JP3485529B2 - 粉粒体の乾燥機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉粒体の乾燥機に
関し、特にコークス用原料炭の乾燥などに好適に用いら
れる粉粒体の乾燥機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から粉粒体の乾燥機には、回転型間
接加熱式乾燥機が用いられている。回転型間接加熱式乾
燥機は、略円筒状の回転可能なドラムと、ドラム内に設
けられ、ドラムの軸線方向に延びる複数のチューブであ
る伝熱管とを備える。この乾燥機では、たとえば伝熱管
内に被乾燥物が供給され、伝熱管の外周面とドラムの内
周面との間の空間に熱源である水蒸気が供給される。被
乾燥物は水蒸気によって間接加熱されながら、ドラムの
回転とともに入口側から出口側に移動する。

【０００３】この乾燥機における出口水分の制御は、次
のように乾燥能力を調整することによって行われる。 （ａ）熱源である水蒸気の圧力を調整して乾燥能力の調
整を行う。すなわち、乾燥能力を高めるときには水蒸気
の圧力を上昇させ、乾燥能力を低めるときには水蒸気の
圧力を低下させる。 （ｂ）ドラムの回転速度を調整して乾燥能力の調整を行
う。すなわち、乾燥能力を高めるときには回転速度を低
下して滞留時間を長くし、乾燥能力を低めるときには回
転速度を増大して滞留時間を短くする。

【０００４】このような従来の調整方法には、次のよう
な問題がある。水蒸気の圧力を調整する方法には、圧力
調整量を大きくしようとすると、最大圧力を大きくする
必要があり、最大圧力を大きくすると伝熱管またはドラ
ムが破損するおそれがある。したがって、伝熱管の肉厚
およびドラムの肉厚を厚くする必要がある。これは乾燥
機の重量の増大と設備費の増大を招く。ドラムの回転速
度を調整する方法には、回転速度を低下すると乾燥能力
が増大するものの滞留量が多くなり、生産性が低下す
る。また回転速度を過度に増大すると、回転動力が増大
するとともに遠心力によって被乾燥物が伝熱管に押付け
られ、被乾燥物の移動が困難になる。したがって、従来
の粉粒体の乾燥機では、水蒸気の圧力およびドラムの回
転速度に上限値を設定し、その範囲内で操業を行ってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の粉粒体の乾燥機
には、前述のように水蒸気の圧力およびドラムの回転速
度に上限値が設定されているので、出口水分の制御範囲
が狭く、被乾燥物の供給流量および入口水分含有量の変
動が大きいときには、出口水分含有量を一定に保つこと
が困難であるという問題がある。

