JPS64632B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、泥漿、糊泥状材料、粉粒状材料等の
熱風乾燥装置の運転を合理的に制御する方法に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来、泥漿、糊泥状材料、粉粒状材料等（以下
「被乾燥材料」という）を対象とした乾燥装置に
は多くの種類があるが、乾燥製品に対する形状や
品質に関する要求により機種が決定される場合を
除くと、装置の小型化という意味では内部に撹拌
羽根を有する撹拌乾燥装置が最もすぐれており、
また撹拌は凝集性の強い材料に特に有効である。

撹拌乾燥装置の主要なものとしては、本体内に
熱風を送給し、撹拌羽根によつて被乾燥材料を解
砕しつつ熱風との接触表面積の増大を図る撹拌熱
風乾燥装置と、熱源として蒸気を用い、本体に蒸
気の流通する加熱用ジヤケツトを形成し、さらに
内部に蒸気の流通する中空撹拌羽根を備えた間接
加熱式撹拌乾燥装置がある。しかしながら、後者
の間接加熱式撹拌乾燥装置の運転制御は、出口側
の蒸気温度又は圧力の制御と伝熱壁を兼ねる撹拌
羽根の回転数の調整によるもので、きわめて厄介
であり、また装置的にも複雑であり、材料の質的
変動に弱く、ボイラ能力によつて利用できる熱源
の範囲が限定されるところから、前者の撹拌熱風
乾燥装置が多用されている。

撹拌熱風乾燥装置の運転制御は、熱風量と被乾
燥材料供給量を経験的に決定し、乾燥排ガス温度
が一定となるように熱風発生炉における燃料量を
調節することによつて行われている。これは、熱
風温度を調節する方が応答性が速いということ
と、装置内部の熱バランスがとり易いという理由
によるものであるが、この方式では、材料の性質
や熱風の量や温度がある程度一定の場合には支障
はないが、泥状物の脱水ケーキのように性状が一
定しない材料を扱う場合や他のプロセスからの廃
熱を利用する場合のように、熱源の質的、量的変
動を含む場合には運転が大変困難になる。これに
対処するためには、材料を混合して均質化した
り、熱風の変動を重油などの補助燃料を使用して
補完するなどが必要となり、省エネルギ的に見て
も不合理であるばかりでなく、装置の複雑化や装
置費の増大を招く結果となる。

また、乾燥排ガス温度の設定値は、通常熱風温
度が700〜900℃において180〜200℃とされてお
り、この値は装置の安全運転上の余裕を含んだも
のである。乾燥理論からみると、乾燥排ガスの温
度は低ければ低いほど熱効率は高くなるわけであ
るが、蒸発すべき水の量すなわち供給される被乾
燥材料の量と熱風の持ち込む熱量のバランスがく
ずれ、熱量が不足した場合には未乾燥物の排出、
材料の団塊化などの重大な支障を生じ、運転不能
にまで至るおそれもある。そのために持ち込む熱
量の方を多目にし、重大な支障を生じないように
排ガス温度を高目にしているから、どうしても熱
効率は低くなる。しかしながら、このような熱効
率上の不利は従来方式では不可避であるといえ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、撹拌熱風乾燥装置における運転制御
上の前記欠点を解消し、熱風条件、材料の質的、
量的変動に十分対処し得て、高い熱効率で制御精
度の高い合理的な制御方法を提供しようとするも
のである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、内部に撹拌装置を備えた撹拌熱風乾
燥装置において、内部に滞留する被乾燥材料に接
する部位の機体表面温度あるいは該温度と乾燥排
ガス温度の差を測定し、該温度あるいは温度差が
あらかじめ設定した設定温度範囲内に維持される
ように被乾燥材料の供給量を調節することを特徴
とする乾燥装置の制御方法である。

〔実施例〕

本発明の一実施例を図面を参照しながら説明す
ると、第１図において、装置としては、例えば堅
型筒状の機体１内に回転撹拌羽根２が配備され、
下部に熱風供給装置３に連なる熱風導入管４が開
口し、さらに、被乾燥材料供給装置５に連なる供
給管６が開口した構成となつている。

この供給管６は機体１の底部あるいは側壁の下
部に開口させるとよく、これは熱風と並流にする
ことによつて乾燥効率を高めるためであり、さら
に機体１内に滞留する材料層に接する部位に供給
することによつて速やかに混合される。また、被
乾燥材料供給装置５は、配管輸送できるような高
圧ポンプ式が好ましく、これは応答性の良さや材
料層内へ圧入するためにも効果がある。

さらに機体１の上部には乾燥排ガスダクト７が
連なり、機体１の直径の約１／３以上の高さには製 品排出シユート８が開口し、気密ダンパ９を介し
て外部に導かれている。また、回転撹拌羽根２は
駆動装置１０によりギヤボツクス１１を介して駆
動され、回転撹拌羽根２の軸トルクはトルク検出
器１２で検出されるようになつている。

しかして、熱風は熱風供給装置３から熱風導入
管４を経て機体１内下部に導入され、回転撹拌羽
根２の回転によつて解砕されている被乾燥材料層
と直接接触したのち上部の乾燥排ガスダクト７か
ら排出され、被乾燥材料は機体１内にある時間滞
留して乾燥製品となり、製品排出シユート８から
気密ダンパ９を経て外部へ取り出される。

