JP5827964B2

JP5827964B2 - 定量処理式粉砕乾燥装置とそれを備えた粉砕乾燥設備

Info

Publication number: JP5827964B2
Application number: JP2013011061A
Authority: JP
Inventors: 和田　直哉; 直哉和田; 勝松本; 増之三枝; 山本　和宏; 和宏山本; 敬太高見; 圭司山根; 奈都記竹元
Original assignee: Kinki KK
Current assignee: Kinki KK
Priority date: 2013-01-24
Filing date: 2013-01-24
Publication date: 2015-12-02
Anticipated expiration: 2033-01-24
Also published as: JP2014142135A

Description

本発明は、被処理物を粉砕するとともに、粉砕した被処理物を乾燥させる定量処理式粉砕乾燥装置とそれを備えた粉砕乾燥設備に関する。

従来、木質系廃棄物や食品系廃棄物、及び汚泥等の廃棄物は焼却処分又は埋立処分されているが、近年、環境、エネルギ分野では、ＣＯ₂ 削減や有効資源の再利用のために、これらの廃棄物から再利用できるものを燃料等に再利用しようとする動向がある。例えば、上記木質系廃棄物の場合には燃料化され、上記食品系廃棄物の場合には飼料化又は燃料化されている。

廃棄物を再利用する場合、その廃棄物（以下、「被処理物」という）は、一般的に、粉砕粒度を調整するための網が設けられた粉砕機で粉砕され、キルン炉などの乾燥機で乾燥されている。

しかしながら、網によって粒度調整する粉砕機の場合、被処理物の水分によっては目詰まりによって機械の稼働率を下げる場合がある。また、網目の掃除等、保守点検を頻繁に行わなければならず、安定した機械運用が難しい。さらに、網目を小さくした場合、網の強度低下、又は開口率の低下を招き、小粒径に粉砕した被処理物を回収するすることが難しくなる。

その上、上記キルン炉などの乾燥機では乾燥温度が比較的高温になり、例えば、食品循環資源を機能性食品に用いるために粉砕する用途では、粉砕物に変質などを生じるおそれがある。

また、粉砕機と乾燥機とを系統的に設置するためには広い設備面積が必要となり、設備の条件によっては設置できない場合が多い。

そこで、本出願人は、１台の機械によって、被処理物に応じた粉砕ができるとともに、粉砕した被処理物を乾燥させることができる粉砕乾燥機を先に出願した（例えば、特許文献１参照）。この発明では、粉砕部に投入した被処理物を打撃子で粉砕し、粉砕した被処理物を乾燥気体で分級部に移送して乾燥するようにしている。

なお、他の先行技術として、例えば、残飯などの廃棄食料を粉砕して乾燥することで飼料原料に適した処理物を生成するようにした乾燥処理装置がある（例えば、特許文献２参照）。

また、他の先行技術として、通気開閉手段を開放した状態で粉砕機に原料を投入し、投入完了後に通気開閉手段を閉鎖して粉砕室内の空気の流れを止めながらブロワ吸引して減圧下で粉砕を行い、原料回収時には通気開閉手段を開放して排気ブロワを全開にすることで粉砕物を一気に吸い上げて製品捕集機に送り込むようにした気流式微粉砕装置がある（例えば、特許文献３参照）。

特開２０１１−２４２０８４号公報特開２０００−５５５号公報特開２０１２−５５８６７号公報

ところで、粉砕して乾燥したい被処理物には水分量の多いものもある。例えば、汚泥のような被処理物の場合、水分を多く含んでいるので粉砕に要する時間に対して乾燥に要する時間が長くなるので、水分量に応じて乾燥する時間を変更したい。

また、被処理物は、その性状や使用目的等に応じて粉砕条件（粉砕粒度）が異なるとともに、乾燥条件（乾燥後の含水率）も様々であるため、粉砕条件や乾燥条件を被処理物に応じて変更したい。

しかしながら、上記特許文献１に記載の発明では、粉砕条件や乾燥条件を変更する場合、乾燥気体の供給量や分級部からの排気量を調整しなければならず、被処理物の粉砕条件及び乾燥条件に適するように設定することが難しい。

また、上記特許文献２では、種々の被処理物を細かく粉砕することが難しいとともに、目的に応じた粉砕と乾燥とを１台で行うことができない。

さらに、上記特許文献３では、被処理物を細かく粉砕することができても、種々の被処理物を目的に応じて乾燥させることができず、目的に応じた被処理物の粉砕と乾燥とを１台で行うことができない。

