JPH09243264A - 蒸気乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 乾燥固形物を確実に乾燥しながら冷却して取
り出せる蒸気乾燥装置を提供する。 【解決手段】 被処理物を供給する被処理物供給機構４
と、前記被処理物を乾燥処理する蒸気を供給する第一蒸
気供給機構３と、前記蒸気の作用により乾燥された乾燥
固形物を収容する受入部１ａと、前記受入部１ａに収容
された乾燥固形物を冷却する冷却機構１３とを設けてあ
る蒸気乾燥装置において、前記受入部１ａに収容された
乾燥固形物の下方から上方に蒸気を供給する第二蒸気供
給機構９を設けてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被処理物を乾燥さ
せる蒸気乾燥装置に関し、詳しくは、被処理物を供給す
る被処理物供給機構と、前記被処理物を乾燥処理する蒸
気を供給する第一蒸気供給機構と、前記蒸気の作用によ
り乾燥された乾燥固形物を収容する受入部と、前記受入
部に収容された乾燥固形物を冷却する冷却機構とを設け
てある蒸気乾燥装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、蒸気乾燥装置においては、被処理
物を加熱乾燥するために乾燥固形物が発火性のものであ
る場合の安全を図るために、これを冷却して安全な温度
まで冷却した後に蒸気乾燥装置から取り出すようにした
あった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の蒸気乾燥装
置においては、被処理物が乾燥用蒸気と被処理物から蒸
発した蒸気の雰囲気中で冷却され、これに伴って周囲の
蒸気が折角乾燥した乾燥固形物に結露して、取り出され
た乾燥固形物の乾燥が不充分になるという問題があっ
た。そこで、本発明の目的は、上記の問題点を解決し、
乾燥固形物を確実に乾燥しながら冷却して取り出せる蒸
気乾燥装置を提供するところにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

〔特徴構成〕上記の目的のための本発明の蒸気乾燥装置
の特徴構成は、受入部に収容された乾燥固形物の下方か
ら上方に蒸気を供給する第二蒸気供給機構を設けてある
（請求項１に対応）点にある。 〔特徴構成の作用効果〕従って、上記特徴構成によれ
ば、第二蒸気供給機構から乾燥固形物の下方から上方に
蒸気が供給されるので、冷却されている受入部に収容さ
れた前記乾燥固形物を保温でき、前記受入部の温度低下
とともに周囲の蒸気が前記乾燥固形物に結露するのを防
止できる。その結果、乾燥固形物を冷却しながら、確実
に乾燥した状態で取り出すことが出来るようになる。 〔付加的構成及び作用効果〕尚、前記特徴構成の第二蒸
気供給機構による供給蒸気の排出管を前記受入部の上方
に設け、前記排出管に排出蒸気を凝縮させる蒸気冷却機
構を設けて（請求項２に対応）あればよく、第二蒸気供
給機構からの蒸気が蒸気冷却機構によって冷却されて凝
縮することにより、蒸気が減容し、その結果として前記
蒸気を吸引するので、結露防止をより確実にする。

