JP2010101543A

JP2010101543A - 乾燥・炭化装置

Info

Publication number: JP2010101543A
Application number: JP2008272634A
Authority: JP
Inventors: Toshio Oyama; 俊男大山; Masami Hoshi; 政美星
Original assignee: MUTSUWA KOGYO KK
Current assignee: MUTSUWA KOGYO KK
Priority date: 2008-10-23
Filing date: 2008-10-23
Publication date: 2010-05-06
Anticipated expiration: 2028-10-23
Also published as: JP5152668B2

Abstract

【課題】粘度が高い被燃焼物や固体を多く含む被燃焼物（一例としては、汚泥や鶏糞や食品廃棄物等）等であってもそれから発生する蒸気を効率よく除去して被燃焼物をうまく炭化させることができ、その結果として、燃料費も節約できる乾燥・炭化装置を提供する。
【解決手段】乾燥室２内に、上下方向に多段に横方向に延長する内部にスクリューコンベア１２が内蔵された筒体６が設けられると共に、各筒体６は端部が上または下の筒体６の端部と交互に連通されて一本に形成され、前記スクリューコンベア１２は往路と復路が上下に交互になるよう配設され、端部の筒体６に乾燥室２外に通じる投入口が設けられると共に、他の端部の筒体６に乾燥室２外に通じる排出口が設けられる乾燥・炭化装置においてスクリューコンベア１２の筒体６の上半分に排気分岐管９を長さ方向に適宜間隔で取付け、これら排気分岐管９を筒体６にその長さ方向に併設する蛇行排気管１０に接続した。
【選択図】図１

Description

本発明は、水分の多い生ゴミ、汚水処理場の汚泥、鶏糞、おから等のような食品廃棄物等の被乾燥物を効果的に加熱し効率よく乾燥および炭化させることができる乾燥装置に関する。

生ゴミ分別機で分別されると共に、破砕された生ゴミについて言えば、従来の生ゴミの乾燥機は、乾燥室内に生ゴミを収容し、撹拌して乾燥させるか或いは乾燥室内を通過させて生ゴミを乾燥させていた。

ところが、生ゴミは多量の水分を含有するため、生ゴミを固形化燃料等として利用する場合は、十分に乾燥させなければならない。

しかし、長時間乾燥させるためには大きな乾燥室を必要とし、そのため設置スペースに問題点を有すると共に、燃料の消費量も多くなるのである。また、燃焼ガス中に含まれる有害物質が大気中に放出されることによる公害の発生という環境問題に関しても課題を有している。

一方、生ゴミ以外のもので、汚水処理場の汚泥、鶏糞、おから等のような食品廃棄物では、乾燥機を使用しない場合は、例えば、天日に干したり、風乾燥させたりすることも行われているが、極めて効率が悪い。

下記特許文献１は、生ゴミ分別機で分別されると共に、破砕された生ゴミを乾燥するための生ゴミ乾燥機である。
特許第３５９５２０１号

前記特許文献１の生ゴミ乾燥機は、図１０に示すように、乾燥室２は、薄い方形体であり、内部に多段（図面では８段）に横方向に延長した筒体６が水平に設けられ、この筒体６は端部が上または下の筒体６の端部に交互に連結部６Ａにより連通されて一本に形成されている。

そして、最上部の筒体６に乾燥室２外に通じる投入口７が設けられ、また最下部の筒体６に乾燥室２外に通じる排出口８が設けられている。

図示は省略するが、投入口７の上方に生ゴミ投入管口より投入された生ゴミを筒体６に押し込むための押圧シリンダーが設けられている。また、排出口８の下方に搬送用のベルトコンベアが設けられている。

各段の筒体６内に夫々スクリューコンベア１２が内蔵され、各段のスクリューコンベア１２は往路と復路が上下に交互になるよう配設されている。各スクリューコンベア１２はモーター１３の回転がチェーン１４とスプロケット１５による連動機構により伝達され、同一回転する。

また、乾燥室２内の筒体６の周囲に耐熱性材料のガラスまたはセラミックス等の細粒体１６が充填されている。

また、筒体６の連結部６Ａに筒体６内で発生した蒸気が送出される蒸気送出口１７が設けられ、この蒸気送出口１７に蒸気送出管の一端が連結され、各蒸気送出管の他端は一本にもとめられ、一次燃焼室の上部に設けた蒸気導入管に連結されている。

このようにして、筒体６内の生ゴミは投入口７より押し込まれ、スクリューコンベア１２により圧搾されながら搬送されるので、生ゴミ中に含まれる水分は筒体６内で分離される。そして、分離された水分は筒体６が受ける熱気で蒸気と化し、筒体６から送給手段により一次燃焼室に送り込まれ、一次燃焼室で気化される。

