(57)【要約】【課題】原料への影響・ダメージを最小限に抑えつつ低速且つ低動力で移動撹拌しながら乾燥が行えるようにする。【解決手段】互いに熱媒ジャケット３で囲繞した内筒４と外筒５との同心二重円筒からなるケーシング２と、該ケーシング２の内筒内側に配し、原料をケーシング２内上方に移送するための搬送回転羽根１１と、該搬送回転羽根１１のシャフト９下端に取り付けて内筒４の下端開口部よりケーシング２内底部に配し、原料を内筒４内上方へ掻き揚げるための底部撹拌回転羽根１２と、搬送回転羽根１１のシャフト９上部側に取り付けて内筒４の上端開口部側に配し、原料を内筒４側から外筒５側のケーシング２の底部側へ移動するための上部掻き出し羽根１３とを備える。また、原料との当接角度が仰角１５°〜６０°となるよう底部撹拌回転羽根１２をそれに対応した角度に傾斜形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内筒と外筒との同心二重円筒からなるケーシングの内筒内側に配された搬送回転羽根の低速回転により原料をケーシング内上方に移送させ、該原料を内筒内から外筒側のケーシングの底部側へ移動させる動作の繰り返しによる撹拌を行いながら乾燥を行うことを特徴とした低速移動撹拌伝熱式乾燥方法。
【請求項２】
互いに熱媒ジャケットで囲繞された内筒と外筒との同心二重円筒からなるケーシングと、該ケーシングの内筒内側に配され、原料をケーシング内上方に移送させるための搬送回転羽根と、該搬送回転羽根の回転軸下端に取り付けられて内筒の下端開口部よりケーシング内底部に配され、原料を外筒側から内筒内上方へ掻き揚げるための底部撹拌回転羽根とを設け、掻き揚げられた原料を該内筒上端開口部より外筒側のケーシングの底部側へ移動させることにより原料を循環させてなることを特徴とする低速移動撹拌伝熱式乾燥装置。
【請求項３】
内筒上端開口部側に原料を外筒側ケーシングの底部側へ移動させる上部掻き出し羽根を設けたことを特徴とする請求項２記載の低速移動撹拌伝熱式乾燥装置。
【請求項４】
底部撹拌回転羽根は、その先端が外筒の内壁面に沿って回転し、且つ原料を内筒側へ誘導する原料との当接角度を仰角１５°〜６０°となるように該底部撹拌回転羽根を傾斜してなることを特徴とする請求項２又は３記載の低速移動撹拌伝熱式乾燥装置。
【請求項５】
ケーシングには、１次フィルターを備えた排気孔を設け、該排気孔はダスターに接続されている請求項２乃至４のいずれか記載の低速移動撹拌伝熱式乾燥装置。
【請求項６】
内筒は、その上端を熱媒ジャケット上端よりも上方に若干延長させ、該熱媒ジャケット上端外周と内筒上端との間に略台形円錐状のスロープ面部を形成した請求項２乃至５のいずれか記載の低速移動撹拌伝熱式乾燥装置。
【請求項７】
ケーシングは、これを大型に形成し、該ケーシング内に前記構成による複数の内筒を隣接配置させてなる請求項２乃至６のいずれか記載の低速移動撹拌伝熱式乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば金属微粒子等のミクロン単位の物質よりなる原料を撹拌乾燥させるもので、該原料への影響を最小限に抑えつつ低速で移動撹拌しながら乾燥を行うための低速移動撹拌伝熱式乾燥方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、貯留タンクのように満杯に近い原料の品質を維持したままの状態で長期保存する場合に、当該タンク内の原料を均一に保持するために常に原料を低速で移動させながら保存するものがある。
【０００３】
また、一般の撹拌乾燥装置には、原料に高速回転による遠心力を与えて乾燥するものがある。
【０００４】
更に、撹拌伝熱式乾燥装置として、例えば特許文献１に開示されているように、乾燥室の上部を円筒形状に、下部を円錐形状に形成し、その乾燥室の上部及び下部の円筒状及び円錐状内壁面を伝熱面に形成し、乾燥室の下部に原料投入口を、乾燥室の中央部の円筒状面に乾燥品の排出口をそれぞれ設け、円錐状面下部には残品の排出口を設け、乾燥室の中央に原料を撹拌しながら伝熱面に沿って持ち上げる撹拌翼と、その上方に下降渦流を発生させる送風翼とを同軸に設けた技術が存在する。
