(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘着性材料を輸送する輸送配管に接続される末広ノズルからなる粘着性材料用成形ノズルであって、
前記末広ノズルは、前記輸送配管が接続される接続部の流路幅が一定で、前記接続部を末広がりの始点部として流出口まで流路幅が末広がりに拡大するとともに流路厚が減少しており、かつ、
前記末広ノズルの前記末広がりの始点部における流路断面積が、前記末広ノズルの流出口における流路断面積の４０〜２００％となっており、前記末広ノズルの流出口における末広がり幅と、前記末広ノズルの末広がりの始点部から流出口までの長さとの比が０．２５〜１．００であることを特徴とする粘着性材料用成形ノズル。
【請求項２】
前記末広ノズルの流出口に、粘着性材料を棒状に成形する機能を持つ成形機構が組み込まれていることを特徴とする請求項１に記載の粘着性材料用成形ノズル。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかに記載の粘着性材料用成形ノズルを備えていることを特徴とするバンド式乾燥装置。
【請求項４】
前記粘着性材料は汚泥であって、１７０〜２４０℃の温風によって前記汚泥の表面に殻を形成させるようにしたことを特徴とする請求項３に記載のバンド式乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥、畜糞、食品、食品残渣、化成品、肥料等の粘着性材料を成形するために用いる粘着性材料用成形ノズルおよびその粘着性材料用成形ノズルを備えたバンド式乾燥装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
汚泥等の粘着性材料の有効利用等を図る場合、先ずは汚泥等の粘着性材料を乾燥させる処理が行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そこで、そのような汚泥等の粘着性材料の乾燥処理のために、海産物等の乾燥に利用されている多段バンド式乾燥装置を用いることが考えられる。多段バンド式乾燥装置は、特許文献２や特許文献３等に記載されているが、海産物等の被乾燥物を搬送する網目状のコンベアベルト（バンド）を上下方向に複数段備えており、それらのバンドで搬送されている被乾燥物に対して熱風や温風を送風することで、被乾燥物を乾燥するようになっている。
【０００４】
そして、そのような多段バンド式乾燥装置に汚泥等を供給する方法としては、特許文献４、５に記載されているように、ローラーによる圧密で汚泥等を紐状に成形して供給する方法が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０５０４５８号公報
【特許文献２】特開平０２−０６９１３５号公報
【特許文献３】実開平０６−０３１４７９号公報
【特許文献４】特開２００８−０２０１７２号公報
【特許文献５】国際公開第２００２／０３７９７８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献４、５のように、ローラーによって汚泥等を圧密した場合、汚泥等が粘着性材料（高粘性高付着性材料）であるために、ローラーに付着して自重ではローラーから離脱しなくなる。この対策として、ローラーの溝に合わせたスクレーパを取り付けることが考えられるが、スクレーパ上で塊状になってしまう。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、汚泥、畜糞、食品、食品残渣、化成品、肥料等の粘着性材料を円滑に成形することができる粘着性材料用成形ノズルおよびその粘着性材料用成形ノズルを備えたバンド式乾燥装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【０００９】
［１］粘着性材料を輸送する輸送配管に接続される末広ノズルからなる粘着性材料用成形ノズルであって、前記末広ノズルは、前記輸送配管が接続される接続部の流路幅が一定で、前記接続部を末広がりの始点部として流出口まで流路幅が末広がりに拡大するとともに流路厚が減少しており、かつ、前記末広ノズルの前記末広がりの始点部における流路断面積が、前記末広ノズルの流出口における流路断面積の４０〜２００％となっており、前記末広ノズルの流出口における末広がり幅と、前記末広ノズルの末広がりの始点部から流出口までの長さとの比が０．２５〜１．００であることを特徴とする粘着性材料用成形ノズル。
【００１１】
