粉体乾燥装置
【課題】粉体に含まれる水分を効率的に除去し、大量の粉体を目的の水分値に乾燥させることができる粉体乾燥装置を提供する。
【解決手段】円筒本体１内に多数のフィルタ２，２が配置され、熱風供給源１４から熱風が接線入射ノズル群４によって入射され、被乾燥粉体が被乾燥粉体供給部１１から乾燥室１Ｂの上部に供給される。乾燥室１Ｂには多数の回転滞留リング３が形成され、フィルタ２，２によって水蒸気を含む熱風が吸引排気装置１７によって外部に排出される。被乾燥粉体は、回転滞留リング３で回転しながら水分が取り除かれ乾燥し、徐々に落下する。落下した乾燥済粉体は乾燥済粉体受容器１５Ｂに集積する。
【解決手段】円筒本体１内に多数のフィルタ２，２が配置され、熱風供給源１４から熱風が接線入射ノズル群４によって入射され、被乾燥粉体が被乾燥粉体供給部１１から乾燥室１Ｂの上部に供給される。乾燥室１Ｂには多数の回転滞留リング３が形成され、フィルタ２，２によって水蒸気を含む熱風が吸引排気装置１７によって外部に排出される。被乾燥粉体は、回転滞留リング３で回転しながら水分が取り除かれ乾燥し、徐々に落下する。落下した乾燥済粉体は乾燥済粉体受容器１５Ｂに集積する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥機内部に粉体を供給し熱風などを加えることにより粉体を乾燥させる粉体乾燥装置、さらに詳しくいえば、例えば３０％水分の粉体を乾燥して水分１％以下としたい場合に好適に使用することができる粉体乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用などに用いる粉体，大豆から豆腐を作る過程でできるおからなどの粉体，その他の粉体を乾燥させる乾燥装置が実用に供されている。
通常、乾燥装置は粉体の水分含有量を少なくするために乾燥機内に被処理粉体と熱風，ガスなどを入れ乾燥機内で粉体を熱風にさらすことにより水分を抜くシステムが形成されている。
【０００３】
特許文献１はこの種の粉体乾燥機で、粉体を均一に乾燥することができる装置が提案されている。
外筒と、内筒と、外筒および内筒との間に設けられる螺旋熱風路とから構成されており、内筒上端は外筒上端より低位にしてその間に選別室を形成し、内筒に上端からロート体が挿着され、内筒下部とロート体により形成される熱風溜室に連絡されている。そして、外筒上部に設けられる熱風発生装置と内筒下部の熱風溜室とが連絡し、さらに螺旋熱風路下部に連絡している。螺旋熱風路下部に外筒の外側から被処理粉体供給器が連絡し、外筒上端に乾燥粉体取出し路が連絡している。
粉体は螺旋熱風路の下部から熱風の中に導入され、螺旋熱風路内を上昇して選別室内に至り、選別室内で自由旋回して所定の乾燥状態に達した粉体のみ取出し路から取り出されるようになっている。
所定の乾燥状態に達しない粉体は落下しロート下部から噴出する熱風と接触してさらに乾燥され、再び選別室内に戻されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１８０８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の粉体乾燥機は内筒の下部から被処理粉体が導入され、熱風にさらされながら螺旋状に上部に上昇し、選別室を経て外筒の上部から乾燥された粉体が取り出される機構であり、均一に乾燥された粉体を得るという目的を達成している。
ところで、水分を多く含み乾燥し難い粉体を処理して低水分にまで乾燥することができる乾燥機能を持った粉体乾燥装置の実現が要請されている。
本発明は上記状況に鑑みなしたもので、その目的は、粉体に含まれる水分を効率的に除去し、大量の粉体を目的の水分値に乾燥させることができる粉体乾燥装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために本発明の請求項１は上方から排気室，分離壁，乾燥室を有する円筒本体と、前記排気室に上端開口が連通している複数本のフィルタと、前記乾燥室の上側空間に水平接線方向に被乾燥粉体を供給する粉体供給部と、前記乾燥室の内壁水平接線方向に開く多数段に配置される熱風接線入射ノズル群と、前記ノズル群に熱風を供給する熱風供給源と、前記排気室を介して乾燥室内の空気を吸引排気することにより前記乾燥室に複数の回転滞留リングを形成する吸引排気手段と、前記フィルタに高圧空気パルスを供給するフィルタ制御手段と、前記回転滞留リング中で浮遊回転中に除湿乾燥された粉体を乾燥室下端から取り出す取出手段とから構成されている。
前記フィルタはプリーツフィルタを用いることができる。プリーツフィルタは、熱成形され、フィルタ面を形成する円周面がひだで構成されている。ひだの形状は円周面に沿ってその横断面が歯車に類似するギザギザ形状で構成されている。
前記粉体供給部は粉体をスクリューコンベアの上に供給し、該スクリューコンベアにより、前記乾燥室の上側空間に水平接線方向に導くように構成することができる。
前記内壁水平接線方向に配置される熱風接線入射ノズル群は、各段毎に内壁円周面に沿って等間隔で複数個の入射ノズルを備えることができる。
前記フィルタ制御手段は、前記フィルタの上端開口からパルス状の圧縮空気を所定のタイミングで繰り返し送り込み、前記フィルタの外面側に付着している粉体を払い落とすことができる。
前記円筒本体の下部には乾燥済粉体を冷却するための冷風を供給する冷風源を設けることができる。
前記円筒本体の底面付近に回転羽根を配置し、回転羽根を回転させることにより乾燥済粉体を前記取出手段に導く乾燥済粉体収集機構を設けることができる。
前記取出手段は前記円筒本体の底面に繋がり、乾燥済粉体を集積する乾燥済粉体受容器と、前記乾燥済粉体受容器までの経路に配置された排出バルブとから構成することができる。
本発明の請求項２は、上方から排気室，分離壁，乾燥室を有する円筒本体と、前記排気室に上端開口が連通している複数本のフィルタと、前記乾燥室の上側空間に水平接線方向に被乾燥粉体を供給する粉体供給部と、前記乾燥室の内壁水平接線方向に開く多数段に配置される熱風接線入射ノズル群と、前記ノズル群に熱風を供給する熱風供給源と、前記排気室を介して乾燥室内の空気を吸引排気することにより前記乾燥室に複数の回転滞留リングを形成する吸引排気手段と、前記フィルタに高圧空気パルスを供給するフィルタ制御手段と、前記円筒本体の下部に設置され、前記円筒本体から下降する粉体を吹き上げ流動させて乾燥させるために熱風を上に向かって供給する流動層乾燥部と、該流動層乾燥部で流動し乾燥された粉体を取り出す取出手段とから構成されている。
前記流動層乾燥部には目皿板を設け、目皿板の下側より上に向けて熱風を供給する構成にすることができる。
また、攪拌羽根を設け、該攪拌羽根の駆動により流動層の粉体の流動化を促進させ、更には羽根の回転速度を上げて被処理物を衝撃力で解砕することができる。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成によれば、大量の粉体を高効率で乾燥でき水分含有率を少なくした数値になるように確実に乾燥させた乾燥粉体を作ることができる。
この乾燥装置の構成の効果は具体的には以下の通りである。
