JP5071974B2 - Evaporative dehydrator - Google Patents
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Description
本発明は蒸発脱水を伴う濃縮及び乾燥プロセスの省エネルギー化に関し、より詳細には、水蒸気を圧縮して凝縮潜熱(気化熱)を回収利用する蒸発脱水装置に関する。 The present invention relates to energy saving in a concentration and drying process involving evaporation and dehydration, and more particularly to an evaporation and dehydration apparatus that compresses water vapor and recovers and uses condensation latent heat (heat of vaporization).
濃縮や乾燥などの蒸発脱水は、水の蒸発潜熱が大きい(100℃で2258kJ/kg)ことに起因して、エネルギーを多量に消費し、運転コストが高いと言う問題がある。
これを解決するために、蒸発脱水過程で生じた水蒸気を昇圧して飽和温度を高め、被乾燥物と熱交換して凝縮させ、この潜熱を回収利用して、引き続く蒸発脱水に利用する技術が存在する。係る技術は、水蒸気を圧縮(compression)して凝縮(condensation)することから、本明細書では、「VCC(vapor compression and condensation)」或いは「VCC技術」と表記する。
Evaporative dehydration such as concentration and drying has a problem that a large amount of energy is consumed and operation cost is high due to the large latent heat of vaporization of water (2258 kJ / kg at 100 ° C.).
In order to solve this problem, there is a technology for increasing the saturation temperature by increasing the water vapor generated in the evaporation and dehydration process, exchanging heat with the material to be dried, condensing, recovering and using this latent heat, and using it for the subsequent evaporation and dehydration. Exists. Since such a technique compresses and condenses water vapor, it is referred to as “VCC (vapor compression and condensation)” or “VCC technique” in this specification.
VCCは、原理的には、蒸発脱水を伴うプロセスに広く適用でき、大きな省エネルギー効果を発揮するものであるが、従来の技術は、熱交換の容易な溶液等の濃縮に限られており、乾燥についての実用例は見られない。また、VCCは公知の技術であるが、広く知られているとは言い難く、技術の詳細を記述した資料も少ないのが実情である。 In principle, VCC can be widely applied to processes involving evaporation and dehydration, and exhibits a large energy saving effect. However, the conventional technology is limited to the concentration of a solution or the like that is easy to exchange heat, There are no practical examples of. VCC is a well-known technology, but it is difficult to say that it is widely known, and there are few documents describing the details of the technology.
図12のVCC技術は、粒状物質の乾燥を目的とし、螺旋オーガー形状の熱交換器を用いて連続処理を行う蒸発装置である(特許文献1参照)。
図12の乾燥器は3本の管200、202、204から成り、乾燥器内部は外気から遮断されている。
この様な気密性の乾燥器では、乾燥器内部の圧力が大気圧と異なるため、内部圧力が大気圧以上の場合は蒸気の噴出を防ぎ、内部圧力が大気圧以下の場合は空気の侵入を防止する構造が必要となる。
The VCC technique in FIG. 12 is an evaporation apparatus that performs continuous processing using a heat exchanger having a spiral auger shape for the purpose of drying particulate matter (see Patent Document 1).
The dryer shown in FIG. 12 includes three
In such an airtight dryer, the pressure inside the dryer is different from the atmospheric pressure. Therefore, when the internal pressure is above atmospheric pressure, steam is prevented from being ejected, and when the internal pressure is below atmospheric pressure, air intrusion is prevented. A structure to prevent is required.
図12では、乾燥器200、202、204の出入口に特別のシール装置232、206、234、242、246等を用いて、中間室230と中間室240の内部を液体リングポンプ236で真空引きする構造を示している。
しかし、その様な出入口の空気侵入防止構造は複雑であり、且つ、製造コストの高騰を招いてしまう。
さらに、被乾燥物が付着性を有する場合は、付着した被乾燥物が螺旋オーガーと供回りを起こしてしまうので、被乾燥物の搬送と、被乾燥物への伝熱(熱交換)が不可能になることも予想される。
In FIG. 12, the inside of the
However, such an inlet / outlet air intrusion prevention structure is complicated and causes an increase in manufacturing cost.
In addition, if the object to be dried has adhesiveness, the adhered object to be dried causes a rotation with the spiral auger, so that the object to be dried and heat transfer (heat exchange) to the object to be dried are inefficient. It is expected to be possible.
その他の従来技術として、例えば、気密構造の乾燥容器の回転撹拌式水蒸気凝縮器が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
係る従来技術(特許文献2)の乾燥容器は気密構造であり、乾燥容器内部の圧力は、成り行きとして大気圧以下の真空状態で運転される。
しかし、被乾燥物の排出に際して、空気が浸入してしまうという上述の問題点を解消することは出来ない。そのため、バッチ(回分)処理を前提としている。
The drying container of the related art (Patent Document 2) has an airtight structure, and the pressure inside the drying container is operated in a vacuum state below atmospheric pressure as a matter of course.
However, it is not possible to solve the above-described problem that air enters when the material to be dried is discharged. Therefore, batch (batch) processing is assumed.
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、外気浸入防止機構を簡略化でき、効率良い熱交換が可能であり、運転時のエネルギー消費量を抑制することが出来る蒸発脱水装置の提供を目的としている。 The present invention has been proposed in view of the above-described problems of the prior art, can simplify the outside air intrusion prevention mechanism, enable efficient heat exchange, and can suppress energy consumption during operation. The purpose is to provide an evaporative dehydrator.
本発明の蒸発脱水装置(100)は、乾燥容器(1)と、水蒸気圧縮機(2)と、乾燥容器(1)の内容物と熱交換を行う水蒸気凝縮器(3)と、これ等の機器(1、2、3)を連通する水蒸気ライン(La、10、11)と、乾燥容器(1)の内容物を排出する排出機構(40)とを有し、水蒸気圧縮機(2)により水蒸気を昇圧して飽和温度を高め、昇圧された水蒸気の凝縮潜熱を水蒸気凝縮器(3)内の被乾燥物と熱交換して被乾燥物の蒸発脱水に利用する蒸発脱水装置において、前記排出機構(40)は乾燥容器(1)と連通するシリンダ(41)と、乾燥容器(1)内から出口(1o)を経由してシリンダ内(41i)に移動した被乾燥物をシリンダ出口(41o)側に押圧するピストン(42)と、シリンダ出口(41o)に設けられた逆止弁(43)とを有することを特徴としている(請求項1)。 The evaporation dehydration apparatus (100) of the present invention includes a drying container (1), a steam compressor (2), a steam condenser (3) for exchanging heat with the contents of the drying container (1), and the like. It has a steam line (La, 10, 11) that communicates the devices (1, 2, 3), and a discharge mechanism (40) that discharges the contents of the drying container (1). In the evaporating and dehydrating apparatus for increasing the saturation temperature by increasing the pressure of water vapor and exchanging the latent heat of condensation of the increased water vapor with the material to be dried in the water vapor condenser (3) for use in evaporating and dehydrating the material to be dried, the discharge The mechanism (40) includes a cylinder (41) communicating with the drying container (1), and an object to be dried that has moved from the inside of the drying container (1) into the cylinder (41i) via the outlet (1o). ) Side piston (42) and cylinder outlet (41o) It is characterized by having a check valve (43) which is (claim 1).
本発明において、前記シリンダ(41)は2重壁構造となっており、水蒸気圧縮機(2)の吐出口に連通する水蒸気ライン(11)を介して、シリンダ(41)の外壁(41a)と内壁(41b)との間の空間(41s)に水蒸気圧縮機(2)で昇圧された水蒸気を供給するのが好ましい(請求項2)。
そして、水蒸気圧縮機(2)で昇圧されて、シリンダ(41)の外壁(41a)と内壁(41b)との間の空間(41s)に供給された(昇圧された)水蒸気は、水蒸気凝縮器(3)に供給されるのが好ましい。
但し、前記シリンダ(41)の隔壁(41w)を一重壁で構成することも可能である。
In the present invention, the cylinder (41) has a double wall structure, and is connected to the outer wall (41a) of the cylinder (41) via a steam line (11) communicating with the discharge port of the steam compressor (2). It is preferable to supply water vapor whose pressure has been increased by the water vapor compressor (2) to the space (41s) between the inner wall (41b) (claim 2).
