(57)【要約】【課題】乾燥機の乾燥能力を向上させて、被処理物の大量処理を容易にする横型回転式乾燥機を提供する。【解決手段】次記（１）または（２）の配置形態の一つ又はこれらを組み合わせた配置形態から選択されている横型回転式乾燥機。  （１）各加熱管芯が、前記第１基準加熱管芯と第２基準加熱管芯とを直接繋ぐ直線Ｌ１上に位置しており、さらに、前記第１基準加熱管芯を通る半径放射線に対して、前記第２基準加熱管芯が、回転筒の回転方向後方に位置している第１配置形態、  （２）各加熱管芯が、前記第１基準加熱管芯と前記第２基準加熱管芯とを繋ぐ曲線Ｌ２上に位置しており、かつ、前記第２基準加熱管芯に向かうほど回転筒の回転方向後方に位置しており、さらに、前記第１基準加熱管芯を通る半径放射線に対して、前記第２基準加熱管芯が、回転筒の回転方向後方に位置している第２配置形態。【選択図】図１６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に被処理物の供給口を、他端側に被処理物の排出口を有し、軸心周りに回転自在な回転筒と、加熱媒体が通る多数の加熱管を前記回転筒内に設け、被処理物を前記回転筒の一端側に供給して他端側から排出する過程で、前記加熱管により被処理物を加熱して乾燥させる横型回転式乾燥機において、
前記加熱管群が、前記回転筒の中心を中心とする実質的に同心円状に配置され、その中心側円上の第１基準加熱管芯から、第２基準加熱管芯までを繋ぐ繋ぎ線が、次記（１）または（２）の配置形態の一つ又はこれらを組み合わせた配置形態から選択されている：
（１）各加熱管芯が、前記第１基準加熱管芯と第２基準加熱管芯とを直接繋ぐ直線Ｌ１上に位置しており、さらに、前記第１基準加熱管芯を通る半径放射線に対して、前記第２基準加熱管芯が、回転筒の回転方向後方に位置している第１配置形態、
（２）各加熱管芯が、前記第１基準加熱管芯と前記第２基準加熱管芯とを繋ぐ曲線Ｌ２上に位置しており、かつ、前記第２基準加熱管芯に向かうほど回転筒の回転方向後方に位置しており、さらに、前記第１基準加熱管芯を通る半径放射線に対して、前記第２基準加熱管芯が、回転筒の回転方向後方に位置している第２配置形態；
ことを特徴とする横型回転式乾燥機。
【請求項２】
配置比ε＝離間距離ｈ２（第２基準加熱管の同心円−第１基準加熱管の同心円）／離間距離ｈ１（回転筒内面−第１基準加熱管の同心円）が、１／２超とする範囲で、前記（１）または（２）の配置形態の一つ又はこれらを組み合わせた配置形態が採られている請求項１記載の横型回転式乾燥機。
【請求項３】
前記第１基準管の同心円から少なくとも４番目の加熱管の同心円の範囲で、前記（１）または（２）の配置形態の一つ又はこれらを組み合わせた配置形態が採られている請求項１記載の横型回転式乾燥機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥速度を向上させる横型回転式乾燥機に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭や鉱石等の被処理物を乾燥する乾燥機としては、スチームチューブドライヤー（以下「ＳＴＤ」という。）、コールインチューブ（特許文献１）、ロータリーキルン等が多用されている。前記石炭や鉱石は、製鉄や精錬の原料、発電燃料等として用いられ、これらを安定的にかつ大量に処理することが要求されるため、この要求に適う乾燥機として、前記の各乾燥機が採用されている。
【０００３】
ＳＴＤは被処理物を間接加熱するため、熱効率が高く、単位容量当たりの処理量も多い。また、大型化も可能であるため、大量処理の要求に適している。
【０００４】
コールインチューブも被処理物を間接加熱するため、前記ＳＴＤと同様に、熱効率が高く、単位容量当たりの処理量も多い。しかし、ＳＴＤに比べて大型化が難しいという欠点がある。例えば、前記ＳＴＤ１台で処理できる量をコールインチューブで処理しようとしたとき、複数台必要となる場合がある。
【０００５】
ロータリーキルンは、被処理物に熱風を当てて直接乾燥させるため、間接加熱に比べて熱効率が悪いという欠点がある。また、排気処理設備が非常に大きくなるという欠点もある。かかる理由から、大量の被処理物を処理する乾燥機としては、ＳＴＤに優位性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実用新案登録第２５１５０７０号公報
【特許文献２】特公昭６２−６０６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年は、被処理物の大量乾燥処理の要求が強く、その要求に応えるため、乾燥機の大型化が進んでいる。ＳＴＤの大型化を例に挙げると、シェル径が４ｍで、本体長が３０ｍ以上のものも作られている。
【０００８】
しかし、乾燥機の大型化は、設置面積が増えてしまうという問題が生じるほか、製造や輸送に問題が生じる。具体的には、強度を保持するために各部材の板厚が増加し、シェル径が４ｍ、本体長が３０ｍの前記ＳＴＤでは、本体重量が４００ｔｏｎにも達する。そのため、完成までに多くの時間かかるという問題がある。また、製造に特別な設備を要するという問題もある。
【０００９】
さらに、大型化に伴って製品輸送の際に、その重量に耐えられる特殊車両が必要になり、輸送路が狭い場合には、分割して輸送し、現場で接合し、組立てる必要があり、工事が非常に繁雑であるという問題もある。
【００１０】
そこで、このように装置の大型化には限界があることを踏まえ、むしろ、被処理物の乾燥速度を向上させることを指向するべきであるとの課題を見出した。
【００１１】
したがって、本発明の課題は、乾燥機による被処理物の乾燥速度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
一端側に被処理物の供給口を、他端側に被処理物の排出口を有し、軸心周りに回転自在な回転筒と、加熱媒体が通る多数の加熱管を前記回転筒内に設け、被処理物を前記回転筒の一端側に供給して他端側から排出する過程で、前記加熱管により被処理物を加熱して乾燥させる横型回転式乾燥機において、
前記加熱管群が、前記回転筒の中心を中心とする実質的に同心円状に配置され、その中心側円上の第１基準加熱管芯から、第２基準加熱管芯までを繋ぐ繋ぎ線が、次記（１）または（２）の配置形態の一つ又はこれらを組み合わせた配置形態から選択されている：
（１）各加熱管芯が、前記第１基準加熱管芯と第２基準加熱管芯とを直接繋ぐ直線Ｌ１上に位置しており、さらに、前記第１基準加熱管芯を通る半径放射線に対して、前記第２基準加熱管芯が、回転筒の回転方向後方に位置している第１配置形態、
（２）各加熱管芯が、前記第１基準加熱管芯と前記第２基準加熱管芯とを繋ぐ曲線Ｌ２上に位置しており、かつ、前記第２基準加熱管芯に向かうほど回転筒の回転方向後方に位置しており、さらに、前記第１基準加熱管芯を通る半径放射線に対して、前記第２基準加熱管芯が、回転筒の回転方向後方に位置している第２配置形態；
ことを特徴とする横型回転式乾燥機。
【００１３】
（作用効果）
本発明に従って、加熱管１１を斜め直線状の第１配置形態又は曲線状の第２配置形態とすることで、被処理物Ｗが落下する方向と被処理物Ｗが複数の加熱管１１の間に入り込む方向が近似し、落下した被処理物Ｗはその運動方向を大きく変えずに複数の加熱管１１,１１の隙間に入り込む。加熱管１１,１１の隙間に入り込んだ被処理物Ｗは、回転筒１０の内側から外側へと流れ、回転筒１０の筒壁に到達する。加熱管１１の配置を選定することで、加熱管１１の隙間に被処理物Ｗが速やかに入り込み、加熱管１１の外側（回転筒１０の中心側）に滞留せず、被処理物Ｗと加熱管１１の接触が良くなるため、乾燥効率を向上させることができる。また、被処理物Ｗと加熱管１１の接触面積が増大し、両者の接触時間も増えるため、この点からも乾燥効率を向上させることができる。
【００１４】
さらに、被処理物Ｗが加熱管１１,１１の隙間に滑らかに入り込むため、被処理物Ｗが落下した際に、被処理物Ｗから加熱管１１が受ける衝撃が小さくなる。従来は落下の衝撃に耐えるために加熱管１１の直径を大きくせざるを得なかったが、本発明によって加熱管１１の直径を小さくすることができ、加熱管１１の本数を増やすことができる。その結果、全体として加熱管１１の伝熱面積が増え、乾燥効率を向上させることができる。
【００１５】
＜請求項２記載の発明＞
配置比ε＝離間距離ｈ２（第２基準加熱管の同心円−第１基準加熱管の同心円）／離間距離ｈ１（回転筒内面−第１基準加熱管の同心円）が、１／２超とする範囲で、前記（１）または（２）の配置形態の一つ又はこれらを組み合わせた配置形態が採られている請求項１記載の横型回転式乾燥機。
【００１６】
（作用効果）
配置比εが１／２超とする範囲では、請求項１の効果が顕著に現われる。
【００１７】
＜請求項３記載の発明＞
前記第１基準管の同心円から少なくとも４番目の加熱管の同心円の範囲で、前記（１）または（２）の配置形態の一つ又はこれらを組み合わせた配置形態が採られている請求項１記載の横型回転式乾燥機。
【００１８】
（作用効果）
第１基準管の同心円から少なくとも４番目の加熱管の同心円の範囲では、請求項１の効果が顕著に現われる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、乾燥機による被処理物の乾燥速度を向上させることができる。
また、乾燥速度が向上する結果、乾燥機の大きさ（シェル径）当たりの乾燥処理量を増大できる。逆からいえば、処理量当たりの装置の大きさを小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】被処理物の付着性を説明した表である。
【図２】本発明に係る横型回転式乾燥機の側面図である。
【図３】スクリューフィーダ及びその周辺を示した側面図である。
【図４】回転筒の他端側の拡大図（側面図）である。
【図５】本発明に係る横型回転式乾燥機（変形例）の側面図である。
【図６】図５のＸ−Ｘ線断面図である。
【図７】供給方式がシュート式である場合の側面図である。
【図８】供給方式が振動トラフ式である場合の側面図である。
【図９】回転筒の横断面の形状を矩形にした例である。
【図１０】回転筒の外側にジャケットを設けた場合の側面図である。
【図１１】処理物の排出方式の変形例を示した側面図である。
【図１２】向流を採用した横型回転式乾燥機の斜視図である。
【図１３】ガス吹き込み管式の横型回転式乾燥機の説明図であり、（ａ）はガス吹き込み管の断面図であり、（ｂ）はガス吹き込み管を乾燥機内に配した斜視図である。
【図１４】従来の横型回転式乾燥機の加熱管の配置例を示した横断面図である。
【図１５】本発明に係る横型回転式乾燥機の加熱管の配置（第１配置形態）例を示した横断面図である。
【図１６】本発明に係る横型回転式乾燥機の加熱管の配置（第２配置形態）例を示した横断面図である。
【図１７】行及び列の説明図である。
【図１８】本発明に係る横型回転式乾燥機の加熱管の他の配置例を示した横断面図である。
【図１９】本発明に係る横型回転式乾燥機の加熱管の別の配置例を示した横断面図である。
【図２０】本発明に係る横型回転式乾燥機の加熱管の異なる配置例を示した横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施形態について、図を用いて更に説明する。なお、以下の説明及び図面は、本発明の実施形態の一例を示したものにすぎず、本発明の内容をこの実施形態に限定して解釈すべきでない。
【００２２】
（被処理物Ｗ）
まず、乾燥対象物としての被処理物Ｗについて限定はなく、その具体例として、石炭、銅鉱石、鉄粉、亜鉛粉等の鉱石、金属系物質、テレフタル酸、ポリエチレン、ポリアセタール、塩化ビニール等の樹脂系物質、メチオニン、グルテンミール、大豆加工粉、コーンファイバー、コーンジャーム等の加工食品系物質、石膏、アルミナ、ソーダ灰等の無機系物質、脱水汚泥等を挙げることができる。
【００２３】
被処理物Ｗは、物質表面がべたべたとしておらず、付着性の低いものが好ましい。図１に、日本粉体工業技術協会規格  ＳＡＰ１５−１３、２０１３  解説書１７頁  解説図５より引用した表を図１に示す。本発明では、図１の点線で囲った領域にあるもの、詳しくはドライ（乾燥）、ベンジュラー域（懸垂域）、ファニキュラー域１（索状域１）、ファニキュラー域２（索状域２）、キャプラリー域（毛管域）の物質を被処理物Ｗとして用いることが好ましい。スラリー（泥しょう）は、付着性が極めて高い傾向にあるため、本発明の被処理物Ｗとして用いることは適していない。
【００２４】
（間接加熱横型回転式乾燥機）
次に、本発明に係る横型回転式乾燥機（以下、「ＳＴＤ（Ｓｔｅａｍ  Ｔｕｂｅ  Ｄｒｙｅｒの略称）」ともいう。）について説明する。この横型回転式乾燥機の構造は、図２に例示するように、円筒状の回転筒１０を有し、この回転筒１０の軸心が水平面に対して若干傾くようにして設置されており、回転筒１０の一端が他端よりも高く位置している。回転筒１０の下方には、２台の支持ユニット２０及びモーターユニット３０が回転筒１０を支持するようにして設置されており、回転筒１０は、モーターユニット３０によって、自身の軸心回りに回転自在とされている。この回転筒１０は、一方向に回転するようになっている。その方向は任意に定めることができ、例えば、図６に示すように、一端側（被処理物Ｗの供給口側）から他端側（被処理物Ｗの排出口側）を見て、反時計回り（矢印Ｒ方向）に回転させることができる。
【００２５】
回転筒１０の内部には、金属製のパイプであるスチームチューブ（加熱管）１１が、被乾燥物への伝熱管として、回転筒１０の軸心に沿って延在して多数取り付けられている。この加熱管１１は、例えば回転筒１０の軸心に対して同心円を成すように周方向及び径方向に複数本ずつ配列されている。この配置形態については、後に詳説する。なお、この加熱管１１は、加熱媒体である蒸気等が加熱管１１の内部を流通することで温められる。
【００２６】
スクリューフィーダ４２の近傍には、ガス吹込み口でもある供給口４１からキャリアガスＡとして空気、不活性ガス等を回転筒１０の内部に吹き込むガス吹込み手段（図示しない）が設けられており、このガス吹込み手段によって吹き込まれたキャリアガスＡは、回転筒１０の他端側に向かって回転筒１０の内部を流通する。
【００２７】
