(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱構造で有底筒状を成し、熱源により内部を高温雰囲気下に形成すると共に開放口に開閉する蓋体を設けた筐体と、
前記筐体内の底面部で回転軸を軸受支持し、かつ該筐体の内周面との間に所定の離隔空間をもって回転すると共に内周面に螺旋状の内周羽根を有する有底円筒状のドラムと、
該ドラムの前記回転軸を回転自在に貫通し、一端側をドラムの筒心上に固定配置すると共に他端側を前記筐体外側へ延出して送気手段に連結した送気管と、
該送気管の外周側に連通して取付け、かつ外周面に多数の噴出孔を有する１又は２以上のノズル管と、
前記ドラムの開放口から前記離隔空間へ連通した流通管と、
前記蓋体側を上昇させて筐体全体を適宜に傾斜させるジャッキ装置と、
から成ることを特徴とする乾燥処理装置。
【請求項２】
前記送気管が、その外周面に多数の通気孔を有することを特徴とする請求項１記載の乾燥処理装置。
【請求項３】
前記送気管内に、管内を流れる気体を攪拌させる攪拌手段を配設したことを特徴とする請求項１、又は２記載の乾燥処理装置。
【請求項４】
前記攪拌手段が、鉱物、セラミック、金属、非金属、及び磁性材のいずれか又はこれらの組合せを含有させて成形した成形体であることを特徴とする請求項３記載の乾燥処理装置。
【請求項５】
前記成形体が、管径が縮径と拡径を繰り返すと共に周側面に複数の開口を設けた管状の気体接触ピースであることを特徴とする請求項４記載の乾燥処理装置。
【請求項６】
前記送気管に、流れる気体に特定粒子を添加するための特定粒子発生装置を連結していることを特徴とする請求項１、２、３、４、又は５記載の乾燥処理装置。
【請求項７】
前記特定粒子が、荷電粒子、磁化粒子、帯電粒子、のいずれか又はこれらの組合せであることを特徴とする請求項６記載の乾燥処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食用の穀物類や廃棄用の生ごみを加熱雰囲気下で攪拌乾燥させる乾燥処理装置に関するものであって、特に処理中に通常のエアーの他に各種の特定気体を導入して機能性材料に変化させる乾燥処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般家庭や食品処理工場などから出る生ごみや食品残滓物など含水率の高い廃棄物（「被処理物」）は、乾燥させて減量化して廃棄したり、又は肥料や敷設ブロックなどへの再利用に供したりすることが行われている。
【０００３】
従来の技術の乾燥処理装置は、連続式処理を行うものとして、図６に示す特許文献１（「回転ドラム型乾燥機における被処理物の攪拌移送構造」）、及び特許文献２（「汚泥などの乾燥装置」）などがある。また、バッチ式処理（回分式処理）を行うものとしては、図７に示す特許文献３（「バッチ式回転乾燥機」）及び特許文献４（「生ごみ処理装置及びその制御方法」）などがある。
【０００４】
なお、以下の説明において、特許文献中で用いている符号は、本願発明に用いる明細書・図面中の番号と区別するため［“符号”］で表示する。
【０００５】
特許文献１の開示発明は、内部を熱風雰囲気にして自転回転する円筒状の回転ドラム［２］内に同軸上で自転する円筒状の回転軸［３０］に連続したらせん羽根［３１］を取り付けて成るものである。また、回転ドラム［２］の一端側の投入口［２０］から投入された被処理物［Ｄ］は、熱風雰囲気下でらせん羽根［３１］によって攪拌されながら搬送され、他端側の排出口［２１］から排出される構成である。これにより、含水率の高い被処理物の効果的な攪拌搬送を企図したものである。
【０００６】
特許文献２の開示発明は、水平横置きの円筒状ドラム［１］内の軸方向に配置したパイプ状の中心軸［３］に螺旋羽根［１６］を取り付けて成るスクリュー［２］を配設し、ドラム［１］に投入した被処理物の攪拌と搬送を行うものである。熱風雰囲気の形成は、スクリュー［２］の中心軸［３］に熱風を送り、該中心軸［３］の外周面に孔設した通気孔から噴射して行うものである。これにより、攪拌能力の向上と省エネルギー、さらには臭気の拡散防止を企図したものである。
【０００７】
