JP3540189B2 - 回転式乾燥機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、破砕処理された一般廃棄物や産業廃棄物等を乾燥させるための回転式乾燥機、詳しくは、破砕処理された廃棄物中に混在する石、砂、ガラス、金属等の可燃物に比べて比重の大きい不燃物粒子（以下、適宜「残さ」という）を取り除くことにより、廃棄物が効率よく乾燥され、かつ、余分なエネルギーが必要とならない回転式乾燥機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からの回転式乾燥機は、廃棄物等の原料を乾燥機の回転ドラムに供給して、熱風の導入により原料水分を蒸発させ、乾燥排ガスを系外に排出するとともに、乾燥済みの廃棄物等を乾燥機出口から排出するという方式である。
例えば、特開平７−９１８３２号公報には、回転撹拌翼を有するドラム乾燥機において、撹拌翼の回転軸をドラム中心より下方に位置させ、撹拌翼の形状を所定の傾斜を持たせた幅広の板状とするなどして、ドラム内壁への付着物の除去及び乾燥物の持ち上げ効果を大きくし、乾燥物中に含まれるひも状物の絡み付きをなくすようにした回転式乾燥機が記載されている。
また、特願平９−５３６０２７号の国際公開公報（国際公開番号 ＷＯ９７／３８２７７）には、回転円筒内に軸方向に主管を挿入し、その主管から複数の枝管を分岐して、その管端を円筒内の処理原料層の内部において又はその表面に対して開口させ、加熱空気を主管に送入して枝管の管端から加熱空気を噴射し、加熱空気と処理原料との接触効率を増大させるようにした回転式乾燥機が記載されている。
【０００３】
また、特開昭５５−１１６０７７号公報には、汚泥等の原料が一端部から投入される内筒体と、内筒体と一体に回転する外筒体とを設けた２重円筒構造の回転式乾燥機において、内筒体及び外筒体の内周に管軸方向に対して互いに逆方向に傾斜する羽根体を突設し、外筒体の乾燥機出口側の端部周壁に多数の孔を設けて、乾燥された粒状汚泥のうち、粒径の小さいものは孔を通過してホッパー内に落下するようにし、粒径の大きいものは孔を通過せずに内筒体の一端部側に再投入されるようにして、粒径の均一な粒状乾燥汚泥を得るようにした構成が記載されている。
【０００４】
一方、破砕された廃棄物の選別においては、ふるい分けによる選別として、混合物の形状の差又は各物性の破砕特性からくる粒度の差、すなわち、可燃物は比較的粗く、不燃物は細かく破砕されるのを利用して、異物の除去及び成分別の分離を行うことが知られており、ふるい分け型選別機の一種としては、回転式選別機（通称 トロンメル）が知られている（例えば、「ごみ処理施設構造指針解説」第４８２頁〜第４８４頁、厚生省水道環境部監修、平成５年５月発行）。
回転式選別機は、回転する円筒又は円錐状ドラムの内部に被処理物を供給して移動させ、回転力により撹拌とほぐし効果を与えながら選別するものである。ドラム外部にある開孔部又は間隙部は、供給口側が小さく、排出口側が大きくなっている。被処理物がドラム内に投入されると、大粒物はそのままドラム出口の排出口から排出されるが、細粒物は供給口側、中粒物は排出口側の開目よりそれぞれ落下する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
破砕処理された一般廃棄物あるいは産業廃棄物を乾燥させる場合、上記の従来方式の回転式乾燥機では、不燃物である残さが可燃物より細かく破砕されているという特性から、廃棄物中に混在する残さは、一般的に可燃物よりも粒径が小さく、回転式乾燥機内において廃棄物層の下層に堆積し易くなる。このため、廃棄物投入の時間経過とともに回転式乾燥機内に滞留する残さ量が多くなり、廃棄物の乾燥効率が低下したり、余分なエネルギーが必要になるという問題が生じる。また、乾燥機内部に滞留した残さを取り除くための作業が困難であり、かつ、除去作業に長時間を要するという問題がある。
