(57)【要約】【課題】  浄水発生土、特に天日ケーキをより経済的に、しかも環境負荷を増すことなしに加熱乾燥処理し、水分含有率の調整と種子及び雑菌類の滅菌等を施した高付加価値の天日ケーキにしてその再資源化を図る。【解決手段】  木質ペレットを燃料として熱風炉本体内で高温熱風を発生する木質ペレットバーナユニット１と、所望の傾斜角でもって回転自在に支持した回転ドラム型乾燥機本体の一側から前記高温熱風が供給されると共に他側から浄水発生土が供給され、高温熱風により浄水発生土を加熱乾燥する乾燥機ユニット２とから木質ペレットバーナ乾燥装置を構成する。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質ペレットを燃料とする熱風炉本体と、木質ペレット供給用のスクリューフィーダと、熱風炉本体出口の熱風温度検出器と、熱風炉本体内への希釈空気供給用送風機とを備えた熱風発生用の木質ペレットバーナユニット（１）と，所定の傾斜角でもって回転自在に支持され、一側から前記高温熱風が供給されると共に他側から浄水発生土が供給される乾燥機本体と、乾燥機本体排ガス出口の排ガス温度検出器と、浄水発生土の押込みスクリューと、乾燥機本体内の圧力調整用排風機とを備えた浄水発生土乾燥用の乾燥機ユニット（２）と，から構成したことを特徴とする浄水発生土用木質ペレットバーナ乾燥装置。
【請求項２】
熱風炉本体に、着火用の灯油バーナと、燃焼空気供給用送風機と、消火水供給機構と、灰受け箱と、ペレット供給遮断用ダンパと、ペレット押込み送風機とを備えた木質ペレットバーナユニット（１）とした請求項１に記載の浄水発生土用木質ペレットバーナ乾燥装置。
【請求項３】
ドラム型乾燥機本体に、乾燥機本体内圧の検出器と、乾燥物出口に設けた重量ダンパと、乾燥機本体の傾斜角度調整機構とを備えた乾燥機ユニット（２）とした請求項１に記載の浄水発生土用木質ペレットバーナ乾燥装置。
【請求項４】
浄水発生土を天日ケーキとすると共に、乾燥機本体へ供給する天日ケーキの外径又は縦・横・厚の夫々を２０〜３０ｍｍ以下とするようにした請求項１に記載の浄水発生土用木質ペレットバーナ乾燥装置。
【請求項５】
請求項１に記載の浄水発生土の木質ペレットバーナ乾燥装置に於いて、乾燥機本体出口側排ガス温度を所定温度に保持するように熱風炉本体へのペレット供給量をフィードバック制御すると共に、熱風炉本体からの熱風温度を所望温度に保持するように熱風炉本体への希釈空気供給量をフィードバック制御し、更に、乾燥機本体内圧を所定圧力に保持するように乾燥機本体からの排風量をフィードバック制御することにより、乾燥機本体の乾燥物出口からの乾燥物温度を８０℃以上に保持する構成とした浄水発生土用木質ペレットバーナ乾燥装置の運転制御方法。
【請求項６】
熱風炉本体からの熱風温度を１５０〜２００℃とすると共に、乾燥機本体の排ガス出口温度を１００〜１５０℃とするようにした請求項５に記載の浄水発生土用木質ペレットバーナ乾燥装置の運転制御方法。
【請求項７】
浄水発生土を天日ケーキとすると共に、熱風発生炉本体への燃焼空気供給量、乾燥機本体への天日ケーキ供給量及び乾燥機本体の回転数を所望の値に調整するようにした請求項５に記載の浄水発生土用木質ペレットバーナ乾燥装置の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水処理により生じた浄水発生土を加熱・乾燥することにより、環境負荷を増すことなしに経済的に効率よくその含水率調整や種子類の発芽抑制、雑菌等の消毒を行い、園芸用資材等として再利用可能な有価物を経済的に得ることを可能にした新規な浄水発生土用木質ペレットバーナ乾燥システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、浄水場に於ける浄水プロセスでは、先ず、取水した河川表流水に凝集剤を添加して濁度成分であるシルトや病原虫等を凝集させ、微細なフロックとする。次に、フロックを含む原水を沈澱工程と濾過工程に於いて処理し、上記フロックを含む原水からフロックを除去すると共に、沈澱・濾過処理後の清浄水を配水池へ送り貯留する。
【０００３】
また、沈澱・濾過工程で分離・回収されたフロックは、汚泥濃縮工程で濃縮されたあと、固液分離工程で水とケーキ（浄水発生土）に分離され、ケーキが所謂浄水発生土として回収される。
尚、上記固液分離工程には、機械脱水処理方式と天日乾燥処理方式とが多く利用されており、前者の機械脱水処理方式により分離されたケーキは脱水ケーキと、また、後者の天日乾燥処理方式により分離されたケーキは天日ケーキと夫々呼ばれている。
【０００４】
上記固液分離工程で分離されたケーキは、河川水に含まれる多種類の肥沃な成分を含有する土壌であり、各種のミネラル成分が豊富で透水性や通気性にも優れ、植物育成用培地等として農業や園芸等の分野に於ける再利用に適した土壌である。
【０００５】
