JPH04155177A - 粉体の乾燥法およびその装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は粉体及び顆粒の乾燥を促進する方法とその装
置に関するものである。

〈従来技術〉 粉体（以下顆粒を含む）の乾燥には、被乾燥物の材質、
用途１粒子の大きさなどにより、それぞれに適した方法
で熱風を粉体に強制通風させて粉体を加熱し乾燥する方
法が行われている。

従って粉体乾燥機としては流動層乾燥機１通風型乾燥機
、同転筒式乾燥機、噴霧型乾燥機など種々の方式があり
、いづれの方式においても、熱風による熱を被乾燥物に
与えて被乾燥物を加熱し、乾燥促進を図っている。

〈発明が解決しようとする課題〉 加熱気体から被乾燥物に熱を与えるためには高温の熱風
を大量に使用する必要があり、また被乾燥物の種類によ
っては、あまり高温に加熱すると変質するものかあって
、この場合にはやや低めの熱風にて乾燥を行わなければ
ならないので乾燥に長時間を要する。しかしながら、こ
れらには自づから制限かあり、従って被乾燥物を加熱乾
燥する場合の熱風の熱エネルギーを有効に利用するため
には、被乾燥物か熱風にさらされる時間を長くすること
か必要となる。即ち、熱風が被乾燥物中を通過する長さ
を長くして、任意の高温気体分子が被乾燥物に接触する
機会を増す必要かあり、そのためには大型の乾燥機か必
要となって、その設備費か高くなるという課題かある。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、これらの課題を解決するため、前記熱風を用
いて湿気を含んだ被乾燥物（粉体）を加熱し乾燥する乾
燥機において、最大周波数約５０Ｈｚ以下の低周波音波
を熱風（高温気体）に与えて被乾燥物中を通過させるこ
とにより、熱風（高温気体）と被乾燥物との接触相対速
度を早くして、熱風（高温気体）と被乾燥物間の熱伝達
係数Ｋ（ｋｃａ１２／　ｘ’ｈｔ　）を増大させ、被乾
燥物をより早く加熱し乾燥させるようにしたのである。

また別の表現をすれば、任意の気体分子の被乾燥物に接
触する機会の確率を高めて、熱風による被乾燥物の加熱
乾燥を促進して作業能率を向上させる方法及びその装置
を提供しようとするものである。

本発明はまた別の応用例として、スラリーや液状の被乾
燥物を高温球状媒体表面に付着させ、高温球状媒体より
の熱伝導と高温気ぺによる熱伝達とにより、液状被乾燥
物を加熱し乾燥させる球状媒体式流動層乾燥機において
最大周波数約５０Ｈｚ以Ｆの低周波音波を高温気体、ま
たはスラリーや液状被乾燥物の噴霧状液体と高温気体と
の混合体、あるいは高温気体と被乾燥物の液膜か表面に
耐着した球状媒体に与えることにより高温気体の任きの
気体分丘と被乾燥物との接触の機会を高めて、高温気体
による被乾燥物の加熱乾燥を促進して作業能率を向」−
させる方法及び装置を得て、市工記の課題を解決しよう
とするしのである。

一般に気体と同体間の熱伝達係数Ｋ　ＣｋｃａＱ／ｊ’
ｈ℃）は気体と同体間の相対速度か大きくなる程、増大
することは良く知られている。

なお、低周波音波を与える手段としては、例えば 特公昭５ｇ−５５８３４号公報の低周波音波発生装置。

ＰＣＴ／５Ｅ８８１００１７２　　ＡＩＲ−ＤＲＩＶＥ
Ｎ　Ｌｏｔ−ＰＲＥＱＵＥＮＣＹＳＯ［；！ｌＤ　　Ｇ
Ｅ！ＩＥＲＡＴＯＲＷＩＴＨＰＯ５ＩＴＩＶＥ　　ＦＥ
ＥＤＢＡＣＫ　　ＳＹＳ−ＴＥＭ、。

ＰＣＴ／５Ｅ８９１００３６７　１．０Ｗ−ＦＲＥＱＩ
ＩＥ！ＩｃＹ　５ＯＵＮＤ　ＧＥＮ−ＥＲＡＴＯＲ９Ｅ
ＳＰＥＣＩＡｌ、ＬＹ　　ＦＯＲＧＲＩＬＬＳ。

またはスピーカー、めろいはモーターによる回転運動や
磁力を利用してピストンを往復運動させて低周波音波を
発生させる低周波音波発生器などがあり、乾燥機の構造
や８噴１種類に応し、さらには低周波音波の必要容量や
低周波音波発生器の取付手段などを４慮していずれか適
合するものを採用すればよいので、低周波音波発生器の
方式は特に限定されるしのではない。

