JP4980281B2

JP4980281B2 - 間接加熱式回転乾燥機

Info

Publication number: JP4980281B2
Application number: JP2008088728A
Authority: JP
Inventors: 雅文青葉; 寿展林; 友幸藤木
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Mitsui E&S Holdings Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Mitsui E&S Holdings Co Ltd
Priority date: 2008-03-28
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2028-03-28
Also published as: JP2009243721A

Description

本発明は、間接加熱式回転乾燥機、更に詳しくは、横型の間接加熱式回転乾燥機に関するものである。

横型の間接加熱式回転乾燥機としては、例えば、図９のようなスチームチューブドライヤーが知られている。このようなスチームチューブドライヤーは、容積当たりの加熱面積が大きい。したがって、乾燥能力が大きく、伝熱速度が高いという特徴がある。更に、排気ガスの処理設備を必要としないことや、運転操作が容易であるなどの利点を有するために、多用されている。

一般に、スチームチューブドライヤー１０１は、長さが１０ｍ〜３０ｍ程の回転筒１１０を有し、この回転筒１１０内において、原料（例えば、湿潤粉体、粒状粉体など）をスチームにより加熱した加熱管１１１と接触させると共に、回転筒１１０の回転につれて原料を、順次、排出口１１２に移動させることによって連続的に乾燥させるようになっている。

図１０に示すように、加熱管１１１は、回転筒１１０の軸芯部を除く内周部分全体に環状に配列されている。更に、回転筒１１０内には、回転筒１１０の内周面から回転筒１１０の軸芯部に向かって突出する支持板１１８Ｕ，１１８Ｌが設けられ、これらの支持板１１８Ｕ，１１８Ｌに加熱管１１１を挿通することによって回転筒１１０の内周面に支持させている。尚、支持板１１８Ｕのグループと支持板１１８Ｌのグループは、図９に示すように、回転筒１１０の長手方向に所定の間隔をおいて設けられている。

上記回転筒１１０は、回転や、自重および熱の作用などによって楕円形に変形し、この変形により加熱管１１１を支持している支持部材１１８Ｕ，１１８Ｌの付け根部分に応力集中が発生し、支持部材１１８Ｕ，１１８Ｌの取り付け部分あるいは回転筒１１０に割れなどの破壊が発生することから、図１１に示すように、回転筒１１０の内周面に内周面全体にわたる補強リング１１９を前後２段に設け、一方の補強リング１１９に支持部材１１８Ｕを設け、他方の補強リング１１９に支持部材１１８Ｌを設けている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、回転筒の内周面に内周面全体にわたる補強リングを設けたり、あるいは回転筒の外周面に外周面全体にわたる補強リングを設けて回転筒を補強した場合には、ある程度の効果が得られるが、必ずしも満足できるものではなかった。また、従来は、回転筒の内周面あるいは外周面の全長にわたって補強リングを溶接する必要があるため、補強リングの取り付けが容易でなかった。また、既存の回転筒を改造しようとしても、回転筒の内周面に補強リングを設けることは不可能であった。
特開２００６−５７８８０号公報

本発明は、このような問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、支持部材の取り付け部分あるいは回転筒に割れなどの発生を従来よりも抑制することができるのみならず、既存の回転筒でも簡単に改造できる間接加熱式回転乾燥機を提供することにある。

本願の請求項１に係る間接加熱式回転乾燥機は、筒状の回転乾燥機本体内に多数の伝熱管を回転乾燥機本体の軸芯部を除く内周部分全体に環状に配置すると共に、回転乾燥機本体の内周面に回転乾燥機本体の軸芯部に向けて突出する多数の支持部材を設け、かつ、該支持部材に前記伝熱管を支持させた間接加熱式回転乾燥機において、前記回転乾燥機本体の周方向に隣接している支持部材の突出端を棒状体を介して互いに連結させたことを特徴とするものである。

本願の請求項２に係る間接加熱式回転乾燥機は、筒状の回転乾燥機本体内に多数の伝熱管を回転乾燥機本体の軸芯部を除く内周部分全体に環状に配置すると共に、回転乾燥機本体の内周面に回転乾燥機本体の軸芯部に向けて突出する多数の支持部材を設け、かつ、該支持部材に前記伝熱管を支持させた間接加熱式回転乾燥機において、前記回転乾燥機本体の周方向に隣接している支持部材の突出端を、該支持部材の突出端と同径の環状体によって互いに連結させたことを特徴とするものである。

本願の請求項１に係る発明は、筒状の回転乾燥機本体内に多数の伝熱管を回転乾燥機本体の軸芯部を除く内周部分全体に環状に配置すると共に、回転乾燥機本体の内周面に回転乾燥機本体の軸芯部に向けて突出する多数の支持部材を設け、かつ、該支持部材に前記伝熱管を支持させた間接加熱式回転乾燥機において、前記回転乾燥機本体の周方向に隣接している支持部材の突出端を棒状体を介して互いに連結させたので、回転や、自重および熱の作用などに起因する回転乾燥機本体の変形を抑制することが可能になる。

