JPS6359077B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、粉粒物の熱交換装置に係り、特に粉
粒物に振動を与えて浮遊移動させながら熱交換を
行う熱交換装置に関するものである。

従来、粉粒物を冷却したり又は加熱して乾燥し
たりする場合には、例えば第１図に示すように、
粉粒物５１を浮遊させながら熱交換を行なう。い
わゆる流動層方式の熱交換装置が用いられてい
る。この熱交換装置は、装置内下部に設けた格子
状の床５２上に粉粒物５１を載置し、装置の下
端部から気体状の熱交換媒体を装置内に吹き込
み、粉粒物を浮遊させながら熱交換を行なうもの
であつた。

しかしながら、このような従来の熱交換装置に
おいては、粉粒物は熱交換媒体によつて浮遊され
るものであるから、全体が十分に浮遊せず、その
ために粉粒物が均一に熱交換されないおそれがあ
つた。また可燃性を有する粉粒物が高温状態にあ
る場合には、空気等が粉粒物に接触したときに粉
粒物が燃焼する危険性があり、そのため一般には
この危険性を避けるために窒素ガス等の不活性ガ
スが使用されるのでランニングコスト面で割高に
なつていた。更に上記従来例においては、粉粒物
を連続的に移動させながら熱交換を行なうことが
困難であり、作業能率の向上を図る上でも限度が
あつた。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであ
り、ルーバーにより概ね分離し、トラフ上に載置
した粉粒物に振動を与えてトラフ上を浮遊移動す
る振動移層を形成し、この振動移層内に配設した
熱交換器との接触によつて、上記粉粒物を均一
に、かつ効率よく熱交換すると共に粉粒物を連続
的に移送させることができる熱交換装置を提供す
ることを目的とする。

以下添付図面に示す振動熱交換装置の実施例に
基づいて本発明を詳細に説明する。

第２図及び第３図に示す振動熱交換装置は、本
発明の第一の実施例を示しており、この、振動熱
交換装置は、一端に原料単独又は原料混入ガスの
供給口２を設け他端に原料搬出口３及び原料混入
ガスの排出口４を夫々設けたウジング１と、この
ハウジング１の内部において駆動装置５によつて
往復振動し、この往復振動によつて粉粒物を浮遊
移動させるトラフ６と、このトラフ６の上方に形
成されたエアシール構造を有する粉粒物移送室８
と、この粉粒物移送室８内に配設された多数の伝
熱管９ａで構成される熱交換器９とからなるもの
である。

ハウジング１は、略直方体状に形成されてお
り、側壁の上端両隅部には夫々一対の供給口２と
排出口４とが設けられており、またハウジング１
の底面に原料搬出口３が設けられている。

このハウジング１内の下部にはフレーム１６に
保持された駆動装置５とこの駆動装置５によつて
振動運動するトラフ６が設置されている。フレー
ム１６は防振バネ１７によつてハウジング１の底
面に支持されており、トラフ６の振動によつてハ
ウジング１が共振するのを防止している。またフ
レーム１６の一側部は横に張り出しており、この
張り出したフレーム１６の上部には駆動モータ１
８が配置され、この駆動モータ１８の回転運動を
例えば偏心クランク機構等を介して、トラフ６両
側端部を連結する作動軸１９の振動運動に変換し
ている。なおこの振動運動は、粉粒物の進行方向
に加速されるような運動を行なうものである。

従つて、トラフ６上に載置された粉粒物は、ト
ラフ６の振動によつて漸次前方へ移送されること
となる。

前記トラフ６は、平面状の底板２０と周壁２１
とで器状に形成されており、底板２０の前端部に
はトラフ６上を移送してきた粉粒物をハウジング
１の原料搬出口３に導くための搬出管２２が取り
付けられている。このトラフ６の上方は、ハウジ
ング１の上部に設けられた被体７によつて被わ
れ、この被体７とトラフ６とによつて粉粒物移送
室８を形成している。そしてこの被体７の下端開
口部を形成する移送室周壁２３がトラフ周壁２１
の内側に位置している。

