(57)【要約】【課題】ドラムドライヤの被処理物を乾燥する効率を良くすること。【解決手段】ドラムドライヤ１０は一対の並設された加熱ドラム２０、４０を備える。一対の加熱ドラム２０、４０の各々は回転中心軸２１ａ、４１ａの回りに回転し、一対の加熱ドラム２０の回転中心軸２１ａ、４１ａは互いに平行であり、各加熱ドラム２０、４０の汚泥等の被乾燥物加熱用側壁２２、４２は折れ線を回転中心軸２１ａ、４１ａの周りに回転させた形状であり、折れ線は複数の同じ形状の二等辺三角形の斜辺を連結させたものであり、前記各二等辺三角形の底辺は回転中心軸２１ａ、４１ａに平行である。一対の加熱ドラム２０、４０の被乾燥物加熱用側壁２２、４２間に所定の隙間１５が形成され、隙間１５に向かって回転する一対の加熱ドラム２０、４０の被乾燥物加熱用側壁２２、４２によって前記被乾燥物を乾燥しつつ隙間１５で圧延する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の加熱ドラムが並設され、
前記一対の加熱ドラムの各々は回転中心軸の回りに回転し、前記一対の加熱ドラムの回転中心軸は互いに平行であり、
前記各加熱ドラムの汚泥等の被処理物加熱用側壁は折れ線を前記回転中心軸の周りに回転させた形状であり、
前記折れ線は複数の同じ形状の二等辺三角形の斜辺を連結させたものであり、前記各二等辺三角形の底辺は前記回転中心軸に平行であり、
前記一対の加熱ドラムの被処理物加熱用側壁間に所定の隙間が形成され、
前記隙間に向かって回転する一対の加熱ドラムの被処理物加熱用側壁によって前記被処理物を乾燥しつつ前記隙間で圧延することを特徴とするドラムドライヤ。
【請求項２】
請求項１記載のドラムドライヤであって、
前記一対の加熱ドラムの被処理物加熱用側壁の前記折れ線の二等辺三角形の頂角を１５度〜４０度とすることを特徴とするドラムドライヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、汚泥等を乾燥するドラムドライヤに関し、特にドラムドライヤの乾燥効率を改善する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、汚泥等を乾燥するドラムドライヤが使用されている（例えば特許文献１参照）。図４は前記ドラムドライヤの平面を示し、図５は前記ドラムドライヤの正面を示している。図４に示すように、ドラムドライヤ６０には隙間６３を介して一対の同一形状の円筒状加熱ドラム６１、６２が並設され、円筒状加熱ドラム６１、６２の内部に蒸気が送り込まれて、円筒状加熱ドラム６１、６２が加熱される。加熱ドラム６１は回転中心軸６１ａの回りに回転し、加熱ドラム６２は回転中心軸６２ａの回りに回転する。そして、図５に示すように、加熱ドラム６１は時計方向（矢印６１ｘの方向）に回転し、加熱ドラム６２は反時計方向（矢印６２ｘの方向）に回転するので、一対の加熱ドラム６１、６２は隙間６３に向かって回転し、隙間６３にて汚泥等の被処理物６６を圧延し乾燥する。なお、スクレーパ６４、６５が加熱ドラム６１、６２に付着したシート状被処理物６６を切断して加熱ドラム６１、６２から剥がれるようにしている。
【特許文献１】特開２００６−１１２７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述のドラムドライヤ６０は一対の円筒状加熱ドラム６１、６２を使用しているので、汚泥等の被処理物を加熱する面は、図４の加熱ドラム６１、６２の直径６１ｂ×π×加熱ドラム６１、６２の長さ６１ｃで決まる。このため、加熱ドラム６１、６２の直径６１ｂおよび長さ６１ｃが一定ならば、加熱ドラム６１、６２の汚泥等の被処理物を加熱する面を十分に広くして被処理物を乾燥する効率を上げることができないという問題があった。
