JPH11290725A - スプレードライヤ用噴霧ノズル装置 - Google Patents
スプレードライヤ用噴霧ノズル装置Info
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- JPH11290725A JPH11290725A JP9454098A JP9454098A JPH11290725A JP H11290725 A JPH11290725 A JP H11290725A JP 9454098 A JP9454098 A JP 9454098A JP 9454098 A JP9454098 A JP 9454098A JP H11290725 A JPH11290725 A JP H11290725A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 保守点検およびランニングコスト上の問題が
なく、また、製品品質に影響を及ぼすことなく最終粒径
を容易に制御することができて、乾燥等の内壁への未乾
燥液滴の付着を十分に防止することができるスプレード
ライヤ用噴霧ノズル装置を提供する。 【解決手段】 加圧されたスラリを中空円錐状に噴射す
る噴孔６の周りに、それを囲繞して、加圧気体を円筒状
に噴射するガス吹出口１２を設ける。
なく、また、製品品質に影響を及ぼすことなく最終粒径
を容易に制御することができて、乾燥等の内壁への未乾
燥液滴の付着を十分に防止することができるスプレード
ライヤ用噴霧ノズル装置を提供する。 【解決手段】 加圧されたスラリを中空円錐状に噴射す
る噴孔６の周りに、それを囲繞して、加圧気体を円筒状
に噴射するガス吹出口１２を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ソフトフェライ
ト、超硬合金その他の造粒品を製造するに使用されるス
プレードライヤに適用して好適な噴霧ノズルに関するも
のである。
ト、超硬合金その他の造粒品を製造するに使用されるス
プレードライヤに適用して好適な噴霧ノズルに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】加圧された原料スラリを、加熱された乾
燥塔内へ噴射するに用いられる従来のノズル装置として
は、回転ディスク式ノズル、二流体微粒噴射ノズル、加
圧旋回ノズル等が一般的であった。ここで、回転ディス
ク式ノズルは、粒径の変更、水と原液との噴射切換え、
処理量の変更等が容易である一方で、高速回転機構を必
要とし、また、保守点検が容易でないという問題があ
り、二液体微粒噴射ノズルは、いわゆる霧吹きタイプの
ノズルであって、高速の空気流をもってスラリを霧化す
るものであることから、高圧の空気を大量に必要とし、
ランニングコストが嵩むという問題があった。
燥塔内へ噴射するに用いられる従来のノズル装置として
は、回転ディスク式ノズル、二流体微粒噴射ノズル、加
圧旋回ノズル等が一般的であった。ここで、回転ディス
ク式ノズルは、粒径の変更、水と原液との噴射切換え、
処理量の変更等が容易である一方で、高速回転機構を必
要とし、また、保守点検が容易でないという問題があ
り、二液体微粒噴射ノズルは、いわゆる霧吹きタイプの
ノズルであって、高速の空気流をもってスラリを霧化す
るものであることから、高圧の空気を大量に必要とし、
ランニングコストが嵩むという問題があった。
【０００３】ところで、加圧旋回ノズルは、加圧したス
ラリに旋回運動を付与し、それを噴孔から中空円錐状に
薄膜噴射させ、そして、この中空円錐状の薄膜の先端部
で、たとえば空気の作用をもって、薄膜の乱れ、分裂お
よび微粒化をもたらすものであり、このノズルには上述
の如きの、機構上、保守点検およびランニングコスト上
の問題がないことから最も広く使用されている。なお、
このノズルでは、スラリに加える圧力によって最終粒径
を制御することができる。
ラリに旋回運動を付与し、それを噴孔から中空円錐状に
薄膜噴射させ、そして、この中空円錐状の薄膜の先端部
で、たとえば空気の作用をもって、薄膜の乱れ、分裂お
よび微粒化をもたらすものであり、このノズルには上述
の如きの、機構上、保守点検およびランニングコスト上
の問題がないことから最も広く使用されている。なお、
このノズルでは、スラリに加える圧力によって最終粒径
を制御することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】さらに、これらのノズ
ルの性能についてみるに、回転ディスク式ノズルおよび
加圧旋回ノズルでは、ディスクの回転数の変更、ノズル
部品の交換、加圧力の変更等によって最終粒径の制御を
