(57)【要約】【課題】  効率良く搬送物をバラけさせることが可能なスクリュコンベヤを提供する。【解決手段】  搬送管と、当該搬送管内に配されたスクリュ２と、当該スクリュを回転させる駆動手段とから構成され、前記スクリュ２は、回転軸となるスクリュ軸５と、スクリュ軸５に沿って螺旋状に配されたスクリュ羽根３と、スクリュ軸５に沿って所定間隔で付設されたパドル４とからなり、パドル４の高さがスクリュ羽根３の高さと同じか低く設定されており、パドル４の側面がスクリュ軸５に対して斜めに鋭角で配されている構成である。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送管と、当該搬送管内に配されたスクリュと、当該スクリュを回転させる駆動手段とから構成され、搬送物を攪拌しながら搬送することで乾燥炭化させるためのスクリュコンベヤに関し、前記スクリュは、回転軸となるスクリュ軸と、当該スクリュ軸に沿って螺旋状に配されたスクリュ羽根と、当該スクリュ軸に沿って所定間隔で付設されたパドルとからなり、前記パドルの高さがスクリュ羽根の高さと同じか低く設定されており、前記パドルの側面がスクリュ軸に対して斜めに鋭角で配されていることを特徴とするスクリュコンベヤ。
【請求項２】
前記パドルが、前記スクリュ羽根の前面側に付設されているとともに、進行方向に周回した前方側スクリュ羽根の後面側まで達していないことを特徴とする請求項１記載のスクリュコンベヤ。
【請求項３】
前記スクリュ羽根毎に前記パドルが１つ配されており、かつ、前記パドルの位置が前記スクリュ軸に対して周期的に異なる位相配置となっていることを特徴とする請求項１または２記載のスクリュコンベヤ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項記載のスクリュコンベヤが複数列配されていることを特徴とする乾燥炭化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、生ごみやバイオマス等の処理物を破砕処理を行い、乾燥するためのスクリュコンベヤ及び乾燥炭化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
汚水処理場の汚泥、家畜の糞、食品廃棄物などの生ごみ等は、含水率が数十パーセント程度あり、これらの生ごみ等を、最終的に焼却、埋め立て、コンポスト原料等に利用する際には、それに先立ち含水率を低下（乾燥）させる必要がある。近年、木屑等のバイオマス（生物資源）を有効利用するために、乾燥炭化装置を用いて乾燥炭化する取り組みも行われている。
【０００３】
特許文献１には、複数の搬送管にそれぞれ内蔵されたスクリュコンベヤによって、可燃性搬送物を攪拌しながら搬送し、加熱することで連続的に乾燥する構成の乾燥炭化装置が記載されている。乾燥炭化装置においては、搬送物を破砕しながらその表面積を大きくして効率的に乾燥させることが重要であり、各種スクリュが検討されている。
【０００４】
特許文献２には、中心部に中空部を有しかつ該中空部を通る軸線を中心として回転自在な螺旋状の羽根と、該羽根に設けられて輸送管内の被搬送体を掻き上げる爪とから、スクリュを構成することが記載されている。
特許文献３には、スクリュコンベアの羽根を一定間隔に切り欠き多数の切り欠き部を設け、羽根を均等に分割して非連続型のスクリュとし、分割されたスクリュコンベアの羽根の切欠き部の端部に、スクリュ軸と平行なパドル部を設けることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開第３５９５２０１号公報
【特許文献２】特開平５−１１６７３４号公報
【特許文献３】特開平８−２８３７３４号公報
【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、従来のスクリュ（特許文献１）は、搬送物によっては、団子状になる場合がある。また、空軸構造のスクリュ（特許文献２）や、切り欠いた羽根のスクリュ（特許文献３）は、その構造上、強度が不足しており、重量の大きな搬送物や硬い搬送物を粉砕しながら搬送するには適していない。
