JP3949632B2

JP3949632B2 - 乾燥装置

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Publication number: JP3949632B2
Application number: JP2003315669A
Authority: JP
Inventors: 行雄中川; 賢司松崎; 博子間瀬
Original assignee: Nishihara Environmental Technology Co Ltd
Current assignee: Nishihara Environment Co Ltd
Priority date: 2003-09-08
Filing date: 2003-09-08
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2023-09-08
Also published as: JP2005083644A

Description

本発明は、汚泥処理分野や廃棄物処理分野において、汚泥や食品残渣を効率的に乾燥する乾燥装置に関するものである。

この種の分野においては、下水汚泥や上水汚泥及び食品残渣などの廃棄物を有効利用するための技術が開発されている。
しかし、従来は対象汚泥や食品残渣を乾燥する際には、それらの含水率を低下させるために、水分調整するための大鋸屑やチップなどを用いており、対象汚泥や食品残渣などの被乾燥物が増量してしまっていた。また、肥料などとして用いる場合にも粒径を揃えるために造粒機などを用いる必要があった。

図１６は従来の乾燥装置（例えば、特許文献１参照。）を示す一部切欠正面図である。

図１６において、１は汚泥や食品残渣等の被乾燥物を乾燥させる円筒状の乾燥槽である。この乾燥槽１の周壁には、熱媒体を囲んで乾燥槽１を加温するための加温ジャケット２が設けられており、その熱媒体としては蒸気が適用されている。従って、前記加温ジャケット２は蒸気ジャケットとなっている。また、前記乾燥槽１は、周壁下部に被乾燥物投入口３と乾燥物排出口４を有し、槽上部に排気口（蒸気排出口）５を有しており、前記加温ジャケット２は上部に蒸気入口６を、且つ下部に凝縮水排水口７ａを有している。

８は乾燥槽１内の中心部に軸支された垂直の回転軸であり、この回転軸８はモータと減速機からなる駆動設備９によって回転駆動されるようになっている。その回転軸８には、被乾燥物を撹拌・破砕しながら循環させる造粒用の回転羽根１０が一体に設けられている。この回転羽根１０は、帯状の板を螺旋状に連続形成した一連のリボンスクリュウからなり、前記回転軸８から径方向外方に延びるアーム状のサポートの先端に設けられ、その回転軸８との間で空隙を形成しているものである。１１は乾燥槽１の底部の被乾燥物を掬い上げるためのレーキであって、回転軸８と一体に回転するようになっている。１２は乾燥槽１内の上部に配置された１つのバッフルであり、前記回転羽根１０の最上部に堆積した被乾燥物を掻き落とすためのものである。

次に上記従来の乾燥装置の動作について説明する。なお、ここでは、被乾燥物として汚泥を適用した場合について説明する。
加温ジャケット２内に蒸気を供給して乾燥槽１の内周面を加熱すると共に、駆動設備９を起動させて回転羽根１０の回転軸８を回転させておく。このような状態において、乾燥槽１の前処理設備で或る程度脱水された被乾燥汚泥（８５％程度の脱水ケーキ）を被乾燥物投入口３から乾燥槽１内に所定量供給すると、その被乾燥汚泥は、回転羽根１０の上面に乗って連続的に上昇する。このときの被乾燥汚泥は、回転羽根１０の遠心力で乾燥槽１の内周面（蒸気で加熱された伝熱面）に強制的に押し付けられながら上昇する。その上昇過程で被乾燥汚泥の一部は、回転軸８と回転羽根１０との間の空隙より順次下位回転羽根１０の上面に落下して再び上昇するか、または乾燥槽１の底面まで落下して再び上昇する。

このように下位の回転羽根１０の上面、または乾燥槽１の底面まで落下した被乾燥汚泥は、その落下衝撃によって繰り返し破砕される。また、乾燥槽１の底面まで落下した被乾燥汚泥はレーキ１１で掬い上げられることで回転羽根１０の平坦面上に乗って再度上昇する。そして、回転羽根１０の最上部まで上昇した被乾燥汚泥はバッフル１２で掻き落とされる。

被乾燥汚泥は上述のような落下・上昇を繰り返して乾燥槽１内を上下方向に循環し、乾燥槽１の伝熱面による加熱と、落下衝撃による破砕とが繰り返されることにより、粒状化されて乾燥する。その乾燥終了後の粒状乾燥汚泥は、乾燥物排出口４からスクリュウコンベア等によって排出される。なお、乾燥槽１内での被乾燥汚泥の乾燥・破砕サイクル中に発生した排気ガスは排気口５から脱臭排出される。また、ジャケット２内に発生した蒸気ドレンは凝縮水排水口７から排出される。

