JP5164998B2 - 流体および／または固体を除去するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、粒子状物質の混合物から流体および／または固体を除去するための装置であって、円筒状の外側輪郭を有しているリング状の処理空間を構成する容器、前記粒子状物質を前記処理空間の中へ装入するとともに前記処理空間から排出するための装置、および、流動化作用物を下方から前記処理空間の中へ供給するためのファン装置、さらに、このファン装置の前方において流れ方向に前記流動化作用物を処理するための装置を備え、前記処理空間の中に、鉛直に延びている壁を通して鉛直方向に延びる小室が形成されており、これらのうちの１つの小室は、下方からの流動化作用物の流れがないかあるいは減少された排出用小室を構成し、この排出用小室の下端部には前記排出装置が配置され、また別の小室には装入装置が設けられて装入用小室を形成し、さらに、前記小室はそれらの上端部で開放されている、装置に関するものである。このような装置は、食品産業において使用されるばら積み品および物質を乾燥するために特に適しているが、他の粒子状物質あるいはそれらの混合物もまた、このような装置で処理することができる。

最新技術によれば、流動化作用物として過熱蒸気を原則として採用するタイプの複数の装置が提案されている。これらのいわゆる流動床蒸発乾燥機は、前記大量体積の物質あるいは粒子状物質通して過熱蒸気が流れることで、これらが流動化され、従って流動床層が生成されるようにするために、使用される。処理すべき物質は容器および処理空間の中へ装入されるための装入用小室から移送され、次の処理用小室を介して、排出用小室まで移送される。前記排出用小室には下方からの奔流がないので、処理された物質は排出用小室の下端部から、例えば排出スクリューによって排出することができる。排出端部では、装入装置と同様に、容器がロック装置によって封止されているので、処理手順は超過気圧の圧力の下で行うことができる。このような装置は、米国特許第５，２８９，６４３号明細書、欧州特許０９５５５１１号、ドイツ国実用新案２９９２４３８４Ｕ１号明細書、欧州特許出願０１５３７０４Ａ１号明細書、欧州特許出願０５３７２６２Ａ１号明細書および欧州特許出願０５３７２６３Ａ１号明細書の各公報に知られている。

このような対象は、典型的な処理方法および典型的な装置が示されているドイツ国特許出願６９９２３７７１Ｔ２号公報においてもまた知られている。ドイツ国特許出願６９９２３７７１Ｔ２号公報による装置では、処理空間が円筒状の外板から作られており、その中には、同様な円筒状の熱交換器が中央に配置されている。この熱交換器の外壁と前記容器の外壁との間には、鉛直に整列された仕切りが配置されることで、前記装入用小室から始まって、処理用小室が流れ方向に後ろに順番に配置されているので、物質はこれらを通過して、最終的に底部が閉鎖されているかあるいは蒸気が透過しない排出用小室に到達する。前記処理空間の下端部は奔流トレイによって制限されているが、この奔流トレイを通して、流動化作用物は、前記熱交換器の下方に配置されたファンによって処理空間へ吹き込まれる。処理空間の上方に隣接しているのは、上方に向って吹き流された物質の流速を減少させるとともに蒸気流を拡大させるように円錐状に広げられた遷移区域である。加熱することのできる円錐状シートメタル片が、この円錐状に広げられた遷移区域の内側に挿入されている。これらの円錐状シートメタル片は、蒸気によって運ばれたあらゆる粒子を遮り、それらを再び下方へ導くために、使用される。円錐状の遷移区域は、処理空間における小室に類似した方法で、いくつかの小室に再分割されている。

遷移区域の上方には、１以上の小室に分割されていない共通区域がある。このシステムの最上部には、前記熱交換器の周りに延出するとともに閉鎖された底部を有するサイクロンがある。塵粒子は、このサイクロンの外側へ排出されるか、あるいは管を介して排出用小室に流される。容器の中には、このサイクロンの周りに、いくつかの円筒状シートメタル片が吊り下げられている。これらの円筒状シートメタル片は、蒸気がサイクロンの内側における開口へ流れるときに蒸気を案内するために使用されており、これにより前記シートメタル片は、サイクロンへ通じる開口とは反対側の区域を除いて、容器の頂部にまでわたって延びている。サイクロンと容器の外壁との間に停止用シートメタル片を配置することができ、その場合、蒸気流はサイクロンの周りでさらに移動することができず、代わりにサイクロンの中における開口の方向に案内される。

