JP2023073895A - 横型連続伝導伝熱式乾燥機の運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 乾燥品の水分を、後段設備の許容範囲内にて変化させ、横型連続伝導伝熱式乾燥機への被処理物の投入量を一定に保つことが出来る、新規な横型連続伝導伝熱式乾燥機の運転方法の開発を技術課題とした。【解決手段】 伝熱部材を具えた軸体１１３を本体シェル１０内に配し、軸体１１３の内部に加熱用蒸気を流すとともに回転させ、本体シェル１０内に投入した被処理物Ｐを、本体シェル１０内に滞留させつつ軸体１１３とともに回転する伝熱部材に接触させて被処理物Ｐの乾燥品Ｄを得る横型連続伝導伝熱式乾燥機１であって、本体シェル１０上部の複数個所に投入口１０１を形成し、投入口１０１の下方の本体シェル１０内に温度センサ１３が配置されて成る横型連続伝導伝熱式乾燥機１の運転方法において、温度センサ１３による品温の測定値を条件部とし、投入口１０１から投入される被処理物Ｐの投入速度を結論部とするファジィ推論を行うことを特徴として成る。【選択図】図１

Description

本発明は泥状・ケーク状・粉粒状等の材料の乾燥に好適な横型連続伝導伝熱式乾燥機に関するものであって、特に被処理物の物性の変動を生じても付着等のトラブルを生じることなく、あるいは乾燥品が乾き過ぎる等の乾燥効率の悪い運転を回避することのできる横型連続伝導伝熱式乾燥機の運転方法に係るものである。

近時、環境保全の取り組みが盛んになってきており、企業等にあっては、生ごみ、食品加工残渣等の一般廃棄物や、下水汚泥等を乾燥・濃縮して、減量・腐敗防止を図ったうえで再資源化や処分を行っている。乾燥処理される被処理物の物性は一定であることが好ましいが、実際には変動し易いものであり、脱水後の湿粉粒などを製造する工場製造物であっても湿粉粒の水分はしばしば変動するものである。

このような汚泥等の乾燥に供される装置の一つとして、横型連続伝導伝熱式乾燥機１′がある。この装置は例えば図７に示すように、本体シェル１０′内に多管式加熱管１１′が具えられ、この多管式加熱管１１′を、その内部に加熱用蒸気を流すとともに回転させ、このものに被処理物Ｐを接触させて水分を蒸発させる装置である（例えば特許文献１参照）。
この他にも、横長のケーシング内に、中空のシャフトと、このシャフトから突出する様に設けられた中空の撹拌部材から成り、これらの中空部に加熱用蒸気を流すと共に回転させて、ケーシング内に投入された被処理物の水分等を蒸発させる装置もある（例えば特許文献２参照）。

ここで前記横型連続伝導伝熱式乾燥機１′について説明すれば、投入口１０１′から本体シェル１０′内に供給された被処理物Ｐは、リフタ１１７′によって掻き上げられ、乾燥が進行しながら溢出口１０２′側に移動するものであり、乾燥品Ｄとなった状態で溢出口１０２′からダクト１０７′を経由して外部に排出されることとなる。
このような横型連続伝導伝熱式乾燥機１′は、本体シェル１０′の長手方向に沿って複数箇所に投入口１０１′（図７では投入口１０１ａ′～１０１ｃ′の３箇所）が設けられており、各投入口１０１′への被処理物Ｐの投入配分を変更することにより、多管式加熱管１１′に触れた状態で本体シェル１０′内に滞留している被処理物Ｐの水分値を調整して、横型連続伝導伝熱式乾燥機１′から排出される乾燥品Ｄの水分値を所定の値に保つ運転が行われている。
なお前記各投入口１０１′への被処理物Ｐの供給は、供給コンベヤ（図示省略）による送りと、供給コンベヤと投入口１０１′との間に設けられたダンパ（図示省略）の開閉操作によって行われるものであり、ダンパの開閉操作はタイマ設定にて行われている。
そしてこのタイマ設定については、オペレータが本体シェル１０′内に設置された温度センサ（図示省略）からの情報を元に運転状態を確認し、設定値の変更を行っている。

またこのようなタイマ設定の変更後の運転中に、被処理物Ｐが乾燥不能となる事態や過度に乾き過ぎた乾燥品Ｄとなる事態が発生した場合は、オペレータが被処理物Ｐの投入設定量を下げる、または上げるといった設定変更の操作を行い、各ダンパのタイマ設定を変更することにより、本体シェル１０´内の被処理物Ｐが乾燥に好適な状態となる様に調整される。

しかしながら横型連続伝導伝熱式乾燥機１′は、乾燥効率が高くなる様に機内の伝熱部材（熱管束１１６′）と被処理物Ｐとの接触が広範囲・大面積となる充満率の高い状態を維持した運転が一般に行われるものであり、そのために機内の被処理物Ｐは出口側（溢出口１０２′側）に向けての単純ないわゆるピストンフローの動きをするものではない。
また充満率が高いが故に、継続的に投入される物性の異なる被処理物Ｐの影響が、機内に充満する被処理物Ｐの変化として現れるのは極めて緩やかな変化となり、これをオペレータが常時監視の上で判断して上述の設定変更を行う作業は大変難しいものとなる。
なお特許文献２における形式の横型連続伝導伝熱式乾燥機においても同様な現象が起き得るものであり、このような乾燥機においては付着等の不具合を避けるために、複数箇所に設けられた（第２の）投入口の各位置の調整と、そこに投入する被処理物の投入量を調整することが行われている。

