特許 6037482 造粒装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6037482

(24)【登録日】2016年11月11日

(45)【発行日】2016年12月7日

(54)【発明の名称】造粒装置

(51)【国際特許分類】

   B01J 2/26 20060101AFI20161128BHJP

   B09B 3/00 20060101ALI20161128BHJP

【ＦＩ】

   B01J2/26ZAB

   B09B3/00 301M

【請求項の数】8

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-165548(P2015-165548)

(22)【出願日】2015年8月25日

【審査請求日】2015年9月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】508217168

【氏名又は名称】塚▲崎▼ 正二

(74)【代理人】

【識別番号】100108833

【弁理士】

【氏名又は名称】早川 裕司

(74)【代理人】

【識別番号】100075292

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 卓

(74)【代理人】

【識別番号】100162156

【弁理士】

【氏名又は名称】村雨 圭介

(72)【発明者】

【氏名】塚▲崎▼ 正二

【審査官】 近野 光知

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０２２９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４１−０１４２８６（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特公昭４１−０１２７２６（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２００８−２８４５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２７７４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２１８２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５２−０３５７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２８６５５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｊ ２／００〜２／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベルト上に投入された被造粒物をベルトで搬送しながら造粒する造粒装置であって、
ベルトに、ベルトの移動方向と直交する方向に延びる凹部が形成されるように、ベルトを移動させるベルト移動機構と、
前記凹部に続く傾斜面上部に設けられ、ベルト上の被造粒物をベルトから掻き落とし該傾斜面に沿って落下させる掻き落とし部材と、
前記凹部に滞留する被造粒物を凹部が延びる方向に移動させる被造粒物移動機構と、を設け、
前記被造粒物移動機構は、凹部の一方端部に設けられ被造粒物を凹部の他方端部に移動させるスクリュー羽根を備えた第１のスクリューと、凹部の他方端部に設けられ被造粒物を該他方端部からベルト外に移動させるスクリュー羽根を備えた第２のスクリューとから構成され、
前記ベルトを移動させ、被造粒物に対して、前記傾斜面に沿った上昇と前記掻き落とし部材による傾斜面に沿った落下とを与えて、被造粒物を造粒し、前記凹部に滞留する被造粒物を凹部が延びる方向に移動させ、該凹部の他方端部からベルト外に移動させることを特徴とする造粒装置。

【請求項2】

前記被造粒物の凹部における移動路を揺動させ傾斜させる揺動機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載の造粒装置。

【請求項3】

前記揺動機構は、第１のスクリューを第２のスクリューより下方に移動させ、被造粒物の凹部における移動路を、被造粒物が上昇移動するように、傾斜させることを特徴とする請求項２に記載の造粒装置。

【請求項4】

前記揺動機構は、第１のスクリューを、第２のスクリューより下方なる位置と第２のスクリューと同じ高さになる位置間で周期的に揺動させることを特徴とする請求項３に記載の造粒装置。

【請求項5】

前記第１と第２のスクリューのスクリュー羽根は前記凹部においてベルトと摩擦接触し、それにより第１と第２のスクリューが受動回転することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の造粒装置。

【請求項6】

前記ベルトがエンドレスベルトであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の造粒装置。

【請求項7】

前記ベルトは複数のプーリーに摩擦接触して掛け渡され、該複数のプーリーの一つがモーターにより回転され、他のプーリーがベルトとの摩擦接触により受動回転されることによりエンドレスに移動することを特徴とする請求項６に記載の造粒装置。

【請求項8】

前記掻き落とし部材は、ベルトと密着する鋭角な先端部を有し、該先端部がベルトの移動に従って被造粒物下方に入り込み、被造粒物を該ベルトから掻き落とすことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の造粒装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、飛灰混練機より排出された混練湿灰等の被造粒物を造粒する造粒装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ゴミ焼却場でゴミを焼却する際に発生する粒度の細かい飛灰にセメントと水（加湿水）とを加えて混練することにより飛灰を造粒、固形化することが行われている。

【0003】

この造粒のために、回転軸に立設された突起部材により被造粒物を混練し、この混練により生成された粒状物を、排出口の方向に上昇するよう搬送し、サイズが一定以上に成長した粒状物を優先的に排出口から排出する構成が知られている（特許文献１）。

【0004】

また、波形ベルトに形成された凸部と凹部間の傾斜面に沿った上昇と上昇後被造粒物の自重による傾斜面に沿った落下とを繰り返す造粒運動を被造粒物に与えて、造粒物を生成する構成が知られている（特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−１８９２９６号公報