そこで、本発明は、１台の装置によって目的に応じた被処理物の粉砕と乾燥とができるとともに、粉砕又は乾燥の条件設定を容易に変更できる定量処理式粉砕乾燥装置とそれを備えた粉砕乾燥設備を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る定量処理式粉砕乾燥装置は、被処理物を装置本体内に供給する被処理物供給口と、前記被処理物供給口から供給した被処理物を駆動軸で回転させる粉砕子で粉砕する粉砕部と、前記粉砕部に所定方向から乾燥気体を供給する乾燥気体供給口と、前記粉砕部で粉砕した被処理物を前記乾燥気体で移送して乾燥させる乾燥部とを備え、前記乾燥部は、前記粉砕部から移送される被処理物を旋回させる空間と、該空間から乾燥気体を排気路に排出する排気口と、前記乾燥気体とともに粉砕した被処理物を排出路に排出する排出口と、を有し、前記排出口は、閉鎖して被処理物を前記粉砕部と乾燥部との間で循環させて粉砕と乾燥とを繰返す状態と、開放して乾燥気体とともに被処理物を排出する状態と、に切換える開閉扉を具備し、前記乾燥気体供給口は、前記装置本体の幅方向に延びる横長開口部を有し、前記横長開口部は、水平方向に延びる開口を形成するように所定間隔で配置した複数枚の案内板を有し、前記案内板は、前記乾燥気体の上下方向供給角度を調整可能に構成されている。この明細書及び特許請求の範囲の書類中における「粉砕子」は、カッタ、ハンマ等をいう。また、「開閉扉」は、ヒンジを有する扉、スライド扉、１枚または複数枚で排出口を開閉できる扉等、排出口を開閉できるものをいう。この明細書及び特許請求の範囲の書類中における「案内板」は、平行配置の薄板材、格子状配置の薄板材など、被処理物の粒度や性状に適した形態が採用される。

この構成により、被処理物供給口から供給して粉砕部で粉砕された被処理物は、乾燥気体供給口から所定方向に供給される乾燥気体により粉砕部から乾燥部へ移送され、乾燥部において乾燥気体で乾燥され、乾燥気体は排気口から排出され被処理物は再び粉砕部に循環して粉砕子で粉砕される。その後、被処理物は再び乾燥部に移送されて乾燥される。そして、被処理物が所定の乾燥状態になったら開閉扉が開放され、被処理物は乾燥気体とともに排出口から排出路に排出される。このように、被処理物は粉砕部における粉砕と乾燥部における乾燥とが繰返されるので、所定粒度以下になるまでの粉砕と、所定の乾燥状態になるまでの乾燥とが繰り返し行われ、水分量の多い被処理物であっても１台の装置によって粉砕と乾燥とを定量毎に効率良く行うことができる。しかも、開閉扉を開放する条件を設定することにより、被処理物の状態に応じた粉砕と乾燥の条件を変更することが可能であり、粉砕重視又は乾燥重視の使い分けを行うことができる。その上、装置本体のほぼ全幅方向から乾燥気体が供給され、その乾燥気体は案内板の隙間から供給されるので、粉砕部に投入される被処理物が高水分量の脱水ケーキや、粘着性や付着性の高い物であったとしても、案内板によって乾燥気体供給口が塞がれることなく、粉砕される被処理物の間に乾燥気体を流す整流効果によって、粉砕部の被処理物に向けて安定して乾燥気体を供給することができる。さらに、粉砕部に供給する乾燥気体の向きを案内板の角度で調整し、被処理物に適した向きで乾燥気体を供給することができる。

また、前記排気口から排出する乾燥気体の乾燥状態を検出する乾燥状態検出器と、前記開閉扉を開閉させる制御装置とを備え、前記制御装置は、前記乾燥状態検出器からの信号に基づいて前記被処理物の乾燥状態が設定値に達すると前記開閉扉を開放して被処理物を排出するように構成されていてもよい。

このように構成すれば、排気口から排出される乾燥気体中の水分量から被処理物の乾燥状態を乾燥状態検知器で検出し、その乾燥状態が設定値に達すると制御装置が自動的に開閉扉を開けて、被処理物を乾燥気体とともに排出路に排出することができる。従って、所定量毎のバッチ処理を繰り返し自動的に行うことができる。

また、前記排気路は、前記開閉扉から乾燥気体とともに被処理物を排出する排出路と連通し、前記排気路と排出路との合流部分に該排気路又は排出路のいずれかを開放する切換扉を有していてもよい。

このように構成すれば、乾燥部の乾燥気体を下流に設けた吸引手段（例えば、ブロワ）で吸引する場合、切換扉の切換えによって、乾燥気体のみの吸引と、乾燥気体とともに粉砕・乾燥された被処理物の吸引とを、同じ吸引手段によって行うことができる。

また、前記粉砕子は、周方向に所定間隔で設けた粉砕刃を有し、前記粉砕刃は、回転軸方向に複数枚の薄板材を所定間隔で並設したくし刃状粉砕刃に形成されていてもよい。

このように構成すれば、高水分率の被処理物等でも、くし刃状粉砕刃によってほぐすように細かく分けて粉砕することができ、被処理物が粉砕子に付着することを抑えて粉砕し、また被処理物の表面積を大きくすることで表面乾燥とともに恒率乾燥し易くして、被処理物の乾燥効率を更に高めることができる。