図２、図４に示すように、回転筒１０の他端側における周壁には、複数の排出口５０が貫通して形成されている。排出口５０は、回転筒１０の周方向に沿って複数形成され、図２、図４の例では、２つの列を成すように相互に離間して形成されている。また、複数の排出口５０は、全て同形とされているが、異形とすることもできる。
【００２８】
また、回転筒１０の他端側には、加熱管１１内に蒸気を供給する蒸気供給管７０とドレン管７１とが設けられている。
【００２９】
（変形例）
なお、図５に示すように、前記回転筒１０の他端側内部に、被処理物Ｗを撹拌する撹拌手段（詳細構造は図示していない）６５を設けても良い。
【００３０】
また、図５、図６に示すように、回転筒１０には、複数の排出口５０を有する他端側を覆うように、被処理物Ｗ及びキャリアガスＡを排出可能な分級フード５５を設けても良い。この分級フード５５は、肉厚な金属から形成されており、底面に、乾燥及び分級された被処理物Ｗ、つまり処理物Ｅを排出する固定排出口５７を、天面にキャリアガスＡを排気する固定排気口５６を、それぞれ有する。
【００３１】
（乾燥過程）
次に、図２〜図４を参照しながら、横型回転式乾燥機で被処理物Ｗを乾燥する過程を説明する。
【００３２】
被処理物Ｗは、供給口４１からスクリューフィーダ４２内に供給され、このスクリューフィーダ４２内部に設置されたスクリューを図示しない駆動手段によって回動させることによって、回転筒１０の内部に供給される。供給口４１から供給された被処理物Ｗは、蒸気によって加熱された加熱管１１,１１…に接触して乾燥されつつ、回転筒１０の他端側に移動し、排出口５０から処理物Ｅとして排出される。
【００３３】
他方、回転筒１０の一端側に設けられた吹込み手段によって、供給口４１から吹き込まれたキャリアガスＡは、回転筒１０内を通過して、被処理物Ｗの排出口でもある排出口５０から回転筒１０外に排気される。
【００３４】
また、蒸気供給管７０から加熱管１１内に供給した蒸気は、被処理物Ｗと加熱管１１が接触して熱交換することにより、加熱管１１内を流れる過程で冷却されてドレンＤになり、ドレン管７１から排出される。
【００３５】
（変形例）
次に、図５、図６を参照しながら、撹拌手段６５及び分級フード５５を備えた横型回転式乾燥機を用いる場合についての動作についても説明する。この場合において、前記説明と重複する部分は、省略する。
【００３６】
回転筒１０内に供給された被処理物Ｗは、撹拌手段６５の存在する位置まで到達すると、撹拌手段６５によって撹拌され、続いて、図６に示すように、回転筒１０の回転に伴って回動する掻上板６０によって掻き上げられる。掻き上げられた被処理物Ｗは、掻上板６０が回転筒１０の上側に位置すると、自然に落下し、その際に被処理物Ｗに含まれる微粒子Ｃが回転筒１０内に分散する（いわゆるフライトアクション）。
【００３７】
他方、回転筒１０の一端側に設けられた吹込み手段によって、供給口４１から吹き込まれたキャリアガスＡは、回転筒１０内を通過して、被処理物Ｗの排出口でもある排出口５０から回転筒１０外に排気される。この際、キャリアガスＡは、掻上板６０によって回転筒１０内に分散された微粒子Ｃを伴って排出口５０から排気される。排出口５０から排気されたキャリアガスＡは、固定排気口５６を介して分級フード５５から排気される。
【００３８】
被処理物Ｗのうち、粒子径が大きく重量が重い粒子は、回転筒１０内において落下し、キャリアガスＡに伴うことなく、下側に位置した排出口５０から自然落下する。この自然落下した粒子（被処理物Ｗ）は、固定排出口５７から処理物Ｅとして外部に排出される。
【００３９】
（被処理物の供給方式の変形例）
本発明に係る横型回転式乾燥機の被処理物の供給手段の変形例を説明する。
横型回転式乾燥機へ被処理物を供給する方式には、前記スクリュー式（図３）のほか、シュート式（図７）や振動トラフ式（図８）なども使用できる。シュート式では、供給シュート４６が吸気ボックス４５と結合しており、供給口４１から供給した被処理物Ｗが、供給シュート４６内を落下し、回転筒１０内へ移動する。吸気ボックス４５がシールパッキン４７を介して回転筒１０に接続しており、回転筒１０と吸気ボックス４５間のシールを維持しながら、回転筒１０が回転する構造になっている。振動トラフ式では、吸気ボックス４５がトラフ（断面形状が凹状）であり、その吸気ボックス４５の下端に振動モータ４８とばね４９が結合している。供給口４１から供給した被処理物Ｗは、トラフの上に落下する。そして、振動モータ４８により吸気ボックス４５が振動することにより、被処理物Ｗが回転筒１０内へと移動する。吸気ボックス４５を取り付ける際は、被処理物Ｗが移動しやすいように、回転筒へ向かって下る傾斜を持たせると良い。
【００４０】
（回転筒変形例）
回転筒１０の断面形状は、後述する円形のほか、矩形にしても良い。矩形の例として、六角形の回転筒１０を図９に示す。矩形の回転筒１０を回転すると、回転筒１０の角部１５により被処理物Ｗが持ち上がるため、被処理物Ｗの混合性が良くなる利点がある。一方で、円形の場合に比べて、回転筒１０の断面積が狭くなるため、配置する加熱管の数が減るというデメリットも存在する。なお、矩形の角部の数（辺の数）は変更でき、より詳しくは、角部の数を３つ以上の任意の数にすることができる。
【００４１】
図１０に示すように、回転筒１０を囲むジャケット１２を設けても良い。この場合、回転筒１０の外壁面とジャケット１２の内壁の間に加熱媒体Ｓを流し、回転筒１０の外側からも加熱を行う。その結果、ジャケット１２を設けない場合と比べて、被処理物Ｗの乾燥速度を上げることができる。この加熱媒体Ｓの例として、２００〜４００℃の高温ガス、２００〜４００℃のホットオイル等を挙げることができる。そのほか、前記ジャケット１２の代わりに、回転筒１０を囲むようにトレース配管（図示しない）を複数設けても良い。
【００４２】
（処理物の排出方式の変形例）
横型回転式乾燥機から乾燥処理物Ｅを排出する方式としては、図１１のような形態も採用できる。かかる形態において、キャリアガスＡが、ケーシング８０の上部のキャリアガス供給口３３から隔壁２３の内側へ送り込まれる。このキャリアガスＡが再利用ガスである場合は、キャリアガスＡ中に粉塵等が含まれているが、隔壁２３の内側、すなわちガス通路Ｕ２には、リボンスクリューＺが配されているため、ガスに混入している粉塵等は、このリボンスクリューＺによって捕捉される。捕捉された粉塵等は、リボンスクリューＺの送り作用により開口部２１、２２へ向かって送られ、ケーシング８０内へ排出される。排出された粉塵等は、自由落下により排出ケーシング下方の排出口３２から排出される。一方、キャリアガスＡの粉塵等以外の気体は、リボンスクリューＺによって妨げられることなく、回転筒１０内へ送られる。
【００４３】
また、回転筒１０の回転に伴って、スクリュー羽根２４も回転する。従って、被処理物Ｗが乾燥した乾燥処理物Ｅは、送り出し通路Ｕ１内を、開口部２１、２２へ向かってスクリュー羽根２４の送り作用により送られ、開口部２１、２２から排出される。排出された乾燥物Ｅは、自重により排出ケーシング下方の排出口３２から排出される。
【００４４】
他方、ケーシング８０を貫き、隔壁２３内へ延在する蒸気経路（内部蒸気供給管６１及び内部ドレン排出管６２）が、回転筒１０と一体で設けられている。内部蒸気供給管６１は、端板部１７における加熱管１１の入口ヘッダ部に、内部ドレン排出管６２は端板部１７における加熱管１１の出口ヘッダ部に連通している。また、蒸気供給管７０及びドレン排出管７１は、回転継手６３を介して、内部蒸気供給管６１及び内部ドレン排出管６２にそれぞれ連結している。
【００４５】
（ガス流通方式変形例）
前記横型回転式乾燥機は、被処理物Ｗの移動する方向とキャリアガスＡの流れる方向が同じである「並流」を採用していた。そのほか、被処理物Ｗの移動する方向とキャリアガスＡの流れる方向を逆にした「向流」を採用しても良い。
【００４６】
図１２に「向流」を採用した横型回転式乾燥機の一例を示す。スクリューフィーダ４２の上方に被処理物Ｗの供給口３１を設け、フード３５の下端に処理物Ｅの排出口３２を設ける。そして、供給口３１から被処理物Ｗを供給し、被処理物Ｗを回転筒１０の一端側から他端側へ向かって移動させ、その移動過程で加熱管１１により加熱して乾燥させ、乾燥した処理物Ｅを排出口３２から排出する。一方、フード３５の上端にキャリアガスＡの供給口３３を設け、スクリューフィーダ４２の上方にキャリアガスＡの排出口３４を設ける。そして、供給口３３からキャリアガスＡを供給し、前記キャリアガスＡを回転筒１０の他端側から一端側へ向かって流し、その過程で被処理物Ｗから蒸発した蒸気を搬送させ、蒸気を伴うキャリアガスＡを排出口３４から排出する。
【００４７】
そのほか、図１３に示すような、回転筒１０内にガス吹き込み管３６を備えているガス吹き込み管式の横型回転式乾燥機を用いても良い。ガス吹き込み管３６は、回転筒１０の内部に軸方向に延在して設けられ、回転筒１０や加熱管１１と共に回転する。例えば、複数の加熱管１１、１１の間や、最も内側に位置する加熱管１１よりも更に内側に設けることができる。なお、図１３では、ガス吹き込み管３６を分かり易くするために、加熱管１１の表示を省いている。このガス吹き込み管３６の壁面には、複数のガス吹き出し口３７が開いている。図１３の例では、ガス吹き込み管３６の上部に、ガス吹き込み口３７を軸方向に２列設けている。
【００４８】
前記ガス吹き込み管式乾燥機を運転する際は、回転筒１０の他端側からガス吹き込み管３６内へキャリアガスＡを供給する。供給されたキャリアガスＡは、ガス吹き込み口３７から回転筒内へ噴き出し、被処理物Ｗの蒸気を伴って、回転筒の一端側から流れ出る。そのほか、回転筒１０の一端側からガス吹き込み管３６内にキャリアガスＡを供給し、回転筒の他端側から排気する構成にしても良い。
【００４９】
（回転筒の支持構造変形例）
そのほか、回転筒１０の支持構造は、回転筒１０の外周に２つのタイヤ部材２０,２０を取り付ける前記支持構造のほか、一端側に設けたスクリューケーシング４２と、他端側に設けたガス管７２の外周にベアリング（図示しない）を取り付け、このベアリングを支持する構造や、前記タイヤ部材２０とベアリングを組み合わせる支持構造にしても良い。
【００５０】
＜本発明の加熱管の配置について＞
本発明において加熱管１１のサイズ及び配置は適宜選択できるものの、本発明者らが高速回転化を指向する過程の中で、主に接触効率を高め、もって乾燥速度を高めるためには、次述する手段が有効であるとの知見を得た。
【００５１】
（加熱管の配置）
従来は、図１４に示すように、回転筒１０内に加熱管１１を放射状に配置していた。回転筒１０内では、被処理物Ｗ（粉粒体）が回転筒１０下部に移行した複数の加熱管１１の隙間に入り込み、回転筒１０の回転に伴って、複数の加熱管１１により回転方向に掻き上げられる。安息角まで掻き上げられた被処理物Ｗは、主に安息角を越えた時点から崩落し始め、落下運動に転じる。より詳しくは、安息角限を超えて、より上方に位置する複数の加熱管１１の間から雪崩のように落下し、回転筒１０下部に位置する加熱管１１に衝突する。
【００５２】
落下した被処理物Ｗは、回転筒１０下部の複数の加熱管１１、１１の隙間に再び入り込む。被処理物Ｗが落下する角度と加熱管１１、１１の隙間に入り込む角度が異なるため、加熱管１１、１１の隙間に被処理物Ｗが速やかに入り込まず、加熱管１１、１１の外側（回転筒１０の中心側）に滞留してしまい、被処理物Ｗと加熱管１１の接触効率が悪いことが判明した。接触効率が悪いと、被処理物の乾燥速度が低下するという問題があった。
【００５３】
また、被処理物Ｗが落下する方向と複数の加熱管１１、１１の間に入り込む方向が異なるため、落下した被処理物Ｗは最内列（回転筒１０の最も中心側の列）の加熱管１１、１１に衝突して、運動エネルギーが一旦、ゼロになってしまう（リセットされてしまう）という問題があった。
【００５４】
本発明は、前記問題を解決するために加熱管の配置を改良した。
すなわち、一端側に被処理物の供給口を、他端側に被処理物の排出口を有し、軸心周りに回転自在な回転筒１０と、加熱媒体が通る多数の加熱管１１,１１…を前記回転筒１０内に設け、被処理物を前記回転筒１０の一端側に供給して他端側から排出する過程で、前記加熱管１１,１１…により被処理物を加熱して乾燥させる横型回転式乾燥機において、加熱管１１,１１…の配置は、次の配置形態が望ましいのである。
前記加熱管１１,１１…群が、前記回転筒１０の中心を中心とする実質的に同心円状に配置され、その中心側円上の第１基準加熱管Ｓ１芯から、第２基準加熱管Ｓ２芯までを繋ぐ繋ぎ線が、次記（１）または（２）の配置形態の一つ又はこれらを組み合わせた配置形態から選択されるものである。
【００５５】
＜図１５参照：斜め直線状形態＞
（１）各加熱管１１,１１…芯が、第１基準加熱管Ｓ１芯と第２基準加熱管Ｓ２芯とを直接繋ぐ直線Ｌ１上に位置しており、さらに、第１基準加熱管Ｓ１芯を通る半径放射線Ｊ１に対して、前記第２基準加熱管Ｓ２芯が、回転筒１０の回転方向後方に位置している第１配置形態。
【００５６】
＜図１６参照：曲線状形態＞
（２）各加熱管１１,１１…芯が、第１基準加熱管Ｓ１芯と第２基準加熱管Ｓ２芯とを繋ぐ曲線Ｌ２上に位置しており、かつ、第２基準加熱管Ｓ２芯に向かうほど回転筒１０の回転方向後方に位置しており、さらに、第１基準加熱管Ｓ１芯を通る半径放射線Ｊ１に対して、第２基準加熱管Ｓ２芯が、回転筒１０の回転方向後方に位置している第２配置形態。
【００５７】
すなわち、図１５及び図１６に示すように、加熱管１１,１１…は、回転筒１０の中心Ｆを中心にして同心円状に配置され、中心側円上の第１基準加熱管Ｓ１の同心円ｒ１、第２基準加熱管Ｓ２の同心円ｒ２、回転筒１０の最も外側に位置する最外加熱管１１の同心円ｒ３を含めた各同心円上に配置されている。
【００５８】
第１基準加熱管Ｓ１芯（図１５及び図１６参照）は、回転筒１０の最も中心側に位置する加熱管１１群の列（「列１」：図１７参照。）の中から任意に選んだ加熱管１１の芯（加熱管の中心）である。
【００５９】
また、第２基準加熱管Ｓ２芯は、複数加熱管の「列」において（図１７参照）、回転筒１０の最も中心側に位置する加熱管１１（第１基準加熱管Ｓ１）から、同一の「行」に沿って外側へ向かって数えて、所望の列数の加熱管Ｓ２の芯（加熱管の中心）を指称する。
【００６０】
第２基準加熱管Ｓ２芯の位置は、被処理物の流動挙動（この流動挙動は、被処理物の物性（形状、大きさ、粘性、材料種など）に由来する要因と、乾燥機の運転条件に由来する要因などに左右される）に応じて適宜選択できる。
