JPH0650532Y2

JPH0650532Y2 - チューブドライヤのコンデンセート排出装置

Info

Publication number: JPH0650532Y2
Application number: JP12050388U
Authority: JP
Inventors: 章中村; 啓一駒井; 武司若林
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1988-09-14
Filing date: 1988-09-14
Publication date: 1994-12-21
Anticipated expiration: 2003-09-14
Also published as: JPH0242047U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、石炭、コークスなどの粉粒体材料の乾燥に用
いるチューブドライヤのコンデンセート排出装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

粉粒体材料の乾燥装置としては、従来、（１）熱風気流乾燥などを行う直接加熱型、（２）伝導受熱溝型撹拌装置、チューブドライヤなどの
間接加熱型、が知られている。

上記のチューブドライヤは、傾斜した回転円筒内に軸方
向に多数の伝熱管（チューブ）を配設して構成したもの
で、伝熱管内側に被乾燥物を流通させ、伝熱管外側にス
チームなどの加熱媒体を流通させて被乾燥物を間接加熱
するマテリアルチューブ型、および逆に伝熱管内側にス
チームなどの加熱媒体を流通させ、伝熱管外側に被乾燥
物を流通させて被乾燥物を間接加熱するスチームインチ
ューブ型が用いられている。

第９図は従来のスチームインチューブ型のドライヤの一
例を示し、第10図は第９図におけるＢ−Ｂ線拡大断面を
示している。すなわち、傾斜した回転円筒１内に、この
回転円筒１の軸心と平行な多数の伝熱管２を配設し、回
転円筒１内に石炭などの被乾燥物３を、伝熱管２内にス
チームなどの加熱媒体を流すように構成したものであ
る。４はヘッダ、５は鉄皮、６は発生コンデンセートで
ある。

また、スチームインチューブ型の一例として、特開昭63
−3089号公報に示されるように、乾燥機の長手方向を三
分割し、入口部にオーステナイト系耐酸ステンレス材
料、中間部に二相ステンレス材料、出口部に炭素鋼を用
いた石炭乾燥機が知られている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

従来型のスチームインチューブ型のドライヤは、前述の
ように、伝熱管内にスチームなどの気相熱媒を通し、そ
の潜熱を管壁を介して石炭などの被乾燥物に与え、含有
水分を蒸発させる装置である。

ところが、管内スチームは潜熱を与え、凝縮して管内に
貯められると、伝熱抵抗が極端に大きくなり、伝熱管の
鉄皮温度は100℃以下になる部分がみられ、ある低温度
域の部分では、石炭から遊離する成分（SO₄ ^2-やCI^-）に
よる腐食が発生する。

管内のスチームの膜状凝縮伝熱では、伝熱係数が5000kc
al/m²Hr℃以上であり、一方、管外の石炭へ伝熱係数が3
0〜100kcal/m²Hr℃であるため、伝熱管の鉄皮温度は、
ほぼスチーム飽和温度に近い。しかし、管内にスチーム
コンデンセートが発生し貯留されると、その伝熱形態は
対流伝熱となって100〜300kcal/m²Hr℃程度に減少す
る。そのため、伝熱管の鉄皮温度は、前述のスチーム膜
状凝縮の場合に比べて著しく低下する。

石炭温度を10℃、スチーム温度を158℃（5atg）とする
と、第11図に示すように、スチーム凝縮部での鉄皮温度
は154〜156℃であるのに対し、コンデンセート層では第
12図に示すように、120℃程度まで低下してしまい、チ
ューブ材質をSGP管とすると、数ヶ月で腐食してしま
う。

このような腐食に対して、二相ステンレス鋼やチタンな
どの高級材料を用いれば、腐食は軽減するが、材料費が
嵩み（約20倍になる）、経済的でない。

また前記の特開昭58−3089号に記載された石炭乾燥機で
も、依然として二相ステンレス鋼のような高級材料が用
いられるので、コストが嵩むという不都合点がある。

本考案者らは上記の点を解決すべく、研究を重ねた結
果、伝熱管内に発生するコンデンセートを速やかに外部
へ抜き出すことにより、伝熱管の鉄皮温度を高温に保つ
ことが可能となり、腐食を抑制することができることを
知見した。