【０００６】
また、特開昭５５−１１６０７７号公報に記載された汚泥乾燥機を上記のような廃棄物の乾燥に適用した場合、外筒体に設けられた多数の孔から残さはある程度排出されるが、孔径よりも粒径の大きな可燃物は、外筒体の内部に滞留して、しかも、内筒体の内部に再投入され、外部に排出できないという問題が生じる。なお、上記公報に記載された汚泥乾燥機は、粒径の均一な粒状乾燥汚泥を得るために外筒体の端部周壁に多数の孔を設けたものであり、破砕処理された廃棄物中に混在する残さを落下させるために孔を設けたものではない。
また、上述した回転式選別機（トロンメル）は、回転するドラムの内部に被処理物を供給して移動させ、回転力により撹拌とほぐし効果を与えながら、ドラムの供給口側から細粒物、排出口側から中粒物を落下させるものであり、回転式乾燥機内で廃棄物層の下層に堆積した可燃物よりも粒径が小さく比重の大きい残さを、廃棄物中の可燃物から分離して落下させるという手段に、そのまま適用できるものではない。
【０００７】
本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、本発明の目的は、破砕処理された一般廃棄物や産業廃棄物等を乾燥させるための回転式乾燥機において、乾燥機本体である円筒部（回転ドラム）の乾燥機出口手前に、廃棄物中に混在する石、砂、ガラス、金属等の可燃物に比べて比重の大きい不燃物粒子（残さ）は通過でき、かつ、廃棄物中の可燃物は通過できない口径の多数の開口部を有する残さ排出機構を設けることにより、回転式乾燥機内部に滞留する廃棄物中の残さ量を乾燥機運転中に低減又はなくし、これにより、廃棄物の乾燥効率の低下及び余分なエネルギーの投入を防ぐことができ、乾燥機内部に滞留した残さ除去のための作業を軽減又はなくして廃棄物中の可燃物を連続的に乾燥させることができる回転式乾燥機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の回転式乾燥機は、破砕処理された廃棄物（一般廃棄物、産業廃棄物等）が乾燥機入口から乾燥機本体である円筒部に供給され、長手方向を軸として回転する円筒部内で熱風により廃棄物が乾燥され、乾燥された廃棄物が乾燥機出口から排出される回転式乾燥機において、廃棄物が排出される乾燥機出口手前の円筒部に、廃棄物中に混在する可燃物に比べて比重の大きい不燃物（石、砂、ガラス、金属等の残さ）は通過でき、かつ、廃棄物中の可燃物は通過できない口径の多数の開口部を有する残さ排出機構を設けた構成となっている（図１、図２、図３、図５、図６参照）。
【０００９】
上記の本発明の回転式乾燥機において、残さ排出機構における開口部を孔及び網目のいずれかとすることができる（図２、図３参照）。また、残さ排出機構における開口部の口径は、３〜２０mm、望ましくは５〜１０mmとすることが好ましい。回転式乾燥機に供給される一般廃棄物や産業廃棄物等は、乾燥し易い粒度に破砕処理されており、廃棄物中の可燃物は粗粒で、残さ（石、砂、ガラス、金属等の不燃物）は細粒である。このときの残さ（石、砂、ガラス、金属等）の粒径を考慮すると、残さ排出機構における開口部の口径は上記の範囲となる。なお、開口部の口径が上記の下限値未満の場合は開口部が目詰まりを起こし易くなり、一方、上記の上限値を超える場合は粗粒である可燃物も落下させてしまうおそれがある。
【００１０】
また、上記の本発明の回転式乾燥機において、残さ排出機構の下側に切出し機構及び気密排出機構を設けることができる（図１、図２、図３、図５、図６参照）。切出し機構としては、例えば、スクリューコンベア等が用いられる。また、気密排出機構としては、例えば、ロータリーバルブ等が用いられる。
