(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、長いスラッジ処理空間の一方の側の上部にスラッジを投入する投入ホッパー（１１）が形成され、前記投入ホッパーが設けられる側とは反対側の下部に乾燥したスラッジを排出するスラッジ排出口（１２）が形成された乾燥機本体（１０）と、
前記乾燥機本体（１０）のスラッジ処理空間を長さ方向に貫通し、上下左右の方向への揺れが防止されるように四点支持ベアリング（４５）により支持され、その外面に長さ方向に連続するように、スラッジを移送及び攪拌させ、スラッジとの伝熱面積を広くするスクリューブレード（２１）が設けられ、前記スクリューブレード（２１）の近傍位置に内部を流れる高温燃焼ガスがスラッジに直接噴射されるように、多数の通孔（２２）が形成され、前記通孔（２２）がスラッジにより塞がらないように、塞がり防止板（２３）が形成された中空軸と、
前記乾燥機本体（１０）の一方の端部に中空軸（２０）が回転可能になるように設けられ、モーター（４０）と減速機（４１）及びチェーン（４２）を含む駆動装置と、
前記中空軸（２０）の、前記駆動装置とは反対側の端部に設けられ、高温の燃焼ガスを発生させるバーナー（３０）と、
前記乾燥機本体（１０）の上部に設けられ、スラッジが有する水分と熱交換を終えた燃焼ガスとを排出するための排気口（５１）又は排気ファン（５２）或いは排気口（５１）及び排気ファン（５２）がその上部に形成された蓋体（５０）と、からなることを特徴とする螺旋軸流式熱風乾燥機。
【請求項２】
前記中空軸（２０）の一方の端部に、前記中空軸（２０）が回転しても気密に保持される手段により、一方の端部が連結され、該一方の端部から乾燥機本体（１０）の残余熱風噴射孔（１３）に至るまで連結された残余ガス供給管（２４）が設けられることを特徴とする請求項１記載の螺旋軸流式熱風乾燥機。
【請求項３】
前記中空軸（２０）が、その回転方向が互いに反対になるように二列設けられたことを特徴とする請求項１又２記載の螺旋軸流式熱風乾燥機。
【請求項４】
前記中空軸（２０）の他方の端部には、前記バーナー（３０）と前記中空軸（２０）との間に、バーナー（３０）から発生した高温の燃焼ガスを二列の中空軸（２０）に均等に分配する分配器（３１）を備えることを特徴とする請求項３記載の螺旋軸流式熱風乾燥機。
【請求項５】
前記中空軸（２０）の通孔（２２）が、スラッジの乾燥初期において、より多量の燃焼ガスが円滑に供給されるように、中空軸（２０）の後端と比較して先端の方により多数形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の螺旋軸流式熱風乾燥機。
【請求項６】
前記中空軸（２０）の通孔（２２）が、スラッジの乾燥初期において、より多量の燃焼ガスが円滑に供給されるように、中空軸（２０）の後端と比較して先端の方により大きく形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の螺旋軸流式熱風乾燥機。
【請求項７】
前記投入ホッパー（１１）からスラッジ処理空間へ投入される入口に、スラッジの残量に関わらずスラッジが一定量供給されるように、ダンパー（１４）が設けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の螺旋軸流式熱風乾燥機。
【請求項８】
二層以上の多段からなっており、乾燥機本体（１０）の上に、別の乾燥機本体（１０）が重ねて設けられるように、上側の乾燥機本体（１０）のスラッジ排出口（１２）が下側の乾燥機本体（１０）の投入ホッパー（１１）内に設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の螺旋軸流式熱風乾燥機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、畜産糞尿又は、食べ物の屑などのような水分の多い各種スラッジ状の乾燥対象物を効率よく乾燥させるための螺旋軸流式熱風乾燥機に関するものであり、より詳しくは、外面にスクリューブレードが形成された中空軸の内部に、バーナーから発生する高温の燃焼ガスを直接供給し、該燃焼ガスをスクリューブレード近傍の通孔を通じて噴出させ、スラッジを乾燥させる螺旋軸流式熱風乾燥機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、汚水又は廃水のスラッジ、畜産糞尿、食べ物の屑などのような有機性汚染物質は、水分の含有量が多いため、移送又は保管に困難であり、また、埋め込みの際、浸出水の発生量が多く、環境の汚染をもたらすので、乾燥による方法で含水率を下げて処理するのが必須である。
