特開 2024-8658 ダイス及び造粒機

(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】P2024008658

(43)【公開日】2024-01-19

(54)【発明の名称】ダイス及び造粒機

(51)【国際特許分類】

   B01J 2/20 20060101AFI20240112BHJP

   B30B 9/28 20060101ALI20240112BHJP

   B30B 11/00 20060101ALI20240112BHJP

   A61J 3/10 20060101ALN20240112BHJP

【ＦＩ】

B01J2/20

B30B9/28 L

B30B11/00 Z

A61J3/10 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022110698

(22)【出願日】2022-07-08

(71)【出願人】

【識別番号】518295543

【氏名又は名称】川中 青児

(74)【代理人】

【識別番号】110003339

【氏名又は名称】弁理士法人南青山国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川中 青児

【テーマコード（参考）】

4C047

4G004

【Ｆターム（参考）】

4C047LL04

4G004LA06

(57)【要約】

【課題】効率よくペレットを製造することが可能なダイスを提供する。
【解決手段】本技術の一形態に係るダイスは、原材料が供給され、第１の開口径を有する複数の第１の開口部を有する第１の面と、圧縮された上記原材料が押し出され、上記第１の開口径よりも小さい第２の開口径を有する複数の第２の開口部を含む第２の面と、上記複数の第１の開口部と上記複数の第２の開口部との間にそれぞれ設けられ、上記原材料が押し込まれる複数の貫通孔と、を有する。上記複数の貫通孔は、上記第１の開口部側から上記第２の開口部側に向けて縮径する曲面部を有する第１の通路部と、上記第２の開口径を有し、上記第１の通路部から上記第２の開口部に円筒状に形成される第２の通路部と、を有する。上記曲面部の縮径率は、上記第１の開口部側から上記第２の開口部側に向かって大きくなる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

原材料が供給され、第１の開口径を有する複数の第１の開口部を有する第１の面と、
圧縮された前記原材料が押し出され、前記第１の開口径よりも小さい第２の開口径を有する複数の第２の開口部を含む第２の面と、
前記複数の第１の開口部と前記複数の第２の開口部との間にそれぞれ設けられ、前記原材料が押し込まれる複数の貫通孔と
を有するダイスにおいて、
前記複数の貫通孔は、
前記第１の開口部側から前記第２の開口部側に向けて縮径する曲面部を有する第１の通路部と、
前記第２の開口径を有し、前記第１の通路部から前記第２の開口部に円筒状に形成される第２の通路部と、を有し、
前記曲面部の縮径率は、前記第１の開口部側から前記第２の開口部側に向かって大きくなる、
ダイス。

【請求項2】

請求項１に記載のダイスであって、
前記第１の通路部は、前記第１の開口部と前記曲面部との間に設けられ、前記曲面部に向けて縮径し、最小開口径が前記第２の開口径よりも大きい径であるテーパ面からなるガイド部をさらに有する
ダイス。

【請求項3】

請求項１に記載のダイスであって、
前記第１の通路部は、前記第１の開口部と前記曲面部との間に設けられる円筒状のストレート部をさらに有する
ダイス。

【請求項4】

請求項１に記載のダイスであって、
前記曲面部は、前記第１の開口部と前記第２の通路部との間に形成されている
ダイス。

【請求項5】

請求項１に記載のダイスであって、
前記曲面部の最大開口径が前記第１の開口径であり、前記曲面部の最小開口径が前記第２の開口径である
ダイス。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか一項に記載のダイスであって、
前記曲面部の前記第２の通路部付近は、前記第１の面と平行又は略平行である
ダイス。

【請求項7】

原材料を投入可能に構成されるケーシングと、
前記ケーシング内に充填される前記原材料が押し込まれる請求項１～５のいずれか一項に記載のダイスと、
前記ダイスの前記第１の面上を自転しながら前記原材料を前記ダイスの前記貫通孔に押し込むローラと、
前記ダイスの第２の面側に配置され、前記押し出された原材料を切断するカッタと、
を含む造粒機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、ペレットを製造する造粒機のダイス及び造粒機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、木質材料などの原材料を押出成形したペレットは、ストーブやボイラーの燃料に用いられている。このようなペレットを製造するためのペレット製造装置には、原材料をペレットに加工するダイスが用いられる。例えば、特許文献１には、円盤状のダイス上を圧縮ローラが円周方向に回転しながらダイスに複数形成された円筒形状の貫通孔に原材料を圧入することで木質材料からなるペレットを製造するペレット製造装置が開示されており、上記ダイスに複数形成された上記貫通孔は、上記原材料の供給される開口部がテーパ構造を有することで上記原材料を上記貫通孔に導き易くしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－２１０５７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１では、圧縮ローラによってテーパ構造の部分で圧縮された原材料が貫通孔内に入り込まずに貫通孔外に出してしまったり、テーパ構造の部分で原材料が圧縮されることで目詰まりが生じてしまったりすることがあった。