そのため、浄水発生土（ケーキ）の再利用に関しては従前から広く開発研究が進められており、特に、機械脱水処理方式により分離された脱水ケーキは、形状のみならず含水率等の性状がほぼ一定且つ均一であるため、園芸関係用土壌材や運動グランド用土壌材等としての再利用が比較的容易であり、広く実用に供されている（特許文献１等）。
しかし、脱水処理工程が機械脱水処理であるため、消費電力や脱水処理施設の耐用年数、施設の運転管理等の点で天日乾燥処理方式の場合に比較して一般的に不利であり、特に再利用に於ける経済性に劣ると云う問題がある。
【０００６】
これに対して、天日乾燥処理方式による固液分離は、比較的広面積の天日乾燥池を必要とするものの、消費動力や耐用年数、保守管理の容易性等の点で機械脱水処理方式に比較して多くの優れた利点を有している。そのため、これ等の利点を生かした効率的且つ経済的な天日ケーキの再利用技術の開発が強く要望されている。
【０００７】
ところで、天日乾燥池から搬出される天日ケーキは、一般にブロック状を呈しており、搬出時の形態（縦・横・厚寸法や、積層数等）が汚泥の乾燥状態や打込み回数等によって大きく変化する。その結果、天日ケーキにおいては、必然的に含水率が不均一となると共に、粒径や硬さ等も変動することになり、水分含有率や粒径等の安定した性状、品質の有価物が得られないと云う難点がある。
そのため、現実には、天日ケーキの有効利用の受け皿は、主にセメント産業等のみに限定されており、殆どの天日ケーキは、処理費用等の点から埋立処分に廻されているのが実状である。
【０００８】
上述のように、機械脱水処理方式に比較してエネルギー消費等の点で大幅に優れた天日乾燥処理方式によって得られた天日ケーキを有効利用するためには、再利用に供する天日ケーキの含水率や粒径等の安定化を図り、有価物としての品質を高める必要があり、天日ケーキに乾燥処理を施すことが必要要件となる。
しかし、天日ケーキの乾燥処理には熱エネルギー消費の点に多くの問題があり、そのため現実には、天日ケーキに乾燥等の処理加工を施してその品質を高め、付加価値を付けることにより有価物としての再利用を積極的に図ることを行なっている水道事業体は殆ど無く、天日ケーキの資源化は殆ど行われていない状況にある。
【０００９】
尚、天日ケーキをロール式破砕機により破砕して破砕物の粒度を揃え、これをそのまま植物育成用培地等の有価物として再利用することが試みられている（特許文献２）。
しかし、当該特許文献２は単に破砕処理により破砕物の粒度を揃えるだけであり、加熱乾燥処理を行うことにより破砕した天日ケーキの品質を上げ、その付加価値を一層高めるようなことは全く考慮されていない。その上、上記破砕処理による天日ケーキの現実の再利用率は、高くても２０％程度であり、所謂有効利用率が極めて低いと云う問題がある。
また、ブロック状天日ケーキの再利用の促進と云う観点から、衝撃せん断作用だけによる破砕でなく、回転刃と固定刃を備え、回転力による衝撃破砕と破砕後の固定刃との衝撃による再破砕の２段階破砕を行う構成とした破砕システムが開発されている（特許文献３）。
しかし、当該特許文献３においても、破砕した天日ケーキを加熱乾燥してその品質や付加価値を上げることについては、全く言及されていない。
【００１０】
更に、天日ケーキの販路を拡げてその有効利用率や生産性を高めるためには、天日ケーキ内の混入種子の発芽抑制や雑菌類の消毒が必要であり、そのためには、天日ケーキの高温加燃処理が必須の要件となる。
しかし、従前のガスバーナや灯油バーナを用いた熱処理では、天日ケーキ内の水分蒸発に多量の熱エネルギーが必要になるため、燃料コストが上昇し過ぎると云う問題があり、これに加えて、燃焼時に生じたＣＯ２により環境負荷が増加すると云う別の問題を生ずることになる。
また、環境負荷や省燃料資源等の点から、バイオマス燃料を用いたバーナ装置が開発されているが、当該バイオマス燃料を用いたバーナ装置は、主として蒸気ボイラや温水ボイラ用に開発されたものであり、天日ケーキ等の浄水発生土の乾燥用としての使用は全く考慮されていない（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−３０５９６５号公報
【特許文献２】特開２００７−３２０８２５号公報
【特許文献３】特許第４８２４８３５号公報
【特許文献４】特許第４５６６０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、従前の天日ケーキの資源化、即ち再利用可能な有価物への転換処理システムに於ける下記の如き問題、即ち、（イ）  天日ケーキの破砕処理加工のみでは、天日ケーキの付加価値を大幅に高めることが困難であり、その結果、天日ケーキの再利用範囲（販路）が極めて狭くなり、有価物としての利用率を高めることが出来ないこと、（ロ）  灯油やガスを熱源とする熱処理では、天日ケーキの資源化処理費の引き下げが図れないうえ、環境負荷の増加を招くこと、等の問題を解決せんとするものであり、燃料費や設備費、ランニングコスト等の大幅な削減が図れると共に、環境負荷の増加を生じることなしに天日ケーキに所望の加熱乾燥処理を安定して施すことができ、これにより、所望の粒径と一定の水分含有率を有し且つ種子類の発芽抑制及び雑菌類の消毒を行った高付加価値の有価物を経済的に得ることを可能にした浄水発生土用木質ペレットバーナ乾燥装置とその運転制御方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願発明者等は、先に、天日ケーキの粒径を揃えてその有効利用を促進するために天日ケーキの破砕システム（特許文献３）を開発すると共に、所謂カーボンニュートラル特性を備えることにより、環境負荷の増加防止を可能とした木質ペレットを燃料とする燃焼装置（特許文献４）を開発し、これを公開している。
