(57)【要約】【課題】被処理物を、ドラム内で均一に攪拌及び乾燥する能力に優れた減圧乾燥機を提供する。【解決手段】ドラム３は、側壁の上部に投入口、一端の下部に排出口を備えている。撹拌装置６の回転軸２２はドラム３の中心軸上にある。第一アーム２３は回転軸２２から径方向に伸び、周方向の位置を変えながら軸方向に一定間隔で配列されている。同様に、第二アーム２４は回転軸２２から径方向に伸び、第一アーム２３に対して位相をずらした状態で配列されている。第二アーム２４の長さは第一アーム２３と比べて短い。第一アーム２３の先端には第一攪拌羽根２５が取り付けられ、その傾斜角度は、回転軸２２が順方向に回転したとき被処理物を排出側に送るように付けられている。第二アーム２４の先端には第二攪拌羽根２６が取り付けられ、その傾斜角度は第一攪拌羽根２５と逆方向に付けられている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
横置きの円筒状で、側壁の上部に投入口、一端の下部に排出口を備えたドラムと、
ドラム内に配置された撹拌装置と、
ドラム内壁及び撹拌装置を加熱するための加熱装置と、
ドラム内を減圧するための減圧装置と、
を備えた減圧乾燥機において、
前記撹拌装置は、
ドラムの軸方向に対して平行な回転軸と、
回転軸から径方向に伸び、軸方向及び周方向に配列された複数の第一アームと、
回転軸から径方向に伸び、第一アームに対して径方向または軸方向の位置をずらした状態で軸方向及び周方向に配列され、第一アームと比べて短い、複数の第二アームと、
第一アームの先端に、軸方向に対して傾斜した角度で取り付けられた断面が四辺形の第一攪拌羽根と、
第二アームの先端に、軸方向に対して傾斜した角度で取り付けられた断面が四辺形の第二攪拌羽根とを備え、
前記第一攪拌羽根は、回転軸が順方向に回転したとき被処理物を排出側に送り、逆方向に回転したとき被処理物を反排出側に送るように、その傾斜角度が付けられ、
前記第二攪拌羽根は、回転軸が順方向に回転したとき被処理物を反排出側に送り、逆方向に回転したとき被処理物を排出側に送るように、その傾斜角度が付けられていることを特徴とする減圧乾燥機。
【請求項２】
前記第一攪拌羽根の内、一部の羽根がその他の羽根と傾斜角度が逆方向になるように取り付けられ、
前記第二攪拌羽根の内、一部の羽根がその他の羽根と傾斜角度が逆方向になるように取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の減圧乾燥機。
【請求項３】
前記第一攪拌羽根の内、反排出側の端部に位置する一枚の攪拌羽根は、回転軸が順方向に回転したとき被処理物を反排出側に送り、逆方向に回転したとき被処理物を排出側に送るように、その傾斜角度が付けられ、
前記第二攪拌羽根の内、排出側の端部に位置する一枚の攪拌羽根は、回転軸が順方向に回転したとき被処理物を排出側に送り、逆方向に回転したとき被処理物を反排出側に送るように、その傾斜角度が付けられていることを特徴とする請求項２に記載の減圧乾燥機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、減圧乾燥機に係り、特に、おから等の食品、生ごみ、汚泥、廃液、家畜糞尿などの乾燥処理に好適な減圧乾燥機に係る。
【０００２】
【従来の技術】
減圧乾燥機では、減圧下で水の沸点が低下する現象を利用して、減圧下で蒸気や温水を用いて被処理物を間接加熱し、水分を蒸発させて乾燥させている。
【０００３】
図２に、従来の減圧乾燥機の概要を示す。減圧乾燥機の主要部は、横置きの円筒状のドラム３、ドラム３内に組み込まれた撹拌装置６、ドラム３内を減圧するための真空ポンプ１７、ドラム３等を加熱するための蒸気を製造するボイラー１１などによって構成されている。
【０００４】
ドラム３の一方の端面（図では右側）の近傍の、側壁の上部には投入口１が設けられている。投入口１は開閉弁２を介してドラム３の側壁に接続され、この開閉弁２を閉じることによってドラム３内の気密性が確保される。ドラム３のもう一方の端面（図では左側）の下部には排出口１３が設けられている。排出口１３は排出弁１３ａを介してドラム３の端面に接続され、この開閉弁１３ａを閉じることによってドラム３内の気密性が確保される。
