(57)【要約】【課題】原料が団子状となって雪だるま式に肥大化してしまうことを未然に防止でき、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撹拌伝熱式乾燥手段を提供する。【解決手段】高い水分含有量を有する原料の投入時における乾燥初期ではシャフト９を正方向側に傾斜して低速回転可能とした破砕・撹拌回転羽根１２と、乾燥中期及びそれ以降の低い水分含有量の破砕乾燥原料に対しては、シャフト９を逆方向側に傾斜して高速回転可能とした乾燥・撹拌回転羽根１３とを、熱媒ジャケット７によって囲繞した乾燥室内に備える。破砕・撹拌回転羽根１２と乾燥・撹拌回転羽根１３とは単一のシャフト９に沿って分割並設し、該シャフト９の傾斜は、乾燥室自体を正逆いずれかの方向へ傾倒することによって行う。また、該破砕・撹拌回転羽根１２の先端には切欠部１４を形成し、該切欠部１４に対向する乾燥室内周の伝熱面には破砕刃１５を突設する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高い水分含有量を有する原料の投入時における乾燥初期では、回転軸を破砕・撹拌回転羽根側が下方に位置するように乾燥室を傾斜して該破砕・撹拌回転羽根の低速回転により原料を破砕撹拌しながら乾燥し、乾燥中期及びそれ以降の低い水分含有量の破砕乾燥原料に対しては、該回転軸を乾燥・撹拌回転羽根側が下方に位置するように乾燥室を傾斜して該乾燥・撹拌回転羽根の高速回転により撹拌乾燥を行うことを特徴とした多機能撹拌伝熱式乾燥方法。
【請求項２】
破砕・撹拌回転羽根と乾燥・撹拌回転羽根とは、正方向への傾斜位置と逆方向への傾斜位置との間を支点軸を中心として傾倒自在とし、回転軸を同軸として回転可能に並設してなることを特徴とする請求項１記載の多機能撹拌伝熱式乾燥方法。
【請求項３】
破砕撹拌時での乾燥室の正方向の傾斜角度を通常１５°〜３０°とし、撹拌時での逆方向の傾斜角度を通常３０°〜７５°とし、用途により自由に角度を設定できることを特徴とする請求項２記載の多機能撹拌伝熱式乾燥方法。
【請求項４】
使用後の乾燥室内の清掃は、当該乾燥室の一端側を開放して行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の多機能撹拌伝熱式乾燥方法。
【請求項５】
単一の回転軸の一方側に破砕・撹拌回転羽根、他方側に乾燥・撹拌回転羽根を、回転且つ傾倒自在に並設し、両羽根を熱媒ジャケットによって囲繞された乾燥室内に備えてなることを特徴とする多機能撹拌伝熱式乾燥装置。
【請求項６】
破砕・撹拌回転羽根と乾燥・撹拌回転羽根との傾斜は、乾燥室自体を正逆いずれかの方向へ傾倒させることによって行われることを特徴とする請求項５記載の多機能撹拌伝熱式乾燥装置。
【請求項７】
破砕・撹拌回転羽根の先端には切欠部を有し、該切欠部に対向する乾燥室内周の伝熱面には破砕刃を突設してなることを特徴とする請求項５又は６記載の多機能撹拌伝熱式乾燥装置。
【請求項８】
乾燥室の一端には脱着可能な蓋部を備え、該蓋部は軸受を介して回転軸を保持してなることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか記載の多機能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、熱媒ジャケットによって囲繞された乾燥室内周の伝熱面に沿って原料を巻き上げて破砕・乾燥させる多機能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、この種の撹拌伝熱式乾燥装置としては、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。
【０００３】
そして、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て、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】
【０００４】
上記した従来における縦型の撹拌伝熱式乾燥装置は、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撹拌翼の羽根で掻き揚げ易くしているが、処理物によっては撹拌初期において団子状になり易い原料も多く存在する。原料が団子状になると撹拌翼の羽根に付着して雪だるま状態に肥大化してしまう虞がある。更に、従来のような縦型の撹拌伝熱式乾燥装置では、原料の供給時及び処理後の排出時での操作性も劣り、使用後のメンテナンスや清掃も困難であった。
【０００５】
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、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、当該原料が団子状となって雪だるま式に肥大化することを未然に防止でき、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と同時に、使用後のメンテナンスや清掃も容易に行えるものとした多機能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】
