JPH0417348B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、粉粒体を真空乾燥する塔型の真空乾
燥機に関し、とくに槽内に設けられる撹拌翼の構
造に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、粉粒体の原料を真空乾燥するには、槽
内に原料を投入し、槽内を高真空にして原料を昇
温する方法がとられ、真空乾燥機としては、塔型
の槽から構成される真空乾燥機が多種知られてい
る。このような真空乾燥機により、形状の異なる
複数種の粉粒体からなる原料を真空乾燥する場
合、真空乾燥機には、真空乾燥の機能とともに異
形状原料を均一に混合する機能が要求される。そ
のため、通常、槽内には原料を撹拌して混合する
ための撹拌翼が設けられる。

したがつて、真空乾燥機の構造としては、たと
えば第１図イに示すように、塔型の槽１内にらせ
ん翼を有するスクリユ２が設置されるような構造
がとられる。そして、仕込口３から投入された複
数種の原料は、槽１内が真空状態に保たれた後、
スクリユ２によつて撹拌混合されながら、槽１外
壁からの加熱とスクリユ２の撹拌により内部から
発生する剪断発熱とにより昇温され、乾燥され
る。

ところが、このような構造の真空乾燥機におい
ては、複数種の形状の異なる原料が、スクリユ２
で撹拌される際それぞれ流動状態が異なるため、
槽１内で分級しやすく、分級によつて均一な混合
が妨げられるため、昇温が不均一になるとともに
所定の温度までの昇温時間が長くなるという問題
がある。たとえば、第１図イ，ロ，ハに、形状の
異なる原料として、合成樹脂フイルム用の原料で
あるチツプ４（３〜５mm径、高さ５mm程度の円柱
状の粒状原料）、フレーク５（フイルムを５mm角
程度に切断した回収原料）、ペレツト６（フレー
ク５を５mm径、高さ12〜15mm程度の円柱状に圧縮
成形し、表面を溶触させて固めた原料）を用いた
場合の原料混合の進行状態を示す。この場合、図
に示すように、最も流動しやすいペレツト６が槽
１内壁、スクリユ２に沿つて大きく循環し、見掛
け比重の軽いフレーク５は上部に集まりやすく、
分級が発生しやすい。そのため、混合に時間がか
かるとともに、昇温時間も長くかかるという問題
がある。

従来、このような問題を解決する乾燥装置とし
て、例えば、特開昭55−3588号公報に記載された
ものが知られている。この乾燥装置は、槽内に槽
の内壁部に沿うが如くわずかな〓間を隔てて槽の
上下方向に設けられたスパイラル状のスクレーパ
と、このスクレーパを相互に接続する板状の部材
とによつて弾性スクレーパを構成し、この弾性ス
クレーパを撹拌軸と共に回転しつつ乾燥するよう
にしたものである。

しかしながら、この乾燥装置は、同公報に記載
されているように槽内壁部に付着した被混合物を
掻き取る効果はあつても、弾性スクテーパが槽の
内壁部の上下方向に沿つて連続して設けられてい
るので、槽内壁部近傍の被混合物は弾性スクレー
パが到達する毎にスクレーパ近傍にのみ小さな循
環流がその都度形成され、このような状態が槽内
壁部の上下方向に沿つて生じるだけで槽内全体を
流動する大きな循環流が形成されず、被混合物に
分級が発生するという問題があつた。また、この
乾燥装置には撹拌軸の下方に撹拌軸と同軸のスク
リユ形の案内板が固定されているが、この案内板
は、同公報第２図に示す如く、軸部から先端まで
の槽径方向全長に渡つて傾斜されたスクリユ状に
構成されているため、単に、案内スクリユと接触
する全ての原料を上方に押し上げるか下方に押し
下げるかの機能しかもたず、容器内の原料に案内
スクリユ自身複雑な流動を与えることができない
ので、原料の分級が依然として生じる欠点があつ
た。このため、やはり昇温に長時間を要し、乾燥
に時間がかかるという問題があつた。

また、上述の如き従来の真空乾燥機における別
の問題として、真空乾燥終了後に槽１から原料を
排出する時の排出時間の問題がある。すなわち、
スクリユ２を回転させながら原料を排出すると、
槽１内原料の流動性が良好な状態で排出されるた
め短時間で排出が完了するが、スクリユ２を回転
させると原料が分級してしまうので、通常排出時
にはスクリユ２は停止される。そのため、排出時
間が長くかかり、処理サイクルが長くなつて、前
後の工程の処理能力との関係上運転サイクルが問
題となることがあつた。

