JP3890467B2 - 絡み付き防止型回転軸を具えた回転ドラム型乾燥機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＲＤＦ製造施設や都市ゴミガス化溶融施設等における都市ゴミの前処理に用いる乾燥機に関するものであり、特に都市ゴミ中に含まれる紐状ゴミが回転軸に絡み付いてしまうことを防止することのできる装置に係るものである。
【０００２】
【発明の背景】
近時、都市において排出される家庭ゴミ、産業廃棄物等のゴミを乾燥させて、例えば固形燃料としてＲＤＦ発電等に再利用すること等が行われている。その際に使用される乾燥機の一つのタイプとして回転ドラム型乾燥機があり、このものは、回転自在に横設された円筒状の回転ドラムに両開口部を貫いて回転軸が具えられ、更にこの回転軸に攪拌羽根を具えて成るものである。また前記回転ドラムの内面には、リフタが設けられており、前記攪拌羽根とリフタとにより都市ゴミが攪拌分散されるように構成されている。
【０００３】
このような回転ドラム型乾燥機を用いて、特に低質ゴミと呼ばれる水分６０〜７０％Ｗ．Ｂ以上の都市ゴミを乾燥する場合、この種の低質ゴミは分散性、流動性が低いため、低質ゴミと熱風との接触が好適に行われずに乾燥効率が低下してしまうといった問題が生じていた。
そしてこのための対策としては、被処理物の攪拌を目的として設けた攪拌羽根の回転速度を上げることも行われるが、このような対策では布きれ、紐類等、長寸の紐状ゴミが回転軸に絡みついてしまうといったことが起こりやすくなるため限界があり、効果も十分ではなかった。
【０００４】
前記紐状ゴミは乾燥機中において、都市ゴミの乾燥が進むにつれて処理中のゴミ群（滞留ゴミ）から分離して自由度が増すものであり、特に被処理物の水分値が３０％Ｗ．Ｂ．以下となる回転ドラム内の領域において前記回転軸及び攪拌羽根に対して絡み付きやすくなる。そしていったん紐状ゴミが回転軸や攪拌羽根に絡み付いてしまうと、その後は被処理物の攪拌及び送り作用を充分に奏さなくなり、乾燥効率が著しく低下してしまう。すなわち前記紐状ゴミＬは、図８に示すように回転軸３０′の周長よりも短いものについては、回転軸３０′に接触しても絡み付くだけの充分な長さがないから支障とはならないが、一方、図９に示すように、回転軸３０′の周長よりも長い紐状ゴミＬは、回転軸３０′に巻き付くようにして絡み付いて取れなくなってしまう場合が生ずるのである。このためため、従来は回転軸３０′をより太く設定することにより紐状ゴミＬの絡み付きの低減を図る試みもされていたが、回転軸の直径を増大させることには物理的限界があるばかりでなく、直径が大きくなればなるほど回転軸の自重も増すため、回転軸の駆動系にかかる負荷の増大を招いてしまっている。
【０００５】
【開発を試みた技術的課題】
本発明はこのような背景を認識して成されたものであって、回転軸の駆動系への負荷を増大させてしまうことなく紐状ゴミの回転軸への絡み付きを防止することができ、延いては安定した運転をすることのできる新規な絡み付き防止型回転軸を具えた回転ドラム型乾燥機の開発を試みたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項１記載の絡み付き防止型回転軸を具えた回転ドラム型乾燥機は、回転ドラムの投入口から供給される被処理物を、回転ドラムの回転及びこの回転ドラム内に配した回転軸に具えた攪拌羽根の回転によって攪拌することにより熱風との接触を図って乾燥するとともに、乾燥後の被処理物を順次、排出口から排出する回転ドラム型乾燥機において、前記回転軸には、攪拌羽根とともにらせん翼を併設するものであり、このらせん翼を回転軸の排出口付近に形成するとともに、この個所に前記攪拌羽根を設けないようにし、且つ該らせん翼によって回転軸の見かけ上の直径を拡大することにより回転軸に対する紐状ゴミの絡み付きを防止するように構成したことを特徴として成るものである。
