(57)【要約】      （修正有）【課題】従来よりもシール性の高い、真空乾燥機用のスクリューフィーダ及びこれを備えた真空乾燥機を提供する。【解決手段】投入経路１４に設けられた投入側スクリューフィーダ２２は、圧縮部、滞留部、及びストッパ部を備える。圧縮部では、ホッパ１２側から真空チャンバ１６側に進むに従ってスクリューブレード３０Ｂのピッチが順次小さくなる。滞留部は、圧縮部よりも真空チャンバ１６側に設けられ、圧縮部におけるスクリューブレード３０Ｂの最小ピッチを超過した長さに亘って、スクリューブレード３０Ｂが設けられない。ストッパ部は、滞留部よりも真空チャンバ１６側に設けられ、スクリューブレード３０Ｂが設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバと、
大気圧下のホッパと前記真空チャンバとを結ぶ投入経路に設けられたスクリューフィーダと、
を備えた真空乾燥機であって、
前記スクリューフィーダは、
前記ホッパ側から前記真空チャンバ側に進むに従ってスクリューブレードのピッチが順次小さくなる圧縮部と、
前記圧縮部よりも前記真空チャンバ側に設けられ、前記圧縮部における前記スクリューブレードの最小ピッチを超過した長さに亘って、前記スクリューブレードが設けられない滞留部と、
前記滞留部よりも前記真空チャンバ側に設けられ、前記スクリューブレードが設けられたストッパ部と、
を備える、真空乾燥機。
【請求項２】
請求項１に記載の真空乾燥機であって、
前記投入経路の前記真空チャンバ側の終端口には、前記スクリューフィーダによる搬送方向とは逆方向に前記終端口を付勢する排出弁が設けられる、真空乾燥機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の真空乾燥機であって、
前記ストッパ部における前記スクリューブレードのピッチは、前記圧縮部における前記スクリューブレードの最小ピッチと等しい、真空乾燥機。
【請求項４】
真空チャンバと、大気圧下のホッパと前記真空チャンバとを結ぶ投入経路とを備える真空乾燥機の、前記投入経路に設けられる、真空乾燥機用のスクリューフィーダであって、
前記ホッパ側から前記真空チャンバ側に進むに従ってスクリューブレードのピッチが順次小さくなる圧縮部と、
前記圧縮部よりも前記真空チャンバ側に設けられ、前記圧縮部における前記スクリューブレードの最小ピッチを超過した長さに亘って、前記スクリューブレードが設けられない滞留部と、
前記滞留部よりも前記真空チャンバ側に設けられ、前記スクリューブレードが設けられたストッパ部と、
を備える、真空乾燥機用のスクリューフィーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物用の真空乾燥機及び当該真空乾燥機用のスクリューフィーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
水産廃棄物、畜産廃棄物等の食品廃棄物の一部は、肥料や飼料等に加工される。食品廃棄物は含水率が高いため、加工工程に乾燥プロセスが含まれる。この乾燥プロセスにおいて、従来から真空乾燥機が用いられる。
【０００３】
真空乾燥機は、図７に例示するように、真空チャンバ１００内で廃棄物を乾燥させるものであり、大気圧下と比較して沸点を下げられるため、燃料負担が抑制できるという利点がある。また高温下の乾燥に起因する加工物の変色が抑制できるという利点もある。
【０００４】
真空チャンバでの乾燥処理に際して、当然のことながらチャンバの真空状態を維持する必要がある。真空状態を維持しつつ、処理前廃棄物を順次チャンバに投入し、かつ、処理済（乾燥後）廃棄物をチャンバから順次取り出すに当たり、例えばホッパ１０２の投入口や排出ライン１０４の排出口に設けられた蓋１０６を間欠的に開閉することが考えられるが、その開閉作業は煩雑となる。
【０００５】
