JP3574374B2

JP3574374B2 - 連続式乾燥機

Info

Publication number: JP3574374B2
Application number: JP2000098956A
Authority: JP
Inventors: 肇阿片
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2020-03-31
Also published as: JP2001280844A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、合成樹脂の重合処理などの後に溶剤等の液体成分を除去したり、処理廃液からの溶剤等の液体成分を回収したり、各種無機物などから水分を除去するための連続式乾燥機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
合成樹脂を有機溶剤中で重合処理をする場合などには、その後処理工程において溶剤等の液体成分を除去する乾燥処理を行う必要がある。また、処理廃液から溶剤等の液体成分を回収するために乾燥処理を行うことも必要になる。さらに、化学原料や各種無機物から水分を除去するために乾燥処理が必要になる場合もある。
【０００３】
このような乾燥処理を行う装置として、図４及び図５に示すように、一端に被処理物の投入口１を、他端にその排出口２を設けた横型のトラフ３内に一対の攪拌羽根３１を水平に配設した連続乾燥機が知られている。前記攪拌羽根３１は中空の回転軸４と、その外面に設けられた順送りスクリュー５、逆送りスクリュー６などの攪拌部材を備えている。また、トラフ３の外側のケーシング７との間にジャケット部８が形成されている。
【０００４】
そして、中空の回転軸４やジャケット部８に熱媒体を流すことにより被処理物を間接加熱しつつ、攪拌羽根３１によりトラフ３内を移送させる際に、被処理物中に含まれる液体成分を蒸発させて乾燥を行っている。
【０００５】
このような連続式乾燥機において、被処理物中の液体成分を除去しやすくするために、トラフ３の上部を開放し、この開放部を側壁９及び端壁１０で囲い、これらの壁の上側に天井板１１を取り付けて蒸気室１２が形成されている。また、天井板１１の長手方向に適宜の間隔で、排気口１３が設けられおり、各排気口１３は、図示省略した真空ポンプなどの減圧装置に接続されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、投入口から投入された直後の被処理物は液体成分が多く含まれているために、液体成分が一気に蒸発し多量の蒸気が発生しやすい。このため、被処理物の性質によっては、蒸気の発生しやすい場所、すなわち、蒸発活性域で、多量の泡が発生し、攪拌羽根３１の上部の蒸気室１２に溢れかえることがある。
【０００７】
この泡により被処理物が持ち上げられ、図６（ａ）に示すように、被処理物が前記蒸気室１２の側壁９に付着し、その付着物１４はスクリュー５などの攪拌部材の上部を覆うように成長する。また、液体成分が一気に蒸発すると被処理物の流動性が悪くなり、被処理物がスクリュー５に噛み込まれず、上記と同様にスクリュー５の上に持ち上げられることも考えられる。そして、これらは、前記排気口１３を塞いだり、時間の経過とともに前記の間接加熱の影響により熱劣化して変質し、異物となって乾燥処理物に混入するなどの悪影響を与える。
【０００８】
さらに、図６（ｂ）に模式的に示すように、被処理物中の溶質成分１５が蒸気流１６によって押し上げられて蒸気流１６とともに前記排気口１３まで流れる現象が生じやすい。
【０００９】
これらの被処理物の膨れ上がり現象は、乾燥処理条件によっては、投入口１近傍の蒸気室１２のみならず、徐々に成長して、トラフ３の半分以上の長さの蒸気室１２に達することがある。
【００１０】