本願発明は、上記天日ケーキの破砕システム及び木質ペレット燃焼装置の開発及び実施化の過程に於いて創案されたものであり、天日乾燥処理方式により濃縮汚泥から分離した浄水発生土（天日ケーキ）を破砕し、木質ペレット燃焼装置からの燃焼ガスにより加熱・乾燥することにより、所望の粒径及び水分含有率であって種子類や雑菌類を完全に死滅せしめた有価物（天日ケーキ）をより経済的に高能率で得ることを着想した。
【００１４】
本願発明は、本願発明者等の上記着想を基にして創作されたものであり、特に、天日ケーキの高付加価値を有する有価物への転換処理に於ける低い環境負荷と高い経済性、高精度な加熱乾燥温度の制御性、高い安全性の確保、維持管理の容易性等の達成を主な課題として、図１０に示すような乾燥実験装置を用いた天日ケーキの乾燥試験を行い、（イ）天日ケーキ投入量やドラム回転数と乾燥後のケーキ温度の関係、（ロ）乾燥機出口排ガス温度と乾燥後の天日ケーキ温度との関係、（ハ）乾燥後の天日ケーキ温度と天日ケーキ含水率や投入熱量の関係等を調査した。
【００１５】
尚、図１０の実験装置による試験では、投入する天日ケーキKの含水率３８．６〜４５．２％（岡山市三野浄水場の天日ケーキ）、天日ケーキの投入量１７０ｋｇ／ｈ及び３４０ｋｇ／ｈ、乾燥機ドラム６１の回転数２ｒｐｍ及び４ｒｐｍ、投入天日ケーキKの粒径２０ｍｍ未満、乾燥後の天日ケーキKa の温度８０℃、推定滞留時間１５分（２ｒｐｍ）とした。
また、乾燥機ドラム６１は長さ４５００ｍｍ、直径７５０ｍｍとし、温度計６２aには熱電対を用いると共に、灯油バーナ６０をON・OFF制御して、排ガス温度を設定温度に保持する構成とし、レーザー放射温度計６２ｂにて乾燥後の天日ケーキ温度を計測した。尚、図１０において、６１aは排ガス出口、６１bは乾燥物出口、６１cは空気吸入口、６２は温度設定器、６３はバーナON-OFF制御器、Gは熱風、Goは排ガス、Kは天日ケーキ、Kaは乾燥物である。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
表１は、上記実験装置による試験結果を示すものであり、これ等の試験データから、（イ）天日ケーキ投入量と乾燥後の天日ケーキ温度との間には高い相関関係があり、天日ケーキ投入量は乾燥後天日ケーキ（乾燥物）の温度を制御する重要な因子であること、（ロ）ドラム回転数は、乾燥物温度を制御する因子としての重要性が低いこと、（ハ）乾燥物温度は、乾燥物の含水率の制御因子として重要なものであること、（ニ）乾燥機出口排ガス温度と乾燥物温度の間には相関関係があり、乾燥機出口排ガス温度は乾燥物温度の重要な制御因子であること、（ホ）乾燥機出口排ガス温度は投入熱量により制御可能なこと、等が判明した。
【００１８】
即ち、回転ドラム型乾燥機を用いた天日ケーキの乾燥処理に於いては、少なくとも下記のイ及びロのような制御システムを必要とすることを知得した。
イ  乾燥機の排ガス出口の排ガス温度を設定指標として、天日ケーキの供給量を制御      することが可能なこと。
何故なら、乾燥機排ガス出口の排ガス温度は乾燥物温度と相関関係があり、且つ      乾燥物温度は、殺菌及び含水量調整と相関関係を有するからである。
ロ  乾燥物の温度を設定指標として、乾燥機への投入熱量（即ち、バーナの発生熱        量）を制御することが可能なこと。
何故なら、乾燥物温度は、殺菌及び含水率調整と相関関係があり、且つ天日ケー      キの含水率及び投入量は、投入熱量と相関関係を有するからである。
【００１９】
また、前記表１の実測データから概略的に水分の蒸発熱量を算出し、ここから必要な投入熱量等を算出した。下記の表２はその結果を示すものである。
【００２０】
【表２】
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注）    乾燥機出口試料温度が100℃以上の場合も便宜上水として熱量を求めた。
水の顕熱＋潜熱は、610kcal/kg（一定）とした。
バーナ排ガスの比熱は0.315kcal/Nm3・℃（一定）とした。
【００２１】
