JP5372187B2 - 間接加熱式乾燥装置 - Google Patents

Description

本発明は、各種バイオマスや、下水汚泥、食品廃棄物等の含水状態の被乾燥物を乾燥（水分低減）処理するための間接加熱式乾燥装置に関する。

バイオマスを直接燃焼し、その熱エネルギーを利用して発電を行ったり、バイオマスをガス化、熱分解してメタノール等のバイオマス燃料、炭化物を製造するなどし、従来、廃棄物として処理されていた各種のバイオマスを資源化して有効利用することが行なわれている。そして、このようにバイオマスを直接燃焼したり、ガス化、熱分解して資源化する際には、乾燥装置を用いてバイオマスを所定の含水率以下に乾燥処理する前処理が必要とされている。また、下水汚泥、工場排水汚泥、食品廃棄物・厨芥、し尿汚泥、家畜糞尿、植物搾汁粕などの廃棄物（含水状態の被乾燥物）を乾燥装置で乾燥処理し、減容化、資源化することも行なわれている。

一方、この種の乾燥装置として間接加熱式乾燥装置が多用されている。この間接加熱式乾燥装置Ａは、例えば図９及び図１０に示すように、断面略Ｕ字状の底部を備えた容器のケーシング１と、ケーシング１の底部側の外面を覆うように設けられ、蒸気、熱媒油、温水などの加熱媒体を流通させてケーシング１（ひいては被乾燥物）を加熱するジャケット２と、軸線Ｏ１方向をケーシング１の前後方向Ｔに配し、ケーシング１の前部側Ｓ１（被乾燥物の流れ方向Ｗ上流側、一端側）から後部側Ｓ３（下流側、他端側）の内部に貫設され、モータなどの回転駆動装置３によって軸線Ｏ１回りに回転する回転軸４と、回転軸４に内周端を接続し、回転軸４の軸線Ｏ１中心の径方向に突出するとともに中心角θ１が１００〜１４０°程度となるように周方向に延びて略扇形（半月状）に形成された複数の撹拌翼（撹拌板）５とを備えて構成されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。

また、ケーシング１は、前部側Ｓ１に被乾燥物を投入する投入口６、後部側Ｓ３に乾燥処理された被乾燥物を排出する排出口７を備え、前部側Ｓ１を後部側Ｓ３よりも上方に配し、回転軸４とともに所定の傾斜角度θ２で傾斜して設けられている。さらに、間接加熱式乾燥装置Ａには、一般に、例えば互いに逆方向（回転方向Ｍ）に回転する２本の回転軸（複数の回転軸）４がケーシング１の内部に横方向に並べて配設されている。さらに、各回転軸４の軸線Ｏ１方向の同位置に、扇形の２枚の撹拌翼５が軸線Ｏ１中心の周方向に所定の隙間（流通開口１０）をあけて配設され、これら軸線Ｏ１方向の同位置に配された一対の撹拌翼５を一つの段とし、各回転軸４には、ケーシング１の前部側Ｓ１から後部側Ｓ３まで、軸線Ｏ１方向に所定の間隔をあけ、複数段（ｎ１、ｎ２・・・・ｎ１０）の一対の撹拌翼５が配設されている。また、回転軸４と撹拌翼５が中空状に形成され、内部に加熱流体を流通させ、接触する被乾燥物を加熱するように構成されている。

また、撹拌翼５として、ストレート型、傾斜型、くさび型の３種の代表的な形状が採用されている。ストレート型の撹拌翼は、平板状の扇形で形成され、回転軸４の軸線Ｏ１直交方向に突設される。すなわち、このストレート型の撹拌翼は、前部側Ｓ１の上流側を向く第一翼面５ａと後部側Ｓ３の下流側を向く第二翼面５ｂがそれぞれ、回転軸４の軸線Ｏ１に直交するように配設される。傾斜型の撹拌翼は、ストレート型の撹拌翼と同様に平板状の扇形で形成され、第一翼面５ａと第二翼面５ｂが回転軸４の軸線Ｏ１と斜めに交差するように配設される。

くさび型の撹拌翼５は、一般に、図９及び図１１（図１１（ａ）：回転軸の径方向外側からの正面視図，図１１（ｂ）：回転軸及び撹拌翼の展開図）に示すように、第一翼面５ａが回転軸４の回転方向Ｍ前方の先端部５ｃから後方の後端部５ｄに向かうに従い漸次回転軸４の軸線Ｏ１方向前部側Ｓ１に傾斜し、第二翼面５ｂが回転軸４の回転方向Ｍ前方の先端部５ｃから後方の後端部５ｄに向かうに従い漸次回転軸４の軸線Ｏ１方向後部側Ｓ３に傾斜して、前記先端部５ｃが尖り、先端部５ｃから後端部５ｄに向かうに従い漸次幅寸法が大となる二等辺三角形のくさび型に形成されている。

上記のように構成した間接加熱式乾燥装置Ａにおいては、ジャケット２に加熱媒体を流通させてケーシング１を加熱し、また、回転軸４、撹拌翼５の内部に加熱媒体を流通させて回転軸４、撹拌翼５を加熱するとともに、回転軸４を回転させ、ケーシング１の内部で複数の撹拌翼５を回転させる。そして、ケーシング１の前部側Ｓ１の投入口６から含水状態の被乾燥物を内部に投入すると、撹拌翼５が回転軸４の回転によって切り込まれ、被乾燥物が繰り返し撹拌、混合される。また、ケーシング１が傾斜しているため、各段（ｎ１・・・ｎ１０）の一対の撹拌翼５の周方向の隙間の流路開口１０を通じ、被乾燥物が加熱されながら順次前部側Ｓ１の上流側から後部側Ｓ３の下流側に移動してゆく。このように順次前部側Ｓ１から後部側Ｓ３に移動しつつ、撹拌翼５によって撹拌、混合されることで、被乾燥物は、後部側Ｓ３に向かうに従い順次乾燥（水分低減）処理され、所望の含水率まで乾燥処理された状態で排出口７から排出される。

また、二等辺三角形のくさび型の撹拌翼５を備えている場合には、撹拌翼５の回転方向Ｍ前方側の先端部５ｃが尖っているため、被乾燥物への食い込みが良く、さらに被乾燥物内に進入する際の抵抗が低く、効果的に被乾燥物が撹拌混合されるとともに撹拌翼５への被乾燥物の付着が低減する。これにより、被乾燥物を効率的に乾燥処理することができる。

特開平３−１３７９９８号公報 実開平１−８８８００号公報 特公昭４８−４４４３２号公報

しかしながら、上記従来の間接加熱式乾燥装置Ａにおいては、例えば図１２に示すように、ケーシング１内の前部側Ｓ１から後部側Ｓ３に移動するとともに被乾燥物Ｐの水分が蒸発し、被乾燥物Ｐの体積が減少してゆくため、前部側Ｓ１に対しケーシング１内の中間部Ｓ２や後部側Ｓ３で被乾燥物Ｐの充填率が低くなる。

また、二等辺三角形のくさび型の撹拌翼５を備えている場合、第一翼面５ａが先端部５ｃから後端部５ｄに向かうに従い漸次前部側Ｓ１に傾斜しているため、図１１に示すように、この撹拌翼５が被乾燥物Ｐに切り込んだ際に、第一翼面５ａによって被乾燥物Ｐを前部側Ｓ１に逆送する力Ｆ１が作用する。しかしながら、二等辺三角形のくさび型の撹拌翼５は、第二翼面５ｂが先端部５ｃから後端部５ｄに向かうに従い漸次後部側Ｓ３に傾斜し、この第二翼面５ｂによって被乾燥物Ｐを後部側Ｓ３に送る力Ｆ２が作用するため、回転軸４の軸線Ｏ１方向に隣り合う一方の撹拌翼５の第一翼面５ａによる逆送推進力Ｆ１が他方の撹拌翼５の第二翼面５ｂによる搬送力Ｆ２で相殺されてしまう。これにより、二等辺三角形のくさび型の撹拌翼５を備えている場合であっても、やはり、前部側Ｓ１に対しケーシング１内の中間部Ｓ２や後部側Ｓ３で被乾燥物Ｐの充填率が低くなる。

