JP3287401B2 - 間接加熱型撹拌乾燥機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、付着性粉体、特
に高水分材料や粘着性の高い材料を伝導加熱により撹拌
乾燥するとともにセルフクリーニング性を有する間接加
熱型撹拌乾燥機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、水分を含む材料（水分含有粉
粒体）を伝導加熱より撹拌乾燥する間接加熱型撹拌撹拌
乾燥機は種々提案されている。この種乾燥機としてチュ
ーブ形、スクリュー形および部材形などがよく知られて
いる。この中で部材形としては、たとえば、この出願人
が提案した間接加熱型撹拌撹拌乾燥機を挙げることがで
きる（特開昭６３−２７９０８６号）。このものは、ケ
ーシングの内部に互いに反対方向に同速度で回転する一
対の中空軸が平行に水平配置され、両中空軸上に中空扇
形の撹拌ディスクがそれぞれ中空軸の軸心と直交する向
きで回転方向に一定角度ずらして、かつ中空軸の中空内
部と連通して等間隔で多数配置されてなる間接加熱型撹
拌乾燥機にであって、前記撹拌ディスクが、異なる形状
の第１撹拌ディスクと第２撹拌ディスクとからなり、前
記第１撹拌ディスクの回転方向の前端面が各中空軸の軸
心に対し付着性粉体の送り方向側に所定角度傾斜した送
りカット面におよび後端面に撹拌羽根が形成されるとと
もに、前記第２撹拌ディスクの回転方向の前端面が各中
空軸の軸心に対し付着性粉体の送り方向と反対側に所定
角度傾斜した戻しカット面におよび後端面に撹拌羽根が
形成されており、また、第１撹拌ディスクと第２撹拌デ
ィスクは、各中空軸の軸方向においてはそれぞれ互い違
いであって、直交方向においては軸心に対し対称に配置
され、かつ両中空軸間の軸方向おいては一方の中空軸上
の第１撹拌ディスクまたは第２撹拌ディスク間に他方の
中空軸上の第２撹拌ディスクまたは第１撹拌ディスクが
相対向して配置された構成となっている（この発明の実
施の形態で挙げた図８，９参照）。そして、この撹拌乾
燥機はデッドスペースに滞留する付着性粉体と滞留せず
移送される付着性粉体との乾燥の不均一をなくして、製
品の品質の低下をきたすのを防止することを目的として
なされたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような構造の間接加熱型撹拌乾燥機にあっては、それぞ
れの中空扇形撹拌ディスクの後端面に該ディスクの厚み
より大きな幅を有する撹拌羽根が設けられているため、
該ディスクの対向する側面間の隙間が大きくなって、高
水分などの付着性粉体の処理の場合、該ディスクの側面
などに付着した付着性粉体を充分に掻き取ることができ
ないという問題があった。