【０００６】本発明の目的は、前記問題を解決し、乾燥
されるべき粉粒体の供給流量および入口水分含有量の変
動が大きいときでも、出口水分含有量を一定に保つこと
ができる粉粒体の乾燥機を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、（ａ）キルン
２であって、伝熱部材７によって第１および第２空間に
仕切られたキルン本体３を有し、キルン本体３は、その
軸線３ａまわりに回転され、キルン本体の軸線３ａは、
一端部が他端部に比べて高くなるように傾斜しており、
伝熱部材７は、キルン本体の軸線３ａに平行に延び、前
記一端部から第１空間に供給された乾燥されるべき粉粒
体が、第２空間に供給される熱源流体によって間接熱交
換されて前記他端部から排出されるキルン２と、 （ｂ）キルン本体３を、回転速度を可変に、その軸線３
ａまわりに回転駆動する手段１２と、 （ｃ）前記一端部で、第１空間内に、乾燥されるべき粉
粒体を供給し、空気を取入れる手段２３〜２６，２８
と、 （ｄ）第２空間に熱源流体を、供給する熱源流体源と、 （ｅ）前記他端部で、第１空間からの間接熱交換中に粉
粒体から発生する気体を含む排ガスを排出して導く排ガ
ス管路３９と、 （ｆ）前記他端部で、乾燥された粉粒体を搬送する手段
３６と、 （ｇ）乾燥すべき粉粒体の入口水分含有量を検出する入
口水分計２９と、 （ｈ）排ガス管路３９に設けられ、排ガス中の予め定め
る組成成分の濃度を検出する気体成分濃度検出手段４１
と、 （ｉ）排ガス管路３９に設けられ、排ガスの温度を検出
する温度計４２と、 （ｊ）排ガス管路３９に設けられ、排ガスの流量を調整
する排ガス流量調整手段４４と、 （ｋ）制御手段５３であって、 （ｋ１）入口水分計２９によって検出された入口水分含
有量と粉粒体の乾燥後の予め設定された出口水分含有量
との差である水分差を求め、 （ｋ２）前記求めた水分差に対応するキルン本体の回転
速度を設定し、この設定した回転速度になるように回転
駆動手段１２を制御し、 （ｋ３）前記求めた水分差に対応して熱源流量を供給す
る熱源流体源１３，１８，２０，４８，４９を制御し、 （ｋ４）前記求めた水分差に対応する排ガスの相対湿度
を求め、 （ｋ５）前記求めた相対湿度および温度計４２によって
検出された排ガス温度に対応する排ガス中の前記予め定
める組成成分濃度を設定し、 （ｋ６）気体成分濃度検出手段４１によって検出された
前記予め定める組成成分濃度を、前記設定された予め定
める組成成分濃度になるように、流量調整手段４４を制
御する制御手段５３とを含むことを特徴とする粉粒体の
乾燥機である。また本発明は、キルンの前記一端部に供
給される空気の流量を制御する入口流量制御弁が設けら
れることを特徴とする。また本発明は、キルンの前記他
端部に供給される空気の流量を制御する出口流量制御弁
が設けられることを特徴とする。 また本発明は、（ａ）キルン２であって、伝熱部材７に
よって第１および第２空間に仕切られたキルン本体３を
有し、キルン本体３は、その軸線３ａまわりに回転さ
れ、キルン本体の軸線３ａは、一端部が他端部に比べて
高くなるように傾斜しており、伝熱部材７は、キルン本
体の軸線３ａに平行に延び、前記一端部から第１空間に
供給された乾燥されるべき粉粒体が、第２空間に供給さ
れる熱源流体によって間接熱交換されて前記他端部から
排出されるキルン２と、 （ｂ）キルン本体３を、回転速度を可変に、その軸線３
ａまわりに回転駆動する手段１２と、 （ｃ）前記一端部で、第１空間内に、乾燥されるべき粉
粒体を供給し、空気を取入れる手段２３〜２６，２８
と、 （ｄ）前記一端部で、第１空間内に、不活性ガスを取入
れる入口流量制御弁２６と、 （ｅ）第２空間に熱源流体を、供給する熱源流体源と、 （ｆ）前記他端部で、第１空間からの間接熱交換中に粉
粒体から発生する気体を含む排ガスを排出して導く排ガ
ス管路３９と、 （ｇ）前記他端部で、乾燥された粉粒体を搬送する手段
３６と、 （ｈ）乾燥すべき粉粒体の入口水分含有量を検出する入
口水分計２９と、 （ｉ）排ガス管路３９に設けられ、排ガス中の不活性ガ
スおよび不活性ガス以外の予め定める組成成分の各濃度
をそれぞれ検出する気体成分濃度検出手段４１と、 （ｊ）排ガス管路３９に設けられ、排ガスの温度を検出
する温度計４２と、 （ｋ）排ガス管路３９に設けられ、排ガスの流量を調整
する排ガス流量調整手段４４と、 （Ｌ）制御手段５３であって、 （Ｌ１）入口水分計２９によって検出された入口水分含
有量と粉粒体の乾燥後の予め設定された出口水分含有量
との差である水分差を求め、 （Ｌ２）前記求めた水分差に対応するキルン本体の回転
速度を設定し、この設定した回転速度になるように回転
駆動手段１２を制御し、 （Ｌ３）前記求めた水分差に対応して熱源流量を供給す
る熱源流体源１３，１８，２０，４８，４９を制御し、 （Ｌ４）前記求めた水分差に対応する排ガスの相対湿度
を求め、 （Ｌ５）前記求めた相対湿度、温度計４２によって検出
された排ガス温度、および気体成分濃度検出手段４１に
よって検出された不活性ガス濃度に対応する排ガス中の
前記予め定める組成成分濃度を設定し、 （Ｌ６）気体成分濃度検出手段４１によって検出された
前記予め定める組成成分濃度を、前記設定された予め定
める組成成分濃度になるように、流量調整手段４４を制
御する制御手段５３とを含むことを特徴とする粉粒体の
乾燥機である。また本発明は、キルンの前記一端部に供
給される不活性ガスの流量を制御する入口流量制御弁が
設けられることを特徴とする。また本発明は、キルンの
前記他端部に供給される不活性ガスの流量を制御する出
口流量制御弁が設けられることを特徴とする。また本発
明は、排ガス管路３９からの排ガスの一部をキルンの前
記一端部に戻す戻し管路が設けられることを特徴とす
る。また本発明は、（ａ）キルンであって、円筒状キル
ン本体３内に、キルン本体の軸線３ａに平行な複数の伝
熱管７が設けられ、前記軸線３ａは、その軸線方向の一
端部が他端部に比べて高くなるように傾斜しており、伝
熱管７の両端部は、前記一端部で、入口管板５を貫通
し、前記他端部で、出口管板６を貫通し、前記軸線３ａ
まわりに回転されるキルンと、 （ｂ）キルン本体３を、回転速度を可変に、その軸線３
ａまわりに回転駆動する手段１２と、 （ｃ）前記一端部で、伝熱管７内に、乾燥されるべき粉
粒体を供給し、空気を取入れる手段２３〜２６，２８
と、 （ｄ）キルン本体の内周面と伝熱管の外周面との間との
空間に、水蒸気を、圧力調整可能に供給する水蒸気源１
３，１８，２０，４８，４９と、 （ｅ）乾燥すべき粉粒体の入口水分含有量を検出する入
口水分計２９と、 （ｆ）前記他端部で、出口管板６付近を外囲し、伝熱管
７内からの乾燥された粉粒体と、排ガスとが排出される
出口フード３３と、 （ｇ）出口フード３３の下方に設けられ、乾燥された粉
粒体を搬送する手段３６と、 （ｈ）出口フード３３の上部に接続される排ガス管路３
９と、 （ｉ）排ガス管路３９に設けられ、排ガス中の酸素濃度
を検出する気体成分濃度検出手段４１と、 （ｊ）排ガス管路３９に設けられ、排ガスの温度を検出
する温度計４２と、 （ｋ）排ガス管路３９に設けられ、排ガスの流量を調整
する排ガス絞り弁４４と、 （Ｌ）制御手段５３であって、 （Ｌ１）入口水分計２９によって検出された入口水分含
有量と粉粒体の乾燥後の予め設定された出口水分含有量
との差である水分差を求め、 （Ｌ２）前記求めた水分差に対応するキルン本体の回転
速度を設定し、この設定した回転速度になるように回転
駆動手段１２を制御し、 （Ｌ３）前記求めた水分差に対応する水蒸気圧力を設定
し、この設定された水蒸気圧力になるように水蒸気源１
３，１８，２０，４８，４９を制御し、 （Ｌ４）前記求めた水分差に対応する排ガスの相対湿度
を求め、 （Ｌ５）前記求めた相対湿度および温度計４２によって
検出された排ガス温度に対応する排ガス中の酸素濃度を
設定し、 （Ｌ６）気体成分濃度検出手段４１によって検出された
酸素濃度を、前記設定された酸素濃度になるように、高
めるために排ガス絞り弁４４の弁開度を大きくして前記
一端部で伝熱管７の入口からの空気の導入量を増大し、 （Ｌ７）気体成分濃度検出手段４１によって検出された
酸素濃度を、前記設定された酸素濃度になるように、低
めるために排ガス絞り弁４４の弁開度を小さくして前記
一端部で伝熱管７の入口からの空気の導入量を減少する
制御手段５３とを含むことを特徴とする粉粒体の乾燥機
である。また本発明は、前記一端部で、前記粉粒体供給
手段２３および入口管板５付近を外囲する入口フード２
４と、入口フード２４の下部に設けられ、空気を取入れ
る入口流量制御弁２６とをさらに含み、制御手段５３
は、粉粒体の予め設定される乾燥速度の高低に対応し
て、入口流量制御弁２６の弁開度を開および閉に制御す
ることを特徴とする。また本発明は、出口フード３３の
下部に設けられ、空気を取入れる出口流量制御弁３５を
さらに含み、制御手段５３は、粉粒体の予め設定される
乾燥速度の高低に対応して、出口流量制御弁３５の弁開
度を閉および開に制御することを特徴とする。また本発
明は、前記一端部で、前記粉粒体供給手段２３および入
口管板５付近を外囲する入口フード２４と、入口フード
２４の下部に設けられ、空気を取入れる入口流量制御弁
２６と、出口フード３３の下部に設けられ、空気を取入
れる出口流量制御弁３５とをさらに含み、制御手段５３
は、粉粒体の予め設定される乾燥速度の高低に対応し
て、入口流量制御弁２６の弁開度を開および閉に制御
し、出口流量制御弁３５の弁開度を閉および開に制御す
ることを特徴とする。 また本発明は、（ａ）キルンであって、円筒状キルン本
体３内に、キルン本体の軸線３ａに平行な複数の伝熱管
７が設けられ、前記軸線３ａは、その軸線方向の一端部
が他端部に比べて高くなるように傾斜しており、伝熱管
７の両端部は、前記一端部で、入口管板５を貫通し、前
記他端部で、出口管板６を貫通し、前記軸線３ａまわり
に回転されるキルンと、 （ｂ）キルン本体３を、回転速度を可変に、その軸線３
ａまわりに回転駆動する手段１２と、 （ｃ）前記一端部で、伝熱管７内に、乾燥されるべき粉
粒体を供給する手段２３，２８と、 （ｄ）前記一端部で、前記粉粒体供給手段２３および入
口管板５付近を外囲し、粉粒体供給時に空気を取込む入
口フード２４と、 （ｅ）入口フード２４の下部に設けられ、不活性ガスを
取入れる入口流量制御弁２６と、 （ｆ）キルン本体の内周面と伝熱管の外周面との間との
空間に、水蒸気を、圧力調整可能に供給する水蒸気源１
３，１８，２０，４８，４９と、 （ｇ）乾燥すべき粉粒体の入口水分含有量を検出する入
口水分計２９と、 （ｈ）前記他端部で、出口管板６付近を外囲し、伝熱管
７内からの乾燥された粉粒体と、排ガスとが排出される
出口フード３３と、 （ｉ）出口フード３３の下方に設けられ、乾燥された粉
粒体を搬送する手段３６と、 （ｊ）出口フード３３の上部に接続される排ガス管路３
９と、 （ｋ）排ガス管路３９に設けられ、排ガス中の酸素濃度
および不活性ガス濃度を検出する気体成分濃度検出手段
４１と、 （Ｌ）排ガス管路３９に設けられ、排ガスの温度を検出
する温度計４２と、 （ｍ）排ガス管路３９に設けられ、排ガスの流量を調整
する排ガス絞り弁４４と、 （ｎ）制御手段５３であって、 （ｎ１）入口水分計２９によって検出された入口水分含
有量と粉粒体の乾燥後の予め設定された出口水分含有量
との差である水分差を求め、 （ｎ２）前記求めた水分差に対応するキルン本体の回転
速度を設定し、この設定した回転速度になるように回転
駆動手段１２を制御し、 （ｎ３）前記求めた水分差に対応する水蒸気圧力を設定
し、この設定された水蒸気圧力になるように水蒸気源１
３，１８，２０，４８，４９を制御し、 （ｎ４）前記求めた水分差に対応する排ガスの相対湿度
を求め、 （ｎ５）前記求めた相対湿度、温度計４２によって検出
された排ガス温度、および気体成分濃度検出手段４１に
よって検出された不活性ガス濃度に対応する排ガス中の
酸素濃度を設定し、 （ｎ６）気体成分濃度検出手段４１によって検出された
酸素濃度を、前記設定された酸素濃度になるように、高
めるために排ガス絞り弁４４の弁開度を大きくして前記
一端部で伝熱管７の入口からの空気の導入量を増大し、 （ｎ７）気体成分濃度検出手段４１によって検出された
酸素濃度を、前記設定された酸素濃度になるように、低
めるために排ガス絞り弁４４の弁開度を小さくして前記
一端部で伝熱管７の入口からの空気の導入量を減少する
制御手段５３とを含むことを特徴とする粉粒体の乾燥機
である。また本発明は、制御手段５３は、粉粒体の予め
設定される乾燥速度の高低に対応して、入口流量制御弁
２６の弁開度を開および閉に制御することを特徴とす
る。また本発明は、出口フード３３の下部に設けられ、
不活性ガスを取入れる出口流量制御弁３５をさらに含
み、制御手段５３は、粉粒体の予め設定される乾燥速度
の高低に対応して、出口流量制御弁３５の弁開度を閉お
よび開に制御することを特徴とする。また本発明は、出
口フード３３の下部に設けられ、不活性ガスを取入れる
出口流量制御弁３５をさらに含み、制御手段５３は、粉
粒体の予め設定される乾燥速度の高低に対応して、入口
流量制御弁２６の弁開度を開および閉に制御し、出口流
量制御弁３５の弁開度を閉および開に制御することを特
徴とする。また本発明は、排ガス絞り弁４４は、排ガス
管路３９の流路を横切って配置された角変位可能なルー
バ状の複数の弁体６１を有し、弁体６１を同時に角変位
して排ガス流量を調整することを特徴とする。

