JP4155407B2 - 溝型加熱成型乾燥機 - Google Patents

Description

本発明は汚泥等の乾燥装置に関するものであり、特に乾燥工程時に一部が微粉化するいわゆる粉立ちしないようにしながら、スティック状の乾燥品を得ることのできる溝型加熱成型乾燥機に係るものである。

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、下水汚泥あるいは無機系の汚泥等を乾燥・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。
このような処理手法のうちで、汚泥等の被処理物を乾燥させて粒状物・固形物を得る装置の一つとして、いわゆるバンド型通気乾燥装置がある。この装置は、ネットコンベヤに載置された被処理物間に、上方または下方から熱風を強制通過させて乾燥を図るものであり、熱風と被処理物との接触面が受熱面となるため、被処理物の表面面積が大きいほど有効伝熱面積が増して乾燥効率が高くなるものである。
このため汚泥等を被処理物とした場合には、このものをまず４〜５ｍｍ程度のスティック状に予備成型し、バンド型通気乾燥装置によって乾燥処理できるような形態としている。

そしてこの予備成型のために供される機器の一つに溝型加熱成型乾燥機がある。前記溝型加熱成型乾燥機Ｄ′の従来からの基本構造は図７に示すように、側周部に溝１０′が形成された一対のローラ（駆動ローラ１Ａ′及び従動ローラ１Ｂ′）を互いに接触状態に配設し、これらローラの上方に配されたホッパ２′から供給される被処理物Ｈ１を、前記溝１０′内に圧入するとともにローラからの伝導熱によって乾燥させ、その後、乾燥された被処理物Ｈ１をスクレーパ３′によって前記溝１０′内から掻き出してスティック状の乾燥品Ｈ２を得るものである。
そしてこのようなバンド型通気乾燥装置による乾燥処理のための予備成型の場合に限っては、被処理物Ｈ１が相互に付着してしまわないように表面乾燥させる程度の乾燥（５５％Ｗ．Ｂ．の被処理物Ｈ１を４０％Ｗ．Ｂ．に乾燥させる程度）までしか要求されないため、従来の溝型加熱成型乾燥機Ｄ′にあっては問題点は格別顕在化していなかった。

ところで一般的に乾燥の過程では、とりわけ無機系の汚泥では、固粒化した一部が微粉化してしまい、搬送するにあたって、このものの周辺への飛散が問題となるため、粉立ちを防ぐような乾燥を行うことが望まれている。しかしながら既存の熱風乾燥機やドラム型やディスク型乾燥機では乾燥品が粉粒状になってしまうため、このような要求に応えることができず、新たな乾燥機の開発が望まれている。
このような要請に応えるべく本出願人は、前記溝型加熱成型乾燥機Ｄ′に着目し、このものを粉立ちを防ぐような乾燥を行うための装置として用いることを試みたが、この試行の中で、以下に示すような問題が顕在化した。
具体的には、前記駆動ローラ１Ａ′及び従動ローラ１Ｂ′に形成される溝１０′は、図７（ａ）に拡大して示すように垂直の側壁面１０ｂ′と水平の底面１０ａ′を有する断面形状のものであるため、乾燥の進行とともに減容した被処理物Ｈ１は図７（ｂ）（ｃ）に示すように、スクレーパ３′によって掻き取られる前に溝１０′から離脱してしまい、充分な加熱時間が確保されずに乾燥状態が不十分なものとなってしまった。
なおこのような溝１０′からの被処理物Ｈ１の脱落は、上述した予備成型のために表面乾燥させる程度の乾燥を行う際には問題にならなかった。

本発明はこのような試行を背景として成されたものであって、汚泥等の被処理物を、粉立ちしないような角棒状の乾燥品とすることのできる、新規な溝型加熱成型乾燥機の開発を技術課題としたものである。

