JP2021032442A - 撹拌乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異物を除去し、乾燥処理を的確に行い得る撹拌乾燥装置を提供する。【解決手段】内部に被乾燥物の撹拌室８を有する乾燥機缶体３と、前記撹拌室８内に回転自在に支持された外面に複数のパドル４を有するパドル軸５と、該パドル軸５を回転駆動するパドル軸駆動機構６と、前記撹拌室８内の被乾燥物を加熱する加熱機構８０とを備え、前記撹拌室８内に投入された被乾燥物を、前記パドル軸５を回転させて前記複数のパドル４により撹拌しつつ該パドル軸５の延在する一方向に移動させ、かつ前記加熱機構８０により乾燥させるようにした、撹拌乾燥装置１であって、前記乾燥機缶体３は、前記撹拌室８の底部に上面が該撹拌室８内に開放された異物排出溝２５を備え、該異物排出溝２５内に異物搬送機構２４が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、撹拌乾燥装置に関する。

粘土、生ゴミ、あるいは、林業における廃材等、水分を多く含むものを原料として利用する場合は、原料を乾燥するために粉砕した原料を撹拌しつつ乾燥する撹拌乾燥装置が利用されている。

特許文献１には、撹拌室内に粘土などの原料を撹拌するための２本のパドル軸を備えた乾燥装置が開示されている。この文献では、一方のパドル軸に備えられるパドルの取り付け角度をもう一方のパドルの取り付け角度と異なるように構成することによって、それぞれのパドル軸の回転に伴う原料の搬送速度を異ならせ、原料の粘土の造粒径が大きくならないように、原料に対してせん断力を生じさせている。

特許文献２には、二重の筒体で構成される乾燥装置が開示されている。この文献では、外側の円筒である外筒体の内部に、同軸に設けられる内側の円筒である内筒体を備え、外筒体の内面と内筒体の外面で区画された空間が撹拌室として構成される。内筒体の外面には撹拌羽根とリボンが設けられ内筒体が回転することによって、原料が撹拌、搬送される。外筒体と内筒体はジャケット構造を備えており、これらのジャケットに温水を流通させ原料を加熱乾燥させている。

特許文献３には、外面にスクリューブレードが設けられ、回転可能に保持された２本の中空軸を備えた乾燥装置が開示されている。この文献では、これらの中空軸を回転させることによって原料を撹拌、搬送する。中空軸には複数の孔が設けられ、高温の燃焼ガスを中空軸の内部に供給し、中空軸に設けられた複数の孔を通して高温の燃焼ガスを被乾燥物に噴射することが記載されている。

特開２００７−２５５８０７号公報 特開２００４−１０８７２８号公報 特開２００３−２８７３７１号公報

上述した特許文献１〜３の乾燥装置では、パドル（スクリューブレード、撹拌羽根）の回転に支障が生じないよう、パドルと撹拌室内壁の間に隙間が設けられており、この隙間に微細な粒子径の原料（被乾燥物）が堆積し、残存してしまうという問題があった。
また、原料に混入している砂利等異物が分別されず処理原料に混入したまま排出されてしまうという問題があった。
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、異物を除去し、乾燥処理を的確に行い得る撹拌乾燥装置を提供することである。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の撹拌乾燥装置は、内部に被乾燥物の撹拌室を有する乾燥機缶体と、前記撹拌室内に回転自在に支持された外面に複数のパドルを有するパドル軸と、該パドル軸を回転駆動するパドル軸駆動機構と、前記撹拌室内の被乾燥物を加熱する加熱機構とを備え、前記撹拌室内に投入された被乾燥物を、前記パドル軸を回転させて前記複数のパドルにより撹拌しつつ該パドル軸の延在する一方向に移動させ、かつ前記加熱機構により乾燥させるようにした、撹拌乾燥装置であって、前記乾燥機缶体は、前記撹拌室の底部に上面が該撹拌室内に開放された異物排出溝を備え、該異物排出溝内に異物搬送機構が設けられている。
このような発明によれば、原料に混入した異物を異物排出溝に導いて異物搬送機構により除去することができる。また、異物排出溝及び異物搬送機構が撹拌室の底部に設けられているので、撹拌室の底部に被乾燥物が堆積残存することを防止でき、乾燥処理を的確に行うことができる。

本発明の一態様においては、前記複数のパドルを有するパドル軸は、互いに平行に位置するように一対設けられ、前記異物排出溝及び異物搬送機構は、平面視して前記一対のパドル軸間の中央に、これらパドル軸と平行に位置するように設けられている。
このような構成によれば、異物等を異物排出溝に効率よく導くことができ、異物等を異物搬送機構により的確に除去することができる。

