(57)【要約】【課題】ベルト乾燥機用スラッジ成形装置を提供する。【解決手段】本発明は、ベルト乾燥機用スラッジ成形装置において、スラッジを一定の位置に供給するホッパーと、円筒形の形状をしている加圧ローラーと、加圧ローラーと反対の方向に回転しながら、一定の間隔で成形溝を外面に有し、内側に加熱手段が設置される空間部を形成した成形ローラーと、加圧ローラーおよび成形ローラーを回転させるモーター部材と、空間部に設置され、高熱を発生させる加熱手段と、加圧ローラーと成形ローラーとの間にスラッジが供給されると、加圧ローラーと成形ローラーの外にこぼれて流れ落ちることを防止する隔板とを含んでなり、成形ローラーの表面には弾性部材がさらに備えられ、有機性スラッジの付着を防止し、且つ加圧力が解除されると弾性部材によって成形物が成形溝から離脱するようにしたことを特徴とする、ベルト乾燥機用スラッジ成形装置を提供する。【選択図】図１ａ
2020082067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト乾燥機用スラッジ成形装置であって、
スラッジを一定の位置に供給するホッパーと、
円筒形の形状をしている加圧ローラーと、
前記加圧ローラーと反対の方向に回転しながら、一定の間隔で成形溝を外面に有し、内側に加熱手段が設置される空間部を形成した成形ローラーと、
前記加圧ローラーおよび前記成形ローラーを回転させるモーター部材と、
前記空間部に設置され、高熱を発生させる加熱手段と、
前記加圧ローラーと前記成形ローラーとの間にスラッジが供給されると、前記加圧ローラーと前記成形ローラーの外にこぼれて流れ落ちることを防止する隔板とを含んでなり、
前記成形ローラーの表面には弾性部材がさらに備えられ、有機性スラッジの付着を防止し、且つ加圧力が解除されると弾性部材によって成形物が成形溝から離脱するようにしたことを特徴とする、ベルト乾燥機用スラッジ成形装置。
【請求項２】
前記成形溝には、成形物の離脱が容易な突起がさらに設けられることを特徴とする、請求項１に記載のベルト乾燥機用スラッジ成形装置。
【請求項３】
前記加圧ローラーは、低温を供給する低温供給装置が設置され、成形物を加圧するとともに、成形物の一部表面が乾燥するのを防止することを特徴とする、請求項１に記載のベルト乾燥機用スラッジ成形装置。
【請求項４】
前記弾性部材によって一部が成形溝から抜け出た成形物を完全に抜き出して脱去させるブレードがさらに設置されることを特徴とする、請求項１に記載のベルト乾燥機用スラッジ成形装置。
【請求項５】
前記加熱手段の表面温度は１２０〜１５０℃であり、前記加圧ローラーの表面温度は５〜３０℃であることを特徴とする、請求項１に記載のベルト乾燥機用スラッジ成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト乾燥機用スラッジ成形装置に係り、より詳細には、成形ローラーの成形溝の表面に弾性部材を設置して離型効果を極大化し、成形ローラーと弾性部材との間の空間に空気の加熱膨張によって成形溝から容易に成形物が脱去されるようにし、成形ローラー側の成形物の表面の一部は乾燥状態、加圧ローラーと表面接触する部分は未乾燥状態で成形することにより、成形物の表面収縮によって円滑に成形溝からの脱去を行い且つ未乾燥状態の表面が衝撃を吸収して成形物が壊れないように保護し、乾燥機などへの通過時にも急激な温度変化により壊れずに形状を維持するようにしたベルト乾燥機用スラッジ成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、有機性スラッジは、常水、工業用水、産業用廃水、下水及び糞尿の水処理過程で発生する微生物の残渣物と無機物であって、主成分として有機物質を含有しており、最近では、廃棄処分の対象からリサイクル可能な物質に変わっている。
【０００３】
