JP6349605B1 - 乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】含水物の含水物量の均一化、乾燥状態の適正化を図り、乾燥効率を向上させる。【解決手段】第一投入口７Ａ、第二投入口７Ｂを備えたケーシング３と、投入口７Ａ、７Ｂに含水物を供給する含水物供給装置５０と、前部側から見て右回りに回転する複数の回転軸を備えた第一回転軸組２１と、前部側から見て第一回転軸組２１の右側に配置され且つ左回りに回転する複数の回転軸を備えた第二回転軸組２２と、制御装置６０と、を有し、第一投入口７Ａは、最も近接した２つの回転軸のうち、第一回転軸組の回転軸５ｂの直上に配置され、第二投入口７Ｂは、最も近接した２つの回転軸のうち、第二回転軸組２２の回転軸５ｃの直上に配置され、制御装置６０は、回転軸組２１、２２の一方の回転軸組の回転軸の負荷が所定値より高い場合、一方の回転軸組への含水物の供給量を減少させると共に、一方の回転軸組の回転速度を低下させる乾燥装置１を提供する。【選択図】図３

Description

本発明は、乾燥装置に関する。

各種バイオマスや廃棄物等の被処理物からなる汚泥は、多量の水分を含有しているため、乾燥装置を用いて加熱による乾燥処理が実施される場合がある。

乾燥装置は、搬送方向下流側に向かって下がるようにケーシングが設置されている。ケーシングの上流端には、汚泥を投入するための投入口が形成されている。ケーシングに投入された汚泥は、回転可能な中空軸の外周に取り付けられたディスク（中空ディスクであり間接加熱を行う）により攪拌されながら、ディスクの回転による搬送作用とケーシングの傾斜による重力作用によって搬送方向下流側に向かって徐々に移動する。

乾燥装置としては、２本の回転軸を１組の回転軸組として、２組の回転軸組（４本の回転軸）を有する四軸汚泥乾燥装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。各々の回転軸は、回転軸の軸方向に間隔を開けて配置され、汚泥に対して間接加熱を行う複数のディスクを有している。
図９に示すように、四軸汚泥乾燥装置１０１Ａの汚泥投入口１０７Ａ、１０７Ｂは、各々の回転軸組１２１、１２２に個別に配置されている。また、汚泥投入口１０７Ａ、１０７Ｂは、各々の回転軸組１２１、１２２を構成する回転軸１０５の軸間に配置されている。即ち、汚泥Ｐは、隣り合う回転軸１０５と回転軸１０５の間の空間Ｓに投入される。

特開２０１６−６３７１号公報

ところで、上記従来の乾燥装置１０１Ａにおいては、２つの汚泥投入口１０７に投入される汚泥Ｐの性状（含水率、粘性等）は経時的に同一とは限らないため、２つの汚泥投入口１０７への汚泥投入量が同じであっても、第一回転軸組１２１と第二回転軸組１２２とで、汚泥Ｐの乾燥状態に偏りが生じる恐れがある。

例えば、第一回転軸組１２１は定格運転が可能であっても、第二回転軸組１２２は、過負荷となる場合がある。四軸汚泥乾燥装置の場合、一方の回転軸組で過負荷となった場合や、排出される汚泥が粉粒体とならない場合、他方の回転軸組で良好に粉粒体が排出されていても、四軸汚泥乾燥装置全体を停止させる必要がある。

また、回転軸組１２１、１２２の軸間Ｓに汚泥Ｐを投入する場合、各々の回転軸１０５で汚泥Ｐの乾燥状態に偏りが生じる恐れがある。
ここで、図９に示すように、回転軸１０５が、その上部がケーシング３の幅方向Ｗの中央側に向かって移動する方向Ｒ１に回転する場合と、図１０に示すように、各々の回転軸組を構成する２本の回転軸が互いに異なる方向であって、その上部が互いに近づく方向Ｒ２に回転する場合とについて、汚泥の挙動を説明する。

図９に示すように、回転軸１０５の上部がケーシング３の幅方向Ｗの中央側に向かって移動する方向に回転する場合、汚泥投入時は、汚泥の含水率が高く、粘度が低いため、半分以上の円周を乾燥に使用することができない。そして、各回転軸組の回転軸のうちケーシング３の中央に近い回転軸（内側の回転軸）１０５ｂ、１０５ｃ側の汚泥は、各回転軸組の回転軸のうちケーシング３に近い回転軸（外側の回転軸）１０５ａ、１０５ｄ側へ移動しやすい。
一方、汚泥投入時は粘度が低いため、外側の回転軸１０５ａ、１０５ｄ側の汚泥は、内側の回転軸１０５ｂ、１０５ｃ側へ掻き上げ移動させることができない。このため、投入した汚泥の量の半分以上が外側の回転軸１０５ａ、１０５ｄ側へ流れ込む。

また、図１０に示すように、各々の回転軸組１２１、１２２を構成する２本の回転軸１０５が互いに異なる方向であって、その上部が互いに近づく方向に回転する場合、投入した汚泥Ｐは、各々の回転軸組１２１、１２２を構成する回転軸１０５の両方に半分程度が流れ込む。しかしながら、上述の通り、汚泥投入時は粘度が低いため、各々の回転軸１０５は、汚泥Ｐを掻き上げて反対側まで移動させることができない。即ち、回転軸１０５の外周面の内、半分程度しか乾燥に寄与しない。
よって、いずれの場合も、汚泥Ｐを十分に乾燥できないまま、乾燥装置の排出口近くの端部まで流れ出す恐れがある。

この発明は、供給された含水物の含水物量の均一化、乾燥状態の適正化を図ることができ、乾燥効率を向上させつつ安定運転を継続することができる乾燥装置を提供することを目的とする。

