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図面 (8)

課題

管体加熱区間よりも上流側における被処理物の付着を、簡単な構造で抑制可能な外熱式ロータリーキルンを提供することを課題とする。並びに、被処理物から発生した排ガスを、管体外部に排気可能なスクリューフィーダーを提供することを課題とする。

解決手段

外熱式ロータリーキルン1は、内部に被処理物Hを加熱する加熱区間Aを有する管体2と、管体2の外部から加熱区間Aを加熱する加熱部6と、管体2の軸方向一端から管体2の内部に挿入される供給パイプ30と、供給パイプ30の径方向内側に配置されるシャフト31と、シャフト31に周設され供給パイプ30内部において被処理物Hを搬送するスクリュー32と、を持つスクリューフィーダー3と、を備える。シャフト31の内部には、加熱区間Aで被処理物Hから発生する排ガスを、管体2の外部に排気する排気通路310が配置されている。

概要

背景

図7に、従来の外熱式ロータリーキルンの軸方向断面図を示す。図7に示すように、外熱式ロータリーキルン100は、主に、管体101と加熱部102とスクリューフィーダー103とを備えている。被処理物hは、スクリューフィーダー103により搬送され、管体101内部に供給される。供給された被処理物hは、管体101内部を、後方上流側)から前方(下流側)に向かって、移動する。加熱区間104を通過する際、被処理物hは、管体101外部に配置された加熱部102により、加熱される。このため、被処理物hは熱処理される。

ここで、熱処理される被処理物hからは、水蒸気が発生する。発生した水蒸気は、ブロワー106の吸引力により、管体101の後端(上流端)から、排気管105を介して、管体101外部に排気される。
特開2003−207273号公報

概要

管体の加熱区間よりも上流側における被処理物の付着を、簡単な構造で抑制可能な外熱式ロータリーキルンを提供することを課題とする。並びに、被処理物から発生した排ガスを、管体外部に排気可能なスクリューフィーダーを提供することを課題とする。外熱式ロータリーキルン1は、内部に被処理物Hを加熱する加熱区間Aを有する管体2と、管体2の外部から加熱区間Aを加熱する加熱部6と、管体2の軸方向一端から管体2の内部に挿入される供給パイプ30と、供給パイプ30の径方向内側に配置されるシャフト31と、シャフト31に周設され供給パイプ30内部において被処理物Hを搬送するスクリュー32と、を持つスクリューフィーダー3と、を備える。シャフト31の内部には、加熱区間Aで被処理物Hから発生する排ガスを、管体2の外部に排気する排気通路310が配置されている。

目的

本発明の外熱式ロータリーキルンおよびスクリューフィーダーは、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、管体の加熱区間よりも上流側における被処理物の付着を、簡単な構造で抑制可能な外熱式ロータリーキルンを提供することを目的とする。並びに、本発明は、被処理物から発生した排ガスを、管体内部から外部に排気可能なスクリューフィーダーを提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
1件

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請求項1

略水平に配置され軸回りに回転可能であって、内部に被処理物を加熱する加熱区間を有する管体と、該管体の外部から該加熱区間を加熱する加熱部と、該管体の軸方向一端から該管体の内部に挿入される供給パイプと、該供給パイプの径方向内側に配置され軸回りに回転可能なシャフトと、該シャフトに周設され該シャフトと共に回転することにより該供給パイプ内部において該被処理物を搬送するスクリューと、を持つスクリューフィーダーと、を備えてなる外熱式ロータリーキルンであって、前記シャフトの内部には、前記加熱区間で前記被処理物から発生する排ガスを、前記管体の外部に排気する排気通路が配置されていることを特徴とする外熱式ロータリーキルン。

請求項2

前記スクリューフィーダーは、前記排気通路を通過する前記排ガスの熱を利用して、搬送中の前記被処理物を加熱する請求項1に記載の外熱式ロータリーキルン。

請求項3

前記排気通路における前記排ガスの流入口は、前記シャフトの下流側端部に開設されており、該シャフトの下流側端部は、前記加熱区間に配置されており、前記スクリューフィーダーにおける前記被処理物の流出口は、前記供給パイプの下流側端部に開設されており、該供給パイプの下流側端部は、該加熱区間よりも上流側であって該加熱区間よりも温度が低い低温区間に、配置されている請求項1または請求項2に記載の外熱式ロータリーキルン。

請求項4

前記加熱部は、電磁誘導加熱により前記加熱区間を加熱する請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の外熱式ロータリーキルン。

請求項5

さらに、前記管体の内部に過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気供給部を持つ請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の外熱式ロータリーキルン。

