(57)【要約】【課題】被処理物のピストンフロー性を確保しながら、被処理物にかかる圧縮力を極力抑えると共に、その製作工数（時間）を短縮できる粉粒体の熱交換装置を提供すること。【解決手段】横長のケーシング１内にシャフト１３を軸架し、該シャフトに多数の熱交換器３０を所定の間隔を隔てて配置すると共に、前記シャフトを介して前記熱交換器内に熱交換媒体を供給する構成とした粉粒体の熱交換装置であって、前記熱交換器３０を、円周縁から中心方向に向けた切欠き凹部３１を有する略中空円盤形状とした。【選択図】        図２
2008107009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
横長のケーシング内にシャフトを軸架し、該シャフトに多数の熱交換器を所定の間隔を隔てて配置すると共に、前記シャフトを介して前記熱交換器内に熱交換媒体を供給する構成とした粉粒体の熱交換装置であって、前記多数の熱交換器の内少なくとも一部の熱交換器を、円周縁から中心方向に向けた切欠き凹部を有する略中空円盤形状の熱交換器としたことを特徴とする、粉粒体の熱交換装置。
【請求項２】
上記熱交換器の切欠き凹部を、滑らかな曲線により構成したことを特徴とする、請求項１に記載の粉粒体の熱交換装置。
【請求項３】
上記熱交換器の切欠き凹部を、２個以上設け、その円周方向の間隔を等間隔としたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の粉粒体の熱交換装置。
【請求項４】
上記熱交換器の切欠き凹部を同一方向に向けて、多数の熱交換器を上記シャフトに配置したことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の粉粒体の熱交換装置。
【請求項５】
上記熱交換器を、中央部に側面視左右方向に膨出する突出部を有し、該突出部の先端に開口部が形成された略中空円盤形状とし、前記開口部に上記シャフトを挿通することにより、多数の熱交換器を上記シャフトに配置したことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の粉粒体の熱交換装置。
【請求項６】
上記熱交換器の突出部を、滑らかに湾曲した同心円状に構成したことを特徴とする、請求項５に記載の粉粒体の熱交換装置。
【請求項７】
円周縁から中心方向に向けた切欠き凹部と、中心に略円形の開口部を有する略円板状の板材を形成する過程と、前記略円板状の板材の周縁部を一方向に、中心の開口部周縁を他方向にそれぞれ曲げ加工する過程と、前記曲げ加工された２枚の略円板状の板材を周縁部が当接する方向に突き合わせ、その当接した周縁部において溶接することにより略中空円盤形状の熱交換器を作製すると共に、隣り合う熱交換器同士をその開口部先端の当接部においてシャフトに一括溶接することにより熱交換器をシャフトに固定する過程とからなることを特徴とする、粉粒体の熱交換装置の製造方法。
【請求項８】
上記熱交換器を作製すると共に熱交換器をシャフトに固定する過程を、上記曲げ加工された２枚の略円板状の板材を周縁部が当接する方向に突き合わせ、その当接した周縁部において溶接する過程と、前記溶接によって作製された略中空円盤形状の熱交換器の開口部にシャフトを挿通し、多数の熱熱交換器をシャフトに配設する過程と、前記配設された隣り合う熱交換器同士をその開口部先端の当接部においてシャフトに一括溶接する過程としたことを特徴とする、請求項７に記載の粉粒体の熱交換装置の製造方法。
【請求項９】
上記熱交換器を作製すると共に熱交換器をシャフトに固定する過程を、上記曲げ加工された略円板状の板材を向きを交互に変えて開口部にシャフトを挿通し、多数の曲げ加工された略円板状の板材をシャフトに配設する過程と、前記配設された略円板状の板材の当接する周縁部における溶接、及び開口部先端の当接部におけるシャフトとの一括溶接を順次行なう溶接過程としたことを特徴とする、請求項７に記載の粉粒体の熱交換装置の製造方法。
【請求項１０】
上記曲げ加工する過程の後に、該曲げ加工された略円板状の板材の形状・寸法を整えるトリミング過程を設けたことを特徴とする、請求項７〜９のいずれかに記載の粉粒体の熱交換装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒体を乾燥、加熱又は冷却する熱交換装置とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種粉粒体を乾燥、加熱又は冷却する熱交換装置として、伝導伝熱式の攪拌型乾燥装置が知られている。
