JPH03504155A - 多分散物質の熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 多分散物質の熱処理装置 技術分野 本発明は物質の熱処理に関し、かつ特に多分散物質の熱処理装置に関する。

背景技術 サイクロン型の乾燥室と、湿った多分散物質供給装置と接続し、かつ乾燥室の側 壁部に接線をなして取り付けられた熱媒体および多分散物質を供給するダクトと が組み込まれた多分散物質乾燥装置（エキスプレス・インフォーメーション社発 行の「フォーリン・エキスベリエンス」のシリーズＸＭ−１．第６号（１９８５ 年版）の第５頁ないし第９頁に掲載されたタミア・ニー・アイ、エルペリン・ア イおよびルサト・ケー氏著の「向流をなす空気流による対流乾燥装置」が広く知 られている。伝熱乾燥媒体および多分散物質を供給するダクトの出口の間には、 二つの流れが衝突する領域が設けられている。また、この装置には、乾燥室の側 壁部と該乾燥室の内部に設けられた吐出管の壁部との間に固定されたらせん形プ レートの形態の静的スワール発生装置が組み込まれている。

気体／固体の混合物の流れは衝突領域に乾燥室の円筒形の表面に接線をなして流 入し、かつ衝突領域内に生ずる遠心力場が流れに作用する。その結果、多分散物 質のばらの微粒が乾燥室の側壁部のまわりに移動し、その側により層をなして沈 降し、それにより熱媒体との接触により、より小さい微粒が大きい微粒から選別 される。多分散物質の微粒が衝突流域内に、かつらせん形プレートの間に短時間 （前者の場合には１００分の数秒）滞留するので、この熱処理プロセスは効率が 低く、かつこの既知の装置は高い水分を含む多分散物質および高い拡散抵抗を有 する多分散物質を乾燥するために不適である。

この既知の装置においては、消費された熱媒体から乾燥した微粒が分離される前 にらせん形プレートの間で多数回運動の方向を変える気体／固体の混合物の流れ の乱れたパターンから本質的に高い流体力学的な抵抗が生ずる。この場合には、 散逸に起因する高いエネルギ損失が不回避である。

また、垂直方向に設けられ、かつ垂直壁部の母線において連結された円筒形の乾 燥室が組み込まれた種々の多分散物質、例えば、溶液および懸濁液を熱処理する 装置（ＳＵ、Ａ９８３．４１２）が広く知られている。各乾燥室の上端面には、 ファンに至る吸入口と接続された渦流吐出管が設けられている。熱媒体および多 分散物質が導入される管が乾燥室に接続をなして接続されている。

これらの接続方向に延びる管に隣接する乾燥室の隣接面は、共通の平坦な壁部を 構成している。

接続方向の管内に流下する途中で加速される熱媒体および湿った多分散物質は、 二つの流れが相互に１８０ｍの角度で合流するときに接続方向の管から乾燥室中 に流入する。これらの二つの流れが相互に衝突するときに、多分散物質の微粒が 振動減衰運動をうけ、微粒の速度がソアリング（上昇）速度まで減少したときに 衝突領域から流出する。

衝突流域においては、伝熱率および物質移動率が高いが、微粒は短時間（１秒の 数分の１）衝突領域に滞留するので、伝熱プロセスの効率が低い。

二つの流れが衝突した後、気体／固体の混合物は接続方向の通路に沿って乾燥室 の円周に向かって流れ、そして円筒形の壁部と衝突してその運動エネルギのいく らかを散逸により失う。

発明の開示 本発明の主な目的は気体／固体混合物の流の伝導率および物質移動率を高め、か つ必要な動力を減少させるように設計された多分散固体の熱処理装置を提供する ことにある。

本発明の主な目的は、垂直方向に設けられかつ側壁部の母線において相互に結合 された二つの円筒形の乾燥室と、湿った多分散物質の供給装置と接続されかつ各 々の結合した乾燥室の側壁部対して接続方向にかつ乾燥室の結合平面に直角に配 置された熱媒体および多分散物質が導入されるダクトと、各々の乾燥室の上端面 の壁部に配置されかつファンと接続された使用済みの熱媒体を処分する管と、吐 出管を備えかつ乾燥室と接続された乾燥した多分散物質を分離するサイクロンと を備えており、本発明によれば、熱媒体および多分散物質が導入されるダクトか らの吐出口は乾燥室の結合平面に対して対称に配置され、かつ熱媒体および多分 散物質を導入するダクトの等価値径の０．　５倍ないし１．５倍の距離だけ隔置 され、それにより乾燥した多分散物質を分離するサイクロンの頂部が各々の乾燥 室の下端面壁部に該乾燥室と共軸をなす位置に取り付けられて、それにより乾燥 室内に突出部を構成し、かつ乾燥した多分散物質を分離する各々サイクロンの突 出部が乾燥室内にその軸線に沿って配置され、かつ使用済みの熱媒体を処分する 管と接続されている。

この装置は、熱媒体および多分散物質が導入されるダクトの反対側に、かつ主乾 燥室に対して対称に配置された処理量を増大するための付加的な１組の結合した 乾燥室を備えていると好都合である。

また、多分散物質の乾燥中の伝熱率を高めるために、乾燥室の側壁に隣接した熱 媒体および多分散物質が導入される各々のダクトの壁部に多分散物質の還流口を 設けると好都合である。

また、熱媒体および多分散物質が導入される各々のダクトの還流口が再循環する 多分散物質の量を制御するための駆動ゲートを備えていると好都合である。

熱媒体および多分散物質が導入されるダクトからの突出口が多分散物質を粒径に より格付けするために相応した乾燥室内の乾燥した多分散物質を分離するサイク ロンの突出部に取り付けられることが好ましい。

