JP5649863B2 - 液体噴霧乾燥機 - Google Patents

Description

この発明は、廃液や汚泥等の液状処理物の減容及び再資源化のため、あるいは、水溶化された食品や薬品等から乾燥製品を製造するために乾燥処理を行なう液体噴霧乾燥機に関するものである。

従来より、汚泥や廃液等の減容及び再資源化のため、あるいは、水溶化された食品や薬品等から乾燥製品を製造するために、廃液や水溶液等の液状処理物を乾燥させて乾燥物（以下において、乾燥処理物という）を生成するために液体乾燥機が用いられている。

このような液体乾燥機は、加熱された乾燥手段に対して処理する液状処理物を流入し、液状処理物の水分を加熱によって蒸発させて、乾燥処理物を生成する装置である。しかし、流入した液状処理物を乾燥させるため、乾燥効率が悪く、乾燥効率の向上を目的とし、液状処理物を霧化してから乾燥させる液体噴霧乾燥機が用いられている。

このような液体噴霧乾燥機は、液状処理物をスプレーノズルで霧化して噴霧し、噴霧された処理物（以下において、噴霧状処理物という）に熱を加えて乾燥させ、乾燥処理物を生成することができる。

例えば、このような液体噴霧乾燥機のひとつとして、２流体スプレーノズルを用いた液体噴霧乾燥機が提案されている（特許文献１参照）。
特許文献１に示す液体噴霧乾燥機は、上部に配置した２流体スプレーノズルと、２流体スプレーノズルの下方に配置し、内部が高温空間である乾燥塔とで構成し、２流体スプレーノズルで霧化して噴霧状処理物を、乾燥塔内部の高温空間で乾燥させ、乾燥処理物として生成することができる。

上記２流体スプレーノズルは、下端が開口する釣鐘状のノズル本体と、ノズル本体内部における上部に配置され、細い線状に液状処理物を噴出する液体噴出口と、液体噴出口から噴出された液状処理物に向かって圧縮空気を噴出する圧縮空気噴出口とで構成している。

このような構成の２流体スプレーノズルにより、液体噴出口から噴出された液状処理物は、圧縮空気噴出口から噴出された圧縮空気によって霧化され、釣鐘状のノズル本体の下端の開口部から、下方に配置された乾燥塔内部の高温な乾燥空間に向かって、噴霧することができる。

そして、乾燥塔内部の高温な乾燥空間において、噴霧状処理物の水分を蒸発させることによって、乾燥処理物を生成することができる。このように、液体噴霧乾燥機では、液状処理物を乾燥処理物として回収するため、処理物を減容化して回収できるとともに、回収した処理物を再資源化できるとされている。

しかし、上記液体噴霧乾燥機は、２流体スプレーノズルが詰まりやすく、メンテナンスに手間がかかり、満足できる処理性能を確保できない可能性があった。
詳しくは、上記液体噴霧乾燥機では、ノズル本体の内部において、ノズル本体の下端の開口部から下方に向かって噴霧する噴霧状処理物の噴霧方向に一致する方向に、液体噴出口から液状処理物を噴出する。これに対して、圧縮空気噴出口は、液体噴出口から噴出された液状処理物に向かって圧縮空気を噴出するため、上記噴霧方向に交差する方向に圧縮空気を噴出させることとなる。

したがって、噴霧方向に一致する噴出方向に噴出される液状処理物と、噴霧方向に交差する噴出方向に噴出される圧縮空気とがノズル本体内部において衝突して霧化する際に、液状処理物は、ノズル本体内部で飛び散り、ノズル本体内面に付着する。

なお、飛び散った液状処理物が付着するノズル本体内面は、高温な乾燥空間を内部に備えた乾燥塔に近いため、加熱されて高温になっており、飛び散って付着した液状処理物はノズル本体内面で乾燥し、強固に付着する。

一旦、処理物がノズル本体内面に付着すると、付着した処理物上に、処理物がどんどん蓄積し、ノズル本体の開口部を閉塞することとなる。完全に開口部が閉塞されずとも、蓄積した処理物によって、開口断面積が減少するため、噴霧状処理物の噴霧量が低減したり、蓄積した液状処理物が滴下したりして、乾燥処理の処理能力が低減することとなる。このような乾燥処理の処理能力の低減を防止するためには、つまり、処理能力を維持するためには、ノズル本体内面に付着した処理物をこまめに除去する必要があり、満足できる処理性能を確保できないおそれがあった。

特開２００７−３３０１４６号公報

そこで、この発明は、乾燥処理能力が低下することなく、安定して乾燥処理することのできる液体噴霧乾燥機を提供することを目的とする。

この発明は、液状処理物を噴霧し乾燥させる液体噴霧乾燥機であって、前記液状処理物に熱を加えて乾燥させる乾燥手段と、前記乾燥手段より高い位置に配置し、前記液状処理物を吐出する吐出手段と、前記乾燥手段より高い位置に配置し、前記乾燥手段に向かって、鉛直方向下向きに気体を噴出する気体噴出手段とを備え、前記乾燥手段を、少なくとも外周面が加熱され、中心軸方向に対して回転する倒位姿勢の円柱状の加熱円柱体で構成し、前記吐出手段を、前記液状処理物が導通する断面中空部の形状が導通方向に一様な液状処理物導通パイプで構成し、前記気体噴出手段を、前記吐出手段から吐出した前記液状処理物に対して鉛直方向下向きの前記気体を噴出する位置に配置するとともに、前記吐出手段における前記液状処理物の吐出方向を、前記気体噴出手段から前記加熱円柱体に向う鉛直方向下向きの前記気体の噴出方向に対して交差する方向であり、前記中心軸に平行な水平方向とし、乾燥機本体内部において、噴出された前記気体と吐出された前記液状処理物とが衝突する衝突箇所を開放空間としたことを特徴とする。

