JP4371570B2

JP4371570B2 - Heat exchanger for dryer

Info

Publication number: JP4371570B2
Application number: JP2000402254A
Authority: JP
Inventors: 仁一西村
Original assignee: 株式会社西村鐵工所
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2020-12-28
Also published as: JP2002206856A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥等の液状物を乾燥するための乾燥機の熱交換装置に関する。更に詳しくは、ディスク状の熱交換装置を備え被乾燥物を効率よく乾燥させるための乾燥機の熱交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生産物の残渣物を含む廃液、各種洗浄水、工業原料の微粉砕物の乾燥処理等の乾燥機は、今や欠かせないものとなっており、種々の装置が提案されている。特に本出願人は、複数のディスク状の熱交換器を備えた燥機を種々の方法と装置を提案しておりよく知られているところである。
【０００３】
このディスクを有するこれら乾燥機は、パイプ状の軸に同軸にディスクが配置され、中空に構成された複数のディスクの中に、そのパイプ状の軸を通して高温蒸気を供給し、ディスクの高温表面に固形物が混合された液体である液状物を流して、その液状物とディスクとの間の熱交換により液状物を乾燥させるものである。
【０００４】
この乾燥機は、ディスクの表面に付着している固形物をスクレーパで剥ぎ取って粉末状にして回収する熱交換器として知られている。最近は、環境問題やリサイクルの必要性から、更に効率のよい乾燥機が要望されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の技術的背景に基づきなされており、これら従来の問題点を解決するため、本出願人は、特開平９−３２４９８６号，特開平１１−２１６４９８号等を提案している。本発明は、上記特許の技術内容に更に問題点を解決するための改良技術を加えたものである。本発明は特にディスクの構造、及び熱媒体の供給方法に関わるもので、ディスク内部に送り込まれる蒸気が水滴に変化するときの水滴回収方法を改善したものである。
【０００６】
ディスクに中空部を有する本方式は、狭い流路で蒸気が凝縮し液化するので、凝縮した液体が狭い流路内に留まり、熱交換の効率が悪くなり泥状物等の乾燥を阻害する領域が生じる場合がある（この領域を低乾燥領域と呼ぶ）。この低乾燥領域は、狭い流路のために凝縮した凝縮液が表面張力により流路内に留まり、また、流路内に留まった凝縮液のために加熱蒸気の流れに偏流が生じる。
【０００７】
このため泥状物等と加熱蒸気との熱交換を著しく阻害する。本発明は上述のようなことを考慮し、次の目的を達成するものである。
本発明の目的は、流路内の加熱蒸気の流れ方を変え、また複数個の蒸気通路を設ける等の工夫をし、熱交換効率のよい熱交換装置の提供にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の乾燥機の熱交換装置は、
内部に熱媒体を通し外面が熱交換面を形成するディスク状の熱交換装置であって、
この熱交換装置の内部に設けられ対向する２つのディスク間に跨って中空室を分離仕切るための分離羽根と、
前記中空室に熱媒体を送り込むため熱交換装置の中央部に設けられる中空の羽根回転軸とで構成される熱交換部において、
前記ディスクの逆回転方向で、前記分離羽根寄りの熱媒体供給側の前記羽根回転軸に第１の供給孔を設け、
この第１の供給孔の近傍に前記ディスクの逆回転方向に所定角度間隔をおいて前記羽根回転軸に１個以上の第２の供給孔を設け、
前記ディスクの回転方向で、前記分離羽根寄りの熱媒体排出側の前記羽根回転軸に排出口を設け、
前記第１の供給孔、及び第２の供給孔から前記分離羽根の中空室に前記熱媒体を供給し、前記排出口より中空室の熱媒体を排出するするようにしたことを特徴とする。
【０００９】
前記第１の供給孔の直径が、前記第２の供給孔の直径より小さいものであると良い。また、分離羽根の仕切り形状は、前記ディスクの半径方向に配置し、かつ曲線状のものが熱交換後の水の排出を効率的にできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