また、多分散物質砕解機と、熱媒体および多分散物質を導入するダクトの入口と 接続されかつ７字形のダクトの分岐部により相互に結合された付加的なダクトと が水分含有量の高い多分散物質を処理する装置に組み込まれ、それにより７字形 のダクトの垂直方向の分岐部が乾燥室の結合平面内に配置されかつ多分散物質供 給装置および空気加熱器が接続された多分散物質砕解機と接続されることが好ま しい。

さらに、Ｙ字形ダクトの分岐部の間に気体／固体の混合物を均一に分布させるた めに、多分散物質砕解機がＹ字形ダクトの垂直方向の分岐部の下方に配置され、 それにより該砕解機のロータの軸線が乾燥室の結合平面に直角に配置されること が好ましい。

多分散物質の乾燥中の伝熱率をさらに高めるために、熱媒体および多分散物質か 導入される各々のダクトから突出口において乾燥室の高さ全体に沿って延びる山 形プレートの形態の流線形の羽根を、この熱処理装置に付加的に組み込む二とが 望ましい。

また、乾燥室からサイクロン中に流入する途中の気体／固体の混合物の流量を制 御するために、枢動ゲートを備えたスロットノズルが各々の乾燥室内に設けられ かつ熱媒体および多分散物質を供給するダクトの連結箇所において乾燥した多分 散物質を分離するサイクロンの突出部内に配置されることが望ましい。

さらに、多分散物質の均一な熱処理を保証するために、乾燥した多分散物質を分 離する各々のサイクロンが該サイクロンの下側部分に共軸をなす位置に配置され かつ熱媒体に旋回運動を与える装置が取り付けられた付加的な円筒形の分岐管を 備えることが望ましい。

多分散物質の熱処理の均一性を高めるために、乾燥した多分散物質を分離するサ イクロンの各々の熱媒体に旋回運動を与える装置が付加的な円筒形の分岐管の下 側部分に取り付けられた接線方向の分岐管を備えることが望ましい。

また、多分散物質の熱処理の均一性をさらに高めるために、乾燥した多分散物質 を分離する各々のサイクロンの接線方向の分岐管が、これらの分岐管が付加的な ダクトと結合される箇所において７字形の分岐部と組をなして連結され、側壁部 から等距離隔置された枢動ゲートが結合部に配置されることが望ましい。

さらに、乾燥した多分散物質の品質を改良するために、付加的な円筒形の分岐管 が乾燥した多分散物質を分離する各々のサイクロン内で冷媒供給源と接続され、 それにより付加的な円筒形の分岐管が冷媒の流量を制御する装置を備え、かつ乾 燥した多分散物質を分離する各々のサイクルの下側部分に冷媒の流れおよび使用 済みの熱媒体の流れを分割する装置が設けられることが望ましい。

また、乾燥した多分散物質の品質をさら高めるために、乾燥した多分散物質を分 離する各々のサイクロン内に配置された冷媒の流量を制御する装置が、制御可能 な方法で回転されるようになった、付加的な円筒形の分岐管の下端面に取り付け られた組合わせオリフィスの型式で設けられることが望ましい。

また、乾燥した多分散物質の品質をさらに改良するために、乾燥した多分散物質 を分離する各々のサイクロン内に配置された冷媒の流れおよび使用済みの熱媒体 の流れを分割する装置がその中心線のまわりにサイクロイドを回転することによ り形成された回転体の型式で設けられ、かつ乾燥した多分散物質を分離するサイ クロンの軸線に沿って制御可能に移動せしめられるようになった桿に取り付けら れることが望ましい。

さらに、乾燥室から熱媒体および多分散物質が導入されるダクト中への多分散物 質の循環を容易にするために、各々の乾燥室の少なくとも一方の端面壁部を還流 口に向かって傾斜させることが望ましい。

種々の多分散物質を処理するために高温熱媒体を使用可能にするために、らせん 形プレートが乾燥室の壁部と乾燥した多分散物質を分離するサイクロンの突出部 の側壁部との間の各々の乾燥室のスペース内に付加的に設けられ、それにより結 合した乾燥室内に配置されたらせん形プレートが対向した方向に巻かれ、かつサ イクロンの突出部の高さを相応したらせん形プレートの高さよりも大きくするこ とが推奨される。

また、多分散物質の熱処理効率を高めるために、熱媒体および多分散物質が導入 されるダクトが各々の乾燥室内で乾燥した多分散物質を分離するサイクロンの突 出部の下側部分に取り付けられ、それによりらせん形プレートがダクトの上方に 配置されることが推奨される。

さらに、多分散物質の熱処理効率をさらに高めるために、各々の乾燥室内の乾燥 した多分散物質を分離するサイクロンの突出部の高さが乾燥室の高さと実際に等 しく、スロットノズルがサイクロンの突出部の側壁部の下側部分に設けられ、か つ熱媒体および多分散物質が導入されるダクトがサイクロンの突出部の上側部分 に取り付けられ、それによりらせん形プレートがダクトの下方に配置されかつス ロットノズルの端縁に取り付けられることが推奨される。

本発明を実施することにより、気体／固体の混合物の高い伝熱率および物質移動 率が得られ、かつ多分散物質が強い空気力学的活動領域、すなわち、気体／固体 の混合物の二つの対向した直線の流れが互いに衝突する領域内に滞留する期間を 延長する。

この事実および多分散物質を熱処理しかつ分離するプロセスが同一作用空間内で 行われる事実のために、この熱処理装置内の空気力学的抵抗が減少し、その結果 必要な動力も減少する。