本発明の一態様においては、前記異物搬送機構は、前記異物排出溝内に回転自在に支持された異物搬送スクリューと、該異物搬送スクリューを回転駆動するスクリュー駆動機構を備えている。
このような構成によれば、異物等を効率よく除去することができる。

本発明の一態様においては、前記加熱機構は、前記乾燥機缶体の前記撹拌室を形成する外殻体がジャケット構造とされると共に、該ジャケット構造に温水を供給する温水供給機構が設けられ、前記パドル軸が中空構造に形成されると共に該パドル軸にその内部を前記撹拌室内に連通させる複数の孔が形成され、該パドル軸内に熱風を供給する熱風供給機構が設けられた構成である。
このような構成によれば、被乾燥物を効率よく乾燥させることができる。

本発明の一態様においては、前記乾燥機缶体は、前記撹拌室内における被乾燥物の移動方向終端に堰板を備え、該堰板は、被乾燥物の前記撹拌室外に設けられた排出部への溢出量を調節可能とするようその上端位置が上下位置調節可能に支持されている。
このような構成によれば、被乾燥物の排出量を制御することにより、撹拌室内における被乾燥物の滞留時間を調節でき、被乾燥物の水分量に応じて乾燥処理を的確に行うことができる。

本発明によれば、異物を除去し、乾燥処理を十分に行い得る撹拌乾燥装置を提供することができる。

本発明の一実施形態として示した撹拌乾燥装置の側断面図である。 図１のＡ−Ａ線視拡大断面図である。 図１のＢ−Ｂ線視拡大断面図である。 図３のＣ−Ｃ線視拡大図である。

（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
ここで説明する撹拌乾燥装置は、特に様々な形状で砂利等の異物を含んだバークや枝葉などのバイオマス発電用原料を安定かつ連続的に廃熱を有効利用し、乾燥処理する場合に適用して好適な装置である。

図１、図２に示すように撹拌乾燥装置１は、基台２設けられた乾燥機缶体３と、乾燥機缶体３内に回転自在に支持されたそれぞれ複数のパドル４、４・・を有する一対のパドル軸５、５と、パドル軸５、５を回転駆動するパドル軸駆動機構６と、乾燥機缶体３の上方に設けられた集塵機７とを備えている。

乾燥機缶体３は、内部が水平方向に延在する撹拌室８とされた外殻体９と、外殻体９の一端部９１の上面に設けられた被乾燥物供給部１０と、外殻体９の他端部９２に設けられた乾燥を完了した処理物の排出部１１とを備えている。

外殻部９は、図２に示すように左右の側壁部９ａ、９ａと、これら側壁部９ａ、９ａの下端部間に連接された底壁部９ｂと、側壁部９ａ、９ａ間の開口部を閉塞する天板部９ｃとを備えている。

外殻体９の側壁部９ａ、９ａは、底壁部９ｂに至る下半部が前記パドル４、４・・の回転軌跡に沿うように湾曲形状とされている。
側壁部９ａ、９ａと底壁部９ｂの一部はジャケット構造１２とされており、内壁１３と外壁１４との間に空間１５が形成され、空間１５内に後述するように温水が供給されるようになっている。

この外殻体９内には撹拌室８が形成されており、撹拌室８内には、それぞれ複数のパドル４、４・・を有する一対のパドル軸５、５が回転自在に支持されている。パドル軸５、５は、それぞれ水平方向に延在すると共に互いに一定間隔を隔てて平行に位置するように配置されている。

パドル軸５は、その内部５ａが中空構造とされており、内部５ａを撹拌室８内に連通させる複数の孔２１、２１・・を有する。このパドル軸５には、その内部５ａに後述するように熱風が供給され、この熱風が孔２１、２１・・から撹拌室８内に噴出するようになっている。

パドル軸５に設けられたパドル４は、パドル軸５の外面に固定されたロッド２２と、このロッド２２の先端に設けられたブレード２３とから構成されている。
この場合、パドル軸５、５の回転方向（詳細は後述する）及びパドル５に対するブレード２３の取り付け角度は、図１において被乾燥物が外郭体９の一端部９１側から他端部９２側へ移動するように設定されている。
前記外殻体９の底壁部９ｂには、その左右方向中央、すなわち平面視して一対のパドル軸５、５間の中央に、これらパドル軸５、５と平行に位置するように異物排出溝２５及び異物搬送スクリュー２６が設けられている。

