JP3798964B2 - スクリューコンベヤ付き真空乾燥機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば生ゴミ等を真空タンク内で移送及び攪拌、真空乾燥して排出させるスクリューコンベヤ付き真空乾燥機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図3は、従来の真空乾燥機の一形態としてバッチ式真空乾燥機を示すものである。
【0003】
この真空乾燥機31は、前後を封止された円筒形のタンク32と、タンク32を斜め上向きに支持する基台33と、タンク32の中心を貫通して回動自在に支持された回転軸34と、回転軸34の周囲に突設された複数の攪拌翼35と、回転軸34を回動させるモータ36とで構成されている。
【0004】
タンク32には上側中央に生ゴミ投入口37とそれを覆うハッチが設けられ、一端上部側に水分排出口38が設けられ、他端下部側に乾燥物排出口39とそれを覆うハッチが設けられている。また、乾燥物排出口39に隣接して加熱用のスチーム導入口40が設けられ、水分排出口38に隣接してスチーム導出口41が設けられている。タンク32の外周は二重壁になっており、その外側層にスチームが導入される。
【0005】
生ゴミ投入口37には例えば生ゴミ搬入用のスクリューコンベヤ(図示せず)の一端が配置され、乾燥物排出口39には乾燥物移送用のスクリューコンベヤ(図示せず)の一端が配置される。水分排気口38には真空ポンプ(図示せず)が接続される。生ゴミは例えばディスポーザ(図示せず)で微細化された後、生ゴミ投入口37に直接投入されるか、あるいは生ゴミ搬入用のスクリューコンベヤで生ゴミ投入口37に投入される。各スクリューコンベヤは連続的に乾燥作業を実施する際に必要である。
【0006】
タンク32内に生ゴミを搬入後、タンク32を密閉状態にして攪拌翼35で生ゴミを攪拌しながらスチームで加熱し、熱がゴミ固形分に均一に伝達されて乾燥しやすいようにして、真空ポンプでタンク32内を排気して乾燥させる。そして、乾燥後は例えばスクリューコンベヤでタンク外に排出搬送する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の真空乾燥機31にあっては、連続的に乾燥作業を実施する場合に、生ゴミ投入口37と乾燥物排出口39とにスクリューコンベヤ等の移送手段を設置しなければならず、搬入機と攪拌機(32)と排出機の三つが必要となり、あるいは搬入機の代わりに手作業で生ゴミの投入を行う場合は少なくとも攪拌機(32)と搬入機の二つが必要となり、真空乾燥機32周りの構造が大型化、複雑化、重量化し、広い設置スペースが必要で、且つ多くのコストがかかるという問題があった。特に広い設置スペースが必要なために、狭い船舶の厨房等には適用できないという問題があった。また、生ゴミ投入時に投入ハッチを開閉し、乾燥完了時に排出ハッチを開閉して、乾燥物を外部排出にするという面倒な作業を必要とし、作業効率が悪いという問題もあった。
【0008】
本発明は、上記した点に鑑み、コンパクト化、軽量化、低コスト化を可能とし、しかも生ゴミ等の乾燥作業を連続的に効率良く行うことのできる構造の真空乾燥機を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係るスクリューコンベヤ付き真空乾燥機は、真空タンク内に横軸回動のスクリューコンベヤが駆動手段で正逆両方向に回動可能に設けられ、該スクリューコンベヤが、該真空タンクの一端側の乾燥対象物投入口側に位置する小ピッチの第一のスクリューと、該第一のスクリューに直列に続き、該第一のスクリューとは逆巻きで且つ大ピッチの第二のスクリューと、該第二のスクリューの長さの範囲で形成された攪拌板と、該第二のスクリューに直列に続いて、該真空タンクの他端側の乾燥物排出口側に位置し、該第二のスクリューと同じ巻き方向で小ピッチの第三のスクリューとで構成され、該乾燥対象物投入口から乾燥対象物が投入された際に、該スクリューコンベヤが該駆動手段で該第一のスクリューの巻き方向とは逆方向に回動され、その回動状態で該第二のスクリューと該攪拌板とで該乾燥対象物が攪拌されて乾燥し、該スクリューコンベヤが該駆動手段で該第二,第三のスクリューの巻き方向とは逆方向に回動されて、乾燥物が該乾燥物排出口から排出されることを特徴とする。
