JP6139949B2

JP6139949B2 - 間接加熱式乾燥装置

Info

Publication number: JP6139949B2
Application number: JP2013079882A
Authority: JP
Inventors: 弘毅遠藤; 裕彦貝田; 江草　知通; 知通江草; 松寺　直樹; 直樹松寺
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Environmental and Chemical Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Environmental and Chemical Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2033-04-05
Also published as: CN104101199A; JP2014202434A; CN104101199B

Description

この発明は、廃棄物などの被処理物を所定の搬送方向に搬送しつつ加熱し乾燥させる間接加熱式乾燥装置に関する。

各種バイオマスや廃棄物（汚泥）等の被処理物は、多量の水分を含有しているため、乾燥装置を用いて加熱による乾燥処理が実施される場合がある。
乾燥装置としては、例えば、断面略Ｕ字状のケーシングと、ケーシングの内部で互いに逆方向に回転する２本の中空軸と、この中空軸の外周に配列された扇状などの中空の羽根を備えた間接加熱式の乾燥装置が知られている。

上記間接加熱式乾燥装置は、搬送方向下流側に向かって下るように形成されたケーシングを有している。このケーシングの上流端には、被処理物を投入するための投入口が形成されている。また、上記ケーシング内部には、投入口から投入された被処理物を収容可能な被処理物収容空間が形成されている。被処理物収容空間に収容された上記被処理物は、回転可能な中空軸の外周に取り付けられた羽根により攪拌されながら、ケーシングの傾斜による重力作用によって搬送方向下流側に向かって徐々に移動する。

上述した中空軸の内部、羽根の内部、および、ケーシングの内部には、それぞれ蒸気、熱媒油、温水等の加熱媒体が導入されている。そのため、上記被処理物は、撹拌されながら搬送方向下流側に移動する際に加熱されて、例えば、液体状、粘土状、粉体状へと状態を変化させて、ケーシング後端に配される汚泥排出口から乾燥された粉体の状態で排出される。

上述した間接加熱式乾燥装置にあっては、被処理物を効率よく搬送するために、羽根の後端部から羽根の幅方向両側に突出するパドルを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。この間接加熱式乾燥装置によれば、羽根を具備する回転軸が収容されたトラフ内の被処理物は、くさび型の羽根の先端部により切り込まれてせん断された後、羽根の後端部に設けられたパドルによって掻き上げられ、又は、引きちぎられて、回転方向に移動する。そして、回転方向に移動した被処理物は、次段の羽根によってせん断されて、さらに下流へと移動する。

特公平４−０７４０７９号公報

ところで、上述した間接加熱式乾燥装置は、伝熱効率を上げるために回転軸の回転数を上昇させることがある。しかし、回転数を上昇させることで撹拌速度が上昇し、被処理物が押し出し流れとなる液体状および粉体状の領域において、被処理物の移動が速くなり、十分な乾燥度を得るためには、より大きなトラフ容積が必要となってしまう。
そのため、伝熱効率を上げつつ被処理物の移動を阻害して移動速度を低下させるべく、回転軸の軸線方向で隣り合う羽根を互いに周方向にずらして配置することがある。
しかしながら、隣り合う羽根同士を周方向にずらして配置した場合、図５に示すように、羽根１０６がくさび型であることと、隣り合う羽根１０６の各パドル部１１１のうち回転方向前方側に配置された羽根１０６のパドル部１１１にしか被処理物Ｐが引っ掛からないため、被処理物Ｐが回転方向後方側に配置された羽根１０６の斜面に沿って逃げてしまい、被処理物Ｐを回転方向に移動できず、被処理物Ｐの排出側への移動が滞って閉塞を起こしてしまう場合がある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、トラフ容量を増加することなしに十分な乾燥度を得ることができるとともに、被処理物の移動が滞って閉塞が起こることを防止できる間接加熱式乾燥装置を提供するものである。

