JPH07876Y2 - チューブドライヤ - Google Patents

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、セメントクリンカなどの粉
粒体材料の乾燥に用いるチューブドライヤに関するもの
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）伝導受熱溝型攪拌装置、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、傾斜回転円筒内に軸方向に
多数のチューブを配設して構成したもので、チューブ内
に被乾燥物を流通させ、チューブ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
ルインチューブ型、および逆にチューブ内にスチームな
どの加熱媒体を流通させ、チューブ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。

マテリアルインチューブ型のチューブドライヤとして、
従来、高水分褐炭の乾燥用に、フラットバー（幅20〜25
mm）をスパイラル状にした攪拌手段をチューブ内のほぼ
全長にわたって挿入し、チューブ内面（伝熱面）との接
触機会を増すようにしたものや、小チューブ外周に粒子
径程度の太さのワイヤを巻き付けた攪拌手段をチューブ
内のほぼ全長にわたって挿入し、石炭とチューブ内面
（伝熱面）との接触機会を増すようにしたものが知られ
ている。

またマテリアルインチューブ型の一例として、米国特許
第3,765,102号明細書および図面に示される構造のもの
が知られている。これは第８図および第９図に示すよう
に、チューブ１の内部に縦フィン状のフラットバー２を
取り付け、粉粒体層を掻き上げて、伝熱面との接触面積
を拡げる作用をする攪拌手段を設けるものである。３は
管板、４は支持リング、５はせきである。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記の熱風気流乾燥などを行う直接加熱型は、排ガスの
持去りエンタルピが大きく、間接加熱型に比較して熱効
率が低い。また処理風量が多いため、排ガス処理設備が
大型となり、またランニングコストも高い。さらに熱源
温度が高く、風量も多いので、発塵量が大きいなどの不
都合な点を有している。

また伝導受熱溝型攪拌装置においては、充填率を高くす
ると、被乾燥物の混合が悪くなり、伝熱係数が低くなる
とともに、攪拌動力が多くなる反面、充填率を低くする
と、伝熱面積が相対的に少なくなり、いずれにせよ装置
容量が増大する。また回転部分の製作精度が要求され、
装置価格が割高である。

スチームインチューブ型のチューブドライヤでは、材料
充填率は通常、10〜20％で伝熱面の利用率が少なくなる
こともあって、装置容量が大きくなる。また材料の流路
が複雑で、材料微粉の固着・堆積が生じて腐食のおそれ
がある。シェル内面では蒸発水分の再凝縮が生じ、上記
微粉が固着し腐食を誘発させる。そのため、チューブお
よびシェルに高価な材料を使用しなければならない。

また従来のマテリアルインチューブ型のチューブドライ
ヤでは、前述のフラットバーをスパイラル状にした攪拌
手段や、小チューブ外周に粒子径程度の太さのワイヤを
巻き付けた攪拌手段は、いずれも高水分褐炭（水分60〜
70％）を水分20〜30％に乾燥するために開発されたもの
で、乾燥能力が大きい割にはチューブ内の石炭流速を抑
制して、処理可能な流量は低くなっており、比較的乾燥
負荷が小さく、処理量の大きい場合には、円筒径が大き
くなり製作、輸送上好ましくない。しかも攪拌手段がチ
ューブのほぼ全長にわたり、重量が大きく、交換・清掃
・メンテナンス作業も繁雑である。

また米国特許第3,765,102号明細書および図面に示され
た、縦フィン状のフラットバーを取り付けたものは、流
動抵抗が大きくなり、上記の褐炭乾燥用の場合と同様に
好ましくない。さらに同米国特許明細書および図面に、
チューブ出口にせきを設けて、チューブ内滞留時間の調
整をはかる方式が開示されているが、粒子毎にバラツキ
があり、一部の材料は過乾燥となり、また完全排出が困
難で、微粉が固着し腐食を誘発する。

