JP2011137613A

JP2011137613A - 乾燥装置

Info

Publication number: JP2011137613A
Application number: JP2009298521A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Moriyama; 秀行森山
Original assignee: KENKI KK
Current assignee: KENKI KK
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2011-07-14
Anticipated expiration: 2029-12-28
Also published as: JP5646167B2

Abstract

【課題】取り扱い性やメンテナンス性が良好であり、稼働中に廃ガスや煤煙などが発生せず、騒音も小さい、乾燥装置を提供する。
【解決手段】乾燥装置１０は、管状軸体９の外周に螺旋状の搬送羽根８を有する一対のスクリューコンベア９８が略平行に収容された筒形筐体７と、スクリューコンベア９８を回転させる駆動手段であるモータ１１と、予め加熱された熱媒体である水蒸気を管状軸体９内に通すため管状軸体９の両端部を回転自在に軸支するロータリジョイント２２と、を備えている。筒形筐体７の底部７ｂは略Ｕ字溝形状をなしており、この底部７ｂの下面に、加熱手段である加熱チューブ１４が付設され、筒形筐体７上面の中央付近には熱交換器１５が付設されている。スクリューコンベア９８の始端９８ａ側の筒形筐体７上には投入機１が配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、高温水蒸気を熱源として使用し、木材チップ、木材ペレット、竹材チップあるいは汚泥などを乾燥する装置に関する。

間伐材あるいは間伐後、放置されている林地残材などから形成された木材チップをボイラー燃料として利用する場合、燃焼性を高めるために、木材チップの含水率を減少させる必要がある。この場合、間伐材や林地残材を生木のままで天日乾燥させたり、破砕機でチップ化した後、天日乾燥させたりしているが、天日干しを行うには、広い干し場が必要であり、乾燥するまでに長期間を要するだけでなく、天候にも左右される。

そこで、天候に左右されることなく、比較的短時間で木材チップを乾燥させるため、加熱手段を備えた乾燥装置や、乾燥用熱源として過熱蒸気を用いる熱処理設備などが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００３−２１４７６８号公報

加熱手段を備えた乾燥装置においては、バーナ燃料として化石燃料が使用されることが多いので、燃焼反応に伴って発生する廃ガスや煤煙などが空中に飛散するのを防止するための処理設備（廃ガス処理装置、サイクロンあるいはバグフィルタなど）が必要である。

一方、特許文献１記載の熱処理設備は、乾燥用熱源として過熱蒸気を利用するので、廃ガスや煤煙などの処理設備は不要であるが、ロータリーキルン方式は構成部品が多く、複雑な機構となるため、処理作業中の騒音が大きく、取り扱い性やメンテナンス性も良くない。

本発明が解決しようとする課題は、取り扱い性やメンテナンス性が良好であり、稼働中に廃ガスや煤煙などが発生せず、騒音も小さい、乾燥装置を提供することにある。

本発明の乾燥装置は、管状軸体の外周に螺旋状の搬送羽根を有する少なくとも一対のスクリューコンベアが略平行に収容された筒形筐体と、前記スクリューコンベアを回転させる駆動手段と、予め加熱された熱媒体を前記管状軸体内に通すため前記管状軸体を回転自在に軸支するロータリジョイントと、を備えたことを特徴とする。

このような構成とすれば、管状軸体内に供給される加熱媒体で昇温した状態にある、少なくとも一対のスクリューコンベアの始端側に投入された被乾燥物は、当該スクリューコンベアの回転に伴い搬送羽根で撹拌されながら終端側に向かって移動していき、この移動過程中に昇温状態にある羽根や管状軸体と接触して加熱されることによって乾燥されていく。従って、被乾燥物の種類、性状あるいは含水率などに応じて加熱媒体の温度を調整してスクリューコンベアの温度や搬送速度などを適切に設定すれば、被乾燥物を効率的に乾燥させることができる。

本発明の乾燥装置は、筒状筐体内に収容された少なくとも一対のスクリューコンベアを回転させる機構と、昇温させる機構と、を備えた比較的簡素な構造であるため、取り扱い性やメンテナンス性が良好であり、騒音も小さい。また、スクリューコンベアの昇温手段として、予め加熱された熱媒体を使用するので、稼働中に廃ガスや煤煙などが発生することもない。