Then, the steam that has been pressurized by the steam compressor (2) and supplied to the space (41s) between the outer wall (41a) and the inner wall (41b) of the cylinder (41) is the steam condenser. Preferably it is supplied to (3).
However, the partition wall (41w) of the cylinder (41) can be formed of a single wall.
また、前記排出機構(40)において、乾燥容器(1)の出口(1o)に被乾燥物の切断手段(エッジ50)を設けることが好ましい(請求項3)。 In the discharge mechanism (40), it is preferable to provide a cutting means (edge 50) for the object to be dried at the outlet (1o) of the drying container (1).
本発明において、水蒸気発生手段(水蒸気ボイラー7)を設けることが好ましい。
或いは、水蒸気発生手段(水蒸気ボイラー7)を設けることに代えて、乾燥容器(1)内に加熱装置(例えば、電気式のヒータ)を設け、その加熱装置により乾燥容器(1)内に投入された被乾燥物を加熱して、水蒸気を発生させることが出来る。
In the present invention, it is preferable to provide a steam generating means (steam boiler 7).
Alternatively, instead of providing the steam generating means (steam boiler 7), a heating device (for example, an electric heater) is provided in the drying container (1), and the heating device is put into the drying container (1). The dried material can be heated to generate water vapor.
また本発明において、前記水蒸気凝縮器(3)は、複数の回転子(いわゆる「リス籠」状の回転体3au)を平行に配置して構成し、該回転子(3au)は中空管(例えば鋼管、チタン管、アルミニウム管、セラミックス管、ステンレス管等)で構成されており、並列に且つ回転子(3au)同士が干渉しない様に交差しつつ回転する様に配置して構成し、前記回転子(3au)は、複数の直線状の中空管(例えば、鋼管:チューブ31a)で構成されており、該直線状の中空管(31a)は、各々が回転軸(全体がいわゆる「リス籠」状に構成された回転子の中心軸32S)と平行に配置され、回転軸(32S)の半径方向外方で且つ円周方向へ等間隔に配置されており、該直線状の中空管(31a)の各々は中空の連通管(33)により回転軸(32S)に設けられた通路(孔32eh)に連通されて(全体がいわゆる「リス籠」状に構成されて)いるのが好ましい(請求項4)。
In the present invention, the water vapor condenser (3) is configured by arranging a plurality of rotors (so-called “squirrel-cage” -shaped rotors 3au) in parallel, and the rotor (3au) is a hollow tube ( For example, a steel pipe, a titanium pipe, an aluminum pipe, a ceramic pipe, a stainless steel pipe, etc.), arranged in parallel and arranged to rotate while intersecting so that the rotors (3au) do not interfere with each other, The rotor (3au) is composed of a plurality of linear hollow tubes (for example, steel pipe:
係る構成において、例えば前記回転子(3au)は、回転軸(32S)と同軸に配置された中央の中空管(例えば、鋼管:胴部32a)と、中央の中空管(32a)の半径方向外方に配置され且つ中央の中空管(32a)と平行に配置された複数の中空管(チューブ31a)とを有し、複数の中空管(31a)は円周方向に等間隔に配置されており、複数の中空管(31a)の各々は中空の連通管(33)により中央の中空管(32a)に支持されているのが好ましい。
或いは、係る回転子(3au)において、中央の中空管(32a)を省略することが可能である。
In such a configuration, for example, the rotor (3au) includes a central hollow tube (for example, a steel pipe:
Alternatively, in the rotor (3au), the central hollow tube (32a) can be omitted.
本発明において、前記逆止弁(43)は弾性体(43a、43b)で構成されており、常閉に構成されているのが好ましい(請求項5)。 In the present invention, the check valve (43) is constituted by an elastic body (43a, 43b), and is preferably normally closed (Claim 5).
また本発明において、前記水蒸気凝縮器(3)は、複数段(メイン凝縮器3a、サブ凝縮器3b)を直列に配列して構成されており、最終段の水蒸気凝縮器(サブ凝縮器3b)に連通する不凝縮性ガスの排出弁(5)を設けるのが好ましい。
より詳細には、最終段の水蒸気凝縮器(サブ凝縮器3b)に連通する不凝縮性ガス排出用の接続口(3bo)とライン(不凝縮性ガス排出管27)を設け、該ライン(不凝縮性ガス排出管27)に不凝縮性ガスの排出弁(5)を介装するのが好ましい。
In the present invention, the water vapor condenser (3) is configured by arranging a plurality of stages (
More specifically, a non-condensable gas discharge connection port (3bo) and a line (non-condensable gas discharge pipe 27) communicating with the final stage water vapor condenser (
本発明において、不凝縮性ガス排出用のライン(不凝縮性ガス排出管27)を流れる気体(不凝縮性ガスと水蒸気との混合気)を、被乾燥物(6)に直接接触させて予熱(して熱回収)するように構成するのが好ましい。 In the present invention, the gas (mixture of non-condensable gas and water vapor) flowing through the non-condensable gas discharge line (non-condensable gas discharge pipe 27) is brought into direct contact with the object (6) to be preheated. It is preferable that the heat recovery be performed.
本発明において、水蒸気圧縮機(2)から水蒸気凝縮器(3)の出口に至る何れかの位置(例えば、サブ凝縮器3b)と、乾燥容器(1)の排出系統および吸入系統に設けられた仕切り弁の内部とを連通する水蒸気配管を有しているのが好ましい。
In the present invention, it is provided in any position (for example, the
上述したような構成を具備する本発明によれば、乾燥容器(1)内の出口(1o)を経由してシリンダ(41)内に移動した被乾燥物をシリンダ出口(41o)側に押圧するピストン(42)と、シリンダ出口(41o)に設けられた逆止弁(43)とを有しているので、乾燥容器(1)の出口(1o)から排出された被乾燥物は、外気から遮断されたシリンダ内部(41i)の空間に押し出されるので、出口(1o)から乾燥容器(1)内に外気(空気)が浸入する事がない。
また、逆止弁(43)により、シリンダ出口(41o)から外気(空気)が浸入することも防止される。
According to the present invention having the configuration as described above, an object to be dried moved into the cylinder (41) via the outlet (1o) in the drying container (1) is pressed toward the cylinder outlet (41o). Since the piston (42) and the check valve (43) provided at the cylinder outlet (41o) are provided, the object to be dried discharged from the outlet (1o) of the drying container (1) is removed from the outside air. Since the air is pushed into the blocked space (41i), the outside air (air) does not enter the drying container (1) from the outlet (1o).
Further, the check valve (43) prevents outside air (air) from entering from the cylinder outlet (41o).
該逆止弁(43)を弾性体(43a、43b)で常閉に構成すれば(請求項5)、被乾燥物が一定量以上溜まると、ピストン(42)により押圧された被乾燥物は、シリンダ出口(41o)側に設けられた逆止弁(43)における弾性体(43a、43b)の反発力に抗して、弾性体同士を押し広げるようにしてシリンダ(41)外に排出される。
その際に、逆止弁(43)の弾性体(43a、43b)は、その弾性反発力により被乾燥物に押し付けられた状態を保つので、逆止弁(43)から空気が浸入することが防止される。
If the check valve (43) is configured to be normally closed with an elastic body (43a, 43b) (Claim 5), when the object to be dried accumulates more than a certain amount, the object to be dried pressed by the piston (42) The elastic bodies (43a, 43b) in the check valve (43) provided on the cylinder outlet (41o) side are discharged out of the cylinder (41) so as to push the elastic bodies against each other. The
At that time, since the elastic bodies (43a, 43b) of the check valve (43) are kept pressed against the object to be dried by the elastic repulsive force, air can enter from the check valve (43). Is prevented.
