JP2019202271A - 撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ジャケット内に投入した被処理物が撹拌翼軸の周囲から外部へ漏出することを防止した撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造を提供する。【解決手段】撹拌翼付乾燥機１の投入口側の鏡板１４を貫通するように配置された回転軸３ａ，３ｂに周囲に投入口側パッキンボックス１５を鏡板１４とは別体にして着脱可能に取り付けると共に、投入口側パッキンボックス１５内に投入口側グランドパッキン１７ａを配置する。また、排出口側では、回転軸３ａ，３ｂの周囲にスリーブ１９を配置すると共に、排出口側パッキンボックス１８を堰板６とは別体にして着脱可能に取り付け、排出口側パッキンボックス１８内に排出口側グランドパッキン１７ｂを配置する。さらに、排出口側パッキンボックス１８とスリーブ１９との間に水を供給するために注水機構３０を備え、これにより被処理物の外部への漏出を防止する。【選択図】図７

Description

本発明は、撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造に関し、さらに詳しくは、ジャケット内に投入した被処理物が撹拌翼軸の周囲から外部へ漏出することを防止した撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造に関する。

下水汚泥、し尿汚泥、活性汚泥等は、水分が多く資源化や処分に際して問題となるため、乾燥を施して減量および資源化を図っている。また、森林保全のために間伐された間伐採（＝林地残材）等は、そのままでは水分が多くバイオマス燃料等に利用することができない。そこで、木質チップ（木材チップ）にした後、乾燥が施される。このような汚泥や木質チップの乾燥には、例えば、ウェッジスタイルドライヤー（「撹拌翼付乾燥機」ともいう。）が用いられている。この種の撹拌翼付乾燥機として、例えば、特許文献１に示すものがある。

図８は、従来の撹拌翼付乾燥機を示す正面図である。図示された撹拌翼付乾燥機１００は、水平配置された横長のジャケット（又はケーシング）１０１を備え、ジャケット１０１は支持部材１０７によって床面に支持されている。ジャケット１０１には乾燥対象となる被処理物をジャケット１０１内に供給するための供給口１０２、乾燥後の被処理物を排出する排出口１０３、加熱された熱媒体の注入口１０４及び加熱蒸気供給口１０８が設けられ、ジャケット１０１の内部にはジャケット１０１を長手方向に貫通するようにして２つの回転軸１０５が並列に配置されている。各回転軸１０５は、それぞれに対応して配置された駆動源である駆動機構１０６によって回転駆動されるようになっている。そして、各回転軸１０５には複数の撹拌翼（図示せず）がそれぞれ所定間隔に取り付けられている。このように構成された撹拌翼付乾燥機１００は、供給口１０２から被処理物を投入し、加熱された熱媒体、例えば加熱蒸気を注入口１０４から各回転軸１０５を介して図示しない撹拌翼内に供給すると共に、加熱蒸気供給口１０８から二重構造とされたジャケット１０１の空洞に供給することにより被処理物の加熱乾燥を行うようになっている。

供給口１０２側の回転軸１０５には、図９（ａ）に示すように、ジャケット１０１の側板である鏡板１０１ａと一体化されたパッキンボックス１１０が配設され、排出口１０３側に設けられた回転軸１０５には、図９（ｂ）に示すように、逆ネジ部１２２及びシールボックス部１２０ａとパッキンボックス部１２０ｂを備えたシールボックス１２０が配設されている。尚、パッキンボックス部１２０ｂはシールボックスとしての機能も備えている。そして、パッキンボックス１１０の内部には円筒状のグランドパッキン１１２が配置され、シールボックス部１２０ａには円筒状のシートパッキン１２１が配置されている。尚、符号１１１はパッキン押さえである。パッキンボックス１１０及びシールボックス１２０は、ジャケット１０１内に投入された被処理物が回転軸１０５に沿って外部に漏出するのを防止するために設けられている。逆ネジ部１２２は回転軸１０５と堰板１０９の間の隙間を通って漏出する被処理物をジャケット１０１内側に戻すことにより被処理物の漏出の防止を図るものである。シールボックス１２０は逆ネジ部１２２のみでは被処理物の漏出を防止できない場合があったことから別途設けられたものである。