（１）円筒本体に接線方向に熱風を吹き込むノズルを多段に多数設けている。多数のノズルから例えば６０〜７０ｍ／Ｓの高速の風が吹き出ているため、ノズルの上側にできる回転滞留リングに浮遊する粉体はつぎから次へと粉体が供給されるため、抗しきれずに下に少しずつ漏れ、つぎの回転滞留リングに下降する。そのため、円筒本体の下方位置に漏れ出るには多数のノズルから出る風の部分を通過しなければならず、粉体は乾燥されながら下方位置に達するまで長い時間滞留して熱風を吹き付ける熱エネルギーを最大限乾燥のために充分使用できる。
例えば、従来の乾燥機、気流乾燥機では２０ｍ〜３０ｍの乾燥管を通して乾燥し、配管に材料を投入し風速１５〜２０ｍ／Ｓで熱風を送り込むように構成されており、これによれば材料の滞留時間は２〜３秒程度であり低水分までの乾燥には滞留時間が十分でない。したがって水分が３０％のものを２０％程度にしかできない。そのためにもう一度同じ配管内を通すか、同じような乾燥のための配管を２，３個設けて繰り返し乾燥させないと、充分に水分を除くことができない。
本発明による乾燥装置によれば、多数のノズルから例えば６０ｍ／ｓ前後の熱風を入射すれば、滞留時間は飛躍的に延び、従来の気流乾燥機に比べ５倍以上の滞留時間となる。
（２）通常の乾燥機ではサイクロンとバグフィルタで粉体を捕集し、低水分が要求される場合はもう１回戻してサイクロンとバグフィルタで粉体を捕集する工程を取っている。
本発明によれば、乾燥装置内にフィルタを設けているため粉体の捕集がこの乾燥工程で同時に行えるという完結した乾燥機である。また、フィルタの表面に付着した粉末は圧縮パルスを加えることにより払い落とし、各回転滞留リングで乾燥されるため、非常に長い時間乾燥のために滞留させることができる。
従来の乾燥機では例えば１００°Ｃの熱風が排気では８０°Ｃとなる。本発明では１００°Ｃの熱風が排気では例えば５０°Ｃとなり熱エネルギーが有効に使われる。また、多数のノズルによる回転滞留リングは各ノズルからつぎから次へと１００°Ｃの熱風が加えられるため、下の回転滞留リングに漏れ出ていく程回転滞留リングの粉体の温度は上昇する。そのため、水分の非常に少ない粉体を得るには非常に有利なものである。
（３）以上のようなことから本発明による乾燥機は、乾燥のために粉体を長く滞留させることができ、滞留した粉体はつぎから次へとフレッシュな熱風に接触することができる。乾燥機内部にフィルタを有しているので乾燥機後段にバグフィルタを設ける必要がないなどの特徴を備えている。
また、回転滞留リングにより乾燥させ、さらに流動層乾燥部により乾燥させるものでは、水分含有率が１％以下を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明による粉体乾燥装置の実施の形態を示す概略図で、円筒を破断して示したものである。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】吸引排気装置の一実施例を示す図である。
【図４】取出手段の一実施例を示す図で、乾燥済粉体収容室の内部を示したものである。
【図５】被乾燥粉体供給部の一実施例を示す図である。
【図６】乾燥済粉体収集機構の一実施例を示す図である。
【図７Ａ】フィルタ制御装置の一実施例を示す図で、この例は多数のプリーツフィルタを乾燥機内に配置し、各プリーツフィルタ内に高圧空気パルスを発射する機能の一実施例を示す図である。
【図７Ｂ】図７ＡのＢ−Ｂ断面図である。
【図７Ｃ】フィルタ制御装置のダイヤフラム弁付近を含む平面図である。
【図８】プリーツフィルタの形状の詳細図である。
【図９】本発明による粉体乾燥装置の他の実施の形態を示す概略図で、円筒の一部を破断して示したものである。
【図１０】本発明による粉体乾燥装置のさらに他の実施の形態を示す概略図で、円筒の上部を省略しその一部を破断して示したものである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図１は、本発明による粉体乾燥装置の実施の形態を示す概略図で、図２のＢ−Ｂ面で円筒を破断して示したものである。図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
この実施の形態はフィルタ２を４個配置し、接線入射ノズル群４を高さ方向４段に設けた例である。
円筒本体１は上下面が密閉された円筒形状であり、分離壁１Ｃが上部付近に設けられ、水分を含んだ熱風を排気する排気室１Ａと、粉体を乾燥させる乾燥室１Ｂが形成されている。フィルタ２は図２に示すような配置により分離壁１Ｃに取り付けられている。
フィルタ２は上側から抜き取るか、乾燥室側から外すことにより交換することが可能である。
【００１０】
図１および図２に示すように、各段に設けられる熱風を導入する入射ノズルは、円筒本体１の周囲から水平方向に対しタンジェンシャルに配置され、円周方向に等間隔で２個設けられている。図２において、各入射ノズル４２−１，４２−２に入射する熱風が矢印５−１，５−２に示すように円周壁水平方向の接線方向に入射する。
このため、粉体は旋回する高速気流に挟まれ、遠心力によって円周壁に沿って円環状の回転滞留リング３を形成する。この実施の形態では、入射ノズルが４段構成であるので、各段を挟んで回転滞留リング３が４個形成される。回転滞留リング３内の粉体の粒子はリング内で旋回しながら徐々に落下する過程で熱風により水分が蒸発させられる。
各段の入射ノズルに結合される熱風供給管４１〜４４は熱風を作り出して送るための熱風供給源１４に結合されている。
【００１１】
粉体は被乾燥粉体供給部１１から供給管２３，供給バルブ１８，粉体供給管４０を介して乾燥室１Ｂ内に水平接線方向に供給されるようになっている。供給管２３は熱風供給源１４に結合されている粉体供給管４０に接続されており、供給バルブ１８を開口すると、粉体は被乾燥粉体供給部１１より粉体供給管４０内に導かれ、熱風供給源１４からの熱風により乾燥室１Ｂ内に送り込まれる。
排気室１Ａは吸引管１９に接続されており、吸引排気装置１７により排気室１Ａ内の水分を含んだ風が吸い出され、外部に排出するようになっている。
このため回転滞留リング３内の水蒸気と微粉体を含む空気はフィルタ２の外表面に吸い寄せられ、気体は排気室１Ａに送り出される。フィルタ２に吸い寄せられた粉体の粒子はフィルタ２を通過することなく外表面に付着する。また、粉体は回転滞留リング３中で浮遊回転中に除湿乾燥される。
【００１２】
フィルタ制御装置１２はフィルタ２の外表面に付着した粉体の粒子を一定のタイミング（例えば一定間隔）で振るい落とすために各フィルタ２の上面開口端から高圧空気のパルスを吹きつけるための機構である。
フィルタ制御装置１２は、フィルタ２の外表面に付着した粉体の粒子を所定のタイミングで振るい落とすことにより、フィルタの目詰まりを防ぐことができる。
このようにして水分が除去されつつ落下する粉体の粒子は矢印２５に示すように乾燥室１Ｂの底部に落下し堆積する。
冷気源１６は低温の空気を送り出すもので、乾燥室１Ｂの底部付近に接続され乾燥室１Ｂの下部に空気を吹き込むようになっている。落下し堆積する粉体の温度を下げるのは、排出された粉体が変質するのを防ぐためである。
【００１３】
乾燥済粉体を取り出す取出手段１５は乾燥室１Ｂの底面に繋がる管に設けられた排出バルブ１５Ａと、乾燥済粉体を取り出すための乾燥済粉体受容器１５Ｂより構成されている。
乾燥済粉体収集機構２２は落下し堆積する粉体を乾燥室１Ｂの底面に堆積させることなく乾燥済粉体受容器１５Ｂに繋がる管の開口端に導くためのものである。排出バルブ１５Ａを開口することにより乾燥済粉体収集機構２２で集められた乾燥済粉体を乾燥済粉体受容器１５Ｂに受け入れることができる。