請求項6

さらに、前記管体の内部に配置され、軸部と該軸部から放射状に延在する複数の撹拌羽根とからなり、転動することにより前記被処理物を撹拌する、少なくとも一つの、かつ同一の転動部材を備える請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の外熱式ロータリーキルン。

請求項7

管体の軸方向一端から該管体の内部に挿入される供給パイプと、該供給パイプの径方向内側に配置され軸回りに回転可能なシャフトと、該シャフトに周設され該シャフトと共に回転することにより該供給パイプ内部において被処理物を搬送するスクリューと、を持つスクリューフィーダーであって、前記シャフトの内部には、前記管体の内部で前記被処理物から発生する排ガスを、該管体の外部に排気する排気通路が配置されていることを特徴とするスクリューフィーダー。

技術分野

0001

本発明は、管体内部の被処理物管体外部から加熱する外熱式ロータリーキルンおよびロータリーキルンなどに被処理物を搬入するスクリューフィーダーに関する。

背景技術

0002

図7に、従来の外熱式ロータリーキルンの軸方向断面図を示す。図7に示すように、外熱式ロータリーキルン100は、主に、管体101と加熱部102とスクリューフィーダー103とを備えている。被処理物hは、スクリューフィーダー103により搬送され、管体101内部に供給される。供給された被処理物hは、管体101内部を、後方上流側)から前方(下流側)に向かって、移動する。加熱区間104を通過する際、被処理物hは、管体101外部に配置された加熱部102により、加熱される。このため、被処理物hは熱処理される。

0003

ここで、熱処理される被処理物hからは、水蒸気が発生する。発生した水蒸気は、ブロワー106の吸引力により、管体101の後端(上流端)から、排気管105を介して、管体101外部に排気される。
特開2003−207273号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、図7の外熱式ロータリーキルン100の場合、スクリューフィーダー103は、加熱区間104の後方(上流側)までしか挿入されていない。このため、スクリューフィーダー103から放出された被処理物hは、加熱区間104に到達する前に、管体101内周面に落下する。言い換えると、被処理物hは、加熱区間104よりも温度の低い低温区間107に落下する。

0005

ここで、低温区間107においては、加熱区間104で被処理物hから発生した水蒸気の一部が、冷却されて液体に戻ってしまう。このため、管体101の低温区間107の内周面に結露が発生する。したがって、スクリューフィーダー103から落下した被処理物hが、水分を吸収し、低温区間107の内周面に付着してしまう。

0006

この点に鑑み、特許文献1の外熱式ロータリーキルンの管体には、径方向外側に突出する排気筒が配置されている。排気筒の流入口は、低温区間に配置されている。このため、特許文献1に記載の外熱式ロータリーキルンによると、低温区間から管体外部に、水蒸気を、直接排気することができる。したがって、低温区間における結露を抑制することができる。

0007

しかしながら、特許文献1に記載の外熱式ロータリーキルンの場合、排気筒を、管体から径方向外部に突設する必要がある。このため、構造が複雑であり、加工が面倒である。また、設備コストが高騰化してしまう。

0008

本発明の外熱式ロータリーキルンおよびスクリューフィーダーは、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、管体の加熱区間よりも上流側における被処理物の付着を、簡単な構造で抑制可能な外熱式ロータリーキルンを提供することを目的とする。並びに、本発明は、被処理物から発生した排ガスを、管体内部から外部に排気可能なスクリューフィーダーを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

(1)上記課題を解決するため、本発明の外熱式ロータリーキルンは、略水平に配置され軸回りに回転可能であって、内部に被処理物を加熱する加熱区間を有する管体と、該管体の外部から該加熱区間を加熱する加熱部と、該管体の軸方向一端から該管体の内部に挿入される供給パイプと、該供給パイプの径方向内側に配置され軸回りに回転可能なシャフトと、該シャフトに周設され該シャフトと共に回転することにより該供給パイプ内部において該被処理物を搬送するスクリューと、を持つスクリューフィーダーと、を備えてなる外熱式ロータリーキルンであって、前記シャフトの内部には、前記加熱区間で前記被処理物から発生する排ガスを、前記管体の外部に排気する排気通路が配置されていることを特徴とする(請求項1に対応)。

0010

本発明の外熱式ロータリーキルン(以下、適宜「ロータリーキルン」と略称する。)によると、スクリューフィーダーのシャフトに、被処理物から発生した排ガスを排気するための排気通路が、配置されている。排気通路を介して、水蒸気を含んだ排ガスは、管体の内部から外部に排気される。このため、管体の加熱区間よりも上流側において、結露が発生するおそれが小さい。すなわち、被処理物が、管体やスクリューフィーダーなどに、付着するおそれが小さい。