このとき、配置比ε＝ｈ２（第２基準加熱管Ｓ２の同心円ｒ２−第１基準（最内）加熱管Ｓ１の同心円ｒ１）／ｈ１（回転筒内面−第１基準（最内）加熱管Ｓ１の同心円ｒ１）を、１／２超とするのが望ましい。
また、本発明においては、少なくとも、第１基準加熱管Ｓ１から第２基準加熱管Ｓ２までの区間については、前述の第１配置形態か第２配置形態の加熱管配置とするのが望ましい。
さらに、本発明においては、第２基準加熱管Ｓ２芯の位置が、最外加熱管１１の同心円ｒ３上にある場合も含むものである。
【００６１】
このように、第１配置形態又は第２配置形態を採る領域は、適宜選択でき、図１５に示す例では、加熱管１１の列数が全７列であり、第２基準加熱管Ｓ２の芯が４列目にある例を示した。
【００６２】
図１５の例は第１の配置形態の例であり、図１６及び図１７の例は第２の配置形態である。
【００６３】
図１５の例は、全７列のすべてが第１の配置形態である。すなわち、第１基準加熱管Ｓ１芯と第２基準加熱管Ｓ２芯とを直接繋ぐ直線Ｌ１上に位置しており、さらに、第１基準加熱管Ｓ１芯を通る半径放射線Ｊ１に対して、第２基準加熱管Ｓ２芯が、回転筒１０の回転方向後方に位置している。
【００６４】
図１６及び図１７の例では、全９列のすべてが第２の配置形態である。すなわち、各加熱管１１，１１…の芯が、第１基準加熱管Ｓ１芯と第２基準加熱管Ｓ２芯とを繋ぐ曲線Ｌ２上に位置しており、かつ、第２基準加熱管Ｓ２芯に向かうほど回転筒の回転方向後方に位置しており、さらに、第１基準加熱管Ｓ１芯を通る半径放射線Ｊ１に対して、第２基準加熱管Ｓ２芯が、回転筒１０の回転方向後方に位置している。
【００６５】
なお、図１５及び図１６において、回転筒１０の中心点Ｆを始点として、第１基準加熱管Ｓ１芯を通る線を半径放射線Ｊ１として、第２基準加熱管Ｓ２芯を通る線を半径放射線Ｊ２として、それぞれ示した。前記ｈ１及びｈ２の各距離は、半径放射線Ｊ２上の距離から求めると良い。
【００６６】
（加熱管の他の曲線状または直線状配置）
そのほか、本発明の別の好適な形態の下では、回転筒１０の回転軸の同心円上において、中心側から外側に位置するに従って、隣り合う加熱管１１の隙間を大きくした配置とすることもできる。図１５〜図１７は、中心側から外側へ向かうに従って、隣り合う加熱管１１の隙間を次第に大きくする配置とした例である。
【００６７】
また、第１基準加熱管Ｓ１芯と、第２基準加熱管Ｓ２芯とを繋ぐ曲線Ｌ２としては、サイクロイド（粒子が最速で降下する場合に描く線）、コルニュの螺旋（滑らかに降下する場合に描く線）若しくは対数曲線、円弧線またはそれらの線と近似する線などとすることができる。
【００６８】
図１８には、加熱管１１，１１…の内側を第２配置形態に従う曲線状に配置し、外側部分については半径方向（放射方向）に沿う形態の例を示した。
【００６９】
図１９には、加熱管１１，１１…の内側を第２配置形態に従う曲線状に配置し、外側部分については半径方向（放射方向）に沿う形態の例を示した。
【００７０】
図２０には、加熱管１１，１１…を第１配置形態に従う斜め直線状に配置し、外側部分については、中間の同心円上から最も外側の同心円にかけて、斜め直線状の加熱管の行を介装した例を示している。
【００７１】
他方、これらの例から推測できるように、図面に具体例を示さないが、第１配置形態と第２配置形態とを組み合せて配置することも可能である。
【００７２】
全列について、第１配置形態や第２配置形態を採用しないで、それらの配置形態を途中まで採用する場合も、前述のように、配置比ε＝ｈ２（第２基準加熱管Ｓ２の同心円ｒ２−第１基準（最内）加熱管Ｓ１の同心円ｒ１）／ｈ１（回転筒内面−第１基準（最内）加熱管Ｓ１の同心円ｒ１）を、１／２超とするのが望ましい。
【００７３】
（作用効果）
前記のように加熱管１１を曲線状または斜め直線状に配置することで、被処理物Ｗが落下する方向と被処理物Ｗが複数の加熱管１１の間に入り込む方向が近似し、落下した被処理物Ｗはその運動方向を大きく変えずに複数の加熱管１１,１１の隙間に入り込む。加熱管１１,１１の隙間に入り込んだ被処理物Ｗは、回転筒１０の内側から外側へと流れ、回転筒１０の筒壁に到達する。加熱管１１の配置を選定することで、加熱管１１の隙間に被処理物Ｗが速やかに入り込み、加熱管１１の外側（回転筒１０の中心側）に滞留せず、被処理物Ｗと加熱管１１の接触が良くなるため、乾燥効率を向上させることができる。また、被処理物Ｗと加熱管１１の接触面積が増大し、両者の接触時間も増えるため、この点からも乾燥効率を向上させることができる。
【００７４】
また、被処理物Ｗが加熱管１１,１１の隙間に滑らかに入り込むため、被処理物Ｗから加熱管１１が受ける衝撃が小さくなる。そのため、従来のように加熱管１１を配置した場合と比べて、加熱管１１の直径を小さくすることができ、加熱管１１の本数を増やすことができる。その結果、全体として加熱管１１の伝熱面積が増え、乾燥効率を向上させることができる。
【００７５】
そのほか、従来の装置では、落下する被処理物Ｗと加熱管１１とが衝突することにより、被処理物Ｗ（粉粒体）の破砕が生じていたが、前述の好適な形態によれば、破砕を防ぐ又は抑制できる。その結果、最終製品（乾燥製品）の粒度分布が安定するとともに、微粉が減少して排気処理設備の負荷を下げることもできる。
【００７６】
なお、各加熱管１１，１１…の直径や肉厚は適宜選択できる。
【００７７】
（加熱管１１の本数）
同心円上にある加熱管１１の本数を全て同じにしても良いが、加熱管１１を直線状に設けた場合には、図２０に示すように、回転筒１０の最外周から中間付近までの加熱管１１の本数を、回転筒１０の中間付近から最内周までの加熱管１１の本数より多くした方が良い。このように、中間付近から最外周までの加熱管１１の本数を増やすことで、隣り合う加熱管１１，１１の間の距離を最内周から最外周までほぼ同じにすることができる。そして、加熱管１１の本数を増やすことで、加熱管１１の伝熱面積が増え、回転筒１０の外周側へ移動した被処理物Ｗの乾燥効率を向上させることができる。
【００７８】
（加熱管１１の直径）
加熱管１１の直径を全て同じにしても良いが、図１７に示すように、回転筒１０の内周側から外周側へ向かうに連れて、次第に直径を大きくすることもできる。このように、加熱管１１の直径を変えることで、隣り合う加熱管１１の間の距離を内周から外周までほぼ同じにすることができる。このように加熱管１１の直径を大きくすることで、加熱管１１の伝熱面積が増え、回転筒１０の外周側へ移動した被処理物Ｗの乾燥効率を向上させることができる。
【００７９】
（加熱管１１の配列の決め方）
加熱管１１の配列の決定方法について、図１７を参照しながら説明する。なお、加熱管１１の配列を「行列」で表し、回転筒１０の径方向（回転筒１０の中心側から外側へ向かう方向）の配列を「列」とし、円周方向の配列を「行」とする。
【００８０】
隣接する行間の距離（例えば、行１と行２の間の距離）及び隣接する列間の距離（例えば、列１と列２の間の距離）を変えることにより、被処理物Ｗの分散性や流動性を変えることができる。
【００８１】
例えば、図１７のハッチングを施した加熱管１１（以下、「基準加熱管１１」という。）を基準にして考えると、行間距離として、（１）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離、（５）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離のほか、（２）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離、（８）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離、（４）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離、（６）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離が考えられ、これらが前記一定値以上になるようにする。また、列間距離として、（３）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離、（７）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離が考えられ、これらも前記一定値以上になるようにする。なお、隣接する加熱管１１の距離は８０〜１５０ｍｍにすることが好ましい。
【００８２】
以上のように、行間距離及び列間距離が、加熱管１１の配列を決定する際の拘束条件となる。この拘束条件に従いつつ、出来る限り伝熱面積が広くなり、かつ流動性が良くなるように、加熱管１１の径、行数及び列数を変えて様々なバリエーションを試し、最も伝熱面積が広くなり、かつ流動性が良くなる配列を採用し、製品を設計する。なお、実際に加熱管１１の配列を検討した結果、行の曲率を次第に大きくした場合は、加熱管１１の径を次第に小さくし、列数を次第に多くすることで、伝熱面積を最も広くすることができた。逆に、行の曲率を次第に小さくした場合は、加熱管１１の径を次第に大きくし、列数を次第に少なくすることで、伝熱面積を最も広くすることができた。
【符号の説明】
【００８３】
１０  回転筒
１１  スチームチューブ（加熱管）
４１  供給口
５０  排出口
５５  分級フード
５６  固定排気口
５７  固定排出口
６０  掻上板
Ａ    キャリアガス
Ｅ    処理物
Ｗ    被処理物
【図１】
2015203516.tif 000003
【図２】
2015203516.tif 000004
【図３】
2015203516.tif 000005
【図４】
2015203516.tif 000006
【図５】
2015203516.tif 000007
【図６】
2015203516.tif 000008
【図７】
2015203516.tif 000009
【図８】
2015203516.tif 000010
【図９】
2015203516.tif 000011
【図１０】
2015203516.tif 000012
【図１１】
2015203516.tif 000013
【図１２】
2015203516.tif 000014
【図１３】
2015203516.tif 000015
【図１４】
2015203516.tif 000016
【図１５】
2015203516.tif 000017
【図１６】
2015203516.tif 000018
【図１７】
2015203516.tif 000019
【図１８】
2015203516.tif 000020
【図１９】
2015203516.tif 000021
【図２０】
2015203516.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月1日(2015.4.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥速度を向上させる横型回転式乾燥機に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭や鉱石等の被処理物を乾燥する乾燥機としては、スチームチューブドライヤー（以下「ＳＴＤ」という。）、コールインチューブ（特許文献１）、ロータリーキルン等が多用されている。前記石炭や鉱石は、製鉄や精錬の原料、発電燃料等として用いられ、これらを安定的にかつ大量に処理することが要求されるため、この要求に適う乾燥機として、前記の各乾燥機が採用されている。
【０００３】
ＳＴＤは被処理物を間接加熱するため、熱効率が高く、単位容量当たりの処理量も多い。また、大型化も可能であるため、大量処理の要求に適している。
【０００４】
コールインチューブも被処理物を間接加熱するため、前記ＳＴＤと同様に、熱効率が高く、単位容量当たりの処理量も多い。しかし、ＳＴＤに比べて大型化が難しいという欠点がある。例えば、前記ＳＴＤ１台で処理できる量をコールインチューブで処理しようとしたとき、複数台必要となる場合がある。
【０００５】
ロータリーキルンは、被処理物に熱風を当てて直接乾燥させるため、間接加熱に比べて熱効率が悪いという欠点がある。また、排気処理設備が非常に大きくなるという欠点もある。かかる理由から、大量の被処理物を処理する乾燥機としては、ＳＴＤに優位性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実用新案登録第２５１５０７０号公報
【特許文献２】特公昭６２−６０６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年は、被処理物の大量乾燥処理の要求が強く、その要求に応えるため、乾燥機の大型化が進んでいる。ＳＴＤの大型化を例に挙げると、シェル径が４ｍで、本体長が３０ｍ以上のものも作られている。
【０００８】
しかし、乾燥機の大型化は、設置面積が増えてしまうという問題が生じるほか、製造や輸送に問題が生じる。具体的には、強度を保持するために各部材の板厚が増加し、シェル径が４ｍ、本体長が３０ｍの前記ＳＴＤでは、本体重量が４００ｔｏｎにも達する。そのため、完成までに多くの時間かかるという問題がある。また、製造に特別な設備を要するという問題もある。
【０００９】
さらに、大型化に伴って製品輸送の際に、その重量に耐えられる特殊車両が必要になり、輸送路が狭い場合には、分割して輸送し、現場で接合し、組立てる必要があり、工事が非常に繁雑であるという問題もある。
【００１０】
そこで、このように装置の大型化には限界があることを踏まえ、むしろ、被処理物の乾燥速度を向上させることを指向するべきであるとの課題を見出した。
【００１１】
したがって、本発明の課題は、乾燥機による被処理物の乾燥速度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
一端側に被処理物の供給口を、他端側に被処理物の排出口を有し、軸心周りに回転自在な回転筒と、加熱媒体が通る多数の加熱管を前記回転筒内に設け、前記回転筒の回転に伴って加熱管群により被処理物を回転方向に掻き上げる構成であり、
被処理物を前記回転筒の一端側に供給して他端側から排出する過程で、前記加熱管群により被処理物を加熱して乾燥させる横型回転式乾燥機において、
前記加熱管が、前記回転筒の軸心を中心として実質的に同心円を成すように周方向及び径方向に複数配列され、それぞれの加熱管の間には隙間が設けられ、
