JP2002306945A - 連続式造粒機及び連続式造粒方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】円筒形造粒室内の底壁に設けた底壁面に対し水
平に回転する回転羽根を用いて粉体を造粒する連続式造
粒機において、上記円筒形造粒室内に投入した粉体が造
粒された造粒物に混入することなしに造粒室底部の回転
羽根の上面に投入できるように造粒室の機構と構造を工
夫すること。 【解決手段】造粒された造粒物を排出する排出管を、側
壁上部に側壁の接線方向に設け、この側壁上部に粉体と
バインダーの投入口を有する蓋を設け、底壁にその底面
に対し水平回転する回転羽根を設けて円筒形造粒室を構
成した連続式造粒機において、上記円筒形造粒室を水平
面に対し５°〜１５°の範囲に傾斜して設置すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、円筒形造粒室内の底
壁に設けた底壁面に対して水平に回転する回転羽根を用
いて粉体を造粒（粒状化）する連続式造粒機に関するも
のである。

【０００２】

【従来技術】撹拌型造粒機は、一般に円筒形造粒室の底
壁面が水平になるように設置されている。そして、この
円筒形造粒室の底部に、その底壁面に対して水平に回転
する回転翼が設けられており、この回転翼を水平に回転
させることによって、投入される粉体とバインダーに旋
回運動を与えながら撹拌・混合して造粒するようにして
いる。この一例として特許第２６３６０３６号公報に記
載されたものがある。このものは、洗剤粉粒物を連続的
に造粒するもので、図４に示すようにこの造粒機は、底
部の底壁面２０が水平になるように設けられた円筒形造
粒室２１とその円筒形造粒室２１の底壁に装備した水平
に回転する撹拌羽根２２と側壁２３に装備した解砕羽根
２４、すなわち、過度に成長して粗大化した粒子（具体
的には洗剤の粒子）を解砕するための、垂直方向に回転
する解砕羽根２４を設けたものである。そして、この円
筒形造粒室２１の側壁上部には、蓋２５が設けられてお
り、この蓋２５には、粒状化させるための粉体（具体的
には洗剤粉粒物）とバインダーを造粒室内にそれぞれ別
々に投入するための投入口２６、２７が設けられてい
る。また、円筒形造粒室２１の底部には大きく成長し過
ぎて製品にならない洗剤粒子を円筒形造粒室２１から排
出する排出口２８が設けられており、円筒形造粒室２１
の側壁２３には、過大粒子となった造粒粒子を排出する
排出口２９が設けられている。そして、この円筒形造粒
室２１に投入された洗剤粉粒物は、撹拌羽根２２の回転
運動によってバインダーと撹拌、混合されながら、側壁
２３に衝突し跳ね返され、上方へ押し上げられて反転す
るというこの運動を繰り返し行われながら、結合剤で結
合されて造粒されるものである。ところで、以上のとお
りの円筒形造粒室２１を水平に設置した造粒機では、こ
の造粒機で洗剤粉粒物を造粒するのと同じように肥料や
飼料などの粉体を造粒した場合、投入される粉体やバイ
ンダーは、円筒形造粒室２１の下部に直接投入されるこ
とはなく、それら粉体やバインダーは造粒室内の造粒物
層に落ち、このため、造粒物に混入してしまい、その結
果、円筒形造粒室内の造粒物が、新たに投入された粉体
とバインダーが混じりあったままで、上記排出口２９か
ら排出されることになる。したがって、排出口２９から
排出された造粒物は、粒度分布〔図３の粒度分布線
（Ｂ）参照〕が非常に広く、そのまま利用することがで
きないから、粒子径を揃えるための篩などの設備を別に
設けて、別途、粒子を揃える作業工程が必要になってく
る。そのために設備費や人件費などのコストアップにつ
ながり、さらには、粉体やバインダーの新たな投入を一
時中断したり、投入量を減らすなどして、円筒状造粒室
内での滞留時間を長くせざるを得ず、そのため、生産効
率が低下するという問題があった。

【０００３】

【解決しようとする課題】そこで、この発明は、上記従
来技術による問題点を解消するために、造粒する原料で
ある肥料や飼料あるいは石粉などの粉体とバインダーと
を円筒形造粒室内に投入する際、これらの投入される粉
体とバインダーとが上記円筒形造粒室底部に供給される
ように、当該円筒形造粒室の機構と構造を工夫すること
を課題とするものである。

【０００４】

【課題解決のために講じた手段】（請求項１に対応）上
記課題を解決するために講じた手段は、造粒された造粒
物を排出する排出口を有する側壁、この側壁上部に粉体
とバインダーの投入口を有する蓋、底壁、当該底壁に対
し水平回転する回転羽根を有する円筒形造粒室を備えた
連続式造粒機を前提として、次の（イ）〜（ロ）によっ
て構成されるものである。 （イ）上記円筒形造粒室を傾斜させて設置したこと、 （ロ）上記円筒形造粒室の傾斜角αを水平面に対して５
°〜１５°の範囲にしたこと。