そして、図１２に示すように、ケーシング１内の中間部Ｓ２や後部側Ｓ３で被乾燥物Ｐの充填率が低くなることによって、前部側Ｓ１から後部側Ｓ３に配されているほど、撹拌翼５、回転軸４およびケーシング１内の伝熱面が被乾燥物Ｐと接触せずに大きく露出することになる。すなわち、上記従来の間接加熱式乾燥装置Ａでは、被乾燥物Ｐが乾燥処理されることに伴って、ケーシング１内に無駄空間が発生し、さらに、露出した撹拌翼５、回転軸４およびケーシング１内の伝熱面からの無駄な熱放散（空焚き）が発生することになり、大きな熱損失、ひいては乾燥効率の低下が生じるという問題があった。

言い換えると、上記従来の間接加熱式乾燥装置Ａにおいては、必要以上に大きな伝熱面積（ケーシング１及び撹拌翼５の伝熱面積）を備えていることになり、これによって装置Ａが大型化するという不都合を招いていた。

一方、図１３に示すように、ケーシング１内の後部側Ｓ３に堰板（排出ゲート）１１を設け、この堰板１１によって乾燥処理が進んだ被乾燥物Ｐ’（Ｐ）を一旦堰き止め、堰板１１を越えた被乾燥物Ｐ’を排出口７から排出させるように構成した間接加熱式乾燥装置Ａもある（特許文献１、特許文献２参照）。そして、この間接加熱式乾燥装置Ａでは、堰板１１によって乾燥処理が進んだ被乾燥物Ｐ’が堰き止められるため、後部側Ｓ３の充填率を高めることができる。

しかしながら、このように堰板１１を備えた場合であっても、前部側Ｓ１から後部側Ｓ３まで均一に高い充填率を維持することができず、ケーシング１の中間部Ｓ２の充填率が低くなり、この中間部Ｓ２のケーシング１や回転軸４、撹拌翼５の伝熱面が露出してしまう。このため、やはり、被乾燥物Ｐが乾燥処理されることに伴って、ケーシング１内の中間部Ｓ２に無駄空間が発生し、露出した撹拌翼５、回転軸４およびケーシング１内の伝熱面からの無駄な熱放散が発生することになって、大きな熱損失、ひいては乾燥効率の低下が生じてしまう。

本発明は、上記事情に鑑み、乾燥処理が進んで被乾燥物が減容化しても、ケーシング内の被乾燥物の充填率を高く均一化することを可能にした間接加熱式乾燥装置を提供することを目的とする。

本発明の間接加熱式乾燥装置は、前部側に被乾燥物を投入する投入口、後部側に乾燥処理された被乾燥物を排出する排出口が形成され、前部側を後部側よりも上方に配して傾設されるケーシングと、軸線方向を前記ケーシングの前後方向に配し、前記ケーシングの前部側から後部側の内部に軸線回りに回転可能に貫設された回転軸と、前記回転軸の外周面から径方向外側に突出しつつ周方向に延びて略扇形に形成されるとともに、前記回転軸の軸線方向に所定の間隔をあけて複数段で配設された複数の撹拌翼とを備え、加熱媒体を前記回転軸と前記撹拌翼の内部に流通させ、前記ケーシング内の被乾燥物を間接的に加熱して乾燥処理する間接加熱式乾燥装置において、前記ケーシングの前部側を向き、前記回転軸の回転方向前方側の先端部から回転方向後方側の後端部に向かうに従い漸次前記ケーシングの前部側に向けて傾斜する第一翼面と、前記ケーシングの後部側を向き、前記回転軸の軸線に直交する第二翼面とを有するくさび型の撹拌翼を備えていることを特徴とする。

この発明においては、加熱媒体を流通させてケーシング、回転軸、撹拌翼を加熱した状態で、回転軸を回転させるとともにケーシングの内部で複数の撹拌翼を回転させ、投入口から含水状態の被乾燥物を投入すると、被乾燥物が、各段の撹拌翼によって撹拌、混合されるとともに、加熱媒体との間で熱交換してその水分を蒸発させ、乾燥処理することができる。

そして、このとき、第一翼面が回転軸の回転方向前方側の先端部から回転方向後方側の後端部に向かうに従い漸次ケーシングの前部側に向けて傾斜し、第二翼面が回転軸の軸線に直交して、撹拌翼が直角三角形のくさび型に形成されている。このため、従来の二等辺三角形のくさび型の撹拌翼と異なり、この直角三角形のくさび型の撹拌翼が回転して尖った先端部から被乾燥物に食い込んで（切り込んで）撹拌、混合する際には、第一翼面によって被乾燥物を前部側（投入口側、戻し側）に戻して逆送する逆送推進力が作用するのに対し、第二翼面が軸線に直角の平面であるため、被乾燥物を後部側（排出口側、送り側）に送ろうとする送り力が作用しない。これにより、直角三角形のくさび型の撹拌翼を備えることで、従来の間接加熱式乾燥装置と比較し、ケーシングの傾斜角度が同じであっても、ケーシングの投入口側から排出口側に被乾燥物を乾燥処理しつつ移動する速度が遅くなり、ケーシング内の前部側から後部側までの被乾燥物の充填率を高充填率で均一化させることが可能になる。

また、撹拌翼を直角三角形のくさび型にしても、従来の二等辺三角形のくさび型の撹拌翼と、先端部の尖り具合が同程度で維持されるため、被乾燥物への食い込み効果、被乾燥物の撹拌効果を喪失するおそれはなく、従来の二等辺三角形のくさび型の撹拌翼と同様の低動力を維持しながら、被乾燥物の逆送効果を得ることができる。

また、本発明の間接加熱式乾燥装置において、前記ケーシングの後部側に、前部側から乾燥処理されつつ移動した被乾燥物を一時的に堰き止める堰板が設けられている場合には、前記第一翼面と前記第二翼面を有するくさび型の撹拌翼を前記ケーシングの前部側と後部側の間の中間部に配設し、前記堰板が設けられていない場合には、前記第一翼面と前記第二翼面を有するくさび型の撹拌翼を前記ケーシングの中間部と後部側に配設して構成されていることが望ましい。

ここで、本発明において、「ケーシングの前部側、中間部、後部側」はそれぞれ、ケーシングの投入口から排出口までの前後方向の長さ区間を三等分して形成される前部側の領域、前部側と後部側の中間部分の領域、後部側の領域を示す。
あるいは、全ての撹拌翼に、ストレート型、傾斜型、二等辺三角形のくさび型の撹拌翼を採用し、堰板を備えて間接加熱式乾燥装置を構成した場合に、所定の充填率（予め設定した充填率の規定値）を下回る中間部分の領域を「中間部」とし、この「中間部」よりも投入口側の領域を「前部側」、「中間部」から堰板までの領域（堰板を備えていない場合には「中間部」から排出口までの領域）を「後部側」とする。

この発明においては、堰板の有無によって、被乾燥物の乾燥処理の進行に伴い被乾燥物の充填率が低下しやすいケーシングの中間部や後部側に選択的に、前記第一翼面と前記第二翼面を有して直角三角形のくさび型に形成した撹拌翼を配置することで、確実且つ効果的に被乾燥物の充填率を高充填率で均一化させることが可能になる。

さらに、本発明の間接加熱式乾燥装置においては、前記各段の撹拌翼によって形成され、前記被乾燥物を前記ケーシングの前部側から後部側に流通させるための開口が流路開口とされ、前記ケーシングの後部側に、前部側から乾燥処理されつつ移動した被乾燥物を一時的に堰き止める堰板が設けられている場合には、前記ケーシングの前部側と後部側の間の中間部の前記各段の流路開口が、前記前部側と後部側の前記各段の流路開口よりも小面積となるように前記各段の撹拌翼を形成し、前記堰板が設けられていない場合には、前記ケーシングの中間部と後部側の前記各段の流路開口が、前記前部側の前記各段の流路開口よりも小面積となるように前記各段の撹拌翼を形成して構成されていることがより望ましい。