［発明の目的］ 本発明は、上記のような問題を解消するため
に、昇温、乾燥中の原料の分級を極力抑え、昇
温、乾燥時間を短縮するとともに、原料排出時間
を短縮して、真空乾燥機の運転サイクルを短縮す
ることを目的とする。

［発明の構成］ この目的を達成する本発明の真空乾燥機は、形
状の異なる複数種の粉粒体からなる原料を、槽内
で撹拌翼によつて撹拌しながら真空乾燥する真空
乾燥機において、前記撹拌翼を、槽内中央で上下
に延びるらせん翼を有するスクリユと、該スクリ
ユと同時に回転する複数の分級防止撹拌翼とで形
成せしめ、かつ、前記分級防止撹拌翼を、一端が
前記スクリユの途中に固定され他端が槽内を槽径
方向に延びる支持軸と、前記槽の内壁に近接した
位置で前記支持軸の他端側に固定され、槽の内周
方向への回動によつて槽の内壁側からスクリユ側
へ向う原料の流れを形成する向きに傾斜された、
板状部材からなる翼部とで形成せしめた、ことを
特徴とする真空乾燥機を要旨とする。

［発明の作用］ 本発明の真空乾燥機は、撹拌翼を、槽内中央で
上下に延びるらせん翼を有するスクリユと、該ス
クリユと同時に回転する複数の分級防止撹拌翼と
で形成せしめ、かつ、その分級防止撹拌翼を、一
端が前記スクリユの途中に固定され他端が槽内を
槽径方向に延びる支持軸と、槽の内壁に近接した
位置で前記支持軸の他端側に固定され、槽の内周
方向への回動によつて槽の内壁側からスクリユ側
へ向う原料の流れを形成する向きに傾斜された、
板状部材からなる翼部とで形成せしめたので、槽
中央部原料の上昇流は、スクリユ軸の周りにおい
て、分級防止撹拌翼の設けられた部分ではスクリ
ユ自体による上昇流と分級防止撹拌翼による循環
流との合体流となり、また、分級防止撹拌翼の設
けられていない部分ではスクリユ自体による上昇
流のみの非合体流となる。すなわち、原料の上昇
流は、スクリユ軸の周りに、合体流と非合体流が
交互に配置された流れとなり、しかも、その流れ
がスクリユの回転に伴つて捩じれるので、複雑な
流動および混合パターンを現出する。そのため、
複数種の異形状原料が効率よく混合され、分級が
抑えられて均一に混合される。その結果、槽内原
料は均一に加熱され、所定の温度への昇温時間が
短縮される。また、分級防止撹拌翼も原料を撹拌
するので、従来のスクリユだけの場合に比べ内部
発熱が増大され、原料昇温時間の短縮効果がさら
に助長される。

また、乾燥終了後に原料を排出するに際して
も、スクリユとともに分級防止撹拌翼を低速回転
させることにより、従来のスクリユだけの場合に
問題であつた排出時の分級が防止される。したが
つて、分級を発生させずにスクリユを回転させる
ことができ、流動性が向上されながら槽内原料が
排出されるため、排出に要する時間が大巾に短縮
される。

［発明の効果］ したがつて、本発明は、真空乾燥機の撹拌翼
を、槽内中央で上下に延びるらせん翼を有するス
クリユと、該スクリユと同時に回転する複数の分
級防止撹拌翼とで形成せしめ、かつ、その分級防
止撹拌翼を、一端が前記スクリユの途中に固定さ
れ他端が槽内を槽径方向に延びる支持軸と、槽の
内壁に近接した位置で前記支持軸の他端側に固定
され、槽の内周方向への回動によつて槽の内壁側
からスクリユ側へ向う原料の流れを形成する向き
に傾斜された、板状部材からなる翼部とで形成せ
しめたので、槽内壁近傍の原料を撹拌、混合する
と共に、中心方向に向う小さな原料の流れを生じ
させ、これが槽中央部における上昇流と合体し、
「発明の作用」の項で述べたように、分級防止に
最適な複雑な流動および混合パターンを現出する
ため、異種形状原料を分級を抑えて均一に混合し
均一に加熱することができるとともに内部発熱も
助長することができ、原料の昇温時間を大幅に短
縮することができるという効果が得られる。

また、原料排出時にも、分級を抑えながらスク
リユを回転させることができるので、原料の流動
性を向上して短時間で排出を完了させることがで
きるという効果も得られる。

昇温時間と排出時間の大巾な短縮により、真空
乾燥機の運転サイクルを大巾に短縮することがで
き、処理能力を向上することができる。

［実施例］ 以下に本発明の真空乾燥機の望ましい実施例を
図面を参照して説明する。

第２図は、本発明の一実施例に係る真空乾燥機
を示している。図において、１０は塔型の密閉可
能な槽を示している。槽１０の上部には、形状の
異なる複数種の粒粉体からなる原料を投入するこ
とのできる仕込口１１が設けられており、下部に
は槽１０内から原料を排出する排出口１２が設け
られている。仕込口１１および排出口１２には、
それぞれ槽１０内を高真空状態に保持可能な真空
カツト弁１３，１４が設けられている。

