JP2001327845A - 回転胴型焼却炉・乾燥炉等の混合装置とそのメディア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】構造簡単、低コストで、効率の良い攪拌・混合
を行うことのできる回転胴型焼却炉・乾燥炉等の混合装
置のための混合攪拌機構。 【解決手段】回転胴本体６と一体の中心軸２１に固定さ
れている後部スプロケット２３ｂに、こりより大きい歯
数を有するスプロケットホイール２４ｂが噛合され、そ
のスプロケットホイール２４ｂの半径方向外周には反対
方向に２つの攪拌用羽根２５、２５´が固定されてい
る。回転胴本体６が矢印方向へ回転されると、回転胴本
体６と一体化されている中心軸２１、及びこれに固定さ
れている後部スプロケット２３ｂが共に回転すると、こ
れに噛合しているスプロケットホイール２４ｂ、攪拌用
羽根２５、２５´も回転される。後部スプロケット２３
ｂに噛合されているスプロケットホイール２４ｂは、後
部スプロケット２３ｂより歯数が多いのでその歯数の比
だけ後部スプロケット２３ｂの回転より、遅れて回転す
るので、回転胴内の原料が攪拌用羽根２５、２５´によ
り攪拌・混合される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転胴を有する焼
却炉、乾燥炉、或いは炭化炉等における、回転胴内の原
料を攪拌・混合するための回転胴型焼却炉・乾燥炉等の
混合装置とそのメディアに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に個別物質の焼却、乾燥のためには
それら個別物質を回転する回転胴の胴内に供給し順次焼
却又は、乾燥する回転胴型の焼却炉、乾燥炉が用いられ
ている。特に、最近の環境問題の顕在化により汚泥、生
ゴミは乾燥化し小容積化して廃棄することが盛んに行わ
れるようになっている。乾燥し難いこのような生ゴミ、
汚泥状物等を乾燥する装置は、すでに本発明者等により
開発され知られている（特開平１１−２３１５１号）。
この乾燥炉は、一定回転する回転胴の一方から原料と共
に乾燥を促進する熱交換用のセラミックスで作られた球
状メディアを供給し、熱を加えながら回転胴の他方に送
って乾燥し、他端から乾燥された原料を取り出す形式の
回転胴型の乾燥炉である（特開平１１−２３１５１
号）。メディアは、原料と分離されて回転胴内を循環し
て使用するものである。

【０００３】このような回転胴型の乾燥炉においては、
或いは焼却炉等においても同様であるが、内部に投入さ
れた生ゴミ等の原料が常に均一に熱を受けることが必要
であり、そのためには回転胴内に於いて原料を攪拌・混
合することが必要である。そのために手段として、回転
胴の内面に攪拌・混合用の羽根を直接固定しておき、回
転胴の回転により原料を攪拌・混合することが行われて
いる。その羽根形状も色々の羽根形状のものが提案され
ている。

【０００４】また、回転胴とは別に、回転胴内に別途設
けた貫通軸に攪拌・混合用の羽根を固定し、回転胴の外
部より貫通軸を駆動して、回転胴の回転とは別の回転を
羽根に与えることによりその回転速度の相違によりより
攪拌・混合効率を高めることも行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の混合装置のう
ち、回転胴内面に直接攪拌・混合用の羽根を固定したも
のでは、コストは比較的安いが、作業中に原料が回転胴
内面や羽根に付着し、しかもその付着物が時間とともに
成長するので、時々運転を停止して清掃を行う必要があ
り作業効率の低下をきたし、また、別途の攪拌・混合用
の羽根を設けると装置全体が大掛かりとなるとともにコ
スト高となる等の問題がある。

