JP3195684U

JP3195684U - 木材チップ乾燥設備

Info

Publication number: JP3195684U
Application number: JP2014006072U
Authority: JP
Inventors: 静雄大水
Original assignee: 太新工業株式会社
Priority date: 2014-11-14
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2015-01-29
Anticipated expiration: 2024-11-14

Abstract

【課題】原料である木材チップの流れを促進し、木材チップに着火することがない木材チップ乾燥設備を提供する。【解決手段】キルン本体１２の内周には、スクリューコンベア５７から投入されたチップ原料を、キルン本体１２の入口側から出口側に搬送する螺旋羽根１０５を備えると共に、キルン本体１２の入口側は下り勾配の傾斜角を有する円錐台筒１２ａとなって、更に、入側シールド部材１５の内側上部には、その内側を冷却する水を流す第１の散水手段が設けられ、入側シールド部材１５の内側下部には、落下する水を外部に排水する排水手段が設けられている。【選択図】図１

Description

本考案は、例えば発電燃料として使用する木材チップの乾燥設備に関する。

近年、バイオマス発電が資源の有効利用の観点から勧められている。バイオマス発電は、山林に放置されている残材、間伐材、木質系廃材等の未利用木材を燃料として活用している。しかしながら、特許文献１に記載のように、資源となる木材は、多量に水分を含むので、乾燥することが要求されている。

また、特許文献２においては、ロータリキルンを用いて、木材チップを加熱して炭化し、炭化チップに霧状スプレー水をかけるチップ状木炭の製造装置が提案されている。

特開２０１２−１４５２９３号公報特開２００２−８８３７３号公報

しかしながら、特許文献１記載の技術においては、廃棄物ガス化溶融炉からの排ガスを燃焼室で燃焼させ、ボイラーにより熱回収を行うと共に、ボイラーで発生した蒸気を蒸気復水器によって覆水させ、この蒸気復水器で発生する熱を利用して木材チップの乾燥を行っているので、蒸気復水器等、特別な設備も合わせて必要であり、加熱温度も高温ではないので、処理効率も低いという問題がある。
また、特許文献２の技術では、最終的に炭化したチップ原料（木材チップ）にロータリキルンの出口側でスプレー水をかけているので、水分量が多くなり熱リサイクル率が下がるという問題がある。更に、特許文献２の技術では、ロータリキルンが完全円筒で水平であるので、原料の流れが悪いという問題があった。
更に、ロータリキルンを用いてチップ原料の乾燥を行うに際し、キルン本体の入口から熱風とチップ原料を供給すると、チップ原料が入側シールド部材内に溜まり、熱風によって加熱され、チップ原料が着火することがあるという問題があった。

本考案はかかる事情に鑑みてなされたもので、原料である木材チップのキルン本体内での流れを促進し、木材チップに着火することがない木材チップ乾燥設備を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本考案に係る木材チップ乾燥設備は、
（１）ベース架台と、
（２）前記ベース架台の前後に設けられそれぞれ左右対となる横ローラを介して回転可能に水平配置され、かつ前記ベース架台に設けられた竪ローラによって軸方向位置が規制されたキルン本体と、
（３）前記キルン本体の外周に設けられた大径スプロケットと、前記ベース架台に取付けられた減速モータの出力軸に設けられた小径スプロケットと、前記大径スプロケットと前記小径スプロケットを連結するチェーンとを有するキルン回転駆動手段と、
（４）前記キルン本体の入口側に該キルン本体と独立して配置され、熱風取り込み口と、チップ原料の取り入れ口とを備えた入側シールド部材と、
（５）前記キルン本体の出口側に該キルン本体と独立して配置され、上部には排気口が下部には乾燥した前記チップ原料を排出する排出口がそれぞれ設けられた出側シールド部材と、
（６）前記チップ原料の取り入れ口に取付けられ、前記チップ原料を一時貯留するホッパと、該ホッパから前記チップ原料を切り出すロータリバルブと、該ロータリバルブによって切り出された前記チップ原料を定量供給するスクリューコンベアとを備えた原料供給手段とを有し、
前記キルン本体の内周には、前記スクリューコンベアから投入された前記チップ原料を、該キルン本体の回転に伴い、前記キルン本体の入口側から出口側に搬送する螺旋羽根を備えると共に、前記キルン本体の入口側は下り勾配の傾斜角を有する円錐台筒となって、
更に、前記入側シールド部材の内側上部には、該入側シールド部材の内側を冷却する水を流す第１の散水手段が設けられ、前記入側シールド部材の内側下部には、落下する水を外部に排水する排水手段が設けられている。