この発明においては、前記第一翼面と前記第二翼面を有して直角三角形のくさび型に形成した撹拌翼を備えることで、被乾燥物の充填率を高充填率で均一化させることに加え、堰板の有無によって、被乾燥物の乾燥処理の進行に伴い被乾燥物の充填率が低下しやすいケーシングの中間部や後部側に選択的に大きな撹拌翼（中心角が大きな撹拌翼）を設けるなどして、流路開口を小面積にすることで、ケーシングの中間部や後部側での被乾燥物の移動速度を遅くすることができ、より確実且つ効果的に被乾燥物の充填率を高充填率で均一化させることが可能になる。

また、このようにケーシングの中間部や後部側に大きな撹拌翼を設けることにより、単位容積当たりの伝熱面積が大きくなるため、被乾燥物の乾燥処理の効率を高めることができる。このため、装置の小型化を図ることも可能になる。

また、本発明の間接加熱式乾燥装置においては、前記撹拌翼の後端部（２０ｄ）に、回転とともに被乾燥物を掻き揚げるための掻揚板が一体に設けられ、前記掻揚板は、前記撹拌翼の後端部から前記回転軸の回転方向後方に向かうに従い漸次前記ケーシングの前部側に向けて傾斜するとともに前記撹拌翼の第一翼面と交差する傾斜角度で傾斜して、前記第一翼面よりも前記ケーシングの前部側に突出する逆送傾斜面を備えて形成されていることがさらに望ましい。

この発明においては、掻揚板が、ケーシングの前部側に向けて傾斜するとともに第一翼面よりもケーシングの前部側に突出する逆送傾斜面を備えているため、直角三角形のくさび型の撹拌翼が回転して尖った先端部から被乾燥物に食い込んで撹拌、混合する際に、第一翼面によって前部側に戻して逆送する逆送推進力に加え、掻揚板の逆送傾斜面に当たってさらにケーシングの前部側に戻して逆送する力を被乾燥物に作用させることができ、より大きく効果的な逆送効果を得ることが可能になる。これにより、より確実且つ効果的に、ケーシング内の前部側から後部側までの被乾燥物の充填率を高充填率で均一化させることが可能になる。

さらに、本発明の間接加熱式乾燥装置においては、前記撹拌翼の後端部に、回転とともに被乾燥物を掻き揚げるための掻揚板が一体に設けられ、前記ケーシングの後部側の前記撹拌翼には、前記ケーシングの前部側の前記撹拌翼の前記掻揚板よりも掻揚面積が大きな掻揚板が設けられていることが望ましい。

ここで、例えば下水汚泥などを乾燥処理する場合、投入口から投入して順次被乾燥物がケーシングの前部側から後部側に移動しつつ乾燥処理されることで、後部側の乾燥処理が進んだ被乾燥物がさらさらの粉粒体状となり、撹拌翼がくさび型であることによる撹拌、混合効果が小さくなる。

これに対し、この発明においては、ケーシングの後部側（Ｓ３）の撹拌翼（２０）に大きな掻揚面積の掻揚板（２５）が配設されているため、この掻揚板による掻揚効果で、さらさらの粉粒体状の被乾燥物であっても、確実且つ効果的に撹拌、混合することができる。これにより、被乾燥物の乾燥処理の効率を高めることができる。

また、本発明の間接加熱式乾燥装置においては、前記回転軸を回転させる回転駆動装置の回転トルクを検知するトルク検知手段及び／又は前記ケーシング内の被乾燥物の上面高さを検知する高さレベル検知手段を備えるとともに、前記トルク検知手段及び／又は前記高さレベル検知手段の検知結果に基づいて前記回転駆動装置の駆動を制御する制御手段を備えていることがより望ましい。

この発明においては、ケーシング内の被乾燥物の充填率が規定値よりも低く（高く）なると、回転軸を回転させる回転駆動装置の回転トルクが低く（高く）なるため、この回転駆動装置の回転トルクをトルク検知手段で検知し、回転トルクが低く（高く）なるとともに、制御手段によって回転駆動装置を制御して回転数を低下（上昇）させることで、被乾燥物の充填率を規定値に戻すことができる。これにより、被乾燥物の充填率を高充填率で均一化することができる。

また、高さレベル検知手段で被乾燥物の上面高さ、ひいては被乾燥物の充填率を検知し、ケーシング内の被乾燥物の充填率（上面高さ）が規定値よりも低くなるとともに、制御手段によって回転駆動装置を制御して回転数を低下させることで、被乾燥物の充填率を規定値に戻すことができる。これにより、被乾燥物の充填率を高充填率で均一化することができる。

さらに、本発明の間接加熱式乾燥装置においては、前記回転軸を回転させる回転駆動装置の回転トルクを検知するトルク検知手段及び／又は前記ケーシング内の被乾燥物の上面高さを検知する高さレベル検知手段を備えるとともに、前記ケーシングの後部側に、堰板昇降装置によって昇降可能に設けられ、且つ堰き止め高さレベルを調節可能に設けられ、前部側から乾燥処理されつつ移動した被乾燥物を前記堰き止め高さレベルに応じて一時的に堰き止める堰板と、前記トルク検知手段及び／又は前記高さレベル検知手段の検知結果に基づいて前記堰板昇降装置の駆動を制御し、前記堰板の堰き止め高さレベルを調節する制御手段とを備えていてもよい。

この発明においては、ケーシング内の被乾燥物の充填率が規定値よりも低くなると、回転軸を回転させる回転駆動装置の回転トルクが低くなるため、この回転駆動装置の回転トルクをトルク検知手段で検知し、回転トルクが低くなるとともに、制御手段によって堰板昇降装置を制御して堰板を上昇させることで、被乾燥物の充填率を規定値に戻すことができる。これにより、被乾燥物の充填率を高充填率で均一化することができる。

また、高さレベル検知手段で被乾燥物の上面高さ、ひいては被乾燥物の充填率を検知し、ケーシング内の被乾燥物の充填率（上面高さ）が規定値よりも低くなるとともに、制御手段によって堰板昇降装置を制御して堰板を上昇させることで、被乾燥物の充填率を規定値に戻すことができる。これにより、被乾燥物の充填率を高充填率で均一化することができる。

また、本発明の間接加熱式乾燥装置においては、前記回転軸を回転させる回転駆動装置の回転トルクを検知するトルク検知手段及び／又は前記ケーシング内の被乾燥物の上面高さを検知する高さレベル検知手段を備えるとともに、前記ケーシングの前部側又は後部側を昇降可能に支持するケーシング昇降装置と、前記トルク検知手段及び／又は前記高さレベル検知手段の検知結果に基づいて前記ケーシング昇降装置の駆動を制御し、前記ケーシングの傾斜角度を調節する制御手段とを備えていてもよい。

この発明においては、ケーシング内の被乾燥物の充填率が規定値よりも低くなると、回転軸を回転させる回転駆動装置の回転トルクが低くなるため、この回転駆動装置の回転トルクをトルク検知手段で検知し、回転トルクが低くなるとともに、制御手段によってケーシング昇降装置を制御してケーシングの傾斜角度を小さくすることで、被乾燥物の充填率を規定値に戻すことができる。これにより、被乾燥物の充填率を高充填率で均一化することができる。

また、高さレベル検知手段で被乾燥物の上面高さ、ひいては被乾燥物の充填率を検知し、ケーシング内の被乾燥物の充填率（上面高さ）が規定値よりも低くなるとともに、制御手段によってケーシング昇降装置を制御してケーシングの傾斜角度を小さくすることで、被乾燥物の充填率を規定値に戻すことができる。これにより、被乾燥物の充填率を高充填率で均一化することができる。

本発明の間接加熱式乾燥装置においては、直角三角形のくさび型の撹拌翼を備えることで、従来の間接加熱式乾燥装置と比較し、ケーシングの傾斜角度が同じであっても、ケーシングの投入口側から排出口側に被乾燥物を乾燥処理しつつ移動する速度が遅くなり、ケーシング内の前部側から後部側までの被乾燥物の充填率を高く均一化させることが可能になる。

よって、本発明の間接加熱式乾燥装置によれば、撹拌翼、回転軸およびケーシング内の伝熱面が被乾燥物と接触せずに大きく露出することがなく、ケーシング内の無駄空間の発生を抑えることができ、露出した伝熱面からの無駄な熱放散、すなわち空焚きの発生を抑止することが可能になるとともに、乾燥処理の効率、熱効率を大幅に向上させることが可能になる。