【0005】

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、効率よくペレットを製造することが可能なダイス及び造粒機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本技術の一形態に係るダイスは、原材料が供給され、第１の開口径を有する複数の第１の開口部を有する第１の面と、圧縮された上記原材料が押し出され、上記第１の開口径よりも小さい第２の開口径を有する複数の第２の開口部を含む第２の面と、上記複数の第１の開口部と上記複数の第２の開口部との間にそれぞれ設けられ、上記原材料が押し込まれる複数の貫通孔と、を有する。
上記複数の貫通孔は、上記第１の開口部側から上記第２の開口部側に向けて縮径する曲面部を有する第１の通路部と、上記第２の開口径を有し、上記第１の通路部から上記第２の開口部に円筒状に形成される第２の通路部と、を有する。
上記曲面部の縮径率は、上記第１の開口部側から上記第２の開口部側に向かって大きくなる。

【0007】

上記第１の通路部は、上記第１の開口部と上記曲面部との間に設けられ、上記曲面部に向けて縮径し、最小開口径が上記第２の開口径よりも大きい径であるテーパ面からなるガイド部をさらに有してもよい。

【0008】

上記第１の通路部は、上記第１の開口部と上記曲面部との間に設けられる円筒状のストレート部をさらに有してもよい。

【0009】

上記曲面部は、上記第１の開口部と上記第２の通路部との間に形成されていてもよい。

【0010】

上記曲面部の最大開口径が上記第１の開口径であり、上記曲面部の最小開口径が上記第２の開口径であってもよい。

【0011】

上記曲面部の上記第２の通路部付近は、上記第１の面と平行又は略平行であってもよい。

【0012】

本技術の一形態に係る造粒機は、原材料を投入可能に構成されるケーシングと、前記原材料が押し込まれる上記ダイスと、前記ダイスの前記第１の面上を自転しながら前記原材料を前記ダイスの前記貫通孔に押し込むローラと、前記ダイスの第２の面側に配置され、前記押し出された原材料を切断するカッタと、を含む。

【発明の効果】

【0013】

本技術によると、曲面部が形成されていることによって、原材料が滑らかに貫通孔に導かれるため、ペレットの生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態におけるペレットを製造するための造粒機の構成を示す概略図である。

【図2】ダイスの斜視図である。

【図3】実施形態におけるダイスの断面図である。

【図4】変形例１におけるダイスの断面図である。

【図5】変形例２におけるダイスの断面図である。

【図6】従来のダイスの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。

【0016】

＜実施形態＞
図１は、本実施形態のペレット３を製造するための造粒機１の構成を示す概略図である。また、図面に記載されたＺ軸方向とは駆動軸１３の軸方向と平行であり、かつ、貫通孔２１の貫通する方向と平行である。図１に示されるように、造粒機１は、ケーシング１０と、ローラ１１と、カッタ１２と、駆動軸１３と、ダイス２０と、駆動部（図示しない）と、を備える。

【0017】

（造粒機１の構成）
円筒状のケーシング１０は、原材料２（後述）を投入可能に構成されている。ケーシング１０の上下方向は、開放されており、下方側は、ダイス２０によって原材料２がケーシング１０内に保持されるようになっている。ケーシング１０の形状は、円筒状に限定されない。

【0018】

ダイス２０の表面である第１の面２２上には一対のローラ１１が自転（矢印Ａ及び矢印Ｂ）しながらダイス２０の円周に沿って円形走行（自転）（矢印Ｃ）できるように設けられる。本実施形態では、一対のローラ１１が配置されているが、ローラ１１の数は、２つに限定されない。ローラ１１は、ローラ１１が自転可能にベアリング（図示しない）を介して固定されるローラ軸１１Ａを含む。