また、上記の本発明の回転式乾燥機において、残さ排出機構と切出し機構との間の空間の乾燥機上流側を開放状態として、乾燥機内の負圧で生じる気流により開口部から落下する比重の小さい可燃物を乾燥機出口側に吹き飛ばす構成とすることが可能である（図５参照）。
また、上記の本発明の回転式乾燥機において、残さ排出機構と切出し機構との間の空間の乾燥機上流側に空気噴出口を設けて、噴出させた空気により開口部から落下する比重の小さい可燃物を乾燥機出口側に吹き飛ばす構成とすることが可能である（図６参照）。
【００１１】
また、これらの本発明の回転式乾燥機において、乾燥機本体である円筒部の下流側及び乾燥機出口側の外周に設けられたフード内面にブラシの一端を固定し、ブラシの他端が円筒部に設けられた残さ排出機構に接触するようにして、円筒部の回転に伴ってブラシが残さ排出機構に対して摺動することにより開口部の詰まりを除去するように構成することができる（図７参照）。この場合、ブラシの材質は金属、硬質プラスチック等である。
また、これらの本発明の回転式乾燥機において、円筒部に設けられた残さ排出機構の外側に圧縮空気供給手段を設けて、圧縮空気を残さ排出機構に吹き付けることにより開口部の詰まりを除去するように構成することができる（図８、図９参照）。
また、これらの本発明の回転式乾燥機において、円筒部に設けられた残さ排出機構の外側に、開口部に嵌合する突起を有し、円筒部の回転に伴って回転する歯車状部材を設けて、開口部に突起が嵌合することにより開口部の詰まりを除去するように構成することができる（図１０、図１１参照）。
また、これらの本発明の回転式乾燥機において、乾燥機本体である円筒部は、水平か、又は乾燥機出口側が乾燥機入口側よりも低くなるように傾斜して設置されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定されるものではなく、適宜変更して実施することができるものである。
図１、図２は、本発明の実施の形態による回転式乾燥機を示している。なお、図１では図示を省略しているが、一般廃棄物あるいは産業廃棄物等の原料は、乾燥機に投入される前に、一例として、破袋機で破袋された後、一次破砕機で乾燥に適した大きさに破砕されている。
図１に示すように、粒径分布及び比重分布が広範囲で、かつ、水分（例えば、４０wt％程度）を含む原料（例えば、一般廃棄物や産業廃棄物）は、供給ホッパー１０に投入され、原料供給機１２により乾燥機入口１４から乾燥機本体である円筒部１６内に供給される。同時に、乾燥機入口１４側からは、熱風炉等（図示略）により熱風が導入される。なお、原料供給機１２としては、例えば、スクリューフィーダ、プッシャー等が用いられる。
【００１３】
乾燥機本体である円筒部１６は、水平か、望ましくは乾燥機出口１８側が乾燥機入口１４側よりも低くなるように傾斜して横置きに設置されており、モーター等の駆動源（図示略）により長手方向を軸として回転する。円筒部１６を長手方向を軸として回転させながら、上記のように、原料を供給し、同時に導入した熱風の熱により原料中の水分を蒸発させ、原料を所定水分（例えば、１０wt％程度）まで乾燥させる。なお、円筒部１６内の長手方向には、駆動軸２０と撹拌部材２２とからなる撹拌装置２４が設置されており、駆動軸２０がモーター等の駆動源（図示略）により回転して撹拌部材２２により円筒部１６内の原料が撹拌されるようになっている。
所定水分まで乾燥された原料は、残さ排出機構２６で残さ（石、砂、ガラス、金属等の不燃物）が分離され、乾燥排ガスとともに乾燥機出口１８から排出される。排ガスは排ガス出口ダクト２８から排出され、例えば、集塵して熱分解脱臭や熱回収（図示略）の後、系外に排出される。３０は出口フードである。残さ排出機構２６まわりの詳細については後述する。
【００１４】