槽１０内の中央部には、槽１０内の上壁から底
壁まで上下方向に延びるスクリユ１５が設けられ
ている。スクリユ１５は、軸１６と軸１６まわり
にらせん状に巻かれたらせん翼１７とから構成さ
れており、槽１０上部に設けられた回転駆動装置
１８に連結されている。

スクリユ１５には、その上下方向に延びる途中
の部分に、分級防止撹拌翼１９が設けられてい
る。分級防止撹拌翼１９は、スクリユ１５の軸１
６に固定され軸１６から槽１０内壁側に向かつて
槽径方向に延びる支持軸部２０と、支持軸部２０
の先端位置で槽１０内壁に近接した位置に配置さ
れ、かつ、槽の内周方向への回動によつて槽の内
壁側からスクリユ側へ向う原料の流れを形成する
向きに傾斜された板状部材からなる翼部２１と、
から成つている。分級防止撹拌翼１９は、スクリ
ユ１５の軸１６に固定されているので、スクリユ
１５とともに回転駆動される。なお、支持軸部２
０は、翼部２１と、軸１６とを連結するものであ
り、その形状は特に限定されるものではない。

なお、２２は、槽１０の外壁に巻かれた加熱用
のスチームジヤケツトである。また、本実施例に
おいては、分級防止撹拌翼１９は、左右一対とし
たが、第２図に示すようにスクリユ１５の途中で
あればその数は適当な任意の数でよい。また、翼
部２１の形状も傾斜板状のものに限らず、適当な
任意の形状であつてもよい。

上記のように構成された真空乾燥機において
は、仕込口１１から異種形状の原料が投入された
後、真空カツト弁１３，１４で槽１０内が真空シ
ールされ内部空気が吸引されて高真空状態にされ
るとともに、スクリユ１５およひ分級防止撹拌翼
１９が回転駆動され、槽１０外壁からの加熱と撹
拌による内部発熱とにより、原料は混合されなが
ら昇温される。

このときの混合の進行状態を第３図イ，ロ，ハ
に示す。すなわち、第３図においては、異種形状
の原料として、第１図で示したと同様の合成樹脂
フイルム用の原料であるチツプ４、フレーク５、
ペレツト６の三種を用い、その混合の進行過程が
示されている。スクリユ１５および分級防止撹拌
翼１９が回転されるため、原料は槽１０内を流動
されて混合されるが、分級防止撹拌翼１９を設け
たため、とくに従来槽１０の内壁に沿つて大きく
循環しようとしていたペレツト６の流れの一部
が、途中で分級防止撹拌翼１９によつて流れを変
えられ、小さく回る流れに変えられる。そのた
め、槽１０内の各原料の流動状態が複雑化し、そ
れだけ迅速にかつ均一に混合され、分級が抑制さ
れる。

第３図イ，ロ，ハに沿つて説明するに、まず、
第３図イは、原料の混合開始直後の状態を示して
おり、槽１０内の中央部にはフレーク５が十分に
分級されないため、塊状となつて滞留している状
態を示している。すなわち、フレーク５以外のチ
ツプ４、ペレツト６は、全体としてはスクリユ軸
近傍で上昇する循環流状に流動しているが、分級
が発生しているため、これらの大部分のものはス
クリユ１５が回転しているにも拘らず、十分に混
合されていない様子を示している。

次に時間の経過と共に原料の混合、撹拌が進行
すると、第３図ロの状態となり、分級防止撹拌翼
１９の作用により、第３図イで示した塊状フレー
クが小片のフレーク５に粉砕されつつ混合、撹拌
が進行している様子を示している。すなわち、こ
の過程ではスクリユ１５および分級防止撹拌翼１
９が共に回転されるため、原料は全体としては槽
１０内の図の矢印の如く循環しつつ混合、撹拌さ
れるが、槽内壁部を下降してきた原料が分級防止
撹拌翼１９の近傍にくるとスクリユ１５の途中に
設けられた翼部２１（第２図）がスクリユ１５に
対して斜めに固定されているので、上述したスク
リユ１５近傍で上昇する原料の大きな循環流とは
異なる小さい流動半径の原料の流れが翼部２１周
辺に形成される。そのため、槽１０内の個々の原
料であるチツプ４、フレーク５、ペレツト６の流
動状態が複雑化する。よつて、原料は、それだけ
迅速に、かつ均一に混合、撹拌されることになる
ので分級の発生が抑制される。第３図ハは、この
ような分級防止撹拌翼１９の作用によつて、塊状
フレーク５が完全に消失し、チツプ４、フレーク
５、ペレツト６が十分に混合された状態を示して
いる。このように、第３図ハの過程において、分
級が防止され原料が流動されながら混合が均一に
進行すると、槽１０外壁からの熱が均一に原料に
伝わり、しかもスクリユ１５の撹拌による内部発
熱も均一に行なわれるため、原料は短時間で加熱
され、所定の温度への昇温時間が短縮される。

