(57)【要約】【課題】乾燥粉砕機の稼働効率を向上する。【解決手段】乾燥粉砕機であって、回転軸と、回転軸に回転駆動される第１ブレードと、第１ブレードを内包する粉砕室と、熱風により搬送された被処理物を、回転軸と交差する方向から粉砕室に投入する投入部と、回転軸の軸方向について第１ブレードに対して投入部と反対側に配され、投入部から投入されて熱風により乾燥されつつ第１ブレードに粉砕された被処理物を、熱風と共に粉砕室から排出する排出部とを備え、粉砕室は、回転軸を中心とする回転体形状を有し、且つ、軸方向について排出部に近づくほど内径が大きくなる部分を、少なくとも第１ブレードに対して排出部側に有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸に回転駆動される第１ブレードと、
前記第１ブレードを内包する粉砕室と、
熱風により搬送された被処理物を、前記回転軸と交差する方向から前記粉砕室に投入する投入部と、
前記回転軸の軸方向について前記第１ブレードに対して前記投入部と反対側に配され、前記投入部から投入されて熱風により乾燥されつつ前記第１ブレードに粉砕された被処理物を、前記熱風と共に前記粉砕室から排出する排出部と
を備え、
前記粉砕室は、前記回転軸を中心とする回転体形状を有し、且つ、前記軸方向について前記排出部に近づくほど内径が大きくなる部分を、少なくとも前記第１ブレードに対して排出部側に有する
乾燥粉砕機。
【請求項２】
前記回転軸は、前記粉砕室に対する相対位置が、前記軸方向について前記粉砕室の両端で固定される請求項１に記載の乾燥粉砕機。
【請求項３】
前記粉砕室は、前記軸方向について、内径が一定の部分を、前記軸方向の両端に有する請求項１または２に記載の乾燥粉砕機。
【請求項４】
前記軸方向について、前記投入部に対して前記第１ブレードと反対側に配された第２ブレードを更に備え、
前記第２ブレードと前記粉砕室との間が、大気圧よりも高圧な空気によりシールされる請求項１から３までのいずれか一項に記載の乾燥粉砕機。
【請求項５】
前記第２ブレードは、前記第２ブレードを含む前記粉砕室の断面に対する前記第２ブレードの面積の割合が他のブレードよりも大きい請求項４に記載の乾燥粉砕機。
【請求項６】
前記軸方向について、前記投入部に対して前記第１ブレードと反対側に配され、前記粉砕室に熱風を吹き込む吹込み部を更に備える請求項１から３のいずれか一項に記載の乾燥粉砕機。
【請求項７】
前記吹込み部は、前記粉砕室の前記回転軸と直交する断面において前記粉砕室の接線に沿って前記熱風を吹き込む請求項６に記載の乾燥粉砕機。
【請求項８】
前記軸方向について、前記投入部および前記吹込み部の間に配された第３ブレードを更に備える請求項６または７に記載の乾燥粉砕機。
【請求項９】
前記第３ブレードは、前記投入部に対して重力方向下側に配される請求項８に記載の乾燥粉砕機。
【請求項１０】
前記軸方向について、前記吹込み部に対して前記第３ブレードと反対側に配された第２ブレードを更に備え、
前記第２ブレードと前記粉砕室との間が、大気圧よりも高圧な空気によりシールされている請求項８または９に記載の乾燥粉砕機。
【請求項１１】
前記第２ブレードは、前記第２ブレードを含む前記粉砕室の断面に対する前記第２ブレードの面積の割合が他のブレードよりも大きい請求項１０に記載の乾燥粉砕機。
【請求項１２】
前記軸方向について、前記第１ブレードおよび前記排出部の間に配された第４ブレードを更に備える請求項１から１１のいずれか一項に記載の乾燥粉砕機。
【請求項１３】
前記被処理物が、食品である請求項１から１２までのいずれか一項に記載の乾燥粉砕機。
【請求項１４】
前記被処理物が、バイオマス燃料および褐炭を含む含水固体燃料のいずれかである請求項１から１２までのいずれか一項に記載の乾燥粉砕機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥粉砕機に関する。
【背景技術】
【０００２】
水分を含む被処理物から、乾燥した粉末を製造する乾燥粉砕機がある（特許文献１参照）。
