带间接加热管的旋转干燥机及干燥方法

摘要

提高加热介质的利用效率并提高干燥能力。在旋转筒(10)的端部形成有与加热管(11、11…)组的端部开口连通的冷凝液室(30)。形成有多个集管室(31、31…)，该多个集管室位于比该冷凝液室(30)靠半径方向外侧，并且与所述冷凝液室(30)连通，在周向上分离。冷凝液室(30)与集管室(31)连通，集管室(31)与排出路(34)借助于集管(33)而连接，构成为：加热介质的冷凝液从集管室(31)穿过集管(33)而被引导到排出路(34)内。

说明书

技术领域

本发明涉及带间接加热管的旋转干燥机及干燥方法，特别是涉及如下的带间接加热管的旋转干燥机及干燥方法：一边使旋转筒绕其中心轴旋转一边使供给到其一侧端部的被干燥物向另一侧端部移动，并且将加热介质供给到配置在旋转筒内的多个加热管，使移动的被干燥物与该加热管接触而实现干燥后从旋转筒的另一侧排出。

背景技术

通常以蒸汽管干燥器为代表的带间接加热管的旋转干燥机有这样的特征：单位容积的加热面积大，因此，干燥能力大，传热速度高。

并且，由于被干燥物不与加热介质直接接触，因此，被干燥物不会混入到加热介质中，无需将加热介质中的被干燥物分离的处理设备，此外，具有运转操作容易等优点，被广泛地用于化学工业、食品工业、制铁工业等，特别是用于对苯二酸及合成树脂、苏打灰、肥料、谷物制品、煤炭等的干燥而有很多实际成果。

该干燥机通常有10米～30米的长度，在旋转筒内使湿润粉体或粒状体与经蒸气、加热空气等流通的加热介质被加热的加热管接触，并随着旋转筒的旋转使其依次移动到排出口而连续地进行干燥。用于使加热管加热的加热介质经由旋转接头而被供给到加热管，并通过加热管而向湿润粉体供给热并使湿润粉体干燥。加热介质自身在加热管内冷凝而成为冷凝液，并沿干燥机的坡度相对于加热介质而对流地流下并从旋转筒的一端侧被排出。

此外，使用图8对以往类型的干燥机进行说明。在以往类型干燥机中，加热介质S从配管81经由旋转接头被供给到干燥机内部。在冷凝液室30中具备配管33A，所述配管33A贯穿内壁30i并与配管81连通，加热介质S通过配管33A而被供给到冷凝液室30并被供给到各加热管11内，对加热管11进行加热。对加热管11内进行了加热的加热介质S成为冷凝液D并流到冷凝液室30的下方。流下的冷凝液D通过与冷凝液室30的内壁30i连接的集管33B并从排出路34通过配管80而被排出到外部。

作为该冷凝液排出形态，可例举专利文献1和专利文献2等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3894499号公报

专利文献2：日本特公昭42-8110号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在以往的带间接加热管的旋转干燥机中，为了使干燥物朝向旋转筒的干燥物排出部移动并排出，旋转筒10被向下倾斜地配置，也加上该因素，冷凝液容易积存在冷凝液室30内，所述冷凝液室30形成于旋转筒10的轴向端部，并与加热管11、11…组的端部开口连通，关于冷凝液积存的部分的加热管11、11…组，由于加热介质不流通，因此，关于该加热管11、11…组，其传热面实质上不起作用，成了提高加热机整体的传热效率的阻碍因素。

因此，本发明的主要课题在于，提高加热介质的利用效率并提高干燥能力。

用于解决课题的手段

用于解决上述课题的权利要求1的本发明是一种带间接加热管的旋转干燥机，其具有：旋转筒；多个加热管，其被设置在该旋转筒内；旋转驱动单元，其使所述旋转筒绕其中心轴心旋转；被干燥物供给部，其被设置在旋转筒的一端侧；和干燥物排出部，其被设置在旋转筒的另一端侧，在所述干燥物在旋转筒内从所述供给部向所述排出部移动的过程中，被在所述加热管组内流通的加热介质的热间接加热干燥，所述干燥机的特征在于，

借助于冷凝液室、多个集管室和集管将所述加热介质的冷凝液从所述集管室引导到排出路内，所述冷凝液室形成在所述旋转筒的轴向端部，所述冷凝液室与所述加热管组的端部开口连通，所述多个集管室位于比该冷凝液室靠半径方向外侧的位置，并且与所述冷凝液室连通，在周向上分离，所述集管将所述集管室和被设置在所述中心轴心侧的所述排出路连接。