【０００７】
そこで本発明の目的は、搬送物を粉砕しながら搬送するスクリュに関し、効率良く搬送物をバラけさせることが可能なスクリュコンベヤ、及び乾燥炭化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のスクリュコンベヤは、搬送管と、当該搬送管内に配されたスクリュと、当該スクリュを回転させる駆動手段とから構成され、搬送物を攪拌しながら搬送することで乾燥炭化させるためのスクリュコンベヤに関し、前記スクリュは、回転軸となるスクリュ軸と、当該スクリュ軸に沿って螺旋状に配されたスクリュ羽根と、当該スクリュ軸に沿って所定間隔で付設されたパドルとからなり、前記パドルの高さがスクリュ羽根の高さと同じか低く設定されており、前記パドルの側面がスクリュ軸に対して斜めに鋭角で配されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、前記スクリュが、回転軸となるスクリュ軸と、当該スクリュ軸に沿って螺旋状に配されたスクリュ羽根と、当該スクリュ軸に沿って所定間隔で付設されたパドルとから構成される。本発明によれば、前記パドルの高さがスクリュ羽根の高さと同じか低く設定されていることで、前記スクリュの管内における摺動抵抗を抑えつつ、かつ、前記パドルの側面がスクリュ軸に対して斜めに鋭角で配されていることで搬送物を搬送しながら効果的にバラけさせることができる。
【００１０】
前記搬送管は、搬送物を飛散させずに攪拌するためには、円筒形状が好ましいが、円筒形状の一部を開けた形状やＵ字形状の搬送管とする場合もある。
【００１１】
前記スクリュの管内における摺動抵抗を抑えるためには、前記パドルの高さがスクリュ羽根の高さを超えないように設定する。好ましくは、前記パドルの高さがスクリュ羽根の高さよりも若干低く設定される。
【００１２】
前記パドルは、鉄、鋼鉄、チタン、アルミニウム合金等の硬質金属、セラミック、またはこれらの複合材料からなる。搬送物によって、前記パドルには、フッ素樹脂加工、クロムメッキ加工等のコーティング処理が施される。前記スクリュについても同様である。前記パドルは、溶接、ろう付け、嵌め合い、ボルト固定等の固定手段によってスクリュ軸に固定される。前記パドルの形状としては、平板形状、櫛形状、三角形状、台形状、半円形状等が挙げられる。
【００１３】
本発明は、前記パドルが、前記スクリュ羽根の前面側に付設されているとともに、進行方向に周回した前方側スクリュ羽根の後面側まで達していないことを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、前記パドルによってバラけた搬送物のうち、後方に向かう搬送物が前記パドルが付設されたスクリュ羽根の前面側から前方に押し出され、また、前方に向かう搬送物が前記パドルが達していないスクリュ羽根の後面側から周回して前方に押し出されることとなり、搬送物がバラけた状態を維持しつつ、効率良く搬送物を搬送することとなる。
【００１５】
前記パドルは、スクリュ軸に沿って所定間隔で付設される。搬送物によっては、複数の前記スクリュ羽根毎に前記パドルを間引いて配する構成とする場合もあり、前記スクリュ羽根毎に前記パドルが複数配されている構成とする場合もある。
【００１６】
本発明は、前記スクリュ羽根毎に前記パドルが１つ配されており、かつ、前記パドルの位置が前記スクリュ軸に対して周期的に異なる位相配置となっていることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、前記スクリュ羽根毎に、異なる位相配置の前記パドルによって、スムーズに搬送物がバラけることとなり、前記パドル配置を周期的に異ならせることで、一旦バラけた搬送物が再度団子状になり難い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のスクリュコンベヤによれば、前記スクリュの管内における摺動抵抗を抑えつつ、搬送物を搬送しながら効果的にバラけさせることができる。本発明によれば、前記パドルによってバラけた搬送物のうち、後方に向かう搬送物が前記パドルが付設されたスクリュ羽根の前面側から前方に押し出され、また、前方に向かう搬送物が前記パドルが達していないスクリュ羽根の後面側から前方に押し出されることとなり、搬送物がバラけた状態を維持しつつ、効率良く搬送物を搬送することとなる。本発明によれば、スムーズに搬送物がバラけることとなり、一旦バラけた搬送物が再度団子状になり難い。
