JPS60228690A - 鋼板乾燥装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は、鋼薄板を水洗いした後に、その鋼薄板に付
着している水を除去し、その鋼薄板を乾燥させる乾燥装
置（ドライヤ）の制御方法に関する。

（１） ［従来技術と問題点］ 第１図は従来の鋼薄板を強制乾燥させるドライヤの説明
図である。鋼薄板は大量を迅速に水洗し乾燥させなけれ
ばならないので、このようなドライヤが使用される。

第１図、において、吸入空気３１はブロワ１によって吸
入され、熱交換器２によって昇温された後ガスシェフ１
−チャンバ３に入り、ノズル４がら、水が付着していて
長手方向に移動する鋼薄板（以下「鋼板」という、）２
ｏ上に吹付けられる。この吹付けられた空気は鋼板に１
１着している水を蒸発させ、水蒸気として含み、湿度の
高い空気３２となって排気される。

しかし、第１図の開放形では、鋼板２ｏに吹付けられた
温風は直らに分散するので、その温風の温度に対して可
能な絶対湿度まで水分を吸収させることができない。こ
のことはブロワ１及び熱交換器２の能力及びエネルギを
無駄に使っているということを意味する。

この点を改善するため、第２図に示すように、（２） 鋼板２０に温風を吹イ（１けるノズル４の付近を包囲し
てドライヤ本体部５を形成し、ドライヤ本体部５から排
出される排気３２の一部は再循環空気３３としてブロワ
１の吸入口に導き、温風の再利用を計り、十分水蒸気を
吸収させた後に空気を排出しようとするものである。

しかし、第２図に示す装置においても、従来は外気の温
度、湿度、鋼板の温度等の条件のいかんに拘らず、搬出
される鋼板が十分乾燥されているように、設備を固定的
に運転しているため、ブロワ１や熱交換器２の運転には
余分なエネルギが投入されており、無駄が多い。

［発明の目的］ そこで、この発明の目的は、第２図に示すような、再循
環形のドライヤにおいて、各種の外的条件に応して再循
環空気の割合を制御することによって、送風する空気に
対する加熱量を加減し、必要最少限の加熱量をもって鋼
板を乾燥させ、もって省エネルギを計ることである。

［発明の構成］ （３） この目的を達成するために、この発明は、排気の一部を
再循環させる鋼板ドライヤの制御方法において、吸入空
気質量流量（Ｇｇａ）、吸入空気中の水蒸気質量濃度（
Ｗａ　）　、ドライヤ出口空気質量流量（ＧｇＩ）、ド
ライヤ出口空気中の水蒸気質量濃度（ＩＮｙ　）　、ド
ライヤ入口における鋼板の温度（ＴｓＩ）　、吹き出し
空気質量流ｌｆｔ　（Ｇｇｔ）　、吹き出し空気温度（
Ｔｇｘ）及び吹き出し空気中の水蒸気質量濃度（Ｗ＋　
）を測定して、理想再循環率（Ｘ）を計算し、該理想再
循環率（Ｘ）と実再循環率（（Ｇｇｒ−Ｇｇａ）　／Ｇ
ｇ１ＩＩｌ　との差が設定許容値（ε）以内となるよう
に空気流量を制御するダンパを調整することを特徴とす
る。

（Ｘ）の値の算１１１は次式による。

Ｇｕ　−Ｗａ　ＧｇＩＩＩ十ＷＩｍａｘ　（Ｇｇｐ−Ｇ
ｗ　）Ｇ　Ｗ　＝　ｃｇφ−ＧｇＩ ＷＩｍａｘは、 ΔＴ−（Ｑ　Ｎ）　／　（ｔ　・ｒ　・Ｃｐ５　・ｄｘ
）（４） Ｑ−α（Ｔｇｘ　−Ｔｓｘ）　ｄｘ Ｌｓ　・　６０ Ｍ−α。ρ　（Ｗｓ　−Ｗｇｘ） ｘ　ｄｘ・　３６００ Ｉ、Ｓ　・　６０ ６０　・　Ｌｓ Ｇｕ　＝　（ΣＭ）　・　□ ｄｘ からめるＷｌ　の最大値である。

