JP5591030B2 - 横型連続伝導伝熱式乾燥機 - Google Patents

Description

本発明はパルプ粕や穀粒等の乾燥に好適な装置に関するものであって、特に多管式加熱管にまとわり付き易い被処理物の乾燥および／または排出を良好に行うことのできる横型連続伝導伝熱式乾燥機に係るものである。

パルプ粕やとうもろこし等の穀粒の乾燥あるいは生ごみや食品加工残渣等の一般廃棄物、更には下水汚泥等を乾燥、濃縮するための装置の一つに横型連続伝導伝熱式乾燥機１′がある（例えば特許文献１参照）。この装置は図５（ａ）に示すように、本体シェル１０′内に多管式加熱管１１′が具えられ、この多管式加熱管１１′を、その内部に加熱用蒸気を流すとともに回転させ、このものに被処理物Ｈを接触させて水分を蒸発させる装置である（例えば特許文献１参照）。そして投入口１０１′から本体シェル１０′内に供給された被処理物Ｈは、図５（ｂ）に示すようにリフタ１１７′によって掻き上げられ、乾燥が進行しながら溢出口１０２′側に移動するものであり、乾燥品Ｄとなった状態で水が溢れ出るように溢出口１０２′から排出され、シュート１２′を経由して外部に排出されることとなる。

このような横型連続伝導伝熱式乾燥機１′を用いて、流動性が低い粉粒体や、互いに絡まり易い繊維状の物質を被処理物Ｈとして扱う場合、これらが図６に示すように多管式加熱管１１′にまとわりついて共回りしてしまうことがあった。そして一旦このような状況に陥ると、時間経過とともに本体シェル１０′内における被処理物Ｈのホールドアップ量は増すものの、溢出口１０２′からの排出がほとんど行われない状態になってしまい、横型連続伝導伝熱式乾燥機１′の連続運転が滞ってしまっていた。

特開２００５−３３１２１０

本発明はこのような背景からなされたものであって、横型連続伝導伝熱式乾燥機において多管式加熱管にまとわり付き易い被処理物の乾燥および／または排出を良好に行うことのできる、新規な横型連続伝導伝熱式乾燥機の開発を技術課題としたものである。

すなわち請求項１記載の横型連続伝導伝熱式乾燥機は、機枠上に具えられた本体シェル内に多管式加熱管が具えられ、この多管式加熱管を、その内部に加熱用蒸気を流すとともに回転させ、前記本体シェル内に被処理物を投入し、この被処理物を本体シェル内に滞留させつつ前記多管式加熱管に接触させて被処理物の乾燥品を得る装置において、前記本体シェルに形成された、乾燥品を排出するための溢出口の上方且つ本体シェルの内側の部位には、前記多管式加熱管と供回り状態にある被処理物を、外部に導くための案内板が配されており、且つ前記案内板は、前記多管式加熱管の回転に同期して、多管式加熱管に対して進退可能な状態に構成されており、リフタの先端部よりもチューブ束側に位置する被処理物を、案内板によって溢出口側に引き寄せて、ここから外部に導くことができるように構成されていることを特徴として成るものである。
そして上記請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。

請求項１記載の発明によれば、案内板に当接した被処理物を乾燥品排出口の方向に案内することにより、多管式加熱管にまとわり付き易い被処理物の乾燥および／または排出を良好に行うことができる。このため横型連続伝導伝熱式乾燥機の連続運転を円滑に行うことができる。
また、リフタの先端部よりもチューブ束（アングル）側に位置する被処理物を、案内板によって溢出口側に引き寄せて、ここから外部に導くことができる。また、被処理物の排出をより確実に行うことができ、更に、ホールドアップ量の調節範囲を広くすることができる。

本発明の横型連続伝導伝熱式乾燥機を一部破断して示す側面図である。 参考例としての横型連続伝導伝熱式乾燥機を一部透視して示す正面図及び背面図である。 参考例における案内板によって被処理物を案内口から外部に導く様子を段階的に示す横断面図である。 多管式加熱管の回転に同期して位置が異なるように構成された案内板周辺を示す横断面図及び側面図である。 既存の横型連続伝導伝熱式乾燥機を一部破断して示す側面図及び横断面図である。 既存の横型連続伝導伝熱式乾燥機において被処理物が多管式加熱管にまとわりついて共回りしている様子を段階的に示す横断面図である。

本発明の横型連続伝導伝熱式乾燥機の最良の形態は以下の実施例に示すとおりであるが、この実施例に対して本発明の技術的思想の範囲内において適宜変更を加えることも可能である。

