TWI254786B - Spiral-flow type hot blast dryer - Google Patents

Description

1254786 五、發明說明（1 ) 發明背景 1.發明範圍 本發明係有關於一種蝸旋流動型熱鼓風乾燥機，其能 夠有效地乾燥譬如家畜排泄物或垃圾等處於一淤渣相態 下待乾燥之一物件，且更特別地係關於一種蝸旋流動型 熱鼓風乾燥機，其中一螺旋葉片係形成於一空心轉軸之 一外圍上，且由一燃燒器所產生之熱燃燒氣體係直接地 供應至該空心轉軸之一內部，並且該燃燒氣體係經由鄰 近該螺旋葉片之複數個貫穿孔注入，以乾燥此淤渣。 2 ·習知技藝說明 一般而言，由於譬如污水或廢水之淤渣、家畜排泄物 、垃圾等有機污染物包含有大量水份，所以難以運轉存 放它們。此外，一旦回收利用時，過濾製程將造成環境 污染。因此，必須使用一乾燥方法來降低含水量。 一種處理淤渣相態污染物的方法係包括利用微生物之 一微生物方法以及使用熱來乾燥淤渣之一物理方法。 韓國新型專利案第1 2083 6號中揭露了該淤渣之物理 方法，其中用於接收淤渣之一本體具有一螺旋’以混合 及轉運淤渣，而且熱鼓風係由該本體外部供應至內部中 ，以乾燥淤渣。由於淤渣與熱鼓風之間的熱交換較低’ 所以將降低乾燥效率，且無法在短時間內充分地達成乾 燥。 韓國未審查專利公開案第200 1 -275 ί2號中揭露了另 一物理方法，其中螺旋內部係塡充有油，且由電能加熱 1254786 五、發明說明（2) ，使得由熱油所產生之熱量可乾燥渣。此外，韓國|新: 型專利案第20-204595號中揭露了另一物理方法，其中 熱蒸汽係供應至一滾子之一空心轉軸，以加熱激澄。由 於該兩者皆使用傳導熱及幅射熱來乾燥淤渣，所以無法 有效地利用此輸入能量來乾燥淤渣。是以，將降低能量 效率，且乾燥速度變慢，使得乾燥機設備之尺寸應爲較 大。 發明槪要 緣是，本發明係一種蝸旋流動型熱鼓風乾燥機，其可 實質上排除因爲相關技藝之限制及缺點所造成的一個或 更多問題。 本發明之一目的係提供一種可有效地加速乾燥一物件 的蝸旋流動型熱鼓風乾燥機。依據本發明，與一空心轉 軸之一外圍及一螺旋葉片接觸的該待乾燥物件係藉由將 燃燒器所燃燒之熱燃燒氣體（熱鼓風）供應至該空心轉軸 內部中而得加熱及乾燥。經由形成於該空心轉軸處之複 數個貫穿孔所排放出的熱燃燒氣體係與該待乾燥物件直 接地接觸，且將擾動該物件，及確保出一熱傳通路。 本發明之另一目的係提供一種蝸旋流動型熱鼓風乾燥 機，其中將回收自該空心轉軸末端所排放出之殘餘燃燒 1254786 五、發明說明（3) 氣體且再次供應至該乾燥機本體，且因此可再次乾燥大 量淤渣，而提高能量效率且減少配置空間。 爲了達成這些目的及其他優點且依據本發明之目的， 如此中所具體實施且槪括描述者，提供一種蝸旋流動型 熱鼓風乾燥機，其包括：一乾燥機本體，其一上方部處 具有用於將淤渣輸入至一淤渣處理室之一上方部中的一 輸入斗（hopper)，及在其一下方部處具有相對著該輸入 斗設置且用於排放乾燥淤渣的一淤渣_出口； 一空心轉 軸，貫通該乾燥機本體之淤渣處理室且由一軸承支持， 該空心轉軸具有設於其一外圍上且用於轉運及混合淤渣 的一螺旋葉片、形成於該空心轉軸處鄰近該螺旋葉片且 用於將熱燃燒氣體注入淤渣中的複數個貫穿孔、以及防 止該等貫穿孔阻塞的一阻塞防止板；一驅動單元，裝設 於該乾燥機本體之一末端處且用於旋轉該空心轉軸，並 且該驅動單元具有一馬達、一減速齒輪、及一鍵條；一 燃燒器，裝設於該空心轉軸之另一末端處，用於生成熱 燃燒氣體；以及一外罩，裝設於該乾燥機本體之一上方 部中且具有一排氣孔或一排氣風扇，以排放燃燒氣體’ 且該燃燒氣體已與包含於淤渣中之水份完成熱交換。 