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SECHOIR ROTATIF.
La présente invention a pour objet un séchoir rotatif destiné à assurer dans des conditions sûres et efficaces et avec un rendement calorifi- que élevé le séchage des matières granulées telles que notamment les graines végétales ou tous autres produits amenés à la forme appropriée, des fourra- ges hachés par exemple.
La plupart des séchoirs rotatifs usuels sont aménagés pour réa- liser un contact direct du produit à sécher avec le fluide chauffant, air chaud, fumées ou autres. Ce mode de chauffage présente de sérieux inconvénients qui nuisent au rendement thermique de l'opération.
Avec les appareils de ce genre, le chauffage du fluide de sécha- ge est effectué nécessairement à l'extérieur du séchoir rotatif dans un géné- rateur de chaleur approprié, distinct du séchoir proprement dit. Il en ré- sulte des déperditions calorifiques notables tant parles parois du générateur séparé que dans les conduits d'alimentation du séchoir en fluide chaud. Au sur- plus on perd pour le séchage les avantages présentés par le rayonnement infra- rouge. Ces pertes entraînent, pour un débit déterminé, une augmentation des di- mensions des appareils.
En introduisant la chaleur nécessaire au séchage exclusivement sous forme de chaleur sensible de fluide chauffant, air chaud ou fumées, il est nécessaire de mettre en oeuvre un débit considérable de ce fluide chauf- fant. Il est en effet nécessaire de fournir au corps à sécher, d'une part la chaleur d'échauffement à la température propre à amener le liquide contenu à une tension suffisante pour qu'il s'échappe, d'autre part la chaleur laten- te d'évaporation de ce liquide. En outre, la température du fluide chauffant est obligatoirement limitée pour ne pas altérer la matière à sécher (80 par exemple).
Si les chaleurs d'échauffement et d'évaporation sont empruntées uni- quement à la chaleur sensible du fluide chauffant, il en résulte un refroi-
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dissement trop grand de celui-ci, qui perd son pouvoir desséchante à moins que son débit ne soit considérableo Mais un débit considérable de fluide chauffant se traduit par une perte de chaleur sensible à sa sortie du sé- choir. Si bien que le séchoir ne peut avoir qu'un rendement thermique fai- ble, de l'ordre de 25 à 30 %. Cet inconvénient existe aussi bien lorsque le fluide chauffant est constitué par des fumées que par de l'air chaud.
Lorsque l'on utilise de l'air chaud, comme il est nécessaire de produire celui-ci par un réchauffeur d'air, il faut tenir compte du rendement de cet échangeur, qui affecte encore le rendement global de l'opération.
On connaît d'autre part des séchoirs rotatifs où le fluide de chauffage est constitué par de la vapeur laquelle ne vient pas en contact a- vec les produits à sécher. Mais ces appareils sont d'une construction délica- te et complexe. Leur rendement demeure limité et, compte tenu des déperdi- tions du générateur de vapeur et des tuyauteries d'amenée, ne dépasse guère 50 %.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de permettre un rendement calorifique de séchage pouvant atteindre 80 % et même davantage.
Selon l'invention, on produit le dégagement de chaleur dans le sé- choir lui-même et cette chaleur est transmise à un fluide distinct du fluide chaud proprement dit, lequel fluide assure le séchage par contact avec les matières à sécher.
La production de chaleur à l'intérieur même du séchoir s'effectue en ménageant dans celui-ci la chambre de combustion et des conduits de passa- ge des fumées produites. Chambre de combustion et conduits., de préférence gar- nis d'ailettes;, transmettent dans la zone de séchage qui les enveloppe de tou- tes parts la totalité de la chaleur dégagée., que ce soit par rayonnement ou par convection.
C'est au contact des surfaces chauffantes délimitant la chambre de combustion et le passage des fumées que vient s'échauffer l'air (ou autre fluide) de séchage. Ces parois peuvent aussi être partiellement en contact avec les produits à sécher.