【0019】

ダイス２０の裏面である第２の面２３側には、ローラ１１の上記円形走行に同期して回転移動（矢印Ｃ）するように配置された一対のカッタ１２又は複数のカッタ１２が配置されている。

【0020】

駆動軸１３には、ローラ１１及びカッタ１２が取り付けられる。駆動軸１３は、中心孔２０Ｂ（後述）を貫通するように設けられている（図１、２参照）。ローラ１１及びカッタ１２は、駆動部（図示しない）により駆動軸１３が回転駆動されることによって回転駆動される。すなわち、ローラ１１の円形走行及びカッタ１２の回転移動は、駆動軸１３の回転によって行われる。本実施形態では、ローラ１１の回転速度及びカッタ１２の回転速度は、駆動軸１３の回転によって同期しているが、同期して回転しなくてもよい。駆動軸１３の直径は、造粒する原材料２や造粒機１の設定に応じて異なるものを選択可能であり、造粒したいペレット３（後述）の仕様に応じて適宜選択可能である。

【0021】

ダイス２０は、本体部２０Ａ及び中心孔２０Ｂを備える。本体部２０Ａは、第１の面２２及び第２の面２３を備える。また、本体部２０Ａには、ダイス２０のＺ軸方向に貫通するように形成された複数の円柱状の貫通孔２１を有する。ダイス２０には、ケーシング１０に充填される原材料２が押し込まれる。

【0022】

（造粒機１の動作）
造粒機１では、ケーシング１０の上側からダイス２０の第１の面２２上（第１の開口部２２Ａ上）に供給された原材料２が自転及び回転走行するローラ１１によって貫通孔２１内に押し込められ、ローラ１１によって貫通孔２１内で圧縮されて貫通孔２１の第２の開口部２３Ａから円柱状の成形物として押し出される。貫通孔２１から押し出された成形物は、カッタ１２によって折られる（はたき落とされる）。カッタ１２及びダイス２０の第２の面２３の間の距離は、５～１５ｍｍ程度に設定しているが、最大で４０ｍｍ程度まで間の距離は調整可能である。成形物は、ダイス２０の第２の面２３から適度な長さ（５ｍｍ～１５ｍｍ程度）押し出された上でカッタ１２によって根本から折られる。成形物がカッタ１２によって第２の面２３付近で折られることでペレット３が形成される。すなわち、カッタ１２及びダイス２０の第２の面２３の間の距離によって、ペレット３の長さが決まる。

【0023】

原材料２は、本実施形態では、木質材料であるが、これに限られない。例えば、食品用の材料、飼料用の材料、錠剤を成形するための医薬原料、プラスチック原料等、混錬可能な材料であれば何であってもよい。

【0024】

（ダイス２０の構成）
図２は、ダイス２０の斜視図である。ダイス２０の本体部２０Ａは、厚みＨ１を有する円盤状であり、その中心に中心孔２０Ｂを有する。本体部２０Ａの厚さＨ１は、本実施形態ではおおよそ３０ｍｍである。中心孔２０Ｂは、直径がおおよそ１００ｍｍであるが、駆動軸１３の直径に依存する。また、駆動軸１３及び中心孔２０の隙間は、１ｍｍ程度であるが、原材料２が成形されずに抜け落ちてしまうことを防止するためには、極力小さい方が好ましい。また本実施形態では本体部２０Ａの直径はおおよそ４７０ｍｍである。

【0025】

本体部２０Ａの第１の面２２は、原材料２が供給される側の面であり、ローラ１１によって原材料２が貫通孔２１に押し込まれる（Ｚ軸方向とは垂直な）面である。第１の面２２には、第１の開口径Ｗ１を有する複数の第１の開口部２２Ａを有する。本体部２０Ａの第２の面２３は、圧縮された原材料２が押し出される（Ｚ軸方向とは垂直な）面である。第２の面２３には、第２の開口径Ｗ２を有する複数の第２の開口部２３Ａを有する。第１の面２２と第２の面２３とは互いに平行である。また、詳細は後述するが、第２の開口径Ｗ２は、第１の開口径Ｗ１よりも小さい。