【０００８】本発明に従えば、キルンから排出される気
体の組成成分、たとえば酸素、窒素などの濃度が検出さ
れ、その濃度に応じてキルンから排出される気体の流量
が制御される。キルンから排出される気体は、乾燥され
るべき粉粒体から蒸発する水蒸気と、キルンの一端部お
よび他端部の少なくともいずれか一方から供給される気
体、たとえば空気とから成るので、キルンから排出され
る気体の酸素または窒素濃度を検出することによって、
水蒸気と空気との混合割合、すなわち粉粒体周辺の気体
の湿度を知ることができる。空気は水蒸気に比べて相対
的に乾いた気体であるので、空気の供給量が増加するほ
ど湿度は低くなる。また乾燥されるべき粉粒体の乾燥速
度は、その周辺の気体の湿度が低くなるほど高くなり、
高いほど低くなる。またキルンに供給される空気の流量
は、キルンから排出される気体の流量に比例する。した
がって、キルンから排出される気体の流量を大きくする
ほど、気体中の酸素または窒素濃度が高くなり、粉粒体
周辺の気体の湿度が低下する。このように、キルンから
排出される気体の組成成分を検出することによって、外
部から供給される気体と水蒸気との混合割合を知ること
ができるので、それに応じて気体の排出流量を調整すれ
ば、粉粒体周辺の湿度を調整することが可能となり、粉
粒体の乾燥速度を制御することができる。したがって、
乾燥すべき粉粒体の供給流量および入口水分含有量の変
動が大きいときでも、出口水分含有量を一定に保つこと
ができる。また、キルンから排出される気体の組成成分
が検出されるので、粉粒体がたとえば微粉炭であっても
酸素濃度を爆発限界濃度未満に制御することができ、乾
燥中の爆発および発火を防止することができる。

【０００９】

【００１０】本発明に従えば、キルンが傾斜しているの
で、キルンを回転させることによって粉粒体を乾燥しな
がら移送することができる。また回転速度を調整するこ
とによって粉粒体の滞留時間を調整することができるの
で、乾燥速度の制御が可能である。また粉粒体が供給さ
れる第１空間が伝熱管内の空間または伝熱管外の空間の
いずれか一方であり、熱源流体が供給される第２空間が
伝熱管を挟んで第１空間と逆の空間になっているので、
粉粒体を熱源流体によって間接加熱することができる。
したがって、熱風乾燥などの直接加熱に比べて排ガスの
持去りエネルギを少なくすることができ、熱効率を高め
ることができる。また熱源流体が水蒸気であるので、凝
縮熱を発生させることができ、効率的に加熱することが
できる。

【００１１】

【００１２】本発明に従えば、誘引ファンによって、気
体の外部への噴出を防止することができ、発塵量を低減
することができる。

【００１３】

【００１４】本発明に従えば、入口流量制御弁によって
キルンの一端部に供給される気体の流量が制御されるの
で、粉粒体周辺の気体の湿度を調整して粉粒体の乾燥速
度を制御することができる。たとえば、入口流量制御弁
の開度を大きくすれば、気体搬送手段によって第１空間
に供給される気体の流量が増大し、粉粒体周辺の気体の
湿度を低下させて粉粒体の乾燥速度を上昇させることが
できる。

【００１５】

【００１６】本発明に従えば、出口流量制御弁によって
キルンの他端部に供給される気体の流量が制御されるの
で、粉粒体周辺の気体の湿度を調整して粉粒体の乾燥速
度を制御することができる。たとえば、入口流量制御弁
を閉じて出口流量制御弁の開度を大きくすれば、気体搬
送手段によって排出される気体の大半はキルンの他端部
に供給された気体によって占められるので、第１空間に
供給される気体の流量が減少し、粉粒体周辺の気体の湿
度が上昇して粉粒体の乾燥速度が低下する。

【００１７】

【００１８】本発明に従えば、キルンの一端部または他
端部には不活性ガスから成る気体が供給され、排出され
る気体の一部がキルンの一端部に戻されるので、不活性
ガス、たとえば窒素ガスの消費量を低減することができ
る。また不活性ガスから成る気体が供給されるので、気
体の供給量を増大しても粉粒体周辺の酸素濃度を低濃度
に保つことができ、粉粒体が微粉炭であっても乾燥中の
爆発および発火を防止することができる。したがって、
安全に粉粒体の乾燥速度を上昇させることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態であ
る粉粒体乾燥機１の概略的な構成を示す系統図であり、
図２は図１に示す粉粒体乾燥機１の主要部の構成を簡略
化して示す断面図であり、図３は図２の切断面線ＩＩＩ
−ＩＩＩから見た断面図である。粉粒体乾燥機１（以
後、「乾燥機」と略称する）は、たとえば粉粒体である
コークス用原料炭（以後、「微粉炭」と呼ぶ）の乾燥な
どに用いられ、乾燥すべき微粉炭の水分含有量が変動し
ても、乾燥後の微粉炭の水分含有量を予め定める値にな
るように乾燥する。

【００２０】乾燥機１はキルン２を備え、キルン２はキ
ルン本体であるドラム３を有する。ドラム３は、伝熱部
材である複数のチューブと呼ぶことができる伝熱管７に
よって、第１および第２空間に仕切られる。本実施の形
態では、第１空間は伝熱管７の管内の空間に設定され、
第２空間はドラム３の内周面と伝熱管７の外周面との間
の空間に設定される。第１および第２空間を反対に設定
してもよい。ドラム３は、その軸線３ａまわりに回転駆
動され、第１空間には軸線方向一端部から乾燥されるべ
き微粉炭が供給され、第２空間には熱源流体である水蒸
気が供給される。乾燥されるべき微粉炭は、水蒸気によ
って間接熱交換されて軸線方向他端部から排出される。
以後、微粉炭の供給される前記軸線方向一端部（図１の
左側）を入口と呼び、前記軸線方向他端部を出口と呼ぶ
ことがある。ドラム３の軸線３ａは、前記一端部が前記
他端部に比べて高くなるように傾斜している。

【００２１】ドラム３は、略円筒状の胴板４と、胴板４
の一端部および他端部をそれぞれ塞ぐ入口および出口管
板５，６とを含む。ドラム３の寸法は、たとえば直径：
３〜８ｍ，長さ：７〜１２ｍである。ドラム３内には、
ドラム３の軸線に沿って平行に延びる複数の伝熱管７が
配設されており、各伝熱管７の両端部は、入口および出
口管板５，６を貫通して外表面にそれぞれ開口してい
る。伝熱管７の直径は、たとえば２００ｍｍである。

【００２２】入口および出口管板５，６の中心位置に
は、ドラム３の第１および第２回転軸８，９が外表面か
ら外方に突出してそれぞれ設けられている。第１および
第２回転軸８，９は中空体であり、第１および第２回転
軸８，９の軸線はドラム３の軸線３ａの延長線上に存在
する。第１および第２回転軸８，９は、第１および第２
軸受１０，１１によって回転自在に軸支され、第１回転
軸８には電動機１２が連結されている。電動機１２は、
ドラム３を軸線まわりに回転駆動する。電動機１２の回
転速度、すなわちドラム３の回転速度はインバータによ
って制御される。電動機１２には、回転速度検出手段で
ある回転速度計４７が設けられており、回転速度計４７
はドラム３の回転速度を検出する。ドラム３の回転速度
は、たとえば３〜１５ｒｐｍである。

【００２３】第２回転軸９およびドラム３の内部空間に
は、水蒸気をドラム３内に導く水蒸気導入管１３が同軸
に配設されている。水蒸気導入管１３の先端は、入口管
板５に配置され、水蒸気導入管１３の基端部は第２回転
軸９の軸端部から外方に突出している。水蒸気導入管１
３のドラム３内に存在する部分には、複数の水蒸気噴出
口１４が軸線方向に間隔をあけて形成されている。水蒸
気導入管１３の外周面と第２回転軸９の内周面との間の
空間には、水蒸気導入管１３の半径方向外方に間隔をあ
けて凝縮水排出管１５が設けられている。

【００２４】ドラム３の出口管板６付近には、出口管板
６の外表面から外方に間隔をあけて凝縮水集合管１６が
設けられている。凝縮水集合管１６の一端部は胴板４と
出口管板６とで形成される角部に接続されており、凝縮
水集合管１６の他端部は第２回転軸９を介して凝縮水排
出管１５に接続されている。水蒸気導入管１３の基端部
は回転継手１８に接続されており、凝縮水排出管１５は
連結管１９を介して回転継手１８に接続されている。回
転継手１８には、水蒸気導入口２０と、凝縮水排出口２
１とが形成されており、水蒸気導入口２０は水蒸気導入
管１３と回転自在に接続され、凝縮水排出口２１は連結
管１９を介して凝縮水排出管１５と回転自在に接続され
ている。