このため、伝熱管を支持している支持部材の付け根部分に発生する応力集中を抑制することができ、以て、支持部材の取り付け部分あるいは回転乾燥機本体に割れなどの破壊を抑制することができる。また、棒状体の溶接は、棒状体の両端部分のみであるから、従来の補強リングに比べて溶接長が大幅に減少し、工期短縮に寄与する。また、棒状体は、後付けが可能であるから、既存の回転筒を容易に改造することができる。

本願の請求項２に係る発明は、筒状の回転乾燥機本体内に多数の伝熱管を回転乾燥機本体の軸芯部を除く内周部分全体に環状に配置すると共に、回転乾燥機本体の内周面に回転乾燥機本体の軸芯部に向けて突出する多数の支持部材を設け、かつ、該支持部材に前記伝熱管を支持させた間接加熱式回転乾燥機において、前記回転乾燥機本体の周方向に隣接している支持部材の突出端を、該支持部材の突出端と同径の環状体によって互いに連結させたので、本願の請求項１に係る発明と同調に、回転や、自重および熱の作用などに起因する回転乾燥機本体の変形を抑制することが可能になる。

以下、本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。

図１に示すように、横型の間接加熱式回転乾燥機Ｍの主要部を構成している筒状の回転乾燥機本体１は、二つのタイヤ２を介して前後に配した支持ローラー３上に回転自在に乗っている。この回転乾燥機本体１は、二つのタイヤ３の間に環状の大歯車７を備え、この大歯車７は、ピニオン（図示せず）と噛み合っている。したがって、ピニオンを減速機５を備えた電動機４によって回転させることにより、回転乾燥機本体１を所定の速度で回転させることができる。また、回転乾燥機本体１は、一方に傾斜し、原料排出箱１１側が原料供給フード８側よりも低くなっている。

図３に示すように、回転乾燥機本体１は、その内部に多数の伝熱管２１を備えている。これらの伝熱管２１は、回転乾燥機本体１の軸芯部を除く内周部分全体に環状に配置されている。つまり、これらの伝熱管２１は、直径の異なるそれぞれの同一円周上に等間隔で配置され、その端部は、図２に示すように、端板２３ａに取り付けられている。

図２に示すように、伝熱管２１の途中には、多数の小孔２２ａが設けられ、この小孔２２ａを取り囲んで偏平な蒸気室２２が設けられている。蒸気室２２は、図３に示すように、周方向に多分割されている。伝熱管２１の右端部は、カバー２３によって盲にしてある。カバー２３は、全体を二つ以上に分割して取り外しの便を図っている。

図２に示すように、回転乾燥機本体１の右端には、材料かき上げ羽根１５が軸中心より放射方向に取り付けられ、その内側には、円錐状の羽根裏ガイド板１６が設けられ、処理材料を出口方向に誘導する。材料かき上げ羽根１５の中央部先端の出口１８の先には、円板状の蓋体１９があり、この蓋体１９は、管軸４０を介してハンドル２０に螺合している。したがって、ハンドル２０を回すことにより、出口１８に接近し、処理材料排出度合を調整する。

上記蒸気室２２には、導入口を有する回転継ぎ手１２ａの管２６に連なる蒸気入口３０ａがあり、蒸気供給管２７を通って蒸気などの媒体が供給され、伝熱管２１に入り、被処理物の加熱に使用される。伝熱管２１で凝縮したドレーンは、小孔２２ａより蒸気室２２へ入り、スパイラル管２８並びにスパイラルボックス２９を通って管３０に入り、回転継ぎ手１２ａの中心部より出口１３に導かれ、排出される。なお、符号１２は蒸気の入口、１４はキャリアガスの入口を示している。

原料である被処理物は、左端の原料供給フード８より供給され、スクリューフィーダ（図示せず）によって回転乾燥機本体１内に供給される。供給された被処理物は、回転乾燥機本体１内において加熱乾燥を終えて右端に送られ、材料かき上げ羽根１５に誘導されて原料排出箱１１の下部より排出される。

ところで、回転乾燥機本体１は、図４及び図５に示すように、その内周面に回転乾燥機本体１の軸芯部に向けて突出する平板状の多数（例えば、３〜１２枚。）の支持部材４１を設けている。その際、支持部材４１は、回転乾燥機本体１の周方向に等間隔に設置するが、正面視又は背面視において、前段の支持部材４１Ｕと後段の支持部材４１Ｌとが重複しないように配置する。例えば、支持部材４１が３枚の場合、前段の支持部材４１Ｕは、図４に示すように、回転乾燥機本体１の最上部を基点にして１２０°間隔で設け、後段の支持部材４１Ｌは、回転乾燥機本体１の最下部を基点にして１２０°間隔で設ける。