Avec cette disposition la quantité d'air de séchage est sensiblement réduite et peut être limitée au débit strictement nécessaire pour véhiculer le liquide évaporé. De la sorte la perte de chaleur sensible à l'évacuation du fluide de séchage est réduite au minimum.
Le mode de chauffage ainsi réalisé permet ainsi d'utiliser à cha- que stade du séchage, le mode de transmission calorifique le plus favorable : rayonnement dans la première phase d'échauffement des produits à sécher., con- vection dans la phase d'évaporation. Il permet de réaliser un appareil moins encombrant et moins lourd que les séchoirs usuels. Tout contact direct avec les fumées,qui dans certains cas présente des inconvénients graves,se trou- ve évité.
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L'invention sera plus amplement décrite en référence aux dessins annexés qui représentent deux modes de réalisation du séchoir rotatif suivant l'invention.
La figure 1 est une coupe longitudinale du séchoir.
La figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une coupe transversale suivant la ligne III-III de la figure 1.
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La figure 4 est une coupe transversale suivant la ligne IV-IV de la figure 1.
La figure 5 est relative à une variante vue en coupe longitudina- le.
La figure 6 est une coupe transversale suivant la ligne VI-VI de la figure 5.
La figure 7 est une coupe transversale suivant la ligne VII-VII de la figure 5.
La figure 8 est une coupe transversale suivant la ligne VIII-VIII de la figure 5.
Comme représenté figure 1, le séchoir rotatif se compose d'un tam- bour tournant 1 porté par des galets 2 et pourvu d'un dispositif d'entraînement approprié (non représenté). A ce tambour est reliée par un joint tournant 3, un distributeur de produit à sécher 4 alimenté par une trémie 5.Sous le dis- tributeur 4 le tambour présente un passage 6 par lequel les produits à sécher alimentent le séchoir. A l'autre extrémité du tambour est ménagée une sortie 7.
Selon l'invention, le dispositif de production de chaleur est dis- posé à l'intérieur du tambour 1. Il consiste,, dans le cas de la figure 1, en une chambre de combustion 8 solidaire du tambour et tournant avec lui. Un brû- leur 9 fixe assure l'alimentation en combustible,tel que du fuel oil et la production de la flamme qui se développe dans la chambre 8. Les fumées produi- tes passent ensuite dans des conduits de forme appropriée quelconque 10. Ces conduits sont avantageusement garnis d'ailettes 11.
A l'extrémité des conduits 10 est ménagée une chambre 12 dans la- quelle ils débouchent. Cette chambre 12 porte des ouvertures 13 grillagées pour le passage des airs épuisés de séchage et de refroidissement. A la suite de la chambre 12 est disposé un conduit 14, lequel est relié par un joint tournant 15 à l'orifice d'admission 16 du ventilateur 17. Celui-ci est dispo- sé par exemple au pied de la cheminée d'évacuation 18 avec registre ou pa- pillon de réglage 19.
Entre la chambre de combustion 8 et le tambour 1 sont prévus les orifices d'entrée 20 de l'air de séchage, ces orifices comportent un moyen de réglage. A l'extrémité opposée du tambour peuvent être disposés des orifices 21'réglables d'admission d'air de refroidissement.
La chambre de combustion 8 est limitée par une paroi métallique 22 qui peut être pourvue d'ailettes 23. Sur les ailettes 23 est disposée une toile métallique 24 destinée à empêcher les produits à sécher de-venir en con- tact avec la paroi 22.
L'intérieur du tambour 1 est garni de raclettes, de dimensions ap- propriées, destinées à assurer la mise en mouvement des produits en cours de séchage. Ces raclettes, petites comme en 25 dans la zone voisine de la chambre de combustion, sont plus grandes en 26 dans le reste du tambour.
