2023-127796 固形燃料の製造装置、その製造装置が車台に搭載された被牽引車及び固形燃料の製造方法

(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】P2023127796

(43)【公開日】2023-09-14

(54)【発明の名称】固形燃料の製造装置、その製造装置が車台に搭載された被牽引車及び固形燃料の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C10L 5/44 20060101AFI20230907BHJP

   B02C 17/02 20060101ALI20230907BHJP

【ＦＩ】

C10L5/44

B02C17/02 ZAB

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022031702

(22)【出願日】2022-03-02

(71)【出願人】

【識別番号】508123102

【氏名又は名称】株式会社トロムソ

(74)【代理人】

【識別番号】100121728

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 勝守

(74)【代理人】

【識別番号】100170900

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 渉

(72)【発明者】

【氏名】上杉 正章

(72)【発明者】

【氏名】井場 和男

(72)【発明者】

【氏名】山中 康充

【テーマコード（参考）】

4D063

4H015

【Ｆターム（参考）】

4D063FF14

4D063GA04

4D063GA10

4D063GB07

4D063GC05

4D063GC09

4D063GC23

4D063GD04

4H015AA12

4H015AB01

4H015AB05

4H015BA01

4H015BA06

4H015BA08

4H015BA13

4H015BB06

4H015BB10

4H015CA08

4H015CB01

(57)【要約】

【課題】バイオマス原料から着火性に優れた固形燃料を成形可能な固形燃料の製造装置、その製造装置が車台に搭載された被牽引車及び固形燃料の製造方法を提供する。
【解決手段】固形燃料Ｆの製造装置４は、籾殻を粉砕して粉砕材料にする各突条部１３ａ及び各切刃１４ｃと、両端が開口する直線状をなすとともに一端から他端に亘って延びる内部通路１５ｅを有する円筒部１５と、内部通路１５ｅに円筒部５の入口開口１５ｃ側から少なくとも先端側領域が挿入配置され、回転動作により内部通路１５ｅに粉砕材料を円筒部１５の入口開口１５ｃから出口開口１５ｄに亘って順次押し込みながら通過させるスクリューコンベア部１６と、を備える。スクリューコンベア部１６の先端１６ｂは、内部通路１５ｅにおいて円筒部１５の入口開口１５ｃよりも出口開口１５ｄに近接する位置に設定される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バイオマス原料を粉砕して粉砕材料にする粉砕部と、前記粉砕材料を押出成形により固形燃料にする成形部と、を有する固形燃料の製造装置であって、
前記成形部は、両端が開口する直線状をなすとともに一端から他端に亘って延びる内部通路を有する円筒部と、前記内部通路に前記円筒部の一端開口側から少なくとも先端側領域が挿入配置され、回転動作により前記内部通路に前記粉砕材料を前記円筒部の一端開口から他端開口に亘って順次押し込みながら通過させるスクリューコンベア部と、を備え、
該スクリューコンベア部の先端は、前記円筒部の他端開口から飛び出す位置、前記円筒部の他端開口と一致する位置、及び、前記内部通路において前記円筒部の一端開口よりも他端開口に近接する位置のいずれかに設定されていることを特徴とする固形燃料の製造装置。

【請求項2】

請求項１に記載の固形燃料の製造装置において、
前記スクリューコンベア部の先端は、前記内部通路において前記円筒部の一端開口よりも他端開口に近接する位置に設定されており、
前記内部通路の断面積は、前記円筒部の他端側の部位が一端側の部位よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする固形燃料の製造装置。

【請求項3】

請求項２に記載の固形燃料の製造装置において、
前記スクリューコンベア部は、前記円筒部の円筒軸上に延びる軸部を備え、
該軸部は、外周面において螺旋状に延びるスクリュー羽根を有する羽根有り部が一端側に設けられる一方、外周面において前記スクリュー羽根を有しない羽根無し部が他端側に設けられ、
前記羽根有り部は、前記内部通路における前記円筒部の一端開口側に配設されており、
前記羽根無し部は、前記内部通路における前記円筒部の他端開口側に配設されていることを特徴とする固形燃料の製造装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１つに記載の固形燃料の製造装置において、
前記粉砕部は、回転軸心の一端側にいくにつれて縮径する円錐状をなすとともに、外周面に螺旋状に延びる突条部が形成されたロータと、該ロータを収容する収容空間を有するとともに、内周面に前記突条部と反対向きの螺旋状に延びる切刃が形成されたハウジングと、を備え、
前記ハウジングには、前記バイオマス原料の供給口と排出口とが形成され、前記供給口から前記ハウジングの内部に供給された前記バイオマス原料を前記ロータの回転動作により前記各突条部及び各切刃で粉砕して得られる前記粉砕材料を前記排出口から排出して前記成形部に供給するように構成され、
前記円筒部は、前記ハウジングに着脱自在に取り付けられ、当該ハウジングに取り付けた状態で一端開口が前記排出口に接続されることを特徴とする固形燃料の製造装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１つに記載の固形燃料の製造装置が車台に搭載されていることを特徴とする被牽引車。