本発明の第一の態様によれば、乾燥装置は、含水物を粉粒体にして排出する乾燥装置であって、前部に形成されて前記含水物が投入される第一投入口及び第二投入口と、後部の両側面に形成された一対の側面排出口と、を備えたケーシングと、前記第一投入口及び前記第二投入口に前記含水物を供給する含水物供給装置と、軸線を前記ケーシングの前記前部から前記後部へ配し、前記前部側から見て右回りに回転する複数の回転軸を備えた第一回転軸組と、前記前部側から見て前記第一回転軸組の右側に配置され且つ左回りに回転する複数の回転軸を備えた第二回転軸組と、前記回転軸の軸方向に間隔を開けて配置され、前記含水物に対して間接加熱を行う複数のディスクと、前記第一回転軸組及び前記第二回転軸組の前記回転軸の回転速度、並びに、前記含水物供給装置を制御する制御装置と、を有し、前記第一回転軸組と前記第二回転軸組で最も近接した２つの前記回転軸に配置された前記ディスクは、回転軌跡が重ならないように配置され、前記第一投入口は、前記最も近接した２つの回転軸のうち、前記第一回転軸組の回転軸の直上に配置され、前記第二投入口は、前記最も近接した２つの回転軸のうち、前記第二回転軸組の回転軸の直上に配置され、前記制御装置は、前記第一回転軸組と前記第二回転軸組との一方の回転軸組の前記回転軸の負荷が所定値より高い場合、前記含水物供給装置を制御して、前記一方の回転軸組への前記含水物の供給量を減少させるとともに、前記一方の回転軸組の回転速度を低下させることを特徴とする。

このような構成によれば、第一回転軸組と第二回転軸組とに供給された含水物の含水物量の均一化、乾燥状態の適正化を図ることができる。また、含水物を第一回転軸組と第二回転軸組で最も近接した２つの回転軸の直上に投入することによって、回転軸の表面が有効活用されるため、乾燥効率を向上させることができる。これにより、投入される含水物の粘度が低い場合であっても高い場合であっても、回転軸組の間で含水物の乾燥状態が異なって排出されたり、乾燥されない含水物が排出されてやむをえず装置を停止したりすることもなく、回転軸間で均一な乾燥状態で粉粒体を排出できる。即ち、安定運転を継続できる乾燥装置を提供することができる。

上記乾燥装置において、前記含水物供給装置は、前記含水物を貯留するタンクと、一端が前記タンクに接続され、他端が前記第一投入口に接続された第一配管と、一端が前記タンクに接続され、他端が前記第二投入口に接続された第二配管と、前記第一配管に接続され、前記含水物を搬送する第一供給ポンプと、前記第二配管に接続され、前記含水物を搬送する第二供給ポンプと、を備え、前記制御装置は、前記一方の回転軸組の前記回転軸の負荷が所定値より高い場合、前記第一供給ポンプまたは第二供給ポンプを制御して、前記一方の回転軸組への前記含水物の供給量を減少させてよい。

このような構成によれば、２つの供給ポンプを制御することにより、確実に含水物の供給量を調整することができる。

上記乾燥装置において、前記含水物供給装置は、前記含水物を貯留するタンクと、前記タンクから前記含水物を搬送する供給ポンプと、一端が前記供給ポンプに接続され、他端が第一分岐管と第二分岐管に分岐し、前記第一分岐管が前記第一投入口に接続され、前記第二分岐管が前記第二投入口に接続された配管と、前記第一分岐管に接続された第一弁と、前記第二分岐管に接続された第二弁と、備え、前記制御装置は、前記一方の回転軸組の前記回転軸の負荷が所定値より高い場合、前記第一弁または第二弁を制御して、前記一方の回転軸組への前記含水物の供給量を減少させてよい。

このような構成によれば、配管数、及び供給ポンプ数を低減でき、装置全体のコストを低減することができる。

上記乾燥装置において、前記第一回転軸組の前記複数の回転軸は、前記ケーシングの側面に最も近い回転軸の回転速度が最も速く、前記第二回転軸組の前記複数の回転軸は、前記ケーシングの側面に最も近い回転軸の回転速度が最も速く、前記制御装置は、前記一方の回転軸組の前記回転軸の負荷が所定値より高い場合、前記一方の回転軸組の回転軸のうち、前記ケーシングの側面に最も近い回転軸の回転速度を低下させてよい。

このような構成によれば、回転速度を制御する回転軸を限定することによって、制御構成を簡素化することができる。

上記乾燥装置において、前記含水物は汚泥であり、前記ディスクは、前記回転軸の外側から見て回転方向前方に向かうに従って幅が狭くなるくさび形状であってよい。
このような構成によれば、汚泥を効果的に撹拌、搬送することができる。

本発明によれば、供給された含水物の含水物量の均一化、乾燥状態の適正化を図り、乾燥効率を向上させつつ安定運転を継続することができる。

本発明の実施形態の乾燥装置を側方から見た断面図である。 本発明の実施形態の乾燥装置を軸線方向から見た断面図である。 本発明の実施形態の乾燥装置を上方から見た断面図である。 本発明の実施形態の乾燥装置の内部に収容された回転軸およびディスクの斜視図である。 本発明の実施形態の乾燥装置の回転軸およびディスクの平面展開図である。 本発明の実施形態の汚泥の移動を説明する図である。 本発明の実施形態の第一変形例の乾燥装置を上方から見た断面図である。 本発明の実施形態の第二変形例の乾燥装置について説明する断面図である。 従来の乾燥装置における汚泥の挙動について説明する断面図である。 従来の乾燥装置における汚泥の挙動について説明する断面図である。

