JP2020067187A - 乾燥装置、及び乾燥システム - Google Patents

Abstract

【課題】乾燥処理量の減少や、設備の大型化を招くことなく乾燥室内での被乾燥物の滞留時間を長くすることができて、乾燥能力を向上させることができる乾燥装置、及び乾燥システムを提供する。【解決手段】乾燥用空気が導入されるケーシング４１内で上下に段状に配設される複数のベルトコンベヤ４２を備える乾燥装置４であって、ベルトコンベヤ４２は、無端ベルト体５３の上部領域の外周面上に載置されて搬送されている木質チップＭを無端ベルト体５３の下部領域の内周面上へと落下させる上側被乾燥物落下手段９１と、上側被乾燥物落下手段９１によって落下された後に無端ベルト体５３における下部領域の内周面上に載置されて搬送されている木質チップＭを下方へと落下させる下側被乾燥物落下手段９２とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、木質チップ等のバイオマス燃料を搬送しながら乾燥用空気により乾燥する乾燥装置、及び乾燥システムに関する。

近年、重油等の化石燃料に代わる燃料として、植物等の有機物に由来するバイオマス燃料が注目されている。バイオマス燃料は、その生長過程で大気中のＣＯ_２を取り込んだ有機物であることから、これを燃焼させても大気中のＣＯ_２を増加させない「カーボンニュートラル」という特質を有している。

バイオマス燃料が例えば木質チップである場合、木質チップの有効熱量は、木質チップに含まれる水分に応じて増減する。通常、伐採直後の木質資源を木質チップに成形した場合、木質チップの水分率は５０％前後であり、有効熱量となる低位発熱量は８０００ｋＪ／ｋｇ程度である。これは木質資源が絶対量として有する高位発熱量約２００００ｋＪ／ｋｇに対して半分以下の熱量であり、木質チップのバイオマス燃料としての有効性と価値を大きく上げるためには、木質チップの水分率を低減して、木質チップを改質することが重要である。このような木質チップの改質は、燃料としての品質向上、すなわち単位質量当たりの熱量の増加となり、木質チップを燃料として消費する燃焼施設におけるボイラーやポンプ、送風機等の付属設備の負担を軽減することになり、設備コストの低減や、長寿命化に貢献することになる。

また、木質チップの水分量は、燃焼設備の炉内燃焼状況（温度や圧力）に影響を及ぼし、木質チップの水分量が高い水準で推移した場合、燃焼設備の安定運転を阻害することになる。日常環境下での木質チップは、５０％程度の水分率のため、燃焼設備において安定的に燃焼させるためには、燃料として使用する前に乾燥処理を行い、水分率を低減する必要がある。

従来、木質チップの乾燥処理として、発電タービンに供給される蒸気の一部を抽出し、抽出した蒸気を用いて木質チップを乾燥させるという方法や、ＦＩＴ（固定価格買取制度）発電において、電力単価評価が低い建築廃材等を燃料として用い、別途設けられたボイラーで蒸気を生成し、生成した蒸気を用いて木質チップを乾燥させるという方法がある。

また、斜め下向きに傾斜が付されたロータリキルンの回転ドラムの内部に木質チップを投入するとともに、例えば、燃料である木質チップの燃焼熱を回転ドラムに対し供給して、投入された木質チップを回転ドラムの回転動作によって撹拌しながら回転ドラムの傾斜に沿って下流側へと送ることにより木質チップを乾燥させる木質チップの乾燥処理方法もある。

さらに、木質チップ等のバイオマス燃料を乾燥するための種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１〜４を参照）。

特開２０１６−８０２１７号公報 特開２０１５−２０９４５２号公報 特許第６３５３１６４号公報 特開２０１６−５７０４７号公報

特許文献１には、排熱を吸収した熱媒体と大気から吸引した空気との間で熱交換を行い、熱交換によって加温された温風空気を貯留ホッパの下部から貯留ホッパ内に送給して貯留ホッパ内の木質燃料を乾燥させる木質燃料乾燥設備に関する技術が開示されている。

特許文献２には、吸水材と木質材料とを交互、且つ多段に積層し、木質材料を吸水材で覆うようにして、木質材料に含まれる水分を吸水材で吸収することにより、木質材料を一定の水分量にまで乾燥させるようにしたバイオマス燃料前処理システムに関する技術が開示されている。

特許文献３には、発電所の煙道ガス余熱を利用したバイオマス燃料の乾燥設備に関する技術が開示されている。この乾燥設備においては、乾燥室を形成するケーシング内に所要の横方向仕切板を上下方向に間隔をあけて配設することにより、高温区、中温区、及び低温区がそれぞれ区画形成されている。これら高温区、中温区、及び低温区のそれぞれには、ベルトコンベヤが配設されている。一方、発電所の煙道ガス余熱を利用して空気を段階的に加熱することにより、高温乾燥空気、中温乾燥空気、及び低温乾燥空気がそれぞれ生成される。そして、高温乾燥空気を前記高温区に、中温乾燥空気を前記中温区に、低温乾燥空気を前記低温区に、それぞれ供給しながら、高温区、中温区、及び低温区のそれぞれに配設されたベルトコンベヤにより、バイオマス燃料を高温区から中温区を経て低温区に順次に落下するように蛇形（Ｓ字形）に搬送することでバイオマス燃料を乾燥する。

特許文献４には、熱風が導入されるケーシング内に上下に段状に複数のベルトコンベヤを配設し、複数のベルトコンベヤにより木質チップを順次に下段側へと搬送しながら乾燥させるようにした多段式木質チップドライヤーに関する技術が開示されている。

