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公開番号2024157984
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023072715
出願日2023-04-26
発明の名称エアディスパーサ及びこれを備えるスプレードライヤ設備
出願人アイエスジャパン株式会社
代理人弁理士法人津国
主分類F26B 21/00 20060101AFI20241031BHJP(乾燥)
要約【課題】乾燥室内に供給される熱風の速度を制御することが可能なエアディスパーサを提供する。
【解決手段】スプレードライヤ設備を構成する乾燥室の上部に設置され、乾燥室内に供給される熱風の旋回流を制御するためのエアディスパーサ11であって、中央に円形の第1開口111bが設けられたドーナツ状の外形を有し、前記ドーナツ状の外形の内部に環状の風道111aが形成されるハウジング111と、第1開口111bに挿入される逆円錐台形状の壁部を有し、第1開口111bと前記壁部との間に環状の熱風吹出口を形成するロアパーツ112と、前記熱風吹出口の幅W1を全周にわたって均一に変化させることが可能であり、前記熱風吹出口を通過する熱風の速度を変化させるための風速調整手段114、115と、を備える。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
スプレードライヤ設備を構成する乾燥室の上部に設置され、前記乾燥室内に供給される熱風の旋回流を制御するためのエアディスパーサであって、
中央に円形の第１開口が設けられたドーナツ状の外形を有し、前記ドーナツ状の外形の内部に環状の風道が形成されるハウジングと、
前記第１開口に挿入される逆円錐台形状の壁部を有し、前記第１開口と前記壁部との間に環状の熱風吹出口を形成するロアパーツと、
前記熱風吹出口の幅を全周にわたって均一に変化させることが可能であり、前記熱風吹出口を通過する熱風の速度を変化させるための風速調整手段と、
を備えるエアディスパーサ。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記風速調整手段として、前記ハウジングの前記第１開口の直径よりも小さく、且つ前記ロアパーツの前記壁部のうち、前記第１開口に挿入された部分の外径よりも大きい直径を有する円形の第２開口が設けられた少なくとも１つのアタッチメントを備え、
前記ハウジングと前記ロアパーツとの間に前記アタッチメントを介在させることによって、前記熱風吹出口の幅を全周にわたって均一に変化させることが可能な請求項１に記載のエアディスパーサ。
【請求項３】
前記風速調整手段として、前記ハウジングの前記第１開口に挿入された前記ロアパーツを昇降させることが可能な駆動機構と、前記ハウジングと前記ロアパーツとの間を密閉し、前記ハウジングの前記風道から前記熱風吹出口に供給される熱風の漏出を防止するためのシール機構と、を備え、
前記ハウジングの前記第１開口に挿入された前記ロアパーツを昇降させることによって、前記熱風吹出口の幅を全周にわたって均一に変化させることが可能な請求項１に記載のエアディスパーサ。
【請求項４】
前記駆動機構として、前記ハウジングと前記ロアパーツとの間に結合される複数の油圧シリンダを備え、前記ハウジングが、各油圧シリンダによって前記ハウジングの中央に支持される請求項３に記載のエアディスパーサ。
【請求項５】
前記シール機構として、伸縮自在な筒状のベローズを備え、前記ベローズは、前記ハウジングの中央に設けられ、且つ前記ロアパーツの上部外周を覆い、前記ハウジングと前記ロアパーツとの間を密閉する請求項３に記載のエアディスパーサ。
【請求項６】
前記シール機構として、摺動用のパッキンを備え、前記パッキンは、前記ハウジング及び前記ロアパーツの少なくとも一方の側に設けられ、前記ハウジングと前記ロアパーツとの間を密閉する請求項３に記載のエアディスパーサ。
【請求項７】
乾燥室内に噴霧される原液を熱風によって瞬時に乾燥させて粉体を生成するスプレードライヤ設備であって、
請求項１～６のいずれか１項に記載のエアディスパーサと、
前記乾燥室内に供給される熱風の温度分布を均一に近づけるための第１手段と、
前記乾燥室内に噴霧される原液の液滴径を一定に近づけるための第２手段と、
前記乾燥室内の温度分布を一定に保つための第３手段と、
少なくとも前記乾燥室内において、乾燥に必要な粉体の滞留時間を確保するための第４手段と、
前記乾燥室内の圧力を一定に保つための第５手段と、を備え、
６０℃～３０℃の範囲内の一定温度の熱風によって粉体の生成を可能としたスプレードライヤ設備。
【請求項８】
空気を送り込むための送風機と、
前記送風機から送り込まれた空気を加熱して熱風を生成するためのエアヒータと、
熱風を前記乾燥室内に供給するためのエアディスパーサと、
前記第１手段としての少なくとも１つのミキサー、温度センサ及び第１制御部と、を備え、
前記ミキサーは、少なくとも前記エアディスパーサの熱風の入口に設けられ、熱風の流路に配置された複数の撹拌羽を有し、前記撹拌羽によって撹拌された熱風の温度分布を均一に近づけ、
前記温度センサは、前記ミキサーよりも下流に設けられ、前記ミキサーによって温度分布を均一化された熱風の温度を検出し、
前記第１制御部は、前記温度センサの検出結果に基づいて、前記エアヒータの発熱量を制御することにより、前記乾燥室内に供給される熱風の温度を６０℃～３０℃の範囲内の一定温度に保つ、請求項７に記載のスプレードライヤ設備。
【請求項９】
原液を貯蔵する原液タンクと、
前記原液タンクに貯蔵された原液を移送するための原液ポンプと、
前記原液ポンプから供給された原液を前記乾燥室内に噴霧させるためのロータリアトマイザと、
