特許 7604852 攪拌装置および乾燥装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-16

(45)【発行日】2024-12-24

(54)【発明の名称】攪拌装置および乾燥装置

(51)【国際特許分類】

   B01F 27/72 20220101AFI20241217BHJP

   B01F 35/90 20220101ALI20241217BHJP

   B01D 1/00 20060101ALI20241217BHJP

   F26B 17/20 20060101ALI20241217BHJP

   F26B 3/22 20060101ALI20241217BHJP

【ＦＩ】

B01F27/72

B01F35/90

B01D1/00 Z

F26B17/20

F26B3/22

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020194888

(22)【出願日】2020-11-25

(65)【公開番号】P2022083533

(43)【公開日】2022-06-06

【審査請求日】2023-10-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】妹尾 悟史

(72)【発明者】

【氏名】宮浦 拓人

(72)【発明者】

【氏名】出田 武臣

【審査官】瀧澤 佳世

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－３１７４３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２０５０３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５１－０９９９３７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００１－２５９４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０７４５６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｆ ２７／７２

Ｂ０１Ｆ ３５／９０

Ｂ０１Ｄ １／００

Ｆ２６Ｂ １７／２０

Ｆ２６Ｂ ３／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒形状の外筒と、少なくとも、前記外筒の軸方向の一方を封止する鏡板と、を有し、被処理物を収容する容器と、
前記容器内に回転可能に設けられる回転軸と、
前記回転軸から立設し、前記回転軸の周方向および前記回転軸の延在方向にそれぞれ離隔した複数のアームと、
前記複数のアームの先端に取り付けられ、前記回転軸の回転方向に湾曲した攪拌羽根と、
を備え、
前記攪拌羽根は、前記回転軸の回転によって、前記回転軸の延在方向の略中央に向けて前記被処理物を移動させ、
前記複数のアームは、
少なくとも一部の断面が多角形形状の第１アームと、
前記鏡板の近傍に設けられ、前記回転軸の回転に応じて前記鏡板に前記被処理物を押し付ける形状ではない第２アームと、
前記回転軸の延在方向の略中央に設けられ、少なくとも一部の断面が、円形状である第３アームと、
を含み、
前記第１アームは、前記回転軸の延在方向における、前記第２アームと前記第３アームとの間に設けられ、
前記第２アームは、前記鏡板と略平行な第１面と、前記第１面よりも前記第３アーム側に設けられ前記第１面に対して傾斜する第２面とを有し、
前記第２アームの前記第２面は、前記回転軸の回転方向の前方から回転方向の後方に向かうに従って前記第１面から離隔する方向に傾斜する、攪拌装置。

【請求項2】

前記第１アームの断面は、前記攪拌羽根と略平行な面を有する矩形形状である請求項１に記載の攪拌装置。

【請求項3】

前記容器に収容された被処理物を加熱する加熱部を備える請求項１または２に記載の攪拌装置。

【請求項4】

筒形状の外筒と、少なくとも、前記外筒の軸方向の一方を封止する鏡板と、を有し、被処理物を収容する容器と、
前記容器内に回転可能に設けられる回転軸と、
前記回転軸から立設し、前記回転軸の周方向および前記回転軸の延在方向にそれぞれ離隔した複数のアームと、
前記複数のアームの先端に取り付けられ、前記回転軸の回転方向に湾曲した攪拌羽根と、
前記容器に収容された被処理物を加熱する加熱部と、
を備え、
前記攪拌羽根は、前記回転軸の回転によって、前記回転軸の延在方向の略中央に向けて前記被処理物を移動させ、
前記複数のアームは、
少なくとも一部の断面が多角形形状の第１アームと、
前記鏡板の近傍に設けられ、前記回転軸の回転に応じて前記鏡板に前記被処理物を押し付ける形状ではない第２アームと、
前記回転軸の延在方向の略中央に設けられ、少なくとも一部の断面が、円形状である第３アームと、
を含み、
前記第１アームは、前記回転軸の延在方向における、前記第２アームと前記第３アームとの間に設けられ、
前記第２アームは、前記鏡板と略平行な第１面と、前記第１面よりも前記第３アーム側に設けられ前記第１面に対して傾斜する第２面とを有し、
前記第２アームの前記第２面は、前記回転軸の回転方向の前方から回転方向の後方に向かうに従って前記第１面から離隔する方向に傾斜する、乾燥装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、攪拌装置および乾燥装置に関する。