特開２００５－３３１２１０ 特開２００４－１５０６４１

本発明はこのような背景からなされたものであって、被処理物の物性の変動を生じても付着等、運転の継続が困難となる事態や、乾燥品が乾き過ぎる等の事態を生じることなく、また投入口の構造上の位置を調整する必要もなく、運転を継続することのできる、新規な横型連続伝導伝熱式乾燥機の運転方法の開発を技術課題としたものである。

すなわち請求項１記載の横型連続伝導伝熱式乾燥機の運転方法は、伝熱部材を具えた軸体を本体シェル内に配し、この軸体の内部に加熱用蒸気を流すとともに回転させ、前記本体シェル内に投入した被処理物を、本体シェル内に滞留させつつ前記軸体とともに回転する伝熱部材に接触させて被処理物の乾燥品を得る横型連続伝導伝熱式乾燥機であって、前記本体シェル上部の複数個所に投入口を形成するとともに、これら投入口の下方の本体シェル内に温度センサが配置されて成る横型連続伝導伝熱式乾燥機の運転方法において、前記本体シェル内に配置された前記温度センサによる品温の測定値を条件部とし、前記投入口から投入される被処理物の投入速度を結論部とするファジィ推論を行うことを特徴として成るものである。

また請求項２記載の横型連続伝導伝熱式乾燥機の運転方法は、前記請求項１記載の要件に加え、前記条件部を、本体シェルにおける、投入口の下方且つ後方に設置された温度センサにより検出される品温の値とするファジィ制御を行うことを特徴として成るものである。

また請求項３記載の横型連続伝導伝熱式乾燥機の運転方法は、前記請求項１または２記載の要件に加え、前記投入口の1 つから被処理物の投入が行われているとき、他の投入口からの被処理物の投入は行われていないことを特徴として成るものである。

また請求項４記載の横型連続伝導伝熱式乾燥機の運転方法は、前記請求項１、２または３記載の要件に加え、前記各投入口からの投入は定められた順序に従い行われることを特徴として成るものである。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。

まず請求項１記載の発明によれば、本体シェル内の被処理物の品温に基づき、本体シェル内へ投入口から投入する被処理物の投入速度が設定されことにより、付着等の運転の継続が困難となる事態や、乾燥品が乾き過ぎる等の事態が生じることを回避して、水分の一定した乾燥品を乾燥機より排出することができる。
また前記投入口への被処理物の投入速度は、ファジィ制御におけるメンバーシップ関数などに基づいて設定されるため、微妙な品温変化を投入速度に反映することが可能であり、もちろんオペレータが不在であっても、あるいはオペレータが入れ替わっても、各投入口への被処理物の供給を常に最適なものとすることができる。

また請求項２記載の発明によれば、温度センサによって検出される品温の値に応じて、この温度センサの上方且つ前方に位置する投入口への被処理物の投入速度を適切なものとすることができる。

また請求項３記載の発明によれば、ファジィ制御における制御ルールが簡素化され、実運転におけるファジィ制御の設定・調整を、容易に且つ確実に行うことができるようになる。
また、付着等の運転の継続が困難となる事態や、乾燥品が乾き過ぎる等の事態が生じることを、よりいっそう確実に回避して、乾燥機より排出される乾燥品の水分値をよりいっそう所望の値にすることができる。

また請求項４記載の発明によれば、ファジィ制御における制御ルールが簡素化され、実運転におけるファジィ制御の設定・調整を、容易に且つ確実に行うことができるようになる。
また、付着等の運転の継続が困難となる事態や、乾燥品が乾き過ぎる等の事態が生じることを、よりいっそう確実に回避して、乾燥機より排出される乾燥品の水分値をよりいっそう所望の値にすることができる。

本発明の適用対象である横型連続伝導伝熱式乾燥機を一部破断して示す側面図である。 投入口と本体シェル内に配される温度センサとの位置関係を説明するための縦断面図である。 他の実施例で示す横型連続伝導伝熱式乾燥機を一部破断して示す側面図である。 ファジィ推論の条件部とされる、「品温Ｔ１」のメンバーシップ関数を示すグラフである。 ファジィ推論の条件部とされる、「品温Ｔ２」のメンバーシップ関数を示すグラフである。 ファジィ推論の条件部とされる、「品温Ｔ３」のメンバーシップ関数を示すグラフである。 条件部を「品温Ｔ１」、結論部を「投入速度Ｖ１」としたファジィ推論のルール、条件部を「品温Ｔ２」、結論部を「投入速度Ｖ２」としたファジィ推論のルール及び条件部を「品温Ｔ３」、論部を「投入速度Ｖ３」としたファジィ推論のルールを示す表である。 図５に示すファジィ推論のルールに従ってた決定された結論部の組み合わせと、投入速度を表す表である。 既存の横型連続伝導伝熱式乾燥機を一部破断して示す側面図である。