かかる装置としては、特許文献１に開示されたものがあり、この装置は、横長のケーシング内にシャフトを軸架し、該シャフトに多数の熱交換器を所定の間隔を隔てて配置すると共に、前記シャフトを介して前記熱交換器内に熱交換媒体を供給する構成とし、粉粒体をこのシャフト、熱交換器等からの伝導伝熱によって乾燥（加熱、冷却）する構造のものである。
【０００３】
ここで、上記特許文献１に開示された熱交換器は、図１４に示したように楔形の中空回転体５０であって、該楔形の中空回転体５０は、２枚の扇形板材５１，５１を、一端は接触させ、他端は間隙をおいて配設し、その周囲を板材５２，５３で閉塞することにより、回転方向の先端となる前端部５４は線状に、後端となる後端部５５は面状となる楔形に形成されたものである。そして、かかる楔形の中空回転体５０を２個を一組とし、図１５に示したようにシャフト６０の対称位置に一定の間隙Ａ，Ａを開けて配置すると共に、シャフト６０の軸方向に複数組の楔形の中空回転体５０を、所定の間隔を隔てて配置した構造のものである。
【０００４】
この特許文献１に開示された装置は、
（１）  据付け面積が小さく、装置がコンパクトである。
（２）  伝熱係数が大きく、熱効率がよい。
（３）  楔形の中空回転体同士によるセルフクリーニング効果がある。
（４）  被処理物の温度と処理時間のコントロールが容易である。
（５）  高含水率の粉粒体の処理も可能である。
（６）  被処理物のピストンフロー性（移送性）が良好である。
等の優れた特徴を有するものであった。
【０００５】
【特許文献１】特公昭４８−４４４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載された装置は、被処理物がもろくて壊れ易いものである場合には、熱交換器である楔形の中空回転体５０による圧縮力を受けて、被処理物が粉化するという問題点があった。
【０００７】
また、楔形の中空回転体を備えたシャフトの製作には、その形状に起因して多大な時間を要するという問題点があった。即ち、楔形の中空回転体５０は、２枚の扇形板材５１，５１、二等辺三角形板材５２及び台形板材５３とを、図１６に示したように配置し、それぞれの当接する部分を全周溶接することで作られている。従って、熱交換器一つを作るにおいても、その溶接過程だけをみても複数の過程があり、しかもその溶接作業の自動化は困難なものであった。また、作製した熱交換器をシャフト６０に固定するにあたっては、それぞれの熱交換器のシャフト６０と接する部分（開口部）と略同形の切欠き穴が形成された板材６１をシャフト６０の外周面全体にライニング（溶接）した後、該板材６１とシャフト６０に熱交換器の当接部位の全周において溶接する必要があったと共に、その溶接は、溶接方法を変えて多層盛りをする必要があった。これらのことから、特許文献１に記載された装置は、その作製には多大な時間を要するという問題点があった。
【０００８】
なお、熱交換器として単なる中空の円盤をシャフトに取り付けた装置もあるが、このような形状の熱交換器では、上記特許文献１に開示された楔形の中空回転体が有する優れた特徴である被処理物のピストンフロー性を確保することはできない。即ち、図１５に示したようにシャフト６０に取り付けられた２個の楔形の中空回転体５０，５０の間隙Ａ，Ａを、被処理物が定期的に通過することによって、初めて被処理物のピストンフロー性が確保される。
ここで、ピストンフロー性は、被処理物の先入れ先出し現象を実現し、一粒一粒の粉・粒が均一な滞留時間、熱履歴、反応時間等を持つために必要な要因で、熱交換装置においては被処理物の均一な品質を維持するための重要な装置属性である。
上記特許文献１における間隙Ａ，Ａは、装置内の直近（上流側）の粉粒体層を、シャフトの回転に伴って回る楔形の中空回転体５０が切り取るようにして原料投入口側から製品排出側へ移送する。この際、楔形の中空回転体５０それ自体にはスクリューのような押し出し力がないため、純粋に粉体圧により間隙Ａ，Ａでスライスされるように粉粒体は一回転につき２回、定期的に切り取られる状態て移送される。従って、粉粒体に対するバックミキシングやショートパスが生じ難く、「先入れ先出し現象」が確保され、ピストンフロー性が実現する。これに対し、単なる中空の円盤である場合には、ケーシングと該回転体との隙間から被処理物が下流側に移送されることとなるため、粉粒体層のうちシャフト近傍の部分はその場に居残り、ケーシングに近い部分は速やかに移動するというバックミキシングやショートパス現象が発現し、ピストンフロー性が実現できない。