Comme on le voit, le fluide chauffant, produit à l'intérieur même du tambour en 8 et s'écoulant en 10 et 14, ne se trouve à aucun moment en con- tact avec les produits à sécher. Le séchage est obtenu par rayonnement de la paroi 22 de la chambre 8 ou des conduits 10 et par l'effet de l'air admis en 20 et s'échauffant par convection au contact des parois chauffées. Ce n'est que lorsque l'air chauffé à rempli son office et s'est chargé d'humidité qu' il est aspiré par les orifices 13 pour se mélanger avec les fumées et être évacué par la cheminée 18.
Les dimensions de la chambre de combustion sont déterminées pour
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amener par rayonnement le produit à sécher introduit en 5 et se déversant sur la grille 24 à la température maximum qu'il peut supporter. La quan- tité d'air admise en 20 est celle strictement nécessaire pour produire 1' enlèvement de la vapeur dégagée. Cette quantité se trouve réduite au minimum, pour le séchage, la transmission se faisant à la fois par rayonnement et con- vection avec un excellent rendement.
Pour améliorer celui-ci,les fumées, au sortir de la chambre de combustion 8 qui ne peuvent plus de façon rentable abandonner de chaleur par rayonnement, sont admises dans des conduits de fumée 10 où l'échange avec la paroi métallique se fait par convection jusqu'à épuisement de 90 % en- viron de la chaleur du combustible.
Parallèlement, la graine (ou le produit) à sécher qui se refroi- dirait immanquablement par évaporation dans son air de séchage, est constam- ment mise en contact par la rotation du tambour avec la surface d'échange formée par les conduits de fumée 10 pour maintenir la température à laquelle elle a été portée, après passage autour de la chambre de combustion. Toutefois, le produit à sécher ne devant pas s'échauffer davantage sous risque de dété- rioration, les conduits de fumée 10 sont munis extérieurement d'ailettes 11 pour limiter leur température au voisinage de la température maximum que peut supporter le produit.
Il est à remarquer que dans la rotation, chaque ailette chauffe alternativement le produit à sécher et l'air de séchage, sans surchauffe pos- sible.
Une répartition judicieuse des ailettes le long de la surface d' échange permet, pour chaque cas, de maintenir une température constante sur le produit à sécher sans compliquer la construction.
D'une façon générale, on peut admettre que la tombée en tempéra- ture des produits de combustion le long de la surface d'échange conduit à une chaleur transmise qui suit une loi approchée du poids d'eau évacué du produit à sécher pendant son acheminement le long du séchoir, le liquide à évaporer ayant une pression maximum en surface d'autant plus faible que le produit est plus avancé dans son séchage, de telle sorte qu'on peut admettre dune façon générale pour une température du produit constante une surface d'ailet- tes constante le long de l'axe du séchoir.
On peut prévoir en outre un refroidissement énergique du produit à sa sortie, refroidissement nécessaire dans certains cas, en particulier pour la conservation des graines végétales. Ce refroidissement est obtenu par pas- sage d'air froid provenant des orifices 21 et aspiré en 13 avec les fumées.
L'expérience montre que ce refroidissement parfait par ailleurs d'une manière appréciable le séchage.
Dans la disposition des figures 1 à 4, l'installation ne comporte qu'un seul ventilateur en bout du séchoir qui aspire les fumées de la chambre de combustion 8 et met par l'ouverture 13 l'enceinte du séchoir proprement dit en dépression, de sorte que l'air nécessaire au séchage est appelé en 20, 1' air nécessaire au refroidissement est appelé en 21, ces deux airs et les fu- mées sont rassemblés en 13 pour être finalement évacués par le ventilateur 17.