特許文献１  特開２０１３−１７４４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の乾燥粉砕機は、ブレードを支持する回転軸が片持ちなので軸長が制限され、粉砕室の容積を拡大して処理能力を向上させることが難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様においては、回転軸と、回転軸に回転駆動される第１ブレードと、第１ブレードを内包する粉砕室と、熱風により搬送された被処理物を、回転軸と交差する方向から粉砕室に投入する投入部と、回転軸の軸方向について第１ブレードに対して投入部と反対側に配され、投入部から投入されて熱風により乾燥されつつ第１ブレードに粉砕された被処理物を、熱風と共に粉砕室から排出する排出部とを備え、粉砕室は、回転軸を中心とする回転体形状を有し、且つ、軸方向について排出部に近づくほど内径が大きくなる部分を、少なくとも第１ブレードに対して排出部側に有する乾燥粉砕機が提供される。
【０００５】
上記した発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】乾燥粉砕機１００の概観を示す斜視図である。
【図２】乾燥粉砕機１００の水平断面図である。
【図３】乾燥粉砕機１００の水平断面図である。
【図４】乾燥粉砕機１００の水平断面図である。
【図５】乾燥粉砕機１００の水平断面図である。
【図６】乾燥粉砕機１００の内部構造を示す断面図である。
【図７】一枚のブレードプレート２１１を示す斜視図である。
【図８】一枚のブレードプレート２２１を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。下記の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００８】
図１は、乾燥粉砕機１００の概観を示す斜視図である。乾燥粉砕機１００は、回転軸１１０、粉砕室１２０、投入部１３０、排出部１４０、吹込み部１５０を備える。
【０００９】
粉砕室１２０は、図中縦に連結された、上部１２１、テーパ部１２２、および下部１２３を含み、回転軸１１０の中心を軸とする回転体形状を有する。粉砕室１２０の軸方向両端に配される上部１２１および下部１２３のそれぞれは、軸方向について、内径が一定な円筒形の部分を有する。
【００１０】
また、上部１２１は下部１２３よりも大きな径を有する。テーパ部１２２は、上部１２１と下部１２３とを結合すべく、図中上方にいくほど径が大きくなる円錐台形状を有する。粉砕室１２０は板材により形成され、図６を参照して後述するように、外形と略同じ形状の空洞を内部に有する。
【００１１】
回転軸１１０は、粉砕室１２０の中心を図中縦に貫通して、粉砕室１２０の上端および下端で、両端近傍を回転自在に支持される。回転軸１１０は、図示していない駆動部により回転駆動される。
【００１２】
投入部１３０は筒状であり、粉砕室１２０のテーパ部１２２の側面から略水平に突出して設けられる。投入部１３０は、熱風の供給源に結合されると共に、ホッパ１６０およびフィーダ１７０にも結合される。ホッパ１６０は、外部から被処理物を投入するための漏斗状の開口を有する。フィーダ１７０は、ホッパ１６０に投入された被処理物を、投入部１３０に押し出す。これにより、投入部１３０からは、熱風により搬送された被処理物が、回転軸１１０と交差する方向から粉砕室１２０に投入される。
【００１３】
排出部１４０は筒状であり、粉砕室１２０の上部１２１の側面から、上部１２１の水平断面に対する接線方向に突出して設けられる。投入部１３０から投入された被処理物が、粉砕室１２０の内部において、乾燥され、且つ、粉砕されて粉末状になると、排出部１４０を通じて熱風と共に粉砕室１２０から外部に排出される。
【００１４】
吹込み部１５０は筒状であり、粉砕室１２０の下部１２３の側面から、下部１２３の水平断面に対する接線方向に突出して設けられる。吹込み部１５０は、粉砕室１２０の下部１２３に熱風を吹き込む。
【００１５】