また、この昇温に際しては、従来のスクリユだ
けの場合に比べ分級防止撹拌翼１９も回転される
ので、分級防止撹拌翼１９の撹拌による内部発熱
も発生し、昇温時間の短縮化がさらに助長され
る。

また、上記原料を用いて、槽１０の外壁からス
チームによつて加熱した場合の原料の昇温状態お
よび真空乾燥機の運転状態を、第４図イ，ロ，
ハ，ニに示す。図に示すように、スクリユ１５、
分級防止撹拌翼１９の回転数およびスチーム圧力
は、昇温中は乾燥中よりも高く保つて昇温を迅速
に進め、真空圧については昇温中から高真空に保
つて運転した結果、従来スクリユだけの場合には
約8.0時間であつた昇温時間が3.9時間に短縮され
た。

つぎに、真空乾燥完了後の原料の排出に本発明
の真空乾燥機を用いた場合の作用効果について述
べる。第４図ロに示すように、原料排出中には、
スクリユ１５は、低速で回転駆動され、排出完了
間際に高速回転される。スクリユ１５が回転され
ると、スクリユ１５とともに分級防止撹拌翼１９
も回転されるので、前述した分級防止撹拌翼１９
の機能、特に、支持軸部の先端位置に設けられた
傾斜された板状部材からなる翼部の小さな流れを
形成する機能により、原料は排出中も分級の発生
が抑えられる。そして、分級が抑制されながら、
スクリユ１５および分級防止撹拌翼１９の回転に
より槽内原料の良好な流動性が確保されるので、
原料の排出時間は従来のスクリユを停止していた
場合に比べ大巾に短縮される。排出の最終過程に
おいては、槽１０内原料は残り少なくなつている
ので、スクリユ１５を高速回転させてももはや分
級のおそれはなく、高速回転によつて残原料は、
槽１０内に引つかかつたりして残留することなく
完全に排出される。

以上の説明から明らかなように、本実施例によ
れば、傾斜された板状部材からなる翼部２１を備
えた分級防止撹拌翼１９を設けることによつて分
級が抑えられ、原料を迅速に均一混合して昇温時
間を従来の8.0時間から3.9時間に短縮することが
でき、しかも、原料排出時にスクリユ１５を回転
させることにより、排出時間を従来の1.0時間か
ら0.3時間に短縮することができるという効果が
得られる。その結果、第４図イに示したように、
真空乾燥機の運転サイクルを従来の11時間から
6.5時間に大巾に短縮することが可能となり、処
理能力を大巾に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図イ，ロ，ハは従来の真空乾燥機の原料混
合の進行状態を示す縦断面図、第２図は本発明の
一実施例に係る真空乾燥機の縦断面図、第３図
イ，ロ，ハは第２図の装置における原料混合の進
行状態を示す縦断面図、第４図イ，ロ，ハ，ニは
第２図の装置の運転状態を示す運転時間と原料温
度、スクリユ回転数、スチーム圧力、真空圧との
関係図、である。 ４……チツプ、５……フレーク、６……ペレツ
ト、１０……塔型の槽、１１……仕込口、１２…
…排出口、１５……スクリユ、１７……らせん
翼、１９……分級防止撹拌翼、２０……支持軸、
２１……翼部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 形状の異なる複数種の粉粒体からなる原料
   を、槽内で撹拌翼によつて撹拌しながら真空乾燥
   する真空乾燥機において、 前記撹拌翼を、槽内中央で上下に延びるらせん
   翼を有するスクリユと、該スクリユと同時に回転
   する複数の分級防止撹拌翼とで形成せしめ、 かつ、前記分級防止撹拌翼を、一端が前記スク
   リユの途中に固定された他端が槽内を槽径方向に
   延びる支持軸と、前記槽の内壁に近接した位置で
   前記支持軸の他端側に固定され、槽の内周方向へ
   の回動によつて槽の内壁側からスクリユ側へ向う
   原料の流れを形成する向きに傾斜された、板状部
   材からなる翼部とで形成せしめた、ことを特徴と
   する真空乾燥機。