JP4212053B2 - 結露防止構造を具えた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、特に乾燥室内に、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スティック状の乾燥品を得る装置であって、前記乾燥室や排気ダクト内等での結露を防止することのできる結露防止構造を具えた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、下水汚泥や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、このものをまず幅４〜７ｍｍ、長さ２０〜６０ｍｍ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、乾燥室６′内に、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（例えば特許文献１参照）。
そして被処理物Ｈ１から蒸発した水分は、前記駆動ローラ１Ａ′及び従動ローラ１Ｂ′の下部に具えられたシュート４′の排出口４ａ′から乾燥室６′内に取りこまれた外気をキャリヤガスとして、乾燥室６′の上部に形成された排気口６２′から排気される。
一方、乾燥品Ｈ２は、シュート４′の排出口４ａ′から排出するものであり、このシュート４′の下方に置かれたコンテナＣに収容されることとなる。

このような既存の溝型加熱成型乾燥機Ｄ′にあっては、その構造に因み、以下に示すような改善の余地があった。
すなわち前記乾燥室６′内の雰囲気を外部に排出するにあたっては、排気ファン６４′によって吸引を行うものであるが、この際、シュート４′の排出口４ａ′から吸引された外気は乾燥室６′内の雰囲気よりも低温であるため、この外気と接触した多湿の雰囲気は温度が低下して過飽和と状態なり、乾燥室６′内や排気ダクト６３′内で結露してしまうことがあった。
このような結露を防ぐためには、送風能力の過大な排気ファン６４′を用い、より多くの外気を乾燥室６′内に取り込むことにより、過飽和状態を回避することができるが、シュート４′、乾燥室６′及び排気ダクト６３′の全域において結露を防止するのは困難であった。
特願２００４−２１８５０６

本発明はこのような背景を考慮して成されたものであって、乾燥室や排気ダクト内等での結露を防止することのできる、新規な結露防止構造を具えた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記載の結露防止構造を具えた溝型加熱成型乾燥機は、乾燥室内に、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、この装置は、前記一対のローラの下方に乾燥品排出用のシュートが具えられ、このシュートの排出口付近に、外気と乾燥室内の雰囲気との遮断機構が形成されて成るものであり、この遮断機構は、前記シュートの排出口に蛇腹シュートを連設し、更にこの蛇腹シュートの下端にファンネルを具えて成るものであり、更に蛇腹シュートの伸縮機構を具えることにより、前記ファンネルの高さ調整を可能とし、始発状態においてファンネルの下端部がシュートの下方に配されたコンテナの底部に密接して乾燥室内に外気が取り込まれてしまうのを防止し、その後は乾燥室から排出された乾燥品にファンネルの下端部が載置状態となるようにして乾燥室内に外気が取り込まれてしまうのを防止するように構成されたもの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、乾燥室内に外気が取り込まれないため、被処理物から蒸発した水分が冷却されて乾燥室内や排気ダクト内等で凝縮してしまうのを回避することができる。また簡易な構成で乾燥室内に外気が取り込まれてしまうのを防ぐことができる。更にまた乾燥品の積み上げ高さに応じてファンネルを常時最適な高さに位置させることができる。

また請求項２記載の結露防止構造を具えた溝型加熱成型乾燥機は、前記要件に加え、前記蛇腹シュートには、昇温した外気を供給するための給気機構が接続され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、乾燥室の排気口に接続された排気ファンの吸引作用によって負圧になった乾燥室内に、昇温した外気をキャリヤガスとして送り込むため、被処理物から蒸発した水分の凝縮を防ぎながら、乾燥機内の雰囲気を効率的に外部に排気することができる。

更にまた請求項３記載の結露防止構造を具えた溝型加熱成型乾燥機は、乾燥室内に、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、この装置は、前記一対のローラの下方に乾燥品排出用のシュートが具えられ、このシュートの排出口付近に、外気と乾燥室内の雰囲気との遮断機構が形成されて成るものであり、この遮断機構は、給気機構であり、シュートの排出口付近に具えられた給気管と、この給気管に接続されるヒータ及び外気を供給するためのファンとを具えて成ることを特徴として成るものである。
この発明によれば、ヒータによる圧力損失の影響が少ない状態で、外気を昇温して乾燥室内に供給することができるため、シュートの排出口から外気が入り込むのを防ぎつつ、乾燥室内の雰囲気の温度を上昇させて飽和水蒸気量を上昇させることができ、被処理物から蒸発した水分が乾燥室内や排気ダクト内で凝縮してしまうことを回避することができる。
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を乾燥して、幅４〜７ｍｍ、長さ２０〜６０ｍｍ程度のスティック状の乾燥品を得る際に、乾燥室や排気ダクト内等での結露を防止することができ、サニタリー性及びメンテナンス性を向上することができる。

本発明の結露防止構造を具えた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。

本発明の結露防止構造を具えた溝型加熱成型乾燥機Ｄ（以下、溝型加熱成型乾燥機Ｄと称する）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、幅４〜７ｍｍ、長さ２０〜６０ｍｍ程度のスティック状とした乾燥品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は同図に拡大して示すように、底面１０ａに対して側壁面１０ｂを垂直に立ち上がるように凹状に形成されたり、あるいは底面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る。
なお底面１０ａの幅や側壁面１０ｂの高さは、被処理物Ｈ１の性状（含水率や減容率）に応じて設定される。