【０００５】

【発明の実施の形態】上記本発明の実施の形態につい
て、以下に、図面を参照しながら説明する。図１は本発
明の蒸気乾燥装置１の一例を示す断面図である。蒸気乾
燥装置１の内部には熱間静水圧加圧焼結によって孔径及
びその分布を制御して、平均通気孔径約７０μｍ、通気
孔率約３０％に形成された円筒状の多孔質金属焼結体製
の多孔質隔壁５を備える第一蒸気供給機構３を設けてあ
り、複数の前記多孔質隔壁５が、その軸芯方向を上下方
向に向けて配置されている。前記第一蒸気供給機構３
は、その多孔質隔壁５の周囲からその内部空間に向けて
過熱蒸気が加圧供給されるように、前記多孔質隔壁５を
備える加圧容器３ｂとして構成されている。尚、前記多
孔質隔壁５は、円筒状に形成されているので、その外側
から加圧過熱蒸気が供給されて、隔壁５の内外に圧力差
が生じ、大きな外圧が加わっても、特に強化することを
必要とせず、充分に圧力差に耐えることが出来る。さら
に、前記多孔質隔壁５と前記加圧容器３ｂとの取付部を
蒸気を供する空間に面して設けてあるので、前記加圧容
器３ｂと前記多孔質隔壁５との間から蒸気が洩れ出るこ
とは全く支障無く、前記加圧容器３ｂと前記多孔質隔壁
５との間を完全に気密にして取り付ける必要はない。前
記多孔質隔壁５の下端部は開放されており、その上端部
には前記乾燥装置１の蓋部を通して被処理物流体を供給
する被処理物供給管４のノズルを形成する供給口４ａ
を、前記多孔質隔壁５内部空間に形成される流路に沿っ
て被処理物流体を噴霧可能に臨ませてある。また、前記
乾燥装置１には、前記流路の下流側に開口が形成され、
その開口に接続して蒸気を排出するための蒸気吸引装置
１０が接続してある。さらに、前記乾燥装置１には前記
流路の下手側に、下窄まりに形成された乾燥固形物の受
入部１ａを設けてあり、冷却機構１３により冷却されて
いる。そして、前記受入部１ａの下端には、前記乾燥固
形物の排出部１ｂが形成され、ロータリバルブＲＶを介
して排出部１ｂの配管が接続さている。また、前記受入
部１ａの下端部には、上方に向けて乾燥蒸気を供給する
第二蒸気供給機構９を設けてある。前記冷却機構１３
は、水冷ジャケット１３ａと、この水冷ジャケット１３
ａに冷却水を供給する冷却水管１４と、前記水冷ジャケ
ット１３ａに供給する水量を調節する調節弁１４ａとで
構成してあり、前記受入部１ａに貯留される乾燥固形物
を所定温度以下に冷却して前記ロータリバルブＲＶから
前記排出部１ｂの配管へ排出するようにしてある。つま
り、空気に接触した際に乾燥固形物が発火したり、反応
したり、或いは品質が劣化したりすることのない温度に
まで冷却して前記排出部１ｂから取り出せるようにして
ある。前記受入部１ａの下端部に設けた第二蒸気供給機
構９は、前記受入部１ａに貯留する乾燥固形物中に乾燥
蒸気を供給して、前記冷却機構１３による冷却によって
周囲の蒸気が前記乾燥固形物に結露して、前記乾燥固形
物を再び湿らせるのを防止するようにしてある。この第
二蒸気供給機構９にも前記過熱蒸気供給管２０から分岐
した配管２４から調節弁２４ａを介して過熱蒸気が供給
される。前記第一蒸気供給機構３には、乾燥用蒸気供給
管２１が接続されており、過熱蒸気供給管２０から過熱
蒸気が加圧供給される。さらに、前記過熱蒸気供給管２
０から吸引部蒸気配管２２が分岐されており、この吸引
部蒸気配管２２にも吸引蒸気の供給量を調節する制御弁
２２ａが設けられている。前記蒸気吸引装置１０には、
排出管１１と、その排出管１１の冷却部１１ｂを冷却す
る冷却機構７と、前記排出管１１の排出口部１１ａが液
面下に配置される液封装置である水封槽２とを備えてい
る。また、前記排出管１１には、前記冷却部１１ｂの上
流側に絞り部１１ｃが設けてあり、その上流側に臨ませ
て、その絞り部１１ｃに向けて蒸気を噴出するように設
けられた吸引蒸気供給機構８を設けてある。この吸引蒸
気供給機構８のノズルと前記絞り部１１ｃとでエジェク
タを構成している。さらに、前記蒸気吸引装置１０に
は、前記排出管１１の入口側からの蒸気吸引を制御する
吸引制御機構６が設けられている。尚、前記吸引蒸気供
給機構８には、前記保温管の排出端部と前記吸引部蒸気
配管２２の終端部が合流して接続してある。前記冷却機
構７は、冷却水管１２と、この冷却水管１２への冷却水
を調節する調節弁１２ａと、前記冷却部１１ｂの下流側
の温度を測定し、その測定した温度に基づいて前記調節
弁１２ａを制御する調節温度計Ｔと、前記調節温度計Ｔ
と、前記制御弁２２ａとを制御する制御装置とで構成し
てある。この制御装置によって、前記受入部１ａの温度
と、前記吸引部蒸気配管２２への供給蒸気量とを制御し
て、前記エジェクタの吸引力の制御をすると同時に、前
記調節温度計Ｔの設定温度を制御して前記冷却部の蒸気
の凝集量と、前記絞り部１１ｃの上流側の圧力を制御す
るようにしてある。