La rotation du tambour 1 est assurée avec un ou plusieurs réduc- teurs de vitesse ; renvoi actionnera distributeur 4. Deux arbres à poulie dégradée peuvent faire varier dans le rapport voulu la quantité des matières introduites. Tous les réglages possibles sont prévus très simplement par rota- tion d'une couronne ou d'un secteur perforé sur les ouvertures ou sortie de graine 20, 21, 13 et 7. De cette manière on peut introduire des quantités ar- bitraires et indépendantes d'air de séchage, d'air de refroidissement et d'air
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de combustion et faire varier à la-demande le taux'de remplissage dû tambour ainsi que'le débit du produit'à sécher'pourdans tous les cas qui peuvent se présenter,mener au mieux le,conditionnement du séchage -.
Cette disposition conduit à un rendement de séchage -de l'ordre de 80 % c'est-à-dire trois ou quatre fois supérieur à celui rencontré habi- tuellement o
Dans une variante de réalisation,'représentée figures 5 à 8,on retrouve le tambour 1 avec la chambre de combustion intérieure 8, les conduits de fumée 10. Mais ici l'admission de l'air'de séchage s'effectué par des tubes longitudinaux 27 dont les orifices d'entrée 28 sont placés à l'opposé de la chambre de combustion et portent un organe de réglage 29. Au voisinage de l'ex- trémité 28 les tubes 27 sont garnis dailettes 30. Ils débouchent au voisinage de la chambre de combustion en 31 dans le tambour.
On voit ainsi que l'air s'échauffe méthodiquement avant de se ré- partir dans le tambour 1 et de venir en contact avec les grains (ou autres pro- duits) à sécher. En ce cas, 1-'air destiné au chauffage sert, au début de son parcours dans les tubes 27, au refroidissement des produits à sécher, en récu- pérant leur chaleur sensible. On ne prévoit pas en ce cas de circulation dair de refroidissement.
Les dispositions décrites n'ont bien entendu aucun caractère limi- tatif et peuvent comporter toutes variantes de réalisation désirées.
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ROTARY DRYER.
The present invention relates to a rotary dryer intended to ensure, under safe and efficient conditions and with a high calorific efficiency, the drying of granulated materials such as in particular vegetable seeds or any other products brought to the appropriate form, chopped ges for example.
Most of the usual rotary dryers are designed to make direct contact of the product to be dried with the heating fluid, hot air, fumes or the like. This heating method has serious drawbacks which affect the thermal efficiency of the operation.
With apparatus of this kind, the heating of the drying fluid is necessarily carried out outside the rotary dryer in a suitable heat generator, separate from the dryer proper. This results in significant heat losses both through the walls of the separate generator and in the ducts for supplying the dryer with hot fluid. In addition, the advantages presented by infrared radiation are lost for drying. These losses lead, for a determined flow, to an increase in the dimensions of the devices.
By introducing the heat necessary for drying exclusively in the form of sensible heat from the heating fluid, hot air or fumes, it is necessary to implement a considerable flow rate of this heating fluid. It is in fact necessary to provide the body to be dried, on the one hand, the heat of heating to the temperature suitable for bringing the liquid contained to a sufficient voltage for it to escape, on the other hand the latent heat. te evaporation of this liquid. In addition, the temperature of the heating fluid is necessarily limited so as not to alter the material to be dried (80 for example).
If the heat of heating and evaporation are taken only from the sensible heat of the heating fluid, cooling results.
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Too great a dilution of the latter, which loses its drying power unless its flow rate is considerable. However, a considerable flow rate of heating fluid results in a significant loss of heat when it leaves the dryer. As a result, the dryer can only have a low thermal efficiency, of the order of 25 to 30%. This drawback exists as well when the heating fluid consists of fumes as of hot air.
When hot air is used, as it is necessary to produce it by an air heater, it is necessary to take into account the efficiency of this exchanger, which further affects the overall efficiency of the operation.
Rotary dryers are also known in which the heating fluid consists of steam which does not come into contact with the products to be dried. But these devices are of a delicate and complex construction. Their efficiency remains limited and, taking into account the losses of the steam generator and the supply pipes, hardly exceeds 50%.
The object of the present invention is to remedy these drawbacks and to allow a calorific drying yield of up to 80% and even more.