【００１４】
図３〜図７Ｃは、吸引排気装置，取出手段，被乾燥粉体供給部，乾燥済粉体収集機構およびフィルタ制御装置の各実施例を示すもので、これら各図を用いてプラスチック粉を乾燥する乾燥装置について説明する。
図３は吸引排気装置の一実施例を示す図である。
吸引排気装置は排気室１Ａに繋がる吸引管１７３，吸引ブロワ１７１および排気管１７２により構成されている。吸引ブロワ１７１は吸引管１７３を介して例えば水蒸気などを含む熱風（４０℃〜６０℃程度）が排気室１Ａより吸引され、排気管１７２から外部に排出される。
【００１５】
図４は取出手段（乾燥済粉体受容器）の一実施例を示す図で、乾燥済粉体収容室内部を示したものである。
排出管１５５は乾燥室１Ｂの底面に結合され、乾燥済粉体収容室１５４内に導入されている。乾燥済粉体収容室１５４内には容器１５２が配置され、乾燥済粉体１５３が容器１５２内に集積される。乾燥室１Ｂの乾燥済粉体は排出管１５５に設けられている排出バルブ１５１を開口することにより容器１５２に落下する。熱風供給源１４から例えば１２０℃の熱風が供給されると、容器１５２に集積される乾燥済粉体１５３の温度は円筒本体１の下部の冷気で冷やされ、３８℃程度まで低くなる。
【００１６】
図５は被乾燥粉体供給部の一実施例を示す図である。
ロート形状の被乾燥粉体容器１１２にプラスチック粉１１１が溜まっている。プラスチック粉１１１は例えば、粒子の大きさは１μｍ〜１０μｍ、水分含有率略３０％であり、被乾燥粉体容器１１２の下部にはスクリューコンベア１１４が配置されており、内部のスクリュー１１５をモータ１１３により回転駆動することにより、被乾燥粉体容器１１２から供給するプラスチック粉１１１をスクリューコンベア１１４の端部に搬送する。供給管１１６はスクリューコンベア１１４の端部の下部に配置され、その他方端が熱風供給源１４からの熱風を導く管に繋がっている。供給管１１６に設けられている供給バルブ１１８を開口することにより乾燥室１Ｂの上部にプラスチック粉１１１を導入する。
【００１７】
図６は乾燥済粉体収集機構の一実施例を示す図である。
乾燥室１Ｂの底部付近には乾燥済粉体誘導羽根２１が設けられ、モータ１０３により回転させられる。乾燥済粉体誘導羽根２１をモータ１０３により回転駆動することにより落下する乾燥済粉体２４が排出管１５５の開口部に導かれる。
【００１８】
図７Ａ〜図７Ｃはフィルタ制御装置の一実施例を示す図で、この例は６０個のプリーツフィルタを乾燥機内に配置しており、各プリーツフィルタ内に高圧空気パルスを発射する装置の一実施例を示す図である。図７Ａは排気室１Ａの上部の蓋（図示しない）を取り除いた平面図であり、図７Ｂは図７ＡのＢ−Ｂ断面図である。図７Ｃはフィルタ制御装置のダイヤフラム弁付近を含む平面図で、ブロー管の一部を省略しプリーツフィルタの上面から示す図である。図８はプリーツフィルタの形状の詳細図である。
円筒本体１の内部には縦横合計６０個のプリーツフィルタ２０が等間隔で配置されている。プリーツフィルタ２０は、図８に示すように、横断面が歯車の外形に類似した筒形の形状である。その寸法は例えば外径１２ｃｍ，長さ１．５ｍであり、ひだ２１１は４４個設けられている。ひだ２１１は不織布を多数重ねて熱成形されており、１μｍ以下の微粒子でも９９％以上捕集できる。プリーツフィルタ２０は円筒の周囲面積に対し大きなフィルタ面を持つ特徴を有し、フィルタ効果を最大限に発揮できるものである。
【００１９】
横方向に配列されたプリーツフィルタ群の上部開口に位置するようにそれぞれブロー管１２４−１〜１２４−８が配置されている。ブロー管１２４−１〜１２４−８の端部はブロー管受け１２６により支持されている。ブロー管１２４−１〜１２４−８の各プリーツフィルタ２０の上部位置にあたる部分に圧縮空気を噴射するための小孔が設けられている。ブロー管１２４−１〜１２４−８はそれぞれダイヤフラム弁１２７を介してエアヘッダ１２５に接続され、さらにエアヘッダパイプ１２９に結合されている。エアヘッダパイプ１２９には圧縮空気供給管１３０から圧縮空気が送られている。各ダイヤフラム弁１２７にはパイロット電磁弁１２８が接続されている。各ダイヤフラム弁１２７はパイロット電磁弁１２８の作動により開き、エアヘッダパイプ１２９内の圧縮空気がブロー管１２４−１〜１２４−８の小孔より例えば０．１秒間噴射するようになっている。各プリーツフィルタ２０の上部開口部付近に噴射空気量の１０倍前後の２次空気を同伴し、フィルタバック内に入りエアショックを与え、逆洗と振動によりフィルタに付着したプラスチック粉の粒子が払い落とされる。
【００２０】
図９は本発明による粉体乾燥装置の他の実施の形態を示す概略図で、円筒の一部を破断して示したものである。
この実施の形態は、水分３０％の湿潤のプラスチック粉体を水分１％以下に乾燥する場合に適している構成である。基本的な構成は図１で示す粉体乾燥装置と同じであり、円筒本体の下部に流動層乾燥部７０を設けたものである。接線入射ノズル群５を多段に配置し円筒本体３１内で多数の回転滞留リング３３を形成し円筒本体３１上部から供給され円筒本体３１内に長い時間滞留させて乾燥させた円筒本体３１からの粉体を流動層乾燥部７０で流動層を作ってさらに水分含有率を低下させる。図９において、排気室３１Ａ，乾燥室３１Ｂ，分離壁３１Ｃは、図１の排気室１Ａ，乾燥室１Ｂ，分離壁１Ｃの機能に、ブロー管３６，ダイヤフラム弁３７，エアヘッダ３８はブロー管１２４，ダイヤフラム弁１２７，エアヘッダ１２５（図７Ａ〜図７Ｃ参照）にそれぞれ対応する。また、入射ノズル群５の熱風供給管５１〜５５は入射ノズル群４の熱風供給管４１〜４４に対応し、粉体を供給する粉体供給管５０は粉体供給管４０に対応する。なお、熱風供給管５１〜５３および粉体供給管５０に送り込む熱風の温度は例えば１２０°Ｃである。熱風供給管５４，５５へは途中に空気を導入する管が接続され、円筒本体３１内には１００°Ｃの熱風が供給される。
さらに吸引ブロワ５６は吸引排気装置１７の機能に、プリーツフィルタ３２はフィルタ２に、回転滞留リング３３は回転滞留リング３にそれぞれ対応する。
【００２１】
流動層乾燥部７０は有底円筒形状であり、円筒本体３１下部の円錐台形状部３１ａに接続されている。この乾燥装置の実寸を示すと、例えば円筒本体３１の直径および高さはそれぞれ５００ｍｍφ，１６００ｍｍ、有底円筒形状部７０ａの直径は２５０ｍｍφである。
有底円筒形状部７０ａの上部に乾燥粉体を排出する排出管６７が接続されている。バルブ６７ａを開くことにより、流動層乾燥部７０からの乾燥粉体（プラスチック粉体６９）が容器６８に導かれる。
流動層乾燥部７０の下部に目皿板６０が配置され、目皿板６０の上側に攪拌羽根５９が設けられている。攪拌羽根５９はモータ６１の駆動軸に接続され、モータ６１の駆動により回転し、流動層乾燥部７０内部を攪拌する。
流動層乾燥部７０の底部と目皿板６０の間には熱風を送り込むための熱風供給管６２が接続される。この熱風供給管６２には送風ブロワ５７によって熱源５８より１２０°Ｃの熱風を送り込むための管が接続されている。この管の中間には空気を導入する管が接続され、空気の導入により熱風供給管６２へは８０°Ｃの熱風が供給される。
【００２２】
被乾燥粉体供給部３４からプラスチック粉体（水分含有率３０％）が供給管３６，粉体供給管５０を介して円筒本体３１の接線方向に供給される。粉体供給管５０の上側位置にプラスチック粉体が浮遊する回転滞留リング３３が形成され、熱風供給管５１〜５５の相互の間にはそれぞれ回転滞留リング３３が形成される。プラスチック粉体は回転滞留リング３３に浮遊乾燥され、徐々に下側の回転滞留リング３３に漏れ出し、円筒本体３１の下部に達するまでには長い時間浮遊し水分が取り除かれる。