このようなスラッジを乾燥させるスラッジ乾燥機としては、噴霧乾燥装置、パドル乾燥装置、気流乾燥装置、多段乾燥装置、流動床乾燥装置、ロータリーキルン（Ｒｏｔａｒｙ  Ｋｉｌｎ）乾燥装置、３−パス（３−Ｐａｓｓ）乾燥装置などが使われている。
【０００４】
１．急速乾燥機（ｆｌａｓｈ  ｄｒｙｅｒｓ）
ケージミル（ｃａｇｅ  ｍｉｌｌ）で注入スラッジを粉末にする方法または高温ガスがあるところで噴霧させる方法によってスラッジから水分を除去するために、スラッジ微粒子が十分な時間、高温ガスと接触するように設計されている。ケージミルの最初の工程は、含水スラッジ、スラッジケーキ、搬送された乾燥スラッジなどを混合する。これらの混合物は、通常、５０％以上の水分を含有している。高温ガスとスラッジは、導管（ｄｕｃｔ）とサイクロン（ｃｙｃｌｏｎｅ）に送られるが、そこで蒸気と固形物質に分離される。このような過程を経てスラッジの水分含有量を８％以下とすることができる。乾燥したスラッジは肥料または土壌改良剤として販売したり直接使用したりすることもでき、焼却炉で完全に焼却してエネルギーを回収し発電に利用することもできる。
【０００５】
２．噴霧乾燥機（ｓｐｒａｙ  ｄｒｙｅｒｓ）
噴霧乾燥機は、有機性液状スラッジを遠心力を用いて噴霧することができる高速回転用回転盤（ｄｉｓｋ）を使用する。有機性スラッジは、高速回転盤（ｄｉｓｋ）の遠心力を用いて微細粒子として噴霧させて表面積を極大化することにより、乾燥を容易にし、上部から噴霧させる。ここで、水分は熱い水蒸気に変わる。もし設計の際にノズルが詰まらなければ、噴射ノズルも使用することができる。
【０００６】
３．回転乾燥機（ｒｏｔａｒｙ  ｄｒｙｅｒｓ）
有機性スラッジのうち、高温での乾燥が必要な下水スラッジまたは都市固形物乾燥および大容量の有機性スラッジを乾燥させるために活用される乾燥機である。直接熱乾燥機は、高温の燃焼ガスを直接乾燥機に投入する方式であり、間接熱乾燥機は、加熱された蒸気を中央室から攪拌機または外部筒へ伝達して乾燥させる方式である。燃料としては石炭、オイルガス、都市の固形廃棄物、乾燥スラッジなどを使用することができる。
【０００７】
４．多段炉乾燥機
機械的装置によって脱水されたスラッジを燃やしたり乾燥させたりするのに用いられるもので、予熱された空気内を微細なスラッジが連続通過することにより乾燥する。
【０００８】
５．多段蒸発器
この別名「Ｃａｒｖｅｒ−Ｇｒｅｅｎｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓ」として知られている工程の主要段階は、油攪拌、多段蒸発、油と固形物質の分離、凝縮油の分離などである。油の混合段階では、油とスラッジとを混合することにより、輸送が容易で缶石（ｓｃａｌｉｎｇ）と腐食を減らすことができる。水が油よりも低い沸点を持つので、水が先に蒸発除去され、油と乾燥スラッジが残るようになる。
【０００９】
このような従来の乾燥方式に加え、近年では、乾燥物を破砕浮揚させて熱風との接触面積を極大化して乾燥効率を極大化した核心技術として、衝突気流熱風によって浮揚粒子を乾燥させるシステムが開発されたが、このシステムは、国内外の乾燥技術として報告されたことのない新技術として認められる。
【００１０】
また、下水・廃水スラッジの場合、含水率６０〜８０ｗｔ％の区間で凝固して塊として固形化される現象が発生するが、効果的な乾燥のために、スラッジを連続的に破砕浮揚させて熱風との接触面積を大きくする技術を開発し適用したとともに、直接乾燥機と間接乾燥機内で発生した湿潤空気を５００〜８００℃の輻射熱区間を３〜５秒間通過させて湿潤空気内に含まれている悪臭を低減させる技術を開発し適用した。
【００１１】
また、このような方式の他に、スラッジを含む空間を真空状態にして低温で水分が蒸発するようにしてスラッジの凝集を防ぐ技術も開発され、水分の蒸発に使用するエネルギーを最小化しようとする技術も既に開発されている。
【００１２】