本発明の横型連続伝導伝熱式乾燥機の運転方法の最良の形態は以下の実施例に示すとおりであるが、この実施例に対して本発明の技術的思想の範囲内において適宜変更を加えることも可能である。

以下、本発明が適用される横型連続伝導伝熱式乾燥機１及び周辺機器について説明した後、本発明の運転方法について説明する。
まず前記横型連続伝導伝熱式乾燥機１は、泥状・ケーク状・粉粒状等の被処理物Ｐの乾燥に好適な装置であって、被処理物Ｐに含まれる水分等の揮発分を蒸発させながら滞留させることにより乾燥品Ｄを得るための装置である。このものは図１、２に示すように、機枠Ｆ上に具えられた本体シェル１０内に多管式加熱管１１が具えられ、この多管式加熱管１１を、その内部に加熱媒体たる蒸気を流すとともに回転させ、被処理物Ｐを本体シェル１０内に滞留させつつ多管式加熱管１１に接触させて乾燥を行う乾燥機である。
なお後述する投入口１０１、プローブ挿入管１０９、ロータリージョイント１１５、排出口１２２、供給管１２３、投入ダンパ１２４、温度センサ１３等は、複数個所に設けられるものであり、個々の要素を区別するときには、ａ、ｂ、ｃ・・とアルファベットの小文字を副記号として付するものである。

前記本体シェル１０は、一例として長楕円状の横断面を有する中空部材であり、投入口１０１、溢出口１０２、キャリヤガス口１０３、排気口１０４が形成される。
以下、本明細書においては、溢出口１０２側（図１、２中、右側）を「後」、「後方」と称し、その逆側を「前」、「前方」と称するものとする。
ここで前記投入口１０１は、本体シェル１０上部の複数個所に形成されるものであり、一例として図１中、本体シェル１０の前側上部に形成されるキャリヤガス口１０３の前方に第一の投入口１０１ａが形成される。そしてキャリヤガス口１０３と、本体シェル１０の後側上部に形成される排気口１０４との間に、第二の投入口１０１ｂ、第三の投入口１０１ｃが形成される。

なおこれら投入口１０１、キャリヤガス口１０３及び排気口１０４の設置個所並びに排気口１０４の数については、本発明の技術的思想の範囲内において適宜変更することができるものである。

そして前記投入口１０１の上方には、一例としてトラフ１２０内にスクリュー１２１が設けられた供給コンベヤ１２が配されるものであり、トラフ１２０の下部に形成される排出口１２２ａ～１２２ｃと、投入口１０１ａ～１０１ｃとが、供給管１２３ａ～１２３ｃによって接続されている。また供給管１２３ａ～１２３ｃには、その内部に投入ダンパ１２４ａ～１２４ｃが具えられている。
そしてトラフ１２０上部に形成された投入口１２５から供給コンベヤ１２に投入された被処理物Ｐは、スクリュー１２１を回転させ、所望の投入口１０１ａ～１０１ｃに対応する投入ダンパ１２４ａ～１２４ｃを開放状態とすることにより、排出口１２２から供給管１２３を通じて所望の投入口１０１に投入され、ここから本体シェル１０内に投入される。
なお前記供給コンベヤ１２は、その搬送速度がインバータＩＮＶ２で回転数を制御されたモータＭ２により変更されるものであり、搬送速度の変更は後述するＰＬＣからインバータＩＮＶ２に送られる信号により随時行われる。

また前記本体シェル１０及び多管式加熱管１１は、水平な状態で機枠Ｆに設置されるか、または溢出口１０２側がいくぶん低くなるように傾斜して機枠Ｆに設置される。
更にまた前記本体シェル１０は二重ジャケット構造とされ、投入口１０１ａ付近に形成される蒸気供給口１０５から、溢出口１０２の下方に形成されるドレン口１０６に至る蒸気の通過経路が形成されるものであり、本体シェル１０内を昇温することができるような構成が採られている。なお、このような二重ジャケット構造に替えてトレース配管等を設置することもできる。

また前記溢出口１０２は図１に示すように、本体シェル１０に形成された方形の開口部を、下部から上部に向かって順に、幅十数ｃｍ程度の複数の板材１０２ｂで塞ぐことにより、所望の高さ寸法で形成することができるものである。そして乾燥品Ｄはこの板材１０２ｂを乗り越えて本体シェル１０外に排出されていくことになる。
このような構成が採られることから、板材１０２ｂを高く積み上げれば、溢出口１０２の開口は上部に狭くしか開かないため、本体シェル１０内の被処理物Ｐの滞留量が多くなる。逆に板材１０２ｂが少なければ開口は広くなり、本体シェル１０内の被処理物Ｐの滞留量は少なくなる。

また前記溢出口１０２を覆うようにダクト１０７が外装されるものであり、このダクト１０７の下部に形成される排出口１０７ａの前段にロータリーバルブ１０８が具えられる。もちろんこのロータリーバルブ１０８に替えて二重ダンパ排出装置等を具えるようにしてもよい。