このような問題点を解消するため、被処理物の膨張状態に合わせてトラフ３内での被処理物の充填高さ又は蒸気室１２の高さを上げたり、蒸気流の上昇する速度を遅くするため、排気口１３の大きさや数を増加したりする工夫が従来からなされてきた。
【００１１】
しかし、前述のような工夫をしても、付着性の高い被処理物については、蒸気室１２の側壁９に溶質成分が付着するという問題は依然として解消しない。また、むやみに排気口１３を大きくしたり、その数を増加すると、前記乾燥機のメンテナンスが行いにくくなる。
【００１２】
そこで、この発明の課題は、攪拌羽根の上部に被処理物が溢れかえって排気口を塞いだりすることや蒸気室の側壁に被処理物が付着成長し、異物となって被処理物中に混入することを防止して、健全な乾燥処理物を得ることのできる連続式乾燥機を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明では以下の構成を採用したのである。
【００１４】
即ち、一端に被処理物の投入口を、他端にその排出口を設けた横型トラフ内に複数の撹拌羽根を配設し、これら撹拌羽根上方のトラフ内を蒸気室に形成し、前記蒸気室の上部に設けた天井板に長さ方向に所定の間隔をおいて複数の排気口を設け、前記被処理物を加熱しながら攪拌を行い、トラフ内を移送する過程において前記被処理物中に含まれる液体成分を蒸発させ、その蒸気を前記排気口から外部に排気させる連続式乾燥機において、前記トラフの投入口側端部から蒸発活性域の全部又はその大半を含む範囲に前記攪拌羽根に接近してそれらを覆う抑制板を設ける構成としたのである。
【００１５】
上記の構成により、被処理物中に液体成分が多く含まれているために蒸発量が多い蒸発活性域において、その液体成分の蒸発に伴って発生する泡や蒸気流によって押し上げられる溶質成分が抑制板に接触して遮られ、泡が攪拌羽根の上部に溢れかえることや溶質成分が蒸気流とともに排気口まで流れるといった膨れ上がり現象を防止することができる。
【００１６】
また、蒸発活性域から発生する蒸気流は抑制板の先端を迂回して排気口に達するため、蒸発活性域の天井板の排気口から直接排出されることはない。このため、蒸発活性域から排気口までの距離が実質的に遠くなり、蒸気流に伴って被処理物が排気口まで飛散することが生じにくくなる。
【００１７】
その結果、排気口が閉塞したり、被処理物が蒸発活性域の側壁に付着成長し、熱劣化により変質し異物となって被処理物に混入するなどの問題が解消される。
【００１８】
さらに、抑制板を攪拌羽根に接近して設けていることにより、前記の泡が抑制板と攪拌羽根との間隙ですり潰され、蒸気だけが抑制板の先端へと流れることになる。また、抑制板によって、流動性の低下した被処理物も攪拌羽根に巻き込まれることになり、被処理物の乾燥が有効に継続され、被処理物中の液体成分が所望の含有率になるまで低減させることができる。
【００１９】
蒸発活性域の長さは被処理物中の液体成分の含有率やその性質、加熱温度、被処理物の移送速度などの乾燥処理条件によって変化し、被処理物中の液体成分の含有率が比較的低い場合など前記処理条件によっては、蒸発活性域の大半に抑制板を設けることにより、前記の現象を防止することが可能である。
【００２０】
前記抑制板の先端がトラフの長さの中程までであることが望ましい。前述のように、蒸発活性域の長さは乾燥処理条件や被処理物の性質によって変化するが、通常の場合、トラフの長さの中程までの範囲に含まれる。抑制板を必要以上に長く設けると、蒸発活性域から発生する蒸気流が抑制板の先端を迂回して排気口まで到達する距離が長くなりすぎて排気能力が低下し、また、抑制板の前方の蒸気室自体が短くなり、蒸気の排出に支障をきたすからである。
【００２１】
前記抑制板の下面の形状を前記攪拌羽根の先端の回転軌跡に沿うように形成することにより、抑制板と攪拌羽根の前記回転軌跡との間隙がほぼ一定となるため、剪断作用が増して前記の泡をより有効にすりつぶすことができ、抑制板の先端への蒸気流の通路が確保される。