また、乾燥物の充填率を高く均一化させることができることで、従来の間接加熱式乾燥装置のように必要以上に大きな伝熱面積（ケーシング及び撹拌翼の伝熱面積）を備えることにはならず、装置の小型化を図ることが可能になる。

本発明の第１実施形態に係る間接加熱式乾燥装置を示す図である。 図１のＸ１−Ｘ１線矢視図である。 （ａ）が本発明の第１実施形態に係る間接加熱式乾燥装置の回転軸と撹拌翼を示す拡大図であり、（ｂ）が（ａ）の展開図である。 本発明の第１実施形態に係る間接加熱式乾燥装置を示す図であり、堰板を備えた間接加熱式乾燥装置を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る間接加熱式乾燥装置で被乾燥物を乾燥処理している状態を示す図である。 （ａ）が本発明の第２実施形態に係る間接加熱式乾燥装置の回転軸と撹拌翼を示す拡大図であり、（ｂ）が（ａ）の展開図である。 本発明の第２実施形態に係る間接加熱式乾燥装置の撹拌翼に設けた掻揚板の作用効果を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る間接加熱式乾燥装置を示す図である。 従来の間接加熱式乾燥装置を示す図である。 図９のＸ１−Ｘ１線矢視図である。 （ａ）が従来の間接加熱式乾燥装置の回転軸と撹拌翼を示す拡大図であり、（ｂ）が（ａ）の展開図である。 従来の間接加熱式乾燥装置で被乾燥物を乾燥処理している状態を示す図である。 従来の間接加熱式乾燥装置で被乾燥物を乾燥処理している状態を示す図である。

以下、図１から図５を参照し、本発明の第１実施形態に係る間接加熱式乾燥装置について説明する。ここで、本実施形態は、各種のバイオマス、下水汚泥、工場排水汚泥、食品廃棄物・厨芥、し尿汚泥、家畜糞尿、植物搾汁粕などの廃棄物などの被乾燥物を乾燥（水分低減）処理するための間接加熱式乾燥装置に関するものである。

本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｂは、図１及び図２に示すように、従来の間接加熱式乾燥装置Ａと同様、断面略Ｕ字状の底部を備えた容器であるケーシング１と、ケーシング１（ひいては被乾燥物Ｐ）を加熱するジャケット２と、ケーシング１の前後方向Ｔの前部側Ｓ１（被乾燥物Ｐの流れ方向Ｗ上流側、一端側）から後部側Ｓ３（下流側、他端側）の内部に貫設され、モータなどの回転駆動装置３によって軸線Ｏ１回りに回転する回転軸４と、回転軸４に内周端を接続し、回転軸４の軸線Ｏ１中心の径方向に突出するとともに周方向に延びて略扇形に形成された複数の撹拌翼５、２０とを備えて構成されている。

また、ケーシング１は、前部側Ｓ１に投入口６、後部側Ｓ３に排出口７を備え、前部側Ｓ１を後部側Ｓ３よりも上方に配し、回転軸４とともに所定の傾斜角度θ２で傾斜して設けられている。さらに、間接加熱式乾燥装置Ｂには、互いに逆方向に回転する２本の回転軸４がケーシング１の内部に並設されている。さらに、各回転軸４の軸線Ｏ１方向の同位置に、扇形の２枚の撹拌翼５、２０が軸線Ｏ１中心の周方向に所定の隙間（流通開口１０）をあけて配設され、これら軸線Ｏ１方向の同位置に配された一対の撹拌翼５、２０を一つの段とし、前部側Ｓ１から後部側Ｓ３まで、軸線Ｏ１方向に所定の間隔をあけ、複数段（ｎ１、ｎ２・・・ｎ１０）の一対の撹拌翼（５，５、２０，２０）が配設されている。このとき、各段（ｎ１、ｎ２・・・ｎ１０）の撹拌翼５、２０によって形成され、被乾燥物Ｐをケーシング１の前部側Ｓ１から後部側Ｓ３に流通させるための開口が流路開口１０とされている。また、回転軸４と撹拌翼５、２０は、中空状に形成され、内部に加熱流体を流通させ、接触する被乾燥物Ｐを加熱するように構成されている。

一方、本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｂにおいては、図１から図３（図３（ａ）：回転軸の径方向外側からの正面視図，図３（ｂ）：回転軸及び撹拌翼の展開図）に示すように、ケーシング１の前部側Ｓ１を向き、回転軸４の回転方向Ｍ前方側の先端部２０ｃから回転方向Ｍ後方側の後端部２０ｄに向かうに従い漸次ケーシング１の前部側Ｓ１に向けて傾斜する第一翼面２０ａと、ケーシング１の後部側Ｓ３を向き、回転軸４の軸線Ｏ１に直交する第二翼面２０ｂとを有するくさび型の撹拌翼２０を備えている。すなわち、このくさび型の撹拌翼２０は、軸線Ｏ１中心に回転する回転軸４の回転方向Ｍ後方側から前方側に向かうに従い漸次その幅寸法が小となるように形成され、回転軸４の回転方向Ｍ前方の先端部２０ｃを鋭角の頂点とする直角三角形を呈するように形成されている。

また、本実施形態において、図１に示すように、堰板１１が設けられていない場合には、直角三角形のくさび型の撹拌翼２０がケーシング１の中間部Ｓ２と後部側Ｓ３に配設される。一方、図４に示すように、ケーシング１の後部側Ｓ３に、前部側Ｓ１から乾燥処理されつつ移動した被乾燥物Ｐを一時的に堰き止める堰板１１が設けられている場合には、直角三角形のくさび型の撹拌翼２０がケーシング１の前部側Ｓ１と後部側Ｓ３の間の中間部Ｓ２に配設される。なお、この直角三角形のくさび型の撹拌翼２０以外の撹拌翼５には、従来のストレート型、傾斜型、二等辺三角形のくさび型の撹拌翼が適宜選択して用いられている。

ここで、本実施形態では、全ての撹拌翼に、従来のストレート型、傾斜型、くさび型の撹拌翼を採用し、堰板１１を備えて間接加熱式乾燥装置Ａを構成した場合に（図１２に示した状態）、所定の充填率（予め設定した充填率の規定値Ｈ）を下回る中間部分の領域を「中間部Ｓ２」とし、この「中間部Ｓ２」よりも投入口６側の領域を「前部側Ｓ１」、「中間部Ｓ２」から堰板１１までの領域（堰板１１を備えていない場合には「中間部Ｓ２」から排出口７までの領域）を「後部側Ｓ３」とする。なお、ケーシング１の投入口６から排出口７までの前後方向Ｔの長さ区間を三等分し、前部側の領域を「前部側Ｓ１」、後部側の領域を「後部側Ｓ３」、「前部側Ｓ１」と「後部側Ｓ３」の間の中間部分の領域を「中間部Ｓ２」と便宜的に設定するようにしてもよい。

そして、上記のように構成した本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｂにおいては、ジャケット１に加熱媒体を流通させてケーシング１を加熱し、また、回転軸４、撹拌翼５、２０の内部に加熱媒体を流通させて回転軸４、撹拌翼５、２０を加熱する。この状態で、回転駆動装置３を駆動して回転軸４を回転させ、ケーシング１の内部で複数の撹拌翼５、２０を回転させるとともに、投入口６から含水状態の被乾燥物Ｐをケーシング１の前部側Ｓ１の内部に投入する。すると、撹拌翼５、２０が回転とともに被乾燥物Ｐに食い込み、この被乾燥物Ｐが繰り返し撹拌、混合される。また、ケーシング１が傾斜しているため、各段（ｎ１・・・ｎ１０）の撹拌翼５、２０の間の流路開口１０を通じ、被乾燥物Ｐが加熱されながら順次前部側Ｓ１から後部側Ｓ３に移動する。このように順次前部側Ｓ１から後部側Ｓ３に移動しつつ、撹拌翼５、２０によって撹拌、混合されることで、被乾燥物Ｐは、後部側Ｓ３の下流側に向かうに従って乾燥処理されてゆき、所望の含水率に乾燥処理された被乾燥物Ｐ（乾燥物Ｐ’）が排出口７から排出される。