このようなシステムは、いくつかの事例においてすでに構築されており、また、比較的小さいエネルギー消費で、乾燥出力に関する高度の効率をもたらしている。

本発明の目的は、装置全体について一般により小さい外被体積を備えるとともに、より大きい乾燥出力を達成することのできる、流体および／または固体を除去するための改良された装置を提供することである。

この課題は、独立請求項に記載された特徴的構成の備わった装置に係る本発明によって解決されている。本発明の有利な実施形態および成果は、従属請求項に記載されている。

粒子状物質の混合物から流体および固体の少なくとも一方を除去するための装置であって、円筒状の外側輪郭を有しているリング状の処理空間を構成する容器、前記粒子状物質を前記処理空間の中へ装入するとともに前記処理空間から排出するための装置、および、流動化作用物を下方から前記処理空間の中へ供給するためのファン装置、さらに、このファン装置の前方において流れ方向に前記流動化作用物を処理するための装置を備えてなり、前記処理空間の中に、鉛直に延びる壁を通して鉛直方向に延びる小室が形成され、これらのうちの１つの小室は下方からの流動化作用物の流れがないかあるいは減少された排出用小室を構成し、前記排出用小室の下端部には前記排出装置が配置され、また別の小室は装入装置が設けられて装入用小室を形成し、前記小室はそれらの上端部で開放されている装置によって、以下がもたらされる。すなわち、前記壁の上方にはねじれスクープ（scoop、ガイド経路）が配置され、これらは、装入用小室から排出用小室へ流れ方向に傾斜あるいは湾曲されており、前記ねじれスクープの外側直径は前記壁の外側直径よりも大きくなく、従って処理空間よりも大きくなく、また前記ねじれスクープは、前記壁を包囲する外側ジャケットによって包囲されているが、前記処理空間を包囲する前記外側ジャケットを越えて半径方向外側には突出していない。流動化作用物は、前記処理空間を通って下方から上方へ流れ、上方である遷移区域におけるねじれスクープどうしの間に浮上する。前記鉛直壁の上方にねじれスクープが配置されている結果、流動化作用物、とりわけ過熱蒸気の流れ方向に対して、処理すべき物質の移動方向とともに、影響を与えかつ維持することができる。これらのねじれスクープは、上方に配置された、好ましくは流れに影響を及ぼすいかなる部品もない自由空間において、ねじれ流と称される、回転状態で均質の流動化作用物の流れが生成されるように、湾曲されるかあるいは傾斜されている。このねじれ流の遠心力によって、半径方向外側に沿って吹き流された粒子が移動し、その一部がねじれスクープの区域の中へ再び落下するか、あるいは処理空間の中へ再び流れ込む。このねじれ流の方向によって、湿った粒子が前記装入用小室からそのまま出て前記排出用小室へ入ることが防止される。

前記ねじれスクープ区域を通って個々の小室から落ちて出て、その後に前記遷移区域の自由空間へ入る流動化作用物の流れは、の相異なる量の流れおよび条件の状態を示すが、これはねじれ流の中で均質化される。前記遷移区域のための円錐状の広がりと、同様に円錐状に広がった部品およびバッフル板の挿入はもはや必要ないので、軸方向における少なくとも同一の外側寸法合わせから導き出された空間節約に加えて、装置の構造における顕著な材料節約を達成することができる。

最もコンパクトな実行可能な外側ジャケットを提供し、従って、できるだけ少ない材料を使用する構造があるようにするために、ねじれスクープの上方の区域を円筒状にすること、あるいは上方へ向かって円錐状に先細りにすることができる。

前記ねじれスクープが接するその上端部で鉛直壁によって形成された前記小室は、外壁へ半径方向に延びることができるので、円周方向に見ると、それらは実際の再分割部および障壁を表わしている。前記通過開口は前記壁の下端部に存在していてもよいので、前記物質、とりわけ粗大粒子状物質は、前記壁の下方で円周方向に進み続けることもできる。ねじれスクープの数は基本的に鉛直壁の数に本質的に左右されず、前記ねじれスクープの配置は前記壁の上端部と前記ねじれスクープの下端部との直接的な結合に拘束されない。

ねじれスクープは、前記壁に取り付けることができ、あるいはそれらの壁とともに作ることができ、従って、粒子状物質および流動化作用物の両方の連続的な制御を容易にする。代案として、ねじれスクープの下端部と壁の上端部との間には高低差（垂直方向の差）があってもよく、この差によって、装入用小室から排出用小室の前方箇所への（しかし、排出用小室から装入用小室へではない）、起こり得る自由通過が容易になる。この差は、前記壁をねじれスクープから切り離すために、また、この装置の全重量を削減するために使用される。

