JP5372186B2 - 間接加熱式乾燥装置 - Google Patents

Description

本発明は、各種バイオマスや、下水汚泥、食品廃棄物等の含水状態の被乾燥物を乾燥（水分低減）処理するための間接加熱式乾燥装置に関する。

バイオマスを直接燃焼し、その熱エネルギーを利用して発電を行ったり、バイオマスをガス化、熱分解してメタノール等のバイオマス燃料、炭化物を製造するなどし、従来、廃棄物として処理されていた各種のバイオマスを資源化して有効利用することが行なわれている。そして、このようにバイオマスを直接燃焼したり、ガス化、熱分解して資源化する際には、乾燥装置を用いてバイオマスを所定の含水率以下に乾燥処理する前処理が必要とされている。また、下水汚泥、工場排水汚泥、食品廃棄物・厨芥、し尿汚泥、家畜糞尿、植物搾汁粕などの廃棄物（含水状態の被乾燥物）を乾燥装置で乾燥処理し、減容化、資源化することも行なわれている。

一方、この種の乾燥装置として間接加熱式乾燥装置が多用されている。この間接加熱式乾燥装置Ａは、例えば図６及び図７に示すように、断面略Ｕ字状の底部を備えた容器のケーシング１と、ケーシング１の底部側の外面を覆うように設けられ、蒸気、熱媒油、温水などの加熱媒体を流通させてケーシング１（ひいては被乾燥物）を加熱するジャケット２と、軸線Ｏ１方向をケーシング１の前後方向Ｔに配し、ケーシング１の前部側Ｓ１（被乾燥物の流れ方向Ｒ上流側、一端側）から後部側Ｓ３（下流側、他端側）の内部に貫設され、モータなどの回転駆動装置３によって軸線Ｏ１回りに回転する回転軸４と、回転軸４に内周端を接続し、回転軸４の軸線Ｏ１中心の径方向に突出するとともに中心角θ１が１００〜１４０°程度となるように周方向に延びて略扇形（半月状）に形成された複数の撹拌翼（撹拌板）５とを備えて構成されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。

また、ケーシング１は、前部側Ｓ１に被乾燥物を投入する投入口６、後部側Ｓ３に乾燥処理された被乾燥物を排出する排出口７を備え、前部側Ｓ１を後部側Ｓ３よりも上方に配し、回転軸４とともに所定の傾斜角度θ２で傾斜して設けられている。さらに、間接加熱式乾燥装置Ａには、一般に、例えば互いに逆方向に回転する２本の回転軸（複数の回転軸）４がケーシング１の内部に横方向に並べて配設されている。さらに、各回転軸４の軸線Ｏ１方向の同位置に、扇形の２枚の撹拌翼５が軸線Ｏ１中心の周方向に所定の隙間（流通開口１０）をあけて配設され、これら軸線Ｏ１方向の同位置に配された一対の撹拌翼５を一つの段とし、各回転軸４には、ケーシング１の前部側Ｓ１から後部側Ｓ３まで、軸線Ｏ１方向に所定の間隔をあけ、複数段（ｎ１、ｎ２・・・・ｎ１０）の一対の撹拌翼５が配設されている。また、回転軸４と撹拌翼５が中空状に形成され、内部に加熱流体を流通させ、接触する被乾燥物を加熱するように構成されている。

上記のように構成した間接加熱式乾燥装置Ａにおいては、図６から図８に示すように、ジャケット２に加熱媒体を流通させてケーシング１を加熱し、また、回転軸４、撹拌翼５の内部に加熱媒体を流通させて回転軸４、撹拌翼５を加熱するとともに、回転軸４を回転させ、ケーシング１の内部で複数の撹拌翼５を回転させる。そして、ケーシング１の前部側Ｓ１の投入口６から含水状態の被乾燥物Ｐを内部に投入すると、撹拌翼５が回転軸４の回転によって切り込まれ、被乾燥物Ｐが繰り返し撹拌、混合される。また、ケーシング１が傾斜しているため、各段（ｎ１・・・ｎ１０）の一対の撹拌翼５の周方向の隙間の流路開口１０を通じ、被乾燥物Ｐが加熱されながら順次前部側Ｓ１の上流側から後部側Ｓ３の下流側に移動してゆく。このように順次前部側Ｓ１から後部側Ｓ３に移動しつつ、撹拌翼５によって撹拌、混合されることで、被乾燥物Ｐは、後部側Ｓ３に向かうに従い順次乾燥（水分低減）処理され、所望の含水率まで乾燥処理された状態で排出口７から排出される。