ここで、本発明の蒸発脱水装置の運転に際して、運転初期には液体材料が乾燥容器(1)に充満してしまう事態も想定される。さらに、汚泥の様に、乾燥に至る前の段階で粘稠物となるものを処理するべき場合が存在する。そのため、VCC蒸発脱水装置の排出機構では、液体、粘稠体、固体等を排出可能であることが要求される。
これに対して、本発明によれば、ピストン(42)により被乾燥物をシリンダ出口(41o)側に押圧してシリンダ内で移動せしめているので、液体、粘稠体、固体に拘らず、乾燥容器(1)の出口(1o)から押し出された被乾燥物をシリンダ出口(41o)側へ確実に移動させる事が出来る。
Here, during the operation of the evaporating and dehydrating apparatus of the present invention, it is also assumed that the liquid material fills the drying container (1) at the initial stage of operation. Furthermore, there exists a case where what becomes viscous like sludge should be processed in the stage before drying. Therefore, the discharge mechanism of the VCC evaporation dehydration apparatus is required to be able to discharge liquid, viscous material, solid, and the like.
On the other hand, according to the present invention, since the object to be dried is pressed toward the cylinder outlet (41o) by the piston (42) and moved in the cylinder, regardless of the liquid, viscous body, solid, The object to be dried pushed out from the outlet (1o) of the drying container (1) can be reliably moved to the cylinder outlet (41o) side.
また本発明において、前記シリンダ(41)を2重壁構造とせしめ、水蒸気圧縮機(2)の吐出口(2o)に連通する水蒸気ライン(11)を介して、シリンダ(41)の外壁(41a)と内壁(41b)との間の空間(41s)に水蒸気圧縮機(2)で昇圧された水蒸気を供給する様に構成すれば(請求項2)、乾燥容器(1)から出口(1o)を介して前記シリンダ(41)に供給された被乾燥物は、シリンダ(41)内を通過する際に、水蒸気圧縮機(2)で昇圧された水蒸気が保有する顕熱及び潜熱がシリンダ内(41i)の被乾燥物に供給されるので、当該被乾燥物を加熱、乾燥することが出来る。
そのため、被乾燥物が固体であっても、シリンダ(41)内を追加する際に、追加的に加熱され、乾燥されるのである。
In the present invention, the cylinder (41) has a double wall structure, and the outer wall (41a) of the cylinder (41) is connected via a steam line (11) communicating with the discharge port (2o) of the steam compressor (2). ) And the inner wall (41b) are configured to supply water vapor pressurized by the water vapor compressor (2) to the space (41s) (Claim 2), the outlet (1o) from the drying vessel (1) When the material to be dried supplied to the cylinder (41) passes through the cylinder (41), the sensible heat and latent heat possessed by the water vapor pressurized by the water vapor compressor (2) is retained in the cylinder ( 41i) to be dried, the dried object can be heated and dried.
Therefore, even if the material to be dried is solid, it is additionally heated and dried when the inside of the cylinder (41) is added.
さらに本発明において、乾燥容器(1)の出口(1o)に被乾燥物の切断手段(エッジ50)を設ければ(請求項3)、乾燥して硬化した被乾燥物を、乾燥容器(1)から押し出された際に切断手段(50)により細断することが出来るので、シリンダ内(41i)を移動し易く、且つ、逆止弁(43)の弾性体間を通過し易くすることが出来る。 Furthermore, in the present invention, if a drying object cutting means (edge 50) is provided at the outlet (1o) of the drying container (1) (Claim 3), the dried and cured object to be dried is dried into the drying container (1). ) Can be shredded by the cutting means (50) when pushed out from the cylinder, so that it can easily move in the cylinder (41i) and pass between the elastic bodies of the check valve (43). I can do it.
本発明で用いられる水蒸気凝縮器(3、3a)として、中空管製のケージ形の水蒸気凝縮器(3a)を用いれば、被乾燥物の輸送よりも、撹拌と、内部を流れる水蒸気の気化熱との熱交換に適した構造となる。それに加えて、エネルギー効率の観点から、水蒸気凝縮器(3、3a)の回転数を最適化することが可能になる。 If the cage-shaped water vapor condenser (3a) made of a hollow tube is used as the water vapor condenser (3, 3a) used in the present invention, stirring and vaporization of water vapor flowing in the interior are carried out rather than transportation of the object to be dried. The structure is suitable for heat exchange with heat. In addition, it is possible to optimize the rotational speed of the steam condenser (3, 3a) from the viewpoint of energy efficiency.
また、中空管(31a)の総延長を長くすることができるため、伝熱面積を大きくして、凝縮潜熱を確実に被乾燥物へ投入することが出来る。その結果、被乾燥物からの水分除去を、高含水の液体状態から乾燥した固体状態まで乾燥機内で行うことも可能である。 Moreover, since the total extension of the hollow tube (31a) can be lengthened, the heat transfer area can be increased and the latent heat of condensation can be reliably input to the material to be dried. As a result, it is also possible to remove moisture from the material to be dried in a dryer from a highly water-containing liquid state to a dried solid state.
また、多軸式で相互の中空管(31a)が接触することなく噛み合う構造であるため、被乾燥物が凝縮器(3a)表面へ付着して堆積する量を減少することが出来る。それにより、水蒸気凝縮器(3a)と被乾燥物との相対的な位置が変化しなくなってしまう状態、いわゆる「供回り」を回避して、熱交換能力の低下を防止する効果をも奏する。 Moreover, since it is a structure which meshes | engages without a mutual hollow tube (31a) contacting, it can reduce the quantity which a to-be-dried object adheres to the condenser (3a) surface, and accumulates. Thereby, the state where the relative position between the water vapor condenser (3a) and the object to be dried does not change, that is, so-called “circulation” is avoided, and the effect of preventing the heat exchange capacity from being lowered is also exhibited.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図1に基づいて、本発明の第1実施形態を説明する。
図1において、全体を符号100で示す蒸発脱水装置は、断熱した密閉構造の乾燥容器1と、水蒸気等の気体を圧縮する圧縮機2と、乾燥容器1内の被乾燥物6に水蒸気が保有する凝縮潜熱を投入する水蒸気凝縮器(凝縮器)3と、水蒸気ボイラー7とを装備している。
凝縮器3において、保有する熱量(凝縮潜熱及び顕熱)を被乾燥物6に対して投入した水蒸気は、凝縮して温水(ドレン、液相)となる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, an evaporative dehydration apparatus denoted by
In the
乾燥容器1には、被乾燥物6を容器1内に投入する被乾燥物投入口(投入口)8と、乾燥した乾燥物を排出する乾燥物排出口(排出口)9とが形成されている。排出口9の下方には、乾燥物運搬用のコンテナ90が配置されている。