このようなスラッジ状の汚染物質を処理する方法は、大別して、微生物を利用する微生物学的方法と熱を利用しスラッジを乾燥させる物理的方法がある。
このうち、物理的方法でスラッジを処理する方法としては、例えば、特許文献１に開示されたように、スラッジが投入される本体内部にスクリューを設け、スラッジを攪拌及び移送させ、本体外部から本体内部へ熱風を供給してスラッジを乾燥させる方法があるが、この方法は、スラッジと熱風との熱交換率が低いため、乾燥効率が下がり、短時間に充分な乾燥ができないという問題点があった。
その他に、特許文献２には、スクリューの内部にオイルを充填し、これを電気エネルギーで加熱して、高温のオイルから発生する熱でスラッジを乾燥させることが開示されており、特許文献３には、ローラーの中空軸に高温のスチームを供給し、その熱でスラッジを加熱して乾燥させることが開示されているが、両者とも投入エネルギーからの伝導熱と輻射熱によってのみスラッジの乾燥がなされるため、スラッジの乾燥に効率的に使用できず、エネルギーの損失される部分が多くて、エネルギーの効率が下がるだけでなく、乾燥速度が遅いため、同一量のスラッジを処理するためには、乾燥機の設備を大型化しなければならないという問題点があった。
【０００３】
【特許文献１】
韓国特許第１２０８３６号公報
【特許文献２】
韓国公開特許第２００１−００２７５１２号公報
【特許文献３】
韓国登録実用新案第２０−２０４５９５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記したような従来技術の問題点を解決するために開発されたものであり、バーナーにより燃焼された高温の燃焼ガス（熱風）を中空軸内部に供給し、中空軸の外面及びスクリューブレードと接触する被乾燥物を加熱・乾燥させながら、中空軸に形成された多数の通孔を通じて該燃焼ガスを排出させ、高温の該燃焼ガスを被乾燥物に直接接触させることにより、被乾燥物の内部撹乱と熱伝達通路が確保され、これにより、より効果的に乾燥を促進させる螺旋軸流式熱風乾燥機を提供する。
【０００５】
また、本発明は、中空軸の端部から排出される残余燃焼ガスを回収し、乾燥機本体に再供給することにより、スラッジの再乾燥でエネルギー効率を向上させ、これによって、小型の設備における多量のスラッジの乾燥をも可能にした螺旋軸流式熱風乾燥機を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の螺旋軸流式熱風乾燥機は、少なくとも、長いスラッジ処理空間の一方の側の上部にスラッジを投入する投入ホッパーが形成され、該投入ホッパーが設けられる側とは反対側の下部に乾燥したスラッジを排出するスラッジ排出口が形成された乾燥機本体と、該乾燥機本体のスラッジ処理空間を長さ方向に貫通し、上下左右の方向への揺れが防止されるように四点支持ベアリングにより支持され、外面に長さ方向に連続するように、スラッジを移送及び攪拌させ、スラッジとの伝熱面積を広くするスクリューブレードが設けられ、該スクリューブレードの近傍位置に内部を流れる高温燃焼ガスがスラッジに直接噴射されるように、多数の通孔が形成され、該通孔がスラッジにより塞がらないように、塞がり防止板が形成された中空軸と、上記乾燥機本体の一方の端部に中空軸が回転可能になるように設けられ、モーターと減速機及びチェーンを含む駆動装置と、上記中空軸の、上記駆動装置とは反対側の端部に設けられ、高温の燃焼ガスを発生させるバーナーと、上記乾燥機本体の上部に設けられ、スラッジが有する水分と熱交換を終えた燃焼ガスとを排出する排気口又は排気ファン或いは排気口及び排気ファン等がその上部に形成された蓋体とからなることを特徴とする。
【０００７】
上記中空軸の一方の端部に、該中空軸が回転しても気密に保持されるラビリンスパッキング（labyrinth packing）等の公知の手段により、一方の端部が連結され、該一方の端部から乾燥機本体の残余熱風噴射孔に至るまで連結された残余ガス供給管が設けられる。