0011

また、本発明のロータリーキルンによると、前出特許文献1に記載のロータリーキルンのように、スクリューフィーダーとは別に、改めて排気筒などを配置する必要がない。また、ロータリーキルンの管体そのものに、加工を施す必要がない。したがって、ロータリーキルンの構造が簡単である。また、既存の管体をそのまま流用することができる。

0012

また、本発明のロータリーキルンによると、加熱区間の上流側(加熱区間を含む。)から、排ガスが排気される。このため、加熱区間通過後の被処理物に、水分などの排ガス成分が、再付着するおそれが小さい。したがって、加熱区間通過後の被処理物の品質が高い。

0013

(2)好ましくは、上記(1)の構成において、前記スクリューフィーダーは、前記排気通路を通過する前記排ガスの熱を利用して、搬送中の前記被処理物を加熱する構成とする方がよい(請求項2に対応)。

0014

排気通路を流れる排ガスは、スクリューフィーダー搬送中の被処理物よりも、高温である。本構成によると、排気通路の通路壁などを介して、排ガスの熱を被処理物に伝達することができる。すなわち、従来は、外部に排出されるだけだった排ガスの熱により、加熱前の被処理物を、予備加熱しておくことができる。このため、熱効率が高い。したがって、従来のロータリーキルンと比較して、同程度の熱処理を、より低温加熱条件温度条件)で実現することができる。また、より早く被処理物を加熱することができる。

0015

(3)好ましくは、上記(1)または(2)の構成において、前記排気通路における前記排ガスの流入口は、前記シャフトの下流側端部に開設されており、該シャフトの下流側端部は、前記加熱区間に配置されており、前記スクリューフィーダーにおける前記被処理物の流出口は、前記供給パイプの下流側端部に開設されており、該供給パイプの下流側端部は、該加熱区間よりも上流側であって該加熱区間よりも温度が低い低温区間に、配置されている構成とする方がよい(請求項3に対応)。

0016

本構成によると、加熱区間内に、シャフトの下流側端部つまり排気通路の流入口を、配置している。このため、加熱区間において発生した水蒸気を含む排ガスを、高温のまま排気通路に取り込むことができる。したがって、低温区間における結露を、より確実に抑制することができる。

0017

また、本構成によると、供給パイプの下流側端部つまり被処理物の流出口は、シャフトの下流側端部つまり排ガスの流入口よりも、上流側に配置されている。このため、供給パイプの流出口から管体内部に供給される被処理物が、そのまま排ガスの流入口に、流入してしまうおそれが小さい。

0018

(4)好ましくは、上記(1)ないし(3)のいずれかの構成において、前記加熱部は、電磁誘導加熱により前記加熱区間を加熱する構成とする方がよい(請求項4に対応)。電磁誘導加熱の場合、コイルにより、管体の管壁渦電流が発生する。このため、管壁の電気抵抗により、管壁自体が発熱する。すなわち、加熱区間に近接した管壁自体が、熱源となる。したがって、より迅速に、加熱区間の被処理物を加熱することができる。また、より伝熱ロスを小さくすることができる。また、ガスバーナー方式など他の加熱方式と比較して、温度制御が正確かつ容易である。

0019

(5)好ましくは、上記(1)ないし(4)のいずれかの構成において、さらに、前記管体の内部に過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気供給部を持つ構成とする方がよい(請求項5に対応)。本構成によると、過熱水蒸気が低温の被処理物に接触する際の凝縮熱を利用して、高効率の伝熱が可能である。このため、伝熱ロスを小さくすることができる。

0020

特に好ましくは、本構成と上記(4)の構成とを組み合わせた構成とする方がよい。こうすると、管体外部から電磁誘導加熱により、管体内部から過熱水蒸気加熱により、被処理物を加熱することができる。また、加熱に酸素を必要としないため、例えば、無酸素雰囲気での焙煎処理などに好適である。

0021

(6)好ましくは、上記(1)ないし(5)のいずれかの構成において、さらに、前記管体の内部に配置され、軸部と該軸部から放射状に延在する複数の撹拌羽根とからなり、転動することにより前記被処理物を撹拌する、少なくとも一つの、かつ同一の転動部材を備える構成とする方がよい(請求項6に対応)。

0022

転動部材は、管体の内部に、単一あるいは複数配置されている。複数配置される場合は、全ての転動部材は同一物である。転動部材は、管体の軸回りの回転に伴って、自身の重心移動に伴い回転する。転動部材が回転する際、撹拌羽根が被処理物を掻き上げる。あるいは、撹拌羽根が被処理物を掻き落とす。このため、本構成によると、被処理物を充分に撹拌することができる。また、転動部材は、あたかもハンマリングのように内周面に衝突しながら、管体内部を回転する。このため、管体内周面に被処理物が付着するのを抑制することができる。また、転動部材は、加熱部からの伝熱により昇温する。このため、被処理物は、管体内周面のみならず転動部材からも加熱されることになる。このように、転動部材を配置すると、被処理物の加熱面積が大きくなる。

