专利名称：干燥/炭化装置及其方法
技术领域：
本发明涉及干燥/炭化装置及其方法，能够高效加热水分多的厨余垃圾、汚水处理场的污泥、鸡粪、豆渣等食品废弃物等被干燥物，并高效进行干燥及炭化，并且能够取出能够用作燃料的燃气。
背景技术：
对于用厨余垃圾分类机分类并弄碎的厨余垃圾，现有的厨余垃圾干燥机将厨余垃圾收容到干燥室内，在搅拌后进行干燥，或者使厨余垃圾通过干燥室内，从而对厨余垃圾进行干燥。但是，由于厨余垃圾含有大量水分，在把厨余垃圾用作固化燃料等时，必需充分进行干燥。但是，为了长时间进行干燥，需要较大的干燥室，因此设置空间存在问题，并且燃料消耗量也变多。此外，还存在燃烧气体中所含的有害物质放出到大气中而造成公害的环境问题。另一方面，除了厨余垃圾以外，在汚水处理场的污泥、鸡粪、豆渣等食品废弃物不使用干燥机的情况下，例如进行日晒干燥或风干，但是效率极差。专利文献I公开的是用厨余垃圾分类机分类并对弄碎的厨余垃圾进行干燥的厨余垃圾干燥机。该厨余垃圾干燥机的结构示于图7。干燥室2是较薄的长方形体，在内部沿着水平方向设置了多级(图中为8级)筒体6，该筒体6在横向上延长，该筒体6的端部通过连结部6A交替地与上方或下方的筒体6的端部连通而形成为一根。此外，在最上部的筒体6上设有通到干燥室2外的投入口 7，此外，在最下部的筒体6设有通到干燥室2外的排出口 8。虽然省略了图示，但是在投入口 7的上方设置了按压气缸，该按压气缸用于将从厨余垃圾投入管口投入的厨余垃圾推入筒体6。此外，在排出口 8的下方，设有传送用的带式输送器。在各级的筒体6内分别内置了螺旋输送器12，各级的螺旋输送器12配设成前进通路和返回通路上下交替。通过链14和链轮15的联动机构，马达13的旋转传递到各螺旋输送器12上,从而各螺旋输送器12 —同旋转。此外，在干燥室2内的筒体6的周围填充了耐热性材料的玻璃或陶瓷等的细小颗粒16。此外，在筒体6的连结部6A设有用于送出在筒体6内产生的蒸气的蒸气送出口17，在该蒸气送出口 17连结了蒸气送出管的一端，各蒸气送出管的另一端集中到一根并连结到设在一次燃烧室的上部的蒸气导入管。这样，筒体6内的厨余垃圾经由投入口 7被推入，被螺旋输送器12压榨的同时被传送，由此厨余垃圾中所含的水分在筒体6内被分离。
此外，所分离的水分被筒体6所受的热气进行蒸气化，被传送机构从筒体6传送到
一次燃烧室，在一次燃烧室被进行气化。专利文献I的厨余垃圾干燥机中，传送厨余垃圾的筒体设置成多级，该筒体的端部与上方或下方的筒体的端部交替地连通而形成为一根。因此，厨余垃圾被传送长距离，干燥时间也较长，即使是较小的干燥室，也能够进行充分的干燥，设置空间也小。此外，筒体被间接热进行加热，且筒体的周围被填充了细小颗粒，由此防止热变形，耐久性增加。但是，即使是厨余垃圾，也有含水率为数十％ 较高的90%左右的垃圾，汚水处理场的污泥、鸡粪、豆渣等食品废弃物也同样。这种含水率较高的垃圾在筒体6内产生大量蒸气，导致燃烧效率极差。成为所谓烘烤状态，因在筒体6内产生蒸气，筒体6内的温度降低，不能够很好地炭化被燃烧物。此外，在专利文献I中，也有用于排出筒体6内产生的蒸气的排出机构。这是在筒体6的连结部6A设置了蒸气送出口 17的结构，但是仅通过从这种连结部6A排出筒体6内的蒸气的方式是不能充分地进行排出的。筒体6内的被燃烧物产生蒸气的范围是沿着螺旋输送器12的较长的范围，只以从连结到筒体6的端部的连结部6A进行排出是不能够完全排出该蒸气的。