【０００６】
上述した課題を解決するため、本発明に係る多機能撹拌伝熱式乾燥方法にあっては、高い水分含有量を有する原料の投入時における乾燥初期では、回転軸を破砕・撹拌回転羽根側が下方に位置するように乾燥室を傾斜して該破砕・撹拌回転羽根の低速回転により原料を破砕撹拌しながら乾燥し、乾燥中期及びそれ以降の低い水分含有量の破砕乾燥原料に対しては、該回転軸を乾燥・撹拌回転羽根側が下方に位置するように乾燥室を傾斜して該乾燥・撹拌回転羽根の高速回転により撹拌乾燥を行い、初期破砕乾燥から仕上げ乾燥まで連続に行うことを特徴とする。
【０００７】
また、破砕・撹拌回転羽根と撹拌回転羽根とは、正方向への傾斜位置と逆方向への傾斜位置との間を支点軸を中心として傾倒自在とし、回転軸を同軸として回転可能に並設してなることを特徴とする。
【０００８】
更に、破砕撹拌時での乾燥室の正方向の傾斜角度を通常１５°〜３０°とし、撹拌時での逆方向の傾斜角度を通常３０°〜７５°とし、用途により自由に角度を設定できることを特徴とする。
【０００９】
また、使用後の乾燥室内の清掃は、当該乾燥室の一端側を開放して行うことを特徴とする。
【００１０】
更に、本発明に係る多機能撹拌伝熱式乾燥装置にあっては、単一の回転軸の一方側に破砕・撹拌回転羽根、他方側に乾燥・撹拌回転羽根を、回転且つ傾倒自在に並設し、両羽根を熱媒ジャケットによって囲繞された乾燥室内に備えてなることを特徴とする。
【００１１】
また、破砕・撹拌回転羽根と乾燥・撹拌回転羽根との傾斜は、乾燥室自体を正逆いずれかの方向へ傾倒させることによって行われることを特徴とする。
【００１２】
更に、破砕・撹拌回転羽根の先端には切欠部を有し、該切欠部に対向する乾燥室内周の伝熱面には破砕刃を突設してなることを特徴とする。
【００１３】
また、乾燥室の一端には脱着可能な蓋部を備え、該蓋部は軸受を介して回転軸を保持していることを特徴とする。
【００１４】
上記のように構成された本発明に係る多機能撹拌伝熱式乾燥方法及びその装置にあっては、乾燥初期での高い水分含有量を有する原料は、傾斜した乾燥室内の破砕・撹拌回転羽根の低速回転により破砕しながら乾燥させられ、乾燥中期及びそれ以降での低い水分含有量の破砕乾燥原料は、傾斜した乾燥室内の乾燥・撹拌回転羽根の高速回転により撹拌乾燥させられる。このように両羽根を傾斜させることで、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、塊になった原料は自重で落下させられるものとなり、これにより当該原料が団子状となって雪だるま式に肥大化することを阻止できるものとなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、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、当該原料が団子状となって雪だるま式に肥大化してしまうことを未然に防止でき、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にすると同時に、使用後のメンテナンスや清掃も容易に行えるものとなった。
【００１６】
すなわち、破砕・撹拌回転羽根を使用することにより原料が肥大化する前に当該原料を破砕する機能を達成でき、乾燥初期の水分の高い状態では塊になり易く且つ粘性のある原料であっても、これを破砕撹拌することで原料が団子状となって雪だるま式に肥大化するのを防止でき、羽根による動力負荷を低減させることが可能となった。
【００１７】
同時に、破砕・撹拌回転羽根と乾燥・撹拌回転羽根とは単一の回転軸に沿って分割並設され、前記回転軸の傾斜は、乾燥室自体を正逆いずれかの方向へ傾倒させることによって行われるので、乾燥室全体の傾きを変えるだけで両羽根の効用を十分に発揮させることが可能となった。すなわち、乾燥初期では低速回転で破砕機能を有する破砕・撹拌回転羽根側に乾燥室を傾けて低速で破砕しながら乾燥運転を行い、乾燥中期からは高速回転する乾燥・撹拌回転羽根側に乾燥室を傾けて高速で効率良く乾燥を行うことができる。しかも、乾燥状態に合わせて傾きを変えることができるので、様々な原料の物性に合致した効率の良い乾燥装置を得ることが可能となった。
【００１８】
また、破砕・撹拌回転羽根の先端には切欠部を有し、該切欠部に対向する乾燥室内周の伝熱面には破砕刃を突設してなるので、原料の破砕が効率良く行えると同時に破砕・撹拌回転羽根により、低速で運転し、初期に破砕することにより動力負荷を低減させることが可能となった。
【００１９】
