JP2014133601A

JP2014133601A - スクリューコンベア

Info

Publication number: JP2014133601A
Application number: JP2013000850A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Moriyama; 秀行森山
Original assignee: KENKI KK
Current assignee: KENKI KK
Priority date: 2013-01-08
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2014-07-24
Anticipated expiration: 2033-01-08
Also published as: US20140190792A1; JP6214870B2; FR3000731A1; FR3000731B1; US8985313B2

Abstract

【課題】被搬送物の付着や詰まりが発生し難いスクリューコンベアを提供する。
【解決手段】スクリューコンベア１００においては、同一の仮想平面上にモータ１１により回転可能な状態に配置された二本の管状軸体９０ｘ，９０ｙと、管状軸体９０ｘ，９０ｙの外周にそれぞれの軸心９０ｘｃ，９０ｙｃを中心とする仮想螺旋面の一部をなすように取り付けられた複数の半円形の搬送羽根８ｘ，８ｙとを備えた回転搬送部材９１ｘ，９１ｙが平行配置され、隣り合う管状軸体９０ｘ，９０ｙの外周面間の距離Ｄは、搬送羽根８ｘ，８ｙの突出長さＤより大きく、突出長さＤの二倍より小となるように設定されている。複数の搬送羽根８ｘ，８ｙはそれぞれの軸心９０ｘｃ，９０ｙｃを中心とする左ネジ方向の仮想螺旋面の一部をなすように取り付けられ、複数の搬送羽根８ｘ，８ｙが管状軸体９０ｘ，９０ｙの軸心９０ｘｃ，９０ｙｃ方向に直列をなすように配置されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、汚泥、食品廃棄物、木材チップなどを所定方向に搬送する機能を有するスクリューコンベアに関する。

外周に螺旋状の搬送羽根を備えた回転軸を回転させることによって対象物を所定方向に搬送するスクリューコンベア及びこれを利用した装置については、従来、様々な構造、機能などを有するものが提案されているが、本発明に関連するものとして、特許文献１に記載された「スクリューコンベア」あるいは特許文献２に記載された「乾燥装置」などがある。

特許文献１，２に記載された発明に係るスクリューコンベアは、外周に螺旋状の搬送羽根を設けた軸体を互いに平行をなすように２本配置し、これらの軸体を回転させることによって対象物を軸体方向に搬送する機能を有している。

特開２００２−２４０９２３号公報特開２００８−３９３５０号公報

特許文献１，２に記載された発明に係るスクリューコンベアは、搬送対象物が含水率の低い固形状である場合は支障なく搬送することができるのであるが、汚泥や食品廃棄物などの含水率の高い物質や粘性の高い物質を搬送した場合、これらの物質が軸体の外周の搬送羽根に付着したり、搬送羽根の間に詰まって剥がれなくなったりする現象が多発する。

このような現象が発生すると、搬送羽根の搬送機能が低下したり、駆動手段の負荷が高まったりするので、運転を停止して、搬送羽根の清掃を行わなければならず、作業効率を大幅に低下させる要因となっている。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、被搬送物の付着や詰まりが発生し難いスクリューコンベアを提供することにある。

本発明のスクリューコンベアは、同一の仮想平面上に駆動手段により回転可能な状態に配置された複数の軸体と、前記軸体の外周に当該軸体を中心とする仮想螺旋面の一部をなすように取り付けられた複数の半円形若しくは扇形の搬送羽根とを備え、隣り合う前記軸体の外周面間の距離を前記搬送羽根の突出長さより大きく、前記突出長さの二倍より小としたことを特徴とする。なお、前記搬送羽根の突出長さとは、前記軸体の外周面から当該軸体の半径の延長方向に突出した状態に取り付けられた前記搬送羽根の周縁部分までの長さをいう。

また、前記スクリューコンベアにおいては、複数の前記軸体を互いに平行状態に配置することが望ましい。

さらに、前記スクリューコンベアにおいては、複数の前記搬送羽根が前記軸体の軸心方向に沿って直列をなすように配置することが望ましい。

一方、前記スクリューコンベアにおいては、複数の前記軸体の回転方向が互いに同じであることが望ましい。

また、前記スクリューコンベアにおいては、複数の前記軸体の回転数が互いに異なるように設定することができる。

なお、前記スクリューコンベアを乾燥装置などに利用する場合は、前記軸体内に熱媒体の流通経路を設けることもできる。

本発明により、被搬送物の付着や詰まりが発生し難いスクリューコンベアを提供することができる。

本発明の実施形態であるスクリューコンベアを使用した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方向から見た概略構成図である。図１中のＢ−Ｂ線における一部省略断面図である。図１に示す乾燥装置に使用されたスクリューコンベアの構成を示す模式図である。図４に示すスクリューコンベアの稼働状態を示す模式図である。

