JP6576586B1 - 乾燥装置、及び乾燥システム - Google Patents

Abstract

【課題】乾燥能力を向上させることができるとともに、バタフライプレートの反転に起因するバタフライプレートの損傷を未然に防ぐことができる乾燥装置を提供する。【解決手段】無端ベルト体５３の上部領域におけるバタフライプレート６３上に載置されている木質チップＭを、無端ベルト体５３の下部領域におけるバタフライプレート６３上へと落下させる上側被乾燥物落下手段９１と、無端ベルト体５３の下部領域におけるバタフライプレート６３上に載置されている木質チップＭを、無端ベルト体５３の下部領域の下方へと落下させる下側被乾燥物落下手段９２と、第一ホイール５１、及び第二ホイール５２の外周に沿うようにバタフライプレート６３を案内するガイド手段１００Ａ，１００Ｂとを備える乾燥装置４。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、木質チップ等のバイオマス燃料を搬送しながら乾燥用空気により乾燥する乾燥装置、及び乾燥システムに関する。

近年、重油等の化石燃料に代わる燃料として、植物等の有機物に由来するバイオマス燃料が注目されている。バイオマス燃料は、その生長過程で大気中のＣＯ_２を取り込んだ有機物であることから、これを燃焼させても大気中のＣＯ_２を増加させない「カーボンニュートラル」という特質を有している。

バイオマス燃料が例えば木質チップである場合、木質チップの有効熱量は、木質チップに含まれる水分に応じて増減する。通常、伐採直後の木質資源を木質チップに成形した場合、木質チップの水分率は５０％前後であり、有効熱量となる低位発熱量は８０００ｋＪ／ｋｇ程度である。これは木質資源が絶対量として有する高位発熱量約２００００ｋＪ／ｋｇに対して半分以下の熱量であり、木質チップのバイオマス燃料としての有効性と価値を大きく上げるためには、木質チップの水分率を低減して、木質チップを改質することが重要である。このような木質チップの改質は、燃料としての品質向上、すなわち単位質量当たりの熱量の増加となり、木質チップを燃料として消費する燃焼施設におけるボイラやポンプ、送風機等の付属設備の負担を軽減することになり、設備コストの低減や、長寿命化に貢献することになる。

また、木質チップの水分量は、燃焼設備の炉内燃焼状況（温度や圧力）に影響を及ぼし、木質チップの水分量が高い水準で推移した場合、燃焼設備の安定運転を阻害することになる。日常環境下での木質チップは、５０％程度の水分率のため、燃焼設備において安定的に燃焼させるためには、燃料として使用する前に乾燥処理を行い、水分率を低減する必要がある。

従来、木質チップの乾燥処理として、発電タービンに供給される蒸気の一部を抽出し、抽出した蒸気を用いて木質チップを乾燥させるという方法や、ＦＩＴ（固定価格買取制度）発電において、電力単価評価が低い建築廃材等を燃料として用い、別途設けられたボイラで蒸気を生成し、生成した蒸気を用いて木質チップを乾燥させるという方法がある。

また、斜め下向きに傾斜が付されたロータリキルンの回転ドラムの内部に木質チップを投入するとともに、例えば、燃料である木質チップの燃焼熱を回転ドラムに対し供給して、投入された木質チップを回転ドラムの回転動作によって撹拌しながら回転ドラムの傾斜に沿って下流側へと送ることにより木質チップを乾燥させる木質チップの乾燥処理方法もある。

さらに、木質チップ等のバイオマス燃料を乾燥するのに適用し得る乾燥機が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

実開平３−７４２４９号公報

特許文献１には、被乾燥物を乾燥させるための乾燥室を形成するケーシングと、ケーシング内で上下に段状に配されて被乾燥物を順次に下段側へと送る複数のベルトコンベヤとを備える乾燥装置が開示されている。

特許文献１に係る乾燥装置において、ケーシング内に配される各ベルトコンベヤは、水平方向に所定の軸間距離を有して配される一側のスプロケット、及び他側のスプロケットに巻き掛け装着されるコンベヤベルトを備えている。

コンベヤベルトは、複数枚の板材の両端を無端チェーンに回動自在に連結して構成されている。板材は、搬送方向側端部を支点として重力作用により回動可能とされている。板材の搬送方向反対側端部の両側には、円筒部材が突出され、これら円筒部材を支えつつ案内する上側ガイド、及び下側ガイドが、コンベヤベルトの上部領域の下側、及び下部領域の下側にそれぞれ配設されている。上側ガイドは、一側の第一スプロケットの近傍位置から他側のスプロケットに向かって延び、途中で途切れるような形状に形成されている。下側ガイドは、他側のスプロケットの近傍位置から一側のスプロケットに向かって延び、途中で途切れるような形状に形成されている。

上下のガイドが配設されている領域では、板材の搬送方向反対側端部の両側から突出された円筒部材が上下のガイド上を摺動するため、板材が水平の姿勢に保たれる。上下のガイドが途切れた領域では、板材の搬送方向反対側端部の両側から突出された円筒部材が上下のガイドによって支持されないため、板材は自重で９０度回動して、板材上に載置されている被乾燥物が落下されることになる。