【請求項6】

請求項５に記載の被牽引車において、
前記粉砕部は、牽引車の原動機の出力部に連結されたＰＴＯ軸と連結可能であることを特徴とする被牽引車。

【請求項7】

バイオマス原料を粉砕して粉砕材料にする粉砕工程と、前記粉砕材料を押出成形により固形燃料にする成形工程と、を有する固形燃料の製造方法であって、
前記成形工程は、両端が開口する直線状の円筒部の一端から他端に亘って延びる内部通路に前記円筒部の一端開口側から少なくとも先端側領域が挿入配置されるとともにその先端が前記円筒部の他端開口から飛び出す位置、前記円筒部の他端開口と一致する位置、及び、前記内部通路において前記円筒部の一端開口よりも他端開口に近接する位置のいずれかに設定されたスクリューコンベア部の回転動作により前記粉砕材料を前記円筒部の一端開口から他端開口に亘って順次押し込みながら通過させて前記固形燃料を得ること特徴とする固形燃料の製造方法。

【請求項8】

請求項７に記載の固形燃料の製造方法において、
前記バイオマス原料は、短粒種の籾殻であり、
前記スクリューコンベア部の先端は、前記内部通路において前記円筒部の一端開口よりも他端開口に近接する位置に設定されていることを特徴とする固形燃料の製造方法。

【請求項9】

請求項７に記載の固形燃料の製造方法において、
前記バイオマス原料は、長粒種の籾殻であり、
前記スクリューコンベア部の先端は、前記円筒部の他端開口から飛び出す位置に設定されていることを特徴とする固形燃料の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、籾殻等のバイオマス原料から螺旋状の固形燃料を成形可能な固形燃料の製造装置、その製造装置が車台に搭載された被牽引車及び固形燃料の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、地球温暖化問題に対応するために、薪等の代替燃料として、籾殻等のバイオマス原料から製造可能な固形燃料が注目されている。例えば、特許文献１に開示されている固形燃料の製造装置は、バイオマス原料を粉砕する粉砕部と、該粉砕部により粉砕されたバイオマス原料から棒状の固形燃料を押出成形する成形部と、を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－１３３８２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１の如き固形燃料は、例えば、キャンプ等の屋外での使用時において、着火性を高めて着火時における風の影響を受け難くすることで使用感を高めたいという要求がある。

【0005】

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、バイオマス原料から着火性に優れた固形燃料を成形可能な固形燃料の製造装置、その製造装置が車台に搭載された被牽引車及び固形燃料の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成するために、本発明は、バイオマス原料を粉砕して粉砕材料を得た後、この粉砕材料の固め方に工夫を凝らしたことを特徴とする。

【0007】

具体的には、バイオマス原料を粉砕して粉砕材料にする粉砕部と、前記粉砕材料を押出成形により固形燃料にする成形部と、を有する固形燃料の製造装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。

【0008】

すなわち、第１の発明では、前記成形部は、両端が開口する直線状をなすとともに一端から他端に亘って延びる内部通路を有する円筒部と、前記内部通路に前記円筒部の一端開口側から少なくとも先端側領域が挿入配置され、回転動作により前記内部通路に前記粉砕材料を前記円筒部の一端開口から他端開口に亘って順次押し込みながら通過させるスクリューコンベア部と、を備え、該スクリューコンベア部の先端は、前記円筒部の他端開口から飛び出す位置、前記円筒部の他端開口と一致する位置、及び、前記内部通路において前記円筒部の一端開口よりも他端開口に近接する位置のいずれかに設定されていることを特徴とする。

【0009】

第２の発明では、第１の発明において、前記スクリューコンベア部の先端は、前記内部通路において前記円筒部の一端開口よりも他端開口に近接する位置に設定されており、前記内部通路の断面積は、前記円筒部の他端側の部位が一端側の部位よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする。

【0010】

第３の発明では、第２の発明において、前記スクリューコンベア部は、前記円筒部の円筒軸上に延びる軸部を備え、該軸部は、外周面において螺旋状に延びるスクリュー羽根を有する羽根有り部が一端側に設けられる一方、外周面において前記スクリュー羽根を有しない羽根無し部が他端側に設けられ、前記羽根有り部は、前記内部通路における前記円筒部の一端開口側に配設されており、前記羽根無し部は、前記内部通路における前記円筒部の他端開口側に配設されていることを特徴とする。