上記吐出手段は、液状処理物が内部空間を流れ、端部の開口から流出する配管やパイプとし、さらには、内部空間における液状処理物の流れる方向において、空間断面が一定である吐出手段とすることができる。

上記液状処理物は、含油汚泥、水性塗料、水性インキ、活性汚泥、洗浄水・洗剤廃液、コーヒー滓、ジャガイモ等の食品の皮・身などの乾燥処理物が処分対象となる含有物を含有する液状の処理物、あるいは、脱脂粉乳、インスタントコーヒー、粉末茶、調味料、プロテイン、粉末青汁、粉薬、顔料、セラミックス素材、触媒支持剤、化粧品、あるいは粉末洗剤等の乾燥処理物を製品として利用できる様々な水溶液とすることができる。

上記気体は、空気または窒素ガスなど液状処理物の性状に応じた適宜の気体とし、上記気体噴出手段は、適宜の気体を所定方向に噴出する噴出ノズルとすることができる。

上述の前記気体噴出手段によって、吐出手段から吐出した前記液状処理物に対して鉛直方向下向きに前記気体を噴出するということは、吐出手段の吐出部分の近傍の液状処理物に対して気体を噴出するということ、吐出手段から吐出され、乾燥手段に散布された液状処理物に対して気体を噴出するということ、あるいは吐出部分から乾燥手段までの間における液状処理物に対して気体を噴出するということを含む概念である。

したがって、上述の噴出された前記気体と吐出された前記液状処理物とが衝突する衝突箇所は、吐出手段の吐出部分の近傍、乾燥手段上あるいは吐出部分から乾燥手段までの間における箇所を含む概念となる。

上述の乾燥機本体内部において、噴出された前記気体と吐出された前記液状処理物とが衝突する衝突箇所を開放空間とするということは、乾燥機本体内部において、気体噴出手段から噴出された気体と、吐出手段から吐出した液状処理物とが衝突する衝突箇所の周囲を略囲繞する、例えば上述したようなノズル本体等の乾燥機本体内部と衝突箇所の周囲とを仕切る仕切りを備えていない空間であり、乾燥機本体内部において開放された空間であることをいう。

上記水平な中心軸に対して回転する倒位姿勢の円柱状の加熱円柱体は、円柱断面の中心を通り、円柱状の高さ方向である中心軸を回転中心として回転するとともに、中心軸方向が、垂直方向に対して交差する水平方向である姿勢の円柱体であり、いわゆるドラム式ドライヤで構成することができる。
上記水平方向は、水平な方向、あるいは略水平な方向とすることができる。

上述の液状処理物が導通する断面中空部の形状が導通方向に一様な液状処理物導通パイプは、液状処理物が導通する断面中空部の断面形状が、液状処理物の導通方向、つまり長手方向に変化しないパイプである。

この発明により、乾燥処理能力が低下することなく、安定して乾燥処理することのできる液体噴霧乾燥機を構成することができる。
詳しくは、乾燥機本体内部において、噴出された前記気体と吐出された前記液状処理物とが衝突する衝突箇所を開放空間としたことにより、液状処理物が気体と衝突して飛び散った場合であっても、例えば、ノズル本体内部で衝突した場合のように、液状処理物がノズル本体内面に付着してノズル本体の開口を閉塞し、ノズル本体から噴霧する噴霧状処理物の噴霧量が低減するような不具合が生じることを防止できる。

また、吐出手段における吐出方向を、気体噴出手段から乾燥手段に向う気体の噴出方向に対して交差する方向としているため、吐出手段から吐出した液状処理物は、気体噴出手段から乾燥手段に向って噴出された気体によって、乾燥手段に向う方向に液状処理物を噴霧することができる。したがって、例えば、吐出手段が液状処理物を乾燥手段に向って吐出するとともに、吐出手段が液状処理物を吐出する吐出方向に交差する方向に気体を噴出する気体噴出手段を複数備え、複数の気体噴出手段から噴出される気体が合わさって、吐出された液状処理物を乾燥手段に向かって噴霧する場合と比較して、確実に、液状処理物を霧化して、乾燥手段に向かって噴霧することができる。

詳しくは、吐出手段が液状処理物を乾燥手段に向って吐出するとともに、吐出手段が液状処理物を吐出する吐出方向に交差する方向に気体を噴出する気体噴出手段を複数備え、複数の気体噴出手段から噴出される気体が合わさって、液状処理物を乾燥手段に向かって噴霧する装置において、複数の気体噴出手段のそれぞれから噴出される気体の噴出圧力や噴出量のバランスが崩れた場合、複数の気体噴出手段から噴出され、合わさった気体の噴出方向が変化する。したがって、噴霧状処理物の噴霧方向が変化し、液状処理物を噴霧状処理物として乾燥手段に向かって確実に噴霧することができないおそれがある。

これに対し、乾燥手段に向かって気体を噴出する気体噴出手段を、吐出手段から吐出した液状処理物に対して気体を噴出する位置に配置するとともに、吐出手段における吐出方向を、気体噴出手段から前記乾燥手段に向う気体の噴出方向に対して交差する方向とすることにより、気体噴出手段からの気体の噴出方向が乾燥手段に向かっているため、吐出手段から吐出する液状処理物を、乾燥手段に向かって確実に噴霧することができる。

したがって、噴出された気体によって噴霧状処理物を安定して乾燥手段に供給することができ、乾燥処理能力が低下することなく、安定して乾燥処理することができる。また、例えば、上述したようなノズル本体内部で液状処理物と噴出した気体とを衝突させ、噴霧状処理物をノズル本体から噴霧させる場合を比較して、メンテナンスの必要性を低減し、利用者の満足度や利便性を向上することができる。