その中心側円上の第１基準加熱管芯から、第２基準加熱管芯までを繋ぐ繋ぎ線が、次記（１）または（２）の配置形態の一つ又はこれらを組み合わせた配置形態から選択され、その選択された配置形態で前記加熱管が配置されている：
（１）各加熱管芯が、前記第１基準加熱管芯と第２基準加熱管芯とを直接繋ぐ直線Ｌ１上に位置しており、さらに、前記第１基準加熱管芯を通る半径放射線に対して、前記第２基準加熱管芯が、回転筒の回転方向後方に位置している第１配置形態、
（２）各加熱管芯が、前記第１基準加熱管芯と前記第２基準加熱管芯とを繋ぐ曲線Ｌ２上に位置しており、かつ、前記第２基準加熱管芯に向かうほど回転筒の回転方向後方に位置しており、さらに、前記第１基準加熱管芯を通る半径放射線に対して、前記第２基準加熱管芯が、回転筒の回転方向後方に位置している第２配置形態；
ことを特徴とする横型回転式乾燥機。
【００１３】
（作用効果）
本発明に従って、加熱管１１を斜め直線状の第１配置形態又は曲線状の第２配置形態とすることで、被処理物Ｗが落下する方向と被処理物Ｗが複数の加熱管１１の間に入り込む方向が近似し、落下した被処理物Ｗはその運動方向を大きく変えずに複数の加熱管１１,１１の隙間に入り込む。加熱管１１,１１の隙間に入り込んだ被処理物Ｗは、回転筒１０の内側から外側へと流れ、回転筒１０の筒壁に到達する。加熱管１１の配置を選定することで、加熱管１１の隙間に被処理物Ｗが速やかに入り込み、加熱管１１の外側（回転筒１０の中心側）に滞留せず、被処理物Ｗと加熱管１１の接触が良くなるため、乾燥効率を向上させることができる。また、被処理物Ｗと加熱管１１の接触面積が増大し、両者の接触時間も増えるため、この点からも乾燥効率を向上させることができる。
【００１４】
さらに、被処理物Ｗが加熱管１１,１１の隙間に滑らかに入り込むため、被処理物Ｗが落下した際に、被処理物Ｗから加熱管１１が受ける衝撃が小さくなる。従来は落下の衝撃に耐えるために加熱管１１の直径を大きくせざるを得なかったが、本発明によって加熱管１１の直径を小さくすることができ、加熱管１１の本数を増やすことができる。その結果、全体として加熱管１１の伝熱面積が増え、乾燥効率を向上させることができる。
【００１５】
＜請求項２記載の発明＞
配置比ε＝離間距離ｈ２（第２基準加熱管の同心円−第１基準加熱管の同心円）／離間距離ｈ１（回転筒内面−第１基準加熱管の同心円）が、１／２超とする範囲で、前記（１）または（２）の配置形態の一つ又はこれらを組み合わせた配置形態が採られている請求項１記載の横型回転式乾燥機。
【００１６】
（作用効果）
配置比εが１／２超とする範囲では、請求項１の効果が顕著に現われる。
【００１７】
＜請求項３記載の発明＞
前記第１基準管の同心円から少なくとも４番目の加熱管の同心円の範囲で、前記（１）または（２）の配置形態の一つ又はこれらを組み合わせた配置形態が採られている請求項１記載の横型回転式乾燥機。
【００１８】
（作用効果）
第１基準管の同心円から少なくとも４番目の加熱管の同心円の範囲では、請求項１の効果が顕著に現われる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、乾燥機による被処理物の乾燥速度を向上させることができる。
また、乾燥速度が向上する結果、乾燥機の大きさ（シェル径）当たりの乾燥処理量を増大できる。逆からいえば、処理量当たりの装置の大きさを小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】被処理物の付着性を説明した表である。
【図２】本発明に係る横型回転式乾燥機の側面図である。
【図３】スクリューフィーダ及びその周辺を示した側面図である。
【図４】回転筒の他端側の拡大図（側面図）である。
【図５】本発明に係る横型回転式乾燥機（変形例）の側面図である。
【図６】図５のＸ−Ｘ線断面図である。
【図７】供給方式がシュート式である場合の側面図である。
【図８】供給方式が振動トラフ式である場合の側面図である。
【図９】回転筒の横断面の形状を矩形にした例である。
【図１０】回転筒の外側にジャケットを設けた場合の側面図である。
【図１１】処理物の排出方式の変形例を示した側面図である。
【図１２】向流を採用した横型回転式乾燥機の斜視図である。
【図１３】ガス吹き込み管式の横型回転式乾燥機の説明図であり、（ａ）はガス吹き込み管の断面図であり、（ｂ）はガス吹き込み管を乾燥機内に配した斜視図である。
【図１４】従来の横型回転式乾燥機の加熱管の配置例を示した横断面図である。
【図１５】本発明に係る横型回転式乾燥機の加熱管の配置（第１配置形態）例を示した横断面図である。
【図１６】本発明に係る横型回転式乾燥機の加熱管の配置（第２配置形態）例を示した横断面図である。
【図１７】行及び列の説明図である。
【図１８】本発明に係る横型回転式乾燥機の加熱管の他の配置例を示した横断面図である。
【図１９】本発明に係る横型回転式乾燥機の加熱管の別の配置例を示した横断面図である。
【図２０】本発明に係る横型回転式乾燥機の加熱管の異なる配置例を示した横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施形態について、図を用いて更に説明する。なお、以下の説明及び図面は、本発明の実施形態の一例を示したものにすぎず、本発明の内容をこの実施形態に限定して解釈すべきでない。
【００２２】
（被処理物Ｗ）
まず、乾燥対象物としての被処理物Ｗについて限定はなく、その具体例として、石炭、銅鉱石、鉄粉、亜鉛粉等の鉱石、金属系物質、テレフタル酸、ポリエチレン、ポリアセタール、塩化ビニール等の樹脂系物質、メチオニン、グルテンミール、大豆加工粉、コーンファイバー、コーンジャーム等の加工食品系物質、石膏、アルミナ、ソーダ灰等の無機系物質、脱水汚泥等を挙げることができる。
【００２３】
被処理物Ｗは、物質表面がべたべたとしておらず、付着性の低いものが好ましい。図１に、日本粉体工業技術協会規格  ＳＡＰ１５−１３、２０１３  解説書１７頁  解説図５より引用した表を図１に示す。本発明では、図１の点線で囲った領域にあるもの、詳しくはドライ（乾燥）、ベンジュラー域（懸垂域）、ファニキュラー域１（索状域１）、ファニキュラー域２（索状域２）、キャプラリー域（毛管域）の物質を被処理物Ｗとして用いることが好ましい。スラリー（泥しょう）は、付着性が極めて高い傾向にあるため、本発明の被処理物Ｗとして用いることは適していない。
【００２４】
（間接加熱横型回転式乾燥機）
次に、本発明に係る横型回転式乾燥機（以下、「ＳＴＤ（Ｓｔｅａｍ  Ｔｕｂｅ  Ｄｒｙｅｒの略称）」ともいう。）について説明する。この横型回転式乾燥機の構造は、図２に例示するように、円筒状の回転筒１０を有し、この回転筒１０の軸心が水平面に対して若干傾くようにして設置されており、回転筒１０の一端が他端よりも高く位置している。回転筒１０の下方には、２台の支持ユニット２０及びモーターユニット３０が回転筒１０を支持するようにして設置されており、回転筒１０は、モーターユニット３０によって、自身の軸心回りに回転自在とされている。この回転筒１０は、一方向に回転するようになっている。その方向は任意に定めることができ、例えば、図６に示すように、一端側（被処理物Ｗの供給口側）から他端側（被処理物Ｗの排出口側）を見て、反時計回り（矢印Ｒ方向）に回転させることができる。
【００２５】
回転筒１０の内部には、金属製のパイプであるスチームチューブ（加熱管）１１が、被乾燥物への伝熱管として、回転筒１０の軸心に沿って延在して多数取り付けられている。この加熱管１１は、例えば回転筒１０の軸心に対して同心円を成すように周方向及び径方向に複数本ずつ配列されている。この配置形態については、後に詳説する。なお、この加熱管１１は、加熱媒体である蒸気等が加熱管１１の内部を流通することで温められる。
【００２６】
スクリューフィーダ４２の近傍には、ガス吹込み口でもある供給口４１からキャリアガスＡとして空気、不活性ガス等を回転筒１０の内部に吹き込むガス吹込み手段（図示しない）が設けられており、このガス吹込み手段によって吹き込まれたキャリアガスＡは、回転筒１０の他端側に向かって回転筒１０の内部を流通する。
【００２７】
図２、図４に示すように、回転筒１０の他端側における周壁には、複数の排出口５０が貫通して形成されている。排出口５０は、回転筒１０の周方向に沿って複数形成され、図２、図４の例では、２つの列を成すように相互に離間して形成されている。また、複数の排出口５０は、全て同形とされているが、異形とすることもできる。
【００２８】
また、回転筒１０の他端側には、加熱管１１内に蒸気を供給する蒸気供給管７０とドレン管７１とが設けられている。
【００２９】
（変形例）
なお、図５に示すように、前記回転筒１０の他端側内部に、被処理物Ｗを撹拌する撹拌手段（詳細構造は図示していない）６５を設けても良い。
【００３０】
また、図５、図６に示すように、回転筒１０には、複数の排出口５０を有する他端側を覆うように、被処理物Ｗ及びキャリアガスＡを排出可能な分級フード５５を設けても良い。この分級フード５５は、肉厚な金属から形成されており、底面に、乾燥及び分級された被処理物Ｗ、つまり処理物Ｅを排出する固定排出口５７を、天面にキャリアガスＡを排気する固定排気口５６を、それぞれ有する。
【００３１】
（乾燥過程）
次に、図２〜図４を参照しながら、横型回転式乾燥機で被処理物Ｗを乾燥する過程を説明する。
【００３２】
被処理物Ｗは、供給口４１からスクリューフィーダ４２内に供給され、このスクリューフィーダ４２内部に設置されたスクリューを図示しない駆動手段によって回動させることによって、回転筒１０の内部に供給される。供給口４１から供給された被処理物Ｗは、蒸気によって加熱された加熱管１１,１１…に接触して乾燥されつつ、回転筒１０の他端側に移動し、排出口５０から処理物Ｅとして排出される。
【００３３】
他方、回転筒１０の一端側に設けられた吹込み手段によって、供給口４１から吹き込まれたキャリアガスＡは、回転筒１０内を通過して、被処理物Ｗの排出口でもある排出口５０から回転筒１０外に排気される。
【００３４】
また、蒸気供給管７０から加熱管１１内に供給した蒸気は、被処理物Ｗと加熱管１１が接触して熱交換することにより、加熱管１１内を流れる過程で冷却されてドレンＤになり、ドレン管７１から排出される。
【００３５】
（変形例）
次に、図５、図６を参照しながら、撹拌手段６５及び分級フード５５を備えた横型回転式乾燥機を用いる場合についての動作についても説明する。この場合において、前記説明と重複する部分は、省略する。
【００３６】
回転筒１０内に供給された被処理物Ｗは、撹拌手段６５の存在する位置まで到達すると、撹拌手段６５によって撹拌され、続いて、図６に示すように、回転筒１０の回転に伴って回動する掻上板６０によって掻き上げられる。掻き上げられた被処理物Ｗは、掻上板６０が回転筒１０の上側に位置すると、自然に落下し、その際に被処理物Ｗに含まれる微粒子Ｃが回転筒１０内に分散する（いわゆるフライトアクション）。
【００３７】
他方、回転筒１０の一端側に設けられた吹込み手段によって、供給口４１から吹き込まれたキャリアガスＡは、回転筒１０内を通過して、被処理物Ｗの排出口でもある排出口５０から回転筒１０外に排気される。この際、キャリアガスＡは、掻上板６０によって回転筒１０内に分散された微粒子Ｃを伴って排出口５０から排気される。排出口５０から排気されたキャリアガスＡは、固定排気口５６を介して分級フード５５から排気される。
【００３８】
被処理物Ｗのうち、粒子径が大きく重量が重い粒子は、回転筒１０内において落下し、キャリアガスＡに伴うことなく、下側に位置した排出口５０から自然落下する。この自然落下した粒子（被処理物Ｗ）は、固定排出口５７から処理物Ｅとして外部に排出される。
【００３９】
（被処理物の供給方式の変形例）
本発明に係る横型回転式乾燥機の被処理物の供給手段の変形例を説明する。
横型回転式乾燥機へ被処理物を供給する方式には、前記スクリュー式（図３）のほか、シュート式（図７）や振動トラフ式（図８）なども使用できる。シュート式では、供給シュート４６が吸気ボックス４５と結合しており、供給口４１から供給した被処理物Ｗが、供給シュート４６内を落下し、回転筒１０内へ移動する。吸気ボックス４５がシールパッキン４７を介して回転筒１０に接続しており、回転筒１０と吸気ボックス４５間のシールを維持しながら、回転筒１０が回転する構造になっている。振動トラフ式では、吸気ボックス４５がトラフ（断面形状が凹状）であり、その吸気ボックス４５の下端に振動モータ４８とばね４９が結合している。供給口４１から供給した被処理物Ｗは、トラフの上に落下する。そして、振動モータ４８により吸気ボックス４５が振動することにより、被処理物Ｗが回転筒１０内へと移動する。吸気ボックス４５を取り付ける際は、被処理物Ｗが移動しやすいように、回転筒へ向かって下る傾斜を持たせると良い。
【００４０】
（回転筒変形例）
回転筒１０の断面形状は、後述する円形のほか、矩形にしても良い。矩形の例として、六角形の回転筒１０を図９に示す。矩形の回転筒１０を回転すると、回転筒１０の角部１５により被処理物Ｗが持ち上がるため、被処理物Ｗの混合性が良くなる利点がある。一方で、円形の場合に比べて、回転筒１０の断面積が狭くなるため、配置する加熱管の数が減るというデメリットも存在する。なお、矩形の角部の数（辺の数）は変更でき、より詳しくは、角部の数を３つ以上の任意の数にすることができる。
【００４１】
図１０に示すように、回転筒１０を囲むジャケット１２を設けても良い。この場合、回転筒１０の外壁面とジャケット１２の内壁の間に加熱媒体Ｓを流し、回転筒１０の外側からも加熱を行う。その結果、ジャケット１２を設けない場合と比べて、被処理物Ｗの乾燥速度を上げることができる。この加熱媒体Ｓの例として、２００〜４００℃の高温ガス、２００〜４００℃のホットオイル等を挙げることができる。そのほか、前記ジャケット１２の代わりに、回転筒１０を囲むようにトレース配管（図示しない）を複数設けても良い。
【００４２】
（処理物の排出方式の変形例）
横型回転式乾燥機から乾燥処理物Ｅを排出する方式としては、図１１のような形態も採用できる。かかる形態において、キャリアガスＡが、ケーシング８０の上部のキャリアガス供給口３３から隔壁２３の内側へ送り込まれる。このキャリアガスＡが再利用ガスである場合は、キャリアガスＡ中に粉塵等が含まれているが、隔壁２３の内側、すなわちガス通路Ｕ２には、リボンスクリューＺが配されているため、ガスに混入している粉塵等は、このリボンスクリューＺによって捕捉される。捕捉された粉塵等は、リボンスクリューＺの送り作用により開口部２１、２２へ向かって送られ、ケーシング８０内へ排出される。排出された粉塵等は、自由落下により排出ケーシング下方の排出口３２から排出される。一方、キャリアガスＡの粉塵等以外の気体は、リボンスクリューＺによって妨げられることなく、回転筒１０内へ送られる。