【背景技術】

【0002】

液体、粉体、または、スラリー等の被処理物を攪拌する攪拌装置として、リボンミキサが広く利用されている（例えば、特許文献１）。リボンミキサは、容器と、回転軸と、複数のアームと、攪拌羽根（リボン）とを備える。容器は、円筒形状であり、被処理物を収容する。回転軸は、容器内に設けられる。アームは、円柱形状であり、回転軸と攪拌羽根とを連結する。攪拌羽根は、回転軸の回転方向に湾曲した螺旋形状の部材である。リボンミキサは、回転軸に伴って回転する攪拌羽根により、被処理物を流動させて攪拌する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０００－７４５６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に記載されたような従来のリボンミキサにおいて、攪拌効率を向上する技術の開発が希求されている。

【0005】

本開示は、このような課題に鑑み、攪拌効率を向上することが可能な攪拌装置および乾燥装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る攪拌装置は、筒形状の外筒と、少なくとも、外筒の軸方向の一方を封止する鏡板と、を有し、被処理物を収容する容器と、容器内に回転可能に設けられる回転軸と、回転軸から立設し、回転軸の周方向および回転軸の延在方向にそれぞれ離隔した複数のアームと、複数のアームの先端に取り付けられ、回転軸の回転方向に湾曲した攪拌羽根と、を備え、攪拌羽根は、回転軸の回転によって、回転軸の延在方向の略中央に向けて被処理物を移動させ、複数のアームは、少なくとも一部の断面が多角形形状の第１アームと、鏡板の近傍に設けられ、回転軸の回転に応じて鏡板に被処理物を押し付ける形状ではない第２アームと、回転軸の延在方向の略中央に設けられ、少なくとも一部の断面が、円形状である第３アームと、を含み、第１アームは、回転軸の延在方向における、第２アームと第３アームとの間に設けられ、第２アームは、鏡板と略平行な第１面と、第１面よりも第３アーム側に設けられ第１面に対して傾斜する第２面とを有し、第２アームの第２面は、回転軸の回転方向の前方から回転方向の後方に向かうに従って第１面から離隔する方向に傾斜する。

【0008】

また、第１アームの断面は、攪拌羽根と略平行な面を有する矩形形状であってもよい。

【0010】

容器に収容された被処理物を加熱する加熱部を備えてもよい。

【0011】

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る乾燥装置は、筒形状の外筒と、少なくとも、外筒の軸方向の一方を封止する鏡板と、を有し、被処理物を収容する容器と、容器内に回転可能に設けられる回転軸と、回転軸から立設し、回転軸の周方向および回転軸の延在方向にそれぞれ離隔した複数のアームと、複数のアームの先端に取り付けられ、回転軸の回転方向に湾曲した攪拌羽根と、容器に収容された被処理物を加熱する加熱部と、を備え、攪拌羽根は、回転軸の回転によって、回転軸の延在方向の略中央に向けて被処理物を移動させ、
複数のアームは、少なくとも一部の断面が多角形形状の第１アームと、鏡板の近傍に設けられ、回転軸の回転に応じて鏡板に被処理物を押し付ける形状ではない第２アームと、回転軸の延在方向の略中央に設けられ、少なくとも一部の断面が、円形状である第３アームと、を含み、第１アームは、回転軸の延在方向における、第２アームと第３アームとの間に設けられ、第２アームは、鏡板と略平行な第１面と、第１面よりも第３アーム側に設けられ第１面に対して傾斜する第２面とを有し、第２アームの第２面は、回転軸の回転方向の前方から回転方向の後方に向かうに従って第１面から離隔する方向に傾斜する。

【発明の効果】

【0012】

本開示によれば、攪拌効率を向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、実施形態に係る乾燥装置を説明する図である。

