WO2012172805A1

WO2012172805A1 - 粉砕乾燥装置

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Publication number: WO2012172805A1
Application number: PCT/JP2012/003890
Authority: WO
Inventors: 和田　直哉; 勝松本; 博章柁山; 増之三枝; 山本　和宏; 奈都記竹元
Original assignee: 株式会社キンキ
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2012-12-20
Also published as: CN103597306A; US20140190031A1; EP2722625B1; EP2722625A1; US9234701B2; JP6008852B2; CN103597306B; JPWO2012172805A1; EP2722625A4

Abstract

　被処理物（Ｏ）を装置本体（１１）内に供給する被処理物供給口（３０）と、前記被処理物供給口（３０）から供給した被処理物（Ｏ）を駆動軸（２４）で回転させるハンマ（２０）で粉砕する粉砕部（１２）と、この粉砕部（１２）で粉砕した被処理物（Ｏ）を粉砕部（１２）から離れた位置で循環させる空間を有する分級部（１３）とを備え、前記粉砕部（１２）は、前記装置本体（１１）の内面に沿って所定方向に加熱空気（Ａ）を供給する乾燥気体供給口（４０）を有し、前記分級部（１３）は、前記粉砕部（１２）から供給した加熱空気（Ａ）とともに粉砕した被処理物（Ｏ）を排出する排出部（１５）と、加熱空気（Ａ）とともに分級部に移送された被処理物の流れを変化させる偏向板（６０）とを有しているようにして、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装置（１０）を構成する。

Description

粉砕乾燥装置

　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ことができる粉砕乾燥装置に関する。

　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たが、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として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。

　このように廃棄物を再利用する場合、その廃棄物は粉砕機に被処理物（以下、上記廃棄物を「被処理物」という）として投入され、所定の大きさに粉砕された後、乾燥機によって乾燥されている。粉砕機としては、粉砕粒度を調整するための網が設けられた機械が一般的に用いられ、乾燥機としては、キルン炉などで乾燥させる方法が一般的に用いられ、これらの粉砕機と乾燥機とが系統的に設けられた粉砕・乾燥設備が設置されている。

　この種の先行技術として、例えば、熱交換機で加熱した空気の風力を利用し、原料をスクリーンの微細孔を強制的に通過させることにより粉砕し、その風力を利用して粉砕物を粉砕物回収手段内部に供給するようにした粉砕物製造装置がある（例えば、特許文献１参照）。

　また、他の先行技術として、円筒状の容器内で放射状に取付けられた複数の回転子を回転させ、上方から投入された被処理物中の水分を回転子による衝撃と遠心力で離脱させるようにした乾燥装置（例えば、特許文献２参照）や、円筒状容器の底部に回転翼と旋回気流を起す吸気口とを備え、原料を円筒状容器の内周を旋回させることで、容器内壁部との摩擦によって乾燥及び粉砕をするようにしたリグノセルロース系原料の微細粉化装置がある（例えば、特許文献３参照）。

ＷＯ２００６－０７０８６６号公報日本国　特開２００７－１４７２５１号公報日本国　特開２００９－１７３８３０号公報

　しかしながら、上記したように網によって分級する粉砕機（特許文献１含む）の場合、被処理物によっては機械の能力を発揮することが難しく、しかも被処理物の水分によっては目詰まりの可能性も高いので、機械の稼働率を下げるおそれがある。また、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、粉砕物を小粒径にしたい場合、網目を小さくする必要があるが、その場合、板厚または網線径が細くなり、網の強度低下、又は開口率の低下を招き、粉砕効率を悪化させるおそれがある。

　その上、上記キルン炉のような乾燥機を用いた場合、乾燥温度が比較的高温になるので、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り、食品循環資源の再利用には不向きとなる。しかも、乾燥炉によってはバッチ処理をしなければならないので、粉砕機との間で調整をしながら運用しなければならない場合があり、煩雑な運用をしなければならないおそれがある。

　また、上記したような粉砕・乾燥設備の場合、粉砕工程と乾燥工程とが別工程となるため、個々の粉砕機と乾燥機とを系統的に設置するための設備面積が大きくなり、各機械を配置するために大きなスペースが必要になるとともに、それらの機械間で被処理物を移送させる移送手段が必要となる。そのため、設備全体が大型化して、多くのスペースと費用を要してしまう。その上、上記乾燥炉にコンベヤ式乾燥炉を採用した場合には、コンベヤ長さを確保する必要があり、設備面積が更に大きくなる。