【０００５】
ドラム３内には撹拌装置６が組み込まれている。撹拌装置６は、ドラム３の軸方向に対して平行な回転軸６ｃ、回転軸６ｃから垂直に径方向に伸びる複数のアーム６ｂ、及び各アーム６ｂの先端に取り付けられた攪拌羽根６ａなどから構成されている。回転軸６ｃの左右の端部は、それぞれ軸受５ａ及び５ｂを介してドラム３の端面を貫通している。なお、ドラム３内の気密性を維持するため、これらの軸受５ａ及び５ｂは軸封機構（図示せず）を備えている。回転軸６ｃの一方の端部（この例では、右側）は、スプロケット７ａ、チェーン８及びスプロケット７ｂを介して、減速機付電動機９に接続されている。
【０００６】
ドラム３の外周はジャケット４で覆われている。ジャケット４内には導入管１０ａ、１０ｂを介してボイラ１１から蒸気が供給される。ジャケット４内で凝縮した水は、排出管１２ａ、１２ｂを介して外部に排出される。また、ボイラ１１からの蒸気の一部は、回転軸６ｃの排出側の端部から導入管２０ｂを介して回転軸６ｃの内部に導入され、アーム６ｂ及び攪拌羽根６ａの内部に設けられた流路内を流れ、それらを加熱した後、回転軸６ｃの内部に戻り、反排出側の端部から排出管２０ａを介して外部に排出される。
【０００７】
ドラム３の排出側の端面（図では左側）の近傍の、側壁の上部には減圧排気管１５が接続されている。減圧排気管１５は熱交換器１６を介して真空ポンプ１７に接続されている。熱交換器１６にはクーリングタワー１９から冷却水が供給される。
【０００８】
次に、この減圧乾燥機の運転方法について説明する。
【０００９】
撹拌装置６を駆動し、投入口１から所定量の被処理物をドラム３内に投入した後、開閉弁２を閉じる。これと並行して、真空ポンプ１７でドラム３内を減圧するとともに、ボイラ１１からジャケット４内及び撹拌装置６の内部に蒸気を供給する。投入された被処理物は、撹拌装置６によって撹拌され、ドラム３の内壁に押し付けられながら回転方向に移動する。被処理物は減圧雰囲気下で加熱され、その中に含まれている水分が蒸発する。被処理物から放出された蒸気は、減圧排気管１５を通って排出され、熱交換器１６で凝縮され、真空ポンプ１７によって外部に排出される。
【００１０】
被処理物中に含まれている水分が所定の量以下に減少したところで、真空ポンプ１７を停止するとともに、ボイラ１１からの蒸気の供給を停止する。次いで、排出弁１３ａを開き、撹拌装置６を回転させて、排出口１３からコンテナ１４に被処理物を排出する。
【００１１】
ここで、撹拌装置６の攪拌羽根６ａは、その内部を蒸気が流れるように箱状に形成され、ドラム３の内壁との間に小さな隙間を有するように配置されている。攪拌羽根６ａは、軸方向に複数個、各々が回転方向に９０゜位相差をもって配列され、１回転したときにドラム３の内壁の全周が攪拌羽根６ａで掻き取られ、被処理物の付着が防止されるように構成されている。
【００１２】
このような減圧乾燥機において、乾燥効率を高めるため、滞留箇所を生じさせることなくドラム３の内部全体で被処理物を混練することが求められる。このことは、特に複数の種類の被処理物を処理する場合に、均一に混ぜ合わせて乾燥させるために重要である。また、被処理物と撹拌羽根６ａやドラム３の内壁との間の接触の機会を増やし、熱交換を促進することも重要である。更に、乾燥終了後、被処理物を排出するため、撹拌装置６には被処理物を排出口１３の方に移送する機能も求められる。
【００１３】
しかし、従来の減圧乾燥機では、攪拌羽根６ａがドラム３の内壁近くにあるので、中心付近では撹拌が行われにくく、また、被処理物とドラム３の内壁及び攪拌羽根６ａとの接触が不十分になり易いと言う問題があった。また、被処理物を軸方向に分散させる機能が不足し、そのため、複数の種類の被処理物を順次投入したときに、それらが均一に混ぜ合わされにくいという問題もあった。
【００１４】
更に、減圧乾燥機では、撹拌装置６の正転時には被処理物を撹拌し、逆転時には被処理物を排出するように、機能を切り換える必要があり、この切換えを可能にするため、攪拌羽根６ａの形状に工夫が必要となる。
【００１５】
