JP5472823B2 - 乾燥装置 - Google Patents

Description

この発明は、汚泥等の湿潤した被乾燥物を乾燥する乾燥装置、特に、その気流搬送経路の対の分岐経路への乾燥物の配分調整構造に関する。

汚泥等の湿潤した被乾燥物を乾燥する乾燥装置には、被乾燥物を供給する供給機と、供給された被乾燥物を乾燥させる乾燥機と、乾燥で得られた乾燥物を気流搬送する気流搬送経路と、気流搬送経路で搬送された乾燥物を気流と分離するサイクロンからなる固気分離装置とを備え、固気分離装置で分離された乾燥物の一部を製品として排出するとともに、残りを供給機に再供給して被乾燥物と混合し、被乾燥物の水分を調整するようにしたものがある（特許文献１、２参照）。

この乾燥装置は、固気分離装置の下方に分離される乾燥物を分岐させる分岐手段を設け、その下方に供給機を配置する必要があるので、装置全体の高さ寸法が高くなる問題がある。また、気流と分離された後の乾燥物を分岐させるため、排出するものと再供給するものとを適切に配分するには、分岐手段としてスクリュフィーダ等のような大型の機械設備も必要になる（特許文献１参照）。

このため、上記気流搬送経路を２つの分岐経路に分岐し、一方の分岐経路を固気分離装置に接続し、他方の分岐経路に、気流搬送される乾燥物を気流と分離し、製品として排出するサイクロンからなる製品排出手段を接続することにより、固気分離装置の下方に分離される乾燥物を分岐させる分岐手段を不要として、装置全体の高さ寸法をコンパクトに設計できるようにした乾燥装置が提案されている（特許文献２、本願図１、２参照）。

特開２００８−１５１４３０号公報 特開２０１０−２１０１６２号公報

この循環式乾燥装置は、循環させる水分調整用乾燥物の量の制御が必要となり、上記特許文献２記載の技術では、水分調整用乾燥物を気流搬送しているため、分岐部下流に設けたダンパによりその制御を行っている（特許文献２段落００２３、図１、図２符号１１参照）。
しかし、このダンパは、分岐部下流側にあって気流搬送経路の流通軸に回転軸を直交させ、その回転軸の回転角度でもって流通断面を所要大きさに遮って制御する（ダンパの開度を調整して制御する）。このため、乾燥物の量を制御すると同時に、搬送用の気流の風量に大きく影響を与える。

ここで、下流側のサイクロンからなる固気分離装置（特許文献２図１、図２符号６参照）は、風量に応じてその大きさ、容量を設計するため、前記のようにダンパの開度を調整して風量が著しく変化すると、サイクロンの分離効率が低下する恐れがある。すなわち、設計通りの固気分離ができない恐れがある。

この発明は、上記の実情に鑑み、上記循環式乾燥装置において、風量への影響が少ない分岐構造とすることを課題とする。

上記課題を達成するために、この発明は、例えば、この循環式乾燥装置において気流搬送される乾燥物は粉体であって慣性力（直進性）が強いため、乾燥物の配分は分岐部分における各経路の投影面積（分岐部の各経路の開口のその上流路の軸に直交する断面積）の割合に依存する。一方、気流の慣性力は小さく、気流の流路が確保されていればほぼ一定の割合で配分される。
すなわち、図３ｃに示すように、気流搬送経路５の分岐部Ｑの上流側に、分岐管５ｂの開口面５ｂ’から離れて（間隙ｔ）調整板１１を設けると、乾燥物Ｂ１は調整板１１に当ると、分岐管５ｂへの移動を阻止されて他の直進する乾燥物Ｂや気流Ｃに引きずられて移動するが、その直進性のため、間隙ｔから分岐管５ｂに進入することは少ない。一方、気流Ｃは直進性が小さく、その調整板１１に当ると、調整板１１と分岐管開口面５ｂ’とに間隙ｔがあることから、その間隙ｔを介し調整板１１を迂回するように分岐管５ｂに流れるため、気流Ｃの流路が確保されて、ほぼ一定の割合で配分される。