0023

(7)また、上記課題を解決するため、本発明のスクリューフィーダーは、管体の軸方向一端から該管体の内部に挿入される供給パイプと、該供給パイプの径方向内側に配置され軸回りに回転可能なシャフトと、該シャフトに周設され該シャフトと共に回転することにより該供給パイプ内部において被処理物を搬送するスクリューと、を持つスクリューフィーダーであって、前記シャフトの内部には、前記管体の内部で前記被処理物から発生する排ガスを、該管体の外部に排気する排気通路が配置されていることを特徴とする(請求項7に対応)。

0024

本発明のスクリューフィーダーによると、シャフトに、被処理物から発生した排ガスを排気するための排気通路が、配置されている。このため、排気通路を介して、排ガスを、管体の内部から外部に排気することができる。なお、本発明のスクリューフィーダーは、例えば上記(1)〜(6)の構成のような外熱式ロータリーキルンは勿論、内熱式ロータリーキルンなどにも用いることができる。

発明の効果

0025

本発明の外熱式ロータリーキルンによると、管体の加熱区間よりも上流側における被処理物の付着を、簡単な構造で抑制することができる。並びに、本発明のスクリューフィーダーによると、被処理物から発生した排ガスを、管体内部から外部に排気することができる。

発明を実施するための最良の形態

0026

以下、本発明の外熱式ロータリーキルンを、食品の焙煎処理に用いた実施の形態について説明する。なお、以下の説明は、本発明のスクリューフィーダーの実施の形態についての説明を、兼ねるものである。

0027

<第一実施形態>
まず、本実施形態の外熱式ロータリーキルンの構成について説明する。図1に、本実施形態のロータリーキルンの斜視図を示す。図2に、同ロータリーキルンの分解斜視図を示す。図3に、同ロータリーキルンの軸方向断面図を示す。図1図3に示すように、ロータリーキルン1は、主に、管体2とスクリューフィーダー3と上流側フード4とホッパー5と加熱部6(図1においては透過して、図2においては省略して、それぞれ示す。)と下流側フード7と過熱水蒸気供給部8と架台9とを備えている。

0028

架台9は、状を呈している。架台9は、一対のローラー90と、一対のローラー91と、一対の軸受部92と、を備えている。これらの部材は、架台9上面に、前後方向に並んで配置されている。

0029

一対のローラー91は、架台9上面の前縁に配置されている。ローラー91の回転軸は、前後方向に延在している。一対のローラー91は、左右方向に並んで配置されている。これに対して、一対のローラー90は、架台9上面の、中央やや後方に配置されている。一対のローラー90の回転軸は、前後方向に延在している。一対のローラー90は、左右方向に並んで配置されている。また、一対の軸受部92は、架台9上面の後縁付近に配置されている。一対の軸受部92は、前後方向に並んで配置されている。一対の軸受部92の軸貫通孔は、前後方向に同軸状に並んでいる。

0030

管体2は、本体20と、一対のタイヤ21、22と、スプロケット24と、を備えている。本体20は、前後方向に延在する直管状を呈している。タイヤ21は、本体20の後端付近外周面に周設されている。タイヤ22は、本体20の前端付近の外周面に周設されている。タイヤ21は、前記一対のローラー90上に載置されている。同様に、タイヤ22は、前記一対のローラー91上に載置されている。スプロケット24は、本体20における、タイヤ21よりも後方に周設されている。駆動装置(図略)からの駆動力がスプロケット24に伝達されることにより、管体2は、ローラー90、91上で、軸回りに回転可能である。なお、管体2は、略水平に配置されているが、被処理物H(食品、例えば麦、ゴマ、米などの粉粒体)を流動させるため、厳密には後方から前方に向かってやや下向きに傾斜している。

0031

加熱部6は、ハウジング60と断熱材61とコイル62とを備えている。前記管体2の本体20は、加熱部6を前後方向に貫通している。本体20の軸方向(前後方向)略中央部分は、加熱部6に収容されている。ハウジング60は、直方体箱状を呈している。断熱材61は、ハウジング60の内面を、層状に覆っている。コイル62は、断熱材61の内面に配置されている。

0032

下流側フード7の上部は直方体箱状を、下部は下方に四角錐箱状を、それぞれ呈している。下流側フード7上部の後壁には、管体挿入孔70が開設されている。管体挿入孔70には、管体2の本体20の前端が収容されている。管体挿入孔70の孔縁と本体20外周面との間には、摺動シール部材(図略)が介装されている。下流側フード7上部の上壁からは、上方に向かってフランジ部73が突設されている。フランジ部73には、排気管94aが接続されている。下流側フード7上部の前壁には、過熱水蒸気供給パイプ挿入孔74が開設されている。下流側フード7下部は、テーパ状に下方に収束している。下流側フード7の下方には、ロータリーバルブ71、72が上下方向に連設されている。