　さらに、上記したように粉砕して乾燥させる被処理物は、その被処理物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、粉砕機と乾燥機とを個別に備えた設備の場合、その被処理物の粉砕条件及び乾燥条件に適するように粉砕機と乾燥機との条件を設定することになるが、両機械間における処理量等も含めてそれぞれの機械を個別に設定する必要があり、その設定作業は非常に煩雑で時間を要する作業となる。

　また、上記特許文献２，３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。

　そこで、本発明は、１台の装置によって、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装置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、前記粉砕部で粉砕した被処理物を粉砕部から離れた位置で循環させる空間を有する分級部とを備え、前記粉砕部は、前記装置本体の内面に沿って所定方向に乾燥気体を供給する乾燥気体供給口を有し、前記分級部は、前記粉砕部から供給した乾燥気体とともに前記粉砕した被処理物を排出する排出部と、前記乾燥気体とともに分級部に移送された被処理物の流れを変化させる偏向部とを有していることを特徴とする。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、ハンマ、カッタ等をいう。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固体である被処理物は、乾燥気体供給口から所定の方向に供給される乾燥気体により装置本体の内面に沿って粉砕部から分級部へ移送される。そして、分級部において遠心力で内面に沿って流れる被処理物が偏向部によって流れを変化させられるので、乾燥気体との積極的な接触が図られて乾燥が促進されて、効率良く粉砕と乾燥とを行うことができる。分級部における偏向部は、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変化させて乾燥促進を図ることができるものであればよい。そして、所定重量以下となった被処理物は、製品として排出部から乾燥気体とともに装置本体外に排出されるので、１台の装置によって被処理物の粉砕と乾燥とを効率良く行うことができる。

　また、前記偏向部は、前記分級部で循環する被処理物の流れを該分級部における循環中心に向けて変化させるように構成されていてもよい。このように構成すれば、偏向部によって分級部における被処理物の流れを循環中心に向けることができる。そして、偏向部によって生じる流れ変化で乾燥気体と被処理物との混合を促進して、乾燥の熱交換効率を高めることができる。しかも、循環中心に向けて被処理物の流れを変化させることにより、排出部から乾燥気体とともに排出される被処理物の分級吸引による排出能力を大きくすることもできる。

　また、前記偏向部は、被処理物の流れ方向上流側に支持部を有し、該支持部を中心に下流側端部を分級部における循環中心に向けて変化させることができる可変偏向板で構成されていてもよい。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、被処理物に応じた乾燥能力の調整と被処理物を排出部から排出する排出能力の調整とができる。

　また、前記偏向部は、前記分級部と外部とを連通させる所定の隙間を有し、前記分級部の外部に乾燥気体供給部を設け、前記乾燥気体供給部から前記隙間を介して乾燥気体を分級部に供給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、偏向部の隙間から分級部に供給する乾燥気体によって更なる被処理物と乾燥気体との混合を促進して、被処理物の乾燥のための熱交換効率を更に高めることができる。

　また、前記粉砕部と前記分級部との間に、前記乾燥気体供給口から供給した乾燥気体を前記分級部に向けて案内する案内部を有し、前記案内部は、前記分級部から前記粉砕部に戻る被処理物を粉砕子の被処理物投入側に案内する斜面を有していてもよい。このように構成すれば、装置本体内で循環する乾燥気体及び被処理物の流れを整えるとともに、粉砕と乾燥が完了していない被処理物を乾燥気体とともに粉砕部に戻して効率よく再粉砕することができる。

　また、前記分級部は、前記循環中心部分に前記排出部を備え、前記排出部は、前記装置本体の側面から外方に突出する排出管部と、該排出管部の外方端部から粉砕と乾燥が行われた被処理物を乾燥気体とともに排出する排出口とを有していてもよい。このように構成すれば、粉砕部から分級部に移送されて乾燥された所定重量以下の被処理物が、分級部において旋回しながら排出部の排出管部に向けて移送されて排出口から排出されるので、所定重量以下となった被処理物を安定して排出することができる。

　また、前記分級部は、前記循環中心部分に前記排出部を備え、前記排出部は、前記装置本体の側面から分級部の内方に所定量突出した排出管部と、該排出管部の外方端部から乾燥気体とともに粉砕と乾燥が行われた被処理物を排出する排出口とを有していてもよい。このように構成すれば、粉砕部から分級部に移送されて乾燥された所定重量以下の被処理物で、分級部の旋回中心まで旋回して移送された被処理物が排出部の排出管から排出口に排出されるので、水分の多い被処理物であっても十分に乾燥されて所定重量以下となった被処理物を安定して排出することができる。