以下、本発明の横型連続伝導伝熱式乾燥機１について、本体シェル１０の内側に案内板２が配された参考例に基づいてその構成を説明した後、この参考例の作動態様を説明し、最後に本発明の横型連続伝導伝熱式乾燥機１について説明する。
まず前記横型連続伝導伝熱式乾燥機１は、泥状・ケーク状・粉粒状等の被処理物Ｈの乾燥に好適な装置であって、被処理物Ｈに含まれる水分等の揮発分を蒸発させながら滞留させることにより乾燥品Ｄを得るための装置である。
このものは図１、２に示すように、機枠Ｆ上に具えられた本体シェル１０内に多管式加熱管１１が具えられ、この多管式加熱管１１を、その内部に加熱媒体たる蒸気を流すとともに回転させ、被処理物Ｈを本体シェル１０内に滞留させつつ多管式加熱管１１に接触させて乾燥を行う乾燥機である。

前記本体シェル１０は、一例として長楕円状の横断面を有する中空部材であり、投入口１０１、溢出口１０２、キャリヤガス口１０３、排気口１０４が形成される。
ここで前記投入口１０１は、本体シェル１０上部の複数個所に形成されるものであり、まず図１中、左側上部に形成される排気口１０４付近に第一の投入口１０１ａが形成される。また前記排気口１０４よりも中央寄りの部分に第二の投入口１０１ｂが形成され、更にこの第二の投入口１０１ｂと、図１中、右側上部に形成されるキャリヤガス口１０３との間に第三の投入口１０１ｃが形成される。なおこの実施例では投入口１０１を三カ所に形成するようにしたが、横型連続伝導伝熱式乾燥機１の仕様に応じて一カ所、 二カ所または四カ所以上に投入口１０１を形成するようにしてもよい。

また前記本体シェル１０及び多管式加熱管１１は、水平な状態で機枠Ｆに設置されるか、または排気口１０４側が、キャリヤガス口１０３側よりもいくぶんか高くなるように傾斜して機枠Ｆに設置される。
更にまた前記本体シェル１０は二重ジャケット構造とされ、投入口１０１ａ付近に形成される蒸気供給口１０５から、溢出口１０２の下方に形成されるドレン口１０６に至る蒸気の通過経路が形成されるものであり、本体シェル１０内を昇温することができるような構成が採られている。なお、このような二重ジャケット構造に替えてトレース配管等を設置することもできる。

また前記溢出口１０２は、前記本体シェル１０の高所側面に形成されるものであり、この溢出口１０２の一部を被覆するための固定堰板１０７及び堰板１０８が具えられる。前記固定堰板１０７は、溢出口１０２の上端と下端との間にそれぞれ隙間ができるように、図示しないボルト等により適宜固定されている。一方、前記堰板１０８は、固定堰板１０７の背面側に具えられるものであり、エアシリンダ１０９を駆動源として、図示していない適宜のリンク機構を介して上下に摺動される。この実施例では、堰板１０８が上方に摺動されると、図２（ｂ）に拡大して示すように固定堰板１０７の下側部分が開放され、この開放部分から乾燥品Ｄが溢出し、本体シェル１０から排出されることになる。また堰板１０８が、エアシリンダ１０９により下げられると、前記開放部分は塞がれて乾燥品Ｄの本体シェル１０からの排出が止まるようになっている。
更に前記溢出口１０２、固定堰板１０７及び堰板１０８の外側には、これらを覆うようにシュート１２が具えられ、このシュート１２に形成される乾燥品排出口１２１にロータリーバルブ１２２が具えられる。
なおこの実施例では、前記固定堰板１０７の上方は開放された状態とされており、固定堰板１０７の上端部とシュート１２との間に形成される開口部を案内口１０２ａと記すものとする。

次に前記多管式加熱管１１は、複数のチューブを円筒状に配して成るチューブ束１１６の両側部に鏡板１１２を具えるとともに、この鏡板１１２の中心に軸体１１３を具えて成り、前記機枠Ｆに具えた軸受ブロック１１４によって軸体１１３を回転可能に支持して成るものである。なお多管式加熱管１１を回転させるための駆動装置として機枠Ｆ上にモータＭが具えられる。
そして前記軸体１１３の両端にはロータリージョイント１１５（１１５ａ、１１５ｂ）が取り付けられ、チューブ束１１６と接続される。また軸体１１３と本体シェル１０との間には、外気との遮断のためのシール機構１３が設けられている。
なおチューブ束１１６の側周部には、複数のリフタ１１７及び適宜の角度を持たせた送り羽根１１８が取り付けられたアングル１１１が多数（この実施例では１２本）具えられるものであり、これらによって被処理物Ｈは掻き上げられて前記チューブ束１１６の各チューブに接触するとともに投入口１０１側から溢出口１０２側に進むこととなる。