前記自由空間の上方には集塵器が組み入れられていて、その下側において流動化作用物がさらなる（付加的）ねじれスクープを通って流れる。付加的ねじれスクープはねじれスクープと同じ方位を有しているとともに、集塵器の中に、流体作用物、塵粒子および、流体作用物によって吹き流された粒子状物質に実質的に循環状の流れ運動を引き起こすために、ねじれスクープより大きい傾斜度あるいは曲率を示している。換言すれば、ねじれスクープおよび付加的ねじれスクープによる流れ（あるいは粒子流）の２段階偏向があり、その結果、集塵器の中に遠心性領域が生成されており、その領域では吹き流された塵粒子および粒子状物質が外方へ、集塵器の壁における少なくとも１つの開口を通して移動し集塵器を出ることが好ましい。

本発明のある実施形態によれば、次の構成が提供される。すなわち、流体作用物の軸方向流速成分に関するねじれスクープの圧力側の面は、下端部に沿って１０度までの角度で傾斜している。これらの下端部では、ねじれスクープはまた、流体作用物の流れの軸方向成分に対して平行に方位付けることもでき、さらにそこから傾斜あるいは湾曲させることもできる。しかしながら、１０度までの角度で、それに対応して湾曲されあるいは傾斜された姿勢のねじれスクープを設けることもでき、また可能である。

ねじれスクープの上端部における軸方向流速成分を参照して、流体作用物の流れおよび粒子状物質の流れの両方について対応した集約的な偏向を引き起こすために、ねじれスクープは、これらの圧力側の面で、軸方向流速成分へ向かって３５度までの角度で傾斜している。

本発明に基づく装置における前記容器の内側には過熱器が配置されており、ねじれスクープの内側直径がこの過熱器の外側直径に相当している。このため、ねじれスクープは過熱器に対して半径方向内側で終端している。ねじれスクープの半径方向外側の側面は容器壁までずっと延びており、それによって、前記半径方向外側の側面には、ねじれスクープの側方（横方向）端部と容器壁の側方端部との間に隙間があることもある。

付加的ねじれスクープはその圧力側の面において、より集約的な流れの偏向を引き起こすために、その下端部において軸方向流速成分へ向かって１５度までの角度で傾斜している。その上端部では、軸方向運動の向きをほとんど完全に円周方向の向きに変えるために、その傾斜はほとんど９０度である。ねじれスクープおよび付加的ねじれスクープは、シートメタル状材料から作製されているのが好ましく、従って、圧力側の面における角度の大きさは、その圧力側の面から離れて対向する側面における角度の大きさに相当している。

付加的ねじれスクープの上方には、戻しスクープあるいは戻しねじれスクープが、ねじれスクープおよび付加的ねじれスクープの方向とは反対の方向に向けられる傾斜あるいは曲率で設けられている。これらの戻しスクープあるいは戻しねじれスクープの圧力側の面は、前記装入端部での流体作用物の軸方向流速成分に対して、９０度までの角度で傾斜しており、それによって、前記排出端部は０度までの角度で傾斜しているため、軸方向に対して平行である流れは、円周方向におけるリング状の流れの外側に現れる。その結果、流体作用物は軸方向に向きが変えられ、好ましくは、前記過熱器および前記ファンへ戻される。

本発明の１つの実施形態では、流体は、中央に配置された排出管を介して排出されるが、そのために戻しスクープはその半径方向内側で排出管に接している。戻しスクープは、二回湾曲されるかあるいは二回傾斜された形状を有していてもよく、この形状はまたねじれスクープおよび付加的ねじれスクープにも適用される。

その上、流体作用物を調整するために、流体作用物の精製、戻し、および加熱のための付加的装置をファンの前方に直列に接続することができる。

処理空間の下端部には、貫流開口のある奔流（onflow）トレイが配置されている。この奔流トレイには、体積流量に影響を及ぼし、円周方向に見ると、即ち処理すべき物質が移送される方向に見ると、異なった流体作用物の体積がもたらされる装置が備わっていてもよい。この異なる流体作用物の体積は、例えば前記小室の位置の関数として設定することができる。処理すべき物質が重ければ重いほど、すなわち、その物質が湿っていればいるほど、流体作用物の体積を大きくしなければならない。

装入装置および排出装置の備わった小室を互いに隣接させて配置することができ、そのため、装入用小室から排出用小室へのいかなる直接移送も防止するために、分離装置が設けられる。装入用小室および排出用小室が互いに隣接して配置されている場合には、物質は、基本的にリング状の処理空間の全周を通って流れるはずである。