前記第２手段としての脈動低減機構と、を備え、
前記脈動低減機構は、前記原液ポンプに組み込まれ、又は／及び、前記原液ポンプと前記ロータリアトマイザとの間の配管に設けられ、前記原液ポンプによって移送される原液の脈動を低減させることにより、前記ロータリアトマイザに供給される原液の瞬間流量を一定に近づけ、前記ロータリアトマイザから噴霧される原液の液滴径を１０μｍ～１００μｍの範囲内の一定値に近づける、請求項７に記載のスプレードライヤ設備。
【請求項１０】
前記第３手段としての保温空気層を備え、
前記保温空気層は、前記乾燥室の外壁を覆う空気層を形成し、前記乾燥室内の温度分布に生じた温度差を前記空気層に放熱又は吸熱させることによって、前記乾燥室内の温度分布を一定に保つ、請求項７に記載のスプレードライヤ設備。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥室内に供給される熱風の速度を制御することが可能なエアディスパーサ、及び従来よりも低温の熱風によって粉体を生成することが可能なスプレードライヤ設備に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
スプレードライヤは、原液を乾燥室内に噴霧し、連続的に熱風に接触させることで、瞬時に粉体を生成する乾燥設備である。噴霧の方式には、一般に、ノズル方式又はロータリアトマイザ方式が採用される。以下、スプレードライヤの構成について説明する。図１１は、本出願人の既存技術に係るスプレードライヤ設備を示す概略図である。
【０００３】
図１１に示すスプレードライヤ設備１００は、乾燥室１０１及びサイクロン１０２を備える。このスプレードライヤ設備１００は、二点捕集方式を採用しており、乾燥室１０１の下部と、サイクロン１０２の下部との二点において、生成された粉体が捕集される。乾燥室１０１では、流動性に優れた粉体が生成される。この粉体は、乾燥室１０１内を落下して、その下部に捕集される。一方、比較的に軽い粉体や微小な粉体は、ブロワーによって乾燥室１０１外へ吸引され、サイクロン１０２において捕集される。
【０００４】
次に、乾燥室１０１の構成について、図１２及び図１３を参照しつつ説明する。図１２（ａ）において、乾燥室１０１は、上方が円筒形、下方が逆円錐形の壁部を有する。乾燥室１０１の天井には、エアディスパーサ１１０が設置されている。エアディスパーサ１１０の中央には、ロータリアトマイザ１２０が取り付けられている。一方、乾燥室１０１の壁面には、この壁面の形状に沿って曲折されたパイプ状のエアブルーム１３０が対向配置されている。
【０００５】
図１２（ｂ）に示すように、エアディスパーサ１１０は、ハウジング１１１及びロアパーツ１１２を備える。ハウジング１１１は、中心が円形に開口したドーナツ状の外形を有する。ハウジング１１１内部には、環状の風道が形成されている。この風道は、ハウジング１１１中心の前記開口を包囲する。ハウジング１１１内部の風道に供給された熱風は、風道の形状に沿って旋回し、ロアパーツ１１２の外周面に向かって排出される。
【０００６】
図１３（ａ）に示すように、ロアパーツ１１２は、主として逆円錐状の壁部からなる。ロアパーツ１１２は、ハウジング１１１中心の前記開口内に懸架されている。ロアパーツ１１２のテーパー状の外周面は、ハウジング１１１からの熱風旋回流に曝される。ロアパーツ１１２の外周面の上部には、複数の上部ガイドベーン１１２ａが、所定の角度で配置されている。ロアパーツ１１２の外周面における上部ガイドベーン１１２ａの下側は、ガイドコーン１１２ｂによって包囲されている。ガイドコーン１１２ｂの内周面には、複数の下部ガイドベーン１１２ｃが、所定の角度で配置されている。図１３（ｂ）に、上部ガイドベーン１１２ａ及び下部ガイドベーン１１２ｃの配置状態を示す。
【０００７】
このようなロアパーツ１１２の下端開口には、ロータリアトマイザ１２０が懸架されている。ロータリアトマイザ１２０は、モータによって高速回転する円盤を備える。高速回転する円盤の中心に原液が供給されると、原液は、円盤面で加速され、円盤の周縁から高速飛散される。これにより、原液は、霧状となって乾燥室１０１内に噴霧される。そして、乾燥室１０１内に噴霧された原液は、エアディスパーサ１１０から乾燥室１０１内に供給される熱風旋回流に接触し、瞬間的に乾燥及び造粒される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１６－２１７６２９号公報
特開２０１６－２２３６８９号公報
特開２０１７－００９１７１号公報
特開２０１７－１５０８０８号公報
特開２０１８－１４３９２７号公報
特開２０２２－１８９０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のスプレードライヤ設備は、製造される粉体製品の品質を一定に保つため、比較的高温の熱風によって原液を乾燥させていた。例えば、研究開発用の小型スプレードライヤ設備であれば、乾燥室１０１の入口（エアディスパーサ１１０の内部に形成される環状の熱風吹出口と同義）における熱風の温度は、１４０℃～２００℃程度に設定される。また、粉体製品の量産に用いられる小型、中型及び大型スプレードライヤ設備であれば、乾燥室１０１の入口における熱風の温度は、２２０℃～３００℃程度に設定される。
【００１０】
＜粉体製品の品質低下の問題＞
１４０℃以上の熱風の温度は、原液を瞬時に乾燥させるのに十分過ぎる高温である。高温に曝されて過剰に乾燥された粉体は、嵩が減少して硬くなり、品質が低い。
（【００１１】以降は省略されています）

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