本考案に係る木材チップ乾燥設備において、前記入側シールド部材の内側下部には、該入側シールド部材の内側を冷却する水を流す第２の散水手段が設けられているのが好ましい。
また、本考案に係る木材チップ乾燥設備において、前記円錐台筒の傾斜角は０．５〜３度の範囲となっているのが好ましい。ここで、傾斜角が０．５度未満の場合にはチップ原料の流れが悪く、傾斜角が３度を超えると、チップ原料の移動が速すぎる。

本考案に係る木材チップ乾燥設備において、前記キルン本体には前記横ローラに支持される前後２つのタイヤがあって、前記竪ローラは３つの竪ローラＡ〜Ｃを備え、一方の前記タイヤを前後から支持する前記竪ローラＡ、Ｂと、他方の前記タイヤを片側から弾性部材を介して支持する前記竪ローラＣを有するのが好ましい。

本考案に係る木材チップ乾燥設備において、前記キルン本体の外側には隙間を有して断熱材が固定状態で設けられているのが好ましい。この場合、キルン本体の外側に少しの隙間を設けて、ケーシングを形成し、このケーシングに断熱材を固定するのが好ましい。

本考案に係る木材チップ乾燥設備は、キルン本体の入口側が下り勾配の傾斜角を有する円錐台筒となっているので、キルン本体の入側でのチップ原料の流れが促進させる。
また、入側シールド部材の内側上部には、入側シールド部材の内側を冷却する水を流す第１の散水手段が設けられ、入側シールド部材の内側下部には、落下する水を外部に排出する排水手段が設けられているので、仮に入側シールド部材内に木材チップの粉塵が溜まっても、着火することはない。

特に、本考案に係る木材チップ乾燥設備において、キルン本体に横ローラに支持される前後２つのタイヤがあって、竪ローラは３つの竪ローラＡ〜Ｃを備え、一方のタイヤを前後から支持する竪ローラＡ、Ｂと、他方のタイヤを片側から弾性部材を介して支持する竪ローラＣを有している場合、キルン本体の温度変化に竪ローラＣが対応でき、無理な荷重がキルン本体に発生することがない。

そして、本考案に係る木材チップ乾燥設備において、キルン本体の外側に隙間を有して断熱材を固定状態で設けた場合、断熱材は回転しないので、施工工事が比較的簡単であり、長期の寿命を有する。

本考案の一実施の形態に係る木材チップ乾燥設備の正面図である。同木材チップ乾燥設備に使用するベース架台の平面図である。（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同木材チップ乾燥設備に使用する横ローラの説明図である。（Ａ）は同木材チップ乾燥設備に使用する竪ローラ機構の平面図、（Ｂ）は同木材チップ乾燥設備に使用する竪ローラ機構の側面図、（Ｃ）は同木材チップ乾燥設備に使用する竪ローラ機構の正面図である。（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同木材チップ乾燥設備の一部省略正面図及び一部省略側面図である。同木材チップ乾燥設備の側面図である。同木材チップ乾燥設備の一部省略正面図である。同木材チップ乾燥設備の側面図である。同木材チップ乾燥設備の動作状態説明図である。

続いて、添付した図面を参照しながら、本考案を具体化した実施の形態について説明する。
図１〜図８に示すように、本考案の一実施の形態に係る木材チップ乾燥設備１０は、ベース架台１１と、その上に水平配置されるキルン本体１２と、このキルン本体１２を回転駆動するキルン回転駆動手段１３と、キルン本体１２の前後（入口側及び出口側）に設けられている入側シールド部材１５及び出側シールド部材１６とを有している。以下、これらについて詳しく説明する。

ベース架台１１は周知の形鋼（アングル、チャンネル、鉄板など）を組み合わせて形成され、約３．４ｍの高さ、４．６ｍの幅、２３．５ｍの長さを有する直方体状となっている。このベース架台１１の上にはキルン本体１２が横ローラ１８〜２１を介して搭載され、キルン本体１２の前後に配置されている入側シールド部材１５及び出側シールド部材１６もベース架台１１に搭載されている。

キルン本体１２は前後に環状のタイヤ２３、２４を有している。このタイヤ２３、２４はキルン本体１２に、軸方向両側から交互に挿入される複数の楔（交換式楔ライナー）２５によって固定されて、キルン本体１２の熱変動した場合の高さ調整を可能とし、タイヤ２３、２４が摩耗した場合の、タイヤ２３、２４の交換が容易にできるようになっている。
ベース架台１１の前側に左右対となって設けられた横ローラ１８、１９の上に上流側のタイヤ２３が、ベース架台１１の後ろ側に左右対となって設けられた横ローラ２０、２１の上に下流側のタイヤ２４が載っている。