【0011】

第４の発明では、第１から第３のいずれか１つの発明において、前記粉砕部は、回転軸心の一端側にいくにつれて縮径する円錐状をなすとともに、外周面に螺旋状に延びる突条部が形成されたロータと、該ロータを収容する収容空間を有するとともに、内周面に前記突条部と反対向きの螺旋状に延びる切刃が形成されたハウジングと、を備え、前記ハウジングには、前記バイオマス原料の供給口と排出口とが形成され、前記供給口から前記ハウジングの内部に供給された前記バイオマス原料を前記ロータの回転動作により前記各突条部及び各切刃で粉砕して得られる前記粉砕材料を前記排出口から排出して前記成形部に供給するように構成され、前記円筒部は、前記ハウジングに着脱自在に取り付けられ、当該ハウジングに取り付けた状態で一端開口が前記排出口に接続されることを特徴とする。

【0012】

また、本発明は、被牽引車をも対象とし、次のような解決手段を講じた。

【0013】

すなわち、第５の発明では、第１から第４のいずれか１つに記載の固形燃料の製造装置が車台に搭載されていることを特徴とする。

【0014】

第６の発明では、第５の発明において、前記粉砕部は、牽引車の原動機の出力部に連結されたＰＴＯ軸と連結可能であることを特徴とする。

【0015】

また、本発明は、バイオマス原料を粉砕して粉砕材料にする粉砕工程と、前記粉砕材料を押出成形により固形燃料にする成形工程とを有する固形燃料の製造方法をも対象とし、次のような解決手段を講じた。

【0016】

すなわち、第７の発明では、前記成形工程は、両端が開口する直線状の円筒部の一端から他端に亘って延びる内部通路に前記円筒部の一端開口側から少なくとも先端側領域が挿入配置されるとともにその先端が前記円筒部の他端開口から飛び出す位置、前記円筒部の他端開口と一致する位置、及び、前記内部通路において前記円筒部の一端開口よりも他端開口に近接する位置のいずれかに設定されたスクリューコンベア部の回転動作により前記粉砕材料を前記円筒部の一端開口から他端開口に亘って順次押し込みながら通過させて前記固形燃料を得ること特徴とする。

【0017】

第８の発明では、第７の発明において、前記バイオマス原料は、短粒種の籾殻であり、前記スクリューコンベア部の先端は、前記内部通路において前記円筒部の一端開口よりも他端開口に近接する位置に設定されていることを特徴とする。

【0018】

第９の発明では、第７の発明において、前記バイオマス原料は、長粒種の籾殻であり、前記スクリューコンベア部の先端は、前記円筒部の他端開口から飛び出す位置に設定されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0019】

第１及び第７の発明では、円筒部の内部通路における円筒軸方向においてスクリューコンベア部が配置された範囲を除く領域が比較的短く設定されるか、或いは、設定されないので、スクリューコンベア部を通過する際に順次螺旋状に押し出されながら成形される中間成形体がスクリューコンベア部を通過後に円筒部内においてその円筒軸方向に圧縮され難くなる。したがって、円筒部を通過した押出成形後の固形燃料が内部に空気を巻き込み易い螺旋体になるとともに、内部に細孔が多く形成された空気を取り込みやすい多孔体になるので、特許文献１の如き棒状の固形燃料よりも着火性に優れた固形燃料にすることができる。

【0020】

第２の発明では、内部通路における円筒部の他端側の部位の通路断面積が一端側の部位よりも大きくされているので、内部通路においてスクリューコンベア部の回転動作によって内部通路を通過する中間成形体に加わる抵抗が、円筒部の一端開口から他端開口に向かうにつれて次第に低減されるようになる。したがって、内部通路における円筒部の他端開口側の部位に中間成形体が留まり難くなり、当該部位において移動する中間成形体が円筒軸方向に必要以上に圧縮されなくなるので、所望の螺旋状である固形燃料を得ることができる。

【0021】

第３の発明では、内部通路において羽根有り部が対応する円筒部の一端側領域は通路断面積が比較的小さいので、中間成形体が円筒部の一端側の部位を円筒部の他端開口に向けて移動する際に中間成形体に対して所望の抵抗が生じる。これにより、円筒部の一端側領域において中間成形体が留まりやすくなるので、当該部位において中間成形体が円筒軸方向及び円筒径方向に適切に圧縮されながら進むようになる。すると、例えば、バイオマス原料に含まれるリグニンの接着効果を発現し得る適切な圧力が中間成形体に対して加わるようになるので、当該接着効果を利用して、羽根有り部のスクリュー羽根形状に対応した螺旋状をなす固形燃料を成形することができる。また、内部通路において羽根無し部が対応する円筒部の他端側領域は通路断面積が比較的大きいので、中間成形体が円筒部の他端側の部位を円筒部の他端開口に向けて移動する際に生じる抵抗が一端側の部位よりも小さくなる。これにより、内部通路における羽根無し部が対応する円筒部の他端側の部位において中間成形体が留まり難くなるので、当該部位において円筒軸方向に中間成形体が過度に圧縮されて成形後の固形燃料が特許文献１の如き棒状になってしまうのを防ぐことができる。

