JP2008039334A - 解砕機付気流式旋回乾燥機 - Google Patents

解砕機付気流式旋回乾燥機 Download PDF

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Abstract

【課題】処理効率の低下を防止でき、また、比較的小さい設置スペースで解砕及び乾燥処理を行うことができる解砕機付気流式旋回乾燥機を提供すること。
【解決手段】解砕機付気流式旋回乾燥機は、被処理物としての廃プラスチックおよび木材チップとの軽量固形物を解砕する解砕機1と、解砕された被処理物を乾燥する乾燥ユニット2とを備える。解砕機1は、熱風炉4から加熱空気が供給される。貯槽51から解砕機1に供給された木材チップは、回転ハンマー15と固定ハンマー16で解砕されて木屑となり、乾燥ユニット2に送られる。乾燥ユニット2では、2つの乾燥機21,21が有する渦状の気流通路24を木屑及び加熱空気が通過する間に、木屑が乾燥する。乾燥ユニット2からの木屑と空気は、サイクロンセパレータ7で互いに分離され、木屑はサイロ75に排出される一方、空気は吸気ブロア8で吸引されて集塵機9を経て大気に放出される。吸気ブロア8からの空気の一部は、還流路81を介して熱風炉4に戻される。
【選択図】図2A

Description

本発明は、粉砕した廃プラスチックおよび木屑に代表される軽量固形物を乾燥するに適する解砕機付気流式旋回乾燥機に関する。
従来、空気流で搬送される被乾燥物をその水分量に応じて十分に長い乾燥通路長を設定できる気流乾燥機として特開2000―304445号に示す乾燥機が提案されており、廃プラスチックや木屑などの軽量固形物はこれらを粉砕して気流に乗せて搬送しながら乾燥するのが、処理後の乾燥品を再利用するのに適していることが我々の検討により見出された。
かかる軽量固形物を上記乾燥機に付して気流乾燥するには所定の大きさに解砕処理を行う必要があり、かかる解砕機としては、ケーシング内に回転自在に設けられた縦回転軸に、複数のハンマーを周方向及び軸方向に固定したものがある(例えば特開2003−27567号公報参照)が提案される。しかしながら、この解砕機は、ケーシングの上部から投入された被処理物を、縦回転軸で回転駆動する複数のハンマーで解砕するもので、この被処理物は、解砕されつつ自重で降下して、ケーシングの下部から排出されるように形成されているので、上記気流乾燥機に適用すると、処理効率が低下するおそれがある。
特開2003−27567号公報
そこで、本発明は、粉砕した廃プラスチックおよび木屑に代表される軽量固形物を乾燥するに適する気流乾燥機の処理効率の低下を防止でき、また、比較的小さい設置スペースで解砕及び乾燥処理を行うことができる解砕機能付気流乾燥機を提供することにある。
上記課題を解決するため、鋭意検討の結果、本発明は、
粉砕した廃プラスチックおよび木屑に代表される軽量固形物を乾燥するに適する乾燥機であって、被処理物を解砕する解砕機と、この解砕機で解砕された被処理物を乾燥する乾燥機とを備え、
上記解砕機は、
筒状のケーシングと、
上記ケーシング内に回転自在に設けられた回転軸と、この回転軸に固定されて被処理物を解砕する解砕部材とを有する回転解砕部と、
上記筒状のケーシングの端面に形成され、乾燥空気と共に被処理物が供給される供給口と、
上記筒状のケーシングの周面に形成され、上記回転解砕部で解砕された被処理物と上記乾燥空気を排出する排出口と
を有し、
上記乾燥機は、
一対のプレートと、
上記一対のプレートの間に渦状に屈曲して配置され、渦状の気流通路を形成する仕切り板と、
上記プレート又は仕切り板に形成され、上記渦状の気流通路の外周側端部に連通する外周開口と、
上記プレートに形成され、上記渦状の気流通路の中央側端部に連通する中央開口と
を有し、
上記外周開口及び中央開口の一方から、上記解砕機の排出口から排出された被処理物と乾燥空気が供給され、上記外周開口及び中央開口の他方から、上記気流通路を通過する間に上記乾燥空気で乾燥された被処理物が排出されることを特徴とする。