前記特許文献１の生ゴミ乾燥機は、生ゴミが搬送される筒体が多段に設けられて端部が交互に上又は下の筒体の端部に連通されて一本に形成されるようにしたものであり、そのため、生ゴミは長距離搬送され、乾燥時間も長くなり、小さな乾燥室であっても十分な乾燥を受けることができ、設置スペースも小さくて済むものである。

また、筒体は間接熱で熱せられることと、筒体の周囲が細粒体で充填されていることにより、熱による変形が防止され、耐久性が増大する。

しかし、生ゴミでも含水率が数十パーセントから高いものでは９０％程度のものもあり、汚水処理場の汚泥、鶏糞、おから等のような食品廃棄物でも同様である。このような含水率高いものでは筒体６内に蒸気が大量に発生して燃焼効率が極めて悪くなる。いわば、蒸し焼き状態となるものであり、筒体６内での蒸気の発生で、筒体６内の温度が下がってしまい、被燃焼物をうまく炭化させることができないことになる。

なお、前記特許文献１でも筒体６内で発生した蒸気の排出手段はある。これは、筒体６の連結部６Ａに蒸気送出口１７を設けたものであるが、このような連結部６Ａからの筒体６内の蒸気の排出では十分な排出を行うことができない。

けだし、筒体６内の被燃焼物からの蒸気の発生は、スクリューコンベア１２に沿って長い範囲となり、筒体６の端部に連結する連結部６Ａからの排出では不完全なものとなる。また、排出のために、吸引圧や送気圧をかけると風の流れを生じ、筒体６の温度上昇に支障をきたすことになる。

その結果、筒体６は上下方向に多段に設けられ、端部が交互に上下に連通されて一本に形成されているため、長距離搬送され、乾燥時間も長くなり、小さな乾燥室であっても十分な乾燥を受けることができるが、その分バーナー燃焼のための燃料費が高騰する。

また、筒体６内に蒸気排出のための吸引管を配設することも考えられなくはないが、そのスペース分筒体６の径を大きく取らなければならず、装置全体が大型化してしまう。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、粘度が高い被燃焼物や固体を多く含む被燃焼物（一例としては、汚泥や鶏糞や食品廃棄物等）等であってもそれから発生する蒸気を除去して被燃焼物をうまく炭化させることができ、その結果として、燃料費も節約できる乾燥・炭化装置を提供することにある。

前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、乾燥室内に、上下方向に多段に横方向に延長する内部にスクリューコンベアが内蔵された筒体が設けられると共に、各筒体は端部が上または下の筒体の端部と交互に連通されて一本に形成され、前記スクリューコンベアは往路と復路が上下に交互になるよう配設され、端部の筒体に乾燥室外に通じる投入口が設けられると共に、他の端部の筒体に乾燥室外に通じる排出口が設けられる乾燥・炭化装置において、スクリューコンベアの筒体の上半分に排気分岐管を長さ方向に適宜間隔で取付け、これら排気分岐管を筒体にその長さ方向に併設する蛇行排気管に接続したことを要旨とするものである。

請求項１記載の本発明によれば、筒体内の被乾燥物は投入口より押し込まれ、スクリューコンベアにより圧搾されながら搬送されるので、被乾燥物中に含まれる水分は筒体内で分離される。そして、分離された水分は筒体が受ける熱気で蒸気等のガス化し、筒体から送給手段により一次燃焼室に送り込まれ、一次燃焼室で気化される。

また、筒体は上下方向に多段に設けられ、端部が交互に上下に連通されて一本に形成されているため、被乾燥物は長距離搬送され、乾燥時間も長くなり、小さな乾燥室であっても十分な乾燥を受け、かつ炭化される。

さらに、筒体は直接火炎が当たらず、間接熱によること及び筒体の周囲を細粒体で充填してあることにより、筒体の熱による変形が防止されると共に、細粒体により保温性を有し、燃料の節約になる。

これに加えて、筒体内で被乾燥物から発生する蒸気は筒体の上半分に適宜間隔で取付けた排気分岐管を介して蛇行排気管に排出することができる。この排気分岐管は筒体の長さ方向に設けられるものであり、長い範囲で被乾燥物から発生する蒸気もまんべんなく吸い取ることができる。

また、蛇行排気管が蛇行することは重要であり、これにより、十分な距離を乾燥室内で確保して、その間に水蒸気の水分を消失させ、ガスのみを取り出すことができる。

請求項２記載の本発明は、上下に並ぶ筒体のうち、最上段の筒体の排気分岐管の数をそれより下段の筒体の排気分岐管の数よりも多くしたことを要旨とするものである。

請求項２記載の本発明によれば、一番水蒸気が多く発生しやすい最上段の筒体の排気分岐管の数をそれより下段の筒体の排気分岐管の数よりも多くすることにより、端部が上または下の筒体の端部に交互に連結部により連通されて一本に形成されている筒体の水蒸気を効率良く排出することができる。

