JPH085243A

JPH085243A - 粉粒体の熱交換装置

Info

Publication number: JPH085243A
Application number: JP13720694A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nagahama; 武司長浜
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1994-06-20
Filing date: 1994-06-20
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】充分な強度および耐久性を有し、しかも各粉粒
体が効率よく熱交換気体と接触して高い熱交換効率を発
揮する熱交換装置の提供。【構成】振動フィーダから構成されており、粉粒体Ｇの
移送床１１が、粉粒体の移送方向における先のトラフが
手前のトラフに対して間隙１２をおいて下段に形成され
るように連設された複数枚のトラフ１１ａから構成され
ており、振動フィーダが、前記移送床によってその内部
を上下に画された密閉型のハウジング１０を有してお
り、該ハウジングにおいて、熱交換気体Ａの給気口５が
前記移送床の下方に形成され、排気口６と粉粒体供給口
３とが移送床の上方に形成されており、熱交換気体が前
記間隙を通して粉粒体の群を通過するように構成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は粉粒体の熱交換装置（以
下、単に熱交換装置という）に関する。さらに詳しく
は、通気することによって粉粒体の冷却、加熱および乾
燥にも使用することができる、振動フィーダを利用した
高効率な熱交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱交換用の気体を供給して粉粒体
を冷却、加熱、乾燥する装置として、流動層乾燥器や流
動層冷却器などが知られている。これらは、粉粒体を多
孔板等から形成された分散板上で熱風によって加熱し、
もしくは冷風によって冷却し、またはかかる加熱によっ
て乾燥する（以下、加熱、冷却で代表させる）ものであ
る。

【０００３】また、他の装置としては、単にパイプ内に
粉粒体を送り込み、そのパイプ内に多量の熱風または冷
風を吹き込んで加熱または冷却しつつ搬送するものも知
られている。

【０００４】しかしながら微粉炭などの可燃性の高い粉
粒体は酸素濃度の高い雰囲気では粉塵爆発の危険性があ
るため、一般に熱交換用または搬送用としては窒素ガス
などの不活性ガス（おもにそのリッチな混合気）を用い
る。一方、熱収支上必要な冷却用または加熱用の気体の
量より、粉粒体を吹き上げ、また搬送するのに必要な気
体の量が圧倒的に多いため、上記装置のいずれをとって
も多量の気体を必要とする。したがって、かかる装置の
場合、高価な不活性ガスを多量に消費するので運転コス
トがきわめて高いものとなる。

【０００５】また、クローズドシステムとして不活性ガ
スを循環使用するにしても、この不活性ガス自身のため
の熱交換器を別途必要とし、しかも漏洩等による損失の
バックアップのためにガス発生機を必要とする等、設備
コストの上昇も免れない。

【０００６】たとえ熱交換気体として空気を使用するこ
とができたとしても、上述のごとく大きい風量を必要と
するために集塵装置が大型となり、設備コスト上の問題
が残る。

【０００７】そこで、振動篩やネットコンベアを用いて
粉粒体を搬送しつつそこに熱交換用気体を吹き込むこと
により冷却または加熱する熱交換装置が多用されてい
る。このような装置としては、たとえば特開昭６３−６
１８８６号公報に開示された冷却装置がある。

【０００８】図３に示すようにこの冷却装置５１は、冷
却、搬送用に用いられており、まず粒度分布を有する粉
粒体Ｇを分級器５２によって粗粒と細粒とに分級したの
ち、粗粒用の冷却機５３と細粒用の冷却機５４とに分岐
させて供給するものである。

【０００９】いずれの冷却機５３、５４も振動篩５３
ａ、５４ａを内蔵した密閉型の振動コンベアであり、粉
粒体Ｇはハウジング５３ｂ、５４ｂの上部側に形成され
た供給口５３ｃ、５４ｃから供給され、冷却気体Ｃはそ
れぞれハウジング５３ｂ、５４ｂの下部側に形成された
給気口５３ｄ、５４ｄから供給され、振動篩５３ａ、５
４ａ上の粉粒体Ｇ群中を通過することによって粉粒体Ｇ
を冷却するものである。