異物排出溝２５は、上面が撹拌室８内に開放された溝である。異物搬送スクリュー２６は、異物排出溝２５内に回転自在に支持されたものであり、図１に示すように回転軸２７の外面にブレード２８を螺旋状に延在するように設けたものである。異物排出溝２５の他端部９２側には、異物を外部に排出する異物排出部１６が設けられている。

乾燥機缶体３の外殻体９は、一端部９１に端部壁３０を備えており、他端部９２に端部壁３１を備えている。前記パドル軸５、５は、端部壁３０、３１に設けられた軸受３２、３３に回転自在に支持されている。
端部壁３０の近傍の基台２には台座４０が設けられ、台座４０にはパドル軸駆動機構６として、モータ４１及び減速機４２が設置されている。
モータ４１の出力は、減速機４２により減速されて出力軸４３に出力され、この出力は一方のパドル軸５に伝達されると共に図示しないギヤ列を介して他方のパドル軸５に伝達されるようになっている。

この場合、一対のパドル軸５、５の回転方向は、図２に矢印で示すように互いに逆方向であり、各パドル軸５、５が側壁部９ａ、９ａの湾曲形状部分に位置する被乾燥物を異物排出溝２５側へ移動させるように回転する。

前記異物搬送スクリュー２６は、端部壁３０、３１に設けられた軸受３４、３５に回転自在に支持されている。
また、端部壁３０の近傍の基台２には、スクリュー駆動機構２９として、モータ４５及び減速機４６が設置されており、モータ４５の出力は減速されて異物搬送スクリュー２６に伝達されるようになっている。異物搬送スクリュー２６とスクリュー駆動機構２９は、異物搬送機構２４を構成している。
図１に示すように外殻体９の他端部９２側には、端部壁３１との間に乾燥処理の終えた処理物の排出部１１が形成されており、この排出部１１と撹拌室８との境界部分には堰板５０が設けられている。

被乾燥物は、撹拌室８内で撹拌、かつ移動しながら乾燥処理され、処理を終えたものが排出部１１から外部へ排出される。
堰板５０は、被乾燥物が撹拌室８から排出部１１へ移動する際、該被乾燥物が乗り越える位置、すなわち撹拌室８内における被乾燥物の移動終端に配置されたものであり、被乾燥物の排出部１１への溢出量を調節可能となるようその上端位置が上下位置調節可能に支持されたものである。

図３、図４は、堰板５０、及びその取付部分の詳細を示す。
この図３に示すように堰板５０は、矩形の板体を加工したものであって、矩形形状の上辺に切込部５１、５１、切込部５２を形成し、図４に示すように切込部５２の縁部に突出部５３、５３を形成したものである。
この堰板５０は、切込部５１、５１内にパドル軸５、５を位置させ、切込部５２内に異物搬送スクリュー２６の回転軸２７を位置させて撹拌室８と排出部１１との境界に配置されている。

この堰板５０の上端には４本の螺子棒５４、５４、・・が上方へ向けて固定されており、これら螺子棒５４、５４・・は、天板部９ｃに設けた貫通孔９３、９３・・を通して上方へ伸びている。これら螺子棒５４、５４・・には、天板部９ｃの上面側にナット５５、５５・・が螺合されており、これらナット５５、５５・・の螺合位置を変更することにより堰板５０の上端位置が変更できるようになっている。

なお、前記境界位置には、遮閉板５６が支持されている。遮閉板５６は、帯状の板体の両端部に突出部５７、５７を形成したものである。
堰板５０は、切込部５２内に搬送スクリュー２６を位置させると共に、突出部５３、５３を前記突出部５７、５７に沿って位置させている。
この構成の基に、撹拌室８内の被乾燥物が堰板５０の切込部５２から排出部１１側へ移動することを防止できる。なお、図３は、堰板５０が上限位置にある状態を示している。

図１に示すように、パドル軸５の一端は端部壁３１の外方へ突出している。このパドル軸５の一端にはダクト６０が接続されている。ダクト６０内には、ダンパ６１が設けられている。このダクト６０内には熱風供給機構８１から熱風が供給されるようになっている。
また、図１において符号６２は温水供給孔、６３は温水排出口であり、温水供給孔６２には温水供給機構８２から温水が供給される。供給された温水は図２に示す乾燥機缶体３のジャケット構造１２（内壁１３と外壁１４との間の空間１５）内に供給される。ジャケット構造１２内を流通した温水は温水排出口６３から排出される。
ここで、熱風供給機構８１と温水供給機構８２は、加熱機構８０を構成している。熱風供給機構８１と温水供給機構８２の熱源としては、清掃工場や焼却場、あるいは、工場、発電所等の廃熱が有効活用される。

