JP2008304080A - ディスク型処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】攪拌羽根の伝熱面への被乾燥物による摩擦や圧縮を抑制して伝熱面への摩耗及び被乾燥物の微粉化を軽減することが可能なディスク型処理装置を提供すること。
【解決手段】両端に側壁が設けられた筒状体を有する固定体と、該筒状体の軸方向に連設された複数の攪拌羽根２２を有して前記固定体に回転自在に挿通される回転軸とを備え、前記筒状体内に供給された被乾燥物を、前記攪拌羽根により攪拌しつつ前記固定体に設けられた被乾燥物排出部に向けて前記軸方向に移送しながら乾燥させるディスク型処理装置であって、前記撹拌羽根２２の内周側には、前記被乾燥物が流通自在とされる貫通孔２５が前記軸線方向に形成されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

この発明は、一般工業製品や、フィッシュミール、産廃スラッジ、汚泥などの熱処理、反応、乾燥、冷却処理などに使用する、内部に熱媒体を有する構造の攪拌加熱方式のディスク型処理装置に関するものである。

一般工業製品や、フィッシュミール、産廃スラッジ、汚泥などの処理物は、内部に含有されている水分などを乾燥装置等の処理装置によって蒸発、乾燥させて、減量、再利用することが一般的に行われている。
このような処理機による蒸発、乾燥に際しては、処理物に対して直接熱風を吹き当てることで乾燥させる直接乾燥法や、熱風などの熱媒体によって容器などの接触部材を加熱して加熱された接触部材を処理物と接触させることで熱媒体を処理物に直接当てずに乾燥させる間接乾燥法がある。

このような間接乾燥法を採用した処理装置として、両端に側壁が設けられた筒状体を有する固定体と、この固定体に対して回転自在に挿通された回転軸とを備えるディスク型処理装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

このようなディスク型処理装置は、回転軸に複数の攪拌羽根が連設されており、各攪拌羽根の内部に熱媒体を有する構造として各攪拌羽根を加熱するとともに、筒状体の内部に供給された被乾燥物を複数の攪拌羽根で攪拌、乾燥させながら移送する。このとき、攪拌羽根を複数設けることで、被乾燥物との接触面積が増大して効率よく被乾燥物を乾燥させることができるようになっている。
特開２００２−２５０５９０号公報

しかしながら、ディスク型処理装置の攪拌羽根は、被乾燥物との接触により伝熱面に摩耗が発生し易いうえ、被乾燥物の必要以上の乾燥や接触による摩擦は、被乾燥物が微粉化して飛散しやすくなり、発塵によって被乾燥物のハンドリングが難しくなるという問題があった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、攪拌羽根の伝熱面への被乾燥物による過度の摩擦や圧縮を抑制して伝熱面への摩耗及び被乾燥物の微粉化を軽減することが可能なディスク型処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、両端に側壁が設けられた筒状体を有する固定体と、該筒状体の軸方向に連設された複数の攪拌羽根を有して前記固定体に回転自在に挿通される回転軸とを備え、前記筒状体内に供給された被乾燥物を、前記攪拌羽根により攪拌しつつ前記固定体に設けられた被乾燥物排出部に向けて前記軸方向に移送しながら乾燥させるディスク型処理装置であって、前記撹拌羽根の内周側には、前記被乾燥物が流通自在とされる貫通孔が前記軸方向に形成されていることを特徴とする。

この発明に係るディスク型処理装置によれば、被乾燥物が攪拌羽根内周側に形成された貫通孔を通じて軸方向に移送可能とされるので被乾燥物の移動の自由度が向上して被乾燥物の攪拌が向上する。
また、攪拌羽根の内周側と接触した被乾燥物の一部は、攪拌羽根の外周部まで到達することなく貫通孔を通って攪拌羽根の内周側にて軸方向に移送自在とされるので、被乾燥物と伝熱面との接触が抑制され、伝熱面への摩擦、圧縮が抑制される。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のディスク型処理装置であって、前記貫通孔が、それぞれの攪拌羽根に複数形成されていることを特徴とする。