以上説明した図１６の従来例（特許文献１）では、回転羽根１０を一連の螺旋形状とし、被乾燥汚泥をその回転羽根１０の上面に乗せて順次連続上昇させる構成としているため、回転羽根１０と被乾燥汚泥との接触面が大きくなり過ぎ、特に、多量の被乾燥汚泥を乾燥槽１内に投入した場合に回転羽根１０の負荷が過大になるという課題があった。また、上述のような一連螺旋形状の回転羽根１０では、その遠心力の影響下において、被乾燥汚泥が回転羽根１０の途中では殆ど落下しないで乾燥槽１の頂部まで連続して上昇するため、被乾燥汚泥が固まって塊状となり、塊状となった被乾燥汚泥は乾燥効率が低下する恐れがあった。さらに、被乾燥汚泥は、回転羽根１０の遠心力で乾燥槽１の伝熱面に強制的に押し付けられるため、表面の乾燥が加速され、表面のみが固まって不均一な粒状となったまま半固化するため、かえって全体の乾燥効率を落とすことになるという課題があった。さらに、回転羽根１０をリボン状にすると、被乾燥汚泥は局所的に循環するのみとなり、空気に触れる面を大きくすることができず、このため、乾燥効率が悪く、また不均一な粒状になるという課題があった。すなわち、被乾燥汚泥を上述のような乾燥・破砕の循環サイクルで粉末化・粒状化する場合、被乾燥汚泥が回転羽根１０の遠心力の影響下で連続して上昇するために塊状となり、粉末化・粒状化が困難になるという課題があった。

それらの課題を解決するために、垂直な回転軸に対し複数に分断された羽根をそれぞれ適度に傾斜させ、かつ間隔を設けて取り付けることにより、被乾燥物を上昇、落下させて垂直方向に循環させると共に、回転する羽根の遠心力で被乾燥物を水平方向に反復運動させるように構成した他の従来例として、例えば、特許文献２〜４に記載された乾燥装置がある。

特許文献２〜３に記載の従来例によれば、乾燥槽内の高温空気および伝熱面に対する被乾燥物の接触効率を高めることができる。また、複数の羽根がそれぞれ独立して回転軸に取り付けられていることから、乾燥槽内で上昇した被乾燥物は、その一部が各羽根から落下し、回転する複数の羽根の先端における衝撃と、落下の自重で破砕を繰り返すので、塊状化または半固化することなく、粉末化・粒状化されることとなる。すなわち、上述のように羽根が連続形状ではないため、被乾燥物は一部ずつ上昇・落下・破砕を繰り返し循環することで粉末化・粒状化が可能である。また、特許文献４では、下部のみに羽根が設けられていたり、多段に羽根が設けられていて、羽根が流れに従い一連に設けられていないので、乾燥の効率が悪い。

図１７は従来の乾燥装置の制御系を説明するための概略図であり、同図において、９ａは駆動設備９を制御するための制御設備である。この制御設備９ａは、被乾燥物の含水率と乾燥時間で前記駆動設備９を制御するものである。なお、図１７において、図１６と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

特許第２７５３１９２号公報（図１）実用新案登録第３０１９１３１号公報（図２）特開２００１−１５３５５５号公報（図４）特許第２８４０６３９号公報（図１〜図１１）

上記特許文献２〜４の従来例では、被乾燥物の上昇・落下・破砕の循環に着目していたが、乾燥後の粒子径が均一化されず、乾燥槽内壁面からの熱伝導効率も悪く、乾燥時間も長いという課題があった。そこで、乾燥装置の運転を効率化するために羽根の回転速度を最適化することが求められていた。また、特許文献２〜４の構成では、排ガスに微粉末の乾燥汚泥が多量に含まれることで、コンデンサが詰まったり、その後段の脱臭装置の目詰まりが速くなったりするという課題があった。