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、本発明の実施形態であるスクリューコンベア１００が内蔵された筒形筐体７と、スクリューコンベア１００を構成する二本の管状軸体９０ｘ，９０ｙの回転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９０ｘ，９０ｙ内に通すため管状軸体９０ｘ，９０ｙの両端部を回転自在に軸支するロータリジョイント２２ａ，２２ｂと、を備えている。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９０ｘ，９０ｙ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３，図４に示すように、スクリューコンベア１００においては、同一の仮想平面上にモータ１１により回転可能な状態に配置された管状軸体９０ｘ，９０ｙと、管状軸体９０ｘ，９０ｙの外周にそれぞれの管状軸体９０ｘ，９０ｙ（軸心９０ｘｃ，９０ｙｃ）を中心とする仮想螺旋面の一部をなすように取り付けられた複数の半円形の搬送羽根８ｘ，８ｙとを備えた二本の回転搬送部材９１ｘ，９１ｙが筒形筐体７内に平行に配置され、隣り合う管状軸体９０ｘ，９０ｙの外周面間の距離Ｓは、搬送羽根８ｘ，８ｙの突出長さＤより大きく、突出長さＤの二倍より小となるように設定されている。

回転搬送部材９１ｘ，９１ｙを構成する複数の搬送羽根８ｘ，８ｙはそれぞれの管状軸体９０ｘ，９０ｙ（軸心９０ｘｃ，９０ｙｃ）を中心とする左ネジ方向の仮想螺旋面の一部をなすように取り付けられ、複数の搬送羽根８ｘ，８ｙが管状軸体９０ｘ，９０ｙの軸心９０ｘｃ，９０ｙｃ方向に沿って直列をなすように配置されている。回転搬送部材９１ｘ，９１ｙはいずれも同じ形状、サイズであり、それぞれの管状軸体９０ｘ，９０ｙは互いに平行をなすように配置されている。管状軸体９０ｘ外周の複数の搬送羽根８ｘと、管状軸体９０ｙ外周の複数の搬送羽根８ｙとは、それぞれの軸心９０ｘｃ，９０ｙｃ方向に沿って同位置で並ぶように配置されている。

図３，図４に示すように、回転搬送部材９１ｘ，９１ｙを構成する管状軸体９０ｘ，９０ｙは互いに同方向（図４中の矢印Ｒ方向）に回転するように設定され、管状軸体９０ｘ，９０ｙの軸心９０ｘｃ，９０ｘｃ方向（図１，図４中の矢印Ｔ方向）に沿って搬送対象物（図示せず）を搬送することができる。回転搬送部材９１ｘ，９１ｙ（管状軸体９０ｘ，９０ｙ）の回転数は搬送対象物の種類や性状などに応じて設定することができるが、本実施形態では回転搬送部材９１ｘ（管状軸体９０ｘ）の回転数を４ｒｐｍとし、回転搬送部材９１ｙ（管状軸体９０ｙ）の回転数を２ｒｐｍに設定している。

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１００の始端部１００ａ寄りの筒形筐体７の上面には、筒形筐体７内の始端部１００ａ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。

スクリューコンベア１００の終端部１００ｂ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との間に配置されている。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、搬送対象物の乾燥に供される。

図１，図２に示すように、スクリューコンベア１００の始端部１００ａ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１００の始端１００ａ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１００の終端１００ｂ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を使用した汚泥（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１００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１００の始端部１００ａ側のロータリジョイント２２ａ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１００のロータリジョイント２２ａへ供給された過熱水蒸気は、それぞれ管状軸体３，９０ｘ，９０ｙ内を通過して他方のロータリジョイント６，２２ｂ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３，９０ｘ，９０ｙからの熱伝導により回転部材２３全体及び回転搬送部材９１ｘ，９１ｙ全体が加熱され、所定温度まで昇温する。回転部材２３及び回転搬送部材９１ｘ，９１ｙ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、被乾燥物である汚泥を投入機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の間を汚泥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内に位置するスクリューコンベア１００の始端部１００ａ側に投入される。