〔第一実施形態〕
以下、本発明の第一実施形態の乾燥装置１について図面に基づき説明する。
本実施形態の乾燥装置１は、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、植物搾汁粕など各種バイオマスや廃棄物、などの高粘性の含水物（以下、汚泥と呼ぶ）を攪拌および搬送しながら加熱乾燥（含水率を低減）して粉粒体にして排出する装置である。汚泥は、例えば１００（Ｐａ・ｓ）以上の粘度を有し、かつ、３０（％）以上の灰分含有率を有している。
なお汚泥の測定方法としては、例えば灰分含有率であれば、投入汚泥固形物中の無機分含有率として、ＪＩＳ Ｍ８８１２に準拠して求めることができ、さらに、粘度の測定方法はＪＩＳ Ｋ７１９９：１９９９（ＩＳＯ １１４４３：１９９５、キャピラリーレオメータ使用）に準拠して求めることができる。

図１、図２、及び図３に示すように、本実施形態の乾燥装置１は、第一投入口７Ａ及び第二投入口７Ｂを有するケーシング３と、第一投入口７Ａ及び第二投入口７Ｂに汚泥Ｐを供給する汚泥供給装置５０（含水物供給装置）と、ケーシング３（ひいては汚泥Ｐ）を加熱するジャケット４と、軸線Ａをケーシング３の前部Ｆから後部Ｂへ配する２本の回転軸５ａ、５ｂを備えた第一回転軸組２１と、前部Ｆ側から見て第一回転軸組２１の右側に配置された２本の回転軸５ｃ、５ｄを備えた第二回転軸組２２と、各々の回転軸５に間隔を開けて配置され、汚泥Ｐに対して間接加熱を行う複数のディスク６（撹拌翼）と、汚泥供給装置５０などの制御を行う制御装置６０と、を備えている。即ち、本実施形態の乾燥装置１は、４本の回転軸５を備えている。

また、乾燥装置１は、各々の回転軸５を駆動する駆動モータ７２を有している。制御装置６０とモータとは電気的に接続されている。制御装置６０には、駆動モータ７２の電流値が入力される。

４本の回転軸５のうち、前部Ｆ側（搬送方向Ｔの上流側）から見て乾燥装置１の幅方向Ｗの左側、すなわち第一回転軸組の２本の回転軸５ａ、５ｂは、前部Ｆ側から見て共に右回り（時計回り）に回転する。換言すれば、２本の回転軸５ａ、５ｂは、その上部がケーシング３の幅方向Ｗの中央側に向かって移動する方向に回転している。
４本の回転軸５のうち、前部Ｆ側から見て乾燥装置１の幅方向Ｗの右側、即ち、第二回転軸組２２の２本の回転軸５ｃ、５ｄは、前部Ｆ側から見て共に左回り（反時計回り）に回転している。換言すれば、２本の回転軸５ｃ、５ｄは、その上部がケーシング３の幅方向Ｗの中央側に向かって移動する方向に回転している。

４本の回転軸５のうち、幅方向Ｗの一方側の２本の回転軸５ａ、５ｂと、幅方向Ｗの他方側の２本の回転軸５ｃ、５ｄとは、逆方向に回転する。幅方向Ｗの一方側の２本の回転軸５ａ、５ｂと、幅方向Ｗの他方側の２本の回転軸５ｃ、５ｄとは、その上部が互いに近づく方向に回転する。

各々のディスク６の内周端は、回転軸５に接続され、回転軸５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ている。
ケーシング３は、前部Ｆを後部Ｂよりも上方に傾けて配置されている。すなわちケーシング３は、回転軸５とともに所定の傾斜角度で傾斜している。

ケーシング３の底面３ａは、４本の回転軸５の形状に沿った略Ｕ字形状が連なる形状である。ケーシング３の底面３ａは、４つの円筒面２４を有しており、隣り合う円筒面２４同士は、軸線Ａに沿って途切れなく延在する稜線２５を介して接続されている。各々の円筒面２４は、略扇形のディスク６の外周側端部に沿うように形成されている。なお、第一回転軸組と第二回転軸組の間に配置される稜線２５の高さは、各回転軸組の備える複数の回転軸の間に配置される稜線２５の高さよりも、高く設計される。

ケーシング３の前部Ｆの上面には、汚泥Ｐが投入される第一投入口７Ａ、及び第二投入口７Ｂが形成されている。ケーシング３の後部Ｂ付近の両側面（２つの側面３ｂ）には、乾燥された汚泥である粉粒体が排出される一対の側面排出口９が設けられている。

側面排出口９は、搬送方向Ｔの最も下流側（ケーシング３の後部Ｂ付近）の側面３ｂに形成されている。側面排出口９には、昇降装置（図示せず）によって昇降自在、すなわち高さ調節可能な排出ゲート２６が設けられている。排出ゲート２６は、堰板として機能し、粉粒体が越流して排出される。
側面排出口９の下辺９ａは、円筒面２４の下端よりも十分に高い位置に配置されている。なお、排出ゲート２６に変えて高さ調節可能な堰板を配置してもよい。

汚泥供給装置５０は、汚泥Ｐを貯留するタンク５１と、タンク５１と第一投入口７Ａとを接続する第一配管５２Ａと、タンク５１と第二投入口７Ｂとを接続する第二配管５２Ｂと、第一配管５２Ａに配置されている第一供給ポンプ５３Ａと、第二配管５２Ｂに配置されている第二供給ポンプ５３Ｂと、を有している。