上記構成によれば、上記解砕機では、上記ケーシングの端面に形成された供給口から、乾燥空気と共に被処理物が供給され、この被処理物は、上記回転軸で回転駆動される解砕部材によって解砕される。解砕された被処理物は、上記乾燥空気と共に排出口から排出される。上記被処理物は、粉砕した廃プラスチックおよび木屑に代表される軽量固形物においても、上記回転解砕部やケーシングの内部への付着が防止され、効果的に解砕されて、上記排出口から効率良く排出される。
上記乾燥機では、上記解砕された被処理物が、上記外周開口及び中央開口の一方から、上記乾燥空気と共に気流通路に供給される。上記被処理物は、上記乾燥空気と共に気流通路を通る間に乾燥され、上記外周開口及び中央開口の他方から排出される。この乾燥機は渦状の気流通路を有して効果的に小型化ができるので、この乾燥機と上記解砕機とを備える解砕機付気流式旋回乾燥機は、効果的に小型化ができる。したがって、この解砕機付気流式旋回乾燥機は廃プラスチックおよび木屑に代表される軽量固形物を粉砕し、乾燥するのに適し、その設置スペースを効果的に削減できる。
また、本発明によれば、上記加熱機によって生成された加熱空気が解砕機内に供給され、この加熱空気が乾燥空気として解砕機及び乾燥機を流れることにより、粉砕した廃プラスチックおよび木屑に代表される軽量固形物が一粒一粒バラバラにされ、熱伝達が良くなる結果、効果的に乾燥できる。
さらに、本発明によれば、上記乾燥機は、一対のプレートと仕切り板とで大略構成されているので、分解が容易であり、清掃等のメンテナンスを容易に行うことができる。
一実施形態の解砕機付気流式旋回乾燥機は、上記解砕機の供給口に接続され、上記乾燥空気としての加熱空気を生成する加熱機を備える。これにより、気流乾燥の効率を向上させることができる。
一実施形態の解砕機付気流式旋回乾燥機は、複数の上記乾燥機を備え、
隣り合う乾燥機の間に位置する上記プレートは単一の共有プレートで形成され、
隣り合う乾燥機の外周開口同士と中央開口同士が、交互に順次連通している。
上記実施形態によれば、上記複数の乾燥機は、同一構造の複数の仕切り板を用いると共に、隣り合う乾燥機の間のプレートを単一の共有プレートで形成することにより、少ない部品点数で作製できる。また、仕切り板の数を設定することにより、気流通路の合計延長を、例えば被処理物の水分含有量に応じた長さに容易に設定できる。
一実施形態の解砕機付気流式旋回乾燥機は、上記乾燥機の上記外周開口及び中央開口の他方に接続されたサイクロンセパレータと、上記サイクロンセパレータから空気を吸引する吸引ブロアと
を備える。
上記実施形態によれば、上記乾燥機から乾燥空気と共に排出された被解砕物が、上記サイクロンセパレータによって分離される。このサイクロンセパレータと、このサイクロンセパレータの上流側の乾燥機は、上記吸引ブロアによって空気流が生成される。
一実施形態の解砕機付気流式旋回乾燥機は、上記吸引ブロアの下流側に接続され、上記サイクロンセパレータから吸引された空気の一部を上記加熱機に戻す還流路を備える。
上記実施形態によれば、上記還流路によって、上記サイクロンセパレータから吸引された空気の一部が上記加熱機に戻されるので、上記加熱機、解砕機、乾燥機、サイクロンセパレータを循環する空気の流れを生成できる。これにより、上記解砕機及び乾燥機に、効率的に乾燥空気を流すことができる。
以下、本発明の解砕機付気流式旋回乾燥機を図示の実施形態により詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態の解砕機付気流式旋回乾燥機を示した模式図である。
この解砕機付気流式旋回乾燥機は、被処理物の一例としての木材チップを解砕して乾燥するものであり、被処理物を解砕する解砕機1と、この解砕機1で解砕された被処理物を乾燥する乾燥ユニット2とを備える。
上記解砕機1は、加熱機としての熱風炉4に接続されていると共に、定量供給機5に接続されている。上記乾燥ユニット2の下流側はサイクロンセパレータ7に接続されており、このサイクロンセパレータ7は吸引ブロア8に接続されている。この吸引ブロア8の下流側は、集塵機9に接続されていると共に、還流路81を介して上記熱風炉4に接続されている。