此外，若为了排出该蒸气而施加吸引压或送气压，则产生风流，对筒体6的温度上升造成障碍。其结果，由于在上下方向上设置多级筒体6，筒体6的端部交替地上下连通而形成为一根，因此虽然传送长距离、干燥时间也变长、且是较小的干燥室，也能够进行充分的干燥，但是用于燃烧器燃烧的燃费也相应增加。此外，并不是没有考虑在筒体6内侧配设用于排出蒸气的吸引管，但是与其空间相应地必须增大筒体6的直径，装置整体大型化。专利文献2公开的技术为了解决这种不良情况，试图排出在筒体内从被干燥物产生的蒸气。专利文献2的干燥/炭化装置的结构示于图8。在干燥室2内，在上下方向上设置了多级筒体6，该筒体6在横向上延长，且在内部内置了螺旋输送器12，并且，各筒体6的端部与上方或下方的筒体6的端部交替地连通而形成为一根。上述螺旋输送器12被配设成前进通路和返回通路上下交替，在端部的筒体6上设有通到干燥室2外的投入口。并且，干燥/炭化装置是在其另一个端部的筒体6设有通到干燥室2外的排出口的干燥/炭化装置。在该干燥/炭化装置中，在螺旋输送器12的筒体6的上半部分，在长度方向上以适当间隔安装了排气分支管9，将这些排气分支管9连接到弯曲排气管10，该弯曲排气管10与筒体6上在其长度方向上并列设置。如图9所示，干燥室2通过两室连接管27与脱臭处理室I连接，用燃烧器加热干燥室2的燃烧气体，分解二恶英(800°C )。对干燥室2和脱臭处理室I均施加负压(鼓风机抽吸)，3是抽吸用鼓风机。在先技术文献专利文献专利文献1:日本专利第3595201号公报专利文献2:日本特开2010 — 101543号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题在专利文献2中，在筒体6内，从被干燥物产生的蒸气能够经由在筒体6的上半部分以适当间隔安装的排气分支管9排出到弯曲排气管10。在弯曲排气管10中，进一步气化的蒸气等丢失水蒸气的水分，从而能够仅取出燃气，该燃气被送到连通到燃烧器5或干燥室2的燃烧器连接部(管)，进行二次燃烧。但是，在向该弯曲排气管10抽吸燃气时，空气阻力较大，抽吸量有限度。结果，污泥的处理受限制。特别是，不是在装置内的二次燃烧实验中，而是为了将所取出的燃气用作燃料而储藏到燃气箱中时需要强抽吸，在上述弯曲排气管10中取多个接地部位。此外，横向延伸的距离较长，抽吸蒸气和燃气的阻力较大，因此，若强抽吸，则温度也同时降低，另一方面，若抽吸力较弱，则不能抽吸蒸气和燃气。本发明的目的在于，提供一种干燥/炭化装置及其方法，消除上述现有例的不良情况，能够顺利处理筒体内产生的蒸气，并且能够高效引出与蒸气一同产生的燃气作为燃料。用于解决技术问题的方案为了实现上述目的，第一方案的干燥/炭化装置，在干燥室内，在上下方向上设置有多级筒体，该筒体在横向上延长，并且在内部内置有螺旋输送器，并且，各筒体的端部与上方或下方的筒体的端部交替地连通，从而形成为一根，上述螺旋输送器以上下交替的方式配设有前进通路和返回通路，在端部的筒体上设置有通到干燥室外的投入口，并且在另一个端部的筒体上设置有通到干燥室外的排出口，上述干燥/炭化装置的特征在于，在螺旋输送器的筒体的上半部分，在筒体的长度方向上以适当间隔安装有水平排气管作为横向管，在该横向管的前端连接垂直的纵向管，在该纵向管的前端连结有横向的下部集合管，从下部集合管取出燃气作为燃料。根据第一方案的本发明，筒体内的被干燥物经由投入口被推入，在被螺旋输送器压榨的同时被传送，因此被干燥物中所含的水分在筒体内分离，被充分干燥且炭化。传送厨余垃圾的筒体被设置成多级，且端部交替地与上方或下方的筒体的端部连通而形成为一根，厨余垃圾被传送长距离，干燥时间也变长，即使是较小的干燥室，也能够进行充分的干燥。另一方面，通过筒体受到的热气而在筒体内产生的蒸气、燃气经由连结到螺旋输送器的筒体的上半部分的横向管被引出，并在连结到该横向管的前端的垂直的纵向管内流下，能够连结横向的下部集合管来从下部集合管取出燃气。因此，能够在不弯曲的情况下只沿着水平及垂直方向移动，从而在没有阻力的情况下引出燃气。由此，与使用弯曲排气管的情况相比，能够将蒸气、燃气等的抽吸提高50%以上。此外，横向管的作用是使在干燥室内被加热并通过横向管的蒸气及燃气中的水蒸气的水分消失，从而能够只取出燃气。并且，上述横向管沿着筒体的长度方向设置，能够将在较长范围内从被干燥物产生的蒸气也一同取出并消除。
第二方案的本发明中，水平排气管被设置为方管，以确保加热表面面积。根据第二方案的本发明，水平排气管做成方管以便确保加热表面面积，因此，能够设定成在干燥室内容易充分受到来自下方的热，能够实现高效地消去水蒸气的水分。第三、四方案的本发明中，在水平排气管与纵向管之间设置有上部集合管。根据第三、四方案的本发明，用水平排气管引出的燃气集中到上部集合管，从此在纵向管中流下，因此燃气不会集中到特定的纵向管中，能够用纵向管均匀地抽吸燃气。第五、六、七、八方案的本发明中，端部与上方或下方的筒体的端部交替地连通而形成为一根的各筒体被横向配置成2列，来自这些左右排列的筒体的水平排气管及其前端的纵向管相对置，纵向管的前端连结到共用的下部集合管。根据第五、六、七、八方案的本发明，在各筒体按横向排列配置为2列的情况下，从筒体形成的水平排气管及其前端的纵向管相对置，纵向管的前端连结到共用的下部集合管上，由此从这些筒体向脱水处理室吸引蒸气、燃气、烟等时，能够使左右筒体均匀地引起空气对流，其结果，能够将燃烧器燃烧的热量均匀地传递到左右筒体，能够完全进行干燥/炭化，并且在燃烧室产生的蒸气、燃气、烟等的抽吸也变得顺利。发明效果如上所述，本发明的干燥/炭化装置，即使是粘度较高的被燃烧物或含很多固体的被燃烧物(作为一例，污泥、鸡粪或食品废弃物等)等，也能够高效除去由其产生的蒸气，从而能够顺利炭化被燃烧物，该干燥/炭化装置在干燥室内在上下方向上设置多级筒体，该筒体在横向上延长，且在内部内置了螺旋输送器，并且各筒体的端部与上方或下方的筒体的端部交替地连通而形成为一根，上述螺旋输送器被设置成前进通路和返回通路上下交替，在端部的筒体设有通到干燥室外的投入口，并且，在另一个端部的筒体设有通到干燥室外的排出口，在该干燥/炭化装置中，能够顺利处理在筒体内产生的蒸气，并且能够高效地引出与蒸气一同产生的燃气作为燃料，并储藏到燃气箱中。
图1是示出本发明的干燥/炭化装置的一实施方式的纵剖主视图。图2是示出本发明的干燥/炭化装置的一实施方式的侧视图。图3是示出本发明的干燥/炭化装置的一实施方式的切除一部分的侧视图。图4是示出本发明的干燥/炭化装置的一实施方式的俯视图。图5是示出本发明的干燥/炭化装置的一实施方式的主要部分的示意说明图。图6是示出本发明的干燥/炭化装置的一实施方式的纵剖侧视图。图7是示出现有例的厨余垃圾干燥机的一实施方式的部分纵剖侧视图。图8是示出其他现有例的纵剖主视图。图9是示出图8所示的现有例的整体概要的说明图。