例えば、特許第３０９９２６９号公報には、減圧乾燥タイプの堆肥化装置の構造が記載され、その中で、攪拌羽根の断面形状について次のように説明されている。即ち、攪拌羽根を断面形状が平行四辺形の羽根と断面形状が三角形の羽根によって構成する。これにより、撹拌軸が一方向に回転するときには、被処理物は排出口側に移送されつつ撹拌され、撹拌軸が他方向に回転するときには、排出口側に移動されることなく撹拌される。即ち、一方向に回転するときは被処理物の排出が行われ、他方向に回転するときは被処理物の混練が行われることになる。
【００１６】
しかし、この装置には、中心付近での撹拌能力が不足し、また軸方向に分散させる能力も不足するという問題がある。更に、断面形状が異なる二種類の攪拌羽根を組み合わせているので、構成が複雑になるという問題もある。
【００１７】
【特許文献１】
特許第３０９９２６９号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来の減圧乾燥機の問題点に鑑みなされたもので、本発明の目的は、被処理物を均一に攪拌及び乾燥する能力に優れた減圧乾燥機を提供することにある。
【００１９】
【問題を解決するための手段】
本発明の減圧乾燥機は、
横置きの円筒状で、側壁の上部に投入口、一端の下部に排出口を備えたドラムと、
ドラム内に配置された撹拌装置と、
ドラム内壁及び撹拌装置を加熱するための加熱装置と、
ドラム内を減圧するための減圧装置と、
を備えた減圧乾燥機において、
前記撹拌装置は、
ドラムの軸方向に対して平行な回転軸と、
回転軸から径方向に伸び、軸方向及び周方向に配列された複数の第一アームと、
回転軸から径方向に伸び、第一アームに対して径方向または軸方向の位置をずらした状態で軸方向及び周方向に配列され、第一アームと比べて短い、複数の第二アームと、
第一アームの先端に、軸方向に対して傾斜した角度で取り付けられた断面が四辺形の第一攪拌羽根と、
第二アームの先端に、軸方向に対して傾斜した角度で取り付けられた断面が四辺形の第二攪拌羽根とを備え、
前記第一攪拌羽根は、回転軸が順方向に回転したとき被処理物を排出側に送り、逆方向に回転したとき被処理物を反排出側に送るように、その傾斜角度が付けられ、
前記第二攪拌羽根は、回転軸が順方向に回転したとき被処理物を反排出側に送り、逆方向に回転したとき被処理物を排出側に送るように、その傾斜角度が付けられていることを特徴とする。
【００２０】
本発明の減圧乾燥機の運転方法について、以下に説明する。被処理物を乾燥させる際には、撹拌装置を順方向に回転させた状態で、ドラム内壁及び撹拌装置を加熱するとともに、ドラム内を減圧する。ドラムの内壁側では、内壁側に配置された第一攪拌羽根によって被処理物が攪拌されるとともに排出側へ送られ、ドラムの中心側では、中心側に配置された第二攪拌羽根によって被処理物が攪拌されるとともに反排出側へ戻される。これによって、ドラムの内部に軸方向の循環流が形成され、その結果、被処理物が周方向、軸方向及び径方向に攪拌され、均一な混合が実現される。
【００２１】
他方、乾燥が終った被処理物を排出する際には、排出側に設けられている排出口を開き、撹拌装置を順方向に回転させる。乾燥が終った被処理物は、外周側に配置された第一攪拌羽根によって排出側へ送り出され、排出側に設けられている排出口を通って、順次ドラムの外へ排出される。
【００２２】
なお、必要に応じて、被処理物を乾燥させている途中で一時的に撹拌装置の回転方向を逆転させれば、移動方向が逆になり、被処理物の攪拌及び混合の効果を更に高めることができる。
【００２３】
本発明の減圧乾燥機によれば、乾燥の際、ドラムの内部全体において、被処理物が周方向及び径方向に加えて軸方向にも効率良く攪拌される、また、中心側にある被処理物も第二攪拌羽根及び回転軸との接触により加熱されて乾燥される。その結果、ドラム内で均一な混合及び乾燥が実現される。
【００２４】
なお、第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根の一部を、その傾斜角度が他の同種の攪拌羽根とは逆方向になるように取り付けると、軸方向の攪拌能力を更に強化することができる。