在本发明中，形成冷凝液室和多个集管室，所述冷凝液室与加热管组的端部开口连通，所述多个集管室位于比该冷凝液室靠半径方向外侧的位置，并且与所述冷凝液室连通，在周向上分离，借助于集管将所述加热介质的冷凝液从所述集管室引导到所述排出路内。

即，由于使冷凝液从半径方向的最外侧流出，因此，冷凝液不会积存在冷凝液室内，或者，即使积存也是极少量，因此，能够有效地利用所有加热管来传热，加热介质的利用效率提高，能够提高干燥机的单位容积的干燥能力。

此外，使冷凝液从半径方向的最外侧流出是指：由于在冷凝液的排出位置处为高落差(head)能量状态，因此使排出顺畅。从该角度而言，在旋转筒旋转一周期间，残留在集管内的冷凝液也极少。

权利要求2的发明是根据权利要求1所述的带间接加热管的旋转干燥机，其中，从所述旋转筒端的外侧观察时，所述集管的靠所述集管室侧的前端侧与靠所述排出路侧的基端侧之间向所述旋转筒的旋转方向的相反侧弯曲。

从旋转筒端的外侧观察时，当集管向所述旋转筒的旋转方向的相反侧弯曲时，能够使冷凝液穿过集管内而顺畅地被引导到排出路。

权利要求3的发明是根据权利要求1所述的带间接加热管的旋转干燥机，其中，所述集管具有：第一部分，其向所述集管室的侧外方延伸；和第二部分，其将该第一部分和排出路连接，并在所述旋转筒的半径方向上延伸。

当在所述集管上形成向集管室的侧外方(旋转筒轴向外侧)延伸的第一部分时，冷凝液可顺畅地从集管室转移到集管中。

权利要求4的发明是根据权利要求3所述的带间接加热管的旋转干燥机，其中，从所述旋转筒端的外侧观察时，所述第一部分和所述第二部分向所述旋转筒的旋转方向的相反侧弯曲。

在权利要求3的形态中，从所述旋转筒端的外侧观察，当所述第一部分和所述第二部分向所述旋转筒的旋转方向的相反侧弯曲时，能够使冷凝液穿过集管内而被顺畅地引导到排出路。

权利要求5的发明是根据权利要求1所述的带间接加热管的旋转干燥机，其中，所述集管室被分离壁分离，所述集管的前端在靠近所述分离壁的前方处连通。

能够将集管室内的冷凝液顺畅地转移到集管内。

权利要求6的发明是根据权利要求1所述的带间接加热管的旋转干燥机，其中，所述集管室被分离壁分离，所述分离壁以旋转筒的轴向上的被干燥物供给侧位于所述旋转筒的旋转方向前方、并且旋转筒的轴向上的被干燥物排出侧位于旋转方向后方的方式倾斜，

所述集管具有向所述集管室的侧外方延伸的第一部分，该第一部分以实质上与所述倾斜角度相同的角度倾斜，所述集管的前端在离所述分离壁近的前方处连通。

使集管室内的冷凝液顺畅地转移到集管内的效果明显。

权利要求7的发明是根据权利要求6所述的带间接加热管的旋转干燥机，其中，与横截面之间形成的所述倾斜角度是30度～80度。

在倾斜角度是30度～80度时，可使集管室内的冷凝液顺畅地转移到集管内的效果显著。

权利要求8的发明是一种带间接加热管的旋转干燥机的干燥方法，其中，该干燥方法使用权利要求1至7中的任一项的带间接加热管的旋转干燥机对被干燥物进行干燥。

发明效果

如上所述，根据本发明，能够提高加热介质的利用效率并提高干燥能力。

附图说明

图1是作为本发明的一个实施方式的蒸汽管干燥器的主视图。

图2是旋转筒端部的说明图。

图3是旋转筒端部的纵剖视图。

图4是图1中的A-A线箭头视图。

图5是加热管组的其它配置示例的说明图。

图6是其它实施方式的说明图。

图7是实验结果的图表。

图8是现有例的概要说明图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明，但本发明不限于此。

图1至图4示出了应用本发明的蒸汽管干燥器1。该蒸汽管干燥器1具备横长的圆筒状的旋转筒10。在旋转筒10的中心轴x方向的两侧，在外周面上设置有轮胎16，旋转筒10隔着这些轮胎16而被支承辊17支承成可旋转，支承辊17被设置在基座18上。可结合旋转筒10的向下坡度和直径来选择支承辊17之间的宽度及它们的长度方向倾斜角度(朝向干燥物的排出部侧下坡的倾斜角度)。