即ち、第一配管５２Ａの一端はタンク５１に接続され、第一配管５２Ａの他端は第一投入口７Ａに接続されている。また、第二配管５２Ｂの一端はタンク５１に接続され、第二配管５２Ｂの他端は第二投入口７Ｂに接続されている。
第一供給ポンプ５３Ａは、第一配管５２Ａに接続されており、第一配管５２Ａを流れる汚泥を搬送する機能を有している。第二供給ポンプ５３Ｂは、第二配管５２Ｂに接続されており、第二配管５２Ｂを流れる汚泥を搬送する機能を有している。

制御装置６０と第一供給ポンプ５３Ａとは電気的に接続されている。制御装置６０は、第一供給ポンプ５３Ａを制御することで、第一配管５２Ａを介して第一投入口７Ａから投入される汚泥の投入量を変更することができる。
また、制御装置６０と第二供給ポンプ５３Ｂとは電気的に接続されている。制御装置６０は、第二供給ポンプ５３Ｂを制御することで、第二配管５２Ｂを介して第二投入口７Ｂから投入される汚泥の投入量を変更することができる。

次に、第一回転軸組２１の詳細構造について説明する。なお、第二回転軸組２２の詳細構造は、第一回転軸組２１と同様であるため、説明を省略する。
図１、図２、図３、及び図４に示すように、ディスク６は、各々の回転軸５の軸線Ａ方向の同位置に、軸線Ａの周方向に所定の隙間をあけて２つずつ設けられている。ディスク６は、軸線Ａ方向の同位置に配された２つのディスク６を一つの段とし、前部から後部まで、軸線Ａ方向に所定の間隔をあけ、複数段設けられている。このとき、各段における２つのディスク６に形成された所定の隙間は、汚泥Ｐをケーシング３の前部から後部に流通させるための流路開口Ｃとしている。回転軸５とディスク６とは、中空状に形成され、内部に蒸気を流通させ、接触する汚泥Ｐを加熱可能としている。なお、加熱媒体は蒸気に限ることはなく、熱媒油、温水などでもよい。

第一回転軸組２１の２本の回転軸５ａ、５ｂのうち、一方の回転軸５ａに設けられたディスク６ａと、他方の回転軸５ｂに設けられたディスク６ｂとは、軸線Ａ方向で所定の隙間をあけて交互に配置されている。
一方の回転軸５ａに設けられたディスク６ａと、他方の回転軸５ｂに設けられたディスク６ｂとは、回転軸５がそれぞれ回転しているときに軸線Ａ方向から見て径方向で重なるように配されている。即ち、一方の回転軸５ａに設けられたディスク６ａは、他方の回転軸５ｂに設けられた各段のディスク６ｂ間を通過可能に配置され、他方の回転軸５ｂに設けられたディスク６ｂも、一方の回転軸５ａに設けられた各段のディスク６ａ間を通過可能に配置されている。

回転軸５に設けられたディスク６は、径方向外側から見て、回転方向前方に向かうにつれて幅が狭くなるくさび形状となっている。

さらに、軸線Ａ方向に隣り合うディスク６同士は、くさび型を形成する傾斜面とされる側面１８に、軸線Ａ方向で互いに対向する対向部１０を有している。さらに、軸線Ａ方向で隣り合うディスク６同士は、回転軸５の周方向で互いの位相がずれるように配されている。

ディスク６は、軸線Ａ方向の両側に突出するパドル部１１（掻き揚げ羽根）を備えている。パドル部１１は、それぞれ回転方向で異なる位置に配される第一パドル部１３と第二パドル部１５とを備えている。

第一パドル部１３及び第二パドル部１５は、それぞれ軸線Ａ方向の両側に突出形成された部分に、回転方向前方を向く面１６、１７を備えている。第一パドル部１３及び第二パドル部１５は、回転方向前方を向く面１６、１７によって、軸線Ａ方向で隣り合うディスク６間に存在する汚泥Ｐをひっかけることが可能となっている。

図５は、軸線Ａ方向で回転軸５およびディスク６を部分的に平面展開した図である。回転軸５の回転方向を図５中の矢印で示している。図５においては、回転方向と同方向が回転軸５の周方向であり、回転方向と垂直方向が回転軸５の軸線Ａ方向である。

図５に示すように、複数のディスク６は、それぞれ周方向に延びるように形成され、回転方向の前方および後方に、軸線Ａ方向で隣り合うディスク６と対向する対向部１０を備えている。複数のディスク６は、対向部１０の後端にそれぞれパドル部１１を備えている。より具体的には、ディスク６の回転方向の後端部１２に第一パドル部１３を備え、第一パドル部１３よりも回転方向前方の中間部１４に第二パドル部１５を備えている。第二パドル部１５は、隣り合うディスク６の第一パドル部１３の配置に対応して配される。

第一パドル部１３、および、第二パドル部１５は、軸線Ａ方向で隣り合うディスク６の対向部１０に向かって張り出すように形成されている。第二パドル部１５は、軸線Ａ方向で隣り合うディスク６の第一パドル部１３に対して互いの端部同士が対向するように、同位相で配置されている。

次に、隣り合う回転軸５同士の軸間距離について説明する。
第一回転軸組２１の回転軸５ａに設けられたディスク６ａと、回転軸５ｂに設けられたディスク６ｂとは、回転軸５がそれぞれ回転しているときに軸線Ａ方向から見て両軸間の径方向で重なるように配されている。
同様に、第二回転軸組２２の回転軸５ｃに設けられたディスク６ｃと、回転軸５ｄに設けられたディスク６ｄとは、回転軸５がそれぞれ回転しているときに軸線Ａ方向から見て両軸間の径方向で重なるように配されている。

