特開 2022-188723 乾燥装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022188723

(43)【公開日】2022-12-21

(54)【発明の名称】乾燥装置

(51)【国際特許分類】

   F26B 21/00 20060101AFI20221214BHJP

   F26B 23/00 20060101ALI20221214BHJP

   C02F 1/04 20060101ALI20221214BHJP

   C02F 11/13 20190101ALI20221214BHJP

【ＦＩ】

F26B21/00 K

F26B23/00 A

C02F1/04 C ZAB

C02F1/04 D

C02F11/13

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】書面

(21)【出願番号】P 2021118313

(22)【出願日】2021-06-09

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-09-12

(71)【出願人】

【識別番号】518433259

【氏名又は名称】高橋 祐次

(72)【発明者】

【氏名】高橋 祐次

【テーマコード（参考）】

3L113

4D034

4D059

【Ｆターム（参考）】

3L113AA07

3L113AB05

3L113AC01

3L113AC46

3L113AC48

3L113AC58

3L113AC67

3L113AC87

3L113BA36

3L113DA20

3L113DA26

4D034AA19

4D034AA26

4D034AA27

4D034BA01

4D034CA12

4D034DA02

4D059AA03

4D059AA07

4D059BD04

4D059BD07

4D059BD11

4D059BK01

4D059CA10

(57)【要約】

【課題】 脱臭炉はバーナーで高温にして臭気を熱して脱臭するもので、高温にするため脱臭炉の壁が組織変態をおこす懸念がある。さらに乾燥速度を向上させたい。
【解決手段】 円筒状の乾燥槽と該乾燥槽から排出される廃蒸気を脱臭する高温酸化脱臭炉とを有し、前記乾燥槽が前記高温酸化脱臭炉に隣接して隙間をあけて配置され、前記乾燥槽と前記高温酸化脱臭炉の外側に、前記乾燥槽と前記高温酸化脱臭炉の両方を覆う加熱空間を形成するジャケットが設置され、前記乾燥槽から排出される廃蒸気を前記高温酸化脱臭炉内に上部から導入し、前記高温酸化脱臭炉の下部から排出される高温多湿ガスを前記ジャケット内に導入することを特徴とする乾燥装置。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒状の乾燥槽と該乾燥槽から排出される廃蒸気を脱臭する高温酸化脱臭炉とを有し、前記乾燥槽が前記高温酸化脱臭炉に隣接して隙間をあけて配置され、前記乾燥槽と前記高温酸化脱臭炉の外側に、前記乾燥槽と前記高温酸化脱臭炉の両方を覆う加熱空間を形成するジャケットが設置され、前記乾燥槽から排出される廃蒸気を前記高温酸化脱臭炉内に上部から導入し、前記高温酸化脱臭炉の下部から排出される高温多湿ガスを前記ジャケット内に導入する乾燥装置であって、
前記高温酸化脱臭炉は、バーナーで高温にして臭気を熱して脱臭するものであり、該高温酸化脱臭炉の壁に上から片持ちにしたセラミックスのラジアントチューブを用いており、
前記乾燥槽に入れる被乾燥物の充填高さより上に配置した熱風循環送風機によって、前記ジャケット内の熱風を、前記乾燥槽下部から前記乾燥槽内に導入し乾燥速度を向上させることを特徴とする乾燥装置。

【請求項2】

前記セラミックスは、ＳＳＩＣ及び／又はＳＩＣを含むことを特徴とする、前記請求項１記載の乾燥装置

【請求項3】

希釈送風機で、空気を前記ジャケット内に導入して前記ジャケット内の熱風を希釈出来るようにし、温度上昇を抑えられるようにしておくことを特徴とする、前記請求項１又は２に記載の乾燥装置。

【請求項4】

前記高温酸化脱臭炉内が７００℃以上の高温の場合は、前記乾燥装置と前記高温酸化脱臭炉の両方を覆う前記ジャケットを、円筒形に形成して、該ジャケット内部にできた隙間内に、前記希釈送風機を配置することを特徴とする、前記請求項１から３のいずれかに記載の乾燥装置。