なお、投入口(ホッパー)8内の供給機構14は、回転容積型の一軸偏心ネジポンプ(例えば、いわゆる「モーノポンプ」)で構成している。ここで、供給機構14の回転数を制御することにより、排出機構40から排出される乾燥物の水分量が調節出来る。
The dry container 1 is formed with a dry matter input port (input port) 8 for supplying the
The
詳細は後述するが、凝縮器3の胴部両端に回転軸32(図3の32SR、32SL参照)を有している。
図1において、回転軸32の両端には、回転シール18が設けられている。回転シール18は、水蒸気や凝縮水(メイン凝縮器3aで凝縮した凝縮水)を流過させることが出来る。図1のシャフト32右端における回転シール18は、間接的に、吐出配管11と接続されている。また、図1のシャフト32左端における回転シール18は、サブ凝縮器3bの流入口3biと接続されている。
また、シャフト32左端では、チェーン81、プーリ82を介して、電動機13の回転が伝達されるように構成されている。
Although mentioned later for details, it has the rotating shaft 32 (refer 32SR of FIG. 3, 32SL) at the trunk | drum both ends of the
In FIG. 1, rotary seals 18 are provided at both ends of the
Further, at the left end of the
乾燥容器1と圧縮機2とは、吸入配管10(圧縮機2の吸入側2iに連通する配管)と、吐出配管11(圧縮機2の吐出側2oに連通するライン)とにより、接続されている。
吸入配管10は、ライン10a、10bより構成されている。ライン10aは流量制御弁24を介装しており、その一端は乾燥容器1に接続され、他端はミキサ17(気液分離手段として構成されている)に接続されている。ライン10bは、一端がミキサ17に接続され、他端が圧縮機2の吸入側2iに接続されている。
The drying container 1 and the
The
吐出配管11は、ライン11a、11bより構成されている。ライン11aの一端は圧縮機2の吐出側2oに接続され、他端(分岐点B)はライン11bの一端に接続されている。ライン11bの他端は、排出機構40のシリンダ41(図8参照)側に接続されている。ここで、排出機構40は、凝縮器3の図1における右端に設けられている。
分岐点Bでは、ライン11aからバイパスライン11cが分岐し、バイパスライン11cはバイパス弁21を介装しており、且つ、バイパスライン11cは凝縮器3と連通している。
The
At the branch point B, the bypass line 11c branches from the
凝縮器3には、凝縮水排出ライン28(排出ライン28)の一端が接続されており、排出ライン28は、凝縮器3の底部に溜まった凝縮水を排出するために設けられている。
排出ライン28の途中には、蒸気トラップ4が介装されている。排出ライン28の他端は、投入口8に設けた熱交換器19に接続されている。凝縮水トラップ4によって、乾燥に利用可能な水蒸気が排出ライン28を流過する事が防止される。
One end of a condensed water discharge line 28 (discharge line 28) is connected to the
A steam trap 4 is interposed in the middle of the
凝縮器3には、ガス排出ライン27(排出ライン27)の一端が接続されており、排出ライン27は不凝縮性ガス(例えば空気)を凝縮器3外に排出するために設けられている。
不凝縮性ガス排出ライン27には、蒸気用空気抜き弁(不凝縮性ガスの排出弁:空気抜き弁)5が介装されている。そして排出ライン27は、合流点Gに接続されている。なお、合流点Gは、排出ライン28において、蒸気トラップ4よりも熱交換器19側の領域に設けられている。
One end of a gas discharge line 27 (discharge line 27) is connected to the
A steam air vent valve (non-condensable gas exhaust valve: air vent valve) 5 is interposed in the non-condensable
排出ライン27、28によって、100℃に近い温水である凝縮水と、加熱された水蒸気と不凝縮性ガス(主として空気)が、投入口(ホッパー)8に設けた熱交換器19に供給される。ここで熱交換器19は、二重壁構造となっている。
熱交換器19中では、100℃に近い凝縮水が保有する熱量と、加熱された水蒸気と不凝縮性ガス(主として空気)が保有する熱量が、ホッパー8内の被乾燥物に投入されて、予熱している。そのため、図示の実施形態を用いれば、省エネルギー性が向上する。
Condensed water, which is warm water close to 100 ° C., and heated water vapor and non-condensable gas (mainly air) are supplied to the
In the
熱回収器19で被乾燥物を予熱して凝縮した水は、熱回収器19の上端近傍に設けた排水口29から系外に排出される。
排出ライン27に介装された排出弁5は、水蒸気に空気が混入することにより飽和温度が低下する現象を利用して、液体が封入されたベローズを伸縮させて弁を開閉するもので、差温は一定値(6K程度)に設定されている。排出弁5は開度の自動調整を行う弁であり、「蒸気用エアベント」と呼ばれる。
Water condensed by preheating the material to be dried by the
The discharge valve 5 interposed in the
水蒸気ボイラー7は、蒸発脱水装置100の起動時の立ち上げ加熱(予熱)用や運転時の追い炊き加熱用としての役割を有している。
蒸気ボイラー7には、低圧側水蒸気供給弁12aが介装された蒸気供給ラインLaの一端が接続され、蒸気供給ラインLaの他端はミキサ17に接続されている。水蒸気ボイラー7で発生した水蒸気は、ミキサ17において、吸気配管10を介して供給される蒸気と混合されて、ライン10bを経由して、圧縮機2の吸入側(2i:低圧側)へ供給される。
或いは、水蒸気ボイラー7で発生した水蒸気は、ミキサ17で混合されること無く、ラインLa1を経由して、圧縮機2の吐出側(2o:高圧側)へ供給される。
The steam boiler 7 has a role for start-up heating (preheating) when the
One end of a steam supply line La in which a low-pressure side
Alternatively, the steam generated in the steam boiler 7 is supplied to the discharge side (2o: high pressure side) of the
蒸気ラインLa1には、開閉弁12bが介装されている。
この様に構成することにより、開閉弁12bが閉鎖して、低圧側水蒸気供給弁12aが開放している際には、水蒸気ボイラー7で発生した水蒸気は圧縮機2の吸入側(2i:低圧側)へ供給される。
一方、低圧側水蒸気供給弁12aが閉鎖して、開閉弁12bが開放している場合には、水蒸気ボイラー7で発生した水蒸気は圧縮機2の吐出側2oへ供給されるので、圧縮機2の動力が不要となる。また、水蒸気ボイラー7で発生した水蒸気は、吸気配管10を介して供給される蒸気と混合されないので、減圧されることなく、凝縮器3へ供給される。
ここで、低圧側水蒸気供給弁12aと開閉弁12bの開閉は、状況に応じて使い分けられる。なお、低圧側水蒸気供給弁12aと開閉弁12bとを、同時に開放することも可能である。
On-off
With this configuration, when the on-off
On the other hand, when the low-pressure side
Here, the opening and closing of the low-pressure side
図示の実施形態では、圧縮機2は、シリンダ潤滑油を使わないオイルフリー型を用いている。
圧縮機2の形式としては、遠心式、軸流式、スクリュー式、往復動式、揺動式、ルーツ式、スクロール式、ロータリー式等がある。
In the illustrated embodiment, the
As the type of the
図5には、その内のウィングタイプ・オイルフリー方式の圧縮機2が示されている。
図5において、シリンダ201内には回転子202が揺動可能に設けられ、シールバー203を介して4室に分かれている。シリンダ201内部には、2個の吸気弁台204が挿入されており、吸気弁第204には吸気通路が穿孔されている。該吸気通路からは、吸入弁205を介して、各室に吸入口が開口している。
シリンダ201の側面に取り付けられた吐出通路には、吐出弁206を介して、各部屋から吐出口が連通している。
FIG. 5 shows a wing type oil-
In FIG. 5, a
A discharge port connected to the side surface of the
回転子202は、図示しない電動機の回転運動を、クランク機構によって、往復運動に換えて揺動している。
図5で示す状態では、回転子202が時計方向に回ると、プラス記号で示された空間内が圧縮され、吐出弁206を押し上げて吐出される。同時に、マイナス記号で示された空間内は圧力が下がり、吸気弁205が開いてシリンダ201内に水蒸気が吸入される。
回転子202が半時計方向に回転する時は、プラスとマイナスとが入れ替わり、同様に吸引、圧縮、吐出が行われる。
The
In the state shown in FIG. 5, when the
When the
シリンダ201と回転子202とのクリアランスは、自己潤滑性(カーボン系など)のシールバー203を用いることで、オイルフリー化が行われている。シリンダ201側面のクリアランスについても、同様のシールバー構造が用いられている。
The clearance between the
図1では水蒸気発生手段として水蒸気ボイラー7を設けているが、水蒸気ボイラー7の代わりに、乾燥容器1内に電気式のヒータ(加熱装置:図示せず)を設け、商用電源から電力供給ラインを介して作動するように構成しても良い。 In FIG. 1, a steam boiler 7 is provided as a steam generating means. Instead of the steam boiler 7, an electric heater (heating device: not shown) is provided in the drying container 1, and a power supply line is connected from a commercial power source. You may comprise so that it may operate | move via.