特許文献１に係る乾燥装置において、上下のガイドが途切れた領域では、板材の搬送方向側端部が上側に搬送方向反対側端部が下側に位置するような垂下状態の姿勢で板材が移動している。このため、板材の搬送方向側端部と搬送方向反対側端部との間の長さ寸法が比較的長い場合には、板材の下端部（搬送方向反対側端部）が第一スプロケット、又は第二スプロケットの軸に衝突して、スプロケット軸、及び板材が共に損傷する虞がある。また、コンベヤベルトが第一スプロケット、又は第二スプロケットに巻き掛かっている領域を板材が移動するときには、板材の下端部がスプロケット軸に当接した状態で板材の上端部がスプロケットの外周に沿うように下降するため、板材における搬送方向側端部と搬送方向反対側端部とが上下逆転し、搬送方向反対側端部が思案点を越えると、板材が重力作用により一気にスプロケットの外側に向けて回動されて反転してしまい、隣の板材に衝突して隣り合う板材同士が共に損傷する虞がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、乾燥能力を向上させることができるとともに、バタフライプレートの反転に起因するバタフライプレートの損傷を未然に防ぐことができる乾燥装置、及び乾燥システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明に係る乾燥装置の特徴構成は、
被乾燥物を乾燥させるための乾燥室を形成するケーシングと、前記ケーシング内で上下に段状に配されて被乾燥物を順次に下段側へと送る複数のベルトコンベヤとを備える乾燥装置であって、
前記ベルトコンベヤは、
水平方向に所定の軸間距離を有して配される第一ホイール、及び第二ホイールと、
搬送方向側端部を支点として重力作用により回動可能で被乾燥物が載置されるバタフライプレートを複数個無端状に連結して構成され、前記第一ホイール、及び前記第二ホイールに巻き掛け装着されて周回する無端ベルト体と、
前記無端ベルト体の上部領域における前記バタフライプレートを所定の落下位置で重力作用により回動させて、前記バタフライプレート上に載置されている被乾燥物を、前記無端ベルト体の下部領域における前記バタフライプレート上へと落下させる上側被乾燥物落下手段と、
前記無端ベルト体の下部領域における前記バタフライプレートを所定の落下位置で重力作用により回動させて、前記バタフライプレート上に載置されている被乾燥物を、前記無端ベルト体の下部領域の下方へと落下させる下側被乾燥物落下手段と、
前記無端ベルト体が前記第一ホイール、及び／又は前記第二ホイールに巻き掛かっている領域を前記バタフライプレートが移動する際に、前記第一ホイール、及び／又は前記第二ホイールの外周に沿うように前記バタフライプレートを案内するガイド手段と、
を備えることにある。

本構成の乾燥装置によれば、ケーシング内で上下に段状に配設される複数のベルトコンベヤのそれぞれにおいて、無端ベルト体における上部領域のバタフライプレートと下部領域のバタフライプレートとによって被乾燥物が搬送されるので、乾燥処理量の減少や、設備の大型化を招くことなく、乾燥室内での被乾燥物の滞留時間を長くすることができ、乾燥能力を向上させることができる。なお、被乾燥物が搬送中に落下を繰り返し撹拌される回数も増えるため、被乾燥物の乾燥がより促進されるとともに、被乾燥物に含まれる水分を一定値以下にできるという効果がある。
また、本構成の乾燥装置によれば、無端ベルト体が第一ホイール、及び／又は第二ホイールに巻き掛かっている領域をバタフライプレートが移動する際に、第一ホイール、及び／又は第二ホイールの外周に沿うようにバタフライプレートを案内するガイド手段が設けられているので、第一ホイール、及び／又は第二ホイールの軸にバタフライプレートが衝突するのを確実に防ぐことができるとともに、バタフライプレートが重力作用により第一ホイール、及び／又は第二ホイールの外側に向けて一気に回動して隣のバタフライプレートに衝突するのを確実に防ぐことができ、バタフライプレートの反転に起因するバタフライプレートの損傷を未然に防ぐことができる。さらに、ガイド手段によるバタフライプレートの案内によって無端ベルト体が安定した動きになり、よりスムーズな搬送動作を実現することができる。

本発明に係る乾燥装置において、
前記ガイド手段は、前記バタフライプレートにおける前記無端ベルト体の内周側の部位に当接する内側ガイド部材と、前記バタフライプレートにおける前記無端ベルト体の外周側の部位に当接する外側ガイド部材とにより構成されることが好ましい。

本構成の乾燥装置によれば、バタフライプレートにおける無端ベルト体の内周側の部位に当接する内側ガイド部材によって無端ベルト体の内周側へのバタフライプレートの回動が規制され、バタフライプレートにおける無端ベルト体の外周側の部位に当接する外側ガイド部材によって無端ベルト体の外周側へのバタフライプレートの回動が規制されるので、第一ホイール、及び／又は第二ホイールの外周に沿うようにバタフライプレートを確実に案内することができる。

本発明に係る乾燥装置において、
前記内側ガイド部材は、前記第一ホイール、及び／又は前記第二ホイールの回転軸線と同軸で前記第一ホイール、及び／又は前記第二ホイールに取り付けられる円筒状部材により構成され、
前記外側ガイド部材は、前記ケーシングに取り付けられる湾曲板状部材により構成されることが好ましい。

本構成の乾燥装置によれば、第一ホイール、及び／又は第二ホイールの回転軸線と同軸で第一ホイール、及び／又は第二ホイールに取り付けられる円筒状部材によって内側ガイド部材が構成され、ケーシングに取り付けられる湾曲板状部材によって外側ガイド部材が構成されるので、第一ホイール、及び／又は第二ホイールの外周に沿うようにバタフライプレートを案内する機能を簡易な構成で実現することができる。

次に、上記課題を解決するための本発明に係る乾燥システムの特徴構成は、
上記に記載の乾燥装置を用いて被乾燥物を乾燥させる乾燥システムであって、
排熱を吸収した熱媒体と大気から吸引した空気との間での熱交換により前記乾燥室に導入される乾燥用空気を生成する熱交換器を備えることにある。