【0026】

図３は、実施形態におけるダイス２０の断面図である。複数の貫通孔２１は、第１の面２２と第２の面２３との間を貫通している。すなわち、複数の第１の開口部２２Ａ及び複数の第２の開口部２３Ａがそれぞれ貫通していることによって、Ｚ軸方向に本体部２０Ａを貫通する複数の貫通孔２１形成されている。原材料２は、ローラ１１によって貫通孔２１内に押し込まれることで圧縮される。貫通孔２１は、本体部２０Ａの中心孔２０Ｂ側から本体部２０Ａの外周方向に多列に配置されている（図２参照）。本実施形態では、貫通孔２１の配置は六方充填配置であり、正六角形状に４段で構成され貫通孔２１の数はおおよそ２００個である。しかしながら、本発明は、これに限られず、本体部２０Ａの中心孔２０Ｂ側から放射状に複数の貫通孔２１が形成されてもよい。また、ダイス２０は、一般的には焼き入れを施した鋼鉄製であるが、必要強度が得られるのであれば、素材及び製法は特に限定されない。

【0027】

貫通孔２１は、第１の通路部２１１と、第２の通路部２１２と、を有する。

【0028】

第１の通路部２１１は、ガイド部２１１Ａと、ストレート部２１１Ｂと、曲面部２１１Ｃと、接続部２１１Ｄと、を有する。第１の通路部２１１は、第１の開口部２２Ａ側から第２の開口部２３Ａ側に向けて縮径する曲面部２１１Ｃを有する。曲面部２１１Ｃの縮径率は、第１の開口部２２Ａ側から第２の開口部２３Ａ側に向かって連続的に大きくなる。ここで縮径率とは、第１の開口部２２Ａ側から第２の開口部２３Ａ側へ向かうに従って縮小する径の、第２の開口部２３Ａ側へ向かう方向の単位距離に対する径変化量を意味する。

【0029】

ガイド部２１１Ａは、第１の開口部２２Ａから後述するストレート部２１１Ｂに向けて縮径し、その縮径したテーパ面が環状に形成される。本実施形態ではガイド部２１１Ａの角度Ｘは、おおよそ３０度である。ここで角度Ｘは、第１の面２２とガイド部２１１Ａとの成す角と等しい（同位角のため）。ガイド部２１１Ａの上端部Ｕの径の大きさ（第１の開口部２２Ａの径の大きさ）Ｗ１は、おおよそ１０ｍｍであり、上端部Ｕは、第１の面２２内に形成される第１の面２２とガイド部２１１Ａとの接続部（図３の黒丸）に相当する。ガイド部２１１Ａの下端部Ｌの径の大きさ（下端部Ｌは、後述するストレート部２１１Ｂとガイド部２１１Ａとの接続部（図３の黒丸）に相当）Ｗ３は、おおよそ８ｍｍである。また、上端部Ｕから下端部Ｌまでのガイド部２１１Ａの高さＨ３は、おおよそ３ｍｍである。本実施形態では、ガイド部２１１Ａの角度Ｘは、３０度であったが、これに限られず、例えば０～４５度に調整可能である。なお、ストレート部２１１Ｂの構成は任意であり、ストレート部２１１Ｂが存在しない場合には、ガイド部２１１Ａは、第１の開口部２２Ａと曲面部２１１Ｃとの間に設けられ、曲面部２１１Ｃに向けて縮径し、最小開口径が第２の開口径Ｗ２よりも大きい径であるテーパ面からなる。

【0030】

ストレート部２１１Ｂは、ガイド部２１１Ａと第２の通路部２１２との間に設けられる。ストレート部２１１Ｂは、下端部Ｌから後述する曲面部２１１Ｃに向けて円筒状に形成される。なお、ガイド部２１１Ａの構成は任意であり、ガイド部２１１Ａが存在しない場合には、ストレート部２１１Ｂは、第１の開口部２２Ａと曲面部２１１Ｃとの間に設けられる。

【0031】

曲面部２１１Ｃは、曲面形状であり、ストレート部２１１Ｂから第２の通路部２１２に向けて縮径するように形成されている。曲面部２１１Ｃの曲率は、本実施形態では、８ｍｍであり、曲面部２１１ＣのＺ軸方向に沿った高さＨ４は、おおよそ４ｍｍである。曲面部２１１Ｃの最大開口径が第１の開口径Ｗ１であり、曲面部２１１Ｃの最小開口径が第２の開口径Ｗ２である。また、曲面部２１１Ｃは、第１の開口部２２Ａと第２の通路部２１２との間に形成されている。