特許文献３の開示発明は、水平又は傾斜配置されて正逆回転する回転ドラム［１１］内に熱風とマイクロ波を供給する構成を採っている。回転ドラム［１１］には、その周面又は一端側に被処理物（乾燥対象物）投入・排出用のハッチ［６０，６１，６３］を配設し、かつその内周面には攪拌用のリフターブレード［１５］と正逆方向搬送用のスパイラルブレード［１６］を形成している。これにより、バッチ処理における被処理物の投入と排出の良好な操作性を企図したものである。
【０００８】
特許文献４の開示発明は、固定された乾燥容器［１］内で攪拌羽根［４２］を備えた攪拌器［４］を自転回転させて攪拌を行っている。被処理物はごみ投入口［１１ａ］から投入して、処理後は底蓋［１３］から排出させている。乾燥容器［１］内の高温雰囲気の形成は、乾燥容器［１］の内部を循環用通路［２］によって行われ、適宜に排気回路［２１］から排気する構成を採っている。これより各処理工程等をプログラム化して適切・効率的の制御を企図したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２―３０３４８７号公報
【特許文献２】特開２０１３―０４６８８２号公報
【特許文献３】特開２００１−０３３１５８号公報
【特許文献４】特開平８−２００９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献に挙げた各開示発明は、加熱乾燥や脱臭乾燥のための攪拌、及び搬送と排出を兼ねて回転中心軸の外周に螺旋状に取り付けた羽根（又はスパイラルブレード）（以下、「外周螺旋羽根」）によって行うものであった。
【００１１】
しかし、かかる外周螺旋羽根を用いたものは、十分な攪拌に課題があった。特に、含水率や粘度の高い被処理物にあっては団塊化してしまう問題があった。その結果、十分な乾燥ができなく又は乾燥程度にバラツキがあるまま排出されてしまうおそれがあった。
【００１２】
また、内部の高温雰囲気の形成にあっては、ドラム内に直接熱風を導入させる構成（特許文献１、３）や、中空の回転軸に形成した多数の通気孔を介して噴射する構成（特許文献２）を採っていた。このように直接熱風を導入する方式は、バッチ式処理においては投入・乾燥・排出の工程での温度変化が大きくなるため、エネルギー効率と処理効率とに課題があった。特に、回転軸からの供給であるために熱風の十分な供給に問題があり、また含水率の高い被処理物の場合は目詰まりのおそれがあった。
【００１３】
さらに、これらの開示発明は、熱風の導入や水蒸気の処理による乾燥処理の効率化と、余剰熱排気の循環によってエネルギー効率の向上を企図したものであり、熱気体の導入とは別経路で気体の導入を考慮したものはみられない。特許文献３はマイクロ波の導入構成があるが、これは気体ではなく波動の導入であった。
【００１４】
そこで、本願発明は、上記課題に着目して、効果的攪拌と熱風の導入とは別系統で気体を導入することにより、より乾燥を促進させると共に、さらには特定成分を混合させた気体（「特定気体」）を適宜注入して被処理物と反応させ、生ごみ等の廃棄物の処理の他、穀物等を原料とした有用食物の製造にも利用が期待できる新規な乾燥処理装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本願発明に係る乾燥処理装置は、以下のように構成している。
【００１６】
すなわち、断熱構造で有底筒状を成し、熱源により内部を高温雰囲気下に形成すると共に開放口に開閉する蓋体を設けた筐体と、前記筐体内の底面部で回転軸を軸受支持し、かつ該筐体の内周面との間に所定の離隔空間をもって回転すると共に内周面に螺旋状の内周羽根を有する有底円筒状のドラムと、該ドラムの前記回転軸を回転自在に貫通し、一端側をドラムの筒心上に固定配置すると共に他端側を前記筐体外側へ延出して送気手段に連結した送気管と、該送気管の外周側に連通して取付け、かつ外周面に多数の噴出孔を有する１又は２以上のノズル管と、前記ドラムの開放口から前記離隔空間へ連通した流通管と、前記蓋体側を上昇させて筐体全体を適宜に傾斜させるジャッキ装置と、から構成している。
【００１７】
また、上記送気管の内部には、気流攪拌管を配置しても良く、これにより、送気管内での流れの攪拌を図ることができる。さらに、送気管には、送気手段と共に荷電粒子（イオン粒子や微量放射線）を発生させる特定粒子発生装置を連結しても良い。これにより、乾燥処理中の荷電粒子を気流と共に導入させた場合は、被処理物を特有な性質を帯びた機能性物質に変えることができる。
【００１８】
