(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の本体と、この本体の内部でありこの本体の軸方向に延設される複数の加熱管と、この加熱管に蒸気を供給する蒸気発生装置とを有する回転乾燥機において、
前記加熱管が、一端から前記蒸気発生装置で生成される蒸気を供給されて他端を連結管に連結される複数の第１加熱管と、一端を前記連結管に連結されて他端からブロアにより前記蒸気を排出する複数の第２加熱管とを備えて、
前記ブロアが、蒸気の温度を検知する温度計の温度が予め定めた第１の閾値を下回った場合に出力を上昇して、予め定めた第２の閾値を上回った場合に出力を下降する構成を備えることを特徴とする回転乾燥機。
【請求項２】
前記本体の内部に設置されて複数の前記第１加熱管の一端をそれぞれ連結される供給ヘッダーと、前記本体の内部に設置されて複数の前記第２加熱管の他端をそれぞれ連結される回収ヘッダーとを備え、
前記蒸気発生装置で生成される蒸気が、前記供給ヘッダーと前記第１加熱管と前記連結管と前記第２加熱管と前記回収ヘッダーとを経由して、前記ブロアにより排出される構成を備える請求項１に記載の回転乾燥機。
【請求項３】
前記蒸気発生装置で生成する蒸気の圧力が、大気圧以下である請求項１または２に記載の回転乾燥機。
【請求項４】
円筒状の本体と、前記円筒状の本体に設置した複数の加熱管と、前記加熱管に蒸気を供給する蒸気発生装置を有し、前記蒸気発生装置で生成した蒸気を、第１加熱管の一端から供給し、前記第１加熱管の他端に設置した連結管を介して第２加熱管の一端に供給し、前記第２加熱管の他端からブロアを介して排出する構成とした回転乾燥機の制御方法において、
前記蒸気の温度を検知する温度計の温度が、予め定めた第１の閾値を下回った場合、前記ブロアの出力を上昇する温度上昇制御を行い、予め定めた第２の閾値を上回った場合、前記ブロアの出力を下降する温度下降制御を行うことを特徴とする回転乾燥機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転可能に設置した円筒状の本体と、本体内に設置した複数の加熱管と、加熱管に蒸気を供給する蒸気発生装置を有した回転乾燥機及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、粉炭、微粉体等の乾燥に回転乾燥機を使用していた（例えば特許文献１参照）。図３に回転乾燥機の１例を示す。回転乾燥機１Ｘは、回転可能に設置した円筒状の本体２Ｘと、本体２Ｘに被乾燥物Ｍを供給するホッパー２０及びスクリューコンベア２１を有している。この本体２Ｘは、内部に複数の加熱管２２と、この加熱管２２に加熱した水蒸気等の供給蒸気Ｓ１を供給する蒸気発生装置７を有している。また、本体２Ｘは、図示しないローラにより、本体２Ｘの中心軸を中心に回転するように構成している。更に、本体２Ｘは、回転乾燥機１Ｘの上流から下流方向（図３左から右方向）に低くなるように傾斜している。加えて、回転乾燥機１Ｘの下流側（図３右方）に、供給蒸気Ｓ１が液化したもの（回収液Ｓｘ）を排出するドレン２３を有している。
【０００３】
次に、回転乾燥機１Ｘの動作について説明する。まず、本体２Ｘの上流側のホッパー２０に、被乾燥物Ｍを投入する。被乾燥物Ｍは、本体２Ｘの回転により、攪拌されながら本体２Ｘの下流側（図３右方）へ移動する。
【０００４】
他方で、蒸気発生装置７で熱媒体である加圧蒸気を生成し、この加圧蒸気を加熱管２２に供給する。ここで、加圧蒸気を水蒸気とする場合は、例えば１５０℃で０．５ＭＰａ（大気圧を０．１ＭＰａとして）の水蒸気等を使用する。被乾燥物Ｍは、水蒸気により加熱された加熱管２２から熱を受ける。その後、この熱により乾燥した被乾燥物ｍは回収される。また、被乾燥物Ｍの乾燥過程で発生したガスｇは、ホッパー２０から回収される。
【０００５】