【0022】

第４の発明では、例えば、円筒部に摩耗や破損が発生した際に別の円筒部に容易に交換することができる。また、例えば、供給されるバイオマス原料の種類等に応じて、円筒軸方向の寸法等が異なる複数種の円筒部から一つを選択してハウジングに取り付けることが可能になり、バイオマス原料の種類等に応じた最適な円筒部を用いて所望の螺旋状をなす固形燃料を得ることができる。

【0023】

第５の発明では、固形燃料の製造装置を搭載した状態の被牽引車を牽引することで、バイオマス原料を貯蔵、或いは、生産している場所まで、上記製造装置を容易に移動させることができる。これにより、輸送のためにバイオマス原料を梱包する必要がなくなるので、バイオマス原料の輸送コストを低減することができる。

【0024】

第６の発明では、牽引車における原動機の動力を利用してバイオマス原料から粉砕材料を得ることが可能となるので、例えば、送電線が敷設されていない発展途上国の未電化地域において、送電線からの供給電力に頼ることなく、バイオマス原料から固形燃料を製造することができる。

【0025】

第８の発明では、スクリューコンベア部によって短粒種の籾殻の粉砕材料から得られる螺旋状の中間成形体が、円筒部の内部通路においてスクリューコンベア部の無い領域によって当該スクリューコンベア部によって直接的に押されずに所定の圧力及び温度条件下で円筒部の他端開口にまで移動するようになる。短粒種の籾殻は、粉砕工程においてその形状等に起因して長粒種の籾殻よりも細かく粉砕されるので、成形後に粉々になり易いなど成形後の形状を維持するのが困難であるが、スクリューコンベア部を通過後の中間成形体を円筒部内に留めるようにすることで、短粒種の籾殻に含まれるリグニン等が接着効果を発現し得る圧力及び温度に近い安定した条件下に中間成形体がおかれるようになる。これにより、短粒種の籾殻から得られる固形燃料が成形後においてその形状を維持し易くなり、短粒種の籾殻から螺旋状の固形燃料を安定して製造することが可能となる。

【0026】

第９の発明では、スクリューコンベア部によって長粒種の籾殻の粉砕材料から得られる螺旋状の成形体がスクリューコンベア部を通過直後に円筒部の他端開口から押し出されて固形燃料となる。長粒種の籾殻は、粉砕工程においてその形状等に起因して短粒種の籾殻よりも粗く粉砕されるので、成形後にちぎれ易いなど成形後の形状を維持するのが困難であるが、スクリューコンベア部を通過直後に中間成形体が円筒部の他端開口から押し出されるようにして中間成形体と円筒部の内周面とが擦れるのを抑えることにより、上述のちぎれ等を防ぐことができる。これにより、長粒種の籾殻から得られる固形燃料が成形後においてその形状を維持し易くなり、長粒種の籾殻から螺旋状の固形燃料を安定して製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の実施形態に係る被牽引車を車両側方から視た概略図である。

【図2】燃料製造部の概略断面図である。

【図3】螺旋状の固形燃料を示す図である。

【図4】変形例１に係る図２相当図である。

【図5】変形例２に係る図２相当図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。

【0029】

図１は、本発明の実施形態に係る被牽引車１を示す。該被牽引車１は、牽引車１０により牽引されるようになっていて、車輪２と、水平方向に延びる板状の車台３とを備え、該車台３には固形燃料Ｆ（図３参照）を製造する製造装置４が搭載されている。なお、本発明では、図１、図２、図４及び図５において、牽引車１０側を車両前側とする一方、牽引車１０から離れる側を車両後側とする。

【0030】

製造装置４は、動力伝達部５と燃料製造部６とが車両前側から順に配設されており、該燃料製造部６が車台３の後端よりも車両後側に張り出すようになっている。

【0031】

動力伝達部５は、略箱状をなす前側ケース７ａ、中央ケース７ｂ、及び、後側ケース７ｃが車両前側から順に設けられ、各ケースは車台３の上面に固定されている。車台３の前側上面には、車両前後方向に延びる台座部３ａが設けられ、該台座部３ａ及び後側ケース７ｃには、３点リンク式の接続金具８が取り付けられている。