【００２５】
その場合、好ましくは、前記第一攪拌羽根の内、反排出側の端部に位置する一枚の攪拌羽根を、回転軸が順方向に回転したとき被処理物を反排出側に送り、逆方向に回転したとき被処理物を排出側に送るように、傾斜角度を付け、前記第二攪拌羽根の内、排出側の端部に位置する一枚の攪拌羽根を、回転軸が順方向に回転したとき被処理物を排出側に送り、逆方向に回転したとき被処理物を反排出側に送るように傾斜角度を付ける。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明に基づく減圧乾燥機を示す。なお、この減圧乾燥機は、図２に示した従来の装置と、撹拌装置部分以外の構成については共通であるので、ここでは、撹拌装置部分の斜視図のみを示し、他の構成要素については図２を参照することとする。
【００２７】
図中、３はドラム（二点鎖線で示されている）、２２は回転軸、２３は第一アーム、２４は第二アーム、２５は第一攪拌羽根、２６は第二攪拌羽根を表す。また、この例では、図２に示した装置と同様に、左側が排出側となっている。
【００２８】
ドラム３は、横置きの円筒状で、側壁の右端近傍の上部に投入口、排出側の端面下部に排出口を備えている（図２参照）。なお、投入口は、ドラム３の側壁の上部であれば良く、必ずしも側壁の右端近傍である必要はなく、排出口は、側壁の左端下部であってもよい。ドラム３内には撹拌装置６が配置されている。また、図２に示した装置と同様に、ドラム３の内壁及び撹拌装置６を加熱するための加熱装置（図示せず）、及びドラム３内を減圧するための減圧装置（図示せず）を備えている。
【００２９】
撹拌装置６は、回転軸２２、第一アーム２３、第二アーム２４、第一攪拌羽根２５、第二攪拌羽根２６などから構成されている。回転軸２２は、ドラム３の中心軸上に配置されている。
【００３０】
各第一アーム２３は、回転軸２２の周面に対して垂直に取り付けられ、径方向に伸びている。第一アーム２３は、回転軸２２の周りを螺旋状に取り巻くように、周方向に９０度づつ取り付け位置を変えながら、軸方向に一定の間隔で配列されている。同様に、各第二アーム２４も、回転軸２２に対して垂直に取り付けられ、径方向に伸びている。第二アーム２４の長さは、第一アームと比べて短い。第二アーム２４は、第一アーム２３に対して位相を１８０度ずらした状態で、回転軸２２の周りを螺旋状に取り巻くように、周方向に９０度づつ取り付け位置を変えながら、軸方向に一定の間隔で配列されている。
【００３１】
第一アーム２３の先端には、第一攪拌羽根２５が取り付けられている。第一攪拌羽根２５は、四辺形の断面を有し、軸方向に対して傾斜した角度で第一アーム２３に取り付けられている。第一攪拌羽根２５は、ドラム３の内壁との間に僅かな隙間を開けて配置され、内壁に付着する被処理物を掻き取るようになっている。
【００３２】
同様に、第二アーム２４の先端には、第二攪拌羽根２６が取り付けられている。第二攪拌羽根２６は、四辺形の断面を有し、軸方向に対して傾斜した角度で第二アーム２４に取り付けられている。第二攪拌羽根２６は、ドラムの径方向に関して、回転軸２２と第一攪拌羽根２５のほぼ中間に位置するように配置されている。即ち、相対的に、第一攪拌羽根２５はドラム３の内壁側に配置され、第二攪拌羽根２６はドラム３の中心側に配置されている。
【００３３】
ここで、第一攪拌羽根２５は、回転軸２２の反排出側の端部に位置する攪拌羽根２５Ｒを除いて、回転軸２２が順方向（図中の矢印Ｚの方向）に回転したとき被処理物を排出側（図では左方向）に送り、逆方向に回転したとき被処理物を反排出側（図では右方向）に送るように、傾斜角度が付けられている。他方、第二攪拌羽根２６は、回転軸２２の排出側の端部に位置する攪拌羽根２６Ｌを除いて、回転軸２２が順方向に回転したとき被処理物を反排出側に送り、逆方向に回転したとき被処理物を排出側に送るように、傾斜角度が付けられている。
【００３４】
また、第一攪拌羽根の内、反排出側の端部に位置する一枚の攪拌羽根２５Ｒは、回転軸２２が順方向に回転したとき被処理物を反排出側に送り、逆方向に回転したとき被処理物を排出側に送るように、傾斜角度が付けられている。他方、第二攪拌羽根の内、排出側の端部に位置する一枚の攪拌羽根２５Ｌは、回転軸２２が順方向に回転したとき被処理物を排出側に送り、逆方向に回転したとき被処理物を反排出側に送るように、傾斜角度が付けられている。