【０００６】また、セラミックス製の球状のメディア
は、回転胴内で転動し易いので原料と共に容易に移動す
るという機能では優れたものである。しかしながら、単
位体積、又は単位重量当たりの表面積は小さく、セラミ
ックスは材料としてみたとき熱伝導性は必ずしも良くは
ない。結果として、全体として見れば熱効率は必ずしも
優れたものではない。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、構造簡単、低コストで、効率の良い攪拌・混合を行
うことのできる回転胴型焼却炉・乾燥炉等の混合装置と
そのメディアを提供することである。更に、本発明の他
の目的は、上記課題を解決し、熱効率が良く攪拌・混合
を行うことのできる回転胴型焼却炉・乾燥炉等の混合装
置とそのメディアを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明の回転胴型焼却炉・乾燥炉等の混合装置
は、内部に原料が投入されて回転する回転胴を有する回
転胴型焼却炉・乾燥炉等において、前記回転胴の中心に
支持された中心軸と、該中心軸の前後に一体に固定され
た一対の歯車要素と、該各歯車要素と噛合し、該歯車要
素の歯数より多い歯数を有する一対の内歯歯車要素と、
該一対の内歯歯車要素に取付けられ、前記回転胴の前後
方向に延びる少なくとも一つの羽根とより構成されるて
いることを特徴とするものである。

【０００９】前記回転胴は、前記焼却炉、乾燥炉のほ
か、炭化炉、造粒炉等にも用いられており、本発明の回
転胴の混合装置は前記のような回転胴内の攪拌・混合を
必要とするいかなる装置にも適用することができるもの
である。

【００１０】なお、本発明における歯車要素、内歯歯車
要素は、歯同志を噛み合わせて回転を伝達することがで
きるものの総称として使用しているものであり、例え
ば、歯車、内歯歯車の組合わせ、本件実施の形態に示さ
れているスプロケット、スプロケットホイール等を含む
概念である。

【００１１】また、攪拌用の前記羽根が、前記内歯歯車
要素の等角度間隔に２つ以上設けることにより攪拌・混
合作用を更に促進することができるし、前記攪拌用羽根
を、種々の形状のものを用意しておき、それらの羽根を
選択的に前記内歯歯車要素に取付け・取外し自在とする
ことにより、原料の相違、或いは作業の相違によりより
効率的な攪拌・混合作用をさせることができる。

【００１２】更に、回転胴型焼却炉・乾燥炉等には、金
属製で内部が空間の円筒であるメデイアを原料と共に攪
拌させて使用すると良い。前記円筒は、前記円筒の外径
と長さがほぼ等しいものであると転動しやすいので良
い。又、メディアは、前記回転胴内を循環させて使用す
ると良い。

【００１３】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］次に、本発明の
１実施の形態１について説明する。図１は、本発明によ
る混合装置を適用した回転胴型乾燥炉の全体を示す正面
断面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ矢視側面図であ
る。基礎台１上に、前後２箇所に従動ローラ２が回転自
在に支持され、回転胴５が、従動ローラ２に回転自在に
支持されている。回転胴５の回転軸心線は、従動ローラ
２の位置により定められている。基礎台１上に、可変速
であるが一定速度で回転することができる駆動モータ３
が設けられている。

【００１４】回転胴５の後方面に同軸に大径のスプロケ
ット４が取りつけられており、前記駆動モータ３の出力
軸のスプロケットと回転胴５のスプロケット４との間に
チェーン１０で連結され、駆動モータ３により回転胴５
が回転されるようになっている。回転胴５は、回転胴本
体６とその前後２箇所の外周に設けられた巻きリング７
とより構成されている。

【００１５】図２に示されるように、その外周が前記従
動ローラ２により直接に支持されている巻きリング７
は、多数の支持板８により回転胴本体６の外周に半径方
向に支持され、強度の補強とともに回転胴５の駆動部へ
の熱伝達を遮断している。