更に、乾燥室の一端には脱着可能な蓋部を備え、該蓋部は軸受を介して回転軸を保持しているので、使用後には、乾燥室を所望の角度に傾けておいてから、蓋部を取り外すことで乾燥室内部の清掃が容易となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面に基づい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】
【００２１】
本発明に係る多機能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の両側下部にある熱媒出口Ａ２ａ，Ａ２ｂ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。
【００２２】
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。このダスター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。
【００２３】
この凝縮器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。
【００２４】
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の上部において形成された互いに対向する一対の支点軸２間で、内部が乾燥室となったドラム状のケーシング３を揺動自在に支承しており、該ケーシング３の下部一端側と前記架台１との間に配された角度変更機構４によってケーシング３自体を正逆いずれかの方向へ傾倒させることができるようにしている。上記ケーシング３の傾倒に応じ当然のことながら乾燥室も傾倒することになる。なお、以下において該支点軸２を中心として水平面より反時計回り方向を正方向、時計回り方向を逆方向と表現する。
【００２５】
上記このケーシング３の傾倒動作においては、例えば、図３（ａ）に示すように、破砕撹拌時での正方向への傾斜角度を通常１５°〜３０°とし、同（ｃ）に示すように、撹拌時での逆方向の傾斜角度を通常３０°〜７５°とするように角度変更機構４の角度調整範囲が設定される。また、用途により自由に角度を設定することができる。
【００２６】
また、角度変更機構４としては、原料の大きさや角度仕様によって、例えば空気圧シリンダー、油圧シリンダー、電動シリンダー、ウオームギア減速機構等のいずれかを選択採用することができる。また、ケーシング３の上側他端には点検口Ｃ３が設けられ、乾燥室内を上側から覗くことで容易に点検できるようにしている。
【００２７】
ケーシング３の両端開口側は、各々の蓋部５，６によって閉塞され、ケーシング３の外周は熱媒ジャケット７によって囲繞されている。該熱媒ジャケット７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。このうち一方の蓋部５側には羽根駆動原動機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１０及び軸シール１１を介して蓋部５を貫通し、ケーシング３内部の乾燥室に導入されている。
【００２８】
上記シャフト９には、破砕・撹拌回転羽根１２と乾燥・撹拌回転羽根１３とが左右に分割された状態で並設されており、このうち破砕・撹拌回転羽根１２側の先端には、図３（ｂ）に示すように、切欠部１４を有し、該切欠部１４に対向するケーシング３内における乾燥室の内周伝熱面には複数の突起状の破砕刃１５を突設している。これによって、ケーシング３内の乾燥室を、破砕・撹拌回転羽根１２による破砕撹拌乾燥と、乾燥・撹拌回転羽根１３による撹拌乾燥とにそれぞれ２分した構成としている。
【００２９】
そして、高い水分含有量を有する原料の投入時における乾燥初期では角度変更機構４によってケーシング３を、図４（ａ）に示すように、破砕・撹拌回転羽根１２側が斜め下方に位置する正方向に傾斜させ、該破砕・撹拌回転羽根１２を回転軸であるシャフト９の軸芯を正方向側に傾斜した状態としてインバータにて低速回転させるものとしている。
【００３０】
一方、乾燥中期及びそれ以降の低い水分含有量の破砕乾燥原料に対しては、角度変更機構４によってケーシング３を、図４（ｃ）に示すように、乾燥・撹拌回転羽根１３側が斜め下方に位置する逆方向に傾斜させ、該乾燥・撹拌回転羽根１３を回転軸であるシャフト９の軸芯を逆方向側に傾斜した状態として高速回転させるものとしている。
【００３１】
このとき羽根駆動原動機８は、破砕・撹拌回転羽根１２及び乾燥・撹拌回転羽根１３の回転稼動時間の割合を、一例として、破砕撹拌時に２／５、撹拌時に３／５程度とする。また、これら両羽根１２，１３の運転は、プログラム制御も可能であって、原料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。
【００３２】