容易に行うことができるが、それらの変更、交換等を行
った場合には、スラリの噴射角度、いいかえれば、広が
り角度もまた変化して、乾燥塔の内壁に未乾燥液滴が付
着することがあり、この付着液滴が連続操業の妨げとな
るが故に、最終粒径の選択には自ずと限界があり、ま
た、二液体微粒噴射ノズルでは、高圧もしくは高速のガ
スによって液滴を微粒化させるため、造粒品の見掛け密
度が低下するという製品品質上の問題があった。
ルの性能についてみるに、回転ディスク式ノズルおよび
加圧旋回ノズルでは、ディスクの回転数の変更、ノズル
部品の交換、加圧力の変更等によって最終粒径の制御を
容易に行うことができるが、それらの変更、交換等を行
った場合には、スラリの噴射角度、いいかえれば、広が
り角度もまた変化して、乾燥塔の内壁に未乾燥液滴が付
着することがあり、この付着液滴が連続操業の妨げとな
るが故に、最終粒径の選択には自ずと限界があり、ま
た、二液体微粒噴射ノズルでは、高圧もしくは高速のガ
スによって液滴を微粒化させるため、造粒品の見掛け密
度が低下するという製品品質上の問題があった。
【０００５】そこでこの発明は、これらの問題点のこと
ごとくを解決することを目的に、機構上、保守点検上お
よびランニングコスト上の問題がなく、しかも、製品品
質に影響を及ぼすことなく最終粒径を容易に制御するこ
とができる加圧旋回ノズルを基調とし、乾燥塔の内壁へ
の未乾燥液滴の付着を十分に防止することで、最終粒径
の選択の自由度を大きく高めたスプレードライヤ用噴霧
ノズル装置を提供することにある。
ごとくを解決することを目的に、機構上、保守点検上お
よびランニングコスト上の問題がなく、しかも、製品品
質に影響を及ぼすことなく最終粒径を容易に制御するこ
とができる加圧旋回ノズルを基調とし、乾燥塔の内壁へ
の未乾燥液滴の付着を十分に防止することで、最終粒径
の選択の自由度を大きく高めたスプレードライヤ用噴霧
ノズル装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明のスプレードラ
イヤ用噴霧ノズル装置は、加圧されたスラリを中空円錐
状に無気噴射する一個の、もしくは複数個の噴孔の周り
に、それを囲繞して、加圧気体を円筒状に噴射するガス
吹出口を設けたものである。この装置は、加圧旋回ノズ
ルに改良を加えたものであるため、それの基本的性能は
加圧旋回ノズルのそれとほぼ同様である。ここで、加圧
旋回ノズルに適用される、噴霧特性に関する実験式は以
下の通りである。
イヤ用噴霧ノズル装置は、加圧されたスラリを中空円錐
状に無気噴射する一個の、もしくは複数個の噴孔の周り
に、それを囲繞して、加圧気体を円筒状に噴射するガス
吹出口を設けたものである。この装置は、加圧旋回ノズ
ルに改良を加えたものであるため、それの基本的性能は
加圧旋回ノズルのそれとほぼ同様である。ここで、加圧
旋回ノズルに適用される、噴霧特性に関する実験式は以
下の通りである。
【０００７】
【数１】 （ＤD ：液滴径 Ｐ：スラリ圧力 Ｄ：ノズル噴孔径
Ｕ：液粘度 Ｑ：液表面張力 Ｃ1 ：定数) Ｗ＝Ｃ2 ・Ｐ0.5 ・Ｄ2 (Ｗ：液流量 Ｐ：スラリ圧力 Ｄ：ノズル噴孔径 Ｃ2
：定数) Ｖt ／Ｖa ＝Tan(Ｏm ／2) Ｖt ＝２vt・ｒ・dr／ (ＲO −ＲC ） Ｖa ＝２va・ｒ・dr／（ＲO −ＲC ） (Ｖa ：噴孔を通過するときの平均軸方向速度、Ｖt ：
噴孔を通過するときの平均速度、Ｏm ：噴霧スプレーの
広がり角度、vt：ノズルの噴孔内における任意の半径ｒ
における切線方向速度、va：ノズルの噴孔内における任
意の半径ｒにおける軸方向速度、ＲO ：半径、ＲC ：空
気核径)
Ｕ：液粘度 Ｑ：液表面張力 Ｃ1 ：定数) Ｗ＝Ｃ2 ・Ｐ0.5 ・Ｄ2 (Ｗ：液流量 Ｐ：スラリ圧力 Ｄ：ノズル噴孔径 Ｃ2
：定数) Ｖt ／Ｖa ＝Tan(Ｏm ／2) Ｖt ＝２vt・ｒ・dr／ (ＲO −ＲC ） Ｖa ＝２va・ｒ・dr／（ＲO −ＲC ） (Ｖa ：噴孔を通過するときの平均軸方向速度、Ｖt ：
噴孔を通過するときの平均速度、Ｏm ：噴霧スプレーの
広がり角度、vt：ノズルの噴孔内における任意の半径ｒ
における切線方向速度、va：ノズルの噴孔内における任
意の半径ｒにおける軸方向速度、ＲO ：半径、ＲC ：空
気核径)
【０００８】これによれば、加圧旋回ノズルでは、噴霧
液滴径の小径側への調節は、スラリ圧力を高めることに
よって実現可能となるが、その結果として、噴孔を通過
する薄膜の平均速度が速くなって、噴霧スプレーの広が
り角度が大きくなるため、噴霧液滴がそれの乾燥前に乾
燥塔内壁に付着し、成長することがわかる。これがため
