JP4395755B2 - ドラムドライヤー - Google Patents

Description

【技術分野】
本発明は、ダブルドラム式のドラムドライヤーにおいて、ドラム間の濃縮部分で突沸により生じる液跳ね飛散によるトラブルを防止するのに有効な液跳ね飛散防止部材を設けてあるドラムドライヤーに関する。
【背景技術】
ダブルドラム式の真空ドラムドライヤーまたはドラムドライヤーにおいて、液状原料（被乾燥物）の乾燥処理を行う場合には、真空ドラムドライヤーの場合は真空チャンバー内を真空機構によって真空に保持してドラムを加熱して乾燥を行う。また、ドラムドライヤーの場合、常圧のままドラムを加熱して乾燥を行う。いずれの場合も、原料供給機構からダブルドラム間の液濃縮部に液状原料を供給し、液濃縮部で濃縮された後、ドラムの表面に付着させ、ドラムからの熱により乾燥し、乾燥物はスクレーパーによって掻き落とされるものである。
従来のドラムドライヤーの代表例として図３に示した真空ドラムドライヤーに基づいて以下説明する。図３ａはドラム回転軸で軸（長さ）方向に対し垂直に回転軸を切断した縦断面図を、図３ｂはそのドラム回転軸の軸長さ方向の概略縦断面図を示す。
この図が示すように、このドラムドライヤーは真空チャンバー１７を有しており、その真空チャンバー１７の内部には固定ドラム１およびスライドドラム１’が相互に平行状態に配置されている。また、ドラム１，１’の上部にはシャフト１８が支持されており、このシャフト１８にはスクレーパーナイフ（掻き取り刃）２が取り付けてある。
このシャフト１８にはガイド板３がブラケットを介して支持されている。このガイド板３の末端における鉛直方向下部にはドラム軸と平行にパドルコンベヤーＡ４が固定されており、その進行方向末端下部にはパドルコンベヤーＢ５がドラム軸に垂直に固定されている。さらにパドルコンベヤーＢ５の両末端下部には上下にバタフライバルブＡ６、バタフライバルブＢ７を有したダブルダンパー受器８が設置されている。このダブルダンパー受器８はコニカル状の形状を有しており、受器内の乾燥物を強制的に排出するために上部から攪拌機９が設置されている。
このドラムドライヤーにおいて、液状原料の乾燥処理を行う場合には、まずチャンバー１７内を真空機構（図示してない）によって真空状態に保持しておいてからドラム１，１’を加熱して回転させる。つづいて原料供給機構（フィードノズル）１０からダブルドラム間の液濃縮部１１に液状原料を供給し、一時的に原液を滞留させて濃縮させる。そして、ダブルドラム間最短クリアランス部を通過させてドラムの表面に付着させてドラムからの熱により乾燥し、乾燥物はスクレーパーナイフ２によって掻き落とされる。
この際、原料の液性によってはダブルドラム間の液濃縮部１１に滞留している原液が突沸して液跳ね飛散する現象が起こり、チャンバー１７の壁面に付着して収率が低下したり、付着物が成長し大きな塊状物となって落下し、ドラム回転の障害や、ドラム面を傷つける等の運転に支障を来たすばかりでなく、製品に混入粉体製品の品質低下などのトラブルを引き起こす。
ダブルドラム式のドラムドライヤーにおける従来の飛散防止機構として、図４に示すように２枚の金属製の飛散防止板がダブルドラム間濃縮部の上方からハの字形の傾斜でドラム１，１’上方に固定されている。この飛散防止板は両端の真空チャンバーで支持されたシャフトに取り付けてある。この設備を使用した場合、チャンバー壁面への飛散防止の役目を果たすが、液濃縮部での突沸飛散現象が起こるため、飛散防止板に付着した付着物が落下して上記と同様のトラブルを引き起こす。この飛散防止板を大型サイズのドラムドライヤーに適用したときは、飛散防止板の重量が重く容易に取り外しが出来ないため洗浄が困難であるといった問題が明らかとなった。
先に本出願人は、２枚の金属製の飛散防止板をダブルドラムそれぞれの上方にハの字形の傾斜で固定する従来方式とは異なり、ドラム間の液濃縮部内またはその表層部に、容易に取り外し可能な機構を備えた突沸飛散防止シートを水平に設けることにより、上記問題点が解消することを見出し、特許出願した（日本特許出願２００２−１８７２８６号）。しかし、この突沸飛散防止シートをドラム間の液濃縮部の液面から離れ、沸騰液と常時接触していない表層部に設けた場合、シートの下部は液跳ねにより濡れた状態であるため乾燥粉の付着が殆ど見られないのに対し、ドラム温度が、例えば９５℃であるとき、シート上部の周辺温度がドラムからの輻射熱により比較的に高温（４０〜５０℃）に晒されている。かかる状況下、ドラムの回転速度、原料の液性等によってシートの下部で沸騰した液の一部がドラムとシート両端との間隙部から飛散上昇し、これがシート上部に落下、付着し、乾燥して粉末となって成長するのと相まって、原料供給機構（フィードノズル）１０から供給した液状原料が回転中のドラムに衝突した際に、その一部が飛散上昇し、同様にシート上部に落下、付着し、乾燥して粉末となり、これらが大量に堆積してシートをドラムドライヤーに巻き込んで落下させる危険性があること、シートを装着したままでは堆積物を洗浄除去するのは困難であるために、堆積物の発生都度、シートを取り外して洗浄する必要があり、長期間の連続安定運転に支障を来たすことから、なお改善すべき課題があることが判明した。