図面の簡単な説明 本発明は添付図面と共に読まれるべきである。その好ましい実施例に関する以下 の説明から最良に理解されよ的に横断面で示した平面図、 第２図は本発明による装置の側面図を示した第１図を■−■線に沿って裁断した 断面図、 第３図は装置を部分的に切り取って示した本発明の第２実施例の側面図、 第４図は本発明による装置を平面図で示した第３図をｒＶ−ｒＶ線に沿って裁断 した断面図、第５図は本発明による装置の一部分を断面側面図で示した第３図を ｖ−Ｖ線に沿って裁断した断面図、第６図は本発明により熱媒体および多分散物 質に旋回運動を伝達する装置を示した第３図をＶｌ−Ｖｌ線で裁断した断面の部 分図、 第７図は本発明による装置の（平面図）であり、第３図を■−■線に沿って裁断 した断面図、第８図は本発明による乾燥した多分散物質を分離するサイクロンの 第２実施例の断面を示した側面図、第９図は本発明による熱媒体および多分散物 質に旋回運動を与える装置の第２実施例の断面を示した側面図、第１０図は本発 明の装置の（平面図）であり、第９図をＸ−Ｘ線に沿って裁断した断面図、 第１１図は本発明による冷媒の流量を制御する装置の底面図、 第１２図は第１１図に示した本発明による制御装置を■−■線に沿って裁断した 断面図、 第１３図は本発明による装置の第３実施例を部分的に切り取って示した側面図、 第１４図は本発明による装置の第４実施例を部分的に切り取って示した側面図、 −Ｘｖ線に沿って裁断した断面図、 第１６図は第１４図に示した本発明による装置をＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿って裁断 した断面図、 第１７図は本発明による装置の第５実施例を部分的に切り取った断面を示した側 面図である。

発明を実施するための最良の形態 第１図を参照すると、多分散物質熱処理装置は四つの乾燥室１．　２．　３．４ を備え、１，２および３，４で示した乾燥室の各々の組は円筒形側壁部５の母線 に沿って相互に結合して稜線６を形成している。

この装置は相互に結合した二つの円筒形乾燥室のみを備えることができることは 明らかである。

２組の乾燥室１．２および３．４は熱媒体および多分散物質が導入されるダクト ７．８の対向した側に対称に配置されている。ダクト７．８は各々の結合した乾 燥室１、．２．３および４の側壁部５に接線方向にかつ稜線６を通る乾燥室１お よび２，３および４の結合平面に直角に取り付けられている。熱媒体および多分 散物質が導入されるダクト７．８の入口９は、湿った多分散物質供給装置１０と 接続されている。

使用される熱媒体はこの装置の適用目的により変り、空気、水蒸気または流入気 体（ｆｉｌｅｔ　　ｇａｓ）を使用することができる。

熱媒体および多分散物質が導入されるダクト７．８は長方形の横断面を有してい る。

熱媒体および多分散物質が導入されるダクト７．８の突出口１１は、稜線６を通 る乾燥室１．２および３，４の結合平面に関して対称に配置されている。ダクト ７゜８からの突出口１１は、熱媒体および多分散物質が導入されるダクト７．８ の等硼直径の０．　５−１．　５倍に等しい距離だけ離隔されている。

各々の乾燥室１．　２．　３．４の側壁部５に隣接した各々のダクト７．８の側 壁部１２には、各々に枢動ゲート１５が取り付けられた多分散物質の還流口１３ ．１４が設けられている。

使用済みの熱媒体を放出するためのファン１８の吸入口と接続された渦巻形管１ ７（第２図）が各々の乾燥室１．２，３．４の上端面壁部１６に設けられている 。

乾燥した多分散物質を分離するサイクロン２０が各々の乾燥室１．　２．　３． ４の内側に該乾燥室と共軸をなす位置に設けられ、かつその下端面壁部１９に取 り付けられている。各々の乾燥室１．　２．　３．４の内側には、サイクロン２ ０との連結箇所に突出部２１が形成されている。各々のサイクロン２０の頂部に 設けられた突出管２２が各々の乾燥室１．　２．　３．４の軸線２３と共軸をな す位置に配置され、かつ使用済みの熱媒体が放出される管１７と接続している。

乾燥後にサイクロン２０から吐出される多分散物質はホッパ２４内に収集されか つスクリューコンベヤにより装入のために吐出される。

本発明による多分散物質熱処理装置の別の実施例を例示した第３図について述べ ると、熱媒体および多分散物質か導入されるダクト７．８の各々の出口端部は、 乾燥室１．　２．　３．４のサイクロン２０の二つの突出部２１に固定されてい る。ダクト７．８の壁部１２に隣接した各々の乾燥室１．　２．　３．４の端縁 ２６（第４図）は多分散物質を還流させるためのそれぞれの還流口１３または１ ４の外縁と接続されている。

枢動ゲート２８を備えたスロットノズル２７が熱媒体および多分散物質が導入さ れるダクト７．８の各々とサイクロン２０の突出部２１との間の接合箇所に設け られている。

サイクロン２０の突出口２１に取り付けられたダクト７．８からの吐出口１１に は、サイクロン２０の突出部２１を囲繞しかつ各々の乾燥室１．　２．　３．４ の高さ全体にわたって延びる山形プレートの形態の三角形の流線形の羽根２９が 設けられている。

気体／固体の混合物を制御可能なスロットノズル２７を通してサイクロン２０の 中に供給するために、サイクロン２０の突出部２１の各々は、相応した三角形の 流線形の羽根２９から相応したスロットノズル２７まで下方に傾斜している。