　また、前記粉砕部は、前記粉砕子を設けた駆動軸の軸方向中央部に備えた被処理物供給口と、該被処理物供給口から供給する被処理物が駆動軸の軸方向に移動するのを抑止する整流板とを有していてもよい。このように構成すれば、被処理物供給口から供給された被処理物が粉砕部の軸方向中央部から整流板で拡散することなく粉砕部で粉砕された後、分級部の中央部に向けて循環し、再び粉砕部に戻って粉砕された被処理物は乾燥気体と混合されながら再び分級部へ循環して乾燥されるので、乾燥のための滞留時間が長くなり、被処理物を十分に乾燥することができる。しかも、加熱むらを抑制して十分に乾燥された被処理物を排出部から排出することができる。

　また、前記被処理物供給口は、前記粉砕部に被破砕物を定量供給する供給機を備えていてもよい。このように構成すれば、粉砕部に被破砕物を定量供給して、安定した処理能力を発揮することができる。

　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、機械設置面積の縮小及び、被処理物に応じた粉砕・乾燥処理が可能となる。

図１は本発明の第１実施形態に係る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に示す粉砕乾燥装置のII－II断面図である。図３は本発明の第２実施形態に係る粉砕乾燥装置の構成を示す側面視の縦断面図である。図４は図３に示す粉砕乾燥装置のIV－IV断面図である。図５は本発明の第３実施形態に係る粉砕乾燥装置の図２と同じ断面を示す断面図である。

　以下、本発明の一実施形態を図面に基いて説明する。以下の実施形態では、被処理物を連続的に粉砕及び乾燥するようにした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Ａ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に示す左方を正面、右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。

　図１，２に示すように、第１実施形態の粉砕乾燥装置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、上部に分級部１３を備えている。この粉砕部１２と分級部１３との間に、移送部１４が形成されている。この実施形態の装置本体１１は、側面視において、粉砕部１２が小径の半円形で、分級部１３が大径の半円形で形成され、これらの間が直線的に広がる移送部１４で接続された縦長に形成されている。上記分級部１３は、粉砕部１２で粉砕された被処理物Ｏを循環させてことができる空間１８を有する大きさに形成されている。

　上記粉砕部１２には、周囲に複数個のハンマ（粉砕子）２０が形成されたハンマ体２１が設けられたロータ２２が配設されている。この実施形態のロータ２２では、薄い３枚重ねのハンマ体２１を１組とし、この３枚重ねのハンマ体２１の間に所定厚のスペーサ２３を設け、これらハンマ体２１とスペーサ２３とが駆動軸２４に交互に挿入されて固定されている。このスペーサ２３により、駆動軸２４の軸方向に設けられた複数個のハンマ体２１の間隔が保たれている。このロータ２２は、架台１０１に設けられた軸受１０３によって駆動軸２４が水平方向に支持されている。この実施形態のロータ２２は、例えば、上記ハンマ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を打撃して粉砕する例である。ロータ２２は、駆動軸２４の一端が上記駆動モータ１０２によってベルト駆動されて回転する。

　上記ロータ２２の軸方向に設けられるハンマ２０としては、被処理物Ｏの性状や粉砕粒度等に応じて選択すればよい。また、ハンマ２０の軸方向配置を、直線状に並んだ一文字状とするか、周方向に交互にずれたジグザグ状とするか等は、被処理物Ｏに応じて選択すればよい。また、ハンマ２０は、例えば、先端側が揺動するスイングハンマや、円形のリングハンマとしてもよく、ハンマの形式も被処理物Ｏの性状等に応じて選択すればよい。さらに、この実施形態では粉砕子としてハンマを例に説明したが、被処理物Ｏや粉砕粒度によってはカッタ等を用いてもよい。

　また、上記分級部１３の半円形中心部に位置する循環中心部分には、加熱空気Ａとともに被処理物Ｏを排出する排出部１５が設けられている。この排出部１５は、装置本体１１の両側方に設けられており、分級部１３と同心上に設けられている。この実施形態の排出部１５は、装置本体１１の両側面から縮径して突出する排出管部たる縮径部１６と、この縮径部１６の最突出部に設けられた排出口１７とを有している。排出部１５の縮径部１６は、分級部１３で循環した加熱空気Ａがスムーズに排出口１７に向けて吸引されるようになっている。排出口１７は、配管を介してサイクロン（図示略）に接続され、排気用送風機によって内部空気が吸引されている。