［２］前記末広ノズルの流出口に、粘着性材料を棒状に成形する機能を持つ成形機構が組み込まれていることを特徴とする前記［１］に記載の粘着性材料用成形ノズル。
【００１２】
［３］前記［１］または［２］のいずれかに記載の粘着性材料用成形ノズルを備えていることを特徴とするバンド式乾燥装置。
［４］前記粘着性材料は汚泥であって、１７０〜２４０℃の温風によって前記汚泥の表面に殻を形成させるようにしたことを特徴とする前記［３］に記載のバンド式乾燥装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、汚泥、畜糞、食品、食品残渣、化成品、肥料等の粘着性材料を円滑に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態におけるバンド式汚泥乾燥装置を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態における汚泥成形ノズルを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態における汚泥成形ノズルを示す図である。
【図４】比較のための汚泥成形ノズルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、ここでは、粘着性材料として汚泥を乾燥する場合を例にして述べる。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態における多段バンド式乾燥装置（多段バンド式汚泥乾燥装置）を示す図である。
【００１７】
図１に示すように、この実施形態における多段バンド式汚泥乾燥装置１０は、乾燥装置本体１１の内部に複数段のバンド（ここでは、１段目バンド１２と２段目バンド１３）を備えているとともに、脱水汚泥１が貯留されている汚泥貯留槽７から汚泥輸送ポンプ８と汚泥輸送配管９によって供給されてきた汚泥を所定の形状（幅広形状）に成形する汚泥成形ノズル１４と、乾燥後の汚泥を排出する乾燥汚泥排出装置１５を備えている。温風は、温風発生熱交換器１９で未利用排熱などと熱交換して所定の温度とし、乾燥装置本体１１に送風されて、１段目バンド１２および２段目バンド１３で搬送されている汚泥２を乾燥するようになっている。その際、汚泥２からの臭気をできるだけ抑制しながら乾燥するためには、１７０〜２４０℃の温風によって汚泥２の表面に殻を形成させるようにする。なお、温風は、大半は循環ファン１８によって温風発生熱交換器１９と乾燥装置本体１１内を循環され、一部は空気導入ファン１７によって大気から導入され、一部は図示しない排気処理装置によって排気される。
【００１８】
そして、図２は、汚泥成形ノズル１４を１段目バンド１２に対して垂直に向けて、成形された汚泥（成形汚泥）２が１段目バンド１２に載っていく状態を示している。その際に、円形の汚泥輸送配管９で輸送されてきた汚泥１を汚泥成形ノズル１４で幅広形状（偏平形状）の汚泥２に成形する必要があるので、そのためには、汚泥を汚泥成形ノズル１４内で適切に分散させて、流出口断面において概ね均一な流速で汚泥を流出させることが求められる。
【００１９】
なお、汚泥成形ノズル１４の１段目バンド１２に対する角度は垂直である必要はなく、水平でもかまわない。
【００２０】
以下に、この汚泥成形ノズル１４の具体的な構造について述べる。
【００２１】
汚泥成形ノズル１４としては、図４（ａ）に正面図、図４（ｂ）に側面図を示すような、方形ノズル１４Ｘを用いることが考えられる。ここで、方形ノズルとは、ノズルの流入口からノズルの流出口までノズルの流路断面が同一の矩形断面になっているノズルである。
【００２２】
しかし、方形ノズル１４Ｘを用いた場合は、輸送配管９の内径に対して方形ノズル１４Ｘの縦横比が大きいと、方形ノズル１４Ｘ内での汚泥の分散が不十分となり、方形ノズル１４Ｘからの流出が不均一になってしまうという問題がある。
【００２３】
これに対して、図３は、本発明の一実施形態における汚泥成形ノズル１４Ａを示す図である。図３（ａ）に正面図、図３（ｂ）に側面図を示すように、この実施形態における汚泥成形ノズル１４Ａは、汚泥輸送配管９に直交するように接続された末広ノズルである。ここで、末広ノズルとは、図３（ａ）に示すように、ノズルの流入口（輸送配管９との接続部）からノズルの流出口に向かってノズルの流路幅が徐々に広くなっているノズルを意味している。
【００２４】