この発明によれば、まず、らせん翼によって生起される風流によって紐状ゴミが回転軸へ接触するのを防止し、更にらせん翼によって見かけ上の回転軸の直径、すなわち周長を増大させるため、紐状ゴミの回転軸への絡み付きを防止することができる。また攪拌羽根とらせん翼とを併設したため、攪拌分散効果を落とすことなく、紐状ゴミの絡み付きを防止することができる。
また乾燥が最終段階まで進行して最も絡み易い状態の紐状ゴミが不用意に攪拌羽根に絡み付いてしまうのを回避することができる。
【０００７】
また請求項２記載の絡み付き防止型回転軸を具えた回転ドラム型乾燥機は、前記要件に加え、前記らせん翼は、被処理物の水分値が３０％Ｗ．Ｂ．以下となる領域に設けたことを特徴として成るものである。
この発明によれば、紐状ゴミが処理中のゴミ群から分離して自由度が増し、回転軸に最も絡み付き易い領域での絡み付きを防止することができる。
【０００８】
更にまた請求項３記載の絡み付き防止型回転軸を具えた回転ドラム型乾燥機は、前記要件に加え、前記回転ドラムの排出口側には、被処理物の滞留量を決定するための出口堰を設け、この出口堰近傍部分のらせん翼をテーパー状にしたことを特徴として成るものである。
この発明によれば、出口堰からオーバーフローする被処理物の流出を、らせん翼によって阻害してしまうことを回避することができる。
そしてこれら各請求項記載の要件を手段として前記課題の解決が図られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の絡み付き防止型回転軸を具えた回転ドラム型乾燥機について、図示の実施の形態に基づいて説明する。
図中符号１に示すものが回転ドラム型乾燥機であり、このものは回転自在に横設される円筒状の回転ドラム２と、この回転ドラム２内の長手方向に架け渡して回転自在に設けられる攪拌移送機構３とを具えて成り、これらは投入側機枠Ｆ１、排出側機枠Ｆ２及び支持ローラＲによって支持される。
なお本明細書においては、回転ドラム型乾燥機１の方向については、被処理物たる都市ゴミＤの進行方向すなわち回転ドラム２の排出口２１側を前方と定義し、その反対側すなわち投入口２０側を後方と定義する。
また以下の説明において、回転ドラム型乾燥機１によって処理する被処理物たる都市ゴミＤが、回転ドラム２内における投入口２０と排出口２１との間に滞留して乾燥処理されている状態のものを滞留ゴミＤ１と称する。
【００１０】
以下回転ドラム型乾燥機１を構成する各部材について説明する。前記回転ドラム２は円筒状の部材であって、基台Ｂに具えた支持ローラＲに対して回転自在に載置される。そしてその両側開口部を投入側蓋体２Ａ及び排出側蓋体２Ｂによって塞ぐものであり、これら投入側蓋体２Ａ、排出側蓋体２Ｂと回転ドラム２との境界部は回転ドラム２が回転可能な状態にシーリングされている。
前記投入側蓋体２Ａには投入口２０及び熱風吹込口２２が形成され、また前記排出側蓋体２Ｂには排出口２１及び排気口２３が形成される。
そして図２に示すように、回転ドラム２内部における投入側蓋体２Ａ側の部分には平板リング状の入口堰２４が設けられ、一方、排出側蓋体２Ｂ側の部分にも平板リング状の出口堰２５が設けられる。なお出口堰２５は被処理物の流出量を規制するためのものであり、出口堰２５の高さ寸法（外径と内径との差）は、回転ドラム２内に位置する被処理物たる滞留ゴミＤ１の滞留量を決定するものとなる。