【0032】

該接続金具８は、牽引車１０のリンク部材１０ａと連結可能になっていて、リンク部材１０ａに連結した状態において、牽引車１０が走行を開始すると、リンク部材１０ａを介して牽引車１０と連結された被牽引車１が牽引車１０により牽引されるようになっている。

【0033】

また、前側ケース７ａ、中央ケース７ｂ、及び、後側ケース７ｃの内部には、動力伝達軸部９が収容されている。

【0034】

動力伝達軸部９は、その延び方向が車両前後方向と略一致するように配設され、かつ、一端に設けられた入力部９ａと他端に設けられた出力部９ｂとの間を連絡するように、第１カップリング９ｃ、減速機構９ｄ及び第２カップリング９ｅが車両前側から順に介設されている。

【0035】

入力部９ａは、外周面に複数のスプライン突起が設けられており、ＰＴＯジョイント１１の一端に設けられたスプライン溝とスプライン嵌合可能とされている。該ＰＴＯジョイント１１の他端は、牽引車１０の原動機の出力部に連結されたＰＴＯ軸１０ｂとスプライン嵌合しており、該原動機を駆動することにより、動力伝達軸部９の入力部９ａがＰＴＯ軸１０ｂ及びＰＴＯジョイント１１を介して回転駆動されるようになっている。

【0036】

第１カップリング９ｃは、入力部９ａと減速機構９ｄとの間を連結しており、入力部９ａに入力された回転トルクを減速機構９ｄに伝達している。

【0037】

減速機構９ｄは、該減速機構９ｄに入力された回転数を減速して、第２カップリング９ｅ側に出力している。該減速機構９ｄは、例えば、遊星歯車機構で構成されており、該遊星歯車機構を用いて減速出力することにより、回転数及び回転トルクの調整が行われるようになっている。なお、本実施形態では、減速機構９ｄの出力回転数が約１００～２００ｒｐｍとなるように減速機構９ｄの減速比が設定されている。

【0038】

第２カップリング９ｅは、出力部９ｂと減速機構９ｄとの間を連結しており、減速機構９ｄから出力された回転トルクを出力部９ｂに伝達している。そして、フランジ状をなす出力部９ｂが燃料製造部６に連結されることで、該燃料製造部６に回転トルクが入力されるようになっている。

【0039】

次に、燃料製造部６について、図２を用いて説明する。

【0040】

燃料製造部６は、投入ホッパ１２、ロータ１３、ハウジング１４、円筒部１５、及び、スクリューコンベア部１６により構成されており、図３に示すような螺旋状の固形燃料Ｆを短粒種のイネの籾殻（バイオマス原料）から製造するようになっている。

【0041】

投入ホッパ１２は、上下に開口する漏斗型形状をなしており、上端開口から投入された籾殻が投入ホッパ１２の内周面に沿って下方に落下するようになっている。

【0042】

ロータ１３は、回転軸心の車両後側にいくにつれて縮径する円錐状をなし、車両前側端部が動力伝達軸部９の出力部９ｂと連結されている。また、該ロータ１３の外周面には、図２に示すように、所定の捻じれ角で螺旋状に延びる突条部１３ａが回転軸心回りに複数形成されている。

【0043】

ハウジング１４は、ロータ１３を収容する収容空間Ｓを有し、かつ、車両前側に配設された第１筐体部１４ａと車両後側に配設された第２筐体部１４ｂとにより構成され、両筐体部が複数の第１固定部材１７により固定されて一体となっている。また、該ハウジング１４の内周面には、所定の捻じれ角で突条部１３ａと反対向きの螺旋状に延びる切刃１４ｃがロータ１３の回転軸心回りに複数形成されている。

【0044】

第１筐体部１４ａは、該第１筐体部１４ａと後側ケース７ｃとの間に筒部材１８を介設した状態で第２固定部材１９により後側ケース７ｃに取り付けられている。

【0045】

第１筐体部１４ａの車両前側上部には、図２に示すように、円形状の供給口１４ｄが上下方向に貫通成形され、該供給口１４ｄを介して投入ホッパ１２からハウジング１４内部に籾殻が供給されるようになっている。

【0046】

第２筐体部１４ｂの車両後側中央には、円形状の排出口１４ｅが車両前後方向に貫通形成され、図２の矢印Ｘ１に示すように、供給口１４ｄからハウジング１４内部に供給された籾殻をロータ１３の回転動作により各突条部１３ａ及び各切刃１４ｃで粉砕することで粉砕材料を得た後、該粉砕材料を排出口１４ｅから排出するようになっている。なお、本実施形態では、籾殻が粉砕される際に生じる摩擦熱により、例えば、籾殻に含まれるリグニン等が接着効果を発現し得る温度まで昇温するように各突条部１３ａと各切刃１４ｃとの間隙が設定されている。これにより、別途ヒーターやガスバーナーを用いて粉砕材料等を昇温させる必要が無くなるので、ヒーター等を設置することにより生じるコスト上昇を防ぐことが可能となる。

