JP6155127B2 - 処理対象物付着抑制方法、処理対象物付着抑制機構、及びディスク型処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、筐体内に配置されて、内部に熱媒体を有し、回転軸の軸方向に配列された複数のディスク羽根を回転させながら、筐体内に投入された一般工業製品や、フィッシュミール、産廃スラッジ、汚泥などの処理対象物の熱処理、反応、冷却処理、含有水分の減量、乾燥等の処理をおこなうディスク型処理装置において、ディスク間に処理対象物が付着することを抑制する処理対象物付着抑制方法、処理対象物付着抑制機構、及びこれを用いたディスク型処理装置に関する。

周知のように、一般工業製品や、フィッシュミール、産廃スラッジ、汚泥などの処理対象物は、内部に含有されている水分などを乾燥装置等の処理装置によって蒸発、乾燥させて、減量、再利用することが一般的に行われている。

このような処理装置による蒸発、乾燥に際しては、処理対象物に対して直接熱風を吹きあてることで乾燥させる直接式乾燥法と、温水、スチームなどの熱媒体によって容器などの接触部材を加熱し、この加熱された接触部材と処理対象物とを接触させることで熱媒体の熱を処理対象物に間接的に与え、乾燥させる間接式乾燥法がある。

このような間接式乾燥法を採用した処理装置として、両端に側壁が設けられた筒状の筐体と、この筐体に対して回転自在に挿通された回転軸とを備えるディスク型処理装置が実用化されている。

このようなディスク型処理装置は、筐体は外周にジャケットを有し、ジャケットに蒸気等の熱媒体が流通可能とされるとともに、上記回転軸とともに回転するディスク羽根が配置されて、ディスク羽根は内部に熱媒体を有する構造とされていて、ディスク羽根を加熱するとともに、筒状筐体内部に供給された処理対象物をディスク羽根で攪拌、乾燥させながら移送するようになっていて、処理対象物との接触面積を増大して処理対象物を効率よく乾燥するために、回転軸の軸方向に、複数のディスク羽根を配列して構成されている。

ディスク羽根は、例えば、中央部が膨出する皿状に形成された同一形状の２枚の羽根構成部材を、羽根構成部材の膨出する側を互いに外方に向けて接続して構成とされており、例えば、処理対象物の処理が進んで処理対象物の水分等が減少した場合や、粘性が高い処理対象物を供給した場合に、処理対象物の粘性によって、ディスク羽根に処理対象物が付着しやすくなる。

ディスク羽根の表面に処理対象物が付着すると、処理対象物に対する熱伝導が低下するので、処理対象物の処理効率が低下するという問題があった。

そこで、処理対象物がディスク羽根の表面に付着するのを抑制するために、ディスク羽根の表面に付着した処理対象物にブラシを接触させて、処理対象物を除去する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開昭５２−０２６８２２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された発明では、ディスク羽根にブラシを接触させることから、ディスク羽根に生じる摩耗を増大させて、ディスク羽根の寿命を短縮する可能性があるうえ、ディスク羽根と接触したブラシが摩耗することに起因して、コンタミが増加するという問題があり、例えば、化学製品などの処理に対しては、使用が困難であるという問題があった。

