤードラム12は、複数の軸受18によってフレーム16上
で回転自在とし、モーター20によって回転する。バーナ
ー22から炎24を回転ドライヤードラム12内に軸方向に吹
き出す。
回転ドライヤードラム12の長さは略30〜50フィート、
直径は約6フィートとする。回転ドライヤードラム12
は、その第1(上)端26に未処理砕石入口28と、燃焼生
成物出口30とを有し、その第2(下)端32に加熱、乾燥
された未処理砕石出口を形成する複数の開口34を有す
る。回転ドライヤードラム12は、外側固定スリーブ14と
の間に形成した混合室48内に延びる複数の混合片36を支
持する。回転ドライヤードラム12の内部は、バーナーの
炎24近くの燃焼区域38と、この燃焼区域38とドラム12の
第1端26間に位置する乾燥区域40とに機能的に分離す
る。従来型の複数の持ち上げ部材42を、ドライヤードラ
ム12が回動したときドライヤードラム12内で砕石を持ち
上げ、落下せしめるため乾燥区域40内においてドラム12
の壁13の内周に設ける。ドライヤードラム12の燃焼区域
38には、複数のシールド部材44と、複数の冷却部材46と
を設ける。これらの構成及び作用は後述する。
外側固定スリーブ14は、混合片36のための間隔を形成
するための十分な広さの混合室48を形成するよう回転ド
ライヤードラム12から離間せしめる。外側固定スリーブ
14には、再利用アスファルト製品(RAP)のための上方
入口50と、回転ドライヤードラム12の開口34に対応する
未処理砕石入口52と、アスファルト混合物出口54とを設
ける。外側固定スリーブ14には更に混合室48内に液状ア
スファルトを注入するための好ましい手段(図示せず)
を設ける。
使用に際しては、未処理砕石を好ましいコンベア56に
よって回転ドライヤードラム12の未処理砕石入口28内に
供給し、傾斜したドラム12を介してバーナー22からの炎
24の方向と反対方向に下方に送る間に加熱、乾燥せしめ
る。ドラム12の第2端32内の加熱、乾燥された砕石を、
ドラム12内の開口34及びスリーブ14内の入口52を介して
混合室48内に落下せしめる。好ましいコンベア58によっ
て入口50から混合室48内にRAPを同時に供給し、加熱、
乾燥された未処理砕石と混合片36によって混合せしめ、
このとき液状アスファルトを注入し、アスファルト舗装
混合物を形成する。未処理砕石と、RAPと、液状アスフ
ァルトとの混合物を混合片36によって混合室に送って更
に混合し、ドライヤードラムコーター10から排出せしめ
る。ドライヤードラムコーター10の操作の間に形成され
た燃焼生成物は、出口30を介して回転ドライヤードラム
12外に放出し下流のバグハウス等の装置に運ぶ。
回転ドライヤードラム12及び外側固定スリーブ14を有
するがシールド部材44と冷却部材46との組合せを有しな
いドライヤードラムコーター10は、夫自体既知であるか
らその詳細な説明は省略する。
シールド部材44と冷却部材46は、互いに関連してバー
ナーの炎24の輻射熱からドラム壁13をシールドし、
(1)燃焼区域38内の砕石の過冷却を防ぎ、(2)シー
ルド部材44を効果的に冷却してその寿命を伸ばし、
(3)バーナーの炎が消えることを防止する。好ましい
部材及び関連する装置を以下説明する。
3.シールド部材と冷却部材の構成 図2及び図3に示すように、シールド部材44は好まし
くは上記スワンソンの米国特許第5,203,693号に記載さ
れた型のものとする。シールド部材44は、例えば30〜50
フィートの長さのドライヤードラム12を通して十分に、
例えば7〜11フィート延ばし、燃焼区域38を好ましくシ
ールドできるようにする。このシールド部材44は、シー
ルド部材44の長さ方向に離間し、ドラム12の壁13の内周
全面に互いに離間して配置された柱45によって壁13に固
定する。シールド部材44はそれぞれ互いに十分に接近せ
しめ、この結果、燃焼区域38内の炎24の輻射熱から壁13
の内面が完全にシールドされるようにする。例えば、シ
ールド部材44の中心位置間の間隔を約12.5インチとし、
直径6フィートのドラム内でシールド部材44を18個設け
るようにする。
図3に示すように、各シールド部材44は耐熱鋼で形成
し、半径方向外方に傾斜して延びる先端部60と、ドライ
ヤードラム12の壁13に平行に延びる中間部62と、半径方
向内方に傾斜して延びる後端部64とを有せしめる。本発
明の実施例においては、中間部62の幅は約6インチと
し、先端部60と後端部64の夫々の幅は上記中間部62の幅
の約半分、例えば約3インチとする。先端部60は中間部
62の面からドラム12の壁13に向かって外方に約30°の角
度で延び、後端部64は中間部62の面から内側に約70°の
角度で延びる。中間部60はドラム12の壁13から半径方向
に約5インチ離間せしめる。
ドラム12の底部に砕石を蓄積せしめるため、図1に示