ここで（図１２、図１３参照）、例えば、下水汚泥を乾燥処理する場合、投入口６から投入した前部側Ｓ１の上流側で、含水率が８０％程度で粘性が大きく軟らかい塊状であるのに対し、前部側Ｓ１からケーシング１の中間部Ｓ２に移動した下水汚泥Ｐは、含水率が５０〜６５％程度で大きな塊状となる。また、さらに後部側Ｓ３に移動した下水汚泥Ｐは、含水率が４０〜５０％以下で粘性が小さくなり、粉粒状になって、排出口７から排出される。また、このとき、後部側Ｓ３の下流側に堰板１１がある場合には、この堰板１１で一時的に堰き止められ、堰板１１を順次乗り越えた被乾燥物Ｐ’が排出口７から排出されてゆく。

従来のように全ての撹拌翼が二等辺三角形のくさび型に形成された撹拌翼５である場合には、図１１に示したように、第一翼面５ａと第二翼面５ｂの傾斜角が線対称（同等）であるため、撹拌翼５が先端部５ｃから被乾燥物Ｐに食い込んで撹拌する際に、被乾燥物Ｐを第一翼面５ａによって投入口６側（戻し側）に戻して逆送する逆送推進力Ｆ１が作用するが、第二翼面５ｂによって排出口７側（送り側）に送ろうとする送り力Ｆ２で逆送推進力Ｆ１が相殺されてしまう。このため、ケーシング１内の前部側Ｓ１から後部側Ｓ３に移動するとともに被乾燥物Ｐの水分が蒸発し、被乾燥物Ｐの体積が減少してゆくとともに、前部側Ｓ１に対しケーシング１内の中間部Ｓ２や後部側Ｓ３で被乾燥物Ｐの充填率が低くなり、また、堰板１１がある場合には、中間部Ｓ２で被乾燥物Ｐの充填率が低くなってしまう。

これに対し、本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｂにおいては、ケーシング１の中間部Ｓ２から後部側Ｓ３に（堰板１１がある場合には中間部Ｓ２に）、第一翼面２０ａが先端部２０ｃから後端部２０ｄに向かうに従い漸次前部側Ｓ１に向けて傾斜し、第二翼面２０ｂが回転軸４の軸線Ｏ１に直交してなる直角三角形のくさび型の撹拌翼２０が配設されている。

そして、図３（ｂ）に示すように、この直角三角形のくさび型の撹拌翼２０が回転して尖った先端部２０ｃから被乾燥物Ｐに食い込んで撹拌、混合する際には、第一翼面２０ａによって被乾燥物Ｐを前部側Ｓ１（投入口６側、戻し側）に戻して逆送する逆送推進力Ｆ１が作用するのに対し、第二翼面２０ｂが軸線Ｏ１に直角の平面であるため、被乾燥物Ｐを後部側Ｓ３（排出口７側、送り側）に送ろうとする送り力Ｆ２が作用しない。

このため、この直角三角形のくさび型の撹拌翼２０をケーシング１の中間部Ｓ２や後部側Ｓ３に備えることで、図５に示すように、ケーシング１の投入口６側から排出口７側に被乾燥物Ｐを乾燥処理しつつ移動する速度が遅くなり、ケーシング１内の前部側Ｓ１から後部側Ｓ３までの被乾燥物Ｐの充填率が規定値Ｈを満たす高充填率で均一化することになる。

また、このとき、撹拌翼２０を直角三角形のくさび型にしても、従来の二等辺三角形のくさび型の撹拌翼５と、先端部２０ｃの尖り具合が同程度で維持される。このため、被乾燥物Ｐへの食い込み効果、被乾燥物Ｐの撹拌効果を喪失するおそれはない。

したがって、本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｂにおいては、第一翼面２０ａが先端部２０ｃから後端部２０ｄに向かうに従い漸次ケーシング１の前部側Ｓ１に向けて傾斜し、第二翼面２０ｂが回転軸４の軸線Ｏ１に直交する直角三角形のくさび型の撹拌翼２０を備えることで、従来の間接加熱式乾燥装置Ａと比較し、ケーシング１の傾斜角度θ２が同じであっても、ケーシング１の投入口６側から排出口７側に被乾燥物Ｐを乾燥処理しつつ移動する速度が遅くなり、ケーシング１内の前部側Ｓ１から後部側Ｓ３までの被乾燥物Ｐの充填率を高充填率で均一化させることが可能になる。

また、撹拌翼２０を直角三角形のくさび型にしても、従来の二等辺三角形のくさび型の撹拌翼５と、先端部２０ｃの尖り具合が同程度で維持されるため、被乾燥物Ｐへの食い込み効果、被乾燥物Ｐの撹拌効果を喪失するおそれはなく、従来の二等辺三角形のくさび型の撹拌翼５と同様の低動力を維持しながら、被乾燥物Ｐの逆送効果を得ることができる。

よって、本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｂによれば、撹拌翼５、２０、回転軸４およびケーシング１内の伝熱面が被乾燥物Ｐと接触せずに大きく露出することがなく、ケーシング１内の無駄空間の発生を抑えることができ、露出した伝熱面からの無駄な熱放散、すなわち空焚きの発生を抑止することが可能になるとともに、乾燥処理の効率、熱効率を大幅に向上させることが可能になる。

さらに、被乾燥物Ｐの充填率を高く均一化させることができることで、従来の間接加熱式乾燥装置Ａのように必要以上に大きな伝熱面積（ケーシング１及び撹拌翼５、２０の伝熱面積）を備えることにはならず、装置Ｂの小型化を図ることが可能になる。

そして、このように装置Ｂの小型化を図ることが可能になることで、材料費・機器費などのイニシャルコストを低減できる。また、装置Ｂの小型化を図ることで、熱放散面積が小さくなり熱損失（ヒートロス）を低減でき、熱効率の向上とともに消費エネルギー（ランニングコスト）と維持管理費の削減も可能になる。よって、ライフサイクルコストの削減が可能になる。

また、本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｂにおいては、ケーシング１の後部側Ｓ３に、前部側Ｓ１から乾燥処理されつつ移動した被乾燥物Ｐを一時的に堰き止める堰板１１が設けられている場合には、直角三角形のくさび型の撹拌翼２０をケーシング１の中間部Ｓ２に配設し、堰板１１が設けられていない場合には、直角三角形のくさび型の撹拌翼２０をケーシング１の中間部Ｓ２と後部側Ｓ３に配設して構成され、このように、堰板１１の有無によって、被乾燥物Ｐの乾燥処理の進行に伴い被乾燥物Ｐの充填率が低下しやすいケーシング１の中間部Ｓ２や後部側Ｓ３に選択的に、直角三角形のくさび型に形成した撹拌翼２０を配置することで、確実且つ効果的に被乾燥物Ｐの充填率を高充填率で均一化させることが可能になる。

以上、本発明に係る間接加熱式乾燥装置の第１実施形態について説明したが、本発明は上記の第１実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、ケーシングの後部側Ｓ３に堰板１１が設けられている場合には、ケーシング１の前部側Ｓ１と後部側Ｓ３の間の中間部Ｓ２の各段の流路開口１０が、前部側Ｓ１と後部側Ｓ３の各段の流路開口１０よりも小面積となるように各段の撹拌翼５、２０を形成し、堰板１１が設けられていない場合には、ケーシング１の中間部Ｓ２と後部側Ｓ３の各段の流路開口１０が、前部側Ｓ１の前記各段の流路開口１０よりも小面積となるように各段の撹拌翼５、２０を形成してもよい。すなわち、例えば、従来、中心角θ１が１３５°程度である中間部Ｓ２や後部側Ｓ３の略扇形の撹拌翼５、２０を、中心角θ１が１５０°程度の大きな撹拌翼５、２０にするなど、堰板１１の有無によって被乾燥物Ｐの乾燥処理の進行に伴い被乾燥物Ｐの充填率が低下しやすいケーシング１の中間部Ｓ２や後部側Ｓ３に選択的に大きな撹拌翼５、２０を設けるなどして、被乾燥物Ｐの充填率が低下しやすい中間部Ｓ２や後部側Ｓ３の各段の流路開口１０を小さく形成するようにしてもよい。