そこで、ディスク羽根を回転させて処理対象物を処理するディスク型処理装置において、コンタミが増大するのを抑制しつつ、をディスク羽根の表面に処理対象物が付着するのを抑制し、ディスク羽根から処理対象物へ熱伝導の低下を抑制することにより、処理対象物を効率的に処理することが可能な技術に対する強い要請がある。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ディスク羽根を回転させて処理対象物を処理する際に、コンタミが増大するのを抑制しつつディスク羽根の表面に処理対象物が付着するのを抑制して、ディスク羽根から処理対象物の熱伝導の低下を抑制することにより、処理対象物を効率的に処理することが可能な処理物付着抑制方法、処理物付着抑制機構、及びこれを用いたディスク型処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載の発明は、筒状に形成された筒状体と、前記筒状体の両端に形成された固定部材と、を有する筐体と、前記筐体内に配置され、軸線回りに回転される回転軸と、内部に熱媒体を有し、前記回転軸の軸方向に複数配置され前記軸線方向の長さが基端側で大きく先端側で小さく形成されたディスク羽根と、を備えたディスク型処理装置において、隣接するディスク羽根の間に配置され、前記隣接配置されたディスク羽根の表面に沿って形成され、前記筒状体に対する操業時の前記軸線方向の熱膨張と対応して前記ディスク羽根の表面との間隙が設定されたスクレーパを用いて、前記ディスク羽根の表面に付着した処理対象物を除去することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、筒状に形成された筒状体と、前記筒状体の両端に形成された固定部材と、を有する筐体と、前記筐体内に配置され、軸線回りに回転される回転軸と、内部に熱媒体を有し、前記回転軸の軸方向に複数配置され前記軸線方向の長さが基端側で大きく先端側で小さく形成されたディスク羽根と、を備えたディスク型処理装置において、前記ディスク羽根の表面に付着した処理対象物を除去する処理対象物付着抑制機構であって、隣接するディスク羽根の間に配置され、前記隣接配置されたディスク羽根の表面に沿って形成され、前記筒状体に対する操業時の前記軸線方向の熱膨張と対応して前記ディスク羽根の表面との間隙が設定されたスクレーパを備えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、ディスク型処理装置であって、請求項３又は請求項４に記載の処理対象物の処理対象物付着抑制機構を備えることを特徴とする。

この発明に係る処理対象物付着抑制方法、処理対象物付着抑制機構及びディスク型処理装置によれば、隣接するディスク羽根の間に配置され、前記隣接配置されたディスク羽根の表面に沿って形成されたスクレーパによって、ディスク羽根の表面に付着した処理対象物を除去するので、ディスク羽根の表面に、処理対象物が付着することが抑制される。
その結果、コンタミが増大するのを抑制しつつディスク羽根の表面に処理対象物が付着するのが抑制され、ディスク羽根表面における熱伝達の低下が抑制されるので、処理対象物を効率的に処理することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の処理対象物付着抑制方法であって、前記スクレーパは、前記ディスク羽根に対して、周方向における位相をずらして掻き取ることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の処理対象物の処理対象物付着抑制機構であって、前記スクレーパは、前記ディスク羽根に対して、周方向における位相をずらして配置されていることを特徴とする。

この発明に係る処理対象物の付着抑制方法、処理対象物付着抑制機構によれば、スクレーパは、前記ディスク羽根に対して周方向における位相をずらして配置されているので、隣接して形成される処理対象物の塊が、軸方向において効率的に分離され、その結果、処理対象物が効率的に脱落される。

この発明に係る処理対象物の付着抑制方法、処理対象物付着抑制機構及びディスク型処理装置によれば、隣接するディスク羽根の間に配置され、前記隣接配置されたディスク羽根の表面に沿って形成されたスクレーパによって、ディスク羽根の表面に付着した処理対象物を除去するので、ディスク羽根の表面に、処理対象物が付着することが抑制される。
その結果、ディスク羽根表面における熱伝達の低下が抑制されて、処理対象物を効率的に処理することができる。

本発明の一実施形態に係るディスク型乾燥装置の概略構成を説明する正面から見た縦断面図である。 本発明の一実施形態に係るディスク型乾燥装置の処理物付着抑制機構の概略構成を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るディスク型乾燥装置のディスク羽根の概略構成を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る処理物付着抑制機構のスクレーパの概略構成を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る処理物付着抑制機構のスクレーパの要部構成を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る処理物付着抑制機構の概略構成を説明する側面図である。

以下、図１から図６を参照し、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るディスク型乾燥装置（ディスク型処理装置）の概略構成を示す図であり、符号１は、ディスク型乾燥装置を示している。