しかし、これらすべての技術において最大の欠点は、スラッジの場合、含水率６０〜８０ｗｔ％の区間で一定の形状、すなわちペレット状の形状にうまく成形されないので、補助凝結剤または成形剤を混合することが多い。また、塊に再凝集、固形化される現象が発生するが、このような現象が発生すると、スラッジの表面積が大きいため、外部は乾燥したにも拘らず、その内部にある湿気を除去し難いので、乾燥効率が低下する。これらの従来技術は、かかる問題に対する解決策が適さないため、エネルギーの使用は多く、しかもその効率が低く、乾燥時間が長くなるという問題点があった。
【００１３】
従来のスラッジ乾燥機の流入部は、通常の円形管からなり、流入部に被乾燥物の投入部を挿入させて連通することにより、被乾燥物を乾燥機に投入する構成である。このような従来のスラッジ乾燥機の流入部は、被乾燥物がスムーズに投入されないうえ、被乾燥物の粘性により投入時に大きな動力が絶対的に必要であり、また、投入速度が微弱であって乾燥機の流入部に被乾燥物が積載されて流入部が詰まってしまうので乾燥機の作動が停止するという問題点がある。
【００１４】
また、乾燥機内の圧力の変化またはスラッジの含水率の変化に応じて流入部における混合スラッジ、すなわち被乾燥物の投入速度が低下して流入部に停滞するので、流入部が閉鎖される現象が頻繁に発生してスラッジ乾燥工程が円滑ではないという問題点があった。
【００１５】
このような従来の問題点を解消するために、特許文献１の「上部圧入式球形加熱成形機」が提案されている。この「上部圧入式球形加熱成形機」は、被処理物が成形溝に挿入され、加圧ローラーによって成形され、成形溝に引き込まれた被処理物の一部が成形溝から抜け出ると、スクラッパーで切断する構造を持つ。
【００１６】
上述した特許文献１の乾燥機は、成形溝が金属で出来ており、高温で熱されたローラーの表面に容易にくっ付く問題があり、成形溝で乾燥した後、被処理物の一部が成形溝から抜け出ると、成形溝から抜け出た分だけスクラッパーを用いて切断するもので、乾燥した被処理物の厚さが薄いため落下時に割れるという問題、切断された被処理物の厚さが薄いため乾燥時間は速いが、乾燥した粉末が飛散して作業者が粉塵を吸入するという問題、ベルト乾燥機の乾燥網の間から抜け出すという欠点、および成形溝から抜け出る長さがそれぞれ異なって均一な成形が不可能であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】公開特許公報第２０１０−１８１０７７号
【特許文献２】韓国公開特許第２０１０−８３５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、かかる従来の問題点を一挙に解消するためになされたもので、その目的は、成形ローラーの成形溝の表面に弾性部材を設置して離型効果を極大化し、成形ローラーの表面にスラッジがくっ付くのを防止し、成形溝に引き込まれたスラッジを加圧した後、弾性部材と成形ローラーとの間の空間の空気層の一部が、加熱によって成形溝から抜け出たらローラーの回転角度によって、自重で成形溝から脱去されるようにするとともに、脱去されない成形物はブレードを用いて、成形溝から容易に抜け出すことができるようにした、ベルト乾燥機用スラッジ成形装置を提供することにある。
【００１９】
本発明の他の目的は、成形ローラー側の成形物の表面の一部は乾燥状態、加圧ローラー側の一部は未乾燥状態で成形することにより、成形物の表面収縮によって円滑に成形溝から脱去し、かつ未乾燥状態の表面が衝撃を吸収して成形物が壊れないように保護し、乾燥機などへの通過時にも壊れずに形状を維持するようにしてベルト乾燥機のベルト網を抜け出さないように成形物を製造する、ベルト乾燥機用スラッジ成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記の目的は、ベルト乾燥機用スラッジ成形装置において、スラッジを一定の位置に供給するホッパーと、円筒形の形状をしている加圧ローラーと、前記加圧ローラーと反対の方向に回転しながら、一定の間隔で成形溝を外面に備え、内側に加熱手段が設置される空間部を形成した成形ローラーと、前記加圧ローラーと前記成形ローラーを回転させるモーター部材と、前記空間部に設置され、高熱を発生させる加熱手段と、前記加圧ローラーと前記成形ローラーとの間にスラッジが供給されると、前記加圧ローラーと前記成形ローラーの外にこぼれて流れ落ちることを防止する隔板とを含んで構成され、前記成形ローラーの表面には弾性部材がさらに備えられ、有機性スラッジの付着を防止し、且つ加圧力が解除されると弾性部材によって成形物が成形溝から離脱するようにしたことを特徴とする、ベルト乾燥機用スラッジ成形装置によって達成される。
【００２１】
前記成形溝には、成形物の離脱が容易な突起がさらに設けられることを特徴とする。
【００２２】
前記加圧ローラーは、低温を供給する低温供給装置が設置され、成形物を加圧するとともに、成形物の一表面が乾燥するのを防止することを特徴とする。
【００２３】
前記弾性部材によって一部が成形溝から抜け出た成形物を、完全に抜き出して脱去させるブレードがさらに設置されることを特徴とする。
【００２４】
前記加熱手段の表面温度は１２０〜１５０℃であり、加圧ローラーの表面温度は５〜３０℃であることを特徴とする。
【００２５】
前記成形ローラーには、凝縮水を排出するドレーン孔がさらに設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
このように本発明は、成形溝の表面に弾性部材を設置して離型効果を極大化し、弾性部材と成形ローラーとの間の空気加熱によって、成形溝から容易に成形物が脱去されるようにし、成形物の表面のうち、一部は乾燥状態、一部は未乾燥状態で成形して成形溝からの脱去の際に未乾燥状態の表面が衝撃を吸収して成形物が壊れないように保護し、乾燥機などへの通過時にも、急激な温度変化によって壊れずに形状を維持するようにした有用な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１ａ】本発明の技術が適用されたベルト乾燥機用スラッジ成形装置の構造を示す正面例示図である。
【図１ｂ】本発明の技術が適用されたベルト乾燥機用スラッジ成形装置の構造を示す平面例示図である。
【図２】本発明の技術要旨である成形ローラーの構造を示す断面図である。
【図３】本発明の技術要旨である成形溝に引き込まれた成形物と弾性部材の作動を示す拡大図である。
【図４】本発明の技術要旨である成形ローラーの他の構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
図１ａ及び図１ｂは本発明の技術が適用された乾燥機用スラッジ成形装置の構造を示す例示図である。図示の如く、ベルトタイプのスラッジ乾燥装置１００の先端に設置され、スラッジを前記乾燥装置１００へ供給するベルト乾燥機用スラッジ成形装置１において、スラッジを一時貯留し、一定の量を下方に流し出すホッパー１０の下部には、円筒状の加圧ローラー２０と、前記加圧ローラー２０と反対の方向に回転し、表面に弾性部材６０が取り付けられた成形ローラー３０が設置される。
【００３０】
前記ホッパー１０に収容されたスラッジが、１対からなる加圧ローラー２０と成形ローラー３０との間に供給されると、スラッジが加圧ローラー２０と成形ローラー３０との間を通過しながら、スラッジが一定の形状と大きさを持つように成形される。
【００３１】
前記成形ローラー３０は、図２に示すように、前記加圧ローラー２０と反対の方向に回転し、一定の間隔で成形溝３１を外面に有し、内側の空間部３２に加熱手段４０が設置されてなる構造であり、前記成形ローラー３０の空間部３２に加熱手段４０を介して高温加熱蒸気を供給することにより空間部３２に凝縮水が発生し、前記成形ローラー３０の内側に設置される加熱手段４０がベアリング手段５０によって軸設され、成形ローラー３０にはドレーン孔５１がさらに設けられており、凝縮水が排出される構造である。