【０００５】
この乾燥装置の使用に際し、先ず、原料を原料投入口から乾燥室内に投入し、モータを起動して回転軸を回転させると同時に蒸気をジャケットに導入して伝熱面を加熱する。そして、回転軸と共に上部の送風翼と下部の撹拌翼が回転し、撹拌翼の羽根は原料を伝熱面に沿って下から上へ加熱しながら持ち上げる。このように羽根の上端部まで持ち上げられた原料は乾燥室の下部の円錐内面状の伝熱面へ落下し、再び羽根により下から上へ伝熱面で加熱されながら持ち上げられる。また、原料が落下したときは、円錐内面状の伝熱面に叩きつけられ、円錐状伝熱面から強力な伝熱を受けて乾燥が促進する。このとき乾燥室の上部の送風翼の上半のファンは、原料から蒸発した水分を排気口から排出させ、下半のファンは、高温の下降渦流を発生して原料を乾燥させる。また投入した原料が乾燥した乾燥品となったときは、排出口を開き乾燥品を回収する。このとき乾燥室の下部の内面が下方に先細る円錐状であることから、残品排出口より残った乾燥品は残らず容易に排出できるものとしている。
【特許文献１】特許第３５６２６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来においては、例えば飛散し易い微粉体状の原料や、原料破壊を避けるために高速で撹拌できない原料では、当該原料に高速回転による遠心力を与えて乾燥することは不適当であった。
【０００７】
また、従来の貯留タンクのように満杯に近い原料の品質を維持したままの状態で長期保存する場合には、高速循環でなく低速循環によって原料を撹拌移動させる必要がある。
【０００８】
更に、従来の特許文献１におけるような縦型の撹拌伝熱式乾燥装置では、乾燥室の下部を円錐状にすることで底部に集まる原料を高速回転可能な撹拌翼の羽根で掻き揚げ易くしているが、外筒壁面の伝熱のみであり、低速では伝熱面への接触も少なく十分に熱が伝わらず効率的な乾燥ができない場合もあった。
【０００９】
そこで、本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、原料への影響・ダメージを最小限に抑えつつ低速且つ低動力で移動撹拌しながら乾燥を行うことができ、しかも原料の品質を維持したままの状態で長期保存することができると共に、乾燥室内で原料を伝熱面に沿って加熱しながら掻き揚げるに際し、当該原料に十分な熱が伝わることで効率的な乾燥が行えるものとなり、しかも原料の供給時及び処理後の排出時での操作性を良好なものとした低速移動撹拌伝熱式乾燥方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明に係る低速移動撹拌伝熱式乾燥方法にあっては、内筒と外筒との同心二重円筒からなるケーシングの内筒内側に配された搬送回転羽根の低速回転により原料をケーシング内上方に移送させ、該原料を内筒内から外筒側のケーシングの底部側へ移動させる動作の繰り返しによる撹拌を行いながら乾燥を行うことを特徴とする。
【００１１】
一方、本発明に係る低速移動撹拌伝熱式乾燥装置にあっては、互いに熱媒ジャケットで囲繞された内筒と外筒との同心二重円筒からなるケーシングと、該ケーシングの内筒内側に配され、原料をケーシング内上方に移送させるための搬送回転羽根と、該搬送回転羽根の回転軸下端に取り付けられて内筒の下端開口部よりケーシング内底部に配され、原料を外筒側から内筒内上方へ掻き揚げるための底部撹拌回転羽根とを設け、掻き揚げられた原料を該内筒上端開口部より外筒側のケーシングの底部側へ移動させることにより原料を循環させてなることを特徴とする。
【００１２】
また、内筒上端開口部側に原料を外筒側ケーシングの底部側へ移動させる上部掻き出し羽根を設けたことを特徴とする。
【００１３】