また、上記中空軸は、回転方向が互いに反対になるように二列設けられ、上記バーナーと中空軸との間には、バーナーから発生した高温の燃焼ガスを二列の中空軸に均等に分配する分配器を備えることが好ましい。
更に、上記中空軸の通孔は、スラッジの乾燥初期において、より多量の燃焼ガスが円滑に供給されるように、中空軸の後端と比較して先端の方により多数形成されるか、又はより大きく形成され、投入ホッパーからスラッジ処理空間へ投入される入口には、スラッジの残量に関わらずスラッジが一定量供給されるように、ダンパーが設けられる。
そして、本発明の螺旋軸流式熱風乾燥機は、二層以上の多段からなってもよく、この場合、一つの乾燥機本体の上に、別の乾燥機本体が重ねて設けられるように、上側の乾燥機本体のスラッジ排出口が下側の乾燥機本体の投入ホッパー内に設けられることとなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面に基づいて、本発明による螺旋軸流式熱風乾燥機の好ましい実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明による螺旋軸流式熱風乾燥機の全体構成を示す斜視図であり、図２は、図１の螺旋軸流式熱風乾燥機の蓋を取り外した状態の平面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図であり、図４ａ，ｂは、本発明の熱風乾燥機における中空軸の一部分を抜粋して示した詳細図であり、図５は、本発明の熱風乾燥機における中空軸の駆動装置を示した側面図である。
【０００９】
図１，２に示したように、乾燥機本体（１０）の内部には、二列の中空軸（２０）が、スラッジの処理空間を貫通して回転可能に設けられ、乾燥機本体（１０）の一方の側の上部にスラッジを投入する投入ホッパー（１１）が形成され、該投入ホッパー（１１）が設けられる側とは反対側の下部には、乾燥したスラッジを排出するスラッジ排出口（１２）が形成される。
【００１０】
上記投入ホッパー（１１）からスラッジ処理空間へ投入される入口には、図３に示すように、スラッジの残量に関わらずスラッジが一定量供給されるように、ダンパー（１４）が設けられ、該ダンパー（１４）は、下端が中空シャフト（２０）の回転に支障なくスクリューブレード（２１）の上部を覆う形状、即ち、スクリューブレード（２１）の中心上部を覆う弧状板材である。上記ダンパー（１４）の下端は、必ず弧状である必要はなく、スクリューブレード（２１）の上端と一致する程度で水平に形成することもできる。
【００１１】
上記乾燥機本体（１０）側面の熱風噴射孔（１３）と中空軸（２０）の端部との間には、該中空軸（２０）から排出される残余熱風を回収し、これを再度乾燥機本体（１０）内部のスラッジ処理空間に供給するように、残余燃焼ガス供給管（２４）が設けられており、該残余燃焼ガス供給管（２４）は、ラビリンスパッキング（図示せず）等の公知の手段により中空軸（２０）が回転しても、燃焼ガスが外部へ漏れないように、中空軸（２０）の一方の端部と連結されている。
【００１２】
上記熱風噴射孔（１３）は、図１，２には、乾燥機本体（１０）の一部分に集中的に配置して示しているが、乾燥機本体（１０）のスラッジ処理空間に全体的に均等に噴射されるように分散配置して、残余燃焼ガス供給管（２４）の端部を連結してもよい。
【００１３】
上記中空軸（２０）は、回転しつつも上下左右の方向への揺れが防止されるように、ベアリング（４５）により支持され、該ベアリング（４５）は、四点支持ベアリングを使用することが好ましい。
【００１４】
また、上記中空軸（２０）の他方の端部には、バーナー（３０）から発生する燃焼ガスを二列の中空軸（２０）に均一に分配する分配器（３１）が設けられており、該分配器（３１）も又残余燃焼ガス供給管（２４）と同様に、ラビリンスパッキング(図示せず)のような公知の手段により、中空軸（２０）が回転しても、燃焼ガスが外部に漏れないように連結されている。
【００１５】