【０００４】そこで、この発明は、前記従来の問題点を
改良し、高水分などの付着性粉体のディスクなどへの付
着を可及的に少なくし、セルフクリーニング性を有し、
かつ乾燥効率を高めることができる間接加熱型撹拌乾燥
機を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明の間接加熱型撹拌乾燥機は、一端上部に
付着性粉体の供給口と他端下部に乾燥された粉体の排出
口を有するケーシングの内部に互いに反対方向に同速度
で回転する一対の中空軸がほぼ平行に水平配置され、一
方の中空軸上に中空扇形のディスクが、他方の中空軸５
上に中空扇形の撹拌ディスクがそれぞれ中空軸の軸心と
直交する向きで回転方向に一定角度ずらして、かつ中空
軸の中空内部と連通して等間隔で多数配置されてなる間
接加熱型撹拌乾燥機において、前記ディスクが中空軸
５，６の軸心方向略前半部上の第１移送ディスク７，第
２移送ディスク８と、略後半部上の第１撹拌ディスク１
５，第２撹拌ディスク１８とからなり、前記第１、第２
移送ディスク７，８はその外周面がケーシング１の内面
とほぼ平行に形成され、かつ回転方向の前端面が送り方
向に対し傾斜した送りカット面９，１１に形成されてお
り、また前記第１、第２移送ディスク７，８は各中空軸
５，６の軸心方向において、一方の中空軸６上の第１移
送ディスク７間に他方の中空軸５上の第２移送ディスク
８が他方の中空軸５上の第２移送ディスク８間に一方の
中空軸６上の第１移送ディスク７が第１移送ディスク７
と第２移送ディスク８の対向する側面間に、および第
１、第２移送ディスク７，８の外周面と中空軸５，６の
表面間に僅少隙間δ1，δ2が形成され、さらに第１、第
２移送ディスク７，８はその外周面と中空軸５，６の軸
心より下方のケーシングの内面の間には僅少隙間δ3 が
形成され、前記第１撹拌ディスク１５の回転方向の前端
面が各中空軸５，６の軸心方向に対し付着性粉体の送り
方向側に所定角度傾斜した送りカット面１３におよび端
面に撹拌羽根１４が形成されるとともに、前記第２撹拌
ディスク１８の回転方向の前端面が各中空軸５，６の軸
心方向に対し付着性粉体の送り方向と反対側に所定角度
傾斜した戻しカット面１６におよび後端面に撹拌羽根１
７が形成されており、また、第１撹拌ディスク１５と第
２撹拌ディスク１８は、各中空軸５，６の軸方向におい
てはそれぞれ互い違いであって、直交方向においては軸
心方向に対し対称に配置され、かつ各中空軸間５，６の
軸心方向おいては一方の中空軸６上の第１撹拌ディスク
１５または第２撹拌ディスク１８間に他方の中空軸５上
の第１撹拌ディスク１５または第２撹拌ディスク１８
が、一方の中空軸６上の第２撹拌ディスク１８または第
１撹拌ディスク１５と相対向して配置されていることで
ある。

【０００６】また、前記ケーシングを、前記供給口側か
ら前記排出口側にかけて下向きに数度以下傾斜させたこ
とである。

【０００７】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態について図
面を参照して説明する。図１〜６において、１はダブル
Ｕ型ケーシングで、外側面にジャケット２を取り付け、
ケーシング１の開口部３には蓋４が取り付けられてい
る。ケーシング１の内部には互いに矢印で示すように反
対方向に同じ速度で回転する中空軸５，６が平行に水平
配設されている。中空軸６上の軸心方向の略前半部上に
は中空扇形の第１移送ディスク７が、中空軸５には同様
な中空扇型の第２移送ディスク８が、中空軸５，６の軸
心と直交する向きにそれぞれ複数個ずつ等間隔で配設さ
れている。すなわち、第１移送ディスク７および第２移
送ディスク８は、それぞれ中空軸５，６上において軸心
方向に隣接するもの同士では周方向に重なり合わず、か
つ１つおきに回転方向に一定の角度ずらして、第１移送
ディスク７の回転方向の前端面は付着性粉体の送り方向
に対し傾斜したカット面９に、また後端面は付着性粉体
の送り（軸心）方向に対し平行なカット面１０に形成さ
れ、第２移送ディスク８の回転方向の前端面も付着性粉
体の送り（軸心）方向に対し傾斜したカット面１１が、
また後端面は付着性粉体の送り（軸心）方向に対し平行
なカット面１２に形成されている。

【０００８】第１、第２移送ディスク７，８の取付配置
の関係について、さらに図５〜図７に基づいて説明す
る。第１、第２移送ディスク７，８は、軸心方向の厚み
Ｔ、軸直交平面での扇形角α、カット面９、１１の角度
γ、外径Ｄとなっており、かつ等間隔Ｐとなっている。
δ₁ は接触することのない第１、第２移送ディスク７，
８の対向する側面間の僅少隙間であり、Ｐ＝Ｔ＋δ₁の
関係にある。β´は第１、第２移送ディスク７，８のカ
ット面９，１１の角度γによって計算される該ディスク
外周展開上の角度で、 ｓinβ′＝ T・tanγ ／ 1/2・D （１） の関係にあり、βは ｓinβ＝ P・tanγ ／ 1/2・D （２） の関係にある。

