JPH05504090A - スプレー乾燥用ガスディストリビュータ及びヒータ - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 スプレー乾燥用ガスディストリビユータ及びヒータ技術分野 本発明は、供給溶液を乾燥するスプレー乾燥装置用の改良されたガスディストリ ビユータ及び加熱装置に向けられ、特に、噴霧器を有する乾燥室の乾燥空間に乾 燥ガスの集中流を差し向ける改良されたエアディストリビュータに向けられる。

スプレー乾燥は、供給材料を熱い乾燥媒体にスプレーすることによって供給材料 が液相から乾燥した粒子形状へ変形することである。それは、１つのステップの 乾燥を含む連続した粒子処理操作である。この発明が見いだした適用における分 野に関する背景の情報は、Ｋ、マスターズ（ジョンライレイ及びソン、ニューヨ ーク）によるスプレー乾燥ハンドブック第３版に提供されている。

この発明は、スプレー乾燥、スプレー蒸発及びスプレー反応操作及び処理に適用 され、それらは、通常、溶液または懸濁液の形態の液体供給材料の噴霧装置への 導入を含み、噴霧装置は、液体供給材料の小さな粒子を乾燥室内に噴霧し、乾燥 室内で小滴が乾燥または反応され、その結果の所望の粒子材料が集められ粉体の 形態で取り除かれる。液体の小滴の連続的な噴霧を行う回転噴霧ホイールは、塔 タイプの乾燥室の頂部で使用される。液体供給材料の小滴に加えて、温度制御ガ ス状媒体の形態の処理ガスが液体小滴から湿度を蒸発するために塔タイプの乾燥 室に導入され、これによって所望の粒子材料を提供する。

乾燥室の頂部で導入された回転噴霧ホイール及び加熱空気を使用するこのタイプ の乾燥室は、ミルクのような乾燥して消費可能な食品を乾燥するため、またカオ リンクレイ、二酸化チタニウムのような化学製品を製造するために、及び廃物の 流出を処理するために広く使用される。このような処理は、乾燥される材料の粒 子の大きさ、乾燥媒体の温度及び各粒子と乾燥媒体の時間的に有効な接触に非常 に依存する。

一般的に、回転噴霧ホイールまたは噴霧ノズルは、供給材料を熱いガス媒体に噴 霧するために使用される。

種々のタイプの加熱装置が熱いガス状媒体を提供するために使用される。直接ま たは間接タイプのガスヒータ並びに蒸気、燃料オイル、熱伝導液体及び電気が使 用される。特別な処理のための熱源の選択は、スプレー乾燥する製品により、同 時にガス状媒体を加熱するために必要なエネルギーの有効性、適用性に依存する 。開放オイル及びガス燃焼バーナを使用し、その場合に、製品は、このような熱 源によって発生する高温に耐えることができ、並びに結果として生じる燃焼生成 物に接触することができる。電気加熱構成要素、ガスまたは燃料オイルバーナー を使用する間接的なヒータが、スプレーする製品を燃焼生成物の接触から保護す る必要がある場合に熱いガス状媒体を提供するために使用される。

処理または乾燥ガス媒体は、源からガスディストリビユータまたは分配手段に供 給され、そこから、ガスがスプレー乾燥室の内部に供給される。ガスは、典型的 にガスがガスディストリビユータに供給される前にガス供給装置内に配置された バーナまたは他の加熱源によって供給装置を通って移動する間に加熱される。つ ぎに加熱ガスは、乾燥室内への導入及び続く供給スプレーとの混合のために絶縁 ダクトを通ってガスディストリビユータに搬送される。

先行技術 スプレー乾燥室内の噴霧装置の周りに熱い乾燥ガスを提供するための典型的な方 法及び装置が米国特許第Ａ３６２１９０２号及び米国特許第４２２７８９６号に 開示されている。これらの方法において、ガス状媒体は、スプレー乾燥室から離 れたガスディストリビユータ装置内に配置された装置によって加熱される。米国 特許第４２２７８９６号は、有効なガスディストリビユータを開示しており、そ のガスディストリビユータは円錐の案内ダクトを通る実質的に一定のガス流を提 供する螺旋状供給管及び複数のベインを有する。

米国特許第３４９９４７６号は、スプレー塔の頂部で環状バーナが供給する炎領 域を通る供給材料を噴霧するノズルによって、溶液または懸濁液から粒子状の固 体を製造する方法を開示している。この目的において、燃焼のガス状製品は、液 体粒子の供給材料とともに乾燥室に直接導入される。

ドイツ国特許第１１９１０３２号は、予備乾燥領域を提供し、そこで供給材料は 、バーナによって取り囲まれたノズルを通って噴霧され、燃焼室のガスは、液体 粒子の供給材料に混合される。２次乾燥剤がスプレーノズル及びガスパー大の周 りに供給される。

スプレー乾燥室の上に直接配置された室内に備えられたエアヒータを使用するス プレー乾燥装置が米国特許第４１８７６１７号に開示されている。その装置にお いて、エアは、ファンによって転移ダクトを通ってスプレー乾燥室上に配置され た分配室に供給される。エアヒータ及びプロフィールプレートが多孔ディフュー ザとともに分配室内に備えられている。

空気を一様に加熱するために冷却空気がプロフィールプレート及びヒータを通っ て供給され、ディフューザ内の孔を通って受けられ、スプレー乾燥室に送られる 。その装置の目的は、分配室に導入される空気の一様な加熱及びスプレー乾燥室 への加熱空気の一様な温度及び流れを保証することである。