【0032】

接続部２１１Ｄは、曲面部２１１Ｃと第２の通路部２１２との接続部分である。接続部２１１Ｄは、Ｒ加工されており、つまり、面取り加工が施され、曲面形状であり、接続部２１１Ｄの径の大きさは、第２の通路部２１２の開口径Ｗ２と同じ６ｍｍの径を有する。

【0033】

第２の通路部２１２は、円筒状であり、後述する第１の通路部２１１から第２の開口部２３Ａに向けて形成され、第２の開口径Ｗ２を有する。第２の通路部２１２は、本実施形態では、開口径の大きさＷ２が６ｍｍで、高さが１９ｍｍの円筒状であるが、これに限られず、ペレット３の原材料２やサイズによって適宜数値の設定は可能である。例えば、原材料２が杉の場合、第２の通路部２１３の長さが８ｍｍ必要であるとすると、第２の面２３から大きさＷ３よりも１ｍｍほど大きい超硬ドリル刃で１１ｍｍほど掘り進めて材料に合わせてもよいし、本体部２０Ａの厚みＨ１を薄くして第２の通路部２１２の長さを調整してもよい。

【0034】

ストレート部２１１Ｂ及び曲面部２１１Ｃは、ガイド部２１１Ａと第２の通路部２１２との間に設けられ、その両者を含めた形状はガイド部２１１Ａの下端部Ｌから第２の通路部２１２に向けて縮径するようにドーム状に形成されている。すなわち、曲面部２１１Ｃの第２の通路部２１２付近は、本体部２０Ａの第１の面２２と平行又は略平行である。本実施形態では、ストレート部２１１Ｂ及び曲面部２１１Ｃの合計高さＨ２は、おおよそ８ｍｍである。

【0035】

本実施形態では、ストレート部２１１Ｂの径Ｗ３は、下端部Ｌの径と同じ８ｍｍである。また本実施形態では、ストレート部２１１Ｂの高さ（下端部Ｌから曲面部２１１Ｃまでの距離（Ｈ２－Ｈ４））は、おおよそ４ｍｍである。

【0036】

本実施形態では、第１の通路部２１１は、曲面形状と円筒形状との組み合わせであるが、これに限られない。例えば、曲面部２１１Ｃは、曲面形状に限られず、多角形状や曲面形状と多角形状を組み合わせた形状であってもよい。すなわち、第１の通路部２１１は、第１の開口部２２Ａ側から第２の開口部２３Ａ側の少なくとも一部が曲面形状に形成されていればよい。また、曲面部２１１Ｃは、１つだけでなく、複数の曲面部２１１Ｃが第１の通路部２１１に含まれていてもよい。例えば、複数の曲面部２１１Ｃの間に縮径率が一定の面が形成されていてもよい。

【0037】

また、下端部Ｌに関しても接続部２１１Ｄと同様にガイド部２１１Ａとストレート部２１１Ｂとを滑らかに接続するようにＲ加工され、曲面形状に形成されてもよい。

【0038】

貫通孔２１の形成方法は、特に限られないが、例えば直径８ｍｍのボール状の超硬ドリル刃等で形成されてもよい。第１の通路部２１１と、第２の通路部２１２とは、貫通孔２１内を貫通するＺ軸方向に平行な同一の中心軸を有する。

【0039】

以上、ここで上述した数値は、あくまでも例示であり、上述した数値に限定されるものではない。

【0040】

（ペレット３の造粒）
次に、ダイス２０を用いたペレット３の造粒過程について説明する。

【0041】

図１において駆動部（不図示）によって駆動軸１３が回転すると駆動軸１３に固定されたローラ１１、カッタ１２が回転する。ローラ１１は、駆動軸１３を軸として回転走行（公転）しつつローラ１１のローラ軸１１Ａを軸に自転し、ダイス２０の第１の面２２上を転がる。ローラ１１が回転した状態で原材料２をケーシング１０内に供給する。供給された原材料２は、第１の面２２上に蓄積される。また、ローラ１１と第１の面２２とのクリアランスは適宜設定可能であるが、例えば０．２ｍｍ程度である。

【0042】

本実施形態では、供給される原材料２の大きさは木質材料の種類やペレット３の大きさによって異なる。例えば、材料が杉であり、第２の通路部２１２の径が本実施形態のように６ｍｍの場合、杉の材料の大きさは長さ４．５ｍｍ程度までのおが粉状である。また原材料２の含水率は木質材料の場合、１０％～１５％程度である。

