JP2006022971A - 連続式通気乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】 被乾燥物を搬送面に載せて搬送する通気コンベヤと、被乾燥物を通気コンベヤ上に供給する供給装置と、通気コンベヤで搬送される被乾燥物を熱風で加熱する加熱手段とを有する連続式通気乾燥機において、設計上十分な乾燥能力があるにも拘わらず被乾燥物が十分乾燥されないまま排出される場合があった。
【解決手段】 被乾燥物Ｗが搬送面の幅方向の端にあるか否かを検知する検知手段５と、通気コンベヤ２ａの搬送速度を制御する速度制御手段とを設け、検知手段５によって被乾燥物Ｗが搬送面の端にないと判断された場合に通気コンベヤ２ａの搬送速度を低下させるようにした。通気コンベヤ２ａが低速になると相対的に被乾燥物Ｗの供給量が増すため、搬送面を被乾燥物Ｗで埋め尽くすことができる。乾燥不十分の原因は被乾燥物Ｗのない空間から逃げる熱風のロスにあり、搬送面を埋め尽くすことでそのような熱風のロスが防げる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被乾燥物を搬送面に載せて搬送する通気コンベヤと、被乾燥物を前記通気コンベヤ上に供給する供給装置と、前記通気コンベヤで搬送される被乾燥物を熱風で加熱・乾燥させる加熱手段と、を有する連続式通気乾燥機に関する。

連続式通気乾燥機の代表的なものとして従来よりバンド乾燥機がある（例えば特許文献１参照。）。バンド乾燥機は、図７，図８に示したように、金網バンド又は多孔バンドで無端状の通気コンベヤ１００を形成してその通気コンベヤ１００を乾燥炉１０１内に設置し、その通気コンベヤ１００上にベルトコンベアやスクリューコンベヤ等の供給装置１０２から被乾燥物Ｗを供給して該通気コンベヤ１００を定速で周回させ、さらに乾燥炉１０１内に加熱手段１０３を設けて通気コンベヤ１００上にある被乾燥物Ｗに熱風を吹き付け、もって被乾燥物Ｗの中に熱風を通して乾燥させるようにしたものである。
特開８−１４７５２号公報

前記供給装置１０２は、被乾燥物Ｗの重量を基準にして定量ずつ通気コンベヤ１００に供給するようになっている。一方、連続式通気乾燥機は、供給される被乾燥物Ｗの量や搬送速度などを基準に加熱手段の能力を設定し、排出口１０４に至る前に乾燥を終えるように作られている。

ところが実際には被乾燥物Ｗの乾燥具合にバラツキがあり、設計上十分な乾燥能力があるにも拘わらず、被乾燥物Ｗが十分に乾燥されないまま排出口１０４から排出される場合があった。

本出願人が斯かる不具合について検証した結果、水分を多く含んだ被乾燥物Ｗを乾燥させたとき、たとえその水分量が許容範囲内のものであっても乾燥の程度が見込んだ状態に達しない場合があった。
そして、その原因を探求した結果、水分を多く含んだ被乾燥物Ｗを乾燥させるとき、加熱手段１０３の熱風が通気コンベヤ１００の網目或いは孔から無駄に排出されていることが確認された。すなわち、水分を多く含んだ被乾燥物Ｗと水分が少ない同質の被乾燥物Ｗの体積は、両者の重量が同じなら当然水分を含んだ被乾燥物Ｗの方が小さい。従って被乾燥物Ｗを上記のように供給装置１０２で定量ずつ通気コンベヤ１００に供給した場合、水分を多く含んだ被乾燥物Ｗは体積が小さいため、図８に示したように通気コンベヤ１００の搬送面の幅一杯に広がらないことがある。通気コンベヤ１００の被乾燥物Ｗで埋まらない空間部分は網目や孔が露出していて通気抵抗が極端に小さいから、加熱手段１０３の熱風がそこから逃げて外部に排出されてしまうことになり、それが大きなロスになっていた。