本発明の成果によれば、次の構成がもたらされる。すなわち、奔流トレイは、処理空間を出てねじれスクープ区域の中へ入る粒子の排出が、ねじれスクープの上方における分離状態に対応する流動化粒子のはじける気泡によって、半径方向外側で、好ましくは容器壁の近傍で引き起こされるように、設計されている。処理空間の下方区域及び処理空間の半径方向外側端部における渦運動を促進するために、即ち、前記外壁の区域において、流速を増大させ物質をそこから上方へ移送するために、次の構成が設けられる。すなわち、奔流トレイの半径方向外側区域には、奔流トレイの半径方向内側区域におけるものよりも大きい開口比がある。換言すれば、前記外壁の区域においては、処理空間の内壁の区域、すなわち、過熱器の近傍におけるよりも、より多いか又はより大きい通過開口が、奔流トレイの中に配置されている。

奔流トレイには、粒子が処理空間の半径方向内側区域において付着するのを防止するために、アーチ形状部が備わっている。このアーチ状部分は一定のものであってもよく、あるいは、互いにある角度で方位付けされた基本的に平坦ないくつかのシートメタル片によって形成することができる。半径方向における奔流トレイのさまざまな開口比と組み合わされた奔流トレイのアーチ状部分のおかげで、半径方向における粒子の循環状流動床運動が作り出される。この輪郭は、前記壁の下方における奔流トレイによってアーチあるいはアーチ状多角形部分が形成されるように、鉛直壁の平面上に認められなければならない。これに対して、水平な奔流トレイの場合には、流動化することが困難である大きい粒子が付着するおそれがある。

奔流トレイには流体作用物のための通過開口があってもよく、これらの開口は相異なる形状のものでもよい。これらの通過開口は例えば、穴、細隙（スリット）、あるいは他の自由通過面として作製することができる。同様に、貫流開口は、奔流トレイが作られるシートメタル片における隙間によって形成することができる。

粒子移送を保証するために、前記小室の中には、可能な限り最も均一な流動化状態がもたらされる。粒子の流動化関連諸特性は、装入用小室から排出用小室への流体除去の結果として変動し、それゆえ、装入用小室の区域では、排出用小室の区域におけるものよりも大きい開口比が設けられている。好ましくは、開口比が装入用小室から排出用小室へかけて徐々にあるいは連続的に減少していることである。処理空間の内側における物質の運動に影響を及ぼすために、奔流トレイにおける前記開口は、垂直に、あるいはそれに対してある角度で配置することができる。

本発明に基づく装置は、過剰ガスが中央に配置された排出管を介して排出されるとともに稼動の間にエネルギーが連続的に供給される開放系として設計されている。

本発明の例示的実施形態が、添付図面を参照して、以下にいっそう詳しく説明される。

装置の全体斜視図である。 この装置の一部切欠側面図である。 図２におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図２におけるＤ−Ｄ線に沿った断面図である。 図２におけるＣ−Ｃ線に沿った断面図である。 図２におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

図１は装置１の斜視図を示しており、この装置には、基本的に円筒状の外板３の備わった容器２がある。保守のため装置１を下方から点検できるようにするために、容器２はフレーム４上に配置される。

図２には、容器２の備わった装置１が、外板３の一部取り外された一部切欠側面図に示されている。容器２の外側輪郭が基本的に円筒状であることがわかる。容器２の幾何学的構造は、その中に配置された構成要素とともに、以下で説明される。

その下端部でフレーム４の上に置かれた容器２にはアーチ状底部５があり、その中に図示しない換気ホイールが配置されており、それによって流動化作用物、とりわけ過熱蒸気が容器２の中で循環される。容器２の内側には、基本的に円筒状の過熱器６が配置されていて、前記流動化作用物が、基本的にリング状の処理空間２０の中へその下方から送り込まれる。この空間は過熱器６と外板３との間に設けられている。この処理空間２０は、下方からの前記流動化作用物の通過を可能にするが処理すべき前記物質の落下は許容しない奔流トレイ７により、空間２０の下端部に沿って規制されている。