そこで例えば特許文献１のようなスクリューフィーダを用いることが考えられる。特許文献１では、始端から終端に進むに従ってスクリューブレードのピッチが小さくなるように形成される。スクリューブレード内を搬送される廃棄物はその搬送にしたがって次第に圧縮され高密度化される。つまり、処理対象物を圧縮していわゆるプラグシールを形成することで、投入経路及び排出経路がシールされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−３２６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、廃棄物の中には骨や貝殻等、比較的硬質な材料も含まれる。特に投入側では、このような硬質材料も含めて廃棄物がスクリューフィーダに破砕されながら搬送されるが、その破砕の過程で硬質材料が隣り合うスクリューブレード間に引っ掛かるおそれがある。このような場合に、廃棄物の搬送が妨げられ、投入経路上には、相対的に低密度の領域、つまりシール性の低い領域が生じるおそれがある。加えて、真空チャンバの負圧によって、投入経路においてプラグシールを形成する廃棄物がチャンバ内に引き込まれ、投入経路内のシール性が低下するおそれがある。
【０００８】
そこで本発明は、従来よりもシール性の高い、真空乾燥機用のスクリューフィーダ及びこれを備えた真空乾燥機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、真空チャンバと、大気圧下のホッパと真空チャンバとを結ぶ投入経路に設けられたスクリューフィーダと、を備えた真空乾燥機に関する。スクリューフィーダは、圧縮部、滞留部、及びストッパ部を備える。圧縮部では、ホッパ側から真空チャンバ側に進むに従ってスクリューブレードのピッチが順次小さくなる。滞留部は、圧縮部よりも真空チャンバ側に設けられ、圧縮部におけるスクリューブレードの最小ピッチを超過した長さに亘って、スクリューブレードが設けられない。ストッパ部は、滞留部よりも真空チャンバ側に設けられ、スクリューブレードが設けられる。
【００１０】
圧縮部によって破砕された廃棄物は、滞留部に到達する。滞留部では、圧縮部におけるスクリューブレードの最小ピッチ、言い換えると、圧縮部にて破砕される最大サイズを超過した長さに亘って、スクリューブレードが設けられていないため、スクリューブレード間の廃棄物の引っ掛かりが避けられる。加えて、滞留部の後段にストッパ部を設けることで、滞留部の廃棄物の、真空チャンバへの引き込みが抑制される。この結果、滞留部においてシール性の高いプラグシールを形成可能となる。
【００１１】
また上記発明において、投入経路の真空チャンバ側の終端口には、スクリューフィーダによる搬送方向とは逆方向に終端口を付勢する排出弁が設けられてよい。
【００１２】
排出弁が終端口を閉じるように付勢することで、投入経路には廃棄物が滞留する。これにより、投入経路においてシール性の高いプラグシールを形成可能となる。
【００１３】
また上記発明において、ストッパ部におけるスクリューブレードのピッチは、圧縮部におけるスクリューブレードの最小ピッチと等しくてもよい。
【００１４】
上記構成により、圧縮部から滞留部に送られる廃棄物の送り量と、滞留部からストッパ部に送り出される送り量とがバランスされ、滞留部における廃棄物の密度を一定に保つことができる。
【００１５】
また本発明の別態様は、真空チャンバと、大気圧下のホッパと真空チャンバとを結ぶ投入経路とを備える真空乾燥機の、投入経路に設けられる、真空乾燥機用のスクリューフィーダに関する。当該スクリューチャンバは、圧縮部、滞留部、及びストッパ部を備える。圧縮部では、ホッパ側から真空チャンバ側に進むに従ってスクリューブレードのピッチが順次小さくなる。滞留部は、圧縮部よりも真空チャンバ側に設けられ、圧縮部におけるスクリューブレードの最小ピッチを超過した長さに亘って、スクリューブレードが設けられない。ストッパ部は、滞留部よりも真空チャンバ側に設けられ、スクリューブレードが設けられる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、従来よりもシール性の高い、真空乾燥機用のスクリューフィーダ及びこれを備えた真空乾燥機を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る真空乾燥機の全体像を例示する斜視図である。