［発明の実施例］ 以下この発明を図示の実施例について詳説する。

鋼板ドライヤの主要な装置は第２図のとおりである。吸
入空気３１は吸入空気ダンパ１１を経てブロワ１によっ
て吸入され、熱交換器２によって加熱され、ドライヤ本
体部５の中のガスジェットチャンバ３に送入される。連
続的に搬送される鋼板２０に、チャンバ３のノズル４か
ら、温風が吹き付けられ、鋼板表面の水分を蒸発させ、
湿度の高くなった排気３２は排気ダンパ１２を経て排出
される。また、排気ダンパ１２の上流と吸入空気ダンパ
１１の下流とを連通させる再循環空気管３（５） ３が設けられ、その途中に循環空気ダンパ１３が設けて
あり、排気の一部は再循環させる。

（イ）この発明による鋼板ドライヤの制御方法は、鋼板
２０に吹き付ける空気の質量流量Ｇｇｌ及びその温度Ｔ
ｇＩ　ならびにノズル寸法及びドライヤ寸法を決定した
ときに、鋼板２０の付着水を乾燥させるために可能な最
大水蒸気量を算出し、さらに、その際の再循環空気量を
計算し、運転条件を決定するものである。

（ロ）排気温度及び水蒸発量の計算法は次のとおりであ
る。

鋼板２０を微小分割区間ｄｘ（ｎ＞）に分割して（第３
図参照）、次のバランス式により、鋼板温度降下ΔＴ　
Ｃ”Ｃ，）及び水蒸発量をめる。

ΔＴ−（Ｑ−Ｎ）／　（ｔ・γ・Ｃｐｓ−ｄに）（℃）
・・・（１） ただし、ｄｘ／Ｌｓ　（ｎ＋ｉｎ　）時間の吹き出し空
気から鋼板への伝熱量ΔＱは、 （６） （Ｋｃａｌ　）　・　・　・（２） Ｎ＝Ｌ　−Ｍ　（Ｋｃａｌ　）　・　・　・＋３）γニ
ストリップ（薄鋼板）の比重量（ｋｇ／イ）Ｃｐｓニス
トリップの比熱（Ｋｃａｌ　／　ｋｇ　・”ｃ　）α：
温風の熱伝達率（Ｋｃａｌ　／　ｎ？ｌ＋ｒ”ｃ　）Ｔ
ｇｘ：温風の温度（°Ｃ） Ｔｓｘ：局所ストリップ温度（”Ｃ） （当該箇所まで（１）式を数値積分してＴｓｔから減算
してめる） Ｌｓニライン速度（ｍ／ｍ１ｎ） ■、：その鋼板温度における蒸発潜熱（Ｋｃａｌ　／ｋ
ｇ）ｔ：鋼板厚さの半分（ｍ） である。

また、ｄｘ／　Ｌｓ　（ｍｉｎ　）間の水蒸発量Ｍは、
Ｍ−αｏ×ρＸ　（Ｗｓ　−Ｗｇｌ） ｄに （７） αＤ：物質伝達率（ｍ／　Ｓ　） ρ：入入湯温度おける空気の比重量（ｋｇ／ｒｒｒ）Ｗ
ｓ：Ｔｓににおける飽和水蒸気質量濃度Ｗｇ１：温風の
水蒸気質量濃度 である。

また、水蒸気質量濃度Ｗば １８．０１ ・　・　・　（５） ただし、 Δｐ　：水蒸気分圧（ｍｍＡｑ） である。

また、鋼板がドライヤ出口を通過するときの鋼板の温度
Ｔｓｐ　は、 Ｔｓｆ　−ＴｓＩ−ΣΔＴ　（”ｃ）　・・・（６また
だし、ΣΔＴは各微小区間における鋼板の温度降下量の
総和である。