荷電粒子の送気については、例えば、イオン化した粒子を導入することによりアミノ酸が増加した機能性食材を得ることができると言う結果を経験的に得ている。
【発明の効果】
【００１９】
上記のように構成することにより、本願発明に係る乾燥処理装置は、以下に列挙した効果を奏する。
【００２０】
まず、内周羽根により攪拌しているため、被処理物の上位からの落下を利用した広範かつ効果的な攪拌を行うことができる。
【００２１】
また、筐体とドラムとの離隔空間に高温気体（又は熱風）を流入させてドラム及び内周羽根自体を高温にしているため、ドラム内の温度を高温に維持でき、かつ被処理物への熱伝導を効果的に行うことができる。これにより、バッチ処理による蓋体の開閉時の温度変動を小さくすることができる。
【００２２】
さらに、上記従来例の構成にあるように、回転軸に螺旋状の羽根を取り付けたものや通気孔を空けて熱風を導入する構成などでは、含水率が高いものに関しては団塊化したり、又は通気孔が目詰まりしたりする等の問題があったが、本願発明の構成ではこの様な問題はない。
【００２３】
さらにまた、熱風の導入経路とは別経路でドラムの筒心付近に気体を導入するようにしているため、例えば、イオン化した帯電粒子や磁気を帯びた粒子、又は許容範囲の微量放射線を混入させて導入することもできる。これにより、現時点では科学的にその作用が公的に証明されたものではないが、一定反復性をもって因果を成す、例えば、被処理物の機能性物質へ変換が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本願発明に係る乾燥処理装置の全体構成を示す一部切り欠き縦断面図である。
【図２】図１のＰ部分の拡大図である。
【図３】本願発明に係る乾燥処理装置の蓋体の開放状態を示す側面図（Ａ）とモーターと送風機の設置状況を示す側面図（Ｂ）である。
【図４】本願発明に係る乾燥処理装置の送気管のみを示す一部切り欠き正面図（Ａ）とＱ部分の拡大図（Ｂ）である。
【図５】本願発明に係る乾燥処理装置の稼働状態を示す一部切り欠き縦断面図である。
【図６】従来例を示すため特許文献１、及び特許文献２からそれぞれ抜粋した図面（Ａ）、（Ｂ）である。
【図７】従来例を示すため特許文献３、及びは特許文献４からそれぞれ抜粋した図面（Ａ）、（Ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本願発明に係る乾燥処理装置（以下、「本装置」と略称する。）の実施形態について、図面を基に説明する。
【００２６】
図１は、本装置Ａの全体構成を縦断面で示した一部切り欠き断面図である。図示する１は筐体であり、全体をグラスウール、ロックウール、等の断熱材１１を金属板でサンドイッチ状に形成した板部材（主に、金属板）で有底筒状に成形している。
【００２７】
筐体１は、その閉じた一端側（図面において左側）を底面部１２とし、他端側（図面において右側）を開放口１３としている。開放口１３には、適宜に開閉可能な断熱構成の蓋体２を配設すると共に、この開放口１３の付近には外部に連通する排気管１６を配設している。
【００２８】
上記蓋体２は筐体１との間に回転ヒンジ２１を取り付けて開閉自在としている。この蓋体２には後述するドラム３と離隔空間４とを連通する流通管２２を配設している。
【００２９】
なお、筐体１の形状は本実施例のように上方が円形断面で下方が矩形断面の筒状が好ましいが、製造の容易性、及び熱風の流通空間の確保を考慮した場合、円筒状や角筒状としても良い。
【００３０】
筐体１１の内部の底面部１２には、貫通口１２ａを形成すると共に、貫通口１２ａの周囲に内部側に延設する防塵カバー１２ｂを配設している。そして、この貫通口１２ａには、筐体１１及び貫通口１２ａの中心軸と筒延長方向の中心軸Ｃ（以下「筒心Ｃ」）とを一致させた有底円筒状のドラム３を配設している。
【００３１】
ドラム３は、その底部３１の中央外側部（図面において左側）で筐体１の底面部１２に取り付けた軸受１４によって回転自在にして片持ち状に支持すると共に、その外周面３２と筐体１の内周面１５との間に所定の間隙の離隔空間４をもって配置している。
【００３２】
また、ドラム３の内周面３３には、その開放口側に向かって連続した又は不連続の螺旋状の凸条片（以下、「内周羽根」）３４を配設している。
【００３３】
