(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の管状胴を同心状に配置して本体胴を形成し、本体胴の一端に乾燥対象の造粒物および熱源のキャリアガスの導入口を接続するとともに、他端に乾燥造粒物およびキャリアガスの排出口を接続し、本体胴内に各管状胴で仕切って流路を多層状に形成し、各層流路を各管状胴の一端側もしくは他端側に形成する連通口において交互に接続して各層流路を一系統の流路に形成し、各管状胴内面に連続スクリューを配置して各層流路を螺旋状に形成するとともに、各管状胴内面に配置する連続スクリューを各層流路の上流側へ造粒物を移送する螺旋状に形成し、最内側の管状胴の内部に形成する最内層流路を連続スクリューで形成する螺旋状の流路と連続スクリューで囲まれた直線状の流路とで形成し、最内層流路に前記導入口を接続し、最外層流路に前記排出口を接続してなり、造粒物がキャリアガスによる流路の下流側への移動と連続スクリューによる上流側への移動とを反復的に繰り返しながら下流側へ流動しつつ、流動乾燥と気流乾燥を繰り返すことを特徴とする造粒乾燥機。
【請求項２】
最内側の管状胴の内面に軸心方向に沿った直線状の掻き揚げ板を複数箇所に配置したことを特徴とする請求項１に記載の造粒乾燥機。
【請求項３】
最内側の管状胴の内部に内筒を挿入して最内層流路を連続スクリューで形成する螺旋状の流路のみで形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の造粒乾燥機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は造粒乾燥機に関し、一般原材料あるいは下水汚泥、産業廃水汚泥等の汚泥を乾燥する技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般的な乾燥機としては種々のものがあり、下水汚泥、産業廃水汚泥等の汚泥の乾燥機としては、蒸気による間接的な熱伝達によって汚泥を乾燥させるディスク型乾燥機、リボン型真空乾燥機、遠心薄膜式乾燥機などの蒸気間接加熱方式のものや、熱風による直接的な熱伝達によって汚泥を乾燥させるセントリフラッシュ、キルン乾燥機などの熱風直接加熱方式のものがある。
【０００３】
例えばキルン乾燥機は、傾斜配置した回転ドラムの一端側からドラム内に熱風と汚泥の脱水ケーキを供給し、ドラムの傾斜勾配と回転運動によって汚泥をドラムの他端側へ移送しながらドラム内に通気する熱風によって汚泥を乾燥させており、ドラム内部に配置した掻き揚げ羽根と解砕羽根によって脱水ケーキを攪拌、解砕して熱風との接触を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、キルン乾燥機のような回転乾燥機においては、掻き揚げ板による攪拌だけでは汚泥（脱水ケーキ）とキャリアガス（熱風）との接触効率を十分に高めることはできないので、汚泥の機内における滞留時間を長くするためにドラムの直径および軸方向の長さを大きくする必要があり、ドラム容積の増加によって乾燥機全体が大型化する。また、内部に熱風を通気するドラム外側面の高温化を防止するためにドラムにキャスター等の断熱材を配置する必要があり、重量が大きくなる。
【０００５】
本発明は上記した課題を解決するものであり、容積の増大を伴なうことなく乾燥対象の造粒物とキャリアガスとの接触効率をたかめることができ、かつ断熱材が不要となる造粒乾燥機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の造粒乾燥機は、複数の管状胴を同心状に配置して本体胴を形成し、本体胴の一端に乾燥対象の造粒物および熱源のキャリアガスの導入口を接続するとともに、他端に乾燥造粒物およびキャリアガスの排出口を接続し、本体胴内に各管状胴で仕切って流路を多層状に形成し、各層流路を各管状胴の一端側もしくは他端側に形成する連通口において交互に接続して各層流路を一系統の流路に形成し、各管状胴内面に連続スクリューを配置して各層流路を螺旋状に形成するとともに、各管状胴内面に配置する連続スクリューを各層流路の上流側へ造粒物を移送する螺旋状に形成し、最内側の管状胴の内部に形成する最内層流路を連続スクリューで形成する螺旋状の流路と連続スクリューで囲まれた直線状の流路とで形成し、最内層流路に前記導入口を接続し、最外層流路に前記排出口を接続してなり、造粒物がキャリアガスによる流路の下流側への移動と連続スクリューによる上流側への移動とを反復的に繰り返しながら下流側へ流動しつつ、流動乾燥と気流乾燥を繰り返すものである。