下降途中に吸引ブロワ５６で空気が引かれるためプラスチック粉体を含む流体はプリーツフィルタ３２に吸い寄せられ、湿った空気はプリーツフィルタ３２を通過して排気室３１Ａに引かれ排気される。プリーツフィルタ３２の表面にはプラスチック粉体が付着するが、ブロー管３６からパルス状の高圧空気をプリーツフィルタ３２上部に導入することにより付着したプラスチック粉体は払い落とされる。
このようにして水分含有率が低下したプラスチック粉体が流動層乾燥部７０に落下すると、熱風供給管６２から供給される８０°Ｃの熱風が目皿板６０の下方から上に向けて吹き上げられるため、落下したプラスチック粉体は吹き上げられる。目皿板６０は多孔板であり、落下するプラスチック粉体は目皿板６０の上に乗るが、熱風により上昇が繰り返される。
【００２３】
プラスチック粉体は流動層の中に入り、浮遊滞留して熱風と流動によりさらに水分が取り除かれる。
流動層は８０°Ｃの熱風と同時に攪拌羽根５９により攪拌されるため、この攪拌の衝撃により湿って固まったプラスチック粉体のダマは解砕され粉体の粒子の分散を助長するとともに流動がさらに活発になる。この流動層乾燥部７０でさらに水分が取り除かれたプラスチック粉体６９は排出管６７より容器６８に導かれ収容される。このような構成により水分含有率３０％のプラスチック粉体を０．５％〜１．０％へ容易に実現することができる。
【００２４】
図１０は本発明による粉体乾燥装置のさらに他の実施の形態を示す概略図で、円筒の上部を省略しその一部を破断して示したものである。
この実施の形態は流動層乾燥部７１に目皿板を設けることなく、熱風供給管７８から１５０°Ｃの熱風を流動層乾燥部７１の下部から供給する例である。フィルタ７５を内蔵する円筒本体７４の構成は図９の円筒本体３１と同じ構成である。
流動層乾燥部７１は円筒形状部７１ａおよび該円筒形状部７１ａに繋がる円錐形状部７１ｂより構成されている。流動層乾燥部７１の円筒形状部７１ａが円筒本体７４下部の円錐台形状部７４ａに接続されている。流動層乾燥部７１には流動層乾燥部７１を加熱する加熱室７７が周設されており、熱風を導入する管７５が加熱室７７下部に接続され、さらに熱風を排出する管７６が加熱室７７上部に接続されている。例えば管７５に１８０°Ｃの熱風が送られ、管７６から１５０°Ｃの熱風が排出される。
【００２５】
熱風供給管７８から供給される熱風は流動層乾燥部７１の下部より上部に向かって吹き上がり、下降してくる粉体に対し流動層を形成し、流動層形成によって粉体に含まれる水分がさらに取り除かれ乾燥する。流動層の粉体は排出管７２を経由して容器７３に導かれる。
【００２６】
つぎにこの流動層乾燥部の処理能力について具体的な数値を用いて説明する。
流動層乾燥部７１の直径は２５０ｍｍφで、その断面積は０．０４９ｍ2 、熱風供給管７８の直径は４３ｍｍφで、その断面積は０．００１４５ｍ2 とする。熱風供給管７８に送り込まれる熱風の温度は１５０°Ｃとする。
１分当たりのガス（流体）の容積は１Ｎｍ3 ／ｍｉｎとすると、１５０°Ｃの熱風を供給することにより１×（２７３＋１５０）／２７３＝１．５５ｍ3 ／ｍｉｎとなる。
従って熱風供給管７８に供給される熱風の速度はｖ＝１．５５／（６０×０．００１４５）＝１７．８ｍ／ｓｅｃとなる。
流動層の筒内平均風速はＶ＝１．５５／（６０×０．０４９）＝０．５２ｍ／ｓｅｃとなる。流動層乾燥部の寸法は直径が２５０ｍｍφ×２５０ｍｍＨであるので、流動層の容積は０．０４９ｍ2 ×２５０ｍｍ＝１２．２５ｍｍ3 ≒１２ｌとなる。
従って粉体が１時間あたり３０ｋｇ（６０ｌ）供給されると、粉体滞留時間Ｔ＝１２（ｌ）／６０（ｌ／Ｈ）＝０．２（Ｈ）＝１２（分）となる。
流動層に滞留する時間は１２分となり、従来の気流乾燥機などの滞留時間に比べて、非常に長く滞留し低水分まで乾燥できる。
【００２７】
以上の実施の形態は、フィルタとしてプリーツフィルタを用いる例を説明したが、形状に対しフィルタ面の面積を実質的に大きくする機能のフィルタであるならば、プリーツフィルタ以外のフィルタを用いてもよい。フィルタを４個，６０個設けた例を説明したが、フィルタの数はこのような数に限ることなく多数のフィルタを用いても同様な効果を得ることができる。また、フィルタ制御装置として各列に配置されたプリーツフィルタに対しブロー管を８個配置し、各ブロー管に設けた小孔により圧縮空気を噴射する例を説明したが、ブロー管の配置構造はプリーツフィルタの配置に依存するためブロー管の数および配置方向はこの限りではなくとも実施できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
工業の原料に用いる粉体や食料加工の分野に利用できる。具体例としては、米粉やプラスチックなどの粉体の水分を除去する粉体乾燥装置である。
【符号の説明】
【００２９】
１，３１，７４ 円筒本体
１Ａ 排気室
１Ｂ 乾燥室
１Ｃ 分離壁
２，７５ フィルタ
３，３３ 回転滞留リング
４，５ 接線入射ノズル群
１１，３４ 被乾燥粉体供給部
１２ フィルタ制御装置
１４ 熱風供給源
１５ 取出手段
１５Ａ 排出バルブ
１５Ｂ 乾燥済粉体受容器
１６ 冷気源
１７ 吸引排気装置
２０ プリーツフィルタ
２１ 乾燥済粉体誘導羽根
５６，１７１ 吸引ブロワ
５７ 送風ブロワ
５８ 熱源
５９ 攪拌羽根
６０ 目皿板
６１ モータ
６２，７８ 熱風供給管
６７，７２ 排出管
６８，７３，１５２ 容器
６９ プラスチック粉体
７０，７１ 流動層乾燥部
７５，７６ 管
７７ 加熱室
１０３，１１３ モータ
１１１ プラスチック粉
１１４ スクリューコンベア
１２４−１〜１２４−８ ブロー管
１２６ ブロー管受け
１２７ ダイヤフラム弁
１２８ パイロット電磁弁
１２９ エアヘッダパイプ
１５１ 排出バルブ
１５３ 乾燥済粉体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥機内部に粉体を供給し熱風などを加えることにより粉体を乾燥させる粉体乾燥装置、さらに詳しくいえば、例えば３０％水分の粉体を乾燥して水分１％以下としたい場合に好適に使用することができる粉体乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用などに用いる粉体，大豆から豆腐を作る過程でできるおからなどの粉体，その他の粉体を乾燥させる乾燥装置が実用に供されている。
通常、乾燥装置は粉体の水分含有量を少なくするために乾燥機内に被処理粉体と熱風，ガスなどを入れ乾燥機内で粉体を熱風にさらすことにより水分を抜くシステムが形成されている。
【０００３】
特許文献１はこの種の粉体乾燥機で、粉体を均一に乾燥することができる装置が提案されている。
外筒と、内筒と、外筒および内筒との間に設けられる螺旋熱風路とから構成されており、内筒上端は外筒上端より低位にしてその間に選別室を形成し、内筒に上端からロート体が挿着され、内筒下部とロート体により形成される熱風溜室に連絡されている。そして、外筒上部に設けられる熱風発生装置と内筒下部の熱風溜室とが連絡し、さらに螺旋熱風路下部に連絡している。螺旋熱風路下部に外筒の外側から被処理粉体供給器が連絡し、外筒上端に乾燥粉体取出し路が連絡している。