請求項１に記載したように、被乾燥物を搬送面に載せて搬送する通気コンベヤと、被乾燥物を前記通気コンベヤ上に供給する供給装置と、前記通気コンベヤで搬送される被乾燥物を熱風で加熱する加熱手段と、を有する連続式通気乾燥機において、被乾燥物が搬送面の幅方向の端にあるか否かを検知する検知手段と、前記通気コンベヤの搬送速度を制御する速度制御手段とを設け、前記検知手段によって被乾燥物が搬送面の端にないと判断された場合に通気コンベヤの搬送速度を低下させるようにした連続式通気乾燥機を提供する。

また、請求項２に記載したように、通気コンベヤの搬送速度が低下した状態において検知手段によって被乾燥物が搬送面の端にあると判断された場合に、通気コンベヤの搬送速度を通常設定に戻すようにした請求項１記載の連続式通気乾燥機を提供する。

また、請求項３に記載したように、前記検知手段は、搬送面の幅方向の端寄りの位置にあって被乾燥物に接触して変位する検知片と、その検知片の変位によって信号を発するセンサーとを含む請求項１又は２記載の連続式通気乾燥機を提供する。

前記検知手段によって被乾燥物が搬送面の幅方向の端に達していないと判断された場合、つまり搬送面の端に被乾燥物の無い空間が出来た場合に速度制御手段が作動し、通気コンベヤの搬送速度が下がる。一方、供給装置の供給量はほぼ一定で変わらないから、相対的に通気コンベヤの搬送面に供給される被乾燥物の量が増加する。従って搬送面の端まで被乾燥物が十分に行き渡るから前記空間は発生して直ぐの小さい状態で成長が止まる。前記空間が小さければそこを通る熱風量はごく僅かであり、しかも被乾燥物には元々流動性があるため小さい空間なら搬送途中に自然に消滅する可能性もある。従って、熱風が被乾燥物の中を満遍なく通過するため、被乾燥物の水分量の相違による乾燥度合いのバラツキが激減し、被乾燥物の安定した乾燥が可能になる。

また、請求項２のように、搬送速度が低下した通気コンベヤの搬送面の端に被乾燥物があると判断された場合に通気コンベヤの搬送速度を通常設定の状態に復帰させるようにすれば、通気コンベヤの搬送能力のダウンを最小限に抑制することができる。もちろん通気コンベヤの搬送速度が通常設定の速さに戻れば、被乾燥物の状態が同じなら前記空間が再び出現し得るが、その都度搬送速度が切り替わって処理されるから、従来のようなエネルギーロスは起こらない。

ところで被乾燥物の検知手段としては例えば被乾燥物の画像を上から撮影し、その画像をコンピュータで処理して通気コンベヤの速度制御手段を作動させるようにすることも可能であるが、請求項３のように搬送面の幅方向の端寄りの位置に検知片を設けて被乾燥物に接触させ、その動きをセンサーの信号に変える方が格段に低コストであり、しかも十分な効果が得られる。

以下に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。なお、図１は連続式通気乾燥機の縦断面図、図２は連続式通気乾燥機の要部を示す正面図、図３は連続式通気乾燥機の要部を示す平面図、図４は検知手段を示す要部の側面図、図５は検知手段を示す要部の平面図、図６は検知手段を示す要部の正面図である。

図示した連続式通気乾燥機はいわゆるバンド乾燥機であって、トンネル構造の乾燥炉１と、被乾燥物Ｗを搬送面に載せて搬送する通気コンベヤ２ａ，２ｂと、被乾燥物Ｗを前記通気コンベヤ２ａ上に供給する供給装置３と、前記通気コンベヤ２ａ，２ｂで搬送される被乾燥物Ｗを熱風で加熱して乾燥させる加熱手段４と、被乾燥物Ｗが搬送面の幅方向の端に達しているか否かを検知する検知手段５と、前記通気コンベヤ２ａの搬送速度を制御する速度制御手段とを有する。