0033

過熱水蒸気供給部8は、過熱水蒸気発生装置81と過熱水蒸気供給パイプ80を備えている。過熱水蒸気発生装置81は、過熱水蒸気供給パイプ80に、過熱水蒸気を供給している。過熱水蒸気供給パイプ80は、前記下流側フード7上部の前壁の過熱水蒸気供給パイプ挿入孔74から、管体2の本体20内部に挿入されている。

0034

上流側フード4は、中空円柱状を呈している。図4に、図3の枠IV内の拡大図を示す。図4に示すように、上流側フード4の前壁には、管体挿入孔40が開設されている。管体挿入孔40には、管体2の本体20の後端が収容されている。管体挿入孔40の孔縁と本体20外周面との間には、摺動シール部材(図略)が介装されている。上流側フード4の後壁には、供給パイプ挿入孔41が開設されている。

0035

スクリューフィーダー3は、供給パイプ30(図2においては透過して示す。)とシャフト31とスクリュー32とを備えている。供給パイプ30は、軸方向(前後方向)に延びる円筒状を呈している。供給パイプ30は、上流側フード4の供給パイプ挿入孔41に挿入され、固定されている。供給パイプ30の外周面は、断熱ジャケット(図略)により覆われている。供給パイプ30の後端は、封止板300(図2においては透過して示す。)により封止されている。供給パイプ30の前端は、管体2の本体20内部に開放されている。すなわち、供給パイプ30の前端には、被処理物Hの流出口302が開設されている。供給パイプ30の後部側周壁からは、上方に向かってフランジ部301(図2においては透過して示す。)が突設されている。

0036

シャフト31は、直管状を呈している。すなわち、シャフト31の内部には、軸方向(前後方向)に延びる排気通路310が形成されている。シャフト31は、供給パイプ30の径方向内側に、同軸状に配置されている。また、シャフト31は、封止板300を貫通している。前出図3に示すように、封止板300から後方に突出したシャフト31の後端は、前記一対の軸受部92により、回転可能に支持されている。すなわち、シャフト31全体は、一対の軸受部92により、片持ち梁状に支持されている。

0037

シャフト31後端における、一対の軸受部92同士の間には、スプロケット311が周設されている。スプロケット311を介して、外部からシャフト31に駆動力(回転力)が伝達される。シャフト31後端における、軸受部92支持部分のさらに後方には、スイベルジョイント93を介して、排気管94bが連結されている。排気管94bは、シャフト31内部の排気通路310に連通している。また、排気管94bには、炉圧調整バルブ95を介して、前記排気管94aの下流端が接続されている。また、排気管94bの下流端には、吸引用のブロワー96が接続されている。

0038

中空のシャフト31の前端は、管体2の本体20内部に開放されている。シャフト31の前端には、排ガスの流入口312が開設されている。排ガスの流入口312は、被処理物Hの流出口302よりも、前方に配置されている。

0039

スクリュー32は、螺旋状を呈している。スクリュー32は、シャフト31と共に、供給パイプ30の径方向内側に収容されている。スクリュー32は、シャフト31の外周面に周設されている。前記スプロケット311を介してシャフト31に伝達される回転力により、供給パイプ30内部において、スクリュー32はシャフト31と共に、シャフト31の軸回りに回転する。

0040

ホッパー5は、上蓋付きホッパーであって、上部は円筒状を、下部は下方に尖る円錐箱状を、それぞれ呈している。ホッパー5は、前記供給パイプ30のフランジ部301に固定されている。ホッパー5には、被処理物Hが貯留されている。

0041

次に、本実施形態における被処理物Hの流れについて説明する。被処理物Hは、ホッパー5に貯留されている。被処理物Hは、ホッパー5下端の抜き出し孔から、スクリューフィーダー3の後端(上流端)に落下する。落下した被処理物Hは、スクリュー32の回転により、供給パイプ30内部を前方(下流側)に移動する。移動した被処理物Hは、流出口302から、本体20内部の後部に落下する。具体的には、本体20において、径方向外側に加熱部6が配置されていない部分、すなわち低温区間Bに、被処理物Hは落下する。落下した被処理物Hは、管体2の回転に伴って、前方に移動する。そして、径方向外側に加熱部6が配置されている部分、すなわち加熱区間Aを通過する。加熱区間Aにおいて、被処理物Hは、加熱部6の電磁誘導発熱している本体20の管壁により、加熱される。並びに、過熱水蒸気供給パイプ80から放出される過熱水蒸気により、加熱される。このため、被処理物Hは焙煎処理される。焙煎処理された被処理物H(以下、「処理済み被処理物H」と称す。)は、下流側フード7内を流下し、二連のロータリーバルブ71、72を介して、外部に搬出される。