スクリューコンベア１００の始端部１００ａ側に投入された汚泥は、昇温した状態で回転する一対の回転搬送部材９１ｘ，９１ｙの搬送羽根８ｘ，８ｙによって撹拌されながら終端部１００ｂ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８ｘ，８ｙや管状軸体９０ｘ，９０ｙに汚泥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１００の終端部１００ｂ付近の排出口７ｃから排出される。

本実施形態においては、スクリューコンベア１００を構成する回転搬送部材９１ｘ，９１ｙの回転速度をそれぞれ４ｒｐｍ，２ｒｐｍに設定しているので、回転搬送部材９１ｘの搬送羽根８ｘと、回転搬送部材９１ｙの搬送羽根８ｙの位置関係は、時間経過に伴って図５（ａ）〜（ｅ）のように変化していく。この過程においては、図５（ａ），（ｅ）に示すように搬送羽根８ｘ，８ｙが搬送方向（矢印Ｔ方向）に重なり合わない状態になったり、図５（ｂ），（ｄ）に示すように搬送羽根８ｘ，８ｙが接近離隔したり、図５（ｃ）に示すように搬送羽根８ｘ，８ｙが近接して擦れ違ったりする状態が生じるので、汚泥が搬送羽根８ｘ，８ｙに付着したままになったり、隣り合う搬送羽根８ｘ，８ｙの間に詰まったりすることがない。

従って、スクリューコンベア１００においては、汚泥の付着や詰まりに起因する搬送羽根８ｘ，８ｙの搬送機能低下や、駆動手段であるモータ１１の負荷増大が生じ難いので、スクリューコンベア１００の清掃（汚泥除去）のための作業中断が殆ど発生せず、作業効率を大幅に向上させることができる。

また、被乾燥物である汚泥の種類、性状あるいは含水率などに応じて、管状軸体３，９０ｘ，９０ｙ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１００の温度を適切に設定するとともに、スクリューコンベア１００の搬送速度（回転搬送部材９１ｘ，９１ｙの回転速度）などを適切に設定すれば、汚泥あるいはその他の物質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内に収容されたスクリューコンベア１００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９０ｘ，９０ｙ及びロータリジョイント２２ａ，２２ｂ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１００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、図１，図３に示すように、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内に投入された汚泥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１００の終端部１００ｂ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７内のスクリューコンベア１００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１００で搬送されながら乾燥される汚泥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１００の始端部１００ａ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から投入された汚泥は、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１００の始端部１００ａ側に投入されるので、乾燥効率を向上させることができる。

本実施形態においては乾燥装置１０を用いて汚泥を乾燥させる場合について説明しているが、スクリューコンベア１００を使用した乾燥装置１０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、食品廃棄物、木材ペレットあるいは竹材チップなど）も効率良く乾燥させることができる。

なお、前述した乾燥装置１０を構成するスクリューコンベア１００は本発明のスクリューコンベアの一例を示すものであり、本発明のスクリューコンベアは前述した実施形態に係るスクリューコンベア１００に限定されるものではない。

本発明のスクリューコンベアは、汚泥、食品廃棄物、木材チップ、木材ペレット、竹材チップなどの搬送手段として、様々な産業分野におい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切欠部
３，９０ｘ，９０ｙ管状軸体
４，１１モータ
５，１３チェーン
６，２２ａ，２２ｂロータリジョイント
７筒形筐体
７ｂ底面
７ｃ排出口
８ｘ，８ｙ搬送羽根
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
９０ｘｃ，９０ｘｙ軸心
９１ｘ，９１ｙ回転搬送部材
１００スクリューコンベア
１００ａ始端部
１００ｂ終端部
Ｄ突出長さ
Ｒ，Ｔ矢印
Ｓ距離

Claims

同一の仮想平面上に駆動手段により回転可能な状態に配置された複数の軸体と、前記軸体の外周に当該軸体を中心とする仮想螺旋面の一部をなすように取り付けられた複数の半円形若しくは扇形の搬送羽根とを備え、隣り合う前記軸体の外周面間の距離を前記搬送羽根の突出長さより大きく、前記突出長さの二倍より小としたスクリューコンベア。
複数の前記軸体を互いに平行状態に配置した請求項１記載のスクリューコンベア。
複数の前記搬送羽根が前記軸体の軸心方向に沿って直列をなすように配置した請求項１または２記載のスクリューコンベア。
複数の前記軸体の回転方向が互いに同じである請求項１〜３のいずれかに記載のスクリューコンベア。
複数の前記軸体の回転数が互いに異なる請求項１〜４のいずれかに記載のスクリューコンベア。