（８） また、ドライヤ内における水蒸発量Ｇｗは、ｘ である。

また、排気温度Ｔｓｔ　は、 ・　・　・（８） ただし、 Ｇ：質量流量　（ｋｇ／ｍｉｎ　） Ｃｐ　：比熱　（Ｋｃａｌ　／ｋｇ’ｃ）Ｔ：温度　（
’Ｃ） であり、添字ｇは空気、Ｓは鋼板、Ｗは水、１は入口、
φは出口を表す。

鋼板２０に付着している水を蒸発させることができる吹
き付は空気中の最大水蒸気量を前述の＋１１〜（８）式
から繰り返し計算によってめ、それをＷＩＩＩｌａｘと
する。

（ハ）次に、前項でめたＷｌｍａｘになるようなドライ
ヤ出口質量流量に対する再循環量の割合Ｘ（９） をめる。

変化の前後で質量は同一でなければならないから、 Ｇｇ１−ｘＧｇ１６＋Ｇｇａ・・・・・（９）Ｇｇ１６
　ＧｇＩ　＝ｃ−・・・　・−ａＯ）ＷＩｍａｘＧｇｘ
　−Ｗ　ａ　Ｇｇａ −ｘ　（Ｇｗ　＋Ｖｌ／ｊｎ＋ａｘＧｇＩ）　・・（１
１）００）式から、 Ｇｇｌ　＝　Ｇｇ９１−０弱 （９）、００１式から、 Ｇｇａ＝　Ｇｇｐｌ　−Ｇｗ　−ｘ、　Ｇｇ５ｄこれを
（１１）式に代入して、 Ｗｌ　ｍａｘ　（Ｇｇｌ−Ｇｗ　） ＝Ｗａ　（Ｇｇｙ３−Ｇｗ　−ｘ　Ｇｇ９）＝ｘ　（Ｇ
ｗ　＋Ｗｚｍａｘ　（Ｇｇ／８−０％４）　１変形して
、 ｘ　（Ｇｗ　−Ｗａ　Ｇｇφ＋Ｗ１ｍａｘ　（Ｇｇｐ−
Ｇｗ　）　１＝ＷＩｍａｘ　（Ｇｇｙ３−Ｇｗ　）　−
Ｗａ　（Ｇｇ５＋ｌ−Ｇｗ　）これから、 （１０） （Ｗｌｍａｘ−Ｗａ　）　（Ｇｇｌ−Ｇｕ　）Ｇｗ　−
Ｗａ　ＧｇＰ＋Ｗｒｍａｘ　（Ｇｇｌｒ−Ｇｗ　）・　
・　・　（１２） となる。ただし、Ｗａは吸入空気中の水蒸気質量濃度で
ある。

これが運転条件であり、再循環量の割合Ｘの値が式（１
２）で算出した値になるように、吸入空気ダンパ１１、
排気ダンパ１２及び循環空気ダンパ１３の開度を調節す
る。

（ニ）なお、この運転条件のときの熱交換器２の加熱量
ＱＨは、 ＱＨ−（ｘＧｇφ＋Ｇｇａ）　ＣｐｇＩＴｇ、ｔ−ｘ　
（Ｇｇｌｌ！ＩＣｐｇ５ＩＩＴｇ＃）−ＧｇａＣｐｇａ
　Ｔｇａ　・・・・（１３）によってめることができる
。

（ホ）ここで、制御を実行するために必要な次の量を測
定する。

・吸入空気中の水蒸気質量濃度（Ｗａ）・吹き出し空気
温度（Ｔｇｌ　） これによって熱交換器２の加熱量を制御する。

（１１） ・吹き出し空気中の水蒸気質量濃度（Ｗｌ　）・ドライ
ヤ出口空気中の水蒸気質Ｗｔｔ１１度（Ｗｔ）・ドライ
ヤ出口空気質量流Ｎ　ＣＧｇｐ）・ドライヤ入口におけ
るＨ４板温度（ＴｓＬ　）・吹き出し空気質量流量（Ｇ
ｇＩ　） ・吸入空気質量流量（Ｇｇａ） 完全に乾燥する状態で測定したＧｇｌ　、　Ｇｇｐ）。