そして、この末広ノズル１４Ａにおいては、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、汚泥輸送配管９の内径をＤとして、流入口の流路幅をｃ（ｃ≒Ｄ）、流入口の流路厚をｙ、流出口の流路幅をｄ（ｄ＞ｃ）、流出口の流路厚をｘ、流路長さをａ、流路の末広がり幅をｂ（＝（ｄ−ｃ）／２）、流路の末広がり角度をθ（＝ｔａｎ−１（ｂ／ａ））とした時に、流入口における流路断面積Ｓ１（＝ｃ×ｙ）が流出口における流路断面積Ｓ２（＝ｄ×ｘ）の４０〜２００％となっている。
【００２５】
すなわち、この末広ノズル１４Ａにおいては、流路断面積比Ｓ１／Ｓ２が下記の（１）式を満たしている。
０．４≦Ｓ１／Ｓ２≦２．０  ・・・・・（１）
【００２６】
ちなみに、流路断面積比Ｓ１／Ｓ２が０．４未満の場合には、末広ノズル１４Ａ内で、汚泥１の流路長さ方向の速度成分が大きくなって、汚泥１が流路幅方向に分散しにくくなる。この問題は、末広ノズル１４Ａの末広がり角度θを小さくすることで対応可能であるが、この場合、末広がり角度θが小さい分だけ、流路長さａを長くすることが必要となり、末広ノズル１４Ａが大型になって重量およびコストが増加するとともに、末広ノズル１４Ａ内の圧力損失が増加して汚泥輸送ポンプ８の動力が増大する。
【００２７】
一方、流路断面積比Ｓ１／Ｓ２が２．０を超えている場合には、流入口の流路厚ｙが流出口の流路厚ｘに比べてかなり大きいことから、末広ノズル１４Ａが大型になって重量およびコストが増加する。また、流入口から流出口に向かって流路厚みが大きく狭まっていくことを意味しているので、末広ノズル１４Ａ内に偏流が生じ易くなる。この結果、末広ノズル１４Ａ内の圧力損失が増加して汚泥輸送ポンプ８の動力が増大したり、あるいは、粘着性材料で埋まらない空間にガスが滞留して、ノズルを腐食したりする恐れがある。
【００２８】
これに対して、流路断面積比Ｓ１／Ｓ２が０．４〜２．０（より好ましくは０．６〜１．５）の場合には、汚泥成形ノズル１４内で汚泥１を適切に分散させて、流出口断面において概ね均一な流速で汚泥を流出することができる。
【００２９】
なお、末広ノズル１４Ａにおいては、流路の末広がり幅ｂと流路長さａの比ｂ／ａ（末広がり傾斜）が下記の（２）式を満たすことが好ましい。
０．２５≦ｂ／ａ≦１．００  ・・・・・（２）
【００３０】
ここで、末広がり傾斜ｂ／ａが０．２５未満の場合には、流路長さａが長くなり過ぎて、末広ノズル１４Ａ内の圧力損失が増加して汚泥輸送ポンプ８の動力が増大することがある。
【００３１】
一方、末広がり傾斜ｂ／ａが１．００を超えている場合には、末広がり角度θ（＝ｔａｎ−１（ｂ／ａ））が４５°を超えていることになり、角度θが急で汚泥１が流路幅方向に広がらず、適切に分散しないことがある。
【００３２】
したがって、末広がり傾斜ｂ／ａは０．２５〜１．００であることが好ましい。
【００３３】
そして、末広ノズル１４Ａの流出口近傍に、幅広の板形状に成形された汚泥をさらに幅方向に分割して棒状に成形する機能を持つ成形機構を組み込んでもよい。例えば、末広ノズル１４Ａの流出口において、幅方向に所定の間隔で、ピアノ線を厚さ方向に張るようにしてもよい。
【００３４】
このようにして、この実施形態においては、多段バンド式汚泥乾燥装置１０に供給する成形汚泥２を円滑に成形することができる。
【００３５】
なお、この実施形態では、末広ノズル１４Ａの流出口の形状は長方形にしているが、長円形であってもよい。ただし、長方形の方が幅方向に均一な厚さの成形汚泥が得られるので好ましい。
【００３６】
また、この実施形態では、複数段のバンドを備えているが、本発明は、１段のみのバンドの場合にも同様に実施することができる。
【００３７】
また、この実施形態では、汚泥を乾燥する場合を例にして述べたが、本発明は、畜糞、食品、食品残渣、化成品、肥料などの他の粘着性材料を乾燥する場合にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  汚泥（脱水汚泥）
２  汚泥（成形汚泥）
７  汚泥貯留槽
８  汚泥輸送ポンプ
９  汚泥輸送配管
１０  多段バンド式汚泥乾燥装置
１１  乾燥装置本体
１２  １段目バンド
１３  ２段目バンド
１４  汚泥成形ノズル
１４Ａ  汚泥成形ノズル（末広ノズル）
１４Ｘ  汚泥成形ノズル（方形ノズル）
１５  乾燥汚泥排出装置
１７  空気導入ファン
１８  循環ファン
１９  温風発生熱交換器
【図１】
0005561695.tif 000002
【図２】
0005561695.tif 000003
【図３】
0005561695.tif 000004
【図４】
0005561695.tif 000005