【特許文献2】特開２０１０−２２９１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１の構成では、排出口が上方になるように造粒装置全体を傾斜させ、その傾斜角度の調整で造粒度を調整しているので、均一な粒径の造粒物を生成するのが困難である、という問題がある。

【0007】

また、特許文献２の構成では、波形ベルトに多数の傾斜面を形成し、多段に渡って造粒運動を与えて造粒しているので、波形ベルトの移動機構が複雑になるという問題があった。

【0008】

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、簡単な構成で被造粒物を造粒して形状の安定した造粒物を得ることが可能な造粒装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明（請求項１）は、
ベルト上に投入された被造粒物をベルトで搬送しながら造粒する造粒装置であって、
ベルトに、ベルトの移動方向と直交する方向に延びる凹部が形成されるように、ベルトを移動させるベルト移動機構と、
前記凹部に続く傾斜面上部に設けられ、ベルト上の被造粒物をベルトから掻き落とし該傾斜面に沿って落下させる掻き落とし部材と、
前記凹部に滞留する被造粒物を凹部が延びる方向に移動させる被造粒物移動機構と、を設け、
前記被造粒物移動機構は、凹部の一方端部に設けられ被造粒物を凹部の他方端部に移動させるスクリュー羽根を備えた第１のスクリューと、凹部の他方端部に設けられ被造粒物を該他方端部からベルト外に移動させるスクリュー羽根を備えた第２のスクリューとから構成され、
前記ベルトを移動させ、被造粒物に対して、前記傾斜面に沿った上昇と前記掻き落とし部材による傾斜面に沿った落下とを与えて、被造粒物を造粒し、前記凹部に滞留する被造粒物を凹部が延びる方向に移動させ、該凹部の他方端部からベルト外に移動させることを特徴とする。

【0010】

また、本発明（請求項２）では、被造粒物の凹部における移動路を揺動させ傾斜させる揺動機構が設けられる。

【発明の効果】

【0011】

本発明では、ベルトで搬送される被造粒物は、ベルトに設けた凹部に続く傾斜面に沿って上昇し、傾斜面上部に設けた掻き落とし部材によって該傾斜面に沿って落下する。この落下時、被造粒物はベルトの移動方向と逆方向に回転して傾斜面を転がり落ちるので、効果的な造粒運動が与えられ、形状の安定した造粒物を得ることが可能になる。
また、被造粒物の凹部における移動路が、被造粒物が移動するにつれて上昇するように、傾斜されるので、ここでも造粒運動が与えられ、粒径の大きなほぼ均一な造粒物を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明による造粒装置の全体構成を一部分解して示す斜視図である。

【図2】造粒装置のベルト傾斜面の近傍と揺動装置の前方を示す正面図である。

【図3】造粒装置を揺動させたときの図２に対応する正面図である。

【図4】被造粒物がベルトに搬送させて移動する状態を示した造粒装置の側面図である。

【図5】造粒装置の上面図である。

【図6】造粒装置のベルトの移動機構を示す斜視図である。

【図7】造粒装置を揺動させるクランク機構を示した斜視図である。

【図8】被造粒物をベルト面から掻き取る状態を示した説明図である。

【図9】（ａ）は被造粒物の移動路が水平なときの造粒過程を示す説明図、（ｂ）は該移動路が傾斜したときの造粒過程を説明する説明図である。

【図10】（ａ）は揺動機構のモーターが９０°回転したときのクランク機構の正面図、（ｂ）は該モーターが２７０°回転したときのクランク機構の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の造粒装置を詳細に説明する。

【実施例】

【0014】

以下、図１〜図５により本発明の一実施例を説明する。図１は本発明による造粒装置の全体構成を示す斜視図、図２はその正面図、図３は造粒装置を揺動させたときの正面図、図４は造粒装置の側面図、図５はその上面図である。

【0015】

造粒装置は、ベース９の両端部に固定されたフロントフレーム１０とテールフレーム１０’に回転自在に軸受けされた金属あるいは樹脂製のヘッドプーリー１、中間プーリー２、テールプーリー３、フロントアイドルプーリー４、並びにテールアイドルプーリー５を備えている。各プーリー１〜５には、図６に示したように、エンドレスに形成された所定の摩擦抵抗を持ったゴムあるいは布製のベルト６が張り渡される。テールフレーム１０’には金具２３ａを介してモーター２３が取り付けられており、ヘッドプーリー１はモーター２３によりカップリング２４を介して回転される。ヘッドプーリー１の回転により、ベルト６は、図１で矢印で示した方向にエンドレスに移動し、ベルト６と摩擦接触する他のプーリー２〜５が受動回転する。