奔流トレイ７の上方には鉛直整列壁８が配置されており、この壁は、過熱器６の外壁から容器壁３まで連続して延びているとともに、それら自体の間にいくつかの小室を形成している。これらの壁８は、奔流トレイ７まで下方へ連続して延びていてもよく、あるいは奔流トレイ７との間に自由空間を形成していてもよい。これらの壁８によって形成された前記小室は最上部が開放されているので、前記流動化作用物は、前記小室を通って下方から上方へ流れ、また処理すべき前記物質あるいはあらゆる粒子をいっしょに吹き流すとともに、それを下位の小室の中へ移送することができる。図示しない排出装置が設けられた前記小室には、そこを通って流れるどのような流動化作用物も少量の流動化作用物さえも存在しないため、前記奔流トレイの上方からあるいは前記奔流トレイに沿ってこの小室へ入る物質は、その底部区域に入り込み、また前記排出装置、例えばスクリューコンベアによってその排出用小室から外へ除去されることができる。

これらの壁８の上方にはねじれスクープ９が隣接しており、これらは壁８の間に設けられることもでき、壁８の垂直長さにほぼ対応するかあるいは壁８の垂直長さを超える垂直長さを有することもできる（即ち、壁８よりも長くてもよい）。ねじれスクープ９は壁８に対向しているその下側において、壁８に対して基本的に平行に整列されているので、ねじれスクープ９の圧力側の面は、流動化作用物の流速の軸方向成分に対して０度の角度で方位付けされている。図示されたこの例示的な実施形態では、ねじれスクープ９は湾曲しており、また、その曲率が装入用小室から排出用小室まで向かうように、方向付けられている。例えば、装入用小室および排出用小室が互いに隣接して配置されている場合には、装入用小室に対応するねじれスクープ９の曲率は、排出用小室から離れる方向に向かうため、粒子および物質の流れは、排出用小室までずっと流れるためには、容器２の、従って処理空間２０の全周にわたって移送される必要がある。

ねじれスクープ９の上端部は、流動化作用物の流れの向きを前記物質の流れの向きとともに円周方向に変えるために、流動化作用物の流速の軸方向成分に対して３５度までの曲率を有する。ねじれスクープ９は壁８の延長部分を表わしており、この延長部分は、ねじれスクープ９と壁８との間に隙間を伴ってあるいは伴うことなく作製することができる。ねじれスクープ９は、一回だけあるいは二回、湾曲した表面を形成することができ、換言すれば、ねじれスクープは、流動化作用物の流れの向きと前記物質あるいは前記固形物の移動方向とを要求に応じて変えるために、軸方向成分と半径方向成分との両方に沿って湾曲部があってもよい。前記流れ方向を変えるために、湾曲部の代わりに、他の直立壁状ねじれスクープ９の傾斜部が設けられていてもよい。

ねじれスクープ９の上方には、自由空間として設けられた遷移空間１０があるが、これは、流れに影響を及ぼすであろうどのような組立体も伴うことなく設けられているので、流動化作用物の流れと、この流動化作用物の流れによって吹き流された前記物質および前記粒子の移送とが、基本的に妨害されることなく生じることができる。この自由空間１０、いわゆる遷移区域はリング状であって、前記物質および流動化作用物の両方の自由循環状通路を水平面内に提供する。

ねじれスクープ９および遷移区域１０の上方には付加的なねじれスクープ１１が配置されており、付加的なねじれスクープ１１はこれまた一回だけあるいは二回、湾曲した表面があってもよく、ただしそれらの圧力側の面における軸方向流速成分に対して１５度までの入射角があってもよい。同じ用語を使用すると、排出角は９０度までになり、それによって一連のスクープの内側直径は過熱器６の外側直径に相当する。

一連の付加的ねじれスクープの上方には集塵器１２が設けられており、その外側直径は処理空間２０の外側直径よりも小さく、従って、壁８およびねじれスクープ９の区域における容器ハウジング３の外側直径よりも小さい。一連の付加的ねじれスクープの外側直径は集塵器１２の外側直径に相当している。一連の付加的ねじれスクープをねじれスクープ９へ取り付けると、装置１の構造になる。この装置は、圧力損失の点で最適化されていることで、装置全体として高い効率で作動することができる。容器２の外側輪郭３はここでは、少なくともねじれスクープの高さまで、この例では集塵器１２あるいは付加的ねじれスクープ１１の高さまで円筒状であり、その結果、圧力槽として作製されることが好ましい容器２が材料集約的構造となることが防止される。一連のねじれスクープによって、処理空間２０に存在する流動床層の上方に予備ねじれ流あるいはねじれ流が生成されて維持され、その結果、装入用小室から排出用小室への、必要なあるいは所望のさらに別の移送が支援される。集塵器１２の内側には遠心性領域が生成されており、その領域では、塵粒子と吹き流された粒状物質とが循環方式で外側へ移動するとともに、開口を通して排出される。

