(57)【要約】【課題】  糖分を多く含む高含水率の湿潤原料を乾燥する場合において、乾燥筒内壁への糖分の付着量を最小限に抑える。【解決手段】  被乾燥物に圧力空気を噴射して当該被乾燥物を粉砕・分散および移送するものであって、乾燥筒６内へ投入する被乾燥物を５ｍｍ〜１５ｍｍ範囲内の一定粒度に粉砕する粉砕手段を備える。また乾燥筒６内へ被乾燥物を投入するよう乾燥筒６内壁より内側に向けて設けた投入口１４Ａと、投入口１４Ａの一方隣接位置に設けた圧力空気噴射部１２と、投入口１４Ａの他方隣接位置に設けた熱風噴射部１３とを備える。【選択図】      図２
2005257128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥筒内に搬入された被乾燥物に圧力空気を噴射して当該被乾燥物を乾燥させる乾燥装置において、
前記乾燥筒内へ被乾燥物を投入するよう乾燥筒内壁より内側に向けて設けられた投入口と、
前記投入口の一方隣接位置に設けられた圧力空気噴射部と、
前記投入口の他方隣接位置に設けられた熱風噴射部と、
を設け、
前記投入口から前記筒内に送入された被乾燥物を前記熱風噴射部からの熱風により前記圧力空気噴射部開口方向に送り、当該被乾燥物を粉砕・分散および乾燥させるように構成としたことを特徴とする乾燥装置。
【請求項２】
前記乾燥筒は円筒状の筒であり、前記熱風噴射部と圧力空気噴射部とは円筒内において旋回流が発生する角度で前記筒に接続されている請求項１記載の圧力空気噴射を用いた乾燥装置。
【請求項３】
圧力空気噴射部は、圧力空気供給装置に接続されたラバル管状のノズルであり、熱風発生装置に接続された乾燥筒内部の熱風噴射部位置に対して投入口の反対側位置に臨ませて成る請求項１記載の圧力空気噴射を用いた乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として玉葱等の糖分を多く含む高含水率の湿潤原料を乾燥させるために使用されるものであり、この他、例えばリンゴ・野菜等の食品の残滓や下水道汚泥等の有機性廃棄物のオンサイト乾燥処理、電子工業で発生するレジスト廃等の加工洗浄廃液乾燥処理、食品・薬品製造時の乾燥処理等においても使用可能とされる圧力空気噴射を用いた乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地域循環型社会を構築する上で、有機性廃棄物の循環再生利用の機運が高まってきている。特に、食品廃棄物においては腐敗防止の観点からオンサイト処理装置は必須である。従来の乾燥または発酵型処理装置では、食品汚泥等の高含水率汚泥の処理は困難であり、しかも装置導入側のコスト負担も大きくなる場合が多い。そこで、従来においては高温高圧のジェット流を利用したジェットバーナ式乾燥機が利用されている。また、特開平１０−３３７４９１号公報に開示されているように、外部からの高温高圧の蒸気が一端から供給されて蒸気流の調整を成す蒸気流調整部と、この蒸気流調整部の他端に設けられて蒸気を超音速流で噴射するスロートを有するノズルと、蒸気流調整部の周囲に取り付けられた断熱部材とを含む蒸気ジェット噴流噴射装置が提案されている。さらに、特開２００１−７４３７０号公報に開示されているように、乾燥対象物に圧力空気を噴射し、この空気圧力の運動エネルギーによって、この乾燥対象物を粉砕、分散および乾燥する圧力空気噴射手段を備えた乾燥装置が提案されている。
【０００３】
しかしながらこのような従来提案の装置では、例えばジェットバーナ式乾燥機の場合、高温高圧のジェット流のため装置自体が非常に高価なものとなり、部品の寿命も短いため維持費も高価なものとなる。また、特開平１０−３３７４９１号公報の場合、蒸気流の調整を成す蒸気流調整部を備えた蒸気ジェット噴流方式を利用した乾燥装置であるため、メンテナンス等においてはジェットバーナの問題点を解決したものではあるが、乾燥度の高いケースでは蒸気の再付着による乾燥効率の悪化等の問題が残されている。さらに噴射ノズルの開口形状が、丸型で単数であるため、超音速流に伴って発生する衝撃波による粉砕・分散の効果が十分に得られない虞れもある。さらに、特開２００１−７４３７０号公報の場合、ジェット噴流流体を蒸気に替えて圧力空気としたことで乾燥効率を蒸気ジェットに比して３〜５割も向上させているものとしているが、対象乾燥物が微小固形物、溶液状およびスラリー状に限定されているため用途が狭い。また、トータル的な乾燥コストを考慮した場合、圧力空気の生成に要するコスト面の削減が重要となってくるのであるが未だ十分に解決されていないのが実情である。