ここで、図８に示すように、ケーシング１内の前部側Ｓ１から後部側Ｓ３に移動するとともに被乾燥物Ｐの水分が蒸発し、被乾燥物Ｐの体積が減少してゆくため、前部側Ｓ１に対しケーシング１内の中間部Ｓ２や後部側Ｓ３で被乾燥物Ｐの充填率が低くなる。そして、このようにケーシング１内の中間部Ｓ２や後部側Ｓ３で被乾燥物Ｐの充填率が低くなることによって、前部側Ｓ１から後部側Ｓ３に配されているほど、撹拌翼５が被乾燥物Ｐと接触せずに大きく露出することになる。すなわち、被乾燥物Ｐが乾燥処理されることに伴って、ケーシング１内に無駄空間が発生し、さらに、露出した撹拌翼５の伝熱面からの無駄な熱放散（空焚き）が発生することになり、大きな熱損失、ひいては乾燥効率の低下が生じるという問題があった。

また、例えば図９に示すように、ケーシング１内の後部側Ｓ３に堰板（排出ゲート）１１を設け、この堰板１１によって乾燥処理が進んだ被乾燥物Ｐ’（Ｐ）を一旦堰き止め、堰板１１を越えた被乾燥物Ｐ’を排出口７から排出するように構成した間接加熱式乾燥装置Ａもある。そして、この間接加熱式乾燥装置Ａでは、堰板１１によって乾燥処理が進んだ被乾燥物Ｐ’が堰き止められるため、後部側Ｓ３の充填率を高めることができる。しかしながら、このように堰板１１を備えた場合であっても、前部側Ｓ１から後部側Ｓ３まで均一に高い充填率を維持することができず、ケーシング１の中間部Ｓ２において充填率が低くなり、やはり、この中間部Ｓ２のケーシング１や撹拌翼５の伝熱面が露出し、露出した撹拌翼５の伝熱面からの無駄な熱放散が発生することになって、大きな熱損失、ひいては乾燥効率の低下が生じてしまう。

これに対し、特許文献４には、回転軸に所定の送り角度で略扇形の撹拌翼を取り付けるとともに、撹拌翼の後端部に送り角度と逆角度の戻し羽根を設け、さらに前端部に回転軸の軸線に対して垂直方向の付け羽根を設けて構成した乾燥装置が開示されている。そして、このように戻し羽根と付け羽根を設けることで、各段の流路開口を狭くすることができ、回転軸の回転速度を落とすことなく被乾燥物の送り出し量を抑制することができ、ケーシングの内部の充填率（充満率）を高めることができる。また、特許文献４には、付け羽根は全部の撹拌翼に設けてもよいが、ケーシングの中間部から後部側の撹拌翼だけに設ければよいと記載され、さらに、付け羽根も中空として内部に加熱媒体を供給できるようにしてもよいと記載されている。

特開平３−１３７９９８号公報 実開平１−８８８００号公報 特公昭４８−４４４３２号公報 特許第３９０７１１３号公報

ところで、上記の特許文献４の乾燥装置では、被乾燥物の充填率が低下するケーシングの中間部から後部側の撹拌翼の後端部に戻し羽根、前端部に付け羽根をそれぞれ固定して取り付け、各段の流路開口を狭くし、被乾燥物の送り出し量を抑制するようにしている。

このため、上記の特許文献４の乾燥装置においては、戻し羽根と付け羽根を設けた各段の流路開口が、その開口面積を小さくした状態で一定に保持されることになり、性状が異なる被乾燥物、例えば乾燥処理の進行程度によって粘性や、塊状、粉粒体状などの大きさ、形状などが異なる被乾燥物を乾燥処理する際に、その処理対象の被乾燥物の性状に流路開口の面積を合わせることができない。このため、処理対象の被乾燥物の性状によってはケーシング内の充填率が低くなってしまうおそれがあり、処理対象の被乾燥物の性状に合わせ、その都度、大きさが異なる付け羽根に交換したり、戻し羽根や付け羽根を取り付ける位置を変更するなどの煩雑な作業が必要になってしまう。

本発明は、上記事情に鑑み、例えば性状が異なる被乾燥物を乾燥処理する場合であっても、柔軟且つ確実にケーシング内の被乾燥物の充填率を高く均一化することを可能にする間接加熱式乾燥装置を提供することを目的とする。