上記表２より、例えばrun4（試料含水率42％、天日ケーキ投入量360kg/h、ドラム回転数2rpm）においては、乾燥物温度が種子類の発芽抑制及び雑菌消毒の基準と設定した乾燥物温度80℃を上回る100℃であることから、乾燥物温度を80℃と仮定した時には、算定投入量134,784kcal/hの80％（80％/100℃）である107,827kcal/hを必要とすることになる。いまここで、実証プラントの能力を300kg/hであるとすると、必要熱量は107,827kcal/h の83％（300kg/h÷360kg/h）の89,855kcal/hとなる。
【００２２】
その結果、含水率42％以上の高含水率（比例計算で47.6％→岡山市三野浄水場の天日ケーキ）に対応できるようにするためには、木質ペレットバーナの能力を100,000kcal/hとする必要があり、また、逆に含水率25％（岡山市旭東浄水場の天日ケーキを想定）であれば、比例計算で処理能力が560kg/hとなることが判明した。
【００２３】
また、木質ペレットの燃焼速度は、ガスや油燃料に比べて非常に遅いため、燃焼量を早く制御することができない。そのため、ペレット供給量制御により発生熱量を調整し、発生した熱風温度を比較的制御が早い希釈空気量にて調整して乾燥機へ送風することにより、乾燥機出口の排ガス温度を制御することが必要になることを知得した。
更に、乾燥機出口の排ガス量は、燃焼量と希釈空気量により常に変化するため、乾燥機内圧を一定に制御し、乾燥機内からの排風量の制御が必要になることを知得した。
【００２４】
本願発明は、上述の如き基礎実験の結果とその分析から知得した各種の知識に基づいて創案されたものであり、請求項１の本願装置発明は、木質ペレットを燃料とする熱風炉本体と、木質ペレット供給用のスクリューフィーダと、熱風炉本体出口の熱風温度検出器と、熱風炉本体内への希釈空気供給用送風機とを備えた熱風発生用の木質ペレットバーナユニット１と，所定の傾斜角でもって回転自在に支持され、一側から前記高温熱風が供給されると共に他側から浄水発生土が供給される乾燥機本体と、乾燥機本体排ガス出口の排ガス温度検出器と、浄水発生土の押込みスクリューと、乾燥機本体内の圧力調整用排風機とを備えた浄水発生土乾燥用の乾燥機ユニット２とから構成したことを発明の基本構成とするものである。
【００２５】
また、上記木質ペレットバーナユニット１は、着火用の灯油バーナと、燃焼空気供給用送風機と、消化水供給機構と、灰受け箱と、ペレット供給遮断用ダンパと、ペレット押込み送風機とを備えたものが望ましい。
【００２６】
更に、乾燥機ユニット２は、ドラム型乾燥機本体に、乾燥機本体内圧の検出器と、乾燥物出口に設けた重量ダンパと、乾燥機本体の傾斜角度調整機構とを備えたものが望ましい。
【００２７】
前記浄水発生土は、天日ケーキとすると共に、乾燥機本体へ供給する天日ケーキの外径又は縦・横・厚の夫々を少なくとも２０〜３０ｍｍ以下の大きさとしたものが望ましい。
【００２８】
請求項５の本願方法発明は、請求項１の浄水発生土の木質ペレットバーナ乾燥装置に於いて、乾燥機本体の出口側排ガス温度を所定温度に保持するように熱風炉本体へのペレット供給量をフィードバック制御すると共に、熱風炉本体からの熱風温度を所望温度に保持するように熱風炉本体への希釈空気供給量をフィードバック制御し、更に、乾燥機本体の内圧を所定の圧力に保持するように乾燥機本体からの排風量をフィードバック制御することにより、乾燥後の浄水発生土の温度を８０℃以上に保持する構成としたものである。
【００２９】
また、乾燥機本体の排ガス出口温度を１００〜１５０℃とすると共に、熱風炉本体からの熱風温度を１５０〜２００℃とするのが望ましい。
【００３０】
更に、浄水発生土を天日ケーキとすると共に、熱風発生炉本体への燃焼空気供給量、乾燥機本体への天日ケーキ供給量及び乾燥機本体の回転数を所望の値に設定調整できるようにするのが望ましい。
【発明の効果】
【００３１】
本願装置発明に於いては、木質ペレットを燃料として熱風炉本体内で高温熱風を発生する木質ペレットバーナユニットと、傾斜姿勢で配設した回転ドラム型回転機本体を主体とする乾燥機ユニットとを組み合せ、高温熱風と浄水発生土を乾燥機本体内で対向させて浄水発生土を加熱乾燥する構成としているため、再生燃料の使用により極めて経済的に、しかも環境負荷の増加を招来することなしに、種子の発芽抑制や雑菌の消毒に必要な８０℃以上の温度に加熱、乾燥した高品質の乾燥物（乾燥浄水発生土）を得ることができる。
【００３２】
また、乾燥機本体に被乾燥物供給用のスクリューフィーダを設けると共に、乾燥物を重量ダンパを介して外部を排出する構成としているため、乾燥機本体の密閉性が向上し、高い温度制御性を得ることができる。
【００３３】
更に、ペレット供給系統に取り付けた温度センサの検知信号により遮断ダンパを閉鎖すること、及び電磁弁の開放により消火水タンクより水を放出すること等により、ペレットサービスサイロへの逆火を完全に防止することができ、高い安全性を確保することができる。
【００３４】