【００１９】
したがって、これら本発明によって、効率良く搬送物をバラけさせ、連続的に乾燥炭化させる乾燥炭化装置が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態のスクリュコンベヤを示す側面図である。
【図２】上記実施形態のスクリュコンベヤの内部構造を正面側から示す要部断面図である。
【図３】上記実施形態のスクリュコンベヤに内蔵されるスクリュを示す側面図である。
【図４】本発明に係るパドルを例示する側面図である。
【図５】上記実施形態のスクリュコンベヤを備えた乾燥炭化装置を示す正面図である。
【図６】上記実施形態の乾燥炭化装置を示す側面図である。
【図７】上記実施形態の乾燥炭化装置を側面側から示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。  
【００２２】
（本発明の実施の形態）
図１は、本発明の実施形態のスクリュコンベヤを示す側面図である。図２は、本実施形態のスクリュコンベヤの内部構造を正面側から示す要部断面図である。図３は、本実施形態のスクリュコンベヤに内蔵されたスクリュを示す側面図である。本発明のスクリュコンベヤ１は、搬送管６と、当該搬送管６内に配されたスクリュ２と、当該スクリュ２を回転させる駆動手段（図示せず）とから構成され、生ごみやバイオマス等の搬送物を攪拌しながら搬送することで乾燥炭化させるためのスクリュコンベヤである。前記搬送物としては、汚水処理場の汚泥、家畜の糞、食品廃棄物などの生ごみ等や、木屑、椰子の皮などのバイオマス（生物資源）が挙げられる。
【００２３】
本実施形態のスクリュコンベヤ１は、ホッパ５１に搬送物を入れると、駆動手段によってスクリュ２が回転し、螺旋状に配されたスクリュ羽根３によって搬送物を攪拌しながら搬送することで乾燥炭化させる（図１〜３）。符号６１は排出口であり、前記スクリュコンベヤ１を複数連結して、複数列とし、その搬送距離を長くすることで、乾燥炭化を促進させる。
【００２４】
本発明に係る前記スクリュ２は、回転軸となるスクリュ軸５と、当該スクリュ軸５に沿って螺旋状に配されたスクリュ羽根３と、当該スクリュ軸５に沿って所定間隔で付設されたパドル４とからなり、円筒形状の搬送管６に内蔵される（図１、２）。搬送管６の内径に対してスクリュ羽根３の外径３ｗは僅かに小さく設定される。スクリュ２の構造の詳細については後述する。
【００２５】
図５から図７は、本発明のスクリュコンベヤ１を備えた乾燥炭化装置を示す図である。例えば、既存の乾燥炭化装置に、本発明に係るスクリュ２を取付けることで、本発明の乾燥炭化装置となる。符号１０１は一次燃焼室であり、一次燃焼室１０１の背面に乾燥室１０２が設けられ、一次燃焼室１０１と乾燥室１０２は多細孔を有する隔壁１０３で仕切られ、一次燃焼室１０１の熱気が多細孔より乾燥室１０２内へ流通できるように形成されている。そして、一次燃焼室１０１の側面の上方に排気管１０４が設けられると共に、一次燃焼室１０１の側面の下方に一次燃焼用バーナー１０５が設けられている。乾燥室１０２は、薄い方形体で内部に多段（図面では８段）に横方向に延長した搬送管６が水平に設けられ、搬送管６は端部が上又は下の搬送管６の端部に交互に連結部により連通されて複数配列されて一本に形成されている。そして、最上部の搬送管６に乾燥室１０２外に通じる生ゴミ投入口１０７が設けられ、又最下部の搬送管６に乾燥室１０２外に通じる生ゴミ排出口１０８が設けられている。