また、従来の乾燥装置の加温ジャケット２は、単に乾燥槽１の外周を囲んで乾燥槽１の周壁との間に蒸気導入室を形成しただけの構造となっているため、加温ジャケット２内の下部に凝縮水が溜まり、乾燥槽１の被乾燥物投入口３付近の温度上昇が悪いという課題があった。
すなわち、加温ジャケット２内に導かれた蒸気は、加温ジャケット２の内壁面全面で同時に熱交換した後、復水して壁面全面に結露し水膜を形成するため、加温ジャケット２内において、水膜が壁面に付着した形で流落することとなり、下部近辺は内壁面が流落復水で覆われる。その下部近辺は、投入直後の含水率が高い状態の被乾燥物が入るということもあり、熱交換量が特に多く必要であるが、前述のように復水で覆われるため、熱交換率が非常に悪いという問題があった。これらのことから、加熱のための蒸気の熱量を奪う凝縮水を効率よく排除できないので、被乾燥物の乾燥時間が長くなるという問題があった。
また、従来の乾燥装置において、図１７に示すように、制御設備９ａによって、被乾燥物の含水率と乾燥時間で駆動設備９を制御したのでは、投入汚泥の変動や投入汚泥の含水率の変化に即応し難いという問題があった。さらに、従来の乾燥装置において、螺旋状をなす１条の回転羽根１０を回転軸８に対し一連に連結した構造のものでは不都合が生じることがあった。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、乾燥後の粒子径の均一化を図り、乾燥槽内壁面からの熱伝導効率を上げ、乾燥時間を短くすることができて、運転を効率化することができると共に、特に、投入直後の含水率が高い状態の被乾燥物が入る場所、すなわち、熱交換量が特に多く必要な場所が復水で覆われるようなことがなく、熱交換効率が大幅に向上して被乾燥物を短時間で効率良く乾燥させることができる乾燥装置を提供することを目的とする。

本発明に係る乾燥装置は、被乾燥物を乾燥する乾燥槽、該乾燥槽の外側を囲み、蒸気で前記乾燥槽を加温する加温ジャケット、前記乾燥槽の中心に底部から頂部に立設した回転軸、および該回転軸に螺旋状に間断に付設された複数の搬送羽根からなり、前記加温ジャケットには、蒸気入口および凝縮水排水口を備え、かつ、前記加温ジャケットに囲まれた前記乾燥槽の外側には、水平または下方へ傾斜し、蒸気が復水した凝縮水が乾燥槽外壁を伝わるのを防ぐ凝縮水排出促進板を備えている構成としたものである。

本発明に係る乾燥装置は、前記搬送羽根を水平方向に２〜３０度の範囲で傾斜させたものである。

本発明に係る乾燥装置は、前記搬送羽根の周辺速度を５〜１０ｍ／ｓの範囲に設定したものである。

本発明によれば、被乾燥物を乾燥する乾燥槽を蒸気で加温するための加温ジャケットによって前記乾燥槽の外側を囲み、該乾燥槽の中心に底部から頂部に立設した回転軸に複数の搬送羽根を螺旋状に間断に付設すると共に、前記加温ジャケットが蒸気入口および凝縮水排水口を備え、かつ、前記加温ジャケットで囲まれた前記乾燥槽の外側には、水平または下方へ傾斜し、蒸気が復水した凝縮水が乾燥槽外壁を伝わるのを防ぐ凝縮水排出促進板を備える構成としたので、被乾燥物の乾燥後の粒子径の均一化が図れ、乾燥槽内壁面からの熱伝導効率が向上し、乾燥時間を短くすることができて、運転を効率化することができるという効果がある。
本発明では、前記搬送羽根を水平方向に２〜３０度の角度で傾斜させ、また、前記搬送羽根の周辺速度を５〜１０ｍ／ｓに設定するように構成したので、運転を効率化するための羽根の回転速度が最適化して、乾燥槽内壁面からの熱伝導効率を上げ、熱利用効率が向上して乾燥時間の短縮が可能になるという効果がある。また、最大汚泥投入量の限界値、すなわち、駆動装置のピーク電流値が定格値以下になるのが２割程度従来例に比べて多くできるという効果がある。

特に、本発明によれば、上記構成としたので、次のような優れた効果が得られる。
(1) 凝縮水が加温ジャケットの下部に溜まらず、乾燥槽の被乾燥物投入口付近の温度上昇もよくなった。ここで、乾燥槽の下部近辺は、投入直後の含水率が高い状態の被乾燥物、すなわち、熱交換量が特に多く必要な場所であるところが復水で覆われず、熱交換効率が非常に良くなった。
(2) 従来、乾燥槽の上部から加温ジャケット内に導かれた蒸気はジャケット内壁面全面で同時に熱交換された後、復水して壁面全面に結露し水膜を形成していたが、本発明では、前記凝縮水排出促進板を設けたことで効率よく凝縮水を排除でき、そのため、熱交換効率が非常に良くなった。
(3) 加熱のための蒸気の熱量を奪う凝縮水を効率よく排除できるので、被乾燥物の乾燥時間を短くできた。
(4) 内部の含水率を低下させるべく水分調整するための大鋸屑やチップなどを用いず、対象汚泥や残渣などを増量せずに汚泥や残渣を効率よく乾燥できた。
(5) 駆動設備を駆動するのに電流値の最終電流値の設定により制御され、投入汚泥量が多くなった場合や、脱水汚泥の含水率が大きくなった場合にも１バッチの乾燥時間が自動的に延長され目標の含水率汚泥が得られる。また、含水率は乾燥時間と駆動設備の最終電流値を設定することで、１０〜５０％の間で調整できる。
(6) 乾燥装置の形状や構造を、設置の都合や処理対象の性状、処理量により変えることができるので、乾燥に都合の良い形態を選択して設置や運転が可能となる。