該空心轉軸之一末端係連接至譬如曲折塡封（labyrinth 1254786 五、發明說明（4) packing)等連接裝置，以防止燃燒氣體洩漏，且一殘餘 燃燒氣體供應管係自該空心轉軸一末端連結至該乾燥機 本體之一熱鼓風注入孔。 較佳地，一分配器係裝設於該空心轉軸之另一末端上 ，以將該燃燒器所生成之燃燒氣體均勻地分配入該兩空 心轉軸中。 該空心轉軸之貫穿孔係配置爲，該空心轉軸一前方末 端處之貫穿孔數量係大於設在其一後方末端處者，因此 得平順地供應大量燃燒氣體，或著設在該空心轉軸一前 方末端處之貫穿孔的大小尺寸係大於設在其一後方末端 處者，因此得平順地供應大量燃燒氣體。 與殘餘淤渣量無關地持續供應淤渣的一調節閘係裝設 於一輸入口處，以將淤渣自該輸入斗輸入至該淤渣處理 室中。 本發明之額外優點、目的、及特徵的一部份將在以下 說明中提及、且一部份將由熟知此項技藝之人土在審視 下述者時明白或在實施本發明時習得。可藉由特別在文 字說明及其申請專利範圍、以及隨附圖式中指出之構造 來實現且逵成本發明之目的及優點。 較佳具體眚施例詳細說明 現在將詳細參考本發明之較佳具體實施例，隨附圖式 1254786 五、發明說明（5) 中係顯示其一範例。 第1圖係顯示依據本發明之一蝸旋流動型熱鼓風乾燥 機之結構透視圖，第2圖係顯示第1圖中之蝸旋流動型 熱鼓風乾燥機的平面圖且其中已忽略一外罩，第3圖係 沿第2圖中之一線A-A截取的剖面圖，且第4A圖及第 4 B圖係顯示設於依據本發明之一蝸旋流動型熱鼓風乾 燥機中之一空心轉軸一部份的細部視圖。 如第1圖至第5圖所示，一乾燥機本體1 〇中設有以 可旋轉地貫通一淤渣處理室的兩空心轉軸2 0。乾燥機本 體10包括位於其一上方部處的一輸入淤渣用輸入斗n ，及位於其一下方部處且相對著輸入斗n設置的一排 放乾燥淤渣用淤渣輸出口 1 2。 與殘餘淤渣量無關地持續供應淤渣的一調節閘1 4係 裝設於一輸入口處，以將淤渣自輸入斗11輸入自該激 渣處理室中，如第3圖所示。調節閘1 4係適應於圍繞 一螺旋葉片2 1之一方面部而不致干涉空心轉軸2 0之旋 轉。明確地，調節閘1 4係由圍繞著螺旋葉片2 1 —中心 上方部的一弧型板所製成。調節閘1 4下方末端可形成 爲任何形狀，且可形成爲與螺旋葉片2 1上方末端水平 地齊平。 一殘餘燃燒氣體供應管24係分別裝設至形成於乾燥 機本體1 〇 —側端處的一熱鼓風注入孔1 3及空心轉軸2〇 之一末端，以回收自空心轉軸20排放出之殘餘熱鼓風 且將其供應至乾燥機本體1 0中之淤渣處理室內。殘餘 1254786 五、發明說明（6) 燃燒氣體供應管24係藉由譬如曲折塡封等已知裝置（未 顯示）連結至空心轉軸20之末端，使得即使當空心轉軸 20旋轉時，仍可防止燃燒氣體洩漏。 儘管此中係說明及顯示出集中於乾燥機本體1 〇 —部 份處之熱鼓風注入孔1 3，但是該等孔洞可均勻地配置於 整個乾燥機本體1 0之淤渣處理室上。 空心轉軸20係由一軸承45所支持，以防止該空心轉 軸在旋轉沿任一方向擺動。較佳地，軸承4 5包括四點 支持軸承。 