【図2】図２は、攪拌羽根による被処理物の流れ方向について説明する第１の図である。

【図3】図３は、攪拌羽根による被処理物の流れ方向について説明する第２の図である。

【図4】図４は、実施形態に係るアームを説明する図である。

【図5】図５は、流速分布を説明する図である。

【図6】図６は、容器内における、流体の混合率が４０％以上６０％未満となる領域の割合と、攪拌時間との関係を説明する図である。

【図7】図７は、ポリマーの混合割合を説明する図である。

【図8】図８は、乾燥時間を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0015】

図１は、本実施形態に係る乾燥装置１００を説明する図である。図１中、破線の矢印は、回転軸１２０の回転方向を示す。また、本実施形態の図１をはじめとする以下の図では、垂直に交わるＸ軸（水平方向）、Ｙ軸（水平方向）、Ｚ軸（鉛直方向）を図示の通り定義している。

【0016】

乾燥装置１００は、被処理物を乾燥させる。被処理物は、例えば、下水処理で生じる汚泥、食品残渣等である。図１に示すように、乾燥装置１００（攪拌装置）は、容器１１０と、回転軸１２０と、複数のアーム１３０と、攪拌羽根１４０と、加熱部１７０とを含む。

【0017】

容器１１０は、被処理物を収容する。容器１１０は、外筒１１２と、鏡板１１４とを含む。外筒１１２は、円筒形状の中空部材である。鏡板１１４は、外筒１１２の両端に形成される開口を封止する。本実施形態において、容器１１０は、軸方向が水平方向（図１中、±Ｘ軸方向）となるように設置される。

【0018】

外筒１１２には、供給管１１２ａと、排出管１１２ｂが連通される。供給管１１２ａは、外筒１１２の上部における略中央に連通する。乾燥前の被処理物は、供給管１１２ａを通じて、容器１１０内に導かれる。供給管１１２ａには、開閉弁１１６ａが設けられる。

【0019】

排出管１１２ｂは、外筒１１２の下部における略中央に連通する。乾燥後の被処理物は、排出管１１２ｂを通じて、容器１１０から排出される。排出管１１２ｂには、開閉弁１１６ｂが設けられる。

【0020】

回転軸１２０は、容器１１０内に回転可能に設けられる。回転軸１２０は、外筒１１２の延在方向に延在するように容器１１０内に設けられる。つまり、回転軸１２０は、水平方向（図１中、±Ｘ軸方向）に延在する。本実施形態において、回転軸１２０は、回転軸１２０の中心軸が、外筒１１２の中心軸と実質的に一致するように、容器１１０内に設けられる。回転軸１２０は、不図示のモータによって、図１中、Ａ方向またはＢ方向に回転される。

【0021】

アーム１３０は、回転軸１２０から立設する。複数のアーム１３０は、回転軸１２０の周方向および回転軸１２０の延在方向にそれぞれ規則的に離隔して、回転軸１２０に設けられる。

【0022】

攪拌羽根１４０は、複数のアーム１３０の先端に取り付けられる。攪拌羽根１４０は、回転軸１２０の回転方向に湾曲した螺旋形状の平板である。攪拌羽根１４０は、アーム１３０によって、回転軸１２０と離隔して設けられる。攪拌羽根１４０は、回転軸１２０の回転によって、回転軸１２０の略中央に向けて被処理物を移動させる。本実施形態において、攪拌羽根１４０は、第１羽根ユニット１５０と、第２羽根ユニット１６０とを含む。

【0023】

第１羽根ユニット１５０は、回転軸１２０の一方（図１中、左側）の端部から略中央に亘って設けられる。本実施形態において、第１羽根ユニット１５０は、第１外羽根１５２と、第１内羽根１５４とを含む。第１内羽根１５４は、第１外羽根１５２よりも回転軸１２０側に設けられる。第１内羽根１５４は、第１外羽根１５２と螺旋の巻き方向が逆である。

【0024】

第２羽根ユニット１６０は、回転軸１２０の他方（図１中、右側）の端部から略中央に亘って設けられる。本実施形態において、第２羽根ユニット１６０は、第１羽根ユニット１５０と同様に、第２外羽根１６２と、第２内羽根１６４とを含む。第２外羽根１６２は、第１外羽根１５２と螺旋の巻き方向が逆である。第２内羽根１６４は、第２外羽根１６２よりも回転軸１２０側に設けられる。第２内羽根１６４は、第２外羽根１６２と螺旋の巻き方向が逆である。つまり、第１外羽根１５２と第２内羽根１６４とは、螺旋の巻き方向が同じである。また、第１内羽根１５４と、第２外羽根１６２とは、螺旋の巻き方向が同じである。

