JP7023522B2 - ドラムドライヤ - Google Patents

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特許法第30条第2項適用 (1)カツラギ工業株式会社が、「化学装置 3月号、第60巻第3号、第65~67頁」にて、西村靖史および山東広和が発明した「ドラムドライヤ」について公開した。 ・発売日 平成30年3月1日 ・刊行物 化学装置、3月号、第60巻第3号、第65~67頁、株式会社工業通信/発行
この発明は、液状原料を加熱乾燥して乾燥品を製造する際に用いられるドラムドライヤに関する。
乾燥品製造用のドラムドライヤは、加熱状態のドラムを回転させてその表面に液状原料を付着させて乾燥固化するとともに、その乾燥固化した乾燥品をスクレーパーによって掻き取って乾燥品としての製品を回収するものである。乾燥品(製品)としては例えば、化成品、薬品、食料品、染料品等が挙げられる。
従来のドラムドライヤにおいては下記特許文献1に示すように、ドラムを加熱する方式として、蒸気を用いてドラムを加熱する方式や、電気ヒータを用いてドラムを加熱する方式等が一般に採用されている。
蒸気加熱式のドラムドライヤは、加熱した蒸気をドラム内に供給してドラムを加熱するものである。また電気ヒータ式のドラムドライヤにおいては例えば、電気ヒータをドラム内周面に取り付けておき、その電気ヒータに通電してドラムを加熱するものである。
特開2001-231515号公報
しかしながら、上記従来の蒸気加熱式のドラムドライヤにおいては、ドラム温度の調整時に出力(熱量)の調整をスムーズに行うことができず、温度制御が困難であるという課題があった。
一方、電気ヒータ式のドラムドライヤにおいては、ドラム内に電気ヒータを取り付けるものであるため、ドラムに加えて電気ヒータも回転させる必要があり、回転機構として高荷重に耐え得るものを採用する必要があり、構造が複雑になる上さらに、高重量化を来すおそれがあるという課題があった。
この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、温度制御を容易に行えるとともに、小型軽量化および構造の簡素化を図ることができるドラムドライヤを提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を備えるものである。
[1]周壁が導電性材料によって構成された中空状のドラムと、
前記ドラムの軸心に沿って配置され、かつ前記ドラムを軸心回りに回転自在に支持する非回転軸と、
前記ドラムを回転駆動するドラム回転駆動手段と、
前記ドラム内に、ドラム内周面に対向した状態で前記非回転軸に固定された誘導加熱用コイルとを備え、
前記誘導加熱用コイルに通電して前記ドラムを誘導加熱しつつ、前記ドラム回転駆動手段によって前記ドラムを回転させることにより、前記ドラムの外周面に供給された液状原料を加熱乾燥するようにしたことを特徴とするドラムドライヤ。
[2]前記非回転軸は管状に形成され、
前記誘導加熱用コイルに通電するための電線部材が、前記ドラムの外部から前記非回転軸の内部を通って前記ドラムの内部に導かれて前記誘導加熱用コイルに接続されている前項1に記載のドラムドライヤ。
[3]前記ドラムの内部に、前記ドラムの温度を測定するための非接触温度センサが前記ドラムの内周面に対向した状態で前記非回転軸に固定されている前項1または2に記載のドラムドライヤ。
[4]前記ドラムの内周面と前記誘導加熱用コイルとの間に断熱材が配置されている前項1~3のいずれか1項に記載のドラムドライヤ。
[5]前記誘導加熱用コイルは、前記ドラムの内周面に沿って周方向に間隔をおいて複数配置されている前項1~4のいずれか1項に記載のドラムドライヤ。
[6]前記複数の誘導加熱用コイルにそれぞれ対応して、前記電線部材がそれぞれ設置されている前項5に記載のドラムドライヤ。
[7]前記誘導加熱用コイルは、前記ドラムの内周面との距離を変更可能に構成されている前項5または6に記載のドラムドライヤ。
[8]周方向に隣合う誘導加熱用コイルの間隔を変更可能に構成されている前項5~7のいずれか1項に記載のドラムドライヤ。
[9]前記非回転軸は管状に形成され、
前記非回転軸の端部開口から前記非回転軸の内部に導入された冷却用流体が、前記ドラムの内部に導入されるように構成されている前項1~8のいずれか1項に記載のドラムドライヤ。