ディスク型乾燥装置１は、図１に示すように、間接式乾燥法を採用した乾燥装置の一態様であって、例えば、筐体２と、筐体２に回転自在に挿通された回転軸３と、処理対象物付着抑制機構４とを備えている。

筐体２は、筒状に形成された筒状体２１と、筒状体２１の一端側に形成された側壁部材（固定部材）２２と、他端側に形成された側壁部材（固定部材）２３とを備え、筐体２の周囲にはジャケットが形成されていて、このジャケットには、熱媒体として、例えば、熱媒油、蒸気、温水、冷媒等が流通可能とされていて、処理対象物を加熱し、又は冷却可能とされている。

また、筐体２の側壁部材２２側の上部には、被乾燥物（処理対象物）Ｗ１を供給するための処理対象物導入部２Ａが形成されており、側壁部材２３側の側面部には、筐体２内を移送され、乾燥された乾燥物（処理物）Ｗ２を外部に排出するための処理物排出部２Ｂが形成されている。

処理対象物導入部２Ａは、側壁部材２２よりもわずかに、側壁部材２３側に形成されており、処理物排出部２Ｂは側壁部材２３よりもわずかに、側壁部材２２側に形成されている。
そして、処理対象物導入部２Ａから供給された被乾燥物Ｗ１は、処理物排出部２Ｂに向かって、筐体２内を軸線（軸）Ｏ方向に移送されながら攪拌されて、乾燥、冷却などの処理がされるようになっている。

また、ディスク型乾燥装置１では、被乾燥物Ｗ１を加熱することで発生する水蒸気を排気するためのキャリアガスとして空気が用いられており、筐体２の下流側の上部には、筐体２内に空気を導入するための空気導入口２Ｃが配置され、筐体２の上流側の上部には筐体２内で、被乾燥物Ｗ１を加熱することにより発生した水蒸気を排出するための排気口２Ｄが配置されている。

ここで、ディスク型乾燥装置１において、上流側とは、筐体２の処理物導入部２Ａが配置されている側をいい、下流側とは、筐体２の処理物排出部２Ｂが配置されている側をいう。

また、筐体２の周囲にはジャケット２４が設けられており、筐体２の上流側の側壁に形成された熱媒体供給口２４Ａから供給された熱媒体がジャケット２４内を流通して筐体２の下流側の下方に形成された熱媒体排出口２４Ｂから排出されることで、筐体２の内壁を通じて、処理対象物を加熱するようになっている。

回転軸３は、回転軸本体３１と、筒状体２１の軸線Ｏ方向に配置される複数のディスク羽根３５とを備えており、回転軸３は、側壁部材２２、２３に形成された貫通孔に挿入されていて、筐体２に対して回転自在とされている。

また、回転軸３は、側壁部材２２の外部に形成された回転動力伝達機構（例えば、スプロケット＆チェーン）を介して、図示しない動力源に連結されていて、動力源が駆動することにより、矢印Ａ方向に回転するようになっている。

回転軸本体３１は、内部が中空の円筒形状に形成されており、側壁部材２３の側の端部には、回転軸本体３１内に、熱媒体として、例えば、蒸気Ｓを導入するための蒸気導入口３２が形成されている。
また、側壁部材２２の側には、回転軸本体３１内に導入された蒸気Ｓを、ドレンＤとして排出するための蒸気排出口３３が形成されている。

複数のディスク羽根３５は、回転軸本体３１内に導入された蒸気Ｓが、大きな面積で被乾燥物Ｗ１と接触するためのものであり、回転軸本体３１の軸線Ｏ方向に、等間隔で回転軸本体３１の外周に配置されている。

ディスク羽根３５は、図２から図４に示すように、軸線Ｏ方向に膨出する皿状の板部材を、膨出する側の面が互いに外側に位置するように連結することで、内部が中空とされた円盤形状とされていて、回転軸本体３１内を流通する蒸気Ｓがディスク羽根３５の内部に流通されるように形成されている。