【０００７】
上記した構成により、本体胴を軸心回りに回転駆動する状態において、導入口から本体胴の最内層流路に造粒物およびキャリアガスを供給する。キャリアガスは管状胴の内周面近傍を流れる一部が連続スクリューに当たって乱流となり、あるいは連続スクリューに沿って旋回流となって管状胴の下部に滞留する造粒物を舞い上がらせ、固気混相の流動層を形成しながら造粒物を流動乾燥させる。
【０００８】
直線状の流路を流れるキャリアガスは舞い上がった造粒物を下流側へ搬送しながら気流乾燥させる。キャリアガスで搬送する造粒物はしだいに落下して管状胴へ着地し、連続スクリューによって流路の上流側へ戻される。
【０００９】
このように、造粒物はキャリアガスによる流路の下流側への移動と連続スクリューによる上流側への移動とを反復的に繰り返しながら最内層流路を本体胴他端の下流側へ流動し、流動乾燥と気流乾燥を繰り返しながら機内に長く滞留するので造粒物の乾燥効率が高まる。
【００１０】
本体胴の他端側に達した造粒物はキャリアガスとともに連通口を通って隣接する外側の流路へ流入する。この流路において連続スクリューによる上流側への搬送作用とキャリアガスによる下流側への搬送作用を受ける造粒物は、上下の管状胴および連続スクリューで仕切られた螺旋状をなす流路をキャリアガスとの固気混相の流動層を形成しながら下流側へ移動し、流動層乾燥と気流乾燥の双方の作用を具現するので、キャリアガスと造粒物の接触効率および乾燥効率が非常に高くなる。
【００１１】
以後、造粒物およびキャリアガスは順次に外側の流路へ流入し、各層流路を下層流路の流れと相反する方向に流動しながら流動層乾燥と気流乾燥によって乾燥され、最外層流路から排出口を通って本体胴外へ流れ出る。
【００１２】
よって、連続スクリューによる上流側への搬送作用によって造粒物の機内滞留時間を長くし、かつ流動層乾燥と気流乾燥の双方の作用によって高い接触効率および乾燥効率を実現することで本体胴の容積を減じて乾燥機を小型化できる。また、本体胴内では造粒物に連続スクリューによる上流側への搬送作用を及ぼす状態で、キャリアガスによる搬送作用によってのみ造粒物を下流側へ搬送するので、未乾燥の重量が大きくて流動性の低い汚泥は十分な乾燥によって重量が軽減されるまで機外へ排出されないので、乾燥造粒物の重量および粒径はほぼ等しくなる。
【００１３】
本体胴は多層状の流路を有することでその構造自体に断熱性を有し、最内層流路から順次に外側の流路を流れて最外層流路から機外へ流れ出るキャリアガスは造粒物を加熱することで熱を奪われて漸次に温度が低下するので、最外側の管状胴における温度は低くなり、従来のようにキャスターなどの断熱材を施工する必要がなくなり、装置の軽量化を図れる。
【００１４】
請求項２に係る本発明の造粒乾燥機は、最内側の管状胴の内面に軸心方向に沿った直線状の掻き揚げ板を複数箇所に配置したものである。
上記した構成により、掻き揚げ板が管状胴の下部に滞留する造粒物を上方へ持ち上げて攪拌することでキャリアガスによる流動層の形成を促進し、接触効率および乾燥効率の向上を図れる。
【００１５】
請求項３に係る本発明の造粒乾燥機は、最内側の管状胴の内部に内筒を挿入して最内層流路を連続スクリューで形成する螺旋状の流路のみで形成したものである。
【００１６】
上記した構成により、本体胴内の全流路が螺旋状の流路となり、造粒物はキャリアガスとの固気混相の流動層を形成し、流動層乾燥と気流乾燥の双方の作用を具現ながら下流側へ移動する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明に係る造粒乾燥機は一般原材料の乾燥機としても利用可能であるが、本実施の形態では下水汚泥、産業廃水汚泥等の汚泥を乾燥する場合について説明する。
【００１８】
図１において、脱水ケーキ（含水率３５％〜８５％）１はケーキ投入ポンプ２によって混合機３に供給し、混合機３において後述する乾燥造粒汚泥の返送物と混合して造粒汚泥（含水率３５％〜５０％）４に造粒して後に乾燥機５に投入する。
【００１９】