ここで、前記筒形筐体に加熱手段を付設することが望ましい。このような構成とすれば、筒形筐体内に投入された被乾燥物に対する加熱作用が高まるので、水分蒸発が早まり、乾燥機能が向上する。

また、前記筒形筐体内の一部領域から取り出した気体を加熱して前記筒形筐体の他の領域へ送り込む加熱送風手段を設けることが望ましい。このような構成とすれば、筒形筐体内の気温上昇及び排熱の有効利用を図ることができるので、乾燥機能の向上及び省エネルギに有効である。

さらに、前記筒形筐体内で発生した蒸気を排出する排気手段を設けることが望ましい。このような構成とすれば、スクリューコンベアで搬送されながら乾燥されている被乾燥物から発生した蒸気が筒形筐体内に滞留するのを防止することができるため、乾燥機能の向上に有効である。

一方、管状軸体の外周に複数の円板が同軸上に配列された少なくとも一対の回転部材が略平行に収容された箱形筐体と、前記回転部材を回転させる駆動手段と、前記管状軸体内に加熱媒体を通すため前記管状軸体を回転自在に軸支するロータリジョイントと、を備えた投入機を前記スクリューコンベアの始端側の前記筒形筐体上に配置することもできる。

このような構成とすれば、昇温した状態にある、少なくとも一対の回転部材により、被乾燥物を細分化しながら予備加熱する機能を有する投入機が、スクリューコンベアの前段階に配置された状態となる。従って、投入機に投入された被乾燥物は、当該投入機を通過することにより、昇温及び細分化された状態でスクリューコンベアの始端側に投入されることとなるので、乾燥効率がさらに向上する。

本発明により、取り扱い性やメンテナンス性が良好であり、稼働中に廃ガスや煤煙などが発生せず、騒音も小さい、乾燥装置を提供することができる。

本発明の実施形態である乾燥装置の概略構成を示す図である。図１における矢線Ａ方向から見た概略図である。図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について説明する。図１に示すように、乾燥装置１０は、管状軸体９の外周に螺旋状の搬送羽根８を有する一対のスクリューコンベア９８が略平行に収容された筒形筐体７と、スクリューコンベア９８を回転させる駆動手段であるモータ１１と、予め加熱された熱媒体である過熱水蒸気を管状軸体９内に通すため管状軸体９の両端部を回転自在に軸支するロータリジョイント２２と、を備えている。搬送一対のスクリューコンベア９８の管状軸体９の配置間隔は、搬送羽根８の外径より小さく設定されている。また、モータ１１の駆動軸１１ａに取り付けられたスプロケットホイール１２ａと、管状軸体９の片方の端部９ａに取り付けられたスプロケットホイール１２ｂと、の間にチェーン１３が掛け渡されている。

図１，図３に示すように、筒形筐体７の底部７ｂは略Ｕ字溝形状をなしており、この底部７ｂの下面に、加熱手段である加熱チューブ１４が付設され、筒形筐体７上面の中央付近には熱交換器１５が付設されている。加熱チューブ１４及び熱交換器１５，１８は、外部から供給される過熱水蒸気によって加熱機能を発揮する。スクリューコンベア９８の始端９８ａ寄りの筒形筐体７上面には、筒形筐体７内の始端９８ａ寄り領域と連通するダクト２０と、ダクト２０を経由して筒形筐体７内の気体を吸い込んで外部へ排出するための送風機２１と、が配置されている。また、図３に示すように、スクリューコンベア９８の搬送羽根８には、管状軸体９を中心に９０度ごとに略Ｖ字状の切欠部８ａが複数設けられている。