【0047】

円筒部１５は、前側筒部１５ａ及び後側筒部１５ｂの２部品で構成されている。該前側筒部１５ａの車両前側半分は、フランジ形状をなす一方、車両後側半分は、車両後側に延びる円筒形状をなしている。

【0048】

一方、該後側筒部１５ｂは、その内径が前側筒部１５ａの車両後側部分よりも大きくなっており、当該前側筒部１５ａの車両後側部分に外嵌合させた状態で両筒部が溶接により一体とされている。

【0049】

そして、円筒部１５には、前側筒部１５ａにおける車両前端に入口開口１５ｃが設けられる一方、後側筒部１５ｂにおける車両後端に出口開口１５ｄが設けられており、入口開口１５ｃから出口開口１５ｄに亘って直線状に延びる内部通路１５ｅが形成されている。

【0050】

内部通路１５ｅの断面積は、後側筒部１５ｂに対応する部位が前側筒部１５ａに対応する部位よりも大きくなるように構成され、該後側筒部１５ｂに対応する部分には、車両前後方向に延びる複数の凹状溝１５ｆが筒中心線周りに等間隔に形成されている。

【0051】

円筒部１５は、前側筒部１５ａのフランジ形状部分を第２筐体部１４ｂの車両後端に当接させた状態で第３固定部材２０により第２筐体部１４ｂに対して着脱自在に取り付けられ、当該第２筐体部１４ｂに取り付けられた状態で円筒部１５の入口開口１５ｃと第２筐体部１４ｂの排出口１４ｅとが接続されるようになっている。

【0052】

スクリューコンベア部１６は、円筒部１５の円筒軸上に延びる軸部１６ａが備えられ、該軸部１６ａにおいて車両後側に位置する先端側領域が円筒部１５の入口開口１５ｃから内部通路１５ｅに挿入配置されている。本実施形態では、軸部１６ａにおいて車両後側に位置する先端１６ｂが内部通路１５ｅにおいて入口開口１５ｃよりも出口開口１５ｄに近接する位置に設定されている。

【0053】

また、軸部１６ａにおける前側筒部１５ａの内部通路１５ｅに対応する部分には、外周面において螺旋状に延びるスクリュー羽根１６ｃが設けられた羽根有り部１６ｄが設けられる一方、軸部１６ａにおける後側筒部１５ｂの内部通路１５ｅに対応する部分にはスクリュー羽根１６ｃを備えない羽根無し部１６ｅが設けられている。なお、本実施形態では、スクリュー羽根１６ｃの表面には、耐摩耗性向上やすべり性向上（低摩擦化）を目的として、硬貨クロムメッキ処理が施されている。

【0054】

スクリューコンベア部１６は、その回転軸心がロータ１３の回転軸心と同軸上にあり、該ロータ１３に回転一体に取り付けられている。そして、スクリューコンベア部１６は、ロータ１３と一体回転することにより、ハウジング１４において微粉砕することにより得た粉砕材料を排出口１４ｅを介して内部通路１５ｅの入口開口１５ｃから出口開口１５ｄに亘って順次押し込みながら該内部通路１５ｅを通過させるようになっている。

【0055】

次に、製造装置４による固形燃料Ｆの製造方法について説明する。

【0056】

＜投入工程＞
投入工程では、準備した短粒種のイネの籾殻を投入ホッパ１２に投入する。すると、籾殻は投入ホッパ１２から供給口１４ｄを介してハウジング１４内部に供給される。

【0057】

＜粉砕工程＞
粉砕工程では、ハウジング１４内部に供給された籾殻がロータ１３の回転動作により、各突条部１３ａ及び各切刃１４ｃで微粉砕され、粉砕材料が得られる。該粉砕材料は、排出口１４ｅから排出され、スクリューコンベア部１６により円筒部１５の内部通路１５ｅに供給される。