【０００９】
本発明は、上述した背景技術が有する課題に鑑み成されたものであって、その目的は、被処理物のピストンフロー性を確保しながら、被処理物にかかる圧縮力を極力抑えると共に、その製作工数（時間）を短縮できる粉粒体の熱交換装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成するため、本発明に係る粉粒体の熱交換装置は、横長のケーシング内にシャフトを軸架し、該シャフトに多数の熱交換器を所定の間隔を隔てて配置すると共に、シャフトを介して前記熱交換器内に熱交換媒体を供給する構成とした粉粒体の熱交換装置であって、前記多数の熱交換器の内少なくとも一部の熱交換器を、円周縁から中心方向に向けた切欠き凹部を有する略中空円盤形状の熱交換器としたことを特徴とする。  
【００１１】
ここで、上記本発明において、上記熱交換器の切欠き凹部を、滑らかな曲線により構成すること、また、上記熱交換器の切欠き凹部を、２個以上設け、その円周方向の間隔を等間隔とすること、また、上記熱交換器の切欠き凹部を同一方向に向けて、多数の熱交換器を上記シャフトに配置すること、更には、上記熱交換器を、中央部に側面視左右方向に膨出する突出部を有し、該突出部の先端に開口部が形成された略中空円盤形状とし、前記開口部に上記シャフトを挿通することにより、多数の熱交換器を上記シャフトに配置すること、また前記熱交換器の突出部を、滑らかに湾曲した同心円状に構成することは、いずれも本発明の好ましい実施の形態である。
【００１２】
また、上記した目的を達成するため、本発明に係る粉粒体の熱交換装置の製造方法は、円周縁から中心方向に向けた切欠き凹部と、中心に略円形の開口部を有する略円板状の板材を形成する過程と、前記略円板状の板材の周縁部を一方向に、中心の開口部周縁を他方向にそれぞれ曲げ加工する過程と、前記曲げ加工された２枚の略円板状の板材を周縁部が当接する方向に突き合わせ、その当接した周縁部において溶接することにより略中空円盤形状の熱交換器を作製すると共に、隣り合う熱交換器同士をその開口部先端の当接部においてシャフトに一括溶接することにより熱交換器をシャフトに固定する過程とからなるものとしたことを特徴とする。
【００１３】
ここで、上記本発明において、上記熱交換器を作製すると共に熱交換器をシャフトに固定する過程を、上記曲げ加工された２枚の略円板状の板材を周縁部が当接する方向に突き合わせ、その当接した周縁部において溶接する過程と、前記溶接によって作製された略中空円盤形状の熱交換器の開口部にシャフトを挿通し、多数の熱熱交換器をシャフトに配設する過程と、前記配設された隣り合う熱交換器同士をその開口部先端の当接部においてシャフトに一括溶接する過程とから構成すること、或いは、上記曲げ加工された略円板状の板材を向きを交互に変えて開口部にシャフトを挿通し、多数の曲げ加工された略円板状の板材をシャフトに配設する過程と、前記配設された略円板状の板材の当接する周縁部における溶接、及び開口部先端の当接部におけるシャフトとの一括溶接を順次行なう溶接過程とから構成すること、また、上記曲げ加工する過程の後に、該曲げ加工された略円板状の板材の形状・寸法を整えるトリミング過程を設けることは、いずれも本発明の好ましい実施の形態である。
【発明の効果】
【００１４】
上記した本発明に係る粉粒体の熱交換装置によれば、シャフトに配置した多数の熱交換器の内少なくとも一部の熱交換器を抵抗の少ない略中空円盤形状としたため、該熱交換器を配置した部分においては被処理物である粉粒体にかかる圧縮力を極力抑えることができ、被処理物がもろくて壊れ易いものである場合においても、その粉化を防止できる。また、該熱交換器は円周縁から中心方向に向けた切欠き凹部を有するものであるため、該切欠き凹部から被処理物を通過させることができ、被処理物のピストンフロー性が確保されたものとなる。更に、該熱交換器の構成は略中空円盤形状のシンプルなものであるため、製造工数（時間）を大幅に短縮することができ、また溶接の自動化も容易なものとなる。
【００１５】