本考案は上記の諸点に鑑みなされたもので、微粉の堆積
および腐食を防止することができ、乾燥能力が大きく、
かつ小型・軽量でメンテナンスも容易に行うことができ
るマテリアルインチューブ型のチューブドライヤの提供
を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案のチューブドライヤは、第１図〜第３図を参照し
て説明すれば、傾斜回転円筒10内に軸方向に多数のチュ
ーブ１を配設し、該チューブ内に粉粒体状の被乾燥物を
流通させ、チューブ外側に加熱媒体を流通させるマテリ
アルインチューブ型のチューブドライヤにおいて、チュ
ーブ１内にスパイラル状の線材からなる攪拌手段16を装
入したことを特徴としている。

線材としては、丸鋼などを用いるのが望ましい。また攪
拌手段は、チューブ内で自由に回転できるようにするの
が望ましいが、固定式とすることも可能である。攪拌手
段はチューブ出口端からチューブ全長の1/2以下の個所
に装入するのが望ましく、またチューブ内の材料充填率
15％以下の部分にのみ装入するのが望ましい。

〔作用〕

チューブ内にスパイラル状に加工した線材を装入するこ
とにより、被乾燥物がチューブの回転方向にせり上が
り、かつせり上がり角が安息角以上となることにより崩
壊して攪拌する現象（以下、キルンアクションという）
を被乾燥物に生成せしめ、伝熱効果を高めるとともに、
チューブ軸方向の流速を抑制し、滞留時間を確保し処理
能力をさらに高める。

〔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
材質、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
旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。

第１図〜第３図は本考案の一実施例を示している。10は
横型の傾斜回転円筒であり、駆動手段（図示せず）によ
り軸心周りに回転できるように構成されている。この傾
斜回転円筒10は、被乾燥物供給側からみて、約10°程度
の下り勾配をもって設置されている。

被乾燥物は入口フード11に供給され、傾斜回転円筒10の
両端の管板３に多数設置されているチューブ１を通過す
る間に、チューブ１の外側を流れる加熱媒体とチューブ
壁を隔てて熱交換し乾燥されて、チューブ出口端より排
出される。熱媒体、たとえば数気圧のスチームは、回転
継手12を経て円筒10内に供給され、上記チューブ外側を
加熱した後、凝縮して円筒下流の底部に流れ、円筒の回
転運転に従ってドレン管13を通り、回転継手14を経て排
出される。上記の構成は公知のものであるが、本考案で
はチューブ内にスパイラル状に加工した丸鋼15からなる
攪拌手段16を装入することにより、被乾燥物層にキルン
アクションを生成せしめ伝熱効果を高めるとともに、チ
ューブ軸方向の流速を抑制して滞留時間を確保し、これ
により処理能力をさらに高める効果を発揮させる。この
攪拌手段16は、チューブ出口端に設けられた押え具17に
てチューブ１より抜け落ちないようになっているが、チ
ューブ内では自由に回転運動できる。18は加熱媒体通
路、20は乾燥物と排ガスとを分離して抜き出すためのホ
ッパである。

被乾燥物はチューブ内を進行するにつれ水分が低下し、
通常、流速が速くなる。そのため、チューブ内の乾燥物
充填率が低くなって、キルンアクションが生成しなくな
る。本考案の攪拌手段16によれば、低水分、低充填率と
なってもキルンアクションを続行せしめ、乾燥能力を維
持することが可能となる。攪拌手段16のチューブ方向長
さは被乾燥物の物性にもよるが、原料炭の場合には、チ
ューブの後半1/2以下に装入すれば十分であり、1/2を超
えると流量が制限されることが、本考案者により確かめ
られている。スパイラル径もチューブ内径の1/2以上で
あれば良い。スパイラルピッチはチューブ径の1/4〜２
倍程度が望ましい。また攪拌手段16はチューブ内で回転
する必要はなく、押え具17などによって固定しても差し
支えない。

また第１図〜第３図に示す攪拌手段16の代りに、第４図
および第５図に示すように、リング状のプレート21を数
百mmピッチに数枚並べ、スペーサーとして丸鋼22を渡し
た構造のものをチューブ内に装入する。リング状のプレ
ート21の大きさは、乾燥物の固着・堆積を防止する意味
から、チューブ径より若干小さく、回転するタイプが望
ましい。なおリング状のプレートは最下流の１枚のみで
はキルンアクションの生成が不安定であり、２枚以上必
要である。他の構成、作用は第１図〜第３図の場合と同
様である。