〈実施例〉 以下図面に基づいて、さらに詳細にこの発明について説
明する。

第１図ａは流動層乾燥機に低周波音波発生器３を取付け
た例を示もので、粉体の被乾燥物２は乾燥室１ａの〜側
入口１１より搬入され、乾燥室ｌａ内の中間に横架設す
る多孔板ベツド１２上に一定の高さ（、（１）の層状に
て積載され、多孔板ベツド１２の下方より、送風機４か
ら送られる熱風を供給することにより、粉体を撹拌、浮
遊流動させ、粉体の被乾燥物２ａと熱風間にて熱伝達を
行なわせて粉体を加熱し、水分を気化させて、排熱風と
共に乾燥室１ａの上部排気口１４から、フィルター５を
経て排気ファン６にて排気する。乾燥した乾燥物２ｂは
乾燥室１ａの他側出口１５より搬出される。なお、熱風
と共に上部排気口１４から排出された被乾燥物中の微細
な粉体２Ｃはフィルター５にて回収され取出ロアより回
収される。

低周波音波発生器３は乾燥室１ａの下部１３に上向きに
取付けて、低周波音波を乾燥室ｌａ内の熱風に連続して
与えるようにしている。従って、低周波音波を附与され
た熱風は上下振動を繰返しながら多孔板ベツド１２の下
方より被乾燥物２ａ間を通過して上方に貫通する。

第１図すは熱風の任意の気体分子か被乾燥物の流動層内
を移動する運動の軌跡のモデルを示すものである。

なお同図の左は従来方式の場合で、同図の右は本発明に
よる低周波音波を与えた場合を示している。

即ち、乾燥室ｌａ内の多孔板ベツド１２の下方より、風
速ｙ、（ｘ／５ｅｃ）の熱風に音波振動速度±Ｖ１（Ｉ
Ｉ／５ｅｃ）の低周波音波が与えられると、被乾燥物２
ａの流動層内での速度はそれぞれυ、′（Ｉｔ／５ｅｅ
）。

±Ｖ　＋′（ｚ／　５ｅｃ）となる。

この場合、熱風の任意の気体分子がこの流動層内を下方
から上方に通過する運動の軌跡は、第１図すの如くなり
、運動の軌跡の全長はり、（峠となることを示す。

従って、低周波音波を与えた場合の熱風の任意気体分子
が被乾燥物２ａに接触する機会は低周波音波を与えない
場合のＬ　、／ｌ！、倍となる。即ち、被乾燥物２ａと
熱風との間の平均相対速度はとなり、被乾燥物２ａに多
くの熱を伝達し得ることになる。

第２図ａは通風型乾燥機に低周波音波発生器３を取付け
た一例を示すものである。

被乾燥物２は乾燥室１ｂの一側人口２１より搬入され、
乾燥室ｌｂ内を多孔板コンベアー２２上に積載されて移
動しつつ、多孔板コンベアー２２の下方より送風機４か
ら供給される熱風にて加熱乾燥され、被乾燥物２ａより
気化した水分は、熱風と共に乾燥室１ｂの上部排気口２
４から、排気ファン６によりフィルター５を経て排気さ
れる。

乾燥した乾燥物２ｂは乾燥室１ｂの他側出口２５から搬
出される。

低周波音波発生器３は乾燥室１ｂの下部に取付けて、乾
燥室ｌｂ内の熱風に低周波音波を与え、熱風は多孔板コ
ンベアー２２の下方より、被乾燥物２ａを加熱乾燥しな
がら通過する。第２図すに見られるように、熱風の任意
の気体分子は複数回、被乾燥物２ａと接触し、低周波音
波を与えない場合よりも多くの熱を被乾燥物２ａに与え
て加熱乾燥の効率を向上することかできる。

なお第２図すは熱風の任意の気体分子か被乾燥物２ａの
層内を流れる運動の軌跡のモデルを示すもので、同図の
左は従来方式の場合、同図の右は本発明による低周波音
波を与えた場合を示している。

第１図すの場合と同様、低周波音波を与えた場合の熱風
の任峰の気体分子が被乾燥物２ａに接触する機会は低周
波音波を与えない場合のり、／Ｃ，倍となり、即ち被乾
燥物２ａと熱風との間の平均相対速度は となり、被乾燥物２ａに多くの熱を伝達し得ることとな
る。