【請求項5】

前記被乾燥物に付着性がある場合、前記高温酸化脱臭炉の壁としての伝熱面を高温にすることで前記伝熱面に前記被乾燥物が付着することをさけるため前記乾燥槽の外側のジャケットをはずし、前記伝熱面では乾燥せず残った前記高温酸化脱臭炉の高熱効率ジャケットの熱風のみで乾燥することを特徴とする、前記請求項１から４のいずれかに記載の乾燥装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工場スラッジ、汚泥、汚水、浸出水、メッキ廃液、重金属廃液、スラリー、食品廃棄物などの廃棄物を乾燥（または、炭化）する装置に関するものであって、さらに詳しくは、より熱効率を高める機能を備えた装置である。

【背景技術】

【0002】

円筒状の乾燥槽と該乾燥槽から排出される廃蒸気を脱臭する高温酸化脱臭炉とを有する乾燥装置において、前記乾燥槽が前記高温酸化脱臭炉に隣接して配置され、前記乾燥槽と前記高温酸化脱臭炉の外側に、前記乾燥槽と前記高温酸化脱臭炉の両方を覆う加熱空間を形成するジャケットが設置され、前記乾燥槽から排出される廃蒸気を前記高温酸化脱臭炉内に上部から導入し、前記高温酸化脱臭炉の下部から排出される高温多湿ガスを前記ジャケット内に導入することを特徴とする乾燥装置がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５７５１７３３号公報

【特許文献2】特許第６０６５３１３号公報

【特許文献3】特許第６６７９１９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この脱臭炉はバーナーで高温にして臭気を熱して脱臭するもので、高温にするため脱臭炉の壁が組織変態をおこす懸念がある。本発明は、このような懸念をなくすものである。さらに、乾燥速度を向上させるものであり、一部の過温度上昇を抑えるものである。さらに、乾燥槽から熱風循環送風機への被乾燥物の逆流を抑えることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

円筒状の乾燥槽と該乾燥槽から排出される廃蒸気を脱臭する高温酸化脱臭炉とを有し、前記乾燥槽が前記高温酸化脱臭炉に隣接して隙間をあけて配置され、前記乾燥槽と前記高温酸化脱臭炉の外側に、前記乾燥槽と前記高温酸化脱臭炉の両方を覆う加熱空間を形成するジャケットが設置され、前記乾燥槽から排出される廃蒸気を前記高温酸化脱臭炉内に上部から導入し、前記高温酸化脱臭炉の下部から排出される高温多湿ガスを前記ジャケット内に導入する乾燥装置であって、前記高温酸化脱臭炉は、バーナーで高温にして臭気を熱して脱臭するものであり、該高温酸化脱臭炉の壁に上から片持ちにしたセラミックスのラジアントチューブを用いており、
前記乾燥槽に入れる被乾燥物の充填高さより上に配置した熱風循環送風機によって、前記ジャケット内の熱風を、前記乾燥槽下部から該乾燥槽内に導入し乾燥速度を向上させることを特徴とする乾燥装置。

【発明の効果】

【0006】

本発明の乾燥装置によれば、熱に耐えるセラミックスのラジアントチューブを脱臭炉の壁（伝熱面）とする為、この壁が組織変態を起こさなくなる。
本発明の乾燥装置によれば、熱効率の面では、高温酸化脱臭炉の炉壁を伝熱面として用いることで、炉壁から放出される熱を使い、乾燥槽と高温酸化脱臭炉を覆ったジャケット内を加熱して、熱効率を向上させ、乾燥、炭化速度を早めることが出来るため省エネになる。従来は、高温酸化脱臭炉の炉壁を断熱材で覆い、高温酸化脱臭炉からジャケット内に導かれる高温多湿ガス（循環ガス）は、細い配管を通じて導かれていたため、炉壁が受ける熱が無駄になっていたが、本発明においては、この点が大幅に改善された。
本発明の乾燥装置によれば、熱風循環送風機にて前記ジャケット内の熱風を、前記乾燥槽下部から該乾燥槽内に導入し乾燥速度を向上させられる。希釈送風機で、空気を前記ジャケット内に導入し、前記ジャケット内の熱風を希釈出来るようにし、一部の過温度上昇を抑えられる。
本発明の乾燥装置によれば、乾燥槽に入れる被乾燥物の充填高さより上に配置した熱風循環送風機によって、ジャケット内の熱風を、乾燥槽下部から該乾燥槽内に導入することによって、乾燥速度を向上させることができると共に、乾燥槽から熱風循環送風機への被乾燥物の逆流を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の乾燥装置の概略図であり、（ａ）が水平断面図であり、（ｂ）が垂直断面図である。