【００３２】
前記成形ローラー３０の内側の空間部に設置された加熱手段４０の末端は下方に折り曲げられている。その理由は、回転する成形ローラー３０に高温の熱を供給すると、空間部３２に凝縮水が生成され、前記凝縮水が成形ローラー３０の回転力によって加熱手段４０を逆流して閉鎖することを防止するためである。
【００３３】
一方、前記加熱手段４０の温度は１２０〜１５０℃の範囲であり、成形ローラー３０の表面には弾性部材６０がさらに取り付けられ、スラッジの付着を防止するとともに、成形溝３１で成形された成形物を外側に押し出す。
【００３４】
成形ローラー３０の一側面には、成形溝３１から抜け出ていない成形物を抜き出すブレード７０が設置される。前記加圧ローラー２０と成形ローラー３０を駆動させるモーター部材８０を含んでなる構造である。未説明符号２００は、モーター部材８０の回転力を伝達するギア部材である。
【００３５】
前記成形溝３１または成形物の形状は、加圧ローラー２０と接する表面の直径は広く、成形ローラー３０と接する部分の直径は小さい。前記成形溝３１の形状は、好ましくは半球形、四角形、三角形のいずれかである。
【００３６】
一方、図３に示すように、成形溝３１には、成形物の容易な離脱のために膨張突起６６をさらに設けてもよい。膨張突起６６は、弾性部材６０の弾性力を向上させるもので、成形物が加圧ローラー２０によって加圧されると成形物と同時に加圧され、加圧力が解除されると成形物を成形溝３１から外側方向に押し出す力をさらに増加させることにより、成形物が容易に成形溝から抜け出るようにする。また、成形ローラーと弾性部材との間の突起部分は、空気加熱による膨張によってさらに円滑な脱去を促進する。
【００３７】
図４は成形ローラー３０の他の構造を示す。図示の如く、成形溝の底に空間凹部３３をさらに設けてもよい。この空間凹部は、弾性部材６０および膨張突起６６の圧縮時に弾性部材６０および膨張突起６６の破損を防止しながら圧縮を容易にする余裕空間である。
【００３８】
前記弾性部材６０の一部が圧縮時に空間凹部３３に引き込まれ、圧縮力が解除されると、弾性部材６０が復元されながら、弾性力で成形物を成形溝から容易に抜け出せるように押す。
【００３９】
上述したような構造を持つ本発明のベルト乾燥機用スラッジ成形装置１の作動は、モーター８０の駆動によって回転力がギア部材２００を作動させると、前記ギア部材２００が軸設された加圧ローラー２０と成形ローラー３０が回転作動する。
【００４０】
前記加圧ローラー２０と成形ローラー３０が回転すると、ホッパー１０を介して含水率および粘性の高いスラッジが加圧ローラー２０と成形ローラー３０との間に供給され、加圧ローラー２０及び成形ローラー３０の上部に設置された隔板９０によって、加圧ローラー２０と成形ローラー３０の外にこぼれて流れ落ちることが防止されながら、前記スラッジが加圧ローラー２０と成形ローラー３０との間に供給される。
【００４１】
前記加圧ローラー２０と成形ローラー３０との間に供給されたスラッジは、回転する加圧ローラー２０と成形ローラー３０との間を通過するとき、成形ローラー３０の成形溝３１によって一定の大きさと形状を持つように成形される。
【００４２】
前記成形溝３１は、断面半円形、断面四角形の形状のいずれかを選択して採用することができ、スラッジが成形溝３１に流入すると、加圧ローラー２０によって成形溝３１の内部側へスラッジが加圧される。
【００４３】
前記加圧ローラー２０によって成形溝３１の内部側へスラッジが加圧されるとともに成形溝３１の表面によって乾燥が発生するが、この場合、成形ローラー３０側の成形物は、表面の水分が蒸発し、表面が収縮と表面張力の低下により硬く固まる。ところが、表面温度５〜３０℃の加圧ローラー２０によって加圧される成形物の表面は、未乾燥状態を維持し、表面強度が柔らかく維持される。
【００４４】