【０００４】
そこで本件出願人自身により、圧力空気噴射式の乾燥装置の高効率化を図り、装置導入側のコスト面での負担を低減することができ、また廃棄物処理コストおよび環境負荷が従来の処理方式と比べて非常に有利なものとなり、汚泥等の液状物から固形物にいたるまで幅広く対応可能な圧力空気噴射装置およびそれを用いた乾燥装置を先に出願したものである。
【０００５】
すなわちこれは、図５に示すように、高圧の圧力空気を生成し、この圧力空気を熱交換機５を経て乾燥筒６の圧力空気噴射部１２に供給する圧力空気供給装置３と、燃料と外気との供給によって熱風を発生し、この熱風を乾燥筒６の圧力空気噴射部１２の周囲に配した熱風噴射部１３に供給する熱風発生装置４とを備えて成る圧力空気噴射装置１１を用いた乾燥装置１であって、圧力空気噴射装置１１は、ラバル管状のノズルを複数に配置させ圧力空気供給装置３に接続されて成る圧力空気噴射部１２を、熱風発生装置４に接続された乾燥筒６内部の熱風噴射部１３側に臨ませると共に、ノズルの噴出開口部１２Ａの開口形状を細長状に形成したものである。
【０００６】
さらに、サイクロン７から発生分離されて大気中に放出される高温の排ガスの一部を循環させて、処理物供給装置２からの被乾燥物Ｐ、圧力空気供給装置３からの圧力空気それぞれに対し熱エネルギーを付与し、熱風発生装置４に送られて再度加熱されてから乾燥筒６の熱風噴射部１３に供給させる熱交換機５を含むものである。
【特許文献１】特開平１０−３３７４９１号公報
【特許文献２】特開２００１−７４３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら従来における乾燥装置１では、熱風を乾燥筒６の圧力空気噴射部１２の周囲に配した熱風噴射部１３に供給する熱風発生装置４とを備えて成る圧力空気噴射装置１１を用い、圧力空気噴射部１２と熱風噴射部１３の前方において被乾燥物Ｐを上側から下方に横切るようにして導入することで、被乾燥物Ｐを乾燥すると同時に、圧力空気噴射部１２のノズルからの圧力空気による噴流によって発生する気体の超音速流および衝撃波でもって被乾燥物Ｐを粉砕・拡散させるものとしている。このため、例えば玉葱等の糖分を多く含む高含水率の湿潤原料を乾燥させる場合には、例えば粉砕粒度を５ｍｍ未満にすると玉葱の表面水分が多く、これに糖分が多く含まれているため、乾燥筒６内壁への糖分の付着が激しくなり、これによって長時間連続運転に支障を来す虞れがあった。しかも圧力空気による噴流による気体の超音速流および衝撃波でもっての被乾燥物Ｐの粉砕・拡散が熱風による乾燥と同時に行われるため、例えば粉砕粒度が１５ｍｍ以上大きい場合には、玉葱片の外周部が過乾燥になり中心部が未乾燥になる等の乾燥品質にムラが出てしまう場合も避けられないものであった。
【０００８】
そこで本発明の目的は、例えば玉葱等の糖分を多く含む高含水率の湿潤原料を乾燥させる場合において、乾燥筒６内壁への糖分の付着量を最小限に抑えることができ、長時間の連続運転に支障を来すことなく、しかも乾燥品質にムラが生じることなく被乾燥物Ｐを確実に乾燥することのできる圧力空気噴射を用いた乾燥装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するための本発明による乾燥装置を図面を参照して説明すると次のとおりである。
すなわち、本発明による乾燥装置１は、乾燥筒６内に搬入された被乾燥物Ｐに圧力空気を噴射して当該被乾燥物を粉砕・分散および移送させる圧力空気噴射装置をそなえている。前記乾燥筒６内へ被乾燥物Ｐを投入するよう乾燥筒内壁より内側に向けて設けられた投入口１４Ａを備えている。前記投入口１４Ａの一方隣接位置に設けられた圧力空気噴射部１２が設けられている。さらに前記投入口１４Ａの他方隣接位置に設けられた熱風噴射部１３の開口１３Ａが設けられている。前記投入口１４Ａから前記筒６内に送入された被乾燥物Ｐを前記熱風噴射部１３からの熱風により前記圧力空気噴射部開口１２Ａ方向に送り、当該被乾燥物Ｐを粉砕・分散および移送させるように構成されている。