この点に着目し、この発明は、被乾燥物を供給する供給機と、供給機から供給された被乾燥物を乾燥させる乾燥機と、乾燥機で乾燥された乾燥物を気流搬送する気流搬送経路と、気流搬送経路で搬送された乾燥物を気流と分離して供給機に再供給する固気分離装置とを備え、気流搬送経路を２つの分岐経路に分岐させ、一方の分岐経路を固気分離装置に接続し、他方の分岐経路に、気流搬送される乾燥物を気流と分離し、製品として排出する製品排出手段を接続した乾燥装置において、気流搬送経路の両分岐経路の分岐部上流に、その両分岐経路の一方の分岐部開口面に臨む調整板をその臨む分岐部開口面と間隙をもって設け、その調整板によって気流搬送される乾燥物の固気分離装置と製品排出手段への配分を調整する構成を採用したのである。

この構成において、上記調整板による乾燥物の配分量の調整は、その調整板の分岐部開口面に臨む面積によって行うこととなり、その際、その面積を増減する方向に調整板を移動させて行うことが効果的であり、その調整板の調整移動後は、この乾燥装置の設計時の設定位置に固定でも、移動可能として、乾燥物の性状等に応じて乾燥物の分岐割合を適宜に調整し得るようにすることができる。その調整板の分岐部開口面に臨む面積の増減は、分岐部開口面に対して平行に調整板を移動する、例えば、下記の抜き差し態様等によって行うことができる。
なお、分岐部開口面に臨む面積の増減のみならず、上記間隙を狭拡する方向等を適宜に選択することもできる。調整板は、その調整作用に支障がない限りにおいて網状等の多孔のものでも良い。

また、上記分岐部開口面の形状には、円形、楕円形、四角形等の種々のものが考えられるが、正方形や長方形等の矩形であると、調整板をその矩形開口面の一辺に沿って（平行に）移動可能とすれば、調整板による分岐部開口面の遮断面積変化（投影面積変化）が比例的となって乾燥物の配分量変化が安定する利点がある。調整板の形状や大きさは、その乾燥物配分量の調整をし得れば任意であって、前記開口面と同一としたり、異なる場合には四角形等としたりし得る。このとき、開口面への乾燥物の流通量を調整し得れば良いから、調整板は開口面全面を覆う大きさでなくても良い。

さらに、上記間隙ｔが小さすぎると、気流が分岐流路に配分されにくくなって、調整板を臨ませた分岐経路への風量が十分でなくなる。但し、調整板による分岐経路開口面の覆う面積が小さければ、その十分な風量が確保し得るため、分岐経路への風量に応じてその間隙は適宜に設定する。一方、間隙が大きすぎると、乾燥物が隙間から回り込みやすくなって分岐経路に搬送されるため、調整板による乾燥物の配分効果が小さくなる。

このため、調整板１１が分岐経路開口面５ｂ’の全面を覆った（遮断した）場合でも、分岐経路開口面と調整板の間の流通面積を分岐経路と同等に確保するようにすることが好ましい。例えば、分岐経路が円筒管からなる場合、分岐管５ｂの開口面５ｂ’と調整板１１の間隙ｔは、分岐管５ｂの開口面５ｂ’の直径：ｄのとき、ｄ／４＝ｔであると、「分岐管５ｂの断面積」：πｄ^２／４＝「分岐管開口面５ｂ’と調整板１１の間の流通面積」：「分岐管開口面５ｂ’の周縁長さπｄ×間隙ｔ」となって好ましく、分岐管５ｂを斜めに接続する場合、その開口面５ｂ’が楕円状となって広くなることから、その楕円開口面５ｂ’の周縁長さに応じて、間隙ｔ：ｄ／４〜ｄ／１６ｍｍ程度とするとよい。

また、調整板は、分岐する前の気流搬送経路（主経路）の軸方向に移動可能として、上記間隙を調整できるようにすれば、風速（流速）が変化して、例えば、速くなると、隙間から回り込む乾燥物の量への影響が大きくなるため、何らかの理由によって、風量が変化した場合、その隙間を調整して所要の乾燥物の配分をすることができる。

その調整板による乾燥物の分岐割合の調整手段の具体的な構成としては、例えば、上記気流搬送経路に分岐管を気密に差込んでその開口面を前記気流搬送経路の流通経路軸に直交させ、前記分岐管とその分岐部の前記気流搬送経路の下流側とで上記両分岐経路を構成したものとし得る。
その調整板の差込み方向は任意であるが、上記気流搬送経路の側壁から差込むのが好ましく、また、上方からがより好ましい。その際、スライド可能にして、調整後は、ボルト止め、溶接でもって固定するのが好ましい。

上記調整板と分岐管の開口面との間隙は、その開口と調整板が全域において離れている（図３ｂ参照）必要は無く、例えば、その分岐管の開口縁に調整板を揺動可能に設け、その調整板の揺動量によって前記間隙を調整し得るようにすることもできる。
その揺動は、ねじジャッキやシリンダでもってその揺動角度を調整・固定可能とすることができる。