According to the invention, the release of heat is produced in the dryer itself and this heat is transmitted to a fluid distinct from the hot fluid proper, which fluid ensures the drying by contact with the materials to be dried.
Heat is produced inside the dryer itself by providing the combustion chamber and ducts for passing the produced fumes therein. Combustion chamber and ducts, preferably fitted with fins, transmit all of the heat released into the drying zone which surrounds them on all sides, whether by radiation or by convection.
It is in contact with the heating surfaces delimiting the combustion chamber and the passage of the fumes that the drying air (or other fluid) is heated. These walls can also be partially in contact with the products to be dried.
With this arrangement, the quantity of drying air is significantly reduced and can be limited to the flow rate strictly necessary to convey the evaporated liquid. In this way the sensible heat loss at the discharge of the drying fluid is reduced to a minimum.
The heating mode thus produced thus makes it possible to use, at each stage of drying, the most favorable heat transmission mode: radiation in the first heating phase of the products to be dried., Convection in the heating phase. evaporation. It makes it possible to produce an appliance that is less bulky and less heavy than conventional dryers. Any direct contact with the fumes, which in certain cases has serious drawbacks, is avoided.
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The invention will be more fully described with reference to the accompanying drawings which show two embodiments of the rotary dryer according to the invention.
Figure 1 is a longitudinal section of the dryer.
Figure 2 is a cross section taken on line II-II of Figure 1.
Figure 3 is a cross section taken along line III-III of Figure 1.
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Figure 4 is a cross section taken on line IV-IV of Figure 1.
FIG. 5 relates to a variant seen in longitudinal section.
Figure 6 is a cross section taken on line VI-VI of Figure 5.
Figure 7 is a cross section taken along line VII-VII of Figure 5.
Figure 8 is a cross section taken on the line VIII-VIII of Figure 5.
As shown in FIG. 1, the rotary dryer consists of a rotating drum 1 carried by rollers 2 and provided with a suitable drive device (not shown). To this drum is connected by a rotating joint 3, a product distributor 4 to be dried supplied by a hopper 5. Under the distributor 4 the drum has a passage 6 through which the products to be dried feed the dryer. At the other end of the drum is an outlet 7.
According to the invention, the heat production device is arranged inside the drum 1. It consists, in the case of FIG. 1, of a combustion chamber 8 integral with the drum and rotating with it. A fixed burner 9 ensures the supply of fuel, such as fuel oil and the production of the flame which develops in the chamber 8. The fumes produced then pass through conduits of any suitable shape 10. These conduits are advantageously furnished with fins 11.
At the end of the conduits 10 is formed a chamber 12 into which they open out. This chamber 12 carries meshed openings 13 for the passage of exhausted drying and cooling air. Following the chamber 12 is disposed a duct 14, which is connected by a rotating joint 15 to the intake port 16 of the fan 17. The latter is arranged for example at the foot of the exhaust chimney. 18 with damper or throttle 19.
Between the combustion chamber 8 and the drum 1 are provided the inlet orifices 20 of the drying air, these orifices comprise an adjustment means. At the opposite end of the drum may be arranged adjustable orifices 21 'for the intake of cooling air.
The combustion chamber 8 is limited by a metal wall 22 which can be provided with fins 23. On the fins 23 is arranged a metal mesh 24 intended to prevent the products to be dried from coming into contact with the wall 22.
The interior of the drum 1 is lined with scrapers, of suitable dimensions, intended to ensure the setting in motion of the products during drying. These scrapers, small as 25 in the area adjacent to the combustion chamber, are larger at 26 in the rest of the drum.
As can be seen, the heating fluid produced inside the drum itself at 8 and flowing at 10 and 14 is not at any time in contact with the products to be dried. Drying is obtained by radiation of the wall 22 of the chamber 8 or of the conduits 10 and by the effect of the air admitted into 20 and heating up by convection in contact with the heated walls. It is only when the heated air has fulfilled its function and is charged with humidity that it is sucked in through the orifices 13 to mix with the fumes and to be discharged through the chimney 18.