前記乾燥筒６は円筒状の筒であり、前記熱風噴射部１３と圧力空気噴射部１２とは乾燥筒６内において旋回流が発生する角度で前記乾燥筒６に接続されている。
前記圧力空気噴射部１２は、圧力空気供給装置に接続されたラバル管状のノズルであり、熱風発生装置に接続された乾燥筒内部の熱風噴射部１３の開口位置に対して投入口１４Ａの反対側位置に臨ませている。
また前記被乾燥物は５ｍｍ〜１５ｍｍ範囲内の一定粒度に粉砕された後に投入され乾燥される。
【００１０】
以上のように構成された本発明に係る圧力空気噴射を用いた乾燥装置１にあって、粉砕手段（２Ａ）は、乾燥筒６内へ投入される前の被乾燥物Ｐを５ｍｍ〜１５ｍｍ範囲内の一定粒度に粉砕させ、これによって乾燥筒６内壁への糖分の付着量を最小限に抑える。
また、投入口１４Ａの他方隣接位置に設けられた熱風噴射部１３は、これから発生する高温熱風を、投入口１４Ａから乾燥筒６内に送り込まれる被乾燥物Ｐに接触させると共に、投入口１４Ａの一方隣接位置に設けられた圧力空気噴射部１２は、これによって噴射される高温・高速・高圧気流によって、被乾燥物Ｐの表面水分が乾燥筒６内壁面に到達するまでに或る程度蒸発させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、例えば玉葱等の糖分を多く含む高含水率の湿潤原料を乾燥させる場合において、乾燥筒６内壁への糖分の付着量を最小限に抑えることができ、長時間の連続運転に支障を来すことなく、しかも乾燥品質にムラが生じることなく被乾燥物Ｐを確実に乾燥することができる。また、圧力空気噴射式の乾燥装置１の高効率化を図り、且つ装置導入側のコスト面での負担を低減することができ、さらに廃棄物処理コストおよび環境負荷が従来の処理方式と比べて非常に有利なものとなり、しかも汚泥等の液状物から固形物に到るまで幅広く対応可能な圧力空気噴射を用いた乾燥装置１を提供することができる。
【００１２】
また、廃棄物排出者の経済性の問題を一挙に解決することができ、さらに地域循環型処理を促進して、地域産業の活性化に資することができる。そして、有機性廃棄物のリサイクル率を向上させることができ、炭酸ガスの排出量の削減にも寄与できる。しかも食品廃棄物の飼料化を促進し、飼料自給率の向上にも寄与することができ、従来技術では困難であった固形物の粉砕・拡散および即時乾燥を可能にした。
【００１３】
尚、上記の課題を解決するための手段、発明の効果の項夫々において付記した符号は、図面中に記載した構成各部を示す部分との参照を容易にするために付したもので、図面中の符号によって示された構造・形状に本発明が限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下図面を参照して本発明を実施するための最良の一形態を説明すると、図１は、例えば玉葱等の糖分を多く含む高含水率の湿潤原料である被乾燥物Ｐを粉砕・拡散しながら乾燥するための乾燥装置の全体構成を示す図である。この乾燥装置１は、図１に示すように、処理物供給装置２と、圧力空気供給装置３と、熱風発生装置４と、熱交換機５と、圧力空気噴射部１２を備えた乾燥筒６と、サイクロン７とを備えている。
【００１５】
処理物供給装置２は、糖分を多く含む高含水率の被乾燥物Ｐを熱交換機５を経て乾燥筒６に投入する。粉砕手段として例えば被乾燥物Ｐを５ｍｍ〜１５ｍｍ範囲内の一定粒度に粉砕する破砕機２Ａと、破砕された被乾燥物Ｐを熱交換機５内に送るためのホッパー２Ｂとを備えている。そして、図２に示すように、粉砕された被乾燥物Ｐは投入通路１４内のスクリューフィーダ１７によって搬送され、投入口１４Ａを介して乾燥筒６内へ投入されるようにしてある。
【００１６】