なお、上記の例では、投入部１３０、排出部１４０、および吹込み部１５０は、それぞれ円形の断面形状を有する。しかしながら、投入部１３０、排出部１４０、および吹込み部１５０の断面形状は円形に限られるわけではなく、楕円形、矩形等、他の形状であってもよい。特に、熱風を効率よく流すという観点から、排出部１４０および吹込み部１５０は、矩形断面のダクトにより形成してもよい。また、投入部１３０、排出部１４０、および吹込み部１５０の引き回し経路も、被処理物の搬送設備、熱風を発生する送風機および加熱装置等のレイアウト等に応じて変形し得ることはもちろんである。
【００１６】
図２は、乾燥粉砕機１００の水平断面図である。図２は、図１に符号Ｃで示すように、回転軸１１０と直交し、且つ、吹込み部１５０を含む水平面で乾燥粉砕機１００を切った様子を、図１に示した乾燥粉砕機１００の上方から見下ろした方向から模式的に示す。
【００１７】
図示のように、吹込み部１５０は、回転軸１１０と直交する粉砕室１２０の断面において、粉砕室１２０の下部１２３の接線に沿って設けられ、粉砕室１２０の内面に沿って熱風を吹き込む。これにより、粉砕室１２０の下部１２３の内部には、熱風の旋回流が発生する。粉砕室１２０において下部１２３は相対的に内径が小さいので、吹込み部１５０が吹き込んだ熱風は高速に旋回する。
【００１８】
なお、図中に実線の矢印で示すように、粉砕室１２０における熱風の旋回方向は、後述する第１ブレードユニット２１０、第２ブレードユニット２２０、第３ブレードユニット２３０、および第４ブレードユニット２４０（図６参照）の回転方向と一致しており、図示の例では図中時計回りに回転している。吹込み部１５０は、吹込み部１５０を通じて粉砕室１２０に吹き込まれる熱風が、粉砕室１２０内の熱風の旋回に逆らわない向きに設置されている。よって、粉砕室１２０における熱風の旋回方向が逆の場合は、吹込み部１５０の取り付け位置も変更することが好ましい。
【００１９】
図３は、乾燥粉砕機１００の水平断面図である。図３は、図１に符号Ｂで示すように、回転軸１１０と直交し、且つ、投入部１３０を含む水平面で乾燥粉砕機１００を切った様子を、図１に示した乾燥粉砕機１００の上方から見下ろした方向から模式的に示す。
【００２０】
図示のように、投入部１３０は、回転軸１１０と直交する粉砕室１２０の断面において、粉砕室１２０のテーパ部１２２の直径の延長線に沿って設けられ、粉砕室１２０の中央に向かって被処理物と熱風を吹き込む。これにより、投入された被処理物は、粉砕室１２０の水平断面内に広く分配される。
【００２１】
なお、投入部１３０は、熱風および被処理物を回転軸１１０に向かって投入する。このため、投入部１３０単体では、粉砕室１２０の内壁に沿って特定の方向に旋回する旋回流は生じない。
【００２２】
しかしながら、図２に示した吹込み部１５０から吹き込まれた熱風により、粉砕室１２０の内部に旋回流が生じているので、投入部１３０から吹き込まれた熱風も、下部１２３で生じた旋回流に巻き込まれて旋回流となる。よって、投入部１３０から吹き込まれた熱風に搬送された被処理物も、粉砕室１２０の内部で、粉砕室１２０の内壁に沿って旋回する。
【００２３】
図４は、乾燥粉砕機１００の水平断面図である。図４は、図３と同様に図１に符号Ｂで示した位置の水平面で乾燥粉砕機１００を切った様子を、図１に示した乾燥粉砕機１００の上方から見下ろした方向から模式的に示す。図４に示す断面は、図３に示した断面の別の形態である。
【００２４】
図示のように、この例では、投入部１３０が、粉砕室１２０の側壁の接線に沿って設けられる。ここで、投入部１３０は、投入部１３０を通じて粉砕室１２０に投入した被処理物が、粉砕室１２０内の熱風の旋回に逆らわない向きに設置されている。このため、投入部１３０を通じて粉砕室１２０に被処理物を搬入する熱風は、粉砕室１２０の内壁に沿って旋回する旋回流を速やかに生じる。なお、粉砕室１２０における熱風の旋回方向が逆の場合は、投入部１３０の取り付け位置も変更することが好ましい。
【００２５】