此外，为了使旋转筒10旋转，在旋转筒10的周围设置有从动齿轮19，并且未图示的驱动齿轮与之啮合，电动马达等驱动源21的旋转力经由减速器20被传递到该驱动齿轮，旋转筒10绕其轴心旋转。

在旋转筒10的中心轴x方向的一侧经由旋转接头13连接有被干燥物的供给部12。供给部12可由通到旋转筒10内的各种传送带或泄槽构成。被干燥物从被固定设置的供给部12经由旋转接头13被装入到旋转筒10内。

在旋转筒10内配置有多个加热管11。加热管11与旋转筒10的中心轴x方向平行地配置。更具体而言，如图4、图5所示的示例那样，加热管11被排列在旋转筒10内的整个壁侧(除了中心部以外的外周部分)。可适当地确定加热管11的数量和排列。

加热管11被旋转筒10的两侧的端板10A支承。还可以根据需要而在旋转筒10内的长度方向中间位置追加未图示的支承板以支承加热管11。向加热管11供给后述的加热介质S、例如加热蒸汽。

被装入到旋转筒10内的被干燥物借助于旋转筒10的旋转而反复地在周向上被提起后落下，并且旋转筒10呈下坡设置，从而所述被干燥物依次从供给部12被朝向排出部14转移。在该过程中，被干燥物通过与加热管11的接触而被加热，进行干燥。在旋转筒10上的与供给部12相反侧的端部设置有干燥物的排出部14。排出部14可由泄槽等构成。

在旋转筒10内的排出部14侧设置有用于将通过干燥产生的蒸汽等气体排出的废气出口15。来自废气出口15的废气可构成为根据需要而经由未图示的废气处理设备排出到大气中。

另一方面，在加热介质供排系统的实施方式中，被设置在旋转筒10的排出部14侧的端部，其具体的结构示例如图2至图4所示。即，在旋转筒10的排出部14侧端部设置有加热介质S的供给部82，加热介质S被供给到各加热管11、11…内(由于该分支供给的结构是公知的，因此未图示)。

通过了加热管11的加热介质S的冷凝液D按照如下的结构最终经由流下路80被排出到干燥机外。

即，与加热管11、11…组的端部开口连通的冷凝液室30形成在旋转筒10的端部。并且，形成有多个(在图示例中是三个)集管室31、31…，所述多个集管室位于比该冷凝液室30靠半径方向外侧的位置，并且与所述冷凝液室30连通并在周向上分离。如图3所示，冷凝液室30和集管室31由形成于冷凝液室30的外周壁30o的多个小孔32连通。30i是内周壁。

在旋转筒10的中心轴x芯侧设置有排出路34，集管室31和排出路34借助于集管33连接，构成为加热介质(蒸汽)S的冷凝液D从集管室31穿过集管33而被引导到排出路34内。

如图2所示，从旋转筒10端的外侧观察(从图3的右侧观察左侧)，当集管33向所述旋转筒10的旋转方向的相反侧弯曲时，能够使冷凝液D穿过集管33内而顺畅地被引导到排出路34。

优选的是，所述集管33具有：第一部分33A，其向集管室31的侧外方延伸；和第二部分33B，其将该第一部分33A和排出路34连接并在旋转筒10的半径方向上延伸。

如图2和图3中明示的那样，当在集管33上形成向集管室31的侧外方(旋转筒10的中心轴x方向外侧：图3中的右方向)延伸的第一部分33A时，冷凝液从集管室31向集管33的转移变得顺畅。

此外，如图2所示，从旋转筒10端的外侧观察时，所述第一部分33A和所述第二部分33B向所述旋转筒10的旋转方向的相反侧弯曲的形态是优选的，可穿过集管33内而顺畅地引导到排出路34。

如图2所示，集管室31被多个分离壁31A分离，每个被分割的集管室31连接有集管33。可采取如下形态：各集管33的端部与形成所连接的集管室31的两个分离壁31A中的位于旋转方向后方的分离壁31A的附近连通。如图2所示，当使旋转筒10向顺时针方向旋转时，积存在集管室31内的冷凝液向与旋转筒10的旋转方向相反的方向(逆时针方向)移动，因此，可将该移动的液流拦截并沿着分离壁31A的倾斜而使集管室31内的冷凝液顺畅地转移到集管33内。另外，优选的是，调整分离壁31A的设置数量，使得可将集管室分割成3～6个室。