特開２０１４−９８７６号公報

しかし、上述した構成の撹拌翼付乾燥機を用いて、銅等の金属を含有し、且つ水分含有率が高く粒子の小さいスラッジ状の被処理物の乾燥を行ったところ、パッキンボックス１１０側では、図９（ａ）の矢印Ｅに示すような経路で回転軸１０５に沿うようにしてパッキンボックス１１０内のグランドパッキン１１２を通過して被処理物の漏れが発生し、シールボックス１２０側では、図９（ｂ）の矢印Ｆに示すような経路で回転軸１０５に沿うようにして逆ネジ部１２２、シールボックス１２０内のシートパッキン１２１を通過して乾燥後の被処理物の漏れが発生した。加えて、パッキンボックス１１０及びシールボックス１２０からの被処理物の漏出によってグランドパッキン１１２及びシートパッキン１２１が劣化し、さらに漏出が酷くなることが判明した。この場合、グランドパッキン１１２及びシートパッキン１２１の交換が必要となるが、グランドパッキン１１２においては、供給口１０２側のジャケット１０１の鏡板１０１ａとパッキンボックス１１０が溶接によって一体とされており、パッキンボックス１１０を容易に取り外すことができない構造であり、グランドパッキン１１２の周辺で被処理物が固化している場合には全てのグランドパッキン１１２の交換ができないという問題があった。パッキンボックス１１０やシールボックス１２０から被処理物が漏出すると作業環境が著しく悪化すると共に周辺設備の故障を引き起こすという問題がある。また、乾燥した被処理物が撹拌翼付乾燥機外に漏出してしまうと撹拌翼の上部まで保持できず、撹拌翼にスラッジが直接接して鋳付きが成長するため電動機への負荷が大幅に上昇して定格操業／安定操業ができないという問題がある。

そこで、本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、ジャケット内に投入した被処理物が外部へ漏出するのを防止すると共に、グランドパッキンの交換作業を簡便に行えるようにした撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため請求項１に記載の本発明は、互いに平行に配置された少なくとも２本の回転軸を互いに反対方向へ回転可能にジャケット内に配置し、前記回転軸には所定の間隔を有して撹拌翼をそれぞれ複数配置すると共に、一方側の回転軸に取り付けられた撹拌翼と他方側に取り付けられた撹拌翼が交互に位置するように配置され、前記ジャケット内及び前記撹拌翼内に加熱された熱媒体を供給することにより被処理物を加熱乾燥する撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造であって、投入口側の鏡板を貫通するように配置された前記回転軸の周囲に配置された１又は複数の投入口側グランドパッキンと、前記回転軸の周囲に取り付けられて前記投入口側グランドパッキンを保持する投入口側パッキンボックスとを備え、前記投入口側パッキンボックスは前記鏡板と別体とされて、当該鏡板に着脱可能に固定されていることを特徴とする。

上記課題を解決するため請求項２に記載の本発明は、互いに平行に配置された少なくとも２本の回転軸を互いに反対方向へ回転可能にジャケット内に配置し、前記回転軸には所定の間隔を有して撹拌翼をそれぞれ複数配置すると共に、一方側の回転軸に取り付けられた撹拌翼と他方側に取り付けられた撹拌翼が交互に位置するように配置され、前記ジャケット内及び前記撹拌翼内に加熱された熱媒体を供給することにより被処理物を加熱乾燥する撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造であって、排出口側の堰板を貫通するように配置された前記回転軸の周囲に前記堰板と別体とされて、当該堰板に着脱可能に固定された排出口側パッキンボックスを配置すると共に、前記排出口側パッキンボックスと前記回転軸の間にスリーブを介在させることにより、前記被処理物が漏出する隙間を狭くしたことを特徴とする。

上記課題を解決するため請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造において、前記排出口側パッキンボックスと前記スリーブとの間に１又は複数の排出口側グランドパッキンを配置したことを特徴とする。

上記課題を解決するため請求項４に記載の本発明は、請求項２又は３に記載の撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造において、前記堰板と前記排出口側グランドパッキンとの間の所定位置から前記排出口側パッキンボックス内へ注水を行う注水機構が設けられていることを特徴とする。

上記課題を解決するため請求項５に記載の本発明は、請求項４に記載の撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造において、前記注水機構による注水は、１００〜５００ｍＬ／分で行うことが可能とされていることを特徴とする。

上記課題を解決するため請求項６に記載の本発明は、請求項１から５の撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造において、粒子径が１〜１００μｍである前記被処理物の漏出を防止したことを特徴とする。

