JP2012005932A

JP2012005932A - 粘着性材料用成形ノズルおよびバンド式乾燥装置

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Publication number: JP2012005932A
Application number: JP2010142448A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Matsumoto; 繁則松本; Takashi Noto; 隆能登; Maki Yamada; 眞樹山田
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2010-06-23
Filing date: 2010-06-23
Publication date: 2012-01-12
Anticipated expiration: 2030-06-23
Also published as: JP5561695B2

Abstract

【課題】汚泥、畜糞、食品、食品残渣、化成品、肥料等の粘着性材料を円滑に成形することができる粘着性材料用成形ノズルおよびその粘着性材料用成形ノズルを備えたバンド式乾燥装置を提供する。
【解決手段】汚泥１を輸送する汚泥輸送配管９に接続された末広ノズル１４Ａであって、汚泥輸送配管９と末広ノズル１４Ａの接続部における流路断面積Ｓ１が流出口における流路断面積Ｓ２の４０〜２００％となっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、汚泥、畜糞、食品、食品残渣、化成品、肥料等の粘着性材料を成形するために用いる粘着性材料用成形ノズルおよびその粘着性材料用成形ノズルを備えたバンド式乾燥装置に関するものである。

汚泥等の粘着性材料の有効利用等を図る場合、先ずは汚泥等の粘着性材料を乾燥させる処理が行われる（例えば、特許文献１参照）。

そこで、そのような汚泥等の粘着性材料の乾燥処理のために、海産物等の乾燥に利用されている多段バンド式乾燥装置を用いることが考えられる。多段バンド式乾燥装置は、特許文献２や特許文献３等に記載されているが、海産物等の被乾燥物を搬送する網目状のコンベアベルト（バンド）を上下方向に複数段備えており、それらのバンドで搬送されている被乾燥物に対して熱風や温風を送風することで、被乾燥物を乾燥するようになっている。

そして、そのような多段バンド式乾燥装置に汚泥等を供給する方法としては、特許文献４、５に記載されているように、ローラーによる圧密で汚泥等を紐状に成形して供給する方法が考えられる。

特開２００８−０５０４５８号公報特開平０２−０６９１３５号公報実開平０６−０３１４７９号公報特開２００８−０２０１７２号公報国際公開第２００２／０３７９７８号

しかしながら、特許文献４、５のように、ローラーによって汚泥等を圧密した場合、汚泥等が粘着性材料（高粘性高付着性材料）であるために、ローラーに付着して自重ではローラーから離脱しなくなる。この対策として、ローラーの溝に合わせたスクレーパを取り付けることが考えられるが、スクレーパ上で塊状になってしまう。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、汚泥、畜糞、食品、食品残渣、化成品、肥料等の粘着性材料を円滑に成形することができる粘着性材料用成形ノズルおよびその粘着性材料用成形ノズルを備えたバンド式乾燥装置を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。

［１］粘着性材料を輸送する輸送配管に接続される末広ノズルからなる粘着性材料用成形ノズルであって、前記輸送配管と末広ノズルの接続部における末広ノズルの流路断面積が、末広ノズルの流出口における末広ノズルの流路断面積の４０〜２００％となっていることを特徴とする粘着性材料用成形ノズル。

［２］前記末広ノズルの流出口における末広がり幅と、前記末広ノズルの流路長さとの比が０．２５〜１．００であることを特徴とする前記［１］に記載の粘着性材料用成形ノズル。

［３］前記末広ノズルの流出口に、粘着性材料を棒状に成形する機能を持つ成形機構が組み込まれていることを特徴とする前記［１］または［２］に記載の粘着性材料用成形ノズル。

［４］前記［１］〜［３］のいずれかに記載の粘着性材料用成形ノズルを備えていることを特徴とするバンド式乾燥装置。

本発明においては、汚泥、畜糞、食品、食品残渣、化成品、肥料等の粘着性材料を円滑に成形することができる。

本発明の一実施形態におけるバンド式汚泥乾燥装置を示す図である。本発明の一実施形態における汚泥成形ノズルを示す図である。本発明の一実施形態における汚泥成形ノズルを示す図である。比較のための汚泥成形ノズルを示す図である。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、ここでは、粘着性材料として汚泥を乾燥する場合を例にして述べる。