また、上記した本発明に係る粉粒体の熱交換装置の製造方法によれば、熱交換器を作るに当たって、溶接は曲げ加工された２枚の略円板状の板材の当接する周縁部の一箇所（溶接線が１本）で済むので、短時間でその作業を行うことができ、また溶接の自動化も極めて容易なものとなる。また、シャフトに熱交換器を固定するに当たっても、隣り合う熱交換器同士をその開口部先端の当接部においてシャフトに一括溶接するものであるため、大幅に溶接時間を短縮することができる。また、この場合においても、溶接線は１本なので、その自動化が極めて容易なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る粉粒体の熱交換装置及びその製造方法の実施の形態を、詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る粉粒体の熱交換装置の一部を切り欠いて示した側面図、図２は、図１のＸ−Ｘ線に沿う部分の拡大断面図である。
これらの図において１は、比較的横に長い容器からなる熱交換装置のケーシングであり、該ケーシング１は、支持台２によって必要に応じてやや傾斜して設けられている。ケーシング１の横断面は、図２に示したように二つの円弧によって画かれた碗型であって、その中央底部には前記円弧によって形成される隆起体３が凸条となってケーシング１の前後に走っている。そして、ケーシング１の底面及び側面の略全面にわたって、熱交換用ジャケット４が設けられている。
【００１８】
上記熱交換用ジャケット４には、図１に示したように熱交換媒体の供給管５及び排出管６が接続されている。またケーシング１の後端底部には被処理物の排出口７が設けられており、上面にはカバー８がボルト等によって取り付けられている。そして、カバー８の前端部には被処理物の投入口９、前端部と後端部にはキャリアガスの送入口１０，１１、そして中央部にはキャリアガスの排出口１２がそれぞれ設けられている。
【００１９】
また、ケーシング１の前後には、２本の中空シャフト１３，１３が並列に貫通し、ケーシング１の前後部に設けられた軸受１４，１４及び１５，１５によってそれぞれ回転自在に支持されている。また、各シャフト１３，１３の前部にはそれぞれギヤー１６，１６が設けられ、該ギヤー１６，１６が噛み合わされ、シャフト１３，１３が互いに反対方向に回転するように構成されている。また、シャフト１３の一方にはスプロケツト１７が設けられ、該スプロケツト１７に噛合したチェーン（図示せず）を介してモーター（図示せず）の回転がシャフト１３，１３に伝達されるように構成されている。
【００２０】
上記各シャフト１３，１３の前端には、ロータリージョイント１８，１８を介してそれぞれ熱交換媒体の供給管１９，１９が接続され、また、各シャフト１３，１３の後端には、同様にロータリージョイント２０，２０を介してそれぞれ熱交換媒体の排出管２１，２１が接続されている。また、各シャフト１３，１３には、図２に示したように軸方向に内部を真二つに仕切る仕切り板２２，２２がそれぞれ設けられ、該仕切り板２２によって各シャフト１３の内部は一次室２３、二次室２４に分割されている。そして、一次室２３はシャフト１３の前部に、二次室２４はシャフト１３の後部にそれぞれ連通されている。この状態は特には図示してないが、シャフト１３の前部では二次室２４の前端を、シャフト１３の後部では一次室２３の後端をそれぞれ半月形の端板で密閉すれば、上記構成を実現することができる。
【００２１】
また、上記各シャフト１３，１３には、それぞれ多数の熱交換器３０，３０・・が一定の間隔を隔てて配置されている。この熱交換器３０は、図３〜図５に示したように、円周縁から中心方向に向けた２つの切欠き凹部３１，３１を対称位置に有し、また中央部に側面視左右方向に緩やかに湾曲した同心円状の突出部３２，３２を有し、その突出部３２，３２のそれぞれの先端に開口部３３，３３が形成された、両板面が平行な厚さの薄い略中空円盤形状に形成されている。この熱交換器３０は、所謂繭玉を比較的厚みを薄く押しつぶした形状をしていることが好ましく、上記切欠き凹部３１は、図示したように滑らかな曲線によって構成されていることが好ましい。
【００２２】
なお、上記熱交換器３０に形成された切欠き凹部３１は２つに限らない。即ち、切欠き凹部３１は被処理物の通過に充分な開口面積を有していればよく、具体的には、この切欠き凹部３１の面積（図３において点斜線を施した部分）が、図１５に示した従来技術におけるシャフト６０の同一垂直面に取り付けられた２つの楔形の中空回転体５０，５０の間の２つの扇形の間隙Ａ，Ａの面積とほぼ同じであればよく、その数は１つでも、また３つ以上であってもよいが、２つ以上の場合には、円周方向に等間隔に配置されていることが好ましい。また、この切欠き凹部３１に着脱可能な、大きさの異なる数種類の開口面積調節部材（図示せず）を用意し、被処理物の物性によってこの切欠き凹部３１の面積を調整する構造としてもよい。