【００１６】回転胴本体６の前端部（図１で右端）は、
前方蓋９により閉じられ、回転胴本体６の後端は（図１
で左端）、円錐状蓋１２により閉じられている。円錐状
蓋１２は、回転胴本体６に一体に固定され、円錐状蓋１
２の中心部である後端は開口している。回転胴５の後端
部には、ホッパー１３が基礎台１上に固定して配置され
ている。ホッパー１３は、上端に投入口１３ａを有して
おり、底面には原料供給用螺旋コンベア１４が、ホッパ
ー１３を貫通し、その先端は回転胴本体６内の後部の位
置で開口している。原料供給用螺旋コンベア１４は、供
給用モータ１５によりスプロケット、チェーンを介して
回転駆動される。

【００１７】バーナー１６が、回転胴本体６の後部の基
礎台１上に固定されている。バーナー１６は、ガス、石
油等を燃料とするバーナーであり、熱風供給管１７が、
バーナー１６に接続され、熱風供給管１７の先端部は、
円錐状蓋１２の開口より回転胴本体６の中に侵入してい
る。熱風供給管１７の先端部の噴出口は、斜め下向きに
向けられている。

【００１８】回転胴５内には、本発明の特徴とする攪拌
・混合用の羽根装置（後述）が設けられている。そし
て、回転胴本体６の前端部付近の外周壁には小孔（図示
せず）が全周域に開けられており、乾燥・焼却処理され
た原料はその小孔より排出路４６に排出されるように構
成されている。

【００１９】図１に示されるように、回転胴本体６中の
熱風はその循環する一部が吸入ファン５０を介してサイ
クロン５１に導入され、遠心式集塵機であるサイクロン
中で遠心分離された粉体は、サイクロン５１の下方部の
集塵室５２に捕集されるように構成されている。

【００２０】本発明が特徴とする攪拌・混合用の羽根装
置は、図１の断面に示されるように回転胴本体６内に設
けられている。回転胴本体６内の前部及び後部には支柱
２２ａ，２２ｂが固定され、それらの支柱により回転胴
本体６の中心部に中心軸２１が支持されている。そし
て、中心軸２１の前記前後の支柱２２ａ，２２ｂの内側
の前後部に、前部スプロケット２３ａ及び後部スプロケ
ット２３ｂが固定されている。前部スプロケット２３
ａ、及び後部スプロケット２３ｂにはそれぞれスプロケ
ットホイール２４ａ，２４ｂが噛合され、更にそれらの
スプロケットホイール２４ａ，２４ｂに渡って、攪拌・
混合用の攪拌用羽根２５、２５´が取付け・取外し自在
に支持されている。

【００２１】その詳細構造は、図１のＢ−Ｂ矢視断面図
である図３に示されている。すなわち、後部スプロケッ
ト２３ｂが中心軸２１に固定されており、その後部スプ
ロケット２３ｂの歯数より大きい歯数を有するスプロケ
ットホイール２４ｂが噛合されている。そしてスプロケ
ットホイール２４ｂの半径方向外周には反対方向に２つ
の攪拌用羽根２５、２５´が固定されている。

【００２２】前部スプロケット２３ａ、及び前部スプロ
ケットホイール２４ｂも後部と同じ歯数のものが用いら
れているので、その回転も同じである。そして攪拌用羽
根２５、２５´は、前後のスプロケットホイール２４
ａ，２４ｂにその取付け腕２６ｂ，２６ｂ´及び２６
ａ，２６ａ´により支持され、回転胴本体６のほぼ全長
に渡ってリード角が形成されている。

【００２３】従って、回転胴５内における原料の掻き上
げ作用、及び回転胴本体６の中心軸線方向に原料を送る
ことができる。攪拌用羽根２５、２５´自体は、単一の
板材からなるブレードでも良いがハケのようなものでも
良い。

【００２４】［実施の形態１の作動］次に、本発明の実
施の形態１の作動を説明する。図１に於いて、汚泥、生
ゴミ等の原料はホッパー１３の上端の投入口１３ａより
投入され、供給用モータ１５によりスプロケット、チェ
ーンを介して回転駆動される原料供給用螺旋コンベア１
４により回転胴本体６内に投入される。回転胴本体６の
後部内には、ガス、石油等を燃料とするバーナー１６か
ら熱風が熱風供給管１７により、噴射される。