また、タイヤ２３、２４の側面に当接して、キルン本体１２の軸方向位置を規制する竪ローラ２７〜２９がベース架台１１に設けられている。竪ローラ（Ａ）２７はタイヤ２４を下流側から、竪ローラ（Ｂ）２８はタイヤ２４を上流側から支持している。竪ローラ（Ｃ）２９はタイヤ２３を下流側から押圧支持している。竪ローラ２９は、図４（Ａ）〜（Ｃ）の竪ローラ機構３２に示すように、途中にスプリング３１（弾性部材の一例）が設けられて、弾性的にタイヤ２３を下流側から支持している。これによって、タイヤ２４は下流側から竪ローラ２７によって、上流側からタイヤ２８によって略固定状態で支持されている。なお、キルン本体１２が熱によって伸びる場合は、下流側のタイヤ２４を基準にして上流側に伸びるので、竪ローラ２９がタイヤ２３を弾性的に押圧している。図４において、３３は竪軸を、３４は取付け部材、３５は水平ガイド軸を示す。

キルン本体１２の中央部外側には、大径スプロケット３７が設けられ、ベース架台１１に取付けられている減速モータ３８の出力軸に設けられている小径スプロケット３９とチェーン４０によって連結され、減速モータ３８の回転により、一定方向に例えば、３〜７ｒｐｍで回転駆動できる構造となっている。これらが、キルン回転駆動手段１２を構成する。

キルン本体１２の平均内径は２．４ｍ、長さは約１８ｍであるが、上流側は徐々に縮径し、約１度（０．５〜３度程度は可能）の下り勾配の傾斜角を有する円錐台筒１２ａを有する。これによって、チップ原料は円錐台筒１２ａ内を上流側から下流側に容易に移動する。また、このようにキルン本体１２を形成することによって、キルン本体１２の軸心を水平配置することができ、キルン本体１２の軸方向にスラスト荷重を発生しにくく、横ローラ１８〜２１及び竪ローラ２７〜２９の寿命が伸びるという利点がある。

図５（Ａ）、（Ｂ）、図６に示すように、キルン本体１２の入口側には、キルン本体１２と独立して配置された、即ちキルン本体１２とは僅少の隙間Ｓを有して配置された入側シールド部材１５を有する。入側シールド部材１５は支持部材４１ａ、４１ｂで両側をベース架台１１上に支持され、入側シールド部材１５は、断面矩形の熱風取り込み口４２に接続された断面矩形のフード４３と、チップ原料の取り入れ口４４を有する。入側シールド部材１５は補助架台４５を有し、ベース架台１１の所定位置に固定配置される。

入側シールド部材１５の内側で天井部４６には、スプレーノズル（第１の散水手段の一例）４７、４８が設けられ、入側シールド部材１５の内側で底部５０には、複数の上向き散水孔（第２の散水手段の一例）を有するパイプ５２が配置され、スプレーノズル４７、４８及び散水孔から常時水を吹き出している。これによって、入側シールド部材１５の内部温度を下げて、チップ原料の取り入れ口４４から搬入されたチップ原料が入側シールド部材１５の内部に蔓延しても、チップ原料に着火しないようにしている。入側シールド部材１５の内側下部には、上側に拡幅する集水ホッパ４２ａと、集水ホッパ４２ａの下部に設けられた放水口４２ｂとからなる排水手段が設けられて、落下する水を外部に排水している。

熱風取り込み口４２に接続されたフード４３の上流側にはフランジ５４が設けられ、図示しない熱風ダクトが接続され、別置きされた熱風発生炉から空気より酸素含有量の小さい４００〜９５０℃の熱風を導入できる構造となっている。なお、フード４３の底には、支柱４３ａが設けられ、全体を支持している。
キルン本体１２の入側に設けられているチップ原料の取り入れ口４４には、図６、図７に示すように、原料供給手段５５が設けられている。この原料供給手段５５は、チップ原料の取り入れ口４４に取付けられているフランジ５６を介して固定され、チップ原料を定量供給するスクリューコンベア５７を有している。スクリューコンベア５７の上流側下部には支柱５８が設けられて全体の重量を支えている。

スクリューコンベア５７は、筒状ケーシング５９と、内部に配置されたスクリュー軸６０と、スクリュー軸６０の駆動軸６１に設けられた第１のスプロケット６２と、第２のスプロケット６３が出力軸に取付けられた減速モータ６４と、第１、第２のスプロケット６２、６３を繋ぐチェーン６５とを有し、投入口６６から送られるチップ原料をスクリュー軸６０が下流側に搬送し、排出口６７からキルン本体１２内に投入する。