この発明に係るディスク型処理装置によれば、それぞれの攪拌羽根に複数の貫通孔が形成されているので、攪拌羽根の回転周期に対して短い時間で、かつ攪拌羽根の複数の周方向位置で軸方向に移送されるので移送ムラの発生や被乾燥物の停滞が抑制される。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載のディスク型処理装置であって、 前記貫通孔は、それぞれの前記攪拌羽根と、隣接して設けられる前記攪拌羽根とは、前記貫通孔の前記回転軸廻りの周方向位置がずらして配置されていることを特徴とする。

この発明に係るディスク型処理装置によれば、貫通孔が隣接して配置される攪拌羽根の貫通孔と回転軸廻りにずらして形成されているので、被乾燥物の移送に際して隣接配置される２つの攪拌羽根の伝熱面間に挟まれて停滞することが抑制され、被乾燥物と伝熱面との摩擦、圧縮が抑制される。

この発明に係るディスク型処理装置によれば、被乾燥物の動きの自由度が向上し、攪拌作用による被乾燥物の攪拌羽根伝熱面への摩擦や圧縮が抑制され、伝熱面への摩耗を軽減することができる。
また、被乾燥物の微粉化を軽減することができる。

以下、図１から図７を参照し、この発明の一実施形態について説明する。
本実施形態におけるディスク型処理装置１は、間接乾燥法を採用した乾燥装置の一態様であって、図１に示すように、中空の固定体２と、固定体２に対して回転自在に挿通された回転軸３とを備え、固定体２を構成する筒状体１３内に供給された被乾燥物Ｗ１を、固定体２に設けられた被乾燥物排出部１３Ｂに向けて筒状体１３の軸線（軸）Ｏ方向に移送しながら攪拌、乾燥させるようになっている。

固定体２は、横置きとされて両端に側壁１１、１２が設けられた筒状体１３と、筒状体１３の外周面を覆うように設けられたジャケット（図示略）とを備えている。

筒状体１３は、断面円筒形状であり、側壁１１側の上面に被乾燥物Ｗ１を供給する被乾燥物導入部１３Ａが設けられており、側壁１２側の下面に筒状体１３内を移送されて処理された被乾燥物Ｗ２を排出する被乾燥物排出部１３Ｂが設けられている。被乾燥物導入部１３Ａは側壁１１よりも若干側壁１２側に設けられており、被乾燥物排出部１３Ｂは側壁１２よりも若干側壁１１側に設けられている。

ここで、本明細書のディスク型処理装置１において、筒状体１３の被乾燥物導入部１３Ａが設けられた側の一端を上流端、被乾燥物排出部１３Ｂが設けられた側の一端を下流端と称する。
また、筒状体１３には、被乾燥物を加熱することで発生する水蒸気を排気する水分排気口１３Ｄ及び筒状体１３の内部に空気を導入して筒状体１３内部の圧力などを調整する空気導入口１３Ｃが設けられている。

また、筒状体１３には、上側の内周面から回転軸３の軸心に向かって固定板１４が複数設けられている。
固定板１４は、後述する複数の攪拌羽根２２の間にそれぞれ突出するように設けられている。

回転軸３は、回転軸本体２１と、筒状体１３の軸線Ｏ方向に連設された複数の攪拌羽根２２とを備えるとともに固定体２に回転自在に挿通されており、固定体２の外部に設けられた動力源（図示略）によって、図１に示す矢印Ａ方向で回転自在とされている。
回転軸本体２１は、円筒形状に形成されており、回転軸本体２１内に熱媒体である蒸気Ｓを導入するための蒸気導入口２１Ａが固定体２の下流端の外部に設けられている。
なお、回転軸３、攪拌羽根２２の回転軸線は、筒状体１３の軸線Ｏと同心とされている。

複数の攪拌羽根２２は、被乾燥物との接触面積を増大するために設けられており、回転軸本体２１の軸線Ｏ方向に等間隔で配置されている。
攪拌羽根２２は、図２、図３に示すように、軸線Ｏ方向の上流側、下流側の両側に膨出するとともに中空に形成された円盤形状を有しており、回転軸本体２１内を流通する蒸気が攪拌羽根２２内に流通可能なように、中空部が連続して設けられている。

攪拌羽根２２は、図２に示すように、両側面の内周側に軸線Ｏ方向外方に延在する円筒状壁部２２Ａを備えており、円筒状壁部２２Ａの内周に回転軸本体２１を挿入して回転軸本体２１と取り付けられている。
また、それぞれの攪拌羽根２２には、図２から図４に示すように、内周側に軸線Ｏ方向に貫通する貫通孔２５が形成されており、被乾燥物が軸線Ｏ方向に流通自在とされている。