図５は、乾燥粉砕機１００の水平断面図である。図５は、図１に符号Ａで示すように、回転軸１１０と直交し、且つ、排出部１４０を含む水平面で乾燥粉砕機１００を切った様子を、図１に示した乾燥粉砕機１００の上方から見下ろした方向から模式的に示す。
【００２６】
図示のように、排出部１４０は、回転軸１１０と直交する粉砕室１２０の断面において、粉砕室１２０の上部１２１の接線に沿って設けられる。ここで、排出部１４０は、粉砕室１２０内の熱風の旋回により、粉砕された被処理物が粉砕室１２０から送り出される向きに設置されている。このため、粉砕室１２０の内面に沿って回転する旋回流となった熱風と、当該旋回流に搬送された被処理物の粉末は、排出部１４０を通じて粉砕室１２０の外部に排出される。熱風と共に粉砕室１２０の外に排出された乾燥粉末は、分級機等を用いて冷却されると共に収集され、投入した被処理物の乾燥粉末が得られる。なお、粉砕室１２０における熱風の旋回方向が逆の場合は、排出部１４０の取り付け位置も変更することが好ましい。
【００２７】
図６は、乾燥粉砕機１００の内部において、投入された被処理物を粉砕して粉末化する構造を示す模式的断面図である。粉砕室１２０の内部には、第１ブレードユニット２１０、第２ブレードユニット２２０、第３ブレードユニット２３０、および第４ブレードユニット２４０が内包される。第１ブレードユニット２１０、第２ブレードユニット２２０、第３ブレードユニット２３０、および第４ブレードユニット２４０は、回転軸１１０により回転駆動されて、回転軸１１０と共に回転する。
【００２８】
回転軸１１０は、粉砕室１２０全体を図中縦に貫通し、粉砕室１２０の外側で、図中上端および下端に配された一対の軸受け１２４により両端を回転可能に支持される。これにより、回転軸１１０は、粉砕室１２０に対する相対位置が、軸方向について粉砕室１２０の両端で固定される。
【００２９】
回転軸１１０は、粉砕室１２０の外部に配された図示していない駆動装置により回転駆動される。また、回転軸１１０と粉砕室１２０との間隙は、それぞれシール１２５により封止され、粉砕室１２０の内部から回転軸１１０に沿って熱風が漏れることを防止している。更に、粉砕室１２０の外側において、上面および底面は断熱材１２６により覆われ、熱風により加熱された粉砕室１２０からの輻射熱により軸受け１２４の潤滑が劣化することを防止している。
【００３０】
粉砕室１２０の内部において、第１ブレードユニット２１０は、回転軸１１０に装着され、回転軸１１０が回転駆動された場合に、回転軸１１０と共に回転する。第１ブレードユニット２１０は、スペーサ２１２を挟んで回転軸１１０の軸方向に積層された複数のブレードプレート２１１を有する。
【００３１】
図７は、第１ブレードユニット２１０のブレードプレート２１１の一枚の形状を示す斜視図である。ブレードプレート２１１の各々は、複数のブレードフィン２１３と、単一のディスク部２１４とを有する。
【００３２】
ブレードプレート２１１の各々において、複数のブレードフィン２１３は、円板状のディスク部２１４の周囲に放射状に配される。ディスク部２１４は、中心に非円形の嵌合穴２１５を有する。図７に示した例で、嵌合穴２１５は、円形の穴の一部が平行な直線をなし、回転軸１１０において嵌合穴２１５と同じ断面形状を有する部分を挿通して、回転軸１１０とブレードプレート２１１とが相対的に回転しない状態にすることができる。これにより、回転軸１１０を粉砕室１２０の外側から回転駆動した場合に、粉砕室１２０の内部でブレードプレート２１１を回転軸１１０と共に回転させることができる。
【００３３】
なお、図７に示した例では、ブレードプレート２１１は、１２枚のブレードフィン２１３を有する。しかしながら、ブレードプレート２１１におけるブレードフィン２１３は、１２枚に限られるわけではなく、例えば、８枚から１６枚程度の範囲で任意に変更できる。
【００３４】
また、一般に、ブレードフィン２１３の数が多い方が被処理物を微細化しやすくなるが、ブレードプレート２１１の開口率が小さくなる。このため、ブレードプレート２１１の重量が増すので、回転駆動に要する駆動力が大きくなる。また、被処理物を搬送する熱風がブレードプレート２１１を通過する場合の通気抵抗が大きくなり、送風設備等の消費電力が大きくなる。よって、ブレードプレート２１１の開口率は５０％以上にしてもよい。