　この実施形態の縮径部１６は、本体側面から排出口１７に向けて大きく縮径するように形成されているが、この縮径量は、被処理物Ｏの水分量や粒度、比重等の性状に応じて決定され、被処理物Ｏが分級部１３において乾燥されるまで循環するような縮径量に設定される。例えば、水分量が少ない場合には、図示するような縮径部１６に形成し、分級部１３で乾燥させた被処理物Ｏが迅速に排出口１７から排出されるようにする。一方、水分量が多い場合には、二点鎖線で図示するように、装置本体１１の側面側を小径にして縮径する量を小さくし、分級部１３において被処理物Ｏを長時間循環させることで被処理物Ｏを十分に乾燥させてから排出口１７から排出されるようにする。この場合、縮径部１６を同径管の排出管部とすることもある。さらに、縮径部１６を装置本体１１の側面から突出させる量も、被処理物Ｏの水分量や粒度、比重等の性状に応じて決定される。

　一方、上記装置本体１１の正面側には、上記ハンマ２０を備えた駆動軸２４の軸方向中央部分に被処理物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、ロータ２２の駆動軸２４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。図中の実線矢印が、被処理物Ｏの流れを示している。

　また、この被処理物供給口３０には、所定量の被処理物Ｏを定量供給する定量供給機たるスクリューコンベア３１が設けられている。この実施形態では、定量供給機としてスクリューコンベア３１を用いているが、定量供給機は被処理物Ｏに応じて他の構成としてもよい。

　そして、上記駆動軸２４の軸方向における上記被処理物供給口３０の部分に、この被処理物供給口３０の幅寸法よりも僅かに広い幅でロータ２２の下部まで被処理物Ｏを供給する整流板３２（図では横線を付して示す）が設けられている。整流板３２は、上記スペーサ２３の位置に設けられている。この整流板３２によって、上記被処理物供給口３０から供給されて循環させられる被処理物Ｏが、装置本体１１の下部位置に達するまでは軸方向（幅方向）に広がらないようにしている。

　このように被処理物供給口３０の部分から装置本体１１の下部に連なるように整流板３２を設けることで、被処理物供給口３０から供給された被処理物Ｏがロータ２２の中央部分で粉砕されるようにしている。

　さらに、上記被処理物供給口３０の下方における装置本体１１の正面側には、ロータ２２の下方に向けて加熱空気Ａ（乾燥気体；乾燥空気等を含む）を供給する乾燥気体供給口４０が設けられている。この乾燥気体供給口４０から供給される加熱空気Ａは、装置本体１１の全幅方向から供給され、ロータ２２の下方から装置本体１１の背面側内面に沿って所定方向へスムーズに流れるようになっている。図中の点線矢印が、加熱空気Ａの流れを示している。

　加熱空気Ａとしては、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。

　このような構成により、被処理物供給口３０から供給されて粉砕部１２で粉砕された被処理物Ｏが、乾燥気体供給口４０から供給された加熱空気Ａとともに装置本体１１の中央部分から分級部１３に向けて循環するようにしている。そして、分級部１３において排出部１５からの吸引で幅方向に広がった後、再び粉砕部１２に戻った被処理物Ｏが、ロータ２２の軸方向中央部から少し広がった位置に戻って再び粉砕され、この繰り返しで粉砕部１２での粉砕と分級部１３での乾燥・分級が効率良く行われるようにしている。

　また、ロータ２２の上方には、側面視においてロータ２２の先端部における回転軌跡と所定の隙間を設けた円弧状の案内面５１を有する案内部材５０が配設されている。この案内部材５０が案内部であり、側面視において、被処理物Ｏが粉砕部１２から分級部１３に移動する上昇側は装置本体１１の垂直方向壁面との間に所定間隔Ｓが設けられるように形成されている。この案内部材５０の上端は、分級部１３の循環中心部分と同じ高さ付近まで延びており、分級部１３まで上昇した被処理物Ｏと加熱空気Ａとが装置本体内面に沿ってスムーズに循環するようにしている。

　そして、被処理物Ｏが分級部１３から粉砕部１２に戻る下降側は上昇側の上端からロータ２２の回転上流側に向けて傾斜する斜面５２に形成されている。しかも、この例の斜面５２は、側面視において、上昇側の上端から装置本体１１の中心部分まで緩やかな凹状曲面となった後、ロータ２２の回転上流側の端部に向けて凸状曲面で滑らかに連続するように形成されている。このような曲面の斜面５２で上面が形成された案内部材５０を設けることにより、ロータ２２の回転によって生じる気流がロータ上方の分級部１３における気流に悪影響を及ぼさないような整流効果を持たせている。このように、分級部１３から粉砕部１２に戻る被処理物Ｏが斜面５２に沿ってスムーズにロータ２２の回転上流側に戻るようにしている。