図2Aは、解砕機1を横回転軸12に沿って切断した様子を示す縦断面図である。図2Bは、解砕機1を回転ハンマー15の近傍で横回転軸12と直角方向に切断した様子を示す横断面図である。
この解砕機1は、横型筒状のケーシング11内に、解砕部材としての複数の回転ハンマー15を収容している。この回転ハンマー15は、横回転軸12回りにモータ13で回転駆動されるものであり、図2Bの横断面図に示すように、横回転軸12と同心に連結された3つの環状のフレーム14に沿って3つの同心円を描くように、各フレーム14に固定されている。この回転ハンマー15は、横回転軸12と略平行を向いて固定されている。ケーシング11の回転ハンマー15の先端と向かい合う側の端面に、回転ハンマー15に向かって突出する固定ハンマー16が固定されている。この固定ハンマー16は、横断面図において回転ハンマー15の配列形状と同心の円を描くように、かつ、径方向において回転ハンマー15の間に位置するように配列されている。回転ハンマー15及び固定ハンマー16は、いずれも、棒部材の先端に、棒部材よりも大径のハンマーヘッドを連結した形状を有する。
上記解砕機1のケーシング11の固定ハンマー16が固定された側の端面には、横回転軸12と対向する位置に、入口ダクト17が設けられている。この入口ダクト17を通して、熱風炉4から乾燥空気として加熱空気が供給されると共に、定量供給機5から被処理物が供給されるようになっている。
上記解砕機1のケーシング11の上端には出口ダクト18が設けられており、この出口ダクト18から、解砕された被処理物が乾燥ユニット2に向かって排出される。
熱風炉4は、バーナ41と、このバーナ41から燃焼炎が放出される燃焼室42と、この燃焼室42の外側を取り囲む通風路43とを備え、上記燃焼室42と通風路43の下流側が合流して、解砕機1の入口ダクト17に連通している。この熱風炉4が解砕機1に供給する加熱空気の温度は、被処理物の物性に応じて適当な温度に設定する。廃プラスチックが被処理物の場合は、60〜120℃、木材チップが被処理物である場合、90〜180℃に設定するのが好ましい。
定量供給機5は、ベルトコンベヤで供給された被処理物を貯留する貯槽51と、この貯槽51の下端に取り付けられたロータリシール弁52とを有する。このロータリシール弁52によって、所定量の被処理物を解砕機1に供給するようになっている。
図3は、乾燥ユニット2の構造を模式的に示した斜視図である。この乾燥ユニット2は、2つの乾燥機21,21で形成されている。この乾燥機21は、一対のプレート22,22と、このプレート22,22の間に固定された渦状の仕切り板23とで形成された渦状の気流通路24を有する。2つの乾燥機21,21の間のプレート22は、各乾燥機21によって共有されている。2つの乾燥機21のうちの一方に、解砕機1から被処理物が供給される供給口26が形成されており、2つの乾燥機21のうちの他方に、乾燥ユニット2から被処理物を排出する排出口27が形成されている。上記供給口26と排出口27は、いずれも、各乾燥機の渦状の気流通路24の外周側端部に形成されている。各乾燥機の気流通路24の中央側端部は、この乾燥機21,21に共有されたプレート22の貫通孔28を通して互いに連通している。この気流通路24は、被処理物が滞留しないように気流速度を略一定に保つべく、全長に渡って略一定の横断面積を有するように形成されている。この気流通路24は、渦状をなすことによって全体の寸法が小型に形成されている。
なお、上記供給口26及び排出口27は、気流通路24の中央側端部に形成してもよい。この場合、共有プレート22の貫通孔を、各乾燥機21の気流通路24の外周側端部に対応する位置に形成して、この外周側端部で互いの気流通路34を連通させる。さらに、供給口26及び排出口27は、気流通路24の外周側端部に対応する位置で、プレート22に形成してもよい。また、各乾燥機21,21を形成するプレート22,22は、必ずしも平行にする必要が無いが、気流速度に大きな変化を与えないようにする観点から、平行にするのが良い。また、乾燥ユニット2は、3つ以上の乾燥機21で形成してもよく、この場合、隣接する乾燥機21,21に関して、渦状の気流通路24の外周側端部と中央側端部とを交互に順次接続すればよい。
サイクロンセパレータ7は、乾燥機21から被処理物が供給される供給口が周面に設けられた筒部71と、この筒部71の下側に連なり、被処理物と空気とを分離する円錐部72とで大略構成されている。上記筒部71の上端には、被処理物と分離された空気を排出する排出口が設けられている。上記円錐部72の下端にはロータリシール弁73が連結され、分離されて円錐部72内に溜まった被処理物を下方のサイロ75に排出するようになっている。
上記サイクロンセパレータ7の排出口は、吸引ブロア8の吸込口に連なっている。この吸引ブロア8は、回転軸が水平向きに配置されたシロッコファンで形成されている。この吸引ブロア8の吐出口は、吐出空気から塵を捕獲する集塵機9に連なっている。この吸引ブロア8と集塵機9との間に還流路81が接続され、吸気ブロア8からの空気の一部を還流路81によって熱風炉の通風路43に戻すようにしている。
上記構成の解砕機付気流式旋回乾燥機は、以下のように動作する。
まず、熱風炉のバーナ41が点火されると共に吸引ブロア8が起動して、熱風炉4から解砕機1へ加熱空気が供給される。熱風炉4は、燃焼室42にバーナ41で燃焼炎が放出され、かつ、通風路43でバーナ41からの放射熱を回収することにより、加熱空気を効率よく生成することができる。
続いて、図示しない破砕機で木材が1次処理されてなる木材チップを、ベルトコンベヤによって定量供給機の貯槽51に供給する。この貯槽51内から、所定量の木材チップをロータリシール弁52で解砕機1に供給する。ロータリシール弁52を用いることにより、熱風炉4から解砕機1に供給される加熱空気の流れを安定して維持できる。
解砕機1は、横回転軸12を介してモータ13で回転ハンマー15を回転駆動し、この回転ハンマー15と固定ハンマー16とで、入口ダクト17からケーシング11内に供給された木材チップを解砕する。解砕機のケーシング11内には、木材チップと共に、乾燥空気としての加熱空気が供給されるので、木材チップに含まれる水分が適度に蒸発する。したがって、ケーシング11内やハンマー15,16に木材屑が付着することを防止できる。
木材チップが解砕されてなる木材屑は、乾燥空気と共に解砕機の出口ダクト18から排出され、乾燥ユニットの供給口26に供給される。乾燥ユニットの乾燥機21では、供給口26から供給された木材屑が、乾燥空気の流れによって、第1の乾燥機21が有する渦状の気流通路24を中央に向かって搬送される。第1の乾燥機の気流通路24の中央側端部に達した木材屑は、プレートの貫通孔28を通って、第2の乾燥機21の気流通路24の中央側端部に入り、この第2の乾燥機21の気流通路24を外周側端部に向かって搬送される。この第1及び第2の乾燥機の気流通路24,24を搬送される間に、木屑の水分が乾燥空気に蒸発して木屑が効果的に乾燥される。第2の乾燥機21の気流通路24の外周側端部に達した木材屑は、乾燥空気と共に、乾燥ユニット2から排出される。乾燥ユニット2から乾燥空気と共に排出された木材屑は、サイクロンセパレータ7に供給される。
サイクロンセパレータ7は、供給口から筒部71内に供給された木材屑及び空気を円錐部72に導き、この円錐部72内に空気の回転流れを生成し、空気と木材屑とを分離する。空気と分離された木材屑は、円錐部72の下部に蓄積され、ロータリシール弁73によってサイロ75に排出される。ロータリシール弁73を用いることにより、サイクロンセパレータ7から吸引ブロア8への空気の流れを安定して維持できる。木材屑と分離された空気は、筒部71の上端の排出口から排出されて、吸気ブロア8に吸引される。
吸気ブロア8から吐出された空気の一部は、還流路81によって熱風炉の通風路43に戻される。熱風炉の通風路43に戻された空気は、バーナ41の放射熱を回収して、バーナ41からの燃焼空気と混合されて加熱空気となって、乾燥空気として解砕機1へ再度送られる。吸気ブロア8から吐出された空気の他の部分は、集塵機9で塵が除去されて、集塵機9の排出口から大気に放出される。