本構成の乾燥システムによれば、例えば、バイオマス発電設備におけるボイラ等から排出される排ガスが持つ排熱を利用し、この排熱を吸収した熱媒体と大気から吸引した空気との間での熱交換により加温されて生成された乾燥用空気を用いて乾燥装置により被乾燥物が乾燥されるので、発電タービンに供給される蒸気の一部を用いて木質チップ（被乾燥物）を乾燥したり、建築廃材等を燃料として別途設けたボイラにより発生させた蒸気を用いて木質チップ（被乾燥物）を乾燥したりするといった従来の乾燥システムと比べて、発電量を低下させたり、別途燃料を消費したりすることなく、被乾燥物を乾燥することができ、従来の乾燥システムと比べてランニングコストを低く抑えることができる。また、大気から生成した乾燥用空気を用いるとともに、乾燥室内での被乾燥物の滞留時間が長く乾燥能力が高められた乾燥装置を用いて被乾燥物を乾燥するようにされているので、水分率が高い被乾燥物でも効果的に乾燥することができる。

本発明に係る乾燥システムにおいて、
規定の大きさの被乾燥物を選別し、選別した被乾燥物を前記乾燥装置へと定量供給する被乾燥物供給装置を備えることが好ましい。

本構成の乾燥システムによれば、被乾燥物供給装置によって規定の大きさの被乾燥物が乾燥装置へと定量供給されるので、乾燥装置によって乾燥処理が施された被乾燥物の水分率のバラツキを抑えることができ、品質が安定した被乾燥物を得ることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る乾燥システムの全体概略構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る乾燥装置の縦断面図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る乾燥装置を構成するベルトコンベヤを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 図４は、図３（ａ）のＡ部を一部破断して示す拡大図である。 図５は、図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 図６は、図３（ｂ）のＣ−Ｃ線要部断面図である。 図７は、図５の要部拡大図で、（ａ）はＤ部拡大図、（ｂ）はＥ部拡大図である。 図８は、図５の要部拡大図で、（ａ）はＦ部拡大図、（ｂ）はＧ部拡大図である。

以下、本発明について、図１〜図８を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態及び実施例では、乾燥対象としてバイオマス燃料、特に、木質チップを例に挙げて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面、実施例に記載される構成に限定されることは意図しない。

図１には、本発明の一実施形態に係る乾燥システムの全体概略構成を示すブロック図が示されている。

＜全体構成＞
図１に示される乾燥システム１は、排熱から熱エネルギを回収し乾き度の高い乾燥用空気を生成する排熱エネルギ回収装置２と、規定の範囲のサイズの木質チップを選別し定量供給する木質チップ供給装置３と、排熱エネルギ回収装置２で生成した乾燥用空気を用いて、木質チップ供給装置３から定量供給される木質チップを乾燥する乾燥装置４とを備えて構成されている。

排熱エネルギ回収装置２の上流側には、燃焼ボイラ設備５が設けられている。燃焼ボイラ設備５は、木質チップを燃焼するように構成された燃焼炉１１と、燃焼炉１１の下流側に設けられるボイラ１２と、ボイラ１２の下流側に設けられるエコノマイザ１３と、エコノマイザ１３の下流側に設けられるマルチサイクロン１４と、マルチサイクロン１４の下流側に設けられるバグフィルタ１５と、バグフィルタ１５の下流側に設けられる誘引通風機１６及び煙突１７とを備え、燃焼炉１１で燃焼されるに伴い発生した排ガスが、誘引通風機１６の作動により、燃焼炉１１からボイラ１２及びエコノマイザ１３へと順に送られて熱回収され、熱回収された排ガスに含まれるダスト等がマルチサイクロン１４及びバグフィルタ１５で取り除かれ、ダスト等が取り除かれた排ガスが後述する熱交換器２１を経て煙突１７を介して排出される。なお、燃焼ボイラ設備５は、ボイラ１２に接続されたタービン（図示省略）を用いて発電機を駆動して発電するように構成されていてもよい。

＜排熱エネルギ回収装置＞
排熱エネルギ回収装置２は、バグフィルタ１５と誘引通風機１６との間の排ガス流れ管路の途中に配設される熱交換器２１を備えている。この排熱エネルギ回収装置２においては、誘引通風機１６の作動によって除塵後の排ガスが熱交換器２１に送り込まれるとともに、送風機２２によって大気から吸引した空気が熱交換器２１に送り込まれるように構成されており、排熱を吸収した熱媒体である排ガスと、大気から吸引した空気との間において熱交換器２１により熱交換が行われて乾燥用空気が生成されるようになっている。生成された乾燥用空気は、乾燥装置４における後述するケーシング４１内に導入される。また、熱交換器２１において熱交換に供された後の排ガスは、誘引通風機１６の作動によって煙突１７を介して排出される。

＜木質チップ供給装置＞
木質チップ供給装置３は、主として、木質チップ原料貯留部３１と、振動スクリーン３２と、木質チップの搬送高さを揃える木質チップ均し機構３３ａがコンベヤ３３ｂに付設されてなる定量調整機３３とを備えて構成されている。この木質チップ供給装置３においては、木質チップ原料貯留部３１に貯留されている規定サイズよりも大きいサイズの木質チップや小さいサイズの木質チップを含む木質チップ原料を、供給コンベヤ３４、スクリューコンベヤ３５及び連絡コンベヤ３６を介して振動スクリーン３２に送り込み、振動スクリーン３２によって篩い分けられた規定の範囲のサイズの木質チップを、フライトコンベヤ３７を介して定量調整機３３に送り、定量調整機３３によって規定の範囲のサイズの木質チップを一定量ずつ乾燥装置４における後述するケーシング４１内へと供給することができるようになっている。こうして、規定の大きさの木質チップが乾燥装置４へと定量供給されるので、乾燥装置４によって乾燥処理が施された木質チップの水分率のバラツキを抑えることができ、品質が安定した木質チップを得ることができる。