【００２５】回転胴５は駆動モータ３によりチェーン１
０、スプロケット４を介して一定速度で回転され、後部
に投入された原料は攪拌用羽根２５、２５´により攪拌
・混合されながら回転胴本体内を徐々に前方へ移動され
ながら乾燥される。原料が乾燥し、小容積化された段階
で、乾燥原料は回転胴本体６の前端部付近の外周壁に設
けられた小孔（図示せず）から、下方に落下し、排出路
４６により排出される。

【００２６】回転胴本体６中の熱風はその循環する一部
が吸入ファン５０を介してサイクロン５１に導入され、
遠心式集塵機であるサイクロン中で遠心分離された粉体
は、サイクロン５１の下方部の集塵室５２に捕集され
る。

【００２７】攪拌・混合作用は、図３により説明する。
回転胴本体６が図３の矢印方向へ回転されると、回転胴
本体６と一体化されている中心軸２１、及び中心軸２１
に固定されている後部スプロケット２３ｂが共に回転す
るので、それと噛合しているスプロケットホイール２４
ｂ、攪拌用羽根２５、２５´も回転されることになる。
しかし、後部スプロケット２３ｂに噛合されているスプ
ロケットホイール２４ｂは、後部スプロケット２３ｂよ
り径が大きく、歯数が多いのでその歯数の比だけ後部ス
プロケット２３ｂの回転より、遅れて回転することにな
る。

【００２８】したがって、回転胴本体６と攪拌用羽根２
５、２５´はともに矢印方向に回転はするが、その両者
間にはその回転速度の相違により前記矢印とは逆方向の
相対的回転が生じることになるので、回転胴本体６内の
下部に滞留する原料は攪拌用羽根２５、２５´により掻
き上げられるとともに、回転胴本体６内面に付着した原
料は相対回転により攪拌用羽根２５、２５´の先端部で
掻き取られる。原料は回転胴本体６の回転により上方へ
持ち上げられ落下するが、攪拌用羽根２５、２５´によ
り更に掻き上げられるので十分攪拌ができるとともに、
ある程度持ち上げられた状態では原料が攪拌用羽根２
５、２５´を越えて徐々に落下することになるので、更
に十分な攪拌・混合が行われる。

【００２９】以上の実施の形態１に於いては、本発明の
混合装置を主として汚泥、生ゴミ等の乾燥炉について説
明したがその他の乾燥炉にも適用できることはいうまで
もない。また、熱源量を増加することによりそのまま焼
却炉とすることができるようにその他の焼却炉、或いは
炭化炉、造粒炉等の、回転胴を有するものの攪拌・混合
に適用することができる。

【００３０】［実施の形態２］前述した実施の形態１の
装置で処理されるものが粘性の高いものであるとき、乾
燥処理に時間がかかる場合がある。また、回転胴本体６
の内部の壁面に汚泥がこびりつくことがある。更に、よ
り熱効率を向上させたいときに、原料の攪拌を効率的に
行う必要がある。図５は、本発明の実施の形態２を示す
回転胴本体の断面図であり、図６は図５の立体図であ
る。金属製のメディア６０を原料と共に回転胴本体６内
を循環させるものである。

【００３１】図７は、メディアの外観を示す立体図であ
る。メディア６０は、金属製のパイプを短く切断したも
のであり、本例では錆が発生しないようにステンレス製
である。メディア６０は、金属製であるから、熱伝導性
が良く汚泥等の原料に接触して効率良く熱を伝達できる
利点がある。

【００３２】また、メディア６０は管を切断したもので
あるから内孔６１を備えており、中実のものに比して表
面積は大きく原料に接触する確率が高いので汚泥等を乾
燥させるときは効率が良くなる。又、管状であるから、
角がありこの角で原料を攪拌、混合する。更に、メディ
ア６０同士が衝突するので、更に攪拌の効率を高める。
メディア６０の長さＬと直径Ｄは、概略同じ寸法が転動
し易いので望ましい。回転胴本体６の中心軸２１の外周
には、複数の透過孔６２が形成されている。