上記の課題を解決するために以下の構成を採用する。
この発明に係る間接加熱式乾燥装置は、回転軸に対して軸線方向に間隔をあけて配された複数の羽根によって被処理物を撹拌、および、搬送しながら加熱乾燥を行う間接加熱式乾燥装置であって、前記軸線方向に隣り合う前記羽根同士は、前記軸線方向で互いに対向する対向部を有するとともに、前記回転軸の周方向で互いの位相がずれるように配され、前記対向部には、隣り合う前記羽根の互いの対向部に向かって張り出すパドル部が設けられ、前記パドル部は、前記羽根の回転方向後端に配される第一パドル部と、前記軸線方向で隣り合い前記回転軸の周方向で互いの位相がずれるように配された前記羽根が備える前記第一パドル部と前記周方向で同位相となるように回転方向の中間部に配される第二パドル部と、からなる。
このように構成することで、例えば、回転軸の軸線方向で隣り合う羽根同士が回転軸の周方向で同位相となるように配される場合と比較して、被処理物の搬送方向への移動速度を抑制することができる。また、隣り合う羽根の各対向部に設けられ互いの対向部に向かって張り出す各パドル部によって、隣り合う羽根同士の間に配される被処理物を、軸線方向の両側から掻きあげて回転方向に移動させて、この被処理物を搬送方向に順次移動させることができる。その結果、トラフ容量を増加することなしに十分な乾燥度を得ることができるとともに、被処理物の移動が滞って閉塞が起こることを防止できる。

さらに、パドル部が対向配置されるため、被処理物がパドル部に引っ掛からずに逃げることを更に低減することができる。

さらに、回転方向後端に第一パドル部が配された一般的な羽根に対して、隣り合う羽根の対向部に第二パドル部を追加配置するだけで良いため、簡単な構成で被処理物の滞留を低減できる。

この発明に係る間接加熱式乾燥装置によれば、トラフ容量を増加することなしに十分な乾燥度を得ることができるとともに、被処理物の移動が滞って閉塞が起こることを防止できる。

この発明実施形態における間接加熱式乾燥装置を示す図である。上記間接加熱式乾燥装置の軸線方向から見た縦断面図である。上記間接加熱式乾燥装置の内部を示す斜視図である。上記間接加熱式乾燥装置の回転軸および羽根の平面展開図である。一般的な間接加熱式乾燥装置における図３に相当する斜視図である。

次に、この発明の一実施形態に係る間接加熱式乾燥器について図面に基づき説明する。
図１は、この実施形態の間接加熱式乾燥装置１の概略構成を示している。
ここで、この実施形態の間接加熱式乾燥装置１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処理物Ｐを撹拌および搬送しながら加熱乾燥（含水率を低減）する装置である。

本実施形態の間接加熱式乾燥装置１は、図１及び図２に示すように、断面略Ｕ字状のトラフ２を備えた容器であるケーシング３と、ケーシング３（ひいては被処理物Ｐ）を加熱するジャケット４と、ケーシング３の前後方向Ｔの前部側Ｓ１（被処理物Ｐの搬送方向上流側）から後部側Ｓ３（下流側）の内部を貫通するように設けられ、モータなどの回転駆動装置によって軸線Ｏ１回りに回転する回転軸５と、回転軸５に内周端が接続されて、回転軸５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羽根６とを備えている。

ケーシング３は、前部側Ｓ１に投入口７、後部側Ｓ３に排出口８を備え、前部側Ｓ１を後部側Ｓ３よりも上方に配し、回転軸５とともに所定の傾斜角度で傾斜している。さらに、間接加熱式乾燥装置１は、ケーシング３の内部に、互いに逆方向に回転する２本の回転軸５を平行に配している。これら２本の回転軸５は、各回転軸５の上部が互いの回転軸５に向かう方向に回転（換言すれば、軸線Ｏ１方向から見て、右側の回転軸５が左回転、左側の回転軸５が右回転）可能とされている。