本発明に係る撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造によれば、ジャケットに投入した被処理物が外部へ漏出しないようにすることができ、設備の健全性を維持し設備の稼働率を向上させることが可能になるという効果がある。また、グランドパッキンの全数交換が容易となり、常に漏出防止を図ることができるという効果がある。さらに、被処理物の漏出が防止されるので被処理物を撹拌翼の上部まで保持することが可能となり、例えば、スラッジ状の高水分原料を乾燥機内に供給して撹拌翼で撹拌する際に発生する被処理物の抵抗を緩和し、電動機過負荷を防止して安定操業を実現することができるという効果がある。

本発明に係る撹拌翼付乾燥機の一実施形態を示す平面図である。 図１に示す撹拌翼付乾燥機のＢ−Ｂ断面図である。 図１に示す撹拌翼付乾燥機の側面断面図である。 図１に示すＡ部の詳細を示す拡大図である。 撹拌翼の翼片の詳細を説明する図である。 投入口側から５枚目までの各翼片の各取付角度を示す説明図である。 本発明に係る撹拌翼付乾燥機のシール構造の一実施形態を示し、（ａ）は投入口側のシール構造を示す正面断面図、（ｂ）は排出口側のシール構造を示す正面断面図である。 従来の撹拌翼付乾燥機を示す正面図である。 従来の撹拌翼付乾燥機の回転軸の両端における被処理物漏れを示し、（ａ）は乾燥機の投入口側の漏れを示す説明図、（ｂ）は乾燥機の排出口側の漏れを示す説明図である。

［撹拌翼付乾燥機の構成］
以下、本発明に係る撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造について、好ましい一実施形態に基づいて詳細に説明する。初めに撹拌式乾燥機の構成について説明し、その後に本発明に係る撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造について説明する。図１は本発明に係る撹拌翼付乾燥機の一実施形態を示す平面図、図２は図１に示す撹拌翼付乾燥機のＢ−Ｂ断面図、図３は図１に示す撹拌翼付乾燥機の側面断面図である。

図示された撹拌式乾燥機１は、概略として、水平に配置された横長のジャケット（又はケーシング）２と、ジャケット２の内部を貫通するように並列に配置された２つの回転軸３ａ，３ｂと、回転軸３ａ，３ｂのそれぞれに所定間隔に取り付けられた複数（本実施形態では、回転軸３ａ側に２２基、回転軸３ｂ側に２３基）の撹拌翼（ウェッジ）４（４−１〜４−４５）と、回転軸３ａ，３ｂの駆動源である駆動機構５ａ，５ｂと、ジャケット２の後端（図１では右側端）に配設された堰板６と、ジャケット２を支持する支持部材７を備えて構成されている。

ジャケット２は、例えば金属製であり、図３に示すように、下部側が撹拌翼４−１〜４−２２及び撹拌翼４−２３〜４−４５の形状に即して断面が円弧状をした略Ｗ字形状に形成されると共に、その内部は密封構造とされている。そして、図２に示すように、ジャケット２の一端側（図２では左側）の上部には被処理物の投入口２ａが設けられ、他端側（図２では右側）には堰板６が配置されると共に、堰板６の上部に排出口２ｅが設けられている。そして、堰板６の上部高さ位置は撹拌翼４の高さ位置よりも高い位置とされている。これにより、操業の初めに全ての撹拌翼４−１〜４−４５の上部が隠れる高さとなるまでジャケット２内に半乾燥状態の被処理物を保持させることで、投入口２ａから投入された新たな被処理物が撹拌翼４の表面に直接接触するのを防止して、撹拌翼４の表面で鋳付きが成長するのを防止したものである。尚、堰板６の上部高さ位置は、被処理物を撹拌翼４−１〜４−４５の回転中心から上端までの長さの８０％以上、好ましくは９５％以上の高さ、さらに好ましくは上端の高さまで満たすことができる高さを確保できれば撹拌翼４の表面の鋳付きの成長を防止することは可能である。また、ジャケット２は二重構造とされていると共に、ジャケット２の両側面にはそれぞれ加熱蒸気供給口２ｆ，２ｆが複数設けられ、加熱蒸気供給口２ｆ，２ｆから加熱蒸気をジャケット２の空洞内に供給することによりジャケット2内の被処理物の加熱乾燥を促進する。そして、ジャケット２の底部には複数（図２では３つ）のドレン排出口２ｃ，２ｃが取り付けられており、加熱蒸気供給口２ｆ，２ｆから供給された加熱蒸気が冷却された後のドレンを排水するようになっている。さらに、排出口２ｅの近傍には加熱エア供給口２ｂが設けられると共に、ジャケット２の上部の途中位置にはジャケット２内に導入された加熱エアと被処理物を乾燥させる際に発生する蒸気を図示しない集塵装置へ導くための排気ダクト２ｄ（図２参照）が接続されている。そして、排気ダクト２ｄと図示しない集塵装置とは図示しない導管によって連結されており、導管の少なくとも集塵装置の手前及び集塵装置にはいわゆるスチームトレースが設けられている。被処理物を乾燥させる際に発生する蒸気によって乾燥装置内部や図示しない集塵装置が結露するのを防止するためである。尚、スチームトレースは導管の少なくとも集塵装置の手前又は集塵装置のいずれか一方に設けることもできる。スチームトレースによって図示しない集塵装置内の温度が露点温度以下に低下するのを防止する。集塵装置内の温度が露点温度以下になると結露によって集塵装置の濾布が濡れてしまい、濾布による圧損が急上昇して操業不可になるからである。