【０００６】以上のように構成してあるので、図２に示
したように、多孔質隔壁５を通して供給される過熱蒸気
Ｓは、微細孔を通じて供給されるので、供給流速は低
く、前記多孔質隔壁５の表面に沿って流下するととも
に、前記多孔質隔壁５内の空間に充満し、この空間内に
供給される被処理物の流滴Ｄは、噴霧されたものである
ので小径であり、全表面が前記充満する過熱蒸気と接触
する結果、前記流滴Ｄ中の蒸発成分が急速に蒸発し、固
体Ｐが分離される。そして、蒸発した蒸発成分は前記過
熱蒸気とともに前記蒸気吸引装置１０により吸引されて
乾燥装置１から排出される。その排出される蒸気は、後
述のように減圧下で吸引されるので、質量流量は小さ
く、乾燥した固体Ｐは前記吸引される蒸気の流れに乗る
ことなく下方の前記受入部１ａに落下する。落下した前
記固体Ｐは前記ロータリバルブＲＶを経て前記排出部１
ｂの配管から連続的に排出される。尚、前記落下した固
体Ｐは、前記受入部１ａが前記水冷ジャケット１３ａに
よって冷却されているので、前記固体Ｐは前記受入部１
ａ内で冷却されて、固体Ｐが容易に発火する物質である
場合には、発火温度以下に冷却されて排出され、また、
固体Ｐが温度が高いと空気に触れて反応を起こし、或い
は品質が劣化する物質である場合には、そのおそれのな
い温度にまで冷却されて排出されるが、冷却に伴いここ
で結露が起こったとしても、前記第二蒸気供給機構９か
らの蒸気によって乾燥し、前記第一蒸気供給機構３から
の蒸気と共に前記第二蒸気供給機構９からの蒸気及びこ
こでの蒸発蒸気が前記蒸気吸引装置１０により吸引され
て乾燥装置１から排出される。前記蒸気吸引装置１０に
おける蒸気の吸引についてさらに詳しく説明すると、前
記排出口部１１ａが前記液封装置２の液面下に配置され
ているので、排出蒸気は凝縮して前記液封装置２の液中
に入り、排出蒸気は急速に減容し、その減容によって減
圧され、上流側の排出蒸気を吸引し、且つ、上流側を減
圧することになる。さらに、前記排出管１１に冷却部１
１ｂを設けてあるので、前記排出蒸気はこの冷却部１１
ｂで凝縮し、液化した蒸気が前記液封装置２に向けて流
下するので、上記吸引及び減圧は加速される。さらに、
前記絞り部１１ｃの上流側に配置された吸引用蒸気の供
給口部８ａから前記絞り部１１ｃに向けて噴射供給され
る前記吸引用蒸気がエジェクタ作用を発揮するので、前
記絞り部１１ｃの上流側の排出蒸気を一層吸引する。こ
の吸引及び減圧の制御は前記吸引制御機構６によって行
われる。前記冷却機構７においては、前記排出管１１の
冷却部１１ｂに、これを冷却する冷却管が巻き付けられ
ており、前記冷却管中を流れる冷却水の水温及び流量に
よって、前記冷却部１１ｂを冷却する吸熱量を制御でき
る。この制御のために、前記冷却部１１ｂの下流側に温
度検出端を配置した前記調節温度計Ｔを設けてある。さ
らに、前記吸引蒸気供給機構８のノズルと前記絞り部１
１ｃとでエジェクタを構成してあるので、前記吸引部蒸
気配管２２からの蒸気により前記排出蒸気の吸引を加速
することが出来る。尚、前記蒸気吸引装置１０には液封
装置２を設けてあり、排出蒸気が全て前記液封装置２に
捕捉されるので、この固形物乾燥分離装置においては排
気が無く、凝縮後の体積減少した水のみが排出されるの
で、排気ダクト等を設ける必要がなく、小型簡便な装置
とすることが出来る。