しかしながら、上述した蒸気を用いて木質チップを乾燥させるようにしたものでは、発電量の低下、又は蒸気を別途生成するための燃料コスト増の問題点があることに加えて、木質チップに含まれる水分を蒸発させるために、木質チップに対して潜熱を含めたエネルギーを供給しなければならず、大量のエネルギーが必要となるため、乾燥効率が悪いという問題点がある。

また、ロータリキルンを用いて木質チップを乾燥するようにしたものでは、木質チップの搬送距離によって実質的に乾燥能力が決定されるため、乾燥能力を向上させるためには搬送距離を延ばす必要があり、回転ドラムとして全長が長いものを採用しなければならず、導入において幅広い敷地面積が必要になるという問題点がある。

また、特許文献１に係る木質燃料乾燥設備では、貯留ホッパ内に貯留される木質燃料の貯留量と貯留ホッパに対する温風空気の送給量とによって乾燥能力が決定されるため、乾燥能力の向上のためには大容量の貯留ホッパを採用しなければならず、設備の大型化を招くという問題点がある。

また、特許文献２に係るバイオマス燃料前処理システムでは、吸水材の吸水面積と積層段数とによって乾燥能力が決定されるため、乾燥能力の向上のためには吸水面積の大きい吸水材を用い、且つ積層段数を増やさなければならず、設備の大型化を招くという問題点がある。

ところで、特許文献３に係る発電所の煙道ガス余熱を利用したバイオマス燃料の乾燥設備においては、バイオマス燃料が乾燥室内に滞留する時間に比例してバイオマス燃料の含水率を低下させることができるので、乾燥能力を向上させるためには、バイオマス燃料の乾燥室内での滞留時間を可及的に長くする必要がある。バイオマス燃料の乾燥室内での滞留時間を延ばす手法としては、ベルトコンベヤの搬送速度を減少させる、又はベルトコンベヤの設置段数を増やして搬送距離を延ばすことが考えられる。しかしながら、前者のベルトコンベヤの搬送速度を減少させるという手法では、バイオマス燃料の乾燥処理量が減少して生産効率が悪くなるという問題点がある。また、後者のベルトコンベヤの設置段数を増やして搬送距離を延ばすという手法では、バイオマス燃料の乾燥処理量を減少させることなく乾燥室内での滞留時間を延ばすことができるものの、設備の大型化を招くという問題点がある。

また、特許文献４に係る多段式木質チップドライヤーにおいても、木質チップの含水率をより低下させようとすると、乾燥室を形成するケーシング内での木質チップの滞留時間を延ばす必要があり、ベルトコンベヤの搬送速度を減少させる、又はベルトコンベヤの設置段数を増やさなければならず、前記特許文献３に係る乾燥設備と同様に、生産効率の悪化、又は設備の大型化を招くという問題点がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、乾燥処理量の減少や、設備の大型化を招くことなく乾燥室内での被乾燥物の滞留時間を長くすることができて、乾燥能力を向上させることができる乾燥装置、及び乾燥システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明に係る乾燥装置の特徴構成は、
被乾燥物を乾燥させるための乾燥用空気が導入される乾燥室を形成するケーシングと、前記ケーシング内で上下に段状に配設されて被乾燥物を順次に下段側へと搬送する複数のベルトコンベヤとを備える乾燥装置であって、
前記ベルトコンベヤは、
水平方向に所定の軸間距離を有して配設される駆動輪及び従動輪と、
前記駆動輪及び従動輪に巻き掛け装着され、載置された被乾燥物を搬送する無端ベルト体と、
前記無端ベルト体における前記駆動輪及び従動輪に対し上側の上部領域の外周面上に載置されて搬送されている被乾燥物を、前記無端ベルト体における前記駆動輪及び従動輪に対し下側の下部領域の内周面上へと落下させる上側被乾燥物落下手段と、
前記上側被乾燥物落下手段によって落下された後に前記無端ベルト体における前記下部領域の内周面上に載置されて搬送されている被乾燥物を下方へと落下させる下側被乾燥物落下手段と、
を備えることにある。

本構成の乾燥装置によれば、ケーシング内で上下に段状に配設される複数のベルトコンベヤのそれぞれにおいて、無端ベルト体における上部領域の外周面と下部領域の内周面とによって被乾燥物が搬送されるので、無端ベルト体における上部領域の外周面のみで被乾燥物を搬送する従来のベルトコンベヤを用いる場合と比べて被乾燥物の搬送距離を理論上最大２倍程度にまで延長することができ、乾燥処理量の減少や、設備の大型化を招くことなく乾燥室内での被乾燥物の滞留時間を長くすることができて、乾燥能力を向上させることができる。なお、被乾燥物が搬送中に落下を繰り返し撹拌される回数も増えるため、被乾燥物の乾燥がより促進されるとともに、被乾燥物に含まれる水分を一定値以下にできるという効果がある。

本発明に係る乾燥装置において、
前記上側被乾燥物落下手段は、前記無端ベルト体における前記上部領域の搬送方向の終端近傍位置で被乾燥物を落下させ、
前記下側被乾燥物落下手段は、前記無端ベルト体における前記下部領域の搬送方向の終端近傍位置で被乾燥物を落下させることが好ましい。