本考案は上記の知見に基づきなされたもので、スチーム
インチューブ型のドライヤにおいて、伝熱管内に発生し
たコンデンセートを、伝熱管壁を介して被乾燥物と接触
しないように、速やかに回転円筒外へ抜き出すようにし
て、伝熱管の腐食を抑制できるようにしたチューブドラ
イヤのコンデンセート排出装置を提供することを目的と
するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、請求項１記載のチューブ
ドライヤのコンデンセート排出装置は、第１図に示すよ
うに、傾斜した回転円筒１内に、この回転円筒の軸心と
平行な多数の伝熱管10を配設し、回転円筒内に石炭など
の被乾燥物を、伝熱管内にスチームなどの加熱媒体を流
すスチームインチューブ型のチューブドライヤにおい
て、各伝熱管10に対応してドレン戻り管14を回転円筒の
外周に配設し、対応する伝熱管とドレン戻り管とをドレ
ン抜出管12により接続して形成したものである。

また、請求項２記載の装置は、第２図に示すように、請
求項１記載のスチームインチューブ型のチューブドライ
ヤにおいて、伝熱管を２重管23とし、外管24をスチーム
などの加熱媒体が流れるドライヤ出口部のロータリージ
ョイント11に連通させ、ドライヤ入口部で外管24と内管
25とを接続し、ドライヤ出口部における各内管25をドラ
イヤ出口部のドレン排出口21に接続して形成したもので
ある。

また、請求項３記載の装置は、第３図〜６図に示すよう
に、請求項１記載のスチームインチューブ型のチューブ
ドライヤにおいて、伝熱管10群を回転円筒１の軸方向に
複数区間に分割し、各区間にドレン抜出管12を接続し、
各ドレン抜出管を、回転円筒１の外周に配設された環状
ドレン管27に接続し、各環状ドレン管をドレン戻り管14
に接続して形成したものである。

さらに請求項４記載の装置は、第７図および第８図に示
すように、請求項３記載のチューブドライヤのコンデン
セート排出装置において、環状ドレン管およびドレン戻
り管を回転円筒の外周に配設する代りに、ドレン戻り管
33を回転円筒１の軸方向中心に設けたものである。

〔作用〕

請求項１記載の装置では、第１図に示すように、スチー
ムなどの加熱媒体（以下、スチームという）は伝熱管10
内に導入されて、石炭などの被乾燥物（以下、石炭とい
う）と熱交換し、凝縮したコンデンセート（ドレン）を
伝熱管壁を介して石炭と接触しないように、ドレン抜出
管12、ドレン戻り管14を経て、回転円筒１外に取り出
す。

請求項２記載の装置では、第２図に示すように、スチー
ムを２重管23の外管24に流し、内管25に熱交換後のコン
デンセートを主体とする加熱媒体を流し、コンデンセー
トが石炭と間接的に接触しないようにして回転円筒１外
へ取り出す。

請求項３記載の装置では、第３図〜第６図に示すよう
に、凝縮したコンデンセートを回転円筒１外のドレン戻
り管14に集め、石炭層と間接的に接触しないようにして
系外に取り出す。

また請求項４記載の装置では、第７図および第８図に示
すように、コンデンセートを回転円筒１内の軸中心部に
配置されたドレン戻り管33に集めて、系外に取り出す。
石炭層は回転円筒１内の中心部よりも下方に位置するの
で、コンデンセートと石炭とが間接的に接触することは
ない。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本考案の好適な実施例を詳細に説
明する。ただしこの実施例に記載されている構成機器の
形状、その相対配置などは、とくに特定的な記載がない
限りは、本考案の範囲をそれらのみに限定する趣旨のも
ではなく、単なる説明例にすぎない。

実施例１第１図に示すように、傾斜した回転円筒１の内部に、伝
熱管10が１〜数列（第１図の場合は１列）の同心円状に
配置され、軸方向に回転円筒１を貫通して固定されてい
る。スチームなどの加熱媒体は、ドライヤ出口部（第１
図における右端部の被乾燥物出口部）のロータリージョ
イント11を経て流入し、各伝熱管10に分配されるように
構成されている。

各伝熱管10には、長手方向に数箇所のドレン抜出管12が
外周方向に接続されている。ドレン抜出管12には逆止弁
13が付属しており、ドレン戻り管14へ接続されている。
各ドレン戻り管14は、ドライヤ出口部のロータリージョ
イント11へ逆止弁15を介して接続され、さらにドレンタ
ンク29を経て外部の例えば、ボイラ設備のデアレータな
どへ接続されている。この実施例では、伝熱管１本あた
り、３個のドレン抜出管12と１本のドレン戻り管14が設
置されている。