図１〜図３に示すように、羽根６は、各回転軸５の軸線Ｏ１方向の同位置に、軸線Ｏ１中心の周方向に所定の隙間（流通開口）をあけて２つずつ設けられている。羽根６は、軸線Ｏ１方向の同位置に配された２つの羽根６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、複数段設けられている。このとき、各段における２つの羽根６間に形成された所定の隙間は、被処理物Ｐをケーシング３の前部側Ｓ１から後部側Ｓ３に流通させるための流路開口９とされている。また、回転軸５と羽根６とは、中空状に形成され、内部に蒸気、熱媒油、温水などの加熱流体を流通させ、接触する被処理物Ｐを加熱可能とされている。

また、２つの回転軸５のうち、一方の回転軸５に設けられた羽根６と、他方の回転軸５に設けられた羽根６とは、軸線Ｏ１方向で所定の隙間をあけて交互に配置されている。さらに、一方の回転軸５に設けられた羽根６と、他方の回転軸５に設けられた羽根６とは、回転軸５が回転しているときに軸線Ｏ１方向から見て径方向で重なるように配されている。つまり、一方の回転軸５に設けられた羽根６は、他方の回転軸５に設けられた各段の羽根６間を通過可能とされ、他方の回転軸５に設けられた羽根６も、一方の回転軸５に設けられた各段の羽根６間を通過可能とされている。

この実施形態における羽根６は、径方向外側から見て、回転方向前方に向かうにつれて幅が狭くなるくさび型となっている。さらに、軸線Ｏ１方向に隣り合う羽根６同士は、くさび型を形成する傾斜面とされる側面１８に、軸線Ｏ１方向で互いに対向する対向部１０を有している。さらに、軸線Ｏ１方向で隣り合う羽根６同士は、回転軸５の周方向で互いの位相がずれるように配されている。より具体的には、軸線Ｏ１方向で隣り合う段の羽根６は、周方向で位相がずれるように配されるとともに、軸線Ｏ１方向で一段置きに同位相となるように配されている。

羽根６は、軸線Ｏ１方向の両側に突出するパドル部１１を備えている。パドル部１１は、それぞれ回転方向で異なる位置に配される第一パドル部１３と第二パドル部１５とを備えている。これら第一パドル部１３と第二パドル部１５とは、それぞれ軸線Ｏ１方向の両側に突出形成された部分に、回転方向前方を向く面１６，１７を備えている。これら第一パドル部１３と第二パドル部１５とは、回転方向前方を向く面１６，１７によって、軸線Ｏ１方向で隣り合う羽根６間に存在する被処理物Ｐをひっかけることが可能となっている。

図４は、軸線方向で回転軸５および羽根６を部分的に平面展開した図である。図４においては、紙面左右方向が回転軸５の周方向であり、紙面上下方向が回転軸５の軸線Ｏ１方向である。また、回転軸５が回転する方向を図４中の矢印で示している。

図４に示すように、複数の羽根６は、それぞれ周方向に延びるように形成され、回転方向の前部および後部に、軸線Ｏ１方向で隣り合う羽根６と対向する対向部１０を備えている。そして、複数の羽根６は、対向部１０の後端にそれぞれパドル部１１を備えている。より具体的には、羽根６の回転方向の後端部１２に第一パドル部１３を備え、第一パドル部１３よりも回転方向前方の中間部１４に第二パドル部１５を備えている。第二パドル部１５は、隣り合う羽根６の第一パドル部１３の配置に対応して配される。

第一パドル部１３、および、第二パドル部１５は、軸線Ｏ１方向で隣り合う羽根６の対向部１０に向かって張り出すように形成されている。そして、第二パドル部１５は、軸線Ｏ１方向で隣り合う羽根６の第一パドル部１３に対して互いの端部同士が対向するように、同位相で配置されている。