次に、本体２Ｘに設置した加熱管２２に供給する蒸気について説明する。図４に、本体２Ｘの概略を示す。本体２Ｘは、供給ヘッダー３と、供給ヘッダー３にそれぞれ接続した複数の加熱管２２と、ドレン２３を有している。
【０００６】
この本体２Ｘに、蒸気発生装置７（図３参照）で生成した供給蒸気Ｓ１を供給する。供給蒸気Ｓ１は、供給ヘッダー３を介して複数の加熱管２２に供給される。つまり、供給蒸気Ｓ１は、回転乾燥機１Ｘの下流側（図４右方）から供給される。この供給蒸気Ｓ１は、回転乾燥機１Ｘの上流側（図４左方）へ移動するにしたがって、熱を奪われて液化する。この液化した供給蒸気Ｓ１は、加熱管２２内を回転乾燥機１Ｘの下流方向（図４右方）に流れ、ドレン２３より排出される。
【０００７】
なお、回転乾燥機１Ｘを起動する際は、加熱管２２に供給蒸気Ｓ１を送ると共に、加熱管２２に設置した排気バルブ２４を開とする操作を行う（以下、起動操作という）。この起動操作により、加熱管２２内に存在していた空気を外部に排出し、加熱管２２内に蒸気が充満するようにしている。これは、加熱管２２内に存在している空気を排出し、熱伝達率を向上するためである。
【０００８】
次に、加熱管２２内における供給蒸気Ｓ１の移動について説明する。図５に、回転乾燥機１Ｘの上流側における加熱管２２の部分拡大図を示す。加熱管２２は、回転乾燥機１Ｘの上流側の端部（図５左方）に、排気バルブ２４を有している。θは、本体２Ｘ及び加熱管２２の傾斜角を示している。
【０００９】
この加熱管２２内において、供給される供給蒸気Ｓ１は、回転乾燥機１Ｘの下流方向から上流方向（図５右方から左方）に供給される。この供給蒸気Ｓ１は、加熱管２２内で熱を奪われ液化して回収液Ｓｘとなる。回収液Ｓｘは、加熱管２２の傾斜に沿って、回転乾燥機１Ｘの下流方向（図５右方）に移動する。
【００１０】
上記の回転乾燥機１Ｘは、融点の低い（例えば１００℃以下）合成樹脂等の材料の乾燥に使用する場合、以下の問題点があり、使用することができなかった。第１に、１００℃以下の水蒸気（負圧蒸気）を熱媒体として利用する場合、蒸気発生装置から加熱管に水蒸気を供給することができないという問題を有している。つまり、回転乾燥機の起動時に、加熱管内は空気が充満した大気圧（０．１ＭＰａ）であり、蒸気発生装置内の水蒸気は負圧となるため、水蒸気を加熱管内に供給することができない。具体的には、起動操作を行うために排気バルブ２４を開とすると、外気が排気バルブ２４及び加熱管２２を介して蒸気発生装置に流れてしまう（図５参照）。また、起動操作なしで回転乾燥機を使用する場合、加熱管内に空気が存在している。そのため、熱媒体である蒸気から加熱管への熱伝達率が低下し、回転乾燥機の乾燥性能が著しく低下してしまう。
【００１１】
第２に、加熱管内に空気の漏れ込みが発生した場合、回転乾燥機が被乾燥物を乾燥することができないという問題を有している。つまり、加熱管に外部の空気が流入した場合、加熱管内の圧力が上昇する（大気圧となる）。この圧力上昇により水蒸気が液化し、蒸気による加熱管の加熱が行えなくなる。
【００１２】
第３に、加熱管の温度制御が困難であるという問題を有している。従来の加圧蒸気の場合、蒸気発生装置から加熱管に供給する蒸気の圧力をバルブの開閉等で調整し、加熱管の温度を制御することができた。しかし、負圧蒸気の場合は、蒸気発生装置と加熱管の間のバルブの開閉等を行っても、加熱管内に蒸気が積極的に移動しないため、温度制御が困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開昭６２−２４２７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、円筒状の本体と、複数の加熱管と、蒸気発生装置を有した回転乾燥機において、大気圧以下の圧力の蒸気を利用して、低温（例えば１００℃以下）で乾燥することができる回転乾燥機を提供することである。また、蒸気から加熱管への高い熱伝達率を実現した回転乾燥機を提供することである。