0042

次に、本実施形態におけるガスの流れについて説明する。上述したように、加熱区間Aにおいては、被処理物Hから、水蒸気を含む排ガスが発生する。また、被処理物Hの加熱用として、過熱水蒸気供給パイプ80から過熱水蒸気が供給される。ここで、シャフト31前端つまり流入口312は、加熱区間A内に配置されている。このため、発生した排ガスの大部分および過熱水蒸気の余剰分は、低温区間Bに拡散することなく、流入口312に吸い込まれる。吸い込まれた排ガスおよび過熱水蒸気は、排気通路310を通過する。ここで、排気通路310の排ガスおよび過熱水蒸気は高温である。一方、スクリュー32により搬送中の被処理物Hは、低温である。このため、排気通路310の通路壁やスクリュー32を介して、排ガスおよび過熱水蒸気から被処理物Hに、熱が移動する。この伝熱により、搬送中の被処理物Hは、加熱区間Aに差し掛かる前に、加熱される。排気通路310において被処理物Hと熱交換した排ガスおよび過熱水蒸気は、スイベルジョイント93、排気管94bを介して、ブロワー96から、外部に排出される。

0043

ところで、過熱水蒸気は、上述したように、被処理物Hを加熱するために、加熱区間Aに供給されるものである。しかしながら、本体20内部の圧力状態やブロワー96の吸引力などによっては、過熱水蒸気供給パイプ80から放出された過熱水蒸気が、被処理物Hに接触することなく、そのまま流入口312に吸い込まれるおそれがある。そこで、ロータリーキルン1には、炉圧調整バルブ95と排気管94aが配置されている。前述したように、排気管94aの下流端は、炉圧調整バルブ95を介して、排気管94bに分岐接続されている。また、排気管94aの上流端は、下流側フード7に接続されている。炉圧調整バルブ95の開度を調整することにより、排気管94aの吸引力および流入口312の吸引力を、調整することができる。このため、例えば、流入口312の吸引力が過度に大きい場合は、炉圧調整バルブ95により、排気管94aを開方向に、排気管94bを閉方向に、調整することにより、流入口312の吸引力を小さくすることができる。したがって、過熱水蒸気を加熱区間A内にゆっくりと滞留させることができ、過熱水蒸気により被処理物Hを充分に加熱することができる。

0044

次に、本実施形態のロータリーキルン1の作用効果について説明する。本実施形態のロータリーキルン1によると、スクリューフィーダー3のシャフト31に排気通路310が配置されている。排気通路310を介して、水蒸気を含んだ排ガスは、管体2の内部から外部に排気される。このため、加熱区間Aよりも上流側において、結露が発生するおそれが小さい。すなわち、被処理物Hが付着するおそれが小さい。

0045

また、本実施形態のロータリーキルン1によると、スクリューフィーダー3とは別に、改めて排気筒などを配置する必要がない。また、管体2そのものに、加工を施す必要がない。したがって、ロータリーキルン1の構造が簡単である。

0046

また、本実施形態のロータリーキルン1によると、既存の部材(例えば管体2など)をそのまま流用することができる。例えば、前出図7(従来設備)の管体101をそのまま用い、かつスクリューフィーダー103および上流側フードを、前出図3のスクリューフィーダー3および上流側フード4と交換し、排気管の配策経路を変更することにより、本実施形態のロータリーキルン1を組み付けることができる。このように、本実施形態のロータリーキルン1は、従来設備にアドインしやすく、汎用性に富んでいる。

0047

また、本実施形態のロータリーキルン1によると、加熱区間Aから、流入口312を介して排ガスが排気される。このため、処理済み被処理物Hに、水分などの排ガス成分が、再付着するおそれが小さい。したがって、処理済み被処理物Hの品質が高い。

0048

また、本実施形態のロータリーキルン1によると、排気通路310の通路壁などを介して、排ガスの熱を被処理物Hに伝達することができる。すなわち、従来は、外部に排出されるだけだった排ガスの熱により、加熱前の被処理物Hを、予備加熱しておくことができる。また、排気通路310を通過させることにより、外部に放出される前の排ガスを、予め冷却しておくことができる。

0049

また、本実施形態のロータリーキルン1によると、加熱区間A内に排気通路310の流入口312を配置している。このため、加熱区間Aにおいて発生した水蒸気を含む排ガスを、高温のまま排気通路310に取り込むことができる。したがって、低温区間Bにおける結露を、より確実に抑制することができる。