この発明は以上のように構成したので、風量の配分をほぼ一定にしたまま、乾燥物の配分を調整できる。

この発明に係る乾燥装置の一実施形態を示す概略図 同実施形態の乾燥物の搬送経路を示す斜視図 同実施形態の要部斜視図 同実施形態の作用図であり、（ａ）は概略正面図、（ｂ）は同概略側面図 同作用図であり、（ａ）は概略正面図、（ｂ）は同概略側面図 同作用図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）の概略側面図 他の実施形態の要部斜視図 同実施形態の作用図であり、（ａ）は概略切断正面図、（ｂ）は同概略側面図 同作用図であり、（ａ）は概略正面図、（ｂ）は同概略側面図 他の実施形態の概略正面図

この実施形態の乾燥装置は、図１に示すように、湿潤した汚泥を被乾燥物Ａとして供給する供給機１と、供給機１の下方に配置され、投入口２ａに投入される被乾燥物Ａを上下の撹拌羽根２ｂ、２ｃで撹拌しながら、後述する循環供給される高温気流Ｃによって加熱乾燥する機械撹拌式乾燥機２と、機械撹拌式乾燥機２で乾燥された乾燥物Ｂ１を、高温気流Ｃと一緒に吸引するブロワ３と、ブロワ３で吸引された乾燥物Ｂ１を、高温気流Ｃで搬送しながら熱交換器４ａによって間接加熱して乾燥する気流式乾燥機４と、気流式乾燥機４から送り出される乾燥物Ｂ１を高温気流Ｃで搬送する気流搬送経路（気流搬送管）５を備えている。

その気流搬送経路５での気流搬送は、直前の気流式乾燥機４でのブロワ３による気流搬送をそのまま利用している。また、気流式乾燥機４は間接加熱する熱交換器４ａを備えて、気流搬送する高温気流Ｃの風量を少なくすることができるため、後述する固気分離装置としてのサイクロン６や、製品排出手段としてのサイクロン７を小型化することができる。

気流搬送経路５は２つの分岐経路（分岐管）５ａ、５ｂに分岐され、一方の分岐経路５ａは、気流搬送された乾燥物Ｂ１を高温気流Ｃと分離するサイクロン６に接続され、他方の分岐経路５ｂは、気流搬送された乾燥物Ｂ１を高温気流Ｃと分離して、製品Ｂ２として排出するサイクロン７に接続されている。サイクロン６、７の下方には、それぞれ気流の通過を制限するロータリバルブ８が設けられている。サイクロン６、７の大きさの比率は、処理する乾燥物Ｂ１の種類や水分によって適宜に決定される。なお、サイクロン６、７の大きさ（処理能力）は、処理する乾燥物Ｂ１の量によって決定する。

上記サイクロン６で下方に分離された乾燥物Ｂ１は、下方の供給機１に再供給され、被乾燥物Ａの水分を調整するようになっている。また、製品排出手段としてのサイクロン７の下方には、その排出口から排出される製品Ｂ２を貯留する貯留槽９が設けられている。貯留槽９には重量計１０が取り付けられ、単位時間当たりに貯留槽９に排出される製品Ｂ２の量を検出するようになっている。なお、各サイクロン６、７で乾燥物Ｂ１と分離された高温気流Ｃは、供給機１を経て機械撹拌式乾燥機２へ循環供給される。

以上の構成は、上記特許文献２の乾燥装置と同一であって、この発明は、両サイクロン６、７への分岐部Ｑの構造を特徴とする。
すなわち、この実施形態の分岐部Ｑは、図３、図３ａ〜図３ｃに示すように、気流搬送経路５における分岐部Ｑの上流側に上記他方の分岐経路５ｂをなす分岐管が気密に差込まれ、その分岐管５ｂの開口面５ｂ’は気流搬送経路５の軸ｃに対して直交している（図３ａ（ａ）参照）。
その分岐管５ｂの開口面５ｂ’の上流側にはその開口面５ｂ’に間隙ｔをもって臨む矩形の調整板１１が設けられている（図３ｃ（ａ）参照）。この調整板１１は、気流搬送経路５をなす管の側壁から直交して進退可能に差込まれて前記開口面５ｂ’と平行となってその開口面５ｂ’に沿って移動（進退）可能となっており、この調整板１１を進退（出し入れ）することによって、気流搬送経路５の流通面に臨む分岐管５ｂの開口面５ｂ’の全面を覆い得るとともに、その開口面５ｂ’の投影面積が調整される。

