JP2009210176A - 乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 食品残渣、野菜屑などの有機物を高速で乾燥し粉砕する乾燥装置に関し、高速で能率よく乾燥が行え、設置スペースが少なくて済み、製造容易で製造コストが安く保守性にも優れた乾燥装置を提供する。
【解決手段】 被処理物を取出口へと移送するホッパと、取出口から排出される被処理物が送り込まれる始端部から、上方及び下方に向けて複数回蛇行するように形成され、被処理物の上昇路及び下降路を形成する各筒体を上方側の屈曲筒と下方側の屈曲筒とを介して交互に連結して被処理物の乾燥路９が形成された乾燥筒部８と、上方側の屈曲筒の乾燥路９の頂部から突出形成された粉砕板３４と、乾燥筒部８の始端部に配置され、加熱器により熱せられた空気流とともに被処理物を乾燥路９の終端部へ搬送する送風機と、乾燥筒部８の終端部に設けられ、この終端部から放出された被処理物と水蒸気を含む空気とを分離させる粉粒分離機１２と、を有する構成である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、食品残渣、野菜屑などの有機物を高速で乾燥し粉砕する乾燥装置に関する。

従来、食品の製造工程等で発生する食品残渣、野菜屑などのような水分を多量に含んでいる廃棄物を乾燥処理するための乾燥装置の開発が行なわれている。

例えば特許文献１には、蚊取り線香のように渦状に曲げられた仕切り板によって渦状の気流通路が形成された気流乾燥装置が開示されている。この気流乾燥装置は図８に示すように、ヒータ７２により加熱された空気流と共に定量供給機７４から被乾燥物が供給され、この被粉砕物は、解砕機７６により粉砕されて気流乾燥装置７０の入口の外周部開口に吸引され、気流乾燥装置７０の渦状の気流通路中で加熱乾燥されサイクロンセパレータ７８により分離収集される。特許文献２にも旋回流式乾燥機が開示されている。

また、特許文献３に記載されているように、被処理物を長い円筒状の容器本体内に投入して、この被処理物を容器本体内をモータで回転する軸なし螺旋翼によって移動させながら、螺旋翼の中心に設けた内側加熱手段と容器本体を外側から加熱する外側加熱手段によって被処理物を加熱乾燥させる乾燥装置が開示されている。

特許第３１５５５２７号公報 特公平８−２７１３２号公報 特開２００３−１４５０８８号公報 実用新案登録第３１３８３８８号公報

しかし、特許文献１及び２に記載された乾燥装置は、仕切り板を渦巻き状に形成しその中心部に中央部排出口を形成する形状であるため構造が複雑となり、このため製造コストがかかり、また清掃や点検などの保守が困難であり、また被乾燥物は常に渦状の気流通路を通過することから、被乾燥物が外周付近に集まって均等な分散しにくく、このため乾燥効率が低下するといった問題がある。

また、特許文献３に記載された乾燥装置は、容器本体内に投入された被処理物を少しずつ螺旋翼で容器本体の排出口側へ移動させながら徐々に乾燥させる構造になっているため、被処理物が容器本体内に留まっている時間が長く、被処理物を連続的に処理する能力を高めるためには、容器本体の全長を長くする必要があり広い処理スペースを要し、また装置の内部にロータが配置されている複雑な構造のため、製造コストが高くなるとともに、清掃や点検等の保守が困難であるという問題がある。
これに対して、本件出願人らは先に特許文献４の高速乾燥機を開示したが、本出願ではこれに改良を加えた。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、高速で能率よく乾燥が行え、設置スペースが少なくて済むとともに、製造容易で製造コストが安く保守性にも優れた乾燥装置を提供することを目的とする。

以上の技術的課題を解決するため、本発明に係る乾燥装置は、図１に示すように、投入された被処理物５を送り装置により取出口へと移送するホッパ２と、上記取出口から排出される被処理物が送り込まれる始端部２４から、上方及び下方に向けて複数回蛇行するように形成され、上記被処理物５の上昇路を形成する筒体２６と下降路を形成する筒体２６とを上方側の屈曲筒２８と下方側の屈曲筒２８とを介して交互に連結して被処理物５の乾燥路９が形成された乾燥筒部８と、円弧状に形成された上記上方側の屈曲筒２８の乾燥路９の頂部から、この乾燥路の中心に向けて突出形成され上記被処理物５を粉砕する粉砕板３４と、上記乾燥筒部８の始端部２４に配置され、加熱器４により熱せられた空気流とともに上記被処理物５を上記乾燥路９の終端部へ搬送する送風機１０と、上記乾燥筒部８の終端部２７に設けられ、この終端部２７から放出された被処理物５と水蒸気を含む空気とを分離させる粉粒分離機１２と、を有する構成である。

本発明に係る乾燥装置は、投入された被処理物５を送り装置により取出口へと移送するホッパ２と、上記取出口から排出される被処理物が送り込まれる始端部２４から、上方及び下方に向けて複数回蛇行するように形成され、上記被処理物５の上昇路を形成する筒体２６と下降路を形成する筒体２６とを上方側の屈曲筒２８と下方側の屈曲筒２８とを介して交互に連結して被処理物の乾燥路９が形成された乾燥筒部８と、上記乾燥筒部８の始端部２４に配置され、加熱器４により熱せられた空気流とともに上記被処理物５を上記乾燥路９の終端部２７へ搬送する送風機１０と、上記乾燥筒部８の終端部２７に設けられ、この終端部から放出された被処理物５と水蒸気を含む空気とを分離させる粉粒分離機１２とを有し、上記下方側の屈曲筒２８の両上端部を、それぞれ上記筒体２６の下端部と連結部３０を介して着脱可能に連結した構成である。

本発明に係る乾燥装置は、上記乾燥筒部８において、上記始端部２４から上方に向かう第一の上昇路４６の長さに対して、この上昇路に続く第一の下降路４７の長さをより短く形成し、かつこれ以降の蛇行による下降路の長さを上記第一の下降路４７より長く形成した構成である。