本願方法発明に於いては、乾燥機本体出口の排ガス温度により熱風発生炉本体への木質ペレット燃料の供給量をフィードバック制御すると共に、熱風発生炉本体出口の熱風温度により希釈用空気供給量をフィードバック制御し、また、乾燥機本体の内圧により排風量を調整することにより、浄水発生土を８０℃以上の温度下で加熱、乾燥する構成としているため、乾燥機本体の出口排ガス温度に基づいて、簡単な構成の制御システムでもって乾燥後の被処理場の種子による発芽抑制や雑菌等の消毒を確実に、しかも安全に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る浄水発生土の木質ペレットバーナ乾燥装置の構成概要を示す説明図である。
【図２】図２は、木質ペレットバーナ乾燥装置を適用した浄水発生土リサイクルプラントの構成概要を示す説明図である。
【図３】木質ペレットバーナ乾燥装置の要部を示す平面図である。
【図４】図３の正面図である。
【図５】図３の右側面図である。
【図６】木質ペレットバーナ乾燥装置の実施例に係る構成系統図である。
【図７】本発明の係る木質ペレットバーナ乾燥装置の運転に於けるフィードバック制御系統図である。
【図８】図６の木質ペレットバーナ乾燥装置の燃焼試験によるバーナ制御範囲を示す図である。
【図９】図６の木質ペレットバーナ乾燥装置の制御応答性を示す曲線である。
【図１０】天日ケーキの乾燥試験装置の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１は、本発明に係る浄水発生土の木質ペレットバーナ乾燥装置の構成概要を示す説明図であり、図２は、図１の木質ペレットバーナ乾燥装置を適用した浄水発生土リサイクルプラントの構成概要図である。
【００３７】
図１を参照して、本発明の木質ペレットバーナ乾燥装置Ａは、木質ペレットバーナユニット１と乾燥機ユニット２とからその主要部が構成されており、これに、集塵機ユニット４と制御盤ユニット３等が付設されている。そして、乾燥機ユニット２の天日ケーキ投入口２ａへ投入された被処理物（天日ケーキ）Ｂは、乾燥機ユニット２内を矢印イ方向に流動する間に、木質ペレットバーナユニット１からの高温熱風Ｃにより加熱・乾燥され、乾燥物排出口２ｂより外部へ搬出されて行く。
【００３８】
尚、当該木質ペレットバーナ乾燥装置Ａは、図２に示すように、通常その前段及び後段に天日ケーキ破砕ユニット５及び袋詰ユニット６を連結した状態で使用に供される。即ち、木質ペレットバーナ乾燥装置Ａの乾燥機ユニット２へ天日ケーキ置物Ｄから、コンベアＥ１、破砕機５ａ、コンベアＥ２、解砕供給機５ｂ、コンベアＥ３から成る破砕機ユニット５を介して、所定の粒度の被処理物Ｂが予め定めた供給量でもって連続的に供給される。
また、乾燥機ユニット２の天日ケーキ排出口２ｂから排出された乾燥処理済みの乾燥物（天日ケーキ）Ｂ´は、コンベアＥ４、Ｅ５を介して袋詰機ユニット６へ搬送され、ここで乾燥処理した天日ケーキが袋詰めされ、製品（有価物）Fとして出荷されて行く。
【００３９】
図３は、本発明に係る木質ペレットバーナ乾燥装置Ａの平面図、図４はその正面図、図５は右側面図であり、図３〜図５に於いて１は木質ペレットバーナユニット、２は乾燥機ユニットであり、前記図１に記載の集塵機ユニット３及び制御盤ユニット４等は省略されている。
【００４０】
前記木質ペレットバーナユニット１は、後述する図６に示されているように、熱風炉本体７、バーナ７a、サービスサイロ８、オイルタンク９、ノズルチップ１０、灰受け箱１１、シロッコファン１２等を備えており、熱風炉本体７及び内で発生した高温熱風Ｃをダクト７cを通して乾燥機ユニット２へ供給する。
尚、木質ペレットバーナユニット１の構成部材の詳細は後述の図６を用いて詳細に説明する。
【００４１】
前記乾燥機ユニット２は回転ドラム型乾燥機本体１３を支持架台１４上に回転自在に支持した構成となっており、回転駆動用モータ１５により１〜５ｒｐｍの回転速度で回転駆動される。
また、当該乾燥機本体１３は水平方向に対して２〜４度の傾斜角θをもって配設されており、バーナユニット１側（乾燥物排出口２ｂ側）が下方に、天日ケーキBの投入口２ａ側が上方に夫々位置している。
更に、前記回転ドラム型乾燥機本体１３の傾斜角θは、傾斜角度調整機構（図示省略）により調整が可能であり、通常はθ＝２．５度に調整されている。
【００４２】
前記、乾燥機本体１３の被処理物（天日ケーキ）投入口２ａ側には押込みスクリュー１９が設けられており、当該押込みスクリュー１９により乾燥すべき被処理物（天日ケーキ）Ｂが本体１３内へ押出し供給される。
【００４３】
また、乾燥機本体１３の乾燥物（乾燥済天日ケーキ）Ｂ’の排出口２bには重量ダンパ２０が設けられており、対向流である高温熱風Ｃにより加熱・乾燥された被処理物Ｂ’が所定量堆積することにより、重量ダンパ２０が間欠的に開放され、これによって乾燥機本体１３内の気密性を保持する構成となっている。
【００４４】
被処理物Ｂを加熱、乾燥した後の排ガスは、乾燥機本体１３の被処理物Ｂの入口側端部に設けた排ガス出口１８から外部へ排出されて行く。
尚、乾燥機ユニット２そのものの基本的な構成は公知の回転ドラム型乾燥機とほぼ同一であるため、ここではその詳細な説明は省略する。