【発明の開示】
前項記載の従来技術の背景下に、本発明は、上記実情に鑑み、突沸飛散防止シートとは形態および機構が異なり、液濃縮部近傍の上方部に設けた場合においても、飛散液の乾燥粉末化を防止して、連続運転を可能ならしめる液跳ね飛散防止部材を設けてあるドラムドライヤーを提供することを目的としている。
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、冷却機能の付与された液跳ね飛散防止部材を液濃縮部近傍の上方部に設けることにより、ドラム運転中、高温に晒される雰囲気下においても、液跳ね飛散防止部材の温度上昇が抑制され、その結果、飛散液が上部面に付着したときには、液状のまま留まっているため、長期間の連続安定運転が可能であり、ドラム運転終了後、装着したまま洗浄可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、第１の本発明は、ダブルドラム式のドラムドライヤーにおいて、ドラム間の液濃縮部近傍の上方部に、冷却機能を有する液跳ね飛散防止部材を水平面に設けてあるドラムドライヤーである。
第２の本発明は、冷却機能を有する液跳ね飛散防止部材は、内部に冷却液体媒体を送り込むための空洞を有するものである。
第３の本発明は、冷却機能を有する液跳ね飛散防止部材は、冷却水を送り込む中空金属である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明に係る一実施例を示す概略図である。
図２は、本発明に係る回転式の液跳ね飛散防止部材を示す概略図である。
図３は、図３（ａ）は従来のドラムドライヤー装置本体のドラム回転軸で軸方向（長さ方向）に対し垂直な概略縦断面図を、図３（ｂ）はそのドラム回転軸の軸の長さ方向の概略縦断面図を示す。
図４は、従来の飛散防止設備を示す概略図である。
以下、本発明を図面に示す実施例によって詳細に説明する。
図１に示すように、真空チャンバー内に外径２７．２ｍｍ、内径２３ｍｍのステンレス製金属パイプからなる液跳ね飛散防止部材１２がダブルドラム間最小クリアランスから６７ｍｍの上部に水平に設けてある。金属パイプは、真空チャンバーにフランジで固定されており、中空金属内に外部から冷却水が循環されてドラム間全域における金属パイプの温度は、ドラム運転中は、金属パイプ上部に付着した飛散液が乾燥して粉末にならない温度に制御されている。
好ましい温度範囲は、使用する液状原料についてトライアルテストによって容易に設定することができる。例えば、ドラム径３００ｍｍ、ドラム温度１００℃、ドラム回転数２ｒｐｍ、真空度２ｋＰａでチキンエキス（ドラム間濃縮部の蒸発温度１８℃）を３Ｌ／時間でフィードし乾燥を行った。その際に、液跳ね飛散防止用金属パイプの有無による飛散状態の差と、金属パイプに流す冷却水の温度を変え、金属パイプの表面温度を熱伝対で測定し、金属パイプ表面温度と金属パイプへの付着状況を観察した。また、冷却水を全く流さないで金属パイプのみで行った場合の参考例、および液跳ね飛散防止部材を設置しない場合の対照例についての結果も併せて表１（液跳ね飛散防止効果）に示した。
液跳ね飛散防止部材の有無による、液跳ね飛散状況の差は顕著で、真空チャンバー側面に設置してあるルッキンググラスに液跳ね飛散防止用金属パイプが無い場合（対照例）には、運転開始とともに付着が始まり、運転開始５時間で内部が観察できない程度に付着した。一方、液跳ね飛散防止用金属パイプを設置した場合、液跳ね飛散による付着はなく、２４時間後でもルッキンググラスを通して内部が鮮明に観察できた。
液跳ね飛散防止用金属パイプに冷却水を流し、金属パイプ表面温度を１３℃以下（蒸発温度より５℃以下）に制御した場合、蒸発した蒸気が金属パイプ表面で凝縮落下する現象が見られ、乾燥能力の低下が認められた。また、金属パイプが４０℃以上（蒸発温度より２２℃以上）、および冷却水を全く流さないで金属パイプを単に設置した場合［金属パイプ表面は６０℃に達した（蒸発温度より４２℃高い）］、パイプ表面での粉の付着成長が認められ、長時間運転により付着物が落下しトラブルの発生が懸念された。金属パイプ表面が蒸発温度に比べ０〜２０℃の範囲内に制御した場合、液跳ね飛散した液は金属パイプ表面に衝突後液状のまま流下し、２４時間運転後でも付着物は認められなかった。