また、前記乾燥部は、前記乾燥気体とともに乾燥部に移送された被処理物の流れを変化させる気流偏向手段を有していてもよい。この気流偏向手段は、乾燥気体とともに遠心力で内面に沿って流れる被処理物の流れを偏向させることができるものをいう。

このように構成すれば、乾燥部において遠心力で乾燥部内面に沿って流れる被処理物が気流偏向手段によって偏向された気流によって流れが乱されるので、乾燥気体との積極的な接触が図られて乾燥が促進され、被処理物を効率良く乾燥することができる。

また、前記気流偏向手段は、被処理物の循環方向上流側に支持部を有し、該支持部を中心に循環方向下流側端部を乾燥部の中心方向に向けて移動させる可変偏向板を有していてもよい。

このように構成すれば、可変偏向板の下流側端部を分級部における循環中心に向けて角度変更することで、被処理物の流れを乱して乾燥促進を図ることができる。

一方、本発明に係る粉砕乾燥設備は、上記いずれかの定量処理式粉砕乾燥装置を備え、前記定量処理式粉砕乾燥装置の装置本体一側方から被処理物を粉砕部に供給する処理物供給機と、前記被処理物の供給位置よりも下方から乾燥気体を粉砕部に供給する気体供給器と、前記乾燥部の被処理物旋回中心部分から乾燥気体を排気する排気口と連通する排気路と、前記粉砕部から乾燥部に移送される被処理物の移送方向延長線上に位置する排出口と連通する排出路と、を有し、前記排気路と排出路とが合流した部分と連通する合流路の下流側に、前記合流路に乾燥気体とともに排出した被処理物を回収する回収手段を備えさせている。

この構成によれば、処理物供給機によって粉砕部に処理物を供給し、気体供給器によって粉砕部に乾燥気体を供給し、粉砕部で被処理物を粉砕すると、粉砕した被処理物は乾燥気体によって乾燥部に移送され、排気口から排気される乾燥気体と気体供給器から供給される乾燥気体とによって粉砕部と乾燥部との間で循環させられる被処理物は、粉砕と乾燥とが行われる。従って、水分量の多い被処理物であっても十分な粉砕と乾燥とを行うことができる。そして、粉砕と乾燥とが完了した被処理物は、排出口から排出され、下流側に設けられた回収手段によって回収することができる。

本発明によれば、１台の装置によって被処理物を粉砕して乾燥することができるとともに、被処理物に応じて粉砕重視又は乾燥重視を選択した粉砕・乾燥処理が可能となる。

図１は本発明の一実施形態に係る定量定量処理式粉砕乾燥装置の構成を示す側面視の縦断面図である。図２は図１に示す定量処理式粉砕乾燥装置のII−II断面図である。図３は図１に示す定量処理式粉砕乾燥装置の乾燥気体供給口部分の拡大断面図である。図４は図３に示す乾燥気体供給口の構成を示す図面であり、(a) は案内板を示す平面図、(b) は案内板の支持板、(c) は案内板と支持板とを組立てた状態の平面図である。図５は図１に示す定量処理式粉砕乾燥装置の粉砕子を示す図面であり、(a) は正面図、(b) は側面図である。図６は粉砕子の他の例を示す正面図である。図７は図１に示す定量処理式粉砕乾燥装置の稼働状態を模式的に示す図面であり、(a) は循環状態を示す側面図、(b) は排出状態を示す側面図である。図８は図１に示す定量処理式粉砕乾燥装置を備えた粉砕乾燥設備の一例を示す全体図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、汚泥等の高水分量の脱水ケーキを被処理物とする定量処理式粉砕乾燥装置を例に説明する。また、乾燥気体として、加熱空気を用いる例を説明する。なお、この明細書及び特許請求の範囲の書類中における方向の概念は、図１に示す右方を正面、左方を背面とした状態における方向の概念と一致するものとする。また、図中、被処理物の流れを点線矢印で示し、乾燥気体の流れを実線矢印で示す。

図１に示すように、この実施形態の定量処理式粉砕乾燥装置１０は、架台１０１上に装置本体１１と駆動モータ（駆動機）１０２とが設けられている。装置本体１１は、下部に粉砕部１２を備え、上部に乾燥部１３を備えている。この実施形態の装置本体１１は、側面視において、粉砕部１２の下部が小径の略半円形に形成され、乾燥部１３の上部が大径の略半円形に形成され、これらの間が直線的に接続された縦長に形成されている。粉砕部１２の背面側には、後述するように乾燥部１３に向けて上方に延びる移送部１４が形成されている。

図１，２に示すように、上記乾燥部１３は、粉砕部１２で粉砕された被処理物Ｏを循環させる空間１９を有する大きさに形成されている。また、上記粉砕部１２には、被処理物Ｏ（図中、点線矢印で示す）を粉砕する粉砕子２０を周囲に設けた駆動軸２５が水平方向に設けられている。この駆動軸２５は、上記架台１０１に設けられた軸受１０３に支持されており、一端に設けられたプーリ１０４が、上記駆動モータ１０２に設けられたプーリ１０５によってベルト駆動（図示略）されている。粉砕子２０は、装置本体１１の両側壁間に設けられている。