以下、本発明の実施の形態１を図面に従って説明する。図１、２は本発明の熱交換装置を適用した乾燥機の全体図を示したものである。乾燥機の乾燥原理及び機能については、本出願人の出願である特開平９−３２４９８６、特開平１１−２１６４９８に記載されているので詳細な説明は省略する。
【００１１】
ただし、前述した刊行物は熱交換装置を固定にした場合や金属板として回転させる装置で説明しているが、本実施の形態においては、熱交換装置を回転させる場合の装置、即ちディスクの中空内に水蒸気を送り込んで加熱し熱交換させる方式の熱交換装置として説明している。
【００１２】
図１において、本発明の熱交換装置１が乾燥機２内に回転自在に支持されている。この熱交換装置１はディスク状の形態をなし、内部は中空になっている。このディスク３の中心が複数個並列して円筒状の羽根羽根回転軸４４に固定されている。この羽根回転軸４も内部が中空になっており、ディスク３と一体に回転自在である。詳細は後述するが、この羽根回転軸４には蒸気供給口Ａからボイラー１３（図３参照）で作られた蒸気が送られ、排出口Ｂから水滴がドレンとして排出されるようになっている。
【００１３】
この羽根回転軸４は、詳細は図示していないがプーリ、伝導ベルト等を介してモータにより回転駆動される。モータは、プログラマブルコントローラー（図示せず）により回転速度等が制御され、これは制御盤又は入力手段を備えている。図２は図１の側面図で、ディスク３が羽根回転軸４に固定され一体となって、乾燥機２内で軸支され矢印の方向に回転する。このディスク３は、インバーターにより、運転中であっても回転数を変更できるので、被乾燥物の乾燥状態をコントロールすることができる。
【００１４】
ディスク３の外側面３ａには、乾燥機２に固定されているスクレーパ５が接触している。また同外側面３ａには、このディスク３の外側面３ａに向って、乾燥機２に固定されているフィードパイプ６から、被乾燥物である液状物７を噴射状にふりかけるようになっている。
【００１５】
図３は被乾燥物の乾燥処理工程を示した説明図である。液状物７は原液タンク８に溜められており、供給ポンプ９によって循環タンク１０に送り込まれる。ディスク３の下部には、乾燥機下部２ａが配置されている。この乾燥機下部２ａは、乾燥機２からの乾燥処理されないで落下する固形物が混合された液体である液状物７を集め循環タンク１０に戻す。循環タンク１０は、乾燥機２から落下する液状の液状物７や、ヘッダー１１から戻される液状物７の溜まりタンクとなっている。
【００１６】
この循環タンク１０から循環ポンプ１２を経て、ヘッダー１１に送り込まれた液状物７は、このヘッダー１１からフィードパイプ６を介しディスク３の外側面３ａに降りかけられる。このディスク３に降りかけられた液状物７は、このディスク３とともに回転される。このディスク３に付着した液状物７は回転中に乾燥させられ、スクレーパ５の位置にさしかかったとき、このスクレーパ５で乾燥した固形分をかき落とす。また、乾燥過程で発生する水蒸気等は、乾燥機２の上部の排気口から外部に放出される。
【００１７】
一方、ディスク３に付着しなかった液状物７は、乾燥機２の下方２ａに落下し循環タンク１０に溜められ再び使用される。原液タンク８の液状物７も供給ポンプ９を介してこの循環タンク１０に溜められる。この循環タンク１０の液状物７が循環ポンプ１２を介してフィードパイプ６に送られディスク３に降りかけられ、この動作を繰り返す。
【００１８】
また、乾燥機２の羽根回転軸４の内部は、中空であり隔壁により一方に蒸気通路１３ａ、他方はドレン通路１６として構成されており（図４参照）、この羽根回転軸４の中空部に蒸気（熱媒体）が送り込まれる。蒸気はボイラー１３から各弁を経由してこの羽根回転軸４に送り込まれる。送り込まれた蒸気はディスク３内を通過する過程で熱が奪われて凝縮され水滴となり、羽根回転軸４のドレン通路１６からドレンとして回収される。従って、ディスク３は、放熱器であるとも言える。
【００１９】
このように、本発明を適用した乾燥機２は、ディスク３内の中空３ｂに高温高圧の蒸気を送り、ディスク３の外側面３ａに液状物７を降りかけ、このため高温の蒸気と低温の液状物等と熱交換することになる。特に、狭い流路に蒸気を通し、蒸気の潜熱を利用することが、コンパクトで高い伝熱性能を得ることになり乾燥機２の特徴となる。
【００２０】
次に、図４，図５で蒸気の流れについて説明する。図４はディスク３の断面図である。ディスク３の内部は中空３ｂを構成し蒸気の流路となっている。このディスク３は羽根回転軸４に固定されている。羽根回転軸４の内部の一方は蒸気の通路になっており、外周の一部はディスク３の中空３ｂに通じる蒸気孔１４が設けられている。この蒸気は図３に示すボイラー１３から図１の蒸気供給口Ａを経てこの羽根回転軸に送り込まれる。