炉または燃焼室の形態の直接または間接の加熱手段を使用する熱い処理または乾 燥ガスを生成する従来の装置及び加熱領域から乾燥室への従来のエアディストリ ビュータによる熱いガスの案内または供給は、業界において公知である。このよ うな従来の装置は、約５５０°Ｃを越えない乾燥ガス温度を要求するスプレー乾 燥方法に適している。しかしながら、このような従来の装置は、１０００ａ近傍 またはそれを越える乾燥ガス温度を必要とするスプレー乾燥操作にはほとんど使 用されない。なぜならば、従来の装置は、使用点から離れたかなりの熱エネルギ ーの発生を必要とし、また熱源とスプレー乾燥室に隣接したガスディストリビユ ータとの間の分配装置内で過度の耐火材料の使用を必要とする。

本発明の１つの目的は、高温スプレー乾燥装置用のガスヒータ及びエアディスト リビュタを提供することであり、その装置は、加熱室及び熱いガスの案内または 搬送表面の最小の耐火ライニングを必要とする。この目的は、スプレー乾燥室内 の使用点の上流に直接熱源を提供することによって達成され、これによって従来 の導管によって冷却ガスを供給し、次にそのガスがスプレー室に搬送されるとき にガスディストリビユータから供給されたガスを加熱することができる。高温で 熱い乾燥ガスは、乾燥室に直接搬送することができ、その乾燥室は、ガスを乾燥 室内で加熱する領域から高温乾燥ガスを直接に輩出するから耐火材料を最小にす る。

本発明は、本発明の熱源及び炎が乾燥室内の供給材料の液体粒子に接触せず、流 体材料は、燃焼製品によって逆に影響を受けないから、米国特許第３４９９４７ ６号及びドイツ特許第１１９１０３２号に開示された装置と明らかに異なる。

本発明のスプレー乾燥装置は、装置内のガスディフューザまたはディストリビュ ータがエアヒータ及びスプレーノズルの間に設けられているから、米国特許第４ １８７６１７号に開示した装置とも異なる。その特許の装置は、エアヒータの下 流でディフューザ及びワイヤスクリーンによって５５０’Ｃのオーダーの中間の 高温ガス温度に加熱したスプレー乾燥方法に制限される。

以下にさらに完全に示すように、本発明の装置は、酸化鉄顔料、塩化マグネシウ ム及び酸化チタニウムまたは硫酸鉄及び硫酸マグネシウムの酸溶液のような工業 用廃物流出物に使用するのに特に適しており、その場合に１０ｏｏ’ｃまたはそ れ以上の範囲の温度を有する乾燥ガスまたは熱い空気が必要になる。

このように、この発明の１つの目的は、高温乾燥装置用のガスディストリビユー タ、ガスヒータ及び噴霧器を提供することにある。

この発明の他の目的は、乾燥ガス供給装置を有するスプレー乾燥装置を提供する ことにあり、その場合に、ガスを所望の温度に加熱する前に最大のガスの供給量 を達成し、つぎにガスを加熱し、スプレー室まで直接搬送する。

他の目的は、冷却ガスディストリビユータからガスを受け、噴霧装置から排出さ れる液体小滴の近傍に存在する出口を有するガスヒータを提供することである。

他の目的は、噴霧装置に隣接して達成される最大温度を有する熱い処理または乾 燥ガスを提供することである。

さらに他の目的は、噴霧装置の近傍に存在する円形通路内に配置されたガスバー ナーの周辺アレイを過ぎて周囲を取り囲み、出口を与える円形に配置された冷却 空気ディストリビュータを有する高温乾燥装置用のガスヒータを提供することに ある。

発明 乾燥室の頂部に供給液体噴霧手段を含むタイプのスプレードライヤ用ガスディス トリビユータ及び加熱装置であって、実質的に一様な速度を有するガス流を供給 するためのガス分配手段と、ガス分配手段からのガス流を搬送し、噴霧手段に同 心のガス流を提供する出口を有するガイドダクトと、ガス分配手段と出口との間 の装置内に配置されたガスヒータとを有する装置。

ガス分配手段からの前記ガス流を搬送するためのガイドダクトは、好ましくは、 間隔を置いた同心の２つの表面及び液体噴霧手段と同心の加熱ガスの環状流を提 供する出口によって画定される環状ガイドダクトの形状で提供される。２つの間 隔を置いた円錐状の表面によって画定された環状のガイドダクトの場合に、間隔 を置いた表面は、２つの半径方向に間隔を置いた円筒形表面または円錐面であり 、出口は、ガイドダクトの中心線に向がって集約するように環状の加熱ガス流を 向ける。間隔を置いた円錐面は、ガイドダクトの出口でガスの速度を制御するた めに集中的あるいは散開的またはそれらの組み合わせである。円筒形表面及び円 錐面を有する間隔を置いた表面を使用してもよい。

好ましい実施例においてガスヒータは、環状ガイドダクトの内側に設けられ、ガ イドダクトの内側の周りで周縁方向に伸びている１つまたは複数のガスバーナー である。

好ましい実施例において、ガスバーナーは、環状ガイドダクトの出口の方向に燃 焼ガスを放出するように配置され、ガス分配手段から搬送される一部のガス流が バーナー及び燃焼ガスに直接接触することから保護するプレートまたはプラテン を有し、それによって少なくとも前記環状ダクトの一方の側とバーナー及び燃焼 ガスの温度との間に絶縁ガス流を提供する。