[10]液状原料が加熱乾燥した乾燥品を前記ドラムの外周面から掻き取って回収するスクレーパーが前記ドラムの外周面に対向して設けられ、
前記スクレーパーによって掻き取られた乾燥品の水分率を計測するための水分率計測器が設けられている前項1~9のいずれか1項に記載のドラムドライヤ。
発明[1]のドラムドライヤによれば、誘導加熱によってドラムを加熱するようにしているため、誘導加熱用コイルへの出力値を増減するだけで簡単にドラム温度を調整できて、ドラムの温度制御を容易に行うことができる。さらに本発明のドラムドライヤにおいては、自身は回転しない非回転軸に誘導加熱用コイルを固定するようにしているため、誘導加熱用コイルを回転させずにドラムだけを回転させるだけで良く、回転機構等として高荷重に耐え得るような機構を採用する必要がなく、小型軽量化および構造の簡素化を図ることができる。また誘導加熱用コイルは非回転状態に固定されているものの、ドラムは回転するため、ドラムに局所的な温度上昇等の温度変化が生じるような不具合も防止でき、ドラム全周をバランス良く加熱することができる。
発明[2]のドラムドライヤによれば、筒状の非回転軸の内部を利用して、誘導加熱用コイルへの通電用の電線部材を設置しているため、電気配線も簡単かつ確実に行うことができる。
発明[3]のドラムドライヤによれば、ドラム内に温度センサを配置しているため、ドラム外に温度センサを取り付ける場合と比較して、ドラム回りの構造が簡素になり、小型軽量化および構造の簡素化をより確実に図ることができる。
発明[4]のドラムドライヤによれば、ドラムと誘導加熱用コイルとの間に配置した断熱材によって、ドラムからの輻射熱等を遮断できるため、誘導加熱用コイルがドラムからの熱によって悪影響を受けることを回避することができる。
発明[5][6]のドラムドライヤによれば、周方向に沿って複数の誘導加熱用コイルを複数配置しているため、各誘導加熱用コイル毎に出力値を調整することにより、ドラムの所要領域例えば、熱負荷が大きい領域の発熱量を多く設定できて、原料を効率良く加熱乾燥することができ、高品質の乾燥品を製造することができる。
発明[7]のドラムドライヤによれば、各誘導加熱用コイルにおけるドラム内周面との距離を適宜調整できるため上記と同様に、ドラムの所要領域の発熱量を多く設定できて、高品質の乾燥品をより確実に製造することができる。
発明[8]のドラムドライヤによれば、隣合う誘導加熱用コイルの間隔を適宜変更できるため上記と同様に、ドラムの所要領域の発熱量を多く設定できて、高品質の乾燥品をより一層確実に製造することができる。
発明[9]のドラムドライヤによれば、非回転軸の内部を利用して冷却用流体をドラム内に導入するものであるため、誘導加熱用コイル等を冷却でき、誘導加熱用コイル等の熱劣化を有効に防止することができる。
発明[10]のドラムドライヤによれば、水分率測定器によって、掻き取られた乾燥品の水分を測定できるため、水分率を基に乾燥品の良否を適確に判断でき、より一層高い品質の乾燥品を製造することができる。
図1はこの発明の実施形態であるドラムドライヤを模式化して示す正面図である。 図2はこの発明の実施形態であるドラムドライヤのドラム周辺を示す水平断面図である。 図3は実施形態のドラムドライヤのドラム周辺を示す側面断面図である。
図1はこの発明の実施形態であるドラムドライヤを正面側から見たブロック図、図2はそのドラムドライヤのドラム周辺を示す水平断面図、図3はそのドラムドライヤのドラム周辺を示す側面断面図である。
これらの図に示すように本実施形態のドラムドライヤは、スプラッシュフィード式シングルドラムタイプのものであって、設置台9上に支持機構8を介して設置された1つのドラム1を備えている。
ドラム1は、両端が開放された円筒状のドラム本体(周壁)11と、ドラム本体11の両端開口部にその開口部を閉塞するように取り付けられる端面閉塞板12とを備えている。本実施形態において、ドラム本体11は、外表面がメッキされた鋼材によって構成されている。本発明において、ドラム本体11の素材としては、誘導加熱を効率良く行えるように、炭素鋼、二相ステンレス鋼等の磁性材料を用いるのが好ましい。もっとも本発明においては、ドラム本体11の素材として、オーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性材料も用いることもできる。要は、誘導加熱によって発熱する金属等の導電性材料であれば、どのような素材でも、本発明のドラム本体11の素材として用いることができる。