本発明の間接加熱式乾燥装置は、前部側に被乾燥物を投入する投入口、後部側に乾燥処理された被乾燥物を排出する排出口が形成され、前部側を後部側よりも上方に配して傾設されるケーシングと、軸線方向を前記ケーシングの前後方向に配し、前記ケーシングの前部側から後部側の内部に軸線回りに回転可能に貫設された回転軸と、前記回転軸の外周面から径方向外側に突出しつつ周方向に延びて略扇形に形成されるとともに、前記回転軸の軸線方向に所定の間隔をあけて複数段で配設された複数の撹拌翼とを備え、加熱媒体を前記回転軸と前記撹拌翼の内部に流通させ、前記ケーシング内の被乾燥物を間接的に加熱して乾燥処理する間接加熱式乾燥装置において、少なくとも一部の前記撹拌翼は、前記回転軸に固定して設けられた略扇形の固定翼部と、該固定翼部と前記軸線方向に重ねて配設されるとともに前記固定翼部の側端部から前記周方向外側に進退可能に設けられた可動翼部とを備えて構成されていることを特徴とする。

この発明においては、少なくとも一部の撹拌翼が固定翼部と可動翼部を備えているため、この撹拌翼の可動翼部を固定翼部に対して進退させることにより、各段の撹拌翼によって形成され、被乾燥物をケーシングの前部側から後部側に流通させるための流路開口の開口面積を大小変化させることが可能になる。これにより、可動翼部の進退量を調節するだけで、容易に流路開口の大きさを自在に調節することができ、処理対象の被乾燥物の性状に合わせて流路開口の大きさを調節し、柔軟且つ確実にケーシング内の被乾燥物の充填率を高く均一化することが可能になる。

また、可動翼部の内部に加熱流体を流通させるように構成した場合には、可動翼部の進退量によって被乾燥物に対する伝熱面積も大小自在に調節することが可能になる。これにより、処理対象の被乾燥物の性状に合わせて可動翼部を進退させることで、乾燥処理の効率を向上させることも可能になり、より好適に被乾燥物を乾燥処理することができる。

また、本発明の間接加熱式乾燥装置においては、前記回転軸を回転させる回転駆動装置の回転トルクを検知するトルク検知手段及び／又は前記ケーシング内の被乾燥物の上面高さを検知する高さレベル検知手段を備えるとともに、前記トルク検知手段及び／又は前記高さレベル検知手段の検知結果に基づいて前記可動翼部の進退量を制御する制御手段を備えていることが望ましい。

この発明においては、ケーシング内の被乾燥物の充填率が規定値よりも低く（高く）なると、回転軸を回転させる回転駆動装置の回転トルクが低く（高く）なるため、この回転駆動装置の回転トルクをトルク検知手段で検知し、この検知結果に基づいて制御手段が可動翼部の進退量を制御することで、充填率の変化をリアルタイムで捉え、確実にケーシング内の被乾燥物の充填率を高く均一化することが可能になる。

また、高さレベル検知手段で被乾燥物の上面高さ、ひいては被乾燥物の充填率を検知し、この検知結果に基づいて制御手段が可動翼部の進退量を制御することで、充填率の変化をリアルタイムで捉え、確実にケーシング内の被乾燥物の充填率を高く均一化することが可能になる。

さらに、本発明の間接加熱式乾燥装置においては、前記回転軸が内管と外管を有する二重管構造で構成され、前記固定翼部を前記外管に固設し、前記可動翼部を前記内管に固設し、前記外管と前記内管の位相を変えることによって前記可動翼部が前記固定翼部に対して進退可能に構成されていることがより望ましい。

この発明においては、回転軸を内管と外管を有する二重管構造にし、固定翼部を外管に、可動翼部を内管に固設しているため、外管と内管の位相を変えるだけで、固定翼部に対し可動翼部を容易に進退させることができる。また、可動翼部を所望の進退量で進退させた後に、内管と外管の位相を同一に戻すだけで、所望の流路開口面積を維持することができ、柔軟且つ確実にケーシング内の被乾燥物の充填率を高く均一化することが可能になる。

また、本発明の間接加熱式乾燥装置においては、前記内管の内部空間を前記可動翼部の内部空間に連通させ、前記外管と前記内管の隙間空間を前記固定翼部の内部空間に連通させ、前記内管の内部空間を前記加熱媒体の供給ラインとし、前記外管と前記内管の隙間空間を前記加熱媒体の排出ラインとして前記加熱媒体を前記回転軸と前記撹拌翼の内部に流通させるように構成されていることがさらに望ましい