前記通気コンベヤ２ａ，２ｂは金網バンドを無端状にしたもので乾燥炉１内に上下二段に分けて設置されており、モータ６（下段のモータについては図示を省略した。）によって駆動する。なお、通気コンベヤ２ａ，２ｂの幅方向の両端には被乾燥物Ｗの零れ止め７が設けられており、さらにその零れ止め７の内側に乾燥炉１に設けた隔板８を配置して搬送面に載せた被乾燥物Ｗが搬送面の端から溢れないようにしてある。また、乾燥炉１内には通気コンベヤ２ａ，２ｂの下方領域をカバーするように受け板９が斜めに設けてあり、被乾燥物Ｗから滴る水分や熱風による水蒸気或いはその水蒸気が結露して出来た水がその受け板９で受けられるようになっている。

前記供給装置３は公知のベルトコンベアであり、被乾燥物Ｗを定量ずつ搬送するようになっている。該供給装置３は、通気コンベヤ２ａの始端部に対応させて乾燥炉１に固定した投入シュート１０の真上にその上端が臨むように配設されており、供給装置３から排出された被乾燥物Ｗが投入シュート１０に入り、その投入シュート１０から通気コンベヤ２ａの始端部に供給される。なお、投入シュート１０には被乾燥物Ｗの過供給を検出するセンサー１１が設けられており、被乾燥物Ｗが該センサー１１のレベルに達するとその信号を受けて供給装置３が一時的に停止する。

前記加熱手段４は乾燥炉１に固着されており、上下二段に分かれた通気コンベヤ２ａ，２ｂの夫々の搬送面の上方に位置し、被乾燥物Ｗに向けて熱風を吹き付ける。

前記検知手段５は、乾燥炉１の固定フレーム１ａの上面であって前記投入シュート１０の直後に配設され、通気コンベヤ２ａの幅方向の両端寄りの位置に二つ設けられている。実施形態の検知手段５は、図４乃至図６に示したように乾燥炉１の固定フレーム１ａに対して三本のネジ軸１２ａ，１２ｂ，１２ｃで高さ調節可能なように支持される基板５ａと、該基板５ａの上面両端に立設した二枚の軸受板５ｂ，５ｂと、両軸受板５ｂ，５ｂに回転自在に支持される回転軸５ｃと、該回転軸５ｃの通気コンベヤ２ａ側の突出端に固着した短冊状の検知片５ｄと、回転軸５ｃの他端に固着したスイッチ作動片５ｅと、基板５ａに立設した板状のホルダー５ｆと、そのホルダー５ｆに取り付けたセンサー５ｇで構成される。なお、検知手段５の検知片５ｄは、その下端が通気コンベヤ２ａの搬送面上にある被乾燥物Ｗに当たる長さに設定されている。換言すれば、検知片５ｄの下端の位置は、投入シュート１０の出口板１０ａ又は被乾燥物Ｗの上面の高さを揃える摺り切り部材（図示しないが、左右の固定フレーム１ａ，１ａ間の高さの途中に掛け渡すようにした板部材。この摺り切り部材の下を被乾燥物Ｗが潜ることによって被乾燥物Ｗの上面の高さがほぼ一定になる。実施形態の投入シュート１０の出口板１０ａは、それと同等の機能を果たすことから一種の摺り切り部材に相当する。）の下縁より下に設定されている。そうすることにより検知片５ｄは、その下端が通気コンベヤ２ａ上にある被乾燥物Ｗに必然的に当たる。

また、前記通気コンベヤ２ａの搬送速度を制御する速度制御手段は、通気コンベヤ２ａを駆動させる前記モータ６と、そのモータ６の回転数を制御するインバータ制御回路（図示せず）で構成するか、或いは前記モータ６と、該モータ６の駆動軸と通気コンベヤ２ａの原動プーリ１３との間に介在させる変速機（図示せず）で構成する。なお速度制御手段は、通常設定の搬送速度とそれより低速の搬送速度の少なくとも二段階に通気コンベヤ２ａの搬送速度が切り替えられれば、どのような構成であってもよい。

次ぎに本発明の連続式通気乾燥機による被乾燥物Ｗの乾燥方法について説明する。先ず、ペーパースラッジや下水汚泥等多量に水分を含んだ被乾燥物Ｗを、定量に制御しながら供給装置３で搬送し、投入シュート１０に投入して通気コンベヤ２ａの搬送面に供給する。通気コンベヤ２ａはモータ６の駆動により定速で周回しているから、搬送面上に供給された被乾燥物Ｗは図２矢示（イ）の方向に送られる。搬送面上の被乾燥物Ｗの厚みは、投入シュート１０の出口板１０ａの下をくぐり抜けることによってほぼ一定のレベルに揃えられる。