本構成の乾燥装置によれば、無端ベルト体の上部領域の外周面上に載置されて搬送されている被乾燥物が、その上部領域の搬送方向の終端近傍位置において上側被乾燥物落下手段により落下され、この上側被乾燥物落下手段によって落下された後に無端ベルト体の下部領域の内周面上に載置されて搬送されている被乾燥物が、その下部領域の搬送方向の終端近傍位置において下側被乾燥物落下手段により下方へと落下されるので、ベルトコンベヤによる被乾燥物の搬送距離を最大限長くすることができ、これによって乾燥室内での被乾燥物の滞留時間を最大限に長くすることができて、乾燥能力を最大限に高めることができる。

本発明に係る乾燥装置において、
前記無端ベルト体は、被乾燥物が載置される複数の被乾燥物載置部材を有し、
前記被乾燥物載置部材は、搬送方向側端部を支点として上下方向に回動自在で前記無端ベルト体の周方向に並ぶように配設され、
前記被乾燥物載置部材に被乾燥物が載置されている状態を保ちつつ搬送方向に移動するように前記被乾燥物載置部材を案内し、且つ下側から支えるレール部材を備え、
前記上側被乾燥物落下手段及び下側被乾燥物落下手段は何れも、被乾燥物を落下させる位置において前記レール部材を設けないようにすることにより、被乾燥物を落下させる位置で前記被乾燥物載置部材が搬送方向側端部を支点として重力作用により下向きに回動するようにして、前記被乾燥物載置部材に載置されている被乾燥物を落下させる構成であることが好ましい。

本構成の乾燥装置によれば、被乾燥物を落下させる位置においてレール部材を設けないようにして、搬送方向側端部を支点として被乾燥物載置部材を重力作用により下向きに回動させて、被乾燥物載置部材に載置されている被乾燥物を落下させるように構成されているので、上側被乾燥物落下手段及び下側被乾燥物落下手段のそれぞれの機能を簡易な構成によって実現することができる。また、被乾燥物載置部材が回動することにより、被乾燥物載置部材への被乾燥物の固着が防止されるため、無端ベルト体と駆動輪及び従動輪との間に被乾燥物が挟まって目詰まりが生じることを防止できる。

本発明に係る乾燥装置において、
被乾燥物を落下させる位置で搬送方向側端部を支点として下向きに回動された前記被乾燥物載置部材を搬送方向への移動に伴う衝突により突き上げるようにする突上げ部材を備えることが好ましい。

本構成の乾燥装置によれば、被乾燥物を落下させる位置から搬送方向への移動に伴い被乾燥物載置部材が突上げ部材によって突き上げられるので、簡易な構成で被乾燥物載置部材を被乾燥物が載置可能な状態に復帰させることができる。また、突上げ部材が被乾燥物載置部材を突き上げる際の衝撃によって、被乾燥物載置部材に付着している細かな残留物を振り落とすことができる。

次に、上記課題を解決するための本発明に係る乾燥システムの特徴構成は、
上記に記載の乾燥装置を用いて被乾燥物を乾燥させる乾燥システムであって、
排熱を吸収した熱媒体と大気から吸引した空気との間での熱交換により前記乾燥用空気を生成する熱交換器を備えることにある。

本構成の乾燥システムによれば、例えば、バイオマス発電設備におけるボイラー等から排出される排ガスが持つ排熱を利用し、この排熱を吸収した熱媒体と大気から吸引した空気との間での熱交換により加温されて生成された乾燥用空気を用いて乾燥装置により被乾燥物が乾燥されるので、発電タービンに供給される蒸気の一部を用いて木質チップ（被乾燥物）を乾燥したり、建築廃材等を燃料として別途設けたボイラーにより発生させた蒸気を用いて木質チップ（被乾燥物）を乾燥したりするといった従来の乾燥システムと比べて、発電量を低下させたり、別途燃料を消費したりすることなく、被乾燥物を乾燥することができ、従来の乾燥システムと比べてランニングコストを低く抑えることができる。また、大気から生成した乾燥用空気を用いるとともに、乾燥室内での被乾燥物の滞留時間が長く乾燥能力が高められた乾燥装置を用いて被乾燥物を乾燥するようにされているので、水分率が高い被乾燥物でも効果的に乾燥することができる。

本発明に係る乾燥システムにおいて、
規定の大きさの被乾燥物を選別し、選別した被乾燥物を前記乾燥装置へと定量供給する被乾燥物供給装置を備えることが好ましい。

本構成の乾燥システムによれば、被乾燥物供給装置によって規定の大きさの被乾燥物が乾燥装置へと定量供給されるので、乾燥装置によって乾燥処理が施された被乾燥物の水分率のバラツキを抑えることができ、品質が安定した被乾燥物を得ることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る乾燥システムの全体概略構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る乾燥装置の縦断面図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る乾燥装置を構成するベルトコンベヤを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 図４は、図３のＡ−Ａ線断面図である。 図５は、図３のＢ部を一部破断して示す拡大図である。 図６は、図３のＣ−Ｃ線要部断面図である。 図７は、図４の要部拡大図を示し、（ａ）はＤ部拡大図、（ｂ）はＥ部拡大図である。

以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態及び実施例では、乾燥対象としてバイオマス燃料、特に、木質チップを例に挙げて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面、実施例に記載される構成に限定されることは意図しない。

図１には、本発明の一実施形態に係る乾燥システムの全体概略構成を示すブロック図が示されている。

＜全体構成＞
図１に示される乾燥システム１は、排熱から熱エネルギを回収し乾き度の高い乾燥用空気を生成する排熱エネルギ回収装置２と、規定の範囲のサイズの木質チップを選別し定量供給する木質チップ供給装置３と、排熱エネルギ回収装置２で生成した乾燥用空気を用いて、木質チップ供給装置３から定量供給される木質チップを乾燥する乾燥装置４とを備えて構成されている。