ここでは、原料スラリの微粒化までは、加圧旋回ノズル
の特性に依存するものとした上で、噴孔を囲繞する吹出
口から、空気その他の気体を、所要に応じて予め選択し
た圧力で円筒状に噴射することにより、噴霧スプレーの
不要の広がりを、噴射気体をもって制限し、これによっ
て、噴霧液滴の乾燥塔内壁への付着を防止する。従っ
て、原料スラリの最終粒径を所要に応じて選択してな
お、噴霧スプレーの広がり角度の増加が操業に及ぼす影
響を十分に除去することができる。
液滴径の小径側への調節は、スラリ圧力を高めることに
よって実現可能となるが、その結果として、噴孔を通過
する薄膜の平均速度が速くなって、噴霧スプレーの広が
り角度が大きくなるため、噴霧液滴がそれの乾燥前に乾
燥塔内壁に付着し、成長することがわかる。これがため
ここでは、原料スラリの微粒化までは、加圧旋回ノズル
の特性に依存するものとした上で、噴孔を囲繞する吹出
口から、空気その他の気体を、所要に応じて予め選択し
た圧力で円筒状に噴射することにより、噴霧スプレーの
不要の広がりを、噴射気体をもって制限し、これによっ
て、噴霧液滴の乾燥塔内壁への付着を防止する。従っ
て、原料スラリの最終粒径を所要に応じて選択してな
お、噴霧スプレーの広がり角度の増加が操業に及ぼす影
響を十分に除去することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を
図面に示すところに基づいて説明する。図１は、この発
明の実施形態を示す軸線方向断面図であり、図中１は原
料スラリの噴射部を、２は加圧気体, たとえば加圧空気
の噴射部をそれぞれ示す。ここで、原料スラリの噴射部
１は、図２に略線分解斜視図で示すところから明らかな
ように、所要の圧力に加圧された原料スラリの導入部と
してのスクリューピン３と、このスクリューピン３の先
端開口を塞ぐ蓋部材４と、スクリューピン３の先端側部
と蓋部材４との間から流出したスラリに旋回運動を付与
するスワル５と、板状部材の中央部に形成されて、スワ
ル５を通過したスラリを中空円錐状に薄膜噴射する一の
噴孔６とを具えてなる。また、加圧空気の噴射部２は、
スラリ噴射部１を保持するハウジング７の外周にジャケ
ットパイプ８を組み付けるとともに、このジヤケットパ
イプ８とハウジング７との間に、加圧空気流入口９に連
通して、好ましくは図に仮想線で示すように、ハウジン
グ軸線に対して傾斜して延びる、横断面積の大きい複数
条の傾斜流路１０を設け、そしてこれらの傾斜流路１０
の先端部分を、噴孔６を円筒状に取り囲む、流路幅の極
めて狭い環状流路１１とし、この環状流路１１の先端
を、加圧空気を円筒状に噴射する、噴孔６と同芯のガス
噴出口１２とする。
図面に示すところに基づいて説明する。図１は、この発
明の実施形態を示す軸線方向断面図であり、図中１は原
料スラリの噴射部を、２は加圧気体, たとえば加圧空気
の噴射部をそれぞれ示す。ここで、原料スラリの噴射部
１は、図２に略線分解斜視図で示すところから明らかな
ように、所要の圧力に加圧された原料スラリの導入部と
してのスクリューピン３と、このスクリューピン３の先
端開口を塞ぐ蓋部材４と、スクリューピン３の先端側部
と蓋部材４との間から流出したスラリに旋回運動を付与
するスワル５と、板状部材の中央部に形成されて、スワ
ル５を通過したスラリを中空円錐状に薄膜噴射する一の
噴孔６とを具えてなる。また、加圧空気の噴射部２は、
スラリ噴射部１を保持するハウジング７の外周にジャケ
ットパイプ８を組み付けるとともに、このジヤケットパ
イプ８とハウジング７との間に、加圧空気流入口９に連
通して、好ましくは図に仮想線で示すように、ハウジン
グ軸線に対して傾斜して延びる、横断面積の大きい複数
条の傾斜流路１０を設け、そしてこれらの傾斜流路１０
の先端部分を、噴孔６を円筒状に取り囲む、流路幅の極
めて狭い環状流路１１とし、この環状流路１１の先端
を、加圧空気を円筒状に噴射する、噴孔６と同芯のガス
噴出口１２とする。
【００１０】このように構成してなるノズル装置によれ
ば、加圧空気流入口９から、それぞれの傾斜流路１０を
経て、旋回方向の慣性力を付与された加圧空気は、狭幅
の環状流路１１でより一層加速されてガス吹出口１２か
ら円筒状に噴射され、この噴射と同時に膨張する。これ
がため、噴孔６から中空円錐状に噴射され、微粒化され
てなお拡散傾向を有するスラリ液滴は、上記噴流をもっ
て拡散を阻止されるとともに、移動方向を噴孔６、ひい
ては、乾燥塔の軸線方向に変更されることになって、未
乾燥液滴の、乾燥塔内壁への付着が十分に防止されるこ
とになる。
ば、加圧空気流入口９から、それぞれの傾斜流路１０を