＜乾燥装置＞
乾燥装置４は、主として、乾燥室を形成する外観視直方体形状のケーシング４１と、ケーシング４１内で上下に段状に配設される複数（本例では４基）のベルトコンベヤ４２とを備えて構成されている。

＜ケーシング＞
ケーシング４１の一側面部には、乾燥用空気を導入するための所要の乾燥用空気導入口４３が設けられ、排熱エネルギ回収装置２によって生成された乾燥用空気が、乾燥用空気導入口４３を通してケーシング４１の内部に送り込まれるようになっている。ケーシング４１の上部には、乾燥用空気を排出するための複数の乾燥用空気排出口４４が設けられ、乾燥用空気導入口４３を通してケーシング４１の内部に送り込まれた乾燥用空気が、木質チップの乾燥のために使用された後に、乾燥用空気排出口４４を通してケーシング４１の外部に排出されるようになっている。なお、乾燥用空気排出口４４を通してケーシング４１の外部に排出された乾燥用空気は、誘引通風機４５の作動より、集塵装置４６に導入されて除塵された後に排気される。さらに、ケーシング４１の上部には、定量調整機３３によって一定量ずつ送り出される規定の範囲のサイズの木質チップが投入される木質チップ投入口４７が設けられている。ここで、複数の乾燥用空気排出口４４及び木質チップ投入口４７は、ケーシング４１の上部の一端縁から他端縁に向かう方向に順に一列に並ぶように配置されている。

乾燥装置４においては、木質チップ投入口４７を通してケーシング４１内に投入された木質チップを、ケーシング４１内に配設された４基のベルトコンベヤ４２により順次に下段側へと落下するように蛇形（Ｓ字形）に搬送しながら、乾燥用空気導入口４３を通してケーシング４１内に導入された乾燥用空気を用いて乾燥するようにされている。このようにして乾燥された木質チップは、最下段のベルトコンベヤ４２の下方に配設される所要の排出コンベヤ４８，４９により、予め定められた製品置場へと搬送される。

図２には、本発明の一実施形態に係る乾燥装置の縦断面図が示されている。また、図３には、本発明の一実施形態に係る乾燥装置を構成するベルトコンベヤを示す図で、平面図（ａ）、及び正面図（ｂ）がそれぞれ示されている。

＜ベルトコンベヤ＞
図２に示されるように、ケーシング４１内で上下に段状に配設される４基のベルトコンベヤ４２は、基本的に同一構造である。各ベルトコンベヤ４２は、主として、一対の第一ホイール５１（片側のみ図示）、一対の第二ホイール５２（片側のみ図示）、及び無端ベルト体５３を備えて構成されている。

＜第一ホイール＞
一対の第一ホイール５１は、何れも外周部にローラチェーンを掛けることが可能な歯を有するスプロケットホイールであって、ケーシング４１の長さ方向の一側においてケーシング４１の幅方向に所定間隔を有して対向配置され、互いの回転中心部同士が第一シャフト５５によって連結されている。第一シャフト５５は、ケーシング４１を構成する幅方向の両側壁部に軸受部材（図示省略）を介して回転自在に支持されている。第一シャフト５５には、電動モータ（図示省略）からの回転動力が動力伝達機構（図示省略）を介して伝達されるようになっており、電動モータの作動によって第一ホイール５１が回転駆動される。

＜第二ホイール＞
一対の第二ホイール５２は、何れも第一ホイール５１と同様に外周部にローラチェーンを掛けることが可能な歯を有するスプロケットホイールであって、ケーシング４１の長さ方向の他側においてケーシング４１の幅方向に所定間隔を有して対向配置され、互いの回転中心部同士が第二シャフト５６によって連結されている。第二シャフト５６は、ケーシング４１を構成する幅方向の両側壁部に軸受部材（軸受部材）を介して回転自在に支持されている。

第一ホイール５１と第二ホイール５２とにおいては、水平方向における軸間距離が所定値に設定される一方で、鉛直方向の軸間距離が０に設定されており、ベルトコンベヤ４２の全体が水平状態で配置されている。なお、第一ホイール５１と第二ホイール５２との鉛直方向の軸間距離を０よりも大きい所定値に設定して、ベルトコンベヤ４２を傾斜配置する態様もある。

＜無端ベルト体＞
図３（ａ）に示されるように、無端ベルト体５３は、主として、第一無端ローラチェーン６１、第二無端ローラチェーン６２及び複数のバタフライプレート６３により構成されている。

［無端ローラチェーン］
第一無端ローラチェーン６１は、一対の第一ホイール５１のうちの一方の第一ホイール５１と、一対の第二ホイール５２のうちの一方の第二ホイール５２とに巻き掛け装着されるものであり、第二無端ローラチェーン６２は、他方の第一ホイール５１と他方の第二ホイール５２とに巻き掛け装着されるものである。

第一無端ローラチェーン６１と第二無端ローラチェーン６２とは基本的に同一構造のものであり、何れの無端ローラチェーン６１，６２も、複数の内リンク部材６５と複数の外リンク部材６６とを交互に回動自在に連結し無端環状に形成してなるものであり、内リンク部材６５と外リンク部材６６との連結部に回転自在に装着された大径ローラ６７がホイール５１，５２の歯に噛み合うように構成されている。大径ローラ６７は、ホイール５１，５２の歯の形状に倣って回転することで動力を伝達しつつホイール５１，５２の歯との接触摩擦を軽減するとともに、後述する上側チェーンレールガイド６８及び下側チェーンレールガイド６９上で転動しながら、内リンク部材６５及び外リンク部材６６がそれらチェーンレールガイド６８，６９に接触しないように支持してチェーンレールガイド６８，６９に沿って無端ローラチェーン６１，６２をスムーズに移動させる役目をする。