排熱エネルギ回収装置２の上流側には、燃焼ボイラー設備５が設けられている。燃焼ボイラー設備５は、木質チップを燃焼するように構成された燃焼炉１１と、燃焼炉１１の下流側に設けられるボイラー１２と、ボイラー１２の下流側に設けられるエコノマイザ１３と、エコノマイザ１３の下流側に設けられるマルチサイクロン１４と、マルチサイクロン１４の下流側に設けられるバグフィルタ１５と、バグフィルタ１５の下流側に設けられる誘引通風機１６及び煙突１７とを備え、燃焼炉１１で燃焼されるに伴い発生した排ガスが、誘引通風機１６の作動により、燃焼炉１１からボイラー１２及びエコノマイザ１３へと順に送られて熱回収され、熱回収された排ガスに含まれるダスト等がマルチサイクロン１４及びバグフィルタ１５で取り除かれ、ダスト等が取り除かれた排ガスが後述する熱交換器２１を経て煙突１７を介して排出される。なお、燃焼ボイラー設備５は、ボイラー１２に接続されたタービン（図示省略）を用いて発電機を駆動して発電するように構成されていてもよい。

＜排熱エネルギ回収装置＞
排熱エネルギ回収装置２は、バグフィルタ１５と誘引通風機１６との間の排ガス流れ管路の途中に配設される熱交換器２１を備えている。この排熱エネルギ回収装置２においては、誘引通風機１６の作動によって除塵後の排ガスが熱交換器２１に送り込まれるとともに、送風機２２によって大気から吸引した空気が熱交換器２１に送り込まれるように構成されており、排熱を吸収した熱媒体である排ガスと、大気から吸引した空気との間において熱交換器２１により熱交換が行われて乾燥用空気が生成されるようになっている。生成された乾燥用空気は、乾燥装置４における後述するケーシング４１内に導入される。また、熱交換器２１において熱交換に供された後の排ガスは、誘引通風機１６の作動によって煙突１７を介して排出される。

＜木質チップ供給装置＞
木質チップ供給装置３は、主として、木質チップ原料貯留部３１と、振動スクリーン３２と、木質チップの搬送高さを揃える木質チップ均し機構３３ａがコンベヤ３３ｂに付設されてなる定量調整機３３とを備えて構成されている。この木質チップ供給装置３においては、木質チップ原料貯留部３１に貯留されている規定サイズよりも大きいサイズの木質チップや小さいサイズの木質チップを含む木質チップ原料を、供給コンベヤ３４、スクリューコンベヤ３５及び連絡コンベヤ３６を介して振動スクリーン３２に送り込み、振動スクリーン３２によって篩い分けられた規定の範囲のサイズの木質チップを、フライトコンベヤ３７を介して定量調整機３３に送り、定量調整機３３によって規定の範囲のサイズの木質チップを一定量ずつ乾燥装置４における後述するケーシング４１内へと供給することができるようになっている。こうして、規定の大きさの木質チップが乾燥装置４へと定量供給されるので、乾燥装置４によって乾燥処理が施された木質チップの水分率のバラツキを抑えることができ、品質が安定した木質チップを得ることができる。

＜乾燥装置＞
乾燥装置４は、主として、乾燥室を形成する外観視直方体形状のケーシング４１と、ケーシング４１内で上下に段状に配設される複数（本例では４基）のベルトコンベヤ４２とを備えて構成されている。

＜ケーシング＞
ケーシング４１の一側面部には、乾燥用空気を導入するための所要の乾燥用空気導入口４３が設けられ、排熱エネルギ回収装置２によって生成された乾燥用空気が、乾燥用空気導入口４３を通してケーシング４１の内部に送り込まれるようになっている。ケーシング４１の上部には、乾燥用空気を排出するための複数の乾燥用空気排出口４４が設けられ、乾燥用空気導入口４３を通してケーシング４１の内部に送り込まれた乾燥用空気が、木質チップの乾燥のために使用された後に、乾燥用空気排出口４４を通してケーシング４１の外部に排出されるようになっている。なお、乾燥用空気排出口４４を通してケーシング４１の外部に排出された乾燥用空気は、誘引通風機４５の作動より、集塵装置４６に導入されて除塵された後に排気される。さらに、ケーシング４１の上部には、定量調整機３３によって一定量ずつ送り出される規定の範囲のサイズの木質チップが投入される木質チップ投入口４７が設けられている。ここで、複数の乾燥用空気排出口４４及び木質チップ投入口４７は、ケーシング４１の上部の一端縁から他端縁に向かう方向に順に一列に並ぶように配置されている。

乾燥装置４においては、木質チップ投入口４７を通してケーシング４１内に投入された木質チップを、ケーシング４１内に配設された４基のベルトコンベヤ４２により順次に下段側へと落下するように蛇形（Ｓ字形）に搬送しながら、乾燥用空気導入口４３を通してケーシング４１内に導入された乾燥用空気を用いて乾燥するようにされている。このようにして乾燥された木質チップは、最下段のベルトコンベヤ４２の下方に配設される所要の排出コンベヤ４８，４９により、予め定められた製品置場へと搬送される。

図２には、本発明の一実施形態に係る乾燥装置の縦断面図が示されている。また、図３には、本発明の一実施形態に係る乾燥装置を構成するベルトコンベヤを示す図で、平面図（ａ）及び正面図（ｂ）がそれぞれ示されている。