【００３５】
再び図６を参照すると、乾燥粉砕機１００の粉砕室１２０において、排出部１４０は、回転軸１１０の軸方向について第１ブレードユニット２１０に対して投入部１３０と反対側に配される。これにより、投入部１３０から粉砕室１２０に投入された被処理物の多くは、熱風により排出部１４０に向かって搬送される過程で、回転する第１ブレードユニット２１０により粉砕される。
【００３６】
粉砕室１２０の内部で第１ブレードユニット２１０が回転している場合、粉砕室１２０に投入されてブレードフィン２１３の間を通過する被処理物は、ブレードフィン２１３により切断されて表面積を増す。これにより、熱風による被処理物の乾燥が促進され、より乾燥した状態で他のブレードフィン２１３により切断されて、被処理物は効率よく乾燥粉末化される。排出部１４０は、投入部１３０から投入されて熱風により乾燥されつつ第１ブレードユニット２１０に粉砕されて乾燥粉末となった被処理物を、熱風と共に粉砕室１２０から排出する。
【００３７】
なお、第１ブレードユニット２１０により粉砕された被処理物の粒径は、最終的に排出部１４０から取り出される乾燥粉末の粒径に影響する。このため、第１ブレードユニット２１０の各ブレードフィン２１３の先端と粉砕室１２０の内面とのギャップが、被処理物の流れの方向に従って徐々に狭くなるように、第１ブレードユニット２１０が構成されることが好ましい。より具体的には、例えば、第１ブレードユニット２１０において、投入部１３０側のブレードフィン２１３先端と粉砕室１２０の内面とのギャップが３ｍｍである場合に、排出部１４０側のブレードフィン２１３先端と粉砕室１２０の内面とのギャップは５ｍｍとしてもよい。
【００３８】
また、乾燥粉砕機１００の粉砕室１２０は、回転軸１１０の軸方向について排出部１４０に近づくほど内径が大きくなるテーパ部１２２を、少なくとも第１ブレードユニット２１０に対して排出部１４０側に有する。これにより、乾燥および粉砕が不十分な被処理物が、熱風により粉砕室１２０の内部を図中下から上に移動した場合に、粉砕室１２０の内壁に付着することが抑制される。よって、多くの水分を含む被処理物を乾燥粉砕する場合も、粉砕室１２０の内部を清掃することなく連続運転できる時間が長くなる。
【００３９】
この場合に、粉砕室１２０における下部１２３の内直径Ｄ３に対する上部１２１の内直径Ｄ１の比を１．２５から２．５にすることが好ましい。また、上部１２１の内半径Ｄ１に対する粉砕室１２０の長さＬの比は１．５から３にすることが好ましい。
【００４０】
また、粉砕室１２０において、吹込み部１５０は、回転軸１１０の軸方向について、投入部１３０に対して第１ブレードユニット２１０と反対側に配される。これにより、投入部１３０から粉砕室１２０に投入された被処理物が、吹込み部１５０から粉砕室１２０に吹き込まれて旋回流となった熱風に搬送されやすくなる。
【００４１】
更に、乾燥粉砕機１００は、回転軸１１０に装着された第３ブレードユニット２３０を備える。ここで、第３ブレードユニット２３０は、回転軸１１０の軸方向について、投入部１３０および吹込み部１５０の間に配される。よって、図６に示すように、回転軸１１０が垂直になるように乾燥粉砕機１００が縦に設置されている場合、第３ブレードユニット２３０は、重力方向について第１ブレードユニット２１０の下側に配される。
【００４２】
第３ブレードユニット２３０も、第１ブレードユニット２１０と同様に、スペーサ２３２を挟んで重ねた複数のブレードプレート２３１を有する。第３ブレードユニット２３０のブレードプレート２３１は、ブレードフィン２１３の長さ、幅、数等が第１ブレードユニット２１０のブレードプレート２１１と異なる場合がある。
【００４３】
しかしながら、円板状のディスク部と、その外周から放射状に配されたフィンを有する点で、第１ブレードユニット２１０のブレードプレート２１１と類似した形状を有する。よって、第３ブレードユニット２３０も、回転軸１１０に装着された場合には、回転駆動される回転軸１１０と共に回転して、ブレードフィンの間を通過する被処理物を粉砕する。