すなわち請求項１記載の溝型加熱成型乾燥機は、側周部に溝が形成された一対のローラを互いに接触状態に配設し、これらローラの上方に配されたホッパから供給される被処理物を、前記溝内に圧入するとともにローラからの伝導熱によって乾燥させ、その後、乾燥された被処理物をスクレーパによって前記溝内から取り出して乾燥品を得る装置において、前記溝は、底面に向かうにつれて幅広となっていることを特徴として成るものである。 この発明によれば、乾燥の進行とともに減容した被処理物が、スクレーパによって掻き取られる前に溝から離脱してしまうことがなく、所定時間ドラムからの加熱を受けた後、スクレーパによって掻き取られるため、所望の乾燥状態の乾燥品を得ることができる。

また請求項２記載の溝型加熱成型乾燥機は、前記溝における底面と側壁面との間の角度は、８０〜８８°であることを特徴として成るものである。
この発明によれば、前記溝における底面と側壁面との間の角度を、８０〜８８°の範囲で被処理物の性状（含水率や減容率）に応じた角度にすることにより、ドラムからの被処理物の離脱を確実に防ぐことができる。

更にまた請求項３記載の溝型加熱成型乾燥機は、前記請求項１または２記載の要件に加え、前記ローラの離反個所に臨むように気体噴出管を設けたことを特徴として成るものである。
この発明によれば、駆動ローラと従動ローラとの接触面で、この溝を閉鎖していた他方のローラの側周面と、溝中の被処理物との引き離しを確実に行うことができる。
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。

本発明によれば、溝型加熱成型乾燥機によって、泥状・ペースト状等の被処理物の乾燥を、粉立ちを防ぎながら行うことが可能となる。また溝からの離脱を防止できるので、均一な水分の乾燥品を効率よく得ることができ、装置の利用範囲を拡張することができる。

本発明の溝型加熱成型乾燥機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。

本発明の溝型加熱成型乾燥機Ｄは、側周部に溝１０が形成された一対のローラ、すなわち駆動ローラ１Ａ及び従動ローラ１Ｂを密接させて具え、これらローラの上方に配されたホッパ２から供給される被処理物Ｈ１を、前記溝１０内に圧入するとともにローラからの伝導熱によって乾燥させ、その後、乾燥された被処理物Ｈ１をスクレーパ３によって前記溝１０内から取り出して、４〜５ｍｍ程度の角棒状とした乾燥品Ｈ２を得る装置である。
以下、溝型加熱成型乾燥機Ｄの構成を説明し、続いてその作動態様を説明する。

まず前記駆動ローラ１Ａ及び従動ローラ１Ｂは、図３、４等に示すように中空円柱体であり、その側周部に円周方向に沿った溝１０が複数形成されて成るものである。なおこの溝１０は駆動ローラ１Ａ及び従動ローラ１Ｂの側周部全域に形成されるわけではなく、両端部付近には溝１０が形成されていない動力伝達部１１が形成される。
また前記溝１０は図５に示すように、底面１０ａに向かうにつれて幅広となったありみぞ状に形成されるものであり、縦断面視で溝１０における底面１０ａと側壁面１０ｂとの間の角度が一例として８０〜８８°の範囲の中から、被処理物Ｈ１の性状（含水率や減容率）に応じて設定されている。
また図６（ａ）に示すように、底面１０ａの幅や側壁面１０ｂの高さも、被処理物Ｈ１の性状（含水率や減容率）に応じて設定される。

なお溝１０の形状としては前記ありみぞ状の他、底面１０ａに向かうにつれて幅広となった形状であればよいので、図６（ｂ）に示すように一方の側壁面１０ｂを垂直面、もう一方の側壁面１０ｂを傾斜させたものとしてもよい。

また前記駆動ローラ１Ａ及び従動ローラ１Ｂの両端開口部には環状の側板１２が内嵌され、更にこの側板１２の開口部はフランジ１３によって閉鎖される。なお前記フランジ１３の中央には孔１３ａが形成されるとともに、この孔１３ａを覆うように円筒状の軸１３ｂが具えられている。
そして駆動ローラ１Ａ及び従動ローラ１Ｂは、機枠Ｆに具えられた軸受１４によって軸支されるものであり、双方の動力伝達部１１が密接した状態で位置することとなる。
なお前記駆動ローラ１Ａと従動ローラ１Ｂとの接触個所の縦断面図は図５（ａ）に示す状態となっており、駆動ローラ１Ａにおける溝１０と従動ローラ１Ｂにおける溝１０とは互い違いに位置しており、溝１０の開口部は他方のローラの側周面１ｃによって閉鎖され、溝１０内は台形状の閉空間となるものである。