ドラム1には、その軸心に沿って直管状の非回転軸2が配置されている。この非回転軸2は、軸心がドラム1の軸心に一致しており、後述するように自身は回転しない固定軸として構成されている。非回転軸2は、ドラム1の両側の端面閉塞板12の中央部を貫通するように配置され、その非回転軸2に、ベアリング25を介してドラム1の端面閉塞板12が回転自在に支持されている。これにより、ドラム1は非回転軸2に対し軸心回りに回転可能に構成されている。
非回転軸2は、図1および図2の紙面に向かって右側(従動側)が、ドラム1の端面閉塞板12から外方に引き出されて外方引出部2aとして構成されている。なお非回転軸2の図1および図2の左側(駆動側)は、ドラム1の端面閉塞板12から外方に引き出されておらず、非回転軸2の従動側端面が、端面閉塞板12の外面にほぼ一致するように配置されている。
ドラム1の両側の端面閉塞板12の外面には、ドラム1の軸心に沿って外方に突出するように直管状の回転軸3a,3bがそれぞれ固定されている。両側の回転軸3a,3bは、軸心がドラム1の軸心に一致するように配置されている。一方側(従動側)の回転軸3aは、非回転軸2の外方引出部2aに対し隙間を持って外嵌するように配置されている。両回転軸3a,3bは、ドラム1に連結一体化されており、ドラム1と連動して一体的に軸心回りに回転するように構成されている。
両回転軸3a,3bは、設置台9に既述したように支持機構8を介してそれぞれ支持されている。すなわち支持機構8は、両回転軸3a,3bに対応して設置台9上に固定される支柱81と、各支柱81の上端に取り付けられた軸受機構82とを備えており、軸受機構82にドラム1の両回転軸3a,3bがそれぞれ軸心回りに回転自在に支持されている。さらに支持機構8の従動側の支柱81には、非回転軸2の外方引出部2aの端部に対応して、固定ブラケット83が固定されており、固定ブラケット83を介して非回転軸2が支柱81に連結固定されている。これにより、非回転軸2が回転しない状態でドラム1が両回転軸3a,3bと共に軸心回りに回転できるように構成されている。
また支持機構8における駆動側の支柱81には、電動モータ等のドラム回転駆動手段85が取り付けられており、このドラム回転駆動手段85が駆動することによって、ドラム1が回転駆動するように構成されている。
なお、非回転軸2の両端はそれぞれ開口しており、両回転軸3a,3bの両端もそれぞれ開口している。従って、非回転軸2の従動側端部開口(外方引出部2aの端部開口)は外部に開放されるとともに、非回転軸2の駆動側端部開口は、駆動側の回転軸3b内を介して外部に開放されている。
図2および図3に示すように、ドラム1の内部には、ドラム本体11の内周面に対向するようにして誘導加熱用コイル(電磁誘導コイル)4が設けられている。誘導加熱用コイル4は、周方向に沿って等間隔おきに複数(8つ)設けられている。各誘導加熱用コイル4は、軸心方向に延びるように長尺状に形成されており、ドラム本体11の軸心方向のほぼ全域にわたって配置されている。
各誘導加熱用コイル4は、非回転軸2に支持されている。すなわち非回転軸2の外周面には、各誘導加熱用コイル4の2箇所に対応して、径方向に沿って立設するように支持板41がそれぞれ固定されており、各支持板41の先端にL字状ブラケット42の一片がそれぞれねじ留め固定されている。さらに各L字状ブラケット42の他片にスペーサ43を介して各誘導加熱用コイル42がそれぞれねじ留め固定されている。こうして各誘導加熱用コイル4は、非回転軸2に固定されており、ドラム1の回転動作にかかわらず、所定の位置に保持される。
また本実施形態においては、各誘導加熱用コイル4は、ドラム本体11の内周面との間に隙間が形成されており、この隙間の径方向の距離を各誘導加熱用コイル4毎にそれぞれ変更できるように構成されている。例えばL字状ブラケット42に設けられたスペーサ43として、サイズ(長さ)の異なるものを採用することによって、誘導加熱用コイル4およびドラム本体11間の距離を変更することができる。さらにL字状ブラケット42の支持板41に対しねじ留め位置を変更することによっても、誘導加熱用コイル4およびドラム本体11間の距離を変更することができる。