【００２２】
なお、前記回転軌跡は攪拌羽根がスクリューの場合、その外周となる。
【００２３】
前記抑制板と、この抑制板の上面の両端部に設けた端板と、この端板の上端間に設けた上板とにより抑制板ユニットが形成され、前記端板及び上板に蒸気の通過口が形成され、所要数の前記抑制板ユニットを突き合わせて前記天井板の下面に取り付ける構成をとることができる。
【００２４】
上記の構成により、抑制板の前記トラフ内への取り付け・取り外しが容易となり、ユニット単位のため、抑制板を設ける長さ範囲を容易に変えることができる。
【００２５】
前記抑制板の内部に熱媒体を流通させる流路を形成する構成をとることができる。この構成によって抑制板自体を加熱することにより、気化潜熱による被処理物の温度降下を防止できる。また、抑制板による被処理物への間接加熱効果もある。その結果、被処理物の乾燥がより有効に継続される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を添付の図１から図３に基づいて説明する。
【００２７】
図１及び図２に示すように、この発明の実施形態の連続式乾燥機は、横型のトラフ３の内部に一対の平行な攪拌羽根３１を配設した２軸タイプであり、該攪拌羽根３１は中空の回転軸４と、その外面に設けられた順送りスクリュー５、逆送りスクリュー６などの攪拌部材を備えている。
【００２８】
前記トラフ３の一端には被処理物の投入口１が、他端にはその排出口２が設けられている。トラフ３の上部は開放され、この開放部を側壁９及び端壁１０で囲い、これらの壁の上側に天井板１１を取り付けて蒸気室１２が形成されている。天井板１１には長手方向に適宜の間隔で排気口１３が配置されており、蒸気室１２を減圧するために、前記排気口１３は図示省略した真空ポンプに接続されている。トラフ３とその外側のケーシング７との間に形成されたジャケット部８及び回転軸４の内部には被処理物を間接加熱するための熱媒体が流通している。なお、攪拌部材を中空構造とし熱媒体を流通させることができる。
【００２９】
回転軸４には順送りスクリュー５がトラフ３の投入口１側の端部から排出口２に至るまでの範囲に取り付けられている。この順送りスクリュー５は、被処理物の攪拌作用を高めるため、回転軸４を挟んだ対向する位置でスクリュー外周部の一部を切り取った形状に形成されている。また、その切り取り部１７の一端には先端には、スクリュー５の外径と略同径の爪の外面に取り付けられたスクレーパ１８が設けられている（図２（ａ）、（ｂ））。
【００３０】
排出口２とトラフ３の排出口２側の端部との回転軸４の部分には逆送りスクリュー６が取り付けられている。この逆送りスクリュー６は被処理物を押し戻して排出しやすくする。
【００３１】
被処理物を排出しやすくするため、トラフ３の排出口２側の端部から排出口２の入側に至る逆送りスクリュー６及び順送りスクリュー５の上部に接近して、フード１９が設けられている。
【００３２】
トラフ３の投入口１側の端部から長手方向に、トラフ３の長さのほぼ中程まで順送りスクリュー５に接近してそれらを覆う抑制板２０が設けられ、この抑制板２０の先端から排出口２にかけて蒸気室１２を残存させている。
【００３３】
抑制板２０は、その下面の形状がスクリュー５の先端の回転軌跡即ち外周に沿うように形成されている（図２（ａ）参照）。抑制板２０と、その上面の両端部に設けた端板２１、２１’と、これらの端板２１、２１’の上端間に設けた上板２２とにより、抑制板ユニット２３が形成され、端板２１、２１’には蒸気の通過口２４ａ、２４ｂが、上板２２には蒸気の通過口２４ｃが各々設けられている。端板２１、２１’の幅は抑制板２０の幅よりも若干狭く形成されている。この抑制板ユニット２３が２つ突き合わせて図示していないボルトにより前記天井板１１の下面に取り付けられており、前述のように、抑制板２０の先端が前記トラフ３のほぼ中程に位置している。