【００４３】
また、回転筒１０の回転に伴って、スクリュー羽根２４も回転する。従って、被処理物Ｗが乾燥した乾燥処理物Ｅは、送り出し通路Ｕ１内を、開口部２１、２２へ向かってスクリュー羽根２４の送り作用により送られ、開口部２１、２２から排出される。排出された乾燥物Ｅは、自重により排出ケーシング下方の排出口３２から排出される。
【００４４】
他方、ケーシング８０を貫き、隔壁２３内へ延在する蒸気経路（内部蒸気供給管６１及び内部ドレン排出管６２）が、回転筒１０と一体で設けられている。内部蒸気供給管６１は、端板部１７における加熱管１１の入口ヘッダ部に、内部ドレン排出管６２は端板部１７における加熱管１１の出口ヘッダ部に連通している。また、蒸気供給管７０及びドレン排出管７１は、回転継手６３を介して、内部蒸気供給管６１及び内部ドレン排出管６２にそれぞれ連結している。
【００４５】
（ガス流通方式変形例）
前記横型回転式乾燥機は、被処理物Ｗの移動する方向とキャリアガスＡの流れる方向が同じである「並流」を採用していた。そのほか、被処理物Ｗの移動する方向とキャリアガスＡの流れる方向を逆にした「向流」を採用しても良い。
【００４６】
図１２に「向流」を採用した横型回転式乾燥機の一例を示す。スクリューフィーダ４２の上方に被処理物Ｗの供給口３１を設け、フード３５の下端に処理物Ｅの排出口３２を設ける。そして、供給口３１から被処理物Ｗを供給し、被処理物Ｗを回転筒１０の一端側から他端側へ向かって移動させ、その移動過程で加熱管１１により加熱して乾燥させ、乾燥した処理物Ｅを排出口３２から排出する。一方、フード３５の上端にキャリアガスＡの供給口３３を設け、スクリューフィーダ４２の上方にキャリアガスＡの排出口３４を設ける。そして、供給口３３からキャリアガスＡを供給し、前記キャリアガスＡを回転筒１０の他端側から一端側へ向かって流し、その過程で被処理物Ｗから蒸発した蒸気を搬送させ、蒸気を伴うキャリアガスＡを排出口３４から排出する。
【００４７】
そのほか、図１３に示すような、回転筒１０内にガス吹き込み管３６を備えているガス吹き込み管式の横型回転式乾燥機を用いても良い。ガス吹き込み管３６は、回転筒１０の内部に軸方向に延在して設けられ、回転筒１０や加熱管１１と共に回転する。例えば、複数の加熱管１１、１１の間や、最も内側に位置する加熱管１１よりも更に内側に設けることができる。なお、図１３では、ガス吹き込み管３６を分かり易くするために、加熱管１１の表示を省いている。このガス吹き込み管３６の壁面には、複数のガス吹き出し口３７が開いている。図１３の例では、ガス吹き込み管３６の上部に、ガス吹き込み口３７を軸方向に２列設けている。
【００４８】
前記ガス吹き込み管式乾燥機を運転する際は、回転筒１０の他端側からガス吹き込み管３６内へキャリアガスＡを供給する。供給されたキャリアガスＡは、ガス吹き込み口３７から回転筒内へ噴き出し、被処理物Ｗの蒸気を伴って、回転筒の一端側から流れ出る。そのほか、回転筒１０の一端側からガス吹き込み管３６内にキャリアガスＡを供給し、回転筒の他端側から排気する構成にしても良い。
【００４９】
（回転筒の支持構造変形例）
そのほか、回転筒１０の支持構造は、回転筒１０の外周に２つのタイヤ部材２０,２０を取り付ける前記支持構造のほか、一端側に設けたスクリューケーシング４２と、他端側に設けたガス管７２の外周にベアリング（図示しない）を取り付け、このベアリングを支持する構造や、前記タイヤ部材２０とベアリングを組み合わせる支持構造にしても良い。
【００５０】
＜本発明の加熱管の配置について＞
本発明において加熱管１１のサイズ及び配置は適宜選択できるものの、本発明者らが高速回転化を指向する過程の中で、主に接触効率を高め、もって乾燥速度を高めるためには、次述する手段が有効であるとの知見を得た。
【００５１】
（加熱管の配置）
従来は、図１４に示すように、回転筒１０内に加熱管１１を放射状に配置していた。回転筒１０内では、被処理物Ｗ（粉粒体）が回転筒１０下部に移行した複数の加熱管１１の隙間に入り込み、回転筒１０の回転に伴って、複数の加熱管１１により回転方向に掻き上げられる。安息角まで掻き上げられた被処理物Ｗは、主に安息角を越えた時点から崩落し始め、落下運動に転じる。より詳しくは、安息角限を超えて、より上方に位置する複数の加熱管１１の間から雪崩のように落下し、回転筒１０下部に位置する加熱管１１に衝突する。
【００５２】
落下した被処理物Ｗは、回転筒１０下部の複数の加熱管１１、１１の隙間に再び入り込む。被処理物Ｗが落下する角度と加熱管１１、１１の隙間に入り込む角度が異なるため、加熱管１１、１１の隙間に被処理物Ｗが速やかに入り込まず、加熱管１１、１１の外側（回転筒１０の中心側）に滞留してしまい、被処理物Ｗと加熱管１１の接触効率が悪いことが判明した。接触効率が悪いと、被処理物の乾燥速度が低下するという問題があった。
【００５３】
また、被処理物Ｗが落下する方向と複数の加熱管１１、１１の間に入り込む方向が異なるため、落下した被処理物Ｗは最内列（回転筒１０の最も中心側の列）の加熱管１１、１１に衝突して、運動エネルギーが一旦、ゼロになってしまう（リセットされてしまう）という問題があった。
【００５４】
本発明は、前記問題を解決するために加熱管の配置を改良した。
すなわち、一端側に被処理物の供給口を、他端側に被処理物の排出口を有し、軸心周りに回転自在な回転筒１０と、加熱媒体が通る多数の加熱管１１,１１…を前記回転筒１０内に設け、被処理物を前記回転筒１０の一端側に供給して他端側から排出する過程で、前記加熱管１１,１１…により被処理物を加熱して乾燥させる横型回転式乾燥機において、加熱管１１,１１…の配置は、次の配置形態が望ましいのである。
前記加熱管１１,１１…群が、前記回転筒１０の中心を中心とする実質的に同心円状に配置され、その中心側円上の第１基準加熱管Ｓ１芯から、第２基準加熱管Ｓ２芯までを繋ぐ繋ぎ線が、次記（１）または（２）の配置形態の一つ又はこれらを組み合わせた配置形態から選択されるものである。
【００５５】
＜図１５参照：斜め直線状形態＞
（１）各加熱管１１,１１…芯が、第１基準加熱管Ｓ１芯と第２基準加熱管Ｓ２芯とを直接繋ぐ直線Ｌ１上に位置しており、さらに、第１基準加熱管Ｓ１芯を通る半径放射線Ｊ１に対して、前記第２基準加熱管Ｓ２芯が、回転筒１０の回転方向後方に位置している第１配置形態。
【００５６】
＜図１６参照：曲線状形態＞
（２）各加熱管１１,１１…芯が、第１基準加熱管Ｓ１芯と第２基準加熱管Ｓ２芯とを繋ぐ曲線Ｌ２上に位置しており、かつ、第２基準加熱管Ｓ２芯に向かうほど回転筒１０の回転方向後方に位置しており、さらに、第１基準加熱管Ｓ１芯を通る半径放射線Ｊ１に対して、第２基準加熱管Ｓ２芯が、回転筒１０の回転方向後方に位置している第２配置形態。
【００５７】
すなわち、図１５及び図１６に示すように、加熱管１１,１１…は、回転筒１０の中心Ｆを中心にして同心円状に配置され、中心側円上の第１基準加熱管Ｓ１の同心円ｒ１、第２基準加熱管Ｓ２の同心円ｒ２、回転筒１０の最も外側に位置する最外加熱管１１の同心円ｒ３を含めた各同心円上に配置されている。
【００５８】
第１基準加熱管Ｓ１芯（図１５及び図１６参照）は、回転筒１０の最も中心側に位置する加熱管１１群の列（「列１」：図１７参照。）の中から任意に選んだ加熱管１１の芯（加熱管の中心）である。
【００５９】
また、第２基準加熱管Ｓ２芯は、複数加熱管の「列」において（図１７参照）、回転筒１０の最も中心側に位置する加熱管１１（第１基準加熱管Ｓ１）から、同一の「行」に沿って外側へ向かって数えて、所望の列数の加熱管Ｓ２の芯（加熱管の中心）を指称する。
【００６０】
第２基準加熱管Ｓ２芯の位置は、被処理物の流動挙動（この流動挙動は、被処理物の物性（形状、大きさ、粘性、材料種など）に由来する要因と、乾燥機の運転条件に由来する要因などに左右される）に応じて適宜選択できる。
このとき、配置比ε＝ｈ２（第２基準加熱管Ｓ２の同心円ｒ２−第１基準（最内）加熱管Ｓ１の同心円ｒ１）／ｈ１（回転筒内面−第１基準（最内）加熱管Ｓ１の同心円ｒ１）を、１／２超とするのが望ましい。
また、本発明においては、少なくとも、第１基準加熱管Ｓ１から第２基準加熱管Ｓ２までの区間については、前述の第１配置形態か第２配置形態の加熱管配置とするのが望ましい。
さらに、本発明においては、第２基準加熱管Ｓ２芯の位置が、最外加熱管１１の同心円ｒ３上にある場合も含むものである。
【００６１】
このように、第１配置形態又は第２配置形態を採る領域は、適宜選択でき、図１５に示す例では、加熱管１１の列数が全７列であり、第２基準加熱管Ｓ２の芯が４列目にある例を示した。
【００６２】
図１５の例は第１の配置形態の例であり、図１６及び図１７の例は第２の配置形態である。
【００６３】
図１５の例は、全７列のすべてが第１の配置形態である。すなわち、第１基準加熱管Ｓ１芯と第２基準加熱管Ｓ２芯とを直接繋ぐ直線Ｌ１上に位置しており、さらに、第１基準加熱管Ｓ１芯を通る半径放射線Ｊ１に対して、第２基準加熱管Ｓ２芯が、回転筒１０の回転方向後方に位置している。
【００６４】
図１６及び図１７の例では、全９列のすべてが第２の配置形態である。すなわち、各加熱管１１，１１…の芯が、第１基準加熱管Ｓ１芯と第２基準加熱管Ｓ２芯とを繋ぐ曲線Ｌ２上に位置しており、かつ、第２基準加熱管Ｓ２芯に向かうほど回転筒の回転方向後方に位置しており、さらに、第１基準加熱管Ｓ１芯を通る半径放射線Ｊ１に対して、第２基準加熱管Ｓ２芯が、回転筒１０の回転方向後方に位置している。
【００６５】
なお、図１５及び図１６において、回転筒１０の中心点Ｆを始点として、第１基準加熱管Ｓ１芯を通る線を半径放射線Ｊ１として、第２基準加熱管Ｓ２芯を通る線を半径放射線Ｊ２として、それぞれ示した。前記ｈ１及びｈ２の各距離は、半径放射線Ｊ２上の距離から求めると良い。
【００６６】
（加熱管の他の曲線状または直線状配置）
そのほか、本発明の別の好適な形態の下では、回転筒１０の回転軸の同心円上において、中心側から外側に位置するに従って、隣り合う加熱管１１の隙間を大きくした配置とすることもできる。図１５〜図１７は、中心側から外側へ向かうに従って、隣り合う加熱管１１の隙間を次第に大きくする配置とした例である。
【００６７】
また、第１基準加熱管Ｓ１芯と、第２基準加熱管Ｓ２芯とを繋ぐ曲線Ｌ２としては、サイクロイド（粒子が最速で降下する場合に描く線）、コルニュの螺旋（滑らかに降下する場合に描く線）若しくは対数曲線、円弧線またはそれらの線と近似する線などとすることができる。
【００６８】
図１８には、加熱管１１，１１…の内側を第２配置形態に従う曲線状に配置し、外側部分については半径方向（放射方向）に沿う形態の例を示した。
【００６９】
図１９には、加熱管１１，１１…の内側を第２配置形態に従う曲線状に配置し、外側部分については半径方向（放射方向）に沿う形態の例を示した。
【００７０】
図２０には、加熱管１１，１１…を第１配置形態に従う斜め直線状に配置し、外側部分については、中間の同心円上から最も外側の同心円にかけて、斜め直線状の加熱管の行を介装した例を示している。
【００７１】
他方、これらの例から推測できるように、図面に具体例を示さないが、第１配置形態と第２配置形態とを組み合せて配置することも可能である。
【００７２】
全列について、第１配置形態や第２配置形態を採用しないで、それらの配置形態を途中まで採用する場合も、前述のように、配置比ε＝ｈ２（第２基準加熱管Ｓ２の同心円ｒ２−第１基準（最内）加熱管Ｓ１の同心円ｒ１）／ｈ１（回転筒内面−第１基準（最内）加熱管Ｓ１の同心円ｒ１）を、１／２超とするのが望ましい。
【００７３】
（作用効果）
前記のように加熱管１１を曲線状または斜め直線状に配置することで、被処理物Ｗが落下する方向と被処理物Ｗが複数の加熱管１１の間に入り込む方向が近似し、落下した被処理物Ｗはその運動方向を大きく変えずに複数の加熱管１１,１１の隙間に入り込む。加熱管１１,１１の隙間に入り込んだ被処理物Ｗは、回転筒１０の内側から外側へと流れ、回転筒１０の筒壁に到達する。加熱管１１の配置を選定することで、加熱管１１の隙間に被処理物Ｗが速やかに入り込み、加熱管１１の外側（回転筒１０の中心側）に滞留せず、被処理物Ｗと加熱管１１の接触が良くなるため、乾燥効率を向上させることができる。また、被処理物Ｗと加熱管１１の接触面積が増大し、両者の接触時間も増えるため、この点からも乾燥効率を向上させることができる。
【００７４】
また、被処理物Ｗが加熱管１１,１１の隙間に滑らかに入り込むため、被処理物Ｗから加熱管１１が受ける衝撃が小さくなる。そのため、従来のように加熱管１１を配置した場合と比べて、加熱管１１の直径を小さくすることができ、加熱管１１の本数を増やすことができる。その結果、全体として加熱管１１の伝熱面積が増え、乾燥効率を向上させることができる。
【００７５】
そのほか、従来の装置では、落下する被処理物Ｗと加熱管１１とが衝突することにより、被処理物Ｗ（粉粒体）の破砕が生じていたが、前述の好適な形態によれば、破砕を防ぐ又は抑制できる。その結果、最終製品（乾燥製品）の粒度分布が安定するとともに、微粉が減少して排気処理設備の負荷を下げることもできる。
【００７６】
なお、各加熱管１１，１１…の直径や肉厚は適宜選択できる。
【００７７】
（加熱管１１の本数）
同心円上にある加熱管１１の本数を全て同じにしても良いが、加熱管１１を直線状に設けた場合には、図２０に示すように、回転筒１０の最外周から中間付近までの加熱管１１の本数を、回転筒１０の中間付近から最内周までの加熱管１１の本数より多くした方が良い。このように、中間付近から最外周までの加熱管１１の本数を増やすことで、隣り合う加熱管１１，１１の間の距離を最内周から最外周までほぼ同じにすることができる。そして、加熱管１１の本数を増やすことで、加熱管１１の伝熱面積が増え、回転筒１０の外周側へ移動した被処理物Ｗの乾燥効率を向上させることができる。
【００７８】
（加熱管１１の直径）
加熱管１１の直径を全て同じにしても良いが、図１７に示すように、回転筒１０の内周側から外周側へ向かうに連れて、次第に直径を大きくすることもできる。このように、加熱管１１の直径を変えることで、隣り合う加熱管１１の間の距離を内周から外周までほぼ同じにすることができる。このように加熱管１１の直径を大きくすることで、加熱管１１の伝熱面積が増え、回転筒１０の外周側へ移動した被処理物Ｗの乾燥効率を向上させることができる。