また本発明に係る乾燥装置は、投入された被処理物５を送り装置により取出口へと移送する第一のホッパ２と、上記取出口から排出される被処理物５が送り込まれる始端部２４から、上方及び下方に向けて複数回蛇行するように形成され、上記被処理物５の上昇路を形成する筒体２６と下降路を形成する筒体２６とを上方側の屈曲筒２８と下方側の屈曲筒２８とを介して交互に連結して被処理物５の乾燥路９が形成された第一の乾燥筒部８と、上記第一の乾燥筒部８の始端部２４に配置され、加熱器４により熱せられた空気流とともに上記被処理物５を上記乾燥路９の終端部２７へ搬送する第一の送風機１０と、上記第一の乾燥筒部８の終端部２７に設けられ、この終端部２７から放出された被処理物５と水蒸気を含む空気とを分離させる第一の粉粒分離機１２と、上記第一の粉粒分離機１２から排出される被処理物を受けて下方の取出口へと移送する第二のホッパ５８と、上記取出口から排出される被処理物５が送り込まれる始端部２４から、上方及び下方に向けて複数回蛇行するように形成され、上記被処理物５の上昇路を形成する筒体２６と下降路を形成する筒体２６とを上方側の屈曲筒２８と下方側の屈曲筒２８とを介して交互に連結して被処理物の乾燥路９が形成された第二の乾燥筒部８と、上記第二の乾燥筒部８の始端部２４に配置され、加熱器４により熱せられた空気流とともに上記被処理物５を上記乾燥路９の終端部２７へ搬送する第二の送風機１０と、上記第二の乾燥筒部８の終端部２７に設けられ、この終端部から放出された被処理物５と水蒸気を含む空気とを分離させる第二の粉粒分離機１２と、を有する構成である。

本発明に係る乾燥装置は、上記第一の乾燥筒部８において、上記始端部２４から上方に向かう第一の上昇路４６の長さに対して、この上昇路に続く第一の下降路４７の長さをより短く形成し、かつこれ以降の蛇行による下降路の長さを上記第一の下降路４７より長く形成した構成である。

また本発明に係る乾燥装置は、上記下方側の屈曲筒２８の両上端部を、それぞれ上記筒体２６の下端部と連結部３０を介して着脱可能に連結した構成である。

また本発明に係る乾燥装置は、上記上方側の屈曲筒２８の乾燥路９を円弧状に形成し、この乾燥路の頂部からこの乾燥路の中心に向けて上記被処理物５を粉砕する粉砕板３４を突出形成した構成である。

また本発明に係る乾燥装置は、上記送風機１０の吹き出し口の近傍に、空気流を螺旋状に旋回させるための旋回羽根５９を設けた構成である。

本発明に係る乾燥装置によれば、上方及び下方に向けて複数回蛇行するように被処理物の乾燥路が形成された乾燥筒部、上方側の屈曲筒の乾燥路の頂部から突出形成された粉砕板、加熱器により熱せられた空気流とともに被処理物を搬送する送風機、及び乾燥路の終端部から放出された被処理物と水蒸気を含む空気とを分離させる粉粒分離機を有する構成を採用したから、乾燥路は筒を上下に立てて連ねた簡単な構造であるため製造が簡単で製造コストが大幅に削減でき、また乾燥路の距離が確保され場所をとらないコンパクト設計が行なえて設備費が削減できるという効果を奏する。
またこの乾燥装置の乾燥筒部は、強い熱風とともに被処理物が搬送されるため高速での乾燥が行なえ、さらに被処理物は粉砕板に打ち付けられて粉砕され、また打ち付けの衝撃により含有する水分が飛散分離し、屈曲筒の外周側を通過する被処理物は、この粉砕板により拡散され分散されるので、乾燥路の搬送中での乾燥の効率が高められ、加えてこの乾燥装置は、直接加熱方式であるため高効率であり低ランニングコストが実現でき、また取扱いが容易であり連続運転による大量処理・連続排出により人件費の削減など低コスト化が実現できるという効果がある。

本発明に係る乾燥装置によれば、上方及び下方に向けて複数回蛇行するように被処理物の乾燥路が形成された乾燥筒部、加熱器により熱せられた空気流とともに被処理物を搬送する送風機、及び乾燥路の終端部から放出された被処理物と水蒸気を含む空気とを分離させる粉粒分離機を有し、下方側の屈曲筒の両上端部を、それぞれ筒体の下端部と連結部を介して着脱可能に連結した構成を採用したから、上記効果に加えて、乾燥筒部は筒同士を連結部において容易に着脱できて、筒内部の掃除等が容易に行なえ保守性また耐久性にも優れるという効果を奏する。

本発明に係る乾燥装置によれば、始端部から上方に向かう上昇路の長さに対して、この上昇路に続く第一の下降路の長さをより短く形成し以降の下降路の長さを第一の下降路より長く形成した構成としたから、水分含有率の高い被処理物の乾燥処理においても、乾燥筒部の下部近傍への堆積が防止され、被処理物の水分含有率の割合にかかわらず良好に乾燥が行え、また管理が容易であるという効果がある。

本発明に係る乾燥装置によれば、上方及び下方に向けて複数回蛇行するように被処理物の乾燥路が形成された第一の乾燥筒部、加熱器により熱せられた空気流とともに被処理物を搬送する第一の送風機、及び乾燥路から放出された被処理物と水蒸気を含む空気とを分離させる第一の粉粒分離機からなる第一の乾燥機、この第一の粉粒分離機から排出される被処理物を受ける第二のホッパ、第二の乾燥筒部、第二の送風機、及び被処理物と水蒸気を含む空気とを分離させる第二の粉粒分離機を有する第二の乾燥機からなる構成を採用し、第一の乾燥機と第二の乾燥機との間の粉粒分離機により被処理物を乾燥して分離した水蒸気を一度大気中に放出する過程を設けたことにより、上記効果に加えて第二の乾燥機における乾燥粉砕処理の効率が格段に高められ、また被処理物についても、水分含有率が低率から高率までの広い範囲のものに適用可能であるという効果を奏する。

本発明に係る乾燥装置によれば、第一の乾燥筒部において、始端部から上方に向かう上昇路の長さに対して、この上昇路に続く第一の下降路の長さをより短く形成し以降の下降路の長さを第一の下降路より長く形成した構成としたから、水分含有率の高い被処理物の乾燥処理においても、乾燥筒部の下部近傍への堆積が防止され、被処理物の水分含有率の割合にかかわらず良好に乾燥が行え、また管理が容易であるという効果がある。