【0016】

フロントフレーム１０には、カラー１９と回転軸１８を備えた金属あるいは樹脂製の排出スクリュー１７が、またテールフレーム１０’には、カラー２２と回転軸２１を備えた金属あるいは樹脂製の寄せスクリュー２０がそれぞれヘッドプーリー１と中間プーリー２間に回転自在に取り付けられる（図１、図２を参照）。ベルト６は各スクリュー１７、２０の羽根外径下面と接触するように、張り渡されるので、排出スクリュー１７と寄せスクリュー２０はベルト６と摩擦接触し、ベルト６の移動に応じて受動回転する。排出スクリュー１７と寄せスクリュー２０はいずれも左巻螺旋の羽根を有するので、被造粒物はこれらのスクリュー１７、２０により図１、図２で右方向に移動され、寄せスクリュー２０と排出スクリュー１７は被造粒物移動機構を構成する。

【0017】

なお、フロントフレーム１０には、水平方向に延びる長穴１０ａが形成されており（図４を参照）、テールプーリー３の軸を調整ボルト３５で長穴１０ａに沿って移動させることができるようになっている。また、テールフレーム１０’にも同様な長穴が形成されていて、調整ボルト３５’によりテールプーリー３の他方の軸位置を調整できるようになっているので、各調整ボルト３５、３５’によりベルト６の張力を調整できるようになっている。

【0018】

また、排出スクリュー１７と寄せスクリュー２０は、両プーリー１、２とほぼ同じ高さ位置に取り付けられるので、ベルト６は両スクリュー１７、２０によりＵ字形状に折り曲げられて移動し、ベルト６には、ベルトの移動方向と直交する方向に延びる凹部６ａとその両側に湾曲した傾斜面６ｂ、６ｃが形成される。各プーリー１〜５、排出スクリュー１７、寄せスクリュー２０、並びに張り渡されたベルト６が図６に斜視的に図示されている。

【0019】

フロントフレーム１０とテールフレーム１０’の上方部には、ホッパーハンガー１６が取り付けられおり、ホッパーハンガー１６のほぼ中央部に貯留ホッパー１４が取り付けられる。貯留ホッパー１４には、前段に設けられた混練装置（不図示）によって混練された水分を含んだ飛灰などの湿灰２５（被造粒物）が投入される（図１、図４を参照）。貯留ホッパー１４に貯留された湿灰２５は、調整ゲート１５により処理量を調整されて開口部１４ａからベルト６上に排出され、凹部６ａ方向に搬送される。

【0020】

ベルト６がヘッドプーリー１と中間プーリー２間に移動すると、ベルト６上の湿灰２５はベルト６の傾斜面６ｂに沿って凹部６ａに落下し、ベルト６に付着した湿灰は対向する傾斜面６ｃに沿って上昇する。

【0021】

また、フロントフレーム１０とテールフレーム１０’間には、ハンガー１３が固定されており、このハンガー１３には、先端部分１１ａが鋭角な金属あるいは樹脂製のスクレーパー（掻き落とし部材）１１を保持するホルダー１２が取り付けられる（図８を参照）。スクレーパー１１は、ベルト６の幅とほぼ同じ幅又はベルト６より広い幅に渡って凹部６ａに沿って延びており、鋭角な先端部分１１ａがベルト面に密着している。ベルト６が移動すると、先端部１１ａが上昇してくる湿灰の下方に入り込み、ベルトの移動に従って湿灰をベルト６から掻き落とす。

【0022】

また、フロントフレーム１０には、開口部１０ｂが形成され、一部が開口部１０ｂに入り込むように、造粒物シュート７がブラケット３４、３４’を用いてフロントフレーム１０に取り付けられる。排出スクリュー１７で排出され、造粒された湿灰は、造粒物として造粒物シュート７を落下し造粒物シュート７の下方に設けられた造粒箱８に貯蔵される。