【００２１】
また羽根回転軸４の内部はドレン壁１５で一部仕切られて、後述するドレン回収のためのドレン通路１６を形成している。また羽根回転軸４には、このドレン通路１６とディスク３の中空３ｂに通じるドレン孔１７が設けられている。従って、ディスク３の中空３ｂからの水滴はこのドレン孔１７を介してドレン通路１６に導かれ、図４の左方向に流れ羽根回転軸４の端部、即ち図１に示す排出口Ｂからドレンとして回収される。
【００２２】
更に、このドレン通路１６にはディスク３毎に仕切り壁１８が設けられており、羽根回転軸４の回転に伴いドレン通路１６が下部に位置したとき、その下方に溜まった熱水が逆流しないようになっている。ボイラー１３から送られてきた蒸気は、図４で示す右方向から矢印のように羽根回転軸４に送り込まれる。送り込まれた蒸気は、羽根回転軸４の周面に開けられた蒸気孔１４を介してディスク３内の中空３ｂに送り込まれる。
【００２３】
図５は、図４のＸ−Ｘ線で切断したときの断面図であり、ディスク３を輪切りにした状態を示している。蒸気は図５に示すようにディスク３内の（イ）部近傍に蒸気孔１４を介して送り込まれる。この蒸気孔１４は複数個設けられており、蒸気は絶えず送り込まれているので、次第に（ロ）部の方へ流れる。蒸気孔１４は、分離羽根２０側寄りに主蒸気孔１４ａ（第１の供給孔）と、この主蒸気孔１４ａ近傍に設けられ逆回転方向に角度αを置いて、副蒸気孔１４ｂ（第２の供給孔）で構成されている。
【００２４】
主蒸気孔１４ａの直径をｄ₁、副蒸気孔１４ｂの直径をｄ₂とすれば、好ましくはｄ₁＞ｄ₂ の関係にすると良い。更に、副蒸気孔１４ｂの近傍に設けられ回転方向に角度αを置いて副蒸気孔１４ｃ（第３の供給孔）で構成されている。副蒸気孔１４ｃの直径をｄ₃とすれば、好ましくはｄ₁＞ｄ₃の関係にすると良い。中空３ｂには主に主蒸気孔１４ａから蒸気が主に供給されるが、補助的に副蒸気孔１４ｂからも供給するようにしている。これらの直径の大きさは、本実施の形態では直径ｄ₂＝直径ｄ₃の関係がある。
【００２５】
主蒸気孔１４ａのみであると、供給された蒸気は中空３ｂの周方向に沿って流れるが、ドレン孔１７まで達する間に、ディスク３に降りかけられる液状物７が蒸気から熱を奪うので温度が低下していく。これに前述した副蒸気孔１４ｂからの蒸気を供給することにより、ディスク３の表面温度を長い時間高温に維持することができる。従って、主蒸気孔１４ａのみの場合に比較して副蒸気孔１４ｂからも蒸気を供給することは、乾燥させるべきディスク３内部の蒸気の偏流を改善して、その結果ディスク３の高温状態の表面積を大きくすることになる。
【００２６】
副蒸気孔１４ｂを配置しないと、ディスク３の表面の特定の部分の温度が低下し、充分に液状物７を乾燥できない領域が発生する。主蒸気孔１４ａ又は副蒸気孔１４ｂの大きさ、数をどのように設定するかは、実機の構成により経験的に決定される。このように従来の低乾燥領域（ディスク３の表面）をムラなく高温にすることにより、ディスク３のどの位置に液状物７をふりかけても安定して、しかも従来より量の多い乾燥物を得ることができ、乾燥効率を高めることになる。
【００２７】
また、このディスク３は矢印の方向に回転し、外側面３ａには低温の液状物７がたえず降りかけられているので、蒸気流れの末端のドレン孔１７に近い位置では、この蒸気は流れる過程で凝縮し液体に変化し水滴１９になっていく。この水滴１９はドレンとして、ドレン孔１７から外部へ排出される。蒸気が液化する過程で一部は蒸気送り込み側とドレン孔１７側の間を仕切る分離羽根２０に接する。この状態を示したのが図６である。前記ディスク３は回転しているので、この水滴１９に回転方向の力Ｆ１と遠心力方向の力Ｆ２が作用する。
【００２８】
結果的に合力Ｆ３としてこの水滴は前記分離羽根２０に対して直角方向即ち法線方向に押されへばりつく。一部の水滴１９はディスク３の内壁に表面張力で留まるものもあり、また、水滴１９自体重量があるので、必ずしも全ての水滴１９が対象になるわけではないが、ドレンとして回収される水滴の大半は分離羽根２０に押しやられる。
【００２９】
図７に示す如く分離羽根２０’が直線状の場合は、前述と同条件で水滴１９がこの分離羽根２０に作用したとき、分力として外側への力Ｆ４が作用し、水滴は外側に移動する。また水滴は自重があるので、ディスク３が回転するに伴い落下し前記ドレン孔１７に導かれる。
【００３０】