塊りおよび凝集体を形成しがちである水分含有量の高い多分散物質を処理するた めに、熱媒体および多分散物質が導入されるダクト７．８の各々の入口９は円形 のベンド３４を形成するようにＹ字形ダクトの分岐部３２゜３３により結合され た付加的なダクト３０．３１と接続され、それによりＹ字形ダクトの垂直方向分 岐部３５が稜線６を通る円筒形の乾燥室１，２および３，４の結合平面内に配置 されている。垂直方向分岐部３５は、フランジ３６を介して多分散物質砕解ａｉ ３７と連結されている。砕解機３７のロータ３８は電動機３９により駆動される 。ロータ３８の軸４０には翼４１が取り付けられている。水分含有量の高い多分 散物質の供給装置４２か砕解機３７と連結されている。（第５図）水分含有量の 高い多分散物質を供給する装置４２は、軸４５に取り付けられたプレート４３． ４４の形態のときほぐし装置と、多分散物質を砕解機３４中に挿入するスクリュ ーコンベヤ４６とを備えている。熱媒体を管４８（第３図）を通して導入された 水蒸気により加熱する空気加熱器４７（第５図）、砕解機３７（第５図）と接続 されている。

接線方向の管５１（第６図）の形態の熱媒体に旋回運動を与える装置を備えた付 加的な円筒形の分岐管５０（第３図）が、乾燥した多分散物質を軸線４９に沿っ て分離する各々サイクロン２０内にその下側部分に設けられている。結合した乾 燥室１．２および３，４内に配置されたサイクロン２０の接線方向の管５１は、 組をなして、付加的なダクト３０．３１との接合部において、すなわち、枢動ゲ ート５２（第３図、第７図）が取り付けられた円形のベンド３４においてＹ字形 ダクトの分岐部３２．３３と連結されている。

サイクロン２０の下方には、乾燥した多分散物質を収集するホッパ５３（第３図 ）が設けられている。ホッパ内に収納された多分散物質は、装入のためにハウジ ング５５内で作動するスクリューコンベヤ５４により吐出される。

各々のサイクロン２０の下部に冷媒を導入することができる。この場合には、付 加的な円筒形の分岐管５０（第８図）が、大気または冷媒供給源（図示せず）の いずれかと接続する。

接線方向の管５１（第８図、第６図）または付加的な円筒形の分岐管５０の上端 部に配置された案内羽根５６（第９図、第１０図）の形態の熱媒体に旋回運動を 与える装置を設けることができる。

各々のサイクロン２０の付加的な円筒形の分岐管５０（第８図、第９図）は、冷 媒の流量を制御する装置を備えている。

冷媒の流量を制御する装置は、接線方向の管５１内に配置された枢動ゲート５７ （第８図、第６図）の型式になっている。

冷媒の流量を制御する装置は、また、スリーブ６０と一体にねし５９の助けによ り制御可能な方向で回動せしめられるように、円筒形の分岐管５０の下端面に取 り付けられた２個の組合わせオリフィスプレート５８（第１１図、第１２図）の 型式に構成することができ、それにより、オリフィスプレート５８の一方が円筒 形分岐管５０の下端面に取り付けられ、かつ他方のオリフィスプレート５８を制 御可能な方法で回動し、かつねじ６１により固定することができるようになって いる。

中心線６３のまわりにサイクロイドを旋回することにより得られる回転体の形態 の冷媒の流れおよび使用済みの熱媒体の流れを分割する装置６２が、乾燥した多 分散物質を分散する各々のサイクロン２０（第８図）の下側部分内に設けられ、 かつサイクロン２０の軸［４９に沿って配置されている。冷媒の流れおよび熱媒 体の流れを分割する装置６２は、軸線４９に沿って制御可能な方法で移動せしめ られるようになった桿６４に取り付けられている。桿６４は、止めねじ６６によ り固定されたスリーブ６５内に支持されている。

乾燥室１．　２．　３．４の幅方向の多分散物質の均一な分布を保証するために 、端面壁部１６．１９の少なくとも一方を多分散物質の還流口１３．１４に向か って傾斜させた、本発明による多分散物質処理装置の第３実施例（第１３図）を 提供することができる。

らせん形プレート６７（第１４図、第１５図）が各々の乾燥室１．　２．　３． ４に付加的に設けられ、かつ相応した乾燥室の側壁部５と相応した乾燥室１．　 ２．　３または４の内側に配置されたサイクロン２０の突出部２１の側壁部６８ との間に固定された、本発明による多分散物質処理装置の第４実施例（第１４図 、第１５図）を提供することかできる。結合された乾燥室１および２，３および ４内に配置されたらせん形プレート６７（ｍ１６図）が対向した方向に巻回され ている。多分散物質を分離するサイクロン２０の突出部２１の高さは、相応した 乾燥室内に設けたらせん形プレート６７の高さよりも高い。

サイクロン２０の突出部２１の下部には、熱媒体および多分散物質が導入される ダクト７．８からの吐出口１１（第１図）が接続されている。らせん形のプレー ト６７（第１４図）の一方の端部は、熱媒体および多分散物質が導入されるダク ト７．８の上壁部６９に取り付けられ、かつその他端部はダクト７．８の下壁部 ７０に取り付けられ、それによりらせん形のプレート６７が、熱媒体および多分 散物質が導入されるダクト７．８の上方に配置されている。

サイクロン２０の突出部２１の高さが乾燥室１，２゜３．４の高さと実際に等し い本発明による多分散物質熱処理装置の第５実施例を提供することができる。

サイクロン２０中への乾燥した多分散物質および消費された熱媒体の流れをひき 起こすスロットノズル７１が、サイクロン２０の突出部２１の側壁部６８内に設 けられている。熱媒体および多分散物質が導入されるダクト７゜８が、サイクロ ン２０の突出部２１の上側部分に取り付けられ、かつらせん形のプレート６７が ダクト７．８の下方に配置され、かつその一端部がスロットノズル７１の一端縁 に取り付けられている。