【実施例１】
【００４５】
図６は、本発明に係る木質ペレットバーナ乾燥装置の実施例に係る構成系統図であり、木質ペレットバーナユニット１の部分及び乾燥機ユニット２の一部を形成する各構成部材の詳細を示すものである。尚、集塵機ユニット４及び制御盤ユニット３は省略されている。
【００４６】
木質ペレットバーナユニット１は熱風炉に相当する熱風炉本体７、木質ペレット燃料の供給部であるサービスサイロ８、点火部を形成するオイルタンク９及びバーナ７aのノズルチップ１０、灰受け箱１１、燃焼用空気供給用のシロッコファン１２等から構成されている。
【００４７】
尚、図６に於いて、２２は熱風炉本体の炉壁材、２３は熱電対、２４は排ガス温度検出用の熱電対、２５は感振器、２６は希釈空気供給用の送風機、２７はダンパコントロールモータ、２７ａはダンパ、２８は２次燃焼空気供給用の送風機、２９は燃焼空気供給用送風機、３０はフレームアイ、３１はイグニッションロッド、３２は一体型点火棒、３３はディフューザ、３４は点火トランス、７cは風箱、３５はフレキシブルチューブ、３６は電磁ポンプ、３７はストレーナであり、フレームアイ３０〜ストレーナ３７等の各機器類により着火用のバーナ７aが構成されている。
【００４８】
また、３８はスクリューフィーダ、３９はインバータ制御モータ、４０はカップリング、４１は遮断ダンパ、４２は温度調節器、４３は温度調節器、４４は逆火防止用送風機、４５は消火水タンク、４６はボールバルブ、４７は電磁弁、４８はフレキシブルチューブ、４９はペレット供給ダクトであり、遮断ダンパ４１〜フレキシブルチューブ４８等の機器類により、消化水供給機構や逆火暴威機構等の安全機構が構成されている。
尚、５０は熱電対、５１は排風機、５２は微差圧計である。
【００４９】
図６を参照して、サービスサイロ８へ供給された粒径６ｍｍφの木質ペレットは、スクリューフィーダ３８によりその供給量を調整され、遮断ダンパ４１、ペレット供給ダクト４９を介して熱風炉本体７内へ供給される。
また、木質ペレットバーナユニット１は、オイルタンク９からのオイルを燃焼させる灯油バーナにより着火され、その後ペレット燃焼に切換えられ、熱風炉本体７内に設けたセラミックボール層で形成した火床上で木質ペレットが流動燃焼される。
【００５０】
熱風炉本体７内へはシロッコファン１２及びターボ送風機２８等から燃焼用空気が供給されると共に、送風機２６及びダンパ２７aを介して希釈用空気が供給される。
また、熱風炉本体７内で捕集された焼却灰は灰受け箱１１へ排出される。
【００５１】
尚、熱風炉本体７等の構成そのものは公知であるため、ここではその詳細な説明は省略しているが、（１）木質ペレットバーナ乾燥装置Ａの運転制御のために、乾燥機出口排ガス温度を検出する熱電対５０、木質ペレット供給量を制御するインバータ制御モータ３９、希釈空気量を制御するダンパコントロールモータ２７を設けた点、（２）熱風炉本体７の起動用に用いるオイルタンク９、点火トランス３４、ストレーナ３７、電磁ポンプ３６、イグニッションロッド３１、一体型点火棒３２、ノズルチップ１０、ディフューザ３３等から成る着火用灯油バーナを設けた点、及び（３）安全性向上のために、遮断ダンパ４１、温度調節器４２、逆火検知時に作動する放水機構（消火水タンク４５、ボールバルブ４６、電磁弁４７、フレキシブルチューブ４８等）、感振器２５、失火検知用のフレームアイ３０等を設けた点が、公知の熱風炉本体７とその構成が異なっている。
【００５２】
また、図６には示されていないが、制御盤ユニット３内には、後述する図７に示した熱風炉本体７の出口の熱風温度を希釈空気量により制御する調整器ＴＩＣ１、乾燥機本体１３の出口に於ける排ガス温度を木質ペレット供給量で制御する調節器ＴＩＣ２及び乾燥機本体１３の内部圧力を排風空気量で制御する調節器ＰＩＣが夫々設けられている。
【００５３】
図７は、本発明に係る木質ペレットバーナ乾燥装置の運転に於けるフィードバック制御系統図であり、木質ペレットバーナユニット１の熱風炉本体７へは、木質ペレット、燃焼空気及び希釈空気の供給が夫々行われるが、その中の希釈空気供給は、熱風炉本体７出口の熱風温度（熱電対２４）が設定値に保持されるように、温度調節器ＴＩＣ1により調整される。
同様に、熱風炉本体７へのペレット供給は、乾燥機本体１３の出口排ガス温度（熱電対５０）が設定値に保持されるように温度調節器ＴＩＣ２により調整される。
【００５４】
尚、熱風炉本体７内への燃焼空気供給量はペレット供給量に応じて別途に制御され、また、乾燥機本体１３内への被処理物（天日ケーキ）供給量やドラム回転数の方も予め定めた設定値に別途に制御されることは勿論である。
【００５５】
また、乾燥機ユニット２の乾燥機本体１３へは、バーナ本体７からの高温熱風及び原料（天日ケーキ）の供給の他に、乾燥機本体１３の内圧調整が行われており、乾燥機本体１３の排ガス出口に設けた微差圧計５１の検出値に基づいて、圧力調節器ＰＩＣにより排風機５２による排風量が調整される。