請求項３記載の本発明は、蛇行排気管は、給気配管と排気配管間に架設され、排気配管はその排気口端をバーナーまたは乾燥室へのバーナー接続部に開口することを要旨とするものである。

請求項３記載の本発明によれば、前記のように蛇行排気管が蛇行することで十分な距離を乾燥室内で確保して、その間に水蒸気の水分を消失させ、ガスのみを取り出すことができるが、このガスは排気配管の排気口端をバーナーまたは乾燥室へのバーナー接続部に開口することで、乾燥室内で再燃焼させることができる。

請求項４記載の本発明は、蛇行排気管は、扁平な角パイプであり、断面横長矩形とすることを要旨とするものである。

請求項４記載の本発明によれば、蛇行排気管の形状を乾燥室内で十分下からの熱を受け易く設定でき、効果的に水蒸気の水分を消失させることを実現できる。

以上述べたように本発明の乾燥・炭化装置は、粘度が高い被燃焼物や固体を多く含む被燃焼物（一例としては、汚泥や鶏糞や食品廃棄物等）等であってもそれから発生する蒸気を効率よく除去して被燃焼物をうまく炭化させることができ、その結果として、燃料費も節約できるものである。

以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の乾燥・炭化装置の縦断正面図、図２は同上縦断背面図、図３は同上縦断側面図で、前記従来技術と同一構成要素には同一参照符号を付したものである。

図中２は燃焼用バーナー５を付設した立長方形体の乾燥室で、内部に多段（図面では８段）に横方向に延長した筒体６を水平に設け、これら筒体６は端部が上又は下の筒体６の端部に交互に連結部６Ａにより連通して全体として一本に形成する。

そして、最上部の筒体６に乾燥室２外に通じる投入口７を設け、また、最下部の筒体６には乾燥室２外に通じる排出口８を設ける。

さらに、本実施形態では、前記８段の横方向に延長した筒体６の縦の列は２組を乾燥室２内に並べて設けた。

各段の筒体６内には夫々スクリューコンベア１２を内蔵している。図中１２ａはスクリュー軸、１２ｂはスクリュー羽根である。

各段のスクリューコンベア１２は往路と復路が上下に交互になるよう配設されていて、各スクリューコンベア１２はモーター１３の回転がチェーン１４とスプロケット１５による連動機構により伝達され、同一回転する。

図中１は脱臭処理室で、これは乾燥室２と二室接続ダクトで接続され、バーナーで乾燥室２の燃焼ガスを加熱して、ダイオキシンを分解する（８００℃）。乾燥室２も脱臭処理室１も負圧（ブロアー吸引）をかけるが、３は吸引用のブロアーである。

前記スクリューコンベア１２を収めた筒体６の上半分には、適宜に小孔を形成し、この小孔を利用して円形パイプによる排気分岐管９を長さ方向に適宜間隔で取付けた。

これら排気分岐管９を筒体６にその長さ方向に併設する蛇行排気管１０に接続した。（なお、図３ではこれら排気分岐管９は蛇行排気管１０は省略している。）

蛇行排気管１０は角パイプであり、断面横長矩形とする扁平なパイプによるもので、図７に示すように端部をつづら折りに折り返して筒体６の長さ方向に沿うように配設する。なお、この蛇行排気管１０は扁平なものであれば、楕円形のパイプによるものでもよい。

排気分岐管９は、蛇行排気管１０よりも細い径のパイプであり、適宜な曲率を有する。

上下に並ぶ筒体６のうち、最上段の筒体６の排気分岐管９の数をそれより下段の筒体の排気分岐管９の数よりも多くした。図５が上段の筒体６の排気分岐管９の例であり、図６がそれ以外の筒体６の排気分岐管９の例である。

乾燥室２内には、比較的太径のパイプである給気配管１８と排気配管１９とを立ち上げ、このうち給気配管１８はその端部を乾燥室２へ出し、ここに手動ダンパー２０をした給気口を形成する。該手動ダンパー２０は手動でなく、電動でもよいが、給気口の空気取り込み量を調整する。

また、排気配管１９はこれを一旦乾燥室２外へ導出し、この導出部分１９ａ内中間ファン２１を配設するとともに導出部分１９ａの先の排気口端は乾燥室２内に開口させる。導出部分１９ａに中間ファン２１を配設するのは乾燥室２内の熱を直接受けないためである。中間ファン２１に変えてブロアーを用いることもできる。