特に、上記中空軸（２０）は、図４ａ，ｂに示したように、外面に長さ方向に連続するように、スラッジを移送及び攪拌させ、スラッジの伝熱面積を広くするスクリューブレード（２１）が形成されており、該スクリューブレード（２１）の近傍位置に中空軸（２０）の内部と外部を貫通する多数の通孔（２２）が穿孔され、中空軸（２０）の内部を流れる高温の熱風が中空軸（２０）の外部に存在するスラッジに直接噴射されるため、スラッジの乾燥を促進する。また、上記中空軸（２０）には、通孔（２２）がスラッジにより塞がらないように、塞がり防止板（２３）が形成されており、該塞がり防止板（２３）の形状は、中空軸（２０）の回転方向前側は塞がるようにして、回転によりスラッジが通孔（２２）を塞ぐことを防止し、回転方向後側は開いていて、熱風がスラッジに持続的に供給されるようにする。
【００１６】
また、上記中空軸（２０）とスクリューブレード（２１）に形成される通孔（２２）及び塞がり防止板（２３）は、図４ｂでは、スクリューブレード（２３）の１ピッチ当り３個であるが、中空軸（２０）及びスクリューブレード（２１）の直径に応じてその個数を変更して設けることが好ましく、少なくとも１個乃至６個まで設けることができる。
【００１７】
上記乾燥機本体（１０）の一方の端部には、図５に示すような、中空軸（２０）を回転させる駆動装置が設けられており、該駆動装置は、モーター（４０）とこのモーターの回転を減速させる減速機（４１）、回転力を伝達するチェーン（４２）及び駆動ギヤ−（４３）と従動ギヤ（４４）からなる。乾燥機本体（１０）に設けられる中空軸（２０）は、図１，２に示したように、二列であるので、上記二つの中空軸（２０）は、駆動ギヤ−（４３）と従動ギヤ（４４）とが噛み合って回転することにより、その回転方向が互いに反対になることが移送、攪拌及び乾燥の効率面から好ましい。
【００１８】
また、上記乾燥機本体（１０）の上部には、乾燥機本体（１０）から着脱可能な蓋体（５０）が設けられ、該蓋体（５０）にはスラッジから蒸発した蒸気と熱交換を完了した比較的低い温度の燃焼ガスを排出する排気口（５１）又は排気ファン（５２）を形成する。被乾燥物の水分含量は、その種類により異なるので、上記排気口（５１）又は排気ファン（５２）は、乾燥時、被乾燥物から発生した蒸気の排出が容易であるように調節可能でなければならない。
【００１９】
上記したように構成された本発明の螺旋軸流式熱風乾燥機は、乾燥機本体（１０）の一方に設けられた駆動装置のモーター（４０）を駆動させると共に、バーナー（３０）を稼働させる。このように、駆動装置のモーター（４０）の駆動により発生する動力は、減速機（４１）、チェーン（４２）、駆動ギヤ（４３）及び従動ギヤ（４４）を連動させ、上記駆動ギヤ（４３）と従動ギヤ（４４）の回転に伴い、一対をなす二つの中空軸（２０）が互いに異なる回転方向で回転する。この時、中空軸（２０）の回転数は、被乾燥物に応じて異なるが、通常１〜４ＲＰＭである。
【００２０】
これと同時に、バーナー（３０）により、燃料が燃焼して発生した高温の燃焼ガスは、分配器（３１）により均一に分配され、回転中である中空軸（２０）の内部へ供給され、中空軸（２０）の通孔（２２）を通じて乾燥機本体（１０）のスラッジ処理空間に噴出される。この時、分配器（３１）と残余燃焼ガス供給管（２４）との間で中空軸（２０）が回転するが、その連結部分にラビリンスパッキングを利用することにより、バーナー（３０）から供給される燃焼ガスの該連結部からの漏れが防止される。
【００２１】
このように、駆動装置とバーナー（３０）を稼働させ、本発明の熱風乾燥機が予熱される時点で、乾燥機本体（１０）の投入ホッパー（１１）に被乾燥物であるスラッジを投入すると、該スラッジは回転する中空軸（２０）のスクリューブレード（２１）により、乾燥機本体（１０）の端部のスラッジ排出口（１２）に向かって移送され始める。この時、投入ホッパー（１１）内のスラッジは、ダンパー（１４）により投入ホッパー（１１）内の残量に関わらず一定量供給される。
【００２２】
このように、投入ホッパー（１１）から投入されたスラッジはスラッジ処理空間に移送されながら、中空軸（２０）及びその外面のスクリューブレード（２１）から発生する輻射熱及び伝導熱により一次乾燥されるとともに、中空軸（２０）の通孔（２２）を通じて噴出する高温の燃焼ガスにより撹乱され、熱伝達通路を確保しながら二次乾燥される。
【００２３】
特に、スラッジの乾燥初期、即ち、投入ホッパー（１１）からスラッジ処理空間に供給された直後の部分の中空軸（２０）に、その後段より多数の通孔（２２）を形成するか又は大きな通孔を形成することにより、多量の燃焼ガスを円滑に供給し、より早い段階でのスラッジの乾燥を図ることができる。