【００１１】
また図３に示すように回転ドラム２の内面には、アングル状のリフタ２６を一例として正面視で９０°の間隔で四本設けるものである。このリフタ２６は、高さ寸法を前記出口堰２５の高さ寸法の例えば２／７とする等、１／３以下に設定してあり、その上部を尖端形として回転ドラム２の中心側から内周面側に向かって裾広がり状に傾斜させて形成される。
【００１２】
ここで前記回転ドラム２を回転駆動する構造について述べると、この構造は図１、２に示すように、回転ドラム２の中心よりもやや投入側の外周面上に設けたギヤに対しチェーン２７を巻回し、駆動モータＭ１により回転ドラム２を回転駆動するように構成されるものである。
【００１３】
次に前記攪拌移送機構３について説明すると、このものは図１、２、３、４に示すように回転軸３０に対してらせん翼３１及び攪拌羽根３２を具え、この回転軸３０を軸受３３によって回転自在に支持して成るものである。
前記回転軸３０は、回転ドラム２内にその長手方向に貫通するように配されるものであり、一例として図３に示すように正面視で回転ドラム２の中心を通る水平線より下方であって、且つ中心を通る垂直線と重ならない個所に配置される。
【００１４】
また前記らせん翼３１は、回転軸３０の側周面に対して長手方向に沿って形成されるものであり、回転軸３０の回転にともなって後方から前方に向かって進行するように形成される。なお図１、４には、らせん翼３１を左ネジ様に形成したものを示したが、右ネジ様に形成することもできる。
なおらせん翼３１の幅、すなわちねじ山の高さ寸法は、図３に示すように前記攪拌羽根３２の高さ寸法よりも短く設定するものであり、またピッチは適宜の間隔に設定することができる。
【００１５】
またこの実施の形態ではらせん翼３１の形成個所を、図１に示すように排出口２１付近、具体的には回転ドラム２内に位置する領域であって、回転軸３０の長さの約１／３の範囲の排出口２１側の部分とするものである。
またこの実施の形態では、らせん翼３１を位相を１８０°ずらして２条形成するとともに、前記出口堰２５近傍部分のらせん翼３１を、排出口２１側に向かって先細りとなるテーパー状に形成した。そして図３（ｂ）に示すように、前記らせん翼３１の外郭によって仮想円Ｃが形成されるものであり、回転軸３０の横断面視での直径が、見かけ上拡大されることとなる。
なお前記らせん翼３１のエッジをシャープに形成することにより、紐状ゴミＬの切断を図るようにしてもよい。
【００１６】
一方、前記攪拌羽根３２は、一例として羽子板タイプのものを採用するものであり、図１、４に示すように回転軸３０に挿通、固定するリング３０ａの表面に平板状の作用板３２ａを立設するものであり、回転方向と逆側に支え板３２ｂを設ける。更に作用板３２ａの回転方向側の面、すなわち被処理物と接触する側の面に対しては、絡付防止板３２ｃを具えるものである。
このような攪拌羽根３２の取付態様は、一例として図３に示すように回転軸３０に対して正面視で９０°の間隔で放射状になるようにした。またこの実施の形態では攪拌羽根３２の取り付けピッチについては回転軸３０の軸方向に等間隔としたが、適宜ピッチを異ならせるようにしてもよい。
なお前記らせん翼３１と攪拌羽根３２とが重なる個所においては、らせん翼３１を分断するとともに、その分断個所を作用板３２ａ及び絡付防止板３２ｃに接続するようにする。このときには、らせん翼３１が実質的に支え板３２ｂとして機能することとなる。
【００１７】