貫通孔２５は、攪拌羽根２２の前記両側の壁部に形成された孔に、攪拌羽根２２の一方の伝熱面と他方の伝熱面とを接続可能な長さの筒体２６を嵌挿し、その筒体２６の両端部を前記両側の壁部に形成された孔の周縁部全周にわたって溶接し、攪拌羽根２２の内部と外部の気密が確保されるように構成されている。

この実施の形態において、攪拌羽根２２に形成された貫通孔２５は、両端部間の距離が５０ｍｍとされ、内径がφ１５０ｍｍとされている。
被乾燥物Ｗ１が流通自在とされるためには、貫通孔２５の内径は、１００ｍｍ〜２００ｍｍとされることが好ましい。

この実施の形態の攪拌羽根２２は、図４に示すように、それぞれの貫通孔２５が回転軸の軸線Ｏを中心とする内周角９０°の周方向の同心状の位置に４つ形成されている。
また、図５に示した概念図のように、連設されるそれぞれの攪拌羽根２２は、上流側に隣接配置される攪拌羽根２２に対して貫通孔２５が回転軸３の回転方向Ａ後方側に４５°ずれた周方向位置に配置されており、その結果、それぞれの攪拌羽根２２に形成された貫通孔２５は、下流側の攪拌羽根２２の貫通孔２５は上流側の攪拌羽根２２の貫通孔２５に対して前記軸線Ｏ廻りに回転方向後方側に４５°ずれて配置されている。

また、攪拌羽根２２には、回転軸本体２１の軸線Ｏを中心とする複数（この実施の形態では３つ）の同心円の周方向に所定の間隔をあけて配置され、上流側の伝熱面を構成する羽根部材と下流側の伝熱面を構成する羽根部材とを前記軸線Ｏ方向に連結する複数の連結部材２７が攪拌羽根２２内部の機密を確保しつつ設けられており、これら連結部材２７により攪拌羽根２２の連結強度が強化されている。

攪拌羽根２２の外周部２２Ｂには、図４に示すようなブラケット３１が周方向に９０°の間隔をあけて、例えば４カ所に設けられていて、これらブラケット３１には必要に応じて送り羽根３２、平羽根３３が取り付けられている。

送り羽根３２は、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、矩形平板状に形成された取付部材３２Ａの一辺が矩形平板状に形成された羽根部材３２Ｂのいずれかの辺と平行に羽根部材３２Ｂの面に接続されたものであり、取付部材３２Ａと羽根部材３２Ｂのそれぞれの面は接続部分を挟んで所定の角度で接続されている。

また、送り羽根３２は、取付部材３２Ａに形成された取付孔３２Ｃによって攪拌羽根２２のブラケット３１に取付可能とされており、送り羽根３２は、ブラケット３１に取り付けられた状態で回転軸３を回転させることにより被乾燥物Ｗ１に攪拌羽根２２に対する周方向及び軸線Ｏ方向の運動が付与されて、被乾燥物Ｗ１が上流側から下流側に移送されるようになっている。

平羽根３３は、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、矩形平板状に形成された取付部材３３Ａを矩形平板状に形成された平羽根部材３３Ｂの面に平羽根部材３３Ｂのいずれかの辺と平行に立設連結して略Ｌ字形に形成したものであり、取付部材３３Ａに形成された取付孔３３Ｃによりブラケット３１に取付可能とされており、平羽根３３をブラケット３１に取り付けた状態で回転軸３を回転させることより被乾燥物Ｗ１に攪拌羽根２２の周方向の運動を与えるようになっている。

なお、送り羽根３２は、筒状体１３の上流側において攪拌羽根２２の周方向に１８０°の間隔をあけてそれぞれ２組取り付けられ、下流側では１組取り付けられている。
また、平羽根３３は、概ね軸線Ｏ方向の上流側には取り付けられていないが、下流側において攪拌羽根２２に１枚が取り付けられている。