上記実施形態の解砕機付気流式旋回乾燥機によれば、回転ハンマー15で被処理物を解砕する解砕機1と、渦状の気流通路24を有する乾燥ユニット2を備えるので、比較的小さい設置スペースで解砕及び乾燥処理を行うことができる。また、熱風炉4で生成される加熱空気を、被処理物と共に解砕機1に供給するので、解砕機1内に解砕後の被処理物が付着して解砕効率が低下する不都合を防止できる。この効果は、被処理物が、例えば生ゴミのように水分含有量が大きい場合において、特に有効である。また、乾燥ユニット2の乾燥機21は、一対のプレート22,22と渦状の仕切り板23とで大略形成されているので、分解が容易であり、清掃等のメンテナンスを容易に行うことができる。
上記実施形態において、被処理物として木材チップを処理する場合について説明したが、被処理物は、木材チップ以外の例えば生ゴミや紙や布やプラスチック片等であってもよく、またこれらの混合物であってもよい。
また、上記実施形態において、解砕機1は回転軸が水平方向を向いた横軸型であったが、回転軸が鉛直方向を向いた縦軸型であってもよい。また、解砕機の解砕部材は、ハンマー以外の例えば刃物等で形成してもよい。また、解砕部材のハンマーの形態は、棒部材及びハンマーヘッドを有するものに限られず、例えば、歯車状のものや、刃物状のものでもよい。また、熱風炉4によって解砕機1に供給する加熱空気の温度は、50〜90℃に限られず、例えば、被処理物に低密度ポリエチレンが含まれる場合は約60℃程度に設定し、あるいは、被処理物が汚泥の場合は約90℃に設定する等のように、被処理物によって適宜変更可能である。
また、乾燥機21,21は、外側のプレート22に補助加熱用のヒータを設けてもよい。補助加熱用ヒータを設けることにより、水分含有量が多い被処理物の乾燥を効果的に行うことができる。また、プレート22及び仕切り板23の外面を断熱材で被うことによって、乾燥効率を高めてもよい。
以上から明らかなように、本発明の解砕機付気流式旋回乾燥機は、解砕機が、筒状のケーシングと、上記ケーシング内に回転自在に設けられた回転軸と、この回転軸に固定されて被処理物を解砕する解砕部材とを有する回転解砕部と、上記筒状のケーシングの端面に形成され、乾燥空気と共に被処理物が供給される供給口と、上記筒状のケーシングの周面に形成され、上記回転解砕部で解砕された被処理物と上記乾燥空気を排出する排出口とを有し、乾燥機が、一対のプレートと、上記一対のプレートの間に渦状に屈曲して配置され、渦状の気流通路を形成する仕切り板と、上記プレート又は仕切り板に形成され、上記渦状の気流通路の外周側端部に連通する外周開口と、上記プレートに形成され、上記渦状の気流通路の中央側端部に連通する中央開口とを有し、上記外周開口及び中央開口の一方から、上記解砕機の排出口から排出された被処理物と乾燥空気が供給され、上記外周開口及び中央開口の他方から、上記気流通路を通過する間に上記乾燥空気で乾燥された被処理物が排出されるので、被処理物の水分含有量が比較的多い場合においても、上記回転解砕部やケーシングの内部への被処理物の付着を防止でき、処理効率の高い解砕機付気流式旋回乾燥機が得られる。また、上記乾燥機は効果的に小型化を行うことができるので、解砕機付気流式旋回乾燥機の小型化を効果的に行うことができる。
一実施形態の解砕機付気流式旋回乾燥機は、解砕機の供給口に接続され、乾燥空気としての加熱空気を生成する加熱機を備えるので、解砕機の内部への被処理物の付着を効果的に防止でき、また、乾燥機において被処理物を効果的に乾燥できる。
一実施形態の解砕機付気流式旋回乾燥機は、複数の乾燥機を備え、隣り合う乾燥機の間に位置するプレートは単一の共有プレートで形成され、隣り合う乾燥機の外周開口同士と中央開口同士が、交互に順次連通しているので、少ない部品点数で小型の乾燥機が得られる。また、仕切り板の数を設定することにより、乾燥能力を容易に設定できるので、多様な被処理物に対応した解砕機付気流式旋回乾燥機を構成できる。