【図２】本実施形態に係る真空乾燥機の投入側スクリューフィーダを例示する側面断面図である。
【図３】投入側スクリューフィーダのスクリューピッチを説明する図である。
【図４】本実施形態に係る真空乾燥機の排出側スクリューフィーダを例示する側面断面図である。
【図５】排出側スクリューフィーダのスクリューピッチを説明する図である。
【図６】本実施形態に係る真空乾燥機の排出側スクリューフィーダにおける、真空チャンバからの廃棄物の排出工程を説明する側面断面図である。
【図７】従来技術に係る真空乾燥機を例示する側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に、本実施形態に係る真空乾燥機１０を例示する。真空乾燥機１０は、ホッパ１２、投入経路１４、真空チャンバ１６、及び排出経路１８を備える。真空乾燥機１０は、例えば、水産廃棄物や畜産廃棄物等の食品廃棄物を破砕して乾燥させる。
【００１９】
ホッパ１２は例えば上部投入口が開口され、大気圧下に置かれる。ホッパ１２に廃棄物（食品廃棄物）が投入される。ホッパ１２と真空チャンバ１６とは投入経路１４で結ばれる。投入経路１４では、ホッパ１２に投入された廃棄物が破砕されつつ真空チャンバ１６に搬送される。後述するように、投入経路１４では、破砕された廃棄物によってプラグシールが形成され、真空チャンバ１６と大気圧との圧力差が維持される。
【００２０】
真空チャンバ１６内は、図示しない真空ポンプ等によって減圧される。さらに図示しない加熱手段等によって真空チャンバ１６内を４０℃〜６０℃程度に加熱してもよい。真空チャンバ１６内にはモータによって回転駆動されるフィン２０（図６参照）が設けられ、真空チャンバ１６内の廃棄物はこのフィン２０によって攪拌されながら水分が除去される。乾燥後の廃棄物は排出経路１８から大気圧下の外部に排出される。後述するように、排出経路１８では、乾燥後の廃棄物によってプラグシールが形成され、真空チャンバ１６と大気圧との圧力差が維持される。
【００２１】
図２には投入経路１４の側面断面図が例示される。投入経路１４には、投入側スクリューフィーダ２２、投入側モータ２４、及び排出弁２６が設けられる。
【００２２】
投入側スクリューフィーダ２２は、ケーシング２８及びスクリュー本体３０を備える。ケーシング２８はスクリュー本体３０を収容する、略Ｔ型配管部材である。ケーシング２８は、ホッパ１２の底部開口に接続される上部開口２８Ａ、投入側モータ２４に接続される上流開口２８Ｂ、及び真空チャンバ１６に接続される下流開口２８Ｃを備える。上流開口２８Ｂ及び下流開口２８Ｃは例えば水平軸線上に設けられる。また、ケーシング２８の内径は、スクリュー本体３０のスクリューブレード３０Ｂの直径に所定のクリアランス（例えば５ｍｍ）を加えた値に形成される。
【００２３】
図３にはスクリュー本体３０が例示される。スクリュー本体３０はスクリューシャフト３０Ａ及びスクリューブレード３０Ｂを備える。スクリューシャフト３０Ａは、例えば水平軸線に沿って延設される回転軸部材であって、真空チャンバ１６から離間された側の上流側端部は、投入側モータ２４に接続される。
【００２４】
スクリューシャフト３０Ａの外周面に、スクリューブレード３０Ｂが捲回される。スクリューブレード３０Ｂの設置状況に応じて、投入側スクリューフィーダ２２は複数の領域に分割される。すなわち投入側スクリューフィーダ２２は、圧縮部２２Ａ、滞留部２２Ｂ、及びストッパ部２２Ｃに概念上（機能上）分割される。
【００２５】