また前記駆動ローラ１Ａ及び従動ローラ１Ｂの両端開口部には図４に示すように環状の側板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４に拡大して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、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。

そして機枠Ｆに対してアクリル板等を適用した側板６０及び天板６１が貼設され、前記駆動ローラ１Ａ及び従動ローラ１Ｂを収容した乾燥室６が形成される。また前記天板６１には排気口６２が形成され、この排気口６２に排気ダクト６３及び排気ファン６４が接続される。

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等の重さによるネジ山への負荷を軽減させている。

そして駆動ローラ１Ａ及び従動ローラ１Ｂとの下方、すなわち乾燥室６の下方には、乾燥品Ｈ２排出用のシュート４が連設され、このシュート４の排出口４ａ付近に、外気と乾燥室６内の雰囲気との遮断機構５が具えられる。
この実施例では前記遮断機構５として、乾燥品Ｈ２を用いたマテリアルシールが採用されるものであり、具体的には前記シュート４の排出口４ａに蛇腹シュート５Ａを連設し、更にこの蛇腹シュート５Ａの下端にファンネル５１を具えるとともに、前記ファンネル５１の下端部が、図２及び図５（ｃ）に示すように、シュート４の排出口４ａから排出された乾燥品Ｈ２に載置状態となるものである。
前記蛇腹シュート５Ａは、布または樹脂素材等で作られた伸縮自在の筒状部材である。また前記ファンネル５１は、漏斗形の部材であり、広口部か下方に位置するように、前記蛇腹シュート５Ａの下端に具えられる。

また前記蛇腹シュート５Ａは、ファンネル５１の高さ調整を可能とする構成が採られるものであり、このための蛇腹シュート５Ａの伸縮機構が具えられる。具体的には、一例として前記ファンネル５１にワイヤロープ５２が接続され、このワイヤロープ５２を適宜滑車５３に張架してウインチ５４に繋いで成るものである。

更にまたこの実施例では、前記蛇腹シュート５Ａには、昇温した外気を供給するための給気手段が接続されるものであり、ファンネル５１に形成された給気口５１ａに対して、ヒータ５６及びファン５７が接続される。

本発明の結露防止構造を具えた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。
そしてシュート４の下方にコンテナＣを配し、蛇腹シュート５Ａを伸長させ、図５（ｂ）に示すようにファンネル５１の下端部がコンテナＣの底部に密接するようにしておく。

（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との接触個所において溝１０内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３に示すように円軌道上を移動し、やがてスクレーパ３に至り、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。

（３）乾燥品の取り出し
そして図３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幅４〜７ｍｍ、長さ２０〜６０ｍｍ程度のスティック状に分断され、乾燥品Ｈ２となってシュート４からコンテナＣ内に回収されることとなる。

（４）排気
そして上述したような被処理物Ｈ１の乾燥にともなって乾燥室６内には蒸気が充満してくるため、連続的あるいは断続的に排気ファン６４を起動して蒸気の排出を図るものである。
この際、図５（ｂ）に示すように、ファンネル５１の下端部がコンテナＣの底部に密接しているため、ここから乾燥室６内に外気が取り込まれてしまうことがなく、被処理物Ｈ１から蒸発した水分が外気によって冷却されて乾燥室６内や排気ダクト６３内で凝縮してしまうのを回避することができる。
そしてファンネル５１内において乾燥品Ｈ２が適量堆積した時点でウインチ５４を起動して、図５（ｃ）に示すようにファンネル５１を上昇させ、ファンネル５１から抜け出た乾燥品Ｈ２を崩落させるとともに、崩落した乾燥品Ｈ２にファンネル５１の下端部が載置状態となるようにすることにより、乾燥品Ｈ２によるマテリアルシールを形成するものである。
やがてその後も、ファンネル５１内において乾燥品Ｈ２が所定の高さまで堆積した時点でウインチ５４を起動してファンネル５１を上昇させ、蛇腹シュート５Ａから乾燥品Ｈ２を排出しつつ、常時ファンネル５１の下端部が乾燥品Ｈ２に載置状態となるようにする。

（５）シュート付近の結露防止
なおこの実施例で示した溝型加熱成型乾燥機Ｄは、前記蛇腹シュート５Ａに具えたファンネル５１と乾燥品Ｈ２とによって、外気と乾燥室６内の雰囲気との遮断を図るものであるため乾燥品Ｈ２の隙間からの洩れは完全に防ぐことはできない。このため例えば一定時間毎にファン５７を起動して、ヒータ５６によって昇温された外気をファンネル５１及び蛇腹シュート５Ａ内に供給し、これら個所での結露防止を図るものである。なおこの昇温された外気は、被処理物Ｈ１から蒸発した水分のキャリヤガスとしても機能することとなる。