【００３４】
また、抑制板２０と前記側壁９との間には、取り付けを容易にし、かつ、発生する蒸気の圧力を逃がすため、前記溶質成分１５が通過しない程度の若干の間隙が保たれている。
【００３５】
蒸発活性域の長さは前述のように、被処理物中の液体成分の含有率やその性質、順送りスクリュー５の回転速度、即ち被処理物の移送速度等によって変化するが、通常の乾燥処理条件では、前記トラフ３の投入側端部からトラフ３の中程、即ちおよそ５０％までの範囲に含まれる。従って、この範囲まで抑制板２０を設けることが妥当である。抑制板を必要以上に長く設けると、蒸発活性域から発生する蒸気が抑制板の前端を迂回して排気口まで到達する距離が長くなりすぎて排気能力が低下し、また、蒸気室１２自体が短くなって液体成分を充分に除去することに支障をきたす。
【００３６】
なお、抑制板２０が短すぎると、従来技術で示した問題が発生するので、前記トラフ３の投入側端部からトラフ３の長さの約１／５以上を覆うようにする必要がある。抑制板２０の長さは、被処理物の側壁９への付着状況に応じて変更するのが望ましく、トラフ３の長さの１／４以上あるいは１／３以上等とすることもできる。なお、投入口１は、抑制板２０が設けられた範囲内に設置しておく必要がある。また、図示の例では、投入口１をトラフ３の下側に設けているが、横側に設けたり、抑制板２０を貫通させて上側に設けることもできる。
【００３７】
なお、抑制板２０はその両端部に設けた端板２１、２１’を直接天井板１１に溶接して固定する前記天井板１１と一体化した構造としてもよい。
【００３８】
この発明の実施形態は以上のような構成であり、以下にその作用について説明する。
【００３９】
投入口１から供給された被処理物がトラフ３内でジャケット部８に流通する熱媒体により間接加熱され順送りスクリュー５により、攪拌されながら移送される。
【００４０】
この過程において、被処理物が加熱されることや、トラフ３内が減圧されていることより、被処理物中の液体成分が蒸発して蒸気となる。投入された直後の被処理物は液体成分を多量に含んでおり、攪拌羽根３１により移送されるにつれて徐々に蒸発する。このため、トラフ３の中程まで移送されると液体成分が少なくなり、蒸気の発生が少なくなるが、投入口１近傍からトラフ３の中程までは蒸気の発生しやすい蒸発活性域となりやすい。
【００４１】
この蒸発活性域で発生した蒸気は、順送りスクリュー５と抑制板２０との間隙を通過し、抑制板２０の先端を迂回し、通過口２４ａ、２４ｂから抑制板ユニット２３内の蒸気流の通過空間２５に達し、そこから通過口２４ｃを通って排気口１３から排出される。
【００４２】
前述のように、蒸発活性域では、液体成分の蒸発に伴って泡が多く発生するが、抑制板２０によってこれらの泡が抑さえられ、順送りスクリュー５により攪拌されることになる。この時、泡が崩壊し、蒸気だけが前述の経路をたどって排気口１３から排出される。このため、被処理物が泡と一緒に蒸気室に持ち上げられることがない。また、液体成分の蒸発に伴い、被処理物の流動性が悪くなるが、順送りスクリュー５に噛み込まれるので、被処理物が蒸気室に持ち上げられることがない。
従って、蒸発活性域の側壁９での付着成長や排気口１３での閉塞の恐れがなく、熱劣化によって異物となって乾燥処理物に混入することが防止される。
【００４３】
また、蒸発活性域から発生する蒸気流は、前述のように、抑制板２０の先端を迂回して排気口１３に達するので、前記蒸発活性域の天井板１１に配置された排気口１３から直接排出されることはない。このように蒸発量の多い蒸発活性域から排気口までの距離が実質的に遠くなるので、蒸気流に伴って被処理物が排気口１３にまで飛散することが生じにくくなる。
【００４４】