また、前記集塵機７は、乾燥機缶体３の上面に設置されている。集塵機７は、撹拌室８と一体に連通しており、モータ７１によりファン７２を駆動し、撹拌室８内からの塵埃類を吸引濾過し、排気孔７３から排出する。また、集塵機７は、集塵機７のフィルタ（図示せず）の詰まりを除去するために、集塵機７の空気流を瞬間的に逆流させるための圧縮空気供給源（図示せず）を備えている。

なお、上記の構成において、パドル軸駆動機構６、集塵機７、異物搬送機構２４、加熱機構８０、および被乾燥物の被乾燥物供給口１０への投入は、図示しない制御部に制御されるようになっている。

次に、上記の撹拌乾燥装置１について、被乾燥物を乾燥させる動作について説明する。
この装置においては、乾燥機缶体３の撹拌室８において被乾燥物の乾燥を行うが、被乾燥物に含まれる水分量に応じて、撹拌室８内における被乾燥物の滞留時間を考慮する必要がある。このため、前記滞留時間の調節を行う堰板５０の上端位置を適切な位置に設定する。そして制御部を操作し、パドル軸駆動機構６、集塵機７、異物搬送機構２４、および加熱機構８０を起動させる。具体的には、パドル軸５、５、異物搬送スクリュー２６をモータ４１、４５を駆動して回転させ、ダンパ６１を開いて熱風をパドル軸５、５の孔２１を介して撹拌室８内に供給する。集塵機７を、モータ７１を駆動することにより起動する。

次に、被乾燥物供給部１０から撹拌室８内に被乾燥物を投入する。この実施の形態において、被乾燥物は、様々な形状で砂利等の異物を含んだバークや枝葉などのバイオマス発電用原料である。撹拌室８内に投入された被乾燥物は、複数のパドル４、４・・を備えたパドル軸５、５の回転により、外殻体９の一端部９１から他端部９２へ移動する。この際、被乾燥物は、前記方向へ移動され撹拌されるが、この際外殻体９のジャケット機構１２内には温水が供給され、この温水によって、加熱され、さらにパドル軸５、５内５ａに熱風供給機構８１から熱風が供給され、複数の孔２１・・から撹拌室８内に熱風が噴出されるため、撹拌室８内が高温となって、被乾燥物の乾燥が促進される。

さらに、図２に示すように、一対のパドル軸５、５が矢印方向に回転することによって、各パドル軸５、５に設けられたパドルによって、側壁部９ａ、９ａの下半部、図において、被乾燥物を底壁部９ｂの中央へ送り出す。この際、被乾燥物内に砂利等の比重の高い異物は、底壁部９ｂの中央に設けられた異物排出溝２５に導かれる。ここで、異物排出溝２５内に導かれた前記異物は、異物搬送スクリュー２６が回転しているので、この異物搬送スクリュー２６のブレード２８によって、外殻体９の一端部３０から３１へ搬送され、最終的に図１の異物排出部１６から外部に排出される。

撹拌室８内において、外殻体９の他端部９２の近傍に至った被乾燥物は、乾燥処理が完了している。被乾燥物は順次一端部９１側から他端部９２側へ送られ、堰板５０を乗り越えて排出部１１から外部へ排出される。この乾燥動作において、前述したように、堰板５０の上端部が被乾燥物の水分量に応じて適切に設定されているので、被乾燥物の撹拌室８内における滞留時間すなわち被乾燥物の乾燥時間が適切に設定される。

以上述べたように、本実施形態における撹拌乾燥装置１は、撹拌室８の底壁部９ｂ中央に異物排出溝２５を設け、複数のパドル４・・を有する一対のパドル軸５、５の回転により、被乾燥物を異物排出溝２５に向けて回転撹拌をするので、被乾燥物に混入している砂利や小石等の異物が比重の差により、異物排出溝２５に導かれ、異物搬送スクリュー２６により外部に排出されるので、被乾燥物から的確に異物の除去ができる。

集塵機７が、撹拌室８の上部に一体構造で構成されているので、集塵機７のフィルタの詰まり除去時において、圧縮空気供給源から空気流を瞬間的に逆流させてフィルタから剥離した細かい被乾燥物を容易に回収することができる。
また、被乾燥物の水分含有量に基づいて堰板５０の高さを調節するので、被乾燥物の撹拌室８内での滞留時間を適切に調節でき、被乾燥物を的確に乾燥することができる。