付加的ねじれスクープ１１の上方には、ねじれの方向とは逆に方向付けされた戻しスクープ１３が配置されており、これらの戻しスクープによって、流動化作用物を過熱器６へ戻すために流動化作用物のねじれの向きが変えられるとともに流動化作用物が静圧に変換される。これらの戻しスクープあるいは戻しねじれスクープ１３にも、流動化作用物の軸方向流速成分に対して９０度までの入射角のある、一回あるいは二回湾曲あるいは傾斜した表面が備わっており、それによって、排出角は、同じ用語を使用すると１０度までになる。一連のスクープの内側直径は排出管１４の外側直径に相当しており、一連のスクープの外側直径は過熱器６の内側直径に相当している。

図３は、装置１の断面図を表しており、奔流トレイ７とその上方に接する壁８との構造を明らかにしている。壁８と湾曲あるいは傾斜されたねじれスクープ９との間には自由空間が設けられているが、基本的には、ねじれスクープ９は壁８の上に直接、接していてもよい。

ねじれスクープ９の上方のリング状遷移区域１０はここでは、中央に配置された過熱器６と認識することができ、この区域は容器２のほぼ全長にわたって延びているので、奔流トレイ７の上方には、ねじれスクープ９の下端部にまでわたってリング状処理空間２０が形成される。下端部に配置された付加的ねじれスクープ１１と循環流の向きを軸方向流の向きに変えるための戻しスクープ１３とが備わっている集塵器１２は、ここでは過熱器６の外側直径に相当する戻しスクープ１３の外側寸法として、また、容器２の中で中央に配置された排出管１４の周辺における戻しスクープ１３の配置として認識することができる。

一連のねじれスクープによって、これまで慣用されてきた上方へ広がる円錐が置き換えられるともに、流れの向きの変更が引き起こされるので、前記物質のより大きい粒子は半径方向外側へ向きが変えられ、また容器壁の表面で速度が落ち、さらに、前記流動化作用物によるさらに別の処理を受けるために重力によって再び落下することになる。装入用小室１５から排出用小室１７への粒状物質の移送は、壁８の中に設けられかつ下方に配置された切欠を通して、奔流トレイ７に沿って円周方向に生じる。さらにまた、乾燥すべき物質は、ねじれスクープ９によって生成されたねじれ流に助けられてねじれスクープ９の上方へ移送されるので、さらなる別途の部品は省略することができる。

付加的ねじれスクープ１１は圧力損失の点で最適化された一連のスクープであり、この一連のスクープによって流動化作用物の向きは、まだ存在しているかもしれない前記物質あるいは塵粒子を側方のサイクロンで分離することを可能にするために、増大されたねじれ流に変えられる。戻しスクープ１３は基本的に軸方向構造を有しているとともに、排出管１４から始まって半径方向外側へ延びている。これによって流動化作用物のねじれが減少し、静圧に変換され、その結果、流動化作用物は過熱器６を通して容易に循環しやすくなる。外側の容器壁３は集塵器１２の外形に適合させることもでき、その結果、付加的ねじれスクープ１１の上方に必要な構造空間がさらに減少される。

図４は、図２におけるＤ−Ｄ線に沿った水平断面図を示している。下端部で、この図は、図示しない装入装置、例えばスクリューコンベアの備わった装入用小室１５を示しており、この装入装置は排出用小室１７の隣に直接配置されている。それによって、装入用小室１５と排出用小室１７とは、装入用小室１５から排出用小室１７の中への物質の直接的移送が阻止されるように流体学的に互いに隔てられている。複数の処理小室１６は装入用小室１５から始まって互いに隣接しており、これらの小室は仕切り８によって互いに隔てられている。仕切り８は、容器壁３に対して直接に接していてもよく、あるいは、下側が奔流トレイ７によって制限され上側がねじれスクープ９の下側によって制限されたリング状処理空間２０の内部で、ある距離をおいて吊り下げられていてもよい。処理すべき生成物を加熱するために、中間加熱壁１８を処理用小室１６の内側に配置することもできる。

図５は、図２におけるＣ−Ｃ線に沿った水平断面図を示しており、過熱器６の中央配置とこの過給器の周りのリング状パターンの中に配置されたねじれスクープ９とを明らかにしている。ねじれスクープ９は、半径方向へ延びている鉛直壁８の延長部分を構成しているとともに、過熱器６から容器２の外壁３まで延びている。ねじれスクープ９は、壁８とまったく同じように、基本的には半径方向に並べられており、乾燥すべき物質のほとんど軸方向の流れあるいは動きを、底部から頂部へ移送される流動化作用物の流れに向きを変え、それにねじれをもたらすために、一回あるいは二回の傾斜又は湾曲を示すことができる。