次に前記回転軸３０を回転駆動する構造について説明すると、この構造は図１、２に示すように回転ドラム２の前方側の基台Ｂ２に載置した排出側機枠Ｆ２に駆動モータＭ２を具え、回転軸３０及び駆動モータＭ２の出力軸にそれぞれ具えたスプロケット３４にチェーン３５を巻回することにより駆動モータＭ２による駆動力を回転軸３０に伝達するものである。
【００１８】
そして回転ドラム２の後方側の基台Ｂ１に載置した投入側機枠Ｆ１上には、被処理物たる都市ゴミＤを回転ドラム２内に供給するための投入装置４を具えるものであり、この実施の形態では一例としてホッパ４０とスクリューコンベヤ４１とを組み合わせて投入装置４を構成した。
また回転ドラム２における排出口２１の下方にはスクリューコンベヤ等を適用した排出装置５を具えるものである。
【００１９】
本発明の絡み付き防止型回転軸を具えた回転ドラム型乾燥機は一例として上述したように構成されるものであり、以下回転ドラム型乾燥機１の運転態様と併せて絡付防止型の回転軸３０の作用について説明する。
まず回転ドラム２及び回転軸３０を図３において反時計回りの方向に回転させた状態で、熱風を熱風吹込口２２から回転ドラム２内に吹き込み、次いで投入装置４によって都市ゴミＤを回転ドラム２内に供給する。
すると都市ゴミＤ（滞留ゴミＤ１）は図５に示すように攪拌移送機構３における攪拌羽根３２によって攪拌され、回転ドラム２内で飛散するとともに熱風と接触することにより水分が蒸発して含水率が低下し、更にリフタ２６により滞留ゴミＤ１の一部が持ち上げられて攪拌が促進されながら排出口２１側に進行してゆく。やがて出口堰２５に至った滞留ゴミＤ１はこのものを乗り越えて排出口２１から排出され、排出装置５に至る。
【００２０】
このような都市ゴミＤの乾燥処理過程において、都市ゴミＤ中に紐状ゴミＬが混入していた場合、この紐状ゴミＬは滞留ゴミＤ１の乾燥が進行するにつれて滞留ゴミＤ１から分離して自由度が増した状態となり、ドラム２内を浮遊し始めることとなる。
この実施の形態では一例として７０％Ｗ．Ｂ．の都市ゴミＤを投入するものであり、滞留ゴミＤ１の水分値が３０％Ｗ．Ｂ．以下となる排出口２１寄りの領域で紐状ゴミＬが浮遊し始めるものである。
【００２１】
ここで絡付防止型の回転軸３０が機能するものであり、まず図６に示すようにらせん翼３１によって、回転軸３０の中心側から外側に向かう風流が生起されるため、紐状ゴミＬが回転軸３０、らせん翼３１及び攪拌羽根３２に接触する機会を低減させることができるものである。
【００２２】
更に図７（ａ）（ｂ）に示すように、回転軸３０の長手方向に沿って形成されたらせん翼３１によって回転軸３０の見かけ上の直径が仮想円Ｃのように拡大されている。このため、回転軸３０の周長よりも長い紐状ゴミＬが回転軸３０に接触した場合であっても、紐状ゴミＬが回転軸３０に巻き付くようにしてその一部を挟み込み、この結果絡み付いて取れなくなってしまうようなことがなく、やがて紐状ゴミＬは回転軸３０から脱落する。
【００２３】
また図７（ｃ）に示すように、前記紐状ゴミＬが、回転軸３０の回転によりらせん翼３１に案内された場合には前方に送られるため、紐状ゴミＬ自身の一部を挟み込んでしまうことがなく、回転軸３０の見かけ上の直径（周長）が実質的に拡大されたこととなる。このため紐状ゴミＬが回転軸３０に絡み付いて取れなくなってしまうようなことがなく、やがて回転軸３０から脱落する。
【００２４】
更にまた前記回転軸３０における排出口２１付近の個所には、攪拌羽根３２を設けないようにしたため、乾燥が最終段階まで進行して最も絡み易い状態の紐状ゴミＬが不用意に攪拌羽根３２に絡み付いてしまうのを回避することができる。
【００２５】
更にまた前記出口堰２５近傍部分のらせん翼３１をテーパー状にしたため、出口堰２５からオーバーフローする被処理物の流出を、らせん翼３１によって阻害してしまうことを回避することができる。