しかして被乾燥物Ｗの体積が十分である場合には、被乾燥物Ｗが搬送面の横幅一杯に広がって図１に示したように隔板８にせき止められた状態になる。この状態で被乾燥物Ｗが搬送された場合、投入シュート１０の直後にある検知手段５の検知片５ｄが図６二点鎖線のように被乾燥物Ｗに押されて傾動し、それと一体にスイッチ作動片５ｅも回動してセンサー５ｇの前を遮る姿勢で止まる。実施形態のスイッチ作動片５ｅは金属板で構成され、一方、センサー５ｇは近接スイッチで構成されており、従って、スイッチ作動片５ｅで前を遮られることによってセンサー５ｇが信号を発する。この信号により連続式通気乾燥機を制御する制御装置（図示せず）は被乾燥物Ｗが搬送面の幅方向の端にあると判断し、通気コンベヤ２ａの搬送速度をそのまま維持する。

この状態で被乾燥物Ｗが移動して加熱手段４の下を通ると、吹き付けられた熱風が被乾燥物Ｗの中を満遍なく通過するため、被乾燥物Ｗが斑無く乾燥する。なお、上段の通気コンベヤ２ａの終端に至った被乾燥物Ｗは、下段の通気コンベヤ２ｂ上に落下して逆向きに搬送される。そして下の加熱手段４でさらに加熱され、十分に乾燥した状態で排出口１４から排出される。

次ぎに、単位重量当たりの体積が小さい被乾燥物Ｗを投入シュート１０に投入し、図３実線のように通気コンベヤ２ａの一方の端に空間Ｓが出現した場合について説明する。
先ず、検知手段５の検知片５ｄが前記空間Ｓに入ると自己のバランスにより回動して図６実線のように垂直姿勢に変わり、それと一緒にスイッチ作動片５ｅも回動してセンサー５ｇの前から外れる。これによりセンサー５ｇの信号が変化し、その変化した信号を受けて前記制御装置は被乾燥物Ｗが搬送面の幅方向の端にないと判断し、直ぐに速度制御手段を作動させて通気コンベヤ２ａの搬送速度を低速に変える。そうすると通気コンベヤ２ａの時間当たりの搬送量が低下する。一方、供給装置３の被乾燥物Ｗの供給量は一定で変わらないから、相対的に搬送面上に供給される被乾燥物Ｗの量が増加し、被乾燥物Ｗが搬送面の端にまで行き渡るようになる。そうすると検知片５ｄの検知ポイントを基準にした場合、前記空間Ｓが被乾燥物Ｗの移動に伴い次第に減少する。そして検知片５ｄの検知ポイントにおいて前記空間Ｓが殆ど無くなると、該検知片５ｄが被乾燥物Ｗに当たって再び傾動し、同時にスイッチ作動片５ｅが回動し、その動きでセンサー５ｇの信号が変化し、この変化した信号を受けた制御装置は被乾燥物Ｗが搬送面の端にあると判断して通気コンベヤ２ａの搬送速度を元の通常設定に戻す。
なお、二つある検知手段５，５の双方が空間Ｓを検知している場合は、双方の検知手段５，５が被乾燥物Ｗを検出する状態になるまで通気コンベヤ２ａの搬送速度は通常設定に戻らない。

上記の制御を繰り返すことにより、搬送面の端に出来る空間Ｓは、発生して直ぐの小さい状態で成長が止まりごく短時間で収束する。前記空間Ｓが小さければそこを通る熱風量はごく僅かであり、しかも被乾燥物Ｗには元々流動性があるため小さい空間Ｓなら搬送途中に自然に消滅する可能性もある。従って、熱風が被乾燥物Ｗの中を満遍なく通過する。なお、本発明を適用しない場合には、図３二点鎖線のように空間Ｓが拡大してそこから多くの熱風が逃げることになる。