【0025】

加熱部１７０は、容器１１０に収容された被処理物を加熱する。加熱部１７０は、例えば、電気ヒータ、スチームトレース等である。本実施形態において、加熱部１７０は、容器１１０および回転軸１２０を加熱することで、被処理物を間接的に加熱する。なお、理解を容易にするために、図１において、回転軸１２０を加熱する加熱部１７０の図示を省略する。

【0026】

続いて、乾燥装置１００を用いた被処理物の乾燥について説明する。まず、開閉弁１１６ｂを閉弁し、開閉弁１１６ａを開弁する。そして、供給管１１２ａを通じて、容器１１０内に被処理物を供給する。被処理物の供給が終了したら、開閉弁１１６ａを閉弁する。続いて、回転軸１２０の回転を開始するとともに、加熱部１７０による加熱を開始する。

【0027】

図２、図３は、攪拌羽根１４０による被処理物の流れ方向について説明する図である。図２に示すように、回転軸１２０が、図２中、Ａ方向（図２中、＋Ｘ側から見て反時計回り）に回転されると、第１羽根ユニット１５０の第１外羽根１５２は、図２中、白抜き矢印で示すように、被処理物を－Ｘ軸方向（左の鏡板１１４側）に移動させる。また、第１羽根ユニット１５０の第１内羽根１５４は、図２中、黒矢印で示すように、被処理物を＋Ｘ軸方向（容器１１０の略中央）に移動させる。

【0028】

一方、第２羽根ユニット１６０の第２外羽根１６２は、図２中、白抜き矢印で示すように、被処理物を＋Ｘ軸方向（右の鏡板１１４側）に移動させる。また、第２羽根ユニット１６０の第２内羽根１６４は、図２中、黒矢印で示すように、被処理物を－Ｘ軸方向（容器１１０の略中央）に移動させる。

【0029】

また、図３に示すように、回転軸１２０が、図３中、Ｂ方向（図３中、＋Ｘ側から見て時計回り）に回転されると、第１羽根ユニット１５０の第１外羽根１５２は、図３中、白抜き矢印で示すように、被処理物を＋Ｘ軸方向（容器１１０の略中央）に移動させる。また、第１羽根ユニット１５０の第１内羽根１５４は、図３中、黒矢印で示すように、被処理物を－Ｘ軸方向（左の鏡板１１４側）に移動させる。

【0030】

一方、第２羽根ユニット１６０の第２外羽根１６２は、図３中、白抜き矢印で示すように、被処理物を－Ｘ軸方向（容器１１０の略中央）に移動させる。また、第２羽根ユニット１６０の第２内羽根１６４は、図３中、黒矢印で示すように、被処理物を＋Ｘ軸方向（右の鏡板１１４側）に移動させる。

【0031】

不図示のモータは、回転軸１２０の回転方向を、Ａ方向と、Ｂ方向とに交互に切り換える。これにより、攪拌羽根１４０による被処理物の流動方向が反転する。したがって、攪拌羽根１４０は、被処理物を効率よく攪拌することが可能となる。

【0032】

そうすると、加熱部１７０によって加熱された容器１１０と被処理物との接触頻度、および、加熱部１７０によって加熱された回転軸１２０と被処理物との接触頻度が増加する。これにより、乾燥装置１００は、被処理物を乾燥させる。被処理物の乾燥が終了すると、開閉弁１１６ｂを開弁し、回転軸１２０の回転方向をＢ方向として、被処理物を容器１１０の略中央に集約し、排出管１１２ｂから外部に排出する。

【0033】

ところで、従来の乾燥装置は、すべてのアームが円柱形状である。攪拌羽根の内羽根よりも回転軸側は、攪拌羽根による攪拌効果が及びにくい。このため、すべてのアームが円柱形状であると、容器内における、回転軸の近傍、つまり、アームの付け根部分において、被処理物の流動性が低くなってしまう。そこで、本実施形態に係る乾燥装置１００は、アーム１３０の形状を工夫することで、被処理物の流動性が低くなる箇所を削減することができる。以下、本実施形態に係るアーム１３０の形状について説明する。

【0034】

図４は、本実施形態に係るアーム１３０を説明する図である。図４Ａは、回転軸１２０およびアーム１３０を説明する図である。図４Ｂは、図４Ａにおける左側の端アーム１３４を説明する図である。図４Ｃは、攪拌アーム１３６ｄを説明する図である。