この発明においては、回転軸を内管と外管を有する二重管構造にし、内管の内部空間を加熱媒体の供給ラインとし、外管と内管の隙間空間を加熱媒体の排出ラインとして加熱媒体を回転軸と撹拌翼の内部に流通させることで、供給ラインと排出ラインを個別に設けることができ、加熱媒体の排出が容易に行えるとともに、ハンマリング等のトラブルを生じにくくすることが可能になる。

本発明の間接加熱式乾燥装置においては、可動翼部の進退量を調節するだけで、容易に流路開口の大きさを自在に調節することができ、処理対象の被乾燥物の性状に合わせて流路開口の大きさを調節し、柔軟且つ確実にケーシング内の被乾燥物の充填率を高く均一化することが可能になる。

よって、本発明の間接加熱式乾燥装置によれば、処理対象の被乾燥物の性状に合わせ、その都度、大きさが異なる付け羽根に交換したり、戻し羽根や付け羽根を取り付ける位置を変更するなどの煩雑な作業を不要にできる。これにより、より容易に且つ確実に、ケーシング内の無駄空間の発生を抑えることができ、露出した伝熱面からの無駄な熱放散、すなわち空焚きの発生を抑止することが可能になるとともに、乾燥処理の効率、熱効率を大幅に向上させることが可能になる。

本発明の一実施形態に係る間接加熱式乾燥装置を示す図である。 図１のＸ１−Ｘ１線矢視図である。 本発明の一実施形態に係る間接加熱式乾燥装置の固定翼部と可動翼部を備えた撹拌翼、及び内管と外管を備えた二重管構造の回転軸を示す軸線方向に沿う断面図である。 本発明の一実施形態に係る間接加熱式乾燥装置の固定翼部と可動翼部を備えた撹拌翼、及び内管と外管を備えた二重管構造の回転軸を示す軸線直交方向の断面図である。 本発明の一実施形態に係る間接加熱式乾燥装置で被乾燥物を乾燥処理している状態を示す図である。 従来の間接加熱式乾燥装置を示す図である。 図６のＸ１−Ｘ１線矢視図である。 従来の堰板を備えていない間接加熱式乾燥装置で被乾燥物を乾燥処理している状態を示す図である。 従来の堰板を備えた間接加熱式乾燥装置で被乾燥物を乾燥処理している状態を示す図である。

以下、図１から図５を参照し、本発明の一実施形態に係る間接加熱式乾燥装置について説明する。ここで、本実施形態は、各種のバイオマス、下水汚泥、工場排水汚泥、食品廃棄物・厨芥、し尿汚泥、家畜糞尿、植物搾汁粕などの廃棄物などの被乾燥物を乾燥（水分低減）処理するための間接加熱式乾燥装置に関するものである。

本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｂは、図１及び図２に示すように、従来の間接加熱式乾燥装置Ａと同様、断面略Ｕ字状の底部を備えた容器であるケーシング１と、ケーシング１（ひいては被乾燥物Ｐ）を加熱するジャケット２と、ケーシング１の前後方向Ｔの前部側Ｓ１（被乾燥物Ｐの流れ方向Ｒ上流側、一端側）から後部側Ｓ３（下流側、他端側）の内部に貫設され、モータなどの回転駆動装置３によって軸線Ｏ１回りに回転する回転軸４と、回転軸４に内周端を接続し、回転軸４の軸線Ｏ１中心の径方向に突出するとともに周方向に延びて略扇形に形成された複数の撹拌翼５、２０とを備えて構成されている。

また、ケーシング１は、前部側Ｓ１に投入口６、後部側Ｓ３に排出口７を備え、前部側Ｓ１を後部側Ｓ３よりも上方に配し、回転軸４とともに所定の傾斜角度θ２で傾斜して設けられている。さらに、間接加熱式乾燥装置Ｂには、互いに逆方向に回転する２本の回転軸４がケーシング１の内部に並設されている。さらに、各回転軸４の軸線Ｏ１方向の同位置に、扇形の２枚の撹拌翼５、２０が軸線Ｏ１中心の周方向に所定の隙間（流通開口１０）をあけて配設され、これら軸線Ｏ１方向の同位置に配された一対の撹拌翼５、２０を一つの段とし、前部側Ｓ１から後部側Ｓ３まで、軸線Ｏ１方向に所定の間隔をあけ、複数段（ｎ１、ｎ２・・・ｎ１０）の一対の撹拌翼（５，５、２０，２０）が配設されている。このとき、各段（ｎ１、ｎ２・・・ｎ１０）の撹拌翼５、２０によって形成され、被乾燥物Ｐをケーシング１の前部側Ｓ１から後部側Ｓ３に流通させるための開口が流路開口１０とされている。また、回転軸４と撹拌翼５、２０は、中空状に形成され、内部に加熱流体を流通させ、接触する被乾燥物Ｐを加熱するように構成されている。