なお言うまでもなく、誘導加熱用コイル4との距離が短いドラム本体11の部分は、誘導加熱用コイル4との距離が長いドラム本体11の部分に比べて、通電時の磁力線の影響を受け易くなるため、発熱量が多くなり温度が高くなる。従って本実施形態においては、ドラム1の所要領域を他の領域に比べて発熱量を多くまたは少なく設定できて、ドラム1の各部位毎に発熱量および温度を微調整することができる。
また本実施形態においては、各誘導加熱用コイル4の非回転軸2に対する取付位置を変更することによって、複数の誘導加熱用コイル4の各間の間隔を適宜変更できるようになっている。例えば後述するようにドラム本体11における液状原料Mが供給される部分に対応する誘導加熱用コイル4間の間隔を狭く(密に)設定し、それ以外の誘導加熱用コイル4間の間隔を広く(粗に)設定すれば、密な間隔に対応するドラム本体11の部分(材料Mが供給される部分)は、粗な間隔に対応するドラム本体11の部分に比べて、発熱量が多くなり温度が高くなる。従って本実施形態ではこの構成においても、ドラム1の所要領域を他の領域に比べて発熱量を多くまたは低く設定できて、ドラム1の各部位毎に発熱量および温度を微調整することができる。
またドラム1内において、非回転軸2には、周方向および径方向にそれぞれ所定の間隔おきに複数の貫通孔21が形成されており、これらの貫通孔21を介してドラム1内において非回転軸2の外側と内側とが連通されている。
そして外部の交流電源から誘導加熱用コイル4に交流電流を供給するための電力供給用の電線部材45が、ドラム1の従動側および駆動側の両側からドラム1内に導入されている。
すなわち従動側から導入される電線部材45は、非回転軸2の従動側の端部開口から非回転軸2内に導入されて、非回転軸2内を通ってドラム1内に導入される。こうしてドラム2内に導入された電線部材45が、適当な貫通孔21を通ってドラム2内における非回転軸2の外側に引き出されて所定の誘導加熱用コイル4に接続されている。
また駆動側から導入される電線部材45は、駆動側の回転軸3b内に導入されて、非回転軸2の駆動側の端部開口からドラム2内の非回転軸2内に導入される。こうしてドラム2内に導入された電線部材45が、適当な貫通孔21を通ってドラム内における非回転軸2の外側に引き出されて所定の誘導加熱用コイル4に接続されている。
なお本実施形態においては、各誘導加熱用コイル4に対応してそれぞれ電線部材45が配設されており、各電線部材45は互いに独立して、それぞれインバーター電源に接続されている。これにより各誘導加熱用コイル4への出力量をそれぞれ個別に調整できるため、この出力値を大きく設定した誘導加熱用コイル4に対応するドラム本体11の部分は、出力値を小さく設定した誘導加熱用コイル4に対応するドラム本体11の部分に比べて発熱量が多くなり温度が高くなる。従って本実施形態においてはこの構成においても、ドラム1の所要領域を他の領域に比べて発熱量を多くまたは少なく設定できて、ドラム1の各部位毎に発熱量および温度を微調整することができる。
誘導加熱用コイル45とドラム本体11の内周面との間には周方向のほぼ全域にわたって断熱材(遮熱材)7が配置されている。この断熱材7は、発熱したドラム本体11からの輻射熱等を遮断してドラム本体11から誘導加熱用コイル45に熱を伝達させずに、誘導加熱用コイル45の熱による悪影響を回避するものである。
本実施形態において、断熱材7は誘導加熱用コイル45側に固定されており、ドラム1の回転動作にかかわらず、回転せずに所定の位置に保持される。
断熱材7としては、誘導加熱されず、熱伝導率が低い素材を使用するのが良く、例えばガラスクロス製のものを好適に用いることができる。
なお本発明において、断熱材7はドラム本体11側に固定するようにしても良い。この場合には、ドラム1の回転動作に追従して断熱材7も回転することになる。
ドラム1の内部には、ドラム本体11の内周面に対向するように非接触温度センサ5が配置されている。この非接触温度センサ5は、非回転軸2に支持されている。すなわち非回転軸2の外周面には径方向に沿って立設するように支持棒51が固定されており、この支持棒51の先端に非接触温度センサ5が取り付けられている。さらに非接触温度センサ5の先端の検出部に対応して、断熱材7に検出用孔71が形成されており、この検出用孔71を介して非接触温度センサ5の検出部がドラム本体11の内周面に確実に対向できるようになっている。