ここで直線状の分離羽根２０’と異なるのは、羽根回転軸４に複数の蒸気孔を設け、更に分離羽根２０を曲線状にしたことである。また、水滴１９を曲面上の接触位置に留まらせ分散しないようにすることができたことである。回収されるときはその位置から落下しあるいは分離羽根２０に沿ってドレン孔１７に導かれる。
【００３１】
分離羽根２０が直線状であると、水滴１９は外側に移動後に回収されることになり、このことは、水滴状態でディスク３内の中空３ｂに留まっている状態が、分離羽根２０を曲線した場合に比べ長くなる可能性を意味している。このため蒸気の流れに偏流を与えることにもなり、また、部分的に加熱すべきディスク３の温度も下がることになり、伝熱効率を悪化させ液状物等と加熱蒸気との熱交換を著しく阻害する。
【００３２】
また本実施の形態においては、分離羽根２０を１ヶ所設置したことで説明したが、１ヶ所に限定されることはなく、等角度位置に２ヶ所であってもよく、またそれ以上であってもよい。本発明はこの従来の問題点を解決し、ディスク３の高温状態を長く維持できるようにし、また分離羽根２０の曲線化により、水滴１９に無駄な動きを与えないようにして早く回収できる構成にし、伝熱効率を向上させた。
【００３３】
分離羽根２０曲線上の水滴１９の動きは乾燥機２の条件によって、必ずしも全てが理想的になるものではないが、従来の構成と比較した場合、同条件であれば、曲線状の分離羽根２０の場合の方がよくなることは自明である。
【００３４】
また、仮にディスク３が回転し真下に溜まった水滴を分離羽根２０で受けながら回収することを想定しても、羽根回転軸４からの分離羽根２０の羽根立ち上がり角度が直線状の場合と同じならば、回転に伴い水平状態になって水滴１９を回収するときは、直線状の場合に比し曲線状の場合の分離羽根先端部分は既に上方に位置している。このため、曲線状の場合の方が、直線状の場合に比べ早く回収できることになる。
【００３５】
このように、本発明は、ディスク３内の水滴１９を早く回収し、かつ、蒸気をディスク回転方向位置の複数孔からの供給で、ディスク３の温度を均一にし、高温状態を維持するのに効果があり、熱交換効率を高める構成となった。
【００３６】
［実施の形態２］
以上、本発明の熱交換装置の対象とする被乾燥物を液状物を中心に述べてきたが、本発明の対象はこれに限定されるものではない。例えば、粉末食品の粘着質の物質の乾燥装置にも適用できる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、羽根回転軸に複数の孔を設けて蒸気をディスクの中空に供給し、また分離羽根形状を曲線にすることによって、ディスク全面が均一に加熱されるようになった。また、主蒸気通路の他に複数個の蒸気通路を設けたことにより、ディスクの温度ムラがなくなり、熱交換効率が向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の熱交換装置を適用した乾燥機の全体正面図（一部断面）である。
【図２】図２は、本発明の熱交換装置を適用した乾燥機の全体側面図である。
【図３】図３は、本発明の熱交換装置を適用した乾燥機の乾燥方法を示す説明図である。
【図４】図４は、本発明の熱交換装置のディスク断面図である。
【図５】図５は、図４のＸ−Ｘ線で切断した断面図である。
【図６】図６は、水滴が曲線形状をなす分離羽根に接触するときの接触状態を示す説明図である。
【図７】図７は、水滴が直線形状をなす分離羽根に接触するときの接触状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１…熱交換装置
２…乾燥機
３…ディスク
３ａ…外表面
３ｂ…中空
４…羽根回転軸
５…スクレーパ
６…フィードパイプ
１３ａ…蒸気通路
１４…蒸気孔
１４ａ…主蒸気孔
１４ｂ…副蒸気孔
１５…ドレン壁
１６…ドレン通路
１７…ドレン孔
２０…分離羽根[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat exchanger for a dryer for drying a liquid material such as sludge. More specifically, the present invention relates to a heat exchanger for a drier that includes a disk-shaped heat exchanger to efficiently dry an object to be dried.