粉体は螺旋熱風路の下部から熱風の中に導入され、螺旋熱風路内を上昇して選別室内に至り、選別室内で自由旋回して所定の乾燥状態に達した粉体のみ取出し路から取り出されるようになっている。
所定の乾燥状態に達しない粉体は落下しロート下部から噴出する熱風と接触してさらに乾燥され、再び選別室内に戻されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１８０８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の粉体乾燥機は内筒の下部から被処理粉体が導入され、熱風にさらされながら螺旋状に上部に上昇し、選別室を経て外筒の上部から乾燥された粉体が取り出される機構であり、均一に乾燥された粉体を得るという目的を達成している。
ところで、水分を多く含み乾燥し難い粉体を処理して低水分にまで乾燥することができる乾燥機能を持った粉体乾燥装置の実現が要請されている。
本発明は上記状況に鑑みなしたもので、その目的は、粉体に含まれる水分を効率的に除去し、大量の粉体を目的の水分値に乾燥させることができる粉体乾燥装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために本発明の請求項１は上方から排気室，分離壁，乾燥室を有する円筒本体と、前記排気室に上端開口が連通している複数本のフィルタと、前記乾燥室の上側空間に水平接線方向に被乾燥粉体を供給する粉体供給部と、前記乾燥室の内壁水平接線方向に開く多数段に配置される熱風接線入射ノズル群と、前記ノズル群に熱風を供給する熱風供給源と、前記排気室を介して乾燥室内の空気を吸引排気することにより前記乾燥室に複数の回転滞留リングを形成する吸引排気手段と、前記フィルタに高圧空気パルスを供給するフィルタ制御手段と、前記回転滞留リング中で浮遊回転中に除湿乾燥された粉体を乾燥室下端から取り出す取出手段とから構成されている。
前記フィルタはプリーツフィルタを用いることができる。プリーツフィルタは、熱成形され、フィルタ面を形成する円周面がひだで構成されている。ひだの形状は円周面に沿ってその横断面が歯車に類似するギザギザ形状で構成されている。
前記粉体供給部は粉体をスクリューコンベアの上に供給し、該スクリューコンベアにより、前記乾燥室の上側空間に水平接線方向に導くように構成することができる。
前記内壁水平接線方向に配置される熱風接線入射ノズル群は、各段毎に内壁円周面に沿って等間隔で複数個の入射ノズルを備えることができる。
前記フィルタ制御手段は、前記フィルタの上端開口からパルス状の圧縮空気を所定のタイミングで繰り返し送り込み、前記フィルタの外面側に付着している粉体を払い落とすことができる。
前記円筒本体の下部には乾燥済粉体を冷却するための冷風を供給する冷風源を設けることができる。
前記円筒本体の底面付近に回転羽根を配置し、回転羽根を回転させることにより乾燥済粉体を前記取出手段に導く乾燥済粉体収集機構を設けることができる。
前記取出手段は前記円筒本体の底面に繋がり、乾燥済粉体を集積する乾燥済粉体受容器と、前記乾燥済粉体受容器までの経路に配置された排出バルブとから構成することができる。
本発明の請求項２は、上方から排気室，分離壁，乾燥室を有する円筒本体と、前記排気室に上端開口が連通している複数本のフィルタと、前記乾燥室の上側空間に水平接線方向に被乾燥粉体を供給する粉体供給部と、前記乾燥室の内壁水平接線方向に開く多数段に配置される熱風接線入射ノズル群と、前記ノズル群に熱風を供給する熱風供給源と、前記排気室を介して乾燥室内の空気を吸引排気することにより前記乾燥室に複数の回転滞留リングを形成する吸引排気手段と、前記フィルタに高圧空気パルスを供給するフィルタ制御手段と、前記円筒本体の下部に設置され、前記円筒本体から下降する粉体を吹き上げ流動させて乾燥させるために熱風を上に向かって供給する流動層乾燥部と、該流動層乾燥部で流動し乾燥された粉体を取り出す取出手段とから構成されている。
前記流動層乾燥部には目皿板を設け、目皿板の下側より上に向けて熱風を供給する構成にすることができる。
また、攪拌羽根を設け、該攪拌羽根の駆動により流動層の粉体の流動化を促進させ、更には羽根の回転速度を上げて被処理物を衝撃力で解砕することができる。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成によれば、大量の粉体を高効率で乾燥でき水分含有率を少なくした数値になるように確実に乾燥させた乾燥粉体を作ることができる。
この乾燥装置の構成の効果は具体的には以下の通りである。
（１）円筒本体に接線方向に熱風を吹き込むノズルを多段に多数設けている。多数のノズルから例えば６０〜７０ｍ／Ｓの高速の風が吹き出ているため、ノズルの上側にできる回転滞留リングに浮遊する粉体はつぎから次へと粉体が供給されるため、抗しきれずに下に少しずつ漏れ、つぎの回転滞留リングに下降する。そのため、円筒本体の下方位置に漏れ出るには多数のノズルから出る風の部分を通過しなければならず、粉体は乾燥されながら下方位置に達するまで長い時間滞留して熱風を吹き付ける熱エネルギーを最大限乾燥のために充分使用できる。
例えば、従来の乾燥機、気流乾燥機では２０ｍ〜３０ｍの乾燥管を通して乾燥し、配管に材料を投入し風速１５〜２０ｍ／Ｓで熱風を送り込むように構成されており、これによれば材料の滞留時間は２〜３秒程度であり低水分までの乾燥には滞留時間が十分でない。したがって水分が３０％のものを２０％程度にしかできない。そのためにもう一度同じ配管内を通すか、同じような乾燥のための配管を２，３個設けて繰り返し乾燥させないと、充分に水分を除くことができない。
本発明による乾燥装置によれば、多数のノズルから例えば６０ｍ／ｓ前後の熱風を入射すれば、滞留時間は飛躍的に延び、従来の気流乾燥機に比べ５倍以上の滞留時間となる。
（２）通常の乾燥機ではサイクロンとバグフィルタで粉体を捕集し、低水分が要求される場合はもう１回戻してサイクロンとバグフィルタで粉体を捕集する工程を取っている。
本発明によれば、乾燥装置内にフィルタを設けているため粉体の捕集がこの乾燥工程で同時に行えるという完結した乾燥機である。また、フィルタの表面に付着した粉末は圧縮パルスを加えることにより払い落とし、各回転滞留リングで乾燥されるため、非常に長い時間乾燥のために滞留させることができる。
従来の乾燥機では例えば１００°Ｃの熱風が排気では８０°Ｃとなる。本発明では１００°Ｃの熱風が排気では例えば５０°Ｃとなり熱エネルギーが有効に使われる。また、多数のノズルによる回転滞留リングは各ノズルからつぎから次へと１００°Ｃの熱風が加えられるため、下の回転滞留リングに漏れ出ていく程回転滞留リングの粉体の温度は上昇する。そのため、水分の非常に少ない粉体を得るには非常に有利なものである。
（３）以上のようなことから本発明による乾燥機は、乾燥のために粉体を長く滞留させることができ、滞留した粉体はつぎから次へとフレッシュな熱風に接触することができる。乾燥機内部にフィルタを有しているので乾燥機後段にバグフィルタを設ける必要がないなどの特徴を備えている。
また、回転滞留リングにより乾燥させ、さらに流動層乾燥部により乾燥させるものでは、水分含有率が１％以下を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明による粉体乾燥装置の実施の形態を示す概略図で、円筒を破断して示したものである。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】吸引排気装置の一実施例を示す図である。