一方、４本の回転軸５のうち、幅方向Ｗの中央寄りの２本の回転軸５ｂ、５ｃに設けられたディスク６ｂ、６ｃは、回転軸５ｂ、５ｃがそれぞれ回転しているときに軸線Ａ方向から見て径方向で重ならないように配されている。即ち、ディスク６ｂの回転軌跡とディスク６ｃの回転軌跡との間には、所定の間隔Ｇが設けられている。
つまり、第一回転軸組２１の一対の回転軸５ａ、５ｂのうち、第二回転軸組２２と隣り合う回転軸５ｂに設けられたディスク６ｂと、第二回転軸組２２の一対の回転軸５ｃ、５ｄのうち第一回転軸組２１と隣り合う回転軸５ｃに設けられたディスク６ｃとは、軸線Ａ方向から見てディスク６の回転軌跡が重なっていない。ディスク６ｂは、回転軸５ｃに設けられた各段のディスク６ｃ間を通過せず、ディスク６ｃも、回転軸５ｂに設けられた各段のディスク６ｂ間を通過しない。換言すれば、第一回転軸組２１と第二回転軸組２２で最も近接した２つの回転軸５ｂ、５ｃに配置されたディスク６ｂ、６ｃは、回転軌跡が重ならないように配置されている。
先述のとおり、第一回転軸組２１と第二回転軸組２２の間に配置される稜線２５は、他の回転軸間の稜線２５よりも高く設計され、また、第一回転軸組２１と第二回転軸組２２との間に間隔Ｇを設けているので、各回転軸組同士で汚泥のやり取りがなく、ケーシング３内の２つの回転軸組２１、２２の間の閉塞を防止することができる。

次に、第一投入口７Ａ及び第二投入口７Ｂの位置について説明する。
第一投入口７Ａは、第一回転軸組２１と第二回転軸組２２で最も近接した２つの回転軸５ｂ、５ｃのうち、第一回転軸組２１の回転軸５ｂの直上に配置されている。第一投入口７Ａは、上方から見て第一投入口７Ａの中央近傍と、回転軸５ｂの軸線Ａとが略一致する位置に設けられている。換言すれば、第一投入口７Ａは、投入される汚泥が可能な限り回転軸５ｂ上に落下するように形成されている。

第二投入口７Ｂは、第一回転軸組２１と第二回転軸組２２で最も近接した２つの回転軸５ｂ、５ｃのうち、第二回転軸組２２の回転軸５ｃの直上に配置されている。第二投入口７Ｂは、上方から見て第二投入口７Ｂの中央近傍と、回転軸５ｃの軸線Ａとが略一致する位置に設けられている。換言すれば、第二投入口７Ｂは、投入される汚泥が可能な限り
回転軸５ｃ上に落下するように形成されている。

即ち、本実施形態の投入口７Ａ、７Ｂは、隣り合う回転軸５の軸間に設けられておらず、各々の回転軸組２１、２２を構成する回転軸５のうち、最もケーシング３の幅方向Ｗ中央に近い回転軸５の直上に設けられている。

次に、本実施形態の乾燥装置１に投入された汚泥Ｐの挙動について説明する。
図６（ａ）に示すように、回転軸５ｂ、５ｃの直上から投入された含水率が約７０%以上の汚泥Ｐは、回転軸５ｂ、５ｃの外周面に衝突した後、回転軸５ｂ、５ｃの各々の両側へ流れ落ちるので、回転軸５ｂ、５ｃの外周面全周によって効率的に乾燥される。
含水率が約７０%以上の状態では、ケーシング３内に充填されている汚泥Ｐの性状は液体状（流動体）である。例えば、液体状の汚泥Ｐは、ケーシング３内における上流の位置、すなわち図１及び図３のＲ１で示す範囲にある。含水率が約７０％以上の汚泥Ｐの液面は、略水平である。
本実施形態の乾燥装置１の回転軸５は上部が幅方向Ｗの中央側に向かって移動する方向に回転し、ディスク６の回転により汚泥Ｐが撹拌され、ディスク６の両側面のパドル部１１が汚泥Ｐを掻き揚げる度に、幅方向Ｗの両端側の水面が一時的にその水面が盛り上がる状態を繰り返す。

含水率が約４０％〜７０％の状態では、ケーシング３内に充填された汚泥Ｐの性状は、粘土・塊状、粘性体（特に含水率５０％〜６０％付近では極めて高粘度）である。上記Ｒ１の範囲で乾燥が進行して粘土・塊状、粘性体となった汚泥Ｐは、ケーシング３内における搬送方向Ｔの中央付近の位置、すなわち図１及び図３のＲ２で示す範囲にある。図６（ｂ）に示すように、含水率が約４０％〜７０％の汚泥Ｐは、粒径が大きく塊状となっているため、ディスク６のパドルへの引っ掛かりが良い。このため、搬送用の軸である中央の２軸（回転軸５ｂ、５ｃ）が、粒径が大きな塊状の汚泥Ｐを搬送方向Ｔの下流側へ搬送する。

また、第一回転軸組２１を構成する回転軸５ａ、５ｂが同一方向に回転しているため、ケーシング３内の汚泥Ｐが、回転軸５ａの軸方向において隣り合うディスク６ａ、及びディスク６ａの各パドル部１１ａによって回転方向上側に掻きあげられる。すると、汚泥Ｐは、大きな塊の状態で、回転軸５ａの軸上で隣り合うディスク６ａ間に留まる。

一方で、ディスク６ｂは、回転軸５ｂの回転により、回転軸５ａの軸上で隣り合うディスク６ａ間を下から上に向かって通過する。そのため、ディスク６ｂ、及びディスク６ｂの各パドル部１１ｂが、隣り合うディスク６ａ間に留まっている汚泥Ｐに切り込みながら衝突する。すると、隣り合うディスク６ａ間に留まっている汚泥Ｐが、ディスク６ｂ及びパドル部１１ｂによって上方に掻きあげられる。これにより、汚泥Ｐは、回転軸５ａの周回から離脱して、回転軸５ｂ周りに移動する。この際、掻きあげられた汚泥Ｐは、ケーシング３の傾斜によって、ディスク６ｂと、その搬送方向Ｔの下流側で隣り合うディスク６ｂとの間に落とし込まれ入り込む。