【００２５】ドラム３の入口管板５付近には、複数の投
入シュート２３が設けられている。投入シュート２３
は、乾燥すべき微粉炭１７を入口管板５に向けて投入
し、入口管板５の外表面に開口した複数の伝熱管７内に
微粉炭１７を供給する。各伝熱管７内には、伝熱管内に
供給された微粉炭１７を撹拌するリターダ２２が設けら
れている。投入シュート２３およびドラム３の入口管板
５付近は、入口フード２４によって外囲されている。入
口フード２４の下部には、入口ガス取入口２５が設けら
れ、入口ガス取入口２５には入口流量制御弁２６が設け
られている。入口ガス取入口２５は、空気または空気以
外のガスである不活性ガスを取入れる。不活性ガスは、
たとえば窒素ガスである。

【００２６】入口フード２４の上方には、入口コンベア
２８が設けられ、入口コンベア２８は乾燥すべき微粉炭
を投入シュート２３に供給する。入口コンベア２８に
は、入口水分計２９と、粉粒体流量計３０とが設けられ
ている。入口水分計２９は乾燥すべき微粉炭の水分含有
量を検出し、粉粒体流量計３０は入口コンベア２８によ
って供給される微粉炭の単位時間あたりの供給重量を検
出する。伝熱管７内に供給された微粉炭１７は、図３に
示すように伝熱管７がドラム３の回転に伴ってドラム３
の軸線３ａまわりに回転するので、伝熱管７の内壁に沿
って上昇した後、崩落する運動を繰返しながら入口から
出口に向かって移動する。入口ガス取入口２５から入口
フード２４内に取込まれた空気または不活性ガスは、伝
熱管７内に供給され、乾燥中微粉炭１７から発生する水
蒸気を入口から出口に向かって輸送する。前述のよう
に、入口ガス取入口２５が入口フード２４の下部に設け
られるのは、空気または不活性ガスを伝熱管７内に導入
しやすくするためである。

【００２７】前記水蒸気導入口２０には、水蒸気供給管
４８が接続され、水蒸気供給管４８には圧力調整弁４９
と圧力検出手段である圧力計５０とが設けられる。圧力
調整弁４９は、図示しない水蒸気源から供給される水蒸
気の圧力を調整する。圧力調整弁４９および水蒸気発生
源は、熱源流体源を構成する。圧力計５０は圧力調整弁
４９と水蒸気導入口２０との間に介在され、熱源流体で
ある水蒸気の圧力を検出する。

【００２８】水蒸気源から供給された水蒸気は、圧力調
整弁４９、回転継手１８を介して水蒸気導入管１３に導
かれ、水蒸気噴出口１４から第２空間へ噴出される。第
２空間へ噴出された水蒸気は、複数の伝熱管７の外周面
の間を通って流れ、伝熱管７の外周面に接触する。伝熱
管７と接触した水蒸気は、凝縮して凝縮水を発生すると
ともに、凝縮熱を発生する。凝縮熱は伝熱管内の微粉炭
に伝達され、微粉炭を乾燥する。乾燥中微粉炭から発生
した水蒸気は、伝熱管内に供給された空気または不活性
ガスと混合して排ガスを形成する。伝熱管７の外周面で
発生した凝縮水は、伝熱管７の外周面を伝って流下し、
胴板４と出口管板６とで形成される角部の最下点付近に
貯留される。貯留された凝縮水は、図２に示すようにド
ラム３の回転によって凝縮水集合管１６が前記角部の最
下点に到達したとき、凝縮水集合管１６内に流入する。
流入した凝縮水は、凝縮水集合管１６が凝縮水排出管１
５よりも上方の位置に到達したとき、凝縮水排出管１５
内に流出する。凝縮水排出管１５内に流出した凝縮水
は、連結管１９を介して回転継手１８の凝縮水排出口２
１から排出される。

【００２９】ドラム３の出口管板６付近は、出口フード
３３によって外囲されている。出口フード３３の下部に
は、出口ガス取入口３４が設けられ、出口ガス取入口３
４には出口流量制御弁３５が設けられている。出口流量
制御弁３５は、空気または不活性ガスを取入れる。出口
フード３３の下方には、出口コンベア３６が設けられ、
出口コンベア３６は乾燥された微粉炭を搬送する。出口
コンベア３６には出口水分計３７が設けられ、出口水分
計３７は乾燥された微粉炭の水分含有量を検出する。出
口フード３３の上部には、排ガス管路３９の一端部が接
続されており、排ガス管路３９の他端部は煙突４０に接
続されている。排ガス管路３９は、伝熱管内から輸送さ
れる排ガスを下流側に導く。排ガス管路３９には、気体
成分濃度検出手段４１、温度計４２、バグフィルタ４
３、排ガス絞り弁４４および誘引ファン４５が排ガス流
れ方向上流側から下流側に向かってこの順序で設けられ
ている。排ガス絞り弁４４は、誘引ファン４５の下流側
に設けてもよい。

【００３０】気体成分濃度検出手段４１は、排ガスの組
成成分の濃度を検出する分析計であり、たとえば排ガス
中の酸素濃度を検出する酸素計によって実現される。気
体成分濃度検出手段４１は、排ガス中の窒素濃度を検出
する窒素計であってもよい。温度計４２は、排ガスの温
度を検出し、バグフィルタ４３は排ガス中に含まれる粉
塵を回収する。排ガス絞り弁４４は、弁開度を調整して
排ガス流量を調整する。誘引ファン４５は、たとえば遠
心ファンであり、吸引力を発生して乾燥機１内にガスの
流れを形成する。吸引力によってガスの流れが形成され
るので、外部へのガスの噴出が防止され、発塵量を低減
することができる。

【００３１】入口コンベア２８から供給された乾燥すべ
き微粉炭は、入口フード２４を介して伝熱管内に導か
れ、伝熱管７の外周面に供給される水蒸気によって加熱
乾燥されながら、ドラム３の回転とともに出口側に移動
し、出口フード３３を介して出口コンベア３６上に導出
される。誘引ファン４５の吸引力によって入口および出
口ガス取入口２５，３４から取込まれた空気または不活
性ガスは、搬送中粉粒体から発生した水蒸気と混合して
排ガスを形成し、排ガス管路３９を介して煙突４０から
大気中に放散される。

【００３２】図４は、図１に示す粉粒体乾燥機１の電気
的構成を示すブロック図である。入口水分計２９、粉粒
体流量計３０、回転速度計４７、圧力計５０、酸素計４
１および温度計４２は、検出対象である各物理量を検出
してそれを表す出力を導出する。制御手段である処理回
路５３は、前記各出力に応答し、ドラム３の回転速度、
水蒸気の圧力および排ガス中の酸素濃度の目標値をそれ
ぞれ設定し、ドラム３の回転速度、水蒸気の圧力および
排ガス中の酸素濃度が前記各目標値になるように電動機
１２、圧力調整弁４９、排ガス絞り弁４４、入口および
出口流量制御弁２６，３５を駆動制御する。

【００３３】本実施の形態では、伝熱管内に外部から乾
いた気体、すなわち空気または不活性ガスを吸引して取
込み、伝熱管内の乾燥すべき微粉炭から発生する水蒸気
と混合して排ガスを形成し、排ガスの排出量を調整して
外部からの乾いた気体の吸引量を制御し、微粉炭の周囲
の相対湿度を調整して微粉炭の乾燥速度を制御するよう
に構成されている。また外部からの乾いた気体の吸引量
によって排ガスの組成成分の濃度が変動するので、排ガ
スの組成成分の濃度に基づいて、前記相対湿度を調整し
て微粉炭の乾燥速度を制御するように構成されている。
さらに熱源流体である水蒸気の圧力制御およびドラム３
の回転速度制御による微粉炭の乾燥速度の制御も併せて
行われている。このような制御は、次に示すような本発
明の基礎となる実験結果に基づいて後述のようにして行
われる。

【００３４】図５は、微粉炭の出入口における水分含有
量の差とドラム３の回転速度との関係を示すグラフであ
る。ドラム３の回転速度は、微粉炭の出入口における水
分含有量の差（以後、「水分差」と略称することがあ
る）がＷ１以下の領域では一定の上限回転速度Ｒｍａｘ
に設定され、水分差がＷ１を超える領域では水分差が大
きくになるにつれて低下するように設定される。上限回
転速度が設定されるのは、水分差が小さくなるほど微粉
炭の伝熱管内の滞留時間を短くすることができるので、
ドラム３の回転速度を速めて生産性の向上を図ることが
できるけれども、回転速度が過大であると、駆動動力が
増大するとともに、遠心力によって微粉炭が伝熱管内壁
に押付けられ移動が困難になって生産性が低下するから
である。水分差が大きくなるにつれて回転速度が低下す
るのは、水分差が大きくなるほど微粉炭の伝熱管内の滞
留時間を長くする必要があるからである。前記水分差Ｗ
１および上限回転速度Ｒｍａｘは、乾燥機１毎に実験結
果に基づいて予め設定される。