経て、旋回方向の慣性力を付与された加圧空気は、狭幅
の環状流路１１でより一層加速されてガス吹出口１２か
ら円筒状に噴射され、この噴射と同時に膨張する。これ
がため、噴孔６から中空円錐状に噴射され、微粒化され
てなお拡散傾向を有するスラリ液滴は、上記噴流をもっ
て拡散を阻止されるとともに、移動方向を噴孔６、ひい
ては、乾燥塔の軸線方向に変更されることになって、未
乾燥液滴の、乾燥塔内壁への付着が十分に防止されるこ
とになる。
【００１１】ところで、噴孔６の周りのガス噴出口から
噴射される加圧空気の噴射形態を、スラリとは逆向きの
中空円錐状とした場合には、その噴射空気の衝突によっ
て空気流の乱れが生じ、これによって、一旦微粒化され
た噴霧液滴の粗微粒化または再粗大化等が発生し、とき
には液滴内部に空気を取り込んだりすることがあり、結
果として、乾燥された顆粒の粒度分布が広くなったり、
見掛け密度が低下したりすることがあるところ、上述し
たように、空気を円筒状に噴射するときには、空気流の
干渉に起因するかかる問題の発生を有効に防止すること
ができる。なお、上述したところの空気の衝突エネルギ
ーは、液滴の噴霧角度、噴孔６とガス吹出口１２との距
離、空気の加圧力等によって調節することができる。
噴射される加圧空気の噴射形態を、スラリとは逆向きの
中空円錐状とした場合には、その噴射空気の衝突によっ
て空気流の乱れが生じ、これによって、一旦微粒化され
た噴霧液滴の粗微粒化または再粗大化等が発生し、とき
には液滴内部に空気を取り込んだりすることがあり、結
果として、乾燥された顆粒の粒度分布が広くなったり、
見掛け密度が低下したりすることがあるところ、上述し
たように、空気を円筒状に噴射するときには、空気流の
干渉に起因するかかる問題の発生を有効に防止すること
ができる。なお、上述したところの空気の衝突エネルギ
ーは、液滴の噴霧角度、噴孔６とガス吹出口１２との距
離、空気の加圧力等によって調節することができる。
【００１２】
【実施例】この発明に係る噴霧ノズル装置と、従来の加
圧旋回ノズルとのそれぞれを図３に略線図で示すよう
に、スプレードライヤの乾燥塔２１内に、その乾燥塔２
１と同軸に配設し、ともに同一の造粒操業条件下にて操
業を行った場合の、良品回収率、顆粒中心粒径、見掛け
密度等を調べたところ、表１に示す通りとなった。また
ここでは、それぞれのノズルについてのスラリ加圧力、
噴孔径、スワルチャンバ寸法等の噴霧条件をも同一とし
た。
圧旋回ノズルとのそれぞれを図３に略線図で示すよう
に、スプレードライヤの乾燥塔２１内に、その乾燥塔２
１と同軸に配設し、ともに同一の造粒操業条件下にて操
業を行った場合の、良品回収率、顆粒中心粒径、見掛け
密度等を調べたところ、表１に示す通りとなった。また
ここでは、それぞれのノズルについてのスラリ加圧力、
噴孔径、スワルチャンバ寸法等の噴霧条件をも同一とし
た。
【００１３】
【表１】
【００１４】上記表１によれば、実施例ノズル装置で
は、従来ノズルによるものと同等品質の製品を極めて高
い良品回収率をもって製造できることが明らかである。
は、従来ノズルによるものと同等品質の製品を極めて高
い良品回収率をもって製造できることが明らかである。
【００１５】
【発明の効果】かくして、この発明によれば、噴孔の周
りに位置するガス吹出口から、空気とすることができる
加圧気体を円筒状に噴射することで、前記噴孔から噴射
されて微粒化される原料スラリの噴霧角度を有効に低減
させて、噴霧液滴の乾燥等内壁への付着を十分に防止す
ることができ、従って、原料スラリの最終粒径を、所要
に応じて選択してなお、その粒径が操業に及ぼす影響を
除去することができ、さらには、ガス吹出口からの高圧
高速の噴射ガスをもって、噴霧液滴を二次的に微粒化す
ることで、粒径をさらに制御することもできる。
りに位置するガス吹出口から、空気とすることができる
加圧気体を円筒状に噴射することで、前記噴孔から噴射
されて微粒化される原料スラリの噴霧角度を有効に低減
させて、噴霧液滴の乾燥等内壁への付着を十分に防止す
ることができ、従って、原料スラリの最終粒径を、所要
に応じて選択してなお、その粒径が操業に及ぼす影響を
除去することができ、さらには、ガス吹出口からの高圧
高速の噴射ガスをもって、噴霧液滴を二次的に微粒化す
ることで、粒径をさらに制御することもできる。
【図１】この発明の実施形態を示す軸線方向断面図であ
る。
る。
【図２】原料スラリの噴射部を示す略線分解斜視図であ
る。
る。
【図３】スプレードライヤを示す略線図である。