蒸発脱水装置100の起動時には、圧縮機2は、バイパス弁21を開いた状態で起動される。そのため、圧縮機2の吐出口2oから吐出された空気は、ライン11a、分岐点B、バイパスライン11c、乾燥容器1の頂部に形成された突出部1d、ライン10a、ミキサ17、ライン10bを介して、圧縮機2の吸入口2iから吸入される。この状態で運転を継続すると、圧縮機2の吐出口2oから、ライン11a、分岐点B、ラインLc、突出部1d、ライン10a、ライン10bを介して、圧縮機2の吸入口2iに至る閉鎖経路内で空気を循環させることとなり、閉鎖経路内で空気が循環するので、圧縮機2の内部の温度が昇温する。
なお、圧縮機2の過負荷を防止するためには、必要に応じてバイパス弁21を開放しても良い。
When the
In order to prevent overload of the
そして、圧縮機2の内部の温度が充分に昇温した段階で、ボイラー7から水蒸気を導入する。この時点では、水蒸気圧縮機2の内部温度が十分に高くなっているため、圧縮機2内部(シリンダ等)で水蒸気が凝結する恐れは無い。
仮に、バイパスライン11c及びバイパス弁21が存在しなければ、圧縮機2を起動すると、圧縮機2の内部が十分に昇温していない状態でボイラー7からの水蒸気を吸い込むことになり、圧縮機2内部で水蒸気が凝結して、液圧縮による破損や液滴によるエロージョンが生ずる恐れがある。
Then, when the temperature inside the
If the bypass line 11c and the
これに加えて、図示の実施形態では、圧縮機2の内部が昇温する際に、ライン10も同時に予熱される。
ライン10の温度が低い場合には、ライン10内で水蒸気が凝縮し、この凝縮水を圧縮機2が吸い込むことにより、破損してしまう恐れがある。これに対して、圧縮機2の内部の昇温と共に、ライン10も同時に予熱すれば、ライン10内の水蒸気の凝縮が防止され、凝縮水を圧縮機2が吸い込みことが防止される。
In addition, in the illustrated embodiment, the
When the temperature of the
蒸発脱水装置100の運転が進行し、被乾燥物が加熱されると水蒸気が発生して、乾燥容器1内部における空気と水蒸気の混合気体における水蒸気分圧(比率)が高まる。
さらに、被乾燥物の温度が100℃近くまで上昇すると、被乾燥物からの水蒸気発生量が、圧縮機2の吸引量と釣り合う。係る状態に到達したならば、バイパス弁21を閉鎖するのである。
When the operation of the evaporating and dehydrating
Further, when the temperature of the object to be dried rises to near 100 ° C., the amount of water vapor generated from the object to be dried is balanced with the suction amount of the
凝縮器3は、メイン凝縮器3aと、サブ凝縮器3bとを有している。
メイン凝縮器3aでは、水蒸気が保有する凝縮潜熱が、被乾燥物に投入され、被乾燥物はさらに加熱されて乾燥し、凝縮潜熱を投入した水蒸気は凝縮して凝縮水となる。
係る凝縮水は、凝縮水排出ライン28を介して、サブ凝縮器3bから排出される。そして、不凝縮性ガス(例えば空気)は凝縮せずに、排出ライン27を介して、排出される。
The
In the
The condensed water is discharged from the sub-condenser 3b through the condensed
定常な脱水運転では、バイパス弁21を全閉とする。
乾燥容器1内で発生した水蒸気は、ライン10、ミキサ17を介して圧縮機2の吸入側へ供給される。そして圧縮機2で昇圧されて、ライン11を介して凝縮器3aに供給され、メイン凝縮器3aにおいて潜熱(凝縮潜熱)を被乾燥物に投入し、以って、被乾燥物が加熱される。
ここで、乾燥容器1全体の熱損失や、新たに投入される被乾燥物6の加熱量によっては、ボイラー7を追い炊きする。
In steady dehydration operation, the
The water vapor generated in the drying container 1 is supplied to the suction side of the
Here, the boiler 7 is cooked up depending on the heat loss of the entire drying container 1 and the amount of heating of the
何らかの原因で乾燥容器1内部の圧力が低下した場合は、バイパス弁21の開度を増加させて、圧力の低下を速やかに回復させる。
また、何らかの原因で凝縮器3側の圧力が異常に上昇した場合には、これを吐出配管11に介装した図示しない圧力センサで検知してバイパス弁21を開き、蒸気がメイン凝縮器3aを迂回するように制御する。
図1における符号16は、吐出ライン11の圧力が所定値以上となった場合に開放して、ライン11の圧力を下げるレリーフバルブである。
When the pressure inside the drying container 1 decreases for some reason, the opening degree of the
Further, when the pressure on the
1段構成の水蒸気凝縮器では、水蒸気が一方向に流れながら凝縮するのではなく、水蒸気が凝縮して体積が千分の1程度に減少した際に、体積減少分を充填する(埋める)ために水蒸気が殺到するように流れる。そして、凝縮水は例えば公知の排出機構によって排出される。
しかし、1段構成の水蒸気凝縮器では、空気等の不凝縮性ガスは、水蒸気凝縮器内に滞留して、水蒸気凝縮器内における水蒸気の凝縮を阻害してしまう。
In a one-stage steam condenser, the steam is not condensed while flowing in one direction, but when the steam is condensed and the volume is reduced to about one thousandth, the volume reduction is filled (filled). It flows like water is inundated. And condensed water is discharged | emitted by the well-known discharge mechanism, for example.
However, in a one-stage steam condenser, non-condensable gas such as air stays in the steam condenser and inhibits condensation of steam in the steam condenser.
不凝縮性ガスの存在に起因して、水蒸気凝縮器内における水蒸気の凝縮が阻害される事態を解決するため、図示の実施形態では、水蒸気凝縮器3を複数段(図1、図2では2段:メイン凝縮器3aとサブ凝縮器3b)に構成している。
図1において、第1段の水蒸気凝縮器に相当するメイン凝縮器3aは、乾燥容器1内に位置し、水蒸気の凝縮潜熱を被乾燥物に投入する熱交換用の凝縮器として作用する。第2段の水蒸気凝縮器であるサブ凝縮器3bは、乾燥容器1の下方に位置し、不凝縮性ガスを乾燥容器1の外部へ排出する作用を奏する。
より詳細には、サブ凝縮器3bは、メイン凝縮器3aにおいて不凝縮性ガスが滞留することを防ぐため、水蒸気と不凝縮性ガスの混合気体を強制的に吸引し、水蒸気を更に凝縮させて潜熱を回収するとともに、排気されるガス中の不凝縮性ガス(空気)の比率を高めることを目的として、設けられている。
In order to solve the situation where the condensation of water vapor in the water vapor condenser is hindered due to the presence of the non-condensable gas, in the illustrated embodiment, the
In FIG. 1, a
More specifically, the sub-condenser 3b forcibly sucks the mixed gas of water vapor and non-condensable gas in order to prevent the non-condensable gas from staying in the
サブ凝縮器3bの不凝縮性ガスの流入口3biは、図1においてサブ凝縮器3bの左端に設けられている。一方、サブ凝縮器3bの不凝縮性ガスの排出口3boは、図1において、サブ凝縮器3bの長手方向の中央部で、やや右側の位置に設けられている。
サブ凝縮器3bには、凝縮して発生した凝縮水を排出する凝縮水排出口3bwが設けられている。凝縮水排出口3bwは、図1において、サブ凝縮器3bの長手方向の右端近傍に配置されている。
不凝縮性ガスの排出口3boには不凝縮性ガス排出管27が接続され、凝縮水排出口3bwには凝縮水排出ライン28が接続され、凝縮水排出ライン28には蒸気トラップ4が介装されている。
The non-condensable gas inlet 3bi of the sub-condenser 3b is provided at the left end of the sub-condenser 3b in FIG. On the other hand, the non-condensable gas discharge port 3bo of the sub-condenser 3b is provided at a position slightly on the right side in the longitudinal center of the sub-condenser 3b in FIG.