また前記多管式加熱管１１は、複数のチューブを円筒状に配して成る伝熱部材としての熱管束１１６の両側部に鏡板１１２を具えるとともに、この鏡板１１２の中心に軸体１１３を具えて成り、前記機枠Ｆに具えた軸受ブロック１１４によって軸体１１３を回転可能に支持して成るものである。なお多管式加熱管１１を回転させるための駆動装置として機枠Ｆに対してにモータＭ１が具えられる。
そして前記軸体１１３の両端にはロータリージョイント１１５（１１５ａ、１１５ｂ）が取り付けられ、熱管束１１６と接続される。また軸体１１３と本体シェル１０との間には、外気との遮断のためのシール機構が設けられている。
なお熱管束１１６の側周部には、複数のリフタ１１７及び適宜の角度を持たせた送り羽根１１８が取り付けられたアングル１１１が多数（この実施例では１２本）具えられるものであり、これらによって被処理物Ｐは掻き上げられて前記熱管束１１６に接触するとともに投入口１０１側から溢出口１０２側に進むこととなる。

更に本体シェル１０の周面には、プローブ挿入管１０９ａ～１０９ｃが設けられるものであり、ここから本体シェル１０内に、熱電対等の温度センサ１３ａ～１３ｃのプローブが挿入されて、本体シェル１０内の各所における被処理物Ｐの温度を計測することができるように構成される。
なおこの実施例では図２に示すように、温度センサ１３ａが、投入口１０１ａの直下の後方側に配されるようにした。また温度センサ１３ｂが、投入口１０１ｂの直下の後方側に配されるようにした。更にまた前記温度センサ１３ｃが、投入口１０１ｃの直下の後方側に配されるようにした。
これら温度センサ１３の位置をより詳しく説明すれば、熱管束１１６やリフタ１１７により被処理物Ｐが掻き上げられる回転方向の本体シェル１０の側面に設けられることが好ましく、本体シェル１０内に既に位置している被処理物Ｐ（中間製品Ｐ１）に常に接触する状態であり、且つ投入口１０１から落下投入された被処理物Ｐが落下の直後に温度センサ１３と接触しないように投入口１０１の直下よりも後方側であることが好ましい。

また図示は省略するが、横型連続伝導伝熱式乾燥機１には蒸気発生装置が併設されるものであり、Ｕ字形、直管形、ヘリカルコイル形等適宜の装置が適用される。そしてこの蒸気発生装置から前記横型連続伝導伝熱式乾燥機１におけるロータリージョイント１１５ａ及び蒸気供給口１０５に管路が接続される。
また、キャリヤガスがキャリヤガス口１０３より本体シェル１０内に供給される。そして多管式加熱管１１の加熱により被処理物Ｐから揮発する揮発成分は、前記キャリヤガスにより排気口１０４を経て本体シェル１０外に運び去られる。このキャリヤガスには、前記揮発成分の他に、被処理物Ｐから発生する微粉も含まれるため、排気口１０４以降のキャリアガスの流れる経路上に図示していない除塵装置を具えるようにしてもよい。

また前記供給コンベヤ１２の前段には図１に示すように、一例として供給ホッパ２が設けられ、被処理物Ｐは、供給ホッパ２から供給コンベヤ１２へ定量排出されるものである。この供給ホッパ２は、上部に被処理物Ｐを貯留するホッパ部２１を具え、ホッパ部２１の下部に直結したスクリューコンベヤ部２２を具え、これにより被処理物Ｐを排出する構造のものである。前記スクリューコンベヤ部２２のスクリュー２３はインバータＩＮＶ３で回転数を制御されたモータＭ３により駆動される。

また供給ホッパ２はロードセル２５により一定時間毎に重量が計測され、スクリュー２３により排出される被処理物Ｐの重量が排出重量調節計ＷＩＣに設定された設定値に等しくなる様に、排出重量調節計ＷＩＣから前記インバータＩＮＶ３に一定時間毎に制御信号が送られ、この制御信号によりインバータＩＮＶ３でモータＭ３の回転数が制御されるという関係にある。
前記排出重量調節計ＷＩＣの設定値は、詳しくは後述するＰＬＣから送られる信号により随時設定される。
なお、供給コンベヤ１２に対して被処理物Ｐを送り込むことが可能であれば、且つ、制御信号に基づき被処理物Ｐの供給速度を変更可能であれば、上述の供給ホッパ２の構成に限らず適用可能である。

また前記供給コンベヤ１２とは別の態様として、汚泥を搬送可能なポンプ（以下、汚泥ポンプと称することがある）を適用することができる。詳しくは後述する投入口１０１ａ～１０１ｃに対して、それぞれに個別の汚泥ポンプを配管にて接続し、所定の汚泥ポンプを動作・停止させることで被処理物Ｐの供給・停止を行うものである。
この場合、汚泥ポンプの汚泥供給速度が、詳しくは後述する「投入速度」に相当する。汚泥ポンプが動作していれば汚泥（被処理物Ｐ）が投入され、停止すれば汚泥の投入が停止する場合もあるが、汚泥の流動性が高い場合は、各投入口１０１の近傍のそれぞれの供給管１２３に自動操作バルブを設け、この各自動操作バルブの動作により汚泥の供給と遮断を行う形態等が採られる。
更に汚泥ポンプを１台として、投入口１０１ａ～１０１ｃにそれぞれ分岐して接続する様に配管し、それぞれの配管経路に被処理物Ｐの供給・遮断が行える自動操作バルブを備えた態様としても構わない。