【００３５】図６は、微粉炭の出入口における水分含有
量の差と熱源流体である水蒸気の圧力との関係を示すグ
ラフである。水蒸気圧力は、水分差の小さい領域では水
分差が大きくなるにつれて高圧になるように設定され、
水分差がＷ２を超える領域では一定の上限圧力Ｐｍａｘ
に設定される。水分差の小さい領域で水分差が大きくな
るにつれて水蒸気圧力が高圧になるように設定されるの
は、これによって水分差に応じて乾燥能力を高めること
ができるからである。水分差の大きい領域で水蒸気圧力
に上限圧力Ｐｍａｘが設定されるのは、上限圧力Ｐｍａ
ｘを超える圧力が負荷されると、ドラム３の破損を招く
おそれがあるからである。前記水分差Ｗ２および上限圧
力Ｐｍａｘは、乾燥機１毎に耐圧基準に基づいて予め設
定される。

【００３６】図７は、微粉炭の爆発域と非爆発域との境
界領域における酸素濃度と炭塵濃度との関係を示すグラ
フである。図７中の斜線領域は爆発領域を表し、記号
△，○，□は炭種を表す。図７から酸素濃度が１４％を
超えると、炭種および炭塵濃度に拘わらず爆発の危険性
があること、逆に酸素濃度を１４％以下に抑制すれば炭
種および炭塵濃度に拘わらず爆発の発生を防止できるこ
とが判る。

【００３７】図８は、排ガスの相対湿度と微粉炭の出入
口における水分含有量の差との関係を示すグラフであ
る。図８から、排ガスの相対湿度を低下させるにつれて
水分差が大きくなることが判る。換言すれば、水分差が
大きいときには排ガスの相対湿度を低下させる必要のあ
ることが判る。すなわち、排ガスの相対湿度を低下すれ
ば、微粉炭の乾燥速度を速め、乾燥機の乾燥能力を高め
ることができる。これによって、水分差を設定すれば、
排ガスの相対湿度の目標値を設定することができる。

【００３８】図９は、伝熱管内に外部から空気を供給す
るときの排ガス中の酸素濃度と排ガスの相対湿度との関
係を示すグラフである。図９中の直線５４，５５，５６
は、排ガス温度がそれぞれ７０℃，８０℃，９０℃であ
るときのグラフである。図９から、排ガス中の酸素濃度
が高くなるにつれて排ガスの相対湿度が低下することが
判る。また、排ガス中の酸素濃度を同一にして比較する
と、排ガス温度が高くなるほど排ガスの相対湿度が低く
なることが判る。排ガスの相対湿度は、７０％以下であ
ることが好ましい。これは、排ガスの相対湿度が７０％
を超えると乾燥速度が遅くなり、大きな設備が必要とな
るからである。前述のように、微粉炭の爆発限界から排
ガス中の酸素濃度は１４％以下に制限されるので、排ガ
スの相対湿度を７０％以下にするには、排ガス温度を８
０℃以上にする必要がある。

【００３９】図１０は、入口フード２４に不活性ガスで
ある窒素ガスを吹込み、伝熱管内に窒素ガスと空気との
混合ガスを供給するときの排ガス中の酸素濃度と排ガス
の相対湿度との関係を示すグラフである。図１０中の直
線５７，５８，５９，６０は、排ガス中の窒素濃度がそ
れぞれ４５％，５５％，６５％，７５％であるときのグ
ラフである。図１０における排ガス温度は、全て８０℃
である。図１０における直線５５は、前記図９における
直線５５と同一である。

【００４０】図１０から、排ガス中の酸素濃度が高くな
るにつれて排ガス中の窒素濃度に拘わらず排ガスの相対
湿度が低くなることが判る。また排ガス中の酸素濃度を
同一にして比較すると、排ガス中の窒素濃度が高くなる
ほど排ガスの相対湿度が低くなることが判る。また不活
性ガスを吹込まないで空気のみを供給した直線５５と不
活性ガスを吹込んだ直線５７〜６０とを比較すると、排
ガス中の酸素濃度が爆発限界の１４％以下の領域におい
ては、排ガス中の窒素濃度が５５％以上である直線５
８，５９，６０の相対湿度が直線５５の相対湿度よりも
低くなることが判る。

【００４１】これによって、不活性ガスである窒素ガス
の吹込み量が多くなるほど、排ガスの相対湿度を低下さ
せることができるとともに、酸素濃度を容易に爆発限界
の１４％以下にすることができる。また図１０に示すよ
うなグラフを排ガス温度毎に作成すれば、排ガスの相対
湿度、排ガス温度、排ガス中の酸素および窒素濃度の相
互間の関係を容易に把握することができる。

【００４２】図１１は、伝熱管内に外部から空気を供給
するときの図４に示す処理回路５３の動作を説明するた
めのフローチャートである。ステップａ１では、微粉炭
の乾燥後の出口水分含有量を設定して動作を開始する。
ステップａ２では、乾燥前の入口水分含有量と微粉炭の
供給流量とが検出される。ステップａ３では、出口水分
含有量と入口水分含有量との差である水分差が求められ
る。

【００４３】ステップａ４では、ドラム３の回転速度お
よび熱源流体である水蒸気の圧力の目標値が設定され
る。これは、前記図５および図６に基づいて前記水分差
に応じてそれぞれ設定される。ステップａ５では、ドラ
ム３の回転速度および水蒸気の圧力の検出が行われる。
ステップａ６では、ドラム３の回転速度および水蒸気の
圧力が各目標値とそれぞれ一致しているか否かが判断さ
れる。この判断が否定であれば、ステップａ７に進み、
肯定であればステップａ８に進む。

【００４４】ステップａ７では、前記回転速度および水
蒸気の圧力が目標値に一致するように調整が行われ、再
度ステップａ５に戻る。このステップａ５，ステップａ
６，ステップａ７，ステップａ５を巡る処理は、ステッ
プａ６の判断が肯定になるまで繰返される。ステップａ
８では排ガス中の酸素濃度の測定が行われ、ステップａ
９では排ガス温度の測定が行われる。

【００４５】ステップａ１０では、排ガス中の酸素濃度
の目標値が設定される。排ガス中の酸素濃度の目標値
は、前記求めた水分差に対応する排ガスの相対湿度を図
８から求め、前記求めた相対湿度および前記測定した排
ガス温度に対応する排ガス中の酸素濃度を図９から求め
ることによって設定される。またこのようにして設定さ
れた排ガス中の酸素濃度が爆発限界の１４％を超えると
きには、１４％以下の酸素濃度が目標値として再設定さ
れる。ステップａ１１では、排ガス中の酸素濃度の測定
値が目標値と一致しているか否かが判断される。この判
断が否定であれば、ステップａ１２に進み、肯定であれ
ばステップａ１３に進む。

【００４６】ステップａ１２では、排ガス中の酸素濃度
が目標値と一致するように排ガス流量の調整が行われ
る。この調整は、酸素濃度を高める必要のあるときには
排ガス絞り弁４４の弁開度を大きくして、入口からの乾
いた空気の導入量を増大し、酸素濃度を低める必要のあ
るときには排ガス絞り弁４４の弁開度を小さくして、入
口からの乾いた空気の導入量を減少させることによって
行われる。また、前記水分差および微粉炭の供給流量が
大きく、微粉炭の乾燥速度を高速にする必要のあるとき
には、入口流量制御弁２６を開放し、かつ出口流量制御
弁３５を閉じた状態で排ガス絞り弁４４の調整が行われ
る。これによって入口から伝熱管内に乾いた空気を導入
しやすくなり、乾燥速度を高速にすることが容易にな
る。また前記水分差および微粉炭の供給流量が小さく、
微粉炭の乾燥速度を低速にする必要のあるときには、入
口流量制御弁２６を閉じ、かつ出口流量制御弁３５を開
放した状態で排ガス絞り弁４４の調整が行われる。これ
によって、排ガスは乾燥に寄与しない出口流量制御弁３
５から取込まれた空気の比率が非常に大きくなり、入口
から伝熱管内に導入される空気流量が大幅に減少するの
で、乾燥速度を低速にすることができる。ステップａ１
２における排ガス流量の調整後、再度ステップａ８に戻
る。このステップａ８〜ａ１２を経て再びステップａ８
に戻る処理は、ステップａ１１の判断が肯定になるまで
繰返される。ステップａ１３では、処理回路５３の１サ
イクルの動作が終了する。

【００４７】このように水分差に応じて排ガスの相対湿
度を設定し、この相対湿度に基づいて排ガス中の酸素濃
度の目標値を設定し、排ガス中の酸素濃度が目標値にな
るように排ガス流量が制御されるので、微粉炭の乾燥速
度を精度よく制御することができる。したがって、乾燥
すべき微粉炭の入口水分含有量および供給流量の変動が
大きいときでも、出口水分含有量を一定に保つことがで
きる。また排ガス中の酸素濃度の目標値が設定されるの
で、酸素濃度を爆発限界以下の濃度に制御することがで
き、爆発および発火を防止することができる。