図１は、本発明の一実施形態における多段バンド式乾燥装置（多段バンド式汚泥乾燥装置）を示す図である。

図１に示すように、この実施形態における多段バンド式汚泥乾燥装置１０は、乾燥装置本体１１の内部に複数段のバンド（ここでは、１段目バンド１２と２段目バンド１３）を備えているとともに、脱水汚泥１が貯留されている汚泥貯留槽７から汚泥輸送ポンプ８と汚泥輸送配管９によって供給されてきた汚泥を所定の形状（幅広形状）に成形する汚泥成形ノズル１４と、乾燥後の汚泥を排出する乾燥汚泥排出装置１５を備えている。温風は、温風発生熱交換器１９で未利用排熱などと熱交換して所定の温度とし、乾燥装置本体１１に送風されて、１段目バンド１２および２段目バンド１３で搬送されている汚泥２を乾燥するようになっている。その際、汚泥２からの臭気をできるだけ抑制しながら乾燥するためには、１７０〜２４０℃の温風によって汚泥２の表面に殻を形成させるようにする。なお、温風は、大半は循環ファン１８によって温風発生熱交換器１９と乾燥装置本体１１内を循環され、一部は空気導入ファン１７によって大気から導入され、一部は図示しない排気処理装置によって排気される。

そして、図２は、汚泥成形ノズル１４を１段目バンド１２に対して垂直に向けて、成形された汚泥（成形汚泥）２が１段目バンド１２に載っていく状態を示している。その際に、円形の汚泥輸送配管９で輸送されてきた汚泥１を汚泥成形ノズル１４で幅広形状（偏平形状）の汚泥２に成形する必要があるので、そのためには、汚泥を汚泥成形ノズル１４内で適切に分散させて、流出口断面において概ね均一な流速で汚泥を流出させることが求められる。

なお、汚泥成形ノズル１４の１段目バンド１２に対する角度は垂直である必要はなく、水平でもかまわない。

以下に、この汚泥成形ノズル１４の具体的な構造について述べる。

汚泥成形ノズル１４としては、図４（ａ）に正面図、図４（ｂ）に側面図を示すような、方形ノズル１４Ｘを用いることが考えられる。ここで、方形ノズルとは、ノズルの流入口からノズルの流出口までノズルの流路断面が同一の矩形断面になっているノズルである。

しかし、方形ノズル１４Ｘを用いた場合は、輸送配管９の内径に対して方形ノズル１４Ｘの縦横比が大きいと、方形ノズル１４Ｘ内での汚泥の分散が不十分となり、方形ノズル１４Ｘからの流出が不均一になってしまうという問題がある。

これに対して、図３は、本発明の一実施形態における汚泥成形ノズル１４Ａを示す図である。図３（ａ）に正面図、図３（ｂ）に側面図を示すように、この実施形態における汚泥成形ノズル１４Ａは、汚泥輸送配管９に直交するように接続された末広ノズルである。ここで、末広ノズルとは、図３（ａ）に示すように、ノズルの流入口（輸送配管９との接続部）からノズルの流出口に向かってノズルの流路幅が徐々に広くなっているノズルを意味している。

そして、この末広ノズル１４Ａにおいては、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、汚泥輸送配管９の内径をＤとして、流入口の流路幅をｃ（ｃ≒Ｄ）、流入口の流路厚をｙ、流出口の流路幅をｄ（ｄ＞ｃ）、流出口の流路厚をｘ、流路長さをａ、流路の末広がり幅をｂ（＝（ｄ−ｃ）／２）、流路の末広がり角度をθ（＝ｔａｎ^−１（ｂ／ａ））とした時に、流入口における流路断面積Ｓ１（＝ｃ×ｙ）が流出口における流路断面積Ｓ２（＝ｄ×ｘ）の４０〜２００％となっている。

すなわち、この末広ノズル１４Ａにおいては、流路断面積比Ｓ１／Ｓ２が下記の（１）式を満たしている。
０．４≦Ｓ１／Ｓ２≦２．０・・・・・（１）

ちなみに、流路断面積比Ｓ１／Ｓ２が０．４未満の場合には、末広ノズル１４Ａ内で、汚泥１の流路長さ方向の速度成分が大きくなって、汚泥１が流路幅方向に分散しにくくなる。この問題は、末広ノズル１４Ａの末広がり角度θを小さくすることで対応可能であるが、この場合、末広がり角度θが小さい分だけ、流路長さａを長くすることが必要となり、末広ノズル１４Ａが大型になって重量およびコストが増加するとともに、末広ノズル１４Ａ内の圧力損失が増加して汚泥輸送ポンプ８の動力が増大する。