また本発明に係る乾燥装置によれば、下方側の屈曲筒の両上端部を、それぞれ筒体の下端部と連結部を介して着脱可能に連結した構成としたから、筒内部の掃除等が容易に行なえ保守性また耐久性にも優れるという効果がある。

また本発明に係る乾燥装置によれば、上方側の屈曲筒の乾燥路を円弧状に形成し、この乾燥路の頂部からこの乾燥路の中心に向けて被処理物を粉砕する粉砕板を突出形成した構成としたから、被処理物は打ち付けの衝撃により含有する水分が飛散分離し、屈曲筒の外周側を通過する被処理物は粉砕板により拡散され分散されるので、乾燥路の搬送中での乾燥及び粉砕の効率が高められるという効果がある。

また本発明に係る乾燥装置によれば、送風機の吹き出し口の近傍に、空気流を螺旋状に旋回させるための旋回羽根を設けた構成としたから、被処理物が乾燥筒部内を旋回しつつ上昇するため筒の直線距離内においてそれ以上に乾燥路の距離を確保することができ、また被処理物が螺旋状の空気に揉まれることから乾燥の効率が高められるという効果がある。

以下、本発明に係る乾燥装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、第一の実施の形態に係る乾燥装置を示したものである。この乾燥装置１は、乾燥させたい被処理物５を投入するホッパ２、加熱器４、被処理物５を通過させる傾斜筒部６、被処理物５を加熱乾燥する乾燥筒部８、この乾燥筒部８内の被処理物５を乾燥させる乾燥路９に高速の空気流を送る送風機１０、乾燥筒部８の終端部から排出され乾燥粉砕された被処理物５を水蒸気を含む空気と分離する粉粒体分離器としてのサイクロン１２、及び乾燥粉砕した被処理物５を収納する回収容器１４を有する。

また上記乾燥装置１は、高温になる上記送風機１０の羽根部、乾燥路を構成する乾燥筒部８及びサイクロン１２の各構成部品等は、長期の継続的使用に耐えられるように耐熱性、耐摩耗性に優れたステンレス材を使用している。

上記ホッパ２は、上端に開口部を有してここから食品残渣などの被処理物５を投入する。このホッパ２に投入された被処理物５は、攪拌して解すとともにブリッジの発生を防止するため上下２段の攪拌部材（図示せず）が設けられている。ホッパ２の下部には、筒状のケーシング１６の内部に搬送スクリューを内蔵した送り装置としてのスクリューフィーダ１８を有している。

上記ケーシング１６内のスクリューフィーダ１８は、その搬送方向終端部側でケーシング１６の外部に設けられた回転数が可変の駆動源に駆動連結されており、ホッパ２から落下供給される被処理物５を一定の割合で乾燥路側の底開き式の取出口２０へ搬送する。

また上記加熱器４として、ここでは灯油バーナを燃焼室２２で燃焼させて加熱する形態を用いているが、他にガスバーナ、或いは電熱器等のヒーターを熱源とすることができる。この加熱器４により、燃焼室２２から上記傾斜筒部６に向けて熱を放射し、取出口２０から排出される被処理物５とともに乾燥路９に高温の熱を供給する。この加熱器４は、閉ざされた乾燥筒部８の乾燥路９を加熱（始端部の温度は１００℃〜２００℃程度である）するものであるから、単位時間の熱量は比較的少なくて済む。

上記傾斜筒部６は、上記ホッパ２の取出口２０の下方から上記乾燥筒部８の始端部２４に至る間に、円筒を斜め下方向きに傾斜して配置したものであり、上記取出口２０から排出され落下する被処理物５を、その重みで傾斜路を通過させて上記始端部２４へ向けて送る。

上記乾燥筒部８は、ステンレス材からなる断面円形の筒であり、直径は１００ｍｍ〜２５０ｍｍ（程度）、筒の厚みは１ｍｍ〜５ｍｍ（程度）である。この乾燥筒部８は、被処理物５を搬送する乾燥路９を形成するものであり、その始端部２４から上方及び下方に向けて複数回蛇行するように構成され、被処理物５が上昇する上昇路と下降する下降路とを屈曲部を介して交互に折り返すように形成されている。

ここでは上記乾燥筒部８として、上下向きに配置される直線状の筒体２６を数本用い、各隣り合う筒体２６の上部及び下部同士をそれぞれ屈曲筒２８で連結した形態としている。このように乾燥筒部８は、筒体２６、近傍の筒体２６，２６の上端部同士を連結する上方側の屈曲筒２８、及び近傍の筒体２６，２６の下端部同士を連結する下方側の屈曲筒２８からなる。

また上記屈曲筒２８は、乾燥路９の中心線が半円状或いは円弧状になるように筒を滑らかに屈曲形成させ、また筒体２６とも滑らかに連結する形状である。このように、乾燥筒部８による乾燥路９は、上記筒体２６により被処理物５が上昇する上昇路と下降する下降路、及び上記屈曲筒２８により円弧状に屈曲した乾燥路から構成される。この場合、乾燥筒部８として、風上には太い径の円筒を用い、風下に向かうにしたがって被処理物が小さく粉砕されることから徐々に細い径の円筒を用いて乾燥路９を形成してもよい。

上記乾燥筒部８は上下に蛇行する形態であるが、屈曲筒２８は平面方向として前後左右の好適な方向に向けて配置することが可能であり、平面が四角形の領域の範囲内に全ての乾燥筒部８が納まる形態（例えば平面を蛇行する形状）に設置することで省スペース化が実現できる。また、上記乾燥筒部８の上部を残して、乾燥筒部８の略全体をステンレス板などの金属板で形成されたボックスで囲むようにしても良い。これにより、乾燥筒部８の上部がボックスで保持され、かつボックスにより熱の保温効果が得られる。

またここでは図２にも示すように、上方側の屈曲筒２８の両下端部をそれぞれ筒体２６の上端部と連結部３０を介して着脱可能に連結し、また下方側の屈曲筒２８の両上端部を、それぞれ筒体２６の下端部と連結部３０を介して着脱可能に連結している。これら連結部３０は、各筒の端部に形成されたフランジ部を複数の締結具３２（ボルトナット、係止具など）を用いて締結したものである。保守点検の際には、上記連結部３０の締結具３２を外して各屈曲筒２８を筒体２６から脱着すれば筒内部の掃除等が容易に行える。なお、上記連結部３０は、下方側の屈曲筒２８と筒体２６との接続箇所にのみ設けることとしても良い。被処理物５が堆積、付着するのは多くの場合、下方側の屈曲筒２８内と考えられるからである。