更に、被乾燥物を任意の温度範囲で乾燥することのできる温度制御機能を有した回転乾燥機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するための本発明に係る回転乾燥機は、円筒状の本体と、この本体の内部でありこの本体の軸方向に延設される複数の加熱管と、この加熱管に蒸気を供給する蒸気発生装置とを有する回転乾燥機において、前記加熱管が、一端から前記蒸気発生装置で生成される蒸気を供給されて他端を連結管に連結される複数の第１加熱管と、一端を前記連結管に連結されて他端からブロアにより前記蒸気を排出する複数の第２加熱管とを備えて、ブロアが、蒸気の温度を検知する温度計の温度が予め定めた第１の閾値を下回った場合に出力を上昇して、予め定めた第２の閾値を上回った場合に出力を下降する構成を備えることを特徴とする。この構成により、大気圧以下の圧力の蒸気を利用した低温乾燥を行うことができる。また、蒸気から加熱管への高い熱伝達率を実現することができる。
【００１６】
上記の回転乾燥機において、本体の内部に設置されて複数の第１加熱管の一端をそれぞれ連結される供給ヘッダーと、本体の内部に設置されて複数の第２加熱管の他端をそれぞれ連結される回収ヘッダーとを備え、蒸気発生装置で生成される蒸気が、供給ヘッダーと第１加熱管と連結管と第２加熱管と回収ヘッダーとを経由して、前記ブロアにより排出される構成にすることもできる。この構成により、上記と同様の作用効果を得ることができる。
【００１７】
上記の回転乾燥機において、蒸気発生装置で生成する蒸気の圧力を大気圧以下にすることもできる。この構成により、例えば蒸気を水蒸気とした場合、１００℃以下の低温で、被乾燥物を乾燥することができる。
【００１８】
上記の目的を達成するための本発明に係る回転乾燥機の制御方法は、円筒状の本体と、前記円筒状の本体に設置した複数の加熱管と、前記加熱管に蒸気を供給する蒸気発生装置を有し、前記蒸気発生装置で生成した蒸気を、第１加熱管の一端から供給し、前記第１加熱管の他端に設置した連結管を介して第２加熱管の一端に供給し、前記第２加熱管の他端からブロアを介して排出する構成とした回転乾燥機の制御方法において、前記蒸気の温度を検知する温度計の温度が、予め定めた第１の閾値を下回った場合、前記ブロアの出力を上昇する温度上昇制御を行い、予め定めた第２の閾値を上回った場合、前記ブロアの出力
を下降する温度下降制御を行うことを特徴とする。この構成により、前述の作用効果に加えて、被乾燥物を任意の温度範囲で乾燥することのできる温度制御を実現することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る回転乾燥機によれば、大気圧以下の圧力の蒸気を利用して、低温（例えば１００℃以下）で乾燥することができる回転乾燥機を提供することができる。また、蒸気から加熱管への高い熱伝達率を実現した回転乾燥機を提供することができる。更に、被乾燥物を任意の温度範囲で乾燥することのできる温度制御機能を有した回転乾燥機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る実施の形態の回転乾燥機の概略を示した図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の回転乾燥機の本体の概略を示した図である。
【図３】従来の回転乾燥機の概略を示した図である。
【図４】従来の回転乾燥機の本体の概略を示した図である。
【図５】従来の回転乾燥機の加熱管の概略を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る実施の形態の回転乾燥機について、図面を参照しながら説明する。図１に回転乾燥機１の概略を示す。回転乾燥機１は、円筒状の本体２と、ブロア６と、図示しない蒸気発生装置７を有している。本体２は、内部に固定した複数の第１加熱管１１と、複数の第２加熱管１２を有している。また、本体２は、内部に形成した供給ヘッダー３と、内部に設置した回収ヘッダー４を有している。複数の第１加熱管１１の一端をそれぞれ供給ヘッダー３に接続している。同様に、複数の第２加熱管１２の一端をそれぞれ回収ヘッダー４に接続している。また、第１加熱管１１と第２加熱管１２の他端をそれぞれ連結管５で連通している。更に、回収ヘッダー４にブロア６を接続している。ここで、図示していないが、回収ヘッダー４にドレンを形成してもよい。