【０００７】上記蒸気乾燥装置によって汚泥を乾燥する
場合を説明すると、被処理物供給管４からは汚泥スラリ
が供給口４ａから加圧供給され、前記汚泥スラリが多孔
質隔壁５の内部空間に流滴として噴出し、前記第一蒸気
供給機構３に供給される約２５０℃、約０．３ＭＰａの
過熱蒸気が前記多孔質隔壁５の通気孔を透過して流入す
る加熱用乾燥蒸気と接触し、前記汚泥スラリ中の水分が
蒸発し、乾燥分離された乾燥汚泥の粒子が前記内部空間
内を落下しつつ、その落下の過程で更に下方から流入す
る加熱用乾燥蒸気と接触して乾燥し、下方の受入部１ａ
に落下する。前記受入部１ａ内に一旦堆積する乾燥した
前記乾燥汚泥は、前記受入部１ａで冷却されるが、第二
蒸気供給機構９から吹き上げる蒸気によって流動化し乾
燥を維持する。完全に乾燥した前記乾燥汚泥はロータリ
バルブＲＶの回転に伴って下方の前記排出部１ｂへと排
出される。ここに排出される乾燥汚泥は、冷却機構１３
によって冷却されているので、これに直接手で触れても
火傷のおそれがない。一方、第二蒸気供給機構９から供
給された蒸気及び蒸発水分の蒸気は、前記蒸気吸引装置
１０によって蒸発乾燥装置１から排出管１１を経て吸引
排出される。つまり、前記排出管１１の絞り部１１ｃの
構成するエジェクタによって吸引されると同時に、前記
排出管１１の冷却部１ｂで凝縮し、下方の排出口部１ａ
に向けて流下し、液封装置２の液中に合流する。上記の
吸引、凝縮に伴って、排出管１１の内部は減圧され、そ
の吸引効果によって乾燥装置１内も減圧される。この乾
燥装置１内の減圧は汚泥の乾燥を一層促進する。このよ
うにして前記内部空間内の圧力を約３ｋＰａに維持して
前記供給口４ａから供給される汚泥スラリの急速乾燥を
実現している。