この開口面５ｂ’に臨む調整板１１の面積の調整において、図３ｃに示すように、気流搬送経路５の分岐部Ｑに至る乾燥物Ｂ１は調整板１１に当ると、分岐管５ｂへの移動を阻止されて他の直進する乾燥物Ｂや気流Ｃに引きずられて移動するが、その直進性のため、間隙ｔから分岐管５ｂに進入することは少ない。一方、気流Ｃは直進性が小さく、その調整板１１に当ると、調整板１１と分岐管開口面５ｂ’とに間隙ｔがあることから、その間隙ｔを介し調整板１１を迂回するように分岐管５ｂ内に流れるため、気流Ｃの流路が確保されて、ほぼ一定の割合で配分される。
したがって、図３ａ、図３ｂに示すように、調整板１１の差込み度合を調整することによって、各サイクロン６、７への気流Ｃの風量を大きく変化させることなく、各サイクロン６、７への乾燥物Ｂ１の配分調整を行うことができる。

調整板１１は、乾燥物Ｂ１の性状が一定でその差込み度合を固定することが好ましい場合は、ボルト止めや溶接などによって移動不能とする。その不動とする場合、調整板１１は差込みの態様ではなく、分岐管５ｂの開口部５ｂ’から腕を軸ｃの方向に突出させて設け、その腕に調整板１１を固定する態様とすることができる。

図４、図４ａ、図４ｂには他の実施形態を示し、この実施形態は、同様に、気流搬送経路５における分岐部Ｑの上流側に、その下側壁から他方の分岐経路５ｂの分岐管が気密に差込まれ、その差込まれた分岐管５ｂは、気流搬送経路５の軸ｃ方向に直交に屈曲すると共に、膨張して断面矩形状となり、その開口部面５ｂ’はその軸ｃに直交している（図４ａ（ａ）参照）。
その矩形状分岐管の開口縁にはその開口面５ｂ’の全面を覆い得る矩形状調整板１１が揺動自在に設けられており、この調整板１１が揺動することによって、気流搬送経路５の流通面に臨む分岐管５ｂの開口面５ｂ’の面積（投影面積）が間隙ｔをもって調整される。

したがって、図４ａ、図４ｂに示すように、調整板１１の揺動度合を調整することによって、各サイクロン６、７への気流Ｃの風量を大きく変化させることなく、各サイクロン６、７への乾燥物Ｂ１の配分調整を行うことができる。
このとき、分岐管５ｂの縦断面（流通面積）より開口面５ｂ’が大きくなっているため、気流搬送経路５内においてその分岐管５ｂが軸ｃ方向に曲がっていても、分岐管５ｂへ配分される乾燥物Ｂ１は十分となっている。このように、図３の実施形態も含めて、気流搬送経路５内における、分岐管５ｂの開口面５ｂ’の大きさを適宜に設定することによって、調整板１１の最大解放時（図３ａ、図４ａ参照）の両分岐管５ａ、５ｂへの乾燥物Ｂ１の配分割合を調整することができる。

調整板１１の揺動度合の調整後は、ピンを分岐管５ｂの側壁（管５の側壁からでも良い）から差込む等のストッパでもってその揺動位置を固定する。また、調整板１１と気流搬送経路５の周壁の間等に、エアー又は油圧シリンダやねじジャッキ等を設け、そのシリンダやねじジャッキの進退杆でもって、その揺動量を調整し得るようにすることができる。乾燥物Ｂ１の性状が一定でその差込み度合を固定することが好ましい場合は、それらのロック作用で固定したり、ボルト止めや溶接などによって移動不能としたりする。
なお、この矩形状開口面５ｂ’であると、矩形調整板１１による遮断面積変化（投影面積変化）が比例的となって乾燥物Ｂ１の配分量変化が安定する利点があり、図３〜図３ｃの実施形態においても、差込まれた分岐管５ｂの気流搬送経路５の軸ｃ方向に直交に屈曲すると共に、膨張して断面四角状開口部５ｂ’とし得る。