また、前記吐出手段及び前記気体噴出手段を、前記乾燥手段より高い位置に配置することにより、噴霧状処理物を乾燥手段に向かって効率よく噴出させることができる。

詳しくは、吐出方向が気体噴出手段の鉛直方向下向きの噴出方向に対して交差する吐出手段より吐出された液状処理物は、自重によって乾燥手段に向かって落下することとなる。つまり、自重による液状処理物の落下方向と、気体の噴出方向が略一致し、自重によって乾燥手段に向かって落下する液状処理物に対して気体を噴出させるため、低い噴出圧力や少ない噴出量で確実に噴霧状処理物を乾燥手段に向かって噴霧することができる。

また、前記乾燥手段を、少なくとも外周面が加熱され、中心軸方向に対して回転する倒位姿勢の円柱状の加熱円柱体で構成し、吐出手段における吐出方向を水平方向とすることにより、より効率的に液状処理物を乾燥処理することができる。
詳しくは、外周面が加熱され、中心軸を回転中心として回転する倒位姿勢の円柱状の加熱円柱体で乾燥手段を構成するとともに、吐出手段における吐出方向を水平方向とすることにより、噴霧状処理物を加熱円柱体の外周面の広い範囲にわたって散布することができる。

したがって、加熱円柱体の外周面において噴霧状処理物の散布範囲が狭く、集中する場合と比べて、噴霧状処理物が広い範囲に散布されることにより、乾燥効率を向上することができる。また、加熱円柱体の外周面において噴霧状処理物の散布範囲が狭く、集中する場合、一旦噴霧状処理物は、加熱円柱体の外周面で液状となり、加熱円柱体の外周面を伝って液ダレし、既に乾燥した処理物に付着するおそれがあるが、上記外周面における広い範囲に散布することにより、散布された液状処理物を効率的に乾燥し、液ダレが生じることを防止できる。

また、前記吐出手段を、前記液状処理物が導通する断面中空部の形状が導通方向に一様な液状処理物導通パイプで構成することにより、メンテナンスの必要性が低く、安定して乾燥処理を行うことができる。
詳しくは、例えば、吐出手段を、液状処理物が導通する断面中空部の形状が導通方向に向かって縮径する先細りの導通パイプで構成した場合、導通パイプの先端で液状処理物に含有する固形物が蓄積して閉塞するおそれがある。しかし、断面中空部の形状が導通方向に一様な液状処理物導通パイプを用いることによって、導通する液状処理物に固形物が含有する場合であっても、断面内空部が閉塞するおそれがない。したがって、所望の吐出量及び吐出圧力で液状処理物を吐出できるため、安定した乾燥処理を行うことができる。

この発明の態様として、前記吐出手段から吐出する前記液状処理物の吐出圧力及び吐出量のうち少なくとも一方を調節する吐出調節手段、前記液状処理物の吐出方向を調節する吐出方向調節手段、前記気体噴出手段から噴出する前記気体の噴出圧力及び噴出流量のうち少なくとも一方を調節する噴出状態調節手段、並びに、前記気体の噴出方向を調節する噴出方向調節手段のうち少なくともひとつを備えることができる。

この発明により、液状処理物の吐出圧力及び吐出量、気体の噴出圧力及び噴出量、液状処理物の吐出方向、並びに気体の噴出方向のうち少なくともひとつを調節することができる。これにより、性状の異なる様々な液状処理物に応じた適切な吐出圧力、吐出量及び吐出方向、並びに、噴出圧力、噴出量及び噴出方向に設定することができ、液状処理物の性状に応じて乾燥処理に適した噴霧状態を構成することができる。したがって、様々な性状の液状処理物であっても、効率よく乾燥処理することができる。

また、この発明の態様として、前記吐出手段及び前記気体噴出手段を、それぞれ独立した構成とすることができる。
この発明により、簡単な構造で構成するとともに、メンテナンス性を向上することができる。

詳しくは、例えば、前記吐出手段及び前記気体噴出手段を一体構成した場合、一体構成された吐出手段及び気体噴出手段に接続する液状処理物や気体の配管等の構造が複雑化する。また、例えば、吐出手段における吐出方向を調整する吐出方向調節手段や、気体噴出手段における噴出方向を調整する噴出方向調節手段を備える場合、一体構成された吐出手段及び気体噴出手段に上記方向調整手段を備える場合と比較して、簡易な構造で方向調整手段を備えることができる。

さらには、例えば、前記吐出手段及び前記気体噴出手段のうちいずれかが故障した場合、前記吐出手段及び前記気体噴出手段を一体構成とすると、両方を交換する必要があるが、別体構成することにより、故障した方のみを交換すればよく、またメンテナンス作業が容易となる。

この発明により、乾燥処理能力が低下することなく、安定して乾燥処理することのできる液体噴霧乾燥機を提供することができる。

液体噴霧乾燥機の全体概要図。 乾燥機本体の断面図。 乾燥機本体内部の斜視図。 噴霧状処理物についての説明図。 別の実施形態の乾燥機本体の断面図。 さらに別の実施形態の乾燥機本体の断面図。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
図１は液体噴霧乾燥機１の全体概要図を示し、図２はドライヤ本体４の断面図を示し、図３はドライヤ本体４の内部における斜視図を示し、図４はドライヤ本体４における噴霧状処理物Ｅ’についての説明図を示している。なお、図４（ａ）は液状処理物搬送パイプ２５と噴出ノズル３６の拡大側面図を示し、図４（ｂ）は噴霧状処理物が乾燥する課程について説明するための拡大断面図を示している。

液体噴霧乾燥機１は、図１に示すように、液状処理物Ｅを乾燥する液状処理物乾燥部１０と、液状処理物Ｅを液状処理物乾燥部１０に供給する液状処理物供給部２０と、圧縮空気を液状処理物乾燥部１０に供給する圧縮空気供給部３０とで構成している。