【図４】取出手段の一実施例を示す図で、乾燥済粉体収容室の内部を示したものである。
【図５】被乾燥粉体供給部の一実施例を示す図である。
【図６】乾燥済粉体収集機構の一実施例を示す図である。
【図７Ａ】フィルタ制御装置の一実施例を示す図で、この例は多数のプリーツフィルタを乾燥機内に配置し、各プリーツフィルタ内に高圧空気パルスを発射する機能の一実施例を示す図である。
【図７Ｂ】図７ＡのＢ−Ｂ断面図である。
【図７Ｃ】フィルタ制御装置のダイヤフラム弁付近を含む平面図である。
【図８】プリーツフィルタの形状の詳細図である。
【図９】本発明による粉体乾燥装置の他の実施の形態を示す概略図で、円筒の一部を破断して示したものである。
【図１０】本発明による粉体乾燥装置のさらに他の実施の形態を示す概略図で、円筒の上部を省略しその一部を破断して示したものである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図１は、本発明による粉体乾燥装置の実施の形態を示す概略図で、図２のＢ−Ｂ面で円筒を破断して示したものである。図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
この実施の形態はフィルタ２を４個配置し、接線入射ノズル群４を高さ方向４段に設けた例である。
円筒本体１は上下面が密閉された円筒形状であり、分離壁１Ｃが上部付近に設けられ、水分を含んだ熱風を排気する排気室１Ａと、粉体を乾燥させる乾燥室１Ｂが形成されている。フィルタ２は図２に示すような配置により分離壁１Ｃに取り付けられている。
フィルタ２は上側から抜き取るか、乾燥室側から外すことにより交換することが可能である。
【００１０】
図１および図２に示すように、各段に設けられる熱風を導入する入射ノズルは、円筒本体１の周囲から水平方向に対しタンジェンシャルに配置され、円周方向に等間隔で２個設けられている。図２において、各入射ノズル４２−１，４２−２に入射する熱風が矢印５−１，５−２に示すように円周壁水平方向の接線方向に入射する。
このため、粉体は旋回する高速気流に挟まれ、遠心力によって円周壁に沿って円環状の回転滞留リング３を形成する。この実施の形態では、入射ノズルが４段構成であるので、各段を挟んで回転滞留リング３が４個形成される。回転滞留リング３内の粉体の粒子はリング内で旋回しながら徐々に落下する過程で熱風により水分が蒸発させられる。
各段の入射ノズルに結合される熱風供給管４１〜４４は熱風を作り出して送るための熱風供給源１４に結合されている。
【００１１】
粉体は被乾燥粉体供給部１１から供給管２３，供給バルブ１８，粉体供給管４０を介して乾燥室１Ｂ内に水平接線方向に供給されるようになっている。供給管２３は熱風供給源１４に結合されている粉体供給管４０に接続されており、供給バルブ１８を開口すると、粉体は被乾燥粉体供給部１１より粉体供給管４０内に導かれ、熱風供給源１４からの熱風により乾燥室１Ｂ内に送り込まれる。
排気室１Ａは吸引管１９に接続されており、吸引排気装置１７により排気室１Ａ内の水分を含んだ風が吸い出され、外部に排出するようになっている。
このため回転滞留リング３内の水蒸気と微粉体を含む空気はフィルタ２の外表面に吸い寄せられ、気体は排気室１Ａに送り出される。フィルタ２に吸い寄せられた粉体の粒子はフィルタ２を通過することなく外表面に付着する。また、粉体は回転滞留リング３中で浮遊回転中に除湿乾燥される。
【００１２】
フィルタ制御装置１２はフィルタ２の外表面に付着した粉体の粒子を一定のタイミング（例えば一定間隔）で振るい落とすために各フィルタ２の上面開口端から高圧空気のパルスを吹きつけるための機構である。
フィルタ制御装置１２は、フィルタ２の外表面に付着した粉体の粒子を所定のタイミングで振るい落とすことにより、フィルタの目詰まりを防ぐことができる。
このようにして水分が除去されつつ落下する粉体の粒子は矢印２５に示すように乾燥室１Ｂの底部に落下し堆積する。
冷気源１６は低温の空気を送り出すもので、乾燥室１Ｂの底部付近に接続され乾燥室１Ｂの下部に空気を吹き込むようになっている。落下し堆積する粉体の温度を下げるのは、排出された粉体が変質するのを防ぐためである。
【００１３】
乾燥済粉体を取り出す取出手段１５は乾燥室１Ｂの底面に繋がる管に設けられた排出バルブ１５Ａと、乾燥済粉体を取り出すための乾燥済粉体受容器１５Ｂより構成されている。
乾燥済粉体収集機構２２は落下し堆積する粉体を乾燥室１Ｂの底面に堆積させることなく乾燥済粉体受容器１５Ｂに繋がる管の開口端に導くためのものである。排出バルブ１５Ａを開口することにより乾燥済粉体収集機構２２で集められた乾燥済粉体を乾燥済粉体受容器１５Ｂに受け入れることができる。
【００１４】
図３〜図７Ｃは、吸引排気装置，取出手段，被乾燥粉体供給部，乾燥済粉体収集機構およびフィルタ制御装置の各実施例を示すもので、これら各図を用いてプラスチック粉を乾燥する乾燥装置について説明する。
図３は吸引排気装置の一実施例を示す図である。
吸引排気装置は排気室１Ａに繋がる吸引管１７３，吸引ブロワ１７１および排気管１７２により構成されている。吸引ブロワ１７１は吸引管１７３を介して例えば水蒸気などを含む熱風（４０℃〜６０℃程度）が排気室１Ａより吸引され、排気管１７２から外部に排出される。
【００１５】
図４は取出手段（乾燥済粉体受容器）の一実施例を示す図で、乾燥済粉体収容室内部を示したものである。
排出管１５５は乾燥室１Ｂの底面に結合され、乾燥済粉体収容室１５４内に導入されている。乾燥済粉体収容室１５４内には容器１５２が配置され、乾燥済粉体１５３が容器１５２内に集積される。乾燥室１Ｂの乾燥済粉体は排出管１５５に設けられている排出バルブ１５１を開口することにより容器１５２に落下する。熱風供給源１４から例えば１２０℃の熱風が供給されると、容器１５２に集積される乾燥済粉体１５３の温度は円筒本体１の下部の冷気で冷やされ、３８℃程度まで低くなる。
【００１６】
図５は被乾燥粉体供給部の一実施例を示す図である。
ロート形状の被乾燥粉体容器１１２にプラスチック粉１１１が溜まっている。プラスチック粉１１１は例えば、粒子の大きさは１μｍ〜１０μｍ、水分含有率略３０％であり、被乾燥粉体容器１１２の下部にはスクリューコンベア１１４が配置されており、内部のスクリュー１１５をモータ１１３により回転駆動することにより、被乾燥粉体容器１１２から供給するプラスチック粉１１１をスクリューコンベア１１４の端部に搬送する。供給管１１６はスクリューコンベア１１４の端部の下部に配置され、その他方端が熱風供給源１４からの熱風を導く管に繋がっている。供給管１１６に設けられている供給バルブ１１８を開口することにより乾燥室１Ｂの上部にプラスチック粉１１１を導入する。
【００１７】
図６は乾燥済粉体収集機構の一実施例を示す図である。
乾燥室１Ｂの底部付近には乾燥済粉体誘導羽根２１が設けられ、モータ１０３により回転させられる。乾燥済粉体誘導羽根２１をモータ１０３により回転駆動することにより落下する乾燥済粉体２４が排出管１５５の開口部に導かれる。
【００１８】