他の例として、第１図〜第３図に示す攪拌手段16の代り
に、第６図および第７図に示すように、フラットバー23
をチューブ１内面に密着させた状態で軸方向に数条並
べ、丸鋼24で固定した攪拌手段をチューブ１内に装入す
る。従来例として示した第８図および第９図のように、
乾燥物を自ら掻き上げる型式ではなく、粉体層の裾野を
支持し、粉体のキルンアクションを助長せしめる構造で
あるため、フラットバーの幅は小さく、本数も２〜３条
で済み、丸鋼24もたかだか数列であって流量を制限する
ことが少ない。他の構成、作用は第１図〜第３図の場合
と同様である。

〔考案の効果〕

本考案のチューブドライヤは上記のように構成されてい
るので、つぎのような効果を有している。

（１）容積当りの伝熱面が大きく乾燥能力が大きい。す
なわち、間接加熱であるため排ガス量が少なく、排ガス
処理設備が小型で済み、かつ熱効率も高い。また熱源の
温度が低くマイルドな加熱であり、間接加熱型乾燥機の
利点を有している。

（２）材料流路が簡単で、チューブ全長にわたって熱源
に周まれているため、微粉の堆積がなく腐食のおそれが
ないというマテリアルインチューブタイプの利点を備え
ている。

（３）攪拌手段が、流量を制限することが少ない構造で
あるから、処理能力が高い。そのため、比較的処理量が
大きい場合にも、チューブ径をある程度大きくしたり、
あるいは回転数などの操作条件を変更することで、ドラ
イヤ径が製作・輸送上問題となるような大口径になるこ
とはなく、また本考案における攪拌手段により、充分な
伝熱面と接触し、機長も妥当な長さとなる。また攪拌手
段自体が従来のものより小型・軽量であって、製作費、
運転費とも安価となり、メンテナンス面積、作業上とも
有利である。

【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一例を示す縦断面
説明図、第２図は第１図におけるチューブ出口端まわり
の拡大断面図、第３図は第２図のチューブ出口端まわり
の右側面図、第４図はチューブの他の例を示す断面説明
図、第５図は同A-A線断面図、第６図はチューブのさら
に他の例を示す断面説明図、第７図は同B-B線断面図、
第８図はチューブの従来例を示す断面説明図、第９図は
同C-C線断面図である。 １……チューブ、２……フラットバー、３……管板、４
……支持リング、５……せき、10……傾斜回転円筒、11
……入口フード、12、14……回転継手、13……ドレン
管、15……丸鋼、16……攪拌手段、17……押え具、18…
…加熱媒体通路、20……ホッパ、21……リング状のプレ
ート、22……丸鋼、23……フラットバー、24……丸鋼

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 小野 文信 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)考案者 駒井 啓一 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)考案者 若林 武司 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】傾斜回転円筒内に軸方向に多数のチューブ
   を配設し、該チューブ内に粉粒体状の被乾燥物を流通さ
   せ、チューブ外側に加熱媒体を流通させるマテリアルイ
   ンチューブ型のチューブドライヤにおいて、チューブ内
   にスパイラル状の線材からなる撹拌手段を装入したこと
   を特徴とするチューブドライヤ
2. 【請求項２】撹拌手段が、チューブ内で自由に回転でき
   る構造である実用新案登録請求の範囲第１項記載のチュ
   ーブドライヤ。
3. 【請求項３】撹拌手段が、チューブ出口端からチューブ
   全長の1/2以下の個所に装入されている実用新案登録請
   求の範囲第１項または第２項記載のチューブドライヤ。
4. 【請求項４】撹拌手段が、チューブ内の材料充填率15％
   以下の部分にのみ装入されている実用新案登録請求の範
   囲第１項、第２項または第３項記載のチューブドライ
   ヤ。