スクリューコンベア５７の投入口６６の上には、短管６８を介して、ロータリバルブ６９とホッパ７０が設けられている。ロータリバルブ６９はスプロケット７１、７２及びチェーン７３を介して連結された減速モータ７５によって回転駆動されている。ロータリバルブ６９の駆動軸７６は、一端側（上流側）から他端側（下流側）に伸びて、他端側に小スプロケット７８が設けられている。これによって、ホッパ７０でチップ原料を一時貯留し、ロータリバルブ６９でホッパ７０からチップ原料を徐々に切り出す。

上方に拡大したホッパ７０の下部には掻き羽根７９が設けられ、その端部には、チェーン８０によって小スプロケット７８に連結される小スプロケット８１が設けられ、ロータリバルブ６９の回転と共に、掻き羽根７９が回転し、ホッパ７０の下部に溜まったチップ原料を掻き混ぜて、円滑に下方のロータリバルブ６９内にチップ原料を送るようにしている。
原料供給手段５５は、以上に説明したスクリューコンベア５７、ロータリバルブ６９、及びホッパ７０を備えて構成されている。なお、図６において、８３は原料投入用コンベアである。

図１、図８を参照しながら、出側シールド部材１６について説明する。出側シールド部材１６は、キルン本体１２の出側端部８５に僅少の隙間を有する開口部８６を有してキルン本体１２とは独立して配置され、左右対となる４本の支持部材８７、８８によってベース架台１１に固定配置される。キルン本体１２の出側端部８５の上部に、大きな空間部８９を形成する断面円弧状の天井部９０を有し、出側端部８５の下部には、下方に縮幅するホッパ９１と、このホッパ９１の下部に接続されるロータリバルブ９２（チップ原料の排出手段となる）とを有している。このロータリバルブ９２は減速モータ９２ａによって回転駆動され、所定量の乾燥したチップ原料を徐々に下方に排出できる構造となっている。このロータリバルブ９２の底部に乾燥したチップ原料の排出口９２ｂを有している。

天井部９０の上部には短管９３を介して排気口を構成する曲がり管９４がフランジ接合されている。曲がり管９４は、垂直管部９５と水平管部９６が交わり、垂直管部９５の上部には錘付きの蓋９７が配置されている。水平管部９６は図示しないダクトを介して集塵機及び排気ファンに接続されて、これによってキルン本体１２内を負圧にしている。
図８において、１００は蓋付き点検口、１０１は点検孔、１０２は給水口、１０３は温度センサー設置孔である。

図１、図９に示すように、キルン本体１２の内壁には、複数条の螺旋羽根１０５が設けられている。スクリューコンベア５７から投入されたチップ原料は、キルン本体１２の回転に伴い、螺旋羽根１０５によって掬い上げられ、上部位置で落下して、熱風に曝され乾燥しながら、キルン本体１２の入口側から出口側に搬送される。
チップ原料の種類は、間伐材、建築廃材、残材等があるが、予め５０ｍｍ以下に粉砕されているのが好ましい。チップ原料の移動速度は１〜２ｍ／分程度であるが、チップ原料の水分が多い場合はチップ原料の移動速度を遅くするのが好ましい。

この木材チップ乾燥設備１０においては、キルン本体１２内に熱風取り込み口４２から熱風を取り入れた状態で、原料供給手段５５から湿ったチップ原料を徐々に入れると、チップ原料は、キルン本体１２内部の螺旋羽根１０５によって掻き上げられ、キルン本体１２の下流側に搬送されて、乾燥し、出側シール部材１６の下部に設けられているホッパ９１に溜まり、ロータリバルブ９２によって下方に排出される。
なお、入側シールド部材１５の内側上部及び内側下部には、入側シールド部材１５の内側を冷却する水を流す第１、第２の散水手段が設けられ、入側シールド部材１５の内側下部には、供給された水を外部に排水する排水手段が設けられているので、この部分で、チップ原料に着火することはない。

キルン本体１２の外側には隙間を有して図示しない断熱材（グラスウール）が設けられている。この断熱材はキルン本体１２を囲む略円筒状の外枠に固定されている。また、この断熱材はキルン本体１２とは分離され、キルン本体１２の回転によっては回転しない。
本考案は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本考案の要旨を変更しない範囲でその構成を変更することもできる。