さらに上記上方側の屈曲筒２８には、乾燥路９の頂部付近に乾燥路９の中心に向けて突出する粉砕板３４を設けている。図３は、上記粉砕板３４を示したものである。この粉砕板３４は、全体が中空円板状の取付基部３６の上部に形成されたものであり、下方に向けて板片状に突出した形状である。また、取付基部３６の上下左右部にはそれぞれ上下に長い長孔４０が設けられている。粉砕板３４の板厚は３ｍｍ〜５ｍｍであり、被処理物５が当たる側の下端部には直角或いは鋭角のエッジが形成されている。

この粉砕板３４は、図３（ａ）に示すように下辺が平坦な形態、図３（ｂ）に示すように下辺が凸凹した形態がある。粉砕板３４の下辺に凸凹部３９を形成することで、被処理物５を砕くエッジ部分の面積が大きくなり粉砕の効率が高められる。

上記上方側の屈曲筒２８は中央部で左右に筒が二分（屈曲筒片２９，２９）されており、上記取付基部３６を各屈曲筒片２９の端部に形成されたフランジ部同士の間に介在させ、両フランジ間を締結具３２により締結した状態で取り付けている。

そして粉砕板３４の取付基部３６は、上記長孔４０に該当する４箇所を各長孔４０内を締結具３２のボルトが通過する状態で取り付けており、長孔４０の範囲で粉砕板３４を上下に移動させてその突出面積を拡大縮小して可変式に調整可能としている。また、アクチュエータを用いた機構により粉砕板３４を上下に移動させその粉砕部分の面積を増減することも可能である。

上記粉砕板３４は、必ずしも上方側の屈曲筒２８の全てに設ける必要はなく、被処理物５の状態、性質、水分の含有率などにより取付け形態が異なる。被処理物５が比較的固い場合は、粉砕板３４を多くの屈曲筒に取付けかつその突出面積を拡大し、また被処理物５が軟らかく粉砕し易いものである場合には、粉砕板３４を風上の上部側の屈曲筒２８に優先的に配置し或いは突出面積を縮小し、また風上寄りの上部側の屈曲筒２８にのみ配置する形態であってもよい。

また、被処理物５が比較的粉砕し易いものである場合には、乾燥筒部８の蛇行した乾燥路９を通過する間に乾燥とともに粉砕が行なわれるため、この場合には敢えて粉砕板３４を設けなくてもよい。ただしこの場合であっても、粉砕板３４を設けることでより粒子が細かく粉砕されることは言うまでもない。なお、粉砕板３４を下方側の屈曲筒２８に設けることは可能ではあるが、この場合、被処理物が堆積し易いためその排除清掃についての配慮が望まれる。

上記粉砕板３４における被処理物５の当接面積の大きさは、被処理物５の材質により、或いは粉砕板３４の配置箇所（風上側或いは風下側）により適宜なサイズに定めるようにしてもよい。この場合、風上側に設けた粉砕板３４の突出寸法を大きくし、風下側に設けた粉砕板３４の突出寸法を小さくすると効果的である。

上記送風機１０は、ここでは耐熱型のブロワーを用いたが、他にシロッコファン等を用いることができる。この送風機１０は、上記乾燥筒部８の始端部２４の近傍に配置され、加熱器４により熱された空気を乾燥筒部８の筒体２６内を上方に向けて高速で吹き上げる形態で用いる。

この送風機１０は、加熱器４の燃焼室２２に設けた空気孔２３から空気を吸い込み、この空気を加熱して熱流を発生させ、これを乾燥筒部８の乾燥路９に送る。このとき、乾燥筒部８の始端部２４の筒に設けた空気孔２５からも乾燥筒部８に送る一部の空気を吸引し、上記熱流と合わせることで十分な空気量を確保し、乾燥筒部８内に強い多量の熱風を発生させる。この送風機１０により、乾燥筒部８内の乾燥路９には風速５ｍ〜１０ｍ／秒程度の空気流が得られ、強い風圧で被処理物５を搬送する。

上記サイクロン１２は、上記乾燥筒部８の最後の上方側の屈曲筒２８に形成される終端部２７に隣接して設けられる。この終端部２７には、上部側の屈曲筒２８を中央部で二分した一方の屈曲筒片２９のみが取り付けられており、この屈曲筒片２９から水平方向に吹き出される含粉空気流をサイクロン１２の流入口に送出する。

このサイクロン１２は、乾燥筒部８の終端部２７から放出され被処理物５を粉砕した粉粒物と水分を含んだ空気（水蒸気）とを、強力な旋回気流で遠心分離し集塵する粉粒体分離機である。サイクロン１２は、含塵空気を円筒容器の接線方向に流入させて旋回運動を与え、遠心力を利用して粉塵粒子を分離捕集し、粉塵は遠心力で壁に打ち付けられさらに旋回流とともに下降し、一方水蒸気を含む空気はコニカル部１１で反転旋回流となりサイクロン１２の中心部を旋回上昇し排気管１３を通じて大気中に排気される。ここでは、乾燥筒部８を高速で通過した含粉空気流をサイクロンに導入し、強力な旋回気流を発生させている。またサイクロン１２は、構造が簡単であり可動部分を含まないため保守点検が容易である。

次に、上記乾燥装置１の動作について説明する。
この乾燥装置１が起動されると、ホッパ２内の攪拌部材、スクリューフィーダ１８の搬送スクリューが回転を開始するとともに、送風機１０とサイクロン１２が動作を開始する。次いで加熱器４が点火され、傾斜筒部６を介して乾燥筒部８に熱風を伴った高速の空気流を発生させる。

そして、ホッパ２に被処理物５を投入する。この被処理物５としては、おから、ビール粕、醤油粕、残飯などの食品残渣、動物性残渣、野菜屑、飲料食品残渣、魚、食品加工残渣などが有り、これらは乾燥、粉砕処理することで家畜の飼料などに再利用する。また被処理物５として、鶏糞、豚糞、牛糞等の畜産産業物、下水汚泥、食品工場汚泥、排水汚泥などの乾燥、粉砕も可能であり、これらは処理後は土壌改良の肥料などに再利用する。