【0058】

＜成形工程＞
成形工程では、粉砕材料をスクリューコンベア部１６による押出成形により螺旋状の固形燃料Ｆを成形する。つまり、ハウジング１４の排出口１４ｅから内部通路１５ｅ内に供給された粉砕材料は、スクリューコンベア部１６の回転動作により、入口開口１５ｃから出口開口１５ｄに向けて順次押し込まれる。そして、粉砕材料が前側筒部１５ａに対応する内部通路１５ｅを通過する際、羽根有り部１６ｄのスクリュー羽根１６ｃによる押出成形により、螺旋状の中間成形体が得られるようになる。その後、該中間成形体は、スクリューコンベア部１６の回転動作により順次押し込まれる粉砕材料によって、後側筒部１５ｂに対応する内部通路１５ｅ内を車両後側に向けて順次押されて、出口開口１５ｄから排出される。これにより、螺旋状の固形燃料Ｆが籾殻から製造できる。

【0059】

以上より、本実施形態によると、円筒部１５の内部通路１５ｅにおける円筒軸方向においてスクリューコンベア部１６が配置された範囲を除く領域が比較的短く設定されるので、スクリューコンベア部１６を通過する際に順次螺旋状に押し出されながら成形される中間成形体がスクリューコンベア部１６を通過後に円筒部１５内においてその円筒軸方向に圧縮され難くなる。したがって、図３に示すように、円筒部１５を通過した押出成形後の固形燃料Ｆが内部に空気を巻き込み易い螺旋体になるとともに、内部に細孔が多く形成された空気を取り込みやすい多孔体になるので、特許文献１の如き棒状の固形燃料よりも着火性に優れた螺旋状の固形燃料Ｆにすることができる。

【0060】

また、内部通路１５ｅにおける円筒部１５の後側筒部１５ｂの通路断面積が前側筒部１５ａよりも大きくされているので、内部通路１５ｅにおいてスクリューコンベア部１６の回転動作によって内部通路１５ｅを通過する中間成形体に加わる抵抗が、円筒部１５の入口開口１５ｃから出口開口１５ｄに向かうにつれて次第に低減されるようになる。したがって、内部通路１５ｅにおける円筒部１５の出口開口１５ｄ側の部位に中間成形体が留まり難くなり、当該部位において移動する中間成形体が円筒軸方向に必要以上に圧縮されなくなるので、所望の螺旋状である固形燃料Ｆを得ることができる。

【0061】

また、内部通路１５ｅにおいて羽根有り部１６ｄが対応する円筒部１５の前側筒部１５ａ、すなわち円筒部１５の一端側領域は通路断面積が比較的小さいので、中間成形体が円筒部１５の前側筒部１５ａを円筒部１５の出口開口１５ｄに向けて移動する際に中間成形体に対して所望の抵抗が生じる。これにより、円筒部１５の前側筒部１５ａにおいて中間成形体が留まりやすくなるので、当該部位において中間成形体が円筒軸方向及び円筒径方向に適切に圧縮されながら進むようになる。すると、例えば、籾殻に含まれるリグニンの接着効果を発現し得る適切な圧力が中間成形体に対して加わるようになるので、当該接着効果を利用して、羽根有り部１６ｄのスクリュー羽根形状に対応した螺旋状をなす固形燃料Ｆを成形することができる。また、内部通路１５ｅにおいて羽根無し部１６ｅが対応する円筒部１５の後側筒部１５ｂ、すなわち円筒部１５の他端側領域は通路断面積が比較的大きいので、中間成形体が円筒部１５の後側筒部１５ｂ側の部位を円筒部１５の出口開口１５ｄに向けて移動する際に生じる抵抗が前側筒部１５ａよりも小さくなる。これにより、内部通路１５ｅにおける羽根無し部１６ｅが対応する円筒部１５の後側筒部１５ｂにおいて中間成形体が留まり難くなるので、当該部位において円筒軸方向に中間成形体が過度に圧縮されて成形後の固形燃料Ｆが特許文献１の如き棒状になってしまうのを防ぐことができる。

【0062】

また、円筒部１５は、ハウジング１４に着脱自在に取り付けられるので、例えば、円筒部１５に摩耗や破損が発生した際に別の円筒部１５に容易に交換することができる。また、例えば、供給される籾殻の種類等に応じて、円筒軸方向の寸法等が異なる複数種の円筒部１５から一つを選択してハウジング１４に取り付けることが可能になり、籾殻の種類等に応じた最適な円筒部１５を用いて所望の螺旋状をなす固形燃料Ｆを得ることができる。

【0063】

また、固形燃料Ｆの製造装置４を搭載した状態の被牽引車１を牽引することで、籾殻を貯蔵、或いは、生産している場所まで、上記製造装置４を容易に移動させることができる。これにより、輸送のために籾殻を梱包する必要がなくなるので、籾殻の輸送コストを低減することができる。

【0064】

また、牽引車１０における原動機の動力を利用して籾殻から粉砕材料を得ることが可能となるので、例えば、送電線が敷設されていない発展途上国の未電化地域において、送電線からの供給電力に頼ることなく、籾殻から固形燃料Ｆを製造することができる。