第３図＆は回転部式乾燥機に低周波音波発生器３を取付
けた例を示す。

被乾燥物２は回転乾燥室１ｃの一側人口３１より搬入さ
れ、回転筒式乾燥機の回転乾燥室１Ｃ内にて、撹拌され
なから、出口側に設けた送風機４より送られる熱風に低
周波音波発生器３にて発生した音波振動速度工Ｖ　ｚ　
（ｚ／　５ｅｃ）を有する低周波音波を与えて、該熱風
により加熱乾燥されて、乾燥室出口３５から搬出される
。

熱風は被乾燥物２ａから気化された水分と共に回転乾燥
室１ｃの入口側・の排気口３４から排気ファン６により
フィルター５を経て排気される。

回転乾燥室ｌｃ内の熱風送風速度υ３（ｚ／５ｅｃ）に
対し、低周波音波発生器３にて音波振動速度士Ｖｚ（ｚ
／５ｅｃ）の低周波音波か与えられることにより、熱風
の任意の気体分子は、音波振動速度Ｖ　３　（ｘ／　５
ｅｅ）にて振動しながら、風速’１ｔ３（＊／ｓｅａ　
）にて回転乾燥室ｌｃ内を被乾燥物２ａの移動方向と逆
方向に送風されて被乾燥物２ａの加熱乾燥を行う。

以上、回転乾燥室内の高温気体に低周波音波を与えた場
合について説明したか、固定のトンネル炉の如き長胴型
や、普通の箱型乾燥炉内の高温気体に低周波音波を与え
て、高温気体と炉内の被乾燥物との間の熱伝達を促進す
ることにより、回転乾燥室の場合と同様の乾燥効果を得
ることができる。

第３図すは回転乾燥室ｌｃ内を流れる熱風の従来方式の
場合〔同図の上〕と、本発明による低周波音波を与えた
場合〔同図の下〕の任意の気体分子の運動の軌跡を示す
モデル図である。

第１図すの場合と同様、低周波音波を与えた任意の気体
分子が被乾燥物２ａに接触する機会は、低周波音波を与
えない場合のＬ：＋／１２＋倍となる。即ち、熱風と被
乾燥物２ａとの間の平均相対速度はＶ　３−Ｖ　３　Ｘ
　　　　（ｘ／　ｓｅｅ　）Ｑ。

となり、被乾燥物２ａに、より多くの熱を伝達し得るこ
ととなる。

第４図＆は噴霧型乾燥機に低周波音波発生器３を取付ζ
すた一例を示すもので、被乾燥物２は原液タンク４１か
らポンプ４２によりバイブ４３内を圧送され、ノズル４
４により乾燥室ｌｄ内に噴霧状にて放出乙供給される。

一方、ファン４から送られる熱風は乾燥室１ｄの上方の
熱風供給口４５から送風され、乾燥室ｌｄ内を風速Ｖ　
４　（１／　ｓｅｅ　）にて下方に流れ、噴霧状の被乾
燥物２ａを加熱しながら乾燥室１ｄの下方の排気［−］
４６よりフィルター５を経て排気ファン６により排気さ
れる。

低周波音波発生器３は乾燥室１ｄの上部に下向きに取付
けられ、音波振動速度ｔ　Ｖ　、　（ＩＩ／　５ｅｃ）
の低周波音波を乾燥室ｌｄ内の噴霧状の被乾燥物２ａと
熱風との混合体に与え、熱風と被乾燥物２ａ間の相対速
度を早めて加熱乾燥を行うのである。

第４図すは熱風の任きの気体分子の乾燥室ｌｄ内での流
れの運動の軌跡のモデルを示すもので、同図の左は従来
方式の場合、また同図の右は本発明による低周波音波を
与えた場合のそれぞれの運動の軌跡を示す。即ち熱風の
風速Ｖ　４　（ｘ／　ｓｅｃ　）に加えて、音波振動速
度　＝　Ｖ　４　（ｚ／　５ｅｃ）の低周波音波が与え
られた場合、熱風の任意の気体分子か乾燥室ｌｄ内を上
方から下方に距離ＱＡＩ）を通過する間に移動する運動
の軌跡の長さかＬ４（３１）となることを示している。

なお、δ（ｚ）は低周波音波の振幅を示し、本図より分
かるように熱風の任意の気体分子は乾燥室１ｄを通過す
る間に（！４より長いＬ４の距離を移動することとなり
、低周波音波を与えない場合に比較してより多くの被乾
燥物２ａと接触する機会を有し、従って、より多くの熱
を被乾燥物２ａｉこ与えることができるので、加熱乾燥
効果を向上することができる。

熱風が乾燥室１ｄを通過する時間は、噴霧状被乾燥物２
ａの移動を無視すれば、 であり、この間の熱風の任意の気体分子の移動量は、低
周波音波を与えた場合はり、（ｚ）、即ち、傑物２ａと
熱風との平均相対速度は となり、従って、被乾燥物２ａにより多くの熱を伝達す
ることができて加熱乾燥か効率よく行われることとなる
。