さらに、ドラム３の底部３１には、後述する送気管６と干渉を避けると共に、上記筒心Ｃと回転軸を同じとする回転管３５を接続している。この回転管３５は、上記軸受１４から筐体１の外側に延出すると共に外周側にスプロケット３５ａを形成し、筐体外側に付設した回転駆動源としてのモーター５とチェーン５１を介して連繋している。これにより、モーター５の回転力がドラム３に伝達され、ドラム３は前記筒心Ｃの軸上で自転（矢印ａ）することになる。なお、スプロケット３５ａやチェーン５１は、保護カバー５２によって覆われている。
【００３４】
また、ドラム３の底部３１には、回転管３５の周囲を覆う形態の防塵カバー３１ａを配設している。この防塵カバー３１ａは筐体側の防塵カバー１２ｂと連係し、いわゆるラビリンス構造を形成している。このラビリンス構造により、軸受１４への粉塵等の侵入を防止している。
【００３５】
上記した離隔空間４には、高温風を導入している。この高温風の導入より、筐体内のドラム周囲を高温雰囲気下にしてドラム３と内周羽根３４を加熱すると共に均一な温度分布状態を形成している。高温風は、筐体１の外側の側面に突出状態で付設させた火炎を熱源とするバーナー４１からの導入管４１ａを離隔空間４に連通させて導入している。
【００３６】
ドラム３の開放口側には、２個のローラー３６を配設している。このローラー３６は、ドラム３の外周面３２の端部を支持し、片持ち状のドラム３の円滑な自転を補助している。
【００３７】
なお、図示は省略しているが、排気管１６の管路に管路遮断のシャッター機構や排気温度や臭気を管理するための各種センサーを配置し、フィードバック制御をするようにしても良い。
【００３８】
前記軸受１４によって軸支持されたドラム３の回転管３５には、送気管６を貫通配置させている。貫通させた一端側はドラム３の回転中心に沿ってドラム長の約２／３程度まで延長配置している。この貫通させた送気管６は、前記回転管３５の両端部に配置した小型軸受６１、６１を介して固定状態が維持されると共に、回転管３５の内周面とは軸ブレによる干渉を防止している。
【００３９】
この構成により、ドラム３は筐体１に対して軸回転する一方、送気管６は回転せずにドラム３の筒心Ｃと軸を同じとして固定配置した状態となっている。
【００４０】
また、ドラム内に延びた送気管６の側面には、多数の通気孔６２を開設している。この通気孔６２の配設は送風圧の低下を考慮してドラム３の底部３１から先端に渡って疎から密の状態へなるように開設個数と位置に変化を付けている。
【００４１】
さらに、送気管６の側面には、内部と連通したノズル管６３を略直角方向（又はドラム内側面方向）に複数本取り付けている。このノズル管６３の側面には多数の噴出孔６３ａを開設している。
【００４２】
加えて、送気管６の内部には、樹脂に鉱物、セラミック、金属、非金属、磁性材などのいずれか又は適宜に組み合わせて含有させた成形体を攪拌手段として配置している。この攪拌手段としての成形体は、種々の形状が選択されるが、管状が好ましく、本実施例では繰り返し縮径させたいわゆるジャバラ管状に成形した気体接触ピース６４を連結状態で又は間隔配置で所定個数を配置している。気体接触ピース６４の側面には内部と外部の気体の移動を活発にするための複数個の流通孔６４ａを形成している。
【００４３】
一方、送気管６の他端側（反ノズル管側、図面上、左側）は、前記筐体１の軸受１４から露出すると共に、モーター５と並べて筐体外側に付設した送風機７と連通管６５を介して連結している。該送風機７と連通管６５との間には、荷電粒子を発生させて気体に混入させるイオン発生装置７１を接続している。このイオン発生装置７１のイオン発生の方法としては、例えば、高電圧回路を用いて行う等、公知の技術を用いて構成している。これにより、イオン化した空気が送風機７によって送気管６、及びノズル管６３を経てドラム３の内部に送気されることになる。
【００４４】
図符号８は、ジャッキ装置である。このジャッキ装置８は、本装置Ａの全体を支える基台８１と、基台８１に取り付けた油圧装置８２によって伸縮するリンクロッド８３と、リンクロッド８３の伸縮によってリンク機構を構成したレバー８４と、から構成している。ジャッキ装置８は、リンク機構の作用によって適宜に筐体１の蓋体側を上昇させ、全体を所定仰角まで傾斜（矢印ｂ）させることが可能である。
【００４５】
なお、ジャッキ装置８は筐体１の片側を上昇させるものであれば、上記構造に限定するものではなく、既存技術のジャッキ手段を適用しても良い。