【０００９】第１、第２移送ディスク７，８の外周展開
図を示す図７において、中空軸６上の第１移送ディスク
７は、第１ピッチの位置の第１移送ディスク７（右１）
が０°を基準点とし、奇数のピッチの位置の第１移送デ
ィスク７（右３…）が角度（β＋θ）ずつずれており、
第２ピッチの位置の第１移送ディスク７（右２）が１８
０°＋θを基準点とし、偶数のピッチの位置の第１移送
ディスク７（右４…）が角度（β＋θ）ずつずれてい
る。同様に中空軸５は、第１ピッチの位置の第２移送デ
ィスク８（左１）が１８０°を基準点とし、奇数のピッ
チの位置の第２移送ディスク８（左３…）が角度（β＋
θ）ずつずれており、第２ピッチの位置の第２移送ディ
スク８（左２）が角度θを基準点とし、偶数のピッチの
位置の第２移送ディスク８（左４…）が角度（β＋θ）
ずつずれている。β＝θになるように第１、第２移送デ
ィスク７，８を配設した中空軸５，６を図７に矢印で示
す方向へ等速で回転させると、Ｄ点とＥ点およびＤ′点
とＥ´点は重なりあう。すなわち、第２移送ディスク８
（左２）のＥ−Ｅ´で表される側面とＤ−Ｄ´に僅少隙
間δ₁ にて相対向する第１移送ディスク７（右１）の側
面は１回転に１回互いにスクレーピングし合う（セルフ
クリーニング）。前記のようなセルフクリーニングの条
件はθがβまたはβ´に等しいことであるが、第１、第
２移送ディスク７，８のカット面９，１１は角度γで形
成される平面であるので、該ディスク根元部（中空軸表
面に近い部位）でのセルフクリーニングも考慮する必要
がある。そのためには、γ、Ｄ、Ｐによって決められる
βに対し、適当なずらし角度θを選択することにより、
ほぼ全面にスクレーピングすることが可能となる。

【００１０】今、第１、第２移送ディスク７，８の扇形
角α＝１４０°、ずらし角θ＝２０°および角度γ＝４
５°を選択し、図７で表される第１移送ディスク７（右
１）と第２移送ディスク８（左２）の相対向する側面の
噛合軌跡をコンピュータにより図形化した結果（図示省
略）相対向する２面のほとんど全面をスクレーピングし
合うことが判った。通常、第１、第２移送ディスク７，
８の扇形角αは１２０〜１５０°、カット面９，１１の
角度γは５〜４５°、第１移送ディスク７と第２移送デ
ィスク８間の僅少間隔δ1を３〜５ｍｍにし、かつ第１
移送ディスク７、第２移送ディスク８の先端（外周面）
と中空軸５，６の外周面との僅少隙間δ2 を２．５
（３）〜５ｍｍおよび第１移送ディスク７、第２移送デ
ィスク８の先端（外周面）とケーシング１の内壁との僅
少隙間δ3 を３〜５ｍｍに設定することが好ましい。

【００１１】このように第１、第２移送ディスク７，８
の側面は僅少隙間δ 1をもって１回転に１回相対向する
ことにより、該ディスク側面に付着する粉体を掻き取る
（落とす）効果が大なるとともに、僅少隙間δ1 の間で
の撹拌がなされるので、該ディスク側面から粉体への伝
熱係数が極めて大きくなる。さらに、第１移送ディスク
７、第２移送ディスク８の外周面によりケーシング１内
壁面（伝熱面）および中空軸５，６の外表面（伝熱面）
に付着した付着性粉体を掻き取ることができ、該伝熱面
と付着性粉体との接触が常に更新され、伝熱効率が著し
く大となる。