[0002]
[Prior art]
Dryers such as waste liquid containing product residue, various washing water, and drying processing of finely pulverized industrial raw materials are now indispensable, and various apparatuses have been proposed. In particular, the present applicant has proposed various methods and apparatuses for a dryer provided with a plurality of disk-shaped heat exchangers and is well known.
[0003]
These dryers having this disk have a disk arranged coaxially with a pipe-shaped shaft, and supply hot steam through the pipe-shaped shaft into a plurality of hollowly structured disks, to the hot surface of the disk. A liquid material, which is a liquid mixed with a solid material, is flowed, and the liquid material is dried by heat exchange between the liquid material and the disk.
[0004]
This dryer is known as a heat exchanger that collects solid matter adhering to the surface of a disk with a scraper and recovers it in powder form. Recently, more efficient dryers have been desired due to environmental problems and the need for recycling.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made based on the above technical background, and in order to solve these conventional problems, the present applicant has proposed Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 9-324986 and 11-216498. The present invention is obtained by adding an improved technique for solving the problem to the technical contents of the above patent. In particular, the present invention relates to a disk structure and a heating medium supply method, and is an improvement of the water droplet recovery method when the steam fed into the disk changes into water droplets.
[0006]
In this method with a hollow part in the disk, the vapor condenses and liquefies in a narrow channel, so the condensed liquid stays in the narrow channel and the efficiency of heat exchange deteriorates and the drying of mud etc. is inhibited May occur (this region is referred to as a low dry region). In this low drying region, the condensed liquid condensed due to the narrow flow path remains in the flow path due to the surface tension, and the flow of the heated steam drifts due to the condensate remaining in the flow path.
[0007]
For this reason, heat exchange between the mud and the like and the heating steam is significantly hindered. In consideration of the above, the present invention achieves the following object.
An object of the present invention is to provide a heat exchanging device with high heat exchanging efficiency by changing the way in which the heating steam flows in the flow path and by providing a plurality of steam passages.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The heat exchanger of the dryer of the present invention is
A disk-shaped heat exchange device in which a heat medium is passed through and an outer surface forms a heat exchange surface,
A separation blade for separating and partitioning the hollow chamber between two opposing disks provided inside the heat exchange device;
In the heat exchanging unit configured with a hollow blade rotating shaft provided in the central part of the heat exchanging device for sending the heat medium into the hollow chamber,
A first supply hole is provided in the blade rotation shaft on the heat medium supply side near the separation blade in the reverse rotation direction of the disk ,
In the vicinity of the first supply hole, one or more second supply holes are provided in the blade rotation shaft at a predetermined angular interval in the reverse rotation direction of the disk,
In the rotational direction of the disk , a discharge port is provided on the blade rotation shaft on the heat medium discharge side near the separation blade,
The heat medium is supplied to the hollow chamber of the separation blade from the first supply hole and the second supply hole, and the heat medium of the hollow chamber is discharged from the discharge port.
[0009]
The diameter of the first supply hole is preferably smaller than the diameter of the second supply hole. Moreover, the partition shape of the separation blade is arranged in the radial direction of the disk, and the curved shape can efficiently discharge water after heat exchange.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Embodiment 1]
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are general views of a dryer to which the heat exchange device of the present invention is applied. The drying principle and function of the dryer are described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 9-324986 and 11-216498, which are filed by the present applicant, and thus detailed description thereof is omitted.
[0011]
However, in the above-mentioned publications, the heat exchange device is fixed or explained as a device that rotates as a metal plate. However, in this embodiment, the device for rotating the heat exchange device, that is, a hollow disk. It is described as a heat exchange device of a system in which water vapor is fed into the inside and heated to exchange heat.
[0012]
In FIG. 1, a heat exchange device 1 of the present invention is rotatably supported in a dryer 2. The heat exchange device 1 has a disk shape and is hollow inside. A plurality of centers of the disk 3 are fixed in parallel to a cylindrical blade blade rotating shaft 44. The blade rotation shaft 4 is also hollow inside and can rotate together with the disk 3. As will be described in detail later, steam generated by the boiler 13 (see FIG. 3) is sent from the steam supply port A to the blade rotation shaft 4 and water droplets are discharged from the discharge port B as drainage. .