回転軸３ａ，３ｂは、内部が中空状とされてその内部に蒸気供給口２ｇ，２ｇを介して加熱蒸気（例えば、０．５〜０．６ＭＰａの加熱蒸気）が導入可能に形成されており、回転軸３ａ，３ｂ内に導入された加熱蒸気はさらに、後述するように、撹拌翼４−１〜４−４５の内部に導入されるようになっている。被処理物が加熱蒸気によって加熱された回転軸３ａ，３ｂ及び撹拌翼４−１〜４−４５と接触することにより被処理物の乾燥が行われる。尚、蒸気供給口２ｇ，２ｇは、内部に複数の流路を備えたロータリージョイントによって形成されており、回転軸３ａ，３ｂ及び撹拌翼４−１〜４−４５に導入された加熱蒸気が熱交換されることにより生じた水分は再び蒸気供給口２ｇ，２ｇを介して排水される。乾燥された被処理物は、堰板６の上部に設けられた排出口２ｅからオーバーフローするようにして排出され、排出シュート２ｈ（図２参照）を介して密閉式の搬送装置、例えば、フローコンベアによって搬出されるように構成されている。その理由は、解砕・乾燥された乾燥品の粒子径が１〜１００μｍと極めて細かい場合にはベルトコンベア等の開放系のコンベアによる搬送では乾燥品が飛散したり、落鉱が極めて多くなって搬送不良が生じるおそれがあるからである。

回転軸３ａ，３ｂはそれぞれ両端側が軸受けによって回転可能に軸支されている。そして、図６に示すように、回転軸３ａは時計方向に回転し、回転軸３ｂは反時計方向に回転するようになっている。すなわち、回転軸３ａ，３ｂは駆動機構５ａ，５ｂによって互いに逆方向で、且つ、同一速度で回転するように駆動されようになっている。そして、図１に示すように、本実施形態では各回転軸３ａ，３ｂにそれぞれ取り付けられて２列に配置された撹拌翼４−１〜４−４５は回転軸３ａ側が２２基（４−１〜４−２２）で、回転軸３ｂ側が２３基（４−２３〜４−４５）となっている。平面方向から見ると、撹拌翼４−１〜４−２２と撹拌翼４−２３〜４−４５とがジャケット２の中央側で一部が交互に千鳥状に重なるようにして配置されている。

撹拌翼４−１〜４−４５は、それぞれ同一の形状とされ、円盤状の２箇所の一部に切欠部８，８によって扇形に形成された一対の翼片４ａ，４ｂ及び翼片４ｃ，４ｄを備えて形成されている。翼片４ａ〜４ｄは、内部が中空構造とされ、回転軸３ａ，３ｂに導入された加熱蒸気が内部に導入されて加熱されるようになっている。また、翼片４ａ〜４ｄは、図５に示すように、回転方向側端部を厚く、回転方向逆側端部を薄くしたテーパー状とされており被処理物の解砕及び撹拌力を増加できる形状とされている。また、図３に示すように、撹拌翼４−１〜４−２２は、回転軸３ａ側においては翼片４ａ，４ｂの２枚を同一円周上に対向配置されており、同様に、撹拌翼４−２３〜４−４５は、回転軸３ｂ側においては翼片４ｃ，４ｄの２枚を同一円周上に対向配置させた構成になっている。そして、撹拌翼４−１〜４−４５の翼片４ａ〜４ｄは切欠部８の設けられた位置が軸方向から見て所定枚数（本実施形態では４枚）において重ならないように異なる位置に配置されている。