本発明のある適用において、ガスバーナーは、環状ガイドダクトの出口の方向に 炎を放出するように配置され、ガスバーナーは、炎を形成する燃焼ガスが環状ガ イドダクトの内部で完全に燃焼することを保証するために前記炎の長さより長い 距離で出口から配置されている。

本発明の好ましい実施例において、円形状部分と円形状部分に関して半径方向に 伸び、供給入口を提供するアームとを有する。円形部分はガスの環状流をガイド ダクトに供給するための環状出口と前記入口から一様なガス流を環状出口に供給 するために環状出口と前記円形部分の内面との間に間隔を置いた少なくとも１つ の連続した円形の多孔プレートを有する。

本発明のガスディストリビユータ及び加熱装置は、噴霧ホイールまたはスプレー ノズルを使用してもよい。噴霧ホイールを使用するときに、ガイドダクトは、噴 霧ホイールと同心の環状の加熱ガス流を提供することが好ましい。スプレーノズ ルを使用する適用において、スプレー室の頂部に複数のスプレーノズルを配置し 、ガイドダクトがスプレー室の実質的な中心に及びスプレーノズルのアレイを取 り囲んで同心に加熱ガス流を提供することが好ましい。ガス分配器及び加熱装置 は、泉形状の下方から噴霧するスプレーノズルを使用することもできる。

図面の簡単な説明 本発明及びそれによって提供された利点を添付図面と関連した好ましい実施例の 次の詳細な説明を参照してさらに完全に理解することができよう。

図１は、本発明の１つの実施例を使用したスプレー乾燥プラントを示す部分的に 破断した正面図である。

図２は、図１の加熱装置及びガス分配器の構造を示す拡大断面図である。

図３は、図２のガスディストリビユータの内部を示す平面図である。

図４は、図１及び図３に示すようなガスディストリビユータに供給されるガスを 加熱し搬送するための他の案内ダクトを示す図２と同様な断面図である。

図５は、他のガスディストリビユータ及び加熱装置を示す図３と同様な平面図で ある。

図６は、図５の線　−に沿って切った断面図である。

図７は、図５に示す構造の変形例を示す図５と同様の平面図である。

図８は、本発明のスプレー乾燥装置の他の実施例の正面の断面図である。

好ましい実施例 図面を参照すると、同様の参照数字は、同じまたは同様の部品を指定する。図１ には、参照符号１０で示すスプレー乾燥装置が示され、スプレー乾燥装置１０は 、金属処理工場の老廃物として導かれる酸溶液のような工業用廃物流の高温乾燥 用に特に適用される。プラント１０は、高いいくつかの階層であり、建造物１１ によって支持されたスプレーまたは乾燥装置１２及び原上階１４を含む。屋上階 １４は、スプレー乾燥装置室１２の屋根または頂部閉鎖体１５に隣接して設けら れたガスディストリビユータ２０及び回転噴射ホイール３０の役に立つ囲いと作 業領域を提供する。スプレー乾燥室１２は、円筒形外壁を有し、この円筒形外壁 は、実質的に頂部が閉鎖体１５によって閉鎖されるとともに、漏斗または円錐形 状の下方部分１８によって閉鎖されている。開口部１６が頂部閉鎖体１５に設け られ、バルブ１９がスプレー室１２内で乾燥される特別な材料を取り除くことが できるように下方部分１８の底部に設けられている。スプレー室１２、開口部１ ６及び漏斗形状の下方部分は、垂直軸線に関して実質的に対称である。

図２に最もよく示すようにガスディストリビユータ２０は、頂部閉鎖体１５に実 質的に整合した位置に対応して、中心が開口部１６内にある円錐形状の案内ダク ト４０で屋上階１４内に取り付けられている。回転噴霧器ホイール３０が、スプ レー乾燥室１２の頂部に突出するようにガスディストリビユータ２０の内側に支 持されているハウジング３１内に回転可能に取り付けられている。

回転噴霧器ホイール３０は、図１のスプレー乾燥室１２の頂部に備えられている が、噴霧装置は、スプレー乾燥室の頂部にまたはスプレー乾燥室内の他の場所に おいて配置され、ガスディストリビユータ２０の方向に噴霧する１つまたはそれ 以上のスプレーノズルであってもよい。

通常周囲の空気の形態の加圧冷却ガス源が、ファン２及びガスディストリビユー タ２０に接続された入力または供給ダクト４によってガスディストリビユータに 供給される。プラントの１つの側で、漏斗形状の下方部分１８内に設けられた出 力または排出ボートが排出ダクトまたはパイプ１７によって精製セパレータ６に 接続され、この精製セパレータ６は、サイクロンセパレータの形態である。精製 粒子は、セパレータ６内に保持され、そこでそれらは周期的に引かれ、ガスが導 管７を介して排出ファン８まて排出され、そこでガスが大気中に放出されるかま たはファン２への配管によって再循環される。ファン２及び入力ダクト４は、冷 却処理ガスをガスディストリビユータ２０に供給するための供給装置を含む。出 力ダクト１７、セパレータ６、排出ダクト７及び排出ファン８は、スプレー室１ ２からの処理ガスを引くための手段を含む。