【0023】

本実施例では、ベルト６の凹部６ａにおける造粒された湿灰の移動路を揺動、傾斜させる揺動機構５０が設けられる。揺動機構５０は、両脚５１、５１’に固定された基台５２を有し、この基台５２上に間隔板５４を挟んで両側にベアリング台５３、５３’が取り付けられる。ベアリング台５３、５３’には、揺動軸５８を軸受けするベアリング５５、５５’が固定される。揺動軸５８は、ベース９の右方部に連結されるベアリング５６、５６’でも軸受される。

【0024】

また、基台５２には、アーム６０、リンク６４、モーターリンク７０、クランクアーム７２からなるリンク機構が取り付けられる。アーム６０のアームピン６０ａは基台５２に固定されたベアリング６１により軸受けされる。アーム６０はアーム長さが２：１となっていて、下部リンクピン６２を介してリンク６４と連結されており、リンク６４は上部リンクピン６３によりベアリング６５、６５’で軸受けされる。ベアリング６５、６５’は、ベース９の左方中央部に固定される。

【0025】

また、アーム６０は、モーターリンクピン６８を介してモーターリンク７０に結合され、モーターリンク７０はクランクピン７１を介してクランクアーム７２に連結される。クランクアーム７２は、図７に示したように、取付金具７３を介して基台５２に取り付けられたモーター６９の回転軸６９ａに連結される。

【0026】

モーター６９の回転軸６９ａとクランクピン７１の軸芯間の距離は半径ｒとなっており、モーター６９が駆動されると、クランクアーム７２が回転軸６９ａを中心に回転し、クランクピン７１は回転軸６９ａを中心に半径ｒの円運動をする。モーター６９が図２の位置から９０°回転すると、モーターリンク７０、クランクアーム７２は図１０（ａ）に示した位置に移動し、更に９０°回転すると（図２の位置より１８０°回転）、クランクピン７１は、図３に示したように、１８０°回転した径方向に反対側に移動し、モーターリンク７０は斜め上方にｄ＝２ｒ移動する。

【0027】

モーターリンク７０のｄ＝２ｒの移動によりアーム６０はアームピン６０ａを中心に揺動し、アーム長さの比２：１に応じてリンク６４を下方にｄ／２移動させる。このリンク６４の下方移動により寄せスクリュー２０は、図３に示したように、揺動軸５８を中心に半径Ｒで下方にθだけ回動する。この寄せスクリュー２０の回動により、寄せスクリュー２０は、排出スクリュー１７の下方に移動し、ベルト６の凹部６ａにおける湿灰の移動路は、図２の水平位置から図３に示したように、下方に傾斜した移動路になる。

【0028】

モーター６９が、図３に示した位置より更に９０°回転すると（図２の位置より２７０°回転）、各アーム６０、７２、リンク６４、７０などは図１０（ｂ）に示した位置を取り、更に９０°回転すると（図２の位置より３６０°回転）、図２に示した位置に戻るので、寄せスクリュー２０は揺動機構５０より、排出スクリュー１７と同じ高さになる位置と、それより下方になる位置間を周期的に揺動され（例えば、４秒周期）、湿灰の凹部６ａにおける移動路は周期的に下方に傾斜する。

【0029】

次に、このように構成された造粒装置の動作を説明する。

【0030】

モーター２３を駆動すると、ヘッドプーリー１が回転して該プーリー１と摩擦接触するベルト６が移動する。ベルト６が移動すると、ベルト６と摩擦接触するプーリー２〜５が受動回転する。これにより、ベルト６はエンドレスにプーリー１〜５の周りを周回する。ベルト６の張力が弱くて、プーリー１〜５の回転が不良の場合には、調整ボルト３５、３５’によりベルト６の張力を調整する。

【0031】

貯留ホッパー１４には、水分を含んだ飛灰などの混練された湿灰２５が投入される。貯留ホッパー１４に投入され貯留された湿灰２５は、調整ゲート１５により処理量を調整されて開口部１４ａからベルト６上に排出される。湿灰が中間プーリー２上を通過すると、ベルト６の傾斜面６ｂに沿って凹部６ａに落下して堆積する。ベルト６に付着した粒径の小さな湿灰は、対向する傾斜面６ｃ上を移動して上昇する。

【0032】

本実施例では、傾斜面６ｃの上方部にスクレーパー１１が設けられているので、図８に示すように、湿灰２５はベルト面に密着した鋭角な先端部分１１ａによりベルト６から掻き落とされ、傾斜面６ｃ上をベルト６の回転と逆回転しながら凹部６ａに向けて転がり落ちる。この過程で湿灰には造粒運動が与えられるので、湿灰は造粒度が増加して凹部６ａに戻される。