一方、本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｂにおいては、図１から図４に示すように、少なくとも一部の撹拌翼２０が、回転軸４に固定して設けられた略扇形の固定翼部２１と、固定翼部２１と回転軸４の軸線Ｏ１方向に重ねて配設されるとともに固定翼部２１の側端部（回転方向前方側の先端部あるいは後方側の後端部）から周方向外側に進退可能に設けられた略扇形の可動翼部２２とを備えて構成されている。

また、本実施形態では、固定翼部２１の内部に可動翼部２２を配設するようにして、固定翼部２１と回転軸４の軸線Ｏ１方向に重ねて可動翼部２２が設けられている。さらに、回転軸４が内管２３と外管２４を有する二重管構造で構成されており、固定翼部２１を外管２４に固設し、可動翼部２２を内管２３に固設し、外管２４と内管２３をそれぞれ回転させる回転駆動装置３を制御し、外管２４と内管２３の位相を変えることで可動翼部２２が固定翼部２１に対して進退するように構成されている。

さらに、本実施形態では、回転軸４の内管２３の内部空間２３ａを可動翼部２２の内部空間に連通させ、外管２４と内管２３の隙間空間２４ａを固定翼部２１の内部空間に連通させて、回転軸４に撹拌翼２０が取り付けられている。また、例えば、可動翼部２２の後端部に連通孔が設けられ、この連通孔を介して、可動翼部２２の内部空間と固定翼部２１の内部空間が連通している。そして、本実施形態では、内管２３の内部空間２３ａが加熱媒体２５の供給ラインとされ、外管２４と内管２３の隙間空間２４ａが加熱媒体２５の排出ラインとされ、供給ラインから加熱媒体２５が可動翼部２２に、可動翼部２２から固定翼部２１に、固定翼部２１から排出ラインに流通して、回転軸４、固定翼部２１と可動翼部２２を備えた撹拌翼２０を加熱し、ケーシング１内の被乾燥物Ｐを間接的に加熱するように構成されている。

さらに、本実施形態では、図１に示すように、回転軸４（及び撹拌翼２０）を回転駆動する回転駆動装置３の回転トルクを検知するトルク検知手段２６及び／又はケーシング１内の被乾燥物Ｐの上面高さひいては充填率を検知する高さレベル検知手段２７が具備されている。また、高さレベル検知手段２７は、ケーシング１の前部側Ｓ１から後部側Ｓ３の間に複数設けられ、前部側Ｓ１、中間部Ｓ２、後部側Ｓ３など、複数箇所の被乾燥物Ｐの上面高さ（充填率）を検知できるように設けられている。

さらに、本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｂにおいては、トルク検知手段２６及び／又は高さレベル検知手段２７の検知結果に基づいて、制御手段２８が、回転軸４の内管２３、外管２４をそれぞれ回転させる回転駆動装置３の駆動を制御する。

ここで、本実施形態では、全ての撹拌翼に、従来のストレート型、傾斜型、くさび型の撹拌翼を採用し、堰板１１を備えて間接加熱式乾燥装置Ａを構成した場合に（図９に示した状態）、所定の充填率（予め設定した充填率の規定値Ｈ）を下回る中間部分の領域を「中間部Ｓ２」とし、この「中間部Ｓ２」よりも投入口６側の領域を「前部側Ｓ１」、「中間部Ｓ２」から堰板１１までの領域（堰板１１を備えていない場合には「中間部Ｓ２」から排出口７までの領域）を「後部側Ｓ３」とする。なお、ケーシング１の投入口６から排出口７までの前後方向Ｔの長さ区間を三等分し、前部側の領域を「前部側Ｓ１」、後部側の領域を「後部側Ｓ３」、「前部側Ｓ１」と「後部側Ｓ３」の間の中間部分の領域を「中間部Ｓ２」と便宜的に設定するようにしてもよい。