ガスディストリビユータ２０は、米国特許第２２７８９６号に開示されたタイプ のものであり、螺旋供給ダクト２２に開口する入口２１を含み、螺旋開放ダクト ２２は、内部で環状転移領域２３に開口している。この転移領域２３は、２つの 静止ガイドベーン２５及び２６の２つの連続した組を有する。ベーン２５は、入 口２１に隣接した矢印によって示すような純粋な正接流から矢印２７で示すよう な方向にガス流を偏向させるような形状であり、矢印２７による方向において、 ガスディストリビユータ２０の中心軸線に向かう半径方向の速度成分が正接方向 の速度成分を越え、他の組のベーン２６がベーン２５間の空間内に突出し、隣接 するベーン２５によって偏向されたガス流の方向に実質的に平行に伸びている。

環状転移領域内のベーン２５及び２６は、ガスディストリビユータ２０に供給さ れるガス流の方向を変化させ、環状ガイドダクト４０のマウス４２にガスを差し 向ける一方、ベーン２６は、流れの乱流を最小にする。図２及び図３に最もよく 示すように、螺旋ダクト２２の内側の寸法または容積は、環状転移領域２３を通 って螺旋ダクトから環状ガイドダクト４０のマウス４２に移動する実質的に一定 な容積及び速度のガスを供給するために、環状転移領域の周りで入口２１からガ ス流の方向に絶えず減少している。図２に最もよく示すように、環状ガイドダク ト４０は、中空の円錐形状の絶縁部材４１を有し、部材４１は、噴霧器ホイール 駆動ハウジング３１のための支持体を提供する。円錐形状プレート２４が絶縁部 材４１から半径方向に離れており、環状ガイドダクト４０は、絶縁部材４１とプ レート２４との間の円錐形状の半径方向の空間に設けられている。

リング形状または環状のガスバーナー５０が絶縁部材４１及びプレート２４の間 の環状ガイドダクト４０の内側に備えらえている。図２に示すように、ガスバー ナー５０は、燃焼ガスを放出し、炎を環状ガイドダクト４０の出口４４の方向に 向けるように配置されている。

好ましい実施例において、環状プレート４６または連続したプレートが、ガスバ ーナー５０及び外側金属プレート２４の間の環状ガイドダクト４０の内側の周り の備えられ、バーナー５０の周りのガスディストリビユータによって供給される ガスの一部を偏向し、バーナー及び外側プレート２４の間の熱シールドとして作 用するようになっている。プレート４６は、４８で外側円錐プレート２４に取り 付けられ、ガスディストリビユータからのガス流の一部がバーナー及びバーナー によって放出された燃焼炎またはガスに接触することから保護する。これによっ てプレート４６は、環状ガイドダクトの一方の側を提供する金属プレート２４と バーナー及び燃焼ガスの温度の間に冷却ガスの絶縁流を提供する。

冷却ガスの絶縁流によって環状ガイドダクトの一方または双方を冷却する特徴は 、特に本発明の極端に高温乾燥の適用において重要な特徴である。例えば、工業 廃物流をスプレー乾燥するための方法において、所望の材料を乾燥するために約 ７００’から１２００’　Ｃの範囲の温度に加熱したガスを搬送することが好ま しい。図２に示すバーナー５０のようなバーナーから出る炎の温度は、２０００ °程度に高い。このような高温は、このような高温の炎に隣接する構造で使用す る材料の選択を著しく制限する。

多数のセラミック及び耐火性材料は、このような高温に耐えることができるが、 材料のいくつかは、このような高温の環境で長い間使用することができず、この ような材料は重く、これを使用するのは困難であり、はとんどの耐火性材料は比 較的高価である。したがってセラミック及び耐火性材料を炎及び高温抵抗に使用 するが、もちろん他の装置及び構成を使用することが望ましく、それによってさ らに従来の高温スチールプレートがこのような環境で適性に形成され使用される 。これは重要である。なぜならば、最も高温のスチール及び他の金属プレート材 料が約５５０’Ｃより高い温度に耐えることができず、したがってこのような材 料で提供される低いコスト及び製造上の利点を得ることを望むならば、特別の構 成または装置を備えなければならないからである。バーナー５０及び環状ダクト ４０の外側円錐プレート２４との間に冷却ガスの絶縁流を提供する熱シールドガ イドプレートまたはデフレクタプレート４６は、このような都合のよい構成を提 供する。

２０９６の余剰空気を有するバーナー５０から放出される燃焼ガスまたは炎の温 度は約１７００’の温度である。

バーナー５０の周りのガスディストリビユータ２０によって供給される空気の４ ０％を迂回させるために環状ガイドダクト４０内にガイドプレート４６を適性に 間隔をおいて配置することによって、平均的なガスの温度は出口４４の近傍で混 合した後に、１２００°のオーダに達し、それによる利点は、ガイドプレート４ ６と環状ガイドダクト４０の外側円錐プレート２４との間に流れる絶縁空気が炎 の高温から外側円錐プレート２４を熱的に絶縁するように作用し、また空気がプ レートを通過するときにガイドプレート４６に冷却効果を与えることである。

空気の５０％がバーナー５０及び炎の周りを迂回するならば、混合の後のガスの 温度は、約１０００９Ｃのオーダーになり、空気の６８％が迂回するならば、混 合後のガスの温度は、約１７５°になる。これによってガスディストリビユータ ２０によって供給される空気のかなりの量が冷却の目的のためにバーナー５０の 周りを迂回し、約７１５＃と１２００’との間の範囲の温度を有するガスの混合 を環状ダクト４０の出口４４で提供する。