【図2】他の実施形態の乾燥装置の概略図であり、（ａ）が水平断面図であり、（ｂ）が垂直断面図である。

【図3】乾燥槽の外側のジャケットをはずした場合の概略図であり、（ａ）が水平断面図であり、（ｂ）が垂直断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本発明の乾燥装置について、実施例に基づいて具体的に説明する。なお、以下の実施例は、本発明の乾燥装置の一実施態様を示すものであって、本発明の乾燥装置の構成は、これに限られるものではない。

【0009】

図１は、本発明の乾燥装置の一実施態様を示す概略図であり、（ａ）が水平断面図であり、（ｂ）が垂直断面図である。

【0010】

本発明の乾燥装置（１００）は、高温酸化脱臭炉（１０３）の壁（伝熱面）（１２０Ａ）に高温に耐えるセラミックスのＲＴ（ラジアントチューブ）（１２０）を使用するものである。円筒状の乾燥槽（１０５）と該乾燥槽（１０５）から排出される廃蒸気（１３１）を脱臭する高温酸化脱臭炉（１０３）とを有しており、乾燥槽（１０５）が高温酸化脱臭炉（１０３）に隣接して隙間を有し設置される。駆動モーター（１１１）によって、回転軸（１０７）を中心に回転する回転巻上羽根（１０８）を有する乾燥槽（１０５）と高温酸化脱臭炉（１０３）の外側に加熱空間を形成するジャケット（１０６）が設置されている。これにより高温酸化脱臭炉（１０３）の壁にセラミックスのＲＴ（１２０）を使った伝熱面（１２０Ａ）として使用が可能となり、ジャケット（１０６）内に効率よく熱を与える。このジャケット（１０６）で乾燥槽（１０５）の壁を伝熱面（１０４Ｂ）として熱を与え、被乾燥物を上記回転巻上羽根（１０８）で遠心力をつけてこの壁（１０４Ｂ）にぶつけて乾燥する。さらに、乾燥槽（１０５）から排出される廃蒸気（１３１）を高温酸化脱臭炉（１０３）内に導入する配管（１１５）が乾燥槽（１０５）の天井部と高温酸化脱臭炉（１０３）の上部との間に配備され、高温酸化脱臭炉（１０３）の下部から排出される高温多湿ガスを乾燥槽（１０５）のある前記ジャケット（１０６）の加熱空間に導入する為、伝熱面（１２０Ａ）と二重に熱を加えることで高効率であり、伝熱面（１２０Ａ）にセラミックスのＲＴ（１２０）を使用することで高温にも耐える。高温になると乾燥槽が組織変態を起こす懸念があるため乾燥槽（１０５）にセンサーをつけて、ある温度をこえたらバーナーを止める。

【0011】

材質は例えば、脱臭炉（１０３）がセラミックスであり、乾燥槽（１０５）がステンレスである。
このように脱臭炉（１０３）と乾燥槽（１０５）では材質が違う為、くっつけると熱膨張率の違いで破損するので、隣接した脱臭炉（１０３）と乾燥槽（１０５）の間に隙間をあける。
セラミックスのラジアントチューブ（１２０）は、熱膨張率が小さく上と下の両方を固定する両持ちでは破損の可能性がある為、脱臭炉（１０３）の上から片持ちにして、下は固定しない。
脱臭炉（１０３）の下部は、精製ガスが１秒間で脱臭炉（１０３）からジャケット（１０６）内に移動するように隙間をあける。