【００５６】
図８は、図６に示した本発明に係る木質ペレットバーナ装置Aを用いて行った燃焼試験によるバーナ制御範囲の確認試験結果を示すものであり、乾燥機本体１３の長さ４，０００ｍｍ、外径５００ｍｍ、木質ペレットバーナの発熱量１００，０００kcal/hとした場合の実測値である。
即ち、使用した木質ペレットの低位発熱量４２６０kcal/hであるため、その最大供給量は３０．５kg/h（１３０，０００÷４２６０）とした。また、供給量が７．６kg/h以上であれば、ペレット単独燃焼時でも失火が生じないため、最小供給量を７．６kg/hとしている。
【００５７】
また、図９は、図６の木質ペレットバーナ乾燥装置Aに於ける熱風炉本体７の出口の熱風温度と乾燥器本体１３の排ガス出口１８の排ガス温度の応答特性試験結果を示すものであり、熱風炉本体７の出口熱風温度を１５０℃から２００℃へ、また、乾燥機本体出口の排ガス温度を１００℃から１５０℃へ同時にステップ上昇させたときの夫々の変化（応答性）の状態を示すものである。
【００５８】
尚、図９に於いて、曲線Ｑは熱風炉本体出口の熱風温度℃、Ｌは木質ペレット供給量kg/h、Ｍは乾燥機本体出口の排ガス温度、Ｎは排ガス量（act×10m3/h）、Ｏは乾燥機本体出口の圧力(Pa)である。  
【００５９】
木質ペレットを燃料とすることにより、燃焼状態等の変化に対応するフィードバック制御の応答性に時間遅れが生ずるとになるが、図９からも明らかなようにペレット供給量及び希釈送風量の可変調整により、約２分以内の応答時間遅れで、目標値である乾燥機本体出口の排ガス温度Ｍを制御可能なことが判る。
【００６０】
【表３】
2015004475.tif 000005
【００６１】
表３は、本発明に係る木質ペレットバーナ乾燥装置Aを用いた場合と、灯油やガス類を燃料とするバーナ乾燥装置を用いた場合とのランニングコスト及び環境負荷等を対比したものであり、ランニングコスト及び環境負荷の点で、本発明が優れた効用を有することが判る。
【００６２】
また、被処理物（天日ケーキ）に混入した種子類やかび等の各種の雑菌は、約８０℃以上の温度で加熱されることにより、種子の発芽が抑制され、雑菌消毒できることが判明している。そのため、本発明に係る木質ペレットバーナ乾燥装置Aでは、乾燥機本体１３の傾斜角度やその回転数を調整することにより天日ケーキの加熱滞留時間を任意に調整することができ、水分含有率の調整や種子の発芽抑制、雑菌類の消毒処理を確実且つ容易に、しかもより経済的に行なうことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、天日ケーキのみならずあらゆる浄水発生土の加熱乾燥処理に適用することができるうえ、木質ペレット供給量、燃焼空気量、希釈空気量、排気風量を用途に合わせて調整制御することにより、様々な原料の加熱乾燥に適用することが出来る。
【符号の説明】
【００６４】
Ａ  木質ペレットバーナ乾燥装置
Ｂ  被処理物（天日ケーキ）
Ｂ’  乾燥物（乾燥済天日ケーキ）
Ｃ  高温熱風
Ｄ  天日ケーキ置場
Ｅ  コンベア
Ｆ  袋詰製品
１  木質ペレットバーナユニット
２  乾燥機ユニット
２ａ  被処理物（天日ケーキ）投入口
２ｂ  乾燥物（処理済天日ケーキ）排出口
３    制御盤ユニット
４    集塵機ユニット
５ａ  破砕機
５ｂ  解砕供給器
６  袋詰ユニット
７  熱風炉本体
７a バーナ
７b  風箱
７c ダクト
８  サービスサイロ
９  オイルタンク
１０  ノズルチップ
１１  灰受け箱
１２  送風機
１３  回転ドラム型乾燥機本体
１４  乾燥機本体の支持架台
１５  乾燥機本体回転駆動用モータ
１６  乾燥機本体支持ローラ
１８  排ガス出口
１９  天日ケーキ押込みスクリュー
２０  乾燥物排出用重量ダンパ
２１  梯子
２２  熱風炉本体の炉壁材
２３  熱電対
２４  熱電対
２５  感震器
２６  送風機
２７  ダンパコントロールモータ
２７a  ダンパ
２８  送風機
２９  送風機
３０  フレームアイ
３１  イグニッションロッド
３２  一体型点火棒
３３  ディフューザ
３４  点火トランス
３５  フレキシブルチューブ
３６  電磁ポンプ
３７  ストレーナ
３８  スクリューフィーダ
３９  インバータ制御モータ
４０  カップリング
４１  遮断ダンパ
４２  温度調節器
４３  温度調節器
４４  逆火防止用の押込送風機
４５  消火水タンク
４６  ボールバルブ
４７  電磁弁
４８  フレキシブルチューブ
４９  木質ペレット供給用ダクト
５０  熱電対
５１  微差圧計
５２  排風機
【図１】
2015004475.tif 000006
【図２】
2015004475.tif 000007
【図３】
2015004475.tif 000008
【図４】
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【図５】
2015004475.tif 000010