さらに、抑制板２０の下面形状はスクリュー５の外周に沿うように形成されているため、それらの間隙がほぼ一定となって、剪断作用が増して前記泡がより確実にすりつぶされるため、蒸気だけが抑制板２０の先端へと流れる。
【００４５】
被処理物が蒸発活性域を通過すると、発生蒸気量は減少するので、前述の排気口１３の閉塞、側壁９への被処理物の付着などの問題を引き起こすことはなくなる。このため、抑制板２０を設ける長さを、前述のように必要な範囲に限定して蒸気室１２を残存させることにより、被処理物中の液体成分を所望の含有率になるまで低減させることができ、この乾燥処理物が排出口２から排出される。
【００４６】
また、抑制板２０は前述のようにユニット単位で取り付け・取り外しができるため、抑制板２０を設ける範囲を容易に変えることができる。
【００４７】
この発明の他の実施形態として、図３に示すように、抑制板２０の内部に熱媒体の入口２６及び出口２７を有する流路２８を形成し、この入口２６及び出口２７に熱媒体の供給管２９及び排出管３０を取り付け、矢印で方向を示したように熱媒体を流路２８に流通させる構成をとることができる。
【００４８】
抑制板２０自体を加熱することにより、気化潜熱による被処理物の温度低下を防止でき防止できる。また、抑制板２０による被処理物に対する加熱効果もある。その結果、液体成分の蒸発が促進され、被処理物の乾燥処理がより有効に実施される。
【００４９】
【実施例１】
スクリュー外径１００ｍｍの２軸タイプの連続乾燥機を用い、スクリュー５の上部に接近してトラフ３の投入口１側の端部から、トラフ３の約５０％の長さ範囲に抑制板２０を設け、ジャケット部８に熱媒体を流通させて加熱温度を２００℃とし、蒸発室１２を排気口１３に連通した真空ポンプにより５０〜１００ｔｏｒｒに減圧した後、溶剤７５ｗｔ％を含む樹脂溶液の被処理物を２４ｋｇ／ｈの供給能力で投入口１から供給し、回転数が３０〜６０ｒｐｍで順送りスクリュー５により攪拌しながら移送し、乾燥処理を実施した。その結果、前述の被処理物の膨れ上がり現象や蒸気室側壁への付着の問題は解消し、乾燥能力を低下させることなく目標とした溶剤含有率１％まで被処理物を乾燥させることができた。
【００５０】
一方、抑制板２０を設けなかった場合には、前記投入口１側の端部からトラフ３の３０〜４０％の範囲において被処理物の膨れ上がり現象や蒸気室の側壁９への多量の付着が認められた。
【００５１】
この場合、前記３０〜４０％の長さの範囲が蒸発活性域と見なされる。
【００５２】
【実施例２】
前記抑制板２０を設けず、蒸気室をおよそ４０ｔｏｒｒに減圧し、順送りスクリュー５の回転数が６０ｒｐｍのほかは実施例１の場合と同じ処理条件で、投入口１からの供給能力２０ｋｇ／ｈで溶剤２０ｗｔ％を含む処理廃液の被処理物を乾燥処理したところ、２時間の処理時間で、トラフ３の投入側端部からトラフ３の約６０％の長さ範囲において被処理物の膨れ上がり現象や蒸気室１２の側壁９への付着が認められた。
【００５３】
これに対し、抑制板２０をトラフ３の投入側端部から、トラフ３の３０％の長さ範囲に設け、上記と同様の乾燥処理を実施した場合には、前記の膨れ上がり現象や付着の問題は解消された。
【００５４】
この場合、実施例１の場合よりも順送りスクリュー５の回転速度、即ち被処理物の移送速度が速いため、蒸発活性域を越えて前記の被処理物の膨れ上がり現象や蒸気室の側壁９への付着現象を生じたもので、蒸発活性域自体は、トラフ３の５０％の長さ以内であると見なされる。また、被処理物中の液体成分の含有率が比較的低いため、前記抑制板２０を蒸発活性域の大半の長さに設けることにより前記の現象を防止できたと考えられる。
【００５５】