そこで、本願発明の課題は、上述の問題点を解決し、被処理物を乾燥する効率を上げることができるドラムドライヤを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、一対の加熱ドラムが並設され、前記一対の加熱ドラムの各々は回転中心軸の回りに回転し、前記一対の加熱ドラムの回転中心軸は互いに平行であり、前記各加熱ドラムの汚泥等の被処理物加熱用側壁は折れ線を前記回転中心軸の周りに回転させた形状であり、前記折れ線は複数の同じ形状の二等辺三角形の斜辺を連結させたものであり、前記各二等辺三角形の底辺は前記回転中心軸に平行であり、前記一対の加熱ドラムの被処理物加熱用側壁間に所定の隙間が形成され、前記隙間に向かって回転する一対の加熱ドラムの被処理物加熱用側壁によって前記被処理物を乾燥しつつ前記隙間で圧延することを特徴とするドラムドライヤである。
請求項１記載の発明により、一対の加熱ドラムの各々の被処理物加熱用側壁の形状は折れ線を各加熱ドラムの回転中心軸の周りに回転させた形状であり、前記折れ線は複数の同じ形状の二等辺三角形の斜辺を連結させたものであり、前記二等辺三角形の底辺は前記回転中心軸に平行であるので、前記一対の加熱ドラムの被処理物加熱用側壁による隙間の長さが従来の円筒状の側壁の場合よりも長くなるので、一対の加熱ドラムの被処理物加熱用側壁から汚泥等の被処理物に熱を効率よく伝えることができる。
【０００５】
さらに、請求項２記載の発明は、請求項１記載のドラムドライヤであって、前記一対の加熱ドラムの被処理物加熱用側壁の前記折れ線の二等辺三角形の頂角を１５度〜４０度とすることを特徴とするドラムドライヤである。
請求項２記載の発明により、前記一対の加熱ドラムの被処理物加熱用側壁の二等辺三角形の頂角を１５度〜４０度とするので、汚泥等の被処理物に熱を最も効率よく伝える実用的な構造を形成することができる。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、汚泥等の被処理物を効率よく乾燥することができる。
さらに、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果とともに、一層効率よく汚泥等の被処理物を乾燥することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明における実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るドラムドライヤの平面の概略を示し、図２は図１のドラムドライヤの正面の概略を示し、図３は前記ドラムドライヤの被処理物加熱用側壁を示す。
【０００８】
図１に示すように、ドラムドライヤ１０は、一対の並設された第１加熱ドラム２０および第２加熱ドラム４０を備えている。第１加熱ドラム２０と第２加熱ドラム４０とは同じ構造をしている。第１加熱ドラム２０は回転軸２１の回転中心軸２１ａの回りに回転し、第２加熱ドラム４０は回転軸４１の回転中心軸４１ａの回りに回転する。回転軸２１と回転軸４１は同じ構造をしている。第１加熱ドラム２０は回転軸２１に固定され、第２加熱ドラム４０は回転軸４１に固定されている。回転中心軸２１ａと回転中心軸４１ａは互いに平行である。回転軸２１、４１は図示しない軸受けを介して側板１１、１２に回転可能に取り付けられている。
加熱ドラム２０、４０の内部は空洞であり、回転軸２１、４１は筒状である。そして、回転軸２１から矢印３１で示すように蒸気が第１加熱ドラム２０内に送り込まれる。また、回転軸４１から矢印３２で示すように蒸気が第２加熱ドラム４０内に送り込まれる。この蒸気の熱により加熱ドラム２０、４０は被処理物５０（図２参照）を加熱することができる。
【０００９】