【００２３】
上記した構成の熱交換器３０が、各シャフト１３にその切欠き凹部３１が同じ方向に並ぶように一定の間隔をもって多数配置されている。この熱交換器同士の間隔は、熱交換器３０の上記開口部３３にシャフト１３を挿通したとき、隣り合う熱交換器３０，３０の上記突出部３２，３２の先端同士が当接することにより確保される。そして、２本のシャフト１３，１３は、熱交換器３０の切欠き凹部３１の数が２つの場合は、図２に示したように、該切欠き凹部３１，３１の位置が９０度ずれるように、位相をずらして配置される。  なお、シャフト１３の本数は２本に限定されず、例えば４本、或いはそれ以上であってもよく、逆に１本（単軸）であってもよい。また、シャフト１３に配置する熱交換器は、その全てが上記した略中空円盤形状の熱交換器３０としてもよいが、被処理物の物性（熱的強度変化）に応じて、従来の楔形の熱交換器５０と適宜組み合わせてシャフト１３に取り付けてもよい。具体的には、シャフト１３の前半部分（投入口９側）、後半部分（排出口７側）、またはその中間部分のみに略中空円盤形状の熱交換器３０を取り付けてもよく、逆にその部分に従来の楔形の熱交換器５０を取り付けてもよい。また、各々の取り付け部分の割合も、被処理物の物性により適宜変えることができる。
【００２４】
熱交換器３０の回転方向後側の外周部には、図３等に示したように掻き上げ羽根３４が取り付けられている。この掻き上げ羽根３４は、各熱交換器３０にそれぞれ取り付けられているが、被処理物の物性によっては、隣り合う２つ又はそれ以上の熱交換器３０，３０間に、差し渡して渡り羽根（図示せず）を取り付けてもよい。その場合は、一方のシャフト１３の熱交換器３０，３０間の渡り羽根と、他方のシャフト１３の熱交換器３０とがぶつからないように、両シャフト１３，１３の間隔を設定する必要がある。
【００２５】
また、熱交換器３０の内部には、図５に示したように仕切り板３５が取り付けられ、該仕切り板３５によって、熱交換器３０の内部空間３６が仕切られ、上記したシャフト１３の一次室２３から連通孔２５を介して熱交換器３０の内部空間３６内に流入した熱交換媒体が、内部空間３６内を一定方向に循環して連通孔２６を介してシャフト１３の二次室２４に流出する流れが形成されるように構成されている。なお、比較的小さな装置の場合は、上記仕切り板３５は一つでも良いが、大きな装置の場合は、熱交換器３０の内部空間３６を複数の仕切り板３５によって更にこまかく仕切り、前記と同様にそれぞれの内部空間３６とシャフトの一次室２３、二次室２４とを連通する連通孔２５，２６をそれぞれ設けてもよい。
【００２６】
上記した構成の熱交換器３０は、次のようにして作製することができる。
先ず、図６及び図７に示した板材４０は、曲げ加工する前のものであって、図３〜図５、及び図１１に示した熱交換器３０の仕上がり形状及び寸法を考慮して、該板材４０の形状寸法が決められている。即ち、この略円板状の板材４０は、上記開口部３３に対応する略円形の開口部４１をその中心に有し、上記２つの切欠き凹部３１，３１に対応する切欠き凹部４２，４２をその周縁部の対称位置に有している。
【００２７】
そして、上記板材４０を曲げ加工して、図８及び図９に示した成形体４３を作製する。この曲げ加工は、ダイ（メス型）とパンチ（オス型）とからなる金型を用いたプレス加工で行うことができる。具体的には、板材４０の周縁部４４を外周から一定の長さの位置において、一方向（図９において右方向）に約３０度折り曲げると共に、その中央部においては、開口部４１を製品寸法の開口部３３の寸法まで押し広げながら他方向（図９において左方向）に比較的大きな曲率半径で同心円状に膨出する突出部３２を加工する。
このプレス加工は、１組の金型で一度に行ってもよく、また周縁部と中央部とをそれぞれ別々の金型を用いて２回に分けて行ってもよい。成形体４３を正確に歪みなく成形するには、２回に分けた方がよく、この場合には、中央の膨出する突出部３２の加工を先に行うことが好ましい。また、最初に熱交換器３０の仕上がり形状及び寸法を考慮して、大まかに板材４０の形状に切断し、この板材４０をプレス加工して突出部３２を加工すると共に周縁部４４を折り曲げ、その後周縁部４４と突出部３２をトリミングすることにより、より正確に成形体４３を成形してもよい。この場合、予め板材４０の中心に上記開口部４１を設けてもよく、また設けなくてもよい。