【００１２】また、中空軸５，６の軸方向略後半部上に
は図８〜図９に示すように前端面が中空軸５，６の軸心
に対し、原料としての付着性粉体の送り方向側に所定角
度傾斜したカット面１３に形成され、かつ後端面に撹拌
羽根１４をもった第１撹拌ディスク１５と、回転方向の
前端面が中空軸５，６の軸心に対し付着性粉体の送り方
向と反対側に前記送りカット面１３と逆向きとなるよう
に所定角度傾斜した戻しカット面１６に形成され、かつ
後端面に撹拌羽根１７をもった第２撹拌ディスク１８が
それぞれ所定間隔で多数、軸心に対し直角向きに取れ付
けられている。第１撹拌ディスク１５、撹拌ディスク１
８は、中空軸５，６の軸方向においてそれぞれ互い違い
であって、直交方向においては軸心に対し対称となるよ
うに配置され、また両中空軸５，６間の軸方向において
は、例えば一方の中空軸５上の第１撹拌ディスク１５ま
たは第２撹拌ディスク１８間に他方の中空軸６上の第１
撹拌ディスク１５または第２撹拌ディスク１８が、中空
軸５上の第１撹拌ディスク１５または第２撹拌ディスク
１８と相対向して配置されている。第１撹拌ディスク１
５、第２撹拌ディスク１８の送りカット面１４および戻
しカット面１６はこの実施例では、中空軸５，６の軸心
に対し４５°にカットされている。ただし、カットの角
度はそれに限定されるものではなく、３０°〜６０°の
範囲であってもよい。

【００１３】なお、第１撹拌ディスク１５と第２撹拌デ
ィスク１８間の僅少隙間を５〜１０ｍｍにし、かつ第１
撹拌ディスク１５、第２撹拌ディスク１８の撹拌羽根１
４、１７の先端（外周面）と中空軸５，６の外周面間の
僅少隙間を４．５〜１５ｍｍおよび第１撹拌ディスク１
５、第２撹拌ディスク１８の撹拌羽根１４、１７の先端
（外周面）とケーシング１内壁面間の僅少隙間を５〜１
５ｍｍに設定する。これにより、第１撹拌ディスク１
５、第２撹拌ディスク１８の側面、中空軸５，６の外周
面ならびにケーシング１内壁面への付着性粉体の付着が
少ないばかりか付着したとしてもに容易に剥離しあるい
は掻き取りることができて、第１撹拌ディスク１５、第
２撹拌ディスク１８およびケーシング１内壁面の伝熱面
と付着性粉体との接触が常に更新され、伝熱効率が大と
なる。

【００１４】また、中空軸５，６のケーシング１外に突
出した端部にはロータリージョイント１９，２０が取り
付けられており、熱媒体（水蒸気、温水など）がロータ
リージョイント１９から中空軸５，６内に導入され、図
示しない連通孔を経て第１移送ディスク７、第２移送デ
ィスク８、第１撹拌ディスク１５、第２撹拌ディスク１
８内に流入した後、図示しない別の連通孔を経て第１移
送ディスク７、第２移送ディスク８、第１撹拌ディスク
１５、第２撹拌ディスク１８から再び中空軸５，６内に
戻り、ロータリージョイント２０から排出されるように
なっている。この例では、ロータリージョイント１９，
２０を中空軸５，６の両端部に設けているが、中空軸
５，６の一端部にのみ設けて、前記のような熱媒体を第
１移送ディスク７、第２移送ディスク８、第１撹拌ディ
スク１５、第２撹拌ディスク１８への流入、排出をさせ
るようにしてもよい。

【００１５】なお、図において２１，２２は中空軸５，
６上に互いに噛合して取り付けられた歯車、２３はチェ
ーンスプロケットであり、チェーンスプロケット２３に
巻き回される図示しないチェーンが電動機などで駆動さ
れることにより歯車２１，２２を介して中空軸５，６を
回転するようになっている。また、２４はジャケット２
内へ熱媒体を供給する熱媒体供給管、２５は同排出管、
２６はケーシング１内へキャリアガスを送入する入口、
２７は同出口、２８は付着性粉体の供給口、２９は乾燥
された粉体の排出口を示す。