図３に示すように、第１加熱ドラム２０の被処理物加熱用側壁２２は折れ線２３を回転軸２１の回転中心軸２１ａの周りに回転させた形状である。折れ線２３は複数の同じ形状の二等辺三角形２４の斜辺２４ａ、２４ｂを連結させたものであり、二等辺三角形２４の底辺２４ｃは回転軸２１の回転中心軸２１ａ（図１参照）に平行である。
図１に示すように、一対の加熱ドラム２０、４０の被処理物加熱用側壁２２、４２間に所定の隙間１５が形成されている。ここで、第１加熱ドラム２０の折れ線２３の二等辺三角形２４の頂角θの回転軸２１方向の位置は第２加熱ドラム４０の折れ線の二等辺三角形（二等辺三角形２４に相当する。）の頂角の回転軸２１方向（回転軸４１方向）の位置とは交互になり、第１加熱ドラム２０の折れ線２３の二等辺三角形２４の斜辺２４ａと第２加熱ドラム４０の折れ線の前記二等辺三角形の斜辺との間に隙間１５が形成され、第１加熱ドラム２０の折れ線２３の二等辺三角形２４の斜辺２４ｂと第２加熱ドラム４０の折れ線の前記二等辺三角形の斜辺との間に隙間１５が形成される。
そして、図２に示すように、図示左側の第１加熱ドラム２０は時計方向（矢印２０ｘの方向）に回転し、図示右側の第２加熱ドラム４０は反時計方向（矢印４０ｘの方向）に回転するので、一対の加熱ドラム２０、４０は隙間１５に向かって回転する。このため、一対の加熱ドラム２０、４０の被処理物加熱用側壁２２、４２によって汚泥等の被処理物５０を乾燥しつつ隙間１５で圧延する。なお、一対のスクレーパ１３、１４が側板１１、１２（図１参照）に取り付けられている。
【００１０】
さらに、図３において、二等辺三角形２４の頂角θを１５度〜４０度とする。この場合、二等辺三角形２４の斜辺２４ａ、２４ｂの長さをｒとすると、二等辺三角形２４の底辺２４ｃの長さＳは以下のようになる。
Ｓ＝２ｒ×ｓｉｎ（θ／２）
したがって、２ｒ／Ｓ＝１／ｓｉｎ（θ／２）
となり、θと２ｒ／Ｓとの関係は表１のようになる。
【表１】
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このため、例えば、θ＝１５度の場合には２ｒ／Ｓ＝７．６６倍となり、θ＝４０度の場合には２ｒ／Ｓ＝２．９２倍となる。
また、底辺２４ｃの延長線が回転軸２１の表面と一致するようにする。このため、底辺２４ｃが回転軸２１の回転中心軸２１ａと平行になる。また、円弧２５を二等辺三角形２４の頂点Ｏを中心として半径ｒとする円弧とする。このとき、第１加熱ドラム２０の直径２０ａ（図1参照）は、
２ｒ×ｃｏｓ（θ／２）＋Ｄ
となる。ただし、Ｄは回転軸２１の直径である（図１参照）。なお、円弧２５の半径ｒと底辺２４ｃとの距離をｈとすると
ｈ／ｒ＝１−ｃｏｓ（θ／２）
となる。例えばθ＝３０°とすると、ｈ／ｒ＝０．０３４１  となる。
なお、２０ｂは第１加熱ドラム２０の回転中心軸２１ａ方向の長さである。
【００１１】
以上の構成のドラムドライヤ１０は、以下の動作をする。
一対の加熱ドラム２０、４０の被処理物加熱用側壁２２、４２による隙間１５が折れ線２３に沿って折れ曲がるので、隙間１５の長さが従来の円筒状の側壁の場合よりも長くなるため、一対の加熱ドラム２０、４０の被処理物加熱用側壁２２、４２から汚泥等の被処理物５０に熱を効率よく伝えることができる。
【００１２】
さらに、一対の加熱ドラム２０、４０の被処理物加熱用側壁２２、４２の二等辺三角形２４の頂角θを１５度〜４０度とするので、汚泥等の被処理物に熱を最も効率よく伝えることができる実用的な構造を形成することができる。
【００１３】
表１より、θ＝３０°の場合には、Ｓを従来のドラムドライヤ６０のドラム長とすれば、被処理物加熱用側壁２２、４２の接触面積の長さのみの単純計算値は３．８６倍となり、（現実には板厚等でピッチが大きくなるとか、製作上の誤差等もあり、計算どおりではないが）ドラム長のみで見ても被処理物加熱用側壁２２、４２の伝熱面積が従来のドラムドライヤ６０よりもかなり広くなることになる。したがって、同じドラム長であれば、伝熱面積はかなり広くなる。