【0010】
上記構成により、先ず投入口から真空タンク内に乾燥対象物が投入され、第一のスクリューの螺旋巻き方向と逆方向にスクリューコンベヤが回転し、乾燥対象物が第一のスクリューによって第二のスクリューのある攪拌区間に搬送される。第二のスクリューは第一のスクリューとは巻き方向が逆であるから、乾燥対象物は第一のスクリューと第二のスクリューとの間を行き来しつつ、攪拌板によって軸方向に広げられ、攪拌されながら真空引きで水分がタンク外に排気される。次いでスクリューコンベヤが逆転され、第二のスクリューで乾燥物が第三のスクリューに移送され、排出口から真空タンク外に排出される。
【0011】
請求項2に係るスクリューコンベヤ付き真空乾燥機は、請求項1記載のスクリューコンベヤ付き真空乾燥機において、前記第一のスクリューと前記第三のスクリューとのピッチは同じで、第一のスクリューと前記第三のスクリューとの長さは該ピッチの2倍であり、前記第二のスクリューのピッチは該第一のスクリューのピッチの6〜7倍で、該第二のスクリューの長さは該第二のスクリューのピッチの1/2であることを特徴とする。
【0012】
上記構成により、第一のスクリューで運ばれた乾燥対象物は、第一のスクリューよりも長く且つ半螺旋(半周巻き)の第二のスクリューによって進行が阻止されつつ、第二のスクリューの全長に渡って確実に広げられ、攪拌が効率良く行われる。また、第一のスクリューと第三のスクリューとはピッチ及び長さが同じであるから、乾燥対象物の搬入速度と乾燥物の排出速度が同じで、搬入と排出が同期して行われ、連続的な乾燥作業が可能となる。
【0013】
請求項3に係るスクリューコンベヤ付き真空乾燥機は、請求項1又は2記載のスクリューコンベヤ付き真空乾燥機において、前記攪拌板は前記スクリューコンベヤの回転軸との間に隙間を存して該回転軸とほぼ並列に設けられたことを特徴とする。
上記構成により、第二のスクリューで乾燥物が第三のスクリューに移送される際に、乾燥物は回転軸と攪拌板との間の隙間を通ってスムーズに移動する。
【0014】
請求項4に係るスクリューコンベヤ付き真空乾燥機は、請求項1〜3の何れか1項に記載のスクリューコンベヤ付き真空乾燥機において、前記真空タンクの下側に前記乾燥物排出口に続く乾燥物貯留タンクが設けられたことを特徴とする。上記構成により、第三のスクリューで送られた乾燥物は乾燥物排出口から貯留タンク内に導かれてスムーズに貯留される。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
図1は本発明に係るスクリューコンベヤ付き真空乾燥機の一実施形態を示す側面図、図2は同じくスクリューコンベヤを詳細に示す縦断面図である。
【0016】
このスクリューコンベヤ付き真空乾燥機1は、諸元の異なる三通りのスクリュー3〜5を直列に配列して成る一本のスクリューコンベヤ2を真空タンク7内に回動自在に収容して、乾燥対象物である生ゴミの搬入と攪拌と排出とを順次行えるようにしたことを特徴とするものである。
【0017】
ここで搬入とは攪拌部へ生ゴミを搬入することであり、攪拌とは真空中で水分を排除するために生ゴミをかき混ぜることであり、排出とは乾燥物を真空タンク7のスクリュー収容室8から乾燥物貯留タンク9の貯留室10に排出することである。
【0018】
図1の如く、タンク全体は金属を材料として、前後端を封止された円筒形のスクリュー収容部(真空タンク)7と、スクリュー収容部7の下側に位置し、スクリュー収容部7の乾燥物排出口11で連通された略矩形基台状の乾燥物貯留部(貯留タンク)9とで一体に構成されている。
【0019】
スクリュー収容部7の外周は二重壁となっており、二重壁の間に加熱用のスチーム挿通空間12を有している。二重壁の内壁の内側にスクリュー収容室8が位置し、スクリュー収容室8の径方向中心にスクリューコンベヤ2の回転軸6が貫通して支持され、回転軸6の一端側が真空タンク7の外側においてベルトプーリ13又はギヤ等を介して駆動手段のモータ(図示せず)に接続されている。回転軸6は駆動手段によって正転及び逆転が可能である。