　ところで、上記粉砕部１２で粉砕される被処理物Ｏの乾燥は、粉砕部１２における粉砕中に加熱空気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、加熱空気Ａの熱エネルギによって効率良く被処理物Ｏを乾燥できる乾燥機構となるようにしている。さらに、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。しかも、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、上記したようにロータ２２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を早期乾燥させ、上記したように加熱空気Ａとともに分級部１３に舞い上がらせることにより、被処理物Ｏを効率良く乾燥し、乾燥したものを先に機外へ排出すようにしている。

　上記分級部１３の空間１８は、粉砕した被処理物Ｏを加熱空気Ａとともに１点鎖線及び点線で示すように浮遊させ、所定の吸引力でこの分級部１３の加熱空気Ａを排出部１５から吸引することで、粉砕と乾燥とが行われて所定重量以下となった被処理物Ｏを加熱空気Ａとともに機外に排出している。図示する被処理物Ｏと加熱空気Ａの線は、浮遊して排出されるイメージを示している。

　しかし、上記分級部１３に移送される被処理物Ｏは、上記粉砕部１２で粉砕されて乾燥気体供給口４０から装置本体１１の内面に沿って供給された加熱空気Ａとともに移送される時に、遠心力によって被処理物Ｏが加熱空気Ａの外側で装置本体１１の内面に沿って移送されてしまう場合がある。

　そこで、この実施形態では、分級部１３における被処理物Ｏの乾燥を促進するために、分級部１３の内面に偏向部たる可変偏向板６０が設けられている。この可変偏向板６０は、被処理物Ｏが循環する上流側端部６３に支持部（ヒンジ）６１が設けられ、この支持部６１を中心に下流側端部６４を分級部１３の中心部に向けて角度を変化させることが可能となっている。可変偏向板６０の角度調整は、装置本体１１に設けられた調整ボルト６２で外部から調整可能となっている。この可変偏向板６０は、装置本体１１の幅方向寸法と同等で、分級部１３の円弧とほぼ等しい円弧で形成されている。この実施形態では３枚の可変偏向板６０が設けられ、最上流側の可変偏向板６０は、支持部６１が上記案内部材５０の上端よりも低い位置に設けられている。これにより、案内部材５０と装置本体１１との所定間隔Ｓを通って分級部１３に至る被処理物Ｏと加熱空気Ａは、案内部材５０を出る付近から可変偏向板６０の内面に沿って流れるようになっている。各可変偏向板６０は、下流側端部６４が分級部１３の循環中心に向けて角度が変更可能となっている。なお、この可変偏向板６０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。

　このような可変偏向板６０を設けることにより、装置本体１１の内面に沿って移送される被処理物Ｏと加熱空気Ａは、可変偏向板６０の下流側端部６４において生じる気流の渦流ａによって混合され、固体の被処理物Ｏと気体の加熱空気Ａとを混合させることによる乾燥促進を図ることができる。

　そして、上記排出部１５から分級部１３の空気を吸引することで、粉砕・乾燥が完了した被処理物Ｏは加熱空気Ａとともに吸引して粉砕乾燥装置１０から排出するようにしている。この時、排出部１５で吸引する空気の風量（風速）によって、搬送できる被処理物Ｏの水分と粒度を調整することができる。つまり、被処理物Ｏの重量が粒度と水分量とで変化することを利用し、被処理物Ｏが所定粒度に粉砕され乾燥されていれば排出部１５から排出され、未だ所定粒度に粉砕されておらず、乾燥も十分でなければ排出されずに装置本体１１内に留まるようにして、被処理物Ｏの粉砕・乾燥が完了したか否かを排出部１５から吸引されて排出されるか否かで判断している。

　以上のように、上記第１実施形態の粉砕乾燥装置１０によれば、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で定量供給されるとともに、乾燥気体供給口４０から加熱空気Ａが装置本体１１の内面に沿って供給される。

　そして、被処理物供給口３０から定量供給された被処理物Ｏは、整流板３２によってロータ２２の中央部分において粉砕され、乾燥気体供給口４０から供給された加熱空気Ａによって装置本体１１の背面側内面に沿って上方の分級部１３へと移送させられる。