【００２８】
次に、作製した２つの成形体４３，４３を、図１０に示したように周縁部４４，４４が当接する方向に突き合わせ、その当接した周縁部４４，４４の全周を溶接し、図１１に示した両板面が平行な厚さの薄い略中空円盤形状の熱交換器３０を作る。このときに、熱交換器３０の内部空間３６を仕切る上記仕切り板３５も、溶接等の手段によりその内部に取り付ける。
続いて、作製した熱交換器３０の開口部３３にシャフト１３を挿通し、多数の熱交換器３０，３０・・をシャフト１３に配設し、該配設した隣り合う熱交換器３０，３０の突出部３２，３２の先端を当接させ、図１２に示したようにその当接した突出部３２，３２の全周を溶接することによって、隣り合う熱交換器３０，３０同士の当接部における溶接固定と共に、シャフト１３の表面に熱交換器３０を溶接固定する。そして、掻き上げ羽根３４を、熱交換器３０の適所に溶接等の手段により取り付け、多数の熱交換器３０，３０・・が所定の間隔を隔てて配置されたシャフト１３を、図１３に示したようにケーシング１内に配設し、熱交換装置を作製する。
なお、上記とは異なり、作製した成形体４３を溶接することなく向きを交互に変えてその開口部３３にシャフト１３を挿通し、多数の成形体４３，４３・・をシャフト１３に配設した後、該シャフトに配設された成形体４３，４３の当接する周縁部４４，４４における溶接、及び突出部３２，３２の先端部同士とシャフト１３との一括溶接を順次行ない、略中空円盤形状の熱交換器３０の作製と、該熱交換器３０のシャフト１３への固定を行なう製造方法としてもよい。
【００２９】
上記した本発明の熱交換器３０を作るに当たっては、溶接は作製した２つの成形体４３，４３の当接する周縁部４４，４４の一箇所（溶接線が１本）で済むので、短時間でその作業を行うことができると共に、溶接の自動化が極めて容易なものとなる。また、シャフト１３に熱交換器３０を固定するに当たっても、隣り合う熱交換器３０，３０の当接する突出部３３の先端にそって溶接すれば、熱交換器３０，３０同士の溶接固定と共に、２つの熱交換器３０，３０を同時にシャフト１３に溶接固定することができ、大幅に溶接時間を短縮することができる。また、この場合においても、溶接線は１本なので、その自動化が極めて容易なものとなる。更に、従来の楔形の熱交換器５０を手作業でシャフト６０に溶接する場合は、前述したように溶接方法を変えて多層盛りをする必要があったが、本発明の熱交換器３０をシャフト１３に自動溶接する場合は、適切な溶接条件を選択することにより１層のみの溶接で完了できるので、さらに溶接時間を短縮することができる。また、従来の楔形の熱交換器５０そのものの作製においても、各板材の当接する部分の溶接も上記と同様に多層盛りであったが、本発明の熱交換器３０の作製においては、自動溶接とすることにより１層のみの溶接で完了できるので、同様に溶接時間を短縮することができる。また、従来の楔形の熱交換器５０をシャフト６０に取り付ける場合においては必要であった板材（ライニング）６１の役割を、本発明の場合は熱交換器３０の突出部３２が果たし、材料を削減できると共に、加工工数を低減することができる。
【００３０】
次に、上記した本発明に係る熱交換装置を使って、粉粒体を乾燥する場合について説明する。
先ず、被処理物である粉粒体（粉体でも粒体でもよい）を、本発明に係る熱交換装置の投入口９よりケーシング１内に連続的に定量を供給する。
この際、ジャケット４には所定の温度の加熱媒体、例えば蒸気、温水等を循環させ、ケーシング１を一定温度に加熱しておく。また、二本のシャフト１３，１３は、モーターによりスプロケット１７、ギヤー１６，１６を介して回転させ、ロータリージョイント１８，１８より各シャフト１３，１３に加熱媒体、例えは蒸気又は温水等を送る。シャフト１３に送られた加熱媒体は、シャフト１３の一次室２３より熱交換器３０の内部空間３６に流入し、熱交換器３０を加熱する。そしてシャフト１３の二次室２４を経て、シャフト後部のロータリージョイント２０を介して熱交換媒体の排出管２１より排出される。
【００３１】