【0035】

図４Ａに示すように、アーム１３０は、中央アーム１３２と、端アーム１３４と、攪拌アーム１３６とを含む。

【0036】

中央アーム１３２（第３アーム）は、回転軸１２０の略中央に、４本設けられる。４本の中央アーム１３２は、回転軸１２０の周方向に略等間隔に設けられる。つまり、隣り合う２本の中央アーム１３２の為す角は、例えば、９０°である。中央アーム１３２は、断面が円形状である。つまり、中央アーム１３２は、円柱である。

【0037】

端アーム１３４（第２アーム）は、回転軸１２０の両端に、２本ずつ設けられる（合計４本）。つまり、端アーム１３４は、鏡板１１４の近傍に設けられる。回転軸１２０の一方の端部、または、他方の端部に設けられる２本の端アーム１３４の為す角は、例えば、９０°である。

【0038】

攪拌アーム１３６（第３アーム）は、回転軸１２０における、中央アーム１３２と端アーム１３４との間に設けられる。攪拌アーム１３６は、攪拌アーム１３６ａ～攪拌アーム１３６ｄを含む。攪拌アーム１３６ａおよび攪拌アーム１３６ｂは、図４Ａ中左側の端アーム１３４と、中央アーム１３２との間に設けられる。攪拌アーム１３６ｃおよび攪拌アーム１３６ｄは、図４Ａ中右側の端アーム１３４と、中央アーム１３２との間に設けられる。攪拌アーム１３６ａ、攪拌アーム１３６ｂ、攪拌アーム１３６ｃおよび、攪拌アーム１３６ｄは、それぞれ２本ずつ、回転軸１２０に設けられる（合計８本）。

【0039】

２本の攪拌アーム１３６ａの為す角は、例えば、９０°である。同様に、２本の攪拌アーム１３６ｂの為す角、２本の攪拌アーム１３６ｃの為す角、および、２本の攪拌アーム１３６ｄの為す角は、例えば、９０°である。

【0040】

回転軸１２０の延在方向における、端アーム１３４と攪拌アーム１３６ａとの間の距離、攪拌アーム１３６ａと攪拌アーム１３６ｂとの間の距離、攪拌アーム１３６ｂと中央アーム１３２との距離、中央アーム１３２と攪拌アーム１３６ｄとの距離、攪拌アーム１３６ｄと攪拌アーム１３６ｃとの距離、攪拌アーム１３６ｃと端アーム１３４との距離は、略等しい。

【0041】

第１外羽根１５２は、端アーム１３４、攪拌アーム１３６ａ、攪拌アーム１３６ｂ、中央アーム１３２に接続される。第１内羽根１５４は、端アーム１３４、攪拌アーム１３６ａ、攪拌アーム１３６ｂ、中央アーム１３２に接続される。なお、第１内羽根１５４に接続される端アーム１３４、攪拌アーム１３６ａ、攪拌アーム１３６ｂ、中央アーム１３２は、第１外羽根１５２に接続される端アーム１３４、攪拌アーム１３６ａ、攪拌アーム１３６ｂ、中央アーム１３２よりも短い。

【0042】

第２外羽根１６２は、端アーム１３４、攪拌アーム１３６ｃ、攪拌アーム１３６ｄ、中央アーム１３２に接続される。第２内羽根１６４は、端アーム１３４、攪拌アーム１３６ｃ、攪拌アーム１３６ｄ、中央アーム１３２に接続される。なお、第２内羽根１６４に接続される端アーム１３４、攪拌アーム１３６ｃ、攪拌アーム１３６ｄ、中央アーム１３２は、第２外羽根１６２に接続される端アーム１３４、攪拌アーム１３６ｃ、攪拌アーム１３６ｄ、中央アーム１３２よりも短い。

【0043】

図４Ｂに示すように、端アーム１３４は、断面が三角形状である。本実施形態において、端アーム１３４の断面形状は、回転軸１２０の端部側に、鏡板１１４と略平行な底辺１３４ａを有し、回転軸１２０の中央側に頂点１３４ｂを有する二等辺三角形状である。つまり、底辺１３４ａと、頂点１３４ｂとを結ぶ辺１３４ｃは、直線である。