Ｗｔ及びＷｔの値から、鋼板２０に付着している水の量
、すなわち、水蒸発量Ｇｗは、 Ｇｗ＝ＷφＧｇｐ−ＷＩ　Ｇｇ１ によってめられる。

このＧｗの値を用いて、ミニコン等によって、ｆｌｌ〜
（８）式の逐次計算を実行し、Ｗ１ｍａχを計算し、（
１２）式からＸをめる。そして、 （Ｇｇｘ　−Ｇｇａ）　／Ｇｇｐ＝ｘ が以上に説明した理想再循環率（Ｘ）の値付近になるよ
うに、吸入空気ダンパ１１．排気ダンパ１２及び循環空
気ダンパ１３の開度を制御する。

（へ）第４図はこの制御方式のフローチャートである。

図中（ε）は、この制御系統が過敏に作（１２） 動じないように適当に設定した許容値である。

（Ｉ・）以−ト説明したように、この発明による鋼板ド
ライヤ制御方法は、公知のセンサによって、吸入空気水
蒸気濃度（Ｗａ）、入口水蒸気濃度（Ｗｚ　）　、出口
水蒸気濃度（Ｗθ、吸入空気流量（Ｇｇａ）、入口流１
Ｍ　（ＧｇＩ）　、出口流量（Ｇｇｐ）　。

入口温度（Ｔｇｚ）及び鋼板温度（Ｔｓｌ）をそれぞれ
計測し、これをコンピュータに入力することによって、
最適条件の計算をなし、この最適条件に適合するように
、熱交換器２の加熱量の調整とダンパ１１．１２．及び
１３の開度制御による再循環割合の設定をするものであ
る。

すなわち、この運転条件より再循環割合（Ｘ）を増すと
、鋼板２０に付着した水を完全に除去し乾燥することが
できない。また、（Ｘ）を減少させると熱交換器２の加
熱量（ＱＨ）が増大し、エネルギの損失となる。

（チ）第５図は、運転条件計算例及び従来法に対する加
熱量低減割合を示す。

図中の各点のデータは次のとおりである。

（１３） ［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、この発明によれば、再循環
式鋼板ドライヤによる乾燥方式において、鋼板に付着し
ている水分を持ち去るべく鋼板に吹き付けられる温風が
有する氷菓気運１ＩＩＩ能力を１００％利用するように
制御できるので、鋼板の乾燥は完全に行ない、かつ、熱
交換器における加熱（１４） 量を最小にすることができるので、乾燥に要するエネル
ギは最小とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は開放式鋼板乾燥装置の系統図、第２図は再循環
式鋼板乾燥装置の系統図、第３図は鋼板の微小部分の説
明図、第４図はこの発明による鋼板乾燥装置の制御方法
のフローチャート、第５図は再循環流量の割合と加熱量
比を示すグラフである。 図において、１はブロワ、２は熱交換器、３はガスジェ
ットチャンバ、４はノズル、５はドライヤ本体部、１１
は吸入空気ダンパ、１２は排気ダンパ、１３ば循環空気
ダンパ、２０は鋼板、３１は吸入空気、３２は排気、３
３は循環空気管である。 出願人　三菱重工業株式会社 復代理人　弁理士　原　１）幸　男 （１５） 第１図 第２図 ！：１４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 排気の一部を可循環させる鋼板乾燥装置の制御方法にお
   いて、吸入空気質量流量、吸入空気中の水蒸気質量濃度
   、ドライヤ出口空気質量流量、ドライヤ出口空気中の水
   蒸気質量濃度、ドライヤ入口における鋼板の温度、吹き
   出し空気質量流量。 吹き出し空気温度及び吹き出し空気中の水蒸気質量濃度
   を測定して、理想再循環率を計算し、該理想再循環率と
   実再循環率との差が設定許容値以内となるように空気流
   量を制御するダンパを調整することを特徴とする鋼板乾
   燥装置の制御方法。