［本装置の作用］
【００４６】
上記構成の本装置Ａは、以下のように作用する。
まず、筐体１が水平横向き状態を初期状態とし、この状態で蓋体２を開けてドラム内部に被処理物Ｗを投入する。
【００４７】
次に、蓋体２を閉めてジャッキ装置８を起動し、蓋体側が上位となるように筐体全体を一定の仰角をもって傾斜させる（矢印ｂ）。
【００４８】
適宜の傾斜角の位置でジャッキ装置８を停止して筐体１の傾斜状態を固定する。実施例では、通常２５°〜４５°であるが、被処理物Ｗの量や含水率や粘度を考慮して適切な角度を選択している。
【００４９】
次に、モーター５を起動してドラム３を回転させ（矢印ａ）、同時に送気手段としての送風機７及びイオン発生装置７１を起動してイオン化した空気をドラム内に送ると共に、バーナー４１を起動して離隔空間４に高温風を導入する。
【００５０】
上記のドラム回転、イオン化した空気、及び加温によって、被処理物Ｗに対して高温雰囲気でのイオン化した空気との攪拌と接触が密接かつ活発に行われて効果的な乾燥処理が行われる。
【００５１】
この乾燥処理時においては、被処理物Ｗはドラム内周面の内周羽根３４によって蓋体方向の端部に移動した後、その中央空間から底部側への落下を繰り返すこととなる。これにより団塊化を防止してより効率的かつより均一な乾燥処理を行うことができる。
【００５２】
また、送気管６に配置した気体接触ピース６４によって、イオン化した空気のさらなる撹拌もなされることになる。
【００５３】
さらに、被処理物Ｗの乾燥処理に用いた余剰高温気体は、ドラム３が傾斜しているために上昇して開放側の流通管２２に回収され、この流通管２２を介して離隔空間４に導入し、熱エネルギーの効率化を図っている。
【００５４】
乾燥処理終了後には、モーター５、送風機７、バーナー４１を停止し、ジャッキ装置８を起動させて筐体１を水平状態に戻す。
【００５５】
筐体１が水平状態となったら、蓋体２を開けて乾燥処理後の被処理物Ｗを取り出す。
【００５６】
その後、必要によって被処理物Ｗの投入から被処理物Ｗの取り出しまでの上記工程を繰り返し、所定量の被処理物Ｗを乾燥するバッチ処理を行う。
【符号の説明】
【００５７】
Ａ  本装置
１  筐体
１１  断熱材
１２  底面部
１２ａ  貫通口
１２ｂ  防塵カバー
１３  開放口
１４  軸受
１５  内周面
１６  排気管
２  蓋体
２１  回転ヒンジ
２２  流通管
３  ドラム
３１  底部
３１ａ  防塵カバー
３２  外周面
３３  内周面
３４  内周羽根
３５  回転管
３５ａ  スプロケット
３６  ローラー
４  離隔空間
４１  バーナー
４１ａ  導入管
５  モーター
５１  チェーン
５２  保護カバー
６  送気管
６１  小型軸受
６２  通気孔
６３  ノズル管
６３ａ  噴出孔
６４  気体接触ピース
６４ａ  流通孔
６５  連通管
７  送風機
７１  イオン発生装置
８  ジャッキ装置
８１  基台
８２  油圧装置
８３  リンクロッド
８４  レバー
Ｃ  筒心
Ｗ  被処理物
【要約】
【課題】攪拌や熱風とは別系統で特定成分を混合した気体を導入し、被処理物の乾燥に加えて気体と反応させ、廃棄物処理や食物製造にも利用可能な乾燥処理装置を提供する。
【解決手段】乾燥処理装置Ａを、断熱構造で有底筒状を成し、内部を高温雰囲気下に形成すると共に開放口に蓋体２を設けた筐体１と、筐体底面部で回転軸を軸支持し、かつ筐体の内周面と所定の離隔空間４をもって回転すると共に内周面に螺旋状の内周羽根３４を配設した有底円筒状のドラム３と、ドラムの回転軸内部を貫通し、一端側をドラムの筒心上に固定配置すると共に他端側を筐体外側へ延出して送気手段に連結した送気管６と、送気管の側面に配置し、内部が連通すると共に多数の噴出孔を有する複数のノズル管６３と、ドラム開放口から離隔空間へ連通した流通管２２と、蓋体側を上昇させて筐体全体を傾斜させるジャッキ装置８と、から構成する。
【選択図】      図１【図１】
0005896073.tif 000002
【図２】
0005896073.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005896073.tif 000007
【図７】
0005896073.tif 000008