【００７９】
（加熱管１１の配列の決め方）
加熱管１１の配列の決定方法について、図１７を参照しながら説明する。なお、加熱管１１の配列を「行列」で表し、回転筒１０の径方向（回転筒１０の中心側から外側へ向かう方向）の配列を「列」とし、円周方向の配列を「行」とする。
【００８０】
隣接する行間の距離（例えば、行１と行２の間の距離）及び隣接する列間の距離（例えば、列１と列２の間の距離）を変えることにより、被処理物Ｗの分散性や流動性を変えることができる。
【００８１】
例えば、図１７のハッチングを施した加熱管１１（以下、「基準加熱管１１」という。）を基準にして考えると、行間距離として、（１）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離、（５）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離のほか、（２）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離、（８）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離、（４）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離、（６）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離が考えられ、これらが前記一定値以上になるようにする。また、列間距離として、（３）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離、（７）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離が考えられ、これらも前記一定値以上になるようにする。なお、隣接する加熱管１１の距離は８０〜１５０ｍｍにすることが好ましい。
【００８２】
以上のように、行間距離及び列間距離が、加熱管１１の配列を決定する際の拘束条件となる。この拘束条件に従いつつ、出来る限り伝熱面積が広くなり、かつ流動性が良くなるように、加熱管１１の径、行数及び列数を変えて様々なバリエーションを試し、最も伝熱面積が広くなり、かつ流動性が良くなる配列を採用し、製品を設計する。なお、実際に加熱管１１の配列を検討した結果、行の曲率を次第に大きくした場合は、加熱管１１の径を次第に小さくし、列数を次第に多くすることで、伝熱面積を最も広くすることができた。逆に、行の曲率を次第に小さくした場合は、加熱管１１の径を次第に大きくし、列数を次第に少なくすることで、伝熱面積を最も広くすることができた。
【符号の説明】
【００８３】
１０  回転筒
１１  スチームチューブ（加熱管）
４１  供給口
５０  排出口
５５  分級フード
５６  固定排気口
５７  固定排出口
６０  掻上板
Ａ    キャリアガス
Ｅ    処理物
Ｗ    被処理物
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に被処理物の供給口を、他端側に被処理物の排出口を有し、軸心周りに回転自在な回転筒と、加熱媒体が通る多数の加熱管を前記回転筒内に設け、前記回転筒の回転に伴って加熱管群により被処理物を回転方向に掻き上げる構成であり、
被処理物を前記回転筒の一端側に供給して他端側から排出する過程で、前記加熱管群により被処理物を加熱して乾燥させる横型回転式乾燥機において、
前記加熱管が、前記回転筒の軸心を中心として実質的に同心円を成すように周方向及び径方向に複数配列され、それぞれの加熱管の間には隙間が設けられ、
その中心側円上の第１基準加熱管芯から、第２基準加熱管芯までを繋ぐ繋ぎ線が、次記（１）または（２）の配置形態の一つ又はこれらを組み合わせた配置形態から選択され、その選択された配置形態で前記加熱管が配置されている：
（１）各加熱管芯が、前記第１基準加熱管芯と第２基準加熱管芯とを直接繋ぐ直線Ｌ１上に位置しており、さらに、前記第１基準加熱管芯を通る半径放射線に対して、前記第２基準加熱管芯が、回転筒の回転方向後方に位置している第１配置形態、
（２）各加熱管芯が、前記第１基準加熱管芯と前記第２基準加熱管芯とを繋ぐ曲線Ｌ２上に位置しており、かつ、前記第２基準加熱管芯に向かうほど回転筒の回転方向後方に位置しており、さらに、前記第１基準加熱管芯を通る半径放射線に対して、前記第２基準加熱管芯が、回転筒の回転方向後方に位置している第２配置形態；
ことを特徴とする横型回転式乾燥機。
【請求項２】
配置比ε＝離間距離ｈ２（第２基準加熱管の同心円−第１基準加熱管の同心円）／離間距離ｈ１（回転筒内面−第１基準加熱管の同心円）が、１／２超とする範囲で、前記（１）または（２）の配置形態の一つ又はこれらを組み合わせた配置形態が採られている請求項１記載の横型回転式乾燥機。
【請求項３】
前記第１基準管の同心円から少なくとも４番目の加熱管の同心円の範囲で、前記（１）または（２）の配置形態の一つ又はこれらを組み合わせた配置形態が採られている請求項１記載の横型回転式乾燥機。
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月3日(2015.4.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥速度を向上させる横型回転式乾燥機に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭や鉱石等の被処理物を乾燥する乾燥機としては、スチームチューブドライヤー（以下「ＳＴＤ」という。）、コールインチューブ（特許文献１）、ロータリーキルン等が多用されている。前記石炭や鉱石は、製鉄や精錬の原料、発電燃料等として用いられ、これらを安定的にかつ大量に処理することが要求されるため、この要求に適う乾燥機として、前記の各乾燥機が採用されている。
【０００３】
ＳＴＤは被処理物を間接加熱するため、熱効率が高く、単位容量当たりの処理量も多い。また、大型化も可能であるため、大量処理の要求に適している。
【０００４】
コールインチューブも被処理物を間接加熱するため、前記ＳＴＤと同様に、熱効率が高く、単位容量当たりの処理量も多い。しかし、ＳＴＤに比べて大型化が難しいという欠点がある。例えば、前記ＳＴＤ１台で処理できる量をコールインチューブで処理しようとしたとき、複数台必要となる場合がある。
【０００５】
ロータリーキルンは、被処理物に熱風を当てて直接乾燥させるため、間接加熱に比べて熱効率が悪いという欠点がある。また、排気処理設備が非常に大きくなるという欠点もある。かかる理由から、大量の被処理物を処理する乾燥機としては、ＳＴＤに優位性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実用新案登録第２５１５０７０号公報
【特許文献２】特公昭６２−６０６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年は、被処理物の大量乾燥処理の要求が強く、その要求に応えるため、乾燥機の大型化が進んでいる。ＳＴＤの大型化を例に挙げると、シェル径が４ｍで、本体長が３０ｍ以上のものも作られている。
【０００８】
しかし、乾燥機の大型化は、設置面積が増えてしまうという問題が生じるほか、製造や輸送に問題が生じる。具体的には、強度を保持するために各部材の板厚が増加し、シェル径が４ｍ、本体長が３０ｍの前記ＳＴＤでは、本体重量が４００ｔｏｎにも達する。そのため、完成までに多くの時間かかるという問題がある。また、製造に特別な設備を要するという問題もある。
【０００９】
さらに、大型化に伴って製品輸送の際に、その重量に耐えられる特殊車両が必要になり、輸送路が狭い場合には、分割して輸送し、現場で接合し、組立てる必要があり、工事が非常に繁雑であるという問題もある。
【００１０】
そこで、このように装置の大型化には限界があることを踏まえ、むしろ、被処理物の乾燥速度を向上させることを指向するべきであるとの課題を見出した。
【００１１】
したがって、本発明の課題は、乾燥機による被処理物の乾燥速度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
一端側に被処理物の供給口を、他端側に被処理物の排出口を有し、軸心周りに回転自在な回転筒と、加熱媒体が通る多数の加熱管を前記回転筒内に設け、前記回転筒の回転に伴って加熱管群により被処理物を回転方向に掻き上げる構成であり、
被処理物を前記回転筒の一端側に供給して他端側から排出する過程で、前記加熱管群により被処理物を加熱して乾燥させる横型回転式乾燥機において、
前記加熱管が、前記回転筒の軸心を中心として実質的に同心円を成すように周方向及び径方向に複数配列され、それぞれの加熱管の間には隙間が設けられ、
その中心側円上の第１基準加熱管芯から、第２基準加熱管芯までを繋ぐ繋ぎ線が、次記（１）または（２）の配置形態の一つ又はこれらを組み合わせた配置形態から選択され、その選択された配置形態で前記加熱管が配置されている：
（１）各加熱管芯が、前記第１基準加熱管芯と第２基準加熱管芯とを直接繋ぐ直線Ｌ１上に位置しており、さらに、前記第１基準加熱管芯を通る半径放射線に対して、前記第２基準加熱管芯が、回転筒の回転方向後方に位置している第１配置形態、
（２）各加熱管芯が、前記第１基準加熱管芯と前記第２基準加熱管芯とを繋ぐ曲線Ｌ２上に位置しており、かつ、前記第２基準加熱管芯に向かうほど回転筒の回転方向後方に位置しており、さらに、前記第１基準加熱管芯を通る半径放射線に対して、前記第２基準加熱管芯が、回転筒の回転方向後方に位置している第２配置形態；
ことを特徴とする横型回転式乾燥機。
【００１３】
（作用効果）
本発明に従って、加熱管１１を斜め直線状の第１配置形態又は曲線状の第２配置形態とすることで、被処理物Ｗが落下する方向と被処理物Ｗが複数の加熱管１１の間に入り込む方向が近似し、落下した被処理物Ｗはその運動方向を大きく変えずに複数の加熱管１１,１１の隙間に入り込む。加熱管１１,１１の隙間に入り込んだ被処理物Ｗは、回転筒１０の内側から外側へと流れ、回転筒１０の筒壁に到達する。加熱管１１の配置を選定することで、加熱管１１の隙間に被処理物Ｗが速やかに入り込み、加熱管１１の外側（回転筒１０の中心側）に滞留せず、被処理物Ｗと加熱管１１の接触が良くなるため、乾燥効率を向上させることができる。また、被処理物Ｗと加熱管１１の接触面積が増大し、両者の接触時間も増えるため、この点からも乾燥効率を向上させることができる。
【００１４】
さらに、被処理物Ｗが加熱管１１,１１の隙間に滑らかに入り込むため、被処理物Ｗが落下した際に、被処理物Ｗから加熱管１１が受ける衝撃が小さくなる。従来は落下の衝撃に耐えるために加熱管１１の直径を大きくせざるを得なかったが、本発明によって加熱管１１の直径を小さくすることができ、加熱管１１の本数を増やすことができる。その結果、全体として加熱管１１の伝熱面積が増え、乾燥効率を向上させることができる。
【００１５】
＜請求項２記載の発明＞
配置比ε＝離間距離ｈ２（第２基準加熱管の同心円−第１基準加熱管の同心円）／離間距離ｈ１（回転筒内面−第１基準加熱管の同心円）が、１／２超とする範囲で、前記（１）または（２）の配置形態の一つ又はこれらを組み合わせた配置形態が採られている請求項１記載の横型回転式乾燥機。
【００１６】
（作用効果）
配置比εが１／２超とする範囲では、請求項１の効果が顕著に現われる。
【００１７】
＜請求項３記載の発明＞
前記第１基準管の同心円から少なくとも４番目の加熱管の同心円の範囲で、前記（１）または（２）の配置形態の一つ又はこれらを組み合わせた配置形態が採られている請求項１記載の横型回転式乾燥機。
【００１８】
（作用効果）
第１基準管の同心円から少なくとも４番目の加熱管の同心円の範囲では、請求項１の効果が顕著に現われる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、乾燥機による被処理物の乾燥速度を向上させることができる。
また、乾燥速度が向上する結果、乾燥機の大きさ（シェル径）当たりの乾燥処理量を増大できる。逆からいえば、処理量当たりの装置の大きさを小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】被処理物の付着性を説明した表である。
【図２】本発明に係る横型回転式乾燥機の側面図である。
【図３】スクリューフィーダ及びその周辺を示した側面図である。
【図４】回転筒の他端側の拡大図（側面図）である。
【図５】本発明に係る横型回転式乾燥機（変形例）の側面図である。
【図６】図５のＸ−Ｘ線断面図である。
【図７】供給方式がシュート式である場合の側面図である。
【図８】供給方式が振動トラフ式である場合の側面図である。
【図９】回転筒の横断面の形状を矩形にした例である。
【図１０】回転筒の外側にジャケットを設けた場合の側面図である。
【図１１】処理物の排出方式の変形例を示した側面図である。
【図１２】向流を採用した横型回転式乾燥機の斜視図である。
【図１３】ガス吹き込み管式の横型回転式乾燥機の説明図であり、（ａ）はガス吹き込み管の断面図であり、（ｂ）はガス吹き込み管を乾燥機内に配した斜視図である。
【図１４】従来の横型回転式乾燥機の加熱管の配置例を示した横断面図である。
【図１５】本発明に係る横型回転式乾燥機の加熱管の配置（第１配置形態）例を示した横断面図である。
【図１６】本発明に係る横型回転式乾燥機の加熱管の配置（第２配置形態）例を示した横断面図である。
【図１７】行及び列の説明図である。
【図１８】本発明に係る横型回転式乾燥機の加熱管の他の配置例を示した横断面図である。
【図１９】本発明に係る横型回転式乾燥機の加熱管の別の配置例を示した横断面図である。
【図２０】本発明に係る横型回転式乾燥機の加熱管の異なる配置例を示した横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施形態について、図を用いて更に説明する。なお、以下の説明及び図面は、本発明の実施形態の一例を示したものにすぎず、本発明の内容をこの実施形態に限定して解釈すべきでない。
【００２２】
（被処理物Ｗ）