【００２２】
なお、実線矢印は供給蒸気Ｓ１の流れを示しており、破線矢印は回収蒸気Ｓ２の流れを示している。便宜上、供給蒸気Ｓ１及び回収蒸気Ｓ２と区別しているが、実際は同質のものである。
【００２３】
次に、回転乾燥機１の動作について説明する。まず、回転乾燥機１を起動する際に、ブロア６を作動する。回転乾燥機１に、図示しない蒸気発生装置７から供給蒸気Ｓ１（実線矢印で示す）を供給する。このとき、供給蒸気Ｓ１の温度は１００℃以下であり、圧力は大気圧（０．１ＭＰａ）以下とする。供給蒸気Ｓ１は、供給ヘッダー３により、複数の第１加熱管１１に分岐されて移動する。この移動は、ブロア６によるものであり、負圧環境下で行われる。
【００２４】
供給蒸気Ｓ１は、第１加熱管１１を介して被乾燥物Ｍ（図示しない）に熱を伝達する。そして、供給蒸気Ｓ１は、第１加熱管１１から連結管５を介して、第２加熱管１２に移動し、回収蒸気Ｓ２（破線矢印で示す）としてブロア６に引かれる。この回収蒸気Ｓ２は、気体又は液体として、第２加熱管１２を移動し、回転乾燥機１外へ排出される。
【００２５】
上記の構成により、以下の作用効果を得ることができる。第１に、大気圧以下の蒸気を使用した低温乾燥を実現することができる。例えば、熱媒体を水蒸気とした場合、１００℃以下の温度で被乾燥物Ｍを乾燥することができる。
【００２６】
第２に、供給蒸気Ｓ１から加熱管１１、１２への高い熱伝達率を実現することができる。これは、回転乾燥機１の起動時に、第１加熱管１１及び第２加熱管１２内の空気をブロア６により吸引できるためである。
【００２７】
第３に、被乾燥物Ｍを任意の温度範囲で乾燥することができる。これは、大気圧以下の蒸気の流量をブロア６により制御することができるからである。ブロア６の制御により、蒸気流量を制御し、回転乾燥機１内の温度を緻密に制御することができる。
【００２８】
また、加熱管１１、１２内に空気の漏れ込みがある場合であっても、被乾燥物Ｍの乾燥を行うことができる。これは、ブロア６により、加熱管１１、１２内の負圧状態（０．１ＭＰａ以下の状態）を維持することができるからである。
【００２９】
次に、本発明の回転乾燥機１を利用した低温乾燥の実験について説明する。この実験では、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂ペレットに、ブロッキング防止剤（液体）を添加したものを、回転乾燥機で乾燥し、このブロッキング防止剤の定着を行うことを目的とした。
【００３０】
まず、蒸気発生装置７で温度が７５℃で、圧力が０．０３９ＭＰａの水蒸気を生成した。この水蒸気を供給蒸気Ｓ１として、供給ヘッダー３を介して第１加熱管１１に供給する。このとき、ブロア６の作動により、大気圧以下の水蒸気であっても、第１加熱管１１及び第２加熱管１２に積極的に供給することができる。
【００３１】
回転乾燥機１の本体２の回転に伴い、ペレットは攪拌されながら、加熱管１１、１２により加熱される。ここで、本体２の回転数は、約２．０ｒｐｍとした。回転乾燥機１の出口において、ペレットの温度は約５０℃であった。また、回収ヘッダー４における回収蒸気Ｓ２の温度は、約６２℃であった。この加熱により、ブロッキング防止剤をペレットに定着できたことを確認した。
【００３２】
なお、ペレットの融点は約５５〜８０℃程度である。水蒸気の温度は、ペレットが融点に達しない範囲で、可能な限り高い温度とすることが望ましい。ペレットを融解させず、且つ乾燥の効率を高めるためである。
【００３３】