なお、ここで乾燥処理する処理対象である液状処理物Ｅは、含油汚泥、水性塗料、水性インキ、活性汚泥、洗浄水・洗剤廃液、コーヒー滓、ジャガイモ等の食品の皮・身などの乾燥処理物が処分対象となる含有物を含有する液状の処理物、あるいは、脱脂粉乳、インスタントコーヒー、粉末茶、調味料、プロテイン、粉末青汁、粉薬、顔料、セラミックス素材、触媒支持剤、化粧品、あるいは粉末洗剤等の乾燥処理物を製品として利用できる様々な水溶液とすることができる。

液状処理物乾燥部１０は、ドライヤ本体４と、高温の水蒸気を生成するボイラ１１と、ボイラ１１で発生した水蒸気をドライヤ本体４の内部へ供給する蒸気ライン１２と、蒸気ドレーンコック１３ａを備え、ドライヤ本体４の内部に溜まった水分を外部に排出する排水ライン１３と、運ばれてきた蒸発蒸気（ベーパ）を含む排気ガスを蒸発蒸気と排気ガスとに分離する気水分離機１４と、経路途中に換気ファン１５ａを有し、ドライヤ本体４の上部の換気口４２ａと気水分離機１４とを接続する換気ライン１５と、気水分離機１４と液状処理物タンク２１とを接続する処理物循環ライン１６と、気水分離機１４に接続し、排気ガスを外気へ排出する排気ライン１７とで構成している。

なお、換気ライン１５は、換気ファン１５ａによりドライヤ本体４内で発生する液状処理物Ｅから蒸発した蒸発蒸気（ベーパ）を含む排気ガスを気水分離機１４へ排出する構成である。また、処理物循環ライン１６は、分離された蒸発蒸気を、後述する液状処理物タンク２１へ還元する構成である。

液状処理物供給部２０は、液状処理物Ｅを貯蔵する液状処理物タンク２１、該液状処理物タンク２１の液状処理物Ｅを液状処理物乾燥部１０に向かって圧送する圧送ポンプ２２、液状処理物乾燥部１０に供給する液状処理物Ｅの流量を調整する液状処理物流量調整バルブ２３、並びに、圧送ポンプ２２及び液状処理物流量調整バルブ２３を介し、液状処理物タンク２１と液状処理物乾燥部１０とを結ぶ液状処理物搬送ライン２４で構成している。

なお、液状処理物搬送ライン２４の先端には、ドライヤ本体４内部に配置される液状処理物搬送パイプ２５が接続され、液状処理物搬送パイプ２５の先端には、液状処理物吐出口２６が形成される（図３参照）。
液状処理物搬送パイプ２５は、内部に導通空間２５ａが形成され、長手方向に断面変化しない円形断面の導通パイプで形成している。

圧縮空気供給部３０は、圧縮空気Ａを生成するコンプレッサ３１、コンプレッサ３１で生成された圧縮空気Ａを貯蔵しておく圧空タンク３２、圧空タンク３２からドライヤ本体４へ向けて圧縮空気Ａを供給する圧空ライン３３、及びドライヤ本体４へ向けて供給する圧縮空気Ａの流量を調整する空気流量調整バルブ３４で構成している。なお、圧空ライン３３の先端には、ドライヤ本体４内部に配置される圧空搬送パイプ３５が接続され、圧空搬送パイプ３５の先端には、圧縮空気Ａを噴出する噴出ノズル３６を備えている（図３参照）。

ダブルドラム式ドライヤと呼ばれるドライヤ本体４は、作業架台４１上に配置されたドライヤハウジング４２と、ドライヤハウジング４２内部に配置された倒位姿勢の２基のドライヤドラム４３と、ドライヤドラム４３で乾燥した乾燥処理物Ｆをドラム表面から剥がすスクレーパ４４と、スクレーパ４４によって剥がされた乾燥処理物Ｆを回収する乾燥処理物回収タンク４５とで構成している。

ドライヤハウジング４２は、下から順に階段状に小さくなる正面視略ピラミッド型であり、上端に換気口４２ａを備え、内部に略閉鎖状の内部空間４２ｂを構成している。

内部空間４２ｂには、図２，３に示すように、２基のドライヤドラム４３を、その中心軸Ｌ同士が同じ高さで平行となるように設置するとともに、奥行き位置も合わせて配置している。そして、２基のドライヤドラム４３は、図示省略する駆動源により互いに、中心軸Ｌを回転中心として、外向きに回転する構成である（図２における矢印参照）。なお、２基のドライヤドラム４３の対向部分は、外周面が互いに接しているが、わずかにクリアランスを設けてもよい。

そして、ドライヤドラム４３の背面側側面の中心に蒸気ライン１２が接続され、ドライヤドラム４３の内部へ導入された高温の水蒸気によって、ドライヤドラム４３の外周面は加熱される。

スクレーパ４４は、液状処理物乾燥部１０の両外側下部に設けられており、スクレーパ４４の先端部４４ａは、ドライヤドラム４３の外周面に接し、ドライヤドラム４３の外周面上を摺動する。

また、内部空間４２ｂにおいて、液状処理物導通パイプ２５及び圧空搬送パイプ３５を、ドライヤドラム４３の上方に設けている。なお、液状処理物導通パイプ２５は、液状処理物搬送ライン２４に接続され、圧空搬送パイプ３５は、圧空ライン３３に接続されている。

液状処理物導通パイプ２５は、２基のドライヤドラム４３の対向部分の直上において、ドライヤドラム４３の中心軸Ｌに平行となるように水平に設けられている。これに対して、圧空搬送パイプ３５は、２基のドライヤドラム４３の対向部分の直上において、その長手方向が垂直になるよう配置している。