ここで前記駆動ローラ１Ａの駆動機構について説明すると、この機構は、モータＭの出力軸に具えられた駆動スプロケット１５と、前記軸１３ｂに具えられた従動スプロケット１６とにチェーン１７を巻回して構成される。なおこの実施例では、駆動スプロケット１５と従動スプロケット１６との間に減速機１８を介在させるようにした。そしてこのような構成を採ることにより、駆動ローラ１Ａの回転力は動力伝達部１１を通じて従動ローラ１Ｂに伝達されるものであり、これら駆動ローラ１Ａ及び従動ローラ１Ｂは等速度で逆方向に回転することとなる。

次に前記駆動ローラ１Ａ及び従動ローラ１Ｂの加熱機構について説明すると、この機構は、前記軸１３ｂに対してロータリージョイント１９が接続され、一方のロータリージョイント１９に対して図示しない適宜の蒸気発生装置が接続されて成り、駆動ローラ１Ａ及び従動ローラ１Ｂを加熱した蒸気は、他方のロータリージョイント１９から排出されることとなる。

次に前記ホッパ２について説明すると、このものは前記駆動ローラ１Ａ及び従動ローラ１Ｂの上方に配されるものであり、これらローラに沿って前記溝１０が形成されている範囲に開口部が形成されて成るものである。なおこのホッパ２に対して適宜の攪拌機構を具え、前記溝１０への被処理物Ｈ１の圧入がより円滑に行われるようにすることもできる。

次に前記スクレーパ３について説明すると、このものは、前記機枠Ｆに対して駆動ローラ１Ａ及び従動ローラ１Ｂと平行に具えられた軸３０に、基板３１と付勢板３２とを具えたスリーブ３３を挿通するとともに、前記基板３１に具えられた複数の爪３５を、前記溝１０内に位置させて成るものである。
なお前記爪３５は基板３１に対して櫛歯状に具えられるものであり、この実施例では１枚の基板３１に対して溝１０の数に対応した数の爪３５を具えるようにした。
また前記付勢板３２の下面にはリンク３６が接続され、このリンク３６の他端側に具えられたナットと、ハンドル３７に具えられたボルトとの螺合位置を変化させることにより、溝１０内での爪３５の高さを調節可能としている。なお付勢板３２の上面には、機枠Ｆに吊持されたスプリング３８が係止されており、付勢板３２等の重さによる負荷を軽減させている。

更に駆動ローラ１Ａ及び従動ローラ１Ｂとの接触個所の下方、すなわち駆動ローラ１Ａ及び従動ローラ１Ｂとの離反個所に臨ませて、気体噴出管５が具えられるものであり、この気体噴出管５にはコンプレッサ等適宜の給風手段が接続される。

本発明の溝型加熱成型乾燥機Ｄは、一例として上述したように構成されるものであり、以下この装置の作動態様について説明する。
（１）乾燥機の準備
まず被処理物Ｈ１の投入に先立って、溝型加熱成型乾燥機Ｄにおける駆動ローラ１Ａ及び従動ローラ１Ｂを昇温しておくものであり、モータＭを起動してこれら駆動ローラ１Ａ及び従動ローラ１Ｂを回転させた状態で、ロータリージョイント１９に蒸気（一例として０．５ＭＰａ（約１６０℃））を供給する。そしてロータリージョイント１９に供給された蒸気は駆動ローラ１Ａ及び従動ローラ１Ｂ内を通過しながらこれらを内側から昇温し、やがてドレンとなって他端側のロータリージョイント１９から外部に排出される。