この乾燥機５の作用および構造は後に詳述する。乾燥機５には造粒汚泥４とともにキャリアガス（加熱媒体）として循環ガス６を供給する。循環ガス６は熱風炉７で発生する排ガス８を加熱媒体として熱交換器９で加熱する。熱交換器９から排出する排ガスは排ガス系１０を経て煙突１１から大気へ放出する。乾燥機５において乾燥した乾燥造粒汚泥１２を含む循環ガス６はサイクロン１３に供給して固気分離し、循環ガス６は除湿器１４を経て循環ファン１５によって熱交換器９に戻し、一部のガスを抜出ファン１６によって熱風炉７へ供給する。
【００２０】
サイクロン１３で捕集した乾燥造粒汚泥１２は分級機１７に供給して分級し、適正粒径である中径の乾燥造粒汚泥１２は搬送コンベア１８によりバンカ１９に搬送し、バンカ１９から搬送トラック２０に積み出す。
【００２１】
不適正な粒径である大径の乾燥造粒汚泥１２は破砕機２１において適当粒径に破砕して後にホッパ２２に供給し、小径の乾燥造粒汚泥１２は直接にホッパ２２へ供給し、ホッパ２２から戻りコンベア２３により混合機３へ返送物として供給する。
【００２２】
図２に示すように、乾燥機５は本体胴３１が内層管状胴３２と中層管状胴３３と外層管状胴３４とを同心状に配置してなり、本体胴３１の一端に乾燥対象の造粒汚泥４および熱源の循環ガス（キャリアガス）６の導入口３５を接続するとともに、他端に乾燥造粒汚泥１２および循環ガス６の排出口３６を接続しており、導入口３５および排出口３６をシール材等を介して固定配管（図示省略）に接続し、本体３１の一端に設けた歯車３１ａに噛合する駆動装置（図示省略）を備えている。
【００２３】
本体胴３１は内部に各管状胴３２、３３、３４で仕切って内層流路３７、中層流路３８、外層流路３９を多層状に形成しており、内層流路３７と中層流路３８は内層管状胴３２の他端側に形成した連通口４０で接続し、中層流路３８と外層流路３９は中層管状胴３３の一端側に形成した連通口４１で接続し、各層流路を一系統の流路に形成している。
【００２４】
各管状胴３２、３３、３４の内面には連続スクリュー４２、４３、４４を配置して各層流路３７、３８、３９を螺旋状に形成しており、各連続スクリュー４２、４３、４４は各層流路３７、３８、３９の上流側へ造粒汚泥４を移送する螺旋状に形成している。つまり、図４に示すように、内層流路３７に配置する連続スクリュー４２と外層流路３９に配置する連続スクリュー４４とを同じ方向に旋回する螺旋形状に形成し、中層流路３８に配置する連続スクリュー４３を反対方向に旋回する螺旋形状に形成している。
【００２５】
内層管状胴３２の内層流路３７は連続スクリュー４２で形成する螺旋状の流路３７ａと連続スクリュー４２で囲まれた直線状の流路３７ｂとからなり、内層管状胴３２の内面に軸心方向に沿った直線状の掻き揚げ板３２ａを複数箇所に配置し、内層流路３７に導入口３５を接続し、外層流路３９に排出口３６を接続している。
【００２６】
以下に乾燥機５の作用を説明する。本体胴３１を軸心回りに回転駆動する状態において、導入口３５から本体胴３１の内層流路３７に造粒汚泥４および循環ガス６を供給する。循環ガス６は内層管状胴３２の内周面近傍を流れる一部が連続スクリュー４２に当たって乱流となり、あるいは連続スクリュー４２に沿って螺旋状の流路３７ａを旋回流となって流れ、内層管状胴３２の下部に滞留する造粒汚泥４を舞い上がらせて固気混相の流動層を形成しながら造粒汚泥４を流動乾燥させる。また、掻き揚げ板３２ａが内層管状胴３２の下部に滞留する造粒汚泥４を上方へ持ち上げて攪拌することで循環ガス６による流動層の形成を促進し、接触効率および乾燥効率の向上を図れる。
【００２７】
直線状の流路３７ｂを流れる循環ガス６は舞い上がった造粒汚泥４を下流側へ搬送しながら気流乾燥させる。循環ガス６で搬送する造粒汚泥４はしだいに落下して内層管状胴３２へ着地し、連続スクリュー４２によって内層流路３７の上流側へ戻される。
【００２８】
このように、造粒汚泥４は循環ガス６による内層流路３７の下流側への移動と連続スクリュー４２による上流側への移動とを反復的に繰り返しながら内層流路３７を本体胴３１の他端の下流側へ流動し、流動乾燥と気流乾燥を繰り返しながら機内に長く滞留するので造粒汚泥４の乾燥効率が高まる。
【００２９】