またトラフ周壁２１の外周面には略Ｌ字形のシ
ール受部１０が設けられ、このシール受部１０に
はシール部中壁２４によつて２筋の溝部が形成さ
れている。一方、被体７の傾斜壁１１には前記溝
部に対応して二本の垂壁１２が形成されており、
シール受部１０に液体を満たした状態で垂壁１２
の先端部を溝部に挿入している。このようにして
トラフ６の振動をシール受部１０内の液体に吸収
させて被体７およびその他の非振動部に振動が伝
達するのを防止するとともに、粉粒物移送室８内
と外部とのエアシールを行うものである。従つ
て、粉粒物移送室８内には外気が導入されないの
で、可燃性の粉粒物等を冷却する場合にも該移送
室８内で粉粒物が燃焼を起こすことはない。上記
粉粒物移送室８内には、伝熱管９ａが伝熱量に応
じた伝熱面の最適な配列になるように複数本配設
されており、この伝熱管９ａは、夫々下部が下部
ヘツダ３７に、また上部が上部ヘツダ３６に接続
しておりハウジング１の上方に取り付けられた蒸
気ドラム２５に降水管１５および上昇管３９を介
して接続されている。そして熱交換媒体は、この
伝熱管９ａ内を循環しながらトラフ６上を移動す
る粉粒物と熱交換していく。

またハウジング１に設けられた供給口２及びガ
スの排出口４から前記粉粒物移送室８内に通ずる
ハウジング１内上部の空間部にはルーバー２６が
夫々配設されている。

従つて、上記のように構成された振動熱交換装
置を用いて廃タイヤ粉砕処理の際に発生する燃焼
ガス中のゴム粉を冷却貯蔵する場合には、まず廃
タイヤ粉砕用の処理炉２７において廃タイヤを燃
焼させ、発生する高温状態の燃焼ガスを原料の供
給口２から振動熱交換装置内に導入する。導入さ
れた燃焼ガスはルーバー２６によつてガス中に含
まれるゴム粉の多くを分離し、ガスは被体７上面
内壁に沿つて移動し、排出口４に到る間で冷却媒
体を循環する伝熱管９ａの表面と接触し、冷却媒
体との間で熱交換しながら次第に低温ガスにな
る。排出口４から外部に排出されたガス中にはま
だ未分離のゴム粉が含有しているので排出口４に
接続した分離装置２８内に流入させて未分離のゴ
ム粉を分離して捕集する。

一方、ルーバー２６によつて燃焼ガス中から分
離されたゴム粉は高温状態のままトラフ６上に自
然沈降していく。このようにして、分離されたゴ
ム粉は漸次トラフ６上に積み重ねられていくが、
トラフ６の振動によつてトラフ６の底板２０上に
ほぼ均一な厚みのゴム粉の層をつくる。この層厚
はトラフ６の振幅と振動数を変えることによつて
調整でき、ゴム粉の処理量、含水率等に合わせて
効果的な層厚とする。このようにしてゴム粉はト
ラフ６上を一方向にのみ移動する振動移層として
形成される。この振動移層は、浮遊しながら冷却
媒体が循環する伝熱管９ａとの接触を繰返して移
動し、その際にゴム粉と冷却媒体との間で熱交換
が行なわれる。そして冷却されながらトラフ６上
を移動するゴム粉は、該トラフ６先端に設けられ
た搬出管２２に送り込まれ原料搬出口３に接続す
る貯蔵タンク２９に流入して貯蔵される。なお、
上記冷却媒体としては主に冷水が使用され、蒸気
ドラム２５内に貯蔵された冷水が降水管１５を介
して各伝熱管９ａに導入され、上部ヘツダ３６に
至る間においてゴム粉と熱交換して熱水に状態が
変化する。そしてこの熱水は上昇管３９を介して
蒸気ドラム２５内に導かれて貯蔵される。このと
き熱水とともに導入される蒸気は気水分離器３５
を経た後に蒸気供給管３８内に導かれ、処理炉２
７内の廃タイヤ燃焼用に使用する重油の加熱に使
用される。一方蒸気ドラム２５内に戻された熱水
は、徐々に冷却され、再び降水管１５に導かれ
る。このようにして冷却水は蒸気ドラム２５と熱
交換器９との間を循環して使用されるが、蒸気と
なつて外部に排出される不足分は給水管１４によ
つて蒸気ドラム２５内に補給される。