【0012】

さらに、乾燥槽（１０５）及び脱臭炉の側壁の外周面を凹凸形状のフィンにすることによって、伝熱面の表面積を増加させることが可能になり、さらに、約１０％の熱効率の改善が認められた。

【0013】

また、前述の構成に加えて、ジャケットにスターリング発電機を設置することにより、５００Ｗ以上の電力を取出すことができる。

【0014】

ラジアントチューブの材質は、炭化ケイ素がＳＩＣ（ｓｉｌｉｃｏｎ ｃａｒｂｉｄｅ）、常圧焼結炭化ケイ素がＳＳＩＣ（ｐｒｅｓｓｕｒｅｌｅｓｓ ｓｉｎｔｅｒｅｄ ｓｉｌｉｃｏｎ ｃａｒｂｉｄｅ）になる。

【0015】

乾燥装置（１００）は、ジャケット（１０６）内部高めから、熱風循環送風機（１０９）にて熱風を、乾燥槽（１０５）下部へ導入し乾燥速度を向上させるものである。以前は、乾燥槽（１０５）内の乾燥速度で伝熱面（１０４Ｂ）を増やす必要があったが、この乾燥装置では、高温の熱風で乾燥速度が向上する為、乾燥槽（１０５）を小型化できる。もとの間接加熱に加え直接熱風を使い壁を伝熱面にした新型の脱臭炉（１０３）のバーナーの熱を効率よく使用出来る。つまり、回転巻上羽根（１０８）で所定角度ずつの位相のずれはなく、脱臭炉（１０３）の壁を伝熱面にするという高熱効率にした新型の乾燥装置（１００）のジャケット（１０６）からの熱風を乾燥槽（１０５）に導入するというまったく新しい発想に基づくものである。この熱風は蒸発速度が速い。又、希釈送風機（１１０）で、空気を前記ジャケット（１０６）内に導入し、ジャケット（１０６）内の熱風を希釈出来るようにし、過温度上昇を抑えられるようにしておく。これにより、セラミックスのラジアントチューブ以外の組織変態を起こす可能性がある部分で温度上昇を抑えることが出来る。バーナーストップでも抑えられるが、バーナーストップをしないで温度上昇を抑えたい場合に有効である。ブロワーは、送風機の一例である、送風できればブロワーでなくてもよい。

【0016】

さらに、乾燥槽から熱風循環送風機（１０９）への被乾燥物の逆流を抑える必要がある。熱風循環送風機（１０９）は、好ましくは乾燥槽（１０５）に入れる被乾燥物の充填高さより上に配置する。この構成にすることで、乾燥速度を向上させることができると共に、乾燥槽（１０５）から熱風循環送風機（１０９）への被乾燥物の逆流を抑えることができる。熱風循環送風機（１０９）は、好ましくはジャケット（１０６）の高めの位置に配置する。高めとは例えば乾燥槽（１０５）の半分の高さより上のことである。熱風循環送風機（１０９）と乾燥槽（１０５）をつなぐ配管は、ジャケット（１０６）内で高温で焼ける場合はジャケットの外側を通す。この場合、熱風循環送風機（１０９）も吸込み口以外は外付けとする。

【0017】

図２は、他の実施形態の乾燥装置（１００）である。脱臭炉（１０３）が超高温の場合は、乾燥装置（１００）の外側をまくジャケット（１０６）が上から見て楕円になっているのを円形にしてジャケット（１０６）を円筒形に形成し、円筒形にすることでジャケット（１０６）内部にできた隙間に、希釈送風機（１１０）を入れてしまう。超高温とは、例えば７００℃以上である。希釈送風機（１１０）は、外部の空気をジャケット（１０６）内に導入する。