更に、底部撹拌回転羽根は、その先端が外筒の内壁面に沿って回転し、且つ原料を内筒側へ誘導する原料との当接角度を仰角１５°〜６０°となるように該底部撹拌回転羽根を傾斜してなることを特徴とする。
【００１４】
ケーシングには、１次フィルターを備えた排気孔を設け、該排気孔はダスターに接続されてなることを特徴とする。
【００１５】
内筒は、その上端を熱媒ジャケット上端よりも上方に若干延長させ、該熱媒ジャケット上端外周と内筒上端との間に略台形円錐状のスロープ面部を形成したことを特徴とする。
【００１６】
ケーシングは、これを大型に形成し、該ケーシング内に前記構成による複数の内筒を隣接配置させてなることを特徴とする。
【００１７】
以上のように構成された本発明に係る低速移動撹拌伝熱式乾燥方法及びその装置にあって、底部撹拌回転羽根は、ケーシング内底部にある原料を内筒内に掻き揚げさせると同時に、内筒内の搬送回転羽根は、この低速回転により原料をケーシング内上方に低速移送させる。そして内筒上端開口部に到達した原料は、その自重或いは上部掻き出し羽根により、内筒内から外筒側のケーシングの底部側へ移動する。このような動作の繰り返しによる撹拌乾燥を行うことにより、処理物である原料に対し十分な熱が伝達されることとなって効率の良い乾燥を可能にさせる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、原料への影響・ダメージを最小限に抑えつつ低速且つ低動力で移動撹拌しながら乾燥を行うことができ、しかも原料の品質を維持したままの状態で長期保存することができると共に、乾燥室内において該原料を伝熱面に沿って加熱しながら掻き揚げるに際し、該原料に十分な熱が伝わることで効率的な乾燥が行えるものとなり、しかも原料の供給時及び処理後の排出時での操作性を良好なものとすることができる。また、内筒に熱媒や冷媒等を入れて処理できることから、従来の縦型乾燥・冷却機と比較して、伝熱面積が多く得ることが可能となった。しかも保有率が高くても原料の移動が可能であることから装置全体の小型化が可能となった。
【００１９】
すなわち、内筒と外筒との同心二重円筒からなるケーシングの内筒内側に配された搬送回転羽根の低速回転により原料をケーシング内上方に移送させ、該原料を内筒内から外筒側のケーシングの底部側へ移動させる動作の繰り返しによる撹拌を行いながら乾燥させることになるので、該原料に十分な熱が伝わることで効率的な乾燥が行えるものとなり、また原料への影響・ダメージを最小限に抑えつつ低速且つ低動力で移動撹拌しながら乾燥を行うことが可能となった。
【００２０】
また、互いに熱媒ジャケットで囲繞された内筒と外筒との同心二重円筒からなるケーシングと、該ケーシングの内筒内側に配され、原料をケーシング内上方に移送させるための搬送回転羽根と、該搬送回転羽根の回転軸下端に取り付けられて内筒の下端開口部よりケーシング内底部に配され、原料を内筒内上方へ掻き揚げるための底部撹拌回転羽根と、搬送回転羽根の回転軸上部側に取り付けられて内筒の上端開口部側に配され、原料を内筒内から外筒側のケーシングの底部側へ移動させるための上部掻き出し羽根とを備えてなるので、原料に十分な熱が伝わることで効率的な乾燥が行えるものとなり、更に、原料への影響・ダメージを最小限に抑えつつ低速且つ低動力で移動撹拌しながら乾燥を行うことができる低速移動撹拌伝熱式乾燥装置を容易に構成することが可能となった。
【００２１】
更に、底部撹拌回転羽根は、回転中において原料との当接角度を仰角１５°〜６０°となるように当該底部撹拌回転羽根をそれに対応する角度に傾斜してなるので、ケーシング内底部にある原料を効率良く内筒内に導入させることができ、しかも底部撹拌回転羽根による動力負荷を低減させることが可能となった。
【００２２】
また、ケーシングには、１次フィルターを備えた排気孔を設け、該排気孔はダスターに接続されているので、排気ガスのダスト捕集による負荷を軽減させることができ、ダスター自体の寿命を長く持たせることができる。