図３（ｂ）に示されるように、第一ホイール５１と第二ホイール５２との間には、上側チェーンレールガイド６８及び下側チェーンレールガイド６９がそれぞれ配設されている。上側チェーンレールガイド６８は、無端ローラチェーン６１，６２における第一ホイール５１及び第二ホイール５２に対し上側領域部分を支え、下側チェーンレールガイド６９は、無端ローラチェーン６１，６２における第一ホイール５１及び第二ホイール５２に対し下側領域部分を支える役目をする。各チェーンレールガイド６８，６９は、第一ホイール５１と第二ホイール５２との間で無端ローラチェーン６１，６２の進む方向を定め、無端ローラチェーン６１，６２の移動を案内する。

［バタフライプレート］
図３（ａ）に示されるように、第一無端ローラチェーン６１と第二無端ローラチェーン６２との間には、複数のバタフライプレート６３が、無端ローラチェーン６１，６２の全周に亘って周方向に一列に並ぶように配設され、無端ローラチェーン６１，６２を介して複数のバタフライプレート６３が無端状に連結されることで無端ベルト体５３が構成されている。

図４には、図３（ａ）のＡ部を一部破断して示す拡大図が、図５には、図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図が、図６には、図３（ｂ）のＣ−Ｃ線要部断面図が、それぞれ示されている。

図４に示されるように、バタフライプレート６３は、無端ローラチェーン６１，６２の周方向に所定間隔を有して配設される第一横棒７１及び第二横棒７２を備えている。第一横棒７１及び第二横棒７２における端部同士、及び一端と他端との間の部分は、当該横棒７１，７２の長手方向に等間隔で配設される複数（本例では５枚）の連結板７３によって連結されている。第一横棒７１、第二横棒７２及び対向する一対の連結板７３の間には、乾燥対象である木質チップを載置することができる所定開口率のパンチングメタル（多孔板）７４が組み込まれている。

第一横棒７１及び第二横棒７２のうち、ベルトコンベヤ４２の搬送方向側に配設される第一横棒７１の一端部は、軸受部材７５を介して第一無端ローラチェーン６１における内リンク部材６５に回動自在に支持され、第一横棒７１の他端部は、軸受部材７５を介して第二無端ローラチェーン６２における内リンク部材６５に回動自在に支持されている。一方、第二横棒７２は、第一無端ローラチェーン６１及び第二無端ローラチェーン６２に直接的に支持されておらず、無端ローラチェーン６１，６２に対し自由に動くことができるようにされている。これにより、バタフライプレート６３は、第一横棒７１を支点として上下方向に回動自在となっている。

図５に示されるように、第一ホイール５１及び第二ホイール５２に対し上側に位置する複数のバタフライプレート６３の下方には、これらバタフライプレート６３に木質チップが載置されている状態を保ちつつ搬送方向に移動するようにそれらバタフライプレート６３を案内し、且つ下側から支えるレール部材８１，８２が配設されている。また、第一ホイール５１及び第二ホイール５２に対し下側に位置する複数のバタフライプレート６３の下方には、これらバタフライプレート６３に木質チップが載置されている状態を保ちつつ搬送方向に移動するようにそれらバタフライプレート６３を案内し、且つ下側から支えるレール部材８３，８４が配設されている。

レール部材８１は、第一横棒７１及び第二横棒７２のそれぞれの一端部と他端部との間の部分に配設される３枚の連結板７３にそれぞれ対応するように配置されている（レール部材８２，８３，８４についても同様）。

図６に示されるように、レール部材８１は、ケーシング４１の長さ方向に適宜間隔をあけてケーシング４１の幅方向の両側壁部の適所に架設される複数のビーム部材８５上に敷設されている（レール部材８２，８３，８４についても同様）。なお、バタフライプレート６３は、搬送方向への移動の際に、連結板７３がレール部材８１〜８４上で摺動することにより、木質チップを載置している状態を保ちつつ搬送方向への移動が案内されるので、レール部材８１〜８４上でバタフライプレート６３をスムーズに移動させるために、レール部材８１〜８４の少なくとも上部部分を、金属や樹脂、複合材料等からなる摺動材で構成し、必要に応じて潤滑油を適宜に塗布しておくのがよい。

図７には、図５の要部拡大図で、Ｄ部拡大図（ａ）、及びＥ部拡大図（ｂ）がそれぞれ示されている。図７（ａ）及び（ｂ）に示されるように、ベルトコンベヤ４２は、上側被乾燥物落下手段９１と、下側被乾燥物落下手段９２とを備えている。

＜上側被乾燥物落下手段＞
図７（ａ）に示されるように、上側被乾燥物落下手段９１は、第一ホイール５１、及び第二ホイール５２（図５参照）に対し上側に位置するバタフライプレート６３のパンチングメタル７４の上面に載置されて搬送されている木質チップＭを、第一ホイール５１、及び第二ホイール５２（図５参照）に対し下側に位置するバタフライプレート６３のパンチングメタル７４の上面へと落下させる役目をする。本実施形態において、上側被乾燥物落下手段９１は、木質チップＭを落下させようとする位置において、当該落下位置を挟むように搬送方向の前後にレール部材８２とレール部材８１とをバタフライプレート６３が入り込むような隙間を存して配設することにより、言い換えれば木質チップＭを落下させようとする位置においてレール部材８１，８２を設けないようにすることにより、木質チップＭを落下させようとする位置でバタフライプレート６３が、軸受部材７５によって支持される第一横棒７１を支点として重力作用により下向きに回動するようにして、パンチングメタル７４に載置されている木質チップＭを落下させるように構成されている。ここで、上側被乾燥物落下手段９１において、木質チップＭを落下させる位置は、無端ベルト体５３における第一ホイール５１、及び第二ホイール５２に対し上側の上部領域（以下、「無端ベルト体５３の上部領域」と略称する。）の搬送方向の終端近傍に設定されている。