（２）被処理物の乾燥
次いでホッパ２に被処理物Ｈ１を投入すると、被処理物Ｈ１は駆動ローラ１Ａと従動ローラ１Ｂとの接触個所（図５（ａ）に示す縦断面図参照）において溝１０内（台形状の閉空間）に順次圧入されるものであり、底面１０ａまで詰まった状態となる。そして駆動ローラ１Ａ及び従動ローラ１Ｂの回転にともなって図５（ｃ）に示すように円軌道上を移動し、やがてスクレーパ３に至ることとなる。
すなわち本発明の溝型加熱成型乾燥機Ｄにあっては、溝１０の形状が底面１０ａに向かうにつれて幅広となっている（開口部が底面１０ａよりも狭くなっている）ので、乾燥の進行とともに減容した被処理物Ｈ１は図５（ｂ）に示すように側壁面１０ｂに引っ掛かり、図５（ｃ）に示すように溝１０内から離脱することなく確実にスクレーパ３にまで至ることとなる。このため、充分な加熱時間が確保されて所望の乾燥状態を得ることができるものである。
なおもちろんこのためには、被処理物Ｈ１の性状（含水率等）に応じて、ロータリージョイント１９に供給される蒸気の温度及び量並びに駆動ローラ１Ａ及び従動ローラ１Ｂの回転速度を適宜調節するものである。
またこの実施例では、駆動ローラ１Ａ及び従動ローラ１Ｂとの離反個所に臨ませて、気体噴出管５が具えられているため、駆動ローラ１Ａと従動ローラ１Ｂとの接触面でこの溝１０を閉鎖していた他方のローラの側周面１ｃと、溝１０中の被処理物Ｈ１との引き離しを確実に行うことができる。

（３）乾燥品の取り出し
そして図５（ｃ）に示すように、スクレーパ３に至った被処理物Ｈ１はこのものに掻き取られ、この際受ける衝撃や重力の作用によって４〜５ｍｍ程度の角棒状に分断され、乾燥品Ｈ２となって回収されることとなる。この際、底面１０ａと側壁面１０ｂとの間の角度が８０〜８８°に設定されているため、減容した被処理物Ｈ１の側壁面１０ｂへの引っ掛かりは程度が軽くなっており、スクレーパ３による掻き取りは容易に行われることとなる。

本発明の溝型加熱成型乾燥機を示す斜視図である。 本発明の溝型加熱成型乾燥機を示正面及び右側面図である。 駆動ローラとその駆動機構周辺を示す分解斜視図である。 本発明の溝型加熱成型乾燥機の作動態様を示す横断面図である。 駆動ローラと従動ローラとの当接部位を示す縦断面図（ａ）と、溝による被処理物の係止状態を示す縦断面図（ｂ）と、乾燥品の取出位置を示す横断面図（ｃ）である。 溝の他の形状を示す横断面図である。 既存の溝型加熱成型乾燥機における駆動ローラと従動ローラとの当接状態、被処理物の係止状態及び乾燥品の取出位置を示す縦断面図及び横断面図である。

符号の説明

Ｄ 溝型加熱成型乾燥機
１Ａ 駆動ローラ
１Ｂ 従動ローラ
１ｃ 側周面
１０ 溝
１０ａ 底面
１０ｂ 側壁面
１１ 動力伝達部
１２ 側板
１３ フランジ
１３ａ 孔
１３ｂ 軸
１４ 軸受
１５ 駆動スプロケット
１６ 従動スプロケット
１７ チェーン
１８ 減速機
１９ ロータリージョイント
２ ホッパ
３ スクレーパ
３０ 軸
３１ 基板
３２ 付勢板
３３ スリーブ
３５ 爪
３６ リンク
３７ ハンドル
３８ スプリング
５ 気体噴出管
Ｆ 機枠
Ｈ１ 被処理物
Ｈ２ 乾燥品
Ｍ モータ

Claims (3)

1. 側周部に溝が形成された一対のローラを互いに接触状態に配設し、これらローラの上方に配されたホッパから供給される被処理物を、前記溝内に圧入するとともにローラからの伝導熱によって乾燥させ、その後、乾燥された被処理物をスクレーパによって前記溝内から取り出して乾燥品を得る装置において、前記溝は、底面に向かうにつれて幅広となっていることを特徴とする溝型加熱成型乾燥機。
2. 前記溝における底面と側壁面との間の角度は、８０〜８８°であることを特徴とする請求項１記載の溝型加熱成型乾燥機。
3. 前記ローラの離反個所に臨むように気体噴出管を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の溝型加熱成型乾燥機。

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