JPS60137401A - 噴霧乾燥塔における噴霧ノズルの開閉制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、噴霧乾燥塔における噴霧ノズルの開閉制御方
法及び装置に関するものである。

一般に、洗剤等の粉粒体の噴霧乾燥においては、多数の
ノズルによって原料スラリーを乾燥塔内へ噴霧し、それ
を熱風と接触させて乾燥粒子を得るようにしている。こ
のような噴霧乾燥における気液の接触では、乾燥効率及
び製品の乾燥むら等の面から、スラリーの分散を均一と
するのが好ましく、実際の噴霧乾燥塔では、大量のスラ
リーを均一な噴霧パターンで噴霧するため、乾燥塔の内
周に沿っ、て多数個のノズルを等間隔に配列させている
。

しかしながら、このような噴霧乾燥塔では、全ノズルを
開放して使用する場合に優れた均一性が得られるとして
も、実装置の稼動においては、配設された噴霧ノズルの
全てを使用するのが稀であり、乾燥粒子の水分、嵩密度
などの品質を維持するため、スラリーの供給速度、乾燥
用熱風温度、噴霧圧力等と共に、開放噴霧ノズル本数を
制御するのが一般的である。さらに、スラリーの性状に
よっては、稼動中に噴霧ノズルが閉塞することもあり、
一旦このようなノズルの閉塞が生じると、噴霧パターン
が大きく崩れて、粉粒体の水分や嵩密度にばらつきが生
じ、安定した品質の製品を得ることが困難となるため、
それに対処したノズルの開閉操作が必要になる。

従来、上記のように等間隔に配置された多数個の噴霧ノ
ズルから均一な噴霧を行う方法とじては、対称状にノズ
ルを開放するのが好ましいとされ、環状に配置したＴ個
の噴霧ノズルに対して円周方向に順次１，２．・・、Ｔ
のノズル番号を付し、それらの噴霧ノズルのうちのＮ個
のノズルを開放する場合、次式で計算されるノズル番号
Ｘの、ノズルを開放するようにしている。

Ｘ＝　ＩＮＴ（Ａ’−Ｔ／Ｎ） ただし、ＩＮＴは数値の小数点以下を切捨てた整数値を
与える関数、Ａはノズルの開放順位で１〜Ｎの整数が順
次代入される。

このような方式によれば、例えば、８個のノズルが等間
隔に配置された乾燥塔を用いて５個のノズルを開放する
場合、第１図Ａに示すような開放状態（白丸は開放ノズ
ル、黒丸は閉塞ノズル）をとり、完全な対称形は望めな
いが、第１図Ｂ、Ｃに示すような他の開放態様に比して
対称性が非常に優れている。

しかるに、乾燥操作上、上記第１図Ａの５個の開放状態
から開放ノズルを６個に増加する場合、第２図に−示す
ような開放状態をとらせることになり、そのためには、
第１図Ａの状態から２番及び５番のノズルを開くと共に
、現在使用している３番のノズルを閉めることになる。

即ち、上記従来の方式では、開放ノズルの増減変更に伴
い、略対称性を保つために開閉操作すべきノズルの数が
多く、操作時間が長くなり、品質への影響も無視できな
い。

本発明は、このような多数個の噴霧ノズルを備えた噴霧
乾燥塔における噴霧ノズルの開閉制御において、熱効率
を損なうことなく、且っ噴霧の均一性を損なうことなく
、短時間に噴霧ノズルの開閉を行うことができ、しかも
、通常時はもとより、ノズルが閉塞を生じた場合でも、
噴霧パターンを短時間に略均−な状態に変更し、それに
よって安定した品質の製品が得られるようにすることを
目的とするものである。

上記目的を達成するための本発明のノズル開閉制御方法
は、必要段数の噴霧ステージに多数の噴霧ノズルを実質
的に等間隔に配置し、該噴霧ノズルから噴出するスラリ
ーを熱風で乾燥するようにした噴霧乾燥塔において、上
記噴霧ステージにおける多数の噴霧ノズルを、同一数の
噴霧ノズルによって構成される数ブロックに分割し、各
ブロックにおける噴霧ノズルに、それらを順次開放した
場合に常に開放状態の噴霧ノズ、ルが離散的に分散配置
されるような開放優先順位を設定すると共に、上記ブロ
ック相互間にそれらを離散的に抽出する優先順位を設定
し、開放すべき噴霧ノズルの数が指定されたとき、上記
ブロック間の優先順位の繰返しにより順次抽出されるブ
ロックから、そのブロックにおける開放優先順位に従っ
て定められた噴霧ノズルを、上記指定された数だけ開放
することを特徴とするものである。