具体实施例方式下面，关于附图，对本发明的实施方式进行详细说明。图1是示出本发明的干燥/炭化装置的一实施方式的纵剖主视图，图2是上述干燥/炭化装置的侧视图，图3是切除了上述干燥/炭化装置的一部分的侧视图，图4是俯视图，图5是主要部分的示意说明图。此夕卜，在图2中，省略了用于内置螺旋输送器12的筒体。本发明一实施方式的干燥/炭化装置的基本结构与图7所示的结构大体相同，如图6所示，干燥室2是附加设置了燃烧用燃烧器(未图示)的立方体型的干燥室，在内部水平设置了多级(图1中8级)横向延长的筒体6，该筒体6的端部通过连结部6A交替地与上方或下方的筒体6的端部连通，从而筒体6形成为一根。此外，在最上部的筒体6上设置了通到干燥室2外的投入口 7，此外，在最下部的筒体6设置了通到干燥室2外的排出口 8。在各级的筒体6内分别内置了螺旋输送器12，各级的螺旋输送器12配设成前进通路和返回通路上下交替。此外，在干燥室2内的筒体6的周围填充了耐热性材料的玻璃或陶瓷等的细小颗粒(参照图7)。并且，在本实施方式中，在干燥室2内，左右排列设置了两组上述8级的在横向上延长的筒体6的纵列。在各级筒体6内，分别内置了螺旋输送器12。图中12a是螺杆轴，12b为螺旋叶片。如图1所示，本发明的该实施方式中，上下8级排列的筒体6中，在所有8级或除了从下数几个级(图示中为2级)之外，将作为导管的水平排气管22作为横向管连接到筒体6的上半部分。在筒体6的长度方向上以适当间隔安装该水平排气管22。(图示中为6个)并且，在该横向管即水平排气管22的前端连结垂直的纵向管23来能够在纵向上导出内部的燃气，在该纵向管23的前端连接横向的下部集合管24来集中气体，并从下部集合管24引出燃气。水平排气管22与筒体6连结，用于引出在筒体6内产生的燃气。为了确保加热表面面积，水平排气管22优选做成截面横长矩形的扁平的方管，相应地，纵向管23也优选设为方管。此外，若该水平排气管22或纵向管23为扁平的构件，则也可以是椭圆形导管。上述下部集合管24是堵住了两端的气体集合管，朝向与筒体6平行的方向设置。在干燥室2内左右排列设置了 2组上述8级的横向上延长的筒体6的纵列，水平排气管22在这些对置的左右筒体6之间从各筒体6以相对置的方式延伸，其前端的纵向管23也相互并行排列而相对置，这些纵向管23、23的前端连结到共用的下部集合管24上。这是大通路。此外，构筑了以下两种情形:与在筒体6的上述左右筒体6之间对置的水平排气管22独立地设置了向反方向延伸的水平排气管22，在其前端直接连接纵向管23，将纵向管23的前端连结到下部集合管24上的情形；以及将平排气管22的前端连结到上部集合管25上，在该上部集合管25上以适当间隔设置纵向管23，并将该纵向管23的前端连接到下部集合管24上的情形。该下部集合管24不是在左右筒体6中共用的。这是第2通路。在上述水平排气管22和纵向管28之间设置的上述上部集合管25也是堵住两端的气体集合管，朝向与筒体6平行的方向设置。上述左右筒体6共用的下部集合管24和不共用的下部集合管24相互通过连结管26连结，将燃气从共用的下部集合管24传送到不共用的下部集合管24，并且，向不共用的下部集合管24连接拉拔配管19。拉拔配管19导出到干燥室2外，在该导出部分配设中间风扇(未图示)，并且，导出部分的前端连接到燃气燃料储藏箱(未图示)等上。在导出部分配设中间风扇是为了不直接接受干燥室2内的热。也可以代替中间风扇而使用鼓风机。此外，拉拔配管19也可以将其临时导出到干燥室2外，在该导出部分内配设中间风扇，并且，导出部分的前端的排气口端开设在干燥室2内。