【００２３】
更に、内筒は、その上端を熱媒ジャケット上端よりも上方に若干延長させ、該熱媒ジャケット上端外周と内筒上端との間に略台形円錐状のスロープ面部を形成したので、内筒上方に掻き揚げられた原料をこのスロープ面部を介してスムーズに外筒側のケーシングの底部側へ移動供給させることができる。
【００２４】
また、ケーシングは、これを大型に形成し、該ケーシング内に前記構成による複数の内筒を隣接配置させることにより、大量の原料を効率良く短時間に乾燥させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の一形態を説明する。
【実施例１】
【００２６】
本発明に係る低速移動撹拌伝熱式乾燥装置を使用した乾燥システムは、図１に示すように、供給ホッパＳ１下部の原料供給装置Ｓ２から乾燥装置Ｓ３におけるケーシングの乾燥室内への投入口Ｃ１に接続し、蒸気圧等の熱媒を供給するためのボイラＳ８が熱媒供給Ｕ１の経路を介して乾燥装置Ｓ３の後述する内筒及び外筒の各々の熱媒ジャケットの熱媒入口Ａ１ａに接続されている。このとき原料との熱交換によってドレン化した熱媒は、乾燥装置Ｓ３の内筒及び外筒の各々の熱媒ジャケットの熱媒出口Ａ２ａから熱媒排出Ｕ２の経路を介して排出されるようにしている。
【００２７】
また、乾燥装置Ｓ３の一端側面上部にある排気孔Ｇは弁を介してダスターＳ４に接続され、乾燥装置Ｓ３から排出された温度の高い空気はダスターＳ４を通過させてダストを捕集するようにしている。該ダスターＳ４は凝縮器Ｓ５に連結され、該凝縮器Ｓ５は、凝縮水タンクＳ６、真空ポンプＳ７及び排気送風機Ｓ１０の各々に接続している。
【００２８】
上記凝縮器Ｓ５は、冷却水給水Ｕ３及び冷却水排水Ｕ４の各々の経路に接続され、該凝縮器Ｓ５内の湿度の高い空気を凝縮してから、凝縮水タンクＳ６内に貯留し、凝縮水排水Ｕ５の経路を介して排水されるようにしている。このとき真空乾燥の場合は真空ポンプＳ７で吸引し、吸引分離排水Ｕ６及び吸引分離排気Ｕ７の各々の経路を介して排出される。また、乾燥物によっては常圧（大気圧）にて運転するが、その場合は排気送風機Ｓ１０で吸引排出されるものとしている。
【００２９】
次に、乾燥装置Ｓ３の具体的な構成について説明する。この乾燥装置Ｓ３は、図２に示すように、架台１の上部において、内部が乾燥室となったドラム状のケーシング２が縦型状となって載置されており、該ケーシング２は、互いに外周を熱媒ジャケット３で囲繞した内筒４と外筒５との同心二重円筒によって形成され、ケーシング２の上下両端開口側は、蓋部６，７によって閉塞されている。
【００３０】
このとき熱媒ジャケット３の熱媒入口Ａ１ａは、前記したボイラＳ８が熱媒供給Ｕ１の経路を介して接続されている。また、上側の蓋部６には、インバータによって低速回転駆動される羽根駆動原動機８が付設されており、該羽根駆動原動機８の回転軸であるシャフト９が駆動側軸受及び軸シール１０を介して蓋部６，７を貫通し、ケーシング２内部の内筒４内に導入されている。
【００３１】
また、図４に示すように、ケーシング２の排気孔Ｇには、１次フィルター１７を備え、該排気孔Ｇは弁を介してダスターＳ４に接続している。
【００３２】
更に、内筒４の上端を熱媒ジャケット３の上端位置よりも若干上方へ延長させると共に、該熱媒ジャケット３の上端外周縁と内筒４の上端外周縁との間に略台形円錐状のスロープ面部１８を形成することにより、内筒４上方に掻き揚げられた原料をこのスロープ面部１８を介してスムーズに外筒５側のケーシング２の底部側へ移動供給させることができるようにしている。
【００３３】
また、図３に示すように、このシャフト９には、スクリューコンベア状の搬送回転羽根１１が内筒４の長手方向に沿って全長にわたって取り付けられ、内筒４内において低速回転する搬送回転羽根１１で原料を上端開口位置まで掻き揚げ搬送させるようにしている。
【００３４】