一*分配益3 1係裝設於空心轉軸2 0之另一*末端處^以 將一燃燒器30所生成之燃燒氣體均勻地分配至兩空心 轉軸20。相似於殘餘燃燒氣體供應管24，分配器3 1係 由譬如曲折塡封等已知裝置（未顯示）連結至空心轉軸20 ，使得即使當空心轉軸20旋轉時，仍可防止燃燒氣體 浅漏。 空心轉軸20之一外圍上設有一螺旋葉片21，如第4a 圖及第4b圖所示，以在一縱向方向上連續地轉運及混 合淤渣，且擴大淤渣之加熱區域。螺旋葉片2 1在其一 基部末端處設有連通該空心轉軸一內部與其一外部的複 數個貫穿孔22，使得在空心轉軸20中流動之熱鼓風直 接噴灑至存在於空心轉軸20外部處之淤渣，以加速乾 燥淤渣。空心轉軸20亦設有一阻塞防止板23，以防止 貫穿孔22因淤渣而阻塞。阻塞防止板23係適應於連續 地供應熱鼓風至淤渣。明確地，阻塞防止板2 3之一前 1254786 五、發明說明（7) 引部（根據空心轉軸20之旋轉方向爲基礎）係閉合，使得 貫穿孔22將藉由因該空心轉軸旋轉而運動之淤渣所阻 塞。同時，該阻塞防止板之一跟隨部將開啓以供應熱鼓 風。 雖然第4b圖中所示之貫穿孔22及阻塞防止孔23藉 由每一螺旋葉片節距設置三個而皆設於空心轉軸20及 螺旋葉片21處上、但是貫穿孔22及阻塞防止板23之 數量可根據空心轉軸20及螺旋葉片2 1之一直徑而在1 至6的範圍內變化。 乾燥機本體1 〇係於其一末端端設有用於旋轉空心轉 軸2 0的一驅動單元，如第5圖所示。該驅動單元包括 一馬達40，用於降低馬達40旋轉速度的一減速齒輪4 1 ，以及用於傳輸旋轉力的一鍵條42、一驅動齒輪43與 一從動齒輪44。如第1圖及第2圖所示，由於兩空心轉 軸20係設於乾燥機本體1 〇中，所以驅動齒輪43係與 從動齒輪44齒合，使得驅動齒輪43與從動齒輪44各 別之旋轉方向互相相對，因此得加強轉運、混合、及乾 燥效率。 此外，乾燥機本體1 0係在其一上方部之上設置有一 外罩5 0，且該外罩5 0係藉由可拆解式覆蓋著乾燥機本 體1 〇之上方部。外罩50具有甩於排放出已冷卻之燃燒 氣體的一排氣孔5 1或一排氣風扇52，且該業已冷卻之 燃燒氣體係已與淤渣所生成之蒸汽熱交換。由於含水量 係根據該待乾燥物件之種類而不相同，所以排氣孔5 1或 1254786 五、發明說明（8) 排氣風扇5 2必須可控制，以有助於排放由該物件所生 成之蒸汽。 藉由依據本發明之蝸旋流動型熱鼓風乾燥機的結構， 可驅動裝設於乾燥機本體1 〇 —末端處之該驅動單元馬 達40，且同步地操縱燃燒器3 0。藉由該驅體單元之馬 達40所產生之驅動力，可使減速齒輪41、鍵條42、驅 動齒輪4 3、及從動齒輪4 4 一同作動。由驅動齒輪4 3及 兩個從動齒輪44所組成的兩成對空心轉軸20係互相朝 一相反方向旋轉。此時，空心轉軸2 0係根據待驅動之 物件，而通常以大約每分鐘1至4轉（1至4rpm)之一旋 轉速度轉動。 由於燃燒器3 0燃燒燃料所產生之熱燃燒氣體係經由 分配器3 1而均勻地分配，且也供應至旋轉的空心轉軸 20內部中。供應至空心轉軸20中之燃燒氣體係經由空 心轉軸20之貫穿孔22而注入乾燥機本體1 〇之淤渣處 理室中。當空心轉軸20在分配器3 1與殘餘燃燒氣體供 應管24之間旋轉時，空心轉軸20係藉由曲折塡封而連 結至該分配器及殘餘燃燒氣體供應管24，因此可防止由 燃燒器3 0所供應之燃燒氣體洩漏。 