また前記温度センサ１３ａ～１３ｃにより測定される品温の温度信号は、図示していないＰＬＣ（Ｐrogramable Ｌogic Ｃontroller ）に入力される。このＰＬＣには、詳しくは後述するファジィ推論を行う回路が具えられており、ＰＬＣに入力された温度信号によりファジィ推論が行われる。
そしてファジィ推論の結論である各投入口１０１ａ～１０１ｃからの被処理物Ｐの投入速度に対応する信号は、ＰＬＣから上述の排出重量調節計ＷＩＣ及びインバータＩＮＶ３に入力されて、投入速度に応じた供給ホッパ２からの被処理物Ｐの排出と供給コンベヤ１２における搬送が行われる。
なお前記供給コンベヤ１２の下部の各投入ダンパ１２４ａ～１２４ｃはＰＬＣにより予め定められた順序に従い開放と閉鎖が行われる。

本発明が適用される横型連続伝導伝熱式乾燥機１並びに周辺機器は、一例として上述したように構成されるものであり、以下この装置並びに周辺機器の作動態様と併せて本発明の横型連続伝導伝熱式乾燥機の運転方法について説明する。

（１）乾燥機の準備
まず被処理物Ｐの投入に先立って、横型連続伝導伝熱式乾燥機１における多管式加熱管１１及び本体シェル１０を昇温しておくものであり、ロータリージョイント１１５ａ及び蒸気供給口１０５に加熱用蒸気を供給した後、モータＭ１を起動して多管式加熱管１１を回転させる。そしてロータリージョイント１１５ａに供給された加熱用蒸気は熱管束１１６を通過しながら多管式加熱管１１を昇温し、やがてドレンとなって他端側のロータリージョイント１１５ｂから外部に排出される。また蒸気供給口１０５に供給された加熱用蒸気は本体シェル１０を昇温し、やがてドレンとなってドレン口１０６から外部に排出される。
なお、ロータリージョイント１１５ｂ側の鏡板１１２内には図示していないサイホン管が具えられ、ロータリージョイント１１５ｂから排出されるドレンの流れる経路には図示していないスチームトラップが具えられる。また、ドレン口１０６から排出されるドレンの流れる経路にも図示していないスチームトラップが具えられる。

（２）被処理物の乾燥
次いで投入口１０１に被処理物Ｐ（一例として７０～８０％Ｗ．Ｂ．）
を投入するものであり、このものは送り羽根１１８の作用によって前方から後方に移動し、更にリフタ１１７によって掻き上げられて熱管束１１６等と接触し、この際、熱を受けて乾燥が進行するものである。このとき投入口１０１は多管式加熱管１１の長手方向に沿って複数個所に形成されているため（投入口１０１ａ～１０１ｃ）、多管式加熱管１１の熱伝導面を有効に使用することができ、乾燥効率が高められる。なお鏡板１１２内は加熱用蒸気で満たされているため、鏡板１１２の表面部もまた被処理物Ｐの乾燥に有効に作用する。
なお本体シェル１０内に位置する被処理物Ｐを、中間製品Ｐ１とも称する。
そして乾燥が進んだ被処理物Ｐ（中間製品Ｐ１）は乾燥品Ｄとなって溢出口１０２から流出し、排出口１０７ａから外部に排出される。

なお、上記被処理物Ｐの乾燥に際しての立ち上げ運転は、本体シェル１０内が空の状態から開始される場合は、投入口１０１から徐々に被処理物Ｐが投入され、乾燥されつつ本体シェル１０内が所定の充満率に達してから、あるいは後述する品温が所定の温度に達するまで行われ、その後に本発明の運転方法が実行される。
また立ち上げ運転としては、本体シェル１０内が空でない状態、例えば、乾燥運転を中断した後に再開する場合、あるいは、予め水分を低下させた所定量の被処理物Ｐを本体シェル１０内に投入してから、本来の被処理物Ｐ（予め水分を低下させていない）を投入する場合などもあり、同様に充満率あるいは所定の品温を指標として本発明の運転方法が実行される。

一般に横型連続伝導伝熱式の乾燥機は機内の被処理物Ｐが伝熱部材の表面と接触することで乾燥が進行するものであるため、機内の被処理物Ｐの充満率が高い状態を維持して運転が行われる。
ここで被処理物Ｐの物性が変動すると、特に水分が設計時の基準とした値よりも高い方向に変化する場合は、充満率を高く維持した運転を行っている関係上、その水分の変化による影響は徐々に現れることになり、その徐々に表れる変化に応じた運転条件の変更を行わなければ付着等を生じて乾燥が進まなくなり、運転の続行が困難となる。
逆に水分が低い方向に変化する場合は、同様に水分の変化は徐々に現れ、機内の被処理物Ｐが乾き過ぎて乾燥運転のエネルギー効率が低下することが起きることになる。
いずれの場合においても機内の被処理物Ｐの変化を把握し、付着等を生ぜずに且つエネルギー効率のよい状態となるよう、機内の被処理物Ｐの水分を適切な値に維持することが必要であり、水分と品温とは関係性が高い知見が得られているため、本発明では機内（本体シェル１０内）の被処理物Ｐの品温を制御のために利用するものである。