尚、上記装置を乾燥装置として利用する場合に
は、冷却媒体に代えて加熱媒体を伝熱管９ａに循
環させ、水分を含有した粉粒物との間で熱交換を
行ない、粉粒物を加熱することによつて乾燥をす
る。

第４図ないし第６図は本発明に係る振動熱交換
装置の第二の実施例を示している。

本実施例においては、熱交換器９以外は第一の
実施例と同様の構成からなるものであり、また作
用も同一である。この実施例において熱交換器９
は、中空軸３０と、この中空軸３０と一体に形成
された複数個の中空デイスク９ｂとで構成されて
いる。また中空軸３０および中空デイスク９ｂの
内部空間には熱交換媒体を導くための導管３１が
配置されており、この導管３１は中空軸３０両端
の熱交換媒体導入部４０および熱交換媒体排出部
４１において、夫々導入管３３および排出管３４
と連通している。

このように構成される熱交換器９は、熱交換の
効率を上げるために中空デイスク９ｂが交互に配
列されるように粉粒物移送室８内の下部に複数個
配設され、移送室周壁２３に軸受４５によつて回
転可能に取り付けられている。なお中空軸３０は
シール部４６によつて移送室周壁２３との間にシ
ールされている。なお４７は軸受４５を外方から
被う軸受カバーである。

この実施例における熱交換器９で粉粒物の熱交
換をする場合は、導入管３３を介して供給されて
くる熱交換媒体を熱交換媒体導入部４０から熱交
換器９内に導入し、中空軸３０内の導管３１を介
して中空デイスク９ｂ内に満たす。そしてこの熱
交換媒体と中空デイスク９ｂ外表面を通過する粉
粒物との間で熱交換を行ない、熱交換媒体導入部
４０から導管３１内に導びかれ、この導入管３１
に開孔された排出導入孔３２から熱交換媒体排出
部４１に導びかれ系外に排出される。

尚、本実施例においては、第５図および第６図
に示すように、熱交換器９の中空軸３０に取付け
られたスプロケツト４３を駆動用チエーン４４を
介してデイスク駆動装置４２に連結するとともに
その他複数個の熱交換器９を適宜の手段で互いに
連結し、デイスク駆動装置４２からの回転駆動に
よつて熱交換器９を回転させ、粉粒物と熱交換媒
体との接触回数を大きくとることによつて熱交換
率を向上させることもできる。

第７図および第８図は本発明に係る振動熱交換
装置の第三の実施例を示しており、熱交換器９を
中空状のプレート９ｃで構成したものである。こ
のプレート９ｃはトラフ６の長さ方向に沿つて細
長い形状に形成されたものであり、側面両端部に
は熱交換媒体をプレート９ｃ内部に導入するため
のプレート入口４８と系外に排出するためのプレ
ート出口４９が設けられている。またこの実施例
においては、複数個のプレート９ｃをトラフ９の
巾方向に配列し、夫々のプレート９ｃのプレート
入口４８及びプレート出口４９を連通して構成さ
れている。

したがつて熱交換媒体はプレート入口４８から
プレート９ｃ内に導入され、中空状のプレート９
ｃの内部を流れながら粉粒物と熱交換を行なつた
後にプレート出口４９より系外に排出される。

第９図は本発明に係る振動熱交換装置の他の応
用例を示すものである。この応用例においては、
熱交換作業と粉粒物のふるい分け作業とを同時に
行なうものである。第９図に基づいて説明すれ
ば、トラフ６の底板を二重構造とし、下側の底板
２０ａは上記実施例で説明したものと同一構造と
するが、上側の底板２０ｂは、略中途部から原料
搬出口３側をスクリーン５０で形成したものであ
る。従つて粉粒物は、トラフ６の中程までは均一
に熱交換を受けながら移動するが、スクリーン５
０上を移動していく際に小径の粉粒物はスクリー
ン５０の間隙を通過して下側底板２０ａ上に沈降
し、夫々の原料搬出管２２，２２′からは小径と
大径とに分離された粉粒物を得ることができる。