[0013]
Although not shown in detail, the blade rotation shaft 4 is rotated by a motor via a pulley, a conduction belt, and the like. The rotation speed of the motor is controlled by a programmable controller (not shown), which includes a control panel or input means. FIG. 2 is a side view of FIG. 1, in which the disk 3 is fixed to and integrated with the blade rotation shaft 4 and is pivotally supported in the dryer 2 and rotated in the direction of the arrow. Since the rotation speed of the disk 3 can be changed by the inverter even during operation, the drying state of the object to be dried can be controlled.
[0014]
A scraper 5 fixed to the dryer 2 is in contact with the outer surface 3 a of the disk 3. Further, the liquid material 7 to be dried is sprayed on the outer surface 3a from the feed pipe 6 fixed to the dryer 2 toward the outer surface 3a of the disk 3. .
[0015]
FIG. 3 is an explanatory view showing a drying treatment process of an object to be dried. The liquid 7 is stored in the stock solution tank 8 and sent to the circulation tank 10 by the supply pump 9. Below the disk 3, a dryer lower part 2a is arranged. The dryer lower part 2 a collects the liquid material 7, which is a liquid mixed with the solid material falling from the dryer 2 without being dried, and returns it to the circulation tank 10. The circulation tank 10 is a reservoir tank for the liquid material 7 falling from the dryer 2 and the liquid material 7 returned from the header 11.
[0016]
The liquid material 7 fed from the circulation tank 10 through the circulation pump 12 to the header 11 is lowered from the header 11 to the outer surface 3 a of the disk 3 through the feed pipe 6. The liquid 7 falling on the disk 3 is rotated together with the disk 3. The liquid 7 adhering to the disk 3 is dried during rotation, and when it reaches the position of the scraper 5, the solid content dried by the scraper 5 is scraped off. Further, water vapor or the like generated in the drying process is discharged to the outside from the exhaust port at the top of the dryer 2.
[0017]
On the other hand, the liquid 7 that has not adhered to the disk 3 falls to the lower part 2a of the dryer 2, is stored in the circulation tank 10, and is used again. The liquid 7 in the stock solution tank 8 is also stored in the circulation tank 10 via the supply pump 9. The liquid 7 in the circulation tank 10 is sent to the feed pipe 6 via the circulation pump 12 and lowered onto the disk 3, and this operation is repeated.
[0018]
Further, the inside of the blade rotating shaft 4 of the dryer 2 is hollow, and is configured as a steam passage 13a on one side and a drain passage 16 on the other side by a partition wall (see FIG. 4), and in the hollow portion of the blade rotating shaft 4 Steam (heat medium) is sent. Steam is sent from the boiler 13 to the blade rotating shaft 4 via the valves. In the process of passing through the disk 3, the fed steam is deprived of heat and condensed into water droplets, and is collected from the drain passage 16 of the blade rotation shaft 4 as drain. Therefore, it can be said that the disk 3 is a radiator.
[0019]
As described above, the dryer 2 to which the present invention is applied sends high-temperature and high-pressure steam to the hollow 3b in the disk 3 and drops the liquid 7 on the outer surface 3a of the disk 3. It will exchange heat with liquids. In particular, passing steam through a narrow flow path and utilizing the latent heat of the steam provides a compact and high heat transfer performance and is a feature of the dryer 2.
[0020]
Next, the flow of steam will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a cross-sectional view of the disk 3. The inside of the disk 3 constitutes a hollow 3b and serves as a steam flow path. The disk 3 is fixed to the blade rotation shaft 4. One of the insides of the blade rotation shaft 4 is a steam passage, and a part of the outer periphery is provided with a steam hole 14 leading to the hollow 3 b of the disk 3. This steam is sent from the boiler 13 shown in FIG. 3 to the blade rotation shaft via the steam supply port A shown in FIG.
[0021]
Further, the inside of the blade rotation shaft 4 is partly partitioned by a drain wall 15 to form a drain passage 16 for drain recovery described later. Further, the blade rotation shaft 4 is provided with a drain hole 17 communicating with the drain passage 16 and the hollow 3 b of the disk 3. Accordingly, water droplets from the hollow 3b of the disk 3 are guided to the drain passage 16 through the drain hole 17, and flow in the left direction of FIG. 4 from the end of the blade rotating shaft 4, that is, the discharge port B shown in FIG. As recovered.