以下、本発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による乾燥装置を示す縦断面図であり、図１６と同一または相当部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
図１において、１０１，１０２は複数に分断形成された搬送羽根である。これらの搬送羽根１０１，１０２は、乾燥槽１の中心に底部から頂部に立設した回転軸８に対し螺旋状に間断に付設されている。その付設手段として、例えば、図２に示すように、垂直の回転軸８から突き出るように設けられたサポート１３の先端に前記搬送羽根１０１，１０２を取り付けている。

さらに詳しく述べると、複数の搬送羽根１０１，１０２は、連続したスクリュウ状の羽根をカットしたように形成されたもので、乾燥物が効率的に上流側の搬送羽根１０１または１０２に乗り、被乾燥物で比重の重い物質が落下するように、水平方向へ２〜３０度の範囲で傾斜させて取り付けられている。図１に示すように、搬送羽根の傾斜角度は乾燥装置の底とのなす角θで示される。そして、搬送羽根の取り付けに際しては、搬送羽根１０１の下流端を次にくる搬送羽根１０２の上流端よりも少し高くして、汚泥等の乾燥物の粒子を飛ばすように機能させるとともに、含水率の低下していない被乾燥物は落下するように機能させるべく搬送羽根１０１，１０２を配置する。ここでの上流側とは、例えば搬送羽根１０１ならば乾燥装置の底に近い側を言い、下流側とは搬送羽根１０２に近い側を言う。

ここで、搬送羽根１０１，１０２の配置に際しては、図１，２に示すように、ａは、搬送羽根１０２の上流端１０４を搬送羽根１０１の下流端１０３よりも１０〜２０ｍｍ低くすることが望ましいが、この範囲よりも大きくても小さくても上記機能を発揮させることは可能である。

搬送羽根１０１，１０２の傾斜角度θについては、対象となる物質の性状にもよるが、上述のように２〜３０度とするのが望ましい。特に汚泥やゴミの場合には１０〜１２度の傾斜角度θが推奨できる。図２に示すように、搬送羽根の直径はｅで示す。搬送羽根の直径は処理量などの条件により変化する。

１２０は乾燥槽１の槽内上部に周方向へ所定の間隔で配置された複数のバッフルである。このように複数のバッフル１２０を配置することで、排ガスに粉塵の乾燥汚泥が多量に含まれること、コンデンサが詰まること、その後段の脱臭装置の目詰まりが早くなったりすること、搬送羽根１０１，１０２に汚泥が付着したままになることを防ぐことができる。なお、バッフル１２０の枚数は１枚以上であればよいが、あまり多い枚数でもかえって粉塵が隙間に詰まり易くなるので、３枚が推奨できる。図３に、乾燥装置の平面図でのバッフル１２０が３枚の場合の位置と、排気口５の位置を示す。バッフル１２０の形状については、搬送羽根１０１，１０２に付いた汚泥を掻き落とすのに必要な強度があれば良い。また、図１に示すようにバッフル１２０の取り付け位置は、図１に示す搬送羽根との距離ｄを３〜１０ｍｍに設定することが望ましく、特に汚泥やゴミの場合には５ｍｍとすることが、より効果的である。

搬送羽根１０１，１０２は周辺速度を５〜１５ｍ／ｓに設定して運転するのが良い。この場合、対象となる物質の性状にもよるが、汚泥やゴミの場合には７ｍ／ｓが望ましい。
加温ジャケット２は加温する機能を持つが、加温手段としては蒸気の他に、熱媒体となるものであれば、いずれでも良い。また、オイルを充填して、電気ヒータで加温することも可能である。

