JPS6219326B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粉粒体や粘着性の高い汚泥などの物質
を撹拌混合しながら加熱又は冷却するのに適した
撹拌伝熱装置の改良に関するものである。

従来、ほぼ水平のケーシング内に平行に隔置さ
れた回転軸とこれらの回転軸上に設置された撹拌
板とを含む撹拌移送装置が知られている。また、
このような回転および撹拌板を中空としかつ互に
連通させ、それらの内部に熱交換媒体を通過させ
ることによつて、汚泥や、粉粒体等を撹拌、移送
しながら加熱または冷却を行う装置も公知であ
る。このような熱交換装置は、移送しながら熱交
換を行うことができること、熱効率が高いこと、
単位容積当りの伝熱面積が大きく取れること、一
様な撹拌作用を与えるため物質を均一に加熱また
は冷却することができること、低速回転のため所
要動力が少なく回転翼の摩耗もきわめて少ないこ
と、加熱乾燥装置として用いたときの排気量が少
ないことなど多くの利点を有するため、撹拌型間
接式熱交換装置として広い分野で用いられてい
る。

しかしながら、この種の装置においては、被処
理物質によつては付着現象が著しく、性能の低下
を招いたり、種々のトラブルをひきおこすという
ことが最大の欠点である。この付着現象は回転す
る撹拌板の背面から特に発達して激しくなる。付
着が生じると、熱交換の場合には伝熱速度が低下
するし、撹拌、移送効果も低下する。はなはだし
い場合には、回転軸と撹拌板とが被処理物質で包
まれて丸棒状となり、操作不能になることさえあ
る。従来、このような問題の対策としては次のよ
うな２つの方式があつた。その一つは、軸中心線
に対して垂直に配置した撹拌板間に固定式の掻取
アームを設けることである。一般に、アームはケ
ーシング内壁面あるいは上部カバーに取付けられ
る。しかしながら、この方式では、掻取られた被
処理物質がアームの上に堆積するにつれてアーム
付近での物質の動きがにぶくなり、空間部を生じ
やすいこと、撹拌板間の物質とアームとの当り部
分がいつも同じであるため掻取り効果が部分的で
あり、アームと接触しない部分の物質は掻取り作
用を受けないこと、アームが被処理物質の後方へ
の流れに対する抵抗となること、撹拌板が軸心に
対して垂直であるため移送能力が劣ることなどま
だ多くの問題点がある。もう一つの方式は、軸中
心線に対して垂直に特殊な楔形の翼を取付けるも
のである。一方の軸の翼間に他方の軸の楔形翼の
向きと他方の軸のそれとが向き合うような状態に
取付けてある。しかしながら、この方式において
も、一方の軸の翼間の物質と他方の軸の翼の当り
部分が同じであるため撹拌作用が劣り、装置自体
の伝熱能力が劣るという問題点がある。

そこで、上記点に鑑み、被処理物質がケーシン
グ内壁面および撹拌板間に付着するのを有効に防
止することができると共に、熱交換も行うことの
できる構造簡単な上記形式の撹拌移送装置が提供
されたが、該撹拌移送装置において大型加熱装置
とするときには第８図に示す如く軸６に隔置され
た傾斜撹拌板１１が傾斜角を一定とするとき、一
枚の撹拌板１１の長さが長くなり、単位体積当り
の板表面積は板の長径に反比例して少なくなると
いう不具合な点があつた。

本発明は上記不具合な点を解消するために、熱
交換媒体を通過させるために中空にした扇形の撹
拌板を複数枚有し、一方の伝熱板をその対応した
軸、または中空軸の長手方向軸線に直角の平面に
対して傾斜させて配置し、他方の撹拌板をほぼ同
じ傾斜角度で一方の撹拌板のほぼ間に配置し、一
方の軸上の各撹拌板を他方の軸上の隣合つた撹拌
板の間に互に部分的に入り込むように隔置し、前
記２軸が協働して回転するとき、前記２軸間に前
記入り込むように隔置した撹拌板とが周期的に増
減する空間を形成するようにしたので、単位容積
当りの板の伝熱表面積をほぼ２倍にすることがで
きて、加熱乾燥装置に使用するときには軸の長さ
をほぼ半分にすることにより装置の製作費用が非
常に低減できる撹拌伝熱装置を提供することを目
的とするものである。