【００２４】
このように、中空軸（２０）が連続して回転するため、スラッジは乾燥機本体（１０）のスラッジ排出口（１２）に向かって移動しながら次第に乾燥される。加えて、スラッジがスラッジ処理空間を通過する間に中空軸（２０）内の通孔（２２）を通じてはスラッジ処理空間に排出されない中空軸（２０）内の残余燃焼ガスは、残余燃焼ガス供給管（２４）を通って、乾燥機本体（１０）の残余ガス噴射孔（１３）を通じてスラッジ処理空間に排出され、スラッジの乾燥に活用される。
【００２５】
上述のように、スラッジの乾燥により、スラッジから蒸発した蒸気と熱交換を完了した比較的低い温度の燃焼ガス（熱風）は、蓋体（５０）の排気口（５１）と排気ファン（５２）とを通じて大気に排出される。
【００２６】
上述で説明した螺旋軸流式熱風乾燥機は、二つの中空軸が連動される一段の乾燥機であるが、被乾燥物の含水率をより低下させる必要がある場合には、本発明の螺旋軸流式熱風乾燥機を二層以上重ねて設けるか、又は、水平方向に延長して連結して設けることにより、スラッジ排出口（１２）から排出される一次乾燥された被乾燥物を再乾燥させる多段の乾燥機として構成することができる。
【００２７】
これとは別に、乾燥機本体（１０）の幅を小さくしてトンネル型に設けて、一つの中空軸（２０）のみを設けることもでき、この場合、駆動装置は、モーター（４０）の減速機（４１）とチェーン（４２）を通じて伝達される動力が、中空軸（２０）に直接伝達されるように設けることとなる。そして、乾燥機本体の側面には排気口の調節が可能な数個のダンパーを一つに連結し、その端部に排気ファン又は真空ポンプを設けることもできる。
【００２８】
【発明の効果】
上述で詳細に説明したように、本発明による螺旋軸流式熱風乾燥機は、バーナーにより燃焼された高温の燃焼ガス（熱風）を中空軸内部へ供給し、中空軸の外面及びスクリューブレードと接触する被乾燥物を加熱・乾燥させながら、該燃焼ガスを中空軸に形成された多数の通孔を通じて排出させ、高温の燃焼ガスを被乾燥物に直接接触させることにより、被乾燥物の内部撹乱と熱伝達通路が確保でき、これによってより効果的に乾燥を促進する。
【００２９】
また、中空軸の端部から排出される残余燃焼ガスを回収し、乾燥機本体に再供給するため、スラッジの再乾燥によりエネルギーの効率を向上させ、エネルギーの損失が少なく、設置空間も小さくなり、又、多量のスラッジを乾燥させる作用及び効果を奏する。
【００３０】
以下、本発明が保護を受けようとする技術的範囲は、特許請求の範囲で特定されるはずであるが、本発明の詳細な説明で言及した構成において、単に設計を変更した構成は、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る螺旋軸流式熱風乾燥機の全体構成を示した斜視図である。
【図２】  本発明に係る螺旋軸流式熱風乾燥機の蓋体を取り外した状態の平面図である。
【図３】  図２のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。
【図４】  ａは本発明の熱風乾燥機で中空軸の一部分を抜粋して示した拡大図である。
ｂは本発明に係る中空軸の側面図である。
【図５】  本発明の熱風乾燥機における中空軸の駆動装置を示した側面図である。
【符号の説明】
１０  乾燥機本体                １１  投入ホッパー
１２  スラッジ排出口            １４  ダンパー
２０  中空軸                    ２１  スクリューブレード
２２  通孔                      ３０  バーナー
４０  モーター                  ４１  減速機
４２  チェーン                  ４３  駆動ギヤ
４４  従動ギヤ                  ４５  ベアリング
５０  蓋体                      ５１  排気口
５２  排気ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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