図３に記載されているように、圧縮部２２Ａでは、ホッパ１２側（上流側）から真空チャンバ１６側（下流側）に進むに従って、ピッチｐが順次小さくなるように（ｐ１＞ｐ２＞ｐ３）スクリューブレード３０Ｂが形成される。例えばピッチｐ１は４０ｍｍ、ピッチｐ２は３０ｍｍ、ピッチｐ３は２０ｍｍとなるようにスクリューブレード３０Ｂが形成される。この圧縮部２２Ａでは、廃棄物がスクリューブレード３０Ｂに破砕されながら搬送される。またピッチが徐々に小さくなっていくことから、下流に搬送されるに従って廃棄物が圧縮されて高密度化される。
【００２６】
滞留部２２Ｂは、圧縮部２２Ａの後段、つまり真空チャンバ１６側に設けられる。滞留部２２Ｂは要するにスクリューシャフト３０Ａのみが延設され、スクリューブレード３０Ｂが設けられていない箇所を指す。滞留部２２Ｂの長さＬ１は、圧縮部２２Ａにおけるスクリューブレード３０Ｂの最小ピッチ（ｐ３）を超過した長さとなるように形成される。例えば滞留部２２Ｂの長さＬ１は１２３ｍｍとなるように定められる。
【００２７】
圧縮部２２Ａではスクリューブレード３０Ｂによって廃棄物が破砕されるが、このとき、破砕される廃棄物の最大サイズはスクリューブレード３０Ｂの最小ピッチｐ３となる。滞留部２２Ｂの長さＬ１を、この最小ピッチｐ３を超過する長さとすることで、圧縮部２２Ａの最下流（最後段）のスクリューブレード３０Ｂ１と、ストッパ部２２Ｃの最上流（最前段）のスクリューブレード３０Ｂ２との間に骨や貝殻等の硬質材料が引っ掛かることが免れる。
【００２８】
ストッパ部２２Ｃは滞留部２２Ｂの後段、つまり真空チャンバ１６側に設けられる。ストッパ部２２Ｃにはスクリューブレード３０Ｂが設けられる。このスクリューブレード３０Ｂは、滞留部２２Ｂに滞留する廃棄物が真空チャンバ１６内に引き込まれるのを抑制する壁としての機能を備える。滞留部２２Ｂに廃棄物が滞留することで、シール性の高いプラグシールが形成される。
【００２９】
また、ストッパ部２２Ｃにおけるスクリューブレード３０Ｂのピッチｐは、圧縮部２２Ａの最小ピッチｐ３と等しくなるように定められる。これにより、圧縮部２２Ａから滞留部２２Ｂに送られる廃棄物と、滞留部２２Ｂからストッパ部２２Ｃに取り出される廃棄物とが量的にバランスし、滞留部２２Ｂのシール性を維持しつつ、真空チャンバ１６への廃棄物供給が行われる。なおここで、ピッチが等しいとは、厳密な一致のみを指すものではなく、実質的に等しい、例えば設計上の公差程度の差異を含むものとする。
【００３０】
図２を参照して、投入経路１４の真空チャンバ１６側の終端口である、下流開口２８Ｃは、排出弁２６によって閉止されている。排出弁２６は例えばスプリング２６Ｂ等によって弁座２６Ａが付勢される。この付勢方向は投入側スクリューフィーダ２２による廃棄物の搬送方向とは逆方向となる。下流開口２８Ｃを排出弁２６で閉止することで、投入側スクリューフィーダ２２の特にストッパ部２２Ｃ周辺の廃棄物の、真空チャンバ１６への引き込みが抑制される。
【００３１】
排出弁２６によってストッパ部２２Ｃに廃棄物が滞留する。その間もスクリュー本体３０により順次廃棄物が供給され、ストッパ部２２Ｃに滞留する廃棄物が弁座２６Ａを付勢する。廃棄物による付勢力がスプリング２６Ｂによる付勢力を超過すると下流開口２８Ｃから弁座２６Ａが離間して、廃棄物は真空チャンバ１６内に送られる。
【００３２】
真空チャンバ１６内では図６に例示されるようなフィン２０によって廃棄物が攪拌されながら真空乾燥される。乾燥後の廃棄物は排出経路１８に送られる。図４に例示されるように、排出経路１８には、排出側スクリューフィーダ３２、排出側モータ３４、及び排出弁３６が設けられる。
【００３３】