【0018】

図３は、被乾燥物に付着性がある場合、乾燥槽の伝熱面（１０４Ｂ）を高温にすると伝熱面に被乾燥物が付着する。これをさけるため乾燥槽の外側のジャケット（１０６）をはずし、伝熱面では乾燥せず、残った脱臭炉側の高熱効率ジャケットからの熱風のみで乾燥する。

【符号の説明】

【0019】

１０３ ・・・ 高温酸化脱臭炉
１０４Ｂ・・・ 伝熱面
１０５ ・・・ 乾燥槽
１０６ ・・・ ジャケット
１０７ ・・・ 回転軸
１０８ ・・・ 回転巻上羽根
１０９ ・・・ 熱風循環送風機
１１０ ・・・ 希釈送風機
１１１ ・・・ 駆動モーター
１１５ ・・・ 配管
１２０ ・・・ セラミックスのラジアントチューブ
１２０Ａ・・・ ＲＴの伝熱面
１３１ ・・・ 廃蒸気

【図1】

【図2】

【図3】

【手続補正書】

【提出日】2021-07-08

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】請求項５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項5】

前記被乾燥物に付着性がある場合、前記乾燥槽の壁を高温にすることでこの壁に前記被乾燥物が付着することをさけるため前記乾燥槽の外側のジャケットをはずし、もとの伝熱面では乾燥せず残った前記高温酸化脱臭炉の高熱効率ジャケットの熱風のみで乾燥することを特徴とする、前記請求項１から４のいずれかに記載の乾燥装置。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0018】

図３は、被乾燥物に付着性がある場合、乾燥槽のもと伝熱面を高温にすると壁に被乾燥物が付着する。これをさけるため乾燥槽の外側のジャケット（１０６）をはずし、もと伝熱面では乾燥せず、残った脱臭炉側の高熱効率ジャケットからの熱風のみで乾燥する。

【手続補正3】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図3】

【手続補正書】

【提出日】2022-01-20

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒状の乾燥槽と該乾燥槽から排出される廃蒸気を脱臭する高温酸化脱臭炉とを有し、前記乾燥槽が前記高温酸化脱臭炉に隣接して隙間をあけて配置され、前記乾燥槽と前記高温酸化脱臭炉の外側に、前記乾燥槽と前記高温酸化脱臭炉の両方を覆う加熱空間を形成するジャケットが設置され、前記乾燥槽から排出される廃蒸気を前記高温酸化脱臭炉内に上部から導入し、前記高温酸化脱臭炉の下部から排出される高温多湿ガスを前記ジャケット内に導入する乾燥装置であって、
前記高温酸化脱臭炉は、バーナーで高温にして臭気を熱して脱臭するものであり、該高温酸化脱臭炉の壁に上から片持ちにしたセラミックスのラジアントチューブを用いており、
前記乾燥槽に入れる被乾燥物の充填高さより上であって、かつ前記ジャケットの外周面に配置した熱風循環送風機によって、前記ジャケット内の熱風を熱風循環送風機と乾燥槽の下部を接続する導入ラインを通じて、前記乾燥槽下部から前記乾燥槽内に導入し乾燥速度を向上させることを特徴とする乾燥装置。

【請求項2】

請求項１の改良型になっています。円筒状の乾燥槽と該乾燥槽から排出される廃蒸気を脱臭する高温酸化脱臭炉とを有し、前記乾燥槽が前記高温酸化脱臭炉に隣接して隙間をあけて配置され、前記乾燥槽と前記高温酸化脱臭炉の外側に、前記高温酸化脱臭炉のみを覆う加熱空間を形成するジャケットが設置され、前記乾燥槽から排出される廃蒸気を前記高温酸化脱臭炉内に上部から導入し、前記高温酸化脱臭炉の下部から排出される高温多湿ガスを前記ジャケット内に導入する乾燥装置であって、
前記高温酸化脱臭炉は、バーナーで高温にして臭気を熱して脱臭するものであり、該高温酸化脱臭炉の壁に上から片持ちにしたセラミックスのラジアントチューブを用いており、
前記乾燥槽に入れる被乾燥物の充填高さより上であって、かつ前記ジャケットの外周面に配置した熱風循環送風機によって、前記ジャケット内の熱風を熱風循環送風機と乾燥槽の下部を接続する導入ラインを通じて、前記乾燥槽下部から前記乾燥槽内に導入し乾燥速度を向上させることを特徴とする乾燥装置。