　この加熱空気Ａとともに分級部１３へ移送された被処理物Ｏは、分級部１３における装置本体１１の内面において可変偏向板６０の下流側端部６４で生じる加熱空気Ａの渦流ａによって混合され、加熱空気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。

　また、粉砕と乾燥とが行われて所定重量以下となった分級部１３の被処理物Ｏは、上記したように排出部１５の排出口１７へと吸引されて排出される。このように、粉砕部１２で粉砕されて分級部１３に舞い上がった被処理物Ｏと加熱空気Ａとの混合を促進して熱交換効率を上げているので、粉砕と乾燥が行われて所定重量以下となった被処理物Ｏを順次機外に排出し、効率良く木チップ等の被処理物Ｏを処理することができる。

　さらに、粉砕と乾燥とが十分に行われていない被処理物Ｏは、上記排出部１５から吸引されることなく、加熱空気Ａの流れ及び粉砕部１２のロータ２２の上方に設けられた案内部材５０によって粉砕部１２の被処理物供給口３０側へ移送され、再びロータ２２のハンマ２０によって粉砕される。しかも、この再粉砕される被処理物Ｏは、粉砕と乾燥とが行われて所定重量以下となった被処理物Ｏが除かれたものと新たに供給される被処理物Ｏとなるので、過粉砕を行うことなく粉砕することができる。

　その後、粉砕部１２で新たな被処理物Ｏとともに再度粉砕された被処理物Ｏは、上記したように加熱空気Ａとともに分級部１３へと移送されて循環され、乾燥が行われて所定重量以下となった被処理物Ｏは、排出部１５の排出口１７から加熱空気Ａとともに排出される。また、上記排出部１５から排出されなかった被処理物Ｏは、上記したように粉砕部１２に戻されて再粉砕が繰り返される。この再粉砕も、粉砕と乾燥とが未だ十分に行われていない被処理物Ｏとなるため、効率良く粉砕することができる。

　しかも、上記したように粉砕と乾燥とが行われて所定重量以下となった被処理物Ｏは順次排出されるので、その排出された被処理物Ｏの減少分を新たに被処理物供給口３０から供給することで被処理物Ｏの粉砕及び乾燥を連続的に行うことができ、被処理物Ｏを粉砕して乾燥することで得る製品を大量に生産することが１台の粉砕乾燥装置１０で可能となる。

　図３，４に示す第２実施形態の粉砕乾燥装置７０は、上述した第１実施形態の粉砕乾燥装置１０における分級部１３において、装置本体１１の外部から加熱空気Ａを供給するようにした実施形態である。なお、他の構成は上述した第１実施形態の粉砕乾燥装置１０と同一であるため、同一の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

　図３に示すように、第２実施形態の粉砕乾燥装置７０は、分級部１３の外部に乾燥気体供給部７１が設けられている。この乾燥気体供給部７１は、装置本体１１の幅方向寸法で形成され、上記可変偏向板６０の支持部６１を囲むような大きさで形成されている。

　また、この実施形態の可変偏向板６０も、被処理物Ｏが循環する上流側端部６３に支持部（ヒンジ）６１が設けられ、この支持部６１を中心に下流側端部６４を分級部１３の中心部に向けて角度を変化させることが可能となっている。しかも、この実施形態では、可変偏向板６０の下流側端部６４を分級部１３の中心に向けて角度を変化させることで、各可変偏向板６０の下流側端部６４と上流側端部６３との間に隙間Ｔが形成されるようになっている。

　そして、この隙間Ｔの部分が、乾燥気体供給部７１から分級部１３に加熱空気Ａ（乾燥気体）を供給する乾燥気体供給口７２となっている。この乾燥気体供給口７２は、分級部１３における被処理物Ｏの循環方向上流側に設けられている。この乾燥気体供給口７２を可変偏向板６０の被処理物循環上流側に設けることにより、可変偏向板６０が支持部６１を中心に下流側端部６４を角度変化させたときに生じる下流側可変偏向板６０の上流側端部６３との隙間Ｔから分級部１３に乾燥気体Ａは入るが、被処理物Ｏが乾燥気体供給部７１へは進入しないようにしている。乾燥気体供給部７１から供給される加熱空気（乾燥気体）Ａとしては、上記粉砕部１２に供給される加熱空気Ａと同一のものが利用される。

　以上のように構成された第２実施形態の粉砕乾燥装置７０によっても、上述した第１実施形態の粉砕乾燥装置１０と同様に、粉砕部１２で粉砕されて分級部１３に舞い上がった被処理物Ｏは、排出部１５から吸引されるか否かで粉砕と乾燥とが行われているか否かが判断され、粉砕と乾燥が行われて所定重量以下となった被処理物Ｏは機外に排出されるので、１つの機械で被処理物Ｏの粉砕と乾燥とを効率良く行うことができる。