図６は、図２におけるＢ−Ｂ線に沿った水平断面図を示しており、ねじれスクープ９および付加的ねじれスクープ１１を、集塵器１２の基本的に円筒状のハウジングとともに、明らかにしている。付加的ねじれスクープ１１はまた、基本的に半径方向外側へ延びているとともに、それらの内側で過熱器６のハウジングに対して配置され、これらのスクープは、集塵器１２の外壁まで半径方向外側へ延びているとともに、それらの傾斜状湾曲部によって、ねじれスクープ９に比較すると増大した偏向がもたらされ、従って、ねじれの増大が引き起こされる。塵粒子は、例えば、この装置１の外側に配置された側方サイクロンによって、集塵器１２の外へ排出することができるが、これらの塵粒子は排出チャンバー１７の中へ移送することもできる。

付加的ねじれスクープ１１の上方には、戻しスクープあるいは戻しねじれスクープ１３が設けられており、これらのスクープは、基本的に軸方向に作用するとともに円周方向に方向付けされた流動化作用物の流れを静圧に変換し、また、その流動化作用物を予備処理あるいは加熱のために過熱器６へ供給する。流動化作用物を排出することのできる排出管１４が中央に配置されている。戻しスクープ１３は、排出管１４から過熱器６の周囲まで半径方向に延びている。流動化作用物を調整するために、付加的な予備処理装置を設けることができる。具体的には、ファンあるいは換気ホイールが衝突する塵粒子などによって損傷しないように、精製装置を設ける必要がある。

現在既知の解決法、すなわち、処理用のチャンバーあるいは小室の上方で容器を広げる円錐体の代わりに、本発明に基づく解決法によって、容器２に円筒状構造を付与することができる。この結果、とりわけ圧力槽として作られる容器２について、この装置が蒸発乾燥機として使用される場合に、乾燥出力の低下を招くことなく顕著な材料節約が可能になる。ファンはここでは、処理すべき物質、とりわけ乾燥すべき物質が流動化されるように設計されているので、乾燥すべき物質あるいは粒子は、装入用チャンバー１５から排出用チャンバー１７へ移送される。

いくつかの図において第１装入用小室１５として示された１６個の小室あるいはチャンバーの代わりに、１４個の処理用小室１６と最後の排出用小室１７、あるいはそれ以外の数の小室あるいはチャンバーを実現することができる。循環流パターンによって、流動化作用物の中の粒子を付加的ねじれスクープ１１と集塵器１２とによって最適な方法で分離することができる、という利点がもたらされる。１つの特定方向の流動化作用物および粒子の回転方向によって、ねじれスクープおよび付加的スクープ９，１１の曲率あるいは傾斜に対して反対方向の戻しスクープ１３の曲率あるいは傾斜に基づいた、ねじれ推力の静圧への戻りあるいは変換が同様に促進される。

１ 装置
２ 容器
３ 外板
４ フレーム
５ 底部
６ 過熱器
７ 奔流トレイ
８ 壁
９ ねじれスクープ
１０ 遷移区域
１１ 付加的ねじれスクープ
１２ 集塵器
１３ 戻しスクープあるいは戻しねじれスクープ
１４ 排出管
１５ 装入用小室
１６ 処理用小室
１７ 排出用小室
１８ 中間加熱壁
２０ 処理空間

Claims (26)