一方、図１に示すように、上記装置本体１１の正面側には、上記粉砕部１２に被処理物Ｏを供給する被処理物供給口３０が設けられている。この被処理物供給口３０は、駆動軸２５の軸心よりも下方位置から被処理物Ｏを投入するようになっている。被処理物Ｏを駆動軸２５の軸心よりも下方位置から投入することで、投入された被処理物Ｏが粉砕子２０によって粉砕部１２の下方に向けて打撃されるようにしている。

この実施形態の上記被処理物供給口３０には、高水分量の被処理物Ｏを供給する処理物供給機たるスクリューコンベア３１が設けられている。このスクリューコンベア３１は、駆動モータ３２でスクリュー３３を回転させることにより、ホッパ３４に投入された被処理物Ｏを粉砕部１２に向けて移送するようになっている。スクリューコンベア３１の装置本体１１との接続部である被処理物供給口３０は、円筒形のスクリュー部分で送られた被処理物Ｏを装置本体１１の幅方向に広げるノズル状に形成されている。このノズル状の被処理物供給口３０によって、装置本体１１のほぼ全幅方向から被処理物Ｏが供給されるようになっている。この実施形態では、処理物供給機としてスクリューコンベア３１を用いているが、処理物供給機は被処理物Ｏに応じて他の構成としてもよい。

また、上記被処理物供給口３０の下方には、乾燥気体Ａ（図中、実線矢印で示す）を供給する乾燥気体供給口４０が設けられている。この実施形態の乾燥気体供給口４０には、気体供給器たる加熱器４５で加熱された乾燥気体Ａ（加熱空気）が供給されている。乾燥気体供給口４０から供給される乾燥気体Ａは、上記被処理物供給口３０から供給された被処理物Ｏの下方から粉砕部１２に供給されるようになっている。乾燥気体供給口４０は、乾燥気体Ａが粉砕部１２の下部内面に沿って装置本体１１の背面側に向けてスムーズに流れる位置に設けられている。

上記乾燥気体Ａとしては、被処理物Ｏに応じて過熱水蒸気としてもよい。過熱水蒸気下では、対流伝熱に加えて、被処理物Ｏの表面で過熱水蒸気が凝縮する際の凝縮伝熱により加熱されるので、大量の熱を被処理物Ｏに与えて急速に加熱を進行させることができる。しかも、凝縮は低温部に優先的に起こる特性があり、加熱むらを抑制することができる。また、過熱水蒸気下では、元々存在していた空気が追い出されていくため、酸素濃度を低下させることができ、酸化を抑えた乾燥も可能となり、食品等の化学反応を抑制したい被処理物Ｏの粉砕乾燥に適している。

粉砕部１２の下部には、側面視において粉砕子２０の先端部における回転軌跡と所定の隙間Ｔを設けた円弧状の凹凸状面５３を有する粉砕板５０（図３）が設けられている。この粉砕板５０は、粉砕部１２の内面円弧に沿って設けられている。また、粉砕部１２の上部にも、側面視において粉砕子２０の先端部における回転軌跡と所定の隙間Ｔを設けた円弧状の凹凸状面５３を有する粉砕板５２（粉砕板５０と同一形状）が配設されている。

この粉砕板５２の上部には、側面視において、粉砕部１２から乾燥部１３に乾燥気体Ａとともに被処理物Ｏを移送する移送部１４を形成する鉛直壁面５５と、乾燥部１３に移送した被処理物Ｏを粉砕部１２の被処理物供給側に向けて落とす傾斜壁面５６とを有する案内部材５７が設けられている。鉛直壁面５５によって装置本体１１の内面との間に移送部１４を形成し、傾斜壁面５６によって乾燥部１３の被処理物Ｏが粉砕部１２の被処理物供給側に向けて落ちるようにしている。

また、図３に示すように、この実施形態の上記乾燥気体供給口４０には、乾燥気体Ａを粉砕部１２に向けて案内する案内板４１が設けられている。案内板４１の先端は、上記粉砕子２０の先端軌跡と所定の隙間を保つように設けられている。この案内板４１は、装置本体１１の水平方向に延び、上下方向に所定間隔で配置されている。

図４(a) に示すように、案内板４１は所定厚の薄板材で形成されており、図４(b) に示すような支持板４２の切込み部４３に挿入されて固定されている。支持板４２の粉砕部側は、案内板４１を設ける部分が上記粉砕部１２の内面の円弧に沿うようになっている。図４(c) に示すように、支持板４２に案内板４１が固定された状態では、平面視において、幅方向に所定間隔で設けられた支持板４２によって案内板４１が階段状に設けられた状態となる。案内板４１は、この状態で装置本体１１に設けられる。