【0020】
スクリュー収容部7の一端側上部に生ゴミ投入口14がスクリュー収容室8に連通して設けられ、スクリュー収容部7の軸方向中央上部に真空用の水分排気口15が設けられ、スクリュー収容部7の他端側下部に乾燥物排出口11が乾燥物貯留室10に連通して設けられている。
【0021】
生ゴミ投入口14は例えば生ゴミのポンプ移送手段(図示せず)に接続され、ポンプ移送手段は、生ゴミを微細化するディスポーザに接続され、水分排気口15は真空ポンプ(図示せず)に接続される。乾燥物貯留室10は気密に密閉され、乾燥物排出口11の近傍において乾燥物貯留室10の温度と圧力を検出する温度計16と真空スイッチ17とが配設されている。
【0022】
また、スクリュー収容部7の一端側下部にスチーム導入口18がスチーム挿通空間12に連通して設けられ、スチーム挿通空間12に続いてスクリュー収容部7の他端側上部にスチーム排出口19が設けられている。スチーム導入口18は例えば真空排気口15に続く外部配管(図示せず)に接続される。
【0023】
図2に示す如く、スクリューコンベヤ2は三つの形態のスクリュー3〜5で構成されている。すなわちスクリューコンベヤ2の軸方向一端側で生ゴミ投入口14に対応して位置する左巻きで小ピッチの搬入用の第一のスクリュー3と、第一のスクリュー3に続いてスクリューコンベヤ2の軸方向中間部に位置する右巻きで大ピッチの攪拌補助兼移送用の第二のスクリュー4及び、第二のスクリュー4と一体に同一長さでほぼ並列に設けられた攪拌板20と、第二のスクリュー4に続いてスクリューコンベヤ2の軸方向他端側で乾燥物排出口11に対応して位置する右巻きで小ピッチな排出用の第三のスクリュー5とで構成されている。
【0024】
両端側の搬入用の第一のスクリュー3と排出用の第三のスクリュー5とは相異なる方向(第一のスクリュー3は左巻き、第二のスクリュー5は右巻き)に螺旋状に巻かれ、中央部の攪拌補助兼移送用の第二のスクリュー4は第三のスクリュー5と同一方向(右巻き)に巻かれている。
【0025】
第一のスクリュー3の巻き数は2ピッチすなわち二巻きに設定され、第二のスクリュー4の巻き数は1/2ピッチすなわち半巻きに設定され、第三のスクリュー5の巻き数は第一のスクリュー3と同じ2ピッチに設定されている。
【0026】
第一のスクリュー3のピッチをP1とすると、第一のスクリュー3の長さは2P1、第二のスクリュー4のピッチP2は第一のスクリュー3のピッチP1の6〜7倍、第二のスクリュー4の長さは第二のスクリュー4のピッチP2の1/2であるから第一のスクリュー3のピッチP1の3〜3.5倍、第三のスクリュー5のピッチP3は第一のスクリュー3のピッチP1と等しく、長さは2P1である。
【0027】
第一のスクリュー3の始端3aはスクリュー収容室8の一方の内側壁21に近接して位置し、第一のスクリュー3の終端3bは攪拌板20の一端に続き、第二のスクリュー4の始端4aは第一のスクリュー3の終端3bとは180°反対側に位置し、攪拌板20の他端と第二のスクリュー4の終端とは第三のスクリュー5の始端5aに続き、第三のスクリュー5の終端5bはスクリュー収容室8の他方の内側壁22に近接して位置している。各スクリュー3〜5の外周端はスクリュー収容室8の内周壁23に近接して非接触で位置している。
【0028】
生ゴミ投入口14は第一のスクリュー3の一巻目の空間8aに対応して位置し、水分排気口15は第二のスクリュー4の長手方向中央上部に位置し、乾燥物排出口11は第三のスクリュー5の二巻目の空間8bに対応して位置している。
【0029】
攪拌板20は略長方形の帯状に形成され、回転軸6とほぼ並列(平行)に位置し、始端側(第一のスクリュー3寄り)において第二のスクリュー4とはやや反対方向に巻かれている。各スクリュー3〜5が回転軸6の外周面から突出形成されているのに対し、攪拌板20は回転軸6から径方向に離間し、回転軸6との間に隙間24を存して、第一と第三の各スクリュー3,5の端部に交差して一体的に形成されている。生ゴミの攪拌は攪拌板20が行うが、第二のスクリュー4は生ゴミを攪拌時に一定の範囲に留まらせ、攪拌を確実に行わせる。
