JP2008188554A - 遠心薄膜乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】処理場や季節によって汚泥性状が変わっても、最適な軸受交換時期を判定することができる遠心薄膜乾燥機を提供する。
【解決手段】遠心薄膜乾燥機２０において、監視盤１１は、温度計９により、回転する主軸２を支持する軸受８の温度を検出する。検出される軸受温度が警報値（例えば５０℃）を越えてから、規定値（例えば５５℃）を越えるまでの時間を計測し、計測された時間が所定時間（例えば３分）以内である場合に、軸受の交換時期であると判定し、乾燥機の動作を停止し、表示器１７に軸受交換のアラームを表示する。これにより、処理場や季節によって汚泥性状が変わっても、最適な軸受交換時期を判定することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、食品工業、化学工業、産業廃棄物処理業、水処理業などにおいて用いられる遠心薄膜乾燥機に関する。

図７に、従来の遠心薄膜乾燥機の例を示す。図７において、遠心薄膜乾燥機２０は薄肉の伝熱胴１と、伝熱胴１内部に伝熱胴１と同軸に設けられた主軸２とを備えている。伝熱胴１の上部には脱水汚泥６が投入される汚泥投入口１ａが設けられ、伝熱胴１の下端部には乾燥汚泥１０が排出される汚泥排出口１ｂが設けられている。主軸２は、駆動モーター７の駆動によってプーリー１５およびベルト１６を介して回転するようになっている。主軸２の汚泥投入口１ａ近傍部分に汚泥投入口１ａから伝熱胴１内に供給された脱水汚泥６を伝熱胴１内面に沿って分散させるための分配リング３が設けられている。

また、伝熱胴１の外側には汚泥の脱水、乾燥用の熱源となる蒸気ジャケット５が設けられ、この蒸気ジャケット５内に蒸気入口５ａから加熱蒸気が流入し、蒸気出口５ｂから流出するようになっている。

図４において、汚泥投入口１ａから伝熱胴１内に供給された脱水汚泥６は、主軸２とともに回転する分配リング３によって伝熱胴１の内壁に沿うように分散される。さらに脱水汚泥６は主軸２とともに回転するブレード４によって伝熱胴１の内壁に押付けられ薄膜状に引延ばされる。そして、薄膜状となった脱水汚泥６は、脱水汚泥６の自重および次々に供給される新たな脱水汚泥６の圧力によって、少しずつ降下する。その際、脱水汚泥６は、伝熱胴１の外側の蒸気ジャケット５内に供給される加熱蒸気によって伝熱胴１を介して加熱され、その水分が蒸発して乾燥されて、乾燥汚泥１０となる。この乾燥汚泥１０は伝熱胴１の下端に設けられた汚泥排出口１ｂから排出される。他方、脱水汚泥６から蒸発した水分は、伝熱胴１の上部に設けられた蒸発蒸気排出口１２から抽気ファン（図示せず）により外方へ排出される。主軸２は軸受８により支持されている。

この軸受８には寿命があり、寿命に近づいた場合これを交換する必要がある。ところで、主軸２は汚泥がブレードに付着してアンバランスとなって振動するが、汚泥の付着程度が処理場の汚泥性状によってばらつきがあるため、軸受８に掛かる負荷も処理場によりばらつきがある。そのため、軸受８の寿命も処理場によりばらつきがあるため、寿命の長い処理場もあれば、寿命の短い処理場もある。そこで、軸受交換推奨時期としては短い周期を基準としているが、必ずしも適切であるとはいえない。

一方、軸受の寿命を監視するため、回転機械のすべり軸受の温度を温度センサーで監視し、高温になった場合に異常が発生している、あるいは寿命であると判定することが、従来行われている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、汚泥の脱水、乾燥を行う遠心薄膜乾燥機においては、処理場の汚泥性状にばらつきがあるため、軸受に掛かる負荷も処理場によりばらつきがあり、また負荷の変化に季節的要因などがあって、一時的に軸受の温度が高温になることもあるので、軸受の温度を監視して単に高温になったことだけで交換時期であるとはいえないという事情がある。
特開平６−１９３６２９号公報