切欠部８を形成する外縁部には補助翼２０が取り付けられている。補助翼２０は、被処理物を乾燥した乾燥物が固まらないように解砕すると共に、被処理物を出口側へ送り出したり入口側へ戻したりして被処理物をジャケット２内に所定時間保持して乾燥を促進するために設けられている。補助翼２０は金属製の板部材を９０°に折り曲げた略Ｌ字状の補助翼片２０ａ，２０ａを２個一対として翼片４ａ〜４ｄに形成した切欠部８における回転方向の前端側の縁部の外周部に位置する外周端縁部に設けられた補助翼取付座１２にボルト１３，１３及びロックナットによって固定することによって取り付けられている。そして、補助翼２０は翼片４ａ〜４ｄの板面に対して各々所定の傾斜角度θで取り付けられている。

翼片４ａ〜４ｄの回転軸３ａ，３ｂへの取り付け角度は、本実施形態の場合、図６に示すようになっている。図６では回転軸３ａに撹拌翼４−１〜４−５の５枚目まで、そして、回転軸３ｂに撹拌翼４−２３〜４−２７の５枚目までの各翼片４ａ〜４ｄの取付角度を示している。そして、回転軸３ａ側においては、撹拌翼４−１〜４−４の翼片４ａ，４ｂが水平位置（９時の位置）から半時計方向へ１５°、６０°、１０５°、１５０°というように角度をずらして取り付けられ、撹拌翼４−５〜４−２２は撹拌翼４−１〜４−４の取り付けの繰り返しとなる。また、回転軸３ｂ側においては、撹拌翼４−２３〜４−２６の翼片４ｃ，４ｄが１２時の位置から時計方向へ１５°、６０°、１０５°、１５０°というように角度をずらして取り付けられ、撹拌翼４−２７〜４−４５は撹拌翼４−２３〜４−２６の取り付けの繰り返しとなる。このように、補助翼２０の取り付け方向がそれぞれ相違するので被処理物の破砕や撹拌が十分に行われると共に、被処理物を投入口２ａ側から排出口２ｅ側へ送り出すと共に反対側へ戻す動きを与える撹拌翼４の作用がさらに補助される。尚、補助翼２０は、被乾燥物の粘着性の度合等に応じて適宜、最適な大きさ、形状及び傾斜角等のものを選定することができる。

駆動機構５ａ，５ｂは、回転軸３ａ，３ｂのそれぞれに対応して同一構成のものが配置されている。ここで、回転軸３ａ側の駆動機構５ａの構成について説明すると、図２に示すように、駆動源であるモーター５ａ−１と、モーター５ａ−１の回転数を調整する減速装置５ａ−２と、減速装置５ａ−２の回転出力を回転軸３ａに伝達する伝達部材５ａ−３とを備えて構成されている。

堰板６は、ジャケット２内に供給された被処理物をせき止め、被処理物が撹拌翼４−１〜４−４５の回転中心から上端までの長さの８０％以上、好ましくは９５％以上の高さ、さらに好ましくは上端の高さ（図２のＹレベルを越える高さ）まで満たされるように保持するための部材である。被処理物を撹拌翼４−１〜４−４５の回転中心から上端までの長さの少なくとも８０％以上の高さまで保持できれば、撹拌翼４−１〜４−４５への鋳付き防止及び駆動機構５ａ，５ｂの過負荷の発生を防止することができる。堰板６の寸法・形状は図３に示すジャケット２の内部形状相当であるが、上端の高さは少なくとも撹拌翼４−１〜４−４５が投入された被処理物によって隠れる高さ以上とされ、撹拌翼４−１〜４−４５の上部高さよりも上方とされている。尚、堰板６の使用材料は、撹拌翼４−１〜４−４５によって乾燥品の押し出し圧に耐えられるもの、例えば鉄系等の金属を用いることができる。