本体胴３１の他端側に達した造粒汚泥４は循環ガス６とともに連通口４０を通って隣接する中層流路３８へ流入する。この中層流路３８において連続スクリュー４３による上流側への搬送作用と循環ガス６による下流側への搬送作用を受ける造粒汚泥４は、上下の内層管状胴３２と中層管状胴３３および連続スクリュー４３で仕切られた螺旋状をなす流路を循環ガス６との固気混相の流動層を形成しながら下流側へ移動し、流動層乾燥と気流乾燥の双方の作用を具現するので、循環ガス６と造粒汚泥の接触効率および乾燥効率が非常に高くなる。
【００３０】
次ぎに、造粒汚泥４および循環ガスは連通口４１を通って外層流路３９へ流入し、外層流路３９を中層流路３８の流れと相反する方向に流動しながら流動層乾燥と気流乾燥によって乾燥され、外層流路３９から排出口３６を通って本体胴３１の外部へ流れ出る。
【００３１】
よって、連続スクリュー４２、４３、４４による上流側への搬送作用によって造粒汚泥４の機内滞留時間を長くし、かつ流動層乾燥と気流乾燥の双方の作用によって高い接触効率および乾燥効率を実現することで本体胴３１の容積を減じて乾燥機５を小型化できる。
【００３２】
また、本体胴３１の内部では造粒汚泥４に連続スクリュー４２、４３、４４による上流側への搬送作用を及ぼす状態で、循環ガス６による搬送作用によってのみ造粒汚泥４を下流側へ搬送するので、未乾燥の重量が大きくて流動性の低い汚泥は十分な乾燥によって重量が軽減されるまで機外へ排出されないので、乾燥造粒汚泥１２の重量および粒径はほぼ等しくなる。
【００３３】
本体胴３１は多層状の流路３７、３８、３９を有することでその構造自体に断熱性を有し、内層流路３７から中層流路３８を流れて外層流路３９から機外へ流れ出る循環ガス６は造粒汚泥４を加熱することで熱を奪われて漸次に温度が低下するので、外層管状胴３４における温度は低くなり、従来のようにキャスターなどの断熱材を施工する必要がなくなり、装置の軽量化を図れる。
【００３４】
図３に示すように、内層管状胴３２は内部に内筒４５を挿入することで内層流路３７を連続スクリュー４２で形成する螺旋状の流路３７ａのみで形成することも可能である。
【００３５】
この場合には、本体胴３１の全流路が螺旋状の流路となり、造粒汚泥４は循環ガス６との固気混相の流動層を形成し、流動層乾燥と気流乾燥の双方の作用を具現ながら下流側へ移動する。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、連続スクリューによる上流側への搬送作用とキャリアガスによる下流側への搬送作用とで造粒物を固気混相の流動層を形成しながら下流側へ移動させることで、流動層乾燥と気流乾燥の双方の作用を具現することができ、キャリアガスと造粒物の接触効率および乾燥効率が非常に高くなり、本体胴の容積を減じて乾燥機を小型化できる。また、キャリアガスによる搬送作用によってのみ造粒物を下流側へ搬送することで、未乾燥の重量が大きくて流動性の低い造粒物は十分な乾燥によって重量が軽減されるまで機外へ排出されないので、乾燥造粒物の重量および粒径をほぼ等しくできる。本体胴が多層状の流路をなすことでその構造自体に断熱性を有するのでキャスターなどの断熱材を施工する必要がなくなり、装置の軽量化を図れる。掻き揚げ板で造粒物を攪拌することで流動層の形成を促進して接触効率および乾燥効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における乾燥設備を示す模式図である。
【図２】同実施の形態における乾燥機の断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態における乾燥機の断面図である。
【図４】本発明の乾燥機における連続スクリューの形状を示す模式図である。
【符号の説明】
４    造粒汚泥
５    乾燥機
６    循環ガス
１２    乾燥造粒汚泥
３１    本体胴
３２    内層管状胴
３２ａ  掻き揚げ板
３３    中層管状胴
３４    外層管状胴
３５    導入口
３６    排出口
３７    内層流路
３７ａ  螺旋状の流路
３７ｂ  直線状の流路
３８    中層流路
３９    外層流路
４０、４１  連通口
４２、４３、４４  連続スクリュー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003891789.tif 000005