前記蛇行排気管１０は、前記給気配管１８と排気配管１９間に架設される。

給気配管１８と排気配管１９はそれぞれ一対の筒体６の縦の列に対応して２本づつ立ち上げ、相互に連通させた。

このようにして、生ゴミ、汚泥等の被乾燥物は投入口７より筒体６内に押し込まれ、スクリューコンベア１２により搬送され、乾燥室２内で加熱（約５００℃）される。

なお、前記上下方向に多段に横方向に延長する筒体６の内部に設けるスクリューコンベア１２のスクリュー軸１２ａを中空とし、このスクリュー軸１２ａ内に電気ヒーターを配設してもよい。このようにすれば、スクリューコンベア１２の内側からもスクリュー軸１２ａ内に電気ヒーターで加熱され（約３５０℃）、乾燥が行われる。

このように、筒体６は上下方向に多段に設けられ、端部が交互に上下に連通されて一本に形成されているため、被乾燥物は長距離搬送され、乾燥時間も長くなり、小さな乾燥室であっても十分な乾燥を受ける。

筒体６内の被乾燥物は投入口７より押し込まれ、スクリューコンベア１２により圧搾されながら搬送されるので、被乾燥物中に含まれる水分及びガスは水蒸気として筒体６内で分離される。そして、分離された水分及びガスは筒体６が受ける熱気で蒸気等のガス化し、排気分岐管９から蛇行排気管１０へと排出される。

蛇行排気管１０ではさらにガス化した蒸気等は、水蒸気の水分を消失させ、ガスのみを取り出すことができ、このガスはバーナー５または乾燥室２へのバーナー接続部（管）に送られ、再燃焼させることができる。

このように、筒体６は上下方向に多段に設けられ、端部が交互に上下に連通されて一本に形成されているため、被乾燥物は長距離搬送され、乾燥時間も長くなり、小さな乾燥室であっても十分な乾燥を受け、かつ炭化される。

さらに、筒体６は直接火炎が当たらず、間接熱によること及び筒体の周囲を細粒体で充填してあることにより、筒体の熱による変形が防止される。

なお、被乾燥物が、水分の多い生ゴミや、汚泥や鶏糞や食品廃棄物等粘度が高いものであるが、これを単に乾燥させるに留めるか、炭化させるまで加熱させるかは、加える温度の高さや時間の選択による。

本発明の乾燥・炭化装置の１実施形態を示す縦断正面図である。本発明の乾燥・炭化装置の１実施形態を示す縦断背面図である。本発明の乾燥・炭化装置の１実施形態を示す縦断側面図である。本発明の乾燥・炭化装置の全体の説明図である。本発明の乾燥・炭化装置の最上段の筒体の排気分岐管の状態と示す平面図である。本発明の乾燥・炭化装置の最上段の筒体以下の筒体の排気分岐管の状態と示す平面図である。本発明の乾燥・炭化装置の１実施形態を示す要部の斜視図である。本発明の乾燥・炭化装置の１実施形態を示す乾燥室の概要を示す縦断正面図である。本発明の乾燥・炭化装置の１実施形態を示す乾燥室の概要を示す縦断背面図である。従来例である生ゴミ乾燥機の一実施の形態を示す部分縦断側面図である。

符号の説明

１…脱臭処理室２…乾燥室
３…吸引用のブロアー
５…バーナー６…筒体
６Ａ…連結部
７…投入口８…排出口
９…排気分岐管１０…蛇行排気管
１２…スクリューコンベア１２ａ…スクリュー軸
１２ｂ…スクリュー羽根
１３…モーター１４…チェーン
１５…スプロケット
１６…細粒体１７…蒸気送出口
１８…給気配管１９…排気配管
１９ａ…導出部分２０…手動ダンパー
２１…中間ファン

Claims

乾燥室内に、上下方向に多段に横方向に延長する内部にスクリューコンベアが内蔵された筒体が設けられると共に、各筒体は端部が上または下の筒体の端部と交互に連通されて一本に形成され、前記スクリューコンベアは往路と復路が上下に交互になるよう配設され、端部の筒体に乾燥室外に通じる投入口が設けられると共に、他の端部の筒体に乾燥室外に通じる排出口が設けられる乾燥・炭化装置において、スクリューコンベアの筒体の上半分に排気分岐管を長さ方向に適宜間隔で取付け、これら排気分岐管を筒体にその長さ方向に併設する蛇行排気管に接続したことを特徴とする乾燥・炭化装置。
上下に並ぶ筒体のうち、最上段の筒体の排気分岐管の数をそれより下段の筒体の排気分岐管の数よりも多くした請求項１記載の乾燥・炭化装置。
蛇行排気管は、給気配管と排気配管間に架設され、排気配管はその排気口端をバーナーまたは乾燥室へのバーナー接続部に開口する請求項１または請求項２記載の乾燥・炭化装置。
蛇行排気管は、扁平な角パイプであり、断面横長矩形とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の乾燥・炭化装置。