図２は残さ排出機構２６まわりの詳細を示しており、図１、図２に示すように、所定水分まで乾燥された原料は、円筒部１６の乾燥機出口１８手前に設けられた残さ排出機構２６に到達する。
残さ排出機構２６には、原料である廃棄物中に混在する可燃物に比べて比重の大きい不燃物（石、砂、ガラス、金属等の残さ）は通過でき、かつ、廃棄物中の可燃物は通過できない口径の多数の開口部３２が設けられており、開口部３２の口径は、３〜２０mm、望ましくは５〜１０mmである。破砕処理された廃棄物中の可燃物は粗粒で、残さ（石、砂、ガラス、金属等の不燃物）は細粒である。このときの残さの粒径を考慮すると、開口部３２の口径は上記の範囲となる。図２では、開口部３２を２列として図示を簡略化しているが、実際には円筒部１６の周方向に多数の列の開口部３２が設けられる。なお、残さ排出機構２６は、溶接等により円筒部１６に取り付ける場合や、円筒部１６自体に開口部３２を設けて一体に構成する場合がある。
【００１５】
開口部３２の径よりも小さい粒径の乾燥済み原料中の残さは、残さ排出機構２６の開口部３２から落下し、切出し機構（例えば、スクリューコンベア）３４及び気密排出機構（例えば、ロータリーバルブ）３６を経由して乾燥機本体内部から排出される（図７参照）。一方、残りの乾燥済み原料は、乾燥機出口１８近傍に設けられた堰３８を越え、乾燥機出口１８から切出し機構（例えば、スクリューコンベア）４０及び気密排出機構（例えば、ロータリーバルブ）４２を経由して排出され、乾燥物として回収されるか、あるいは後段の工程（一例として、ごみ固形化燃料（ＲＤＦ）製造の場合は、選別工程や２次破砕工程や成形工程等）に搬送される。
堰３８は、図４に示すように、円筒部１６内での原料の滞留時間を調整するものであり、堰３８の高さを低くすれば原料の滞留時間が短くなり、堰３８の高さを高くすれば原料の滞留時間が長くなる。したがって、乾燥済み原料が過乾燥の場合は堰３８の高さを低くし、乾燥不足で水分が多い場合は堰３８の高さを高くする。堰３８の高さは、複数枚取り付けられた堰板４４の位置を変えることにより調整できる。なお、一体構造の堰を取り付ける場合もある。
【００１６】
また、図２に示すように、円筒部１６内（乾燥機内部）への外気の流入を防止するために、残さ排出機構２６の上流側の円筒部１６外周と出口フード３０及びホッパー部３１との間には、グランドシール等のシール機構４６が設けられている。
図１、図２における残さ排出機構２６では、開口部３２として孔を設けているが、孔の形状は円形に限定されず、また、孔の配列は直線状に限定されない。また、図３に示すように、残さ排出機構４８として網目５０を設ける構成とすることもできる。図３における他の構成及び作用は、図２と同様である。
【００１７】
また、図５に示すように、残さ排出機構２６と切出し機構３４との間の空間５２の乾燥機上流側に間隙５４を設けて、間隙５４から空間５２に空気が吸い込まれるようにし、開口部３２から落下する残さに混入した比重の小さい可燃物が、乾燥機出口１８から排出される可燃物の方に吹き飛ばされる構成とすることができる。なお、間隙５４から空気が吸い込まれるのは、排ガス出口ダクト２８から排出される排ガス（図１参照）が、ファン等（図示略）で吸引されており、乾燥機内が負圧になっているからである。
また、図６に示すように、残さ排出機構２６と切出し機構３４との間の空間５２の乾燥機上流側に空気噴出口５６を設けて、噴出させた空気により開口部３２から落下する残さに混入した比重の小さい可燃物が、乾燥機出口１８から排出される可燃物の方に吹き飛ばされる構成とすることができる。
図５、図６のような構成とすることにより、廃棄物中の可燃物が残さに混じって開口部３２から落下しても、乾燥機出口１８から排出される可燃物と同じように、切出し機構４０等を経由して排出することができる。
なお、図５、図６における他の構成及び作用は、図２と同様である。また、図５、図６に示す構成は、図３の残さ排出機構に適用することも勿論可能である。