撹拌乾燥装置１の乾燥動作が完了し、被乾燥物を撹拌室８内に残さない状態にするには、堰板５０を外し、撹拌乾燥装置１を通常通り稼働させる。このとき、一対のパドル軸５、５に複数設けた孔２１から噴出する熱風が外殻体９の側壁部９ａの上部から、底壁部９ｂに向けて連続的に噴射されるので、パドル４と外殻体９の内壁１３の隙間に残留した被乾燥物を、熱風の噴射により異物排出溝２５に吹き飛ばすので、撹拌室８内の被乾燥物の堆積・残存を防止することができる。

以上述べたように、本発明によれば、異物を除去し、乾燥処理を十分に行い得る撹拌乾燥装置を提供することができる。
上述の実施形態では、異物を含んだバークや枝葉などのバイオマス発電用原料を被乾燥物として示したが、これに限定されず、本願発明における撹拌乾燥装置は、石炭や石灰石などの個体粒状物や生ゴミ等であっても、比重差を利用して異物を除去しながら、乾燥処理する場合に適用して好適な装置である。

上述した実施形態では、図２に示されるように、パドル軸５に設けられる複数のパドル４と孔２１は、角度で約４５度異なった位置に設けられているが、これに限定されない。パドル軸５上に設けられるパドル４と孔２１の位置関係は、約同数のパドル４と孔２１が均等にパドル軸５の外周上に分散していればよく、位置関係は、任意に決定して良い。また、２つのパドル軸５、５間におけるパドル４の相対的な位置関係は、図２では、回転位相で４５度ずれているように記載されているが、これに限定されずにいかなる位相であっても可能である。

上述の実施形態では、堰板５０は、撹拌乾燥装置１の駆動前に被乾燥物の水分含有量に基づいて、ナット５５で設定したが、堰板５０の上下動をモータ等を備えた自動制御駆動とし、被乾燥物の水分含有量を感知するセンサを設け、このセンサの出力に基づいて堰板５０の高さを制御しても良い。

１ 撹拌乾燥装置
３ 乾燥機缶体
４ パドル
５ パドル軸
６ パドル軸駆動機構
８ 撹拌室
９ 外殻体
１１ 排出部
１２ ジャケット構造
２４ 異物搬送機構
２５ 異物排出溝
２６ 異物搬送スクリュー
２９ スクリュー駆動機構
５０ 堰板
８０ 加熱機構
８１ 熱風供給機構
８２ 温水供給機構

Claims (5)

1. 内部に被乾燥物の撹拌室を有する乾燥機缶体と、
   前記撹拌室内に回転自在に支持された外面に複数のパドルを有するパドル軸と、
   該パドル軸を回転駆動するパドル軸駆動機構と、
   前記撹拌室内の被乾燥物を加熱する加熱機構とを備え、
   前記撹拌室内に投入された被乾燥物を、前記パドル軸を回転させて前記複数のパドルにより撹拌しつつ該パドル軸の延在する一方向に移動させ、かつ前記加熱機構により乾燥させるようにした、撹拌乾燥装置であって、
   前記乾燥機缶体は、前記撹拌室の底部に上面が該撹拌室内に開放された異物排出溝を備え、該異物排出溝内に異物搬送機構が設けられていることを特徴とする撹拌乾燥装置。
2. 前記複数のパドルを有するパドル軸は、互いに平行に位置するように一対設けられ、前記異物排出溝及び異物搬送機構は、平面視して前記一対のパドル軸間の中央に、これらパドル軸と平行に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の撹拌乾燥装置。
3. 前記異物搬送機構は、前記異物排出溝内に回転自在に支持された異物搬送スクリューと、該異物搬送スクリューを回転駆動するスクリュー駆動機構を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の撹拌乾燥装置。
4. 前記加熱機構は、前記乾燥機缶体の前記撹拌室を形成する外殻体がジャケット構造とされると共に、該ジャケット構造に温水を供給する温水供給機構が設けられ、
   前記パドル軸が中空構造に形成されると共に該パドル軸にその内部を前記撹拌室内に連通させる複数の孔が形成され、該パドル軸内に熱風を供給する熱風供給機構が設けられた構成であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の撹拌乾燥装置。
5. 前記乾燥機缶体は、前記撹拌室内における被乾燥物の移動方向終端に堰板を備え、該堰板は、被乾燥物の前記撹拌室外に設けられた排出部への溢出量を調節可能とするようその上端位置が上下位置調節可能に支持されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の撹拌乾燥装置。
   
   

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