以上は、熱風による加熱乾燥について説明したが、冷風
、あるいは常温空気を送風する冷却の場合も同様に低周
波音波を与えることによって、冷却装置の冷却能力を向
上することができる。

また、実施例にて図示した低周波音波発生器３の取付位
置は一例であって図示の位置に限定されるものではなく
、熱風あるいは冷風に低周波音波を与え得る位置に設置
すれば、本発明の効果が得られることは勿論である。

〈発明の効果〉 以上のようにして本発明は、乾燥用の熱風（高温気体）
、または前記スラリーや液状被乾燥物の噴霧状液体と熱
風との混合体、あるいは前記被乾燥物の被膜が表面に耐
着した球状媒体と熱風に低周波音波を与えることにより
、高温気体と被乾燥物との平均相対速度を従来より大き
くして熱伝達係数Ｋ　（ｋｃａＱ／　ｘ”ｈ℃）を増大
させて、被乾燥物をより早く加熱して乾燥することがで
きるという効果を生ずる。

従って、従来型乾燥機と比較して、本発明による方法、
即ち、低周波音波を利用することにより、同規模の乾燥
機の乾燥能力を増大させることを可能とし、あるいは小
型の乾燥機にて従来と同一の乾燥能力が得られることと
なって、乾燥機の製造コストを低減することができると
いう効果を生し、゛また従来よりも低温にて同能力の乾
燥を行うことができるという効果を生ずる。

また、同一の被乾燥物を乾燥させるのに、小型乾燥機、
即ち、熱風の消費量が少量ですむので、排気温度か同一
温度とすると、排気による排熱量が少くなって省エネル
ギー効果を得ることができるという効果を生ずる。

また、同効を利用して乾燥物の冷却を促進することがで
きるという効果を生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは流動層乾燥機に低周波音波発生器を取付けた
乾燥機の構成を示す図、第１図すはその熱風の気体分子
の流動層内の流れの運動の軌跡を示すモデル図、同様に
第２図ａ、第２図すは通風型乾燥機に、第３図λ、第３
図すは回転部式乾燥機に、第４図ａ、第４図すは噴霧型
乾燥機に、それぞれ低周波音波発生器を取付けた場合の
乾燥機の構成と熱風の気体分子の運動の軌跡を示すモデ
ル図、ｌａ、　ｌｂ、　ｌｃ、　ｌｄは乾燥室、２は被
乾燥物、３は低周波音波発生器、４は送風機、５はフィ
ルター、６は排気ファン、７は取出口、＋１は乾燥室入
口、１２は多孔板ベツド、１３は乾燥室の下部、１４は
上部排気口、１５は乾燥室の出口、２１は乾燥室入口、
２２は多孔板コンベアー、２４はＪ：、部排気口、２５
は乾燥室の出口、３１は乾燥室の人口、３４は排気口、
３５は乾燥室の出口、４１は原液タンク、４２はポツプ
、４３はパイプ、４４はノズル、４５は熱風供給口、４
６は排気口である。 ０−」 第１５ ＃１１昭６　　　↑ 第２０６−６ 従来方式゛　　　　率発１

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）粉体の加熱乾燥方法において、粉体収容の乾燥室
   内の加熱高温気体に低周波音波発生器により発生する約
   ５０Ｈｚ以下の低周波音波を与えることを特徴とする粉
   体加熱乾燥法。
2. （２）粉体の加熱乾燥方法において、加熱乾燥後の粉体
   を冷却するための冷却用気体に低周波音波発生器により
   発生する約５０Ｈｚ以下の低周波音波を与えることを特
   徴とする粉体の冷却法。
3. （３）高温気体にて、乾燥炉内収容の被乾燥物を高温気
   体にて乾燥する乾燥法において、該高温気体に約５０Ｈ
   ｚ以下の低周波音波を与えることにより、高温気体と被
   乾燥物間の熱伝達を促進することを特徴とする乾燥方法
   。
4. （４）乾燥室に約５０Ｈｚ以下の低周波音波を発生する
   低周波音波発生器を取付けたことを特徴とする請求項（
   １）記載の粉体乾燥装置。
5. （５）粉体の加熱乾燥後の冷却室に約５０Ｈｚ以下の低
   周波音波を発生する低周波音波発生器を取付けたことを
   特徴とする請求項（２）記載の粉体冷却装置。
6. （６）乾燥炉に約５０Ｈｚ以下の低周波音波を発生する
   低周波音波発生器を取付けたことを特徴とする請求項（
   ３）記載の乾燥炉。