上記支持部材４１は、扇面状に形成され、同一円周上に設けられた孔４２に伝熱管２１を挿通することによって伝熱管２１を支持している。支持部材の形状は、扇面状に限るものではない。例えば、蒲鉾形なども考えられるが、取り扱い性や伝熱管の配置具合などを考慮すると、扇面状が好ましい。

この発明で最も重要なことは、図４及び図５に示すように、回転乾燥機本体１の周方向に隣接している支持部材４１の突出端４３を棒状体４５を介して互いに連結させることにある。更に詳しく説明すると、回転乾燥機本体１の周方向に隣接している二つの扇面状の支持部材４１の側面４４の先端部４４ａの間に角材状の真っ直ぐな棒状体４５を架橋させている。その際、支持部材４１と棒状体４５との接合面は、図６に示すように、溶接により結合させている。

上記のように、回転乾燥機本体１の周方向に隣接している支持部材４１の突出端４３を棒状体４５を介して互いに連結させることにより、回転や、自重および熱の作用などに起因する回転乾燥機本体１の変形を抑制することが可能になる。このため、伝熱管２１を支持している支持部材４１の付け根部分に発生する応力集中を抑制することができ、以て、支持部材４の取り付け部分、あるいは回転乾燥機本体１に割れなどの破壊を抑制することができる。

また、棒状体４５の溶接は、棒状体４５の両端部分のみであるから、従来の円筒体に比べて溶接長が大幅に減少する。また、棒状体４５は、後付けが可能であるから、既存の回転筒を容易に改造することができる。

他方、図７に示すように、回転乾燥機本体１の周方向に隣接している支持部材４１の突出端４３を、これらの支持部材４１の突出端４３に内接する仮想内接円と同径の環状体（リング）４６によって互いに連結させても同様の効果を得ることができる。なお、環状体４６は、円形に限るものではなく、支持部材４１の数によって六角形、十二角形もあり得る。

本発明（内端補強リング方式）と、従来例１（外面補強リング方式）と、従来例２（内面補強リング方式）と、従来例３（補強なし）について、有限要素法を用いて、間接加熱式回転乾燥機のタイヤ下シェルａ、内径側ライナーｂ、外径側ライナーｃ、スラストストッパーｄ、ジャッキアップ用補強板取付部ｅ、入口より１段目の伝熱管サポート取付部ｆ、入口より２段目の伝熱管サポート取付部ｇ、入口より３段目の伝熱管サポート取付部ｈの応力解析を行ない、その結果を図８に図示した。

図８中、実線は本発明、二点鎖線は従来例１、破線は従来例２、一点鎖線は従来例３を示している。図８より、回転乾燥機の１段目の伝熱管サポート取付部ｆから３段目の伝熱管サポート取付部ｈについては、従来例１〜３に比べて本発明の応力振幅がかなり減少していることが分かる。

各補強リングの寸法は、次の通りである。なお、ｈは補強リングの高さ（図５参照）、Ｈは補強リングの横幅（図１１参照）、ｔは補強リングの板厚（図１１及び図６参照）である。また、寸法単位はミリメートルである。
（１) 本発明：ｈ２００×ｔ３０
（２) 従来例１：Ｈ１００×ｔ３０
（３) 従来例２：Ｈ２００×ｔ５０

本発明に係る間接加熱式回転乾燥機の一部断面を含む側面図である。本発明に係る間接加熱式回転乾燥機の右端部の拡大断面図である。図２のＡ−Ａ断面図である。図１のＢ−Ｂ断面図である。図１のＣ−Ｃ断面図である。図４のＤ−Ｄ断面図である。支持部材の連結に環状体を用いた場合の間接加熱式回転乾燥機の横断面図である。本発明と従来例の応力解析結果を示す図である。従来の横型回転乾燥機の一部断面を含む側面図である。図９のＥ−Ｅ断面図である。従来の横型回転乾燥機の要部拡大断面図である。

符号の説明

１回転乾燥機本体
２１伝熱管
４１支持部材
４５棒状体

Claims

筒状の回転乾燥機本体内に多数の伝熱管を回転乾燥機本体の軸芯部を除く内周部分全体に環状に配置すると共に、回転乾燥機本体の内周面に回転乾燥機本体の軸芯部に向けて突出する多数の支持部材を設け、かつ、該支持部材に前記伝熱管を支持させた間接加熱式回転乾燥機において、前記回転乾燥機本体の周方向に隣接している支持部材の突出端を棒状体を介して互いに連結させたことを特徴とする間接加熱式回転乾燥機。
筒状の回転乾燥機本体内に多数の伝熱管を回転乾燥機本体の軸芯部を除く内周部分全体に環状に配置すると共に、回転乾燥機本体の内周面に回転乾燥機本体の軸芯部に向けて突出する多数の支持部材を設け、かつ、該支持部材に前記伝熱管を支持させた間接加熱式回転乾燥機において、前記回転乾燥機本体の周方向に隣接している支持部材の突出端を、該支持部材の突出端と同径の環状体によって互いに連結させたことを特徴とする間接加熱式回転乾燥機。