The sub-condenser 3b is provided with a condensed water discharge port 3bw for discharging condensed water generated by condensation. The condensed water discharge port 3bw is arranged in the vicinity of the right end in the longitudinal direction of the sub-condenser 3b in FIG.
A non-condensable
水蒸気凝縮器3を直列複数段構成(メイン凝縮器3a及びサブ凝縮器3bを有する構成)とし、最終段のサブ凝縮器3bに後述する不凝縮性ガスの排出弁(空気抜き弁)5を設けることにより、メイン凝縮器3aに滞留した不凝縮性ガスは、サブ凝縮器3b、不凝縮性ガス排出管27、空気抜き弁5から系外に排気される。その結果、不凝縮性ガスの滞留に起因する水蒸気の凝縮が阻害されることが防止され、熱交換能力の低下を避けることができる。
空気抜き弁5を介してサブ凝縮器3bから排出される気体においては、不凝縮性ガスの比率が高められる。
The
In the gas discharged from the sub-condenser 3b through the air vent valve 5, the ratio of non-condensable gas is increased.
凝縮水排出管28から排出される凝縮水は、100℃に近い温水である。凝縮水が保有する熱を回収するため、図示の実施形態では、被乾燥物供給用の投入口(ホッパー)8を二重壁構造の熱回収器19とし、この中に凝縮水を流して、被乾燥物を予熱するように構成している。
熱回収器19で被乾燥物を予熱して凝縮した水は、熱回収器19の上端近傍に設けた排水口29から系外に排出される。
The condensed water discharged from the condensed
Water condensed by preheating the material to be dried by the
乾燥容器1内で乾燥処理の終わった乾燥物は、図1における乾燥容器1の右端の排出機構40から排出される。排出機構40の詳細構成に関しては、図8を参照して後述する。
図1において、符号Lfは、投入口8から被乾燥物を乾燥容器1に供給する被乾燥物供給ラインを示している。また、符号Vfは、被乾燥物供給ラインLfに介装された開閉弁である。
The dried product that has been dried in the drying container 1 is discharged from the
In FIG. 1, symbol Lf indicates a dry matter supply line for supplying a dry matter to the drying container 1 from the inlet 8. Reference sign Vf is an on-off valve interposed in the material to be dried supply line Lf.
次に、図2、図3を参照して、凝縮器3について説明する。
図2で示す様に、乾燥容器1内にはメイン凝縮器3aが設けられ、乾燥容器1内の下方にはサブ凝縮器3bが設けられている。メイン凝縮器3aの上方には、突出部1dが形成され、メイン凝縮器3aと突出部1dとの境界部には、フィルタ17が介装されている。
サブ凝縮器3bは、図2で示す様に構成するのみならず、乾燥容器1の周囲を覆うように構成することも可能である。
Next, the
As shown in FIG. 2, a
The sub-condenser 3b can be configured not only as illustrated in FIG. 2 but also so as to cover the periphery of the drying container 1.
図2、図3で示す凝縮器3(メイン凝縮器3a)は、二つの共通するユニット3auを備えている。各ユニット3auは、凝縮器長手方向へ延在する中空の円筒状胴部32aと、凝縮器長手方向へ延在する複数の中空のチューブ31aと、チューブ31aを胴部32aとを連通するスポーク状の連通管(中空管)33とを有している。連通管33は、半径方向へ延在している。
そしてユニット3auは、複数のチューブ31aを、胴部32aの半径方向外方に配置し、且つ、円周方向に等間隔に配置して、籠状(愛玩動物として飼育されているリスやネズミ等の運動用回転器具の様な形状:いわゆる「リス籠」の様な形状)に構成されている。
The condenser 3 (
The unit 3au arranges a plurality of
チューブ31aは、図3で明示する様に、胴部32aと平行に、凝縮器長手方向(ユニット3auの長手方向)へ延在している。
図2において、連通管33は半径方向外方へ延在しており、1本のチューブ31aは、中空管で構成された複数本の連通管33と連通している。なお図3では、連通管33を、2本(長手方向両端部の2箇所)のみ示す。
As clearly shown in FIG. 3, the
In FIG. 2, the
図2において、チューブ31aの半径方向外方端部には、スクレーパー35が設けられている。このスクレーパー35は、乾燥容器1の内壁及び他方のユニット3auの周辺に固着した被乾燥物を、掻き取って除去する作用を奏する。
図2で明示されている様に、2つのユニット3auは、回転時に相互に干渉しない様に、複数のチューブ31aの相対位置を調節して、配置されている。
二つのユニット3auは、破線の矢印で示すように、図2における左側が時計方向に、右側が半時計方向に回る。
In FIG. 2, a
As clearly shown in FIG. 2, the two units 3au are arranged by adjusting the relative positions of the plurality of
The two
図3において、胴部32aは、その軸方向(図3では左右方向)端部において、左右の端面部材32eと回転軸32SR、32SLとが、一体的に構成されている。
回転軸32SR、32SLは、回転伝達系(図1のチェーン81、プーリ82:図3では図示せず)を介して、電動機13(図1参照)から回転が伝達される。
In FIG. 3, the
The rotation of the rotation shafts 32SR and 32SL is transmitted from the electric motor 13 (see FIG. 1) via a rotation transmission system (chain 81 in FIG. 1, pulley 82: not shown in FIG. 3).
図3の右側の回転軸32SRには、圧縮機7から供給される水蒸気が流入する孔32hが、円周方向に等間隔にて穿孔されている。孔32hは、端面部材32e中を軸方向に延在する盲孔32ehと連通しており、盲孔32ehは胴部32aの内部空間32aiに連通している。
ここで、盲孔32ehからは、半径方向外方へ延在する複数の孔32erが分岐しており、孔32erは連通管33の内径側の中空部を経由して、チューブ31aの内部空間31aiと連通している。
図2で明示されている様に、孔32erは、円周方向に等間隔にて形成されている。
3, holes 32h into which water vapor supplied from the compressor 7 flows are formed at equal intervals in the circumferential direction. The
Here, a plurality of holes 32er extending radially outwardly branch from the blind hole 32eh, and the hole 32er passes through a hollow portion on the inner diameter side of the
As clearly shown in FIG. 2, the holes 32er are formed at equal intervals in the circumferential direction.
再び図3において、左側の端面部材32eにも、半径方向外方へ延在する複数の孔32erと、盲孔32ehが形成されている。
盲孔32ehは胴部32aの中空部32iと連通している。それと共に、半径方向外方へ延在する複数の孔32erが、盲孔32ehに連通している。
Referring again to FIG. 3, the left
The blind hole 32eh communicates with the hollow portion 32i of the
また、胴部32aの中空部32aiにおいて、図3の左側で且つ半径方向外方には孔32ihが形成されており、孔32ihは半径方向外方へ延在する複数の孔32erと連通している。
図2において、孔32ihと孔32erとは、円周方向位置が同一である。
Further, in the hollow portion 32ai of the
In FIG. 2, the hole 32ih and the hole 32er have the same circumferential position.