【０００８】次に、本発明の他の実施の形態について説
明する。 〈１〉上記の実施の形態では、水蒸気供給機構３の上方
に乾燥用蒸気供給管２１を接続し、容器１の加圧容器３
ｂの下方の位置に排出管１１を接続して、流滴Ｄと過熱
蒸気Ｓの流れが並行するようにした例を示したが、図３
に示すように、前記容器１の上方に、前記加圧容器３ｂ
との間に隔壁を設けて、その隔壁と容器１の蓋部との間
に排気室１５を形成し、多孔質隔壁５の上端部を前記隔
壁と密に取り付けるとともに、その多孔質隔壁５の上端
部も開放し、その多孔質隔壁５の上端部に供給口４ａを
臨ませるようにして、前記多孔質隔壁５内の空間におけ
る流滴Ｄと過熱蒸気Ｓの流れを対向させるようにしても
よい。上記のように流滴Ｄと過熱蒸気Ｓの流れが対向す
るようにすれば、前記過熱蒸気Ｓの流れによって前記流
滴Ｄが上昇力を受けて浮遊するので、前記流滴Ｄと前記
過熱蒸気Ｓの接触時間が長くなり、被処理物の乾燥効果
をさらに高めることができる。尚、前記多孔質隔壁５の
上端部を開放せずに前記排気室１５内に延長し、前記多
孔質隔壁５内の空間から過熱蒸気Ｓを前記隔壁の上方の
多孔質隔壁５を通して前記排気室１５に排出するように
すれば、上記流滴Ｄの浮遊によって、固体Ｐが前記排気
室１５に入り込むことを防止できる。この場合、前記排
気室１５内に位置する部分の多孔質隔壁５は、開口径を
幾分大きくして通気抵抗を低くしてあるのが好ましい。 〈２〉上記の実施の形態においては、排出管１１を、第
一蒸気供給機構３からの蒸気と共に第二蒸気供給機構９
からの蒸気を排出するように設けたが、前記排出管１１
は前記第一蒸気供給機構３からの蒸気とは別に排出する
ように設けてあってもよく、このようにすれば、被処理
物の種類に合わせて排出蒸気を吸引することが可能にな
る。つまり、乾燥処理と、前記受入部１ａにおける乾燥
固形物の湿り防止の処理とを独立して制御出来る。 〈３〉上記実施の形態においては、汚泥スラリからの乾
燥汚泥の乾燥分離について示したが、本発明の乾燥分離
の対象はこれに限らず、例えば、塩化ナトリウム水溶液
等水溶液からの固体分離であってもよく、分離蒸発させ
る蒸気も水蒸気に限らず、有機液体の蒸気であってもよ
い。 〈４〉上記の実施の形態における第一蒸気供給機構３及
び第二蒸気供給機構９からの蒸気は水蒸気であることが
好ましいが、有機液体の蒸気であってもよく、本発明の
蒸気乾燥装置における第一蒸気供給機構３及び第二蒸気
供給機構９からの蒸気は被処理物に合わせて任意に選択
可能である。この場合、液封装置２は水封するものあっ
てもよく、また、有機液体で液封するものであってもよ
い。 〈５〉上記の実施の形態においては、第一蒸気供給機構
３からの蒸気の条件を、約２５０℃、約０．３ＭＰａの
過熱蒸気としたが、前記蒸気温度は１００〜５００℃で
あってもよく、前記蒸気圧力も０．１〜３ＭＰａとする
ことが可能であり、要するに、前記蒸発乾燥装置１内に
供給された後の蒸気が、被処理物を分離乾燥させた後に
おいても乾燥している程度の過熱蒸気であればよい。 〈６〉上記の実施の形態においては、前記内部空間内の
圧力を約３ｋＰａに維持するようにしたが、前記内部空
間内の圧力は、供給される過熱蒸気が結露しない圧力で
あればよい。

【０００９】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蒸気乾燥装置の一実施の形態を示す断
面図

【図２】前記蒸気乾燥装置の要部の断面斜視図

【図３】本発明の別の実施形態を示す断面図

【符号の説明】

１ａ 受入部 ３ 第一蒸気供給機構 ４ 被処理物供給機構 ７ 蒸気冷却機構 ９ 第二蒸気供給機構 １１ 排出管 １３ 冷却機構

フロントページの続き (72)発明者 船越 淳 大阪府枚方市中宮大池１丁目１番１号 株 式会社クボタ枚方製造所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理物を供給する被処理物供給機構
   （４）と、前記被処理物を乾燥処理する蒸気を供給する
   第一蒸気供給機構（３）と、前記蒸気の作用により乾燥
   された乾燥固形物を収容する受入部（１ａ）と、前記受
   入部（１ａ）に収容された乾燥固形物を冷却する冷却機
   構（１３）とを設けてある蒸気乾燥装置であって、 前記受入部（１ａ）に収容された乾燥固形物の下方から
   上方に蒸気を供給する第二蒸気供給機構（９）を設けて
   ある蒸気乾燥装置。
2. 【請求項２】 前記第二蒸気供給機構（９）による供給
   蒸気の排出管（１１）を前記受入部（１ａ）の上方に設
   け、前記排出管（１１）に排出蒸気を凝縮させる蒸気冷
   却機構（７）を設けてある請求項１記載の蒸気乾燥装
   置。