支持部材７は、ジャケット２を所定の高さに維持するための構造体であり、所望の強度を有する鋼管、形鋼等を組み合わせて構築されている。

［撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造］
次に、本発明に係る撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造について説明する。図７は本発明に係る撹拌翼付乾燥機のシール構造の一実施形態を示し、（ａ）は投入口側のシール構造を示す正面断面図、（ｂ）は排出口側のシール構造を示す正面断面図である。すなわち、図７（ａ）は図２に示す符号Ｇの近傍を示し、図７（ｂ）は図２に示す符号Ｈ近傍を示している。また、ここでは、回転軸３ａ側についてのみ示しているが、回転軸３ｂ側も同じ構成となっている。図７（ａ）に示すように、投入口２ａ側に配置された投入口側パッキンボックス１５は鏡板１４と別体とされ、鏡板１４にボルト１６によって着脱可能に固定されている。これにより、投入口側パッキンボックス１５は、ジャケット２から自由に取り外せる構造となっている。そして、投入口側パッキンボックス１５の下部には、数巻（本実施形態では４巻）の円筒状の投入口側グランドパッキン１７ａ，１７ａが並列配置され、被処理物（半乾燥物）の外部への漏れ防止を図っている。

一方、出口側のシール構造は、図７（ｂ）に示すように、回転軸３ａ（３ｂ）の周囲を取り巻くようにして鋼板又は耐磨耗鋼板によって形成された円筒状のスリーブ１９が配設されている。スリーブ１９は、図７（ｂ）に示すスリーブ取付部２２を被覆するようにして配置されている。そして、スリーブ１９の外側には堰板６に着脱可能に固定された排出口側パッキンボックス１８が配置されている。排出口側パッキンボックス１８と回転軸３ａ（３ｂ）の間にスリーブを介在させることにより、回転軸３ａ（３ｂ）の回転を阻害しない範囲で被処理物が漏出する隙間ができるだけ狭くなるようにしている。そして、排出口側パッキンボックス１８とスリーブ１９との間には数巻（本実施形態では３巻）の排出口側グランドパッキン１７ｂ，１７ｂが配設されている。尚、スリーブ１９と排出口側パッキンボックス１８の最適クリアランスは被処理物によっては異なる場合があり、銅等の金属を含有し、且つ水分含有率が高く粒子の小さい（例えば、１〜１００μｍ）スラッジ状の被処理物の場合には３〜５ｍｍ程度である。排出口側パッキンボックス１８は、堰板６とは別体にされ、堰板６に着脱可能に固定されているので排出口側グランドパッキン１７ｂ，１７ｂの全巻の交換も容易に行うことができる。

被処理物が非常に細かい場合には上記のような出口側のシール構造であっても排出口側グランドパッキン１７ｂ，１７ｂを通り抜けてしまう場合がある。そのため、排出口側パッキンボックス１８とスリーブ１９との間に水を供給するための注水機構３０が設けられている。排出口側パッキンボックス１８とスリーブ１９との間を通って排出口側グランドパッキン１７ｂ側へ漏出してくる乾燥状態の被処理物に水分を含ませることにより被処理物をペースト状にして流動性を低下させることで、回転軸３ａ（３ｂ）と堰板６の隙間から排出シュート２ｈへの漏出を防止する。つまり、スリーブ１９と排出口側パッキンボックス１８との間にペースト状の被処理物を介在させることにより半乾燥状態又は乾燥状態の被処理物の漏出を防いでいる。尚、注水が少なすぎると排出口側パッキンボックス１８から半乾燥状態又は乾燥状態の被処理物が漏出するおそれがあるが、逆に、注水機構３０による注水が多すぎると水が図示しない排出シュート２ｈに流れ込んでしまい、排出シュート２ｈに落下してくる乾燥品が鋳付いて閉塞してしまうおそれがある。そのため、被処理物の漏出を防止すると共に乾燥品の鋳付きが生じないようにするためには注水機構３０による注水を１００〜５００（ｍＬ／分）とすることが好ましい。

［本発明に係る撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造の動作］
次に、上述した撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造の動作について説明する。本実施形態における被処理物の性状は、水分含量が３０〜７０質量％、銅品位が５〜５０質量％、嵩比重が１．２〜２．０、粒子径が１〜１００μｍのスラッジ状のものである。