スクリューコンベア９８の終端９８ｂ付近の筒形筐体７上面には、筒形筐体７内の終端領域と連通するダクト１６と、ダクト１６を経由して吸い込んだ筒形筐体７内の気体を、熱交換器１８，ダクト１９及び熱交換器１５を通して、再び筒形筐体７内の略中央領域へ送り込む送風機１７と、が配置されている。熱交換器１５は、ダクト２０とダクト１６との間に位置している。ダクト１６を経由して吸い込まれた筒形筐体７内の気体は熱交換器１８，１５を通過することによって段階的に加熱された後、再び筒形筐体７内へ送り込まれる。従って、筒形筐体７内の気体は、熱交換器１８，ダクト１９及び熱交換器１５を経由して常に循環しながら、木材チップの乾燥に供される。

図１，図２に示すように、スクリューコンベア９８の始端９８ａ側の筒形筐体７上には投入機１が配置されている。投入機１は、管状軸体３の外周に複数の円板２が同軸上に配列された一対の回転部材２３が略平行に収容された箱形筐体１ａと、回転部材２３を回転させる駆動手段であるモータ４と、予め加熱された熱媒体である水蒸気を管状軸体３内に通すため管状軸体３の両端部を回転自在に軸支するロータリジョイント６と、を備えている。

図１に示すように、回転部材２３を構成する複数の円板２には、それぞれ管状軸体３を中心に９０度間隔で略Ｖ字状の切欠部２ａが複数設けられている。モータ５は２本のチェーン５を介して一対の回転部材２３を回転駆動している。一対の回転部材２３の管状軸体３の配置間隔は、円板２の外径より小さく設定されている。

箱形筐体１ａの上面開口部１ｕにはホッパ１ｂが設けられ、箱形筐体１ａの下面開口部１ｄは、スクリューコンベア９８の始端９８ａ側の筒形筐体７の上面開口部７ａに接続されている。スクリューコンベア９８の終端９８ｂ側の筒形筐体７の下面には排出口７ｃが設けられている。

ここで、乾燥装置１０による木材チップ（図示せず）の乾燥作業について説明する。まず、モータ４，１１を稼働させることにより、投入機１の回転部材２３及びスクリューコンベア９８を回転させるとともに、蒸気ボイラ（図示せず）などから排出される過熱水蒸気を、投入機１の回転部材２３のロータリジョイント６及びスクリューコンベア９８のロータリジョイント２２へ送り込む。

回転部材２３の一方のロータリジョイント６及びスクリューコンベア９８の一方のロータリジョイント２２へ供給された過熱水蒸気は、それぞれ管状軸体３，９内を通過して他方のロータリジョイント６，２２から排出され所定の回収手段へ移動する。過熱水蒸気で昇温した管状軸体３，９からの熱伝導により回転部材２３及びスクリューコンベア２９も加熱され、所定温度まで昇温する。回転部材２３及びスクリューコンベア２９が所定温度に達したら、送風機１７，２１を稼働させ、筒形筐体７内の気体の循環及び排気を開始する。

この後、被乾燥物である木材チップを投入機１の上面開口部１ｕからホッパ１ｂに向かって投入すると、昇温した状態で回転する一対の回転部材２３の間を木材チップが通過する際に切欠部２ａ付きの円板２によって加熱及び細分化された後、箱形筐体１ａの下面開口部１ｄ及び筒形筐体７の上面開口部７ａを通過して、箱形筐体７内に位置する一対のスクリューコンベア９８の始端９８ａ側に投入される。

一対のスクリューコンベア９８の始端９８ａ側に投入された木材チップは、昇温した状態で回転するスクリューコンベア９８の搬送羽根８によって撹拌されながら終端９８ｂ側に向かって移動していく。この移動過程において、昇温状態にある搬送羽根８や管状軸体９に木材チップが接触して加熱されることによって乾燥されていき、スクリューコンベア９８の終端９８ｂ付近の排出口７ｃから排出される。

従って、被乾燥物である木材チップの種類、性状あるいは含水率などに応じて、管状軸体３，９内に供給される過熱水蒸気の温度を調整して回転部材２３及びスクリューコンベア９８の温度を適切に設定するとともに、スクリューコンベア９８の搬送速度などを適切に設定すれば、木材チップを効率的に乾燥させることができる。