処理対象物質としては、脱水汚泥や生ゴミ、生ゴミと汚泥の混合物などが挙げられる。
なお、従来例も本発明も、処理は連続投入ではなくバッチ運転である。

実施例１．
この実施例１では、図１に示す構造の乾燥装置を用いて脱水汚泥の乾燥処理を行った。
その脱水汚泥の乾燥条件は以下の通りである。
(1) 汚泥投入量は４０〜１００ｋｇ／ｂａｔｃｈとした。
(2) 蒸気圧力は１４７〜２００ｋＰａとした。
(3) 乾燥装置の動作は電流値で自動制御した。
(4) 搬送羽根の下流端は次にくる搬送羽根の上流端との距離ａを１２ｍｍ高くした。
(5) 搬送羽根の傾斜角度θは１１度とした。
(6) 搬送羽根１０１と搬送羽根１０２との間の距離ｂは２４０ｍｍとし、各搬送羽根ｃ
の幅は７５ｍｍとした。
(7) バッフル１２０の枚数は３枚で、搬送羽根からの距離ｄは５ｍｍとした。
(8) 搬送羽根（フィン）の直径ｅは９５０ｍｍとした。
(9) 搬送羽根の回転数は２．２５ｓ^−１〜２．３ｓ^−１、周辺速度は６．７〜７．０ｍ
／ｓとした。
なお、従来例としては、搬送羽根が途中でカットされていない一連のリボンスクリュウである点のみが本発明と異なる装置を適用し、上記と同一の条件で運転を行った。

その運転結果を以下に説明する。
汚泥投入量の限界は、従来例は１回の処理量が８０ｋｇで、本発明は１００ｋｇであった。
図４に本発明と従来例の乾燥汚泥の含水率の差を示す。投入汚泥量を同じにした場合、従来例に比べ本発明は含水率を１０％程度低下することができた。
乾燥汚泥の粒子径は、従来例では、粒子径にバラツキがあった（粉塵の状態から２０ｍｍ程度まで様々であった）が、本発明の場合は処理後の乾燥物は殆ど５〜１０ｍｍの範囲に入り、粒子径が均等であった。

図５には本発明装置の搬送羽根（フィン）の周辺速度と含水率と電流値の関係を示す。搬送羽根の周辺速度を大きくするほど、乾燥汚泥の含水率が低くなったが、周辺速度を大きくした場合、駆動モータの電流値が高くなりオーバーロードし易くなる。このため、汚泥投入量を上げることができなくなる。そこで、安全を見ると、ピーク電流値が４０Ａ程度、すなわち、７．０ｍ／ｓ程度が最適であった。

図６には本発明の装置で、処理対象を汚泥として、自動運転で１バッチの乾燥の際の運転時間と、電流値の関係を示す。１バッチで起動から停止まで約５０分となっている。
１バッチ８０ｋｇで含水率８５．６％の汚泥を処理して、含水率３５．７％に処理した時の電流値の変動である。その変動について以下に説明する。
（１)本発明の装置が起動し汚泥が投入されると電流値が上がり、投入が止まると一度電流値が下がる。
（２）乾燥時間に入り暫くすると汚泥が塊状となり、電流値が上がり負荷変動も大きくなる。
（３）乾燥が終わりに近づくと汚泥塊が小さくなるため、電流値が下がり始める。
（４）汚泥が顆粒状になると電流値の下降が終わり、変化が少なくなる。
（５）電流値が一定となり、汚泥が排出、再び汚泥の投入が始まる。

因みに、処理対象が生ゴミの場合の本発明装置での、運転時間で１バッチの乾燥の際の運転時間と、電流値の関係を図７に示す。１バッチで生ゴミ８０ｋｇで含水率は７０％を処理して、含水率１５％にした時の電流値の変動である。１バッチで起動して停止まで８０分となっている。電流値の変動も４０分程度にピークがあるだけで、汚泥を処理対象とした場合とは異なっており、対象物質により運転設定は変化することが分かった。

実施の形態２．
図８は本発明の実施の形態２による乾燥装置を示す概略図であり、図１および図１６，１７と同一または相当部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
図８において、１４は乾燥槽１の外側を囲む加温ジャケット２の内部に設けた一連の螺旋状をなす凝縮水排出促進板である。
このような凝縮水排出促進板１４を前記加温ジャケット２の内部に設けることにより、加温ジャケット２内において蒸気が熱交換した後の、内壁面に復水した水は前記凝縮水排出促進板１４に沿って加温ジャケット２内を流落するため、凝縮水の除去がスムーズに行われる。これにより、熱交換効率を大幅に向上させることができる。

なお、本発明において、凝縮水排水口７の位置は、蒸気の水の状態で溜まる位置として、蒸気が排出され難い位置とする。また、熱媒体として用いた蒸気は、水に戻る際に大きなエネルギを出すので、熱効率が良く加熱面積が小さくて済む。

