汚泥等含水物の高速乾燥用パドルドライヤー

【課題】大きなエネルギーを要する加熱は焼却炉の廃熱を利用して省エネルギー的に調達し、産業として高速大量処理しても、詰まり・焼付き・火災等のトラブルを予防し、耐久性がなければない。また、その構造は汚泥等含水物の種類や高速大量処理の諸条件に柔軟に対応できるようにすると共に、低コストで実現せねばならない。
【解決手段】鉄枠基台２０の上部に、上板３０と内板３１と外板３２と側板３３とで乾燥室３６とその外周を覆ってＵ字断面空間３８を形成し、前記乾燥室３６の内部を水平に貫く主軸４０には複数のパドル４１を設けて回転させると共に乾燥内部ファン１５で撹拌し、前記Ｕ字断面空間３８には熱風を通すことで主要な解決ができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は汚泥等含水物を焼却炉の廃熱を利用して、省エネルギー的に高速乾燥させ肥料等有用な材に加工するパドルドライヤーに関する。
【背景技術】
【０００２】
汚泥等含水物とは、家庭排出生ゴミ、し尿処理場の沈殿物、産業排出沈殿物、畜産排出糞類等、一般的に水分を５０％以上含んでおり貯蔵や運搬が困難であるが、乾燥させて軽量化し、もしくは粒状化・粉体化すれば肥料や建材になるものを指している。
【０００３】
パドルドライヤーについては、筒状の容器の中に汚泥等含水物を入れて、熱を加えて回転乾燥する方式が知られているが熱効率が上がらなかった。
【０００４】
加熱は重油を焚くものが多く、制御が簡単な電気ヒーターを用いたものもあった。しかし、大きなエネルギーを要する加熱は何れもＣＯ２排出を余儀なくされ、高速大量処理には適さなかった。
（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３３０１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、大きなエネルギーを要する加熱は焼却炉の廃熱を利用して省エネルギー的に調達し、産業として高速大量処理しても、詰まり・焼付き・火災等のトラブルを予防し、耐久性がなければない。
【０００７】
また、その構造は汚泥等含水物の種類や高速大量処理の諸条件に柔軟に対応できるようにすると共に、低コストで実現せねばならない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題にたいして、鉄枠基台２０の上部に、上板３０と内板３１と外板３２と側板３３とで乾燥室３６とその外周を覆ってＵ字断面空間３８を形成し、前記乾燥室３６の内部を水平に貫く主軸４０には複数のパドル４１を設けて回転させると共に乾燥内部ファン１５で撹拌し、前記Ｕ字断面空間３８には熱風を通すことで主要な解決ができる。
【０００９】
さらにまた、乾燥室３６は上板３０の中央の一端に供給口１１を、内板３１の中央の他の一端に外板３２を貫く排出口１４を設けること、Ｕ字断面空間３８は上板３０の供給口１１脇に風入口１２を、その上板３０の長方形の対角部に風出口１３を設けること、熱風の供給源は焼却炉６０であり、上板３０の供給口１１に連結する構造とすること、パドル４１はアーム４２とスクレーパー４３とからなり、スクレーパー４３は扇形であり、アーム４２は梯子形で中央部は主軸４０に溶接されていること、スクレーパー４３はボルト４４が溶接されており、ボルト４４はアーム４２の梯子端のねじ孔に嵌っていて、スクレーパー半径Ｒとスクレーパー進み角θを所望する量に調整した後、ナット４５で固着する構造にするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
前述のような手段をとることにより、産業として高速大量処理しても、詰まり・焼付き・火災等のトラブルを防止することができた。
大きなエネルギーを要する加熱については焼却炉の廃熱を利用して省エネルギー的であり、脱水熱効率が高く、ＣＯ２排出を増大することなく解決できた。
【００１１】
また、Ｕ字断面空間構造とパドル構造は高速大量処理の諸条件に柔軟に対応でき、しかも低コストで実現できた。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のパドルドライヤーの実施例を示す中央断面図である。