[0022]
Further, a partition wall 18 is provided for each disk 3 in the drain passage 16, and when the drain passage 16 is positioned at the lower portion with the rotation of the blade rotation shaft 4, the hot water accumulated below does not flow backward. It has become. The steam sent from the boiler 13 is sent to the blade rotating shaft 4 as shown by an arrow from the right direction shown in FIG. The fed steam is fed into the hollow 3 b in the disk 3 through a steam hole 14 formed in the peripheral surface of the blade rotation shaft 4.
[0023]
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 4 and shows a state in which the disk 3 is cut into circles. As shown in FIG. 5, the steam is fed into the vicinity of the portion (a) in the disk 3 through the steam hole 14. A plurality of the steam holes 14 are provided, and the steam is continuously fed, so that it gradually flows toward the (b) portion. Steam holes 14, a main steam holes 14a in the separation blade 20 side nearer (first supply hole), at an angle α in the opposite direction of rotation is provided in the vicinity of the main steam holes 14a, auxiliary steam holes 14b (second Supply holes).
[0024]
The diameter of the main steam holes 14a d _1, if the diameter of the secondary vapor holes 14b and d _2, preferably may be in the relation of d _1> d _2. Furthermore, it is provided in the vicinity of the auxiliary steam hole 14b, and is configured by the auxiliary steam hole 14c (third supply hole) with an angle α in the rotation direction. If the diameter of the auxiliary steam holes 14c and d _3, preferably may be in the relation of d _1> d _3. Although the steam is mainly supplied from the main steam hole 14a to the hollow 3b, it is also supplied from the auxiliary steam hole 14b as an auxiliary. In the present embodiment, these diameters have a relationship of diameter d ₂ = diameter d ₃ .
[0025]
When only the main steam hole 14a is provided, the supplied steam flows along the circumferential direction of the hollow 3b. However, while reaching the drain hole 17, the liquid 7 that descends on the disk 3 takes heat from the steam. Will go down. By supplying the steam from the sub-vapor hole 14b described above, the surface temperature of the disk 3 can be kept high for a long time. Therefore, supplying steam also from the auxiliary steam hole 14b as compared with the case of only the main steam hole 14a improves the drift of the steam inside the disk 3 to be dried, and as a result, the surface area of the disk 3 in the high temperature state. Will be increased.
[0026]
If the sub-vapor hole 14b is not disposed, the temperature of a specific portion of the surface of the disk 3 is lowered, and an area where the liquid 7 cannot be sufficiently dried is generated. How to set the size and number of the main steam hole 14a or the sub steam hole 14b is determined empirically by the configuration of the actual machine. As described above, the conventional low dry region (the surface of the disk 3) is heated uniformly, so that the liquid 7 can be stably applied to any position of the disk 3 and a dry substance having a larger amount than the conventional one can be obtained. Can increase the drying efficiency.
[0027]
Further, since the disk 3 rotates in the direction of the arrow, and the low temperature liquid material 7 constantly falls on the outer surface 3a, the steam flows at a position near the drain hole 17 at the end of the steam flow. At this point, it condenses into a liquid and becomes water droplets 19. The water drops 19 are discharged as drains from the drain holes 17 to the outside. In the process of steam liquefaction, a part contacts the separation blade 20 that partitions between the steam feed side and the drain hole 17 side. FIG. 6 shows this state. Since the disk 3 is rotating, a force F1 in the rotation direction and a force F2 in the centrifugal force direction act on the water droplet 19.
[0028]
As a result, as a resultant force F3, the water droplets are pushed in the direction perpendicular to the separation blade 20, that is, the normal direction, and stick. Some of the water drops 19 remain on the inner wall of the disk 3 with surface tension, and since the water drops 19 themselves have a weight, not all the water drops 19 are necessarily targeted. Most of them are pushed by the separating blade 20.
[0029]
When the separation blade 20 'is linear as shown in FIG. 7, when the water droplet 19 acts on the separation blade 20 under the same conditions as described above, an outward force F4 acts as a component force, and the water droplet moves outward. To do. Further, since the water droplet has its own weight, it falls as the disk 3 rotates and is guided to the drain hole 17.
[0030]
Here, the difference from the linear separation blade 20 ′ is that a plurality of steam holes are provided in the blade rotation shaft 4 and the separation blade 20 is further curved. In addition, the water droplets 19 can be kept at the contact position on the curved surface so as not to be dispersed. When being collected, it is dropped from that position or guided to the drain hole 17 along the separation blade 20.