（３）ファジィ制御
本発明の横型連続伝導伝熱式乾燥機の運転方法におけるファジィ制御は、具体的には、前記本体シェル１０内に設置された温度センサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃによる品温の測定値（品温Ｔ１、品温Ｔ２、品温Ｔ３）を条件部とし、前記投入口１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃからの被処理物Ｐの投入速度の設定値（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３）を結論部とするファジィ推論を行うものである。

（ｉ）メンバーシップ関数の作成
まず、ファジィ推論の条件部とされる、「品温Ｔ１」、「品温Ｔ２」及び「品温Ｔ３」それぞれに対して、各項目の言語変数と属性に対するメンバーシップ関数が、図４－１、図４－２、図４－３に示すように決定される。
このような属性の言語変数（ラベル）の数、及びこの言語変数に対するメンバーシップ関数は、経験則に基づいて決定されるものであり、被処理物Ｐの種類、物性、システムの規模や構成等によって適宜チューニングが行われる。
なおここで前記品温Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は、温度センサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃにより測定される被処理物Ｐ（中間製品Ｐ１）の温度に対応するものである。

（ii）属性と適合度の導出
そして前記メンバーシップ関数を用いて、属性毎の適合度が導出される。
具体的には、例えば品温Ｔ１の測定値が７０℃の場合、図４－１に示すメンバーシップ関数のグラフから、属性がＮＬで適合度が１．０であることが読み取られる。
同様に品温Ｔ２の測定値が８５℃の場合、図４－２に示すメンバーシップ関数のグラフから、属性がＺＲで適合度が１．０であることが読み取られる。
また品温Ｔ３の測定値が９０℃の場合、図４－３に示すメンバーシップ関数のグラフから、属性がＰＬで適合度が１．０であることが読み取られる。

(iii)結論部
次いで上記条件部の言語変数に対する結論部を決定するファジィ推論が行われるものであり、一例として図５に示すルールに従って行われる。なおここでは、投入口１０１ａからの被処理物Ｐの投入速度Ｖ１、投入口１０１ｂからの投入速度Ｖ２、投入口１０１ｃからの投入速度Ｖ３を結論部とする。
このようなファジィ推論は、本体シェル１０内での被処理物Ｐの水分を適切な乾燥状態としつつ、本体シェル１０から排出される乾燥品Ｄの水分値を、所定の値に保つようにするものである。

ここで図６は、図５に示すルールに従ったファジィ推論により決定された結論部の組み合わせと、この結論部に従って変更される各投入口１０１からの被処理物Ｐの投入速度を表す表である。
まず図６中、パターンＮо．１４は「基準状態」での、各投入口１０１ａ～１０１ｃへの被処理物Ｐの投入速度Ｖ１～３を示したものである。

また前記「基準状態」では、横型連続伝導伝熱式乾燥機１への被処理物Ｐが、例えば汚泥であれば水分は７７％Ｗ．Ｂ．であり、投入口１０１ａの投入速度Ｖ１は５８０ｋｇ／ｈ、投入口１０１ｂへの投入速度Ｖ２は６８０ｋｇ／ｈ、投入口１０１ｃへの投入速度Ｖ３は７４０ｋｇ／ｈとしている。
それぞれの投入口１０１ａ、投入口１０１ｂ、投入口１０１ｃの順に被処理物Ｐの投入を行い、投入が一順することを１サイクルと呼ぶ。１サイクルの所要時間は、例えば３６００ｓｅｃとし、本実施例では投入口１０１は３か所であり、１か所当り１２００ｓｅｃの投入時間となるようにした。
もちろん１サイクルの時間を変更することが可能であり、例えば１サイクルの時間を６００～７２００ｓｅｃとし、投入口１０１、１か所当りの投入時間を２００～２４００ｓｅｃとし、これを乾燥運転中に変更することも可能である。

なお前記「基準状態」は、品温Ｔ１が図４－１のグラフにおける７７～８３℃の範囲内の適合度が１．０、品温Ｔ２が図４－２のグラフにおける８２～８８℃の範囲内の適合度が１．０、且つ、品温Ｔ３が図４－３のグラフにおける８２～８８℃の範囲内の適合度が１．０であり、投入速度の設定値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３のいずれにおいてもファジィ推論の結論部のラベルがＺＲの状態のことである。

前記「基準状態」が継続している場合の運転を１サイクルで説明すれば、まず投入口１０１ａに被処理物Ｐを５８０ｋｇ／ｈの速度で１２００ｓｅｃ投入し、次いで投入口１０１ｂに被処理物Ｐを６８０ｋｇ／ｈの速度で１２００ｓｅｃ投入し、次いで投入口１０１ｃに被処理物Ｐを７４０ｋｇ／ｈの速度で１２００ｓｅｃ投入するものであり、これが１サイクルとなる。
これらの各投入口１０１ａ～１０１ｃへ、被処理物Ｐが上述の投入速度と時間で投入されるように、ＰＬＣから排出重量調節計ＷＩＣ及びＩＮＶ３並びにＩＮＶ２に制御信号が入力されて、供給ホッパ２からの被処理物Ｐの排出と供給コンベヤ１２における搬送が行われる。
なお、搬送の時間を制御に配慮する必要はあるが、本実施例では実質的に必要な事項についての説明のみとしている。