【図２】本発明の図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】本発明の図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】本発明のシステム構成を示す組織図である。
【図５】本発明のパドル部品の実施例を示す３面図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は現場において数値計算をし、試行錯誤しながら、最適化したものである。以下実施例として詳細に開示していく。
【実施例】
【００１４】
図１、図２、図３により、本発明のパドルドライヤー１０の基本構成を説明する。
鉄枠基台２０はパドルドライヤー１０の高さを調整し、地面に固定するものでアングル鋼材が使われる。その上部に、上板３０と内板３１と外板３２と側板３３とで主要部である乾燥室３６とその外周を覆ってＵ字断面空間３８を形成する。主要部の板材は全てＳＵＳ３０４鋼板の厚さ５ｍｍを使用して耐久性を増している。外気に触れる上板３０と外板３２と側板３３の外側は、炉材用耐熱ウールまたはロックウールを巻いて薄板で止め、放熱を最小にしている。
かくして、標準型は全幅５０００ｍｍ、全高３７５０ｍｍ、奥行き２２５０ｍｍに収めることができた。
【００１５】
乾燥室３６の内部を水平に貫く主軸４０は、鉄枠基台２０に設けたモーターＭの回転を減速機２１で大きく減速し、さらに駆動スプロケット２２、駆動チェン２３、従動スプロケット２４を介して減速して、３０ｒｐｍ〜１２０ｒｐｍで回転させている。またモーターＭは１１ｋｗ、可変速であるインバーター型を用いる事が多い。汚泥等含水物は乾燥が進むと粘性が増し主軸４０は大きなトルクを受けることから、ガス管１５０Ａ（内径１５０ｍｍ）でＳＵＳ３０４を用いている。主軸４０を支持する主ベアリング２５もまた耐熱で大容量のものにしている。
【００１６】
主軸４０には２０本程のパドル４１を設けて内板３１の内側を回転させ、スクレーパー半径Ｒは８００ｍｍとした。
必然的であるが内板３１の形状もＵ字型であるのが特徴であり、下部は半円筒の樋で、上部は垂直に開いている。この空間には２個の乾燥内部ファン１５を設けており、乾燥室３６の内部を１０ｍ／ｓ程度の強風で撹拌して、汚泥等含水物と内板３１との熱伝達効率を上げることに役立っている。
また、Ｕ字型上部のこの乾燥空間は、実験的に悪条件を試みたが、円筒型で発生するような、詰まり・焼付き・火災等のトラブルは発生しなかった。
【００１７】
Ｕ字型上部のこの乾燥空間に沸騰して溜まる水蒸気は、完全に水蒸気である汚泥の場合は、上板３０からそのまま大気に放出する。臭気を伴う場合は、後述する焼却炉６０へ戻すことが多い。活性炭や酸化触媒を用いることもあり、多岐にわたるため図示していない。
Ｕ字断面空間３８には熱風を通すことで内板３１を加熱し、乾燥を促進する。Ｕ字断面空間３８の内部は、随所に柱や導風板を溶接して間隔を保っている。
【００１８】
図４によって、熱風およびエネルギーと周辺システムを説明する。
パドルドライヤー１０の乾燥室３６は、上板３０の中央の一端に供給口１１を設け、汚泥等含水物をホッパ５０に受けて堆積したものを、スクリューコンベア５１で供給制御弁を介して供給する。
汚泥等含水物の含水率は８５％程度のものまで扱い、供給能力は１３２０ｋｇ／ｈである。
内板３１の中央の他の一端に外板３２を貫く排出口１４を設けられ、排出制御弁８１を介して製品サイロ８０に一旦堆積し、適宜運搬車９０で出荷する。排出能力は含水率３０％のもので２８３ｋｇ／ｈである。
【００１９】
Ｕ字断面空間３８は上板３０の供給口１１脇に風入口１２を設け、焼却炉６０からの熱風を受け入れる。その温度は、焼却炉６０の出口で８１５℃、風入口１２で６００℃であった。その風量は６４２０ノルマル立方メートル／ｈで、この量がそのままＵ字断面空間３８を通り貫ける。
【００２０】
上板３０の長方形の対角部に風出口１３が設けてあり、その温度は３００℃であった。風出口１３を出た熱風はまだ利用する事もあるが、最終的には集塵機７０を通して大気に放出する。