＜ベルトコンベヤ＞
図２に示されるように、ケーシング４１内で上下に段状に配設される４基のベルトコンベヤ４２は、基本的に同一構造である。各ベルトコンベヤ４２は、主として、一対の駆動スプロケット５１（片側のみ図示）、一対の従動スプロケット５２（片側のみ図示）、及び無端ベルト体５３を備えて構成されている。なお、駆動スプロケット５１が本発明の「駆動輪」に相当し、従動スプロケット５２が本発明の「従動輪」に相当する。

＜駆動スプロケット＞
一対の駆動スプロケット５１は、ケーシング４１の長さ方向の一側においてケーシング４１の幅方向に所定間隔を有して対向配置され、互いの回転中心部同士が駆動シャフト５５によって連結されている。駆動シャフト５５は、ケーシング４１を構成する幅方向の両側壁部に軸受部材（図示省略）を介して回転自在に支持されている。駆動シャフト５５には、電動モータ（図示省略）からの回転動力が動力伝達機構（図示省略）を介して伝達されるようになっており、電動モータの作動によって駆動スプロケット５１が回転駆動される。

＜従動スプロケット＞
一対の従動スプロケット５２は、ケーシング４１の長さ方向の他側においてケーシング４１の幅方向に所定間隔を有して対向配置され、互いの回転中心部同士が従動シャフト５６によって連結されている。従動シャフト５６は、ケーシング４１を構成する幅方向の両側壁部に軸受部材（軸受部材）を介して回転自在に支持されている。

駆動スプロケット５１と従動スプロケット５２とにおいては、水平方向における軸間距離が所定値に設定される一方で、鉛直方向の軸間距離が０に設定されており、ベルトコンベヤ４２の全体が水平状態で配置されている。なお、駆動スプロケット５１と従動スプロケット５２との鉛直方向の軸間距離を０よりも大きい所定値に設定して、ベルトコンベヤ４２を傾斜配置する態様もある。

＜無端ベルト体＞
図３（ａ）に示されるように、無端ベルト体５３は、主として、第一無端ローラチェーン６１、第二無端ローラチェーン６２及び複数のバタフライプレート６３により構成されている。なお、バタフライプレート６３が本発明の「被乾燥物載置部材」に相当する。

［無端ローラチェーン］
第一無端ローラチェーン６１は、一対の駆動スプロケット５１のうちの一方の駆動スプロケット５１と、一対の従動スプロケット５２のうちの一方の従動スプロケット５２とに巻き掛け装着されるものであり、第二無端ローラチェーン６２は、他方の駆動スプロケット５１と他方の従動スプロケット５２とに巻き掛け装着されるものである。

第一無端ローラチェーン６１と第二無端ローラチェーン６２とは基本的に同一構造のものであり、何れの無端ローラチェーン６１，６２も、複数の内リンク部材６５と複数の外リンク部材６６とを交互に回動自在に連結し無端環状に形成してなるものであり、内リンク部材６５と外リンク部材６６との連結部に回転自在に装着された大径ローラ６７がスプロケット５１，５２の歯に噛み合うように構成されている。大径ローラ６７は、スプロケット５１，５２の歯の形状に倣って回転することで動力を伝達しつつスプロケット５１，５２の歯との接触摩擦を軽減するとともに、後述する上側チェーンレールガイド６８及び下側チェーンレールガイド６９上で転動しながら、内リンク部材６５及び外リンク部材６６がそれらチェーンレールガイド６８，６９に接触しないように支持してチェーンレールガイド６８，６９に沿って無端ローラチェーン６１，６２をスムーズに移動させる役目をする。

図３（ｂ）に示されるように、駆動スプロケット５１と従動スプロケット５２との間には、上側チェーンレールガイド６８及び下側チェーンレールガイド６９がそれぞれ配設されている。上側チェーンレールガイド６８は、無端ローラチェーン６１，６２における駆動スプロケット５１及び従動スプロケット５２に対し上側領域部分を支え、下側チェーンレールガイド６９は、無端ローラチェーン６１，６２における駆動スプロケット５１及び従動スプロケット５２に対し下側領域部分を支える役目をする。各チェーンレールガイド６８，６９は、駆動スプロケット５１と従動スプロケット５２との間で無端ローラチェーン６１，６２の進む方向を定め、無端ローラチェーン６１，６２の移動を案内する。

［バタフライプレート］
図３（ａ）に示されるように、第一無端ローラチェーン６１と第二無端ローラチェーン６２との間には、複数のバタフライプレート６３が、無端ローラチェーン６１，６２の全周に亘って周方向に一列に並ぶように配設されている。

図５に示されるように、バタフライプレート６３は、無端ローラチェーン６１，６２の周方向に所定間隔を有して配設される第一横棒７１及び第二横棒７２を備えている。第一横棒７１及び第二横棒７２における端部同士、及び一端と他端との間の部分は、当該横棒７１，７２の長手方向に等間隔で配設される複数（本例では５枚）の連結板７３によって連結されている。第一横棒７１、第二横棒７２及び対向する一対の連結板７３の間には、乾燥対象である木質チップを載置することができる所定開口率のパンチングメタル（多孔板）７４が組み込まれている。

第一横棒７１及び第二横棒７２のうち、ベルトコンベヤ４２の搬送方向側に配設される第一横棒７１の一端部は、軸受部材７５を介して第一無端ローラチェーン６１における内リンク部材６５に回動自在に支持され、第一横棒７１の他端部は、軸受部材７５を介して第二無端ローラチェーン６２における内リンク部材６５に回動自在に支持されている。一方、第二横棒７２は、第一無端ローラチェーン６１及び第二無端ローラチェーン６２に直接的に支持されておらず、無端ローラチェーン６１，６２に対し自由に動くことができるようにされている。これにより、バタフライプレート６３は、第一横棒７１を支点として上下方向に回動自在となっている。