當本發明之熱鼓風乾燥機藉由該驅動單元及燃燒器3 0 而受到預熱時，倘若將待乾燥物件（亦即淤渣）是供應至 乾燥機本體1 〇之輸入斗1 1中時，則該淤渣將藉由旋轉 的空心轉軸2 0之螺旋葉片2 1轉運至設於乾燥機本體1 0 末稍端處之淤渣輸出口 12。在輸入斗11中之淤渣係由調 -10- 1254786 五、發明說明（9 ) 節閘1 4、與該輸入斗中之殘餘淤渣量無關地持續供應。 在當輸入斗1 1中之淤渣轉運至該淤渣處理室期間時 ’則該淤渣係藉由螺旋葉片2 1所生成之傳導熱或幅射 熱而受到初次乾燥，且也藉由通過空心轉軸2 0貫穿孔 22注入之熱燃燒氣體而受到二次乾燥，其中將擾動該淤 渣並且將獲致一熱傳通路。 特別地，在一初期的游渣乾燥階段中，該空心轉軸2 0 的一部份其中可首先將淤渣從輸入斗1 1中供應至該淤 渣處理室具有比形成於該空心轉軸的其他部份上的貫穿 孔更多或更大的，使得貫穿孔22可供應更多鼓風氣體 ，以快速地乾燥淤渣。 ’ 由於空心轉軸20係持續旋轉，所以淤渣係在移動至 乾燥機本體1 0淤渣輸出口 1 2期間逐漸乾燥。當淤渣通 道該淤渣處理室時，燃燒氣體將經由空心轉軸20之貫 穿孔22排放，且空心轉軸20中之殘餘燃燒氣體將通過 乾燥機本體1 〇之殘餘氣體注入孔1 3、沿著殘餘燃燒氣 體供應管2 4而回收至該淤渣處理室，以利用該殘餘燃 燒氣體。 根據淤渣之乾燥，已與從淤渣中所蒸發出的蒸汽完成 熱交換的冷卻燃燒氣體（熱鼓風）將通過外罩5 0之排氣孔 51及排氣風扇52而排放出。 上述之蝸旋流動型熱鼓風乾燥機係單階段式乾燥機， 其中兩空心轉軸係互相連通。倘若爲了減少待乾燥物件 之含水量，則依據本發明之蝸旋流動型熱鼓風乾燥機可 -11- 1254786 五、發明說明（1〇) 構成爲以某一個置放於另一個上方部之上、或逐一作水 平配置的兩個或更多階段之乾燥機，以對排放出淤渣輸 出口 1 2之業經初次乾燥的物件實施二次乾燥。 藉由縮窄乾燥機本體10之一寬度成爲一風洞外型來 僅提供一空心轉軸2 0。此時，該驅動單元係以經由減速 齒輪4 1及鍵條42所傳輸的功率是直接地傳輸至空心轉 軸20的方式所構成。用於控制該排氣孔的複數個調節 閘可連接至該乾燥機本體之側端處，而且一排氣風扇或 一真空泵可設於該調節閘之末端處上。 由以上說明可明白，依據本發明之蝸旋流動型熱鼓風 乾燥機，與該空心轉軸外圍及該螺旋葉片相接觸的該待 乾燥物件係藉由將該燃燒器所燃燒的熱燃燒氣體（熱鼓 風）供應至該空心轉軸內部中而受到加熱及乾燥。經由 形成於該空心轉軸處之複數個貫孔所排放出的熱燃燒氣 體係與該待乾燥物件直接地接觸。因此，將擾動該物件 ，且獲致一熱傳通路，以有效地加速乾燥該物件。 此外，由於將回收自該空心轉軸末端排放出之殘餘燃 燒氣體且再次供應至該乾燥機本體，因此可再次乾燥大 量淤渣，而提高能源效率且減少配置空間。 前述具體實施例僅作爲說明用，且不應解釋爲用於限 制本發明。本說明可輕易地應用至其他型式之裝置。本 發明之說明係意欲甩於闡述，而並非限制申請專利範圍 之範疇。熟知此項技藝之人士當可明白眾多的變型、修 飾、以及變更。 -12- 1254786 五、發明說明（11 ) 圖式簡單說明 用於提供對本發明作更進一步了解、及倂入且構成本 案一部份的隨附圖式係顯示本發明之（複數個）具體實施 例，且與文字說明共同解說本發明之原理。