　しかも、この第２実施形態によれば、分級部１３に乾燥気体供給部７１からも加熱空気Ａを供給しているので、この乾燥気体供給部７１から可変偏向板６０の下流側端部６４と上流側端部６３との隙間Ｔを通って分級部１３に流入する加熱空気Ａの渦流ａによって被処理物Ｏと加熱空気Ａとの混合が更に図られるので、被処理物Ｏを上述した第１実施形態よりも乾燥させることができる。従って、汚泥等の被処理物Ｏを効率良く粉砕して乾燥することができる。

　また、この第２実施形態でも、上記排出部１５から排出されなかった所定重量以下になっていない被処理物Ｏは、加熱空気Ａの流れによって粉砕部１２の被処理物供給口３０側へ移送されてロータ２２によって再粉砕される。しかも、この実施形態でも、分級部１３から粉砕部１２に戻す被処理物Ｏを、案内部材５０に沿って戻すことができ、装置本体１１内における被処理物Ｏ及び加熱空気Ａの流れを一方向に安定させて効率良く被処理物Ｏの粉砕及び乾燥を行うことができる。

　図５に示す第３実施形態の粉砕乾燥装置８０は、上述した第１実施形態の粉砕乾燥装置１０における排出部８１が異なる実施形態である。上述した第１実施形態の粉砕乾燥装置１０と同一の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

　第３実施形態における粉砕乾燥装置８０の排出部８１は、装置本体１１の側面から分級部１３の内方に所定量突出した排出管部８２と、この排出管部８２の外方端部から乾燥気体とともに粉砕と乾燥が行われた被処理物Ｏを排出する排出口１７とを有している。この実施形態の排出管部８２は、長手方向に同径の管体で形成されているが、装置本体１の内方に突出する部分が大径で排出口１７側が小径に形成された形状（第１実施形態のような形状）であってもよい。

　この排出管部８２を装置本体１１の側面から内方へ突出させる所定量としては、被処理物Ｏに含まれる水分量や粒度、比重等の性状に応じて決定され、被処理物Ｏが分級部１３において乾燥されるまで循環するような長さに設定される。例えば、循環する被処理物Ｏが内面から離れた位置で排出管部８２から排出されるように、数十ｍｍ程度よりも長く設定される。また、この第３実施形態のように排出管部８２を装置本体１１の側面から内方へ突出させるか、第１実施形態のように側面から内方へ突出させないかも、被処理物Ｏに含まれる水分量や粒度、比重等の性状に応じて決定される。

　この第３実施形態では、上記第１実施形態における粉砕乾燥装置１０の構成を例に説明したが、上記第２実施形態の粉砕乾燥装置７０の構成において適用してもよく、第１実施形態の構成に限定されるものではない。

　以上のように構成された第３実施形態の粉砕乾燥装置８０によれば、粉砕部１２で粉砕されて分級部１３に舞い上がった被処理物Ｏは、排出部８１の排出管部８２から吸引されるか否かで粉砕と乾燥とが行われているか否かが判断され、粉砕と乾燥が行われて所定重量以下となった被処理物Ｏは機外に排出されるので、１つの機械で被処理物Ｏの粉砕と乾燥とを効率良く行うことができる。

　しかも、この第３実施形態の粉砕乾燥装置８０によれば、分級部１３で装置本体１１の内面に沿って旋回する被処理物Ｏは、装置本体１１の側面から内方に所定量突出した排出管部８２の周囲を旋回して排出管部８３からは排出されず、水分を多く含む被処理物Ｏが乾燥される前に排出口１７から排出されてしまうことを抑止することができる。

　なお、上述した実施形態では、粉砕部１２を下部に備え、分級部１３を上部に備えた実施形態を説明したが、例えば、粉砕部１２と分級部１３とを横向き配置するような構成であってもよく、粉砕部１２と分級部１３との位置関係は上述した実施形態に限定されるものではない。

　また、上記実施形態における装置本体１１の粉砕部１２における半円形と分級部１３における半円形の大きさは一例であり、例えば、分級部１３における半円形を更に大きくすることで分級部１３の空間を広くすればより多くの被処理物Ｏを乾燥させることができるので、粉砕部１２と分級部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。