以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。まず、第１図から第３図を参照すると、熱交
換式撹拌伝熱装置はほぼ水平に設置したケーシン
グ１を有し、該ケーシング１は底側部にジヤケツ
トを有し、比較的長い二軸スクリユーコンベヤ型
のトラフ状容器であつて、傾斜角度調製器２を備
えた支持台３に固定されている。ケーシング１の
両側面および底面と一部の側面をほぼ全面にわた
つて覆つて熱交換用ジヤケツト４が設けてあり、
底面ジヤケツト中央部には補強を兼ねた仕切板５
が長手方向に設けてある。ケーシング１の内部に
は、その長手方向に２本の中空回転軸６，６′が
互に平行に隔置してあり、これらの回転軸はケー
シング１の前後部にある軸受け７，７′によつて
回転自在に支持されている。また、両回転軸６，
６′の前部にはギヤ８，８′が固定してあり、これ
らのギヤ８，８′は互に噛み合つて互に反対方向
に回転するようになつている。回転軸６′にはス
プロケツト９が設けてあり、このスプロケツト９
はチエーン（図示せず）を介して原動機（図示せ
ず）に連結されている。

それぞれの回転軸６，６′には、第５図に示す
如くその長手方向に複数の撹拌板が隔置してあ
り、一方の回転軸の撹拌板が他方の回転軸の隣合
つた撹拌板の間に互に隔置されて部分的に入り込
むような回転軸間距離となつている。各撹拌板
は、第３図に示す実施例のように、分割された１
対の平板扇状の中空切欠撹拌板１１または１１′
からなり、各対の中空撹拌板１１，１１′は第５
図に示す如く、その一方の撹拌板をその対応した
軸の長手方向軸線に直角の平面に対して傾斜させ
て配置し、他方の撹拌板を一方の撹拌板とほぼ同
じ傾斜方向角で平行移動して、一方の撹拌板のほ
ぼ下に配置されている。このように撹拌板１１，
１１′を中空軸６，６′に取り付けても、第３図に
示す如く全くはなれているので取り付けに問題は
ない。撹拌板１１，１１″は第４Ａ図に示すよう
にすべて同一の方向に傾斜していてもよいし、第
４Ｂ図に示すように隣合つたものが互に逆の方向
に傾斜していてもよい。また、撹拌板は、図示の
扇形以外の形状をしていてもよいし、断面が図示
のように矩形でなくて、三角形、菱形であつても
よい。図示実施例においては、撹拌板１１，１
１′の後縁には、後述するように作用する小さな
楔上げ羽根１０が設置してある。

ケーシング１の上面には交互にカバー１２，１
２′が設置してあり、各カバー１２，１２′はパツ
キン（図示せず）を介してケーシング１と係合
し、それを密閉している。カバー１２′は把手１
３を備えており、必要に応じて取外すことができ
るようになつている。最前部のカバー１２には、
被処理物質供給口１４が設けてあり、ケーシング
１の後底部には排出口１５が設けてある。ケーシ
ング１内の排出口直前部には、高さ調節可能なせ
き１６が設けてあり、ケーシング内の物質保持量
が調節できるようになつている。供給口、中央部
カバー１２および排出口１５には、それぞれ、搬
送ガスの送入、排出配管（図示せず）の接続口１
７，１７′，１７が設けてあり、被処理物質に
応じて並流式、向流式または並向流式の蒸気搬出
作業を行なえるようになつている。

ジヤケツト４には、熱媒体流入、流出配管（図
示せず）の連結口１８，１８′，１８″が設けてあ
り、回転軸の最前、後部には、熱媒体流入、流出
配管（図示せず）の静止連結口１９，１９′が設
けてある。これらの連結口１９，１９′は、加熱
または冷却の操作や熱媒体の違いに応じて使い分
けられるようになつている。回転軸と静止連結口
との間には、圧力回転接手２０，２０′が設けて
ある。さらに、中空回転軸内部と中空撹拌板内部
とは連結管２１，２１′を通して連通しており、
熱媒体が流入流出できるようになつている。

上記構成の装置において、被処理物質を温水に
よつて並向流式に加熱乾燥する場合について説明
する。まず、傾斜角度調製器にて最適な傾斜角度
に本体を設置し２つの回転軸６，６′をスプロケ
ツト９およびギヤ８，８′を介して原動機によつ
て静かに回転させる。各軸６，６′は、第３図に
示す如く矢印のように反対方向に回転している。
ジヤケツト４には所定温度の温水が連結口１８か
ら送り込まれ、連結口１８′から排出される。こ
の場合、連結口１８″はブロー配管接続口として
用いられる。一方、回転軸６，６′および撹拌板
１１，１１′用の温水は、後方の静止連結口１
９′および圧力回転接手２０′を通して送り込ま
れ、連絡管２１，２１′を経て各撹拌板１１，１
１′内を通過しながら前方へ流れ、軸前部の圧力
回転接手２０および静止連結口１９を通して排出
される。