一方、流路断面積比Ｓ１／Ｓ２が２．０を超えている場合には、流入口の流路厚ｙが流出口の流路厚ｘに比べてかなり大きいことから、末広ノズル１４Ａが大型になって重量およびコストが増加する。また、流入口から流出口に向かって流路厚みが大きく狭まっていくことを意味しているので、末広ノズル１４Ａ内に偏流が生じ易くなる。この結果、末広ノズル１４Ａ内の圧力損失が増加して汚泥輸送ポンプ８の動力が増大したり、あるいは、粘着性材料で埋まらない空間にガスが滞留して、ノズルを腐食したりする恐れがある。

これに対して、流路断面積比Ｓ１／Ｓ２が０．４〜２．０（より好ましくは０．６〜１．５）の場合には、汚泥成形ノズル１４内で汚泥１を適切に分散させて、流出口断面において概ね均一な流速で汚泥を流出することができる。

なお、末広ノズル１４Ａにおいては、流路の末広がり幅ｂと流路長さａの比ｂ／ａ（末広がり傾斜）が下記の（２）式を満たすことが好ましい。
０．２５≦ｂ／ａ≦１．００・・・・・（２）

ここで、末広がり傾斜ｂ／ａが０．２５未満の場合には、流路長さａが長くなり過ぎて、末広ノズル１４Ａ内の圧力損失が増加して汚泥輸送ポンプ８の動力が増大することがある。

一方、末広がり傾斜ｂ／ａが１．００を超えている場合には、末広がり角度θ（＝ｔａｎ^−１（ｂ／ａ））が４５°を超えていることになり、角度θが急で汚泥１が流路幅方向に広がらず、適切に分散しないことがある。

したがって、末広がり傾斜ｂ／ａは０．２５〜１．００であることが好ましい。

そして、末広ノズル１４Ａの流出口近傍に、幅広の板形状に成形された汚泥をさらに幅方向に分割して棒状に成形する機能を持つ成形機構を組み込んでもよい。例えば、末広ノズル１４Ａの流出口において、幅方向に所定の間隔で、ピアノ線を厚さ方向に張るようにしてもよい。

このようにして、この実施形態においては、多段バンド式汚泥乾燥装置１０に供給する成形汚泥２を円滑に成形することができる。

なお、この実施形態では、末広ノズル１４Ａの流出口の形状は長方形にしているが、長円形であってもよい。ただし、長方形の方が幅方向に均一な厚さの成形汚泥が得られるので好ましい。

また、この実施形態では、複数段のバンドを備えているが、本発明は、１段のみのバンドの場合にも同様に実施することができる。

また、この実施形態では、汚泥を乾燥する場合を例にして述べたが、本発明は、畜糞、食品、食品残渣、化成品、肥料などの他の粘着性材料を乾燥する場合にも適用することができる。

１汚泥（脱水汚泥）
２汚泥（成形汚泥）
７汚泥貯留槽
８汚泥輸送ポンプ
９汚泥輸送配管
１０多段バンド式汚泥乾燥装置
１１乾燥装置本体
１２１段目バンド
１３２段目バンド
１４汚泥成形ノズル
１４Ａ汚泥成形ノズル（末広ノズル）
１４Ｘ汚泥成形ノズル（方形ノズル）
１５乾燥汚泥排出装置
１７空気導入ファン
１８循環ファン
１９温風発生熱交換器

Claims

粘着性材料を輸送する輸送配管に接続される末広ノズルからなる粘着性材料用成形ノズルであって、前記輸送配管と末広ノズルの接続部における末広ノズルの流路断面積が、末広ノズルの流出口における末広ノズルの流路断面積の４０〜２００％となっていることを特徴とする粘着性材料用成形ノズル。
前記末広ノズルの流出口における末広がり幅と、前記末広ノズルの流路長さとの比が０．２５〜１．００であることを特徴とする請求項１に記載の粘着性材料用成形ノズル。
前記末広ノズルの流出口に、粘着性材料を棒状に成形する機能を持つ成形機構が組み込まれていることを特徴とする請求項１または２に記載の粘着性材料用成形ノズル。
請求項１〜３のいずれかに記載の粘着性材料用成形ノズルを備えていることを特徴とするバンド式乾燥装置。