【0043】

次に、回転するローラ１１が第１の面２２に原材料２を押し当てながら貫通孔２１に押し込む。このとき、ローラ１１によって原材料２はガイド部２１１Ａで押しこまれ、押しこまれた原材料２は、ガイド部２１１Ａのテーパ面によるガイド機能によってストレート部２１１Ｂおよび曲面部２１１Ｃに向かい、第１の通路部２１１内に集まった原材料２がさらにローラ１１によって圧縮される（一次圧縮）。一次圧縮とは、ローラ１１によるＺ軸方向の圧縮や曲面部２１１Ｃによる曲面部２１１Ｃの径方向の圧縮や曲面部２１１Ｃの接線方向の圧縮のことである。

【0044】

ここで、貫通孔２１に第１の通路部２１１（特に曲面部２１１Ｃ）を設けることで原材料２が貫通孔２１の中心に向かい易くなる。すなわち、第１の通路部２１１内に取り込まれた原材料２がローラ１１によって圧縮されると、第１の通路部２１１の曲面部２１１Ｃは曲面形状であるため、ローラ１１によってＺ軸方向に圧縮されると曲面部２１１Ｃにある原材料２が滑らかに貫通孔２１の中心（第２の通路部２１２側）に向かうため、それに伴って原材料２全体が貫通孔２１の中心に向かい易くなる。

【0045】

また、ストレート部２１１Ｂをガイド部２１１Ａと曲面部２１１Ｃとの間に設けることで、曲面部２１１Ｃの径の大きさＷ３が大きくなり、本体部２０に設けられる貫通孔２１の数が減少することを抑制することができる。ストレート部２１１Ｂがない場合には、下端部Ｌから接続部２１１Ｄまで半球状の第１の通路部２１１が形成されるため、本実施形態のようにＨ２＝８ｍｍである場合、Ｗ２＝１６ｍｍの大きさが必要になる。すなわち、ストレート部２１１Ｂによって、ダイス２０を小型化できる。

【0046】

そして、一次圧縮された原材料２がローラ１１によってさらに押圧されると、一次圧縮された原材料２が第２の通路部２１２内に押し込まれさらに圧縮される（二次圧縮）。二次圧縮された原材料２は、ローラ１１の押圧によって第２の通路部２１２を通過する。ここで、二次圧縮とは、第１の通路部２１１内で一次圧縮された原材料２が接続部２１１Ｄで貫通孔２１の径方向に圧縮され、第２の通路部２１２では内壁との摩擦力によってＺ軸方向に圧縮されることをいう。また、ローラ１１による第１の面２２に対して垂直向きの圧力は５００ｋｇ／ｃｍ^２以上であればよい。

【0047】

第２の通路部２１２を通過して第２の開口部２３Ａから押し出された原材料２が所定の長さでカッタ１２によって折られる。本実施形態では、ペレット３は、直径６ｍｍ、高さ１５ｍｍの円柱体とすることができる。また、ペレット３の嵩比重は、目的とする任意の値に設定することができ、例えば６００～７５０ｋｇ／ｍ^３であり、燃料用の木質ペレットの場合は、６５０～６６０ｋｇ／ｍ^３が好ましい。

【0048】

これにより、第１の通路部２１１（特に曲面部２１１Ｃ）を設けることで、原材料２が貫通孔２１の中心に向かい易くなるため、原材料２による目詰まりを抑制することができ、ペレット３の生産性が向上する。また、目詰まりを抑制することができるため、ダイス２０のメンテナンス期間も長くなるため、一回の生産可能な期間でより多くのペレット３を生産することができる。さらに、例え貫通孔２１内で目詰まりが生じたとしても第１の通路部２１１（特に曲面部２１１Ｃ）を設けたことで、潤滑性の高い材料を貫通孔２１内に流し易くなるため、貫通孔２１に詰まった原材料２を取り除き易くなり、メンテナンス時の効率も向上する。

【0049】

また、接続部２１１Ｄは、曲面部２１１Ｃと第２の通路部２１２とを滑らかに接続しているため、第１の通路部２１１から第２の通路部２１２へ原材料２が押圧され易くなり、目詰まりを抑制することができる。さらに、貫通孔２１がガイド部２１１Ａを有しているため、第１の面２２上の原材料２が貫通孔２１内に容易に取り込まれ、ペレット３の生産性が向上する。