前記凝縮水排出促進板１４は、螺旋状であっても、その螺旋が途切れ途切れであってもよく、また、図１１に示すようにθ角傾いていてもよく、さらには、板状ではなく突起状でもよい。さらに、前記凝縮水排出促進板１４は、図示例の場合、乾燥槽１側にのみ付いているが、加温ジャケット２側、すなわち乾燥槽１側ではない方に付いていても付いていなくてもよい。
また、本発明の乾燥装置において、加温ジャケット２の下部で乾燥物排出口４に連なる凝縮水トラップを設ければ、なお効果的である。

なお、この実施の形態２における搬送羽根１０１，１０２は、一連の螺旋状に形成されて回転軸８に付設された１条以上のものである。ここで、前記搬送羽根１０１，１０２の１条以上というのは、例えば、２条の搬送羽根１０１，１０２の場合、それぞれが螺旋状の２条の搬送羽根１０１，１０２を平行して設けることである。さらに、前記搬送羽根１０１，１０２は、途中で１ヶ所以上途切れていても螺旋を描いている場合も含むものである。
本発明の乾燥装置を設置する場所の形状や、処理量によっては乾燥装置を複数連結することもできる。

図９は本発明の乾燥装置による凝縮水の流下の様子を示し、図１０は従来の乾燥装置による凝縮水の流下の様子を示す。
なお、図９および図１０において、ｔ₁は従来装置における加温ジャケット２内の乾燥槽１の外壁面に生じる水膜ｗの発生量を表し、ｔ₂は本発明における加温ジャケット２内の乾燥槽１の外壁面に生じる水膜ｗの発生量を表す。
そこで、従来装置と本発明装置とで水膜ｗの発生量を比較すると、
ｔ_1,1＝ｔ_2,1
ｔ_1,2＞ｔ_2,2
ｔ_1,3＞ｔ_2,3
ｔ_1,4＞ｔ_2,4
ｔ_1,5＞ｔ_2,5
ｔ_1,6＞ｔ_2,6
となり、従来装置のｔ₁では下部になるほど凝縮水で覆われており、熱交換効率が非常に悪くなっているが、本発明装置のｔ₂では凝縮水排出促進板１４で区切られているので、乾燥槽１に接触する凝縮水の量が少なくなっており、そのため、熱交換効率を高くできた。
なお、凝縮水排出促進板１４の傾斜は０度≦３０度である。

前記実施の形態２において、凝縮水排出促進板１４は一連に連なった状態でも、途切れた状態でもよい。また、凝縮水排出促進板１４の取り付けは螺旋状でも、水平でもよい。さらに、乾燥槽１に取り付けた凝縮水排出促進板１４は加温ジャケット２の側に密着しても、密着しなくてもよい。さらに、前記凝縮水排出促進板１４は、乾燥槽１に取り付けた側の位置により、加温ジャケット２側の位置が水平または下がっていてもよい。凝縮水排出促進板１４は板状でも、棒状でもよく、棒状の場合は凝縮水が乾燥槽１の外壁を伝わるのを防ぐのと同時に、熱伝導がより良くなる。

本発明の乾燥装置は、被乾燥物の乾燥時間を設定するタイマー１５（図１４参照）を備え、また、制御設備９ａは、駆動設備（モータ）９を駆動する電流値で駆動設備９を制御するが、その電流値制御の他に、近赤外吸収で水分のＯ−Ｈ吸収バンドで水分を測定して制御することも可能である。
乾燥槽１内の搬送羽根１０１，１０２の形状は、搬送羽根１０１，１０２が１条以上の構造で行っても、搬送羽根１０１，１０２は、平面的に見て３６０°以内（１巻）であり、この１巻が１段以上であってもよい。
蒸気で加温するので、凝縮水が貯まることを考慮すると、前述のように、加温ジャケット２の上部に蒸気入口６を、下部に凝縮水トラップ・排水口７を備えることが望ましいが、乾燥装置の設置上に問題がある場合は他の部分に設けてもよい。

なお、凝縮水トラップ・排水口７の構造は箱型でも、チューブ型でも、Ｕ型のチューブ型でもよく、蒸気の排出がなく凝縮水の排出がスムーズならばよい。
駆動設備９は設置の都合で乾燥槽１の上部および／または下部に設けることができる。
乾燥槽１の形状は円筒でも、円錐台形状でも、設置の都合や処理対象の性状で選択できる。
乾燥槽１は、設置の都合や処理対象の性状、処理量により、複数連結することができる。