図３に示すように、このようにルーバー状の案内板４１を乾燥気体供給口４０に設けることにより、乾燥気体Ａが供給される部分を横長の細い開口としている。これにより、脱水ケーキや、粘着性や付着性の高い被処理物Ｏが被処理物供給口３０から投入されて乾燥気体供給口４０に向けて落下しても、乾燥気体供給口４０を塞ぐことなく、粉砕子２０によって粉砕されるようにしている。

また、乾燥気体供給口４０に案内板４１を設けたことで、粉砕子２０によって衝撃が与えられた被処理物Ｏが案内板４１に当り、被処理物Ｏの粉砕性や撹拌性を向上させることができる。

この実施形態の案内板４１は、水平方向に延びる複数枚の薄板を上下方向に所定間隔で平行配置したルーバー状としているが、案内板４１は更に細かく格子状配置としてもよく、被処理物Ｏの粒度や性状に適した形態とすればよい。また、案内板４１は、異なった角度で切込み部４３が形成された支持板４２に挿入することで、上下方向供給角度を調整することができる。

図１に示すように、この実施形態では、移送部１４の粉砕部１２に開口する部分にも案内板４１が設けられている。この案内板４１を設けることにより、粉砕部１２から移送部１４に流れる乾燥気体Ａの整流を図っている。この案内板４１を設ける構成は乾燥気体供給口４０と同一の構成で設けることができる。

また、上記粉砕子２０は、駆動軸２５に設けられた取付部材２６に所定間隔（この例では９０°間隔）で取付けられている。この実施形態では、取付部材２６の周方向４カ所に設けられた保持軸２７に粉砕子２０が配設されている。粉砕子２０を周方向に何カ所配設するかは、被処理物Ｏに応じて決定すればよい。さらに、粉砕子２０を駆動軸２５の軸方向に同一線上で配置するか、周方向に所定角度でずらして配置するか等も、被処理物Ｏに応じて選択すればよく、粉砕子２０の配設構成は被処理物Ｏの性状等に応じて決定すればよい。

図５(a),(b) に示すように、この実施形態の粉砕子２０は、薄板材２１を所定間隔で並設したくし刃状の粉砕刃２４に形成されている。各薄板材２１は、スペーサ２２によって所定間隔で設けられ、これらを貫通するボルト２３によって一体的に結合されている。この粉砕子２０の基部が、上記保持軸２７に保持されている。この実施形態の粉砕子２０は、揺動可能な状態で保持軸２７に保持されており、例えば、粉砕子２０の先端部を数十ｍ／ｓ（例えば、７０ｍ／ｓ）で高速回転させることで被処理物Ｏを切り裂くように粉砕する例である。粉砕刃２４としては、被処理物Ｏの性状や粉砕粒度等に応じて決定すればよい。

なお、この実施形態では粉砕子２０としてくし刃状の粉砕刃２４を例に説明したが、木質の被処理物Ｏを粉砕する粉砕子２０としては、図６に示すように、板厚のあるハンマ２８を用いた粉砕子２９としてもよく、粉砕子２０，２９は被処理物Ｏや粉砕粒度によって決定すればよい。図６に示す粉砕子２９において、図５の粉砕子２０と同一の構成には同一の符号を付して示す。

また、図１，２に示すように、上記乾燥部１３の被処理物旋回中心部分には、乾燥部１３から乾燥気体Ａを排気路７０に排気する排気口１５が設けられている。この排気口１５は、装置本体１１の両側部に設けられており、乾燥部１３の排気口１５から両側部の排気路７０に排気した乾燥気体Ａを集合部７４で集合させた後、合流部７２で合流させて下流へ流すようになっている。排気路７０には、排気口１５から排気する乾燥気体Ａの量を調整するゲート７５が設けられている。この実施形態のゲート７５は、調整レバー７６で開口量を調整することで、乾燥部１３からの排気量（流速）を調整することができるようになっている。このゲート７５による排気量調整で、乾燥部１３を循環する粉砕された被処理物Ｏが排気口１５から乾燥気体Ａとともに排出されないように調整できるようにしている。さらに、集合部７４には、乾燥気体Ａの水分量を検知する乾燥状態検出器８０が設けられている。なお、図２では、後述する排出路７１も同一断面で示している。

このように、乾燥部１３に流れた乾燥気体Ａは排気口１５から排気路７０に排気されるが、この乾燥気体Ａとともに循環する被処理物Ｏは、遠心力によって乾燥部１３の外周に沿って流れて粉砕部１２の被処理物供給側へと流れるようになっている。

一方、図１に示すように、乾燥部１３の上部には、この乾燥部１３を循環する乾燥気体Ａの流れを変化させる気流偏向手段６０が設けられている。この気流偏向手段６０は、装置本体１１に循環方向上流側の一端が支持軸（支持部）６１で支持された可変偏向板６２を有している。可変偏向板６２は、支持軸６１で支持された上部から乾燥部１３の内周面に沿うように湾曲している。支持軸６１の部分には図示しない駆動機（例えば、モータ）が設けられており、可変偏向板６２の反支持側を乾燥部１３の内方に向けて揺動させるようになっている。なお、この可変偏向板６２は、被処理物Ｏに適した角度で固定された偏向板であってもよい。