【００４４】
乾燥粉砕機１００は、回転軸１１０に装着された第２ブレードユニット２２０を更に備える。第２ブレードユニット２２０は、スペーサ２２２を挟んで回転軸１１０の軸方向に積層された複数のブレードプレート２２１を有し、当該軸方向について、吹込み部１５０に対して第３ブレードユニット２３０と反対側に配される。また、第２ブレードユニット２２０は、粉砕室１２０の底面の直近に配される。
【００４５】
図８は、第２ブレードユニット２２０におけるブレードプレート２２１の一枚の形状を示す斜視図である。ブレードプレート２２１は、第２ブレードユニット２２０に組み込まれ、粉砕室１２０において最も上流側、すなわち、投入部１３０に対して、排出部１４０と反対側に位置する粉砕室１２０の下部１２３における図中底部近傍に配される。
【００４６】
第２ブレードユニット２２０のブレードプレート２２１は、複数のブレードフィン２２３と、単一のディスク部２２４とを有する。ブレードフィン２２３は、円板状のディスク部２１４の周囲に放射状に配される。ディスク部２２４は、ブレードフィン２１３のディスク部２１４と同様に、中心に非円形の嵌合穴２２５を有する。これにより、回転軸１１０に装着した場合に、粉砕室１２０の外側から回転駆動した回転軸１１０と共に、粉砕室１２０の内部でブレードプレート２２１が回転する。
【００４７】
また、ブレードプレート２１１は、ブレードフィン２２３の先端までの全径に対して、ディスク部２２４の径が占める割合が大きい。このため、第２ブレードユニット２２０においては、第２ブレードユニット２２０を含む粉砕室１２０の水平断面に対する第２ブレードユニット２２０の面積の割合が他のブレードよりも大きい。これにより、粉砕室１２０に投入された材料が、図６に示した第２ブレードユニット２２０よりも下側に落下することを抑制でき、被処理物から得られる乾燥粉末の収率を向上できる。
【００４８】
上記の通り、ブレードプレートの開口率は排出部１４０に近いほど大きいことが好ましい。この場合、ブレードフィンの先端までの全径に対して、ディスク部の径が占める割合が、排出部１４０に近いブレードプレートほど大きくてよい。例えば、ブレードプレート２２１の開口率よりも、ブレードプレート２３１、２１１、２４１の開口率の方が大きいことが好ましい。ただし、ブレードプレート２３１、２１１、２４１の開口率は互いに同程度であってもよい。
【００４９】
更に、粉砕室１２０における第２ブレードユニット２２０よりも図中下側、すなわち、図６における粉砕室１２０下部１２３における底面では、吹込み部１５０から吹き込まれた熱風が被処理物を排出部１４０に向かって搬送する作用が弱い。よって、粉砕室１２０に投入された被処理物は、第２ブレードユニット２２０よりも上流側に周り込まないことが望ましい。
【００５０】
再び図６を参照すると、粉砕室１２０は、下部１２３の底面に、大気圧よりも高圧な空気を粉砕室１２０の内部に供給する給気部１２７を有する。これにより、粉砕室１２０の内面と、第２ブレードユニット２２０との間は、粉砕室１２０の内圧よりも高い圧力で、第２ブレードユニット２２０の下に入り込もうとするものを押し出す。このような構造により、粉砕室１２０の下部１２３の内面と第２ブレードユニット２２０の先端との間は高圧の空気によりシールされ、第２ブレードユニット２２０と粉砕室１２０の内壁との間から粉砕室１２０の底に被処理物が落下することが防止される。
【００５１】
更に、乾燥粉砕機１００は、回転軸１１０に装着された第４ブレードユニット２４０を更に備える。第４ブレードユニット２４０は、スペーサ２４２を挟んで回転軸１１０の軸方向に積層された複数のブレードプレート２４１を有し、回転軸１１０の軸方向について、第１ブレードユニット２１０および排出部１４０の間に配される。
【００５２】
これにより、投入部１３０から粉砕室１２０に投入されて第１ブレードユニット２１０等により粉砕された被処理物は、更に、第４ブレードユニット２４０により粉砕される。第４ブレードユニット２４０に到達する被処理物は、第１ブレードユニット２１０等において細粒化されて乾燥が促進されている。よって、第４ブレードユニット２４０で更に粉砕された被処理物は、粒径が微細且つ均一な乾燥粉末になる。