圧空搬送パイプ３５は、内径が二段階に分かれており、開口部付近のパイプの内径Ｒ２が開口部より遠いパイプの内径Ｒ１より小さくなっている、すなわち、開口部に近づくと圧空搬送パイプ３５の内径が小さくなる構造になっている。圧縮空気Ａは、圧空タンク３２から圧空ライン３３を通って圧空搬送パイプ３５へ達し、圧空搬送パイプ３５の開口部から液状処理物乾燥部１０へ向かって噴出する構成である。なお、圧空搬送パイプ３５は、開口部に近づくとパイプの内径が小さくなる構造であるため、圧縮空気Ａは、開口部付近で流速を増して開口部より、ドライヤドラム４３に向かって圧縮空気Ａを垂直下向きに噴出することができる。

図４（ａ）に示すように、液状処理物導通パイプ２５は一様な内径Ｒ３の円筒でありドライヤドラム４３の中心軸Ｌと略平行に液状処理物Ｅを吐出することができる。

したがって、液状処理物導通パイプ２５より水平に吐出された液状処理物Ｅは、圧空搬送パイプ３５から噴出した圧縮空気Ａにより霧化されて噴霧状処理物Ｅ’となり、自重と空気圧によりドライヤドラム４３の外側面に対して薄く、そして広く散布することができる。

なお、正面視における噴霧状処理物Ｅ’の噴霧形状は、圧空搬送パイプ３５の開口部を通る鉛直軸に対して対称な噴角Ｄが約６０度の扇形状となる。また、側面視における噴霧状処理物Ｅ’の噴霧形状は、液状処理物導通パイプ２５の液状処理物吐出口２６からドライヤドラム４３の外周面全域にわたる放物形状となる。

また、図２，３に示すように、ドライヤドラム４３の上方であり、液状処理物搬送パイプ２５から吐出される液状処理物Ｅと圧空搬送パイプ３５の噴出ノズル３６から噴出される圧縮空気Ａとが衝突して噴霧状処理物Ｅ’となる衝突箇所Ｓの周囲には、略閉鎖空間である内部空間４２ｂにおいて開放空間となっており、液状処理物導通パイプ２５及び圧空搬送パイプ３５以外に何も設置されていない。

このような構成及び配置の液状処理物搬送パイプ２５及び圧空搬送パイプ３５によって、ドライヤドラム４３の外周面に薄く散布された液状処理物Ｅ（噴霧状処理物Ｅ’）は、ドライヤドラム４３の熱によって加熱され、水分が蒸発し、乾燥した乾燥処理物Ｆとしてドライヤドラム４３の外周面に付着する。そして、ドライヤドラム４３の外向きの回転により、ドライヤドラム４３の外周面に対して相対的に摺動するスクレーパ４４によって、乾燥処理物Ｆはドライヤドラム４３の外周面から剥がされ、略粉状となって落下し、下方に配置された乾燥処理物回収タンク４５に集められる。

このように、液状処理物Ｅ（噴霧状処理物Ｅ’）を噴霧し乾燥させるドライヤ本体４を、液状処理物Ｅに熱を加えて乾燥させる２基のドライヤドラム４３と、液状処理物Ｅを吐出する液状処理物搬送パイプ２５と、ドライヤドラム４３に向かって、圧縮空気Ａを噴出する噴出ノズル３６とを備え、噴出ノズル３６を、液状処理物搬送パイプ２５から吐出した液状処理物Ｅに対して圧縮空気Ａを噴出する位置に配置するとともに、液状処理物搬送パイプ２５における吐出方向を、噴出ノズル３６からドライヤドラム４３に向う圧縮空気Ａの噴出方向に対して交差する方向とし、内部空間４２ｂにおいて、噴出された圧縮空気Ａと吐出された液状処理物Ｅとが衝突する衝突箇所Ｓを開放空間としたことにより、乾燥処理能力が低下することなく、安定して乾燥処理することができる。

詳しくは、内部空間４２ｂにおいて、噴出された圧縮空気Ａと吐出された液状処理物Ｅとが衝突して噴霧状処理物Ｅ’となる衝突箇所Ｓを開放空間としたことにより、液状処理物Ｅが圧縮空気Ａと衝突して飛び散った場合であっても、例えば、ノズル本体内部で衝突した場合のように、液状処理物Ｅがノズル本体内面に付着してノズル本体を閉塞し、ノズル本体から噴霧する噴霧状処理物Ｅ’の噴霧量が低減するような不具合が生じることを防止できる。

また、液状処理物搬送パイプ２５における吐出方向を、噴出ノズル３６からドライヤドラム４３に向う圧縮空気Ａの噴出方向、すなわち垂直方向に対して交差する方向である水平方向としているため、液状処理物搬送パイプ２５から吐出した液状処理物Ｅを、噴出ノズル３６からドライヤドラム４３に向って噴出された圧縮空気Ａによって、ドライヤドラム４３に向う方向に噴霧状処理物Ｅ’として噴霧することができる。

したがって、例えば、液状処理物搬送パイプが液状処理物Ｅをドライヤドラムに向って吐出するとともに、液状処理物搬送パイプが液状処理物Ｅを吐出する吐出方向に交差する方向に圧縮空気Ａを噴出する噴出ノズルを複数備え、複数の噴出ノズルから噴出される圧縮空気Ａが合わさって、吐出された液状処理物Ｅをドライヤドラムに向かって噴霧する場合と比較して、確実に、液状処理物Ｅを霧化して噴霧状処理物Ｅ’として、ドライヤドラム４３に向かって噴霧することができる。

詳しくは、液状処理物搬送パイプが液状処理物Ｅをドライヤドラムに向って吐出するとともに、液状処理物搬送パイプが液状処理物Ｅを吐出する吐出方向に交差する方向に圧縮空気Ａを噴出する噴出ノズルを複数備え、複数の噴出ノズルから噴出される圧縮空気Ａが合わさって、液状処理物Ｅをドライヤドラムに向かって噴霧する装置において、複数の噴出ノズルのそれぞれから噴出される圧縮空気Ａの噴出圧力や噴出量のバランスが崩れた場合、複数の噴出ノズルから噴出され、合わさった圧縮空気Ａの噴出方向が変化するため、噴霧状処理物Ｅ’の噴霧方向が変化し、液状処理物をドライヤドラムに向かって確実に噴霧することができないおそれがある。