＜下側被乾燥物落下手段＞
図７（ｂ）に示されるように、下側被乾燥物落下手段９２は、第一ホイール５１、及び第二ホイール５２（図５参照）に対し下側に位置するバタフライプレート６３のパンチングメタル７４の上面に載置されて搬送されている木質チップＭを、下方へと落下させる役目をする。本実施形態において、下側被乾燥物落下手段９２は、上側被乾燥物落下手段９１と同様に、木質チップＭを落下させようとする位置において、当該落下位置を挟むように搬送方向の前後にレール部材８４とレール部材８３とをバタフライプレート６３が入り込むような隙間を存して配設することにより、言い換えれば木質チップＭを落下させようとする位置においてレール部材８３，８４を設けないようにすることにより、木質チップＭを落下させようとする位置でバタフライプレート６３が、軸受部材７５によって支持される第一横棒７１を支点として重力作用により下向きに回動するようにして、パンチングメタル７４に載置されている木質チップＭを落下させるように構成されている。ここで、下側被乾燥物落下手段９２において、木質チップＭを落下させる位置は、無端ベルト体５３における第一ホイール５１、及び第二ホイール５２に対し下側の下部領域（以下、「無端ベルト体５３の下部領域」と略称する。）の搬送方向の終端近傍に設定されている。

＜突上げ部材＞
図７（ａ）に示されるように、無端ベルト体５３の上部領域の搬送方向終端近傍に設定された木質チップ落下位置の搬送方向側には、第一横棒７１を支点として下向きに回動されたバタフライプレート６３を搬送方向への移動に伴う連結板７３との衝突により突き上げるようにする突上げ部材９５がレール部材８２と一体構成で配設されている。また、図７（ｂ）に示されるように、無端ベルト体５３の下部領域の搬送方向終端近傍に設定された木質チップ落下位置の搬送方向側には、第一横棒７１を支点として下向きに回動されたバタフライプレート６３を搬送方向への移動に伴う連結板７３との衝突により突き上げるようにする突上げ部材９６がレール部材８４と一体構成で配設されている。

図８には、図５の要部拡大図で、Ｆ部拡大図（ａ）、及びＧ部拡大図（ｂ）がそれぞれ示されている。

＜ガイド手段＞
図８（ａ）及び（ｂ）に示されるように、乾燥装置４は、無端ベルト体５３が第一ホイール５１、及び第二ホイール５２に巻き掛かっている領域をバタフライプレート６３が移動する際に、第一ホイール５１、及び第二ホイール５２の外周に沿うようにバタフライプレート６３を案内するガイド手段１００Ａ，１００Ｂを備えている。

ガイド手段１００Ａ，１００Ｂは、バタフライプレート６３における無端ベルト体５３の内周側の部位に当接する内側ガイド部材１０１Ａ，１０１Ｂと、バタフライプレート６３における無端ベルト体５３の外周側の部位に当接する外側ガイド部材１０２Ａ，１０２Ｂとにより構成されている。

［内側ガイド部材］
図８（ａ）に示されるように、内側ガイド部材１０１Ａは、第一ホイール５１の回転軸線（第一シャフト５５の回転軸線）と同軸で第一ホイール５１の内側面における外周寄りの部位に取り付けられる円筒状部材により構成され、バタフライプレート６３の連結板７３における無端ベルト体５３の内周側の部位に当接する外周面を有している。

図８（ｂ）に示されるように、内側ガイド部材１０１Ｂは、上記の内側ガイド部材１０１Ａと基本的に同構造であり、第二ホイール５２の回転軸線（第二シャフト５６の回転軸線）と同軸で第二ホイール５２の内側面における外周寄りの部位に取り付けられる円筒状部材により構成され、バタフライプレート６３の連結板７３における無端ベルト体５３の内周側の部位に当接する外周面を有している。

［外側ガイド部材］
図８（ａ）に示されるように、外側ガイド部材１０２Ａは、第一ホイール５１の回転軸線上（第一シャフト５５の回転軸線上）の点を中心として所定曲率半径で帯状板を略半円弧状に湾曲形成した湾曲板状部材により構成され、バタフライプレート６３の連結板７３における無端ベルト体５３の外周側の部位に当接する内周面を有している。

図８（ｂ）に示されるように、外側ガイド部材１０２Ｂは、上記の外側ガイド部材１０２Ａと基本的に同構造であり、第二ホイール５２の回転軸線上（第二シャフト５６の回転軸線上）の点を中心として所定曲率半径で帯状板を略半円弧状に湾曲形成した湾曲板状部材により構成され、バタフライプレート６３の連結板７３における無端ベルト体５３の外周側の部位に当接する内周面を有している。

図８（ａ）及び（ｂ）に示されるように、外側ガイド部材１０２Ａ，１０２Ｂは、何れも所要のステー１０３を介してケーシング４１（図２参照）に取り付けられている。

＜作動説明＞
以上に述べたように構成される乾燥システム１の作動について説明する。

図１に示されるように、本実施形態の乾燥システム１においては、燃焼ボイラ設備５からのダスト等が取り除かれた排ガスと、送風機２２によって大気から吸引した空気との間において熱交換器２１により熱交換が行われて約１２０℃程度の乾燥用空気（熱風）が生成される。生成された乾燥用空気は、乾燥装置４におけるケーシング４１内に乾燥用空気導入口４３を介して導入される。一方、木質チップ供給装置３の定量調整機３３から規定の範囲のサイズの木質チップが一定量ずつ乾燥装置４におけるケーシング４１内に木質チップ投入口４７を介して供給される。