上述のように、処理場の汚泥性状によってばらつきがあるため、汚泥の脱水、乾燥を行う遠心薄膜乾燥機においては、最適な軸受交換時期を判定し、表示することができなかった。

本発明は、従来のこのような点に鑑みて為されたもので、処理場や季節によって汚泥性状が変わっても、最適な軸受交換時期を判定することができる遠心薄膜乾燥機を提供することを目的とする。

上記目的を達成する為に、本発明に係る遠心薄膜乾燥機は、
主軸を回転させて汚泥を乾燥させる遠心薄膜乾燥機において、
主軸を支持する軸受の温度を検出する温度検出手段と、
この温度検出手段により検出される前記軸受の温度が所定の第１の温度を越えてから、第１の温度より高い所定の第２の温度を越えるまでの時間を計測する計測手段と、
この計測手段により計測された時間が第１の所定時間以下である場合に、軸受の交換時期であると判定する判定手段と
を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、処理場や季節によって汚泥性状が変わっても、最適な軸受交換時期を判定することができる遠心薄膜乾燥機を提供することができる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る遠心薄膜乾燥機の第１の実施形態の構成を示すもので、図７に示す従来例と同一部分または対応する部分には同一符号を付している。

図１に示すように、本実施形態においては、図７に示す従来例の構成に加えて、主軸２の回転を支持する軸受８と、軸受８の温度を測定する温度計９が設けられている。更に、温度計９の温度から軸受交換時期を判定する監視盤１１を設け、監視盤１１の判定により軸受交換のアラームを表示する表示器１７が設けられている。

次に、このような構成からなる本実施形態の動作について説明する。図２は本実施形態における監視盤１１の制御手順を示すフローチャート、図３は本実施形態の動作を説明するための軸受の温度変化を示す図である。

図１において、汚泥投入口１ａから伝熱胴１内に供給された脱水汚泥６は、主軸２とともに回転する分配リング３によって伝熱胴１の内壁に沿うように分散される。さらに脱水汚泥６は、回転する主軸２に取り付けられたブレード４によって伝熱胴１の内壁に押付けられ薄膜状に引延ばされる。そして、薄膜状となった脱水汚泥６は、脱水汚泥６の自重および次々に供給される新たな脱水汚泥６の圧力によって、少しずつ降下する。その際、脱水汚泥６は、伝熱胴１の外側の蒸気ジャケット５内に供給される加熱蒸気によって伝熱胴１を介して加熱され、その水分が蒸発して乾燥されて、乾燥汚泥１０となる。この乾燥汚泥１０は伝熱胴１の下端に設けられた汚泥排出口１ｂから排出される。他方、脱水汚泥６から蒸発した水分は、抽気ファン（図示せず）の吸引により伝熱胴１の上部に設けられた蒸発蒸気排出口１２から外方へ排出される。

長期間の使用により、軸受の玉やガイドが磨耗したり、グリースが劣化したりすることなどにより転がり抵抗が増加し、熱エネルギーとなり温度上昇する。このように軸受が交換時期に達した場合は、図３（ａ）のように、軸受８の温度が警報値（例えば５０℃）を越えてから一定時間ｔ１内（例えば３分以内）に規定値（例えば５５℃）を越えるので、乾燥機を停止しアラームを表示する。

一方、交換時期が寿命に達していない場合でも、処理場の汚泥性状によっては（例えば、ある地区で、いのししなべを集団で食べたような場合は）、負荷が重くなり、軸受８の温度が警報値（例えば５０℃）を越えてから更に規定値（例えば５５℃）を越えることもあるが、この場合は、図３（ｂ）のように、軸受８の温度が警報値（例えば５０℃）を越えてから一定時間ｔ１（例えば３分）を越えた後に、規定値（例えば５５℃）を越えることになる。そして、この場合は、ある時間を経過して、負荷の重い状態が解消されると、軸受８の温度は規定値および警報値以下に下がる。