図１に示すように、乾燥装置１０は、筒状筐体７内に収容された一対のスクリューコンベア９８を回転させるモータ１１と、過熱水蒸気を通過させる管状軸体９及びロータリジョイント２２などからなる昇温機構と、を備えた比較的簡素な構造であるため、取り扱い性やメンテナンス性が良好であり、騒音も小さい。また、スクリューコンベア９８の昇温手段として、予め加熱された熱媒体（過熱水蒸気）を使用するので、稼働中に廃ガスや煤煙などが発生することもない。

また、筒形筐体７の下面に加熱チューブ１４を付設したことにより、筒形筐体７内に投入された木材チップに対する加熱作用が高まり、水分蒸発が早まるので、優れた乾燥機能を発揮する。

さらに、筒形筐体７内のスクリューコンベア９８の終端９８ｂ付近の領域から取り出した気体を熱交換器１８，１５で加熱した後、筒形筐体８内のスクリューコンベア９８の中央付近の領域へ送り込む送風機１７を設けたことにより、筒形筐体７内の昇温機能の向上及び排熱の有効利用を図ることができるので、乾燥機能の向上及び省エネルギに有効である。

さらに、筒形筐体７内で発生した水蒸気を排出する排気手段としてダクト２０及び送風機２１を設けているため、スクリューコンベア９８で搬送されながら乾燥される木材チップから発生した水蒸気が、当該筒形筐体７内に滞留するのを防止することができ、乾燥機能の向上に有効である。

一方、投入機１をスクリューコンベア９８の始端９８ａ側の筒形筐体７上に配置したことにより、箱形筐体１ａの上面開口部１ｕから投入された木材チップは、昇温状態で回転する一対の回転部材２３により細分化されながら予備加熱された後、スクリューコンベア９８の始端９８ａ側に投入されるので、乾燥効率がさらに向上する。

なお、本実施形態においては乾燥装置１０を用いて木材チップを乾燥させる場合について説明しているが、本発明の乾燥装置の用途を限定するものではないので、木材チップ以外の被乾燥物（例えば、木材ペレット、竹材チップあるいは汚泥など）も効率良く乾燥させることができる。

本発明の乾燥装置は、木材チップ、木材ペレット、竹材チップあるいは汚泥などの乾燥手段として広く利用することができる。

１投入機
１ａ箱形筐体
１ｂホッパ
１ｄ下面開口部
１ｕ，７ａ上面開口部
２円板
２ａ，８ａ切欠部
３，９管状軸体
４，１１モータ
５，１３チェーン
６，２２ロータリジョイント
７筒形筐体
７ｂ底面
７ｃ排出口
８搬送羽根
９ａ端部
１０乾燥装置
１１ａ駆動軸
１２ａ，１２ｂスプロケットホイール
１４加熱チューブ
１５，１８熱交換器
１６，１９，２０ダクト
１７，２１送風機
２３回転部材
９８スクリューコンベア
９８ａ始端
９８ｂ終端

Claims

管状軸体の外周に螺旋状の搬送羽根を有する少なくとも一対のスクリューコンベアが略平行に収容された筒形筐体と、前記スクリューコンベアを回転させる駆動手段と、予め加熱された熱媒体を前記管状軸体内に通すため前記管状軸体を回転自在に軸支するロータリジョイントと、を備えたことを特徴とする乾燥装置。
前記筒形筐体に加熱手段を付設した請求項１記載の乾燥装置。
前記筒形筐体内の一部領域から取り出した気体を加熱して前記筒形筐体の他の領域へ送り込む加熱送風手段を設けた請求項１または２記載の乾燥装置。
前記筒形筐体内で発生した蒸気を排出する排気手段を設けた請求項１〜３のいずれかに記載の乾燥装置。
管状軸体の外周に複数の円板が同軸上に配列された少なくとも一対の回転部材が略平行に収容された箱形筐体と、前記回転部材を回転させる駆動手段と、予め加熱された熱媒体を前記管状軸体内に通すため前記管状軸体を回転自在に軸支するロータリジョイントと、を備えた投入機を前記スクリューコンベアの始端側の前記筒形筐体上に配置した請求項１〜４のいずれかに記載の乾燥装置。