次に前記遮断機構５として給気機構５Ｂを採用した実施例について説明を行う。なおこの実施例で示す溝型加熱成型乾燥機Ｄは、実施例１で示した装置と基本構成を同一とするものであるため、ここでは異なる構成個所についてのみ説明を行うものとする。
すなわちこの実施例で示す溝型加熱成型乾燥機Ｄは図６に示すように、実施例１で示した溝型加熱成型乾燥機Ｄにおける蛇腹シュート５Ａに替えて、給気機構５Ｂをシュート４の排出口４ａ付近に具えて成るものである。
前記給気機構５Ｂは、シュート４の排出口４ａ付近に具えられた給気管５５と、この給気管５５に接続されるヒータ５６及び押し込み型のファン５７とを具えて成る。なお前記給気管５５における給気孔５５ａは、前記給気管５５の長手方向に沿って複数形成されるものであり、且つ、シュート４内に臨むようにして形成されるものである。

そして実施例１と同様に溝型加熱成型乾燥機Ｄを稼動させて被処理物Ｈ１の乾燥を図るものであり、この際、前記給気管５５における給気孔５５ａから、ヒータ５６によって昇温した外気をシュート４内に吹き込むものである。
このとき、排気ファン６４の作用によって乾燥室６内は負圧となっているため、乾燥室６とシュート４との境界部分での気圧がほぼ０ｍｍＡｇとなるような風圧・風量で、昇温された外気を供給するものである。これにより、昇温されていない外気がシュート４の排出口４ａから乾燥室６内に取り込まれてしまうことがなく、被処理物Ｈ１から蒸発した水分が冷却されて乾燥室６内や排気ダクト６３内で凝縮してしまうのを回避することができる。
なおこの実施例では、ファン５７として押し込み型のものを採用しているため、ヒータ５６による圧力損失の影響が少ない状態で、外気を昇温して乾燥室６内に供給することができるものである。なおこの昇温された外気は、被処理物Ｈ１から蒸発した水分のキャリヤガスとしても機能することとなる。
上述したように遮断機構５として給気機構５Ｂを採用した溝型加熱成型乾燥機Ｄは、シュート４の排出口４ａから外気が入り込むのを防ぎつつ、乾燥室６内の雰囲気の温度を上昇させて飽和水蒸気量を上昇させることができ、被処理物Ｈ１から蒸発した水分が乾燥室６内や排気ダクト６３内で凝縮してしまうことを回避することができる。

遮断機構として蛇腹シュートを用いたマテリアルシールを採用した本発明の溝型加熱成型乾燥機を一部拡大して示す斜視図である。 同上、溝型加熱成型乾燥機を示す側面図及び背面図である。 乾燥室周辺を示す縦断面図である。 駆動ローラとその駆動機構周辺を一部拡大して示す分解斜視図である。 蛇腹シュート及びその伸縮機構を示す斜視図並びに運転時のマテリアルシールを示す側面図である。 遮断機構として給気機構を採用した本発明の溝型加熱成型乾燥機を示す側面図及び背面図である。 既存の溝型加熱成型乾燥機を示す側面図及び背面図である。

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
４ シュート
４ａ 排出口
５ 遮断機構
５Ａ 蛇腹シュート
５Ｂ 給気機構
５１ ファンネル
５１ａ 給気口
５２ ワイヤロープ
５３ 滑車
５４ ウインチ
５５ 給気管
５５ａ 給気孔
５６ ヒータ
５７ ファン
６ 乾燥室
６０ 側板
６１ 天板
６２ 排気口
６３ 排気ダクト
６４ 排気ファン
Ｃ コンテナ
Ｆ 機枠
Ｈ１ 被処理物
Ｈ２ 乾燥品
Ｍ モータ

Claims (3)

1. 乾燥室内に、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、この装置は、前記一対のローラの下方に乾燥品排出用のシュートが具えられ、このシュートの排出口付近に、外気と乾燥室内の雰囲気との遮断機構が形成されて成るものであり、この遮断機構は、前記シュートの排出口に蛇腹シュートを連設し、更にこの蛇腹シュートの下端にファンネルを具えて成るものであり、更に蛇腹シュートの伸縮機構を具えることにより、前記ファンネルの高さ調整を可能とし、始発状態においてファンネルの下端部がシュートの下方に配されたコンテナの底部に密接して乾燥室内に外気が取り込まれてしまうのを防止し、その後は乾燥室から排出された乾燥品にファンネルの下端部が載置状態となるようにして乾燥室内に外気が取り込まれてしまうのを防止するように構成されたものであることを特徴とする結露防止構造を具えた溝型加熱成型乾燥機。
2. 前記蛇腹シュートには、昇温した外気を供給するための給気機構が接続されていることを特徴とする請求項１記載の結露防止構造を具えた溝型加熱成型乾燥機。
3. 乾燥室内に、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、この装置は、前記一対のローラの下方に乾燥品排出用のシュートが具えられ、このシュートの排出口付近に、外気と乾燥室内の雰囲気との遮断機構が形成されて成るものであり、この遮断機構は、給気機構であり、シュートの排出口付近に具えられた給気管と、この給気管に接続されるヒータ及び外気を供給するためのファンとを具えて成ることを特徴とする結露防止構造を具えた溝型加熱成型乾燥機。

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