　さらに、上記実施形態では、ロータ２２の軸方向中央部に被処理物Ｏを送る整流板３２を設けた例を示したが、被処理物Ｏによっては整流板３２を設けなくてもよく、整流板３２を設けるか否かは、被処理物Ｏやハンマ（粉砕子）２０の構成等に応じて選択的に決定すればよい。

　また、上記実施形態では、偏向部の一例として可変偏向板６０を例に説明したが、偏向部は可変偏向板６０以外の構成であってもよく、例えば、分級部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。

　本発明に係る粉砕乾燥装置は、微粉に粉砕して水分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　粉砕乾燥装置
　　　　１１　装置本体
　　　　１２　粉砕部
　　　　１３　分級部
　　　　１４　移送部
　　　　１５　排出部
　　　　１６　縮径部（排出管部）
　　　　１７　排出口
　　　　１８　空間
　　　　２０　ハンマ（粉砕子）
　　　　２１　ハンマ体
　　　　２２　ロータ
　　　　２３　スペーサ
　　　　２４　駆動軸
　　　　３０　被処理物供給口
　　　　３１　スクリューコンベア（供給機）
　　　　３２　整流板
　　　　４０　乾燥気体供給口
　　　　５０　案内部材（案内部）
　　　　５１　案内面
　　　　５２　斜面
　　　　６０　可変偏向板（偏向部）
　　　　６１　支持部（ヒンジ）
　　　　６２　調整ボルト
　　　　６３　上流側端部
　　　　６４　下流側端部
　　　　７０　粉砕乾燥装置
　　　　７１　乾燥気体供給部
　　　　７２　乾燥気体供給口
　　　　８０　粉砕乾燥装置
　　　　８１　排出部
　　　　８２　排出管部
　　　　　Ａ　加熱空気（乾燥気体）
　　　　　Ｏ　被処理物
　　　　　Ｓ　間隔
　　　　　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、
　前記粉砕部で粉砕した被処理物を粉砕部から離れた位置で循環させる空間を有する分級部とを備え、
　前記粉砕部は、前記装置本体の内面に沿って所定方向に乾燥気体を供給する乾燥気体供給口を有し、
　前記分級部は、前記粉砕部から供給した乾燥気体とともに前記粉砕した被処理物を排出する排出部と、前記乾燥気体とともに分級部に移送された被処理物の流れを変化させる偏向部とを有していることを特徴とする粉砕乾燥装置。
　前記偏向部は、前記分級部で循環する被処理物の流れを該分級部における循環中心に向けて変化させるように構成されている請求項１に記載の粉砕乾燥装置。
　前記偏向部は、被処理物の流れ方向上流側に支持部を有し、該支持部を中心に下流側端部を分級部における循環中心に向けて変化させることができる可変偏向板で構成されている請求項１又は２に記載の粉砕乾燥装置。
　前記偏向部は、前記分級部と外部とを連通させる所定の隙間を有し、
　前記分級部の外部に乾燥気体供給部を設け、
　前記乾燥気体供給部から前記隙間を介して乾燥気体を分級部に供給するように構成されている請求項１～３のいずれか１項に記載の粉砕乾燥装置。
　前記粉砕部と前記分級部との間に、前記乾燥気体供給口から供給した乾燥気体を前記分級部に向けて案内する案内部を有し、
　前記案内部は、前記分級部から前記粉砕部に戻る被処理物を粉砕子の被処理物投入側に案内する斜面を有している請求項１～４のいずれか１項に記載の粉砕乾燥装置。
　前記分級部は、前記循環中心部分に前記排出部を備え、
　前記排出部は、前記装置本体の側面から外方に突出する排出管部と、該排出管部の外方端部から粉砕と乾燥が行われた被処理物を乾燥気体とともに排出する排出口とを有している請求項１～５のいずれか１項に記載の粉砕乾燥装置。
　前記分級部は、前記循環中心部分に前記排出部を備え、
　前記排出部は、前記装置本体の側面から分級部の内方に所定量突出した排出管部と、該排出管部の外方端部から粉砕と乾燥が行われた被処理物を乾燥気体とともに排出する排出口とを有している請求項１～５のいずれか１項に記載の粉砕乾燥装置。
　前記粉砕部は、前記粉砕子を設けた駆動軸の軸方向中央部に備えた被処理物供給口と、該被処理物供給口から供給する被処理物が駆動軸の軸方向に移動するのを抑止する整流板とを有している請求項１～７のいずれか１項に記載の粉砕乾燥装置。
　前記被処理物供給口は、前記粉砕部に被破砕物を定量供給する供給機を備えている請求項１～８のいずれか１項に記載の粉砕乾燥装置。