図3の左側の端面部材32eに形成された盲孔32ehの左端部には、凝縮水排水孔32dhが形成されており、凝縮水排水孔32dhは半径方向外方に延在している。
凝縮水排水孔32dhは、凝縮水を凝縮器3から排出するために形成されており、その内部を凝縮水が流れる。
A condensate drain hole 32dh is formed at the left end portion of the blind hole 32eh formed in the left
The condensed water drain hole 32dh is formed to discharge condensed water from the
図3左側の盲孔32ehにおいて、中空部32aiとの境界部分近傍には、仕切り部材32Wが配置されている。
図4で示す様に、仕切り部材32Wは、複数枚(6枚)の隔壁状部材を盲孔32ehの中心軸近傍で束ねて構成されており、盲孔32ehを複数の空間(図4では6区画)に仕切っている。
なお、図3において、符号34は、チューブ31aを胴部32aに支持するための補強材を示している。
In the blind hole 32eh on the left side of FIG. 3, a
As shown in FIG. 4, the
In addition, in FIG. 3, the code |
図3を参照して、凝縮器3内における水蒸気或いは凝縮水の流れについて、説明する。
凝縮器3内では、水蒸気が凝縮潜熱を発生して凝縮するので、胴部32aの内部空間32aiとチューブ31aの内部空間31aiは、圧縮機2からの吐出配管11よりも低圧である。そのため、圧縮機2から吐出された蒸気は配管11(図1参照)を経由して、図3において矢印Fで示す様に、図3の右側における端面部材32eに形成された孔32hを介して、水蒸気が凝縮器3内に流入する。
ここで、圧縮機2から吐出された蒸気は、配管11を流れ、図8で示す排出機構40を経由した後、端面部材32eの孔32hを介して、凝縮器3内に入る。
The flow of water vapor or condensed water in the
In the
Here, the steam discharged from the
図3右側の端面部材32eに流入した水蒸気は盲孔32ehを流れて、一部は孔32erを介してチューブ31a内の空間31aiを流れ、一部は胴部32aの内部空間32aiに流れる。
チューブ31a内の空間31ai、或いは、胴部32aの内部空間32aiを流れる際に、水蒸気が保有する凝縮潜熱が凝縮器3近傍の被乾燥物に伝達され、被乾燥物を加熱する。これにより、胴部32a、チューブ31a周辺の被乾燥物に含有される水分が気化して、水蒸気が被乾燥物から発生し、被乾燥物は乾燥する。
The steam that has flowed into the
When flowing through the space 31ai in the
凝縮潜熱を放出して水蒸気が凝縮して液相(凝縮水)になると、凝縮器3において、上方に位置しているチューブ31a内に溜まった凝縮水は、矢印Fuで示す様に、半径方向へ延在する孔32er内を落下する。
孔32er内を落下した凝縮水は、仕切り部材32Wの隔壁に沿って図3の左側へ流れ、凝縮水排出孔32dhを経由して、矢印Dで示す様に凝縮器3から排出される。
When the condensation latent heat is released to condense the water vapor into a liquid phase (condensed water), the condensed water accumulated in the
The condensed water falling in the hole 32er flows to the left side of FIG. 3 along the partition wall of the
一方、凝縮器3の下方に位置しているチューブ31aの内部空間31aiに溜まった凝縮水は、凝縮器3の回転により、当該チューブ31aが上方に位置した際に、半径方向へ延在する孔32er内を落下する。
胴部32aの内部空間32aiに溜まった凝縮水は、矢印Fdで示す様に、孔32ih、孔32erを経由して、凝縮器3の下方に位置しているチューブ31aの内部空間31aiに流入する。そして、チューブ31a内に溜まっている凝縮水と共に、当該チューブ31aが上方に位置した際に、半径方向へ延在する孔32er内を落下する(矢印Fu)。
On the other hand, the condensed water accumulated in the internal space 31ai of the
The condensed water accumulated in the internal space 32ai of the
図6は、メイン凝縮器の第1変形例を示している。
図6において、全体を符号3acで示す第1変形例に係るメイン凝縮器は、ユニット3auにおける6本の連通管33の両側(円周方向両側)に、概略三角形状の補強材34を設けている。
FIG. 6 shows a first modification of the main condenser.
In FIG. 6, the main condenser according to the first modification generally indicated by reference numeral 3ac is provided with substantially triangular reinforcing
中空の連通管33に、チューブ31aを確実に支持するだけの強度を持たせることは困難である。
補強材34を設けることにより、チューブ31aは補強材34によって支持されるので、チューブ31aは胴部32aに対して、確実に(堅固に)支持されることになる。
第1変形例に係るメイン凝縮器3acにおける上記以外の構成及び作用効果は、図2に示すメイン凝縮器3aと同様である。
It is difficult to give the
By providing the reinforcing
Other configurations and operational effects of the main condenser 3ac according to the first modification are the same as those of the
図7は、メイン凝縮器の第2変形例を示している。
図6で示す様な補強材34では、被乾燥物がチューブ31aの長手方向(図6において、紙面に垂直な方向)に移動するのを妨げてしまう恐れがある。
それに対して、図7で示す補強材34Aは棒状部材で構成されているため、連通管33と棒状補強部材34Aとの間に隙間が形成され、係る隙間を経由して、被乾燥物はチューブ31aの長手方向(図6、図7において、紙面に垂直な方向)に移動することが可能になる。
FIG. 7 shows a second modification of the main condenser.
In the reinforcing
On the other hand, since the reinforcing
そして、連通管33の両脇に円管状(スポーク状)補強部材37を設けたことにより、チューブ31aは胴部32aに対して堅固に支持されることになる。
さらに図7では、チューブ31aの断面形状が円形ではなく、半径方向内方の部分がカットされた様な形状、換言すれば胴部32aとの隙間を大きくする様な形状に構成されている。
第2変形例におけるメイン凝縮器3adの上記以外の構成及び作用効果に関しては、図2に示すメイン凝縮器3aと同様である。
Then, by providing the circular tubular (spoke-like) reinforcing members 37 on both sides of the
Furthermore, in FIG. 7, the cross-sectional shape of the
Other configurations and operational effects of the main condenser 3ad in the second modification are the same as those of the
次に、図8〜図10を主として参照しつつ、排出機構40を説明する。
図8において、排出機構40は、シリンダ41と、ピストン42と、ピストン駆動用のエアシリンダ70と、逆止弁43とを有している。
シリンダ41は、図1における乾燥容器1右端の被乾燥物排出口(出口)1oに隣接して、その中心軸が垂直方向へ延在するように配置されている。
Next, the
In FIG. 8, the
The
ピストン42は、ピストンロッド42rの先端に取り付けられている。ピストンロッド42rは、接続部材72を介して、ピストン駆動用のエアシリンダ70の伸縮ロッド71に係合されている。
エアシリンダ70は、エアシリンダ取り付けブラケット75を介して、乾燥容器1の右壁1Reの上方に取り付けられている。
エアシリンダ70は複動式であり、上方の給気口70aを介して高圧エアを供給すると、接続部材72、ピストンロッド42rを介してピストン42が下方に移動する。一方、エアシリンダ70下方の給気口70bに高圧エアを供給すれば、ピストン42は上方に動く。
The
The
The
シリンダ41は2重壁構造となっており、外壁41aと内壁41bとを有している。
シリンダ41の外壁41aの上方には蒸気注入口41cが設けられ、外壁41bの下方には蒸気排出口41dが設けられており、外壁41aと内壁41bとの間の空間41sに、圧縮機2で加圧されて吐出された水蒸気が通過するように構成されている。
蒸気注入口41cは、蒸気吐出ライン11bに接続されている。一方、蒸気排出口41dは、図示されていない水蒸気ラインを介して、一対の回転軸32SR(図3)の各々における水蒸気が流入する孔32h(図3)に接続されている。
The
A
The
乾燥容器1から排出され、シリンダ41に供給された被乾燥物が液体や粘稠体であっても、当該被乾燥物がシリンダ内41iを移動する際に、水蒸気圧縮機2で昇圧された水蒸気が保有する顕熱及び潜熱が(シリンダ内41iの)被乾燥物に投与され、当該被乾燥物をさらに加熱、乾燥することが出来る。
そのため、被乾燥物が液体や粘稠体であっても、排出に際しても十分に加熱され、乾燥される。
Even if the material to be dried discharged from the drying container 1 and supplied to the
Therefore, even if the material to be dried is a liquid or a viscous body, it is sufficiently heated and dried during discharge.