そして、この場合には、直角三角形のくさび型に形成した撹拌翼２０を備えることで、被乾燥物Ｐの充填率を高充填率で均一化させることに加え、ケーシング１の中間部Ｓ２や後部側Ｓ３の各段の流路開口１０を小面積にすることで、中間部Ｓ２や後部側Ｓ３での被乾燥物Ｐの移動速度をさらに遅くすることができ、より確実且つ効果的に被乾燥物Ｐの充填率を高充填率で均一化させることが可能になる。

また、このようにケーシング１の中間部Ｓ２や後部側Ｓ３に大きな撹拌翼５、２０を設けることにより、単位容積当たりの伝熱面積が大きくなるため、被乾燥物Ｐの乾燥処理の効率を高めることができる。このため、装置Ｂの小型化を図ることも可能になる。

次に、図６、図７（及び図１から図５）を参照し、本発明の第２実施形態に係る間接加熱式乾燥装置について説明する。本実施形態は、第１実施形態と同様、各種のバイオマス、下水汚泥、工場排水汚泥、食品廃棄物・厨芥、し尿汚泥、家畜糞尿、植物搾汁粕などの廃棄物などの被乾燥物を乾燥処理するための間接加熱式乾燥装置に関するものである。よって、第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｃは、図１（図２、図４、図５）に示すように、第１実施形態と同様、ケーシング１と、ジャケット２と、回転軸４と、複数の撹拌翼５、２０とを備えて構成されている。

また、ケーシング１の前部側Ｓ１を向き、回転軸４の回転方向Ｍ前方側の先端部２０ｃから回転方向Ｍ後方側の後端部２０ｄに向かうに従い漸次ケーシング１の前部側Ｓ１に向けて傾斜する第一翼面２０ａと、ケーシング１の後部側Ｓ３を向き、回転軸４の軸線Ｏ１に直交する第二翼面２０ｂとを有する直角三角形のくさび型の撹拌翼２０を備えている。さらに、この直角三角形のくさび型の撹拌翼２０は、第１実施形態と同様、堰板１１の有無に応じて、ケーシング１の中間部Ｓ２、後部側Ｓ３に選択的に配設されている。

一方、図６（図６（ａ）：回転軸の径方向外側からの正面視図，図６（ｂ）：回転軸及び撹拌翼の展開図）に示すように、本実施形態においては、撹拌翼２０の後端部２０ｄ（回転軸４の回転方向Ｍ後方側の端部）に、撹拌翼２０の回転とともにケーシング１内の被乾燥物Ｐを掻き揚げて、撹拌、混合効率、ひいては乾燥効率を高めるための掻揚板（掻揚羽根）２５が一体に設けられている。また、この掻揚板２５は、例えば、撹拌翼２０の後端面よりも大きな面積を有する平板部２５ａを備えて形成され、撹拌翼２０の後端面に平板部２０ａの一面を面接触させて取り付けられている。

さらに、この掻揚板２５は、平板部２５ａの第一翼面２０ａ側の一側端部から回転軸４の回転方向Ｍ後方側に向かうに従い漸次前方側に傾斜する逆送傾斜面２５ｃを有する板状の逆送部２５ｂを備えて形成されている。また、この逆送部２５ｂは、逆送傾斜面２５ｃが、撹拌翼２０の第一翼面２０ａと後端面の交点よりも前方側に突出するとともに、第一翼面２０ａと交差する傾斜角度をもって形成されている。すなわち、本実施形態の掻揚板２５は、撹拌翼２０の後端部２０ｄから回転軸４の回転方向Ｍ後方に向かうに従い漸次ケーシング１の前部側Ｓ１に向けて傾斜するとともに撹拌翼２０の第一翼面２０ａと交差する傾斜角度で傾斜して、第一翼面２０ａよりもケーシング１の前部側Ｓ１に突出する逆送傾斜面２５ｃを備えて形成されている。

そして、このように構成した本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｃにおいては、撹拌翼５、２０が回転とともにその尖った先端部５ｃ、２０ｃから食い込んで、被乾燥物Ｐが繰り返し撹拌、混合され、また、撹拌翼２０の後端部２０ｄに取り付けた掻揚板２５によって被乾燥物Ｐが繰り返し掻き揚げられて、効率的に撹拌、混合される。

また、このとき、図６（ｂ）に示すように、掻揚板２５が、ケーシング１の前部側Ｓ１に向けて傾斜するとともに第一翼面２０ａよりもケーシング１の前部側Ｓ１に突出する逆送傾斜面２５ｃを備えているため、直角三角形のくさび型の撹拌翼２０が回転して尖った先端部２０ｃから被乾燥物Ｐに食い込んで撹拌、混合する際に、第一翼面２０ａによって前部側Ｓ１に戻して逆送する逆送推進力Ｆ１に加え、掻揚板２５の逆送傾斜面２５ｃに当たってさらにケーシング１の前部側Ｓ１に戻して逆送する力Ｆ１が被乾燥物Ｐに作用する。

ここで、図７（ａ）に示すように、従来の二等辺三角形のくさび型に形成された撹拌翼５の後端部５ｄに、従来の逆送部２５ｂがない平板状の掻揚板２４を設けた場合には、撹拌翼５が二等辺三角形のくさび型に形成されていることで、被乾燥物Ｐの逆送推進力Ｆ１が隣り合う撹拌翼５の傾斜する第二翼面５ｂで送られた被乾燥物Ｐの送り力Ｆ２で打ち消される上、撹拌板５によって逆送推進力Ｆ１が生じることがなく、被乾燥物Ｐを逆送する効果を得ることができない。

また、図７（ｂ）に示すように、本発明にかかる直角三角形のくさび型に形成された撹拌翼２５の後端部２０ｄに、従来の平板状の掻揚板２４を設けた場合には、掻揚板２４によって被乾燥物Ｐを前部側Ｓ１に戻して逆送する逆送推進力Ｆ１が生じない。このため、この構成では、第１実施形態に示した通り、撹拌翼２０を直角三角形のくさび型の第一翼面２０ａによって被乾燥物Ｐを前部側Ｓ１に逆送する逆送推進力Ｆ１のみで逆送効果が発揮されることになる。

一方、図７（ｃ）に示すように、従来の二等辺三角形のくさび型に形成された撹拌翼５の後端部５ｄに、本実施形態の逆送部２５ｂを備えた掻揚板２５を設けた場合には、逆送部２５ｂの逆送傾斜面２５ｃによって被乾燥物Ｐを前部側Ｓ１に逆送する逆送推進力Ｆ１が作用する。しかしながら、この掻揚板２５の逆送部２５ｂによる被乾燥物Ｐの逆送推進力Ｆ１は、その大きさが小さかったり、隣り合う撹拌翼５の傾斜する第二翼面５ｂで送られた被乾燥物Ｐの送り力Ｆ２で打ち消されてしまう。このため、この構成でも、やはり、十分に被乾燥物Ｐを逆送する効果を得ることができない。

これに対し、図７（ｄ）に示すように、撹拌翼２０が直角三角形のくさび型に形成されていると、第二翼面２０ｂで送り力Ｆ２が発生しないため、掻揚板２５の逆送部２５ｂによって逆送した被乾燥物Ｐの逆送推進力Ｆ１が打ち消されることがなく、撹拌翼２０を直角三角形のくさび型に形成することによる逆送効果と、逆送部２５ｂを備えて掻揚板２５を形成することによる逆送効果とが相乗的に作用し、大きな逆送推進力Ｆ１が被乾燥物Ｐに作用することになる。これにより、より確実且つ効果的に被乾燥物Ｐの充填率の高い均一化が図れることになる。