【００４８】前記図１１に示すフローチャートでは、伝
熱管内に湿度調整ガスとして空気のみを取込むように構
成されているけれども、入口フード２４に前述のように
入口流量制御弁２６および入口ガス取入口２５から不活
性ガスである窒素ガスを吹込み、伝熱管内に窒素ガス
と、微粉炭供給時に取込まれる空気との混合ガスを供給
するように構成してもよい。この場合の処理回路５３の
動作を示すフローチャートは、図１１のステップａ８に
おける排ガス中の酸素濃度の測定が排ガス中の酸素濃度
および窒素濃度の測定に置換えられる点を除いて全く同
一であるので、図示を省略する。

【００４９】この場合における排ガス中の酸素濃度の目
標値は、前述のようにして求めた水分差に対応する排ガ
スの相対湿度を図８から求め、前記求めた相対湿度、測
定した排ガス温度および排ガス中の窒素濃度に対応する
排ガス中の酸素濃度を図１０から求めることによって設
定される。また、このようにして設定された排ガス中の
酸素濃度が爆発限界の１４％を超えるときには、１４％
以下の酸素濃度が目標値として再設定されるけれども、
窒素ガス吹込みの場合には、排ガス中の酸素濃度が低下
するので、再設定されることはほとんどない。その他の
処理回路５３の動作は、前記図１１に示す動作と同一で
あるので説明を省略する。不活性ガスである窒素ガスの
吹込み量は、多量に吹込むほど相対湿度の低下度合いを
大きくすることが可能であり、しかも確実に酸素濃度の
爆発限界の１４％以下にすることができる。したがっ
て、不活性ガスである窒素ガスを吹込むことによって空
気のみを導入する場合よりも爆発の危険もなく、微粉炭
の乾燥速度を高速化することができる。不活性ガスは窒
素ガスに限定されるものではなく、他の不活性ガスを吹
込んでもよい。

【００５０】図１２は、図１に示す排ガス絞り弁４４の
構成の一例を簡略化して示す図である。排ガス絞り弁４
４は、角変位可能な弁体６１を流路を横切って複数個配
置したいわばルーバ状の流量制御弁であり、複数の弁体
６１は同時に角変位して排ガス流量を調整する。本実施
の形態では、排ガス流量を零にする必要がないので、排
ガス管路３９を気密に塞ぐ必要がない。したがって、こ
のようなバタフライ弁よりも安価な絞り弁が好適に用い
られる。

【００５１】図１３は、本発明の実施の他の形態である
粉粒体乾燥機６３の概略的な構成を示す系統図である。
粉粒体乾燥機６３は前記粉粒体乾燥機１と類似し、対応
する構成には同一の参照符号を付して説明を省略する。
注目すべきは、排ガスの一部を入口フード２４に戻す戻
し管路６４が設けられている点である。戻し管路６４の
一端部は、排ガス管路３９の誘引ファン４５の出側に接
続されており、他端部は入口フード２４に接続されてい
る。戻し管路６４の途中位置には、凝縮器６５と開閉弁
６６とが設けられている。凝縮器６５は、戻し管路６４
を通過する排ガス中の水蒸気を凝縮して排ガス中から除
去する。開閉弁６６は、戻し管路６４を開放／遮断して
戻し管路６４を通過する排ガスの流れを制御する。開閉
弁６６は、入口フード２４に不活性ガスである窒素ガス
が吹込まれるときのみ開放され、それ以外のときには閉
鎖される。入口フード２４に不活性ガスである窒素ガス
が吹込まれるとき、排ガスは戻し管路６４内に流入し、
開閉弁６６および凝縮器６５を通過して入口フード２４
内に戻される。これによって、空気よりも酸素濃度の低
い、かつ乾いた排ガスが入口フード２４内に戻されるの
で、入口フード２４に吹込まれる不活性ガスである窒素
ガスの消費量を低減することができる。

【００５２】（実施例１）水分含有量１１％の微粉炭を
出口水分含有量５％まで乾燥する能力の乾燥機１におい
て、入口水分含有量が１０％から１１％まで上昇したと
き、熱源流体である水蒸気の圧力およびドラム３の回転
速度を変更しないで、排ガスの酸素濃度が１０％から１
３％になるように排ガス流量を調整した。その結果、出
口水分含有量を５％に一定に維持することができた。

【００５３】（実施例２）水分含有量１２％の微粉炭を
出口水分含有量６％まで乾燥する能力の乾燥機１におい
て、入口水分含有量が１２％から８％まで低下したの
で、熱源流体である水蒸気の圧力を最低の値まで低下
し、ドラム３の回転速度を最高値まで上げた。しかしな
がら、出口水分含有量が４％まで低下したので、出口排
ガスの酸素濃度を１３％から１０％になるように排ガス
流量を調整した。その結果、出口水分含有量を５％に回
復することができた。

【００５４】（実施例３）実施例２と同じ乾燥機におい
て、入口水分含有量が１２％から１５％まで上昇したの
で、水蒸気圧力を最大圧力まで上昇し、かつ回転速度も
可能な限り低下して滞留時間を確保した。しかしなが
ら、出口水分含有量が充分低下しないので、排ガスの酸
素濃度も可能な限り上げて運転した。しかしながら、出
口水分含有量が７％であったので、入口フード２４の入
口ガス取入口２５から乾燥機内に空気を導入するととも
に、出口フード３３の出口ガス取入口３４を密閉した。
その結果、出口水分含有量は５％に低下した。

【００５５】以上述べたように本発明では、伝熱管内の
空間に微粉炭を供給し、伝熱管の外周面とドラムの内周
面との間の空間に加熱流体である水蒸気を供給するよう
に構成されているけれども、伝熱管内の空間に水蒸気を
供給し、伝熱管の外周面とドラムの内周面との間の空間
に微粉炭を供給するように構成してもよい。この場合、
微粉炭はスクリュコンベアによって供給される。またキ
ルンの構成はこのような構成に限定されるものではな
く、他の構成であってもよい。また気体搬送手段は誘引
ファンに限定されるものではなく、他の構成であっても
よい。また入口および出口流量制御弁は、設けなくても
よい。また排ガス流量の調整は、誘引ファン４５の回転
速度の制御によって行ってもよい。

【００５６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、キルンか
ら排出される気体の組成成分を検出することによって外
部から供給される気体と水蒸気との混合割合を知ること
ができるので、それに応じて気体の流量を調整すれば粉
粒体周辺の湿度を調整することが可能となり、粉粒体の
乾燥速度を制御することができる。したがって、乾燥す
べき粉粒体の供給流量および入口水分含有量の変動が大
きいときでも、出口水分含有量を一定に保つことができ
る。またキルンから排出される気体の組成成分が検出さ
れるので、粉粒体がたとえば微粉炭であっても、酸素濃
度を爆発限界濃度未満に制御することができ、乾燥中の
爆発および発火を防止することができる。

【００５７】また本発明によれば、粉粒体が供給される
第１空間が伝熱管内の空間または伝熱管外の空間のいず
れか一方であり、熱源流体が供給される第２空間が伝熱
管を挟んで第１空間と逆の空間であるので、粉粒体を熱
源流体によって間接加熱することができる。したがっ
て、熱風乾燥などの直接加熱に比べて排ガスの持去りエ
ネルギを少なくすることができ、熱効率を高めることが
できる。また熱源流体が水蒸気であるので、凝縮熱を発
生させることができ、効率的に加熱することができる。

【００５８】また本発明によれば、誘引ファンを用いる
ことによって、発塵量を低減することができる。

【００５９】また本発明によれば、入口流量制御弁によ
ってキルンの一端部に供給される気体の流量が制御され
るので、粉粒体周辺の気体の湿度を調整して粉粒体の乾
燥速度を制御することができる。

【００６０】また本発明によれば、出口流量制御弁によ
ってキルンの他端部に供給される気体の流量が制御され
るので、粉粒体周辺の気体の湿度を調整して粉粒体の乾
燥速度を制御することができる。

【００６１】また本発明によれば、キルンの一端部また
は他端部には空気以外の不活性ガスから成る気体が供給
され、気体排出手段によって排出される気体の一部がキ
ルンの一端部に戻されるので、不活性ガス、たとえば窒
素ガスの消費量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態である粉粒体乾燥機１の
概略的な構成を示す系統図である。

【図２】図１に示す粉粒体乾燥機１の主要部の構成を簡
略化して示す断面図である。

【図３】図２の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図
である。

【図４】図１に示す粉粒体乾燥機１の電気的構成を示す
ブロック図である。

【図５】微粉炭の出入口における水分含有量の差とドラ
ム３の回転速度との関係を示すグラフである。

【図６】微粉炭の出入口における水分含有量の差と熱源
流体である水蒸気の圧力との関係を示すグラフである。

【図７】微粉炭の爆発域と非爆発域との境界領域におけ
る酸素濃度と炭塵濃度との関係を示すグラフである。

【図８】排ガスの相対湿度と微粉炭の出入口における水
分含有量の差との関係を示すグラフである。

【図９】伝熱管内に外部から空気を供給するときの排ガ
ス中の酸素濃度と排ガスの相対湿度との関係を示すグラ
フである。

【図１０】入口フード２４に不活性ガスである窒素ガス
を吹込み、伝熱管内に窒素ガスと空気との混合ガスを供
給するときの排ガス中の酸素濃度と排ガスの相対湿度と
の関係を示すグラフである。