図２に示すバーナー５０のようなバーナーから放出される燃焼ガスまたは炎の長 さは、実験によって計算され決定される。図２に示す実施例において、バーナー ５０を環状ガイドダクト４０の出口４４から炎の長さｌより大きい距離ｄで環状 出力４０内に配置する。これは噴霧ホイール３０が散布する供給溶液の小滴が環 状ガイドダクト４０を通って搬送される熱いガスにのみ接触し、決して炎の直接 接触しないことを保証する。

他の実施例において、出口４４から炎のみの長さの１／２から２／３である、距 Ｍｄでバーナー５０を環状出口４０内に配置し、これによって炎の先端すなわち 炎の最大温度部分が散布装置から放出するスプレーに当たることなくガイドダク ト４０の外側に突出することができる。

好ましい実施例において、複数の配向ベーン４９が環状ガイドダクト４０の周り に周縁方向に間隔をおいて配置されている。配向ベーン４９は、環状ガイドダク ト４０を通って搬送されるガス流を所望の方向に向けるために所定の位置に固定 されるか調整される。すなわち、ガスが環状ガイドダクト４０のマウス４２に一 様に分配され供給された後に、噴霧ホイール３０に集中するだけでなく噴霧ホイ ール３０の周りで回転するようにガス流の方向を変化することが望ましい。ベー ン４９のような配向ベーンがベーン２５または環状ガイドダクト４０に供給され るガスを一様に分配するために使用される他の手段より下流でかつガスバーナー ５０の上流側に配置され、一方でガス流の一様な分配を干渉せず、他方でガスバ ーナー及び炎に露出することを避けるようになっている。

図１乃至図３に示す高温の廃物流スプレー乾燥プラントの操作を簡単に説明する 。加圧大気源がコンプレッサ２及び入口４によってガスディストリビユータ２０ に与えられ、そこで環状ガイドダクト４０のマウス４２に実質的に一様な速度で 一様にその周りに配分される。環状ガイドダクト４０は、ガスディストリビユー タ２０から出口４４にガス流を所定の流れで搬送するための手段として作用し、 その流れは、噴霧ホイールに向かって集中する。ガスバーナー５０は、ガスディ ストリビユータ２０と出口４４との間の環状ガイドダクト４０の内側に配置され 、噴霧ホイール３０によって散布される供給溶液の小滴を乾燥するために適した 所定の温度まで環状ダクト４０を通って搬送されるガスを加熱する。液体供給溶 液の形態の工業廃物流は噴霧ホイール３０まで従来の手段によって搬送され、そ こで小さな小滴の形態で散布され、スプレー室１２の頂部にわたって半径方向に 遠心力によって分配され、それによって噴霧ホイール３０の半径方向外側に噴霧 領域を形成する。環状ダクト４０によって搬送される高温ガスは、噴霧ホイール ３０に向かって集中し、小滴の液体内容物を蒸発させ、それによって漏斗形状の 下方部分１８に固体を落下させることが可能になり、その底部で固体が取り除か れる。

乾燥ガスは、出口すなわち排出導管１７を通って引かれ、セパレータ６まで供給 され、そこで乾燥ガス内に保持された精製粒子が取り除かれる。次にガスは、排 出ファン８によって導管７を介してセパレータ６から引かれ、そこでガスを大気 中に排出するかガス源として一部をファン２へ戻す。他のガスを供給溶液の小滴 から離し、乾燥ガスと混合する場合には、もちろん乾燥ガスを大気中に排出する かまたはコンプレッサに戻す前に乾燥処理中に乾燥ガスから放出される追加のガ スを分離するスクラバまたは他の装置を提供することが好ましい。

図１に示すようなスプレー乾燥プラントの操作をガスディストリビユータ２０に 冷却ガスまたは空気源を提供することに関して説明したが、もちろんガスディス トリビユータ２０に供給される乾燥ガスは暖かくまたはあらかじめ加熱されてお り、バーナー５０は、暖かいまたはあらかじめ加熱したガス源の温度を所望の温 度まで増加するように作用する。

図４は、図１乃至図３に示す環状ガイドダクト４０の場所に使用する代わりの環 状ガイドダクト５２を示す。

図４において、図３によって示すものと同様のガスディストリビユータ２０が環 状ガイドダクト５２に一様なガス流を分配し、環状ガイドダクト５２は、金属プ レート５３及び５４の相互に向き合う表面の形状の半径方向に離れた２つの円筒 形表面によって形成されている。一様で一定の速度のガス流がガスディストリビ ユータ２２のベーン２５及び２６によって環状ガイドダクト５２のマウス５１に 供給される。配向ベーン４９が一対の環状バーナー５５及び５６の上流の環状ガ イドダクト内に設けられている。この実施例において、一対の環状シールドまた はガイドブレート５７及び５８かバーナー５５及び５６の高温及びそこから発生 する炎から金属プレート５３及び５４をシールドするために環状ガイドダクト５ ２の内側に設けられている。ガイドプレート５７は、バーナー５５と金属プレー ト５３の表面との間に設けられており、ガイドブレート５８は、バーナー５６と 金属プレート５４の表面との間に設けられ、デフレクタプレート５７．５８及び 金属プレート５３及び５４との間で冷却空気の絶縁流を提供し、それによってバ ーナー５５及び５６の高温及びそこから発生する炎から金属プレート５３及び５ ４を絶縁する。