The dimensions of the combustion chamber are determined for
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bring by radiation the product to be dried introduced at 5 and pouring onto the grid 24 at the maximum temperature that it can withstand. The amount of air admitted at 20 is that strictly necessary to produce the removal of the vapor evolved. This amount is reduced to a minimum for drying, the transmission taking place both by radiation and convection with excellent efficiency.
To improve this, the fumes, on leaving the combustion chamber 8 which can no longer profitably give up heat by radiation, are admitted into flue pipes 10 where the exchange with the metal wall takes place by convection. until about 90% of the heat of the fuel is used up.
At the same time, the seed (or the product) to be dried, which would inevitably cool by evaporation in its drying air, is constantly brought into contact by the rotation of the drum with the exchange surface formed by the flue pipes 10. to maintain the temperature to which it was brought, after passing around the combustion chamber. However, since the product to be dried must not heat up any further at the risk of deterioration, the flue pipes 10 are provided on the outside with fins 11 to limit their temperature to around the maximum temperature that the product can withstand.
It should be noted that in the rotation, each fin alternately heats the product to be dried and the drying air, without possible overheating.
A judicious distribution of the fins along the exchange surface makes it possible, in each case, to maintain a constant temperature on the product to be dried without complicating the construction.
In general, it can be assumed that the drop in temperature of the combustion products along the exchange surface leads to a transmitted heat which follows an approximate law of the weight of water evacuated from the product to be dried during its routing along the dryer, the liquid to be evaporated having a maximum pressure on the surface that is lower as the product is more advanced in its drying, so that one can generally admit for a constant product temperature a surface fins constant along the axis of the dryer.
It is also possible to provide for vigorous cooling of the product at its exit, which cooling is necessary in certain cases, in particular for the preservation of plant seeds. This cooling is obtained by passing cold air coming from the orifices 21 and sucked in at 13 with the fumes.
Experience shows that this cooling also appreciably perfects the drying.
In the arrangement of Figures 1 to 4, the installation has only one fan at the end of the dryer which sucks the fumes from the combustion chamber 8 and places the chamber of the dryer itself in depression through the opening 13, so that the air necessary for drying is called in 20, the air necessary for cooling is called in 21, these two airs and the fumes are collected in 13 to be finally exhausted by the fan 17.
The rotation of the drum 1 is ensured with one or more speed reducers; return will activate distributor 4. Two shafts with degraded pulleys can vary the quantity of materials introduced in the desired ratio. All the possible adjustments are provided very simply by rotating a crown or a perforated sector on the openings or seed outlet 20, 21, 13 and 7. In this way, arbitrary and independent quantities can be introduced. drying air, cooling air and air
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of combustion and vary the drum filling rate as well as the flow rate of the product to be dried on demand, in all cases that may arise, to carry out the drying conditioning as well as possible.
This arrangement leads to a drying yield of the order of 80%, that is to say three or four times greater than that usually encountered o
In an alternative embodiment, 'shown in Figures 5 to 8, there is the drum 1 with the internal combustion chamber 8, the flue pipes 10. But here the admission of the air' drying is effected by tubes longitudinal sections 27, the inlet orifices 28 of which are placed opposite the combustion chamber and carry an adjustment member 29. In the vicinity of the end 28, the tubes 27 are lined with fins 30. They open out in the vicinity of the combustion chamber at 31 in the drum.
It can thus be seen that the air heats up methodically before being distributed in the drum 1 and coming into contact with the grains (or other products) to be dried. In this case, the air intended for heating serves, at the start of its journey in the tubes 27, for cooling the products to be dried, recovering their sensible heat. Cooling air circulation is not provided in this case.
The arrangements described are of course in no way limiting and may include any desired variant embodiments.