そして、本実施形態においては、ケーシング１の後部側Ｓ３に、前部側Ｓ１から乾燥処理されつつ移動した被乾燥物Ｐを一時的に堰き止める堰板１１が設けられている場合、固定翼部２１と可動翼部２２を備えた撹拌翼２０がケーシング１の前部側Ｓ１と後部側Ｓ３の間の中間部Ｓ２に配設される。一方、堰板１１が設けられていない場合には、図１に示すように、固定翼部２１と可動翼部２２を備えた撹拌翼２０がケーシング１の中間部Ｓ２と後部側Ｓ３に配設される。そして、本実施形態において、固定翼部２１と可動翼部２２を備えた撹拌翼２０以外の撹拌翼５には、従来のストレート型、傾斜型、くさび型などの撹拌翼５が適宜選択して用いられている。また、固定翼部２１と可動翼部２２を備えた撹拌翼２０以外の撹拌翼５は、回転軸４の内管２３の内部空間２３ａと、外管２４と内管２３の隙間空間２４ａ、あるいは外管２４と内管２３の隙間空間２４ａのみと撹拌翼５の内部が連通して、加熱媒体２５が流通するように構成されている。

なお、全ての撹拌翼を、固定翼部２１と可動翼部２２を備えた撹拌翼２０としても、勿論、構わない。

上記のように構成した本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｂにおいては、まず、ジャケット２に加熱媒体２５を流通させてケーシング１を加熱する。また、これとともに、回転軸４の内管２３の内部空間２３ａの供給ラインに加熱媒体２５を供給し、回転軸４及び撹拌翼５、２０の内部に加熱媒体２５を流通させて回転軸４、撹拌翼５、２０を加熱する。この状態で、回転駆動装置３を駆動して回転軸４を回転させ、ケーシング１の内部で複数の撹拌翼５、２０を回転させるとともに、投入口６から含水状態の被乾燥物Ｐをケーシング１の前部側Ｓ１の上流側の内部に投入する。すると、撹拌翼５、２０が回転とともに被乾燥物Ｐに食い込み、この被乾燥物Ｐが繰り返し撹拌、混合される。また、ケーシング１が傾斜しているため、各段（ｎ１・・・ｎ１０）の撹拌翼５、２０の間の流路開口１０を通じ、被乾燥物Ｐが加熱されながら順次前部側Ｓ１から後部側Ｓ３に移動する。このように順次前部側Ｓ１から後部側Ｓ３に移動しつつ、撹拌翼５、２０によって撹拌、混合されることで、被乾燥物Ｐは、後部側Ｓ３の下流側に向かうに従って乾燥処理されてゆき、所望の含水率に乾燥処理された被乾燥物Ｐ（乾燥物Ｐ’）が排出口７から排出される。

ここで（図８、図９参照）、例えば、下水汚泥を乾燥処理する場合、投入口６から投入した前部側Ｓ１の上流側で、含水率が８０％程度で粘性が大きく軟らかい塊状であるのに対し、前部側Ｓ１からケーシング１の中間部Ｓ２に移動した下水汚泥Ｐは、含水率が５０〜６５％程度で大きな塊状となる。また、さらに後部側Ｓ３に移動した下水汚泥Ｐは、含水率が４０〜５０％以下で粘性が小さくなり、粉粒状になって、排出口７から排出される。また、このとき、後部側Ｓ３の下流側に堰板１１がある場合には、この堰板１１で一時的に堰き止められ、堰板１１を順次乗り越えた被乾燥物Ｐ’が排出口７から排出されてゆく。

そして、このとき、ケーシング１内の前部側Ｓ１から後部側Ｓ３に移動するとともに被乾燥物Ｐの水分が蒸発し、被乾燥物Ｐの体積が減少してゆく。このため、従来では、前部側Ｓ１に対しケーシング１内の中間部Ｓ２や後部側Ｓ３で被乾燥物Ｐの充填率が低くなり、また、堰板１１がある場合には、中間部Ｓ２で被乾燥物Ｐの充填率が低くなるという不都合が生じていた。

これに対し、本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｂでは、図５（及び図１から図４）に示すように、トルク検知手段２６によって回転軸４（外管２４）を回転させる回転駆動装置３の回転トルクが検知され、ケーシング１内の被乾燥物Ｐの充填率が規定値Ｈよりも低く（高く）なると、回転軸４を回転させる回転駆動装置３の回転トルクが低く（高く）なり、この検知結果が検知される。

また、高さレベル検知手段２７によってケーシング１内の被乾燥物Ｐの上面高さひいては充填率が検知されている。

このため、ケーシング１内の被乾燥物Ｐの充填率が規定値Ｈよりも低く（高く）なり、回転軸４を回転させる回転駆動装置３の回転トルクが低く（高く）なると、この回転駆動装置３の回転トルクを検知したトルク検知手段２６から検知結果が制御手段２８にリアルタイムで送られる。または、被乾燥物Ｐの上面高さ、ひいては被乾燥物Ｐの充填率が低くなると、これを検知した高さレベル検知手段２７からその検知結果が制御手段２８にリアルタイムで送られる。