0050

また、本実施形態のロータリーキルン1によると、被処理物Hの流出口302は、排ガスの流入口312よりも、後方(上流側)に配置されている。このため、流出口302から管体2内部に供給される被処理物Hが、そのまま排ガスの流入口312に、流入してしまうおそれが小さい。

0051

また、本実施形態のロータリーキルン1によると、加熱部6が電磁誘導加熱により加熱区間Aを加熱している。すなわち、本体20の管壁自体が発熱することにより、加熱区間Aの被処理物Hを加熱している。このため、より迅速に、被処理物Hを加熱することができる。また、より伝熱ロスを小さくすることができる。また、ガスバーナー方式など他の加熱方式と比較して、温度制御が正確かつ容易である。

0052

また、本実施形態のロータリーキルン1には、過熱水蒸気供給部8が配置されている。このため、過熱水蒸気が低温の被処理物Hに接触する際の凝縮熱を利用して、高効率の伝熱が可能である。したがって、伝熱ロスをさらに小さくすることができる。また、加熱に酸素を必要としないため、無酸素雰囲気での焙煎処理に好適である。また、本実施形態のロータリーキルン1によると、炉圧調整バルブ95の開度を調整することにより、加熱区間Aにおける過熱水蒸気の滞留時間を自在に制御することができる。

0053

また、本実施形態のロータリーキルン1のスクリューフィーダー3は、管体2外部から軸受部92により、片持ち梁状に支持されながら、軸回りに回転している。このため、例えばホッパーのシュートなど、スクリューフィーダー同様に片持ち梁状に支持されているものの無回転の搬送部材と比較して、管体2内部の奥方まで挿入しても、加熱部6からの熱および自重により、変形しにくい。

0054

<第二実施形態>
本実施形態と第一実施形態との相違点は、管体内部に転動部材が配置されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。図5に、本実施形態のロータリーキルンの透過斜視図を示す。なお、図1と対応する部位については同じ符号で示す。図6に、同ロータリーキルンの径方向部分断面図を示す。なお、図4と対応する部位については同じ符号で示す。

0055

図5図6に示すように、管体2の本体20の内部には、転動部材23が配置されている。転動部材23は、前後方向に直列に並んで、合計三つ配置されている。三つの転動部材23は同一物である。また、転動部材23は、加熱区間Aに配置されている。転動部材23は、軸部230と撹拌羽根231とを備えている。軸部230は、前後方向(本体20の軸方向)に延在する短軸円柱状を呈している。撹拌羽根231は、矩形板状を呈している。撹拌羽根231は、軸部230の外周面から径方向に突設されている。撹拌羽根231は、軸部230の周方向に120°ずつ離間して、合計三枚配置されている。なお、隣り合う撹拌羽根231間には、例えばロッドなどの介在物は配置されていない。

0056

本実施形態のロータリーキルン1は、構成が共通する部分に関しては、第一実施形態のロータリーキルンと同様の作用効果を有する。また、本実施形態のロータリーキルン1は、転動部材23を備えている。転動部材23は、管体2の軸回りの回転に伴って、自身の重心移動に伴い回転する。転動部材23が回転する際、撹拌羽根231は被処理物Hを掻き上げる。あるいは、撹拌羽根231は被処理物Hを掻き落とす。このため、被処理物Hを充分に撹拌することができる。

0057

また、転動部材23の直径(三枚の撹拌羽根231の先端を繋いだ仮想円の直径)は、本体20の内周径よりも、小径である。このため、転動部材23は、あたかもハンマリングのように、本体20内周面に衝突しながら回転する。したがって、本体20内周面に被処理物Hが付着するのを抑制することができる。

0058

また、加熱区間Aの転動部材23は、加熱部6(つまり本体20)からの伝熱により昇温する。このため、被処理物Hは、本体20内周面のみならず転動部材23表面からも加熱されることになる。このように、転動部材23を配置すると、被処理物Hの加熱面積が大きくなる。

0059

<その他>
以上、本発明の外熱式ロータリーキルンの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。例えば、上記実施形態においては、本発明のロータリーキルンを焙煎に用いたが、乾燥、減菌などに用いてもよい。また、被処理物Hとして、食品以外(例えば廃棄物)の物を用いてもよい。また、加熱部6に、コイル62の代わりに、電気ヒーターやガスバーナーなどを配置してもよい。