上記実施形態においては、製品排出手段としてのサイクロン７に接続される分岐経路（分岐管）５ｂへの乾燥物Ｂ１の流入を調整するようにしたが、固気分離装置としてのサイクロン６への分岐経路への乾燥物Ｂ１の流入を調整するようにしても良いことは勿論である。このとき、分岐管５ａをサイクロン７に、分岐管５ｂをサイクロン６にそれぞれ接続する。
また、気流搬送経路（主経路）５から分岐する管（分岐管）５ｂの分岐方向は、気流搬送経路（主経路）５に対し、上方又は下方或いは側方等と任意であるが、下方側であると、分岐管５ｂ内において、重力によって乾燥物Ｂ１の直進性が増し、配分調整が正確にし得るとともに、搬送エネルギーの低減及び乾燥物Ｂ１の流路内での停滞を防止できる点で有利である。

さらに、上記調整板１１の大きさは、閉じた状態（開口面５ｂ’に沿った状態）において開口面５ｂ’全面を覆う大きさでなくても良く、また、調整板１１を分岐する前の気流搬送経路（主経路）５の軸方向ｃに移動可能として、上記間隙ｔを調整できるようにすることもできる。例えば、上記図３ｂにおいて、図５に示すように、管路５に開口１１ｃを大きく形成し、その開口１１ｃを気密に塞いで管軸方向（軸ｃ方向）に移動可能な差込み補助板１１ａを設け、その補助板１１ａに調整板１１を差込んだ構成として、その補助板１１ａを調整板１１と共に開口１１ｃ内を矢印のように移動させるようにしたり、前記開口１１ｃの管軸方向適宜位置に調整板１１を配置した後、その調整板１１と開口１１ｃの縁との間にスペーサを介在して調整板１１を固定する構成等を採用したりすることができる。これらにおいて、調整板１１は補助板１１ａ等に対して抜き差し可能とし得る。

Ａ 被乾燥物
Ｂ１ 乾燥物
Ｂ２ 製品
Ｃ 高温気流
１ 供給機
２ 機械撹拌式乾燥機
２ａ 投入口
２ｂ、２ｃ 撹拌羽根
３ ブロワ
４ 気流式乾燥機
４ａ 熱交換器
５ 気流搬送経路
５ａ、５ｂ 分岐経路（分岐管）
５ｂ’ 分岐管開口面
６ 固気分離装置としてのサイクロン
７ 製品排出手段としてのサイクロン
８ ロータリバルブ
９ 貯留槽
１０ 重量計
１１ 調整板
Ｑ 分岐部
ｔ 分岐管開口面と調整板の間隙

Claims (5)

1. 被乾燥物(Ａ)を供給する供給機（１）と、供給機（１）から供給された被乾燥物（Ａ）を乾燥させる乾燥機（２、４）と、乾燥機（２、４）で乾燥された乾燥物（Ｂ１）を気流搬送する気流搬送経路（５）と、気流搬送経路（５）で搬送された乾燥物（Ｂ１）を気流（Ｃ）と分離して前記供給機（１）に再供給する固気分離装置（６）とを備え、前記気流搬送経路（５）を２つの分岐経路に分岐し、一方の分岐経路を前記固気分離装置（６）に接続し、他方の分岐経路に、前記気流搬送される乾燥物（Ｂ１）を気流と分離し、製品（Ｂ２）として排出する製品排出手段（７）を接続した乾燥装置において、
   上記気流搬送経路（５）に上記２つの分岐経路の一方を気密に差込んでその開口面を前記気流搬送経路（５）の流通経路軸（ｃ）に直交させ、前記差込んだ分岐管とその分岐部（Ｑ）の前記気流搬送経路（５）の下流側とで上記両分岐経路を構成し、前記分岐部（Ｑ）の上流に、前記差込んだ分岐管の開口面に臨む平板矩形状調整板（１１）を間隙（ｔ）をもって平行に設け、その調整板（１１）は前記気流搬送経路（５）の側壁から差込んで前記開口面に沿って移動可能とし、その調整板（１１）の移動によって前記気流搬送される乾燥物（Ｂ１）の上記固気分離装置（６）と製品排出手段（７）への配分を調整することを特徴とする乾燥装置。
2. 上記調整板（１１）が臨む開口面を矩形状としたことを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
3. 上記差込んだ分岐管の開口面の面積と、その開口面と調整板（１１）の間の流通面積を同等としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の乾燥装置。
4. 上記差込んだ分岐管を、上記気流搬送経路（５）の下方側から差し込むとともに上記固気分離装置（６）に接続したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の乾燥装置。
5. 上記調整板（１１）を上記気流搬送経路（５）の軸方向（ｃ）に移動可能として上記間隙（ｔ）を調整し得るようにしたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の乾燥装置。

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