更に、内筒４の下端開口部よりケーシング２内底部に突出したシャフト９の下端には、図３（ｃ）に示すように、原料を内筒４内上方へ掻き揚げ導入するために、その先端が外筒５の内壁面に沿って回転し、且つ該先端が幅広に突設して原料を循環時は内筒４への移動を補助し、排出時は出口へと誘導する形状の底部撹拌回転羽根１２が取り付けられている。該底部撹拌回転羽根１２自体は、１５°〜６０°の角度に傾斜されており、該底部撹拌回転羽根１２は、回転中において原料との当接角度が仰角１５°〜６０°となるようにしている。
【００３５】
また、内筒４の上端開口部より突出しているシャフト９の上端側部分には、内筒４の上部端縁から横向きに片持状態となって取り付けてなる上部掻き出し羽根１３を設け、該上部掻き出し羽根１３により搬送回転羽根１１で搬送されてきた原料を内筒４内から外筒５側のケーシング２の底部側へ移動させるようにしている。
【００３６】
このとき羽根駆動原動機８は、搬送回転羽根１１を毎分１０〜１００回転としている。該搬送回転羽根１１の運転は、プログラム制御も可能であり、乾燥物に合わせた最適の運転方法が適宜選択できるものとしている。また、ケーシング２の上方部には、種々のセンサーによる品質管理装置１４を設け、内筒４上側に搬送されてきた原料の含有水分又は温度・湿度等を測定することで原料の品質管理が行えるものとしている。
【００３７】
また、図２に示すように、下方の蓋部７及び外筒５の下端側には処理後の原料を排出させるための排出口Ｃ２が各々設けられている。このとき外筒５の下端側における排出口Ｃ２は、排出機構１５によって横方向に排出されるものとしている。そして、蓋部７は、ラジアル方向の荷重を支持する軸受１６を介してシャフト９（回転軸）を保持している。
【００３８】
なお、図３においては、少量の原料の流れについて説明しているが、満杯に近い状態で運転しても良いことは云うまでもない。また、この乾燥装置Ｓ３自体には、原料乾燥のための熱媒を用いているが、この熱媒の替わりに冷媒を用いれば冷却装置として運転させることができ、湿度調整を行えるようにすれば調湿装置としても利用可能である。
【００３９】
図５には、乾燥装置Ｓ３の他の例を示している。すなわち、ケーシング２自体を大型に形成し、該ケーシング２内に上記した構成による内筒４を例えば３基が互いに隣接した状態で配置させた所謂マルチ乾燥方式となって形成されている。このとき、前記した羽根駆動原動機８は中央のシャフト９にだけ接続されており、両側の内筒４の両シャフト９の上端はプーリー１９及びエンドレスベルト２０を介して中央のシャフト９に連繋されている。また、各内筒４周囲の熱媒ジャケット３それぞれは導管２１を介して互いに連通されている。これにより、大量の原料を効率良く短時間に乾燥させることができる。上記では連繋手段としてプーリー１９とエンドレスベルト２０を例示しているが、歯車や他の手段等を含め様々な連動機構を採用することができる。
【００４０】
次に、以上のように構成された最良の形態についての使用、動作の一例を乾燥装置として使用する場合について説明する。以下では、乾燥装置Ｓ３の熱源は飽和蒸気の場合を例に説明する。
【００４１】
先ず、供給ホッパＳ１に蓄えられた原料は原料供給装置Ｓ２にて乾燥装置Ｓ３へ供給される。ボイラＳ８で発生した飽和蒸気は乾燥装置Ｓ３へ熱媒供給Ｕ１の経路で供給され、乾燥過程で熱交換されドレン化し熱媒排出Ｕ２の経路で排出される。このとき蒸気とドレンとはスチームトラップで分離されドレンは排出される。
【００４２】
乾燥初期において乾燥装置Ｓ３内では、図３（ａ）に示すように、羽根駆動原動機８によりシャフト９を介して底部撹拌回転羽根１２が低速で回転駆動し、ケーシング２内底部に収容されている原料が内筒４内上方へ掻き揚げ導入される。このとき、原料は内筒４の伝熱面から受熱され、乾燥される。
【００４３】
これと同時に上部掻き出し羽根１３により搬送回転羽根１１で搬送されてきた原料は内筒４から外筒５側のケーシング２の底部側へ移動される。外筒５側の原料は引き続き外筒５の伝熱面によって乾燥される。