【0050】

（比較例）
図６には、従来のダイス３０の断面図が示されている。ダイス３０は、第１の開口部３２Ａを有する第１の面３２と、第２の開口径３３Ａを有する第２の面３３と貫通孔３１とを有し、貫通孔３１は、ガイド部３１１Ａと第２の通路部３１２とを有する。

【0051】

そして、図６に記載されているように、ダイス３０にガイド部３１１Ａと第２の通路部３１２のみが形成されている場合に、ガイド部３１１Ａに取り込まれた原材料２がローラ１１によって圧縮されると、ガイド部３１１Ａのテーパの部分の抵抗により原材料２が貫通孔３１の中心に容易に向かわない。また、ローラ１１は回転（自転および公転）しながら、原材料２を圧縮しているため、ローラ１１による圧縮方向によっては、原材料２がガイド部３１１Ａから出てしまうこともある。本実施形態の第１の通路部２１１の部分をすべてテーパ形状の構造に置き換えた（テーパの部分を長くして、傾斜角を変更した）としても斜面が長い分原材料２が圧縮され続けてしまうため、第２の通路部２１１に原材料２が取り込まれる前に固まってしまい、第２の通路部２１１に原材料２が入っていくことが難しい。

【0052】

（変形例１）
図４は、実施形態の変形例１におけるダイス２００の断面図である。以下、実施形態と異なる構成について主に説明し、実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。

【0053】

本変形例のダイス２００の貫通孔２１０がストレート部２１１Ｂを有していない点で上述した実施形態と異なる。つまり、貫通孔２１０は、第１の通路部２１１０と第２の通路部２１２とを有し、第１の通路部２１１０は、ガイド部２１１Ａと、曲面部２１１Ｃと、接続部２１１Ｄと、を有する。曲面部２１１Ｃの形状は、半球状であってもよいし、楕円形形状であってもよいし、多角形状であってもよいし、またはそれらの組み合わせであってもよい。

【0054】

これにより、貫通孔２１０がガイド部２１１Ａから曲面部２１１Ｃを介して曲線状に第２の通路部２１２に向かって形成されるため、ローラ１１で原材料２が貫通孔２１０に押し込まれた際にガイド部２１１Ａや第１の通路部２１１０に取り込まれた原材料２が滑らかに貫通孔２１０の中心に向かい易くなる。したがって、原材料２の目詰まり等が起こりにくく、ペレット３の生産性が向上する。また、目詰まりを抑制することができるため、ダイス２０のメンテナンス期間も長くなるため、一回の製造可能な期間でより多くのペレット３を製造することができる。さらに、例え貫通孔２１内で目詰まりが生じたとしても第１の通路部２１１（特に曲面部２１１Ｃ）を設けたことで、潤滑性の高い材料を貫通孔２１内に流し易くなるため、貫通孔２１に詰まった原材料２を取り除き易くなり、メンテナンス時の効率も向上する。

【0055】

また、上述した実施形態と同様の構成である接続部２１１Ｄは、曲面部２１１Ｃと第２の通路部２１２とを滑らかに接続しているため、第１の通路部２１１から第２の通路部２１２へ原材料２が押圧され易くなり、目詰まりを抑制することができる。さらに、貫通孔２１がガイド部２１１Ａを有しているため、第１の面２２上の原材料２が貫通孔２１内に容易に取り込まれ、ペレット３の生産性が向上する。

【0056】

（変形例２）
図５は、実施形態の変形例２におけるダイス２００Ａの断面図である。以下、実施形態と異なる構成について主に説明し、実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。

【0057】

本変形例のダイス２００Ａの貫通孔２１０Ａは、ガイド部２１１Ａを有していない点で、実施形態と異なる。つまり、貫通孔２１０Ａは、第１の通路部２１１０Ａと第２の通路部２１２を有し、第１の通路部２１１０Ａは、ストレート部２１１Ｂと、曲面部２１１Ｃと、接続部２１１Ｄと、を有する。曲面部２１１Ｃの形状は、半球状であってもよいし、楕円形形状であってもよいし、多角形状であってもよいし、またはそれらの組み合わせであってもよい。第１の面２２から接続部２１１Ｄまでの距離Ｈ５は例えば１１ｍｍである。