圖式中： 第1圖係顯示依據本發明之一蝸旋流動型熱鼓風乾燥 機之結構透視圖； 第2圖係顯示第1圖中之蝸旋流動型熱鼓風乾燥機的 平面圖，其中已忽略一外罩； 第3圖係沿第2圖中之一線A-A截取的剖面圖； 第4A圖係顯示設於依據本發明之一蝸旋流動型熱鼓 風乾燥機之一空心轉軸一部份的放大視圖； 第4B圖係依據本發明之一空心轉軸的側視圖；及 第5圖係在本發明之一熱鼓風乾燥機中的一空心轉軸 驅動單元側視圖。 元件符號說明 10 乾 燥 機 本 體 11 輸 入 斗 12 淤 渣 輸 出 □ 13 熱 鼓 風 注 入 孔 殘 餘 氣 體 注 入孔 1 4 三田 m 節 閘 20 空 心 轉 軸 2 1 螺 旋 葉 片 22 穿 孔 -13· 1254786 五、發明說明（12) 23 阻塞防止板 24 殘餘燃燒氣體供應管 殘餘燃燒氣體供應管 30 燃燒器 3 1 分配器 40 馬達 4 1 減速馬達 42 鍵條 43 驅動齒輪 44 從動齒輪 45 軸承 50 外罩 5 1 排氣孔 52 排氣風扇 -14-

Claims (1)

1254786 六、申請專利範圍 1 ·一種蝸旋流動型熱鼓風乾燥機，其包括： 一乾燥機本體’其一上方部處具有用於將淤渣輸入至 一淤渣處理室之一上方部中的一輸入斗，及在其一下方 部處具有相對著該輸入斗設置且用於排放乾燥游渣的一 淤渣輸出口； 一空心轉軸，貫通該乾燥機本體之淤渣處理室且由一 軸承支持，該空心轉軸具有設於其一外圍上且用於轉運 及混合淤渣的一螺旋葉片、形成於該空心轉軸處鄰近該 螺旋葉片且用於將熱燃燒氣體注入淤渣中的複數個貫穿 孔、以及防止該等貫穿孔阻塞的一阻塞防止板； 一'驅動卓兀’裝設於該乾燥機本體之一'末端處，用於旋 轉該空心轉軸且具有一馬達、一減速齒輪、及一鍵條； 一燃燒器，裝設於該空心轉軸之另一末端處，用於生 成熱燃燒氣體；及 一外罩，裝設於乾燥機本體之一上方部中且也具有一 排氣孔或一排氣風扇，以排放燃燒氣體，且該燃燒氣體 已與包含於淤渣中之水份完成熱交換。 2.如申請專利範圍第1項之蝸旋流動型熱鼓風乾燥機，其 中該空心轉軸之一末端係連接至譬如曲折塡封等連接裝 置，以防止燃燒氣體拽漏，且一殘餘氣體供應管係自該 空心轉軸一末端連結至乾燥機本體之一熱鼓風注入孔。 3 ·如申請專利範圍第1項之蝸旋流動型熱鼓風乾燥機’其中 提供兩空心轉軸，使得該等轉軸之旋轉方向互相相對。 4.如申請專利範圍第3項之蝸旋流動型熱鼓風乾燥機’其 -15- 1254786 六、申請專利範圍 中一分配器3 1係裝設於該空心轉軸之另一末端上，以將 從該燃燒器3〇中所形成之燃燒氣體均勻地分配入該兩空 心轉軸中。 5·如申請專利範圍第1項之蝸旋流動型熱鼓風乾燥機，其 中該空心轉軸之貫穿孔係配置爲，該空心轉軸一前方末 端處之貫穿孔數量係大於設在其一後方末端處之貫穿孔 數量，藉此能平順地供應大量的燃燒氣體。 6·如申請專利範圍第1項之蝸旋流動型熱鼓風乾燥機，其 中該空心轉軸之貫穿孔係配置爲，設在該空心轉軸一前 方末端處之貫穿孔的大小尺寸係大於，設在其一後方末端 處之貫穿孔的大小尺寸，因此得平順地供應大量燃燒氣 體。 7.如申請專利範圍第1項之蝸旋流動型熱鼓風乾燥機，其 中與殘餘淤渣量無關地持續供應淤渣的一調節閘1 4係裝 設於一輸入口處，以將淤渣從該輸入斗中輸入至該淤渣 處理室中。 8 ·如申請專利範圍第1項之蝸旋流動型熱鼓風乾燥機，其 中一乾燥機本體之淤渣輸出口係置放於另一乾燥機本體 之輸入斗之上，藉此以形成多階段乾燥機。 -16 -