図４に示されるように、駆動スプロケット５１及び従動スプロケット５２に対し上側に位置する複数のバタフライプレート６３の下方には、これらバタフライプレート６３に木質チップが載置されている状態を保ちつつ搬送方向に移動するようにそれらバタフライプレート６３を案内し、且つ下側から支えるレール部材８１，８２が配設されている。また、駆動スプロケット５１及び従動スプロケット５２に対し下側に位置する複数のバタフライプレート６３の下方には、これらバタフライプレート６３に木質チップが載置されている状態を保ちつつ搬送方向に移動するようにそれらバタフライプレート６３を案内し、且つ下側から支えるレール部材８３，８４が配設されている。

図５に示されるように、レール部材８１は、第一横棒７１及び第二横棒７２のそれぞれの一端部と他端部との間の部分に配設される３枚の連結板７３にそれぞれ対応するように配置されている（レール部材８２，８３，８４についても同様）。図６に示されるように、レール部材８１は、ケーシング４１の長さ方向に適宜間隔をあけてケーシング４１の幅方向の両側壁部の適所に架設される複数のビーム部材８５上に敷設されている（レール部材８２，８３，８４についても同様）。なお、バタフライプレート６３は、搬送方向への移動の際に、連結板７３がレール部材８１〜８４上で摺動することにより、木質チップを載置している状態を保ちつつ搬送方向への移動が案内されるので、レール部材８１〜８４上でバタフライプレート６３をスムーズに移動させるために、レール部材８１〜８４の少なくとも上部部分を、金属や樹脂、複合材料等からなる摺動材で構成し、必要に応じて潤滑油を適宜に塗布しておくのがよい。

図４に示されるように、ベルトコンベヤ４２は、上側被乾燥物落下手段９１と、下側被乾燥物落下手段９２とを備えている。

＜上側被乾燥物落下手段＞
図７（ａ）に示されるように、上側被乾燥物落下手段９１は、駆動スプロケット５１及び従動スプロケット５２（図４参照）に対し上側に位置するバタフライプレート６３のパンチングメタル７４の上面に載置されて搬送されている木質チップＭを、駆動スプロケット５１及び従動スプロケット５２（図４参照）に対し下側に位置するバタフライプレート６３のパンチングメタル７４の上面へと落下させる役目をする。本実施形態において、上側被乾燥物落下手段９１は、木質チップＭを落下させようとする位置において、当該落下位置を挟むように搬送方向の前後にレール部材８２とレール部材８１とをバタフライプレート６３が入り込むような隙間を存して配設することにより、言い換えれば木質チップＭを落下させようとする位置においてレール部材８１，８２を設けないようにすることにより、木質チップＭを落下させようとする位置でバタフライプレート６３が、軸受部材７５によって支持される第一横棒７１を支点として重力作用により下向きに回動するようにして、パンチングメタル７４に載置されている木質チップＭを落下させるように構成されている。ここで、上側被乾燥物落下手段９１において、木質チップＭを落下させる位置は、無端ベルト体５３における駆動スプロケット５１及び従動スプロケット５２に対し上側の上部領域（以下、「無端ベルト体５３の上部領域」と略称する。）の搬送方向の終端近傍に設定されている。

＜下側被乾燥物落下手段＞
図７（ｂ）に示されるように、下側被乾燥物落下手段９２は、駆動スプロケット５１及び従動スプロケット５２（図４参照）に対し下側に位置するバタフライプレート６３のパンチングメタル７４の上面に載置されて搬送されている木質チップＭを、下方へと落下させる役目をする。本実施形態において、下側被乾燥物落下手段９２は、上側被乾燥物落下手段９１と同様に、木質チップＭを落下させようとする位置において、当該落下位置を挟むように搬送方向の前後にレール部材８４とレール部材８３とをバタフライプレート６３が入り込むような隙間を存して配設することにより、言い換えれば木質チップＭを落下させようとする位置においてレール部材８３，８４を設けないようにすることにより、木質チップＭを落下させようとする位置でバタフライプレート６３が、軸受部材７５によって支持される第一横棒７１を支点として重力作用により下向きに回動するようにして、パンチングメタル７４に載置されている木質チップＭを落下させるように構成されている。ここで、下側被乾燥物落下手段９２において、木質チップＭを落下させる位置は、無端ベルト体５３における駆動スプロケット５１及び従動スプロケット５２に対し下側の下部領域（以下、「無端ベルト体５３の下部領域」と略称する。）の搬送方向の終端近傍に設定されている。

＜突上げ部材＞
図７（ａ）に示されるように、無端ベルト体５３の上部領域の搬送方向終端近傍に設定された木質チップ落下位置の搬送方向側には、第一横棒７１を支点として下向きに回動されたバタフライプレート６３を搬送方向への移動に伴う連結板７３との衝突により突き上げるようにする突上げ部材９５がレール部材８２と一体構成で配設されている。また、図７（ｂ）に示されるように、無端ベルト体５３の下部領域の搬送方向終端近傍に設定された木質チップ落下位置の搬送方向側には、第一横棒７１を支点として下向きに回動されたバタフライプレート６３を搬送方向への移動に伴う連結板７３との衝突により突き上げるようにする突上げ部材９６がレール部材８４と一体構成で配設されている。