図７Ａ〜図７Ｃはフィルタ制御装置の一実施例を示す図で、この例は６０個のプリーツフィルタを乾燥機内に配置しており、各プリーツフィルタ内に高圧空気パルスを発射する装置の一実施例を示す図である。図７Ａは排気室１Ａの上部の蓋（図示しない）を取り除いた平面図であり、図７Ｂは図７ＡのＢ−Ｂ断面図である。図７Ｃはフィルタ制御装置のダイヤフラム弁付近を含む平面図で、ブロー管の一部を省略しプリーツフィルタの上面から示す図である。図８はプリーツフィルタの形状の詳細図である。
円筒本体１の内部には縦横合計６０個のプリーツフィルタ２０が等間隔で配置されている。プリーツフィルタ２０は、図８に示すように、横断面が歯車の外形に類似した筒形の形状である。その寸法は例えば外径１２ｃｍ，長さ１．５ｍであり、ひだ２１１は４４個設けられている。ひだ２１１は不織布を多数重ねて熱成形されており、１μｍ以下の微粒子でも９９％以上捕集できる。プリーツフィルタ２０は円筒の周囲面積に対し大きなフィルタ面を持つ特徴を有し、フィルタ効果を最大限に発揮できるものである。
【００１９】
横方向に配列されたプリーツフィルタ群の上部開口に位置するようにそれぞれブロー管１２４−１〜１２４−８が配置されている。ブロー管１２４−１〜１２４−８の端部はブロー管受け１２６により支持されている。ブロー管１２４−１〜１２４−８の各プリーツフィルタ２０の上部位置にあたる部分に圧縮空気を噴射するための小孔が設けられている。ブロー管１２４−１〜１２４−８はそれぞれダイヤフラム弁１２７を介してエアヘッダ１２５に接続され、さらにエアヘッダパイプ１２９に結合されている。エアヘッダパイプ１２９には圧縮空気供給管１３０から圧縮空気が送られている。各ダイヤフラム弁１２７にはパイロット電磁弁１２８が接続されている。各ダイヤフラム弁１２７はパイロット電磁弁１２８の作動により開き、エアヘッダパイプ１２９内の圧縮空気がブロー管１２４−１〜１２４−８の小孔より例えば０．１秒間噴射するようになっている。各プリーツフィルタ２０の上部開口部付近に噴射空気量の１０倍前後の２次空気を同伴し、フィルタバック内に入りエアショックを与え、逆洗と振動によりフィルタに付着したプラスチック粉の粒子が払い落とされる。
【００２０】
図９は本発明による粉体乾燥装置の他の実施の形態を示す概略図で、円筒の一部を破断して示したものである。
この実施の形態は、水分３０％の湿潤のプラスチック粉体を水分１％以下に乾燥する場合に適している構成である。基本的な構成は図１で示す粉体乾燥装置と同じであり、円筒本体の下部に流動層乾燥部７０を設けたものである。接線入射ノズル群５を多段に配置し円筒本体３１内で多数の回転滞留リング３３を形成し円筒本体３１上部から供給され円筒本体３１内に長い時間滞留させて乾燥させた円筒本体３１からの粉体を流動層乾燥部７０で流動層を作ってさらに水分含有率を低下させる。図９において、排気室３１Ａ，乾燥室３１Ｂ，分離壁３１Ｃは、図１の排気室１Ａ，乾燥室１Ｂ，分離壁１Ｃの機能に、ブロー管３６，ダイヤフラム弁３７，エアヘッダ３８はブロー管１２４，ダイヤフラム弁１２７，エアヘッダ１２５（図７Ａ〜図７Ｃ参照）にそれぞれ対応する。また、入射ノズル群５の熱風供給管５１〜５５は入射ノズル群４の熱風供給管４１〜４４に対応し、粉体を供給する粉体供給管５０は粉体供給管４０に対応する。なお、熱風供給管５１〜５３および粉体供給管５０に送り込む熱風の温度は例えば１２０°Ｃである。熱風供給管５４，５５へは途中に空気を導入する管が接続され、円筒本体３１内には１００°Ｃの熱風が供給される。
さらに吸引ブロワ５６は吸引排気装置１７の機能に、プリーツフィルタ３２はフィルタ２に、回転滞留リング３３は回転滞留リング３にそれぞれ対応する。
【００２１】
流動層乾燥部７０は有底円筒形状であり、円筒本体３１下部の円錐台形状部３１ａに接続されている。この乾燥装置の実寸を示すと、例えば円筒本体３１の直径および高さはそれぞれ５００ｍｍφ，１６００ｍｍ、有底円筒形状部７０ａの直径は２５０ｍｍφである。
有底円筒形状部７０ａの上部に乾燥粉体を排出する排出管６７が接続されている。バルブ６７ａを開くことにより、流動層乾燥部７０からの乾燥粉体（プラスチック粉体６９）が容器６８に導かれる。
流動層乾燥部７０の下部に目皿板６０が配置され、目皿板６０の上側に攪拌羽根５９が設けられている。攪拌羽根５９はモータ６１の駆動軸に接続され、モータ６１の駆動により回転し、流動層乾燥部７０内部を攪拌する。
流動層乾燥部７０の底部と目皿板６０の間には熱風を送り込むための熱風供給管６２が接続される。この熱風供給管６２には送風ブロワ５７によって熱源５８より１２０°Ｃの熱風を送り込むための管が接続されている。この管の中間には空気を導入する管が接続され、空気の導入により熱風供給管６２へは８０°Ｃの熱風が供給される。
【００２２】
被乾燥粉体供給部３４からプラスチック粉体（水分含有率３０％）が供給管３６，粉体供給管５０を介して円筒本体３１の接線方向に供給される。粉体供給管５０の上側位置にプラスチック粉体が浮遊する回転滞留リング３３が形成され、熱風供給管５１〜５５の相互の間にはそれぞれ回転滞留リング３３が形成される。プラスチック粉体は回転滞留リング３３に浮遊乾燥され、徐々に下側の回転滞留リング３３に漏れ出し、円筒本体３１の下部に達するまでには長い時間浮遊し水分が取り除かれる。
下降途中に吸引ブロワ５６で空気が引かれるためプラスチック粉体を含む流体はプリーツフィルタ３２に吸い寄せられ、湿った空気はプリーツフィルタ３２を通過して排気室３１Ａに引かれ排気される。プリーツフィルタ３２の表面にはプラスチック粉体が付着するが、ブロー管３６からパルス状の高圧空気をプリーツフィルタ３２上部に導入することにより付着したプラスチック粉体は払い落とされる。
このようにして水分含有率が低下したプラスチック粉体が流動層乾燥部７０に落下すると、熱風供給管６２から供給される８０°Ｃの熱風が目皿板６０の下方から上に向けて吹き上げられるため、落下したプラスチック粉体は吹き上げられる。目皿板６０は多孔板であり、落下するプラスチック粉体は目皿板６０の上に乗るが、熱風により上昇が繰り返される。
【００２３】
プラスチック粉体は流動層の中に入り、浮遊滞留して熱風と流動によりさらに水分が取り除かれる。
流動層は８０°Ｃの熱風と同時に攪拌羽根５９により攪拌されるため、この攪拌の衝撃により湿って固まったプラスチック粉体のダマは解砕され粉体の粒子の分散を助長するとともに流動がさらに活発になる。この流動層乾燥部７０でさらに水分が取り除かれたプラスチック粉体６９は排出管６７より容器６８に導かれ収容される。このような構成により水分含有率３０％のプラスチック粉体を０．５％〜１．０％へ容易に実現することができる。
【００２４】
図１０は本発明による粉体乾燥装置のさらに他の実施の形態を示す概略図で、円筒の上部を省略しその一部を破断して示したものである。
この実施の形態は流動層乾燥部７１に目皿板を設けることなく、熱風供給管７８から１５０°Ｃの熱風を流動層乾燥部７１の下部から供給する例である。フィルタ７５を内蔵する円筒本体７４の構成は図９の円筒本体３１と同じ構成である。
流動層乾燥部７１は円筒形状部７１ａおよび該円筒形状部７１ａに繋がる円錐形状部７１ｂより構成されている。流動層乾燥部７１の円筒形状部７１ａが円筒本体７４下部の円錐台形状部７４ａに接続されている。流動層乾燥部７１には流動層乾燥部７１を加熱する加熱室７７が周設されており、熱風を導入する管７５が加熱室７７下部に接続され、さらに熱風を排出する管７６が加熱室７７上部に接続されている。例えば管７５に１８０°Ｃの熱風が送られ、管７６から１５０°Ｃの熱風が排出される。
【００２５】