【００５３】
上記のような構造を有する乾燥粉砕機１００により被処理物を乾燥粉末化する場合は、投入部１３０および吹込み部１５０を通じて粉砕室に熱風を供給した状態で、ホッパ１６０に被処理物を投入する。更に、フィーダ１７０を動作させることにより、ホッパ１６０内の被処理物は、投入部１３０を通じて粉砕室１２０のテーパ部１２２の下端近傍に投入される。
【００５４】
図６に示した状態、すなわち、回転軸１１０が実質的に垂直になるように、縦置きで配置して乾燥粉砕機１００を稼働させた場合、粉砕室１２０に投入された被処理物は、熱風の旋回流に搬送されて粉砕室１２０内を上昇して、回転する第１ブレードユニット２１０により粉砕されて細粒化される。また、細粒化された被処理物は、増加した表面積に応じて熱風による乾燥が促進される。第１ブレードユニット２１０により細粒化された被処理物は、熱風の旋回流により粉砕室１２０内を更に上昇して、やがて、回転する第４ブレードユニット２４０により更に微粉化される。微粉化された被処理物は、熱風と共に、排出部１４０を通じて粉砕室１２０から排出される。
【００５５】
また、投入部１３０から粉砕室１２０に投入された被処理物が、例えば、乾燥していないために重い場合は、粉砕室１２０の内部を下方に落下して、回転する第３ブレードユニット２３０により粉砕される。これにより、重い被処理物の表面積が増加し、吹込み部１５０から吹き込まれた熱風により乾燥が促進されるので、乾燥により軽量化された被処理物は、粉砕室１２０の内部を熱風と共に上昇する。
【００５６】
こうして細粒化と乾燥により軽くなった被処理物は、吹込み部１５０から吹き込まれた熱風の旋回流により搬送され、やがて、回転する第１ブレードユニット２１０により更に細粒化される。更に、第１ブレードユニット２１０により細粒化された被処理物は、熱風の旋回流により粉砕室１２０内を更に上昇し、回転する第４ブレードユニット２４０により微粉化される。微粉化された被処理物は、熱風と共に、排出部１４０を通じて粉砕室１２０から排出される。
【００５７】
排出部１４０から熱風と共に排出された被処理物の乾燥粉末は、サイクロン等の分級機を用いて回収され、蓄積される。このような乾燥粉砕機１００は、植物由来の種子、果肉、果実、葉等、動物由来の肉、骨、皮革等、または魚介類由来の魚肉、貝殻等の食品の乾燥粉末製造に好適に使用できる。また、バイオマス燃料の原料としての木材チップ、含水量の多い土砂、粘土、泥炭、褐炭等の含水固形物の乾燥粉末化に用いることができる。
【００５８】
なお、上記の例では、投入部１３０に対して上流側に配された第３ブレードユニット２３０と、投入部１３０に対して下流側に配された第１ブレードユニット２１０に加えて、排出部１４０の直前に配された第４ブレードユニット２４０と、粉砕室１２０の最上流に配した第２ブレードユニット２２０とを備える。しかしながら、乾燥粉砕機１００において、ブレードユニットの配置については様々な変形例が考えられる。
【００５９】
例えば、投入部１３０から吹き込む熱風により十分な旋回流を生じさせることができる場合は、吹込み部１５０を省略してもよい。この場合は、粉砕室１２０の下部１２３も短縮できるので、回転軸１１０の軸方向について、投入部１３０に対して第１ブレードユニット２１０と反対側に、第２ブレードユニット２２０と同じ構造を有するブレードユニットを配してもよい。
【００６０】
このような構造にした場合も、第２ブレードユニットと同じ構造のブレードユニットと粉砕室１２０との間は、大気圧よりも高圧な空気によりシールしてもよい。また、このブレードユニットのブレードプレートは、ブレードユニットを含む粉砕室１２０の断面におけるブレードユニットの面積の割合が他のブレードより大きくてもよい。このような構造により、粉砕室１２０の底面を上昇させて粉砕室１２０の高さを縮小し、乾燥粉砕機１００の高さを縮小して乾燥粉砕機１００を小型化できる。