また、本発明のノズル開閉制御装置は、必要段数の噴霧
ステージに多数の噴霧ノズルを実質的に等間隔に配置し
、該噴霧ノズルから噴出するスラリーを熱風で乾燥する
ようにした噴霧乾燥塔において、上記噴霧ノズルに目詰
まり検知器を付設すると共に、その目詰まり検知器によ
って噴霧ノズルの目詰まりを検出したときに代替噴霧ノ
ズルを開放する制御装置を設け、上記制御装置を、上記
噴霧ステージにおいて数ブロックに分割された噴霧ノズ
ルの各ブロック内における開放優先順位が予め設定され
、目詰まり検知器からの出力信号に基づいて、目詰まり
した噴霧ノズルが属するブロック内において次位の開放
優先順位の噴霧ノズルを開放するものとして構成したこ
とを特徴とするものである。

以下、図面を参照して本発明についてさらに詳細に説明
する。

本発明の方法が適用される噴霧乾燥装置は、噴霧乾燥塔
内に１ないし数段の噴霧ステージを備え、各噴霧ステー
ジにおいて乾燥塔内周に多数の噴霧ノズルを実質的に等
間隔に配置し、該噴霧ノズルから噴出するスラリーを下
方からの熱風で乾燥するようにしたものである。

上記噴霧乾燥塔における噴霧ノズルの開閉制御に際して
は、まず、同一噴霧ステージにおける多数の噴霧ノズル
を、同一数の噴霧ノズルによって構成される数ブロック
に分割するが、その分割数は、ブロックにおける対称性
等を考慮した場合、奇数よりも偶数の方がよく、しかも
実用されている噴霧乾燥塔における噴霧ノズル数を考慮
すると、４″程度が適している。第３図Ａは、１６債の
噴霧ノズルを４ブロツクエ〜■に分割した場合を示して
いる。

さらに、各ブロックにおける噴霧ノズルには、それらを
順次開放した場合に常に開放状態の噴霧ノズルが離散的
に分散配置されるような開放優先順位が設定される。こ
の場合、開放噴霧ノズルの対称性のみを考慮して開放優
先順位を設定すると、隣接するブロックとの関連におい
て開放噴霧ノズルに粗密が生じることがあるため、隣接
ブロックとの関係を考慮して開放優先順位を定める必要
がある。第３図Ａ及び第４図Ａ−Ｃは、噴霧ノズル数を
異にする場合についての各ブロック内の開放優先順位の
一例を示すもので、それぞれ、ａ　、′ｂ、　ｃ　、・
拳の符合順に開放優先順位を設定するのが適切である。

なお、第４図Ｃは一つの噴霧ステージにおいて噴霧ノズ
ルを二重の環状に配置した場合を示している。乾燥塔の
直径が大きい場合、このようにノズル配列を二重にして
中央への噴霧を行う方が、乾燥塔の水平断面における噴
霧の均一性を向上させることができ、このようなノズル
配置に対しては、一般に内側環状配列のノズルの開放優
先順位を外側環状配列のノズルのそれよりも高くするの
が妥当である。

また、上記ブロック相互間には、それらを離散的に抽出
する優先順位が設定され、第３図Ａに例示したように噴
霧ノズルを４ブロツクに分割した場合、同図に示すブロ
ックエ〜■の符号順に優先順位を設定するのが有・効で
ある。

さらに、噴霧ステージが例えば２段の場合、噴霧乾燥塔
内における垂直方向での重なりを考慮し、第１段目及び
第２段目について、第３図Ｂに示すような優先順位を設
定するのが有効である。

開放すべき噴霧ノズルの数が指定されたときには、上記
ブロックエ〜■の優先順位の繰返し、即ちブロックＩ−
＋Ｉ■→■→■の順に順次抽出されるブロックから、そ
のブロックにおける噴霧ノズルの開放優先順位に従って
定められた噴霧ノズルを、１本づつ上記指定された数に
なるまで開放することになるが、これによって開放され
る噴霧ノズルは、第１表として示すようなマトリックス
化によって明確にすることができる。

第１表は、同−噴霧ステージにおける噴霧ノズル数が２
０、ブロック数を４とした場合のノズル番号について、
行方向にブロック名、列方向にブロック内開放優先順位
をとってマトリックス化したもので、このようなマトリ
ックスを用いると、例えば１２個の噴霧ノズルを開放し
ようとする場合、まず、第１列に行、方向に表示されて
いるｌ。