尚、上記で述べてきた総ての実施例において
は、熱交換器９内に冷却媒体又は加熱媒体のいず
れか一方のみを循環し、粉粒物を冷却あるいは乾
燥する、いわゆる一系熱交換について説明してき
たが、本発明は、これに限られるものではなく、
粉粒物の種類によつて乾燥と冷却を同時に行な
う、いわゆる二系熱交換も可能である。即ち、装
置内の粉粒物の移動方向に対して、前半部側には
乾燥用の熱交換器を配設し、後半部側には冷却用
の熱交換器を配設する。従つて、水分を含んだ状
態の粉粒物は先ず前半部で乾燥されて高温状態と
なり次に後半部において冷却されてから系外に搬
出される。

本発明に係る振動熱交換装置は、各種の粉粒物
に利用できるものであり、例えば粘着性を有する
ような粉粒物であつてもトラフ上で移送が可能で
ある限り利用できる。

従つて本発明は、上記で説明したように構成さ
れたから、トラフ上での粉粒物の滞留時間は略均
一となり、また熱交換器と粉粒物の各粒子との接
触も略均一に行なわれるので、粉粒物の粒径差あ
るいは比重差が大きい場合でも均一な熱交換を行
うことができる。またトラフ上の粉粒物は振動移
層を形成し、この振動移層内で各粒子は激しく混
合して動き回るので熱交換器との接触面積を有効
に利用することとなり熱効率を良くすることがで
きる。更に本発明は、トラフの振動によつて非振
動部が共振しないような構造となつているので、
トラフ上の粉粒物の移動が安定している他、エア
シール構造によつて粉粒物移送室内と外部とは完
全に遮断されているので高温状態の可燃性粉粒物
を冷却するような場合でも粉粒物の燃焼や爆発の
おそれはなくなつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱交換装置の一実施例を示す概
略説明図、第２図は本発明に係る振動熱交換装置
の一実施例を示す正面概略説明図、第３図は第２
図に示される振動熱交換装置の側面概略説明図、
第４図は本発明に係る振動熱交換装置の他の実施
例を示す正面概略説明図、第５図は第４図に示さ
れる振動熱交換装置の側面概略説明図、第６図は
第４図、第５図に示される振動熱交換装置におけ
る熱交換器を示す断面説明図、第７図は本発明に
係る振動熱交換装置のその他の実施例を示す正面
概略説明図、第８図は第７図に示される振動熱交
換装置における熱交換器の配列状態を示す平面概
略説明図、第９図はトラフの底板を二重構造とし
て、ふるい分け機能を有する振動熱交換装置の一
実施例を示す正面概略説明図である。 １……ハウジング、２……供給口、３……原料
搬出口、４……排出口、６……トラフ、７……被
体、８……粉粒物移送室、９……熱交換器、１０
……シール受部、３０……中空軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端に原料単独又は原料混入ガスの供給口２
   を設け、他端に原料搬出口３及び原料混入ガスの
   排出口４を夫々設けたハウジング１と、このハウ
   ジング１の内部に配設され駆動装置５によつて上
   記原料搬出口３に向かつて水平方向で往復振動
   し、この往復振動によつて粉粒物を浮遊移動させ
   るトラフ６と、このトラフ６の上方を被うルーバ
   ー付きの被体７と、この被体７と前記トラフ６と
   で形成されエアシール構造を有する粉粒物移送室
   ８内に配設した熱交換器９とからなり、上記供給
   口２からハウジング１内に供給した粒粉物を上記
   ルーバーを通して振動するトラフ６上に載置して
   粉粒物の振動移層を形成し、振動によつて浮遊移
   動する振動移層と上記熱交換器９との接触によつ
   て粉粒物の熱交換を行ないつつ移送するようにし
   たことを特徴とする振動熱交換装置。 ２ 粉粒物移送室８内は、トラフ６の周壁２１の
   外面に沿つて形成したシール受部１０にシール材
   １３を満たすとともにシール受部１０に対応して
   被体７の傾斜壁１１に設けた垂壁１２の先端部を
   前記シール材１３の内部に没することによつてエ
   アシールされていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の振動熱交換装置。