圧力空気供給装置３は、例えば３〜５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の高圧の圧力空気を生成し、この圧力空気を熱交換機５を経て乾燥筒６の圧力空気噴射部１２に供給するための装置であり、この圧力空気の運動エネルギーによって被乾燥物Ｐを粉砕・分散および移送する装置である。そして、頭部６ｔおよび底部６ｂを有する乾燥筒６内へ被乾燥物Ｐを投入するよう乾燥筒６内壁より内側に向けて設けられた投入口１４Ａの一方隣接位置に圧力空気噴射部１２が設けられている。この圧力空気噴射部１２は、圧力空気供給装置３に接続されたラバル管状のノズルを配置させ、投入口１４Ａに対し、熱風発生装置４に接続された乾燥筒６内部の熱風噴射部１３側とは反対側に臨ませてある。
【００１７】
熱風発生装置４は、燃料と外気との供給によって例えば約１５０〜３００℃程度の熱風を発生し、この熱風をファン４Ａを介して乾燥筒６の一端側内部における熱風噴射部１３に供給するための装置であり、熱風噴射部１３は、これから発生する高温熱風を、投入口１４Ａから乾燥筒６内に送り込まれる被乾燥物Ｐに接触させるものとしてある。そして、投入口１４Ａの一方隣接位置に設けられた前記した圧力空気噴射部１２から噴射される高温・高速・高圧気流によって、被乾燥物Ｐの表面水分が乾燥筒６内壁面に到達するまでにある程度蒸発させることができるようにしている。
【００１８】
熱交換機５は、サイクロン７から発生分離されて大気中に放出される例えば温度約１００℃程度の高温の排ガスの一部を循環させて、熱エネルギーの再利用による省エネ化を図るためのものであり、処理物供給装置２からの被乾燥物Ｐ、圧力空気供給装置３からの圧力空気それぞれに対し熱エネルギーを付与した後、熱風発生装置４に送られてそこで約３００℃以上に再度加熱されてからファン４Ａを介して乾燥筒６の前記熱風噴射部１３に供給するようにしてある。
【００１９】
熱風発生装置４に接続された乾燥筒６内部の熱風噴射部１３の開口位置に対して、図２，図３に示すように、投入口１４Ａの反対側位置すなわち投入口１４Ａの右に、ラバル管状のノズルを筒体の一端開口側に配置させて成る圧力空気噴射部１２を臨ませる。当該ノズルの噴出開口部１２Ａは乾燥筒６内側へ向けて配置させられている。そして、圧力空気噴射部１２の他端開口側は熱交換機５を経て圧力空気供給装置３に接続されている。（図１）
【００２０】
このラバル管状のノズルとは、最初に断面が小さくなっていくようなノズルを通して気体を加速し、断面が最小になる位置で音速にまで到達させ、次にノズルの断面を広くして気体を膨張させることによってさらに連続的に加速することで超音速流を得るという周知の構造である。そして、ノズルを通り抜ける気体の流量が特別な値であってノズルの噴出開口部１２Ａ位置の圧力が外側の圧力よりも低ければ気体の流出は不連続になってノズルの噴出開口部１２Ａの縁より斜め衝撃波が発生する。このとき気体流の外周部からの外圧によって気体は内側に強く圧縮されるのであるが、その強度があまり大きくない場合にのみ定常な衝撃波がノズルの噴出開口部１２Ａから発生する。このように気体はノズルの長方形状の噴出開口部１２Ａの縁から斜め衝撃波を発生しながら膨張と収縮を繰り返す切刃状のパルス波形をしたジェット噴流となって当該噴出開口部１２Ａから噴射され、この気体の超音速流および衝撃波を被乾燥物Ｐの粉砕・拡散に用いている。
【００２１】
また、ノズルの噴出開口部１２Ａは、その開口形状を略長方形等の細長状に形成して開口面積を縮小することにより、噴射気体である圧力空気の消費量を削減可能となるようにしてある。このとき、ノズルの噴出開口部１２Ａの断面積は、ノズルを通り抜ける気体の設定された流量に応じてノズルの噴出開口部１２Ａ位置の圧力が外側の圧力よりも低いものとなるように設定されている。
【００２２】
尚、本実施の形態では、ノズルの噴出開口部１２Ａの開口形状の最も好ましいものとして略長方形状としてあるが、本発明はこの形状に限定されるものではなく、例えば長円形状・楕円形状・紡錘形状・扁平菱形状・鼓形状・楔形状等の種々の形状に設定することもでき、要するに本発明では噴出開口部１２Ａの開口形状が従来のような円形ではなく細長状に形成されていれば良いのである。
【００２３】