このように、長期間の使用による軸受の劣化の場合は、軸受温度が警報値（例えば５０℃）を越える時点での、時間に対する温度上昇の変化率が大きく、一定時間（例えば３分）内に規定値（例えば５５℃）を越えるが、処理場の汚泥性状により一時的に負荷が重くなった場合の軸受温度が警報値（例えば５０℃）を越える時点での時間に対する温度上昇の変化率はあまり大きくないので、一定時間（例えば３分）内には規定値（例えば５５℃）を越えることはない。そこで、監視盤１１においては、この両者の状態を区別して判定し、長期間の使用による軸受の劣化の場合に、軸受８の交換時期と判定して乾燥機の動作を停止し、表示器１７に軸受交換のアラームを表示する。

この監視盤１１の動作を、図２のフローチャートを参照して説明する。監視盤１１は、温度計９により軸受温度を検出し（ステップＳ２１）、検出した軸受温度を表示器１７に表示する（ステップＳ２２）とともに、検出した軸受温度が警報値（例えば５０℃）を越えたかどうかを判定する（ステップＳ２３）。警報値を越えた場合、軸受温度が警報値を越えていることを表示器１７に表示するとともに、タイマーのカウントを開始する（ステップＳ２４）。その後、規定値（例えば５５℃）を越えたかどうかを判定し（ステップＳ２５）、越えた場合は、タイマーのカウントを停止する（ステップＳ２６）。そして、タイマーのカウント値が一定時間ｔ１（例えば３分）以内であるかどうかを判定し（ステップＳ２７）、一定時間ｔ１以内である場合は、監視盤１１は軸受８の交換時期であると判定して乾燥機の動作を停止し、軸受交換のアラームを表示器１７に表示する（ステップＳ２８）。一方、タイマーのカウント値が一定時間ｔ１を越えている場合は、処理場の汚泥性状により一時的に負荷が重くなったもので、軸受交換の時期ではないと判定する。なお、軸受温度が警報値を越えた後、規定値に達することなく警報値以下になった場合は（ステップＳ２９）、タイマーのカウント値をクリアーして、ステップＳ２１に戻り軸受温度の検出を続行する。

以上説明したように、本実施形態によれば、長期間の使用による軸受の劣化の場合と処理場の汚泥性状により一時的に負荷が重くなった場合とを区別して判定し、処理場の汚泥性状により一時的に負荷が重くなった場合は、軸受交換時期と判定せず、長期間の使用による軸受の劣化の場合に、軸受交換時期と判定することができ、最適な軸受交換時期を判定することができる。従って、処理場によりばらつきがある場合でも、従来のように軸受交換推奨時期として短い周期を基準とする必要がないので、従来に比べて軸受の交換周期が長くなるとともに、軸受交換忘れを防止することもできる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。上述の実施形態においては、軸受温度が警報値を越えた後、規定値に達することなく警報値以下になった場合については、軸受交換の時期の判定を行ってはいない。しかし、規定値に達しない場合でも、軸受温度が警報値を越えた状態が長時間にわたって継続する場合は、軸受が劣化している可能性が高い。そこで、この第２の実施形態では、軸受温度が警報値（例えば５０℃）を越えた後、規定値（例えば５５℃）に達しない場合でも、軸受温度が警報値を越えたときから、軸受温度が警報値以下になるまでの時間が、一定時間（例えば数時間）を越えている場合は、軸受の交換時期と判定して乾燥機の動作を停止し、表示器１７に軸受交換のアラームを表示する。

この場合の監視盤１１の動作を、図４のフローチャートおよび図５の軸受の温度変化を示す図を参照して説明する。図４において、図２と同一部分または対応する部分には同一符号を付してその説明を省略する。

上述の第１の実施形態の場合と同様に、警報値（例えば５０℃）を越えた場合、軸受温度が警報値を越えていることを表示器１７に表示するとともに、タイマーのカウントを開始する（ステップＳ２４）。その後、軸受温度の検出を続行し、規定値（例えば５５℃）を越えているかどうかの判定で（ステップＳ２５）、規定値を越えていない場合、軸受温度が警報値以下になったかどうかを判定する（ステップＳ４１）。軸受温度が警報値以下になった場合は、タイマーのカウントを停止する（ステップＳ４２）。そして、図６のように、タイマーのカウント値が一定時間ｔ２（例えば数時間）を越えている場合は（ステップＳ４３）、監視盤１１は軸受の交換時期であると判定して乾燥機の動作を停止し、軸受交換のアラームを表示器１７に表示する（ステップＳ２８）。