図４の環状ガイドダクト５２は、図２に示す環状ガイドダクト４０と大部分同じ 方法で図１に示す廃物流スプレー乾燥プラント内で動作する。主な差異は、図４ の環状ガイドダクト５２が噴霧ホイール３０に向けて集中する乾燥ガス流を提供 するよりもガス流を環状柱の形態の空気で噴霧ホイール３０に同心の噴霧領域に 搬送することである。

図５及び図６は、ガスディストリビユータ２０及び環状ガイドダクト４０の代わ りに図１の高温スプレープラントに使用することのできる他のディストリビュー タ及び加熱装置を示す。図５及び図６において、バンジョー形のガスディストリ ビユータ６Ｑが示され、ガスディストリビユータ６０は、全体として円形の部分 ６１とガスディストリビユータ２０の入口２１と同様の処理ガス入口６３を提供 する。一対の円形多孔プレート６５及び６６がガスディストリビユータ６０の円 形部分の内側に同心的に配置されており、環状ガイドダクト６８のマウス６７の 方向に実質的に一様な速度のガス流を提供するようになっている。図２のベーン ２５及び２６のような複数のベーンを乾燥ガスを分配するために多孔プレート６ ５及び６６の代わりに使用する。

複数のガスバーナー６９が環状ガイドダクト６８のマウス６７を取り囲む周縁ア レイ状にガス散布多孔プレート６５及び６６の内部に設けられている。多孔プレ ート６５及び６６は、環状ガイドダクト６８のマウス６７に向けて実質的に一様 な速度のガス流を供給するために作用する。周縁方向のアレイのガスバーナー６ ９は、円形に配置された多孔空気分配プレート６５及び６６を通過した実質的に 一様な速度のガス流を一様に加熱する。図６に示すように、バーナー６９によっ て加熱された高温のガス流は、耐火材料で形成された環状ガイドダクト６８の内 側に配置された間隔をおいた円錐面の間に搬送される。環状ガイドダクト６８は 、ガス流をガスディストリビユータ６０から出ロア１に搬送し、そこで加熱ガス 流は、噴霧ホイール３０に向けて集中するガス流として配向される。

ガスディストリビユータ６０の変更例であるガスディストリビユータ７０か図７ に示されている。図７において、複数のガスバーナー７２が多孔プレート６５． ６６と環状ガイドダクト６８のマウス６７との間に異なる円形状のパターンで配 列している。双方の実施例においてすなわち、図５におけるバーナー６９の６角 形の配置によって提供される連続的な周縁方向のアレイによって及び間隔をおい ているが加熱手段の周縁方向のアレイを提供するバーナー７２によって、多孔プ レート６５及び６６を通る実質的に等しい速度のガス流は、ガスを噴霧ホイール ３０と同心の出口に搬送する環状ガイドダクト６８のマウス６７に到達する前に 、一様に加熱される。

図８は、図１に示したスプレー室と明らかに異なるスプレー室８０を示す。

図８においてスプレー室８０は頂部部材８２によって閉鎖された円筒壁８１を有 し、頂部部材８２はスプレー室の中実軸線に向かって収斂しており、その中に設 けられた開口部８３を有する。ガスディストリビユータは頂部部材８２に隣接し 、その上に配置された円筒形状の室であり、実質的に一様なガス流を提供するた めの多孔プレート８５及び８６を含む。複数のバーナー８８が管状または円筒形 耐火部材８９の内側に設けられており、この耐火部材８つは、ガス流をガスディ ストリビユータ８４からスプレー室８０に搬送する。複数のスプレーノズル９０ は、頂部部材８２の周りに等間隔に配置されている。スプレーノズル９０は、他 の実施例において使用する噴霧ホイールと明らかに異なり、比較的多数の２０か ら４０のスプレーノズル９０が頂部部材８２の周りに等しく配分され、供給溶液 材料の小滴はスプレー室の垂直軸線に向けて内側に散布される。ディストリビュ ータ８４によって供給され、ガスバーナー８８によって加熱された処理または乾 燥ガス流は、頂部部材８２の周りに配置された複数のスプレーノズル９０に同心 の実質的に円形の断面を有する柱状に下方に向かう。

本発明は、高温の処理または乾燥ガスすなわちこれまで経済的に実行できなかっ た７１５’から１２００°のオーダーの温度を有する乾燥ガスの使用を容易にす るだけでなく、処理または乾燥ガスを加熱するために新しい装置及び構造を提供 する一方、先行技術の装置に対して明らかな利点を提供するスプレー室にガスを 搬送し、その場合に処理または乾燥ガスはガスディストリビユータに処理または 乾燥ガスを供給する装置内の乾燥室から離れた場所で加熱される改良されたガス ディストリビユータ及び加熱装置を提供する。すなわち本発明は、これまで考慮 された経済的に実行できるものよりもかなり大きな温度を有する乾燥ガスの使用 を容易にするだけでなく、ガスをスプレー室に直接搬送するときに実質的に一様 な速度を有する環状のガス流を提供するためにディストリビュータを通過した後 処理または乾燥ガスを加熱する新しい構成を提供する。本発明の装置は、ガスを ガスディストリビユータに提供する前に供給装置内の処理または乾燥ガスを加熱 する従来の方法に対して大きな利点を提供し、従来の温度でさらにコスト上有効 なスプレー乾燥を提供する。