また、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、他方の蓋部６はケーシング３に対して脱着可能としており、この蓋部６の下側には処理後の原料を排出させるための排出口Ｃ２が設けられている。そして、蓋部６は、ラジアル方向の荷重を支持する軸受１６を介して回転軸となるシャフト９を保持している。
【００３３】
図４（ａ）及び（ｂ）には、ケーシング３から他方の蓋部６を取り外す場合の実施例が示されている。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を直接保持したままの状態としている。そして、ケーシング３から他方の蓋部６を取り外す場合には、点検口Ｃ３を介してケーシング３内にフック棒状の軸サポート１７を挿入し、その先端のフック部にシャフト９を係架させてから軸サポート１７の末端部を点検口Ｃ３に固定する。この状態で蓋部６を取り外せば、シャフト９はケーシング３内でブラ付かせずに中央で安定に保持しておくことができ、これによって乾燥室内を容易に清掃することを可能としているものである。
【００３４】
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、動作の一例について説明する。なお、乾燥装置Ｓ３の熱源は飽和蒸気の場合を例に説明する。
【００３５】
先ず、供給ホッパＳ１に蓄えられた原料は原料圧送ポンプ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。
【００３６】
原料によっては粘性があり団子状になることが多いため、乾燥装置Ｓ３内での初期乾燥では、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、ケーシング３を破砕・撹拌回転羽根１２側が斜め下方に位置するように正方向に傾けてから、インバータにて該破砕・撹拌回転羽根１２を低速回転させて原料を破砕撹拌しながら乾燥を行う。
【００３７】
乾燥中期になると粘性も低くなり原料は乾燥室内で移動し易くなることから、図３（ｃ）及び（ｄ）に示すように、ケーシング３を乾燥・撹拌回転羽根１３側が斜め下方に位置するように逆方向に傾けてから高速回転に切り替えて該乾燥・撹拌回転羽根１３で撹拌乾燥を行う。
【００３８】
このとき、原料は乾燥・撹拌回転羽根１３の高速回転により撹拌されるため、伝熱効率が高くなる。また、両羽根１２，１３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。
【００３９】
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。
【００４０】
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、原料によっては常圧（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。
【００４１】
乾燥が終了したら、図３（ｅ）に示すように、ケーシング３を乾燥・撹拌回転羽根１３側が斜め下方に位置するように逆方向に傾けた状態で排出口Ｃ２から乾燥した原料を排出する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明を実施するための最良の形態における多機能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】多機能撹拌伝熱式乾燥装置の具体的な構成を示す断面図である。
【図３】多機能撹拌伝熱式乾燥装置の使用・動作を説明するもので、（ａ）は乾燥初期において原料を破砕乾燥している状態の断面図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図、（ｃ）は乾燥中期及びそれ以降において原料を高速で撹拌乾燥している状態の断面図、（ｄ）は（ｃ）の一部拡大図、（ｅ）は処理後の原料を排出している状態の断面図である。
【図４】同じく多機能撹拌伝熱式乾燥装置における乾燥室一端に設けられた蓋部の構成を示し、（ａ）は蓋部を取り外す前の状態の断面図、（ｂ）は蓋部を取り外した状態の乾燥室の正面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１      架台
２      支点軸
３      ケーシング
４      角度変更機構
５      蓋部
６      蓋部
７      熱媒ジャケット
８      羽根駆動原動機
９      シャフト（回転軸）
１０      駆動側軸受
１１      軸シール
１２      破砕・撹拌回転羽根
１３      乾燥・撹拌回転羽根
１４      切欠部
１５      破砕刃
１６      軸受
１７      軸サポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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