まず、乾燥対象物としての被処理物Ｗについて限定はなく、その具体例として、石炭、銅鉱石、鉄粉、亜鉛粉等の鉱石、金属系物質、テレフタル酸、ポリエチレン、ポリアセタール、塩化ビニール等の樹脂系物質、メチオニン、グルテンミール、大豆加工粉、コーンファイバー、コーンジャーム等の加工食品系物質、石膏、アルミナ、ソーダ灰等の無機系物質、脱水汚泥等を挙げることができる。
【００２３】
被処理物Ｗは、物質表面がべたべたとしておらず、付着性の低いものが好ましい。図１に、日本粉体工業技術協会規格  ＳＡＰ１５−１３、２０１３  解説書１７頁  解説図５より引用した表を図１に示す。本発明では、図１の点線で囲った領域にあるもの、詳しくはドライ（乾燥）、ペンジュラー域（懸垂域）、ファニキュラー域１（索状域１）、ファニキュラー域２（索状域２）、キャピラリー域（毛管域）の物質を被処理物Ｗとして用いることが好ましい。スラリー（泥しょう）は、付着性が極めて高い傾向にあるため、本発明の被処理物Ｗとして用いることは適していない。
【００２４】
（間接加熱横型回転式乾燥機）
次に、本発明に係る横型回転式乾燥機（以下、「ＳＴＤ（Ｓｔｅａｍ  Ｔｕｂｅ  Ｄｒｙｅｒの略称）」ともいう。）について説明する。この横型回転式乾燥機の構造は、図２に例示するように、円筒状の回転筒１０を有し、この回転筒１０の軸心が水平面に対して若干傾くようにして設置されており、回転筒１０の一端が他端よりも高く位置している。回転筒１０の下方には、２台の支持ユニット２０及びモーターユニット３０が回転筒１０を支持するようにして設置されており、回転筒１０は、モーターユニット３０によって、自身の軸心回りに回転自在とされている。この回転筒１０は、一方向に回転するようになっている。その方向は任意に定めることができ、例えば、図６に示すように、一端側（被処理物Ｗの供給口側）から他端側（被処理物Ｗの排出口側）を見て、反時計回り（矢印Ｒ方向）に回転させることができる。
【００２５】
回転筒１０の内部には、金属製のパイプであるスチームチューブ（加熱管）１１が、被乾燥物への伝熱管として、回転筒１０の軸心に沿って延在して多数取り付けられている。この加熱管１１は、例えば回転筒１０の軸心に対して同心円を成すように周方向及び径方向に複数本ずつ配列されている。この配置形態については、後に詳説する。なお、この加熱管１１は、加熱媒体である蒸気等が加熱管１１の内部を流通することで温められる。
【００２６】
スクリューフィーダ４２の近傍には、ガス吹込み口でもある供給口４１からキャリアガスＡとして空気、不活性ガス等を回転筒１０の内部に吹き込むガス吹込み手段（図示しない）が設けられており、このガス吹込み手段によって吹き込まれたキャリアガスＡは、回転筒１０の他端側に向かって回転筒１０の内部を流通する。
【００２７】
図２、図４に示すように、回転筒１０の他端側における周壁には、複数の排出口５０が貫通して形成されている。排出口５０は、回転筒１０の周方向に沿って複数形成され、図２、図４の例では、２つの列を成すように相互に離間して形成されている。また、複数の排出口５０は、全て同形とされているが、異形とすることもできる。
【００２８】
また、回転筒１０の他端側には、加熱管１１内に蒸気を供給する蒸気供給管７０とドレン管７１とが設けられている。
【００２９】
（変形例）
なお、図５に示すように、前記回転筒１０の他端側内部に、被処理物Ｗを撹拌する撹拌手段（詳細構造は図示していない）６５を設けても良い。
【００３０】
また、図５、図６に示すように、回転筒１０には、複数の排出口５０を有する他端側を覆うように、被処理物Ｗ及びキャリアガスＡを排出可能な分級フード５５を設けても良い。この分級フード５５は、肉厚な金属から形成されており、底面に、乾燥及び分級された被処理物Ｗ、つまり処理物Ｅを排出する固定排出口５７を、天面にキャリアガスＡを排気する固定排気口５６を、それぞれ有する。
【００３１】
（乾燥過程）
次に、図２〜図４を参照しながら、横型回転式乾燥機で被処理物Ｗを乾燥する過程を説明する。
【００３２】
被処理物Ｗは、供給口４１からスクリューフィーダ４２内に供給され、このスクリューフィーダ４２内部に設置されたスクリューを図示しない駆動手段によって回動させることによって、回転筒１０の内部に供給される。供給口４１から供給された被処理物Ｗは、蒸気によって加熱された加熱管１１,１１…に接触して乾燥されつつ、回転筒１０の他端側に移動し、排出口５０から処理物Ｅとして排出される。
【００３３】
他方、回転筒１０の一端側に設けられた吹込み手段によって、供給口４１から吹き込まれたキャリアガスＡは、回転筒１０内を通過して、被処理物Ｗの排出口でもある排出口５０から回転筒１０外に排気される。
【００３４】
また、蒸気供給管７０から加熱管１１内に供給した蒸気は、被処理物Ｗと加熱管１１が接触して熱交換することにより、加熱管１１内を流れる過程で冷却されてドレンＤになり、ドレン管７１から排出される。
【００３５】
（変形例）
次に、図５、図６を参照しながら、撹拌手段６５及び分級フード５５を備えた横型回転式乾燥機を用いる場合についての動作についても説明する。この場合において、前記説明と重複する部分は、省略する。
【００３６】
回転筒１０内に供給された被処理物Ｗは、撹拌手段６５の存在する位置まで到達すると、撹拌手段６５によって撹拌され、続いて、図６に示すように、回転筒１０の回転に伴って回動する掻上板６０によって掻き上げられる。掻き上げられた被処理物Ｗは、掻上板６０が回転筒１０の上側に位置すると、自然に落下し、その際に被処理物Ｗに含まれる微粒子Ｃが回転筒１０内に分散する（いわゆるフライトアクション）。
【００３７】
他方、回転筒１０の一端側に設けられた吹込み手段によって、供給口４１から吹き込まれたキャリアガスＡは、回転筒１０内を通過して、被処理物Ｗの排出口でもある排出口５０から回転筒１０外に排気される。この際、キャリアガスＡは、掻上板６０によって回転筒１０内に分散された微粒子Ｃを伴って排出口５０から排気される。排出口５０から排気されたキャリアガスＡは、固定排気口５６を介して分級フード５５から排気される。
【００３８】
被処理物Ｗのうち、粒子径が大きく重量が重い粒子は、回転筒１０内において落下し、キャリアガスＡに伴うことなく、下側に位置した排出口５０から自然落下する。この自然落下した粒子（被処理物Ｗ）は、固定排出口５７から処理物Ｅとして外部に排出される。
【００３９】
（被処理物の供給方式の変形例）
本発明に係る横型回転式乾燥機の被処理物の供給手段の変形例を説明する。
横型回転式乾燥機へ被処理物を供給する方式には、前記スクリュー式（図３）のほか、シュート式（図７）や振動トラフ式（図８）なども使用できる。シュート式では、供給シュート４６が吸気ボックス４５と結合しており、供給口４１から供給した被処理物Ｗが、供給シュート４６内を落下し、回転筒１０内へ移動する。吸気ボックス４５がシールパッキン４７を介して回転筒１０に接続しており、回転筒１０と吸気ボックス４５間のシールを維持しながら、回転筒１０が回転する構造になっている。振動トラフ式では、吸気ボックス４５がトラフ（断面形状が凹状）であり、その吸気ボックス４５の下端に振動モータ４８とばね４９が結合している。供給口４１から供給した被処理物Ｗは、トラフの上に落下する。そして、振動モータ４８により吸気ボックス４５が振動することにより、被処理物Ｗが回転筒１０内へと移動する。吸気ボックス４５を取り付ける際は、被処理物Ｗが移動しやすいように、回転筒へ向かって下る傾斜を持たせると良い。
【００４０】
（回転筒変形例）
回転筒１０の断面形状は、後述する円形のほか、矩形にしても良い。矩形の例として、六角形の回転筒１０を図９に示す。矩形の回転筒１０を回転すると、回転筒１０の角部１５により被処理物Ｗが持ち上がるため、被処理物Ｗの混合性が良くなる利点がある。一方で、円形の場合に比べて、回転筒１０の断面積が狭くなるため、配置する加熱管の数が減るというデメリットも存在する。なお、矩形の角部の数（辺の数）は変更でき、より詳しくは、角部の数を３つ以上の任意の数にすることができる。
【００４１】
図１０に示すように、回転筒１０を囲むジャケット１２を設けても良い。この場合、回転筒１０の外壁面とジャケット１２の内壁の間に加熱媒体Ｓを流し、回転筒１０の外側からも加熱を行う。その結果、ジャケット１２を設けない場合と比べて、被処理物Ｗの乾燥速度を上げることができる。この加熱媒体Ｓの例として、２００〜４００℃の高温ガス、２００〜４００℃のホットオイル等を挙げることができる。そのほか、前記ジャケット１２の代わりに、回転筒１０を囲むようにトレース配管（図示しない）を複数設けても良い。
【００４２】
（処理物の排出方式の変形例）
横型回転式乾燥機から乾燥処理物Ｅを排出する方式としては、図１１のような形態も採用できる。かかる形態において、キャリアガスＡが、ケーシング８０の上部のキャリアガス供給口３３から隔壁２３の内側へ送り込まれる。このキャリアガスＡが再利用ガスである場合は、キャリアガスＡ中に粉塵等が含まれているが、隔壁２３の内側、すなわちガス通路Ｕ２には、リボンスクリューＺが配されているため、ガスに混入している粉塵等は、このリボンスクリューＺによって捕捉される。捕捉された粉塵等は、リボンスクリューＺの送り作用により開口部２１、２２へ向かって送られ、ケーシング８０内へ排出される。排出された粉塵等は、自由落下により排出ケーシング下方の排出口３２から排出される。一方、キャリアガスＡの粉塵等以外の気体は、リボンスクリューＺによって妨げられることなく、回転筒１０内へ送られる。
【００４３】
また、回転筒１０の回転に伴って、スクリュー羽根２４も回転する。従って、被処理物Ｗが乾燥した乾燥処理物Ｅは、送り出し通路Ｕ１内を、開口部２１、２２へ向かってスクリュー羽根２４の送り作用により送られ、開口部２１、２２から排出される。排出された乾燥物Ｅは、自重により排出ケーシング下方の排出口３２から排出される。
【００４４】
他方、ケーシング８０を貫き、隔壁２３内へ延在する蒸気経路（内部蒸気供給管６１及び内部ドレン排出管６２）が、回転筒１０と一体で設けられている。内部蒸気供給管６１は、端板部１７における加熱管１１の入口ヘッダ部に、内部ドレン排出管６２は端板部１７における加熱管１１の出口ヘッダ部に連通している。また、蒸気供給管７０及びドレン排出管７１は、回転継手６３を介して、内部蒸気供給管６１及び内部ドレン排出管６２にそれぞれ連結している。
【００４５】
（ガス流通方式変形例）
前記横型回転式乾燥機は、被処理物Ｗの移動する方向とキャリアガスＡの流れる方向が同じである「並流」を採用していた。そのほか、被処理物Ｗの移動する方向とキャリアガスＡの流れる方向を逆にした「向流」を採用しても良い。
【００４６】
図１２に「向流」を採用した横型回転式乾燥機の一例を示す。スクリューフィーダ４２の上方に被処理物Ｗの供給口３１を設け、フード３５の下端に処理物Ｅの排出口３２を設ける。そして、供給口３１から被処理物Ｗを供給し、被処理物Ｗを回転筒１０の一端側から他端側へ向かって移動させ、その移動過程で加熱管１１により加熱して乾燥させ、乾燥した処理物Ｅを排出口３２から排出する。一方、フード３５の上端にキャリアガスＡの供給口３３を設け、スクリューフィーダ４２の上方にキャリアガスＡの排出口３４を設ける。そして、供給口３３からキャリアガスＡを供給し、前記キャリアガスＡを回転筒１０の他端側から一端側へ向かって流し、その過程で被処理物Ｗから蒸発した蒸気を搬送させ、蒸気を伴うキャリアガスＡを排出口３４から排出する。
【００４７】
そのほか、図１３に示すような、回転筒１０内にガス吹き込み管３６を備えているガス吹き込み管式の横型回転式乾燥機を用いても良い。ガス吹き込み管３６は、回転筒１０の内部に軸方向に延在して設けられ、回転筒１０や加熱管１１と共に回転する。例えば、複数の加熱管１１、１１の間や、最も内側に位置する加熱管１１よりも更に内側に設けることができる。なお、図１３では、ガス吹き込み管３６を分かり易くするために、加熱管１１の表示を省いている。このガス吹き込み管３６の壁面には、複数のガス吹き出し口３７が開いている。図１３の例では、ガス吹き込み管３６の上部に、ガス吹き込み口３７を軸方向に２列設けている。
【００４８】
前記ガス吹き込み管式乾燥機を運転する際は、回転筒１０の他端側からガス吹き込み管３６内へキャリアガスＡを供給する。供給されたキャリアガスＡは、ガス吹き込み口３７から回転筒内へ噴き出し、被処理物Ｗの蒸気を伴って、回転筒の一端側から流れ出る。そのほか、回転筒１０の一端側からガス吹き込み管３６内にキャリアガスＡを供給し、回転筒の他端側から排気する構成にしても良い。
【００４９】
（回転筒の支持構造変形例）
そのほか、回転筒１０の支持構造は、回転筒１０の外周に２つのタイヤ部材２０,２０を取り付ける前記支持構造のほか、一端側に設けたスクリューケーシング４２と、他端側に設けたガス管７２の外周にベアリング（図示しない）を取り付け、このベアリングを支持する構造や、前記タイヤ部材２０とベアリングを組み合わせる支持構造にしても良い。
【００５０】
＜本発明の加熱管の配置について＞
本発明において加熱管１１のサイズ及び配置は適宜選択できるものの、本発明者らが高速回転化を指向する過程の中で、主に接触効率を高め、もって乾燥速度を高めるためには、次述する手段が有効であるとの知見を得た。
【００５１】
（加熱管の配置）
従来は、図１４に示すように、回転筒１０内に加熱管１１を放射状に配置していた。回転筒１０内では、被処理物Ｗ（粉粒体）が回転筒１０下部に移行した複数の加熱管１１の隙間に入り込み、回転筒１０の回転に伴って、複数の加熱管１１により回転方向に掻き上げられる。安息角まで掻き上げられた被処理物Ｗは、主に安息角を越えた時点から崩落し始め、落下運動に転じる。より詳しくは、安息角限を超えて、より上方に位置する複数の加熱管１１の間から雪崩のように落下し、回転筒１０下部に位置する加熱管１１に衝突する。
【００５２】
落下した被処理物Ｗは、回転筒１０下部の複数の加熱管１１、１１の隙間に再び入り込む。被処理物Ｗが落下する角度と加熱管１１、１１の隙間に入り込む角度が異なるため、加熱管１１、１１の隙間に被処理物Ｗが速やかに入り込まず、加熱管１１、１１の外側（回転筒１０の中心側）に滞留してしまい、被処理物Ｗと加熱管１１の接触効率が悪いことが判明した。接触効率が悪いと、被処理物の乾燥速度が低下するという問題があった。
【００５３】
また、被処理物Ｗが落下する方向と複数の加熱管１１、１１の間に入り込む方向が異なるため、落下した被処理物Ｗは最内列（回転筒１０の最も中心側の列）の加熱管１１、１１に衝突して、運動エネルギーが一旦、ゼロになってしまう（リセットされてしまう）という問題があった。