【0058】

これにより、曲面形状を有する曲面部２１１Ｃによって貫通孔２１０Ａに原材料２が取り込まれるため、ローラ１１で原材料２が貫通孔２１０Ａに押し込まれた際に原材料２が滑らかに貫通孔２１０Ａの中心に向かい易くなる。したがって、原材料２の目詰まり等が起こりにくく、ペレット３の生産性が向上する。また、目詰まりを抑制することができるため、ダイス２０のメンテナンス期間も長くなるため、一回の生産可能な期間でより多くのペレット３を生産することができる。さらに、例え貫通孔２１内で目詰まりが生じたとしても第１の通路部２１１（特に曲面部２１１Ｃ）を設けたことで、潤滑性の高い材料を貫通孔２１内に流し易くなるため、貫通孔２１に詰まった原材料２を取り除き易くなり、メンテナンス時の効率も向上する。

【0059】

また、上述した実施形態と同様の構成である接続部２１１Ｄは、曲面部２１１Ｃと第２の通路部２１２とを滑らかに接続しているため、第１の通路部２１１から第２の通路部２１２へ原材料２が押圧され易くなり、目詰まりを抑制することができる。

【0060】

（その他変形例）
以上、各図面を参照して説明したダイス等の各構成はあくまで例示であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、任意に変形可能である。すなわち本発明を実施するための他の任意の構成が採用されてよい。例えば、本実施形態における貫通孔２１が第１の通路部２１１と、第２の通路部２１２と、を有し、第１の通路部２１１は、曲面部２１１Ｃ及び接続部２１１Ｄのみを有する構成であってもよい。

【0061】

また、上述した実施形態及び変形例では貫通孔２１、２１０のガイド部２１１Ａの直径の大きさは、本体部２０Ａのどの位置でも等しく形成されていたが、もちろんこれに限られない。例えば、貫通孔２１、２１０のガイド部２１１Ａの直径の大きさは、本体部２０Ａの中心孔２０Ｂ側から本体部２０Ａの外周に向かうにつれて大きくなるように形成されてもよい。ローラ１１は、本体部２０Ａの外周側の方の角速度が速いため、ガイド部２１１Ａの直径を周方向外側では大きくすることにより原材料２を取り込み易くすることができる。

【0062】

また、上述した実施形態及び変形例に加えて第２の通路部２１２の長さを本体部２０Ａの中心孔２０Ｂ側から本体部２０Ａの外周に向かうにつれて短くなるように形成してもよい。これにより、取り込まれる量が異なる貫通孔２１、２１０、２１０Ａに合わせて第２の通路部２１２の長さを調整できるため、原材料２が第２の通路部２１２内の抵抗によって詰まることを抑制することができる。

【0063】

さらに、上述した実施形態及び変形例では、円盤状のダイス２０、２００、２００Ａを用いた造粒機１の構成を説明したが、ダイスの形状は、これに限定されない。例えば、本発明の貫通孔２１、２１０、２１０Ａの構成は、リング状のダイス（リングダイ式造粒機）にも適用可能である。リング状のダイスとは、リングの周面に貫通孔２１、２１０、２１０Ａが形成されている。そして、リングの内周面をローラが回転走行することで、原材料２を貫通孔２１、２１０、２１０Ａに押し込む。押し込まれた原材料２は、リングの外周面から押し出される。なお、貫通孔２１、２１０、２１０Ａは、リングの周面に形成されているため、第１の面２２及び第２の面２３がそれぞれリングの周面に沿って湾曲している。しかしながら、この湾曲は、特に本発明の効果を阻害するものではないため、上述の実施形態及び変形例と同様の効果が得られる。すなわち、第１の面２２及び第２の面２３は、緩やかに湾曲しているものの、第１の面２２及び第２の面２３は、略平行であるため、本発明が適用可能である。

【符号の説明】

【0064】

１…造粒機
２…原材料
３…ペレット
１０…ケーシング
１１…ローラ
１２…カッタ
１３…駆動軸
２０、２００、２００Ａ…ダイス
２０Ａ…本体部
２０Ｂ…中心孔
２１、２１０、２１０Ａ…貫通孔
２２…第１の面
２２Ａ…第１の開口部
２３…第２の面
２３Ａ…第２の開口部
２１１、２１１０、２１１０Ａ…第１の通路部
２１１Ａ…ガイド部
２１１Ｂ…ストレート部
２１１Ｃ…曲面部
２１１Ｄ…接続部
２１２…第２の通路部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】