この可変偏向板６２を乾燥部１３の内方に向けて揺動させることにより、遠心力で乾燥部１３の内面に沿って流れる被処理物Ｏの流れを変化させて、被処理物Ｏの乾燥促進を図ることができるようにしている。

なお、装置本体１１の粉砕部１２における上部内面には、乾燥部１３の内面に沿って流れる乾燥気体Ａを可変偏向板６２の内面に向けて流す調整板６３が設けられている。

また、上記乾燥部１３には、上記移送部１４の移送方向延長線上に排出口１６が設けられている。この排出口１６には、開閉扉１７が設けられている。この実施形態の開閉扉１７は、乾燥部１３の内周面の円弧とほぼ同じ円弧で形成され、移送部１４から乾燥部１３に流れた乾燥気体Ａと被処理物Ｏを乾燥部１３の内面に沿って流すようになっている。

上記開閉扉１７は、装置本体１１に設けられた支持軸１８で支持され、この支持軸１８の部分から上記移送部１４に向けて湾曲しながら延びるように形成されている。この開閉扉１７で排出口１６が閉鎖された状態では、上記移送部１４から乾燥部１３の上部内周面に向けて湾曲した面が形成される。開閉扉１７を開放すると、移送部１４の移送方向延長線上に排出口１６を介して排出路７１が連通した状態となる。

この実施形態の開閉扉１７は、支持軸１８をヒンジとして揺動する扉であるが、スライド扉や、１枚または複数枚で排出口１６を開閉できる扉、排出口１６を開閉できるバルブ等、排出口１６を開閉できるものであればよい。

上記排気路７０と排出路７１とは、合流部７２で合流している。この合流部７２には、排気路７０又は排出路７１の一方を下流側の合流路７３と連通させる切換扉７７が設けられている。この切換扉７７は、駆動機７８（例えば、シリンダ、モータ等のアクチュエータ）によって駆動され、排気路７０又は排出路７１の一方を開放するように制御される。合流路７３内は、後述するように下流方向からブロワ９３で吸引されている。

以上のように構成された定量処理式粉砕乾燥装置１０によれば、図７(a) に示すように、被処理物供給口３０から被処理物Ｏがスクリューコンベア３１で供給されるとともに、乾燥気体供給口４０から乾燥気体Ａが装置本体１１の内面に沿って供給される。被処理物供給口３０から供給された被処理物Ｏは、粉砕部１２において粉砕子２０と粉砕板５０及び粉砕板５２との間で粉砕される。粉砕されて軽くなった被処理物Ｏは、乾燥気体供給口４０から供給される乾燥気体Ａとともに移送部１４に沿って乾燥部１３へと移送される。被処理物Ｏの乾燥時には、開閉扉１７によって排出口１６が閉ざされており、被処理物Ｏと乾燥気体Ａは移送部１４から乾燥部１３へと旋回させられる。

そして、乾燥部１３において乾燥気体Ａは排気口１５からの吸引で排気路７０に排気され、被処理物Ｏは再び粉砕部１２へと循環させられる。この粉砕部１２に循環させられた被処理物Ｏは、粉砕子２０によって再び粉砕される。この繰り返しで、被処理物Ｏの粉砕と乾燥とが繰り返し行われる。

この粉砕部１２で粉砕される被処理物Ｏは、粉砕部１２における粉砕中に乾燥気体Ａが送り込まれるとともに、粉砕エネルギから変換された熱エネルギによっても乾燥されるので、粉砕と同時に乾燥が進行し、乾燥気体Ａの熱エネルギによって効率良く被処理物Ｏを乾燥できる。しかも、粉砕することで、被処理物Ｏの表面積が大きくなっているので乾燥は速くなる。

また、粉砕衝撃によって、被処理物Ｏにかかる内部圧力が高くなり、内部の水分が外部に排出されて表面水となることでも乾燥が促進される。その上、上記のように粉砕子２０を高速回転させることでも、高速気流中を被処理物Ｏが流動し、乾燥速度を向上させることができる。このように被処理物Ｏは、粉砕部１２においても効率良く乾燥され、上記のように乾燥気体Ａとともに乾燥部１３に移送される。

さらに、乾燥気体Ａとともに乾燥部１３へ移送された被処理物Ｏは、乾燥部１３において可変偏向板６２で流れが乱され、乾燥気体Ａにより被処理物Ｏを乾燥させるための熱交換効率を高めることができる。従って、被処理物Ｏの乾燥が促進され、早期乾燥が可能となる。