１０：木材チップ乾燥設備、１１：ベース架台、１２：キルン本体、１２ａ：円錐台筒、１３：キルン回転駆動手段、１５：入側シールド部材、１６：出側シールド部材、１８〜２１：横ローラ、２３、２４：タイヤ、２５：楔、２７〜２９：竪ローラ、３１：スプリング、３２：竪ローラ機構、３３：竪軸、３４：取付け部材、３５：水平ガイド部材、３７：大径スプロケット、３８：減速モータ、３９：小径スプロケット、４０：チェーン、４１ａ、４１ｂ：支持部材、４２：熱風取り込み口、４２ａ：集水ホッパ、４２ｂ：放水口、４３：フード、４３ａ：支柱、４４：チップ原料の取り入れ口、４５：補助架台、４６：天井部、４７、４８：スプレーノズル、５０：底部、５２：パイプ、５４：フランジ、５５：原料供給手段、５６：フランジ、５７：スクリューコンベア、５８：支柱、５９：筒状ケーシング、６０：スクリュー軸、６１：駆動軸、６２：第１のスプロケット、６３：第２のスプロケット、６４：減速モータ、６５：チェーン、６６：投入口、６７：排出口、６８：短管、６９：ロータリバルブ、７０：ホッパ、７１、７２：スプロケット、７３：チェーン、７５：減速モータ、７６：駆動軸、７８：小スプロケット、７９：掻き羽根、８０：チェーン、８１：小スプロケット、８３：原料投入用コンベア、８５：出側端部、８６：開口部、８７、８８：支持部材、８９：空間部、９０：天井部、９１：ホッパ、９２：ロータリバルブ、９２ａ：減速モータ、９２ｂ：排出口、９３：短管、９４：曲がり管、９５：垂直管部、９６：水平管部、９７：錘付きの蓋、１００：蓋付き点検口、１０１：点検孔、１０２：給水口、１０３：温度センサー設置孔、１０５：螺旋羽根

Claims

（１）ベース架台と、
（２）前記ベース架台の前後に設けられそれぞれ左右対となる横ローラを介して回転可能に水平配置され、かつ前記ベース架台に設けられた竪ローラによって軸方向位置が規制されたキルン本体と、
（３）前記キルン本体の外周に設けられた大径スプロケットと、前記ベース架台に取付けられた減速モータの出力軸に設けられた小径スプロケットと、前記大径スプロケットと前記小径スプロケットを連結するチェーンとを有するキルン回転駆動手段と、
（４）前記キルン本体の入口側に該キルン本体と独立して配置され、熱風取り込み口と、チップ原料の取り入れ口とを備えた入側シールド部材と、
（５）前記キルン本体の出口側に該キルン本体と独立して配置され、上部には排気口が下部には乾燥した前記チップ原料を排出する排出口がそれぞれ設けられた出側シールド部材と、
（６）前記チップ原料の取り入れ口に取付けられ、前記チップ原料を一時貯留するホッパと、該ホッパから前記チップ原料を切り出すロータリバルブと、該ロータリバルブによって切り出された前記チップ原料を定量供給するスクリューコンベアとを備えた原料供給手段とを有し、
前記キルン本体の内周には、前記スクリューコンベアから投入された前記チップ原料を、該キルン本体の回転に伴い、前記キルン本体の入口側から出口側に搬送する螺旋羽根を備えると共に、前記キルン本体の入口側は下り勾配の傾斜角を有する円錐台筒となって、
更に、前記入側シールド部材の内側上部には、該入側シールド部材の内側を冷却する水を流す第１の散水手段が設けられ、前記入側シールド部材の内側下部には、落下する水を外部に排水する排水手段が設けられていることを特徴とする木材チップ乾燥設備。
請求項１記載の木材チップ乾燥設備において、前記入側シールド部材の内側下部には、該入側シールド部材の内側を冷却する水を流す第２の散水手段が設けられていることを特徴とする木材チップ乾燥設備。
請求項１又は２記載の木材チップ乾燥設備において、前記円錐台筒の傾斜角は０．５〜３度の範囲となっていることを特徴とする木材チップ乾燥設備。
請求項１〜３のいずれか１記載の木材チップ乾燥設備において、前記キルン本体には前記横ローラに支持される前後２つのタイヤがあって、前記竪ローラは３つの竪ローラＡ〜Ｃを備え、一方の前記タイヤを前後から支持する前記竪ローラＡ、Ｂと、他方の前記タイヤを片側から弾性部材を介して支持する前記竪ローラＣを有することを特徴とする木材チップ乾燥設備。
請求項１〜４のいずれか１記載の木材チップ乾燥設備において、前記キルン本体の外側には隙間を有して断熱材が固定状態で設けられていることを特徴とする木材チップ乾燥設備。