【００４４】
内筒４内から外筒８側の下方へ移動した原料は、底部撹拌回転羽根１２によって更に撹拌されながら内筒４内へと導入される。
【００４５】
上記のように原料の上下搬送動作が循環的に繰り返されることで、図３（ｂ）に示すように、原料は内筒４及び外筒５の各々の伝熱面から熱を受け取り、且つ底部撹拌回転羽根１２の撹拌によって効率良く乾燥されることになる。
【００４６】
しかも、ケーシング２の底部側に下降した原料は底部撹拌回転羽根１２の回転により撹拌されるため、伝熱効率も高くなることになる。また、搬送回転羽根１１の運転はプログラム制御も可能で、原料に合わせた最適の運転方法を選択することができる。
【００４７】
また、乾燥を真空状態で行う場合は、原料の沸点は低くなり低温での乾燥が可能となる。例えば、大気圧では約１００℃で沸騰するが、真空８０ｔｏｒｒでは約４７℃と沸点が低くなるので低温での乾燥が可能となることになる。特に、低温乾燥が必要なときは温水で乾燥を行うこともできる。
【００４８】
そして、乾燥により乾燥装置Ｓ３から排出された湿度の高い空気は、ダスターＳ４を通過してダストを捕集し、凝縮器Ｓ５にて凝縮され湿度の低い空気となって排出される。このとき凝縮器Ｓ５には冷却水を供給し湿度の高い空気を凝縮させる。そして真空乾燥の場合は、真空ポンプＳ７で吸引して排出される。また、乾燥物によっては常圧（大気圧）にて運転するが、その場合は排気送風機Ｓ１０で吸引排出される。
【００４９】
乾燥が終了したら羽根駆動原動機８を停止させて、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、下方の蓋部７及び外筒５の下端側における排出口Ｃ２から乾燥した原料を排出する。
【００５０】
上記では乾燥装置として使用する場合について説明したが、熱源を冷媒（冷水）にすれば冷却装置となり、湿度調節を行えば調湿装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明を実施するための最良の形態における低速移動撹拌伝熱式乾燥装置を使用した乾燥システムを示す構成図である。
【図２】低速移動撹拌伝熱式乾燥装置の具体的な構成を示す一部切欠断面図である。
【図３】低速移動撹拌伝熱式乾燥装置の使用・動作を説明するもので、（ａ）は原料を撹拌乾燥している低保有率での運転状態を示す一部切欠断面図、（ｂ）は原料を撹拌乾燥している高保有率での運転状態を示す一部切欠断面図、（ｃ）は底部撹拌回転羽根の回転動作状態を説明する上視断面図である。
【図４】１次フィルター及び内筒上端にスロープ面部を備えた低速移動撹拌伝熱式乾燥装置の一部切欠断面図である。
【図５】マルチ乾燥方式による低速移動撹拌伝熱式乾燥装置の一部切欠断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１      架台
２      ケーシング
３      熱媒ジャケット
４      内筒
５      外筒
６      蓋部
７      蓋部
８      羽根駆動原動機
９      シャフト（回転軸）
１０      駆動側軸受及び軸シール
１１      搬送回転羽根
１２      底部撹拌回転羽根
１３      上部掻き出し羽根
１４      品質管理装置
１５      排出機構
１６      軸受
１７      １次フィルター
１８      スロープ面部
１９      プーリー
２０      エンドレスベルト
２１      導管
【図１】
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【図２】
2008267738.tif 000004
【図３】
2008267738.tif 000005
【図４】
2008267738.tif 000006
【図５】
2008267738.tif 000007