また、ディスク羽根３５の外周部には、図２、図３に示すように、例えば、撹拌羽根３６が配置されていて、撹拌羽根３６は、例えば、軸線Ｏの周方向に９０°間隔で配置されていて、回転軸３が回転することにより、被乾燥物Ｗ１を、筐体２内で軸線Ｏ方向に移送するようになっている。

また、この実施形態では、例えば、隣接するディスク羽根３５に形成される撹拌羽根３６は、位相が、軸線Ｏに対して互いに４５°ずれた位置に配置されている。
なお、撹拌羽根３６の数、位置、軸線Ｏに対する位相等は、必要に応じて、任意に設定することができる。

ディスク羽根３５は、図３に示す矢印Ｂ方向に回転され、ディスク羽根３５が、回転されることにより、被乾燥物Ｗ１が撹拌されて、含まれる水分が減少するとともに、撹拌羽根３６により移送される。

処理対象物付着抑制機構４は、図２に示すように、隣接するディスク羽根３５の間に配置されていて、各ディスク羽根３５の表面に沿って形成され、ディスク羽根３５の表面と間隙が形成される複数のスクレーパ４１を備えている。

スクレーパ４１は、図３、図４、図５に示すように、スクレーパ部材４２と、スクレーパ部材４５とを備えており、スクレーパ部材４２と、スクレーパ部材４５とは、隣接するディスク羽根３５により軸線Ｏ方向に形成される複数の移送空間Ｕに対して、交互に配置されるようになっている。

また、スクレーパ部材４２は、支持部材４３と、掻取板４４とを備えており、掻取板４４の掻取面４４Ａは、回転軸３の軸線Ｏ方向から見た場合に、軸線Ｏの鉛直上方に回転方向後方側に向かって形成されている。

また、スクレーパ部材４５は、支持部材４６と、掻取板４７とを備えており、掻取板４７の掻取面４７Ａは、例えば、軸線Ｏ方向から見て鉛直方向に対して回転軸３の回転方向前方側に２５°傾斜して配置され、掻取面４４Ａとは位相をずらして形成されている。

また、スクレーパ部材４２、４５の掻取板４４、４７は、図６に示すように、ディスク羽根３５の表面及び底面に対して、例えば、所定の間隙Ｊ１、Ｊ２、Ｈをあけて形成されており、ディスク羽根３５の径方向における被乾燥物Ｗ１の付着、撹拌羽根３６との干渉を考慮して、径方向における長さＬが設定されている。ここで、間隙Ｊ１は、回転軸３が熱膨張した場合に、ディスク羽根３５が、近づく側に位置している。すなわち、回転軸３は、側壁部材２２側が、熱膨張における基準となっている。

一実施形態に係るディスク型乾燥装置１によれば、隣接するディスク羽根３５の間に形成される移送空間Ｕにディスク羽根３５の表面に沿って形成されたスクレーパ４１が配置されているので、ディスク羽根３５の表面に付着した被乾燥物Ｗ１を効率的に除去することができる。

その結果、コンタミが増大するのを抑制しつつディスク羽根３５の表面に処理対象物が付着するのが抑制され、ディスク羽根３５の表面における熱伝達の低下が抑制されるので、処理対象物を効率的に処理することができる。

また、ディスク型乾燥装置１によれば、スクレーパ４１が、ディスク羽根３５に対して周方向における位相をずらして配置されているので、隣接して形成される処理対象物の塊が、軸線Ｏ方向において効率的に分離され、その結果、被乾燥物Ｗ１を効率的に脱落させることができる。