次に、このような構成を有するディスク型処理装置１を用いた被乾燥物Ｗ１の乾燥方法について説明する。まず、蒸気導入口２１Ａから熱媒体である蒸気Ｓを回転軸本体２１内に供給する。これにより、複数の攪拌羽根２２は、内部を流通する蒸気によって加熱される。また、ジャケットにも熱媒体として蒸気Ｓを導入することによって筒状体１３を加熱する。

次に、回転軸３を回転させて、被乾燥物導入部１３Ａから被乾燥物Ｗ１を供給する。供給された被乾燥物Ｗ１は、筒状体１３の下側の内周面上に堆積し、回転軸３が回転することによって攪拌羽根２２によって攪拌されるとともに上流側から下流側に向けて移送される。

筒状体１３内を移送する被乾燥物Ｗ１は、蒸気Ｓによって加熱された回転軸本体２１及び攪拌羽根２２や筒状体１３の内周面に接触することにより被乾燥物Ｗ１内の水分が蒸発して乾燥される。被乾燥物Ｗ１を乾燥することにより被乾燥物Ｗ１から発生した水蒸気などは、水分排気口１３Ｄを介して固定体２の外部に排気される。

被乾燥物Ｗ１が乾燥される途中で、被乾燥物Ｗ１の水分量によっては粘性の高い状態となった場合、この状態の被乾燥物Ｗ１は、側壁１１や攪拌羽根２２に付着することがある。攪拌羽根２２に付着した被乾燥物Ｗ１は、筒状体１３の内周面から各攪拌羽根２２の間に向けて突出するように設けられた固定板１４によって掻き取られる。
固定板１４によって掻き取られた被乾燥物Ｗ１は、攪拌羽根２２によって攪拌、乾燥されながら被乾燥物排出部１３Ｂに向けて移送される。

また、側壁１１に付着した被乾燥物は、図示しない掻取羽根によって掻き取られ、掻取羽根によって掻き取られた被乾燥物Ｗ１は、上流側から下流側に移送されて、側壁１１に付着しなかった他の被乾燥物と同様に、攪拌羽根２２によって攪拌、乾燥されながら被乾燥物排出部１３Ｂに向けて移送される。

この攪拌、移送の過程において、被乾燥物Ｗ１は、攪拌羽根２２の外周部の外方に加えてを通って軸Ｏ方向下流側に移送されるとともに、被乾燥物Ｗ１の一部は、攪拌羽根２２の貫通孔２５を通過して攪拌羽根２２の内周側の位置で下流側に移送される。

また、ひとつの攪拌羽根２２の貫通孔２５を通過して下流側に移送された被乾燥物Ｗ１は、下流側の攪拌羽根２２との間の空間において、貫通孔２５が形成されている高さ、すなわち堆積した被乾燥物Ｗ１の比較的上側に位置するが、攪拌されることにより深い位置に移動するとともに一部が下流側の攪拌羽根２２の貫通孔２５を通過してさらに下流側に移送される。

このように構成されたディスク型処理装置１によれば、被乾燥物Ｗ１は、攪拌羽根２２の外周部に加えて貫通孔２５を通じて軸線Ｏ方向に移送されるので被乾燥物の移動の自由度が向上して被乾燥物Ｗ１の攪拌が向上する。
また、攪拌羽根２２の内周側に位置していた被乾燥物Ｗ１の一部が攪拌羽根２２の外周部に至ることなく攪拌羽根２２の内周側にて貫通孔２５を通って軸線Ｏ方向に移送されることにより、被乾燥物Ｗ１の攪拌羽根２２の伝熱面との接触が抑制され、伝熱面へ圧縮、摩擦による摩耗が抑制される。

この実施形態に係るディスク型処理装置１によれば、それぞれの攪拌羽根２２に貫通孔２５が複数形成されているので、攪拌羽根２２の回転周期に対して短時間で被乾燥物Ｗ１が貫通孔２５を通過することが可能とされ、かつ攪拌羽根２２の複数の周方向位置で軸線Ｏ方向に移送されるので移送ムラの発生や攪拌羽根２２間における被乾燥物Ｗ１の停滞が抑制される。

この実施形態に係るディスク型処理装置１によれば、それぞれの攪拌羽根２２が隣接して配置される攪拌羽根２２と回転軸３の軸線Ｏ廻りにずれて配置されているので、上流側の攪拌羽根２２の貫通孔２５と下流側の攪拌羽根２２の貫通孔２２が回転軸３の軸線廻りに所定角度をもって周方向にずれて配置されているので、攪拌羽根２２間における被乾燥物Ｗ１の停滞がより抑制される。