【請求項3】

希釈送風機で、空気を前記ジャケット内に導入して前記ジャケット内の熱風を希釈出来るようにし、温度上昇を抑えられるようにしておくことを特徴とする、前記請求項１又は２記載の乾燥装置。

【請求項4】

前記乾燥装置と前記高温酸化脱臭炉の両方を覆う前記ジャケットを、円筒形に形成して、該ジャケット内部にできた隙間内に、前記希釈送風機を配置することを特徴とする、前記請求項１から３のいずれかに記載の乾燥装置。

【手続補正2】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図3】

【手続補正書】

【提出日】2022-05-11

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒状の乾燥槽と該乾燥槽から排出される廃蒸気を脱臭する高温酸化脱臭炉とを有し、前記乾燥槽が前記高温酸化脱臭炉に隣接して隙間をあけて配置され、前記乾燥槽と前記高温酸化脱臭炉の外側に、前記乾燥槽と前記高温酸化脱臭炉の両方を覆う加熱空間を形成するジャケットが設置され、前記乾燥槽から排出される廃蒸気を前記高温酸化脱臭炉内に上部から導入し、前記高温酸化脱臭炉の下部から排出される高温多湿ガスを前記ジャケット内に導入する乾燥装置であって、
前記高温酸化脱臭炉は、バーナーで高温にして臭気を熱して脱臭するものであり、該高温酸化脱臭炉の壁に上から片持ちにしたセラミックスのラジアントチューブを用いており、
前記乾燥槽に入れる被乾燥物の充填高さより上であって、かつ前記ジャケットの外周面に配置した熱風循環送風機によって、前記ジャケット内の熱風を熱風循環送風機と乾燥槽の下部を接続する導入ラインを通じて、前記乾燥槽下部から前記乾燥槽内に導入し乾燥速度を向上させることを特徴とする乾燥装置。

【請求項2】

円筒状の乾燥槽と該乾燥槽から排出される廃蒸気を脱臭する高温酸化脱臭炉とを有し、前記乾燥槽が前記高温酸化脱臭炉に隣接して隙間をあけて配置され、前記乾燥槽と前記高温酸化脱臭炉の外側に、前記高温酸化脱臭炉のみを覆う加熱空間を形成するジャケットが設置され、前記乾燥槽から排出される廃蒸気を前記高温酸化脱臭炉内に上部から導入し、前記高温酸化脱臭炉の下部から排出される高温多湿ガスを前記ジャケット内に導入する乾燥装置であって、
前記高温酸化脱臭炉は、バーナーで高温にして臭気を熱して脱臭するものであり、該高温酸化脱臭炉の壁に上から片持ちにしたセラミックスのラジアントチューブを用いており、
前記乾燥槽に入れる被乾燥物の充填高さより上であって、かつ前記ジャケットの外周面に配置した熱風循環送風機によって、前記ジャケット内の熱風を熱風循環送風機と乾燥槽の下部を接続する導入ラインを通じて、前記乾燥槽下部から前記乾燥槽内に導入し乾燥速度を向上させることを特徴とする乾燥装置。

【請求項3】

希釈送風機で、空気を前記ジャケット内に導入して前記ジャケット内の熱風を希釈出来るようにし、温度上昇を抑えられるようにしておくことを特徴とする、前記請求項１又は２記載の乾燥装置。

【請求項4】

前記乾燥装置と前記高温酸化脱臭炉の両方を覆う前記ジャケットを、円筒形に形成して、該ジャケット内部にできた隙間内に、前記希釈送風機を配置することを特徴とする、前記請求項１から３のいずれかに記載の乾燥装置。