【００１８】
つぎに、本実施の形態の回転式乾燥機における残さ排出機構の詰まり除去装置について説明する。図１等に示したように、乾燥済み原料中の残さは、残さ排出機構２６の開口部３２から落下して乾燥機本体内部から排出されるが、残さや残さ中の異物等が開口部３２に詰まることがあり、この開口部の詰まりを防止するためには、詰まり除去装置を設置する必要がある。なお、以下の説明では、開口部が孔の場合を前提にしているが、網目の場合も同様に適用することができる。図７は、図１のＡ−Ａ線断面図であり、出口フード３０の内面には、金属又は硬質プラスチック製等のブラシ５８の一端が固定され、ブラシ５８の他端は残さ排出機構２６の外面に接触するようになっている。円筒部１６の回転に伴ってブラシ５８が残さ排出機構２６に対して摺動し、残さ排出機構２６の開口部３２に詰まった残さや残さ中の異物等を円筒部１６内部に押し込むようにする。なお、３４は切出し機構（例えば、スクリューコンベア）、３６は気密排出機構（例えば、ロータリーバルブ）である。
【００１９】
また、図８、図９に示すように、残さ排出機構２６の外側に、エアノズル等の圧縮空気供給手段６０を設けて、圧縮空気を間欠的に開口部３２の外側から吹き付けて、開口部３２に詰まった残さや残さ中の異物等を円筒部１６内部に押し込むようにしても良い。なお、圧縮空気供給手段６０には、開口部３２の孔の列の位置及び数に合わせて噴出口が設けられており、圧縮空気供給手段６０から噴出される空気が確実に開口部３２に当たるようになっている。また、エアノズル等の圧縮空気供給手段６０を複数設置することも可能である。
【００２０】
また、図１０、図１１に示すように、残さ排出機構２６の外側に、開口部３２に嵌合する突起６２を有し、円筒部１６の回転に伴って回転する歯車状部材６４を設けることもできる。この場合は、出口フード３０内に設けられた回転自在な軸６６に歯車状部材６４を固定するか、又は固定された軸６６に回転自在な歯車状部材６４を取り付けて、円筒部１６の回転に伴って歯車状部材６４が回転するようにし、開口部３２に歯車状部材６４の突起６２が嵌合するときに、開口部３２に詰まった残さや残さ中の異物等が円筒部１６内部に押し込まれるようにする。なお、歯車状部材６４は、開口部３２の孔の列の位置及び数に合わせて設けられる。
図７で説明したブラシによる詰まり除去装置、図８、図９で説明した圧縮空気供給手段による詰まり除去装置、図１０、図１１で説明した歯車状部材による詰まり除去装置は、３つのうちのいずれかを設置することも可能であるが、任意の組合せで併用することができ、３つとも設置することも可能である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されているので、つぎのような効果を奏する。
（１） 回転式乾燥機内部に滞留する廃棄物中の残さ（石、砂、ガラス、金属等の不燃物）を乾燥機運転中に低減又はなくすことが可能なので、廃棄物の乾燥効率の低下及び余分なエネルギーの投入を防ぐことができる。
（２） 回転式乾燥機内部に滞留する廃棄物中の残さ量を乾燥機運転中に低減又はなくすことが可能なので、乾燥機内部に滞留した残さ除去のための作業を軽減又はなくすことができ、廃棄物中の可燃物を連続的に乾燥させることができる。（３） 残さ排出機構の開口部における詰まりを除去するための装置を設ける場合は、残さ排出機構のメンテナンス等を軽減又はなくすことができ、また、廃棄物中の残さを落下させる機能が低下しないので、上記の効果がより一層優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による回転式乾燥機を示す概略構成図である。
【図２】図１における残さ排出機構まわりの詳細を示す一部切欠拡大説明図である。