初めに、回転軸３ａ，３ｂを介して加熱蒸気を撹拌翼４−１〜４−４５内に導入すると共に、加熱蒸気供給口２ｆ，２ｆを介してジャケット２内に加熱蒸気を導入し、さらに駆動機構５ａ，５ｂを駆動して撹拌翼４−１〜４−４５を所定速度（例えば、１５〜３０ｒｐｍ）で回転駆動させ、投入口２ａから被処理物をジャケット２内に投入する。このときの被処理物の投入速度は定格（例えば、３．０ｗｔ／ｈ）の１／３以下の投入速度で投入する。定格の１／３の速度より早い投入速度で投入すると、被処理物が撹拌翼４−１〜４−４５に鋳着いてしまい、撹拌翼４−１〜４−４５から離れなくなり、乾燥効率が著しく低下すると共に鋳付きの除去に手間がかかるからである。尚、ジャケット２内には、排ガス中に多量の水分が含まれるため、排ガス処理設備や排ガスダクトの結露防止のために蒸気圧０．５〜０．６ＭＰａの蒸気で熱交換された加熱蒸気を加熱蒸気供給口２ｆ，２ｆを介して導入することでジャケット２内部が露点温度以下とならないようにしている。また、スチームトレースによって少なくとも集塵装置内を８０℃以上に維持しているので集塵装置の濾布が結露によって濡れて圧損が急上昇して操業不可となるのを防止している。

ジャケット２内に投入された被処理物は、回転している撹拌翼４−１〜４−４５及び補助翼２０によって順次撹拌されながら後段へ移動し、その過程で乾燥処理が行われる。この過程では、乾燥中の被処理物の高さ位置が撹拌翼４−１〜４−４５の上部が隠れる高さとなるまで半乾燥を行う。この過程において、特に撹拌翼４−１〜４−１０及び撹拌翼４−２３〜４−３２の補助翼２０には大きな負荷がかかり、ボルト１３，１３にも強い力（剪断力）が加わるが、少なくとも投入口から１０枚目までの撹拌翼４−１〜４−１０及び撹拌翼４−２３〜４−３２の補助翼２０にはボルト１３，１３としてＳＵＳ３１６Ｌ：Ｍ１６を用いることでボルト１３，１３の破断が防止され、補助翼２０の脱落も発生することがない。半乾燥工程では被処理物の水分含量が２０質量％以上、３０質量％未満となるように被処理物の乾燥を行う。半乾燥を行うのは撹拌翼４−１〜４−４５への鋳付き防止及び駆動機構５ａ，５ｂの過負荷軽減のためである。このような半乾燥工程を継続することによりジャケット２内には半乾燥品が堆積し、最終的に撹拌翼４−１〜４−４５の上端が隠れるレベルに到達するまで半乾燥を行う。半乾燥工程において、上述したように、投入口２ａ側では投入口側グランドパッキン１７ａによって被処理物の漏出が防止され、排出口２ｂ側ではスリーブ１９と排出口側パッキンボックス１８との間の隙間が狭く、また、排出口側グランドパッキン１７ｂ及び注水機構３０による注水により被処理物の漏出が防止される。

半乾燥品が撹拌翼４−１〜４−４５が隠れる高さまでジャケット２内に貯えられたら、被処理物の投入速度を定格の投入速度（例えば、３．０ｗｔ／ｈ）の８０〜１００％の投入速度で定格操業に移行する。乾燥工程では、被処理物の水分含量が１５質量％以上、２０質量％未満となるように乾燥を行う。被処理物の水分含量が１５％未満となるような完全乾燥を行うと被処理物の粒度が細かいことから、乾燥品貯留鉱区やその後の運搬などの際に酷い発塵を生じることで作業環境の悪化を招いたり、設備寿命を著しく短くする等の不具合を招くおそれがある。そのため、水分含量が２０質量％以上、３０質量％未満の半乾燥品の状態で一旦ジャケット２内に保持し、その後、乾燥工程によって被処理物の水分含量が１５質量％以上、２０質量％未満となるように乾燥を行う。乾燥工程においても、上述したように、投入口２ａ側では投入口側グランドパッキン１７ａによって被処理物の漏出が防止され、排出口２ｂ側ではスリーブ１９と排出口側パッキンボックス１８との間の隙間が狭く、また、排出口側グランドパッキン１７ｂ及び注水機構３０による注水により被処理物の漏出が防止される。このような構造は被処理部の粒子径が小さい（例えば、１〜１００μｍ）場合に特に有効である。そして、乾燥工程において撹拌翼４−１〜４−４５の回転によって解砕されて乾燥された乾燥品は、堰板６の上端をオーバーフローして排出シュート２ｈへ落下し、さらに密閉式のフローコンベアによって所定の場所へ運ばれる。そして、操業の継続により投入口側グランドパッキン１７ａ，１７ａが摩耗した場合でも、投入口側パッキンボックス１５は鏡板１４と別体となっているため投入口側パッキンボックス１５を鏡板１４から取り外すことで全条の投入口側グランドパッキン１７ａを簡単に交換することができる。また、排出口側グランドパッキン１７ｂ，１７ｂが摩耗した場合でも排出口側パッキンボックス１８は堰板６と別体となっているため排出口側パッキンボックス１８を堰板６から取り外すことで全条の排出口側グランドパッキン１７ｂ，１７ｂを簡単に交換することができる。