これら回転軸５ｂの軸上で隣り合うディスク６ｂ間に落とし込まれた汚泥Ｐは、ディスク６ｂの側面に十分接触しながら各ディスク６ｂに対して、回転方向の後方に相対移動する。すると、汚泥Ｐは、回転方向後側に配されたディスク６ｂのパドル部１１ｂによって、軸線Ａ方向両側から押圧されて、回転軸５ｂ周りを回転軸５ｂの回転に伴い移動する。
この際、汚泥Ｐは、回転軸５ｂとケーシング３との間に溜まっている汚泥Ｐと一体にされる。パドル部１１ｂは、さらに回転軸５ｂとケーシング３との間に溜まっている汚泥Ｐの中を通過して、汚泥Ｐを回転軸５ａ側へと移動させる。

そして、回転軸５ａのディスク６ａは、回転軸５ａの回転により、回転軸５ｂの隣り合うディスク６ｂ間を上から下に通過するため、パドル部１１ｂによって回転軸５ａ側に移動された汚泥Ｐは、回転軸５ａのディスク６ａによって攪拌される。この際、汚泥Ｐは、ケーシング３の傾斜により、汚泥Ｐを押圧したディスク６ａの下流側に移動して、隣り合うディスク６ａ間に入り込むこととなる。そして、隣り合うディスク６ａ間に入り込んだ汚泥Ｐは、上述した移動を繰り返して、ケーシング３や回転軸５ａ、５ｂなどにより加熱されながら、徐々に下流側へと搬送されていくこととなる。
つまり、汚泥Ｐは、回転軸５ａ周りと回転軸５ｂ周りとを交互に周回し、その軸線Ａ方向から見た搬送軌跡が、図６（ｂ）及び図６（ｃ）中の矢印で示すような「８の字状」となる。「８の字状」に撹拌された汚泥Ｐは、図６（ｃ）に示すように、底面３ａの幅方向Ｗの中央部に集約される。

図６（ｄ）に示すように、含水率が約４０％未満の状態では、ケーシング３内の汚泥Ｐは粉粒体Ｐ２となっている。上記Ｒ２の範囲で乾燥が進行して粉粒体となった汚泥Ｐは、ケーシング３内における下流の位置、すなわち図１及び図３のＲ３で示す範囲にある。含水率が約４０％未満の汚泥Ｐの粒径は小さいため、ケーシング３の底面３ａではディスク６のパドル部１１によりケーシング３の幅方向Ｗの中央部の汚泥Ｐが外側へ運ばれる一方、ケーシング３の幅方向Ｗの両側面のパドル部１１により粉粒体Ｐ２が滑り落ちるため、粉粒体Ｐ２を持ち上げる（中央側へ汚泥Ｐを搬送する）ことはできない。このため、底面３ａの中央部に粉粒体Ｐ２は存在せず、外側へ粉粒体Ｐ２が集中する。

ここで、季節変動・時間変動等による汚泥性状不安定、或いは補機の不具合等による汚泥供給不安定などにより乾燥不十分となった場合、含水率が概ね４０％〜６０％の高含水率で、粘土・塊状の汚泥Ｐが乾燥装置１のＲ３の範囲、さらには後部Ｂに接するまで搬送されうる。この状態になってしまうと、乾燥装置を停止させてメンテナンスを行う必要があるため、本発明では、当該状態とならないよう後述の制御を行っている。

なお、図１に示すように、含水率５０％付近の高粘度汚泥堰Ｄが、Ｒ２で示す範囲に存在する半液状汚泥をケーシング３の前方（前部Ｆ側）に留める堰の役割を果たす。乾燥装置１においては、この高粘度汚泥堰Ｄが搬送方向Ｔの中央か、中央よりやや出口側で変動しない状態が、いずれの回転軸５においても達成できている状態が安定運転状態と言える。図１は、高粘度汚泥堰Ｄが理想的な位置に配置された汚泥充填状態を示している。

次に、本実施形態の乾燥装置１の制御方法について説明する。
通常の運転時は、制御装置６０は、回転軸５ａ、５ｄの回転速度が、回転軸５ｂ、５ｃの回転速度よりも速くなるように、制御を行っている。制御装置６０は、例えば、回転軸５ａ、５ｄの回転速度が約８ｒｐｍ、回転軸５ｂ、５ｃの回転速度が約５ｒｐｍとなるように制御している。

即ち、制御装置６０は、幅方向Ｗの外側の回転軸５ａ、５ｄの回転速度が、幅方向Ｗの内側の回転軸５ｂ、５ｃよりも速くなるように、制御を行っている。換言すれば、第一回転軸組２１の２本の回転軸５ａ、５ｂは、ケーシング３の側面３ｂに最も近い回転軸５ａの回転速度が最も速く、第二回転軸組２２の２本の回転軸５ｃ、５ｄは、ケーシング３の側面３ｂに最も近い回転軸５ｄの回転速度が最も速い。

本実施形態の乾燥装置１の制御装置６０は、回転軸５の負荷に基づいて汚泥Ｐの投入量、及び回転軸５の回転速度を制御する。
制御装置６０は、４本の回転軸５の負荷を監視し、いずれかの回転軸５の負荷が所定値よりも高い場合、当該回転軸５が属する回転軸組２１、２２への汚泥Ｐの供給量を減少させるとともに、当該回転軸組２１、２２を構成する回転軸５の回転速度を低下させる制御を行う。