次に、ブロア６の制御について説明する。従来の回転乾燥機１Ｘは、供給蒸気Ｓ１の温度を一定以上に保つ制御により乾燥を実現することができた。しかし、低温乾燥では、温度をある範囲内に制御することが望ましい。これは、被乾燥物が融解する温度を上限値と
し、被乾燥物の乾燥が不能となる温度を下限値とした範囲内に制御することが望ましいためである。そのため、蒸気発生装置７の制御に加え、ブロア６を制御して、加熱管１１、１２の温度制御を行うことが望ましい。
【００３４】
具体的には、供給蒸気Ｓ１又は回収蒸気Ｓ２の温度が、第１の閾値以下又は下回った場合は、ブロア６の出力を上昇させる温度上昇制御を行う。これは、ブロア６の出力上昇に伴い、加熱管１１、１２内において移動する蒸気量が増加し、ペレットに伝達できる熱量が上昇するため、温度上昇制御となる。また、供給蒸気Ｓ１又は回収蒸気Ｓ２の温度が、第２の閾値以上又は上回った場合は、ブロア６の出力を下降させる温度下降制御を行う。これは、ブロア６の出力下降に伴い、加熱管１１、１２内において移動する蒸気量が減少し、ペレットに伝達できる熱量が下降するため、温度下降制御となる。
【００３５】
なお、第１の閾値及び第２の閾値は、被乾燥物の性状や、乾燥の目的から予め決定することができる。例えば、被乾燥物Ｍに付着した液体が、その沸点を越えるように第１の閾値を決定する。また、被乾燥物Ｍが、その融点を越えないように第２の閾値を決定する。例えば、前述の実験例では、ペレットの温度が、融点（５５℃）以下であり、且つブロッキング防止剤の定着が実現できる温度以上となることを考慮した。したがって、ペレットの温度が、４７〜５３℃の範囲となるように制御を行っている。この温度から、水蒸気の設定温度である７５℃を決定した。
【００３６】
また、温度制御を行うために、例えば、図１では、供給ヘッダー３及び回収ヘッダー４に温度計を設置している。この温度計の値を基に、ブロア６の制御を行うことができる。上記の実験では、回収ヘッダー４に設置した温度計で回収蒸気Ｓ２の温度を測定して行った。閾値の設定は、第１の閾値を５５℃、第２の閾値を６５℃とした。この温度計は、他の場所に設置しても同様の作用効果を得ることができる。ここで、温度制御を行う際には、ブロア６の出力変更の後、一定時間の後に被乾燥物Ｍへ影響がでることを考慮することが望ましい。つまり、ブロア６の制御による温度制御は、タイムラグが生じる。
【００３７】
図２に、回転乾燥機１の本体２の一部を透視図とした斜視図を示す。供給蒸気Ｓ１は、本体２の一部に形成された供給ヘッダー３を介して、複数の第１加熱管１１にそれぞれ分岐して移動する。この供給蒸気Ｓ１は、第１加熱管１１から連結管５を介して、第２加熱管１２に移動し、回収蒸気Ｓ２となる（実体は変化せず）。回収蒸気Ｓ２は、それぞれの第２加熱管１２を移動して、本体２に設置した回収ヘッダー４で合流し、ブロア６（図示せず）を介して回転乾燥機１の外部に排出される。
【００３８】
以上、供給蒸気Ｓ１を回転乾燥機１の下流側（図２右方）から供給し、回収蒸気Ｓ２を回転乾燥機１の下流側（図２右方）から回収する構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、供給蒸気Ｓ１を上流側（図２左方）から供給し、回収蒸気Ｓ２を上流側（図２左方）から回収するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１     回転乾燥機
２     本体
３     供給ヘッダー
４     回収ヘッダー
５     連結管
６     ブロア
７     蒸気発生装置
１１   第１加熱管
１２   第２加熱管
Ｍ     被乾燥物
Ｓ１   供給蒸気、蒸気
Ｓ２   回収蒸気
【図１】
0005635315.tif 000002
【図２】
0005635315.tif 000003
【図３】
0005635315.tif 000004
【図４】
0005635315.tif 000005
【図５】
0005635315.tif 000006