【００３５】
次に、上記の減圧乾燥機の運転方法について説明する。被処理物を乾燥させる際には、撹拌装置６を順方向に回転させる。これと並行して、真空ポンプ１７（図２）でドラム３内を減圧するとともに、ボイラ１１（図２）から蒸気を供給して、ドラム３及攪拌羽根２５、２６を加熱する。ドラム３の内壁側では、第一攪拌羽根２５によって被処理物が攪拌されるとともに排出側へ送られ、ドラム３の中心側では、第二攪拌羽根２６によって被処理物が攪拌されるとともに反排出側へ戻される。これによって、被処理物が周方向、軸方向及び径方向に攪拌され、均一な混合が実現される。
【００３６】
なお、被処理物を乾燥させている途中で一時的に撹拌装置６の回転方向を逆転させれば、移動方向が逆になり、被処理物の攪拌及び混合の効果を更に高めることができる。
【００３７】
排出側の端部の第一攪拌羽根２５Ｌと第二攪拌羽根２６Ｌの攪拌羽根、及び反排出側の端部の第一攪拌羽根２５Ｒと第二攪拌羽根２６Ｒは、撹拌装置を順方向に回転させたとき、それぞれ、被処理物をドラム２１の端面に向けて送り出すように動作する。しかし、このようにして送り出された被処理物は、隣接する他の攪拌羽根によって、ドラム２１の中央に向けて送り出される。このように、ドラム２１の端面近傍に配置された一部の攪拌羽根の傾斜角度を他の攪拌羽根とは逆にすることによって、端面近傍での攪拌を強化することができる。
【００３８】
乾燥が終った被処理物を排出する際には、排出側に設けられている排出弁１３ａ（図２）を開き、撹拌装置を順方向に回転させる。乾燥が終った被処理物の大半は、ドラム３の底側に集まっているので、外周側に配置された第一攪拌羽根２６によって排出側へ送り出され、排出口１３（図２）を通って順次ドラム２の外へ排出される。
【００３９】
以上のように、攪拌羽根を、ドラム３の内壁近くに加えて中心側にも配置し、内壁側と中心側で攪拌羽根の傾斜角度が逆になるように構成することによって、被処理物がドラム内で、周方向、軸方向及び径方向に攪拌され、均一な混合及び乾燥が実現される。
【００４０】
なお、上記の例では、第一攪拌羽根２５と第二攪拌羽根２６の位相を１８０度ずらし、それぞれを周方向に９０度の間隔で配列した形態を示したが、これらの位相及び間隔は、適宜に設定可能である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の減圧乾燥機によれば、乾燥の際、ドラムの内部全体において、被処理物が周方向及び径方向に加えて軸方向にも効率良く攪拌される、また、中心側にある被処理物も第二攪拌羽根及び回転軸との接触により加熱され、乾燥される。その結果、ドラム内で均一な混合及び乾燥が実現される。
【００４２】
また、本発明の減圧乾燥機によれば、第一攪拌羽根と第二攪拌羽根に同一の形状の部品を使用することができる。更に、乾燥装置の回転方向を順方向に固定したままで、乾燥動作及び排出動作の両方を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく減圧乾燥機の主要部である撹拌装置の斜視図。
【図２】従来の減圧乾燥機の概略構成を示す図。
【符号の説明】
１…投入口、２…開閉弁、３…ドラム、４…ジャケット、５ａ、５ｂ…軸受、６…撹拌装置、６ａ…攪拌羽根、６ｂ…アーム、６ｃ…回転軸、７ａ、７ｂ…スプロケット、８…チェーン、９…減速機付電動機、１０ａ、１０ｂ…導入管、１１…ボイラー、１２ａ、１２ｂ…排出管、１３…排出口、１３ａ…排出弁、１４…コンテナ、１５…減圧排気管、１６…熱交換器、１７…真空ポンプ、１９…クーリングタワー、２０ａ…排出管、２０ｂ…導入管、２２…回転軸、２３…第一アーム、２４…第二アーム、２５、２５Ｒ、２５Ｌ…第一攪拌羽根、２６、２６Ｒ、２６Ｌ…第二攪拌羽根。
【図１】
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【図２】
2004239559.tif 000004