図２に示されるように、木質チップ投入口４７を介してケーシング４１内に供給された木質チップＭは、最上段（第四段目）に位置するコンベヤ４２上に落下され、無端ベルト体５３における第一ホイール５１及び第二ホイール５２に対し上側の上部領域のバタフライプレート６３上に載置される。このバタフライプレート６３上に載置された木質チップＭは、第一ホイール５１の図２中矢印方向の回転により、第二ホイール５２から第一ホイール５１に向かう方向に搬送される。

図７（ａ）に示されるように、木質チップＭが載置されているバタフライプレート６３がレール部材８１とレール部材８２との間に位置すると、レール部材８１，８２によって支持されなくなって自由に回動できる状態になるため、バタフライプレート６３が第一横棒７１を支点として重力作用により下向きに回動する。これにより、バタフライプレート６３のパンチングメタル７４に載置されている木質チップＭが落下され、無端ベルト体５３における第一ホイール５１及び第二ホイール５２に対し下側の下部領域のバタフライプレート６３上に載置される。このバタフライプレート６３上に載置された木質チップＭは、図２に示されるように、第一ホイール５１から第二ホイール５２に向かう方向に搬送される。なお、レール部材８１とレール部材８２との間で重力作用により下向きに回動して垂れ下がったバタフライプレート６３は、当該バタフライプレート６３の搬送方向への移動に伴い、突上げ部材９５（レール部材８２）と衝突して突き上げられ、木質チップＭが載置可能な状態に復帰される。

図８（ａ）に示されるように、バタフライプレート６３がレール部材８２を搬送方向側に越えた後に、無端ベルト体５３が第一ホイール５１に巻き掛かっている領域をバタフライプレート６３が移動する際には、側面視で第一ホイール５１の外周に沿うように配設される内側ガイド部材１０１Ａ、及び外側ガイド部材１０２Ａによってバタフライプレート６３が案内される。これにより、第一シャフト５５にバタフライプレート６３が衝突するのを確実に防ぐことができるとともに、バタフライプレート６３が重力作用により第一ホイール５１の外側に向けて一気に回動して隣のバタフライプレート６３に衝突するのを確実に防ぐことができる。こうして、第一シャフト５５を傷付けたり汚染したりせず、また、バタフライプレート６３の反転に起因するバタフライプレート６３の損傷を未然に防ぐことができる。また、バタフライプレート６３が必要以上に回動しないため、軸受部材７５（図４参照）によって支持される第一横棒７１の端部の摩耗が少なくなるという効果がある。

図７（ｂ）に示されるように、木質チップＭが載置されているバタフライプレート６３がレール部材８３とレール部材８４との間に位置すると、レール部材８３，８４によって支持されなくなって自由に回動できる状態になるため、バタフライプレート６３が第一横棒７１を支点として重力作用により下向きに回動する。これにより、バタフライプレート６３のパンチングメタル７４に載置されている木質チップＭが落下され、第三段目に位置するベルトコンベヤ４２上に落下される。

図８（ｂ）に示されるように、バタフライプレート６３がレール部材８４を搬送方向側に越えた後に、無端ベルト体５３が第二ホイール５２に巻き掛かっている領域をバタフライプレート６３が移動する際には、側面視で第二ホイール５２の外周に沿うように配設される内側ガイド部材１０１Ｂ、及び外側ガイド部材１０２Ｂによってバタフライプレート６３が案内される。これにより、第二シャフト５６にバタフライプレート６３が衝突するのを確実に防ぐことができる。また、図８（ｂ）中矢印で示される回転方向とは逆方向に回転される場合に、バタフライプレート６３が重力作用により第二ホイール５２の外側に向けて一気に回動して隣のバタフライプレート６３に衝突するのを確実に防ぐことができる。こうして、第二シャフト５６を傷付けたり汚染したりせず、また、バタフライプレート６３の反転に起因するバタフライプレート６３の損傷を未然に防ぐことができる。また、バタフライプレート６３が必要以上に回動しないため、軸受部材７５（図４参照）によって支持される第一横棒７１の端部の摩耗が少なくなるという効果がある。

乾燥装置４においては、バタフライプレート６３が内側ガイド部材１０１Ａ、及び外側ガイド部材１０２Ａによって案内されることにより、無端ベルト体５３が安定した動きになり、よりスムーズな搬送動作を実現することができる。

以下、同様にして、図２に示されるように、第三段目、第二段目及び第一段目のベルトコンベヤに４２より木質チップＭが順次に下段側へと搬送される。こうして、４基のベルトコンベヤ４２によって順次に下段側へと搬送される木質チップＭは、ケーシング４１内に導入される乾燥用空気によって乾燥される。このようにして乾燥された木質チップＭは、ケーシング４１の下部に設けられた木質チップ排出口９９を介してケーシング４１の外部へと排出され、図１に示されるように、最下段のベルトコンベヤ４２の下方に配設される所要の排出コンベヤ４８，４９により、予め定められた製品置場へと搬送される。