この機体１内に滞留する被乾燥材料は、層上部
にはほぼ乾燥を終了したものが存在し、下部では
まだかなり湿潤した材料が存在する。しかし、回
転撹拌羽根２によつて混合を受けているので、上
下の水分量の差はあまり大きくなく、層全体は材
料が粒状に分散された乾燥に望ましい状態とな
り、このような運転状態に維持することが好まし
い。このように、供給された被乾燥材料は分散粒
子と混合され、粒子表面に塗りつけられて乾燥を
受ける。

しかるに、被乾燥材料が多く供給された状態で
熱風と接触すると、乾燥理論からまず材料の予熱
区間を経て恒率乾燥区間に入る。この区間では、
材料の温度は熱風温度に対する湿球温度あるいは
それ以下となる。例えば、通常の熱風条件（600
〜800℃）での材料温度は65〜75℃となる。また、
材料の供給を遮断して乾燥のみを進行させると、
滞留材料の水分は次第に低下し、乾燥理論でいう
ところの減率乾燥区間に入り、この区間では材料
温度は次第に高くなる。

したがつて、ある水分範囲内の乾燥製品を得る
ときには、材料自体の温度変化を測定しつつ材料
の供給量を調節すればよく、材料層内に温度計を
挿入して温度を測定することは構造的にも困難で
ある。しかし、この問題は機体１の表面温度を測
定することで解決できる。すなわち、機体１は通
常鉄でできているから、熱伝導率が高く、速やか
に内部温度変化に追従することができる。この機
体１の表面温度は、機体表面用温度計１３で測定
する。温度計１３としては、放射温度計などを使
用することができるが、価格の点などから熱電対
や測温抵抗体でも十分である。熱電対などは押し
ボルトなどで表面に押しつけて固定するとよい。
測温の部位は、被乾燥材料層に接する部分の壁部
とし、しかも温度の変化度合が大きく、応答性の
速いところが望ましく、例えば熱風導入口と被乾
燥材料供給口の両者に近いところがよい。

このようにして測定された機体１の温度は、制
御装置１４に入力され、制御装置１４であらかじ
め設定された設定値範囲と比較し、高設定値と超
えると乾燥の進行による温度上昇と判断して被乾
燥材料の供給を開始又は供給量の増加を行わし
め、低設定値を下回ると供給の過多による温度降
下と判断して被乾燥材料の供給を停止又は供給量
の減少を行わしめることにより、常に層内の熱及
び物質のバランスをとることができる。

以上のような制御は、熱風の変動が比較的小さ
い場合に適しているが、熱風の変動が大きい場合
には、乾燥の進行度合だけでなく、熱風温度の変
動によつて材料温度の変動を生じ、制御回路に誤
動作を生ずるおそれがある。この場合には、前記
機体１表面温度と乾燥排ガスダクト７に付設した
乾燥排ガス用温度計１５にて測定した乾燥排ガス
温度の差をとり、これを制御装置１４に入力する
ことにより熱風変動の影響を免れることができ
る。これは、熱風温度の変動に対する影響の度合
が機体１温度と乾燥排ガス温度とでほぼ等しいと
いう性質を利用したものである。

なお、前記制御装置１４に設定される設定値範
囲において、高設定値と低設定値の差は、あまり
大きいと乾燥製品の品質にばらつきを生ずること
になるから、20℃以内にすることが好ましい。

また、さらに精度の高い制御を行わせるために
は、自動制御でいうＤ動作、すなわち微分動作と
同じ考え方を導入することができる。この場合、
前記測定温度は微分演算機構を持つた制御装置に
入力され、温度の上昇あるいは下降曲線の傾きを
求め、その傾きの大きさに比例した供給量とする
か、あるいは傾きの値を設定して、その設定値に
よつて供給装置の運転、停止を行うとよい。

以上の制御方法をさらに精度よく行わせるため
には、回転撹拌羽根２の軸トルクをトルク検出器
１２によつて検出し、このトルク値を前記機体１
表面温度又は該温度と乾燥排ガスス温度の差と併
用することも有効である。例えば、運転状態にお
ける機体１表面温度とトルク値の推移は、第２図
に示すように被乾燥材料の供給過多でトルク値が
上昇し、乾燥の進行でトルク値が低下するという
性質を利用したものである。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、撹拌熱風乾
燥装置における熱風条件、材料の質的、量的変動
によく追従して最適な被乾燥材料供給量に調節
し、常に安定して熱風の持つ熱量を有効利用し、
しかも精度高く、きわめて合理的で省エネルギ的
にも多大の効果をもつことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す装置の一部縦
断面図で、第２図は被乾燥材料供給装置の運転状
態と、機体温度及び回転撹拌羽根の軸トルク値の
推移を示す線図である。 １……機体、２……回転撹拌羽根、３……熱風
供給装置、４……熱風導入管、５……被乾燥材料
供給装置、６……供給管、７……乾燥排ガスダク
ト、８……製品排出シユート、９……気密ダン
パ、１０……駆動装置、１２……トルク検出器、
１３……機体表面用温度計、１４……制御装置、
１５……乾燥排ガス用温度計。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部に撹拌装置を備えた撹拌熱風乾燥装置に
   おいて、内部に滞留する被乾燥材料に接する部位
   の機体表面温度あるいは該温度と乾燥排ガス温度
   の差を測定し、該温度あるいは温度差があらかじ
   め設定した設定温度範囲内に維持されるように被
   乾燥材料の供給量を調節することを特徴とする乾
   燥装置の制御方法。 ２ 前記設定温度範囲の高設定値と低設定値の差
   を20℃以内とするものである特許請求の範囲第１
   項記載の乾燥装置の制御方法。