したがって、加圧ローラー２０と成形ローラー３０との圧着によってスラッジの水分を第１に搾り出して含水率を低くし、成形溝３１を有する成形ローラー３０の内側は高温の熱を供給する加熱手段４０によって加熱されており、水分、すなわち成形溝３１の内部に引き込まれたスラッジの表面を乾燥させて水分を第２に除去する。
【００４５】
前記加熱手段４０の温度は１２０〜１５０℃の範囲である。加熱手段の温度が１２０℃以下であれば、乾燥速度が遅くて表面乾燥がされないという問題があり、成形効率が減少するという問題があり、加熱手段の温度が１５０℃以上であれば、成形ローラー３０の内部、すなわち空間部３２に内圧が発生する安全上の問題と、内圧に耐えるローラーの厚さによる熱伝導の低下問題が発生する。
【００４６】
一方、前記加圧ローラー２０の表面温度を低温にする理由は、未乾燥状態の表面を得るためであり、前述した未乾燥表面は高温に加熱され、乾燥した表面から熱が成形物の内側へ伝達されて圧力上昇とクラックを生じさせる原因となるので、内部の熱と水分を同時に外部に吐出させるためであり、成形溝３１から離れるときに衝撃により成形物が割れることも防止するためである。
【００４７】
前記成形ローラー３０の表面には弾性部材６０が設置されており、スラッジが成形ローラー３０の表面にくっ付くのを防止する。前記弾性部材６０は、耐熱性と弾性力に優れた合成樹脂材およびゴム材のいずれかを使用することが好ましい。
【００４８】
前記成形溝３１で成形された成形品は、成形ローラー３０の回転角度に応じて、自重による落下により、スラッジ乾燥装置１００へ移送させる移送装置に落ちて供給される。このとき、成形溝３１から抜け出ていない成形物は、ブレード７０に掛かって抜け出てくる。
【００４９】
図３に示すように、成形溝３１には、成形物の容易な離脱のために膨張突起６６をさらに設けてもよい。膨張突起６６は、弾性部材６０の弾性力を向上させるもので、成形物が加圧ローラー２０によって加圧されると成形物と同時に加圧され、加圧力が解除されると成形物を成形溝３１から外側方向に押し出す力をさらに増加させることにより、成形物が容易に成形溝から抜け出るようにする。
【００５０】
図４は成形ローラー３０の他の構造を示す。図示の如く、成形溝の底に空間凹部３３をさらに設けてもよい。この空間凹部は、弾性部材６０および膨張突起６６の圧縮時に、弾性部材６０および膨張突起６６の破損を防止しながら圧縮を容易にする余裕空間である。前記弾性部材６０の一部が圧縮時に空間凹部３３に引き込まれ、圧縮力が解除されると、弾性部材６０が復元されながら、弾性力で成形物が成形溝から容易に抜け出すように押す。
【００５１】
このような本発明は、乾燥機にスラッジを供給する前に、有機性スラッジを一定の大きさと形状を持つように成形して乾燥空気との接触を最大化し、乾燥効率を極大化することができ、大きさが小さい小型のペレット構造であるため移動と取り扱いが容易であり、また、駆動部が小さく構造が簡単であって故障が少ないので寿命が長く、乾燥能力に比べて少ない動力で駆動が可能なので、成形ローラーの加熱温度と回転数によってベルト乾燥機用スラッジ成形の供給量を調節することができ、第１に成形ローラーの表面で乾燥がなされるので、ペレット状に別途加工しなくてもよい便利性などのある有用な発明である。
【符号の説明】
【００５２】
１    スラッジ成形装置
１０    ホッパー
２０    加圧ローラー
３０    成形ローラー
３１    成形溝
３３    空間凹部
４０    加熱手段
６０    弾性部材
６６    膨張突起
７０    ブレード
【図１ａ】
2020082067.tif 000003
【図１ｂ】
2020082067.tif 000004
【図２】
2020082067.tif 000005
【図３】
2020082067.tif 000006
【図４】
2020082067.tif 000007
【外国語明細書】
2020082067000001.pdf