なお断熱材7をドラム本体11側に固定する場合には、断熱材7に設けられる検出用孔を周方向に連続するスリット状に形成することにより、ドラム1の回転位置にかかわらず、そのスリット状の検出用孔を介して、非接触温度センサ71の検出部を常時ドラム本体11の内周面に対向させることができる。
また非接触温度センサ71に接続された信号線55は、非回転軸2の適当な貫通孔21を介して非回転軸2内に導入されて、非回転軸2の内部を通って、非回転軸2の従動側の端部開口から引き出されて制御装置等に接続されている。これにより本実施形態においては、信号線55を介して非接触温度センサ5からの出力情報を取得できて、ドラム本体11の温度を把握できるように構成されている。なお本実施形態においては、信号線55も電線部材を構成するものである。
図2に示すように本実施形態のドラムドライヤにおいては、非回転軸2の従動側端部開口に対応して冷却エアー導入手段6が設けられており、この冷却エアー導入手段6から、冷却用流体としての冷却エアーAが非回転軸2の内部にその従動側端部開口を介して導入できるように構成されている。
また非回転軸2の内部におけるドラム1の軸心方向中間位置には、冷却エアーAの流通を阻止する邪魔板22が設けられている。この邪魔板22によって、非回転軸2の従動側端部開口から導入された冷却エアーAが、非回転軸2内の駆動側に直接流通するのが阻止されて、従動側の適当な貫通孔21を通って非回転軸2の外側におけるドラム1の内部に導入される。ドラム1の内部に導入された冷却エアーAは、誘導加熱用コイル4から熱を吸収して誘導加熱用コイル4を冷却する。熱を吸収したエアーAは、非回転軸2の駆動側内部に適当な貫通孔21を介して流入して、非回転軸2の駆動側内部および駆動側回転軸3bの内部を通って外部に排出される。こうして冷却エアーAがドラム1内に循環されることによって誘導加熱用コイル4が効率良く冷却されるようになっている。
ここで本実施形態においては、非回転軸2の内部における邪魔板22よりも従動側の領域が冷却用流体供給路として機能するとともに、駆動側の領域が冷却流体用排出路として機能するものである。
なお本実施形態においては、冷却用流体として冷却エアー等の気体を用いる場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においては、冷却用流体として冷却液等の液体を用いることも可能である。例えば冷却用チューブを非回転軸2の従動側端部開口から挿入して、適当な貫通孔21から引き出して、ドラム1の内部に張り巡らす。さらに冷却用チューブをドラム1の内部から適当な貫通孔21を介して非回転軸2内に挿入し、駆動側回転軸3bの端部開口から外部に引き出す。そして冷却用チューブにその従動側等から冷却水を導入し、その冷却水をドラム1内に導入して駆動側等から排出させる。こうして冷却用チューブを介してドラム1内に冷却水を循環させることによって、加熱誘導用コイル4等を冷却することができる。
一方、図3に示すようにドラム1の下側における一方側(図3の右側)寄りの位置には、原料供給容器91が設けられるとともに、その原料供給容器91の内部にはスプラッシュロール92が回転自在に配置されている。そして原料供給容器91内に供給された液状原料Mが、スプラッシュロール92の回転によって飛散してドラム1(ドラム本体11)の外周面に付着するように構成されている。
またドラム1の下側における他方側(図3の左側)寄りの位置には、スクレーパー95が配置されており、そのスクレーパー95によってドラム1に付着した乾燥品(製品)Pを掻き取って所定の箇所に回収できるように構成されている。
またスクレーパー95の近傍には、掻き取られた乾燥品Pの水分率を測定するための水分率測定器96が配置されている。この水分率測定器96は非接触連続測定式のものであり、乾燥品Pに対し非接触で、連続して回収される乾燥品Pの水分率を常時測定できるように構成されている。
本実施形態のドラムドライヤにおいては、マイクロコンピュータ等によって構成される制御装置(図示省略)を備え、温度センサ5や水分率測定器96等の検出部からの情報に基づいて、誘導加熱用コイル4への出力値、ドラム回転駆動手段85、スプラッシュロール92回転用の駆動手段等の駆動部の駆動を制御して、以下に説明するような動作が行われるものである。