＜反転部材＞
図４に示されるように、バタフライプレート６３がレール部材８２を搬送方向側に越えた後に、バタフライプレート６３の搬送方向反対側端部が重力作用により鉛直下方に向けて引っ張られた状態で、バタフライプレート６３の搬送方向側端部が無端ローラチェーン６１，６２に枢支された状態で駆動スプロケット５１の外周部に沿って移動する際に、駆動シャフト５５は、バタフライプレート６３の搬送方向反対側端部に当接して、バタフライプレート６３を反転させる反転部材９７として機能する。なお、駆動スプロケット５１の回転方向が本例とは逆向きで、第一横棒７１と第二横棒７２との配置も逆である場合、バタフライプレート６３がレール部材８１を搬送方向側に越えた後に、バタフライプレート６３の搬送方向反対側端部が重力作用により鉛直下方に向けて引っ張られた状態で、バタフライプレート６３の搬送方向側端部が無端ローラチェーン６１，６２に枢支された状態で従動スプロケット５２の外周部に沿って移動する際に、従動シャフト５６がバタフライプレート６３の搬送方向反対側端部に当接することになり、この場合、従動シャフト５６がバタフライプレート６３を反転させる反転部材９８として機能する。

＜作動説明＞
以上に述べたように構成される乾燥システム１の作動について説明する。

図１に示されるように、本実施形態の乾燥システム１においては、燃焼ボイラー設備５からのダスト等が取り除かれた排ガスと、送風機２２によって大気から吸引した空気との間において熱交換器２１により熱交換が行われて約１２０℃程度の乾燥用空気（熱風）が生成される。生成された乾燥用空気は、乾燥装置４におけるケーシング４１内に乾燥用空気導入口４３を介して導入される。一方、木質チップ供給装置３の定量調整機３３から規定の範囲のサイズの木質チップが一定量ずつ乾燥装置４におけるケーシング４１内に木質チップ投入口４７を介して供給される。

図２に示されるように、木質チップ投入口４７を介してケーシング４１内に供給された木質チップＭは、最上段（第四段目）に位置するコンベヤ４２上に落下され、無端ベルト体５３における駆動スプロケット５１及び従動スプロケット５２に対し上側の上部領域のバタフライプレート６３上に載置される。このバタフライプレート６３上に載置された木質チップＭは、駆動スプロケット５１の図２中矢印方向の回転により、従動スプロケット５２から駆動スプロケット５１に向かう方向に搬送される。

図７（ａ）に示されるように、木質チップＭが載置されているバタフライプレート６３がレール部材８１とレール部材８２との間に位置すると、レール部材８１，８２によって支持されなくなって自由に回動できる状態になるため、バタフライプレート６３が第一横棒７１を支点として重力作用により下向きに回動する。これにより、バタフライプレート６３のパンチングメタル７４に載置されている木質チップＭが落下され、無端ベルト体５３における駆動スプロケット５１及び従動スプロケット５２に対し下側の下部領域のバタフライプレート６３上に載置される。このバタフライプレート６３上に載置された木質チップＭは、図２に示されるように、駆動スプロケット５１から従動スプロケット５２に向かう方向に搬送される。なお、レール部材８１とレール部材８２との間で重力作用により下向きに回動して垂れ下がったバタフライプレート６３は、当該バタフライプレート６３の搬送方向への移動に伴い、突上げ部材９５（レール部材８２）と衝突して突き上げられ、木質チップＭが載置可能な状態に復帰される。

図４に示されるように、バタフライプレート６３がレール部材８２を搬送方向側に越えた後に、バタフライプレート６３の搬送方向反対側端部が重力作用により鉛直下方に向けて引っ張られた状態で、バタフライプレート６３の搬送方向側端部が無端ローラチェーン６１，６２に枢支された状態で駆動スプロケット５１の外周部に沿って移動する際に、バタフライプレート６３の搬送方向反対側端部が駆動シャフト５５（反転部材９７）に当接する。これにより、バタフライプレート６３が反転され、パンチングメタル７４上に残留している木質チップＭが払い落とされる。

図７（ｂ）に示されるように、木質チップＭが載置されているバタフライプレート６３がレール部材８３とレール部材８４との間に位置すると、レール部材８３，８４によって支持されなくなって自由に回動できる状態になるため、バタフライプレート６３が第一横棒７１を支点として重力作用により下向きに回動する。これにより、バタフライプレート６３のパンチングメタル７４に載置されている木質チップＭが落下され、第三段目に位置するベルトコンベヤ４２上に落下される。

以下、同様にして、図２に示されるように、第三段目、第二段目及び第一段目のベルトコンベヤに４２より木質チップＭが順次に下段側へと搬送される。こうして、４基のベルトコンベヤ４２によって順次に下段側へと搬送される木質チップＭは、ケーシング４１内に導入される乾燥用空気によって乾燥される。このようにして乾燥された木質チップＭは、ケーシング４１の下部に設けられた木質チップ排出口９９を介してケーシング４１の外部へと排出され、図１に示されるように、最下段のベルトコンベヤ４２の下方に配設される所要の排出コンベヤ４８，４９により、予め定められた製品置場へと搬送される。

上記のように、ケーシング４１内で上下に段状に配設される４基のベルトコンベヤ４２のそれぞれにおいて、無端ベルト体５３における上部領域の外周面と下部領域の内周面とによって木質チップＭが搬送されるので、無端ベルト体５３における上部領域の外周面のみで木質チップＭを搬送していた従来のベルトコンベヤを用いる場合と比べて木質チップＭの搬送距離を理論上最大２倍程度にまで延長することができ、乾燥処理量の減少や、設備の大型化を招くことなく乾燥室内での木質チップＭの滞留時間を長くすることができて、乾燥能力を向上させることができる。また、木質チップＭが搬送中に落下を繰り返し撹拌される回数も増えるため、木質チップＭの乾燥がより促進されるとともに、被乾燥物に含まれる水分が均一化されるという効果がある。