シリンダ出口41oには逆止弁43が取り付けられている。
逆止弁43は、図9、図10で示すように、弾性体43a、43bを有し、弾性体43a、43bの内周側にはインナーライナー43cが裏打ちされ、上部にはフランジ43fが形成されている。
図示の例では、弾性体43a、43b、インナーライナー43cは、テーパーを有して、一体化している。そして、逆止弁43として、例えばダックビル弁(Duckbill弁)を採用することが出来る。
なお、図8における逆止弁43の下端が、図1における排出口9に相当する。
A
As shown in FIGS. 9 and 10, the
In the illustrated example, the
The lower end of the
逆止弁43の内周部が被乾燥物で押圧されていない場合は、図9に示すように、弾性体43a、43bの弾性反発力及び背圧(大気圧)の作用により、内側に向かう付勢力Piが作用して、逆止弁の出口43oは閉鎖される。換言すれば、逆止弁43の内側が被乾燥物で押圧されていない通常時には、弾性体43a、43bの弾性反発力が、相互に押圧し合う様に作用して、逆止弁43を閉鎖する。それに加えて、背圧(大気圧)が高いため、逆止弁43は閉鎖される。そのため、逆止弁43からシリンダ41内に空気が浸入する事は防止される。
When the inner peripheral portion of the
ピストン42によって被乾燥物がシリンダ出口41oへ押し出され、図10に示すように、逆止弁43の内側が被乾燥物(図示を省略)で押圧された際には、被乾燥物に作用する押圧力Poが、弾性体43a、43bの相互に押圧し合う付勢力Piに打ち勝って、逆止弁の出口43oは開放される。そして、出口41oから被乾燥物6が押し出される。
その際に、逆止弁43の弾性体43a、43bは、その弾性反発力及び背圧により被乾燥物の表面に押し付けられる。従って、逆止弁43から被乾燥物が押し出される際にも、逆止弁43からシリンダ41内に空気が浸入することは防止される。
When the object to be dried is pushed out to the cylinder outlet 41o by the
At that time, the
図8で示す排出機構40において、乾燥容器1の出口1oの下方には、エッジ50が取り付けられている。エッジ50を乾燥容器1の出口1oの下方に取り付けることにより、ピストン42が下降する際に、被乾燥物は適当な大きさに切断される。
In the
上述したような排出機構40によれば、逆止弁43は弾性体43a、43bを相互に押圧し合う様に配置されている。そして、乾燥容器1の出口1oから排出された被乾燥物は、外気から遮断されたシリンダ内部41iの空間部に押し出される。そして、シリンダ内41iに被乾燥物が一定量以上溜まると、ピストン42により被乾燥物がシリンダ出口41o側に押圧される。
ピストン42により被乾燥物が押圧されると、逆止弁43における弾性体43a、43bの弾性反発力及び背圧に抗して、被乾燥物は弾性体同士を押し広げるように作用して、シリンダ41外に排出される。
According to the
When the object to be dried is pressed by the
逆止弁43として、上述した様なダックビル弁以外を用いる事が可能である。例えば、排出物が濃縮液体の場合には、いわゆるコーン形弁やフラッパー弁を用いる事が可能である。
しかし、上述した様に、排出物が固形物を含む場合には、コーン形弁やフラッパー弁を用いた場合には、逆止弁43が固形物を噛み込んでしまう恐れがあるので、弾性体(例えばゴム)を用いた弁(例えばダックビル弁等)が好適である。換言すれば、弾性体(例えばゴム)を用いた弁を逆止弁43とすれば、排出物が液体である場合から固体である場合の全てに対応可能である。
As the
However, as described above, when the discharge contains solid matter, if a cone valve or flapper valve is used, the
弾性体(例えばゴム)を用いた弁としては、上述のダックビル弁のみならず、開口部が十字形の弁、開口部が星形の弁、開口部が肛門部状の弁、心臓弁の様に開口部が円形の弁等が使用可能である。 As a valve using an elastic body (for example, rubber), not only the above-mentioned duckbill valve, but also a cross-shaped valve, a star-shaped valve, an anus-shaped valve, or a heart valve In addition, a valve having a circular opening can be used.
図示の実施形態において、乾燥運転の初期には、液体材料が乾燥容器1に充満してしまう事態も想定される。さらに、汚泥の様に、乾燥に至る前の段階で粘稠物となるものを処理するべき場合が存在する。そのため、VCC蒸発脱水装置(前述の従来技術を参照)の排出機構では、液体、粘稠体、固体等を、確実に排出できる構造であることが要求される。
これに対して、図示の実施形態によれば、ピストン42により被乾燥物をシリンダ出口41o側に押圧して、シリンダ内41iで移動せしめているので、液体や粘稠体であっても、乾燥容器1の出口1oから押し出された被乾燥物を、シリンダ出口41o側へ確実に移動させる事が出来る。
In the illustrated embodiment, it is assumed that the liquid material is filled in the drying container 1 at the initial stage of the drying operation. Furthermore, there exists a case where what becomes viscous like sludge should be processed in the stage before drying. For this reason, the discharge mechanism of the VCC evaporative dehydrator (see the above-described conventional technology) is required to have a structure that can reliably discharge liquids, viscous bodies, solids, and the like.
On the other hand, according to the illustrated embodiment, the object to be dried is pressed toward the cylinder outlet 41o by the
また、図示の実施形態においては、シリンダ41を2重壁構造とし、圧縮機2の吐出口2oに連通する水蒸気ライン11を介して、シリンダ41の外壁41aと内壁41bとの間の空間41sに、圧縮機2で昇圧され吐出された水蒸気を供給している。
そのため、乾燥容器1から出口1oを介してシリンダ41に排出された被乾燥物が、シリンダ内41iを移動する際に、圧縮機2で昇圧された水蒸気が保有する顕熱及び潜熱がシリンダ内41iの被乾燥物に供給され、当該被乾燥物を追加的に加熱、乾燥して、水分を除去することができる。そのため、固体乾燥物の水分をさらに低下させる事ができる。
それに加えて、外気により水蒸気が凝縮し、被乾燥物に付着することが防止できる。
In the illustrated embodiment, the
Therefore, when the object to be dried discharged from the drying container 1 to the
In addition, it is possible to prevent water vapor from being condensed by the outside air and adhering to the object to be dried.
さらに、乾燥容器1の出口1oに被乾燥物の切断用エッジ50を設けてあるので、乾燥して硬化した被乾燥物を細断して、シリンダ内41iを移動し易く、且つ、逆止弁43の弾性体間を通過し易くすることが出来る。
Further, since an
図8を参照して説明した排出機構は、シリンダ41を2重壁構造とし、シリンダ41に供給された被乾燥物がシリンダ内41iを移動する際に、追加的に加熱、乾燥される様に構成されている。
これに対して、図11で示す排出機構の変形例は、より基本的な構成となっており、シリンダ41の隔壁41wは一重壁となっている。
図11の変形例におけるその他の構成及び作用効果は、図8で示す排出機構と同様である。
In the discharge mechanism described with reference to FIG. 8, the
On the other hand, the modification of the discharge mechanism shown in FIG. 11 has a more basic configuration, and the partition wall 41w of the
Other configurations and operational effects in the modified example of FIG. 11 are the same as those of the discharging mechanism shown in FIG.
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。 It should be noted that the illustrated embodiment is merely an example, and is not a description to limit the technical scope of the present invention.
1・・・乾燥容器
2・・・水蒸気圧縮機/圧縮機
3・・・水蒸気凝縮器
3a・・・メイン凝縮器
3b・・・サブ凝縮器
4・・・蒸気トラップ
5・・・不凝縮性ガスの排出弁/空気抜き弁
6・・・被乾燥物
7・・・水蒸気ボイラー
8・・・被乾燥物の投入口/ホッパー
9・・・乾燥物の排出口
10・・・圧縮機吸入水蒸気配管/吸入配管
11・・・圧縮機吐出水蒸気配管/吐出配管
40・・・排出機構
41・・・シリンダ
42・・・ピストン
43・・・逆止弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Drying
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