制御装置６０による回転軸５の負荷の監視は、駆動モータ７２の電流値を用いて監視してもよい。すなわち、制御装置６０は、４本の回転軸５を駆動する各々の駆動モータ７２の電流値を監視し、いずれかの電流値が所定値より高い場合、電流値が高い駆動モータ７２に対応する回転軸５が属する回転軸組２１、２２への汚泥の供給量を減少させるとともに、当該回転軸組２１、２２を構成する回転軸５の回転速度を低下させる制御を行ってもよい。

制御装置６０による上記回転速度を低下させる制御については、例えば、制御装置は、一方の回転軸組のうち、ケーシング３に最も近い回転軸５の回転速度を低下させる。即ち、制御装置６０は、回転軸組を構成する２本の回転軸５のうち、通常運転時に回転速度が速い方の回転軸の回転速度を低下させる制御を行うのが、制御構成の簡素化の観点から望ましい。ただし、これに限らず、回転軸の負荷の高い回転軸組の全ての回転軸の回転速度を低下させてもよい。

また、制御装置６０は、汚泥供給装置５０の第一供給ポンプ５３Ａ又は第二供給ポンプ５３Ｂを制御することによって、回転軸の負荷が高い一方の回転軸組への汚泥Ｐの供給量を減少させる。

このような制御を行うことによって、回転速度を低下させた回転軸組２１または２２側に滞留する汚泥Ｐの滞留時間が長くなり、高粘度汚泥堰Ｄを適切な位置に保つことができる。

上記実施形態によれば、第一回転軸組２１と第二回転軸組２２とに供給された汚泥Ｐの含水物量の均一化、乾燥状態の適正化を図ることができる。
また、汚泥Ｐを第一回転軸組２１と第二回転軸組２２で最も近接した２つの回転軸５の直上に投入することによって、回転軸の表面が有効活用されるため、乾燥効率を向上させることができる。

これにより、投入される含水物の粘度が低い場合であっても高い場合であっても、回転軸組の間で含水物の乾燥状態が異なって排出されたり、乾燥されない含水物が排出されてやむをえず装置を停止することもなく、回転軸間で均一な乾燥状態で粉粒体を排出できる。即ち、安定運転を継続できる乾燥装置を提供することができる。

また、回転軸５の回転速度を低下させる際、回転速度を制御する回転軸５をケーシング３の側面３ｂに近い回転軸５ａ又は回転軸５ｄに限定することによって、制御構成を簡素化することができる。
また、汚泥供給装置５０が、２つのポンプを有し、制御装置６０が２つの供給ポンプ５３Ａ、５３Ｂを制御することにより、確実に汚泥Ｐの供給量を調整することができる。

〔第一変形例〕
以下、本発明の実施形態の第一変形例の乾燥装置について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では、上述した実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図７に示すように、本変形例の乾燥装置１Ｂの汚泥供給装置５０Ｂは、汚泥Ｐを貯留するタンク５１と、タンク５１に貯留された汚泥Ｐが導入される配管５４と、タンク５１から汚泥Ｐを搬送する供給ポンプ５５と、を有している。

配管５４は、一端が供給ポンプ５５に接続され、他端が第一分岐管５６と第二分岐管５７とに分岐している。第一分岐管５６は第一投入口７Ａに接続され、第二分岐管５７は第二投入口７Ｂに接続されている。
第一分岐管５６には、第一分岐管５６を流れる汚泥Ｐの流量を調整する第一弁５８が設けられ、第二分岐管５７には、第二分岐管５７を流れる汚泥Ｐの流量を調整する第二弁５９が設けられている。
第一弁５８及び第二弁５９は、電磁弁（ソレノイドバルブ）を採用することができるが、これに限ることはない。例えば、第一弁５８及び第二弁５９として、圧縮空気によって作動する空気差動弁や、油圧弁の採用も可能である。

制御装置６０は、一方の回転軸組の回転軸５の負荷が所定値より高い場合に、第一弁５８または第二弁５９を制御して、一方の回転軸組への汚泥Ｐの供給量を減少させる。

上記変形例によれば、及び供給ポンプ数を低減でき、装置全体のコストを低減することができる。

〔第二変形例〕
以下、本発明の実施形態の第二変形例の乾燥装置について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では、上述した実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図８に示すように、本変形例の乾燥装置１Ｃは、ケーシング３の上壁３ｃ（図２参照）の下面に、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の範囲に対応して、各回転軸組のそれぞれに複数の温度センサ６２を有している。各温度センサ６２は制御装置６０（図示省略）に接続されており、制御装置６０はケーシング３内の汚泥Ｐの温度分布を取得することができる。
本変形例では、制御装置６０による回転軸５の負荷の監視を、駆動モータ７２の電流値ではなく、温度センサ６２により計測する汚泥Ｐの温度を用いて間接的に行う。すなわち、ケーシング３内の上流から下流の所定位置における汚泥の温度が、各々の所定位置に対応して設定される所定温度よりも低い場合に、当該温度が検知された温度センサ６２に対応する回転軸組の回転軸の負荷が高いとみなし、上記実施形態及び第一変形例と同様に、当該回転軸組への汚泥Ｐの供給量を減少させるとともに、当該回転軸組の回転軸の回転速度を低下させる制御を行う。

図８には、温度センサ６２によって測定される温度分布の一例であり、温度センサ６２は、ケーシング３内のＲ１、Ｒ２、Ｒ３の範囲且つ各回転軸組の回転軸のそれぞれに対応して配置されている。図８において、Ｒ１で示す範囲の温度をＴ１、Ｒ２で示す範囲の温度をＴ２、Ｒ３で示す範囲の温度をＴ３とする。温度Ｔ１は、最も低い温度であり、温度Ｔ３は最も高い温度である。汚泥Ｐが乾燥している程、汚泥Ｐの温度は高くなる。