将该燃气传送到燃烧器5或连接到干燥室2的燃烧器连接部(管)，能够进行二次燃烧(afterburning)。如上，厨余垃圾、污泥等被干燥物经由投入口 7被推入筒体6内，被螺旋输送器12进行传送，在干燥室2内进行加热(约650°C)。接着，对使用方法及动作进行说明。干燥室2将其作为个体来使用，能够提取燃气。筒体6内的被干燥物从投入口 7被推入，在由螺旋输送器12被压榨的同时被传送，因此，含在被干燥物中的水分及燃气以水蒸气的形式在筒体6内被分离。如上所示，在上下方向上设置了多级的筒体6，端部交替地上下连通而形成为一根，因此，被干燥物被传送长距离，干燥时间也变长，即使是较小的干燥室，也能够进行充分的干燥。此外，分离的水分及燃气通过筒体6所受到的热气气化为蒸气等，从水平排气管22向纵向管23流下。在水平排气管22中，气化的蒸气等能够消除水蒸气的水分而只提取燃气，该燃气在纵向管23中流下而集中到下部集合管24中，从此被提取作为燃料。附图标记说明 L...脱臭处理室，2…干燥室，3…吸引用鼓风机，5...燃烧器，6...筒体，6A...连结部，7…投入口，8…排出口，9…排气分支管，10...弯曲排气管，12...螺旋输送器，12a…螺杆轴，12b…螺旋叶片，13…马达，14…链，15…链轮，16…细小颗粒，17…蒸气送出口，18…供气配管，19...拉拔配管，19 a…导出部分，20...手动阻尼器，21...中间风扇，22...水平排气管，23...纵向管，24...下部集合管，25...上部集合管26…连结管，27...两室连接管
权利要求
1.一种干燥/炭化装置， 在干燥室内，在上下方向上设置有多级筒体，该筒体在横向上延长，并且在内部内置有螺旋输送器，并且，各筒体的端部与上方或下方的筒体的端部交替地连通，从而各筒体形成为一根， 上述螺旋输送器以上下交替的方式配设有前进通路和返回通路， 在端部的筒体上设置有通到干燥室外的投入口，并且在另一个端部的筒体上设置有通到干燥室外的排出口， 上述干燥/炭化装置的特征在于， 在螺旋输送器的筒体的上半部分，在筒体的长度方向上以适当间隔安装有水平排气管作为横向管，在该横向管的前端连结有垂直的纵向管，在该纵向管的前端连结有横向的下部集合管，从下部集合管取出燃气作为燃料。
2.根据权利要求1所述的干燥/炭化装置，其特征在于， 上述水平排气管被设置为方管，以确保加热表面面积。
3.根据权利要求1所述的干燥/炭化装置，其特征在于， 在上述水平排气管与上述纵向管之间设置有上部集合管。
4.根据权利要求2所述的干燥/炭化装置，其特征在于， 在上述水平排气管与上述纵向管之间设置有上部集合管。
5.根据权利要求1所述的干燥/炭化装置，其特征在于， 端部与上方或下方的筒体的端部交替地连通而形成为一根的各筒体被横向配置成2列，来自这些左右排列的筒体的水平排气管及其前端的纵向管相对置，纵向管的前端连结到共用的下部集合管。
6.根据权利要求2所述的干燥/炭化装置，其特征在于， 端部与上方或下方的筒体的端部交替地连通而形成为一根的各筒体被横向配置成2列，来自这些左右排列的筒体的水平排气管及其前端的纵向管相对置，纵向管的前端连结到共用的下部集合管。
7.根据权利要求3所述的干燥/炭化装置，其特征在于， 端部与上方或下方的筒体的端部交替地连通而形成为一根的各筒体被横向配置成2列，来自这些左右排列的筒体的水平排气管及其前端的纵向管相对置，纵向管的前端连结到共用的下部集合管。