実施例１及び２に示したように、乾燥処理条件に対応して、トラフ３の投入側端部から抑制板２０を所要長さの範囲に設けることにより、前記の現象を防止できることが検証された。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、前述のようにトラフの投入口側端部から蒸発活性域の全部又は大半を含む所要長さの範囲に攪拌羽根の上部に接近して、それらの上部を覆うように抑制板を設けたので、被処理物中の液体成分の蒸発に伴って発生する泡や蒸気流によって押し上げられる溶質成分が前記抑制板によって遮られ、泡はすりつぶされ、溶質成分は攪拌羽根に巻き込まれて被処理物中へ戻される。また、また、液体成分の蒸発により被処理物の流動性が悪くなっても、確実に攪拌羽根に巻き込まれる。そして、蒸発活性域から発生する蒸気流は抑制板の前縁を迂回して排気口に達するので、蒸気流に伴って被処理物が排気口まで飛散することが生じにくくなる。
【００５７】
その結果、泡が攪拌羽根の上部に溢れかえることや溶質成分が排気口まで流れるといった被処理物の膨れ上がり現象が防止され、排気口が閉塞したり、被処理物が蒸発活性域の側壁に付着成長し、熱劣化により変質し異物となって被処理物に混入するなどの問題が解消される。
【００５８】
これらにより、処理能力を低下させずに健全な乾燥処理物が得られる連続式乾燥機が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の連続式乾燥機の縦断面図
【図２】（ａ）図１のＡーＡ線における断面図
（ｂ）図１のＢーＢ線における断面図
【図３】同上の抑制板のＡーＡ線における断面図
【図４】従来技術の連続式乾燥機の縦断面図
【図５】図４のＡーＡ線における断面図
【図６】（ａ）同上の被処理物の付着成長を示すＡーＡ線における断面図
（ｂ）同上の排気口への溶質成分の流出を示すＡーＡ線における断面図
【符号の説明】
１投入口
２排出口
３トラフ
４回転シャフト
５順送りスクリュー
６逆送りスクリュー
７ケーシング
８ジャケット部
９側壁
１０端壁
１１天井板
１２蒸気室
１３排気口
１４付着物
１５溶質成分
１６蒸気流
１７切り取り部
１８スクレーパ
１９フード
２０抑制板
２１、２１’ 端板
２２上板
２３抑制板ユニット
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ通過口
２５通過空間
２６入口
２７出口
２８流路
２９供給管
３０排出管
３１攪拌羽根

Claims

一端に被処理物の投入口を、他端にその排出口を設けた横型トラフ内に複数の撹拌羽根を配設し、これら撹拌羽根上方のトラフ内を蒸気室に形成し、前記蒸気室の上部に設けた天井板に長さ方向に所定の間隔をおいて複数の排気口を設け、前記被処理物を加熱しながら攪拌を行い、トラフ内を移送する過程において前記被処理物中に含まれる液体成分を蒸発させ、その蒸気を前記排気口から外部に排気させる連続式乾燥機において、前記トラフの投入口側端部から蒸発活性域の全部又はその大半を含む範囲に前記攪拌羽根に接近してそれらを覆う抑制板を設けたことを特徴とする連続式乾燥機。
前記抑制板を設ける範囲が前記トラフの投入側端部からトラフの長さの中程までであることを特徴とする請求項１に記載の連続式乾燥機。
前記抑制板の下面の形状が前記攪拌羽根の先端の回転軌跡に沿うように形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の連続式乾燥機。
前記抑制板と、前記抑制板の上面の両端部に設けた端板と、前記端板の上端間に設けた上板とにより抑制板ユニットが形成され、前記端板及び上板に蒸気の通過口が形成され、所要数の前記抑制板ユニットを突き合わせて前記天井板の下面に取り付けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の連続式乾燥機。
前記抑制板の内部に熱媒体を流通させる流路が形成されたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の連続式乾燥機。