【００６１】
また、図６に示したように縦置きで運用される場合、第３ブレードユニット２３０で粉砕されることにより十分に乾燥した被処理物は、第１ブレードユニット２１０において十分に微細化されるので、第４ブレードユニット２４０を省略してもよい。また、第３ブレードユニット２３０による粉砕で乾燥が促進された被処理物は軽くなるので、粉砕室１２０の底部まで落下することが防止される。よって、第２ブレードユニット２２０も省略できる場合がある。このように、一部のブレードユニットを省略した場合は、粉砕室１２０の高さを縮小して、乾燥粉砕機１００の高さを小型化できる。
【００６２】
更に、乾燥粉砕機１００は、図６に示した状態と異なり、回転軸１１０が実質的に水平になるように横置きで配置して稼働させることもできる。この場合は、投入部１３０から投入された被処理物が乾燥していないために重い場合も、粉砕且つ１２０の底部側に落下することがないので、第３ブレードユニット２３０、第２ブレードユニット２２０を省略してもよい。さらに、横置きの場合には、吹込み部１５０から原料と熱風を導入してもよく、その場合には投入部１３０を省略してもよいし投入部１３０に熱風の一部を導入してもよい。さらに、給気部１２７は設けてもよいし、省略してもよい。
【００６３】
ただし、乾燥粉砕機１００を横置きで使用する場合は、粉砕室１２０に対して上方から被処理物を投入するが、被処理物の含水率が高い場合、被処理物の寸法が大きい場合、被処理物に粘着性がある場合等、投入した被処理物が重い場合には、被処理物が粉砕室１２０の底部にまで落下して堆積する可能性がある。よって、乾燥粉砕機１００は、横置きでの使用も可能ではあるものの、縦型の方が、被処理物に対する対応範囲が広いともいえる。
【実施例】
【００６４】
上記の乾燥粉砕機１００を用いて各種の被処理物を粉末化した。用いた乾燥粉砕機１００は、粉砕室１２０全体の高さが８００ｍｍ、粉砕室１２０の上部１２１および下部の高さがそれぞれ２００ｍｍであった。また、第１ブレードユニット２１０におけるブレードプレート２１１の外径は３９４ｍｍ、ディスク部２１４の外形が２００ｍｍであった。実験した各材料について、乾燥粉砕機１００の稼働条件と、乾燥粉末化された被処理物の評価を下記の表１に併せて示す。
【表１】
2019136697.tif 000003
【００６５】
上記の各被処理物について、被処理物投入量すべてを乾燥粉末化するには、表に記載された被処理物投入量および被処理物供給量から判るように、２時間から７時間かかるが、乾燥粉砕機１００では、乾燥粉末化を中断して清掃、整備等の保守をすることなく、全投入量を処理するまで連続して稼働させることができた。また、含水量が特に多い被処理物に添加する賦形剤の添加量も削減できた。
【００６６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６７】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００６８】
１００  乾燥粉砕機、１１０  回転軸、１２０  粉砕室、１２１  上部、１２２  テーパ部、１２３  下部、１２４  軸受け、１２５  シール、１２６  断熱材、１２７  給気部、１３０  投入部、１４０  排出部、１５０  吹込み部、１６０  ホッパ、１７０  フィーダ、２１０  第１ブレードユニット、２１１、２２１、２３１、２４１  ブレードプレート、２１２、２２２、２３２、２４２  スペーサ、２１３、２２３  ブレードフィン，２１４、２２４  ディスク部、２１５、２２５  嵌合穴、２２０  第２ブレードユニット、２３０  第３ブレードユニット、２４０  第４ブレードユニット
【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】
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【図８】
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