【００３３】メディア６０は、回転胴本体６内を転動し
て端部に移動して帰路は中心軸２１内を通って回転胴本
体６の原料投入口の近くの位置に移動する。回転胴本体
６の前方蓋９の内側には、導入案内樋６５が配置されて
いる。導入案内樋６５は、回転胴本体６の半径方向に配
置されている。

【００３４】導入案内樋６５は、最外周位置は閉じられ
て前方蓋９と直交する掻上部６６と、前方蓋９と平行な
側板部６７、前方蓋９と直交する底板６８からなり、底
板６８と対向する上方は開放されている。掻上部６６、
側板部６７、前方蓋９、及び底板６８により、メディア
通路６９を構成する。メディア通路６９は、中心軸２１
の端部の開口７０と連通している。前方蓋９の回転胴本
体６の外周には、原料透過孔７１が配置されている。

【００３５】原料透過孔７１は、原料とメディア６０が
混合された状態のものが攪拌されながら流れてくるもの
から原料のみを透過させるものである。即ち、原料透過
孔７１は、水分含有率が低下し乾燥された原料のみを透
過させるものであり、一種の篩の機能を果たすものであ
る。以上の構造で、回転胴本体６の投入側に原料が投入
されると、これに中心軸２１の中を通って帰還したメデ
ィア６０とが混合攪拌される。

【００３６】粘土質の汚泥が原料のとき、汚泥はメディ
ア６０の内外周面に付着する。しかしながら、金属製の
メディア６０は熱伝導性が良いので、汚泥を加熱して乾
燥を促進させる。更に、メディア６０の角部が汚泥の攪
拌をより促進させる。原料とメディア６０は、回転胴本
体６の回転と共に攪拌用羽根２５、２５´により掻き上
げられながら、攪拌されて前方蓋９側に移動する。

【００３７】前方蓋９の近傍に移動した原料とメディア
６０は、回転胴本体６の外周に形成された原料透過孔７
１に送られると乾燥した原料のみが排出路４６を通って
原料回収箱に落下する。前方蓋９の付近に移動し回転胴
本体６の下部位置まで転動しているメディア６０は、導
入案内樋６５により掻き上げられメディア通路６９内に
入る。メディア６０は、導入案内樋６５が回転し、水平
以上の角度になるとメディア通路６９から中心軸２１の
端部の開口７０に入る。

【００３８】開口７０に入ったメディア６０は、中心軸
２１内を転動する。中心軸２１内には、この中心軸線と
一致するように螺旋羽根７２が固定配置されている。中
心軸２１内に転動したメディア６０は、回転胴本体６が
回転されると螺旋羽根７２の捻れに沿って原料の流れと
は逆方向に流れ原料投入側に移動する。メディア６０に
若干残って付着している原料は、中心軸２１内を移動中
に中心軸２１の周面に配置された透過孔６２から原料は
落下する。メディア６０は、この後に中心軸２１の原料
投入側で落下し、前述した流れを行い循環する。

【００３９】［その他の実施の形態］前述した実施の形
態の攪拌用羽根２５、２５´は、１８０度間隔で配置さ
れ、回転胴５の軸線方向にリード角を有するものであっ
た。色々の種類、形状の羽根を用意しておき、作業の種
類、原料の種類に応じて、取り替えて使用することがで
きる。

【００４０】なお、攪拌・混合用の羽根の支持及び回転
のために上記の実施の形態ではスプロケット及びスプロ
ケットホイールを用いているが、通常に歯車及び内歯歯
車を使用しても良い。