各段の搬送管６内に夫々スクリュ２が内蔵されている。各段のスクリュ２は往路と復路が上下に交互になるよう配設されている。各スクリュ２はモータ１１３の回転がチェーンとスプロケットによる連動機構により伝達され、同一回転する。又、乾燥室１０２内の搬送管６の周囲に耐熱性材料のガラス又はセラミックス等の細粒体が充填されている。又、搬送管６の連結部に搬送管６内で発生した蒸気が送出される蒸気送出口１１７が設けられ、この蒸気送出口１１７に蒸気送出管１１８の一端が連結され、各蒸気送出管１１８の他端は一本にまとめられ、一次燃焼室１０１の上部に設けた蒸気導入管１１９に連結されている。符号１２２はシャワー室であり、シャワー室１２２は排気管１０４の途中に設置されている。排気管１０４からシャワー室１２２内を通過する一次燃焼室１０１からの燃焼ガスはシャワー室１２２内で細粒体に燃焼ガス中に含まれる煤等が付着して除去されると共に、水により燃焼ガス中に含まれる悪臭も除去される。そして、シャワー室１２２を通過した燃焼ガスは排気管より二次燃焼室１２８内に入り、二次燃焼室１２８内で再度燃焼され、燃焼ガス中に含まれる有害物質は悉く除去され、排気管から大気中に放出される。
【００２６】
前記搬送管６は、耐熱銅管が多段設置されており、管内のスクリュ２で搬送、攪拌を行いながら還元雰囲気（無酸素）の状態で間接加熱し、乾燥炭化処理を行う。そして、小径の耐熱銅管６を加熱することにより、接触面積を増やし短時間での処理を可能としている。前記耐熱銅管６内は、プラス圧力になるよう設計されており、前記加熱室１０２内は、マイナス圧力であり、その相乗効果により処理時間と処理燃費が軽減され、環境対応でクリーンな排気処理工程における乾留ガスは、再加熱炉で完全分解（温度が８００℃以上で加熱処理を行って排出）されるため、煙と臭気の発生やダイオキシン類、及び有害物質の生成を抑制する構成となっている。
【００２７】
本発明のスクリュ２の構造について、以下に説明する。図２は、本実施形態のスクリュコンベヤ１の内部構造を正面側から示す要部断面図である。図３は、スクリュコンベヤ１に内蔵されるスクリュを示す側面図である。本発明のスクリュ２は、回転軸となるスクリュ軸５と、スクリュ軸５に沿って螺旋状に配されたスクリュ羽根３と、スクリュ軸５に沿って所定間隔で付設されたパドル４とからなる。前記パドル４（４ａ〜４ｄ）は、その高さがスクリュ羽根３の高さよりも少し低く設定されており、前記パドル４の側面がスクリュ軸５に対して斜めに鋭角で配されている。
【００２８】
前記パドル４は、鉄、鋼鉄、チタン、アルミニウム合金等の硬質金属、セラミック、またはこれらの複合材料からなる。搬送物によって、前記パドル４には、フッ素樹脂加工、クロムメッキ加工等のコーティング処理が施される。前記スクリュ２及びスクリュ羽根３についても同様である。パドル４は、溶接、ろう付け、嵌め合い、ボルト固定等の固定手段によってスクリュ軸５に固定される（図２、３）。
【００２９】
図２−３では、前記パドル２の形状は、長方形状の平板形状となっており、スクリュ２の管内における摺動抵抗を抑えるために、パドル２の外端部がスクリュ羽根３の外径３ｗを超えない寸法となっており、パドル２の高さがスクリュ羽根３の高さよりも若干低く設定される（図３）。
【００３０】
図３において、スクリュ２が符号ｃｗ方向に回転すると、搬送物が符号ａ１方向に搬送される。符号Ｐ１−Ｐ１線は、スクリュ軸５の中心線であり、パドル４の側面がスクリュ軸５の中心線（Ｐ１−Ｐ１線）に対して斜めに角度４ｋとなる鋭角で配されている。これによって、搬送物を搬送しながら効果的にバラけさせることができる。前記角度４ｋは、５度〜３５度の範囲内が好ましい。角度４ｋが５度未満であると搬送物を受けることが難しくなり、角度４ｋが３５度を超えると搬送物を押し出すことが難しくなる。搬送物を適量受けて押し出す角度４ｋとしては、５度〜２５度の範囲内がより好ましい。
【００３１】