そして、本実施形態では、制御手段２８が、これら検知結果に基づいて、回転軸４の回転駆動装置３の駆動を、外管２４と内管２３を同一の位相で回転させている状態から、外管２４と内管２３の位相が変わるように制御する。このとき、外管２４に対して内管２３の回転速度を上げると、その位相差によって、図４に示すように、撹拌翼２０の固定翼部２１の側端部から可動翼部２２が回転軸４の周方向外側に進出し、流路開口１０の面積が小さくなる。また、外管２４に対して内管２３の回転速度を下げると、その位相差によって、撹拌翼２０の固定翼部２１の側端部から可動翼部２２が回転軸４の周方向に退避し、流路開口１０の面積が大きくなる。

そして、このように撹拌翼２０の可動翼部２２が固定翼部２１に対して進退することで、各段（ｎ１・・ｎ１０）の流路開口１０の開口面積が大小変化するため、この可動翼部２２の進退量を調節するだけで、被乾燥物Ｐの送り出し量（移動量）が変わる。これにより、適宜可動翼部２２を進退させて、所望の流路開口１０の面積で保持することにより、ケーシング１内の被乾燥物Ｐの充填率が、図５に示すように、高充填率で均一化することになる。

また、可動翼部２２の内部に加熱流体２５が流通するように構成されているため、可動翼部２２の進退量によって被乾燥物Ｐに対する伝熱面積も大小変化する。これにより、被乾燥物Ｐの乾燥処理状態に応じて可動翼部２２の進退量を調節し、伝熱面積を大小変化させることで、効率よく好適に被乾燥物Ｐの乾燥処理が行えることになる。

したがって、本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｂにおいては、ケーシング１の中間部Ｓ２や後部側Ｓ３の撹拌翼２０（少なくとも一部の撹拌翼２０）が固定翼部２１と可動翼部２２を備えているため、この撹拌翼２０の可動翼部２２を固定翼部２１に対して進退させることにより、各段（ｎ１・・ｎ１０）の撹拌翼２０によって形成され、被乾燥物Ｐをケーシング１の前部側Ｓ１から後部側Ｓ３に流通させるための流路開口１０の開口面積を大小変化させることが可能になる。これにより、可動翼部２２の進退量を調節するだけで、容易に流路開口１０の大きさを自在に調節することができ、処理対象の被乾燥物Ｐの性状に合わせて流路開口１０の大きさを調節することで、柔軟且つ確実にケーシング１内の被乾燥物Ｐの充填率を高く均一化することが可能になる。

また、本実施形態では、可動翼部２２の内部に加熱流体２５を流通させるように構成されているため、可動翼部２２の進退量によって被乾燥物Ｐに対する伝熱面積も大小自在に調節することが可能になる。これにより、処理対象の被乾燥物Ｐの性状に合わせて可動翼部２２を進退させることで、乾燥処理の効率を向上させることも可能になり、より好適に被乾燥物Ｐを乾燥処理することができる。

よって、本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｂによれば、処理対象の被乾燥物Ｐの性状に合わせ、その都度、大きさが異なる付け羽根に交換したり、戻し羽根や付け羽根を取り付ける位置を変更するなどの煩雑な作業を不要にできる。これにより、より容易に且つ確実に、ケーシング１内の無駄空間の発生を抑えることができ、露出した伝熱面からの無駄な熱放散、すなわち空焚きの発生を抑止することが可能になるとともに、乾燥処理の効率、熱効率を大幅に向上させることが可能になる。

また、本実施形態の間接加熱式乾燥装置Ｂにおいては、ケーシング１内の被乾燥物Ｐの充填率が規定値よりも低く（高く）なると、回転軸４を回転させる回転駆動装置３の回転トルクが低く（高く）なるため、この回転駆動装置３の回転トルクをトルク検知手段２６で検知し、この検知結果に基づいて制御手段２８が可動翼部２２の進退量を制御することで、充填率の変化をリアルタイムで捉え、確実にケーシング１内の被乾燥物Ｐの充填率を高く均一化することが可能になる。

また、高さレベル検知手段２７で被乾燥物Ｐの上面高さ、ひいては被乾燥物Ｐの充填率を検知し、この検知結果に基づいて制御手段２８が可動翼部２２の進退量を制御することによっても、充填率の変化をリアルタイムで捉え、確実にケーシング１内の被乾燥物Ｐの充填率を高く均一化することが可能になる。