0060

以下、第一実施形態のロータリーキルン(前出図3参照、実施例)および従来のロータリーキルン(前出図7参照、比較例)について行った焙煎実験について、説明する。

0061

実験条件
実験に用いた被処理物は、麦、ゴマ、米の三種類とした。これら三種類の被処理物を、各々、第一実施形態のロータリーキルンおよび従来のロータリーキルンを用いて、焙煎処理した。ロータリーキルンの管体の内周径は、200mmとした。管体の材質は、SUS430とした。加熱区間の全長は、1000mmとした。管体の回転速度は10rpmに設定した。また、管体の傾斜角度(=垂直方向高さ/水平方向長さ×100)は、1%に設定した。

0062

表1に被処理物が麦の場合の実験条件を、表2に被処理物がゴマの場合の実験条件を、表3に被処理物が米の場合の実験条件を、それぞれ示す。条件○−1、○−2、○−3と枝番が増えるごとに、焙煎処理における温度条件が高くなる。なお、表1〜表3において、加熱部設定温度とは、管体の加熱区間の設定温度である。また、過熱水蒸気設定温度とは、過熱水蒸気発生装置の設定温度である。また、過熱水蒸気打込温度とは、過熱水蒸気を管体内部に打ち込む際の温度(前出図3における過熱水蒸気供給パイプ80後端付近の温度)である。また、過熱水蒸気投入量とは、水蒸気量(気体量)ではなく、水量(液体量)である。

0063

0064

0065

0066

<実験結果>
表4に被処理物が麦の場合の実験結果を、表5に被処理物がゴマの場合の実験結果を、表6に被処理物が米の場合の実験結果を、それぞれ示す。なお、表4〜表6において、加熱結果の判定は、五感により行った。×は加熱不足を、△はやや加熱不足を、○は加熱良好を、◎は過焼状態を、それぞれ示している。また、付着の有無の判定は、スクリューフィーダーのスクリューに対する被処理物の付着を視認することにより行った。

0067

0068

0069

0070

<まとめ>
被処理物が麦の場合、表4から、実施例、比較例共に、全ての条件で被処理物は付着しないことが判った。また、加熱結果を見ると、条件1−1(低温)の場合、実施例は加熱良好(○)であるものの、比較例は加熱不足(×)であった。また、条件1−2(中温)の場合、実施例、比較例共に加熱良好(○)であった。また、条件1−3(高温)の場合、実施例は過焼状態(◎)であり、比較例は加熱良好(○)であった。

0071

被処理物がゴマの場合、表5から、実施例、比較例共に、全ての条件で加熱良好(○)であった。しかしながら、全ての条件で、実施例においては被処理物の付着が見られなかったが、比較例においては被処理物の付着が見られた。

0072

被処理物が米の場合、表6から、全ての条件で、実施例においては被処理物の付着が見られなかったが、比較例においては被処理物の付着が見られた。また、加熱結果を見ると、実施例の場合、全ての条件で加熱良好(○)であった。一方、比較例の場合、条件3−1(低温)で、やや加熱不足(△)であった。

0073

これらの結果から、実施例によると、比較例よりも低い温度条件で、被処理物に良好な焙煎処理を施すことができることが判った。言い換えると、実施例によると、敢えて比較例のように加熱温度を高温にしなくても、被処理物を良好に加熱できることが判った。このため、実施例によると、加熱部延いてはロータリーキルンの省エネルギー化が可能である。また、実施例によると、被処理物がスクリューに付着しないことが判った。

図面の簡単な説明

0074

第一実施形態の外熱式ロータリーキルンの斜視図である。
同ロータリーキルンの分解斜視図である。
同ロータリーキルンの軸方向断面図である。
図3の枠IV内の拡大図である。
第二実施形態の外熱式ロータリーキルンの透過斜視図である。
同ロータリーキルンの径方向部分断面図である。
従来の外熱式ロータリーキルンの軸方向断面図である。

符号の説明

0075

1:ロータリーキルン。
2:管体、20:本体、21:タイヤ、22:タイヤ、23:転動部材、230:軸部、231:撹拌羽根、24:スプロケット。
3:スクリューフィーダー、30:供給パイプ、300:封止板、301:フランジ部、302:流出口、31:シャフト、310:排気通路、311:スプロケット、312:流入口、32:スクリュー。
4:上流側フード、40:管体挿入孔、41:供給パイプ挿入孔。
5:ホッパー。
6:加熱部、60:ハウジング、61:断熱材、62:コイル。
7:下流側フード、70:管体挿入孔、71:ロータリーバルブ、72:ロータリーバルブ、73:フランジ部、74:過熱水蒸気供給パイプ挿入孔。
8:過熱水蒸気供給部、80:過熱水蒸気供給パイプ、81:過熱水蒸気発生装置。
9:架台、90:ローラー、91:ローラー、92:軸受部、93:スイベルジョイント、94a:排気管、94b:排気管、95:炉圧調整バルブ、96:ブロワー。
A:加熱区間、B:低温区間、H:被処理物。

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