３．４．２番の噴霧ノズルを開き、次行に移って５．１
３．・・番、さらに次行の７．１５．・・番と、合計１
２個の噴霧ノズルを開くことにより、第第１表 ５図のようなパターンを簡単に得ることができる。

開放噴霧ノズルの数の増減は、上述した順位に従って開
閉すればよいことは勿論であり、またいずれかの噴霧ノ
ーズルが目詰まりによって閉塞したときには、その噴霧
ノズルの洗浄が完了するまでの間、その噴霧ノズルが属
するブロックＩ〜■における次位の開放優先順位の噴霧
ノズルを開放すればよい。例えば、第５図において７番
のノズルが目詰まりによって閉塞した場合には、プロ１
．クエにおける次位の開放優先順位にある６番の噴霧ノ
ズルが代替噴霧ノズルとして開放される。そして１．こ
のノズルによる代替噴霧によっても、スラリー噴霧パタ
ーンＬｉ略均−に保゛たれ、大きく崩れることはない。

このような噴霧ノズルの開閉により、開放ノズルの増減
や代替噴霧ノズルの開放を行った場合、上記方法によっ
て旬及的に均一な噴霧パターンを得ることができ、しか
もその際のノズル増減数だけの開閉操作により、乾燥効
率的にも、実用上最適なノズルの開閉制御を行うことが
できる。′十述した噴霧ノズルの開閉制御方法を実施す
る装置は、第６図及び第７図に例示するように構成する
ことができる。同図において、１は乾燥塔、２．２．・
・は該乾燥塔ｌ内の噴霧ステージに実質的に等間隔に配
設した多数のスラリー噴霧ノズル。

３は乾燥塔の下部に設けた熱風の吹出口であって、上記
噴１ノズル２から噴出した原料スラリーを熱風と向流接
触させることにより乾燥させ、生成した粉粒体を塔底４
からコンベヤ５上に取出し、塔頂６から熱風を排出させ
るように構成される。

上記ノズル２は、一定間隔をおいて環状に配設し、各ノ
ズル２を原料供給管７により供給パルプ８を介してスラ
リー圧送用ポンプ８に接続すると共に、給水管１０によ
り給水バルブ１１を介して洗浄水の供給源１２に接続し
、さらに上記供給管７には噴霧ノズル２の目詰まりを検
出する目詰まり検知器１３を付設し、これらのバルブ８
，１１及び目詰まり検知器１３を、コンピュータ等から
なる制御装置１４に接続している。

なお、上記目詰まり検知器１３としては、例えば、原料
スラリーが供給管７中を流れる際に発する音波または超
音波を検出する方式のものを使用することができる。

上記制御装置１４は、上述の方法に従って均一なスラリ
ー噴霜パターンを得るためのプログラムを内蔵し、この
プログラムに従って上記供給バルブ８を開閉することに
より、特定の位置関係にある複数の噴霧ノズルを選択的
に開放せしめ、それによってこれらのノズルからスラリ
ーを均一に噴霧させるように動作するものであり、さら
にその噴霧中にいずれかのノズルが目詰まりにより閉塞
した場合には、目詰まり検知器１３からの出力信号に基
づいて供給バルブ８を閉じると共に給水バルブ１１を開
放し、それによって閉塞した噴霧ノズルの洗浄を行い、
これと同時に、上記均一なスラリー噴霧パターンを維持
し得る範囲内で、閉塞した噴霧ノズルに代えて休止中の
ノズルを代替噴霧ノズルとし℃開放させるものである。

即ち、上記制御装置においては、噴霧ステージにおいて
数ブロックに分割された噴霧ノズルの各ブロック内にお
ける開放優先順位及びブロック相互間の離散的抽出のた
めの優先順位を、例えば前記第１表のマトリックスの状
態で保有し、その制御装置に付設した入力装置か°らの
入力で使用ノズル数が指定されたときには、上記ブロッ
ク間の優先順位の繰返しにより順次抽出されるブロック
から、そのブロックにおける開放優先順位に従って定め
られた噴霧ノズルを、上弓指定された数だけ開放するよ
うに、それぞれの噴霧ノズルにおける供給バルブ８が制
御され、これらのノズルからスラリーが、噴霧される。

また、噴霧中のいずれかのノズルが目詰まりにより閉塞
すると、目詰まり検知器１３によりそれが検出されてそ
の出力信号が制御装置１４に入力されるため、該制御装
置１４からの指令により、閉塞し゛たノズルに対応する
供給バルブ８が閉鎖されると共に、次位の開放優先順位
にある噴霧ノズルにおける供給バルブ８の開放により、
それが代替噴霧ノズルとして作動せしめられ、スラリー
の代替噴霧が行われる。