【0044】

図４Ｃに示すように、攪拌アーム１３６ｄは、回転軸１２０と第２内羽根１６４とを接続する。攪拌アーム１３６ｄは、断面が矩形形状である。本実施形態において、攪拌アーム１３６ｄの断面形状は、図４Ｃ中、±Ｘ軸方向に互いに対向する２つの辺１３８ａを有し、図４Ｃ中、Ｚ軸方向に互いに対向する２つの辺１３８ｂを有する平行四辺形状である。攪拌アーム１３６ｄにおける辺１３８ａに相当する面１３８ｃは、第２内羽根１６４と略平行である。また、攪拌アーム１３６ｄにおける辺１３８ｂに相当する面１３８ｄは、回転軸１２０の延在方向と略平行である。

【0045】

同様に、攪拌アーム１３６ａの断面は、第１外羽根１５２と略平行な面を有する矩形形状である。攪拌アーム１３６ｂの断面は、第１内羽根１５４と略平行な面を有する矩形形状である。攪拌アーム１３６ｃは、第２外羽根１６２と略平行な面を有する矩形形状である。

【0046】

以上説明したように、本実施形態に係る乾燥装置１００は、攪拌アーム１３６を備える。上記したように、攪拌アーム１３６は、攪拌羽根１４０と略平行な面を有する。これにより、攪拌アーム１３６は、攪拌羽根１４０の機能、つまり、被処理物を流動させる（回転により被処理物を押す）機能を補助することができる。したがって、乾燥装置１００は、すべてのアームが円柱形状である従来技術の乾燥装置と比較して、容器１１０内において、被処理物の流動性が低くなる箇所を削減することが可能となる。攪拌アーム１３６は、特に、回転軸１２０近傍、つまり、攪拌アーム１３６の付け根部分における被処理物の流動性を向上させることができる。このため、乾燥装置１００は、被処理物の攪拌効率を向上させることができ、被処理物の乾燥効率を向上させることが可能となる。

【0047】

また、攪拌アーム１３６は、断面形状が矩形形状であるため、アームが円柱形状である従来技術と比較して、比表面積が大きい。このため、乾燥装置１００は、攪拌アーム１３６と被処理物との接触面積、つまり、伝熱面積を従来技術よりも大きくすることができる。したがって、乾燥装置１００は、従来技術と比較して、効率よく被処理物を加熱（乾燥）することが可能となる。

【0048】

また、上記したように、鏡板１１４の近傍に設けられる端アーム１３４は、回転軸１２０の端部側に、鏡板１１４と略平行な底辺１３４ａを有し、回転軸１２０の中央側に頂点１３４ｂを有する三角形状の断面を有する。このため、端アーム１３４は、回転軸１２０が回転しても、底辺１３４ａに相当する面が被処理物を鏡板１１４に押し付けてしまう事態を回避することができる。また、端アーム１３４は、回転軸１２０の回転により、辺１３４ｃに相当する面によって、被処理物を回転軸１２０の略中央側に移動させることができる。したがって、端アーム１３４は、鏡板１１４への被処理物の移動を抑制することが可能となる。これにより、端アーム１３４は、鏡板１１４近傍における被処理物の滞留を抑制することができ、被処理物の攪拌効率を向上させることが可能となる。

【0049】

また、上記したように、回転軸１２０の略中央に設けられる中央アーム１３２は、円柱形状である。これにより、中央アーム１３２は、第１羽根ユニット１５０による被処理物の流動、および、第２羽根ユニット１６０による被処理物の流動を阻害する事態を回避することができる。したがって、乾燥装置１００は、被処理物の攪拌効率を向上させることが可能となる。

【0050】

［第１実施例］
本実施形態に係る乾燥装置１００（実施例）と、すべてのアームが円柱形状である従来技術の攪拌装置（比較例）とを用い、流体の流速分布のシミュレーションを行った。流体は、模擬汚泥を用いた。

【0051】

図５は、流速分布を説明する図である。図５Ａは、実施例の流速分布を説明する図である。図５Ｂは、比較例の流速分布を説明する図である。

【0052】

図５Ｂに示すように、比較例の攪拌装置は、破線で囲った領域において、流体がほとんど流動していないことが分かった。

【0053】

これに対し、図５Ａに示すように、実施例の乾燥装置１００は、破線で囲った領域つまり、攪拌アーム１３６ａと攪拌アーム１３６ｂとの間、および、攪拌アーム１３６ｃと攪拌アーム１３６ｄとの間で、流体の流速が向上することが分かった。