排出側スクリューフィーダ３２は、ケーシング３８及びスクリュー本体４０を備える。ケーシング３８はスクリュー本体４０を収容する、略Ｔ型配管部材である。ケーシング３８は、排出弁３６に閉止された下部開口３８Ａ、排出側モータ３４に接続される下流開口３８Ｂ、及び真空チャンバ１６の底部開口に接続される上流開口３８Ｃを備える。上流開口３８Ｃ及び下流開口３８Ｂは例えば水平軸線上に設けられる。また、ケーシング３８の内径は、スクリュー本体４０のスクリューブレード４０Ｂの直径に所定のクリアランス（例えば５ｍｍ）を加えた値に形成される。
【００３４】
図５には、排出経路１８におけるスクリュー本体４０が例示される。スクリュー本体４０はスクリューシャフト４０Ａ及びスクリューブレード４０Ｂを備える。スクリューシャフト４０Ａは、例えば水平軸線に沿って延設される回転軸部材であって、真空チャンバ１６から離間された側の下流側端部は、排出側モータ３４に接続される。
【００３５】
スクリューシャフト４０Ａの外周面に、スクリューブレード４０Ｂが捲回される。スクリューブレード４０Ｂの設置状況に応じて、排出側スクリューフィーダ３２は複数の領域に分割される。すなわち排出側スクリューフィーダ３２は、圧縮部３２Ａ及び滞留部３２Ｂに概念上（機能上）分割される。
【００３６】
図５に記載されているように、圧縮部３２Ａでは、真空チャンバ１６側（上流側）から排出弁３６側（下流側）に進むに従って、ピッチｐが順次小さくなるように（ｐ４＞ｐ５＞ｐ６）スクリューブレード４０Ｂが形成される。例えばピッチｐ４は４０ｍｍ、ピッチｐ５は３０ｍｍ、ピッチｐ６は２０ｍｍとなるようにスクリューブレード４０Ｂが形成される。この圧縮部３２Ａでは、ピッチｐが徐々に小さくなっていくことから、下流に搬送されるに従って廃棄物が圧縮されて高密度化され、いわゆるプラグシールが形成される。
【００３７】
圧縮部３２Ａの後段（下流側）には、滞留部３２Ｂが設けられる。滞留部３２Ｂは要するにスクリューシャフト４０Ａのみが延設され、スクリューシャフト４０Ａの外周にスクリューブレード４０Ｂが設けられていない箇所に対応する。
【００３８】
図６に例示されるように、圧縮部３２Ａと滞留部３２Ｂの境界は、ケーシング３８の、下部開口３８Ａと下流開口３８Ｂとの分岐点よりも上流側に設けられる。つまりスクリューブレード４０Ｂによる搬送は、廃棄物が下部開口３８Ａに落とされる手前の段階で終了する。
【００３９】
スクリューブレード４０Ｂの終端の廃棄物はその場で滞留するが、上流から送られる廃棄物により下部開口３８Ａ側に押し出される。なお、下部開口３８Ａが開口状態のときは大気圧となり、下部開口３８Ａから真空チャンバ１６側に気流の流れが生じる。つまり滞留部３２Ｂの廃棄物は真空チャンバ１６側に押される形となる。したがって、廃棄物によるプラグシールが良好に形成され、ケーシング３８内のシール性が保たれる。
【００４０】
下部開口３８Ａは排出弁３６の弁座３６Ａによって閉止される。スプリング３６Ｂは弁座３６Ａを廃棄物の搬出方向とは逆方向に付勢する。一方、図６のように滞留部３２Ｂに廃棄物が溜まり、さらに排出側スクリューフィーダ３２による廃棄物の供給が進行すると、滞留部３２Ｂの廃棄物は排出弁３６の弁座３６Ａを開弁方向に付勢する。この廃棄物による付勢力がスプリング３６Ｂの付勢力を超過すると弁座３６Ａが下部開口３８Ａから離間して、廃棄物が大気圧下の外部に排出される。
【符号の説明】
【００４１】
１０  真空乾燥機、１２  ホッパ、１４  投入経路、１６  真空チャンバ、１８  排出経路、２０  フィン、２２  投入側スクリューフィーダ、２２Ａ  圧縮部、２２Ｂ  滞留部、２２Ｃ  ストッパ部、２４  投入側モータ、２６  排出弁、２６Ａ  弁座、２６Ｂ  スプリング、２８  ケーシング、２８Ａ  上部開口、２８Ｂ  上流開口、２８Ｃ  下流開口、３０  スクリュー本体、３０Ａ  スクリューシャフト、３０Ｂ  スクリューブレード、３２  排出側スクリューフィーダ。
【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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