これと同時に、上記閉塞したバルブに対〜応する給水バ
ルブ１１が開放されて、洗浄用の温水がノズルに供給さ
れ、その洗浄が行われる。

に記洗浄が終了すると、給水バルブ１１が閉鎖されると
同時にそのノズルにおける供給バルブ８が開放され、さ
らに噴霧中の代替ノズルにおける供給バルブ８が閉−鎖
されて、噴霧状態はノズルが閉塞する以前の状態に復帰
する。そして、噴霧に使用された代替ノズルは洗浄され
、再び休止状態に保持される。

上記使用ノズル数は、所望の数を制御装置１４に入力す
ることにより適宜増減させることができるが、予め設定
することにより時間と共に自動的に増減させることもで
きる。

このように、本発明７によれば、噴霧乾燥塔内に配設し
た多数のノズルを制御装置によって選択的に開閉するこ
とにより、均一なスラリー噴霧パターンを形成させ得る
開放ノズルパターンを選択することができ、これによっ
”て噴霧乾燥を熱的に最良の条件の下に行うと同時に、
製品の品質面でも最適な条件を得ることができる。また
、使用ノズル数の変更、目詰まりに伴う代替噴霧ノズル
による噴霧に際しても、常に略均−な噴霧パターンを得
ることができると共に、ノズル開閉回数が最少となり、
運転条件の迅速な制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ−Ｃ及び第２図は従来の噴霧ノズルの開閉制御
に関する説明図・、第３図Ａ、Ｂ、第４図Ａ−Ｃ及び第
５図は本発明における噴霧ノズルの開閉制御に関する説
明図、第６図は本発明の噴霧ノズル開閉制御装置の実施
例を示す構成図、第７図はその要部拡大図である。 ｌ　・・噴霧乾燥塔、　２・・噴霧ノズル、１３・・目
詰まり検知器、１４・・制御装置。 特許出願人　ライオン株式会社 第１図Ａ　第１ｖＩＡＢ 第３図 Ａ　ｊｌＧ図 第５図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、必要段数の噴霧ステージに多数の噴霧ノズルを実質
   的に等間隔に配置し、該噴霧ノズルから噴出するスラリ
   ーを熱風で乾燥するようにした噴霧乾燥塔において、上
   記噴霧ステージにおける多数の噴霧ノズルを、同一数の
   噴霧ノズルによって構成される数ブロックに分割し、各
   ブロックにおける噴霧ノズルに、それらを順次開放した
   場合に常に開放状態の噴霧ノズルが離散的に分散配置さ
   れるような開放優先順位を設定すると共に、上記ブロッ
   ク相互間にそれらを離散的に抽出する優先順位を設定し
   、開放すべき噴霧ノズルの数が指定されたとき、上記ブ
   ロック間の優先順位の繰返しにより順次抽出されるブロ
   ックから、そのブロックにおける開放優先順位に従って
   定められた噴霧ノズルを、上記指定された数だけ開放す
   ることを特徴とする噴霧乾燥塔における噴霧ノズルの開
   閉制御方法。 ２、　いずれかの噴霧ノズルが目詰まりによって閉塞し
   たとき、その噴霧ノズルの洗浄が完了するまでの間、そ
   の噴霧ノズルが属するブロックにおける次位の開放優先
   順位の噴霧ノズルを開放することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の噴霧乾燥塔における噴霧ノズルの開
   閉制御方法。 ３、必要段数の噴霧ステージに多数の噴霧ノズルを実質
   的に等間隔に配置し、該噴霧ノズルから噴出するスラリ
   ーを熱風で乾燥するようにした噴霧乾燥塔において、上
   記噴霧ノズルに目詰まり検知器を付設すると共に、その
   目詰まり検知器によって噴霧ノズルの１峙まりを検出し
   たときに代替噴霧ノズルを開放する制御装置を設け、上
   記制御装置を、上記噴霧ステージにおいて数ブロックに
   分割された噴霧ノズルの各ブロック内における開放優先
   順位が予め設定され、目詰まり検知器からの出力信号に
   基づいて、目詰まりした噴霧ノズルが属するブロック内
   において次位の開放優先順位の噴霧ノズルを開放するも
   のとして構成したことを特徴とする噴霧乾燥塔における
   噴霧ノズルの開閉制御装置。