ここで「基準状態」における各投入口１０１ａ～１０１ｃからの投入速度を比率で表すとすると、仮に投入口１０１ａからの投入速度を１００とすれば、投入口１０１ｂからの投入速度は１１７、投入口１０１ｃからの投入速度は１２８となる。
この「基準状態」における投入速度あるいは比率は、事前の運転時において、設計時のいわゆる標準的な被処理物Ｐが投入されて運転が行われた際に得られた好適な値をベースに決定されている。
なお、投入口１０１が多数具えられた横型連続伝導伝熱式乾燥機１においては、各投入口１０１から投入する被処理物Ｐの投入速度あるいは比率は、溢出口１０２側（いわゆる出口側）に位置する投入口１０１ほど高い値となるようにすることが、水分の安定した乾燥品Ｄを排出するためには好ましい傾向にあった。

上述した様に、各品温Ｔ１～Ｔ３に関しての条件部の全てのメンバーシップ関数のＺＲの適合度が１．０の状態であれば、上述の運転を行うことにより、多管式加熱管１１への付着等を起こすことなく、あるいは被処理物Ｐが乾き過ぎることなく、排出口１０７ａから一定した水分の乾燥品Ｄとして排出することができる。
なお投入口１０１ａ～１０１ｃへの被処理物Ｐの投入順序については、横型連続伝導伝熱式乾燥機１の構成や、被処理物Ｐの性状に応じて適宜変更され得るものであり、例えば投入口１０１ａの次に投入口１０１ｃ、その次に投入口１０１ｂという順序で１サイクルの投入が成されるようにしてもよい。

次に本体シェル１０内の被処理物Ｐの品温Ｔ１～Ｔ３が上述の「基準状態」とは異なる場合について説明する。
各温度センサ１３ａ～１３ｃは常時品温Ｔ１～Ｔ３を測定しているが、投入が行われていない投入口１０１に対応する温度センサ１３が検出する温度に基づいてファジィ推論が行われるものである。そしてＰＬＣにより、予め定められた順序に従い、次に投入が行われる投入口１０１の投入速度は、投入開始直前のファジィ推論の結論に基づき設定されるものである。
例えば品温Ｔ１が７４℃の場合、図４－１のグラフより、属性がＮＬで適合度が１．０となり、図５の投入速度Ｖ１の結論部はＮＳとなる。
また品温Ｔ２が８５℃の場合、図４－２のグラフより、属性がＺＲで適合度が１．０となり、図５の投入速度Ｖ２の結論部はＺＲとなる。
更にまた品温Ｔ３が９０℃の場合、図４－３のグラフより、属性がＰＬで適合度が１．０、図５の投入速度Ｖ３の結論部はＰＳとなる。
上記の例では、結論部の非ファジィ化定数は、ＮＳが－４％、ＺＲが０％、ＰＳが＋４％とされている。
この状態は図６におけるパターンＮｏ．６の状態であり、この状態が維持されている間は、投入口１０１ａに被処理物Ｐを５５７ｋｇ／ｈの速度で１２００ｓｅｃ投入し、次いで投入口１０１ｂに被処理物Ｐを６８０ｋｇ／ｈの速度で１２００ｓｅｃ投入し、次いで投入口１０１ｃに被処理物Ｐを７７０ｋｇ／ｈの速度で１２００ｓｅｃ投入する１サイクルの運転が繰り返される。
なお、図６は、品温Ｔ１～Ｔ３の温度が、メンバーシップ関数における各ラベルの適合度が１．０である場合から導き出された投入速度のみを示したものである。
また上述したように、本実施例では非ファジィ化定数をＮＳを－４％、ＺＲを０％、ＰＳを＋４％としたが、横型連続伝導伝熱式乾燥機１の構成や、被処理物Ｐの性状に応じて適宜変更されえるものである。

なおこれらの各投入口１０１ａ～１０１ｃからの投入速度は全て整数となっているが、これは小数点以下を四捨五入しているからであって、図６もこの四捨五入した数値を便宜的に表記している。
そしてパターンＮｏ．６の状態が継続している間は、各投入口１０１ａ～１０１ｃからの被処理物Ｐの投入が、上述の投入速度と時間で行われるされるように、被処理物Ｐの供給ホッパ２からの排出と供給コンベヤ１２における搬送が制御される。
このように品温Ｔ１～Ｔ３が前記「基準状態」からパターンＮｏ．６の状態に変わったとしても、各投入口１０１ａ～１０１ｃからの投入速度を、パターンＮｏ．６に示された投入速度とすることにより、多管式加熱管１１への付着等を起こすことなく、あるいは被処理物Ｐが乾き過ぎることなく、排出口１０７ａから一定した水分の乾燥品Ｄとして排出することができる。