集塵機７０は、高温ではサイクロン型、２００℃以下ならバグフィルター型が適当である。
【００２１】
図５によって、主軸４０に溶接されている２０本程のパドル４１の一つを詳細に説明する。
パドル４１は、アーム４２とスクレーパー４３とからなり、スクレーパー４３は扇形であり、アーム４２は梯子形で中央部は主軸４０に溶接されている。
普通のスクレーパーは、内板３１に弾性的に接して削ぎ落とす作用をさすが、本発明では、一定の間隔を保って撹拌し、下流に向けて速度Ｖで送る役目をさせている。
一定の間隔とは１０ｍｍ〜２０ｍｍで調整している。
【００２２】
スクレーパー４３はボルト４４が溶接されており、ボルト４４はアーム４２の梯子端のねじ孔に嵌っていて、スクレーパー一定の間隔とスクレーパー進み角θを所望する量に調整した後、ナット４５で固着する構造にしている。
スクレーパー進み角θについては５度〜４５度で使われ、平均すると１０度程度であるが、実験中に進み角θは不揃いであることが好結果を生み出すことが分ってきた。理由は定かではないが、各スクレーパーの送りのムラで空気撹拌が良くなるためらしい。
梯子端のねじ孔は両端にきってあるが、本件実施例では片端で行っている。
【００２３】
モーターＭの回転速度をＮｒｐｍ、消費電力をＰｋｗとすると、Ｐは（Ｎ×ｓｉｎθ）に比例する。
汚泥等含水物の送り速度をＶとすると、Ｖは（Ｎ×ｃｏｓθ）に比例する。
汚泥等含水物の脱水量をＷとすると、Ｗは滞留時間に比例するから、（Ｎ×ｃｏｓθ）には反比例する。
この関係から、Ｎとθの調整で、従来の数倍の高速乾燥が可能になった。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、省エネ、省資材であり、即産業に利用が可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１０パドルドライヤー
１１供給口
１２風入口
１３風出口
１４排出口
１５乾燥内部ファン
２０鉄枠基台
２１減速機
２２駆動スプロケット
２３駆動チェン
２４従動スプロケット
２５主ベアリング
３０上板
３１内板
３２外板
３３側板３３
３６乾燥室
３８Ｕ字断面空間
４０主軸
４１パドル
４２アーム
４３スクレーパー
４４ボルト
４５ナット
５０ホッパ
５１スクリューコンベア
５２供給制御弁
６０焼却炉
７０集塵機
８０製品サイロ
８１排出制御弁
９０運搬車
Ｍモーター
Ｒスクレーパー半径
θ スクレーパー進み角

【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄枠基台２０の上部に、上板３０と内板３１と外板３２と側板３３とで乾燥室３６とその外周を覆ってＵ字断面空間３８を形成し、前記乾燥室３６の内部を水平に貫く主軸４０には複数のパドル４１を設けて回転させると共に乾燥内部ファン１５で撹拌し、前記Ｕ字断面空間３８には熱風を通してなる汚泥等含水物の高速乾燥用パドルドライヤー。
【請求項２】
請求項１において、前記乾燥室３６は上板３０の中央の一端に供給口１１を、内板３１の中央の他の一端に外板３２を貫く排出口１４を設けた汚泥等含水物の高速乾燥用パドルドライヤー。
【請求項３】
請求項１において、前記Ｕ字断面空間３８は上板３０の供給口１１脇に風入口１２を、その上板３０の長方形の対角部に風出口１３を設けた汚泥等含水物の高速乾燥用パドルドライヤー。
【請求項４】
請求項１において、前記熱風の供給源は焼却炉６０であり、上板３０の供給口１１に連結する構造の汚泥等含水物の高速乾燥用パドルドライヤー。
【請求項５】
請求項１において、前記パドル４１はアーム４２とスクレーパー４３とからなり、スクレーパー４３は扇形であり、アーム４２は梯子形で中央部は主軸４０に溶接されている汚泥等含水物の高速乾燥用パドルドライヤー。
【請求項６】
請求項５において、前記スクレーパー４３はボルト４４が溶接されており、ボルト４４はアーム４２の梯子端のねじ孔に嵌っていて、スクレーパー半径Ｒとスクレーパー進み角θを所望する量に調整した後、ナット４５で固着する構造の汚泥等含水物の高速乾燥用パドルドライヤー。

【図１】