ドライヤが回転して、伝熱管10がドライヤ中心軸より下
方に来ると、伝熱管内に発生したドレン（コンデンセー
ト）は、ドレン抜出管12、逆止弁13を通ってドレン戻り
管14へ流れ込む。

伝熱管10が中心軸より上方にある場合には、逆止弁13の
作用により、ドレン戻り管14のドレンは伝熱管10へは逆
流しない。

この配管システムを用いることにより、伝熱管10で発生
したコンデンセートは、わずかに貯まった段階で、速や
かに（ドライヤ回転数は、通常１〜5rpmであるから10〜
60秒に１回）回転円筒外のドレン戻り管14へ排出され
て、温度の低い被乾燥物と接触することがないため、伝
熱管鉄皮温度は高温に維持されることとなる。

なお、図中の逆止弁は必ずしも必要ではなく、入口側の
スチームの圧力により発生したドレンを出口側に圧損差
によって、押し流す構成とすることもできる。

また回転円筒１へ供給された被乾燥物は、回転円筒１の
回転と傾斜により内部を移動し、回転円筒の供給口と反
対側から排出される。16はスチーム入口、17は被乾燥物
入口、18はスクリューフィーダ、19は出口フード、20は
被乾燥物出口、21はドレン排出口、22は排ガス出口であ
る。

実施例２第２図に示すように、伝熱管は２重管構造となってお
り、この２重管23の外管（外環部）24にスチームを、内
管（中心管部）25にコンデンセート主体の加熱媒体戻り
を流すように構成したものである。

２重管23は回転円筒１内に環状に配置され、回転円筒の
軸方向に貫通して固定されている。ドライヤ出口側のロ
ータリージョイント11と各２重管23の外管24とが接続さ
れ、回転円筒１内を貫通してドライヤ入口部にて外管24
と内管25とが連結管26により接続されている。ドライヤ
出口部にて内管25は集合して、ロータリージョイント11
に連通している。

このため、スチームは２重管の外管24を流れながら、伝
熱管鉄皮を介して石炭と間接加熱し乾燥させる。発生し
たコンデンセートは２重管の内壁25内を通ってスチーム
と逆方向に流れる。コンデンセートが流れる内管25は、
従来機のように石炭を間接加熱する機能を有しないの
で、管鉄皮がそのために温度低下をきたすこともない。

本例の構造では、伝熱面積が若干減少するが、従来機の
ように管材に高価な二相ステンレス鋼などを使用するこ
とがないため、ドライヤ寸法が大きくなったとしても、
充分経済的である。なおコンデンセートが流れる内管25
の伝熱量は、液相部の伝熱抵抗が高ので、小さくなる。
このため、コンデンセートが流れる内管25が伝熱面積と
して寄与せず、スチーム伝熱管のみの伝熱面の場合で
も、伝熱面積の増加は僅かである。

なお、他の構成は実施例１の場合と同様である。

実施例３実施例１では、１本の伝熱管に対して１本のドレン戻り
管を設ける構成であるが、本実施例は、第３図および第
４図に示すように、伝熱管10群を回転円筒１の軸方向に
複数区間（図面では一例として３区間）に分割し、各区
間にドレン抜出管12を接続し、これらのドレン抜出管
を、回転円筒１の外周に配置した環状ドレン管27に接続
し、これらの環状ドレン管を１〜数本（図面では一例と
して２本）のドレン戻り管14に接続し、ドレン戻り管14
をロータリージョイント11に接続したものである。

なお、ドレン戻り管14からロータリージョイント11への
接続方法は、第５図に示すようなドレン排出管28を設け
て、回転円筒１の回転を利用してドレンを掻き上げる機
能を持たせてもよいし、第６図に示すように、ドレン排
出管28に逆止弁30を設けるようにしてもよい。また図面
では、このドレン排出管を２本設ける場合を示している
が、ドレン量や管径に応じて、１本、３本または４本と
してもよい。他の構成実施例１の場合と同様である。

実施例４実施例３では、ドレン戻り管を回転円筒外部に配置する
構成であるが、本実施例は、第７図および第８図に示す
ように、伝熱管10から、回転円筒１の半径方向に軸中心
へ向かって逆止弁31を備えたドレン抜出管32を接続し、
このドレン抜出管32を回転円筒１の中心軸上に設けたド
レン戻り管33に接続するようにしたものである。