作動中、予熱された熱媒体および湿った多分散物質か供給装置１０（第１図、第 ２図）によりダクト７．８中に送入される。ダクト７．８内に形成された気体／ 固体の混合物が、該ダクト内で加速され、かつ稜線６を通る乾燥室１および２， ３および４の結合平面内で１８０’の角度で相互に衝突する二つの対向した方向 の流れとして乾燥室１および２，３および４に流入する。

多分散物質の微粒は、衝突領域において減衰振動運動をうけた後、衝突領域を去 る。ダクト７．８からの吐出口１１の間の距離は、これらのダクトの等価値径の ０、　５−１．５倍であり、衝突領域内で伝熱率および物質移動率が急激に上昇 し、相間速度が上昇し、かつ有効な相間接触面が多分散物質の微粒の幾何学的表 面にほとんど達するまで増大する。

乾燥室１および２，３および４内に発生した遠心力場が、気体／固体の混合物の 流れが衝突する平面に対して直角な平面内で微粒を対向した方向に旋回する。

微粒は遠心力の作用をうけて高い遠心圧力が作用する乾燥室１および２．３およ び４から、多分散物質の還流口１３．１４を介して低い静的圧力が作用する領域 であるダクト７．８中に強制的にもどされる。微粒は、ダクト７．８の中にいっ たんもどると、慣性により新鮮な気体／固体の混合物の直線状の流れを通り、か つ気体／固体の混合物の対向した方向の流れと次に衝突することにより、制動さ れるまで新しい気体／固体の混合物と共に加速される。このプロセスは多数回繰 り返され、その結果多分散物質が空気力学的な活動度が高い領域、すなわち、気 体／固体の混合物の二つの対向した流れが衝突する領域内に滞留する期間が可成 り延長され、かつ多分散物質の流れの伝熱率および物質移動率が著しく高められ る。多分散物質が乾燥室１．　２．　３．４からダクト７゜８中に複数回循環し た後、乾燥した多分散物質は、使用済みの熱媒体から分離するために、その内部 で得た運動エネルギのために乾燥室１．　２．　３．４から半径方向の通路に沿 ってサイクロン２０中に流入する。この使用済みの熱媒体は、ファン１８により 吐出管２２および渦巻管１７を経て大気中に放出されるか、または洗浄のために 送出される。乾燥室１，２．３および４から出た乾燥した多分散物質は、ホッパ ２４内に蓄積し、ホッパ２４から装入のためにスクリューコンベヤ２５により送 出される。

この装置は、多分散物質が熱処理領域内に滞留する時間を調節することにより最 適の性能が得られるように設定される。前記時間は乾燥室１．　２．　３．４か らダクト７．８中への多分散物質再循環速度により左右される。

この再循環速度は枢動ゲート〕５により制御される。もしもゲート１５が還流口 １３．１４の開口を増大するように設定されれば、気体／固体の混合物がより高 い速度で再循環され、空気力学的な活動度が高い領域内の多分散物質の濃度が高 まり、かつ伝熱率および物質移動率が高まる。しかし、この場合には、装置の空 気力学的な抵抗も同様に増大する。

塊りを形成する傾向がある多分散物質は、本発明による装置の第２実施例により 処理される。

第３図について述べると、空気加熱器４７内で加熱された熱媒体および供給袋Ｍ ４２からの湿った多分散物質は、スクリューコンベヤ４６により砕解機３７中に 導入される。湿った多分散物質は常にスクリニー型の供給装置（第５図）から塊 りとして吐出されるので、これらの塊りは、砕解機３７のロータ３８の回転する 翼４１により粉砕され、粉砕された物質は、粉砕機３７から熱媒体によりＹ字形 ダクトの垂直方向分岐部３５（第３図）中に搬送される。ロータ３８は、該ロー タの軸線４０が乾燥室１．、　２．　３．４の結合平面に対して直角に延びるよ うに、垂直方向分岐部３５の真下に配置されている。それ故に、気体／固体の混 合物Ｙ字形ダクトの分岐部３２゜３３と、付加的なダクト３０．３１と、ダクト ７．８との間に均一に分布される。Ｙ字形ダクトの分岐部３２゜３３が付加的な ダクト３０．３１と結合されるスペース、すなわち、円形ベンド３４内では、多 分散物質の微粒が異なる乾燥期間を必要とする微粒の粒径により格付けされる。

小さい微粒は円形ベンド３４内の気体／固体の混合物の旋回軸線に向かって移動 し、かつ接線方向の管５１および円筒形の分岐管５０を経て乾燥のためにサイク ロン２０中に流入する。粒度が細かい気体／固体の混合物の量および混合物中の 微粒の最大粒径は枢動ゲート５２により制御される。多分散物質のより大きい微 粒を含む気体／固体の混合物がダクト７．８中に送入される。

多分散物質の二つの対向した流れが乾燥室１および２゜３および４の結合平面内 で相互に衝突した後に、流線形の羽根２９により発生せしめられた気体／固体の 混合物の厳密に接線方向の流れが乾燥室１．　２．　３．４に入り、乾燥室内で 該混合物に対向した方向の旋回運動が与えられる。乾燥室１．　２．　３．４内 では、熱処理が前述したように行われる。サイクロン２０の突出部２１の側壁部 および乾燥室１．　２．　３．４の側壁部により構成された乾燥室１．２．３． ４のスペース内で、気体／固体の混合物が旋回運動する間、より大きい慣性を得 た微粒、すなわち、粒径が大きくかつ水分含有量の高い微粒が多分散物質の還流 口１３．１４を通してダクト７．８中に引き入れられ、ダクト７．８内で気体／ 固体の混合物の対向した方向の流れがさらに衝突する。多分散物質の乾燥した微 粒は、接線方向の流れにより使用済みの熱媒体から分離するためにスロットノズ ル２７を通してサイクロン２０中に搬送される。