ホッパ２内に投入された被処理物５は、攪拌部材によって攪拌されて塊が解され、その下段に位置する攪拌部材の回転によって、滞りなく一定の速度でホッパ２の下部へ移動してスクリューフィーダ１８のケーシング１６内に落下する。

ケーシング１６内の被処理物５は、スクリューフィーダ１８によりケーシングの終端部へ移動し、この終端部に設けられた取出口２０から排出落下する。この排出された被処理物５は、乾燥路の始端部の一部分を構成する傾斜筒部６を経由して、垂直に配置された乾燥筒部８の下部の始端部２４へ送り込まれる。一方、加熱器４による熱も空気とともに熱風と化して送風機１０に吸引され、傾斜筒部６を経由して乾燥筒部８の下部の始端部２４に送られる。

前記乾燥筒部８の始端部２４に送り込まれた被処理物５は、送風機１０から上方に吹き出す高速高温の空気流による風圧により上昇路を浮遊して吹き上げられ、さらに乾燥筒部８の上下に蛇行する乾燥路９を終端部へ向けて高速で搬送される。そして、乾燥筒部８の中を被処理物が浮遊することで粉砕及び水分との分離が行なわれ、高速で被処理物が搬送されかつ粉砕されることで水蒸気との分離が行なわれる。

この過程において、高温に熱せられた被処理物５から発生する水蒸気が送風機１０から乾燥路９内に吹き込まれた多量の空気の中に吸収され、これにより迅速かつ効率的に被処理物５の乾燥処理が行なわれる。また、垂直に設けられた筒体２６においては、被処理物５が水平方向に平均的に分散することから効率よく乾燥が行なわれ、特に上昇路においては乾燥途中の被処理物が熱風と揉まれて乾燥が促進される。そして、被処理物５は乾燥筒部８内を浮遊し、かつ熱風と揉まれながら高速の空気流とともに筒内を移動する間に水分を分離する。

また、乾燥筒部８を高速で垂直に上昇する被処理物５は、上方側の屈曲筒２８に至るとここから半円状の乾燥路９を通過するが、このとき遠心力により屈曲筒２８の外周側の壁面及び粉砕板３４に打ち付けられて粉砕され、これと同時に水分を分離する。

図４に示すように、被処理物５の内の重い片、塊等の比較的大きな粒子は、遠心力の影響を受けて屈曲筒２８の外周側の壁面に沿う状態で移動するが、このように屈曲筒２８の外周側を通過する被処理物５は、粉砕板３４に打ち付けられて粉砕され、併せて被処理物５は打ち付けの衝撃により含有する水分が飛散分離する。また、遠心力により屈曲筒の外周側を通過する被処理物５は、この粉砕板３４により拡散され分散されるので、乾燥路９の搬送中での乾燥の効率が高められる。

さらに、被処理物５は熱流とともに乾燥筒部８の下降路を下降し、下方側の屈曲筒２８の半円状の乾燥路を通過するが、このときも遠心力により屈曲筒２８の外周側の壁面に打ち付けられ粉砕されながらこの屈曲筒２８の乾燥路９を通過する。

これ以降も、同様にして被処理物５は乾燥筒部８の上昇路、下降路の上昇、旋回、下降、旋回を続けながら乾燥され、粉砕を繰り返して粉粒状となって乾燥筒部８の終端部２７まで移送される。

こうして、乾燥筒部８の終端部２７に空気流と共に移送された粉粒状の被処理物５は、この終端部２７に設けられたサイクロン１２に高速で流れ込み、ここで多量の水蒸気を含む空気流と分離されて、ほとんどの空気流は水蒸気とともに排気管１３から大気中に放出され、下方の排出口４２からは粉粒体状になった被処理物５が降下して排出される。この実施の形態では、被処理物５がホッパ２に投入されてから乾燥筒部８を通過し、サイクロン１２の排出口４２に排出されるまでは僅かに数秒を要する程度である。乾燥処理が完了した被処理物５は、サイクロン１２の下方に配置された回収容器１４又は収納袋に回収される。

乾燥装置１の保守点検の際には、筒体２６と下方側の屈曲筒２８との連結部３０、或いは筒体２６と上方側の屈曲筒２８との連結部３０の締結具３２を緩めて屈曲筒２８を取り外し、各屈曲筒２８及び筒体２６の内部に付着した被処理物５を除去し清掃を行なう。

したがって、第一の実施の形態に係る乾燥装置１によれば、乾燥路は筒体を上下に立設して屈曲筒で連ねた簡単な構造であるため製造が簡単で製造コストが大幅に削減でき、また乾燥路の距離が確保され場所をとらないコンパクト設計が行なえ、併せて設備費が削減できる。また、乾燥筒部は強い熱風とともに被処理物５が搬送されるため高速での乾燥が行なえる。

また乾燥装置１は、直接加熱方式であるため高効率であり低ランニングコストが実現でき、加えて取扱いが容易であり、連続運転による大量処理・連続排出で人件費の削減など低コスト化が実現でき、さらに乾燥筒部８は、筒同士を連結部において着脱可能としているため保守点検が容易に行える。

また、乾燥し最終処理された有機物は、家畜の餌などの飼料、土壌改良剤などの肥料として再利用でき、リサイクル需要に適応した環境保護に威力を発揮する。また、乾燥路の温度は通常１００℃前後或いはこれ以下でありまた乾燥時間が短いため、食品等の成分変性がない状態で乾燥粉砕が行なえる。このため例えば、とうもろこし等の家畜の餌を乾燥粉砕することで、カビなどが防止されて保存性がよくなり好適な飼料が得られる。

図５は、第二の実施の形態に係る乾燥装置４４を示したものである。この乾燥装置４４は、上記図１に記載の乾燥装置１と同一のものについては同一番号の符号を付してここでの詳しい説明は省略する。

この乾燥装置４４の乾燥筒部４５についても、筒体２６及び屈曲筒２８を用いて上昇路及び下降路からなる蛇行した乾燥路９を形成しているが、ここでは始端部２４から上方に向かう第一の上昇路４６の長さに対して、この上昇路に続く第一の下降路４７の長さを半分（約１／２）とし、さらに第二の上昇路４８により上昇した後に下降する第二の下降路４９の長さを上記第一の上昇路４６の長さの約２／３としている。これ以降は、乾燥筒部４５の下降路の長さ及び上昇路の長さは第一の上昇路の長さと同じ（程度）としている。なお、上記乾燥筒部４５の各上昇路の上端は全て同じ高さである。