【００１０】冷却された粉粒体Ｇはホッパ５５に集積さ
れ、使用済の冷却気体Ｃは集塵器５６を通過し、それに
よって随伴する微粉が回収されるて前記ホッパ５５に集
積される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の冷却装置５１は振動篩５３ａ、５４ａを使用してい
るため微粉体には適用できない。微粉体のほとんどが篩
目からハウジング５３ｂ、５４ｂの床上に落下してしま
って、熱交換はおろか搬送すら不可能になるからであ
る。落下を防止するために篩目を小さくする場合は、篩
を細い金属線で構成する必要があるため、コスト、強
度、耐久性の制限があって実用的ではない。また、粒度
分布を有する粉粒体でも粒度の小さいものは篩目から落
下し、しかも繰り返し使用するうちに篩目が詰まってし
まい、当初の性能を維持することができなくなる。その
ため、定期的な清掃を必要としたり、篩の振動で跳ねる
ことにより篩目の詰まりを除去するためのいわゆるタッ
ピングボールを装填する必要がある。その結果、運転コ
ストの上昇またはタッピングボールによる篩の損傷や騒
音といった新たな問題が生じる。

【００１２】本発明はかかる課題を解決するためになさ
れたものであり、シンプルな構成によってトラフの強度
を維持し且つ耐久性を有し、しかも粉粒体群中を熱交換
気体が効果的に通過することによって高効率な熱交換を
可能にする熱交換装置を提供することを目標としてい
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の熱交換装置は、
振動フィーダを用いたものであって、粉粒体の移送床
が、粉粒体の移送方向における先のトラフが手前のトラ
フに対して間隙をおいて下段に形成されるように連設さ
れた複数枚のトラフから構成され、熱交換気体が前記間
隙を通して粉粒体の群を通過するように構成されてい
る。

【００１４】前記振動フィーダにおいて、給気口と排気
口と粉粒体供給口と粉粒体排出口とを有する密閉型のハ
ウジングを備え、前記移送床をハウジングの内部を上下
に画するように形成し、前記給気口を前記移送床の下方
に形成し、排気口と粉粒体供給口とを移送床の上方に形
成することができる。

【００１５】一方、前記排気口を前記移送床の下方に形
成し、給気口と粉粒体供給口とを移送床の上方に形成す
ることもできる。

【００１６】また、前記排気口に、排気中に混在する粉
粒体を回収するための集塵機が接続されているのが好ま
しい。

【００１７】前記トラフは、それぞれ粉粒体の移送方向
に向かって下方に傾斜させて形成することもできる。

【００１８】なお、特許請求の範囲でいう粉粒体とは、
粉体、粒体または粉体と粒体が混在している小物体の群
をいう。

【００１９】

【作用】本発明の熱交換装置によれば、互いに間隙をお
いたトラフ同士のあいだを熱交換気体が通過するため、
その間隙、つまり移送床の段差を落下する粉粒体群の中
を熱交換気体が効果的に通過する。すなわち、各粉粒体
が効率よく熱交換気体と接触するため、熱交換効率の高
いものとなる。しかも篩や網の類を用いることによるコ
ストアップ（低い耐久性や清掃の必要性などによる）ま
たは騒音、さらには適用しうる粉粒体の粒度の制限とい
ったやっかいな問題から解放される。

【００２０】

【実施例】つぎに、図面を参照しつつ本発明の熱交換装
置の実施例を説明する。

【００２１】図１は本発明の熱交換装置の一実施例を示
す正面図、図２は図１の熱交換装置本体の断面図であ
る。

【００２２】図１において、１は熱交換装置であり、振
動フィーダを利用したものである。

【００２３】２は熱交換装置の本体、３は粉粒体Ｇの供
給口、４は粉粒体Ｇの排出口、５は熱交換気体Ａの給気
口、６は熱交換気体Ａの排気口であり、後述の集塵器９
に接続されている。７は振動子であり、８は防振用のば
ねであり、９は公知のサイクロンなどを用いた集塵器で
あり、本体２を通過して排出される熱交換気体に随伴す
る小粒度の粉粒体（以下、微粉という）Ｐを回収するた
めに備えられている。９ａは使用済みの熱交換気体Ａを
排出するための排気口、９ｂは微粉Ｐの排出口である。