まず本実施形態のドラムドライヤにおいては、誘導加熱用コイル4に電流を供給して、ドラム本体11を誘導加熱するとともに、ドラム回転駆動手段85によってドラム1を回転駆動する。そしてドラム1の回転が安定し、かつドラム本体11の温度が所定の温度に達してその温度で安定した後、本格的に製造が開始される。
すなわちスプラッシュロール92が回転駆動して、原料供給容器91内の液状原料Mがドラム1の外周面に吹き付けられて付着する。ドラム1に付着した液状原料Mは、ドラム1の回転に伴って回転しながら加熱されることにより水分が蒸発して乾燥していき、乾燥品(製品)Pとなる。こうして製造された乾燥品Pがスクレーパー95によって掻き取られて、所定箇所に回収される。
また本実施形態のドラムドライヤにおいては、スクレーパー95によって掻き取られた乾燥品Pの水分率を水分率測定器96によって常時測定しているため、仮に乾燥品Pの水分率が所定の基準値等よりも高いような場合には、所定の誘導加熱用コイル4への出力値を増大させたり、あるいはドラム1の回転速度を低下させたりして、液状原料Mへの熱付与量を増加させることによって、乾燥品Pに対して所定の水分率に調整できて、高品質の乾燥品(製品)Pを製造することができる。
以上の構成の本実施形態のドラムドライヤによれば、ドラム1内に誘導加熱用コイル4を配置して、誘導加熱(IH)によってドラム1(ドラム本体11)を加熱するようにしているため、誘導加熱用コイル4への出力値を調整するだけでドラム1の温度を自在に設定することができる。このためドラム1の温度制御を容易に行うことができ、ドラム温度の微調整も確実に行えて、液状原料Mへの熱付与量を適切に調整できて、高品質の乾燥品(製品)Pを効率良く製造することができる。
また本実施形態のドラムドライヤにおいては、自身は回転しない非回転軸2にドラム1を回転自在に支持するとともに、非回転軸2に誘導加熱用コイル4を固定するようにしているため、誘導加熱用コイル4は回転させずに実質的にドラム1だけが回転する。このため誘導加熱用コイル4をドラム1と共に回転させるような場合と比較して、回転機構として高荷重に耐え得るような複雑かつ大型の機構を採用する必要がなく、その分、構造の簡素化および装置の小型軽量化を図ることができ、容易に製作できるとともに、製作コストも削減することができる。
さらにドラム1の回転動作にかかわらず、非回転軸2、誘導加熱用コイル4および非接触温度センサ5は回転しないため、コイル4やセンサ5と外部とを電気接続するための電気配線系(電線部材45,55)を非回転軸2の内部を利用して簡単に設置でき、この点においても、構造の簡素化を図ることができる。
また本実施形態のドラムドライヤにおいては、ドラム1の内部に非接触温度センサ5を配置して、その非接触温度センサ5からの情報に基づいてドラム温度を取得するようにしているため、例えばドラム1の温度を測定するためのドラム温度測定器をドラム1の外部に配置する場合と比較して、ドラム回りの構造が簡素になり、構造の簡素化をより確実に図ることができる。
また本実施形態のドラムドライヤにおいては、ドラム本体11と誘導加熱用コイル4との間に断熱材7を配置しているため、その断熱材7によって、誘導加熱されたドラム本体11からの輻射熱等を遮断して、ドラム本体11から誘導加熱用コイル4に熱が伝達するのを防止することができる。このため誘導加熱用コイル4の熱による悪影響を回避することができ、誘導加熱コイル4の熱劣化等の不具合を有効に防止できて、十分な耐久性を得ることができる。
また本実施形態のドラムドライヤにおいては、各誘導加熱用コイル4毎に出力値を調整できるため、ドラム外周面のうち、熱負荷が大きい領域、例えばドラム外周面の原料供給部周辺に対応する誘導加熱用コイル4の出力値を大きくすることによって、原料供給部周辺での熱付与量を多くでき、原料Mを効率良く加熱乾燥することができ、より一層高品質の乾燥品(製品)Pを製造することができる。
なお原料Mの種類によっては、ドラム外周面における原料供給部周辺以外の領域に熱負荷が大きい領域が存在することも想定されるため、そのような場合には原料供給部周辺以外の熱負荷が大きい領域に対応する誘導加熱用コイル4の出力値を大きくするようにすれば良い。例えばドラム外周面における原料移動経路のうち、原料供給部から掻き取り部(製品回収部)までの間の中間部に対応する誘導加熱用コイル4の出力値を大きく設定したり、製品回収部近傍等に対応する誘導加熱用コイル4の出力値を大きく設定するようにしても良い。