【図３】本実施形態の残さ排出機構まわりの詳細の他の例を示す拡大説明図である。
【図４】本実施形態の回転式乾燥機における乾燥機出口まわりを示す右側面図である。
【図５】本実施形態の残さ排出機構まわりの詳細の他の例を示す拡大説明図である。
【図６】本実施形態の残さ排出機構まわりの詳細のさらに他の例を示す拡大説明図である。
【図７】図１のＡ−Ａ線断面図であり、本実施形態の回転式乾燥機における残さ排出機構の詰まり除去装置の一例を示す断面説明図である。
【図８】本実施形態の回転式乾燥機における残さ排出機構の詰まり除去装置の他の例を示す断面説明図である。
【図９】図８に示す詰まり除去装置を設けた回転式乾燥機の概略構成図である。
【図１０】本実施形態の回転式乾燥機における残さ排出機構の詰まり除去装置のさらに他の例を示す断面説明図である。
【図１１】図１０に示す詰まり除去装置を設けた回転式乾燥機の概略構成図である。
【符号の説明】
１０ 供給ホッパー
１２ 原料供給機
１４ 乾燥機入口
１６ 円筒部
１８ 乾燥機出口
２０ 駆動軸
２２ 撹拌部材
２４ 撹拌装置
２６、４８ 残さ排出機構
２８ 排ガス出口ダクト
３０ 出口フード
３１ ホッパー部
３２ 開口部
３４、４０ 切出し機構
３６、４２ 気密排出機構
３８ 堰
４４ 堰板
４６ シール機構
５０ 網目
５２ 空間
５４ 間隙
５６ 空気噴出口
５８ ブラシ
６０ 圧縮空気供給手段
６２ 突起
６４ 歯車状部材
６６ 軸

Claims (9)

1. 破砕処理された廃棄物が乾燥機入口から乾燥機本体である円筒部に供給され、長手方向を軸として回転する円筒部内で熱風により廃棄物が乾燥され、乾燥された廃棄物が出口フード内の乾燥機出口から排出される回転式乾燥機において、
   廃棄物が排出される乾燥機出口手前の出口フード内の円筒部に、乾燥機内に滞留する残さを除去するための３〜２０mmの口径の多数の開口部を有する残さ排出機構を設け、該残さ排出機構の外側に圧縮空気供給手段を設けて、圧縮空気を残さ排出機構に吹き付けることにより開口部の詰まりを除去するようにしたことを特徴とする回転式乾燥機。
2. 残さ排出機構における開口部が孔及び網目のいずれかである請求項１記載の回転式乾燥機。
3. 残さ排出機構の下側にスクリューコンベア及びロータリーバルブを設けた請求項１又は２記載の回転式乾燥機。
4. 残さ排出機構とスクリューコンベアとの間の空間の乾燥機上流側を開放状態として、乾燥機内の負圧で生じる気流により開口部から落下する比重の小さい可燃物を乾燥機出口側に吹き飛ばすようにした請求項３記載の回転式乾燥機。
5. 残さ排出機構とスクリューコンベアとの間の空間の乾燥機上流側に空気噴出口を設けて、噴出させた空気により開口部から落下する比重の小さい可燃物を乾燥機出口側に吹き飛ばすようにした請求項３記載の回転式乾燥機。
6. 乾燥機本体である円筒部の下流側及び乾燥機出口側の外周に設けられたフード内面にブラシの一端を固定し、ブラシの他端が円筒部に設けられた残さ排出機構に接触するようにして、円筒部の回転に伴ってブラシが残さ排出機構に対して摺動することにより開口部の詰まりを除去するようにした請求項１〜５のいずれかに記載の回転式乾燥機。
7. ブラシの材質が金属及び硬質プラスチックのいずれかである請求項６記載の回転式乾燥機。
8. 円筒部に設けられた残さ排出機構の外側に、開口部に嵌合する突起を有し、円筒部の回転に伴って回転する歯車状部材を設けて、開口部に突起が嵌合することにより開口部の詰まりを除去するようにした請求項１〜７のいずれかに記載の回転式乾燥機。
9. 乾燥機本体である円筒部が水平か、又は乾燥機出口側が乾燥機入口側よりも低くなるように傾斜して設置されている請求項１〜８のいずれかに記載の回転式乾燥機。

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