【００２４】図示のごとく本実施例では、本体２は既存
の振動フィーダ部分２ａと、振動フィーダ部分２ａに増
設された給気チャンバ部分２ｂおよび減速スペース部分
２ｃ（図２におけるスペース１３を画している）とから
構成されている。このように、既存の振動フィーダを改
造することによって製造することも可能なため、製造コ
ストの低減が図れる。もちろん、既存品を用いずに本体
全体を新規に設計、製造してもよい。

【００２５】図２は図１における本体２の断面を示して
いる。図２において１０は本体２のハウジングであり、
１１は粉粒体Ｇがその上を移動する移送床である。移送
床１１は複数枚のトラフ１１ａから構成されており、各
トラフ１１ａが互いに上下間隔をおきながら且つ前後に
若干重なり合いつつ配設されたものである。各トラフ１
１ａは、図示されてはいないがその両側端がそれぞれハ
ウジング１０の側壁の内側に固定されている。この固定
は溶接などによって完全に固着してもよいが、ボルト、
ナットの締結やレールによる係合など、公知の手段を用
いて着脱自在に取り付けるものでもよい。さらに、各ト
ラフ１１ａのハウジング１０への固定を補強するため
に、前記ボルト等とは別にハウジング１０の床もしくは
天井またはその両方に支持ブラケット（図示していな
い）を設け、トラフ１１ａに接続してもよい。

【００２６】叙上のごとく構成された熱交換装置１によ
れば、移送床１１の段差（トラフ同士の間隙）１２を鉛
直下方に落下する粉粒体Ｇ群に、その段差の間隙１２を
移送床１１の下方からほぼ水平方向に通過する熱交換気
体Ａが効果的に接触しながら流れていく。このように、
粉粒体Ｇは段差の度に何度も繰り返し熱交換気体Ａと効
果的に接触するので両者Ｇ、Ａの熱交換が効率よく行わ
れる。本熱交換装置１は、従来の装置のように、熱交換
気体に粉粒体の搬送を担わせることがないのはもとよ
り、熱交換率向上の目的で粉粒体を舞い上げるために用
いる必要もない。

【００２７】したがって、使用する気体の量を大幅に低
減することができる。それに伴い、前記集塵器９の負荷
も大変小さいものとなるので経済的である。

【００２８】粉粒体は供給量に応じてその粉粒体層の厚
さを薄くするほど熱交換効率が向上するので、移送床１
１の幅は可能な限り広くするのが性能上望ましい。ま
た、粉粒体と熱交換気体との接触を増やすために、トラ
フ同士の上下間隙１２を大きくするのが性能上望まし
い。さらに、移送床の段差を、熱収支上、冷却（または
加熱）に必要な熱交換気体量とトラフの段数とから求め
られる上下間隙における風速が、粉粒体を吹き上げない
風速になるような寸法にするのが望ましい。一方、叙上
のようにすれば本体の外形寸法が大きくなるという問題
が生じるので、適用粉粒体の量、種類、粒度等、または
冷却、加熱等の使用目的を考慮したうえで、経済的均衡
点を見定めて各種寸法および段数を決定すればよい。本
実施例では移動床１１の幅（トラフ１１ａの幅）が約１
５００ｍｍ、移動床１１の長さが約６７００ｍｍ、移送
床１１の段数が６段（トラフ１１ａの枚数が６枚）、そ
の段差の上下間隙１２は１００〜２００ｍｍのあいだで
数種類の設定値変更が可能となっている。また、移送床
１１の傾斜角度は、水平面に対して進行方向にむかって
下方に０〜１５°のあいだで傾斜するように調節可能と
されている。この傾斜については、トラフ１１ａ自体を
調節するものでもよく、また、本体２全体の角度を調節
するようにしてもよい。上述のごとく、前記各寸法、角
度および段数はそれに限定されるものではない。

【００２９】さらに、前記傾斜は、とくに必要ならば若
干のマイナス角度、すなわち進行方向に向かって若干上
方に傾斜させてもよい。振動フィーダを用いているた
め、粉粒体の搬送に大きな支障はない。