ケーシング１内に供給された粉粒体は、ケーシング１及び熱交換器３０によって加熱され、粉粒体から蒸発した揮発分は、キャリアガスに同伴されて排出される。キャリアガスは、例えば空気、不活性ガス等が使用され、送入口１０，１１より供給されたキャリアガスは、ケーシング１内の上層部を通過し、粉粒体より蒸発した揮発分（水蒸気、有機溶剤等）を伴って、排出口１２より排出され、系外で適宜処理される。揮発分が有機溶剤である場合は、キャリアガスとして窒素ガス等の不活性ガスが使われ、排出口１２は溶剤凝縮器に連結され、有機溶剤はそこで回収される。そして、凝縮器を通ったキャリアガスは、再び送入口１０，１１よりケーシング１内に入り、キャリアガスは循環使用される。
【００３２】
粉拉体が投入口９よりケーシング１内に入る時に、機械的攪拌操作をすることによって粉粒体は流動性を持つことになり、粉粒体の投入口９における充填高さによる圧力と、必要に応じて設けられたケーシング１の傾斜によって、投入された粉粒体は次第にケーシング１内を流下し、熱交換器３０の切欠き凹部３１を通過して排出口７へと移動する。
【００３３】
この際、粉粒体は、進行方向と直交する略中空円盤形状の熱交換器３０の回転によってかき分けられ、そのかき分けと同時に熱の交換が行われ、粉粒体は効率よく乾燥される。また、熱交換器３０は、抵抗の少ない略中空円盤形状であるため、上記かき分け時における被処理物である粉粒体にかかる圧縮力を極力抑えることができ、粉粒体がもろくて壊れ易いものである場合においても、その粉化を防止できる。また、熱交換器３０は、円周縁から中心方向に向けた切欠き凹部３１を有するものであるため、該切欠き凹部３１から粉粒体を通過させることができ、ピストンフロー性が確保されるため、均一な滞留時間を経て乾燥された粉粒体は、排出口７方向にスムースに送られ、排出口７より排出される。
【００３４】
以上、本発明に係る粉粒体の熱交換装置及びその製造方法の実施の形態を説明したが、本発明は、何ら既述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の技術的思想の範囲内において、更に種々の変形及び変更を加えることができることは当然である。
また、被処理物の乾燥度を増強する必要がある場合等においては、上記装置を直列に複数台連結使用してもよく、また処理量を増大させたい場合等には、熱交換器を配置したシャフトを更に並列に増設した構成とすることもできる。
本発明の装置は、被処理物として比較的蒸発量の少い物質の乾燥、例えば予備乾燥を終了した粉粒体（ポリプロピレン、ＰＶＣ、アクリル樹脂の粉末等）の仕上乾燥に、また初期水分の少い合成樹脂チップ（ポリエステル、ナイロン等）の乾操、更には、もろくて壊れ易いもの粉粒体〔ＳＡＰ（高吸水性樹脂）表面改質品、グラファイト造粒品、健康食品顆粒品等〕の乾燥等に好適に用いることができ、更に加熱や反応後の物質（各種無機物・有機物）の冷却、反応等にも使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明に係る粉粒体の熱交換装置は、合成樹脂、食品、化成品等の幅広い分野において、粉粒体材料の乾燥、加熱、冷却、反応等に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る粉粒体の熱交換装置の一部を切り欠いて示した側面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿う部分の拡大断面図である。
【図３】熱交換器の正面図である。
【図４】熱交換器の側面図である。
【図５】シャフトに配置された熱交換器の縦断面図である。
【図６】熱交換器を構成する板材の曲げ加工前を示した平面図である。
【図７】熱交換器を構成する板材の曲げ加工前を示した側断面図である。
【図８】熱交換器を構成する板材の曲げ加工後を示した平面図である。
【図９】熱交換器を構成する板材の曲げ加工後を示した側断面図である。
【図１０】曲げ加工後の成形体を溶接する状態を示した側断面図である。
【図１１】熱交換器の斜視図である。
【図１２】熱交換器をシャフトに溶接する状態を示した側断面図である。
【図１３】熱交換器が配置されたシャフトをケーシング内に配設した状態を示した平面図である。
【図１４】従来の熱交換器の斜視図である。
【図１５】シャフトに配置された従来の熱交換器の正面図である。
【図１６】従来の熱交換器の構成部品を分解して示した斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    ケーシング                              ２１  熱交換媒体排出管