そして、上記排気口１５から排気される乾燥気体Ａは、排気口１５の後流に設けられた乾燥状態検出器８０によって乾燥状態が検出されており、その排気口１５から排気される乾燥気体Ａが所定の乾燥状態となったことを検知すると、制御装置８５(図８）によって被処理物Ｏは粉砕されて所定の乾燥が行われたものと判断され、図７(b) に示すように、切換扉７７が切換えられるとともに開閉扉１７が開放され、乾燥気体Ａとともに被処理物Ｏが排出路７１に排出される。この排出路７１に排出される被処理物Ｏは、排出路７１と上記排気路７０との合流部７２から下流の合流路７３へと排出される。

このように、上記定量処理式粉砕乾燥装置１０によれば、粉砕した被処理物Ｏと乾燥気体Ａとの混合を促進して熱交換効率を上げているので、脱水汚泥のように水分量が多い被処理物Ｏの粉砕と乾燥を効率良く行うことができる。そして、粉砕部１２と乾燥部１３との間で循環させ、被処理物Ｏが所定の乾燥状態になると排出するので、高水分量の被処理物Ｏであっても、所定の粉砕と乾燥とを安定して行うことが可能となる。

また、上記定量処理式粉砕乾燥装置１０によれば、制御装置８５で開閉扉１７を開放して被処理物Ｏを排出する時間を制御することで、被処理物Ｏを乾燥部１３と粉砕部１２との間で循環させて被処理物Ｏが所定の乾燥状態になったことを検出してから排出する乾燥優先、被処理物Ｏを粉砕部１２に多く循環させて被処理物Ｏを所定時間粉砕してから排出する粉砕優先とを選択的に処理することができるので、種々の被処理物Ｏに応じて乾燥優先又は粉砕優先のバッチ処理を行うことができる。

さらに、上記乾燥状態検出器８０からの信号の条件設定変更により、上記排出口１６の開閉扉１７を開放して排出する被処理物Ｏの乾燥状態を変更することができ、被処理物Ｏの乾燥状態を任意に変更することが容易にできる。また、上記排出口１６の開閉扉１７を開放して排出する被処理物Ｏの粉砕時間を変更することで被処理物Ｏに応じた粉砕時間を変更することができ、被処理物Ｏの粉砕状態を任意に変更することが容易にできる。

図８は、上記定量処理式粉砕乾燥装置１０を備えた粉砕乾燥設備９０の一例であり、定量処理式粉砕乾燥装置１０の下流に、バッファタンク９１と、サイクロン９２と、ブロワ（排気用送風機）９３とを備えている。また、バッファタンク９１の側部に制御装置８５を備えている。バッファタンク９１は、内部に通路が形成された所定容積を有しており、上記合流路７３から吸引した乾燥気体Ａの流速を落として粉砕された被処理物Ｏ中の重いものを自重で落下させて回収するようになっている。また、サイクロン９２は、バッファタンク９１で回収できない重量の被処理物Ｏを回収するようになっている。この粉砕乾燥設備９０の構成は一例であり、他の構成を付加したり同様の機能を有する構成に変更することも可能であり、上記構成に限定されるものではない。

この粉砕乾燥設備９０によれば、ブロワ９３によってサイクロン９２及びバッファタンク９１を介して合流路７３内が吸引され、定量処理式粉砕乾燥装置１０において被処理物Ｏを粉砕して乾燥している状態では、排気路７０から装置本体１１の乾燥部１３から乾燥気体Ａが吸引されている。

そして、被処理物Ｏの乾燥が完了し、排出路７１を塞いでいた切換扉７７が排気路７０を塞ぐ方向に切換えられるとともに、開閉扉１７が開放されると、乾燥部１３から排出路７１を介して合流路７３に乾燥気体Ａとともに粉砕と乾燥が行われた被処理物Ｏが排出される。

この乾燥気体Ａとともに排出された被処理物Ｏは、バッファタンク９１によって流速が落とされて重い被処理物Ｏが回収された後、サイクロン９２によって軽い被処理物Ｏが回収され、乾燥気体Ａはブロワ９３から排気される。

以上のような粉砕乾燥設備９０によれば、上述した定量処理式粉砕乾燥装置１０の作用効果を奏するとともに、高水分量の被処理物Ｏであっても、定量処理式粉砕乾燥装置１０において粉砕するとともに乾燥し、バッファタンク９１とサイクロン９２とで回収することができるので、小さい設置面積で被処理物Ｏを効率良く粉砕して乾燥することが可能となる。

しかも、定量処理式粉砕乾燥装置１０によって種々の被処理物Ｏを乾燥優先又は粉砕優先でバッチ処理することができるので、小さい設置面積で種々の被処理物Ｏに応じて効率良く粉砕して乾燥することが可能となる。

なお、上記実施形態の定量処理式粉砕乾燥装置１０における粉砕部１２の半円形と乾燥部１３の半円形は一例であり、例えば、乾燥部１３における半円形を更に大きくすることで乾燥部１３の空間をより広くしてもよく、粉砕部１２と乾燥部１３の大きさは被処理物Ｏや処理条件等に応じて決定すればよく、上記実施形態に限定されるものではない。