液跳ね飛散防止部材の大きさは、ドラム表面に接触しない範囲でできるだけ大きい方が、液跳ね飛散した液が効率良く衝突し、液跳ね飛散防止効果が向上する。
液跳ね飛散防止部材の形状、材質は問わないが、形状としては、例えば、筒状、かまぼこ形又は三角台のように、少なくとも上面が平滑で、凸面をなして湾曲となっているか、又は頂点を有する山形に傾斜し、その内部に冷却液体媒体を送り込むための空洞、いわゆる中空構造であれば、これを濃縮部の表層部に設けた場合には、ドラム運転中、上部に付着した液が溜まることなく落下しやすく、更に、運転終了後、セットしたまま全体を均一に洗浄できるので、好ましい。材質は、金属、非金属（木材、合成樹脂等）を問わないが、強度、熱伝導性の面から金属が好ましい。
図２に回転式の液跳ね飛散防止部材（円筒）の例を示す。当該液跳ね飛散防止部材は、ドラム間にドラムと平行に設置されており、その両端を真空チャンバーを通して外部との間を真空シールし、ベアリング１４にて固定し、インバータ１５を取り付けたモーター・減速機１６にて回転させることにより行われる。この場合、軸を回転させ、そのトルク、モーター電流、回転数等を連続的に測定し、例えば、断水等による異常を検知し、ドラム運転を緊急に停止することができる。
【産業上の利用の可能性】
本発明に係る液跳ね飛散防止部材は、これを液面表層部上部に設置することで、濃縮部での突沸による液跳ね飛散を防止し、さらに上面に付着した液が乾燥粉体に成長せずに、液状のまま滞っていることから、長期間の連続安定運転が可能である。

Claims (3)

1. ダブルドラム式のドラムドライヤーにおいて、ドラム間の液濃縮部近傍の上方部に、冷却機能を有する液跳ね飛散防止部材を水平面に設けてあるドラムドライヤー。
2. 冷却機能を有する液跳ね飛散防止部材は、内部に冷却液体媒体を送り込むための空洞を有してなる請求項１記載のドラムドライヤー。
3. 冷却機能を有する液跳ね飛散防止部材は、冷却水を送り込む中空金属からなる請求項１記載のドラムドライヤー。

Images