このように、上記乾燥装置４４の乾燥筒部４５は、始端部２４から上方に向かう上昇路の上昇長さに対して、この上昇路に続く第一の下降路４７及び第二の下降路４９の長さを短く形成し、また第一の下降路４７の下降長さを第二の下降路４９の下降長さと比べてより短く形成している。これは、特に被処理物５の水分含有率が高い場合、第一の下降路４７を通過する被処理物５はまだ乾燥が十分でないため、この被処理物５が下降する距離が長いと加速により落下の勢いが強くなりそのまま乾燥筒部４５の下部の屈曲筒２８の壁面に打ち付けられ、被処理物５が屈曲筒２８の内壁面に付着する可能性が高くなるのでこれを軽減するためである。

即ち、第一の下降路４７及び第二の下降路４９の下降長さを短くすることで、被処理物５の落下による加速の勢いが小さいうちにこの被処理物を上昇に転じさせることができ、これにより乾燥筒部４５の下部への付着を軽減する。上記第二の下降路４９の下降長さを第一の下降路４７より長くしたのは、第二の下降路４９を通過する被処理物５は第一の下降路４７を通過するときよりもより乾燥されて、屈曲筒２８の内壁面に付着する可能性が低いためである。

したがって、第二の実施の形態に係る乾燥装置によれば、上記第一の実施の形態と同様、乾燥路は簡単な構造であるため製造が簡単で製造コストが大幅に削減でき、また場所をとらないコンパクト設計が行なえ併せて設備費が削減でき、また高速での乾燥が行なえ、加えて水分含有率の高い被処理物の乾燥処理においても、乾燥筒部の下部近傍への被処理物の堆積が防止されて管理が容易となって保守にも寄与する。

図６は、第三の実施の形態に係る乾燥装置５０を示したものである。この乾燥装置５０は、上記図１に記載の乾燥装置１と同一のものについては同一番号の符号を付してここでの詳しい説明は省略する。

この乾燥装置５０は、基本的には上記第一の実施の形態に係る乾燥装置１を３連、直列に繋げた形態であり、第一の乾燥機５１、第二の乾燥機５２及び第三の乾燥機５３を有している。第一の実施の形態に係る１連の乾燥装置１では、乾燥路９を通過中は被処理物５から分離した水分（水蒸気）はそのまま乾燥路９を通過するが、この第二の実施形態に係る乾燥装置５０では、途中に設けたサイクロン１２により上記水蒸気を一度外部に放出し、さらに被処理物５を連続して次の乾燥機５２，５３の乾燥路９に投入して乾燥粉砕を繰り返す形態である。

上記乾燥機５１，５２，５３は、上記第一の実施の形態に係る乾燥装置１と基本的な形態は同様であるが、加熱器４及び燃焼室２２は一箇所に集中させ、この燃焼室２２から搬送筒５６を経由して各乾燥機５１，５２，５３の傾斜筒部６に連結させて熱流を供給する形態である。このように加熱器４、燃焼室２２を一箇所に集中することで、装置の簡素化及びコストの低減化を図っている。勿論、上記加熱器４及び燃焼室２２を各乾燥機５１，５２，５３毎に設ける形態、或いは近い距離関係にあるもの例えば乾燥機５１と乾燥機５３との加熱器４、燃焼室２２を一箇所に集中させ、乾燥機５２を単独の加熱器４、燃焼室２２で構成する形態であっても何ら差し支えはない。

また第一の乾燥機５１は、第一の実施の形態に係る乾燥装置１と同様に被処理物５を投入するホッパ２、被処理物を通過させる傾斜筒部６、被処理物を加熱乾燥する乾燥筒部８、この乾燥筒部８に高速の空気流を送る送風機１０、乾燥筒部の終端部から排出された被処理物を水蒸気を含む空気と分離するサイクロン１２を有する。

第二の乾燥機５２及び第三の乾燥機５３は、それぞれサイクロン１２から排出され乾燥粉砕された被処理物５を投入するホッパ５８、被処理物を通過させる傾斜筒部６、被処理物を加熱乾燥する乾燥筒部８、この乾燥筒部８に高速の空気流を送る送風機１０、乾燥筒部の終端部から排出された被処理物を水蒸気を含む空気と分離するサイクロン１２を有する。

上記ホッパ５８は、第一の乾燥機５１のホッパ２と同様の形態でもよいが、ここでは被処理物を投入する開口部が上端に設けられ、ホッパの下端には底開き式の取出口が設けられた形態としている。また、第三の乾燥機５３には、サイクロン１２の下方に乾燥粉砕した被処理物５を収納する回収容器１４を設けている。

この乾燥装置５０では、何れの乾燥機５１，５２，５３においても乾燥筒部８の上方側の屈曲筒２８に粉砕板３４を設けているが、この粉砕板３４は第一の乾燥機５１にのみ設ける形態、或いは第一の乾燥機５１と第二の乾燥機５２に設ける形態であってもよい。また、被処理物が軟らかく粉砕し易いものである場合には、粉砕板３４を風上の上部側の屈曲筒２８に優先的に配置し、風下の上部側の屈曲筒２８には配置しない形態であってもよい。また、被処理物が比較的粉砕し易いものである場合には、乾燥筒部８の蛇行した乾燥路９を通過する間に、乾燥とともに粉砕が行なわれるため、この場合には何れの乾燥機についても粉砕板を設けなくてもよい。

各乾燥機５１，５２，５３の乾燥筒部８の筒の直径についても、被処理物は次第に小さく粉砕されていくことから、順に大径から小径へと次第に直径を細くする形態を採用することができる。

次に、上記乾燥装置５０の動作について説明する。
この乾燥装置５０が起動されると、第一の乾燥機５１において、ホッパ２内の攪拌部材、スクリューフィーダ１８の搬送スクリューが回転を開始するとともに、送風機１０とサイクロン１２も稼動を開始する。第二の乾燥機５２及び第三の乾燥機５３においても、送風機１０とサイクロン１２の稼動が開始される。次いで加熱器４が点火され、各乾燥機５１，５２，５３の送風機１０による吸引力により燃焼室２２からの熱流が搬送筒５６を経由し、各乾燥機５１，５２，５３の傾斜筒部６を通過してそれぞれの乾燥筒部８に送られ、これら乾燥筒部８において熱風からなる高速の空気流を発生させる。