以上本発明を実施の形態について説明したが、もちろん本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態では二つの検知手段５，５を通気コンベヤ２ａの幅方向の両端に対応させ、双方の検知手段５，５が被乾燥物Ｗを検出するまで通気コンベヤ２ａの低速運転を維持させるようにしたが、検知手段５を一つにして通気コンベヤ２ａの一方の端に対応させるようにしてもよい。その場合、効果は半減するものの従来装置に比べれば十分な効果が得られる。

また、実施形態の通気コンベヤ２ａ，２ｂは、金網バンドや多孔バンドを無端状に形成したものを例示したがそれに限定されず、例えば金網板や多孔板をトレー状に形成しそのようなトレーを多数個並べて台車状に移動させるようにしてもよい。また、通気コンベヤ２ａ，２ｂの材質も金属製に限定する必要はなく、必要な強度と通気性が確保できればどのような材質・構造であってもよい。

また、実施形態の検知手段５は検知片５ｄとセンサー５ｇを組み合わせたものを例示したが、既述のように被乾燥物Ｗの画像を上から撮影し、その画像を処理して搬送面の端への広がり具合を検出するようにしてももちろんよい。また、実施形態のセンサー５ｇは近接スイッチを例示したが、例えば光学式にしてスイッチ作動片５ｅの動きを検知したり、或いはマイクロスイッチにしてそのスイッチボタンをスイッチ作動片５ｅで押圧・解除させるようにしてもよい。

また、実施形態の速度制御手段は、通気コンベヤ２ａを連続運転させながら搬送速度を低下させるようにしたが、例えば通気コンベヤ２ａを間欠運転させることによって搬送速度を低下させるようにしてもよい。また、実施形態の連続式通気乾燥機は、通気コンベヤ２ａ，２ｂを上下に並べた多段構造を例示したが、一つの通気コンベヤ２ａのみであってもよし、或いは三段以上のさらなる多段構造であってもよい。

また、実施形態では通気コンベヤ２ａの低速から通常設定への切り替えを検知手段５の被乾燥物有りの信号で行うようにしたが、例えば投入シュート１０の過供給を検出するセンサー１１が被乾燥物Ｗの過供給を検出するまで低速状態を維持し、そのセンサー１１の検出信号を契機として通気コンベヤ２ａを通常設定に切り替えるようにしてもよいし、或いは低速運転時間を一定時間（例えば３０秒間）に設定し、その時間が経過した段階で通気コンベヤ２ａを通常設定に戻すようにしてもよい。

連続式通気乾燥機の縦断面図である。 連続式通気乾燥機の要部を示す正面図である。 連続式通気乾燥機の要部を示す平面図である。 検知手段を示す要部の側面図である。 検知手段を示す要部の平面図である。 検知手段を示す要部の正面図である。 従来のバンド乾燥機の要部を示す正面図である。 従来のバンド乾燥機の縦断面図である。

符号の説明

Ｗ …被乾燥物
２ａ…通気コンベヤ
３ …供給装置
４ …加熱手段
５ …検知手段
５ｇ…センサー
５ｄ…検知片

Claims (3)

1. 被乾燥物を搬送面に載せて搬送する通気コンベヤと、被乾燥物を前記通気コンベヤ上に供給する供給装置と、前記通気コンベヤで搬送される被乾燥物を熱風で加熱する加熱手段と、を有する連続式通気乾燥機において、
   被乾燥物が搬送面の幅方向の端にあるか否かを検知する検知手段と、前記通気コンベヤの搬送速度を制御する速度制御手段とを設け、前記検知手段によって被乾燥物が搬送面の端にないと判断された場合に通気コンベヤの搬送速度を低下させるようにしたことを特徴とする連続式通気乾燥機。
2. 通気コンベヤの搬送速度が低下した状態において検知手段によって被乾燥物が搬送面の端にあると判断された場合に、通気コンベヤの搬送速度を通常設定に戻すようにしたことを特徴とする請求項１記載の連続式通気乾燥機。
3. 前記検知手段は、搬送面の幅方向の端寄りの位置にあって被乾燥物に接触して変位する検知片と、その検知片の変位によって信号を発するセンサーとを含むことを特徴とする請求項１又は２記載の連続式通気乾燥機。

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