【００１４】
なお、隙間１５の間隔を従来のドラムドライヤ６０の加熱ドラム６１、６２間の隙間６３の間隔と同じ間隔とすれば、被処理物加熱用側壁２２、４２の伝熱面積の増えた分だけ、加熱ドラム２０、４０の回転数を遅くできる。この回転数を遅くできることで、加熱時間が長くなり、伝熱効率が良くなる。この回転数を調整することで、被処理物５０の処理量の調整が可能となり、加熱ドラム２０、４０の上を図示しない汚泥貯蔵槽とすれば、ブリッジブレーカ等にて前記汚泥貯蔵槽内の汚泥層の表面を平坦にすることで、加熱ドラム２０、４０の回転数の調整のみで、被処理物５０の処理量を一定にすることができる。
なお、スクレーパ１３、１４が加熱ドラム２０、４０に付着した被処理物５０を切断して加熱ドラム２０、４０から剥がれるようにしている。
【００１５】
（実施例）
試作機にての実験結果は、以下のようになった。
加熱ドラム２０、４０の直径２７０ｍｍφ、θ＝３０°
回転軸２１、４１の径Ｄ＝６０．５ｍｍφ
第１加熱ドラム２０の折れ線２３の二等辺三角形２４の数は１０（図１では７であるが）である。（なお、第１加熱ドラム２０の端の二等辺三角形２４の半分の部分（図１参照）は含まない。）また、第２加熱ドラム４０は第２加熱ドラム２０と同様である。
加熱ドラム２０、４０内の蒸気圧力は０．４ＭＰａである。
（１）排水処理からの活性汚泥の余剰汚泥のとき
含水率８２．２％の汚泥を回転数０．４５７ｒｐｍにて６０ｋｇ／ｈｒで処理したところ、７０．８％まで含水率が下がる。（蒸発水分量２３．４ｋｇ／ｈｒ）減量率３９％
この汚泥をさらに３６ｋｇ／ｈｒ  回転数０．２６２ｒｐｍで処理したところ、含水率５１．５％まで下がる。（蒸発水分量１４．３ｋｇ／ｈｒ）すなわち減量率は当初より６２．８％となる。
（２）下水処理場の活性汚泥の余剰汚泥のとき
含水率８３．５％の汚泥を回転数０．３０５ｒｐｍ  ６０ｋｇ／ｈｒで処理したところ
７５．４％まで含水率が下がる。（蒸発水分量１９．８ｋｇ／ｈｒ）減量率３３．０％
この汚泥をさらに４０ｋｇ／ｈｒ  ０．２０３ｒｐｍで処理したところ含水率５７．１％まで下がる。（蒸発水分量１６．９ｋｇ／ｈｒ）減量率は当初より６１．２％となる。
【００１６】
本発明のドラムドライヤ１０での処理の後に別の乾燥方式を用いることによって、さらに含水率を下げて汚泥等を肥料、燃料等としてリサイクルすることが可能となる。要は、汚泥等の一次乾燥方式を単純で安価な方法とすることができる。
【００１７】
なお、上記実施の形態において、加熱ドラム２０、４０を回転させる手段は図示されていないが、モータ等により回転軸２１、４１を回転させて加熱ドラム２０、４０を回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係るドラムドライヤの平面の概略図である。
【図２】図１のドラムドライヤの正面の概略図である。
【図３】前記ドラムドライヤの被処理物加熱用側壁を示す説明図である。
【図４】従来例の平面図である。
【図５】図４の正面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０  ドラムドライヤ
２０  第１加熱ドラム
２１  回転軸
２１ａ  回転中心軸
２２  被処理物加熱用側壁
２３  折れ線
２４  二等辺三角形
２４ａ、２４ｂ  斜辺
２４ｃ  底辺
θ  頂角
４０  第２加熱ドラム
４１  回転軸
４１ａ  回転中心軸
４２  被処理物加熱用側壁
【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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