以上のように、好ましい実施形態について説明したが、本発明に係る撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造は上記実施例に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々な変形が可能である。また、高水分率、高嵩比重であれば含銅スラッジ以外の被処理物にも幅広く適用可能である。

１ 撹拌翼付乾燥機
２ ジャケット
２ａ 投入口
２ｂ 加熱エア供給口
２ｃ ドレン
２ｄ 導管
２ｅ 排出口
２ｆ 加熱蒸気供給口
２ｇ 蒸気供給口
２ｈ 排出シュート
３ａ，３ｂ 回転軸
４−１〜４−４５ 撹拌翼
４ａ〜４ｄ 翼片
５ａ，５ｂ 駆動機構
５ａ−１ モーター
５ａ−２ 減速装置
５ａ−３ 伝達部材
６ 堰板
７ 支持部材
８ 切欠部
１２ 補助翼取付座
１３ ボルト
１４ 鏡板
１５ 投入口側パッキンボックス
１６ ボルト
１７ａ 投入口側グランドパッキン
１７ｂ 排出口側グランドパッキン
１８ 排出口側パッキンボックス
１９ スリーブ
２０ 補助翼
２０ａ 補助翼片
２２ スリーブ取付部
３０ 注水機構

Claims (6)

1. 互いに平行に配置された少なくとも２本の回転軸を互いに反対方向へ回転可能にジャケット内に配置し、前記回転軸には所定の間隔を有して撹拌翼をそれぞれ複数配置すると共に、一方側の回転軸に取り付けられた撹拌翼と他方側に取り付けられた撹拌翼が交互に位置するように配置され、前記ジャケット内及び前記撹拌翼内に加熱された熱媒体を供給することにより被処理物を加熱乾燥する撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造であって、
   投入口側の鏡板を貫通するように配置された前記回転軸の周囲に配置された１又は複数の投入口側グランドパッキンと、
   前記回転軸の周囲に取り付けられて前記投入口側グランドパッキンを保持する投入口側パッキンボックスと、
   を備え、
   前記投入口側パッキンボックスは前記鏡板と別体とされて、当該鏡板に着脱可能に固定されていることを特徴とする撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造。
2. 互いに平行に配置された少なくとも２本の回転軸を互いに反対方向へ回転可能にジャケット内に配置し、前記回転軸には所定の間隔を有して撹拌翼をそれぞれ複数配置すると共に、一方側の回転軸に取り付けられた撹拌翼と他方側に取り付けられた撹拌翼が交互に位置するように配置され、前記ジャケット内及び前記撹拌翼内に加熱された熱媒体を供給することにより被処理物を加熱乾燥する撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造であって、
   排出口側の堰板を貫通するように配置された前記回転軸の周囲に前記堰板と別体とされて、当該堰板に着脱可能に固定された排出口側パッキンボックスを配置すると共に、前記排出口側パッキンボックスと前記回転軸の間にスリーブを介在させることにより、前記被処理物が漏出する隙間を狭くしたことを特徴とする撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造。
3. 請求項２に記載の撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造において、
   前記排出口側パッキンボックスと前記スリーブとの間に１又は複数の排出口側グランドパッキンを配置したことを特徴とする撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造。
4. 請求項２又は３に記載の撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造において、
   前記堰板と前記排出口側グランドパッキンとの間の所定位置から前記排出口側パッキンボックス内へ注水を行う注水機構が設けられていることを特徴とする撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造。
5. 請求項４に記載の撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造において、
   前記注水機構による注水は、１００〜５００ｍＬ／分で行うことが可能とされていることを特徴とする撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造。
6. 請求項１から５の撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造において、
   粒子径が１〜１００μｍである前記被処理物の漏出を防止したことを特徴とする撹拌翼付乾燥機における回転軸のシール構造。

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