【0030】
以下にスクリューコンベヤ付き真空乾燥機1の作用を説明する。
モータ(図示せず)の駆動で回転軸6が右回転され、投入口14から真空タンク7内に投入された生ゴミは第一移送区間L1の左巻きの第一のスクリュー3によって中央部の攪拌区間L2へ移送される。攪拌区間L2には逆巻き(右巻き)の第二のスクリュー4があるため、生ゴミ(移送物)は第一移送区間L1と攪拌区間L2との間を行き来しつつ、攪拌板20によって攪拌区間L2にほぼ均一に広げられる。出口側には左巻きの第三のスクリュー5があるため、生ゴミは出口側の第二の移送区間L3には進行しないで、攪拌区間L2に留まる。第一のスクリュー3で送り込まれた生ゴミは第二,第三のスクリュー4,5で押し戻される形となる。
【0031】
この状態で、生ゴミをスチームで加熱しながら、真空ポンプ(図示せず)でその水分を排気すると、スムーズに効率良く乾燥が行われる。生ゴミの水分をベイパー化すると、気化熱によって真空タンク7内の温度が下がるので、真空タンク7の外周部をその排熱(スチーム)によって60〜70°に加熱する。
【0032】
温度は排出口11側の温度計16(図1)によって測定される。そして、水分の蒸発で乾燥が完了する。真空タンク7内の真空度が水の蒸気圧(例えば温度60〜70°Cの場合、約8KPa)より上がり始めたら、蒸発物がなくなったことを意味するので、生ゴミが乾燥したことになる。タンク内の圧力は排出口11側の真空スイッチ17(図1)で検出される。温度計16と真空スイッチ17を制御装置(図示せず)に接続して、真空タンク7の温度と真空度を自動調整することも可能である。
【0033】
この段階で、すなわち生ゴミが乾燥した時点で回転軸6を逆回転(左回転)すると、第二のスクリュー4と出口側の第三のスクリュー5とが右巻きであるため、乾燥物はスムーズに出口側へ移送され、排出口11から下側の貯留タンク9の貯留室10内に排出される。貯留室10内の乾燥物は密閉式の蓋部を開けて外部に排出される。
【0034】
生ゴミはウェイト大部分が水分であり、乾燥後のボリュームはきわめて小さい。従って、小さいボリュームの貯留室10でかなりの量の生ゴミ乾燥物を貯留できるので、タンク全体の構造がコンパクト化される。
【0035】
また、スクリューコンベヤ2に攪拌と搬送の両機能を持たせることで、生ゴミの搬入、攪拌、乾燥、搬送、排出を連続的に行うことができ、真空乾燥機1とその周囲の構造が簡素化、コンパクト化、省スペース化され、コストも低く抑えられる。
【0036】
本実施形態のスクリューコンベヤ付き真空乾燥機1は、大量の生ゴミを処理するよりも、船舶の厨房から出る生ゴミ等の一回当りの処理量の少ないものに適しており、据付スペースの狭い場所において特に有効である。
【0037】
なお、上記真空乾燥機1において、生ゴミ投入口14にポンプ移送によらず手作業で生ゴミやその粉砕物を直接投入することも無論可能である。その場合、生ゴミ投入口14は開閉自在のハッチで密閉される。また、温度計16や真空スイッチ17をスクリュー収容部7側に設けることも可能であり、真空乾燥時に乾燥物排出口11を開閉自在な弁で封止することも可能である。
【0038】
また、各スクリュー3〜5のピッチや長さは適宜設定可能である。また、搬入側の第一のスクリュー3を右巻きとし、攪拌補助兼搬送用の第二のスクリュー4と排出用の第三のスクリュー5とを左巻きとして、第一移送区間L1に生ゴミを投入した時点で回転軸6を左回転させ、攪拌区間L2で生ゴミが乾燥した時点で回転軸6を右回転させて、乾燥物を排出させてもよい。また、真空タンク7の水分排出口15は第二のスクリュー4及び攪拌板20の長手方向中央に対応して位置するのがベストであるが、例えば第一のスクリュー3寄りや第三のスクリュー5寄りに配設することも可能である。
【0039】
【発明の効果】