【００５４】
本発明は、前記問題を解決するために加熱管の配置を改良した。
すなわち、一端側に被処理物の供給口を、他端側に被処理物の排出口を有し、軸心周りに回転自在な回転筒１０と、加熱媒体が通る多数の加熱管１１,１１…を前記回転筒１０内に設け、被処理物を前記回転筒１０の一端側に供給して他端側から排出する過程で、前記加熱管１１,１１…により被処理物を加熱して乾燥させる横型回転式乾燥機において、加熱管１１,１１…の配置は、次の配置形態が望ましいのである。
前記加熱管１１,１１…群が、前記回転筒１０の中心を中心とする実質的に同心円状に配置され、その中心側円上の第１基準加熱管Ｓ１芯から、第２基準加熱管Ｓ２芯までを繋ぐ繋ぎ線が、次記（１）または（２）の配置形態の一つ又はこれらを組み合わせた配置形態から選択されるものである。
【００５５】
＜図１５参照：斜め直線状形態＞
（１）各加熱管１１,１１…芯が、第１基準加熱管Ｓ１芯と第２基準加熱管Ｓ２芯とを直接繋ぐ直線Ｌ１上に位置しており、さらに、第１基準加熱管Ｓ１芯を通る半径放射線Ｊ１に対して、前記第２基準加熱管Ｓ２芯が、回転筒１０の回転方向後方に位置している第１配置形態。
【００５６】
＜図１６参照：曲線状形態＞
（２）各加熱管１１,１１…芯が、第１基準加熱管Ｓ１芯と第２基準加熱管Ｓ２芯とを繋ぐ曲線Ｌ２上に位置しており、かつ、第２基準加熱管Ｓ２芯に向かうほど回転筒１０の回転方向後方に位置しており、さらに、第１基準加熱管Ｓ１芯を通る半径放射線Ｊ１に対して、第２基準加熱管Ｓ２芯が、回転筒１０の回転方向後方に位置している第２配置形態。
【００５７】
すなわち、図１５及び図１６に示すように、加熱管１１,１１…は、回転筒１０の中心Ｆを中心にして同心円状に配置され、中心側円上の第１基準加熱管Ｓ１の同心円ｒ１、第２基準加熱管Ｓ２の同心円ｒ２、回転筒１０の最も外側に位置する最外加熱管１１の同心円ｒ３を含めた各同心円上に配置されている。
【００５８】
第１基準加熱管Ｓ１芯（図１５及び図１６参照）は、回転筒１０の最も中心側に位置する加熱管１１群の列（「列１」：図１７参照。）の中から任意に選んだ加熱管１１の芯（加熱管の中心）である。
【００５９】
また、第２基準加熱管Ｓ２芯は、複数加熱管の「列」において（図１７参照）、回転筒１０の最も中心側に位置する加熱管１１（第１基準加熱管Ｓ１）から、同一の「行」に沿って外側へ向かって数えて、所望の列数の加熱管Ｓ２の芯（加熱管の中心）を指称する。
【００６０】
第２基準加熱管Ｓ２芯の位置は、被処理物の流動挙動（この流動挙動は、被処理物の物性（形状、大きさ、粘性、材料種など）に由来する要因と、乾燥機の運転条件に由来する要因などに左右される）に応じて適宜選択できる。
このとき、配置比ε＝ｈ２（第２基準加熱管Ｓ２の同心円ｒ２−第１基準（最内）加熱管Ｓ１の同心円ｒ１）／ｈ１（回転筒内面−第１基準（最内）加熱管Ｓ１の同心円ｒ１）を、１／２超とするのが望ましい。
また、本発明においては、少なくとも、第１基準加熱管Ｓ１から第２基準加熱管Ｓ２までの区間については、前述の第１配置形態か第２配置形態の加熱管配置とするのが望ましい。
さらに、本発明においては、第２基準加熱管Ｓ２芯の位置が、最外加熱管１１の同心円ｒ３上にある場合も含むものである。
【００６１】
このように、第１配置形態又は第２配置形態を採る領域は、適宜選択でき、図１５に示す例では、加熱管１１の列数が全７列であり、第２基準加熱管Ｓ２の芯が４列目にある例を示した。
【００６２】
図１５の例は第１の配置形態の例であり、図１６及び図１７の例は第２の配置形態である。
【００６３】
図１５の例は、全７列のすべてが第１の配置形態である。すなわち、第１基準加熱管Ｓ１芯と第２基準加熱管Ｓ２芯とを直接繋ぐ直線Ｌ１上に位置しており、さらに、第１基準加熱管Ｓ１芯を通る半径放射線Ｊ１に対して、第２基準加熱管Ｓ２芯が、回転筒１０の回転方向後方に位置している。
【００６４】
図１６及び図１７の例では、全９列のすべてが第２の配置形態である。すなわち、各加熱管１１，１１…の芯が、第１基準加熱管Ｓ１芯と第２基準加熱管Ｓ２芯とを繋ぐ曲線Ｌ２上に位置しており、かつ、第２基準加熱管Ｓ２芯に向かうほど回転筒の回転方向後方に位置しており、さらに、第１基準加熱管Ｓ１芯を通る半径放射線Ｊ１に対して、第２基準加熱管Ｓ２芯が、回転筒１０の回転方向後方に位置している。
【００６５】
なお、図１５及び図１６において、回転筒１０の中心点Ｆを始点として、第１基準加熱管Ｓ１芯を通る線を半径放射線Ｊ１として、第２基準加熱管Ｓ２芯を通る線を半径放射線Ｊ２として、それぞれ示した。前記ｈ１及びｈ２の各距離は、半径放射線Ｊ２上の距離から求めると良い。
【００６６】
（加熱管の他の曲線状または直線状配置）
そのほか、本発明の別の好適な形態の下では、回転筒１０の回転軸の同心円上において、中心側から外側に位置するに従って、隣り合う加熱管１１の隙間を大きくした配置とすることもできる。図１５〜図１７は、中心側から外側へ向かうに従って、隣り合う加熱管１１の隙間を次第に大きくする配置とした例である。
【００６７】
また、第１基準加熱管Ｓ１芯と、第２基準加熱管Ｓ２芯とを繋ぐ曲線Ｌ２としては、サイクロイド（粒子が最速で降下する場合に描く線）、コルニュの螺旋（滑らかに降下する場合に描く線）若しくは対数曲線、円弧線またはそれらの線と近似する線などとすることができる。
【００６８】
図１８には、加熱管１１，１１…の内側を第２配置形態に従う曲線状に配置し、外側部分については半径方向（放射方向）に沿う形態の例を示した。
【００６９】
図１９には、加熱管１１，１１…の内側を第２配置形態に従う曲線状に配置し、外側部分については半径方向（放射方向）に沿う形態の例を示した。
【００７０】
図２０には、加熱管１１，１１…を第１配置形態に従う斜め直線状に配置し、外側部分については、中間の同心円上から最も外側の同心円にかけて、斜め直線状の加熱管の行を介装した例を示している。
【００７１】
他方、これらの例から推測できるように、図面に具体例を示さないが、第１配置形態と第２配置形態とを組み合せて配置することも可能である。
【００７２】
全列について、第１配置形態や第２配置形態を採用しないで、それらの配置形態を途中まで採用する場合も、前述のように、配置比ε＝ｈ２（第２基準加熱管Ｓ２の同心円ｒ２−第１基準（最内）加熱管Ｓ１の同心円ｒ１）／ｈ１（回転筒内面−第１基準（最内）加熱管Ｓ１の同心円ｒ１）を、１／２超とするのが望ましい。
【００７３】
（作用効果）
前記のように加熱管１１を曲線状または斜め直線状に配置することで、被処理物Ｗが落下する方向と被処理物Ｗが複数の加熱管１１の間に入り込む方向が近似し、落下した被処理物Ｗはその運動方向を大きく変えずに複数の加熱管１１,１１の隙間に入り込む。加熱管１１,１１の隙間に入り込んだ被処理物Ｗは、回転筒１０の内側から外側へと流れ、回転筒１０の筒壁に到達する。加熱管１１の配置を選定することで、加熱管１１の隙間に被処理物Ｗが速やかに入り込み、加熱管１１の外側（回転筒１０の中心側）に滞留せず、被処理物Ｗと加熱管１１の接触が良くなるため、乾燥効率を向上させることができる。また、被処理物Ｗと加熱管１１の接触面積が増大し、両者の接触時間も増えるため、この点からも乾燥効率を向上させることができる。
【００７４】
また、被処理物Ｗが加熱管１１,１１の隙間に滑らかに入り込むため、被処理物Ｗから加熱管１１が受ける衝撃が小さくなる。そのため、従来のように加熱管１１を配置した場合と比べて、加熱管１１の直径を小さくすることができ、加熱管１１の本数を増やすことができる。その結果、全体として加熱管１１の伝熱面積が増え、乾燥効率を向上させることができる。
【００７５】
そのほか、従来の装置では、落下する被処理物Ｗと加熱管１１とが衝突することにより、被処理物Ｗ（粉粒体）の破砕が生じていたが、前述の好適な形態によれば、破砕を防ぐ又は抑制できる。その結果、最終製品（乾燥製品）の粒度分布が安定するとともに、微粉が減少して排気処理設備の負荷を下げることもできる。
【００７６】
なお、各加熱管１１，１１…の直径や肉厚は適宜選択できる。
【００７７】
（加熱管１１の本数）
同心円上にある加熱管１１の本数を全て同じにしても良いが、加熱管１１を直線状に設けた場合には、図２０に示すように、回転筒１０の最外周から中間付近までの加熱管１１の本数を、回転筒１０の中間付近から最内周までの加熱管１１の本数より多くした方が良い。このように、中間付近から最外周までの加熱管１１の本数を増やすことで、隣り合う加熱管１１，１１の間の距離を最内周から最外周までほぼ同じにすることができる。そして、加熱管１１の本数を増やすことで、加熱管１１の伝熱面積が増え、回転筒１０の外周側へ移動した被処理物Ｗの乾燥効率を向上させることができる。
【００７８】
（加熱管１１の直径）
加熱管１１の直径を全て同じにしても良いが、図１７に示すように、回転筒１０の内周側から外周側へ向かうに連れて、次第に直径を大きくすることもできる。このように、加熱管１１の直径を変えることで、隣り合う加熱管１１の間の距離を内周から外周までほぼ同じにすることができる。このように加熱管１１の直径を大きくすることで、加熱管１１の伝熱面積が増え、回転筒１０の外周側へ移動した被処理物Ｗの乾燥効率を向上させることができる。
【００７９】
（加熱管１１の配列の決め方）
加熱管１１の配列の決定方法について、図１７を参照しながら説明する。なお、加熱管１１の配列を「行列」で表し、回転筒１０の径方向（回転筒１０の中心側から外側へ向かう方向）の配列を「列」とし、円周方向の配列を「行」とする。
【００８０】
隣接する行間の距離（例えば、行１と行２の間の距離）及び隣接する列間の距離（例えば、列１と列２の間の距離）を変えることにより、被処理物Ｗの分散性や流動性を変えることができる。
【００８１】
例えば、図１７のハッチングを施した加熱管１１（以下、「基準加熱管１１」という。）を基準にして考えると、行間距離として、（１）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離、（５）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離のほか、（２）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離、（８）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離、（４）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離、（６）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離が考えられ、これらが前記一定値以上になるようにする。また、列間距離として、（３）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離、（７）の加熱管１１と基準加熱管１１の距離が考えられ、これらも前記一定値以上になるようにする。なお、隣接する加熱管１１の距離は８０〜１５０ｍｍにすることが好ましい。
【００８２】
以上のように、行間距離及び列間距離が、加熱管１１の配列を決定する際の拘束条件となる。この拘束条件に従いつつ、出来る限り伝熱面積が広くなり、かつ流動性が良くなるように、加熱管１１の径、行数及び列数を変えて様々なバリエーションを試し、最も伝熱面積が広くなり、かつ流動性が良くなる配列を採用し、製品を設計する。なお、実際に加熱管１１の配列を検討した結果、行の曲率を次第に大きくした場合は、加熱管１１の径を次第に小さくし、列数を次第に多くすることで、伝熱面積を最も広くすることができた。逆に、行の曲率を次第に小さくした場合は、加熱管１１の径を次第に大きくし、列数を次第に少なくすることで、伝熱面積を最も広くすることができた。
【符号の説明】
【００８３】
１０  回転筒
１１  スチームチューブ（加熱管）
４１  供給口
５０  排出口
５５  分級フード
５６  固定排気口
５７  固定排出口
６０  掻上板
Ａ    キャリアガス
Ｅ    処理物
Ｗ    被処理物
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に被処理物の供給口を、他端側に被処理物の排出口を有し、軸心周りに回転自在な回転筒と、加熱媒体が通る多数の加熱管を前記回転筒内に設け、前記回転筒の回転に伴って加熱管群により被処理物を回転方向に掻き上げる構成であり、
被処理物を前記回転筒の一端側に供給して他端側から排出する過程で、前記加熱管群により被処理物を加熱して乾燥させる横型回転式乾燥機において、
前記加熱管が、前記回転筒の軸心を中心として実質的に同心円を成すように周方向及び径方向に複数配列され、それぞれの加熱管の間には隙間が設けられ、
その中心側円上の第１基準加熱管芯から、第２基準加熱管芯までを繋ぐ繋ぎ線が、次記（１）または（２）の配置形態の一つ又はこれらを組み合わせた配置形態から選択され、その選択された配置形態で前記加熱管が配置されている：
（１）各加熱管芯が、前記第１基準加熱管芯と第２基準加熱管芯とを直接繋ぐ直線Ｌ１上に位置しており、さらに、前記第１基準加熱管芯を通る半径放射線に対して、前記第２基準加熱管芯が、回転筒の回転方向後方に位置している第１配置形態、
（２）各加熱管芯が、前記第１基準加熱管芯と前記第２基準加熱管芯とを繋ぐ曲線Ｌ２上に位置しており、かつ、前記第２基準加熱管芯に向かうほど回転筒の回転方向後方に位置しており、さらに、前記第１基準加熱管芯を通る半径放射線に対して、前記第２基準加熱管芯が、回転筒の回転方向後方に位置している第２配置形態；
ことを特徴とする横型回転式乾燥機。
【請求項２】
配置比ε＝離間距離ｈ２（第２基準加熱管の同心円−第１基準加熱管の同心円）／離間距離ｈ１（回転筒内面−第１基準加熱管の同心円）が、１／２超とする範囲で、前記（１）または（２）の配置形態の一つ又はこれらを組み合わせた配置形態が採られている請求項１記載の横型回転式乾燥機。
【請求項３】
前記第１基準管の同心円から少なくとも４番目の加熱管の同心円の範囲で、前記（１）または（２）の配置形態の一つ又はこれらを組み合わせた配置形態が採られている請求項１記載の横型回転式乾燥機。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2015203516.tif 000023