接線方向の管５１（第６図、第８図）または案内羽根５６（第９図、第１０図） の形態の熱媒体の流れおよび多分散物質の流れに旋回運動を与える装置は、粒度 が細かい気体／固体の混合物の旋回流が付加的な円筒形の分岐管５０を通して各 々のサイクロン２０（第９図）の円錐形部分に流入することを保証することがで きる。

熱媒体から分離された乾燥した多分散物質はサイクロン２０中を流して、冷媒の 流れおよび使用済みの熱媒体の流れを分割する装置６２の下方に配置されたサイ クロン２０の下側部分７２に流入する。冷媒が円筒形分岐管５０を通して送入さ れ、かつ接線方向の管５１内で旋回せしめられる。冷却領域７２においては、装 置６２の上方に配置された分離領域７３から到達した多分散物質の旋回流が慣性 のために冷却空気の対向した旋回流により効果的に冷却される。冷却された多分 散物質は、ホッパ２４中に蓄積する。使用済みの冷媒は、装置６２により生ずる 抵抗に抗して冷却領域７２から分離領域７３中に上昇し、かつ使用済みの熱媒体 と混合するときに吐出管２２（第３図）を通して共通の旋回流中に処分される。

この流出する気体は一般に湿式スクラバー中に送入される。

二の熱処理装置は、二つのプロセス変数、すなわち、多分散物質の冷却領域７２ の長さＪ。および冷媒の流量を制御することにより多分散物質を最適に冷却する 状態で作動するように設定されている。冷却領域７２の長さＩｏを調整するため には、装置６２の軸線方向の位置を変更しなければならない。装置６２をサイク ロン２０の吐出管２２に向かって移動すると、冷却領域７２の範囲が延びる。そ の結果、多分散物質の冷却速度は増すが、この場合、分離領域７３の長さｌｃが 短縮されるので、サイクロン２０の分離能力は減少する。

もしも接線方向の管５１が冷却の流量を制御する装置として使用されれば、冷媒 の流量は枢動ゲート５７（第６図）により制御される。また、別の態様として、 同一の効果が冷媒の流量を制御する装置として使用される２個の組合わせオリフ ィスプレート５８（第１１図）の回転角度を変えることにより得られる。

冷媒の流量の変更により、冷却プロセスと冷却されつつある多分散物質の旋回運 動の動力学的な作用との間の平衡状態が失われる。冷却の流量が低い場合には、 多分散物質に対する冷媒の作用が僅少であり、かつ多分散物質の乱流パターンが 事実上なんら影響をうけない。その結果、冷却速度は低い。冷媒の流量が増大す ると、旋回運動の速度が高まり、その結果、冷却されている多分散物質に対する 冷媒の動力学的な作用も同様に高められる。

多分散物質の流速が低下し、かつ冷媒と効率的に相互に作用しあう多分散物質の 確実な円形の層が冷却領域７２（第９図）内に形成される。これらの状態の下で は、冷動領域７２の保持能力（すなわち、一時に該領域内に存在する多分散物質 の量）か増大になる。

冷媒の流量をさらに増大させると、分離領域７３中への多分散物質の二次的なキ ャリオーバーが増大して、それによりサイクロン２０の効率が低下する。

端面壁部１６．１９（第１３図）の少なくとも一方を多分散物質還流口１３．１ ４に向かって傾斜させた本発明による装置の第３実施例が使用される場合には、 多分散物質の流れが乾燥室１．　２．　３．４の稜線６に隣接した部分の線速度 と等しい一定の速度で乾燥室１．　２．　３゜４（第２図）の円周に沿って旋回 する。その理由は、乾燥室１．　２．　３．４内で旋回する気体／固体の流れの 横断面積が稜線６から多分散物質還流口１３．１４に向かう方向に減少するから である。これにより、乾燥室１゜２．３．４の壁部５を摩擦しかつ半径方向の通 路に沿ってサイクロン２０中に下降する多分散物質の微粒の摩擦に起因する運動 のエネルギの損失が補償される。

熱処理された物質がほぼ均一な粒径の微粒を含む場合には、粒径がより大きい微 粒が還流口１３．１４における気体／固体の混合部等から離れる確率が低いので 、各々の乾燥室１．　２．　３．４の上端面壁部１６（第１３図）を多分散物質 還流口１３．ユ４に向かって傾斜させることが望ましい。

微粒の平均の等価値径が２．１０’ｒｎ以上または３．１０’ｍである多分散物 質が熱処理される場合には、各々の乾燥室の上端面壁部１６および下端面壁部１ ９（第１３図）を還流口１３．１４に向かって対称に傾斜させるのが実用的であ る。その場合には、より大きい微粒、すなわち、多分散物質すらもダクト７．８ 中に再循環せしめられる。

水分含有量の高い多分散物質を熱処理するために、または高温燃焼および熱分解 するためには、本発明による装置の第４実施例が使用される。熱媒体の温度は３ ００℃ないし８００℃の範囲内である。

この場合には、ダクト７．８（第１４図、第１７図）を通して導入された気体／ 固体の混合物の対向した流れが、乾燥室１．　２．　３．４の稜線６を通る平面 内のらせん形プレート６７の各々の巻回部のスペース７４内で相互に衝突する。