前記パドル４は、スクリュ羽根３の前面側に付設されているとともに、進行方向ａ１に周回した前方側スクリュ羽根３の後面側まで達していない（図３）。本実施形態によれば、前記パドル４によってバラけた搬送物のうち、後方に向かう搬送物がパドル４が付設されたスクリュ羽根３の前面側から前方に押し出され、また、前方に向かう搬送物が前記パドル４が達していないスクリュ羽根３の後面側から周回して前方に押し出されることとなり、搬送物がバラけた状態を維持しつつ、効率良く搬送物を搬送することとなる。
【００３２】
そして、前記スクリュ羽根３毎に前記パドル４が１つ配されており、かつ、前記パドル４の位置が前記スクリュ軸５に対して周期的に異なる位相配置となっている（図２、３）。図２−３に示す例では、進行方向ａ１で、パドル４（４ａ−４ｄ）が、スクリュ羽根３毎にパドル４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの順で９０度ずつ周期的に異なる位相配置となっており、パドル４が配されていないスクリュ羽根３が１つあり、そして、スクリュ羽根３毎にパドル４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの順で９０度ずつ周期的に異なる位相配置となっている。本実施形態によれば、スクリュ羽根３毎に、異なる位相配置のパドル４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄによって、スムーズに搬送物がバラけることとなり、パドル４の配置を周期的に異ならせることで、一旦バラけた搬送物が再度団子状になり難い。ここで、パドル４の周期的に異なる位相配置としては、９０度ずつ異ならせる構成に限られず、例えば、１２０度ずつ異ならせる構成、６０度ずつ異ならせる構成、４５度ずつ異なる構成等とすることができる。前記パドル４は、スクリュ軸５に沿って所定間隔で付設される。搬送物によっては、複数の前記スクリュ羽根３毎にパドル４を間引いて配する構成とする場合もあり、前記スクリュ羽根３毎にパドル４が複数配されている構成とする場合もある。
【００３３】
図４は、本発明に係るパドル４を例示する側面図である。前記パドル４の形状としては、平板形状（ａ）、台形状（ｂ）、三角形状（ｃ）、櫛形状（ｄ）、その他半円形状、五角形状等が挙げられる。例えば、パドル４を櫛形状（ｄ）とすれば、搬送物の攪拌効果が増大する。
【００３４】
例えば、スクリュ２の根元側では比較的面積の小さなパドル４とし、進行方向ａ１に向かうに従って比較的面積の大きなパドル４とすることで、搬送物を徐々に粉砕しながらバラけさせることができ、スクリュ２にかかる負荷も軽減される。より具体的には、スクリュ２の根元側ではパドル４の高さを低くし、進行方向ａ１に向かうに従ってパドル４の高さを大きくする構成が挙げられる。
【００３５】
（実施例）
図３に示す構成のスクリュ２とし、スクリュ羽根３の外径３ｗを１９５ｍｍ、羽根厚さ３ｔを６ｍｍとした。パドル４の高さは、スクリュ羽根３の外縁から５ｍｍ〜１５ｍｍ低い位置として、進行方向ａ１に向かうに従ってパドル４の高さを大きくする構成とした。前記スクリュ２を円筒形状の搬送管６に内蔵して全長約２０００ｍｍのスクリュコンベヤ１とした。椰子皮を投入したところ、繊維が解けた状態で排出された。
【符号の説明】
【００３６】
１                      本発明のスクリュコンベヤ、
２                      本発明に係るスクリュ、
３                      スクリュ羽根、
４                      パドル、
５                      スクリュ軸、
６                      搬送管
【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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【図６】
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【図７】
2014005110.tif 000009