【0054】

図６は、容器内における、流体の混合率が４０％以上６０％未満となる領域の割合と、攪拌時間との関係を説明する図である。図６中、横軸は、攪拌時間［ｓ（秒）］を示す。図６中、縦軸は、流体の混合率が４０％以上６０％未満となる領域の割合［％］を示す。また、図６中、四角は、実施例を示し、丸は、比較例を示す。

【0055】

図６に示すように、実施例は、攪拌時間が長くなるに従って、流体の混合率が４０％以上６０％未満となる領域の割合が、比較例よりも増加することが分かった。また、攪拌時間が１４秒の場合、実施例は、流体の混合率が４０％以上６０％未満となる領域の割合が、比較例よりも約２８％増加することが分かった。

【0056】

以上の結果から、本実施形態に係る乾燥装置１００は、比較例とは異なり、流体がほとんど流動しない箇所（流動性が低くなる箇所）を削減できることが確認された。

【0057】

［第２実施例］
本実施形態に係る乾燥装置１００（実施例）と、すべてのアームが円柱形状である従来技術の攪拌装置（比較例）とを用い、所定時間（６０秒）攪拌し、攪拌中の流体の混合割合（％）を測定した。流体は、着色ポリマーを用いた。また、画像処理を用いて、混合割合を算出した。

【0058】

図７は、ポリマーの混合割合を説明する図である。図７Ａは、１回目の試験結果を説明する図である。図７Ｂは、２回目の試験結果を説明する図である。図７Ｃは、３回目の試験結果を説明する図である。図７Ｄは、４回目の試験結果を説明する図である。図７Ｅは、５回目の試験結果を説明する図である。図７Ａ～図７Ｅ中、横軸は、ポリマーの割合［％］を示す。図７Ａ～図７Ｅ中、縦軸は、領域を示す。また、図７Ａ～図７Ｅ中、四角は、実施例を示し、丸は、比較例を示す。なお、図７Ａ～図７Ｅ中、ポリマーの割合が５０％に近いほど、混合率が高い。

【0059】

図７Ａ～図７Ｅに示すように、実施例は、比較例よりもポリマーの割合が５０％に近くなる領域が多いことが分かった。

【0060】

以上の結果から、本実施形態に係る乾燥装置１００は、比較例よりも、容器１１０内の全領域に亘って流体の混合率が高いことが確認された。

【0061】

［第３実施例］
本実施形態に係る乾燥装置１００（実施例）と、すべてのアームが円柱形状である従来技術の攪拌装置（比較例）とを用い、含水率９９％のスラリー（汚泥の含水率８０％に相当）を乾燥させた。

【0062】

図８は、乾燥時間を説明する図である。図８中、横軸は、乾燥時間［ｍｉｎ（分）］を示す。図８中、縦軸は含水率［％］を示す。また、図８中、四角は、実施例を示し、丸は、比較例を示す。

【0063】

図８に示すように、実施例は、スラリーの含水率が９６％（汚泥の含水率６０％に相当）に到達する時間が、比較例よりも約２５分短縮されることが分かった。

【0064】

以上の結果から、本実施形態に係る乾燥装置１００は、比較例よりも短時間で被処理物を乾燥できることが確認された。

【0065】

以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

【0066】

例えば、上述した実施形態において、乾燥装置１００が加熱部１７０を備える場合を例に挙げた。しかし、加熱部１７０は、必須の構成ではない。例えば、容器１１０と、回転軸１２０と、アーム１３０と、攪拌羽根１４０とを備える攪拌装置が提供される。

【0067】

また、上記実施形態において、攪拌アーム１３６の断面が矩形形状である場合を例に挙げた。しかし、攪拌アーム１３６は、攪拌羽根１４０と略平行な面を有していれば形状に限定はない。例えば、攪拌アーム１３６の断面は、多角形形状であってもよい。

【0068】

また、上記実施形態において、攪拌アーム１３６は、すべての断面が矩形形状である場合を例に挙げた。しかし、攪拌アーム１３６は、少なくとも一部の断面、例えば、回転軸１２０から所定の範囲の断面が矩形形状または多角形形状であってもよい。