これに対し、ドライヤドラム４３に向かって垂直下向きに圧縮空気Ａを噴出する噴出ノズル３６を、液状処理物搬送パイプ２５から吐出した液状処理物Ｅに対して圧縮空気Ａを噴出する位置に配置するとともに、液状処理物搬送パイプ２５における吐出方向を、噴出ノズル３６からドライヤドラム４３に向う圧縮空気Ａの噴出方向に対して交差する水平方向とすることにより、噴出ノズル３６からの圧縮空気Ａの噴出方向がドライヤドラム４３に向かっているため、液状処理物搬送パイプ２５から吐出する液状処理物Ｅを、ドライヤドラム４３に向かって確実に噴霧状処理物Ｅ’として噴霧することができる。

したがって、噴出された圧縮空気Ａによって噴霧状処理物Ｅ’を、安定してドライヤドラム４３に供給することができ、乾燥処理能力が低下することなく、安定して乾燥処理することができる。また、例えば、ノズル本体内部で液状処理物Ｅと噴出した圧縮空気Ａとを衝突させ、噴霧状処理物Ｅ’をノズル本体から噴霧させる場合を比較して、メンテナンスの必要性を低減し、利用者の満足度や利便性を向上することができる。

また、液状処理物搬送パイプ２５から吐出する液状処理物Ｅの吐出圧力を調整する圧送ポンプ２２及び吐出量を調整する液状処理物流量調整バルブ２３、並びに噴出ノズル３６から噴出する圧縮空気Ａの噴出圧力を調整するコンプレッサ３１及び噴出流量を調節する空気流量調整バルブ３４を備えているため、液状処理物Ｅの吐出圧力及び吐出量、並びに圧縮空気Ａの噴出圧力及び噴出量を調節することができる。

これにより、性状の異なる様々な液状処理物Ｅに応じた適切な吐出圧力及び吐出量、並びに、噴出圧力及び噴出量に設定することができ、液状処理物Ｅの性状に応じて乾燥処理に適した噴霧状態を構成することができる。したがって、様々な性状の液状処理物Ｅであっても、効率よく乾燥処理することができる。

また、液状処理物搬送パイプ２５及び噴出ノズル３６を、ドライヤドラム４３より高い位置に配置したことにより、液状処理物Ｅを噴霧状処理物Ｅ’としてドライヤドラム４３に向かって効率よく噴出させることができる。

詳しくは、吐出方向が噴出ノズル３６の噴出方向に対して交差する液状処理物搬送パイプ２５より吐出された液状処理物Ｅは、自重によってドライヤドラム４３に向かって落下することとなる。つまり、自重による液状処理物Ｅの落下方向と、圧縮空気Ａの噴出方向が略一致し、自重によってドライヤドラム４３に向かって落下する液状処理物Ｅに対して圧縮空気Ａを噴出させるため、低い噴出圧力や少ない噴出量で確実に液状処理物Ｅを噴霧状処理物Ｅ’としてドライヤドラム４３に向かって噴霧することができる。

また、外周面が加熱され、中心軸Ｌを回転方向中心として回転する倒位姿勢の円柱状のドライヤドラム４３に対して、液状処理物搬送パイプ２５における液状処理物Ｅの吐出方向を水平方向とするため、より効率的に液状処理物Ｅを乾燥処理することができる。

詳しくは、外周面が加熱され、中心軸Ｌに対して回転する倒位姿勢の円柱状のドライヤドラム４３に対して、液状処理物搬送パイプ２５における液状処理物Ｅの吐出方向を水平方向とすることにより、噴霧状処理物Ｅ’を加熱円柱状のドライヤドラム４３の外周面の広い範囲にわたって散布することができる。

したがって、ドライヤドラム４３の外周面において噴霧状処理物Ｅ’の散布範囲が狭く、集中する場合と比べて、噴霧状処理物Ｅ’が広い範囲に散布されることにより、乾燥効率を向上することができる。また、ドライヤドラム４３の外周面において噴霧状処理物Ｅ’の散布範囲が狭く、集中する場合、噴霧状処理物Ｅ’はドライヤドラム４３の外周面で液状となり、ドライヤドラム４３の外周面を伝って液ダレし、既に乾燥した乾燥処理物Ｆに付着するおそれがあるが、上記外周面における広い範囲に散布することにより、散布された噴霧状処理物Ｅ’を効率的に乾燥し、液ダレが生じることを防止できる。

また、液状処理物搬送パイプ２５及び噴出ノズル３６を、それぞれ独立した構成としているため、簡単な構造で構成するとともに、メンテナンス性を向上することができる。
詳しくは、例えば、液状処理物搬送パイプ及び噴出ノズルを一体構成した場合、一体構成された液状処理物搬送パイプに接続する圧空ライン３３や、噴出ノズルに接続する液状処理物搬送ライン２４等の構造が複雑化する。さらには、例えば、液状処理物搬送パイプ２５及び噴出ノズル３６のうちいずれかが故障した場合、液状処理物搬送パイプ２５及び噴出ノズル３６を一体構成とすると、両方を交換する必要があるが、別体構成することにより、故障した方のみを交換すればよく、メンテナンス作業が容易となる。