また図示は省略するが、横型連続伝導伝熱式乾燥機１には蒸気発生装置が併設されるものであり、Ｕ字形、直管形、ヘリカルコイル形等適宜の装置が適用される。そしてこの蒸気発生装置から前記横型連続伝導伝熱式乾燥機１におけるロータリージョイント１１５ａ及び蒸気供給口１０５に管路が接続される。
また、キャリアガスがキャリアガス口１０３より本体シェル１０内に供給される。そして多管式加熱管１１の加熱により被処理物Ｈから揮発する揮発成分は、前記キャリアガスにより排気口１０４を経て本体シェル１０外に運び去られる。キャリアガスには、前記揮発成分の他に、被処理物Ｈから発生する微粉も含まれるため、排気口１０４以降のキャリアガスの流れる経路上に図示していない除塵装置を具えるようにしてもよい。

そして前記溢出口１０２の上方且つ本体シェル１０の内側の部位には案内板２が設けられる。このものは、流動性が低い粉粒体や、互いに絡まり易い繊維状の物質を被処理物Ｈとして扱う場合、これらが多管式加熱管１１にまとわりついて共回りの状態となっているものを、本体シェル１０の外部に導くための部材である。
すなわち図２（ｂ）に示すように、案内板２は案内口１０２ａの上方且つ案内口１０２ａの内側（本体シェル１０内）に設けられるものであり、その先端が、多管式加熱管１１の回転にともなって移動するリフタ１１７の先端と触れないように設置される。
なお詳しくは後程説明を行うが、案内板２は、リフタ１１７によって掻き上げられながらも、溢出口１０２から排出されずに本体シェル１０内に回り込んで（戻って）しまう被処理物Ｈと当接することにより、被処理物Ｈの移動方向を案内口１０２ａの方向に変更するための部材である。このため案内板２には図２（ｂ）に拡大して示すように、シュート１２側から本体シェル１０側に向けて下降する斜面２ａが形成されている。

なお図２（ｃ）に示すように、前記案内板２を、その設置個所を変更可能な状態で設けるようにしてもよく、この場合、本体シュート１０内にガイドレール２１を設けることにより、このガイドレール２１の任意の個所に案内板２を固定するようにする。

横型連続伝導伝熱式乾燥機１の参考例は、一例として上述したように構成されるものであり、以下この装置の作動態様を説明する。
（１）乾燥機の準備
まず被処理物Ｈの投入に先立って、横型連続伝導伝熱式乾燥機１における多管式加熱管１１及び本体シェル１０を昇温しておくものであり、モータＭを起動して多管式加熱管１１を回転させた状態で、ロータリージョイント１１５ａ及び蒸気供給口１０５に加熱用蒸気（一例として０．５ＭＰａ（約１６０℃））を供給する。そしてロータリージョイント１１５ａに供給された加熱用蒸気はチューブ束１１６を通過しながら多管式加熱管１１を昇温し、やがてドレンとなって他端側のロータリージョイント１１５ｂから外部に排出される。また蒸気供給口１０５に供給された加熱用蒸気は本体シェル１０を昇温し、やがてドレンとなってドレン口１０６から外部に排出される。
なお、ロータリージョイント１１５ｂ側の鏡板１１２内には図示していないサイホン管が具えられ、ロータリージョイント１１５ｂから排出されるドレンの流れる経路には図示していないスチームトラップが具えられる。また、ドレン口１０６から排出されるドレンの流れる経路にも図示していないスチームトラップが具えられる。

（２）被処理物の乾燥
次いで投入口１０１に被処理物Ｈを投入すると、被処理物Ｈは送り羽根１１８の作用によって投入口１０１側から溢出口１０２側に移動するものであり、この際、リフタ１１７によって掻き上げられてチューブ束１１６等と接触し、熱を受けて乾燥が進行することとなる。このとき投入口１０１は多管式加熱管１１の長手方向に沿って複数個所に形成されているため、多管式加熱管１１の熱伝導面を有効に使用することができ、乾燥効率が高められる。
更にこのように複数個所の投入口１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃから被処理物Ｈの投入を行うことにより、投入される被処理物Ｈの水分値が変動した場合であっても、本体シェル１０内において処理途中の乾燥の進んだ被処理物Ｈ（以下、中間製品Ｈ１と称す）の水分変動を緩やかなものとすることができる。すなわち本体シェル１０内において中間製品Ｈ１は、投入口１０１直下では泥塊状であり、次いで小塊状となり、溢出口１０２付近では乾燥粒状となっている。このため投入口１０１ａのみから被処理物Ｈの投入が行われた場合には、例えば被処理物Ｈの水分が高水分側に変動した場合、投入口１０１ａ直下に位置する中間製品Ｈ１の水分値のみが上昇し、溢出口１０２側に位置する中間製品Ｈ１の水分値との差は増大してしまうこととなる。
一方、水分が高水分側に変動した被処理物Ｈを、投入口１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃから分散して投入した場合には、被処理物Ｈが中間製品Ｈ１と広い範囲でまぶされる（混合される）こととなり、本体シェル１０内の水分分布が緩やかなものとなり、乾燥運転を安定させることができる。
そして堰板１０８が上げられて固定堰板１０７の下方部分が解放されて溢出口１０２が開口状態になると、乾燥品Ｄは溢出口１０２から流出し、シュート１２を経由して外部に排出されることとなる。