したがって、本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｃによれば、第１実施形態の作用効果を得ることができるとともに、掻揚板２５が、ケーシング１の前部側Ｓ１に向けて傾斜するとともに第一翼面２０ａよりもケーシング１の前部側Ｓ１に突出する逆送傾斜面２５ｃを備えているため、直角三角形のくさび型の撹拌翼２０が回転して尖った先端部２０ｃから被乾燥物Ｐに食い込んで撹拌、混合する際に、第一翼面２０ａによって前部側Ｓ１に戻して逆送する逆送推進力Ｆ１に加え、掻揚板２５の逆送傾斜面２５ｃに当たってさらにケーシング１の前部側Ｓ１に戻して逆送する力を被乾燥物Ｐに作用させることができ、より大きく効果的な逆送効果を得ることが可能になる。これにより、より確実且つ効果的に、ケーシング１内の前部側Ｓ１から後部側Ｓ３までの被乾燥物Ｐの充填率を高充填率で均一化させることが可能になる。

よって、本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｃによれば、さらに確実に、撹拌翼５、２０、回転軸４およびケーシング１内の伝熱面が被乾燥物Ｐと接触せずに大きく露出することがなく、ケーシング１内の無駄空間の発生を抑えるとともに、露出した伝熱面からの無駄な熱放散、すなわち空焚きの発生を抑止することが可能になる。

以上、本発明に係る間接加熱式乾燥装置の第２実施形態について説明したが、本発明は上記の第２実施形態に限定されるものではなく、第１実施形態の構成、変更例を含め、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｃにおいても、第１実施形態と同様に、被乾燥物Ｐの充填率が低下してしまう箇所に直角三角形のくさび型の撹拌翼２０、さらに逆送部２５ｂを有する掻揚板２５を備えた撹拌翼２０を適用し、他の部分は従来の撹拌翼５として構成してもよい。

ここで、例えば下水汚泥などを乾燥処理する場合、投入口６から投入して順次被乾燥物Ｐがケーシング１の前部側Ｓ１から後部側Ｓ３に移動しつつ乾燥処理されることで、後部側Ｓ３の乾燥処理が進んだ被乾燥物Ｐ’（Ｐ）がさらさらの粉粒体状となり、撹拌翼５、２０がくさび型であることによる撹拌、混合効果が小さくなる。これに対し、ケーシング１の後部側Ｓ３の撹拌翼５、２０に、ケーシングの前部側Ｓ１の撹拌翼５の掻揚板２５よりも掻揚面積が大きな掻揚板２５を設けるようにしてもよい。このように、ケーシング１の後部側Ｓ３に、大きな掻揚面積の掻揚板２５を配設した場合には、この掻揚板２５による掻揚効果で、さらさらの粉粒体状の被乾燥物Ｐ’であっても、確実且つ効果的に撹拌、混合することができる。これにより、被乾燥物Ｐの乾燥処理の効率を高めることができる。

次に、図８（及び図１から図５）を参照し、本発明の第３実施形態に係る間接加熱式乾燥装置について説明する。本実施形態は、第１、第２施形態と同様、各種のバイオマス、下水汚泥、工場排水汚泥、食品廃棄物・厨芥、し尿汚泥、家畜糞尿、植物搾汁粕などの廃棄物などの被乾燥物を乾燥処理するための間接加熱式乾燥装置に関するものである。よって、第１、第２実施形態と同様の構成については、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｄは、第１、第２実施形態と同様、図８に示すように、ケーシング１と、ジャケット２と、回転軸４と、複数の撹拌翼５、２０とを備えて構成されている。また、撹拌翼２０は、少なくともその一部が第１実施形態と同様の撹拌翼５、２０（又は第２実施形態と同様の掻揚板２５を取り付けた撹拌翼５、２０）であり、直角三角形のくさび型に形成されている。

一方、本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｄにおいては、まず、回転軸４（及び撹拌翼５、２０）を回転駆動する回転駆動装置３の回転トルクを検知するトルク検知手段２６及び／又はケーシング１内の被乾燥物Ｐの上面高さひいては充填率を検知する高さレベル検知手段２７が具備されている。また、高さレベル検知手段２７は、ケーシング１の前部側Ｓ１から後部側Ｓ３の間に複数設けられ、前部側Ｓ１、中間部Ｓ２、後部側Ｓ３など、複数箇所の被乾燥物Ｐの上面高さ（充填率）を検知できるように設けられている。

また、ケーシング１の後部側Ｓ３に堰板１１を備え、この堰板１１を、堰板昇降装置２８の駆動によって上下方向に昇降可能に設け、且つ堰き止め高さレベルＲを調節可能に設けて構成するようにしてもよい。すなわち、ケーシング１の前部側Ｓ１から乾燥処理されつつ移動した被乾燥物Ｐが堰板１の堰き止め高さレベルＲに応じて一時的に堰き止められ、この堰き止め高さレベルＲを自在に変えることができるように構成してもよい。

さらに、ケーシング１の前部側Ｓ１又は後部側Ｓ３を昇降可能に支持するジャッキなどのケーシング昇降装置２９を備え、このケーシング昇降装置２９の駆動によって、ケーシング１の傾斜角度θ２を調節できるように構成してもよい。

そして、本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｄにおいては、トルク検知手段２６及び／又は高さレベル検知手段２７の検知結果に基づいて回転駆動装置３の駆動を制御する制御手段３０を備えている。

また、堰板昇降装置２８によって上下方向に昇降可能に堰板１１を設けた場合には、制御手段３０が、トルク検知手段２６及び／又は高さレベル検知手段２７の検知結果に基づいて堰板昇降装置２８の駆動を制御し、堰板１１の堰き止め高さレベルＲを調節するように構成する。

さらに、ケーシング昇降装置２９によってケーシング１の傾斜角度θ２を調節可能に構成した場合には、制御手段３０が、トルク検知手段２６及び／又は高さレベル検知手段２７の検知結果に基づいてケーシング昇降装置２９の駆動を制御し、ケーシング１の傾斜角度θ２を調節するように構成する。

そして、上記構成からなる本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｄにおいては、ケーシング１内の被乾燥物Ｐの充填率が規定値Ｈよりも低くなると、回転軸４を回転させる回転駆動装置３の回転トルクが低くなるため、この回転駆動装置３の回転トルクをトルク検知手段２６で検知し、回転トルクが低くなるとともに、制御手段３０によって回転駆動装置３を制御して回転数を低下させる。これにより、被乾燥物Ｐの充填率を規定値Ｈに戻すことができ、被乾燥物Ｐの充填率を高充填率で均一化することができる。

また、高さレベル検知手段２７で被乾燥物Ｐの上面高さ、ひいては被乾燥物Ｐの充填率を検知し、ケーシング１内の被乾燥物Ｐの充填率（上面高さ）が規定値Ｈよりも低くなるとともに、制御手段３０によって回転駆動装置３を制御して回転数を低下させることで、被乾燥物Ｐの充填率を規定値Ｈに戻すことができる。これにより、被乾燥物Ｐの充填率を高充填率で均一化することができる。

また、堰板昇降装置２８によって上下方向に昇降可能に堰板１１を設けた場合には、ケーシング１内の被乾燥物Ｐの充填率が規定値Ｈよりも低くなると、回転軸４を回転させる回転駆動装置３の回転トルクが低くなるため、この回転駆動装置３の回転トルクをトルク検知手段２６で検知し、回転トルクが低くなるとともに、制御手段３０によって堰板昇降装置２８を制御して堰板１１を上昇させる。これにより、被乾燥物Ｐの充填率を規定値Ｈに戻すことができ、被乾燥物Ｐの充填率を高充填率で均一化することができる。

また、高さレベル検知手段２７で被乾燥物Ｐの上面高さ、ひいては被乾燥物Ｐの充填率を検知し、ケーシング１内の被乾燥物Ｐの充填率が規定値Ｈよりも低くなるとともに、制御手段３０によって堰板昇降装置２８を制御して堰板１１を上昇させることで、被乾燥物Ｐの充填率を規定値Ｈに戻すことができる。これにより、被乾燥物Ｐの充填率を高充填率で均一化することができる。

さらに、ケーシング昇降装置２９によってケーシング１の傾斜角度θ２を調節可能に構成した場合には、ケーシング１内の被乾燥物Ｐの充填率が規定値Ｈよりも低くなると、回転軸４を回転させる回転駆動装置３の回転トルクが低くなるため、この回転駆動装置３の回転トルクをトルク検知手段２６で検知し、回転トルクが低くなるとともに、制御手段３０によってケーシング昇降装置２９を制御してケーシング１の傾斜角度θ２を小さくする。これにより、被乾燥物Ｐの充填率を規定値Ｈに戻すことができ、被乾燥物Ｐの充填率を高充填率で均一化することができる。