【００１６】前記実施の形態における乾燥に影響するス
クレーピング作用および撹拌混合作用について説明する
と、まず両中空軸５，６が互いに反対方向に回転してい
る状態で、供給口２８よりケーシング１内に供給された
付着性粉体は、中空軸５，６の前半部上の第１移送ディ
スク７，第２移送ディスク８の前端面に形成されたカッ
ト面９，１１により攪拌されながら移送される過程で、
中空軸５，６および第１移送ディスク７，第２移送ディ
スク８の中空内に供給される熱媒体により加熱乾燥され
る。この際、付着性粉体が第１移送ディスク７，第２移
送ディスク８の側面に付着しても第１移送ディスク７，
第２移送ディスク８の対向する側面間は僅少隙間δ1 で
あるため、この付着した付着性粉体は該ディスクの側面
が１回転に１回毎にスクレーピングし合うことにより、
すなわち、セルフクリーニング作用により掻き取られ
る。また、第１移送ディスク７，第２移送ディスク８の
外周面と中空軸５，６の表面および第１移送ディスク
７，第２移送ディスク８の外周面とケーシング１の内面
とは僅少隙間δ2およびδ3をもって対向しているため、
付着性粉体はスクレーピング作用により掻き取られ、こ
れらへの付着性粉体の付着もない。したがって、付着性
粉体は、効率的に予備加熱乾燥される。

【００１７】次いで、前記第１移送ディスク７，第２移
送ディスク８で予備乾燥された付着性粉体は中空軸５，
６の後半部の第１撹拌ディスク１５，第２撹拌ディスク
１８で、すなわち第１撹拌ディスク１５の送りカット面
１３と第２撹拌ディスク１８の戻しカット面１６によ
り、軸方向および半径方向に往復移動を繰り返して強力
な撹拌混合作用を受け、かつ撹拌羽根１４，１７により
掻き上げ作用を受ける。このような作用を受ける付着性
粉体は熱伝達係数が極めて大きくなるため、中空軸５，
６および第１撹拌ディスク１５，第２撹拌ディスク１８
の中空内に供給される熱媒体により加熱乾燥が均一、か
つ高効率に行なわれる。

【００１８】しかも、第１撹拌ディスク１５，第２撹拌
ディスク１８では、前半部で予備乾燥されて水分の低下
した粉体を加熱乾燥するものであるから、該粉体の第
１、第２撹拌ディスク１５，１８の側面および外周面、
中空軸５，６の表面およびケーシング１の内面への付着
が極めて少ない。さらに後半部ではケーシング１内に乾
燥空間を大きく採れるから、それだけ乾燥効果を高める
ことが可能となる。また、第１撹拌ディスク１５、撹拌
ディスク１８が一方の中空軸５上のは第１撹拌ディスク
１５または第２撹拌ディスク１８間に他方の中空軸６と
相対向するように設けられているため、ケーシング１内
に付着性粉体の滞留を起こさせるようなデッドスペース
は大きくないことから、撹拌混合を効果的に行なうこと
が可能となる。前記のように乾燥された粉体（製品）は
排出口２９から排出される。また、付着性粉体の含有水
分の度合によって、前記ケーシング１を供給口２８側か
ら前記排出口２９側にかけて下向きに数度以下（好まし
くは２°）傾斜させることにより、該付着性粉体の移送
を円滑に行なうことができる。

【００１９】

【発明の効果】この発明は、以上説明したような形態で
実施されるので、以下に記載されるような効果を奏す
る。中空軸の軸心方向略前半部上に第１移送ディスク、
第２移送ディスクを設けた構成としたので、高水分の付
着性粉体をセルフクリーニング作用およびスクレーピン
グ作用により該移送ディスクの側面への付着を著しく少
なくすることは勿論のこと、該移送ディスクの外周面と
中空軸の表面への付着、さらにケーシングの内面への付
着をも少なくすることができ、効率的に予備加熱乾燥す
ることができると共に、移送が確実となる。

【００２０】また、中空軸の軸心方向略後半部上に第１
撹拌ディスク、第２撹拌ディスクを設けた構成としたの
で、付着性粉体を積極的に撹拌混合することができ、し
たがって該粉体の乾燥を均一に行なうことができ、品質
のばらつきのない乾燥製品を得ることができ、かつ乾燥
効率を大きくアップすることができる。

【００２１】また、１個のケーシング内の同一中空軸上
の略前半部に第１移送ディスク、第２移送ディスクを、
略後半部に第１撹拌ディスク、第２撹拌ディスクを設け
たものであるから、装置がコンパクトとなる。

【００２２】さらに、ケーシング１を供給口側から前記
排出口側にかけて下向きに数度以下傾斜させることによ
り、付着性粉体を円滑に移送することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態を示す一部破断の概略正
面図。