なお、上記の実施形態において記載した技術的事項については、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施の形態においては、隣接配置されるディスク羽根３５間に形成されるすべての移送空間Ｕに、スクレーパ４１が配置される場合について説明したが、例えば、被乾燥物Ｗ１が付着する領域の移送空間Ｕのみにスクレーパ４１を配置してもよいし、任意の移送空間Ｕのみに配置してもよい。

また、上記実施の形態においては、スクレーパ４１が、スクレーパ部材４２と、スクレーパ部材４５とを備える場合について説明したが、例えば、スクレーパ４１が、一種類のスクレーパ部材から構成され、または３種類以上の複数のスクレーパ部材により構成されてもよいし、位相の角度、軸方向における位置、交互に配置するかどうかについては、任意に設定することができ、すべてのスクレーパ部材を同位相に配置してもよい。

また、上記実施の形態においては、スクレーパ部材４２、４５とディスク羽根３５の間隙Ｊ１、Ｊ２を、異なる数値で設定する場合について説明したが、例えば、操業中における回転軸３の軸線Ｏ方向における筐体２に対する熱膨張を考慮して、任意に設定することができる。

また、上記実施の形態においては、ディスク型処理装置が、ディスク型乾燥装置１である場合について説明したが、ディスク型乾燥装置以外に適用してもよい。

本発明に係る処理対象物の付着抑制方法、処理対象物付着抑制機構及びディスク型処理装置によれば、ディスク羽根への処理対象物の付着が抑制されて、ディスク型処理装置の熱効率の低下が抑制されるので、産業上利用可能である。

Ｗ１ 被乾燥物（処理対象物）
Ｗ２ 乾燥物（処理対象物）
１ ディスク型乾燥装置（ディスク型処理装置）
２ 筐体
３ 回転軸
３５ ディスク羽根
４ 処理対象物付着抑制機構
４１ スクレーパ
４２、４５ スクレーパ部材

Claims (5)

1. 筒状に形成された筒状体と、前記筒状体の両端に形成された固定部材と、を有する筐体と、
   前記筐体内に配置され、軸線回りに回転される回転軸と、
   内部に熱媒体を有し、前記回転軸の軸方向に複数配置され前記軸線方向の長さが基端側で大きく先端側で小さく形成されたディスク羽根と、を備えたディスク型処理装置において、
   隣接するディスク羽根の間に配置され、前記隣接配置されたディスク羽根の表面に沿って形成され、前記筒状体に対する操業時の前記軸線方向の熱膨張と対応して前記ディスク羽根の表面との間隙が設定されたスクレーパを用いて、前記ディスク羽根の表面に付着した処理対象物を除去することを特徴とする処理対象物付着抑制方法。
2. 請求項１に記載の処理対象物付着抑制方法であって、
   前記スクレーパは、
   前記ディスク羽根に対して、周方向における位相をずらして掻き取ることを特徴とする処理対象物付着抑制方法。
3. 筒状に形成された筒状体と、前記筒状体の両端に形成された固定部材と、を有する筐体と、
   前記筐体内に配置され、軸線回りに回転される回転軸と、
   内部に熱媒体を有し、前記回転軸の軸方向に複数配置され前記軸線方向の長さが基端側で大きく先端側で小さく形成されたディスク羽根と、を備えたディスク型処理装置において、前記ディスク羽根の表面に付着した処理対象物を除去する処理対象物付着抑制機構であって、
   隣接するディスク羽根の間に配置され、前記隣接配置されたディスク羽根の表面に沿って形成され、前記筒状体に対する操業時の前記軸線方向の熱膨張と対応して前記ディスク羽根の表面との間隙が設定されたスクレーパを備えることを特徴とする処理対象物付着抑制機構。
4. 請求項３に記載の処理対象物付着抑制機構であって、
   前記スクレーパは、
   前記ディスク羽根に対して、周方向における位相をずらして配置されていることを特徴とする処理対象物付着抑制機構。
5. 請求項３又は請求項４に記載の処理対象物付着抑制機構を備えることを特徴とするディスク型処理装置。

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