上記のように、ケーシング４１内で上下に段状に配設される４基のベルトコンベヤ４２のそれぞれにおいて、無端ベルト体５３における上部領域の外周面と下部領域の内周面とによって木質チップＭが搬送されるので、無端ベルト体５３における上部領域の外周面のみで木質チップＭを搬送していた従来のベルトコンベヤを用いる場合と比べて木質チップＭの搬送距離を理論上最大２倍程度にまで延長することができ、乾燥処理量の減少や、設備の大型化を招くことなく乾燥室内での木質チップＭの滞留時間を長くすることができて、乾燥能力を向上させることができる。また、木質チップＭが搬送中に落下を繰り返し撹拌される回数も増えるため、木質チップＭの乾燥がより促進されるとともに、被乾燥物に含まれる水分が均一化されるという効果がある。

また、乾燥システム１においては、燃焼ボイラ設備５から排出される排ガスが持つ排熱を利用し、この排熱を吸収した熱媒体と大気から吸引した空気との間での熱交換により加温されて生成された乾燥用空気を用いて乾燥装置４により木質チップＭが乾燥されるので、発電タービンに供給される蒸気の一部を用いて木質チップ（被乾燥物）を乾燥したり、建築廃材等を燃料として別途設けたボイラにより発生させた蒸気を用いて木質チップ（被乾燥物）を乾燥したりするといった従来の乾燥システムと比べて、発電量を低下させたり、別途燃料を消費したりすることなく、木質チップＭを乾燥することができ、従来の乾燥システムと比べてランニングコストを低く抑えることができる。また、大気を加温した乾燥用空気を用いるとともに、ケーシング４１内での木質チップＭの滞留時間が長く乾燥能力が高められた乾燥装置４を用いて木質チップＭを乾燥するようにされているので、水分率が高い木質チップＭでも効果的に乾燥することができる。

次に、本発明の乾燥装置、及び乾燥システムの実施例について説明する。

＜実施例＞
乾燥システム１の運転時間が４６．５ｈで、乾燥装置４での滞留時間を５０分として、木質チップを乾燥させた。このときの木質チップの水分率の変化を表１に示す。

表１に示される結果から、本発明に係る乾燥装置４、及び乾燥システム１は、高い水分率（５０重量％以上）の木質チップでも低い水分率（２５重量％程度）にまで乾燥することができ、乾燥効率が高いことが分かる。

本発明の乾燥装置、及び乾燥システムは、木質チップ等のバイオマス燃料を乾燥する用途において利用可能である。

１ 乾燥システム
２ 排熱エネルギ回収装置
３ 木質チップ供給装置（被乾燥物供給装置）
４ 乾燥装置
５ 燃焼ボイラ設備
２１ 熱交換器
４１ ケーシング
４２ ベルトコンベヤ
５１ 第一ホイール
５２ 第二ホイール
５３ 無端ベルト体
６３ バタフライプレート
８１〜８４ レール部材
９１ 上側被乾燥物落下手段
９２ 下側被乾燥物落下手段
９５ 突上げ部材
１００Ａ，１００Ｂ ガイド手段
１０１Ａ，１０１Ｂ 内側ガイド部材
１０２Ａ，１０２Ｂ 外側ガイド部材

Claims (4)

1. 被乾燥物を乾燥させるための乾燥室を形成するケーシングと、前記ケーシング内で上下に段状に配されて被乾燥物を順次に下段側へと送る複数のベルトコンベヤとを備える乾燥装置であって、
   前記ベルトコンベヤは、
   水平方向に所定の軸間距離を有して配される第一ホイール、及び第二ホイールと、
   搬送方向側端部を支点として重力作用により回動可能で被乾燥物が載置されるバタフライプレートを複数個無端状に連結して構成され、前記第一ホイール、及び前記第二ホイールに巻き掛け装着されて周回する無端ベルト体と、
   前記無端ベルト体の上部領域における前記バタフライプレートを所定の落下位置で重力作用により回動させて、前記バタフライプレート上に載置されている被乾燥物を、前記無端ベルト体の下部領域における前記バタフライプレート上へと落下させる上側被乾燥物落下手段と、
   前記無端ベルト体の下部領域における前記バタフライプレートを所定の落下位置で重力作用により回動させて、前記バタフライプレート上に載置されている被乾燥物を、前記無端ベルト体の下部領域の下方へと落下させる下側被乾燥物落下手段と、
   前記無端ベルト体が前記第一ホイール、及び／又は前記第二ホイールに巻き掛かっている領域を前記バタフライプレートが移動する際に、前記第一ホイール、及び／又は前記第二ホイールの外周に沿うように前記バタフライプレートを案内するガイド手段と、
   を備え、
   前記ガイド手段は、前記バタフライプレートにおける前記無端ベルト体の内周側の部位に当接する内側ガイド部材と、前記内側ガイド部材の案内によって前記バタフライプレートにおける搬送方向側端部が下側に搬送方向反対側端部が上側になるように回動された前記バタフライプレートにおける前記無端ベルト体の外周側の部位に当接し前記無端ベルト体の外周側への回動を規制しつつ前記バタフライプレートを案内する外側ガイド部材とにより構成される乾燥装置。
2. 前記内側ガイド部材は、前記第一ホイール、及び／又は前記第二ホイールの回転軸線と同軸で前記第一ホイール、及び／又は前記第二ホイールに取り付けられる円筒状部材により構成され、
   前記外側ガイド部材は、前記ケーシングに取り付けられる湾曲板状部材により構成される請求項１に記載の乾燥装置。
3. 請求項１又は２に記載の乾燥装置を用いて被乾燥物を乾燥させる乾燥システムであって、
   排熱を吸収した熱媒体と大気から吸引した空気との間での熱交換により前記乾燥室に導入される乾燥用空気を生成する熱交換器を備える乾燥システム。
4. 規定の大きさの被乾燥物を選別し、選別した被乾燥物を前記乾燥装置へと定量供給する被乾燥物供給装置を備える請求項３に記載の乾燥システム。
   

Images