被処理物質は供給口１４からケーシング１内に
連続的に定量供給され、撹拌板１１，１１′の後
縁に設ける掻上げ羽根１０の運動によつてケーシ
ング１内部に掻き込まれ、撹拌板１１，１１′の
回転によつて撹拌され、該板の送りピツチまたは
後述する物質供給の押出作用によつて後方へ移送
される。移送中、物質はジヤケツト４、中空軸
６，６′および中空撹拌板１１，１１′内を流れる
温水と熱交換を行なつて加熱され、物質中の水分
がケーシング内で蒸発する。乾燥した物質はせき
１６からオーバーフローして排出口１５を通して
排出される。搬送ガスは接続口１７，１７″から
送り込まれ、ケーシング１内の物質の上方を流
れ、物質から蒸発した蒸気を伴つて接続口１７′
を通つて排出される。

本発明による撹拌板１１，１１′において付着
物質の自動清掃作用を説明する。回転軸上に撹拌
板が傾斜して設けてあるため、撹拌板１１，１
１′は半回転するごとに変位して、周期的な首振
り運動を行ない、ケーシング１の内壁面に付着す
る物質を軸線方向に掻落し、自動的かつ周期的に
除去する。また、撹拌板間に付着する物質は次の
ようにして除去される。第６図および第７図を参
照して、軸６に対する軸６′の相対的な運動を考
えると、軸６′の撹拌板１１′は軸６の撹拌板１１
間で首振り運動を行ない、それにつれて撹拌板１
１と１１′で区切られた空間部の容積が第６図の
Ａから第７図のＢのように周期的に縮小、拡大を
繰返す。第６図および第７図に示す如く、撹拌板
間に物質が捕捉されていれば、縮小時に圧縮作用
を受けて撹拌板１１，１１′の外周縁を越えて排
除され拡大時には圧縮後に生じた空間部に新して
被処理物質が落込んで伝熱撹拌作用を受ける。こ
のような作用は汚泥などには特に有効であつて、
本発明により回転軸には一方の撹拌と他方の撹拌
板とを軸周に沿つて平行に設置したので、単位容
積当りの板表面積が２倍にすることができ、伝熱
撹拌を有効に行うことができる。

また、撹拌板間隔、送りや戻しのピツチの有
無、撹拌板の傾斜角度等は本発明の範囲内で自由
に選定できることは明らかである。

以上説明したように本発明の撹拌伝熱装置は、
回転軸に隔置された撹拌板を分割し、一方の撹拌
板を軸の長手方向軸線に対して傾斜させ、他方の
撹拌板を一方の撹拌板とほぼ同じ傾斜角度で平行
移動し、かつ一方の撹拌板の下に配置して、一方
の軸上の各撹拌板が他方の軸上の隣合つた撹拌板
間に互に部分的に入り込むように隔置したので、
単位容積当りの撹拌板の表面積をほぼ２倍にする
ことができ、撹拌作用も改良されて、加熱乾燥装
置に使用するときには軸の長さがほぼ半分になる
ので装置の製作費用が非常に低減できるという優
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の熱交換式撹拌装置の平面図、
第２図は第１図の側面図、第３図は第２図の−
線に沿つた拡大横断面図、第４Ａ図は回転軸上
に取付けた撹拌板の傾斜状態の一例を示す概略断
面図、第４Ｂ図は第４Ａ図と同様な撹拌板の傾斜
状態の別の例を示す図、第５図は撹拌板の概略側
面図、第６図および第７図は、撹拌板間の空間部
の容積が変化する状況を説明するための拡大図、
第８図は従来の撹拌板の概略側面図である。 １……ケーシング、４……ジヤケツト、６，
６′……中空軸、１１，１１′……撹拌板、１２，
１２′……カバー、１４……供給口、１５……排
出口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入口と出口を有するほぼ水平方向のケーシン
   グと、該ケーシングの外周にジヤケツトを有し、
   かつその長手方向に回転自在に平行に隔置された
   少なくとも２本の中空軸と、該各中空軸上にその
   長手方向に隔置される前記中空軸の内部に連通し
   た複数の中空の撹拌板と、前記中空軸および中空
   の撹拌板の内部に熱の交換媒体を通過させる装置
   とを含む撹拌伝熱装置において、前記中空の撹拌
   板を分割し、一方の撹拌板をその対応した中空軸
   の長手方向軸線に直角の平面に対して傾斜させて
   配置し、他方の撹拌板をほぼ同じ傾斜角度で一方
   の撹拌板の間に互に部分的に入り込むように隔置
   し、さらの前記両軸を互に異つた向きで回転させ
   る駆動装置を備えていることを特徴とする撹拌伝
   熱装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の撹拌伝熱装置
   において、１本の中空軸上の前記中空撹拌板が全
   て同一方向に傾斜していることを特徴とする撹拌
   伝熱装置。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の撹拌伝熱装置
   において、前記中空撹拌伝熱装置の隣合つたもの
   が互に逆の方向に傾斜していることを特徴とする
   撹拌伝熱装置。