通常、回転円筒１内の石炭充満率は20〜40％程度で、中
央部に位置するドレン戻り管33に石炭が接触する機会は
少ない。飛散石炭粒子がドレン戻り管33に埋積する危険
がある場合には、このドレン戻り管33にカバーを設けて
もよい。

また、ドレン抜出管32は比較的コンデンセート比率が高
いため、この部分のみ高級耐食材料を用いてもよい。こ
の場合でも、伝熱管などすべての管材を高級材料とする
よりも経済的である。他の構成は実施例３の場合と同様
である。

〔考案の効果〕

本考案は上記のように構成されているので、石炭などの
被乾燥物と熱交換して凝縮した加熱媒体のコンデンセー
トを、伝熱管壁を介して被乾燥物と接触しないようにし
て、回転円筒外へ速やかに抜き出すことができるので、
伝熱管の鉄皮温度を常に高温に保つことができ、このた
め、伝熱管の腐食を抑制することができるという効果を
有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のチューブドライヤのコンデンセート排
出装置の一実施例を示す説明図、第２図は本考案の装置
の他の実施例を示す説明図、第３図は本考案の装置のさ
らに他の実施例を示す説明図、第４図は第３図における
要部の拡大斜視図、第５図および第６図は第４図におけ
るロータリージョイント回りを示す拡大図、第７図は本
考案の装置の他の実施例を示す説明図、第８図は第７図
におけるＡ−Ａ線断面図、第９図は従来のチューブドラ
イヤの説明図、第10図は第９図におけるＢ−Ｂ線断面
図、第11図は第10図において鎖線円Ｃで囲まれた部分の
拡大説明図、第12図は第10図において鎖線円Ｄで囲まれ
た部分の拡大説明図である。１……回転円筒、２……伝熱管、３……被乾燥物、４…
…ヘッダ、５……鉄皮、６……発生コンデンセート、10
……伝熱管、11……ロータリージョイント、12……ドレ
ン抜出管、13……逆止弁、14……ドレン戻り管、15……
逆止弁、16……スチーム入口、17……被乾燥物入口、18
……スクリューフィーダ、19……出口フード、20……被
乾燥物出口、21……ドレン排出口、22……排ガス出口、
23……２重管、24……外管、25……内管、26……連結
管、27……環状ドレン管、28……ドレン排出管、29……
ドレンタンク、30……逆止弁、31……逆止弁、32……ド
レン抜出管、33……ドレン戻り管

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】傾斜した回転円筒（１）内に、この回転円
筒の軸心と平行な多数の伝熱管（10）を配設し、回転円
筒内に石炭などの被乾燥物を、伝熱管内にスチームなど
の加熱媒体を流すスチームインチューブ型のチューブド
ライヤにおいて、各伝熱管（10）に対応してドレン戻り
管（14）を回転円筒の外周に配設し、対応する伝熱管と
ドレン戻り管とをドレン抜出管（12）により接続したこ
とを特徴とするチューブドライヤのコンデンセート排出
装置。
【請求項２】請求項１記載のスチームインチューブ型の
チューブドライヤにおいて、伝熱管を２重管（23）と
し、外管（24）をスチームなどの加熱媒体が流れるドラ
イヤ出口部のロータリージョイント（11）に連通させ、
ドライヤ入口部で外管（24）と内管（25）とを接続し、
ドライヤ出口部における各内管（25）をドライヤ出口部
のドレン排出口（21）に接続したことを特徴とするチュ
ーブドライヤのコンデンセート排出装置。
【請求項３】請求項１記載のスチームインチューブ型の
チューブドライヤにおいて、伝熱管（10）群を回転円筒
（１）の軸方向に複数区間に分割し、各区間にドレン抜
出管（12）を接続し、各ドレン抜出管を、回転円筒
（１）の外周に配設された環状ドレン管（27）に接続
し、各環状ドレン管をドレン戻り管（14）に接続したこ
とを特徴とするチューブドライヤのコンデンセート排出
装置。
【請求項４】請求項３記載のチューブドライヤのコンデ
ンセート排出装置において、環状ドレン管およびドレン
戻り管を回転円筒の外周に配設する代りに、ドレン戻り
管（33）を回転円筒（１）の軸方向中心に設けたことを
特徴とするチューブドライヤのコンデンセート排出装
置。