また、上記実施形態の定量処理式粉砕乾燥装置１０では、偏向部の一例として可変偏向板６２を例に説明したが、偏向部は可変偏向板６２以外の構成であってもよく、例えば、乾燥部１３の内面が凹凸状となったような固定偏向部や、固定偏向板、その他の構成であってもよく、上記実施形態に限定されるものではない。

さらに、上記実施形態は一例を示しており、各実施形態の構成を組合わせてもよく、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

本発明に係る定量処理式粉砕乾燥装置は、微粉に粉砕して水分を除去する必要がある被処理物を、１台の機械で粉砕して乾燥したい場合に利用できる。

１０定量処理式粉砕乾燥装置
１１装置本体
１２粉砕部
１３乾燥部
１４移送部
１５排気口
１６排出口
１７開閉扉
１８支持軸
２０粉砕子
２１薄板材
２４粉砕刃
２５駆動軸
２８ハンマ
２９粉砕子
３０被処理物供給口
３１スクリューコンベア（処理物供給機）
４０乾燥気体供給口
４１案内板
４５加熱器（気体供給器）
５０粉砕板
５１凹凸状面
５２粉砕板
５３凹凸状面
５７案内部材
６０気流偏向手段
６２可変偏向板
７０排気路
７１排出路
７２合流部
７３合流路
７４集合部
７７切換扉
７８駆動機
８０乾燥状態検出器
８５制御装置
９０粉砕乾燥設備
９１バッファタンク（回収手段）
９２サイクロン（回収手段）
９３ブロワ（排気用送風機）
Ａ乾燥気体（加熱空気）
Ｏ被処理物
Ｔ隙間

Claims

被処理物を装置本体内に供給する被処理物供給口と、
前記被処理物供給口から供給した被処理物を駆動軸で回転させる粉砕子で粉砕する粉砕部と、
前記粉砕部に所定方向から乾燥気体を供給する乾燥気体供給口と、
前記粉砕部で粉砕した被処理物を前記乾燥気体で移送して乾燥させる乾燥部とを備え、
前記乾燥部は、前記粉砕部から移送される被処理物を旋回させる空間と、該空間から乾燥気体を排気路に排出する排気口と、前記乾燥気体とともに粉砕した被処理物を排出路に排出する排出口と、を有し、
前記排出口は、閉鎖して被処理物を前記粉砕部と乾燥部との間で循環させて粉砕と乾燥とを繰返す状態と、開放して乾燥気体とともに被処理物を排出する状態と、に切換える開閉扉を具備し、
前記乾燥気体供給口は、前記装置本体の幅方向に延びる横長開口部を有し、
前記横長開口部は、水平方向に延びる開口を形成するように所定間隔で配置した複数枚の案内板を有し、
前記案内板は、前記乾燥気体の上下方向供給角度を調整可能に構成されていることを特徴とする定量処理式粉砕乾燥装置。
前記排気口から排出する乾燥気体の乾燥状態を検出する乾燥状態検出器と、前記開閉扉を開閉させる制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記乾燥状態検出器からの信号に基づいて前記被処理物の乾燥状態が設定値に達すると前記開閉扉を開放して被処理物を排出するように構成されている請求項１に記載の定量処理式粉砕乾燥装置。
前記排気路は、前記開閉扉から乾燥気体とともに被処理物を排出する排出路と連通し、
前記排気路と排出路との合流部分に該排気路又は排出路のいずれかを開放する切換扉を有している請求項１又は２に記載の定量処理式粉砕乾燥装置。
前記粉砕子は、周方向に所定間隔で設けた粉砕刃を有し、
前記粉砕刃は、回転軸方向に複数枚の板材を所定間隔で並設したくし刃状粉砕刃に形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の定量処理式粉砕乾燥装置。
前記乾燥部は、前記乾燥気体とともに乾燥部に移送された被処理物の流れを変化させる気流偏向手段を有している請求項１〜４のいずれか１項に記載の定量処理式粉砕乾燥装置。
前記気流偏向手段は、被処理物の循環方向上流側に支持部を有し、該支持部を中心に循環方向下流側端部を乾燥部の中心方向に移動させる可変偏向板を有している請求項５に記載の定量処理式粉砕乾燥装置。
請求項１〜６のいずれか１項に記載の定量処理式粉砕乾燥装置を備え、
前記定量処理式粉砕乾燥装置の装置本体一側方から被処理物を粉砕部に供給する処理物供給機と、前記被処理物の供給位置よりも下方から乾燥気体を粉砕部に供給する気体供給器と、前記乾燥部の被処理物旋回中心部分から乾燥気体を排気する排気口と連通する排気路と、前記粉砕部から乾燥部に移送される被処理物の移送方向延長線上に位置する排出口と連通する排出路と、を有し、
前記排気路と排出路とが合流した部分と連通する合流路の下流側に、前記合流路に乾燥気体とともに排出した被処理物を回収する回収手段を備えさせたことを特徴とする粉砕乾燥設備。