本発明の特別な実施例及びガスディストリビユータ及び環状ガイドダクトのいく つかの変形例を述べたが、これまでの説明は制限的なものではなく、説明として みなすべきものであるからここに開示した特定の実施例及び形態に制限するよう に解釈するべきではなく、請求の範囲によって定義される本発明の精神及び観点 から離れずに製造の詳細な変形及び改造か行われることを理解すべきである。

ｎＧ／ Ｆ／６５ 補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成　４　年　３　月　２６日 厩

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. １．乾燥室内に供給液体噴霧手段を含むタイプのスプレードライヤ用ガスディス トリビュータ及び加熱装置であって、実質的に一様な速度を有するガス流を供給 するためのガス分配手段（２０；６０；７０；８４）と，前記ガス分配手段から のガス流を搬送し、前記噴霧手段（３０；９０）に同心のガス流を提供する出口 （４４；７１；８３）を有する手段と， 前記ガス分配手段と出口との間に配置された加熱手段（５０；５５；５６：６９ ；７２；８８）とを有するガスディストリビュータ及び加熱装置。
2. ２．前記ガス分配手段からの前記ガス流を搬送するための手段は、間隔を置いた 同心の円筒形面（５３，５４）によって画定される環状ガイドダクト（５２）を 有し、前記出口は、液体噴霧手段（３０）と同心の加熱ガスの環状流を提供する 請求項１に記載のガスディストリビュータ及び加熱装置。
3. ３．前記ガス分配手段（２０；６０）から前記ガス流を搬送するための手段は間 隔を置いた２つの円錐形面（４１；２４）によって画定された環状のガイドダク ト（４０；６８）を有し、前記出口（４４，７１）は、前記ガイドダクトの中心 線に向けて集中するように環状の加熱ガス流を差し向けるようになっている請求 項１に記載のガスディストリビュータ及び加熱装置。
4. ４．前記加熱手段（５０；５５；５６；７２）は前記環状ガイドダクト（４０； ５２；６８）内に配置され、かつその周りで周縁方向に伸びる請求項２または３ に記載のガスディストリビュータ及び加熱装置。
5. ５．前記加熱手段は、前記環状ガイドダクト（４０，５２；６８）の内側に設け られ、前記ガイドダクトの内側の周りで周縁方向に伸びている少なくとも１つの ガスバーナー（５０；５５；６９）を有する請求項２または３に記載のガスディ ストリビュータ及び加熱装置。
6. ６．前記少なくとも１つのガスバーナー（５０；５５，５６）は、前記環状ガイ ドダクト（４０；５２）の出口の方向に燃焼ガスを放出するように配置され、前 記ガス分配手段（２０）から搬送される一部のガス流がバーナー及び燃焼ガスに 直接接触することから保護する前記環状ガイドダクトの内側に配置された手段を 有し、それによって少なくとも前記環状ダクトの一方の側とバーナー及び燃焼ガ スの温度との間に絶縁ガス流を提供するようになっている請求項５に記載のガス ディストリビュータ及び加熱装置。
7. ７．前記少なくとも１つのガスバーナー（５０；５５，５６；６９；７２）は、 前記環状ガイドダクト（４０；５２）の出口の方向に炎を放出するように配置さ れ、ガスバーナーは、燃焼ガスが前記環状ガイドダクト（４０；５２；６８）の 内部で完全に燃焼することを保託するために前記炎の長さより長い距離で出口か ら配置されている請求項５に記載のガスディストリビュータ及び加熱装置。
8. ８．前記少なくとも１つのガスバーナー（５０；５５，５６；６９；７２）は、 前記環状ガイドダクト（４０；５２）の出口の方向に炎を放出するように配置さ れ、ガスバーナーは、噴霧手段（３０）の上流に炎の最高温度が位置するように 出口から前記炎の長さより短い距離に配置されている請求項５に記載のガスディ ストリビュータ及び加熱装置。
9. ９．前記ガス分配手段（２０）は、絶えず減少する断面の水平方向の螺旋供給ダ クト（２２）を有し、前記ガス流を搬送するために前記供給ダクト（２２）から 前記手段（４０；５２）へ加圧ガスの環状供給を一様に分配するための複数のベ ーン（２５，２６）を有する請求項１に記載のガスディストリビュータ及び加熱 装置。
10. １０．前記ガス分配手段（６０；７０）は、円形状部分（６１）と前記円形状部 分に関して半径方向に伸び、供給入口（６３）を提供するアーム（６２）とを有 し、前記円形状部分は、前記ガスの環状流を供給するための環状出口と前記入口 から一様なガス流を前記環状出口に供給するための前記円形部分の内面との間に 間隔を置いた少なくとも１つの連続した円形の多孔プレート（６５，６６）また は分配ベーンの組を含む請求項１に記載のガスディストリビュータ及び加熱装置 。
11. １１．前記加熱手段は、前記ガスディストリビュータ手段によって供給された一 様な流れを一様に加熱するために円形状に配列された複数のガスバーナー（７２ ）を有する請求項９または１０に記載のガスディストリビュータ及び加熱装置。
12. １２．複数のベーン（４９）がガス流を所望の方向に向けるように前記ガス分配 手段（２０；６０；７０）からのガス流を搬送するための前記手段の内側に設け られている請求項１に記載のガスディストリビュータ及び加熱装置。