【図１１】伝熱管内に外部から空気を供給するときの図
４に示す処理回路５３の動作を説明するためのフローチ
ャートである。

【図１２】図１に示す排ガス絞り弁４４の構成の一例を
簡略化して示す図である。

【図１３】本発明の実施の他の形態である粉粒体乾燥機
６３の概略的な構成を示す系統図である。

【符号の説明】

１，６３ 粉粒体乾燥機 ２ キルン ３ ドラム ７ 伝熱管 １２ 電動機 ２３ 投入シュート ２４ 入口フード ２５ 入口ガス取入口 ２６ 入口流量制御弁 ２９ 入口水分計 ３３ 出口フード ３４ 出口ガス取入口 ３５ 出口流量制御弁 ３７ 出口水分計 ３９ 排ガス管路 ４１ 気体成分濃度検出手段 ４２ 温度計 ４４ 排ガス絞り弁 ４５ 誘引ファン ６４ 戻し管路 ６５ 凝縮器 ６６ 開閉弁

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−16076（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−213679（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−14076（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−158785（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−230916（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−77237（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F26B 17/32 C10B 57/10 F26B 21/12

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）キルン２であって、 伝熱部材７によって第１および第２空間に仕切られたキ
   ルン本体３を有し、 キルン本体３は、その軸線３ａまわりに回転され、 キルン本体の軸線３ａは、一端部が他端部に比べて高く
   なるように傾斜しており、 伝熱部材７は、キルン本体の軸線３ａに平行に延び、 前記一端部から第１空間に供給された乾燥されるべき粉
   粒体が、第２空間に供給される熱源流体によって間接熱
   交換されて前記他端部から排出されるキルン２と、 （ｂ）キルン本体３を、回転速度を可変に、その軸線３
   ａまわりに回転駆動する手段１２と、 （ｃ）前記一端部で、第１空間内に、乾燥されるべき粉
   粒体を供給し、空気を取入れる手段２３〜２６，２８
   と、 （ｄ）第２空間に熱源流体を、供給する熱源流体源と、 （ｅ）前記他端部で、第１空間からの間接熱交換中に粉
   粒体から発生する気体を含む排ガスを排出して導く排ガ
   ス管路３９と、 （ｆ）前記他端部で、乾燥された粉粒体を搬送する手段
   ３６と、 （ｇ）乾燥すべき粉粒体の入口水分含有量を検出する入
   口水分計２９と、 （ｈ）排ガス管路３９に設けられ、排ガス中の予め定め
   る組成成分の濃度を検出する気体成分濃度検出手段４１
   と、 （ｉ）排ガス管路３９に設けられ、排ガスの温度を検出
   する温度計４２と、 （ｊ）排ガス管路３９に設けられ、排ガスの流量を調整
   する排ガス流量調整手段４４と、 （ｋ）制御手段５３であって、 （ｋ１）入口水分計２９によって検出された入口水分含
   有量と粉粒体の乾燥後の予め設定された出口水分含有量
   との差である水分差を求め、 （ｋ２）前記求めた水分差に対応するキルン本体の回転
   速度を設定し、この設定した回転速度になるように回転
   駆動手段１２を制御し、 （ｋ３）前記求めた水分差に対応して熱源流量を供給す
   る熱源流体源１３，１８，２０，４８，４９を制御し、 （ｋ４）前記求めた水分差に対応する排ガスの相対湿度
   を求め、 （ｋ５）前記求めた相対湿度および温度計４２によって
   検出された排ガス温度に対応する排ガス中の前記予め定
   める組成成分濃度を設定し、 （ｋ６）気体成分濃度検出手段４１によって検出された
   前記予め定める組成成分濃度を、前記設定された予め定
   める組成成分濃度になるように、流量調整手段４４を制
   御する制御手段５３とを含むことを特徴とする粉粒体の
   乾燥機。
2. 【請求項２】 キルンの前記一端部に供給される空気の
   流量を制御する入口流量制御弁が設けられることを特徴
   とする請求項１記載の粉粒体の乾燥機。
3. 【請求項３】 キルンの前記他端部に供給される空気の
   流量を制御する出口流量制御弁が設けられることを特徴
   とする請求項１または２記載の粉粒体の乾燥機。
4. 【請求項４】 （ａ）キルン２であって、 伝熱部材７によって第１および第２空間に仕切られたキ
   ルン本体３を有し、 キルン本体３は、その軸線３ａまわりに回転され、 キルン本体の軸線３ａは、一端部が他端部に比べて高く
   なるように傾斜しており、 伝熱部材７は、キルン本体の軸線３ａに平行に延び、 前記一端部から第１空間に供給された乾燥されるべき粉
   粒体が、第２空間に供給される熱源流体によって間接熱
   交換されて前記他端部から排出されるキルン２と、 （ｂ）キルン本体３を、回転速度を可変に、その軸線３
   ａまわりに回転駆動する手段１２と、 （ｃ）前記一端部で、第１空間内に、乾燥されるべき粉
   粒体を供給し、空気を取入れる手段２３〜２６，２８
   と、 （ｄ）前記一端部で、第１空間内に、不活性ガスを取入
   れる入口流量制御弁２６と、 （ｅ）第２空間に熱源流体を、供給する熱源流体源と、 （ｆ）前記他端部で、第１空間からの間接熱交換中に粉
   粒体から発生する気体を含む排ガスを排出して導く排ガ
   ス管路３９と、 （ｇ）前記他端部で、乾燥された粉粒体を搬送する手段
   ３６と、 （ｈ）乾燥すべき粉粒体の入口水分含有量を検出する入
   口水分計２９と、 （ｉ）排ガス管路３９に設けられ、排ガス中の不活性ガ
   スおよび不活性ガス以外の予め定める組成成分の各濃度
   をそれぞれ検出する気体成分濃度検出手段４１と、 （ｊ）排ガス管路３９に設けられ、排ガスの温度を検出
   する温度計４２と、 （ｋ）排ガス管路３９に設けられ、排ガスの流量を調整
   する排ガス流量調整手段４４と、 （Ｌ）制御手段５３であって、 （Ｌ１）入口水分計２９によって検出された入口水分含
   有量と粉粒体の乾燥後の予め設定された出口水分含有量
   との差である水分差を求め、 （Ｌ２）前記求めた水分差に対応するキルン本体の回転
   速度を設定し、この設定した回転速度になるように回転
   駆動手段１２を制御し、 （Ｌ３）前記求めた水分差に対応して熱源流量を供給す
   る熱源流体源１３，１８，２０，４８，４９を制御し、 （Ｌ４）前記求めた水分差に対応する排ガスの相対湿度
   を求め、 （Ｌ５）前記求めた相対湿度、温度計４２によって検出
   された排ガス温度、および気体成分濃度検出手段４１に
   よって検出された不活性ガス濃度に対応する排ガス中の
   前記予め定める組成成分濃度を設定し、 （Ｌ６）気体成分濃度検出手段４１によって検出された
   前記予め定める組成成分濃度を、前記設定された予め定
   める組成成分濃度になるように、流量調整手段４４を制
   御する制御手段５３とを含むことを特徴とする粉粒体の
   乾燥機。
5. 【請求項５】 キルンの前記一端部に供給される不活性
   ガスの流量を制御する入口流量制御弁が設けられること
   を特徴とする請求項４記載の粉粒体の乾燥機。
6. 【請求項６】 キルンの前記他端部に供給される不活性
   ガスの流量を制御する出口流量制御弁が設けられること
   を特徴とする請求項４または５記載の粉粒体の乾燥機。
7. 【請求項７】 排ガス管路３９からの排ガスの一部をキ
   ルンの前記一端部に戻す戻し管路が設けられることを特
   徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の粉粒体の乾燥
   機。
8. 【請求項８】 （ａ）キルンであって、 円筒状キルン本体３内に、キルン本体の軸線３ａに平行
   な複数の伝熱管７が設けられ、 前記軸線３ａは、その軸線方向の一端部が他端部に比べ
   て高くなるように傾斜しており、 伝熱管７の両端部は、前記一端部で、入口管板５を貫通