すようにせき68を未処理砕石開口34に隣接して燃焼区域
38の前端に設ける。このせき68は好ましくはシールド部
材44の中間部62と同軸状にドラム12の壁13から離間され
た内周縁を区劃する複数の一線をなす互いに関連する金
属板により形成せしめる。
各冷却部材46は、ドラム12の底部から比較的少量の蓄
積された砕石を持ち上げ、ドラム12の更なる回転によっ
て隣接したシールド部材44上に砕石を落下せしめ、この
結果、シールド部材44を冷却できるように形成する。こ
の冷却部材46は、更に、シールド部材と共に使用可能で
ドラム12内に容易に取り付け得る形とする。このため、
冷却部材46はシールド部材44と空間を共有し、夫々対応
する1つのシールド部材44とドライヤードラムの壁13間
で半径方向に延び、ドライヤードラム12の壁13の内面に
接続されるようにする。各冷却部材46は1/4インチの厚
さの耐熱鋼によって作り、ドライヤードラムの壁13に熔
接等により固定した壁13から半径方向に延びる比較的長
い後縁部70と、シールド部材44に砕石を落下せしめるた
めの口を形成するため隣接するシールド部材44の中間部
62に対応する位置で半径方向に延びる比較的短い前縁部
72とを有せしめる。各冷却部材46には更に、冷却部材46
がドラム12と共に回動する間材料を一時的に保持せしめ
るため縁部70と72間にコップ76を形成するよう前縁部72
と後縁部70の半径方向内側端間を連結する横方向の中間
部74を有せしめる。好ましくは後縁部70の長さは約2.5
インチとし、前縁部72の長さは約1/2インチとし、中間
部74の幅は約2インチとしてコップ76を形成し、所望量
の砕石を保持し且つ所望の割合でシールド部材44上に落
下できるようにする。砕石落下を所望ならしめるため、
前縁部72の半径方向外側端と、隣接するシールド部材44
の中間部62の外面間の半径方向のギャップは約2.25イン
チとする。
4.シールド部材と冷却部材の操作 操作に際しては、コンベア56によって砕石を内側回転
ドラム12の未処理砕石入口28に供給し、上述のようにド
ラム12を通して下方に移動するときこれを加熱、乾燥せ
しめる。燃焼区域38の下端において、砕石はせき68に沿
って堆積し、シールド部材44を越えるレベルで一時的に
保持され、炎24からの輻射熱にさらされるようになる。
シールド部材44が砕石を通して回動したとき、砕石の一
部がシールド部材44の立ち上がった後端部64によって保
持され、ドラムの底部内の砕石層の対向端から約150°
の位置にある放出端に持ち上げられるようになる。従っ
て、ドラムが回転するある期間、砕石がバーナーの炎24
からの輻射熱にさらされ、燃焼区域における砕石は冷却
されることはない。ドラム12の下部における砕石は、ド
ラムの壁13の対応する部分を炎24の熱からシールドする
ように作用する。
シールド部材44は、ドラム回転の他の期間ドラム12の
底部における砕石のレベル以下に延び、砕石の一部を保
持するので、シールド部材44はドラム回転の十分な期間
輻射熱からシールドされるようになる。然しながらこの
冷却はドラムの回転角度位置によって制限される。更
に、この冷却は、冷却部材46がドラム12の下部を移動し
たとき砕石の比較的僅かな量を掘り出し、コップ76内に
保持し、シールド部材44の中間部62の半径方向外面に連
続的に落下せしめる冷却部材46によってなされる。砕石
の落下は自己冷却作用のないシールド部材を有するドラ
ム12の全回転角度位置で連続的になされるが底部の死点
位置(BDC)から約90°の角度で始まり、BDCから約270
°の角度迄連続されるようにするのが好ましい。シール
ド部材44はこの期間に落下する砕石に接して冷却され、
この冷却効果は、新鮮な砕石がシールド部材44の中間部
62に連続的に落下し、後端部64(冷却サイクルの初期に
おいて)、または先端部60(冷却サイクルの中間及び終
わりにおいて)から離れる迄シールド部材44に沿って流
れるという作用によって増大される。また、シールド部
材44の冷却はシールド部材44の先端部60を外向きに傾斜
して少なくとも冷却サイクルの中間及び後半においてシ
ールド部材44に沿う砕石の流れを遅くすることによって
強めることができる。
冷却部材46によれば、上記従来の冷却装置によっては
得られない大きな効果が得られる。シールド部材44に対
する新鮮な砕石の落下及びシールド部材44に沿って砕石
を流すことによって、冷却工程においてシールド部材に
常時同量の砕石が接触するバルター特許に記載されたシ
ールド部材を用いる場合に比べ冷却を十分に行なうこと
ができる。このような結果は、自己冷却期間を制限する
上記の型のシールド部材44を用い、シールド部材44が自
己冷却されない全ドラム回転角度位置でシールド部材44
が冷却されるよう冷却部材46を構成することによって改