1. 粒子状物質の混合物から流体および固体の少なくとも一方を除去するための、円筒状の外側輪郭を有しているリング状の処理空間を構成する容器と、前記粒子状物質を前記処理空間の中へ装入するとともに前記処理空間から排出するための装置と、流動化作用物を下方から前記処理空間の中へ供給するためのファン装置と、さらに前記ファン装置の前方において流れの方向に前記流動化作用物を処理するための装置と、を備え、
   前記処理空間の中に、鉛直に延びている壁によって鉛直方向に延びる小室が形成されており、これらのうちの１つの小室は、下方からの流動化作用物の流れがないかあるいは減少された排出用小室を構成し、前記排出用小室の下端部には前記排出装置が配置され、また別の小室は装入装置が設けられて装入用小室を形成し、さらに前記小室はそれらの上端部で開放されており、
   前記壁（８）の上方にはねじれスクープ（９）が配置され、これらは前記流れ方向において前記装入用小室（１５）から排出用小室（１７）へ傾斜あるいは湾曲されており、前記ねじれスクープ（９）の外側直径は前記壁（８）の外側直径よりも大きくなく、また前記ねじれスクープ（９）は前記壁（８）を包囲する外側ジャケット（３）によって包囲されているが、前記壁（８）を包囲する前記外側ジャケット（３）を越えて半径方向外側に突出しておらず、前記ねじれスクープ（９）の上方に、前記ねじれスクープ（９）に対して同一の方向を示すとともにより大きい傾斜あるいは曲率を示す付加的ねじれスクープ（１１）が配置されている
   ことを特徴とする装置。
2. 前記処理空間（２０）の上方における前記容器（２）の前記外側ジャケット（３）は、円筒状あるいは円錐状に先細りに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記小室（１５，１６，１７）は、上端部で前記ねじれスクープ（９）が隣接する鉛直壁（８）から形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 前記ねじれスクープ（９）は、前記壁（８）へ取り付けられているか、あるいは一体化して形成されていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記ねじれスクープ（９）は、前記容器（２）に対して高低差を付けて配置されていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
6. 前記ねじれスクープ（９）の圧力側の面が、前記流動化作用物の前記軸方向流速成分に関して、前記下端部に沿って１０度までの角度で傾斜していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記ねじれスクープ（９）の圧力側の面が、前記流動化作用物の前記軸方向流速成分に関して、前記上端部に沿って３５度までの角度で傾斜していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
8. 前記装置の内部に過熱器（６）が配置され、前記ねじれスクープ（９）の内側直径が前記過熱器（６）の外側直径に相当していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
9. 前記付加的ねじれスクープ（１１）の圧力側の面が、前記流動化作用物の前記軸方向流速成分に関して、前記下端部に沿って１５度までの角度で傾斜していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記付加的ねじれスクープ（１１）の圧力側の面が、前記流動化作用物の前記軸方向流速成分に関して、前記上端部に沿って９０度までの角度で傾斜していることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
11. 前記ねじれスクープ（９）の上方に、流れに影響を及ぼすいかなる構成物もないリング状遷移区域（１０）が作られていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 前記ねじれスクープ（９）の上方に、前記ねじれスクープ（９）とは反対の傾斜あるいは曲率が備わった戻しスクープ（１３）が設けられ、その圧力側の面が、前記流動化作用物の前記軸方向流速成分に関して、その装入端部において９０度までの角度で傾斜していることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
13. 前記ねじれスクープ（９）の上方に、前記ねじれスクープ（９）とは反対の傾斜あるいは曲率が備わった戻しスクープ（１３）が設けられ、その圧力側の面が、前記流動化作用物の前記軸方向流速成分に関して、その排出端部において０度までの角度で傾斜していることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置。
14. 前記戻しスクープ（１３）は、それらの半径方向内側端部で、中央に配置された排出管（１４）に接していることを特徴とする請求項１２または１３に記載の装置。
15. 前記戻しスクープ（１３）は、二回湾曲された形状を有していることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の装置。
16. 前記装入用小室（１５）と前記排出用小室（１７）との間にいくつかの中間小室（１６）が配置されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つに記載の装置。
17. 前記装入用小室（１５）と前記排出用小室（１７）とは、互いに隣接するように配置されていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の装置。
18. 前記ねじれスクープ（９）は、二回湾曲された形状を有していることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の装置。
19. 前記付加的ねじれスクープ（１１）は、二回湾曲された形状を有していることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の装置。
20. 前記ねじれスクープ（９）の上方に集塵器（１２）が配置されていることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の装置。
21. 前記ファンの前方に、前記流動化作用物の精製、戻し、および加熱のための装置（６）が直列に連結されていることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載の装置。
22. 前記処理空間（２０）は、その下端部で、貫流開口のある奔流トレイ（７）によって制限されていることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の装置。
23. 前記奔流トレイ（７）は、アーチ状あるいはほぼアーチ状の輪郭を有していることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
24. 前記奔流トレイ（７）は、前記流動化作用物のための通過開口を有していることを特徴とする請求項２２または２３に記載の装置。
25. 前記奔流トレイ（７）の半径方向外側区域における、前記通過開口によって形成された自由貫流面が、半径方向内側区域におけるそれよりも大きいことを特徴とする請求項２４に記載の装置。
26. 前記貫流開口によって形成された前記自由貫流面は、前記装入用小室（１５）から始まって、その円周方向に減少していることを特徴とする請求項２４または２５に記載の装置。

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