【0069】

また、上記実施形態において、端アーム１３４の断面が三角形状である場合を例に挙げた。しかし、端アーム１３４は、回転軸１２０の回転に応じて、鏡板１１４に被処理物を押し付ける形状でなければ、形状に限定はない。端アーム１３４は、回転軸１２０の軸方向に対して傾斜した傾斜面であって、回転軸１２０の回転方向の前方から回転方向の後方に向かうに従って回転軸１２０の端部側に近づく傾斜面がなければよい。つまり、端アーム１３４は、鏡板１１４と対向する傾斜面であって、回転軸１２０の端部から回転軸１２０の中央に向かって、鏡板１１４との距離が漸増する傾斜面がなければよい。端アーム１３４が上記傾斜面を有する場合、回転軸１２０の回転によって傾斜面が被処理物を鏡板１１４に押し付けてしまう。そこで、端アーム１３４が、上記傾斜面を有しないことにより、回転軸１２０の回転によって、被処理物を鏡板１１４に押し付けてしまう事態を回避することができる。

【0070】

また、端アーム１３４は、回転軸１２０の回転に応じて、被処理物を回転軸１２０の中央側に移動させる形状であってもよい。端アーム１３４は、回転軸１２０の軸方向に対して傾斜した傾斜面であって、回転軸１２０の回転方向の前方から回転方向の後方に向かうに従って回転軸１２０の中央側に近づく傾斜面を有していてもよい。これにより、端アーム１３４は、被処理物を回転軸１２０の中央側に移動させることができる。端アーム１３４の断面は、例えば、２つの辺１３４ｃの形状が、２つの辺１３４ｃ間の距離が、回転軸１２０の略中央に向かうに従って漸減する湾曲形状であってもよい。また、端アーム１３４の断面が矩形形状であってもよい。この場合、端アーム１３４は、回転軸１２０の端部側に鏡板１１４と略平行な下底を有し、回転軸１２０の中央側に、上底を有する台形であってもよい。

【0071】

また、上記実施形態において、中央アーム１３２の断面が円形状である場合を例に挙げた。しかし、攪拌羽根１４０が流動媒体を一方向に移動させる形状である場合、中央アーム１３２の断面は、攪拌アーム１３６と実質的に同一であってもよい。

【0072】

また、上記実施形態において、アーム１３０は、中央アーム１３２、端アーム１３４、および、攪拌アーム１３６を備える場合を例に挙げた。しかし、アーム１３０は、すべて攪拌アーム１３６で構成されてもよい。また、アーム１３０は、中央アーム１３２と、攪拌アーム１３６とを構成されてもよい。また、アーム１３０は、中央アーム１３２と、端アーム１３４とで構成されてもよい。

【0073】

また、上記実施形態において、回転軸１２０が水平方向に延在する場合を例に挙げた。しかし、回転軸１２０は、鉛直方向に延在して設けられたり、水平方向から所定角度傾斜して設けられたりしてもよい。なお、回転軸１２０が鉛直方向に延在する場合、外筒１１２も軸方向が鉛直方向となるように設置されるとよい。この場合、外筒１１２の上端を封止する鏡板１１４を省略してもよい。また、この際、アーム１３０のうち、最も上方に位置するアーム１３０の断面は、矩形形状であってもよい。つまり、最も上方に位置するアーム１３０は、攪拌アーム１３６であってもよい。

【0074】

本開示は、例えば、持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標７「手ごろで信頼でき、持続可能かつ近代的なエネルギーへのアクセスを確保する」に貢献することができる。

【符号の説明】

【0075】

１００ 乾燥装置（攪拌装置）
１１０ 容器
１１２ 外筒
１１４ 鏡板
１２０ 回転軸
１３０ アーム
１３２ 中央アーム（第３アーム）
１３４ 端アーム（第２アーム）
１３６ 攪拌アーム（第１アーム）
１３６ａ 攪拌アーム（第１アーム）
１３６ｂ 攪拌アーム（第１アーム）
１３６ｃ 攪拌アーム（第１アーム）
１３６ｄ 攪拌アーム（第１アーム）
１４０ 攪拌羽根
１７０ 加熱部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】