良される。更に、冷却のためには比較的少量の砕石を用
い、残りの砕石はバーナーの炎24からの輻射熱にさらさ
れるようにすれば、ドラム12内の砕石の平均温度が大き
く低下されないようになる。更にまた、比較的広い幅の
シールド部材44によって炎24内に落下される砕石を阻止
し、冷却サイクルの中間及び後半において砕石をドラム
12の内側よりはむしろドラム12の壁13に向かって直接流
すようにシールド部材44の先端部60を外側に傾斜せしめ
たので、バーナーの炎24内に対する砕石の流れを阻止
し、炎が消えるのを防ぐことができる。かくして、バー
ナーの炎の消えるのを防ぎながら少ない砕石の量で最大
の冷却を行なうことができる。
本発明の上記実施例は本発明の精神内で種々変更でき
る。例えば、上述の型の本発明の冷却部材46はシールド
部材44と共に使用するのに特に好適なものであるが、代
わりに従来既知のシールド部材と共に使用しても良い。
更に、本発明の冷却部材はアスファルトドラムミキサー
に用いる他、シールド部材によってシールドされた燃焼
区域を有する向流型または平行型回転ドライヤードラム
に用いることができる。本発明の範囲は添付請求の範囲
の記載によって明らかならしめる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平7−22217(JP,U) 実開 昭59−123288(JP,U) 米国特許1196376(US,A) 米国特許5052810(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F26B 17/20 F26B 25/16 F26B 17/32 F27B 7/16 F27B 7/38

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】A.筒状壁を有する回転ドラムと、 B.上記ドラム内に燃焼区域を区劃するため上記ドラム内
    に炎を軸方向に指向せしめるバーナーと、 C.(1)上記筒状壁の内周の周りに設けた複数の比較的
    大きいシールド部材と、及び (2)上記シールド部材と上記筒状壁の内周間で半径方
    向に上記筒状壁の内周の周りに設けられ、上記シールド
    部材を冷却するため上記ドラムの回転時隣接するシール
    ド部材の半径方向外面上に比較的少量の材料を落下せし
    めるための複数の比較的小さな冷却部材と を有する、上記燃焼区域内に位置せしめた装置と、 より成り、上記シールド部材の夫々が、半径方向外方に
    傾斜した先端部と、上記筒状の壁の隣接する部分に平行
    に延びる中間部とを有するドライヤー。
  2. 【請求項2】上記シールド部材の夫々が、更に半径方向
    内方に傾斜する後端部を有し、上記先端部中間部及び後
    端部の幅が夫々3インチ、6インチ、3インチである請
    求項1記載のドライヤー。
  3. 【請求項3】上記シールド部材の夫々が更に上記中間部
    を上記壁に接続するための半径方向の柱を有する請求項
    1記載のドライヤー。
  4. 【請求項4】上記冷却部材の夫々が、上記シールド部材
    の1つに隣接する中間部と半径方向に対応する位置の前
    縁部を有する請求項1記載のドライヤー。
  5. 【請求項5】上記冷却部材の夫々が、(1)上記冷却部
    材が上記ドラムと共に回転する間上記材料を一時的に保
    持するためのコップを区劃し、(2)所望の角度回転す
    る間、隣接するシールド部材上に上記材料を落下せしめ
    るように構成されている請求項1記載のドライヤー。
  6. 【請求項6】上記冷却部材の夫々が、比較的短い前縁部
    と、比較的長い後縁部と、上記前縁部と後縁部の半径方
    向内端間を連結する中間部とを有し、上記中間部が上記
    壁の隣接する部分に平行に延びる請求項1記載のドライ
    ヤー。
  7. 【請求項7】上記前縁部の半径方向長さが約1/2インチ
    であり、上記後縁部の半径方向長さが約2.5インチであ
    り、上記中間部の内側の幅が約2インチである請求項6
    記載のドライヤー。
  8. 【請求項8】上記回転ドラムが、その第1端に隣接する
    砕石入口と、その第2端に隣接する砕石出口と、上記第
    2端に隣接する燃焼区域とを有する向流型ドラムである
    請求項1記載のドライヤー。
  9. 【請求項9】上記回転ドラムが未処理砕石を加熱、乾燥
    するように構成され、更に加熱、乾燥された未処理砕石
    を他のアスファルト製品に混合するための混合室を区劃
    する、上記回転ドラムの筒状壁の少なくとも一部を取り
    巻く固定スリーブを有する請求項1記載のドライヤー。
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