さらに、回転軸４を内管２３と外管２４を有する二重管構造にし、固定翼部２１を外管２４に、可動翼部２２を内管２３に固設しているため、外管２４と内管２３の位相を変えるだけで、固定翼部２１に対し可動翼部２２を容易に進退させることができる。また、可動翼部２２を所望の進退量で進退させた後に、内管２３と外管２４の位相を同一に戻すだけで、所望の流路開口面積を維持することができ、柔軟且つ確実にケーシング１内の被乾燥物Ｐの充填率を高く均一化することが可能になる。

さらに、回転軸４を内管２３と外管２４を有する二重管構造にし、内管２３の内部空間２３ａを加熱媒体２５の供給ラインとし、外管２４と内管２３の隙間空間２４ａを加熱媒体２５の排出ラインとして加熱媒体２５を回転軸４と撹拌翼２０の内部に流通させることで、供給ラインと排出ラインを個別に設けることができ、加熱媒体２５の排出が容易に行えるとともに、ハンマリング等のトラブルを生じにくくすることが可能になる。

以上、本発明に係る間接加熱式乾燥装置の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１ ケーシング
２ ジャケット
３ 回転駆動装置
４ 回転軸
５ 撹拌翼
６ 投入口
７ 排出口
１０ 流路開口
１１ 堰板
２０ 撹拌翼
２１ 固定翼部
２２ 可動翼部
２３ 内管
２３ａ 内管の内部空間（供給ライン）
２４ 外管
２４ａ 外管の内部空間（排出ライン）
２５ 加熱媒体
２６ トルク検知手段
２７ 高さレベル検知手段
２８ 制御手段
Ａ 従来の間接加熱式乾燥装置
Ｂ 間接加熱式乾燥装置
Ｈ 規定値
Ｏ１ 回転軸の軸線
Ｐ 被乾燥物
Ｐ’ 乾燥処理された被乾燥物（乾燥物）
Ｒ 被乾燥物の流れ方向
Ｓ１ 前部側
Ｓ２ 中間部
Ｓ３ 後部側
Ｔ ケーシングの前後方向
θ１ 撹拌翼の中心角
θ２ ケーシング及び回転軸の傾斜角度
ｎ１〜ｎ１０ 段

Claims (4)

1. 前部側に被乾燥物を投入する投入口、後部側に乾燥処理された被乾燥物を排出する排出口が形成され、前部側を後部側よりも上方に配して傾設されるケーシングと、
   軸線方向を前記ケーシングの前後方向に配し、前記ケーシングの前部側から後部側の内部に軸線回りに回転可能に貫設された回転軸と、
   前記回転軸の外周面から径方向外側に突出しつつ周方向に延びて略扇形に形成されるとともに、前記回転軸の軸線方向に所定の間隔をあけて複数段で配設された複数の撹拌翼とを備え、
   加熱媒体を前記回転軸と前記撹拌翼の内部に流通させ、前記ケーシング内の被乾燥物を間接的に加熱して乾燥処理する間接加熱式乾燥装置において、
   少なくとも一部の前記撹拌翼は、前記回転軸に固定して設けられた略扇形の固定翼部と、該固定翼部と前記軸線方向に重ねて配設されるとともに前記固定翼部の側端部から前記周方向外側に進退可能に設けられた可動翼部とを備えて構成されていることを特徴とする間接加熱式乾燥装置。
2. 請求項１記載の間接加熱式乾燥装置において、
   前記回転軸を回転させる回転駆動装置の回転トルクを検知するトルク検知手段及び／又は前記ケーシング内の被乾燥物の上面高さを検知する高さレベル検知手段を備えるとともに、
   前記トルク検知手段及び／又は前記高さレベル検知手段の検知結果に基づいて前記可動翼部の進退量を制御する制御手段を備えていることを特徴とする間接加熱式乾燥装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の間接加熱式乾燥装置において、
   前記回転軸が内管と外管を有する二重管構造で構成され、前記固定翼部を前記外管に固設し、前記可動翼部を前記内管に固設し、前記外管と前記内管の位相を変えることによって前記可動翼部が前記固定翼部に対して進退可能に構成されていることを特徴とする間接加熱式乾燥装置。
4. 請求項３記載の間接加熱式乾燥装置において、
   前記内管の内部空間を前記可動翼部の内部空間に連通させ、前記外管と前記内管の隙間空間を前記固定翼部の内部空間に連通させ、前記内管の内部空間を前記加熱媒体の供給ラインとし、前記外管と前記内管の隙間空間を前記加熱媒体の排出ラインとして前記加熱媒体を前記回転軸と前記撹拌翼の内部に流通させるように構成されていることを特徴とする間接加熱式乾燥装置。

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