【0033】

粒径の大きな湿灰は、ベルト６に付着することはないので、寄せスクリュー２０により排出スクリュー１７の方向に搬送され、排出スクリュー１７に到達した湿灰は、造粒物となって排出スクリュー１７により排出シュート７に排出され、造粒箱８に落下してそこに貯留される。

【0034】

一方、ベルト６に付着する湿灰は、何度も傾斜面６ｃに沿って上昇しスクレーパー１１により掻き落とされ、その毎に造粒運動を与えられて粒径が大きくなって凹部６ａに戻される。このように、スクレーパー１１による掻き落としと傾斜面６ｃに沿った落下により、造粒運動が何回も与えられるので、湿灰は次第に粒径が増加し、もはやベルト６に付着しなくなり、排出シュート７を介して造粒箱８に落下してそこに貯留される。

【0035】

造粒された湿灰の凹部６ａにおける移動路が図２に示したように水平であると、図９（ａ）に示したように、粒径が大きな湿灰が小さな湿灰よりも早く排出スクリュー１７により排出される。本実施例では、寄せスクリュー２０が排出スクリュー１７よりも下方になり、造粒された湿灰が上昇移動するように、湿灰の凹部６ａにおける移動路が周期的に揺動、傾斜される。

【0036】

造粒された湿灰の凹部６ａにおける移動路が、図９（ｂ）に示したように、傾斜すると、湿灰２５は左回転しながら寄せスクリュー２０の方向に落下する。一方、寄せスクリュー２０に到達した湿灰は寄せスクリュー２０の機能で右側に押し戻され、寄せスクリュー２０の近辺に滞留する。この滞留中に、湿灰の湿気により粒径の小さな湿灰は粒径の大きな湿灰に絡み合い接合する。接合された湿灰は次第に粒径が大きくなり、その接合力と押しつぶす回転力で造粒された湿灰は次第に固くなり、固化した粒径の均一な造粒物となって、造粒箱８に落下しそこに貯留される。このように、湿灰の移動路を傾斜させることによっても、強固な造粒運動が与えられるので、効果的な造粒を行うことができる。

【0037】

以上説明した実施例では、被造粒物は、水分を含んだ飛灰などの混練された湿灰であったが、例えば、落花生に味を付けた衣を造粒するなど食品も、本発明の造粒装置で造粒することができる。また、例えば、馬、牛、豚、鶏など糞を搬送したり、あるいは肥料として運ぶ途中、飛散防止に造粒する目的で、本発明の造粒装置を用いることができる。その他、粉体の飛散防止のために、本発明の造粒装置を用いることもできる。

【符号の説明】

【0038】

１ ヘッドプーリー
２ 中間プーリー
３ テールプーリー
４ フロントアイドルプーリー
５ テールアイドルプーリー
６ ベルト
６ａ 凹部
６ｂ、６ｃ 傾斜面
７ 造粒物シュート
８ 造粒箱
９ ベース
１０ フロントフレーム
１０’テールフレーム
１１ スクレーパー
１２ ホルダー
１３ ハンガー
１４ 貯留ホッパー
１５ 調整ゲート
１６ ホッパーハンガー
１７ 排出スクリュー
２０ 寄せスクリュー
２３ モーター
２４ カップリング
２５ 造粒された湿灰
３４、３４’ ブラケット
３５、３５’ 調整ボルト
５０ 揺動機構
５２ 基台
５３、５３’ ベアリング台
５５、５５’ ベアリング
５６、５６’ ベアリング
５８ 揺動軸
６０ アーム
６１ ベアリング
６４ リンク
６５、６５’ ベアリング
６８ モーターリンクピン
６９ モーター
７０ モーターリンク
７１ クランクピン
７２ クランクアーム
７３ 取付金具

【要約】

【課題】被造粒物を造粒して形状の安定した造粒物を得ることが可能な造粒装置を提供する。
【解決手段】被造粒物を搬送するベルト６に、ベルトの移動方向と直交する方向に延びる凹部６ａが形成されるように、ベルトを移動させる。凹部に続く傾斜面６ｃ上部に設けられ、ベルト上の被造粒物をベルトから掻き落とし該傾斜面に沿って落下させるスクレーパー１１を備える。被造粒物に対して、傾斜面に沿った上昇とスクレーパーによる傾斜面に沿った落下とを与えて、被造粒物を造粒させる。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】