気体／固体の混合物は、混合するために戻る方向に移動しないでらせん形の溝に 沿って移動する。

すなわち、熱媒体および多分散物質の粒子の再循環がこの熱処理装置内では起こ らない。この構造により、熱媒体の熱エネルギの節減が得られ、その結果所要動 力が減少する。

使用済みの熱媒体および乾燥した多分散物質は、突出部２１（第１４図）の上端 面を越えてまた突出部２１の側壁部６８内のスロットノズル７１（第１７図）を 通ってサイクロン２０中に流入する。二のプロセスのそれ以後の工程は前述した ように行われる。

らせん形プレート６７が熱媒体および多分散物質か導入されるダクト７．８の上 方（第１４図）に配置されるか、または下方（第１７図）に配置されるかにより 、気体／固体の混合物はらせん形プレート６７の巻回部により構成されたらせん 形溝に沿って上昇しまたは下降する。

もしも粒子の粗い物質が熱処理されるとすれば、該粗粒物質は乾燥室１，２，３ ．４の頂部中に送入され、かつらせん型プレートがダクト７．８の下方に配置さ れる。

らせん形プレート６７の巻回部の間のらせん形の溝に沿って移動する気体／固体 の混合物の原動力は、乾燥室１、　２．　３．４の結合平面を通る領域７４内で 衝突した後に発生せしめられる接線方向の流れの運動エネルギである。これによ り、装置内の摩擦損失が減少せしめられる。

概していえば、この多分散物質熱処理装置は、既知の装置と比較して１．２−１ ．４の比率だけ摩擦損失を減少する。粗粒物質を処理する場合の所要動力は高温 媒体を使用しているために３０−４０％減少する。この場合には、水蒸気による 使用済みの熱媒体の全く完全な飽和か得られる。

産業上の利用可能性 本発明は食品、化学品、医薬、紙およびセルロース産業、建築材料の製造、ミル ク、砂糖、でんぷん、塩化ビニルの共重合体、薬剤、粉砕製紙用素材、おがくず 、ビート、砂、ナツプおよび屠殺された動物および鶏肉、みじん切りした草を乾 燥する装置としての農工用コンプレックスの種々の分野に利用される。また、本 発明はマグネサイトおよびドロマイトの燃焼および種々の粉末または顆粒状製品 の冷却に利用することができる。