また、乾燥システム１においては、燃焼ボイラー設備５から排出される排ガスが持つ排熱を利用し、この排熱を吸収した熱媒体と大気から吸引した空気との間での熱交換により加温されて生成された乾燥用空気を用いて乾燥装置４により木質チップＭが乾燥されるので、発電タービンに供給される蒸気の一部を用いて木質チップ（被乾燥物）を乾燥したり、建築廃材等を燃料として別途設けたボイラーにより発生させた蒸気を用いて木質チップ（被乾燥物）を乾燥したりするといった従来の乾燥システムと比べて、発電量を低下させたり、別途燃料を消費したりすることなく、木質チップＭを乾燥することができ、従来の乾燥システムと比べてランニングコストを低く抑えることができる。また、大気を加温した乾燥用空気を用いるとともに、ケーシング４１内での木質チップＭの滞留時間が長く乾燥能力が高められた乾燥装置４を用いて木質チップＭを乾燥するようにされているので、水分率が高い木質チップＭでも効果的に乾燥することができる。

次に、本発明の乾燥装置、及び乾燥システムの実施例について説明する。

＜実施例＞
乾燥システム１の運転時間が４６．５ｈで、乾燥装置４での滞留時間を５０分として、木質チップを乾燥させた。このときの木質チップの水分率の変化を表１に示す。

表１に示される結果から、本発明に係る乾燥装置４、及び乾燥システム１は、高い水分率（５０重量％以上）の木質チップでも低い水分率（２５重量％程度）にまで乾燥することができ、乾燥効率が高いことが分かる。

本発明の乾燥装置、及び乾燥システムは、乾燥処理量の減少や、設備の大型化を招くことなく乾燥室内での被乾燥物の滞留時間を長くすることができて、乾燥能力を向上させることができるという特性を有することから、木質チップ等のバイオマス燃料を乾燥する用途において利用可能である。

１ 乾燥システム
２ 排熱エネルギ回収装置
３ 木質チップ供給装置（被乾燥物供給装置）
４ 乾燥装置
５ 燃焼ボイラー設備
２１ 熱交換器
４１ ケーシング
４２ ベルトコンベヤ
５１ 駆動スプロケット（駆動輪）
５２ 従動スプロケット（従動輪）
５３ 無端ベルト体
６３ バタフライプレート（被乾燥物載置部材）
８１〜８４ レール部材
９１ 上側被乾燥物落下手段
９２ 下側被乾燥物落下手段
９５ 突上げ部材
９７，９８ 反転部材

Claims (6)

1. 被乾燥物を乾燥させるための乾燥用空気が導入される乾燥室を形成するケーシングと、前記ケーシング内で上下に段状に配設されて被乾燥物を順次に下段側へと搬送する複数のベルトコンベヤとを備える乾燥装置であって、
   前記ベルトコンベヤは、
   水平方向に所定の軸間距離を有して配設される駆動輪及び従動輪と、
   前記駆動輪及び従動輪に巻き掛け装着され、載置された被乾燥物を搬送する無端ベルト体と、
   前記無端ベルト体における前記駆動輪及び従動輪に対し上側の上部領域の外周面上に載置されて搬送されている被乾燥物を、前記無端ベルト体における前記駆動輪及び従動輪に対し下側の下部領域の内周面上へと落下させる上側被乾燥物落下手段と、
   前記上側被乾燥物落下手段によって落下された後に前記無端ベルト体における前記下部領域の内周面上に載置されて搬送されている被乾燥物を下方へと落下させる下側被乾燥物落下手段と、
   を備える乾燥装置。
2. 前記上側被乾燥物落下手段は、前記無端ベルト体における前記上部領域の搬送方向の終端近傍位置で被乾燥物を落下させ、
   前記下側被乾燥物落下手段は、前記無端ベルト体における前記下部領域の搬送方向の終端近傍位置で被乾燥物を落下させる請求項１に記載の乾燥装置。
3. 前記無端ベルト体は、被乾燥物が載置される複数の被乾燥物載置部材を有し、
   前記被乾燥物載置部材は、搬送方向側端部を支点として上下方向に回動自在で前記無端ベルト体の周方向に並ぶように配設され、
   前記被乾燥物載置部材に被乾燥物が載置されている状態を保ちつつ搬送方向に移動するように前記被乾燥物載置部材を案内し、且つ下側から支えるレール部材を備え、
   前記上側被乾燥物落下手段及び下側被乾燥物落下手段は何れも、被乾燥物を落下させる位置において前記レール部材を設けないようにすることにより、被乾燥物を落下させる位置で前記被乾燥物載置部材が搬送方向側端部を支点として重力作用により下向きに回動するようにして、前記被乾燥物載置部材に載置されている被乾燥物を落下させる構成である請求項１又は２に記載の乾燥装置。
4. 被乾燥物を落下させる位置で搬送方向側端部を支点として下向きに回動された前記被乾燥物載置部材を搬送方向への移動に伴う衝突により突き上げるようにする突上げ部材を備える請求項３に記載の乾燥装置。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の乾燥装置を用いて被乾燥物を乾燥させる乾燥システムであって、
   排熱を吸収した熱媒体と大気から吸引した空気との間での熱交換により前記乾燥用空気を生成する熱交換器を備える乾燥システム。
6. 規定の大きさの被乾燥物を選別し、選別した被乾燥物を前記乾燥装置へと定量供給する被乾燥物供給装置を備える請求項５に記載の乾燥システム。

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