次に、図６には表されていない状態の例として、品温Ｔ１が７４℃であり、品温Ｔ２が８８．４℃であり、品温Ｔ３が９０℃の場合（上記パターンＮｏ．６として説明した状態から品温Ｔ２のみ変わった状態）について説明する。
品温Ｔ２が８８．４℃であると、図４－２のグラフから属性がＺＲで適合度が０．４、ＰＬで適合度が０．２であることが読み取られる。
このとき図５のファジィ推論のルールに従うと、品温Ｔ２に関するＺＲのシングルトンは６８０ｋｇ／ｈであり、ＰＳのシングルトンは７０７ｋｇ／ｈであることから、上述の適合度とシングルトンにより品温Ｔ２のファジィ推論の結論は６８９ｋｇ／ｈ（小数点以下を四捨五入）となる。
すなわち品温Ｔ１が７０℃、品温Ｔ２が８８．４℃、品温Ｔ３が９０℃である状態が維持されている間は、投入口１０１ａからの投入速度は５５７ｋｇ／ｈとされ、投入口１０１ｂからの投入速度は６８９ｋｇ／ｈとされ、投入口１０１ｃからの投入速度は７７０ｋｇ／ｈとされる運転が繰り返される。
この様に品温Ｔ１～Ｔ３が、「基準状態」から上述の温度に変化したとしても、本体シェル１０内に被処理物Ｐを上述の投入速度で供給することにより、多管式加熱管１１への付着等を起こすことなく、あるいは被処理物Ｐが乾き過ぎることなく、排出口１０７ａから一定した水分の乾燥品Ｄとして排出することができる。

〔他の実施例〕
本発明は上述した実施例により説明されるものであるが、本発明の技術的思想の範囲内で以下に示すようは変更をすることも可能である。
まず横型連続伝導伝熱式乾燥機１の改変例について説明する
投入口１０１は２箇所以上の複数個所であれば良く、被処理物Ｐの処理量の多い大型の横型連続伝導伝熱式乾燥機１であるほど、より多数の投入口１０１を設けることにより水分の安定した乾燥品Ｄを得ることができる。
また図３に示すようにキャリヤガス口１０３を本体シェル１０の後方側に設け、排気口１０４を本体シェル１０の前方側に設けるようにしてもよい。

また、本発明では投入速度としてファジィ制御の結論を求めているが、被処理物Ｐの重量あるいは体積そのものをファジィ制御の結論として求め、これら重量あるいは体積量を直接の制御の対象としてもよい。

１ 横型連続伝導伝熱式乾燥機
１０ 本体シェル
１０１ 投入口
１０１ａ 投入口
１０１ｂ 投入口
１０１ｃ 投入口
１０２ 溢出口
１０２ｂ 板材
１０３ キャリヤガス口
１０４ 排気口
１０５ 蒸気供給口
１０６ ドレン口
１０７ ダクト
１０７ａ 排出口
１０８ ロータリーバルブ
１０９ プローブ挿入管
１０９ａ プローブ挿入管
１０９ｂ プローブ挿入管
１０９ｃ プローブ挿入管
１１ 多管式加熱管
１１１ アングル
１１２ 鏡板
１１３ 軸体
１１４ 軸受ブロック
１１５ ロータリージョイント
１１５ａ ロータリージョイント
１１５ｂ ロータリージョイント
１１６ 熱管束
１１７ リフタ
１１８ 送り羽根
１２ 供給コンベヤ
１２０ トラフ
１２１ スクリュー
１２２ 排出口
１２２ａ 排出口
１２２ｂ 排出口
１２２ｃ 排出口
１２３ 供給管
１２３ａ 供給管
１２３ｂ 供給管
１２３ｃ 供給管
１２４ 投入ダンパ
１２４ａ 投入ダンパ
１２４ｂ 投入ダンパ
１２４ｃ 投入ダンパ
１２５ 投入口
１３ 温度センサ
１３ａ 温度センサ
１３ｂ 温度センサ
１３ｃ 温度センサ
２ 供給ホッパ
２１ ホッパ部
２２ スクリューコンベヤ部
２３ スクリュー
２５ ロードセル
Ｄ 乾燥品
Ｆ 機枠
ＩＮＶ２ インバータ
ＩＮＶ３ インバータ
Ｐ 被処理物
Ｐ１ 中間製品
Ｍ１ モータ
Ｍ２ モータ
Ｍ３ モータ
ＷＩＣ 排出重量調節計

Claims (4)

1. 伝熱部材を具えた軸体を本体シェル内に配し、この軸体の内部に加熱用蒸気を流すとともに回転させ、
   前記本体シェル内に投入した被処理物を、本体シェル内に滞留させつつ前記軸体とともに回転する伝熱部材に接触させて被処理物の乾燥品を得る横型連続伝導伝熱式乾燥機であって、
   前記本体シェル上部の複数個所に投入口を形成するとともに、これら投入口の下方の本体シェル内に温度センサが配置されて成る横型連続伝導伝熱式乾燥機の運転方法において、
   前記本体シェル内に配置された前記温度センサによる品温の測定値を条件部とし、
   前記投入口から投入される被処理物の投入速度を結論部とするファジィ推論を行うことを特徴とする横型連続伝導伝熱式乾燥機の運転方法。
   
2. 前記条件部を、本体シェルにおける、投入口の下方且つ後方に設置された温度センサにより検出される品温の値とするファジィ制御を行うことを特徴とする請求項１の横型連続伝導伝熱式乾燥機の運転方法。
   
3. 前記投入口の１つから被処理物の投入が行われているとき、他の投入口からの被処理物の投入は行われていないことを特徴とする請求項１または２の横型連続伝導伝熱式乾燥機の運転方法。
   
4. 前記各投入口からの投入は定められた順序に従い行われることを特徴とする請求項１、２または３の横型連続伝導伝熱式乾燥機の運転方法。

Images