言うまでもなく、熱負荷が小さい領域に対応する誘導加熱用コイル4への出力値を小さくするようにしても良い。
また本実施形態のドラムドライヤにおいては、各誘導加熱用コイル4におけるドラム内周面との距離を変更できるように構成しているため、ドラム外周面における熱負荷が大きい領域に対応する誘導加熱用コイル4を、ドラム内周面に近付けることによって、上記と同様に原料Mを効率良く加熱乾燥することができ、高品質の製品Pをより確実に製造することができる。
さらに本実施形態のドラムドライヤにおいては、周方向に隣合う誘導加熱用コイル4の間隔を変更できるように構成しているため、ドラム外周面の熱負荷が大きい領域における誘導加熱用コイル4の間隔を狭く(密に)設定することによって、上記と同様に原料Mを効率良く加熱乾燥することができ、高品質の製品Pをより一層確実に製造することができる。
また本実施形態のドラムドライヤによれば、管状の非回転軸2を介してドラム1内に冷却エアーAを導入して、ドラム1内に組み込まれた誘導加熱用コイル4等を冷却するようにしているため、誘導加熱用コイル4の熱劣化を有効に防止できて、長期間安定した状態で誘導加熱を行うことができ、十分な耐久性を得ることができる。
さらに管状の非回転軸2の内部を冷却エアー導入用および排出用の流路として用いているため、これらの流路を別途形成する必要がなくその分、構造の簡素化、製作の容易化およびコストの削減をより一層確実に図ることができる。
また本実施形態のドラムドライヤにおいては、水分率測定器96によって、スクレーパー95によって掻き取られた乾燥品(製品)Pの水分率を測定しているため、水分率を基に乾燥品Pの良否を適確に判断でき、製品Pの品質をより一層向上させることができる。
なお、本発明においては、必ずしもドラム1の全域を導電性材料によって形成する必要がなく、ドラム1の少なくとも周壁(ドラム本体11)が金属等の導電性材料によって形成されていれば良い。
また上記実施形態においては、周方向に沿って誘導加熱用コイル4を8つ配置する場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においては、周方向に誘導加熱用コイルを7つ以下または9つ以上配置するようにしても良い。さらに上記実施形態においては、各誘導加熱用コイル4は、軸心方向に連続して設けられているが、それだけに限られず、本発明においては、誘導加熱用コイル4を軸心方向に分割して軸心に沿って直列状に配置するようにしても良い。
また上記実施形態においては、ドラム1内に非接触温度センサ5を1つ設ける場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においては、非接触温度センサを複数設けるようにしても良い。この場合には、ドラムの各部位毎の温度を測定することができるため、各部位毎にきめ細かく温度制御することができ、より一層効率良く原料Mに熱を付与することができ、より一層高品質の乾燥品(製品)Pを製造することができる。
また上記実施形態においては、本発明をスプラッシュフィード式シングルドラムタイプのドラムドライヤに適用する場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明は他のタイプのドラムドライヤにも適用することができる。例えば本発明を、ディップフィード式シングルドラムタイプのドラムドライヤ、サイドロールフィード式シングルドラムタイプのドラムドライヤ、上部多段ロールフィード式シングルドラムタイプのドラムドライヤ、下部ロールフィード式のシングルドラム型のドラムドライヤにも適用することができる。さらに本発明は、シングルドラムタイプのドラムドライヤに限られず、ダブルドラムタイプのドラムドライヤや、ツインドラムタイプのドラムドライヤにも適用することができる。
この発明のドラムドライヤは、液状原料を乾燥固化して例えば、化成品、薬品、食料品、染料品等の乾燥品を製造する際に好適に用いることができる。
1:ドラム
2:非回転軸
4:誘導加熱用コイル
45:電線部材
5:非接触温度センサ
7:断熱材
85:ドラム回転駆動手段
95:スクレーパー
96:水分率測定器
A:冷却エアー(冷却用流体)
M:液状原料

Claims (8)

  1. 周壁が導電性材料によって構成された中空状のドラムと、
    前記ドラムの軸心に沿って配置され、かつ前記ドラムを軸心回りに回転自在に支持する非回転軸と、