そして、第一の乾燥機５１において、ホッパ２に投入された被処理物５は、第一の実施の形態で説明したのと同様に乾燥粉砕の処理が行なわれ、乾燥筒部８の終端部２７に空気流とともに移送された被処理物５は、この終端部に設けられたサイクロン１２に流れ込み、ここで多量の水蒸気を含む高速の空気流と分離され、水蒸気を含む空気は排気管１３から大気中に放出され、排出口４２からは乾燥処理により粉粒体状になった被処理物５が排出降下される。

次に、上記サイクロン１２により水蒸気と分離された被処理物５は、第二の乾燥機５２のホッパ５８に投入される。第二の乾燥機５２では、ホッパ５８に投入された被処理物５が下部の取出口から排出され落下し、傾斜筒部６を経由して垂直に配置された乾燥筒部８の下部の始端部２４へ送り込まれる。これと併せて、第二の乾燥機５２の送風機１０によって吸引された加熱器４からの熱流は傾斜筒部６を経由して乾燥筒部８の下部の始端部２４に送られる。

そして、上記乾燥筒部８の始端部２４に送り込まれた被処理物５は、送風機１０から上方に吹き出す高速の熱流によって吹き上げられ、乾燥筒部８の上下に蛇行する乾燥路９を終端部２７へ向けて搬送される。

この過程においては、上記第一の実施の形態で説明したように、乾燥筒部８内で乾燥させられた被処理物５から発生する水蒸気が多量の空気流中に吸収され、効率的に被処理物５の乾燥処理が行なわれる。そして、被処理物５が乾燥筒部８内を浮遊しかつ熱風と揉まれながら高速の空気流とともに乾燥路９を移動する間に水分を分離し、乾燥路９の終端部２７に移送された被処理物５はサイクロン１２に流入し、ここで水蒸気を含む空気は大気中に放出され、下方の排出口４２からは乾燥により粉粒体状になった被処理物５が排出降下される。

さらに第二の乾燥機５２のサイクロン１２から排出された被処理物５は、第三の乾燥機５３のホッパ５８に投入される。これ以降、第三の乾燥機５３では上記第二の乾燥機５２と同様の処理が行なわれ、サイクロン１２の下方の排出口４２からは乾燥により粉粒体状になった被処理物５が降下して排出され下方の回収容器１４に回収される。

この乾燥装置５０は、乾燥能力が高いことから、有機質性及び無機質性のあらゆる物の乾燥、粉砕が可能である。また、乾燥路９などの清掃を兼ねてホッパから水を投入することも可能であり、この場合は全て水蒸気と化してサイクロン１２から放出され、乾燥筒部８の掃除等が簡単に行なえ保守にも寄与する。

したがって、第三の実施の形態に係る乾燥装置によれば、上記第一の実施の形態に係る乾燥装置と同様な効果が得られるとともに、第一の乾燥機と第二の乾燥機との間及び第二の乾燥機と第三の乾燥機との間に、乾燥により被処理物と分離した水分（水蒸気）を一度大気中に放出する工程が加わることで、第二の乾燥機さらには第三の乾燥機における乾燥粉砕処理の効率が格段に高まる。このため、従来困難とされていた水分の高含有率（８０％〜９０％）の被処理物における乾燥粉砕が可能となり、被処理物はその水分含有率が低率から高率、さらには水分含有率９０％以上或いは純粋な水までの広い範囲に適用可能である。

なお、上記第三の実施の形態においては第一、第二及び第三の乾燥機からなる３連の乾燥装置を開示したが、これは第一及び第二の乾燥機からなる２連の乾燥装置、或いは３連よりも多い複数連の乾燥機からなる乾燥装置にも適用できる。要は、被処理物の水分含有率に応じて乾燥機の連の数を決めてもよく、例えば水分が２０％前後だと１連、５０％前後だと２連、８０％以上だと３連以上の乾燥機を用いた形態としてもよい。また、ホッパに投入する単位時間当たりの被処理物の投入量が少ない場合には、１連の乾燥機のみでも十分乾燥粉砕が行なえるが、上記投入量が多い場合には、乾燥機の連の数を増やす（乾燥途中で水蒸気を大気中に抜く）ことで乾燥粉砕の能力を容易に高めることが可能である。また、第二の実施の形態に係る乾燥装置を、この第三の実施の形態に係る第一の乾燥機に適用することで、被処理物の乾燥筒部の下部近傍への蓄積が防止できる。

図７は、乾燥装置の送風機近傍及びホッパの他の実施の形態を示したものである。
上記第一の実施の形態に係る送風機１０は、直線方向に空気流を発生させるが、ここでは送風機１０の吹き出し口の近傍に、乾燥筒部８内の空気流を旋回させるための旋回羽根５９を設けて空気流を螺旋状に旋回させることとしている。

この旋回羽根５９は、送風機１０の上部の乾燥筒部８の筒体２６の内周面の３箇所に、空気を旋回させる方向に傾斜した羽根が取付けられたものである。これにより、筒体２６内を空気が螺旋状に上昇するため、被処理物５が乾燥筒部８内を螺旋状に旋回しつつ上昇し、筒に沿った搬送距離以上の距離の乾燥路を確保することができ、また被処理物が空気に揉まれることから乾燥の効率が高められる。この形態の旋回羽根５９は、上記第一乃至第三の何れの実施の形態にも適用可能である。

また、被処理物５の水分含有率が９０％を越える場合、このような水分の含有率の高い被処理物５は殆んど液状に近く、このためホッパ２から落下して傾斜筒部６を通過した被処理物５は、乾燥筒部８の始端部２４の底部に溜まるおそれがある。