その結果、被乾燥物Ｗ１が停滞することなく移送されて、被乾燥物Ｗ１が停滞することによる伝熱面への圧縮、摩擦の発生が抑制される。
また、攪拌羽根２２の伝熱面への被乾燥物Ｗ１による圧縮、摩擦が抑制されるので被乾燥物Ｗ１の微粉化を軽減することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態では熱媒体として蒸気Ｓを用いる場合について説明したが、温水など他の熱媒体を用いてもよい。

また、攪拌羽根２２に形成される貫通孔２５が円形状とされる場合について説明したが、例えば、楕円形状、多角形等の円形状以外の形状とすることも可能である。
また、攪拌羽根２２に形成される貫通孔２５が、それぞれ４個とされ、隣接配置される攪拌羽根２２の貫通孔２５と軸線Ｏ廻りに４５°の内周角をもってずらされている場合について説明したが、それぞれの攪拌羽根２２に形成される貫通孔２５の数、位置、隣接する攪拌羽根２２とのずれ角度は自在に設定可能であり、これら設定事項をそれぞれの攪拌羽根２２や、隣接は位置される攪拌羽根２２との間で自在に変更することも可能である。
また、送り羽根３２、平羽根３３は、その構成及び攪拌羽根２２における配置を任意に設定することが可能である。

この発明によれば、間接乾燥法を採用したディスク型処理装置に関して、被乾燥物の攪拌に関する自由度を向上させて、攪拌羽根の伝熱面への被乾燥物による摩擦や圧縮を抑制して伝熱面への摩耗及び被乾燥物の微粉化を軽減することができるので、産業上の利用可能性が認められる。

本発明に係る一実施の形態を示す図であって、ディスク型処理装置を側面から見た縦断面図である。 本発明の一実施形態に係るディスク型処理装置の攪拌羽根を側面から見た縦断面図であり、上半分は貫通孔がある位置を下半分は貫通孔がない位置を示している。 本発明の一実施形態に係るディスク型処理装置の攪拌羽根の貫通孔を含む位置を側面から見た詳細縦断面図である。 本発明の一実施形態に係るディスク型処理装置の攪拌羽根の正面図である。 本発明の一実施形態に係るディスク型処理装置の攪拌羽根の配置例を示す概念図である。 本発明の一実施形態に係るディスク型処理装置の送り羽根を示す図であり、（Ａ）は攪拌羽根の正面図、（Ｂ）は攪拌羽根を攪拌羽根の径方向外方から見た（Ａ）のＳ−Ｓ断面図である。 本発明の一実施形態に係るディスク型処理装置の平羽根を示す図であり、（Ａ）は攪拌羽根の正面図、（Ｂ）は攪拌羽根を攪拌羽根の径方向外方から見た（Ａ）のＴ−Ｔ断面図である。

符号の説明

Ｏ 軸線
Ｗ１、Ｗ２ 被乾燥物
１ ディスク型処理装置
２ 固定体
３ 回転軸
１３ 筒状体
１３Ｂ 被乾燥物排出部
２２ 攪拌羽根
２５ 貫通孔

Claims (3)

1. 両端に側壁が設けられた筒状体を有する固定体と、
   該筒状体の軸方向に連設された複数の攪拌羽根を有して前記固定体に回転自在に挿通される回転軸とを備え、
   前記筒状体内に供給された被乾燥物を、前記攪拌羽根により攪拌しつつ前記固定体に設けられた被乾燥物排出部に向けて前記軸方向に移送しながら乾燥させるディスク型処理装置であって、
   前記撹拌羽根の内周側には、
   前記被乾燥物が流通自在とされる貫通孔が前記軸方向に形成されていることを特徴とするディスク型処理装置。
2. 請求項１に記載のディスク型処理装置であって、
   前記貫通孔が、それぞれの攪拌羽根に複数形成されていることを特徴とするディスク型処理装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のディスク型処理装置であって、
   それぞれの前記攪拌羽根と、隣接して設けられる前記攪拌羽根とは、前記貫通孔の前記回転軸廻りの周方向位置がずらして配置されていることを特徴とするディスク型処理装置。

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