因みに従来の装置では、図９に示すように、このような浮遊状態にある紐状ゴミＬのうち、回転軸３０′の周長よりも長いものは、回転軸３０′を巻き込むようにして絡み付いて取れなくなってしまうことがあった。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、回転軸３０の駆動系への負荷を増大させてしまうことないため、必要以上に堅牢な部材を要することがなく、装置のコストダウンを図ることができる。また回転軸３０周長よりも長い紐状ゴミＬが都市ゴミＤに混入していた場合であっても、紐状ゴミＬの回転軸３０への絡み付きが防止されるため、回転ドラム型乾燥機１を安定して運転することができ、都市ゴミＤの処理効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の回転ドラム型乾燥機を一部拡大して示す側面図である。
【図２】 同上背面図及び正面図である。
【図３】 回転ドラムの横断面図並びに攪拌軸及びらせん翼を示す横断面図である。
【図４】 攪拌移送機構を示す側面図である。
【図５】 攪拌移送機構及びリフタによる滞留ゴミの攪拌の様子を示す横断面図である。
【図６】 らせん羽根の作用を説明するための骨格的斜視図である。
【図７】 らせん羽根の作用を説明するための側面図、断面図及び斜視図である。
【図８】 従来の装置における回転軸に対する紐状ゴミの挙動を説明するための斜視図及び横断面図である。
【図９】 従来の装置における回転軸に対する紐状ゴミの挙動を説明するための斜視図及び横断面図である。
【符号の説明】
１ 回転ドラム型乾燥機
２ 回転ドラム
２Ａ 投入側蓋体
２Ｂ 排出側蓋体
３ 攪拌移送機構
４ 投入装置
５ 排出装置
２０ 投入口
２１ 排出口
２２ 熱風吹込口
２３ 排気口
２４ 入口堰
２５ 出口堰
２６ リフタ
２７ チェーン
３０ 回転軸
３０ａ リング
３１ らせん翼
３２ 攪拌羽根
３２ａ 作用板
３２ｂ 支え板
３２ｃ 絡み付き防止板
３３ 軸受
３４ スプロケット
３５ チェーン
４０ ホッパ
４１ スクリューコンベヤ
Ｂ 基台
Ｂ１ 基台
Ｂ２ 基台
Ｃ 仮想円
Ｄ 都市ゴミ
Ｄ１ 滞留ゴミ
Ｆ１ 投入側機枠
Ｆ２ 排出側機枠
Ｌ 紐状ゴミ
Ｍ１ 駆動モータ
Ｍ２ 駆動モータ
Ｒ 支持ローラ

Claims (3)

1. 回転ドラムの投入口から供給される被処理物を、回転ドラムの回転及びこの回転ドラム内に配した回転軸に具えた攪拌羽根の回転によって攪拌することにより熱風との接触を図って乾燥するとともに、乾燥後の被処理物を順次、排出口から排出する回転ドラム型乾燥機において、前記回転軸には、攪拌羽根とともにらせん翼を併設するものであり、このらせん翼を回転軸の排出口付近に形成するとともに、この個所に前記攪拌羽根を設けないようにし、且つ該らせん翼によって回転軸の見かけ上の直径を拡大することにより回転軸に対する紐状ゴミの絡み付きを防止するように構成したことを特徴とする絡み付き防止型回転軸を具えた回転ドラム型乾燥機。
2. 前記らせん翼は、被処理物の水分値が３０％Ｗ．Ｂ．以下となる領域に設けたことを特徴とする請求項１記載の絡み付き防止型回転軸を具えた回転ドラム型乾燥機。
3. 前記回転ドラムの排出口側には、被処理物の滞留量を決定するための出口堰を設け、この出口堰近傍部分のらせん翼をテーパー状にしたことを特徴とする請求項１または２記載の絡み付き防止型回転軸を具えた回転ドラム型乾燥機。

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