一実施形態の解砕機付気流式旋回乾燥機は、乾燥機の外周開口及び中央開口の他方に接続されたサイクロンセパレータと、このサイクロンセパレータから空気を吸引する吸引ブロアとを備えるので、簡易な構成で解砕機から乾燥機を経てサイクロンセパレータに被処理物を搬送することができる。
一実施形態の解砕機付気流式旋回乾燥機は、吸引ブロアの下流側に接続され、サイクロンセパレータから吸引された空気の一部を上記加熱機に戻す還流路を備えるので、加熱機、解砕機、乾燥機、サイクロンセパレータを循環する空気の流れを容易に形成できて、上記解砕機及び乾燥機に、効率的に乾燥空気を流すことができ、また、解砕機から乾燥機を経てサイクロンセパレータに被処理物を搬送することができる。
本発明の実施形態の解砕機付気流式旋回乾燥機を示した模式図である。 解砕機を横回転軸に沿って切断した様子を示す縦断面図である。 解砕機を横回転軸と直角方向に切断した様子を示す横断面図である。 乾燥ユニットの構造を模式的に示した斜視図である。
符号の説明
1 解砕機
2 乾燥ユニット
4 熱風炉
5 定量供給機
7 サイクロンセパレータ
8 吸引ブロア
9 集塵機
11 ケーシング
12 横回転軸
13 モータ
14 フレーム
15 回転ハンマー
16 固定ハンマー
17 入口ダクト
18 出口ダクト
21 乾燥機
22 プレート
23 仕切り板
24 気流通路
26 供給口
27 排出口
28 貫通孔
41 バーナ
42 燃焼室
43 通風路
51 貯槽
52 ロータリーシール弁
71 筒部
72 円錐部
73 ロータリーシール弁
75 サイロ
81 還流路


Claims (5)

  1. 粉砕した廃プラスチックおよび木屑に代表される軽量固形物を乾燥するに適する乾燥機であって、被処理物を解砕する解砕機と、この解砕機で解砕された被処理物を乾燥する乾燥機とを備え、
    上記解砕機は、
    筒状のケーシングと、
    上記ケーシング内に回転自在に設けられた回転軸と、この回転軸に固定されて被処理物を解砕する解砕部材とを有する回転解砕部と、
    上記筒状のケーシングの端面に形成され、乾燥空気と共に被処理物が供給される供給口と、
    上記筒状のケーシングの周面に形成され、上記回転解砕部で解砕された被処理物と上記乾燥空気を排出する排出口と
    を有し、
    上記乾燥機は、
    一対のプレートと、
    上記一対のプレートの間に渦状に屈曲して配置され、渦状の気流通路を形成する仕切り板と、
    上記プレート又は仕切り板に形成され、上記渦状の気流通路の外周側端部に連通する外周開口と、
    上記プレートに形成され、上記渦状の気流通路の中央側端部に連通する中央開口と
    を有し、
    上記外周開口及び中央開口の一方から、上記解砕機の排出口から排出された被処理物と乾燥空気が供給され、上記外周開口及び中央開口の他方から、上記気流通路を通過する間に上記乾燥空気で乾燥された被処理物が排出されることを特徴とする解砕機付気流式旋回乾燥機。
  2. 上記解砕機の供給口に接続され、上記乾燥空気としての加熱空気を生成する加熱機を備えることを特徴とする請求項1記載の解砕機付気流式旋回乾燥機。
  3. 複数の上記乾燥機を備え、
    隣り合う乾燥機の間に位置する上記プレートは単一の共有プレートで形成され、
    隣り合う乾燥機の外周開口同士と中央開口同士が、交互に順次連通していることを特徴とする請求項1記載の解砕機付気流式旋回乾燥機。
  4. 上記乾燥機の上記外周開口及び中央開口の他方に接続されたサイクロンセパレータと、
    上記サイクロンセパレータから空気を吸引する吸引ブロアと
    を備えることを特徴とする請求項2記載の解砕機付気流式旋回乾燥機。
  5. 上記吸引ブロアの下流側に接続され、上記サイクロンセパレータから吸引された空気の一部を上記加熱機に戻す還流路を備えることを特徴とする請求項4記載の解砕機付気流式旋回乾燥機。


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