【００３０】ハウジング１０内の移送床１１の上方には
広いスペース１３が形成されている。この広いスペース
１３によって、前記トラフの上下間隙１２を通過した熱
交換気体Ａの移動速度が急激に低下するので、随伴微粉
Ｐの重力が熱交換気体Ａの搬送力に勝り、それによって
熱交換気体Ａがハウジング１０を出る前に多くの随伴微
粉Ｐが再び移送床１１上に落下する。このように、微粉
にいたるまで回収することが可能となる。

【００３１】前記実施例では、熱交換気体が移送床をそ
の下方から上方に向けて通過するように構成されている
が、本発明ではとくにそのように限定されることはな
く、たとえば、熱交換気体の給気口を移送床より上方に
設け、排気口を移送床より下方に設ける等して、熱交換
気体がトラフの上下間隙を移送床の上方から下方に向け
て通過するように構成してもよい。そのようにすれば、
本体内での微粉回収効果は若干低下するものの、前記実
施例と同様な高効率な熱交換が達成される。

【００３２】本熱交換装置１は、粉粒体の冷却または加
熱に用いられる。また乾燥にも用いられることはもちろ
んである。

【００３３】一般に、石炭等の成形ブリケットを製造す
る場合、微粉炭を乾燥したのちブリケットマシンによっ
て成形する。このとき、微粉炭が高温であると成形性が
悪く、製品に割れが生じたり粉化したりするため、製品
の歩留りが低下する。そのため、乾燥後の微粉炭を４０
°Ｃ以下に冷却する必要がある。たとえば、本熱交換装
置１を上述の乾燥後の高温微粉炭を冷却するために用い
る場合、乾燥工程での乾燥度負荷を若干低くしておくこ
とによって所望水分よりもやや高めで乾燥を終え、この
微粉炭を本熱交換装置１による冷却工程に導入すること
により、まず残水分が微粉炭の顕熱を奪って蒸発するた
め、高効率な冷却が可能となる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、シンプルな構成によっ
てトラフの強度を維持し且つ耐久性を有し、しかも各粉
粒体が効率よく熱交換気体と接触するため、熱交換効率
が高いものとなる。したがって、従来の、篩や網の類を
用いることによる低い耐久性、騒音、目詰まりおよびそ
の対処（高頻度の清掃等）のためのコストアップ、さら
には適用しうる粉粒体の粒度の制限といったやっかいな
問題から解放される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱交換装置の一実施例を示す正面図で
ある。

【図２】図１の熱交換装置本体の断面図である。

【図３】従来の熱交換装置の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１・・・熱交換装置２・・・本体３・・・供給口４・・・排出口５・・・給気口６・・・排気口９・・・集塵器１１・・・移送床１１ａ・・・トラフ１２・・・上下間隙１３・・・スペースＧ・・・粉粒体Ａ・・・熱交換気体Ｐ・・・微粉

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉粒体と気体との熱交換を行うための、振
動フィーダを用いた熱交換装置であって、粉粒体の移送床が、粉粒体の移送方向における先のトラ
フが手前のトラフに対して間隙をおいて下段に形成され
るように連設された複数枚のトラフから構成され、熱交
換気体が前記間隙を通して粉粒体の群を通過することを
特徴とする粉粒体の熱交換装置。
【請求項２】前記振動フィーダが、給気口と排気口と粉
粒体供給口と粉粒体排出口とを有する密閉型のハウジン
グを有しており、前記移送床がハウジングの内部を上下
に画するように形成されており、前記給気口が前記移送
床の下方に形成され、排気口と粉粒体供給口とが移送床
の上方に形成されてなる請求項１記載の粉粒体の熱交換
装置。
【請求項３】前記振動フィーダが、給気口と排気口と粉
粒体供給口と粉粒体排出口とを有する密閉型のハウジン
グを有しており、前記移送床がハウジングの内部を上下
に画するように形成されており、前記排気口が前記移送
床の下方に形成され、給気口と粉粒体供給口とが移送床
の上方に形成されてなる請求項１記載の粉粒体の熱交換
装置。
【請求項４】前記排気口に、排気中に混在する粉粒体を
回収するための集塵機が接続されてなる請求項１記載の
粉粒体の熱交換装置。
【請求項５】前記トラフが、それぞれ粉粒体の移送方向
に向かって下方に傾斜してなる請求項１記載の粉粒体の
熱交換装置。