実施例２．
この実施例２は、前記実施の形態２による乾燥装置を用いたものである。その乾燥装置は、図８に示すように、被乾燥物を乾燥する乾燥槽１と、この乾燥槽１を蒸気加温する加温ジャケット２と、乾燥槽１内に配置した搬送羽根１０１，１０２と、この搬送羽根１０１，１０２を回転駆動する駆動設備９とを備えたもので、その他の詳細は次の通りである。
・凝縮水排出促進板１４は螺旋状とした。
・駆動設備９には制御設備９ａを設け、電流値で制御した。
・搬送羽根１０１，１０２は１条とした。
・加温ジャケット２の上部に蒸気入口６を、下部に凝縮水トラップ・排水口７を設けた。
・乾燥槽１の上部に排気口５を設けた。
・乾燥槽１の上部に駆動設備９を設けた。
・乾燥槽１の下部に被乾燥物投入口３と、乾燥物排出口４を設けた。
・乾燥槽１の形状は円筒とした。

図１７に示す従来装置での条件は次の通りである。
・処理量（１バッチ）
脱水ケーキ８０ｋｇ（含水率８０％）を乾燥汚泥３５％に乾燥する。
・蒸発させる水分量は６２ｋｇ。
乾燥時間（蒸気加熱時間（１バッチ））は８０ｋｇ投入で約５０分。
・電力使用量は、駆動設備１５ＫＷ、ボイラー２ＫＷ、その他１７ＫＷで３４ＫＷ。
・電力単価は１４円／ＫＷとして計算。
その結果、つぎの通りとなった。
・１バッチの使用電力費（負荷率０．７５）
３４ＫＷ×０．７５×５０分／６０×１４円＝２９７．５円
・燃料使用量
水分蒸発必要熱量1.6×10⁸J／日 {(539＋80)×4200)J×62kg}
Ａ重油熱量 3.6×10⁷J {(8,650kcal)×4200J／L}
ボイラー効率９０％
乾燥装置効率８０％
Ａ重油単価は３０円／Ｌとして計算
・１バッチの使用燃料
(1.6×10⁸)÷(3.6×10⁷)÷0.9÷0.8＝6.2Ｌ
6.2×30円＝186円／１バッチ
・総合計４８３．５円／１バッチ

本発明の乾燥装置を用いての実施例条件は、従来装置での条件と同様に行ったところ、次のような結果が得られた。
処理量（１バッチ）脱水ケーキ８０ｋｇ（含水率８５％）を乾燥汚泥３５％に乾燥するのに、４０分の乾燥時間で終了した。
従来例と本発明の乾燥装置の乾燥時間と含水率の関係を図１２に示す。また、電流値で制御した経過を図１３に、運転ブロック図を図１４に示す。
電流値の制御は、最終電流値の設定により制御され、投入汚泥量が多くなった場合や、脱水汚泥の含水率が大きくなった場合にも１バッチの乾燥時間が自動的に延長され目標の含水率汚泥が得られた。また、含水率は乾燥時間と駆動モータの最終電流値を設定することで、１０〜５０％の間で任意に調整できた。乾燥装置効率９７％となった。
このことにより、電力使用量は34KW×0.75×40分／60×14円＝238円となって従来例よりも減少した。また、燃料使用量も(1.6×10⁸)÷(3.6×10⁷)÷0.9÷0.97×30＝153円となって減少し、合計３９１円／１バッチとなって従来例に比べ２割の減少となった。

実施例３．
この実施例３では、搬送羽根１０１，１０２が２条であることの他は上記実施例２と同様の構造とした。この実施例２では、処理量を増加しても処理効率は低下しなかった。また、上記実施例２と同様に、脱水ケーキ８０ｋｇ（含水率８５％）を乾燥汚泥３５％に乾燥するのに４０分の乾燥時間で終了した。

実施の形態３．
上述した各実施の形態及び各実施例では、乾燥槽１を加温する熱媒体として蒸気を適用したが、加温ジャケット２内に油等の熱媒体を封入し、その中に電気ヒータを入れて乾燥槽１の周壁を加温する構成としてもよい。このような実施の形態３によれば、蒸気を熱媒体とする乾燥装置の場合に比べて、蒸気ボイラー、蒸気配管、ドレン水配管、ドレンタンクなどの付属機器を必要としないので、乾燥装置全体をシンプルかつコンパクトにできると共に、設置スペースも減少でき、メンテナンスも容易である。また、蒸気配管がないため、ヒートロスが少なく、熱交換効率が向上する。