【００４１】また、攪拌・混合用羽根は、本実施の形態
においては、互いに１８０度の間隔で２つ設けたものを
示したが、１つの羽根でも良く、また３つ以上の羽根を
等角度の間隔で設けることができる。また、図４に示す
ように、羽根の先端２５ａを回転方向に向けてスクイ角
が生じるように曲げておくと、粘土の高い原料の場合、
回転胴５の内周面に付着している原料の掻き上げを効率
的にできる。

【００４２】

【発明の効果】本発明の回転胴型焼却炉・乾燥炉等の混
合装置は、構造簡単で、低コストで、回転胴内の原料の
掻き上げ、攪拌・混合、送り効果を有する。また、既存
の回転胴型焼却炉・乾燥炉等の回転胴内に、僅かな改造
を加えるのみで設置可能であり、焼却炉、乾燥炉等の効
率を上げることができる。

【００４３】本発明の回転胴型焼却炉・乾燥炉等の混合
装置用のメディアは、金属製であるので熱伝導効率が高
いく表面積が多いので熱効率を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の乾燥炉の混合装置の実施の形
態を示す正面断面図である。

【図２】図２は、図１のＡ−Ａ断面矢視図である。

【図３】図３は、図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。

【図４】図４は、羽根の先端にすくい角を設けた変形例
である。

【図５】図５は、本発明の実施の形態２を示す回転胴本
体の断面図である。

【図６】図６は、本発明の実施の形態２を示す外観図で
ある。

【図７】図７は、メディアの外観を示す図である。

【符号の説明】

５・・・ 回転胴 ６・・・ 回転胴本体 １３・・・ ホッパー １６・・・ バーナー ２１・・・ 中心軸 ２３ａ，２３ｂ・・・ スプロケット ２４ａ，２４ｂ・・・ スプロケットホイール ２５，２５´・・・ 羽根 ６０…メディア ６５…導入案内樋

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２６Ｂ 11/04 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｍ Ｆターム(参考） 3L113 AA06 AB03 AC04 AC25 AC40 AC45 AC46 AC52 AC53 AC63 AC68 AC74 AC76 AC83 AC86 BA01 BA37 DA02 DA06 DA13 4D004 AA02 AA03 CA15 CA26 CA28 CA42 CB09 CB28 CB50 4D059 BB01 BB14 BD01 BD22 BJ01 BJ20 4G036 AA15

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に原料が投入されて回転する回転胴を
   有する回転胴型焼却炉・乾燥炉等において、 前記回転胴の中心に支持された中心軸と、 該中心軸の前後に一体に固定された一対の歯車要素と、 該各歯車要素と噛合し、該歯車要素の歯数より多い歯数
   を有する一対の内歯歯車要素と、 該内歯歯車要素に取付けられ、前記回転胴の前後方向に
   延びる少なくとも一つの羽根とより構成されるているこ
   とを特徴とする回転胴型焼却炉・乾燥炉等の混合装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の回転胴型焼却炉・乾燥炉
   等の混合装置において、 前記羽根が、前記内歯歯車要素の等角度間隔に２つ以上
   設けられていることを特徴とする回転胴型焼却炉・乾燥
   炉等の混合装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２に記載の回転胴型焼却炉・
   乾燥炉等の混合装置において、 前記羽根が、種々の形状の羽根を前記内歯歯車要素に取
   付け・取外し自在に設けられていることを特徴とする回
   転胴型焼却炉・乾燥炉等の混合装置。
4. 【請求項４】内部に原料と共に投入され、回転する回転
   胴を有する回転胴型焼却炉・乾燥炉等に使用されるメデ
   イアであって、 前記メディアは、金属製で内部が空間の円筒であること
   を特徴とする回転胴型焼却炉・乾燥炉等の混合装置用メ
   ディア。
5. 【請求項５】請求項４に記載の回転胴型焼却炉・乾燥炉
   等の混合装置用メディアにおいて、 前記円筒は、前記円筒の外径と長さがほぼ等しいもので
   あることを特徴とする回転胴型焼却炉・乾燥炉等の混合
   装置用メディア。