以上の如く、請求項1記載の発明によれば、乾燥対象物として例えば生ゴミを第一のスクリューで攪拌区間に送り、第二のスクリューで生ゴミを攪拌区間に留めつつ攪拌板で攪拌し、真空乾燥させてスクリューコンベヤの逆回転で第二のスクリューで第三のスクリューに送り、第三のスクリューで乾燥物排出口に導入させるというように、生ゴミを搬入、攪拌、乾燥、排出と連続的に処理することができるから、乾燥作業を効率良く行うことができると共に、従来の真空乾燥機周りの構造の複雑化、大型化等が防止され、構造が簡素化、コンパクト化、軽量化、省スペース化、低コスト化されて、例えば船舶の厨房等のような狭い場所にも適用が可能となる。
【0040】
また、請求項2記載の発明によれば、第一のスクリューよりも長く且つ半螺旋の第二のスクリューに沿って生ゴミが確実に広げられるから、生ゴミの攪拌及び真空乾燥が効率良く確実に行われる。また、第一のスクリューと第三のスクリューとで生ゴミの搬入と乾燥物の排出とが同期して行われるから、連続的な乾燥作業が正確に行われる。これらにより、真空乾燥機の性能向上及び小型化が促進される。
【0041】
また、請求項3記載の発明によれば、攪拌板で生ゴミが攪拌され、真空乾燥された後に、乾燥物が回転軸と攪拌板との間の隙間を通って第二のスクリューでスムーズに移送されるから、攪拌と移送とが一つの区間で効率的に行われ、それによって真空乾燥機の小型化、低コスト化が促進される。
【0042】
また、請求項4記載の発明によれば、第三のスクリューで送られた乾燥物が乾燥物排出口から貯留タンク内に導かれて自動的に貯留されるから、連続的に生ゴミの真空乾燥が可能となり、乾燥作業が効率化すると共に、貯留タンク一体の構造により、真空乾燥機周りの構造が簡素化される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスクリューコンベヤ付き真空乾燥機の一実施形態を示す側面図である。
【図2】同じくスクリューコンベヤの一形態を含む真空乾燥機の要部を示す縦断面図である。
【図3】従来の真空乾燥機の一形態を示す側面図である。
【符号の説明】
1 スクリューコンベヤ付き真空乾燥機
2 スクリューコンベヤ
3 第一のスクリュー
4 第二のスクリュー
5 第三のスクリュー
6 回転軸
7 真空タンク(スクリュー収容部)
9 乾燥物貯留タンク
11 乾燥物排出口
14 生ゴミ投入口(乾燥対象物投入口)
20 攪拌板
24 隙間
Claims (4)
- 真空タンク内に横軸回動のスクリューコンベヤが駆動手段で正逆両方向に回動可能に設けられ、該スクリューコンベヤが、該真空タンクの一端側の乾燥対象物投入口側に位置する小ピッチの第一のスクリューと、該第一のスクリューに直列に続き、該第一のスクリューとは逆巻きで且つ大ピッチの第二のスクリューと、該第二のスクリューの長さの範囲で形成された攪拌板と、該第二のスクリューに直列に続いて、該真空タンクの他端側の乾燥物排出口側に位置し、該第二のスクリューと同じ巻き方向で小ピッチの第三のスクリューとで構成され、該乾燥対象物投入口から乾燥対象物が投入された際に、該スクリューコンベヤが該駆動手段で該第一のスクリューの巻き方向とは逆方向に回動され、その回動状態で該第二のスクリューと該攪拌板とで該乾燥対象物が攪拌されて乾燥し、該スクリューコンベヤが該駆動手段で該第二,第三のスクリューの巻き方向とは逆方向に回動されて、乾燥物が該乾燥物排出口から排出されることを特徴とするスクリューコンベヤ付き真空乾燥機。
- 前記第一のスクリューと前記第三のスクリューとのピッチは同じで、第一のスクリューと前記第三のスクリューとの長さは該ピッチの2倍であり、前記第二のスクリューのピッチは該第一のスクリューのピッチの6〜7倍で、該第二のスクリューの長さは該第二のスクリューのピッチの1/2であることを特徴とする請求項1記載のスクリューコンベヤ付き真空乾燥機。
- 前記攪拌板は前記スクリューコンベヤの回転軸との間に隙間を存して該回転軸とほぼ並列に設けられたことを特徴とする請求項1又は2記載のスクリューコンベヤ付き真空乾燥機。
- 前記真空タンクの下側に前記乾燥物排出口に続く乾燥物貯留タンクが設けられたことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のスクリューコンベヤ付き真空乾燥機。
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