手続補正書（方式） 平成　３年　６月／Ｊ−唾 特許庁長官　　植　松　　　敏　　殿 １　事件の表示 ２　発明の名称 多分散物質の熱処理装置 ３　補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 ５　補正命令の日付 発送日　　平成　３年　６月　４日 ６　補正の対象 明細書及び請求の範囲の翻訳文 ７　補正の内容 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 垂直方向に設けられかつ側壁部（５）の母線において相互に結合された二 つの円筒形の乾燥室（１，２）と、湿った多分散物質の供給装置と接続されかつ 各々結合した乾燥室（１，２）の側壁部（５）に対して接線方向にかつ乾燥室（ １，２）の結合平面に直角に配置された熱媒体および多分散物質が導入されるダ クト（７，８）と、各々の乾燥室（１，２）の上端面壁部（１６）に配置されか つファン（１８）と接続された使用済みの熱媒体を処分する管（１７）と、各々 吐出管（２２）を備えかつ乾燥室（１，２）と接続された乾燥した多分散物質を 分離するサイクロン（２０）とを備えた多分散物質を熱処理する装置において、 熱媒体および多分散物質が導入されるダクト（７，８）からの吐出口（１１）が 乾燥室（１，２）の結合平面に対して対称に配置されかつ熱媒体および多分散物 質を導入するダクト（７，８）の等価値径の０．５倍ないし１．５倍の距離だけ 隔置され、それにより乾燥した多分散物質を分離する各々のサイクロン（２０） の頂部が各々の乾燥室（１，２）の下端面壁部（１９）に該乾燥室と共軸をなす 位置に取り付けられてそれにより乾燥室（１）および（２）内に突出部（２１） を構成しかつ乾燥した多分散物質を分離する各々のサイクロン（２０）の吐出部 （２２）が乾燥室（１）および（２）内にその軸線（２３）に沿ってて配置され かつ使用済みの熱媒体を処理する管（１７）と接続されたことを特徴とする前記 装置。 ２．　付加的な１組の結合した乾燥室が組み込まれ、熱媒体および多分散物質が 導入されるダクト（７，８）の反対側にかつ主乾燥室（１，２）に対して対称に 配置されたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ３．　多分散物質の還流口（１３，１４）が乾燥室（１，２，３，４）の壁部（ ５）に隣接した熱媒体および多分散物質が導入されるダクト（７，８）の壁部（ １２）に設けられたことを特徴とする請求の範囲第１項および第２項のいずれか 一項に記載の装置。 ４．　熱媒体および多分散物質が導入される各々のダクト（７）および（８）の 多分散物質の還流口（１３，１４）が駆動ゲート（１５）を備えたことを特徴と する請求の範囲第３項に記載の装置。 ５．　熱媒体および多分散物質が導入するダクト（７，８）からの吐出口（１１ ）が相応した乾燥室（１，２，３，４）内の乾燥した多分散物質を分離するサイ クロン（２０）の突出部（２１）に取り付けられたことを特徴とする装置。 ６．　多分散物質砕解機と、熱媒体および多分散物質が導入されるダクト（７， ８）の入口（９）と接続されかつＹ字形ダクトの分岐部（３２，３３）により相 互に結合された付加的なダクト（３０，３１）とが設けられ、それによりＹ字形 ダクトの垂直方向の分岐部（３５）が乾燥室（１，２，３，４）の結合平面内に 配置されかつ多分散物質砕解機（３７）と接続され、該砕解機に多分散物質供給 装置（４２）およひび空気加熱器（４７）が接続されたことを特徴とする請求の 範囲第１項から第５項までのいずれか一項に記載の装置。 ７．　多分散物質砕解機（３７）がＹ字形ダクトの垂直方向の分岐部の下方に配 置され、それにより該砕解機のロータ（３８）の軸（４０）が乾燥室（１および ２，３および４）の結合平面に垂直に配置されたことを特徴とする請求の範囲第 ６項に記載の装置。 ８．　熱媒体および多分散物質が導入される各々のダクト（７，８）からの吐出 部（１１）において乾燥室（１，２，３，４）の高さ全体に沿って延びる山形プ レートの形態の流線形の羽根（２９）が付加的に設けられたことを特徴とする請 求の範囲第５項に記載の装置。 ９．　駆動ゲート（２８）を備えたスロットノズル（２７）が各々の乾燥室（１ ，２，３，４）内に設けられかつ熱媒体および多分散物質が導入されるダクト（ ７，８）の連結箇所において乾燥した多分散物質を分離する各々のサイクロン（ ２０）の突出部（２１）内に配置されたことを特徴とする請求の範囲第８項に記 載の装置。 １０．　乾燥した多分散物質を分離する各々のサイクロン（２０）が該サイクロ ンの下側部分に共軸をなす位置に配置されかつ熱媒体に旋回運動を与える装置が 取り付けられた付加的な円筒形の分岐管（５０）を備えたことを特徴とする請求 の範囲第１項および第２項のいずれか一項に記載の装置。 １１．　乾燥した多分散物質を分離するサイクロン（２０）の各々内で熱媒体に 旋回運動を与える装置が付加的な円筒形の分岐管（５０）の下側部分に取り付け られた接線方向の分岐管（５１）の形態で設けられたことを特徴とする請求の範 囲第１０項に記載の装置。 １２．　乾燥した多分散物質を分離する各々のサイクロン（２０）の接線方向の 分岐管（５１）が該分岐管が付加的なダクト（３０，３１）と結合される箇所に おいてＹ字形ダクトの分岐部（３２，３３）と組をなして連結され、側壁部から 等距離隔置された駆動ゲート（５７）が結合部に設けられたことを特徴とする請 求の範囲第１１項に記載の装置。 １３．　付加的な円筒形の分岐管（５０）が乾燥した多分散物質を分離する各々 のサイクロン（２０）内で冷媒供給源と接続され、それにより付加的な円筒形の 分岐管（５０）が冷媒の流量を制御する装置を備え、かつ冷媒の流れおよび使用 済みの熱媒体の流れを分割する装置が乾燥した多分散物質を分離する各々のサイ クロン（２０）の下側部分に設けられたことを特徴とする請求の範囲第１０項に 記載の装置。 １４．　乾燥した多分散物質を分離する各々のサイクロン（２０）内に配置され た冷媒の流量を制御する装置が制御可能な方法で回転されるようになった付加的 な円筒形の分岐管（５０）の下端面に取り付けられた組合わせオリフィスの型式 で設けられたことを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の装置。 １５．　乾燥した多分散物質を分離する各々のサイクロン（２０）内に配置され た冷媒の流れおよび使用済みの熱媒体の流れを分割する装置（６２）がその中心 線（６３）のまわりにサイクロイドを回転することにより形成された回転体の型 式で設けられかつ乾燥した多分散物質を分離するサイクロン（２０）の軸線（４ ９）に沿って制御可能な方法で移動せしめられるようになった桿（６４）に取り 付けられたことを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の装置。 １６．　各々の乾燥室（１，２，３，４）の少なくとも一方の端面壁部（１６） または（１９）を多分散物質還流口（１３）または（１４）に向かって傾斜させ たことを特徴とする請求の範囲第３項および第４項のいずれか一項に記載の装置 。 １７．　らせん形プレート（６７）が乾燥室（１，２，３，４）の壁部（５）と 乾燥した多分散物質を分離するサイクロン（２０）の突出部（２１）の側壁部（ ６８）との間の各々の乾燥室（１，２，３，４）のスペース内に付加的に設けら れ、それにより結合した乾燥室（１および２，３および４）内に配置されたらせ ん形プレート（６７）が対向した方向に巻かれかつサイクロン（２０）の突出部 （２１）の高さを相応したらせん形プレート（６７）の高さよりも大きくしたこ とを特徴とする請求の範囲第１項から第５項までのいずれか一項に記載の装置。 １８．　熱媒体および多分散物質が導入されるダクト（７，８）が各々の乾燥室 （１，２，３，４）内で乾燥した多分散物質を分離するサイクロン（２０）の突 出部（２１）の下側部分に取り付けられ、それによりらせん形プレート（６７） がダクト（７，８）の上方に配置されたことを特徴とする請求の範囲第１７項に 記載の装置。 １９．　各々の乾燥室（１，２，３，４）内の乾燥した多分散物質を分離するサ イクロン（２０）の突出部（２１）の高さが乾燥室（１，２，３，４）の高さと 実際に等しく、スロットノズル（７１）がサイクロン（２０）の突出部（２１） の側壁部（６８）の下側部分に設けられ、かつ熱媒体および多分散物質が導入さ れるダクト（７，８）が突出部（２１）の上側部分に取り付けられ、それにより らせん形プレート（６７）がダクト（７，８）の下方に配置されかつスロットノ ズル（７１）の端縁に取り付けられたことを特徴とする請求の範囲第１７項に記 載の装置。