8.根据权利要求4所述的干燥/炭化装置，其特征在于， 端部与上方或下方的筒体的端部交替地连通而形成为一根的各筒体被横向配置成2列，来自这些左右排列的筒体的水平排气管及其前端的纵向管相对置，纵向管的前端连结到共用的下部集合管。
9.一种干燥/炭化装置，其特征在于， 在干燥室内设置有: 多个筒体，在一个端部设置有投入口，在另一个端部设置有排出口，与上方或下方的端部交替地连通而形成为一根，在内部具有能够旋转的螺旋输送器，上述螺旋输送器以上下交替的方式配设有前进通路和返回通路； 横向管，在这些多个筒体的长度方向上以适当间隔安装上述横向管，该横向管是连结在这些多个筒体上的水平排气管； 纵向管，连结在该横向管的前端，被设置在垂直方向上；以及 下部集合管，连结该纵向管的前端，并且在下方被横向设置，用于取出燃气。
10.根据权利要求9所述的干燥/炭化装置，其特征在于， 上述水平排气管被设置为方管。
11.根据权利要求10所述的干燥/炭化装置，其特征在于， 在上述水平排气管与上述纵向管之间设置有上部集合管。
12.根据权利要求9所述的干燥/炭化装置，其特征在于， 上述筒体的端部与上方或下方的筒体的端部交替地连通而形成为一根的各筒体被横向配置成2列，连结在这些左右排列的上述筒体上的水平排气管及其前端的上述纵向管相对置，在上述纵向管的前端连结有共用的下部集合管。
13.根据权利要求10所述的干燥/炭化装置，其特征在于， 上述筒体的端部与上方或下方的筒体的端部交替地连通而形成为一根的各筒体被横向配置成2列，连结在这些左右排列的上述筒体上的水平排气管及其前端的上述纵向管相对置，在上述纵向管的前端连结有共用的下部集合管。
14.根据权利要求10所述的干燥/炭化装置，其特征在于， 上述筒体的端部与上方或下方的筒体的端部交替地连通而形成为一根的各筒体被横向配置成2列，连结在这 些左右排列的上述筒体上的水平排气管及其前端的上述纵向管相对置，在上述纵向管的前端连结有共用的下部集合管。
15.一种干燥/炭化方法，在一个端部设置有投入口、且在另一个端部设置有排出口的多个筒体内，通过能够在该内部旋转的螺旋输送器，使从上述投入口投入的被燃烧物向上述排出口移动， 通过连结在这些多个筒体上的水平排气管即横向管，引出在上述多个筒体中产生的燃气， 通过连结在上述横向管的前端、且在垂直方向上设置的纵向管，引出上述燃气， 将通过该纵向管引出的燃气集中到下部集合管并取出到外部，该下部集合管连结该纵向管的前端并且在下方被横向设置。
16.根据权利要求15所述的干燥/炭化方法，其特征在于，上述水平排气管被设置为方管。
17.根据权利要求16所述的干燥/炭化方法，其特征在于，在上述水平排气管与上述纵向管之间设置有上部集合管。
全文摘要
本发明的干燥/炭化装置，在干燥室内设置有多个筒体，在一个端部设置有投入口，在另一个端部设置排出口，与上方或下方的端部交替地连通而形成为一根，在内部具有能够旋转的螺旋输送器，上述螺旋输送器被配设成前进通路和返回通路上下交替；横向管，在这些多个筒体的长度方向上以适当间隔进行安装，是连结在这些多个筒体上的水平排气管；纵向管，连结在该横向管的前端，被设置在垂直方向上；以及下部集合管，连结该纵向管的前端，并且在下方被横向设置，用于取出燃气。
文档编号F26B17/20GK103154651SQ20118004848
公开日2013年6月12日 申请日期2011年9月7日 优先权日2010年10月20日
发明者大山俊男, 星政美 申请人:睦和兴业株式会社