また、液状処理物Ｅが導通する断面中空部の形状が導通方向に一様な導通パイプで液状処理物搬送パイプ２５を構成したことにより、メンテナンスの必要性が低く、安定して乾燥処理を行うことができる。
詳しくは、例えば、液状処理物搬送パイプ２５を、液状処理物Ｅが導通する断面中空部の形状が導通方向に向かって縮径する先細りの導通パイプで構成した場合、導通パイプの先端で液状処理物Ｅに含有する固形物が蓄積して閉塞するおそれがある。しかし、断面中空部の形状が導通方向に一様な導通パイプを用いることによって、導通する液状処理物Ｅに固形物が含有する場合であっても、導通空間２５ａが閉塞するおそれがない。したがって、所望の吐出量及び吐出圧力で液状処理物Ｅを吐出できるため、安定した乾燥処理を行うことができる。

また、液状処理物搬送パイプ２５から吐出する液状処理物Ｅの吐出圧力を調整する圧送ポンプ２２、液状処理物Ｅの吐出量を調節する液状処理物流量調整バルブ２３、噴出ノズル３６から噴出する圧縮空気Ａの噴出圧力を調整するコンプレッサ３１及び噴出流量を調節する空気流量調整バルブ３４を備えることにより、性状の異なる様々な液状処理物Ｅに応じた適切な液状処理物Ｅの吐出圧力、吐出量、圧縮空気Ａの噴出圧力、並びに、噴出量を設定し、液状処理物Ｅの性状に応じて乾燥処理に適した噴霧状態を構成することができる。したがって、様々な性状の液状処理物Ｅであっても、効率よく乾燥処理することができる。

なお、上述の説明では、ドライヤドラム４３及び液状処理物搬送パイプ２５を水平に配置したが、ドライヤドラム４３及び液状処理物搬送パイプ２５をわずかに傾斜させてもよく、またドライヤドラム４３及び液状処理物搬送パイプ２５のいずれか一方をわずかに傾斜させてもよい。例えば、ドライヤドラム４３を傾斜させることにより、噴霧状処理物Ｅ’がドライヤドラム４３の外周面における散布範囲を拡大することができる。

また、ドライヤ本体４内部において、噴霧状処理物Ｅ’を、蒸気によって外周面が加熱されたドライヤドラム４３に対して噴霧して乾燥したが、例えば電気的にドライヤドラム４３の外周面を加熱してもよい。さらには、熱風の内部への送風や遠赤外線による加熱等により、内部が高温な雰囲気である乾燥室などに、噴霧状処理物Ｅ’を噴霧して乾燥処理してもよい。さらには、回転するとともに、加熱された円盤に対して噴霧状処理物Ｅ’を散布して乾燥処理物Ｆを生成する構成であってもよい。

また、上述のドライヤ本体４では、液状処理物搬送パイプ２５の液状処理物吐出口２６から吐出された液状処理物Ｅに対して、噴出ノズル３６から圧縮空気Ａを噴出させ、液状処理物吐出口２６の近傍の衝突箇所Ｓで圧縮空気Ａと液状処理物Ｅとを衝突させ、噴霧状処理物Ｅ’としてドライヤドラム４３に散布したが、液状処理物吐出口２６とドライヤドラム４３の外面との間における液状処理物Ｅの吐出放物線上におけるいずれの位置で、圧縮空気Ａと液状処理物Ｅとを衝突させて噴霧状処理物Ｅ’としてもよい。

この場合、衝突箇所Ｓが液状処理物吐出口２６から離れるほど拡散した液状処理物Ｅに対して圧縮空気Ａが衝突するため、噴霧状処理物Ｅ’を構成する水滴の大きさは大きくなるものの、ドライヤドラム４３に対する散布範囲が拡大する。したがって、噴霧状態となる衝突箇所Ｓの位置を、液状処理物Ｅの性状に応じ、液状処理物吐出口２６に対する噴出ノズル３６の相対位置によって調整すればよい。これにより、いずれの性状の液状処理物Ｅであっても、上述のドライヤ本体４と同様の乾燥処理能力を確保することができる。

さらには、ドライヤドラム４３の外周面に直接散布された液状処理物Ｅに対して、噴出ノズル３６から圧縮空気Ａを噴出させ、ドライヤドラム４３の外表面における液状処理物Ｅの散布範囲を拡散させてもよい。この場合は、噴霧状処理物Ｅ’は生成されないものの、噴霧状処理物Ｅ’がドライヤドラム４３上に散布された状態と同じ状態となるため、上述のドライヤ本体４と同様の乾燥処理能力を確保することができる。ただ、液状処理物Ｅの温度や散布量によっては、ドライヤドラム４３の外表面の温度が低下するおそれがあるため、加熱された圧縮空気Ａを噴出させることがより好ましい。

また、液状処理物搬送パイプ２５と圧空搬送パイプ３５とを別体構成したが、メンテナンス性は若干低減するものの、もちろん一体構成してもよい。
また、液状処理物搬送パイプ２５を、内部の導通空間２５ａが長手方向に断面変化しない円形断面の導通パイプで形成しているが、例えば、導通空間２５ａにおける液状処理物Ｅの流れる方向、つまり長手方向において、わずかに縮小する、あるいは拡大するパイプで構成することができる。これによって、液状処理物吐出口２６から吐出する液状処理物Ｅの吐出速度を調整することができる。

さらには、液状処理物搬送パイプ２５の吐出方向や圧空搬送パイプ３５の噴出方向を調整できるように、方向調整機構を備えてもよい。これにより、霧化させる液状処理物Ｅの性状に応じて、吐出方向や噴出方向を調整し、より効率的な乾燥処理を行うことができる。

この場合であっても、液状処理物搬送パイプ及び噴出ノズルが一体構成された場合と比べ、液状処理物搬送パイプ２５と圧空搬送パイプ３５とを別体構成としているため、簡易な構造で方向調整手段を備えることができる。