   し、前記他端部で、出口管板６を貫通し、 前記軸線３ａまわりに回転されるキルンと、 （ｂ）キルン本体３を、回転速度を可変に、その軸線３
   ａまわりに回転駆動する手段１２と、 （ｃ）前記一端部で、伝熱管７内に、乾燥されるべき粉
   粒体を供給し、空気を取入れる手段２３〜２６，２８
   と、 （ｄ）キルン本体の内周面と伝熱管の外周面との間との
   空間に、水蒸気を、圧力調整可能に供給する水蒸気源１
   ３，１８，２０，４８，４９と、 （ｅ）乾燥すべき粉粒体の入口水分含有量を検出する入
   口水分計２９と、 （ｆ）前記他端部で、出口管板６付近を外囲し、伝熱管
   ７内からの乾燥された粉粒体と、排ガスとが排出される
   出口フード３３と、 （ｇ）出口フード３３の下方に設けられ、乾燥された粉
   粒体を搬送する手段３６と、 （ｈ）出口フード３３の上部に接続される排ガス管路３
   ９と、 （ｉ）排ガス管路３９に設けられ、排ガス中の酸素濃度
   を検出する気体成分濃度検出手段４１と、 （ｊ）排ガス管路３９に設けられ、排ガスの温度を検出
   する温度計４２と、 （ｋ）排ガス管路３９に設けられ、排ガスの流量を調整
   する排ガス絞り弁４４と、 （Ｌ）制御手段５３であって、 （Ｌ１）入口水分計２９によって検出された入口水分含
   有量と粉粒体の乾燥後の予め設定された出口水分含有量
   との差である水分差を求め、 （Ｌ２）前記求めた水分差に対応するキルン本体の回転
   速度を設定し、この設定した回転速度になるように回転
   駆動手段１２を制御し、 （Ｌ３）前記求めた水分差に対応する水蒸気圧力を設定
   し、この設定された水蒸気圧力になるように水蒸気源１
   ３，１８，２０，４８，４９を制御し、 （Ｌ４）前記求めた水分差に対応する排ガスの相対湿度
   を求め、 （Ｌ５）前記求めた相対湿度および温度計４２によって
   検出された排ガス温度に対応する排ガス中の酸素濃度を
   設定し、 （Ｌ６）気体成分濃度検出手段４１によって検出された
   酸素濃度を、前記設定された酸素濃度になるように、高
   めるために排ガス絞り弁４４の弁開度を大きくして前記
   一端部で伝熱管７の入口からの空気の導入量を増大し、 （Ｌ７）気体成分濃度検出手段４１によって検出された
   酸素濃度を、前記設定された酸素濃度になるように、低
   めるために排ガス絞り弁４４の弁開度を小さくして前記
   一端部で伝熱管７の入口からの空気の導入量を減少する
   制御手段５３とを含むことを特徴とする粉粒体の乾燥
   機。
9. 【請求項９】 前記一端部で、前記粉粒体供給手段２３
   および入口管板５付近を外囲する入口フード２４と、 入口フード２４の下部に設けられ、空気を取入れる入口
   流量制御弁２６とをさらに含み、 制御手段５３は、 粉粒体の予め設定される乾燥速度の高低に対応して、 入口流量制御弁２６の弁開度を開および閉に制御するこ
   とを特徴とする請求項８記載の粉粒体の乾燥機。
10. 【請求項１０】 出口フード３３の下部に設けられ、空
    気を取入れる出口流量制御弁３５をさらに含み、 制御手段５３は、 粉粒体の予め設定される乾燥速度の高低に対応して、 出口流量制御弁３５の弁開度を閉および開に制御するこ
    とを特徴とする請求項８記載の粉粒体の乾燥機。
11. 【請求項１１】 前記一端部で、前記粉粒体供給手段２
    ３および入口管板５付近を外囲する入口フード２４と、 入口フード２４の下部に設けられ、空気を取入れる入口
    流量制御弁２６と、 出口フード３３の下部に設けられ、空気を取入れる出口
    流量制御弁３５とをさらに含み、 制御手段５３は、 粉粒体の予め設定される乾燥速度の高低に対応して、 入口流量制御弁２６の弁開度を開および閉に制御し、 出口流量制御弁３５の弁開度を閉および開に制御するこ
    とを特徴とする請求項８記載の粉粒体の乾燥機。
12. 【請求項１２】 （ａ）キルンであって、 円筒状キルン本体３内に、キルン本体の軸線３ａに平行
    な複数の伝熱管７が設けられ、 前記軸線３ａは、その軸線方向の一端部が他端部に比べ
    て高くなるように傾斜しており、 伝熱管７の両端部は、前記一端部で、入口管板５を貫通
    し、前記他端部で、出口管板６を貫通し、 前記軸線３ａまわりに回転されるキルンと、 （ｂ）キルン本体３を、回転速度を可変に、その軸線３
    ａまわりに回転駆動する手段１２と、 （ｃ）前記一端部で、伝熱管７内に、乾燥されるべき粉
    粒体を供給する手段２３，２８と、 （ｄ）前記一端部で、前記粉粒体供給手段２３および入
    口管板５付近を外囲し、粉粒体供給時に空気を取込む入
    口フード２４と、 （ｅ）入口フード２４の下部に設けられ、不活性ガスを
    取入れる入口流量制御弁２６と、 （ｆ）キルン本体の内周面と伝熱管の外周面との間との
    空間に、水蒸気を、圧力調整可能に供給する水蒸気源１
    ３，１８，２０，４８，４９と、 （ｇ）乾燥すべき粉粒体の入口水分含有量を検出する入
    口水分計２９と、 （ｈ）前記他端部で、出口管板６付近を外囲し、伝熱管
    ７内からの乾燥された粉粒体と、排ガスとが排出される
    出口フード３３と、 （ｉ）出口フード３３の下方に設けられ、乾燥された粉
    粒体を搬送する手段３６と、 （ｊ）出口フード３３の上部に接続される排ガス管路３
    ９と、 （ｋ）排ガス管路３９に設けられ、排ガス中の酸素濃度
    および不活性ガス濃度を検出する気体成分濃度検出手段
    ４１と、 （Ｌ）排ガス管路３９に設けられ、排ガスの温度を検出
    する温度計４２と、 （ｍ）排ガス管路３９に設けられ、排ガスの流量を調整
    する排ガス絞り弁４４と、 （ｎ）制御手段５３であって、 （ｎ１）入口水分計２９によって検出された入口水分含
    有量と粉粒体の乾燥後の予め設定された出口水分含有量
    との差である水分差を求め、 （ｎ２）前記求めた水分差に対応するキルン本体の回転
    速度を設定し、この設定した回転速度になるように回転
    駆動手段１２を制御し、 （ｎ３）前記求めた水分差に対応する水蒸気圧力を設定
    し、この設定された水蒸気圧力になるように水蒸気源１
    ３，１８，２０，４８，４９を制御し、 （ｎ４）前記求めた水分差に対応する排ガスの相対湿度
    を求め、 （ｎ５）前記求めた相対湿度、温度計４２によって検出
    された排ガス温度、および気体成分濃度検出手段４１に
    よって検出された不活性ガス濃度に対応する排ガス中の
    酸素濃度を設定し、 （ｎ６）気体成分濃度検出手段４１によって検出された
    酸素濃度を、前記設定された酸素濃度になるように、高
    めるために排ガス絞り弁４４の弁開度を大きくして前記
    一端部で伝熱管７の入口からの空気の導入量を増大し、 （ｎ７）気体成分濃度検出手段４１によって検出された
    酸素濃度を、前記設定された酸素濃度になるように、低
    めるために排ガス絞り弁４４の弁開度を小さくして前記
    一端部で伝熱管７の入口からの空気の導入量を減少する
    制御手段５３とを含むことを特徴とする粉粒体の乾燥
    機。
13. 【請求項１３】 制御手段５３は、 粉粒体の予め設定される乾燥速度の高低に対応して、 入口流量制御弁２６の弁開度を開および閉に制御するこ
    とを特徴とする請求項１２記載の粉粒体の乾燥機。
14. 【請求項１４】 出口フード３３の下部に設けられ、不
    活性ガスを取入れる出口流量制御弁３５をさらに含み、 制御手段５３は、 粉粒体の予め設定される乾燥速度の高低に対応して、 出口流量制御弁３５の弁開度を閉および開に制御するこ
    とを特徴とする請求項１２記載の粉粒体の乾燥機。
15. 【請求項１５】 出口フード３３の下部に設けられ、不
    活性ガスを取入れる出口流量制御弁３５をさらに含み、 制御手段５３は、 粉粒体の予め設定される乾燥速度の高低に対応して、 入口流量制御弁２６の弁開度を開および閉に制御し、 出口流量制御弁３５の弁開度を閉および開に制御するこ
    とを特徴とする請求項１２記載の粉粒体の乾燥機。
16. 【請求項１６】 排ガス絞り弁４４は、 排ガス管路３９の流路を横切って配置された角変位可能
    なルーバ状の複数の弁体６１を有し、弁体６１を同時に
    角変位して排ガス流量を調整することを特徴とする請求
    項８〜１５のうちの１つに記載の粉粒体の乾燥機。