１ 原料スラリの噴射部 ２ 加圧空気の噴射部 ３ スクリューピン ４ 蓋部材 ５ スワル ６ 噴孔 ７ ハウジング ８ ジャケットパイプ ９ 加圧空気流入口 １０ 傾斜流路 １１ 環状流路 １２ ガス噴出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 粂田 賢孝 山形県酒田市大浜１丁目４−46 日重酒田 工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 加圧されたスラリを中空円錐状に噴射す
る噴孔の周りに、それを囲繞して、加圧気体を円筒状に
噴射するガス噴出口を設けてなるスプレードライヤ用噴
霧ノズル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9454098A JPH11290725A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | スプレードライヤ用噴霧ノズル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9454098A JPH11290725A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | スプレードライヤ用噴霧ノズル装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11290725A true JPH11290725A (ja) | 1999-10-26 |
Family
ID=14113159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9454098A Abandoned JPH11290725A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | スプレードライヤ用噴霧ノズル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11290725A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004022241A2 (en) | 2002-09-09 | 2004-03-18 | Bete Fog Nozzle, Inc. | Swirl nozzle and method of making same |
| WO2009096370A1 (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Katsumi Iida | 蒸発装置 |
-
1998
- 1998-04-07 JP JP9454098A patent/JPH11290725A/ja not_active Abandoned
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004022241A2 (en) | 2002-09-09 | 2004-03-18 | Bete Fog Nozzle, Inc. | Swirl nozzle and method of making same |
| EP1560659A2 (en) * | 2002-09-09 | 2005-08-10 | Bete Fog Nozzle, Inc. | Swirl nozzle and method of making same |
| EP1560659A4 (en) * | 2002-09-09 | 2009-04-29 | Bete Fog Nozzle Inc | TURBULENCE NOZZLE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
| US7631820B2 (en) | 2002-09-09 | 2009-12-15 | Bete Fog Nozzle, Inc. | Spray nozzle and swirl disk therefor |
| WO2009096370A1 (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Katsumi Iida | 蒸発装置 |
| JP2009172562A (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Katsumi Iida | 蒸発装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050401 |
|
| A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20070711 |