また、高さレベル検知手段２７で被乾燥物Ｐの上面高さ、ひいては被乾燥物Ｐの充填率を検知し、ケーシング１内の被乾燥物Ｐの充填率が規定値Ｈよりも低くなるとともに、制御手段３０によってケーシング昇降装置２９を制御してケーシング１の傾斜角度θ２を小さくすることで、被乾燥物Ｐの充填率を規定値Ｈに戻すことができる。これにより、被乾燥物Ｐの充填率を高充填率で均一化することができる。

したがって、本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｄにおいても、第１、第２実施形態の作用効果を得ることができるとともに、さらに確実に、撹拌翼５、２０、回転軸４およびケーシング１内の伝熱面が被乾燥物Ｐと接触せずに大きく露出することがなく、ケーシング１内の無駄空間の発生を抑えるとともに、露出した伝熱面からの無駄な熱放散、すなわち空焚きの発生を抑止することが可能になる。

以上、本発明に係る間接加熱式乾燥装置の第３実施形態について説明したが、本発明は上記の第３実施形態に限定されるものではなく、第１、第２実施形態の構成、変更例を含め、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１ ケーシング
２ ジャケット
３ 回転駆動装置
４ 回転軸
５ 撹拌翼
５ａ 第一翼面
５ｂ 第二翼面
５ｃ 先端部
５ｄ 後端部
６ 投入口
７ 排出口
１０ 流路開口
１１ 堰板
２０ 撹拌翼
２０ａ 第一翼面
２０ｂ 第二翼面
２０ｃ 先端部
２０ｄ 後端部
２４ 従来の掻揚板
２５ 掻揚板
２５ａ 平板部
２５ｂ 逆送部
２５ｃ 逆送傾斜面
２６ トルク検知手段
２７ 高さレベル検知手段
２８ 堰板昇降装置
２９ ケーシング昇降装置
３０ 制御手段
Ａ 従来の間接加熱式乾燥装置
Ｂ 間接加熱式乾燥装置
Ｃ 間接加熱式乾燥装置
Ｄ 間接加熱式乾燥装置
Ｆ１ 逆送推進力
Ｆ２ 送り力
Ｈ 規定値
Ｏ１ 回転軸の軸線
Ｐ 被乾燥物
Ｐ’ 乾燥処理された被乾燥物（乾燥物）
Ｒ 堰板高さレベル
Ｓ１ 前部側
Ｓ２ 中間部
Ｓ３ 後部側
Ｔ ケーシングの前後方向
Ｗ 被乾燥物の流れ方向
θ１ 撹拌翼の中心角
θ２ ケーシング及び回転軸の傾斜角度
ｎ１〜ｎ１０ 段

Claims (8)

1. 前部側に被乾燥物を投入する投入口、後部側に乾燥処理された被乾燥物を排出する排出口が形成され、前部側を後部側よりも上方に配して傾設されるケーシングと、
   軸線方向を前記ケーシングの前後方向に配し、前記ケーシングの前部側から後部側の内部に軸線回りに回転可能に貫設された回転軸と、
   前記回転軸の外周面から径方向外側に突出しつつ周方向に延びて略扇形に形成されるとともに、前記回転軸の軸線方向に所定の間隔をあけて複数段で配設された複数の撹拌翼とを備え、
   加熱媒体を前記回転軸と前記撹拌翼の内部に流通させ、前記ケーシング内の被乾燥物を間接的に加熱して乾燥処理する間接加熱式乾燥装置において、
   前記ケーシングの前部側を向き、前記回転軸の回転方向前方側の先端部から回転方向後方側の後端部に向かうに従い漸次前記ケーシングの前部側に向けて傾斜する第一翼面と、前記ケーシングの後部側を向き、前記回転軸の軸線に直交する第二翼面とを有するくさび型の撹拌翼を備えていることを特徴とする間接加熱式乾燥装置。
2. 請求項１記載の間接加熱式乾燥装置において、
   前記ケーシングの後部側に、前部側から乾燥処理されつつ移動した被乾燥物を一時的に堰き止める堰板が設けられている場合には、前記第一翼面と前記第二翼面を有するくさび型の撹拌翼を前記ケーシングの前部側と後部側の間の中間部に配設し、
   前記堰板が設けられていない場合には、前記第一翼面と前記第二翼面を有するくさび型の撹拌翼を前記ケーシングの中間部と後部側に配設して構成されていることを特徴とする間接加熱式乾燥装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の間接加熱式乾燥装置において、
   前記各段の撹拌翼によって形成され、前記被乾燥物を前記ケーシングの前部側から後部側に流通させるための開口が流路開口とされ、
   前記ケーシングの後部側に、前部側から乾燥処理されつつ移動した被乾燥物を一時的に堰き止める堰板が設けられている場合には、前記ケーシングの前部側と後部側の間の中間部の前記各段の流路開口が、前記前部側と後部側の前記各段の流路開口よりも小面積となるように前記各段の撹拌翼を形成し、
   前記堰板が設けられていない場合には、前記ケーシングの中間部と後部側の前記各段の流路開口が、前記前部側の前記各段の流路開口よりも小面積となるように前記各段の撹拌翼を形成して構成されていることを特徴とする間接加熱式乾燥装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の間接加熱式乾燥装置において、
   前記撹拌翼の後端部に、回転とともに被乾燥物を掻き揚げるための掻揚板が一体に設けられ、
   前記掻揚板は、前記撹拌翼の後端部から前記回転軸の回転方向後方に向かうに従い漸次前記ケーシングの前部側に向けて傾斜するとともに前記撹拌翼の第一翼面と交差する傾斜角度で傾斜して、前記第一翼面よりも前記ケーシングの前部側に突出する逆送傾斜面を備えて形成されていることを特徴とする間接加熱式乾燥装置。
5. 請求項１から請求項４いずれか一項に記載の間接加熱式乾燥装置において、
   前記撹拌翼の後端部に、回転とともに被乾燥物を掻き揚げるための掻揚板が一体に設けられ、
   前記ケーシングの後部側の前記撹拌翼には、前記ケーシングの前部側の前記撹拌翼の前記掻揚板よりも掻揚面積が大きな掻揚板が設けられていることを特徴とする間接加熱式乾燥装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の間接加熱式乾燥装置において、
   前記回転軸を回転させる回転駆動装置の回転トルクを検知するトルク検知手段及び／又は前記ケーシング内の被乾燥物の上面高さを検知する高さレベル検知手段を備えるとともに、
   前記トルク検知手段及び／又は前記高さレベル検知手段の検知結果に基づいて前記回転駆動装置の駆動を制御する制御手段を備えていることを特徴とする間接加熱式乾燥装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の間接加熱式乾燥装置において、
   前記回転軸を回転させる回転駆動装置の回転トルクを検知するトルク検知手段及び／又は前記ケーシング内の被乾燥物の上面高さを検知する高さレベル検知手段を備えるとともに、
   前記ケーシングの後部側に、堰板昇降装置によって昇降可能に設けられ、且つ堰き止め高さレベルを調節可能に設けられ、前部側から乾燥処理されつつ移動した被乾燥物を前記堰き止め高さレベルに応じて一時的に堰き止める堰板と、
   前記トルク検知手段及び／又は前記高さレベル検知手段の検知結果に基づいて前記堰板昇降装置の駆動を制御し、前記堰板の堰き止め高さレベルを調節する制御手段とを備えていることを特徴とする間接加熱式乾燥装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の間接加熱式乾燥装置において、
   前記回転軸を回転させる回転駆動装置の回転トルクを検知するトルク検知手段及び／又は前記ケーシング内の被乾燥物の上面高さを検知する高さレベル検知手段を備えるとともに、
   前記ケーシングの前部側又は後部側を昇降可能に支持するケーシング昇降装置と、
   前記トルク検知手段及び／又は前記高さレベル検知手段の検知結果に基づいて前記ケーシング昇降装置の駆動を制御し、前記ケーシングの傾斜角度を調節する制御手段とを備えていることを特徴とする間接加熱式乾燥装置。

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