また、コンプレッサ３１による圧縮空気Ａの噴出圧力の調整、空気流量調整バルブ３４による圧縮空気Ａの噴出量の調整、圧送ポンプ２２による液状処理物Ｅの吐出圧力の調整、液状処理物流量調整バルブ２３による液状処理物Ｅの吐出量の調整、あるいは上述の液状処理物搬送パイプ２５の吐出方向の調整や圧空搬送パイプ３５の噴出方向の調整を、ＣＰＵ等によって構成されるコントローラによって全体的に制御して調整してもよい。

また、上述の説明では、圧縮空気供給部３０のコンプレッサ３１で、圧縮空気Ａを生成したが、空気に限定されず、窒素ガスなどの適宜の気体を圧縮して噴出させてもよい。さらには、噴霧能力は低減するものの、圧縮せずとも、勢いよく適宜の気体を噴出させてもよい。

また、上述の液体噴霧乾燥機１におけるドライヤ本体４は、外向き回転する２基のドライヤドラム４３を備え、ドライヤドラム４３の外周面で乾燥した乾燥処理物Ｆをスクレーパ４４で剥がして回収する構成であったが、図５に示すように、内向き回転の２基のドライヤドラム４３を配置する構成であってもよい。

この場合、２基のドライヤドラム４３の間にわずかなクリアランスを設けて配置する。このように構成することによって、ドライヤドラム４３の外周面に散布された液状処理物Ｅは、ドライヤドラム４３同士の対向部分で両側のドライヤドラム４３で挟んで加熱されるため、乾燥効率を向上することができる。なお、この場合、スクレーパ４４をドライヤドラム４３の外側上部に配置することとなる。

さらには、図６に示すように、１基のドライヤドラム４３を備えた、いわゆるシングルドラム式ドライヤと呼ばれるドライヤ本体４であってもよい。この場合、液状処理物搬送パイプ２５及び圧空搬送パイプ３５は、ドライヤドラム４３の中心の上部に配置され、図６におけるドライヤドラム４３の右肩に液状処理物Ｅの液ダレを防止するサブローラ４５を備え、左肩にスクレーパ４４を備えることとなる。このドライヤ本体４の場合、ドライヤドラム４３が１基であるため、ドライヤ本体４をコンパクトに構成することができる。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の液体噴霧乾燥機は、液体噴霧乾燥機１におけるドライヤ本体４に対応し、
以下同様に、
液状処理物は、液状処理物Ｅ、及び液状処理物Ｅが霧化されて噴霧する噴霧状処理物Ｅ’に対応し、
気体は、圧縮空気Ａに対応し、
乾燥機本体は、ドライヤハウジング４２に対応し、
乾燥手段及び加熱円柱体は、ドライヤドラム４３に対応し、
吐出手段は、液状処理物供給部２０における液状処理物搬送パイプ２５に対応し、
気体噴出手段は、圧縮空気供給部３０における圧空搬送パイプ３５の噴出ノズル３６に対応し、
吐出調節手段は、圧送ポンプ２２及び液状処理物流量調整バルブ２３に対応し、
噴出状態調節手段は、コンプレッサ３１及び空気流量調整バルブ３４に対応し、
液状処理物導通パイプは、導通パイプに対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施形態を得ることができる。

例えば、液状処理物搬送パイプ２５と圧空搬送パイプ３５との組み合わせを、ドライヤドラム４３の中心軸Ｌの方向に所定間隔を隔てて複数備えてもよく、この構成により、乾燥処理の効率をさらに向上することができる。

１…液体噴霧乾燥機
４…ドライヤ本体
２０…液状処理物供給部
２２…圧送ポンプ
２３…液状処理物流量調整バルブ
２５…液状処理物搬送パイプ
３０…圧縮空気供給部
３１…コンプレッサ
３４…空気流量調整バルブ
３５…圧空搬送パイプ
３６…噴出ノズル
４２…ドライヤハウジング
４３…ドライヤドラム
Ａ…圧縮空気
Ｅ…液状処理物
Ｅ’…噴霧状処理物
Ｓ…衝突箇所

Claims (3)

1. 液状処理物を噴霧し乾燥させる液体噴霧乾燥機であって、
   前記液状処理物に熱を加えて乾燥させる乾燥手段と、
   前記乾燥手段より高い位置に配置し、前記液状処理物を吐出する吐出手段と、
   前記乾燥手段より高い位置に配置し、前記乾燥手段に向かって、鉛直方向下向きに気体を噴出する気体噴出手段とを備え、
   前記乾燥手段を、少なくとも外周面が加熱され、中心軸方向に対して回転する倒位姿勢の円柱状の加熱円柱体で構成し、
   前記吐出手段を、
   前記液状処理物が導通する断面中空部の形状が導通方向に一様な液状処理物導通パイプで構成し、
   前記気体噴出手段を、前記吐出手段から吐出した前記液状処理物に対して鉛直方向下向きの前記気体を噴出する位置に配置するとともに、
   前記吐出手段における前記液状処理物の吐出方向を、前記気体噴出手段から前記加熱円柱体に向う鉛直方向下向きの前記気体の噴出方向に対して交差する方向であり、前記中心軸に平行な水平方向とし、
   乾燥機本体内部において、噴出された前記気体と吐出された前記液状処理物とが衝突する衝突箇所を開放空間とした
   液体噴霧乾燥機。
2. 前記吐出手段から吐出する前記液状処理物の吐出圧力及び吐出量のうち少なくとも一方を調節する吐出調節手段、
   前記液状処理物の吐出方向を調節する吐出方向調節手段、
   前記気体噴出手段から噴出する前記気体の噴出圧力及び噴出流量のうち少なくとも一方を調節する噴出状態調節手段、
   並びに、前記気体の噴出方向を調節する噴出方向調節手段のうち少なくともひとつを備えた
   請求項１に記載の液体噴霧乾燥機。
3. 前記吐出手段及び前記気体噴出手段を、それぞれ独立した構成とした
   請求項１または２に記載の液体噴霧乾燥機。

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