実施の形態４．
図１５は本発明の乾燥装置に空調ユニットを接続した場合の例を示す概略図である。
この実施の形態４では、上記各実施の形態における乾燥槽１の排気口５に、冷媒３０、コンプレッサ３１および膨張弁等からなるヒートポンプシステム（チラーユニット）２１の空調ユニット２０を接続し、前記排気口５から排出される乾燥排ガスを前記空調ユニット２０に導いて冷却・除湿した後、再度加温し、その乾燥空気を乾燥槽１内に戻して乾燥排ガスを外部に排出しないようにしたものである。このような空調ユニット２０は、図１５に示すように、前記排気口５からの乾燥排ガスを、冷水を用いて冷却・除湿した後、温水を用いて加温して再度乾燥槽１に戻すことで、乾燥排ガスを外部に排出しない構成とすることも可能である。また、空調ユニット２０に温水と冷水を利用する場合に、乾燥装置のボイラーの排熱を利用し、冷水には施設内の処理水を利用して運転することも可能である。
この実施の形態４によれば、乾燥槽１の乾燥排ガス排出系統に上述のような空調ユニット２０を設けることにより、乾燥槽１からの乾燥排ガスを外部に排出させないので、その乾燥排ガスを外部に排出していた従来方式のような臭気対策（脱臭装置）が不要となる。また、乾燥排ガスの熱エネルギの一部を回収利用できるため、熱効率が向上する。さらには、別途に余剰の熱エネルギがあれば、温水にして用いることにより、エネルギの有効利用が図れる。

本発明の実施の形態１による乾燥装置を示す縦断面図である。本発明の実施の形態１による乾燥装置の搬送羽根を示す平面図である。本発明の実施の形態１による乾燥装置のバッフルの位置を示す概略的な横断平面図である。本発明と従来例の汚泥投入量と乾燥汚泥の含水率の差を示す図である。本発明の乾燥装置の搬送羽根の周辺速度と含水率と電流値の関係を示す図である。本発明の乾燥装置の汚泥投入から排出までの電流値の変化を示す図である。本発明の乾燥装置の生ゴミ投入から排出までの電流値の変化を示す図である。本発明の実施の形態２による乾燥装置を示す概略図である。本発明の乾燥装置による凝縮水の流下の様子を示す部分概略図である。従来の乾燥装置による凝縮水の流下の様子を示す部分概略図である。本発明の乾燥装置の加温ジャケットの凝縮水排出促進板の別の様態例を示す概略図である。本発明の乾燥装置と従来の乾燥装置の乾燥時間と含水率の関係を示す比較図である。本発明の乾燥装置の電流値制御図である。本発明の乾燥装置の電流制御機構を説明するためのブロック図である。本発明の乾燥装置に空調ユニットを接続した場合の例を示す概略図である。従来の乾燥装置を示す一部切欠正面図である。従来の乾燥装置の制御系を説明するための概略図である。

符号の説明

１乾燥槽
２加温ジャケット
３被乾燥物投入口
４乾燥物排出口
５排気口
６蒸気入口
７凝縮水トラップ・排水口
７ａ凝縮水排水口
８回転軸
９駆動設備
９ａ制御設備
１０回転羽根
１１レーキ
１２バッフル
１３サポート
１４凝縮水排出促進板
１５タイマー
２０空調ユニット
２１ヒートポンプシステム
３０冷媒
３１コンプレッサー
３２膨張弁
３３温水タンク
３４冷水タンク
１０１，１０２搬送羽根
１０３下流端
１０４上流端
１２０バッフル

Claims

被乾燥物を乾燥する乾燥槽、
該乾燥槽の外側を囲み、蒸気で前記乾燥槽を加温する加温ジャケット、
前記乾燥槽の中心に底部から頂部に立設した回転軸、
および
該回転軸に螺旋状に間断に付設された複数の搬送羽根、
からなる乾燥装置において、
前記加温ジャケットには、蒸気入口および凝縮水排水口を備え、
かつ、
前記加温ジャケットに囲まれた前記乾燥槽の外側には、
水平または下方へ傾斜し、
蒸気が復水した凝縮水が乾燥槽外壁を伝わるのを防ぐ
凝縮水排出促進板を備えている
ことを特徴とする乾燥装置。
前記搬送羽根は水平方向に２〜３０度の範囲で傾斜している
ことを特徴とする請求項１記載の乾燥装置。
前記搬送羽根の周辺速度を５〜１０ｍ／ｓの範囲に設定した
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の乾燥装置。