【0065】

また、スクリューコンベア部１６によって短粒種の籾殻の粉砕材料から得られる螺旋状の中間成形体が、円筒部１５の内部通路１５ｅにおいてスクリューコンベア部１６の無い領域によって当該スクリューコンベア部１６によって直接的に押されずに所定の圧力及び温度条件下で円筒部１５の出口開口１５ｄにまで移動するようになる。短粒種の籾殻は、粉砕工程においてその形状等に起因して長粒種の籾殻よりも細かく粉砕されるので、成形後に粉々になり易いなど成形後の形状を維持するのが困難であるが、スクリューコンベア部１６を通過後の中間成形体を円筒部１５内に留めるようにすることで、短粒種の籾殻に含まれるリグニン等が接着効果を発現し得る圧力及び温度に近い安定した条件下に中間成形体がおかれるようになる。これにより、短粒種の籾殻から得られる固形燃料Ｆが成形後においてその形状を維持し易くなり、短粒種の籾殻から螺旋状の固形燃料Ｆを安定して製造することが可能となる。

【0066】

なお、本実施形態では、軸部１６ａにおける車両後側の先端１６ｂが内部通路１５ｅにおいて入口開口１５ｃよりも出口開口１５ｄに近接する位置に設定されていたが、長粒種のイネの籾殻を用いる場合には、図４に示す変形例１のように、例えば、後側筒部１５ｂをなくすことにより、軸部１６ａにおける車両後側の先端１６ｂが円筒部１５の出口開口１５ｄから飛び出す位置に設定するようにしてもよい。このようにすることで、スクリューコンベア部１６によって長粒種の籾殻の粉砕材料から得られる螺旋状の成形体がスクリューコンベア部１６を通過直後に円筒部１５の出口開口１５ｄから押し出されて固形燃料Ｆとなる。長粒種の籾殻は、粉砕工程においてその形状等に起因して短粒種の籾殻よりも粗く粉砕されるので、成形後にちぎれ易いなど成形後の形状を維持するのが困難であるが、スクリューコンベア部１６を通過直後に中間成形体が円筒部１５の出口開口１５ｄから押し出されるようにして中間成形体と円筒部１５の内周面とが擦れるのを抑えることにより、上述のちぎれ等を防ぐことができる。これにより、長粒種の籾殻から得られる固形燃料Ｆが成形後においてその形状を維持し易くなり、長粒種の籾殻から螺旋状の固形燃料Ｆを安定して製造することが可能となる。

【0067】

さらに、例えば、中粒種のイネの籾殻を用いる場合には、図５に示す変形例２のように軸部１６ａにおける車両後側の先端１６ｂを円筒部１５の出口開口１５ｄと一致する位置に設定してもよい。このようにすることで、長粒種と短粒種との間の特性を有する中粒種の籾殻に合わせて、先端１６ｂの位置と円筒部１５の出口開口１５ｄの位置とが適切に設定されるようになり、中粒種の籾殻から螺旋状の固形燃料Ｆを安定して製造することが可能となる。

【0068】

また、本実施形態では、製造装置４は、被牽引車１の車台３に搭載されている例について説明したが、製造装置４を地面に設置するようにしてもよい。

【0069】

また、本実施形態では、製造装置４は、牽引車１０の原動機により回転駆動される例を説明したが、電気モーターや油圧モーターにより回転駆動されるようにしてもよい。

【0070】

また、本実施形態では、製造装置４は、動力伝達部５を備えていたが、該動力伝達部５を備えなくてもよい。

【0071】

また、本実施形態では、バイオマス原料としてイネの籾殻を用いた例について説明したが、ピーナッツ殻、藁、トウモロコシ等のバイオマス原料を用いてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0072】

本発明は、籾殻等のバイオマス原料から螺旋状の固形燃料を成形可能な固形燃料の製造装置、その製造装置が車台に搭載された被牽引車及び固形燃料の製造方法に適している。

【符号の説明】

【0073】

１ 被牽引車
３ 車台
４ 製造装置
１０ 牽引車
１０ｂ ＰＴＯ軸
１３ ロータ（粉砕部）
１３ａ 突条部
１４ ハウジング（粉砕部）
１４ｃ 切刃
１４ｄ 供給口
１４ｅ 排出口
１５ 円筒部（成形部）
１５ｃ 入口開口（一端開口）
１５ｄ 出口開口（他端開口）
１５ｅ 内部通路
１６ スクリューコンベア部（成形部）
１６ａ 軸部
１６ｂ 先端
１６ｃ スクリュー羽根
１６ｄ 羽根有り部
１６ｅ 羽根無し部
Ｆ 固形燃料

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】