熱風供給管７８から供給される熱風は流動層乾燥部７１の下部より上部に向かって吹き上がり、下降してくる粉体に対し流動層を形成し、流動層形成によって粉体に含まれる水分がさらに取り除かれ乾燥する。流動層の粉体は排出管７２を経由して容器７３に導かれる。
【００２６】
つぎにこの流動層乾燥部の処理能力について具体的な数値を用いて説明する。
流動層乾燥部７１の直径は２５０ｍｍφで、その断面積は０．０４９ｍ2 、熱風供給管７８の直径は４３ｍｍφで、その断面積は０．００１４５ｍ2 とする。熱風供給管７８に送り込まれる熱風の温度は１５０°Ｃとする。
１分当たりのガス（流体）の容積は１Ｎｍ3 ／ｍｉｎとすると、１５０°Ｃの熱風を供給することにより１×（２７３＋１５０）／２７３＝１．５５ｍ3 ／ｍｉｎとなる。
従って熱風供給管７８に供給される熱風の速度はｖ＝１．５５／（６０×０．００１４５）＝１７．８ｍ／ｓｅｃとなる。
流動層の筒内平均風速はＶ＝１．５５／（６０×０．０４９）＝０．５２ｍ／ｓｅｃとなる。流動層乾燥部の寸法は直径が２５０ｍｍφ×２５０ｍｍＨであるので、流動層の容積は０．０４９ｍ2 ×２５０ｍｍ＝１２．２５ｍｍ3 ≒１２ｌとなる。
従って粉体が１時間あたり３０ｋｇ（６０ｌ）供給されると、粉体滞留時間Ｔ＝１２（ｌ）／６０（ｌ／Ｈ）＝０．２（Ｈ）＝１２（分）となる。
流動層に滞留する時間は１２分となり、従来の気流乾燥機などの滞留時間に比べて、非常に長く滞留し低水分まで乾燥できる。
【００２７】
以上の実施の形態は、フィルタとしてプリーツフィルタを用いる例を説明したが、形状に対しフィルタ面の面積を実質的に大きくする機能のフィルタであるならば、プリーツフィルタ以外のフィルタを用いてもよい。フィルタを４個，６０個設けた例を説明したが、フィルタの数はこのような数に限ることなく多数のフィルタを用いても同様な効果を得ることができる。また、フィルタ制御装置として各列に配置されたプリーツフィルタに対しブロー管を８個配置し、各ブロー管に設けた小孔により圧縮空気を噴射する例を説明したが、ブロー管の配置構造はプリーツフィルタの配置に依存するためブロー管の数および配置方向はこの限りではなくとも実施できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
工業の原料に用いる粉体や食料加工の分野に利用できる。具体例としては、米粉やプラスチックなどの粉体の水分を除去する粉体乾燥装置である。
【符号の説明】
【００２９】
１，３１，７４ 円筒本体
１Ａ 排気室
１Ｂ 乾燥室
１Ｃ 分離壁
２，７５ フィルタ
３，３３ 回転滞留リング
４，５ 接線入射ノズル群
１１，３４ 被乾燥粉体供給部
１２ フィルタ制御装置
１４ 熱風供給源
１５ 取出手段
１５Ａ 排出バルブ
１５Ｂ 乾燥済粉体受容器
１６ 冷気源
１７ 吸引排気装置
２０ プリーツフィルタ
２１ 乾燥済粉体誘導羽根
５６，１７１ 吸引ブロワ
５７ 送風ブロワ
５８ 熱源
５９ 攪拌羽根
６０ 目皿板
６１ モータ
６２，７８ 熱風供給管
６７，７２ 排出管
６８，７３，１５２ 容器
６９ プラスチック粉体
７０，７１ 流動層乾燥部
７５，７６ 管
７７ 加熱室
１０３，１１３ モータ
１１１ プラスチック粉
１１４ スクリューコンベア
１２４−１〜１２４−８ ブロー管
１２６ ブロー管受け
１２７ ダイヤフラム弁
１２８ パイロット電磁弁
１２９ エアヘッダパイプ
１５１ 排出バルブ
１５３ 乾燥済粉体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方から排気室，分離壁，乾燥室を有する円筒本体と、
前記排気室に上端開口が連通している複数本のフィルタと、
前記乾燥室の上側空間に水平接線方向に被乾燥粉体を供給する粉体供給部と、
前記乾燥室の内壁水平接線方向に開く多数段に配置される熱風接線入射ノズル群と、
前記ノズル群に熱風を供給する熱風供給源と、
前記排気室を介して乾燥室内の空気を吸引排気することにより前記乾燥室に複数の回転滞留リングを形成する吸引排気手段と、
前記フィルタに高圧空気パルスを供給するフィルタ制御手段と、
前記回転滞留リング中で浮遊回転中に除湿乾燥された粉体を乾燥室下端から取り出す取出手段と、
からなる粉体乾燥装置。
【請求項２】
上方から排気室，分離壁，乾燥室を有する円筒本体と、
前記排気室に上端開口が連通している複数本のフィルタと、
前記乾燥室の上側空間に水平接線方向に被乾燥粉体を供給する粉体供給部と、
前記乾燥室の内壁水平接線方向に開く多数段に配置される熱風接線入射ノズル群と、
前記ノズル群に熱風を供給する熱風供給源と、
前記排気室を介して乾燥室内の空気を吸引排気することにより前記乾燥室に複数の回転滞留リングを形成する吸引排気手段と、
前記フィルタに高圧空気パルスを供給するフィルタ制御手段と、
前記円筒本体の下部に設置され、前記円筒本体から下降する粉体を吹き上げ流動させて乾燥させるために熱風を上に向かって供給する流動層乾燥部と、
該流動層乾燥部で流動し乾燥された粉体を取り出す取出手段と、
からなる粉体乾燥装置。
【請求項１】
上方から排気室，分離壁，乾燥室を有する円筒本体と、
前記排気室に上端開口が連通している複数本のフィルタと、
前記乾燥室の上側空間に水平接線方向に被乾燥粉体を供給する粉体供給部と、
前記乾燥室の内壁水平接線方向に開く多数段に配置される熱風接線入射ノズル群と、
前記ノズル群に熱風を供給する熱風供給源と、
前記排気室を介して乾燥室内の空気を吸引排気することにより前記乾燥室に複数の回転滞留リングを形成する吸引排気手段と、
前記フィルタに高圧空気パルスを供給するフィルタ制御手段と、
前記回転滞留リング中で浮遊回転中に除湿乾燥された粉体を乾燥室下端から取り出す取出手段と、
からなる粉体乾燥装置。
【請求項２】
上方から排気室，分離壁，乾燥室を有する円筒本体と、
前記排気室に上端開口が連通している複数本のフィルタと、
前記乾燥室の上側空間に水平接線方向に被乾燥粉体を供給する粉体供給部と、
前記乾燥室の内壁水平接線方向に開く多数段に配置される熱風接線入射ノズル群と、
前記ノズル群に熱風を供給する熱風供給源と、
前記排気室を介して乾燥室内の空気を吸引排気することにより前記乾燥室に複数の回転滞留リングを形成する吸引排気手段と、
前記フィルタに高圧空気パルスを供給するフィルタ制御手段と、
前記円筒本体の下部に設置され、前記円筒本体から下降する粉体を吹き上げ流動させて乾燥させるために熱風を上に向かって供給する流動層乾燥部と、
該流動層乾燥部で流動し乾燥された粉体を取り出す取出手段と、
からなる粉体乾燥装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２５１７４０（Ｐ２０１２−２５１７４０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２５４６１（Ｐ２０１１−１２５４６１）
【出願日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【出願人】（５９２０９６１８８）株式会社アコー (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【出願人】（５９２０９６１８８）株式会社アコー (3)
【Ｆターム（参考）】
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