２    支持台                                  ２２  シャフトの仕切り板
３    隆起体                                  ２３  一次室
４    ジャケット                              ２４  二次室
５    熱交換媒体の供給管                      ２５，２６  連通孔
６    熱交換媒体の排出管                      ３０  熱交換器
７    被処理物の排出口                        ３１  切欠き凹部
８    カバー                                  ３２  突出部
９    被処理物の投入口                        ３３  開口部
１０，１１  キャリアガスの送入口              ３４  掻き上げ羽根
１２  キャリアガスの排出口                    ３５  熱交換器の仕切り板
１３  シャフト                                ３６  内部空間
１４，１５  軸受                              ４０  略円板状の板材
１６  ギャー                                  ４１  開口部
１７  スプロケット                            ４２  切欠き凹部
１８，２０  ロータリージョイント              ４３  成形体
１９  熱交換媒体の供給管                      ４４  周縁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年10月22日(2007.10.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
上記熱交換器を作製すると共に熱交換器をシャフトに固定する過程を、上記曲げ加工された２枚の略円板状の板材を周縁部が当接する方向に突き合わせ、その当接した周縁部において溶接する過程と、前記溶接によって作製された略中空円盤形状の熱交換器の開口部にシャフトを挿通し、多数の熱交換器をシャフトに配設する過程と、前記配設された隣り合う熱交換器同士をその開口部先端の当接部においてシャフトに一括溶接する過程としたことを特徴とする、請求項７に記載の粉粒体の熱交換装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
ここで、上記本発明において、上記熱交換器を作製すると共に熱交換器をシャフトに固定する過程を、上記曲げ加工された２枚の略円板状の板材を周縁部が当接する方向に突き合わせ、その当接した周縁部において溶接する過程と、前記溶接によって作製された略中空円盤形状の熱交換器の開口部にシャフトを挿通し、多数の熱交換器をシャフトに配設する過程と、前記配設された隣り合う熱交換器同士をその開口部先端の当接部においてシャフトに一括溶接する過程とから構成すること、或いは、上記曲げ加工された略円板状の板材を向きを交互に変えて開口部にシャフトを挿通し、多数の曲げ加工された略円板状の板材をシャフトに配設する過程と、前記配設された略円板状の板材の当接する周縁部における溶接、及び開口部先端の当接部におけるシャフトとの一括溶接を順次行なう溶接過程とから構成すること、また、上記曲げ加工する過程の後に、該曲げ加工された略円板状の板材の形状・寸法を整えるトリミング過程を設けることは、いずれも本発明の好ましい実施の形態である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、ケーシング１の前後には、２本の中空シャフト１３，１３が並列に貫通し、ケーシング１の前後部に設けられた軸受１４，１４及び１５，１５によってそれぞれ回転自在に支持されている。また、各シャフト１３，１３の前部にはそれぞれギヤー１６，１６が設けられ、該ギヤー１６，１６が噛み合わされ、シャフト１３，１３が互いに反対方向に回転するように構成されている。また、シャフト１３の一方にはスプロケット１７が設けられ、該スプロケット１７に噛合したチェーン（図示せず）を介してモーター（図示せず）の回転がシャフト１３，１３に伝達されるように構成されている。