この実施の形態では、ホッパ２とともに水分含有率の高い被処理物５を貯留するタンク６０を設けている。そしてポンプ６２を用い、このタンク６０内の被処理物５を濾過器６８を介して吸引し、ホース６４を介してホッパ２の取出口２０の近傍まで搬送し、このホース６４の先に設けられ取出口２０の内側に向けて取付けられた霧吹出ノズル６６から、傾斜筒部６の乾燥路に向けて霧状に被処理物５を噴出する。この被処理物５は、送風機１０によって吸引され霧状のまま乾燥筒部８の始端部２４に送られ、乾燥筒部８に高速の空気流とともに吹き上げられる。これにより、水状或いは水分の含有率の高い被処理物であっても乾燥筒部８の始端部２４の底部に溜まることがなく、全ての被処理物について乾燥粉砕処理が行なわれるようになる。上記霧吹出ノズル６６に係る実施の形態は、上記第一乃至第三の実施の形態に適用可能である。

本発明の第一の実施の形態に係る乾燥装置の概略構成図である。 実施の形態に係る乾燥装置の乾燥筒部の上部を示す図である。 乾燥筒部に設けた粉砕板を示す図（ａ）（ｂ）である。 粉砕板による被処理物の粉砕状態を示す図である。 本発明の第二の実施の形態に係る乾燥装置の概略構成図である。 本発明の第三の実施の形態に係る乾燥装置の概略構成図である。 本発明の他の形態に係る乾燥装置のホッパ近傍を示す図である。 従来例に係る気流乾燥装置を示す図である。

符号の説明

２ ホッパ、第一のホッパ
４ 加熱器
５ 被処理物
８ 乾燥筒部、第一の乾燥筒部、第二の乾燥筒部
９ 乾燥路
１０ 送風機、第一の送風機、第二の送風機
１２ 粉粒体分離器（サイクロン）、第一の粉粒体分離器、第二の粉粒体分離器
２４ 始端部
２６ 筒体
２７ 終端部
２８ 屈曲筒
３０ 連結部
３４ 粉砕板
４６ 第一の上昇路
４７ 第一の下降路
５８ 第二のホッパ
５９ 旋回羽根

Claims (8)

1. 投入された被処理物を送り装置により取出口へと移送するホッパと、
   上記取出口から排出される被処理物が送り込まれる始端部から、上方及び下方に向けて複数回蛇行するように形成され、上記被処理物の上昇路を形成する筒体と下降路を形成する筒体とを上方側の屈曲筒と下方側の屈曲筒とを介して交互に連結して被処理物の乾燥路が形成された乾燥筒部と、
   円弧状に形成された上記上方側の屈曲筒の乾燥路の頂部から、この乾燥路の中心に向けて突出形成され上記被処理物を粉砕する粉砕板と、
   上記乾燥筒部の始端部に配置され、加熱器により熱せられた空気流とともに上記被処理物を上記乾燥路の終端部へ搬送する送風機と、
   上記乾燥筒部の終端部に設けられ、この終端部から放出された被処理物と水蒸気を含む空気とを分離させる粉粒分離機と、を有することを特徴とする乾燥装置。
2. 投入された被処理物を送り装置により取出口へと移送するホッパと、
   上記取出口から排出される被処理物が送り込まれる始端部から、上方及び下方に向けて複数回蛇行するように形成され、上記被処理物の上昇路を形成する筒体と下降路を形成する筒体とを上方側の屈曲筒と下方側の屈曲筒とを介して交互に連結して被処理物の乾燥路が形成された乾燥筒部と、
   上記乾燥筒部の始端部に配置され、加熱器により熱せられた空気流とともに上記被処理物を上記乾燥路の終端部へ搬送する送風機と、
   上記乾燥筒部の終端部に設けられ、この終端部から放出された被処理物と水蒸気を含む空気とを分離させる粉粒分離機とを有し、
   上記下方側の屈曲筒の両上端部を、それぞれ上記筒体の下端部と連結部を介して着脱可能に連結したことを特徴とする乾燥装置。
3. 上記乾燥筒部において、上記始端部から上方に向かう第一の上昇路の長さに対して、この上昇路に続く第一の下降路の長さをより短く形成し、かつこれ以降の蛇行による下降路の長さを上記第一の下降路より長く形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の乾燥装置。
4. 投入された被処理物を送り装置により取出口へと移送する第一のホッパと、
   上記取出口から排出される被処理物が送り込まれる始端部から、上方及び下方に向けて複数回蛇行するように形成され、上記被処理物の上昇路を形成する筒体と下降路を形成する筒体とを上方側の屈曲筒と下方側の屈曲筒とを介して交互に連結して被処理物の乾燥路が形成された第一の乾燥筒部と、
   上記第一の乾燥筒部の始端部に配置され、加熱器により熱せられた空気流とともに上記被処理物を上記乾燥路の終端部へ搬送する第一の送風機と、
   上記第一の乾燥筒部の終端部に設けられ、この終端部から放出された被処理物と水蒸気を含む空気とを分離させる第一の粉粒分離機と、
   上記第一の粉粒分離機から排出される被処理物を受けて下方の取出口へと移送する第二のホッパと、
   上記取出口から排出される被処理物が送り込まれる始端部から、上方及び下方に向けて複数回蛇行するように形成され、上記被処理物の上昇路を形成する筒体と下降路を形成する筒体とを上方側の屈曲筒と下方側の屈曲筒とを介して交互に連結して被処理物の乾燥路が形成された第二の乾燥筒部と、
   上記第二の乾燥筒部の始端部に配置され、加熱器により熱せられた空気流とともに上記被処理物を上記乾燥路の終端部へ搬送する第二の送風機と、
   上記第二の乾燥筒部の終端部に設けられ、この終端部から放出された被処理物と水蒸気を含む空気とを分離させる第二の粉粒分離機と、を有することを特徴とする乾燥装置。
5. 上記第一の乾燥筒部において、上記始端部から上方に向かう第一の上昇路の長さに対して、この上昇路に続く第一の下降路の長さをより短く形成し、かつこれ以降の蛇行による下降路の長さを上記第一の下降路より長く形成したことを特徴とする請求項４に記載の乾燥装置。
6. 上記下方側の屈曲筒の両上端部を、それぞれ上記筒体の下端部と連結部を介して着脱可能に連結したことを特徴とする請求項１、４又は５記載の乾燥装置。
7. 上記上方側の屈曲筒の乾燥路を円弧状に形成し、この乾燥路の頂部からこの乾燥路の中心に向けて上記被処理物を粉砕する粉砕板を突出形成したことを特徴とする請求項２、４又は５記載の乾燥装置。
8. 上記送風機の吹き出し口の近傍に、空気流を螺旋状に旋回させるための旋回羽根を設けたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の乾燥装置。

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