（３）共回りする被処理物の排出
この際、流動性が低い粉粒体や、互いに絡まり易い繊維状の物質を被処理物Ｈとして扱う場合、これらが図６に示すように多管式加熱管１１′にまとわりついて共回りしてしまうことがあった。そして一旦このような状況に陥ると、時間経過とともに本体シェル１０′内における被処理物Ｈのホールドアップ量は増すものの、溢出口１０２′からの排出がほとんど行われない状態になってしまう。
しかしながら上述した横型連続伝導伝熱式乾燥機１によれば、多管式加熱管１１にまとわりついて共回りし、溢出口１０２から排出されなかった被処理物Ｈは、図３に示すように案内板２（斜面２ａ）に当接することにより案内口１０２ａに向けて案内されるため、案内口１０２ａを通じてシュート１２内に至り、乾燥品排出口１２１から外部に排出されることとなる。
このように上述した横型連続伝導伝熱式乾燥機１によれば、多管式加熱管１１にまとわり付き易い被処理物Ｈの乾燥及び排出を良好に行うことができ、横型連続伝導伝熱式乾燥機１の連続運転を円滑に行うことが可能となる。
更に案内板２を、その設置個所を変更可能に構成した場合には、案内板２の設定位置を異ならせることにより、被処理物Ｈのホールドアップ量を調節することができ、被処理物Ｈの性状や量に応じた運転条件の設定が可能となる。

本発明は上述した参考例と基本原理を同様とするものであり、以下、本発明の特徴的構成について説明する。
すなわち本発明の横型連続伝導伝熱式乾燥機１は、案内板２を、多管式加熱管１１の回転に同期して、多管式加熱管１１に対して進退可能に構成するものである。
具体的には図４に示すように、シリンダ２２のロッドに対して案内板２を取り付け、ロッドが伸長した状態で、案内板２の先端部分がアングル１１１付近（アングル１１１の最後部から数ｃｍ、好ましくは数ｍｍの位置）に位置することができるように設定されるものである。
また前記シリンダ２２は一例としてエアシリンダが適用されるものであり、このシリンダ２２を、回転位置検出センサ及びＰＬＣ等によって適宜多乾式加熱管１１の回転と同期させて駆動することにより、図４に段階的に示すように案内板２がリフタ１１７と接触しないようにしながら、より多くの被処理物Ｈを外部に導くようにすることができる。
なお図４に示した実施例は、固定堰板１０７及び堰板１０８を設けることなく、本体シェル１０とシュート１２との境界部に溢出口１０２を形成したものである。

１ 横型連続伝導伝熱式乾燥機
１０ 本体シェル
１０１ 投入口
１０１ａ 投入口
１０１ｂ 投入口
１０１ｃ 投入口
１０２ 溢出口
１０２ａ 案内口
１０３ キャリヤガス口
１０４ 排気口
１０５ 蒸気供給口
１０６ ドレン口
１０７ 固定堰板
１０８ 堰板
１０９ エアシリンダ
１１ 多管式加熱管
１１１ アングル
１１２ 鏡板
１１３ 軸体
１１４ 軸受ブロック
１１５ ロータリージョイント
１１５ａ ロータリージョイント
１１５ｂ ロータリージョイント
１１６ チューブ束
１１７ リフタ
１１８ 送り羽根
１２ シュート
１２１ 乾燥品排出口
１２２ ロータリーバルブ
１３ シール機構
２ 案内板
２ａ 斜面
２１ ガイドレール
２２ シリンダ
Ｄ 乾燥品
Ｆ 機枠
Ｈ 被処理物
Ｈ１ 中間製品
Ｍ モータ

Claims (1)

1. 機枠上に具えられた本体シェル内に多管式加熱管が具えられ、この多管式加熱管を、その内部に加熱用蒸気を流すとともに回転させ、前記本体シェル内に被処理物を投入し、この被処理物を本体シェル内に滞留させつつ前記多管式加熱管に接触させて被処理物の乾燥品を得る装置において、
   前記本体シェルに形成された、乾燥品を排出するための溢出口の上方且つ本体シェルの内側の部位には、前記多管式加熱管と供回り状態にある被処理物を、外部に導くための案内板が配されており、
   且つ前記案内板は、前記多管式加熱管の回転に同期して、多管式加熱管に対して進退可能な状態に構成されており、
   リフタの先端部よりもチューブ束側に位置する被処理物を、案内板によって溢出口側に引き寄せて、ここから外部に導くことができるように構成されていることを特徴とする横型連続伝導伝熱式乾燥機。

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