したがって、上述した実施形態の間接加熱式乾燥装置１によれば、軸線Ｏ１方向で隣り合う羽根６同士が回転軸５の周方向で同位相となるように配される場合と比較して、流路開口９が軸線方向で同位相に配されないため、被処理物Ｐの搬送方向への移動速度を抑制することができる。また、軸線Ｏ１方向で隣り合う羽根６の各対向部１０に設けられ互いの対向部１０に向かって張り出す各パドル部１１によって、隣り合う羽根６同士の間に配される被処理物Ｐを、軸線Ｏ１方向の両側から掻きあげて回転方向に移動させることができる。そのため、軸線Ｏ１方向の片側から掻きあげる場合と比較して、被処理物Ｐを搬送方向に順次移動させることができる。その結果、トラフ容量を増加することなしに十分な乾燥度を得ることができる。また、被処理物Ｐの移動が滞って閉塞が起こることを防止できる。

さらに、パドル部１１が対向配置されるため、被処理物Ｐがパドル部１１に引っ掛からずに逃げることを更に低減することができる。
また、回転方向後端に第一パドル部１３が配された一般的な羽根６に対して、隣り合う羽根６の対向部１０に第二パドル部１５を追加配置するだけで良いため、簡単な構成で被処理物Ｐの滞留を低減できる。

なお、この発明は上述した実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
例えば、上述した実施形態では、第一パドル部１３と第二パドル部１５とを周方向で同位相となるように配する場合について説明したが、同位相に限られない。例えば、対向部１０の範囲内であれば、周方向でずれた位置に配しても良い。

また、上述した実施形態では、径方向外側から見て羽根６がくさび型に形成される場合について説明したが、厚さが一定なストレート型、回転方向に対して傾斜した傾斜型などの羽根６を用いてもよい。傾斜型の場合、第一パドル部１３と第二パドル部１５とは、隣り合う羽根６の間の空間を塞ぐ方向に突出しさえすればよく、例えば、軸線Ｏ１方向、対向部１０の側面１８に垂直な方向など、適宜の角度で設ければよい。
また、上述した実施形態においては、隣り合う各段の羽根６の位相が９０度ずつずれて配される場合を一例としているが、位相差は９０度に限られず、例えば、４５度や６０度など、適宜角度設定すればよい。また、上述した実施形態においては、回転軸５の軸線Ｏ１方向で羽根６を複数段備えるとともに、１段につき２つの羽根６を備える場合について説明したが、３つ以上の羽根６を備えていても良い。
さらに、前側の対向部１０と後側の対向部１０との各後端にパドル部１１を配する場合について説明したが、パドル部１１の配置は対向部１０の後端に限られるものではない。対向部１０の範囲内であれば、後端以外の位置に配置しても良い。

また、上述した実施形態においては、２本の回転軸５を備える場合を一例にして説明したが、回転軸５の本数は２本に限られず、３本以上であっても良い。
さらに、上述した実施形態においては、２本の回転軸５の両方で、隣り合う各段の羽根６同士で位相が異なる場合について説明したが、この構成に限られるものではない。例えば、複数の回転軸５のうち、少なくとも１本の回転軸５に対してこの発明を適用して、隣り合う各段の羽根６同士の位相を異ならせるようにしてもよい。

１間接加熱式乾燥装置
２トラフ
３ケーシング
４ジャケット
５回転軸
６羽根
７投入口
８排出口
９流路開口
１０対向部
１１パドル部
１２後端部
１３第一パドル部
１４中間部
１５第二パドル部
１６回転方向前方を向く面
１７回転方向前方を向く面
１８側面
Ｐ被処理物
Ｏ１軸線

Claims

回転軸に対して軸線方向に間隔をあけて配された複数の羽根によって被処理物を撹拌、および、搬送しながら加熱乾燥を行う間接加熱式乾燥装置であって、
前記軸線方向に隣り合う前記羽根同士は、前記軸線方向で互いに対向する対向部を有するとともに、前記回転軸の周方向で互いの位相がずれるように配され、
前記対向部には、隣り合う前記羽根の互いの対向部に向かって張り出すパドル部が設けられ、
前記パドル部は、
前記羽根の回転方向後端に配される第一パドル部と、
前記軸線方向で隣り合い前記回転軸の周方向で互いの位相がずれるように配された前記羽根が備える前記第一パドル部と前記周方向で同位相となるように回転方向の中間部に配される第二パドル部と、からなる間接加熱式乾燥装置。