以上説明したように、本実施形態によれば、長期間の使用による軸受の劣化を適切に判定して、軸受交換時期と判定することができ、最適な軸受交換時期を判定することができる。

（第３の実施形態）
第２の実施形態のように、軸受温度が警報値を越えたときから、軸受温度が警報値以下になるまでの時間が、一定時間（例えば数時間）を越えていることを判定する代わりに、この第３の実施形態においては、軸受温度が警報値を越えたときから、越えている状態が一定時間ｔ２（例えば数時間）を越えていることを判定する。

この場合の監視盤１１の動作を、図６のフローチャートを参照して説明する。図６において、図２と同一部分または対応する部分には同一符号を付してその説明を省略する。

上述の第１の実施形態の場合と同様に、警報値（例えば５０℃）を越えた場合、軸受温度が警報値を越えていることを表示器１７に表示するとともに、タイマーのカウントを開始する（ステップＳ２４）。そして、規定値（例えば５５℃）を越えたかどうかの判定（ステップＳ２５）で、規定値を越えていない場合、軸受温度が警報値以下になったかどうかを判定する（ステップＳ６１）。軸受温度が警報値以下になった場合は、タイマーのカウント値をクリアーして、ステップＳ２１に戻り軸受温度の検出を続行する。軸受温度が警報値以下になっていない場合は、タイマーのカウント値が一定時間ｔ２（例えば数時間）を越えているかどうかを判定し（ステップＳ６２）、カウント値が一定時間ｔ２を越えている場合は、監視盤１１は軸受の交換時期であると判定して乾燥機の動作を停止し、軸受交換のアラームを表示器１７に表示する（ステップＳ２８）。

以上説明したように、本実施形態によれば、長期間の使用による軸受の劣化を適切に判定して、軸受交換時期と判定することができ、最適な軸受交換時期を判定することができる。

本発明に係る遠心薄膜乾燥機の第１の実施形態の構成を示す図。 本発明の第１の実施形態における監視盤の制御手順を示すフローチャート。 本発明の第１の実施形態の動作を説明するための軸受の温度変化を示す図。 本発明の第２の実施形態における監視盤の制御手順を示すフローチャート。 本発明の第２の実施形態の動作を説明するための軸受の温度変化を示す図。 本発明の第３の実施形態における監視盤の制御手順を示すフローチャート。 従来例の構成を示す図。

符号の説明

１…伝熱胴
１ａ…汚泥投入口
１ｂ…汚泥排出口
２…主軸
３…分配リング
４…ブレード
５…蒸気ジャケット
５ａ…蒸気入口
５ｂ…蒸気出口
６…脱水汚泥
７…駆動モーター
８…軸受
９…温度計
１０…乾燥汚泥
１１…監視盤
１２…排出口
１５…プーリー
１６…ベルト
１７…表示器
２０…遠心薄膜乾燥機

Claims (3)

1. 主軸を回転させて汚泥を乾燥させる遠心薄膜乾燥機において、
   主軸を支持する軸受の温度を検出する温度検出手段と、
   この温度検出手段により検出される前記軸受の温度が所定の第１の温度を越えてから、前記第１の温度より高い所定の第２の温度を越えるまでの時間を計測する計測手段と、
   この計測手段により計測された前記時間が第１の所定時間以下である場合に、前記軸受の交換時期であると判定する判定手段と
   を備えたことを特徴とする遠心薄膜乾燥機。
2. 前記軸受の温度が前記第１の温度を越えてから、前記軸受の温度が前記第１の温度以下になるまでの時間を計測する計測手段と、
   この計測手段により計測された前記時間が第２の所定時間を越えている場合に、前記軸受の交換時期であると判定する判定手段と
   を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の遠心薄膜乾燥機。
3. 前記軸受の温度が前記第１の温度を越えてから、前記軸受の温度が前記第１の温度を越えている状態が第２の所定時間を越えて継続した場合に、前記軸受の交換時期であると判定する判定手段
   を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の遠心薄膜乾燥機。

Images