制御装置６０は、汚泥Ｐの温度分布を監視し、温度センサ６２を設置したいずれかの箇所の汚泥の温度が所定値より低い場合、温度が低い箇所に対応する回転軸５が属する回転軸組２１、２２への汚泥の供給量を減少させるとともに、当該回転軸組２１、２２を構成する回転軸５の回転速度を低下させる制御を行う。

以上、本発明の実施形態及び変形例について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこれらに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
なお、上記実施形態の乾燥装置１においては、回転軸組２１、２２が２本の回転軸５を備える場合を一例にして説明したが、各回転軸組が備える回転軸５の本数はそれぞれ２本に限られず、３本以上であっても良い。

１、１Ｂ、１Ｃ 乾燥装置
３ ケーシング
３ａ 底面
３ｂ 側面
３ｃ 上壁
４ ジャケット
５ 回転軸
６ ディスク
７Ａ 第一投入口
７Ｂ 第二投入口
９ 側面排出口
１０ 対向部
１１ パドル部
１３ 第一パドル部
１５ 第二パドル部
２１ 第一回転軸組
２２ 第二回転軸組
２４ 円筒面
２５ 稜線
２６ 排出ゲート
５０ 汚泥供給装置（含水物供給装置）
５１ タンク
５２Ａ 第一配管
５２Ｂ 第二配管
５３Ａ 第一供給ポンプ
５３Ｂ 第二供給ポンプ
５４ 配管
５５ 供給ポンプ
５６ 第一分岐管
５７ 第二分岐管
５８ 第一弁
５９ 第二弁
６０ 制御装置
６２ 温度センサ
７２ 駆動モータ
Ａ 軸線
Ｄ 高粘度汚泥堰
Ｇ 間隔
Ｐ 汚泥
Ｔ 搬送方向
Ｗ 幅方向

Claims (5)

1. 含水物を粉粒体にして排出する乾燥装置であって、
   前部に形成されて前記含水物が投入される第一投入口及び第二投入口と、後部の両側面に形成された一対の側面排出口と、を備えたケーシングと、
   前記第一投入口及び前記第二投入口に前記含水物を供給する含水物供給装置と、
   軸線を前記ケーシングの前記前部から前記後部へ配し、前記前部側から見て右回りに回転する複数の回転軸を備えた第一回転軸組と、
   前記前部側から見て前記第一回転軸組の右側に配置され且つ左回りに回転する複数の回転軸を備えた第二回転軸組と、
   前記回転軸の軸方向に間隔を開けて配置され、前記含水物に対して間接加熱を行う複数のディスクと、
   前記第一回転軸組及び前記第二回転軸組の前記回転軸の回転速度、並びに、前記含水物供給装置を制御する制御装置と、を有し、
   前記第一回転軸組と前記第二回転軸組で最も近接した２つの前記回転軸に配置された前記ディスクは、回転軌跡が重ならないように配置され、
   前記第一投入口は、前記最も近接した２つの回転軸のうち、前記第一回転軸組の回転軸の直上に配置され、前記第二投入口は、前記最も近接した２つの回転軸のうち、前記第二回転軸組の回転軸の直上に配置され、
   前記制御装置は、前記第一回転軸組と前記第二回転軸組との一方の回転軸組の前記回転軸の負荷が所定値より高い場合、前記含水物供給装置を制御して、前記一方の回転軸組への前記含水物の供給量を減少させるとともに、前記一方の回転軸組の回転速度を低下させることを特徴とする乾燥装置。
2. 前記含水物供給装置は、
   前記含水物を貯留するタンクと、
   一端が前記タンクに接続され、他端が前記第一投入口に接続された第一配管と、
   一端が前記タンクに接続され、他端が前記第二投入口に接続された第二配管と、
   前記第一配管に接続され、前記含水物を搬送する第一供給ポンプと、
   前記第二配管に接続され、前記含水物を搬送する第二供給ポンプと、
   を備え、
   前記制御装置は、前記一方の回転軸組の前記回転軸の負荷が所定値より高い場合、前記第一供給ポンプまたは第二供給ポンプを制御して、前記一方の回転軸組への前記含水物の供給量を減少させることを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
3. 前記含水物供給装置は、
   前記含水物を貯留するタンクと、
   前記タンクから前記含水物を搬送する供給ポンプと、
   一端が前記供給ポンプに接続され、他端が第一分岐管と第二分岐管に分岐し、前記第一分岐管が前記第一投入口に接続され、前記第二分岐管が前記第二投入口に接続された配管と、
   前記第一分岐管に接続された第一弁と、
   前記第二分岐管に接続された第二弁と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記一方の回転軸組の前記回転軸の負荷が所定値より高い場合、前記第一弁または第二弁を制御して、前記一方の回転軸組への前記含水物の供給量を減少させることを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
4. 前記第一回転軸組の前記複数の回転軸は、前記ケーシングの側面に最も近い回転軸の回転速度が最も速く、
   前記第二回転軸組の前記複数の回転軸は、前記ケーシングの側面に最も近い回転軸の回転速度が最も速く、
   前記制御装置は、前記一方の回転軸組の前記回転軸の負荷が所定値より高い場合、前記一方の回転軸組の回転軸のうち、前記ケーシングの側面に最も近い回転軸の回転速度を低下させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の乾燥装置。
5. 前記含水物は汚泥であり、
   前記ディスクは、前記回転軸の外側から見て回転方向前方に向かうに従って幅が狭くなるくさび形状であることを特徴とする請求項４に記載の乾燥装置。

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