【図６】
2015004475.tif 000011
【図７】
2015004475.tif 000012
【図８】
2015004475.tif 000013
【図９】
2015004475.tif 000014
【図１０】
2015004475.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月29日(2014.8.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質ペレットを燃料とする熱風炉本体と、木質ペレット供給用のスクリューフィーダと、熱風炉本体出口の熱風温度検出器と、熱風炉本体内への希釈空気供給用送風機とを備えた熱風発生用の木質ペレットバーナユニット（１）と，所定の傾斜角でもって回転自在に支持され、一側から前記高温熱風が供給されると共に他側から浄水発生土が供給される乾燥機本体と、乾燥機本体排ガス出口の排ガス温度検出器と、浄水発生土の押込みスクリューと、乾燥機本体内の圧力調整用排風機とを備えた浄水発生土乾燥用の乾燥機ユニット（２）と，から構成した浄水発生土用木質ペレットバーナ乾燥装置に於て、乾燥機本体出口側排ガス温度を所定温度に保持するように熱風炉本体へのペレット供給量をフィードバック制御すると共に、熱風炉本体からの熱風温度を所望温度に保持するように熱風炉本体への希釈空気供給量をフィードバック制御し、更に、乾燥機本体内圧を所定圧力に保持するように乾燥機本体からの排風量をフィードバック制御することにより、乾燥機本体の乾燥物出口からの乾燥物温度を８０℃以上に保持する構成とした浄水発生土用木質ペレットバーナ乾燥装置の運転制御方法。
【請求項２】
熱風炉本体からの熱風温度を１５０〜２００℃とすると共に、乾燥機本体の排ガス出口温度を１００〜１５０℃とするようにした請求項１に記載の浄水発生土用木質ペレットバーナ乾燥装置の運転制御方法。
【請求項３】
浄水発生土を天日ケーキとすると共に、熱風発生炉本体への燃焼空気供給量、乾燥機本体への天日ケーキ供給量及び乾燥機本体の回転数を所望の値に調整するようにした請求項１に記載の浄水発生土用木質ペレットバーナ乾燥装置の運転制御方法。
【請求項４】
浄水発生土用木質ペレットバーナ乾燥装置を、木質ペレットバーナユニット（１）の熱風炉本体に着火用の灯油バーナと、燃焼空気供給用送風機と、消火水供給機構と、灰受け箱と、ペレット供給遮断用ダンパと、ペレット押込み送風機とを備えたものとした請求項１に記載の浄水発生土用木質ペレットバーナ乾燥装置の運転制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
本願発明は、上述の如き基礎実験の結果とその分析から知得した各種の知識に基づいて創案されたものであり、請求項１の発明は、木質ペレットを燃料とする熱風炉本体と、木質ペレット供給用のスクリューフィーダと、熱風炉本体出口の熱風温度検出器と、熱風炉本体内への希釈空気供給用送風機とを備えた熱風発生用の木質ペレットバーナユニット１と，所定の傾斜角でもって回転自在に支持され、一側から前記高温熱風が供給されると共に他側から浄水発生土が供給される乾燥機本体と、乾燥機本体排ガス出口の排ガス温度検出器と、浄水発生土の押込みスクリューと、乾燥機本体内の圧力調整用排風機とを備えた浄水発生土乾燥用の乾燥機ユニット２と，から構成した浄水発生土用木質ペレットバーナ乾燥装置に於て、乾燥機本体出口側排ガス温度を所定温度に保持するように熱風炉本体へのペレット供給量をフィードバック制御すると共に、熱風炉本体からの熱風温度を所望温度に保持するように熱風炉本体への希釈空気供給量をフィードバック制御し、更に、乾燥機本体内圧を所定圧力に保持するように乾燥機本体からの排風量をフィードバック制御することにより、乾燥機本体の乾燥物出口からの乾燥物温度を８０℃以上に保持する構成としたことを発明の基本構成とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、熱風炉本体からの熱風温度を１５０〜２００℃とすると共に、乾燥機本体の排ガス出口温度を１００〜１５０℃とするようにしたものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、浄水発生土を天日ケーキとすると共に、熱風発生炉本体への燃焼空気供給量、乾燥機本体への天日ケーキ供給量及び乾燥機本体の回転数を所望の値に調整するようにしたものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、浄水発生土用木質ペレットバーナ乾燥装置を、木質ペレットバーナユニット１の熱風炉本体に着火用の灯油バーナと、燃焼空気供給用送風機と、消火水供給機構と、灰受け箱と、ペレット供給遮断用ダンパと、ペレット押込み送風機とを備えたものとしたものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】削除
【補正の内容】