【図２】同上の一部破断の概略平面図。

【図３】図２の線Ａ−Ａに沿ってみた縦断面図。

【図４】図２の線Ｂ−Ｂに沿ってみた縦断面図。

【図５】図２の線Ａ−Ａに沿ってみた第１、第２移送デ
ィスクの拡大側断面図。

【図６】図５の線Ｃ−Ｃに沿ってみた第１、第２移送デ
ィスクの要部拡大平面図。

【図７】中空軸に対する第１、第２移送ディスクの取付
位置を示す該ディスクの外周展開図。

【図８】中空軸に対する第１、第２撹拌ディスクの取付
位置を示す一部破断の斜視図。

【図９】図２の第１、第２撹拌ディスクの要部拡大横断
平面図。

【符号の説明】

１ ダブルＵ型ケーシング ２ ジャケット ３ 開口部 ５，６ 中空軸 ７ 第１移送ディスク ８ 第２移送ディスク ９，１１ 送り方向に対して傾斜したカット面 １０，１２ 送り方向に対し平行なカット面 δ1 僅少隙間 １３ 送りカット面 １４ 撹拌羽根 １５ 第１撹拌ディスク １６ 戻しカット面 １７ 撹拌羽根 １８ 第２撹拌ディスク ２８ 供給口 ２９ 排出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F26B 17/20,3/30

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端上部に付着性粉体の供給口と他端下
   部に乾燥された粉体の排出口を有するケーシングの内部
   に互いに反対方向に同速度で回転する一対の中空軸がほ
   ぼ平行に水平配置され、両中空軸上に中空扇形のディス
   クがそれぞれ中空軸の軸心と直交する向きで回転方向に
   一定角度ずらして、かつ中空軸の中空内部と連通して等
   間隔で多数配置されてなる間接加熱型撹拌乾燥機におい
   て、前記ディスクが中空軸５，６の軸心方向略前半部上
   の第１移送ディスク７，第２移送ディスク８と、略後半
   部上の第１撹拌ディスク１５，第２撹拌ディスク１８と
   からなり、前記第１、第２移送ディスク７，８はその外
   周面がケーシング１の内面とほぼ平行に形成され、かつ
   回転方向の前端面が送り方向に対し傾斜した送りカット
   面９，１１に形成されており、また前記第１、第２移送
   ディスク７，８は各中空軸５，６の軸心方向において、
   一方の中空軸６上の第１移送ディスク７間に他方の中空
   軸５上の第２移送ディスク８が他方の中空軸５上の第２
   移送ディスク８間に一方の中空軸６上の第１移送ディス
   ク７が第１移送ディスク７と第２移送ディスク８の対向
   する側面間に、および第１、第２移送ディスク７，８の
   外周面と中空軸５，６の表面間に僅少隙間δ1，δ2が形
   成され、さらに第１、第２移送ディスク７，８の外周面
   と中空軸５，６の軸心より下方のケーシングの内面の間
   に僅少隙間δ3 が形成され、前記第１撹拌ディスク１５
   の回転方向の前端面が各中空軸５，６の軸心方向に対し
   付着性粉体の送り方向側に傾斜した送りカット面１３に
   および後端面に撹拌羽根１４が形成されるとともに、前
   記第２撹拌ディスク１８の回転方向の前端面が各中空軸
   ５，６の軸心方向に対し付着性粉体の送り方向と反対側
   に傾斜した戻しカット面１６におよび後端面に撹拌羽根
   １７が形成されており、また、第１撹拌ディスク１５と
   第２撹拌ディスク１８は、各中空軸５，６の軸心方向に
   おいてはそれぞれ互い違いであって、直交方向において
   は軸心に対し対称に配置され、かつ各中空軸間の軸心方
   向おいては一方の中空軸６上の第１撹拌ディスク１５ま
   たは第２撹拌ディスク１８間に他方の中空軸５上の第２
   撹拌ディスク１８または第１撹拌ディスク１５が相対向
   して配置されていることを特徴とする間接加熱型撹拌乾
   燥機。
2. 【請求項２】 前記ケーシングを、前記供給口側から前
   記排出口側にかけて下向きに数度以下傾斜させたことを
   特徴とする請求項１に記載の間接加熱型撹拌乾燥機。