サイクロン７は、遠心力により処理後の被乾燥物Ｐの固形分と排ガス分とを分離するための装置であり、固形分は例えば堆肥・肥料・飼料等としてリサイクル利用され、排ガス分はその一部を熱交換機５へ戻して、処理物供給装置２からの被乾燥物Ｐ、圧力空気供給装置３からの圧力空気それぞれに対する加熱に寄与させるようにしてある。尚、サイクロン７に替わって、被乾燥物Ｐを固形分と排ガスとに分離するバックフィルター式の分離捕集装置を使用しても良い。
【００２４】
次に以上のように構成された実施の形態についての使用、動作の一例を説明するに、図１に示すように、圧力空気供給装置３によって高圧の圧力空気を生成し、この圧力空気を熱交換機５を経て乾燥筒６の圧力空気噴射部１２に供給する。これと同時に熱風発生装置４によって熱風を発生し、この熱風をファン４Ａを介して乾燥筒６内部における熱風噴射部１３に供給する。このとき圧力空気はノズルの長方形状の噴出開口部１２Ａのへりから斜め衝撃波を発生しながら膨張と収縮を繰り返す切刃状のパルス波形をしたジェット噴流となって当該噴出開口部１２Ａから噴射される。
【００２５】
そして処理物供給装置２における粉砕手段としての破砕機２Ａにより例えば被乾燥物Ｐを５ｍｍ〜１５ｍｍ範囲内の一定粒度に粉砕した後、被乾燥物Ｐを熱交換機５を経て乾燥筒６に通じる投入口１４Ａから乾燥筒６内へ順次供給する。こうして投入口１４Ａの他方隣接位置に設けられた熱風噴射部１３Ａ（図３参照）は、これから発生する高温熱風１３’を、投入口１４Ａから乾燥筒６内に送り込まれる被乾燥物Ｐに接触させる。そして、投入口１４Ａの一方隣接位置に設けられた圧力空気噴射部１２Ａは、これによって噴射される高温・高速・高圧気流によって発生する気体の超音速流および衝撃波でもって被乾燥物Ｐを粉砕・拡散させる。同時に、被乾燥物Ｐの表面水分が乾燥筒６内壁面に到達するまでにある程度蒸発させる。図２に示すように熱風１３’で押された被乾燥物Ｐは、時計方向に旋回しながら上昇し乾燥物排出管１５（図１，図２，図４）を介して取り出される。
図４において６ｃは乾燥筒の中心を示す。熱風噴射方向１３’は半径に対してθ13の角度を持ち、圧力空気噴射方向１２’は半径に対してθ14の角度をもっている。
【００２６】
乾燥筒６による処理後において、被乾燥物Ｐは管１５を介してサイクロン７へ送られ、そこで遠心力により処理後の被乾燥物Ｐの固形分と排ガス分とが分離される。そして固形分は下方に落下して乾燥された玉葱製品としたり、あるいは乾燥玉葱を堆肥・肥料・飼料等としてリサイクル利用される。一方、排ガス分はその一部を熱交換機５へ戻され、処理物供給装置２からの被乾燥物Ｐ、圧力空気供給装置３からの圧力空気それぞれに対し熱エネルギーを付与した後、熱風発生装置４に送られてそこで再度加熱されてからファン４Ａを介して乾燥筒６の前記熱風噴射部１３に供給される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明を実施するための最良の形態を示す乾燥装置の構成図である。
【図２】前記乾燥装置の乾燥筒の下部の平面断面図である。
【図３】前記乾燥装置の乾燥筒の下部の一部切欠斜視図である。
【図４】前記乾燥装置の乾燥筒の側面図である。
【図５】従来例を示し、（ａ）は乾燥装置の構成図、（ｂ）は圧力空気噴射装置の断面図、（ｃ）は圧力空気噴射部の正面図である。
【符号の説明】
【００２８】
Ｐ  被乾燥物（原料）
１  乾燥装置
２  処理物供給装置
２Ａ  破砕機（粉砕手段）
２Ｂ  ホッパー
３  圧力空気供給装置
４  熱風発生装置
５  熱交換機
６  乾燥筒
６ｔ  乾燥筒頭部
６ｂ  乾燥筒底部
７  サイクロン
１１  圧力空気噴射装置
１２  圧力空気噴射部
１２Ａ  噴出開口部
１３  熱風噴射部
１４  投入通路
１４Ａ  投入口
１５  乾燥物搬出管
１７  スクリューフィーダ
【図１】
2005257128.tif 000003
【図２】
2005257128.tif 000004
【図３】
2005257128.tif 000005
【図４】
2005257128.tif 000006
【図５】
2005257128.tif 000007