优选的是，如图2所示，集管33的第一部分33A也倾斜地与集管室31连接。第一部分33A与集管室31的倾斜角度和分离壁31A的倾斜角度(与干燥机的横截面之间形成的倾斜角度θ)实质上是同一角度，冷凝液的流动顺畅。

倾斜角度θ优选的是30度～80度、特别优选的是45度～75度时，能够使集管室31内的冷凝液顺畅地转移到集管33内的效果显著。

本发明的干燥机可应用于以高密度聚乙烯、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、聚苯醚、聚氯乙烯、雾化铁粉、多孔质氧化铝、聚缩醛、煤、玉米胚芽纤维、氧化铁、碳酸钙、氟化钾、硅胶、麸质饲料、酒糟、聚乙烯、甲基纤维素、干燥污泥等的干燥为代表的广泛的用途。

作为加热管11的配设方式，除了如图4所示地沿半径方向以外，如图5所示，特别是如配置线L所示，作为从内侧朝向外侧的加热管11组的排列，优选的是，越是靠外侧的加热管越靠相对于旋转筒10的旋转方向延迟的后方位置。特别是，在旋转筒10高速旋转的情况下，能够使提起的干燥物以沿配置线L的方式自由下落，能够提高与加热管11的接触频率，而不在旋转筒10内的加热管11组之间产生干燥物的停滞，可知干燥效率高于图3中的形态。

再现图2所示的形态并根据图6对其它示例进行说明，第一，分离壁31A的倾斜角度θ可变更成分离壁31A_o那样。第二，第一部分33A的长度可为更长的第一部分331。第三，集管33整体上可为缓缓弯曲的曲线状的集管332。

(其它)

以上对优选的实施方式进行了说明，但本发明在其范围内可进行各种变形。例如，上述示例使用蒸汽作为加热介质，但也可以使用其它加热介质。可在本发明的范围内单独或组合多个来应用。

关于尺寸实质上相同的干燥机，针对专利文献1的形态例(现有例)和本发明的图2的示例，使旋转筒的周向速度V变化，并通过模拟实验求出旋转筒按照转速残留在冷凝液室和集管室中的冷凝液量。

模拟实验条件如下：

现有例(1)：周向速度V1＝0.95m/秒，(临界速度比α＝21％)

现有例(2)：周向速度V2＝2.0m/秒，(临界速度比α＝44％)

本发明：周向速度V2＝2.0m/秒，(临界速度比α＝44％)

图7示出了结果。

根据该图7的结果，在现有例中，在提高了旋转筒的周向速度的情况下，随着转速的增加，冷凝液和残留在集管室内的冷凝液量处于增加的趋势。这表示：相对于每旋转一周流入到冷凝液室中的冷凝液量，每旋转一周可排出到排出路的冷凝液量较少，其差值残留在冷凝液室和集管室内。另一方面，在使旋转筒的周向速度降低的情况下，虽然可抑制随着转速的增加的冷凝液残留量的增加，但仍然在冷凝液室和集管室内残留有一定程度的冷凝液。

另一方面，根据本发明的集管，即使是提高了周向速度的情况下，冷凝液的残留量也比现有例格外少，而且冷凝液的残留量也不会因转速增加而变化。这意味着每次都将新取入的冷凝液的全部量排出到排出路。

根据本发明，即使提高旋转筒的周向速度，冷凝液的排出能力低于流入的冷凝液量的情况也较少，因此，能够以高于以往的周向速度运转干燥机。特别是适合于以根据下述式1、式2确定的临界速度比α30～低于100％的转速运转的干燥机。

Vc＝2.21D^1/2···式1

α＝V/Vc·100···式2

这里，Vc是临界速度(m/s)、D是旋转筒的内径(m)、α是临界速度比(％)、V是旋转速度(m/s)。

具体而言，设定所希望的临界速度比，根据式3、4确定干燥机的转速。

Nc＝42.2/D^1/2···式3

N＝V/Vc×Nc···式4

N是转速(r.p.m.)，V是旋转速度(m/s)，Vc是临界速度(m/s)，Nc是临界转速(r.p.m.)。

标号说明

1蒸汽管干燥器、10旋转筒、11加热管、12装入部、13旋转接头、14排出部、30冷凝液室、31集管室、31A分离壁、33集管、33A第一部分、33B第二部分、34排出路。