    前記ドラムを回転駆動するドラム回転駆動手段と、
    前記ドラム内に、ドラム内周面に対向した状態で前記非回転軸に固定された誘導加熱用コイルとを備え、
    前記誘導加熱用コイルに通電して前記ドラムを誘導加熱しつつ、前記ドラム回転駆動手段によって前記ドラムを回転させることにより、前記ドラムの外周面に供給された液状原料を加熱乾燥するように構成され、
    前記ドラムの内部に、前記ドラムの温度を測定するための非接触温度センサが前記ドラムの内周面に対向した状態で前記非回転軸に固定されていることを特徴とするドラムドライヤ。
  2. 周壁が導電性材料によって構成された中空状のドラムと、
    前記ドラムの軸心に沿って配置され、かつ前記ドラムを軸心回りに回転自在に支持する非回転軸と、
    前記ドラムを回転駆動するドラム回転駆動手段と、
    前記ドラム内に、ドラム内周面に対向した状態で前記非回転軸に固定された誘導加熱用コイルとを備え、
    前記誘導加熱用コイルに通電して前記ドラムを誘導加熱しつつ、前記ドラム回転駆動手段によって前記ドラムを回転させることにより、前記ドラムの外周面に供給された液状原料を加熱乾燥するように構成され、
    前記誘導加熱用コイルは、前記ドラムの内周面に沿って周方向に間隔をおいて複数配置され、
    前記誘導加熱用コイルは、前記ドラムの内周面との距離を変更可能に構成されていることを特徴とするドラムドライヤ。
  3. 周壁が導電性材料によって構成された中空状のドラムと、
    前記ドラムの軸心に沿って配置され、かつ前記ドラムを軸心回りに回転自在に支持する非回転軸と、
    前記ドラムを回転駆動するドラム回転駆動手段と、
    前記ドラム内に、ドラム内周面に対向した状態で前記非回転軸に固定された誘導加熱用コイルとを備え、
    前記誘導加熱用コイルに通電して前記ドラムを誘導加熱しつつ、前記ドラム回転駆動手段によって前記ドラムを回転させることにより、前記ドラムの外周面に供給された液状原料を加熱乾燥するように構成され、
    前記誘導加熱用コイルは、前記ドラムの内周面に沿って周方向に間隔をおいて複数配置され、
    周方向に隣合う誘導加熱用コイルの間隔を変更可能に構成されていることを特徴とするドラムドライヤ。
  4. 周壁が導電性材料によって構成された中空状のドラムと、
    前記ドラムの軸心に沿って配置され、かつ前記ドラムを軸心回りに回転自在に支持する非回転軸と、
    前記ドラムを回転駆動するドラム回転駆動手段と、
    前記ドラム内に、ドラム内周面に対向した状態で前記非回転軸に固定された誘導加熱用コイルとを備え、
    前記誘導加熱用コイルに通電して前記ドラムを誘導加熱しつつ、前記ドラム回転駆動手段によって前記ドラムを回転させることにより、前記ドラムの外周面に供給された液状原料を加熱乾燥するように構成され、
    前記誘導加熱用コイルは、前記ドラムの内周面に沿って周方向に間隔をおいて複数配置され、
    前記非回転軸は管状に形成され、
    前記非回転軸の端部開口から前記非回転軸の内部に導入された冷却用流体が、前記ドラムの内部に導入されるように構成されていることを特徴とするドラムドライヤ。
  5. 前記誘導加熱用コイルは、前記ドラムの内周面に沿って周方向に間隔をおいて複数配置され、
    前記複数の誘導加熱用コイルにそれぞれ対応して、前記誘導加熱用コイルに通電するための電線部材がそれぞれ設置されている請求項1~4のいずれか1項に記載のドラムドライヤ。
  6. 前記非回転軸は管状に形成され、
    前記誘導加熱用コイルに通電するための電線部材が、前記ドラムの外部から前記非回転軸の内部を通って前記ドラムの内部に導かれて前記誘導加熱用コイルに接続されている請求項1~5のいずれか1項に記載のドラムドライヤ。
  7. 前記ドラムの内周面と前記誘導加熱用コイルとの間に断熱材が配置されている請求項1~のいずれか1項に記載のドラムドライヤ。
  8. 液状原料が加熱乾燥した乾燥品を前記ドラムの外周面から掻き取って回収するスクレーパーが前記ドラムの外周面に対向して設けられ、
    前記スクレーパーによって掻き取られた乾燥品の水分率を計測するための水分率計測器が設けられている請求項1~のいずれか1項に記載のドラムドライヤ。
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