[0031]
If the separation blade 20 is linear, the water droplet 19 will be recovered after moving outward. This means that the state where the separation blade 20 remains in the hollow 3b in the disk 3 in a water droplet state curved the separation blade 20. It means the possibility of becoming longer than the case. For this reason, the flow of steam is also drifted, and the temperature of the disk 3 to be partially heated also decreases, so that the heat transfer efficiency is deteriorated and the heat exchange between the liquid material and the heating steam is significantly hindered. To do.
[0032]
Further, in the present embodiment, it has been described that one separation blade 20 is installed. However, the separation blade 20 is not limited to one, and may be two equiangular positions or more. Also good. The present invention solves this conventional problem, makes it possible to maintain the high temperature state of the disk 3 for a long time, and allows the water droplet 19 to be recovered quickly without curving the water droplet 19 by curving the separation blade 20. , Improved heat transfer efficiency.
[0033]
The movement of the water droplet 19 on the curve of the separation blade 20 is not necessarily ideal depending on the conditions of the dryer 2, but when compared with the conventional configuration, if the same condition is satisfied, the curved separation blade 20 It is obvious that the case is better.
[0034]
Further, even if it is assumed that the water droplets collected immediately below the disk 3 by rotating the disk 3 are received by the separation blade 20, if the blade rising angle of the separation blade 20 from the blade rotation shaft 4 is the same as in the case of a straight line. For example, when the water droplet 19 is recovered in a horizontal state with rotation, the tip of the separation blade in the case of the curved shape is already positioned above the case of the linear shape. For this reason, in the case of a curve shape, it can collect | recover earlier compared with the case of a linear shape.
[0035]
As described above, the present invention recovers the water droplets 19 in the disk 3 quickly and supplies steam from a plurality of holes at the position in the disk rotation direction to make the temperature of the disk 3 uniform and maintain a high temperature state. There was an effect and it became the composition which raises heat exchange efficiency.
[0036]
[Embodiment 2]
As mentioned above, although the to-be-dried object made into the object of the heat exchange apparatus of this invention has been described centering on the liquid thing, the object of this invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to an apparatus for drying a sticky substance of powdered food.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, the entire surface of the disk is heated uniformly by providing a plurality of holes in the blade rotation shaft to supply steam to the hollow of the disk and making the shape of the separation blade curved. Further, by providing a plurality of steam passages in addition to the main steam passage, the temperature unevenness of the disk is eliminated and the heat exchange efficiency is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall front view (partial cross section) of a dryer to which a heat exchange device of the present invention is applied.
FIG. 2 is an overall side view of a dryer to which a heat exchange device of the present invention is applied.
FIG. 3 is an explanatory view showing a drying method of a dryer to which the heat exchange device of the present invention is applied.
FIG. 4 is a disk cross-sectional view of the heat exchange device of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a contact state when a water droplet contacts a separating blade having a curved shape.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a contact state when a water droplet contacts a separation blade having a linear shape.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat exchange apparatus 2 ... Dryer 3 ... Disk 3a ... Outer surface 3b ... Hollow 4 ... Blade rotating shaft 5 ... Scraper 6 ... Feed pipe 13a ... Steam passage 14 ... Steam hole 14a ... Main steam hole 14b ... Sub steam hole 15 ... Drain wall 16 ... Drain passage 17 ... Drain hole 20 ... Separation blade

Claims

A disk-shaped heat exchange device in which a heat medium is passed through and an outer surface forms a heat exchange surface,
A separation blade for separating and partitioning the hollow chamber between two opposing disks provided inside the heat exchange device;
In the heat exchanging unit configured with a hollow blade rotating shaft provided in the central part of the heat exchanging device in order to send the heat medium into the hollow chamber,
A first supply hole is provided in the blade rotation shaft on the heat medium supply side near the separation blade in the reverse rotation direction of the disk ,
In the vicinity of the first supply hole, one or more second supply holes are provided in the blade rotation shaft at a predetermined angular interval in the reverse rotation direction of the disk,
In the rotational direction of the disk , a discharge port is provided on the blade rotation shaft on the heat medium discharge side near the separation blade,
Drying characterized in that the heat medium is supplied from the first supply hole and the second supply hole to the hollow chamber of the separation blade, and the heat medium in the hollow chamber is discharged from the discharge port. Machine heat exchange device.

In the heat exchanger for a dryer according to claim 1 ,
The diameter of the first supply hole is smaller than the diameter of the second supply hole.

In the heat exchanger for a dryer according to claim 1 or 2,
A heat exchange device for a dryer, wherein the partition shape of the separation blade is configured to be curved.