13. １３．垂直軸線と前記垂直軸線に同心の乾燥空間とを有する乾燥室（１２；８０ ）と、 前記乾燥空間内に供給溶液の散布した小滴を形成し、これを導入する少なくとも １つの噴霧手段（３０；９０）と、 実質的に一様な速度を有するガス流を供給するためのガス分配手段（２０；６０ ；７０；８４）と、前記ガス分配手段からのガス流を搬送し、前記噴霧装置に同 心のガス流を提供する出口（４４；７１，８３）を有する手段と、 前記ガス分配手段によって供給されたガス流を加熱するために前記ガス分配手段 と前記出口との間に配置された加熱手段（５０；５５；５６；６９；７２；８８ ）と、連続的なガス流を前記分配手段に供給するためのガス供給装置と、 前記室から粉状粒子を取り除くための手段（６，１８，１９）と、 前記室からガスを引くための手段（６，７，８，１７）とを有する供給溶液の乾 燥用のスプレー乾燥装置。
14. １４．前記乾燥室（１２）は、頂部部材（１５）によって閉鎖された円筒形壁と 、前記頂部部材内の開口部（１６）とを有し、 前記噴霧手段は、前記乾燥室（１２）内の噴霧領域に供給溶液の小滴を散布する ために前記開口部を通って突出する回転噴霧ホイール（３０）を有し、前記ガス 分配手段（２０；６０；７０）からのガス流を搬送する前記手段は、一対の間隔 を置いた表面（２４，４１，５３，５４）及び加熱ガスの環状の流れを前記噴霧 領域に向ける出口によって画定される環状ガイドダクト（４０；５２；６８）を 有する請求項１３に記載のスプレー乾燥装置。
15. １５．前記乾燥室（１２）は、頂部部材（１５）によって閉鎖された円筒形壁と 、 前記頂部部材内の開口部（１６）とを有し、前記噴霧手段は、前記開口部を通っ て突出し、前記乾燥空間内に供給溶液の小滴を散布する回転噴霧ホイール（３０ ）であり、 前記ガス分配手段からのガス流を搬送する前記手段は、２つの間隔を置いた円錐 表面（２４，４１，）及び加熱ガスの環状の流れを前記噴霧領域に導入された供 給溶液の散布された小滴に集中する前記出口（４４；７１）によって画定された 環状ガイドダクト（４０；６８）である請求項１３に記載のスプレー乾燥装置。
16. １６．前記噴霧手段は、前記開口部を通って突出し、前記乾燥空間内に供給溶液 の小滴を散布する回転噴霧ホイール（３０）であり、 前記出口（７１）は、加熱ガスの環状の流れを前記乾燥空間に導入された供給溶 液の散布された小滴に集中するように向け、 前記ガス分配手段は、前記乾燥室の垂直軸線に同心の円形部分（６１）と前記円 形部分に関して半径方向伸び、前記円形部分の供給入口（６３）を提供するアー ム（６２）とを有するバンジョー形の室を有し、前記円形部分は環状出口と前記 出口に供給入口（６３）からの一様なガス流を分配するために前記バンジョー部 分と前記出口との間に少なくとも１つの円形ガスディフユーザを有する請求項１ ３に記載のスプレー乾燥装置。
17. １７．前記加熱手段は、前記ガスディフユーザに隣接して円形の形状に配置され た複数のガスバーナー（７２）を有する請求項１６に記載のスプレー乾燥装置。
18. １８．前記円形のガスディフユーザは、少なくとも１つの多孔プレート（６５； ６６）を有する請求項１６に記載のスプレー乾燥装置。
19. １９．前記乾燥室（１２）は、中央開口部（１６）を有する頂部部材（１５）に よって閉鎖され、前記噴霧手段は、前記開口部を通って突出し、前記乾燥空間内 に供給溶液の散布された小滴を導入する回転噴霧手段（３０）であり、 前記ガス流を搬送する前記手段は、２つの間隔を置いた円錐表面によって画定さ れた環状ガイドダクト（４０；６８）であり、 前記加熱手段は、前記間隔を置いた２つの円錐表面の間に設けられ、前記ガイド ダクトの周りに周縁方向に伸びているガスバーナー（５０；５５；６９：７２） であり、前記出口（４４；７１）は、加熱ガスの環状の流れを供給溶液の散布さ れた小滴に集中するように向けるようになっている請求項１３に記載のスプレー 乾燥装置。
20. ２０．ガスバーナー（５０；５５；６９；７２）を迂回するために前記ガス分配 手段によって供給されたガスの一部を偏向する手段（４６；５７；５８）を有し 、ガス流を提供する燃焼ガスはガスバーナーの温度及び前記燃焼ガスから少なく とも１つの前記円錐面を絶縁する請求項１９に記載のスプレー乾燥装置。
21. ２１．前記垂直軸線に向けて集中する頂部部材（８２）によって閉鎖された円筒 形状壁（８１）を有し、前記ガス分配手段（８４）は前記頂部部材に隣接して配 置されており、 前記ガス流を搬送する手段は前記頂部内の開口部（８３）を通ってガス流を流す 導管（８９）であり、前記噴霧手段は前記開口部（８３）と前記円筒形壁（８１ ）との間の頂部部材（８２）によって支持されその周りに等間隔で配置されてい る複数のスプレーノズル（９０）を有する請求項１３に記載のスプレー乾燥装置 。
22. ２２．前記ガス分配手段からガス流を搬送するための手段は、前記手段内にガス 流を差し向けるための複数のベーン（４９）を有する請求項１３に記載のスプレ ー乾燥装置。