【作用】円筒形造粒室内に投入された粉体は、回転羽根
によって撹拌されて旋回し、この旋回運動による遠心力
で、側壁に衝突し跳ね返され、上方へ押し上げられて反
転するという運動を繰り返すが、円筒形造粒室が傾斜さ
れているので、側壁に衝突し、上方に向かって反転しな
がら円筒形造粒室内で旋回する粉粒体の渦の中央窪み部
（空洞部）が、円筒形造粒室底部から傾斜した上端面の
上側に向かって形成される。すなわち、円筒形造粒室の
中心から低い方の部分に粉粒体の厚い層が形成され、円
筒形造粒室の底壁中心部に深い空洞が形成される。した
がって、この空洞部に投下された粉体は、回転羽根の回
転力を直接うけるので、落下した瞬間に強い遠心力を受
けて半径方向外方に強く振り飛ばされ、それにバインダ
ーが付着して粒子形成の種になる。他方、微細な上記種
が円筒形造粒室の側壁に当たり、内方に反転して、中央
に戻り、再び遠心力で飛ばされるという動作が繰り返さ
れるうちに、粒子が徐々に成長する。そして、撹拌作用
で、粒子の径が大きいものほど上記反転流れの上層部分
に集まり、粒子成長過程の最終段階の粒径になった造粒
物が、円筒形造粒室の上記傾斜の低い部分に設けられた
排出口（製品排出口）から排出される。

【０００５】

【実施態様１】（請求項２に対応）実施態様１は、上記
円筒形造粒室を構成する蓋体に、造粒する粉体とバイン
ダーとを投入する投入口を、上記円筒形造粒室の中心部
より粉粒体によって傾斜上側面に形成される垂直方向の
渦状の窪み部に相対する位置に設けたことである。

【作用】上記投入口を蓋体の中心部より半径方向外方に
ずれた位置に設けることになるので、蓋体中心部に他の
機器を設置できる有効スペースの確保ができるものであ
る。

【０００６】

【実施態様２】（請求項３に対応）実施態様２は、造粒
された造粒物の排出管を、上記円筒形造粒室の側壁上部
に接線方向に設けたことである。

【作用】上記円筒形造粒室内を粉粒物が旋回しつつ上昇
するので、造粒された造粒物が接線方向に設けられた排
出管から排出され易くなり、上記造粒物が再び造粒室に
滞留する量が減少し、粒子の粗大化が低減される。

【０００７】

【実施態様３】（請求項４に対応）実施態様３は、円筒
形造粒室の蓋体の中心に駆動用モータを取付け、この駆
動用モータの回転軸に取付けたアームに、円筒形造粒室
の側壁面に沿って摺動するスクレーパを設け、当該スク
レーパを側壁内面に沿って摺動させることである。

【作用】上記円筒形造粒室の側壁内面に付着する付着物
を掻き取る上記スクレーパの駆動用モータを、蓋体の中
心部に設置することで、付着物掻き取り機構を単純化す
ることができ、故障の少ない、また、設置のための製造
コストを低減することができる。

【０００８】

【実施態様４】（請求項５に対応）実施態様４は、上記
円筒形造粒室の側壁に造粒物を排出する縦長の開口を所
定箇所に設け、当該開口に接続され、上記側壁の接線方
向に配置された排出管の位置を上下方向に調節可能にし
たことである。

【作用】上記排出管の上下方向位置を調整することで、
造粒時間（円筒形造粒室滞留時間）が調整されるので、
これにより、製品として取り出される造粒物粒子径の大
きさを適宜調整することである。そして、上記造粒物粒
子径の調整を上記排出管の上下方向位置の調整だけで行
えるので、造粒物粒子径の調整のための構造を簡単化で
き、その操作を容易、迅速かつ正確に行える。

【０００９】

【実施例】この発明の実施例について、図１（ａ），
（ｂ）乃至図３を参照して説明をする。図１（ａ）は、
この発明の肥料、飼料、砕石を脱水した脱水ケーキ、石
粉などの粉体を造粒する連続式造粒機の縦断面形状を概
念的に示したのもである。この連続式造粒機を構成する
円筒形造粒室１は、ラッパ状に形成されたのもので、こ
の円筒形造粒室１は、側壁２、底壁３、蓋体（図を省
略）からなるものである。そして、底壁３には、この底
壁３の底面に対して平行な面で回転する回転羽根４が設
置されており、側壁２は下方部の途中から上方に沿って
径が小さくなる円錐形状に形成されていて、回転羽根４
によって造粒室内を旋回させられながら上昇する粉粒体
が上方部から反転し易くなるように構成されている。ま
た、この側壁２の上部には、側壁２の接線方向に排出管
５が設けられていて、造粒された造粒物がこの排出管５
から排出されるようになっている。さらに、この側壁２
の上部には蓋体が設けられている（図示省略）。この蓋
体には、その略中心に鎖線で示す駆動用モータ６が取付
けられていて、そのモータの駆動軸にアーム７が取り付
けられ、また、当該アームに側壁２の内面に付着する付
着物を掻き取るためのスクレーパ８が取り付けられてい
る。また、上記蓋体に粉体１０とバインダー１１とを投
入する投入口９が設けられており、この投入口９の配置
位置は、この蓋体の中央部に設けた駆動用モータ６から
半径方向外方にずれた位置、つまり、後述する造粒室１
内にできる垂直方向の渦状の窪み部に対応する位置であ
る。そして、上記のように構成された円筒形造粒室１
は、全体が水平面に対して傾斜して設置されている。そ
の傾斜角αは１０°に設定されている。造粒室内で撹拌
混合されながら旋回しつつ上昇する粉粒体が、上昇後に
反転して落下する落下地点を造粒室の中央部より傾斜上
側位置になるようにすることと、この落下地点にできる
旋回運動によって生じる渦状の垂直方向の窪み部に粉体
とバインダーとを投入した際回転羽根４の上面に届き易
くするという観点からして、上記のとおり、円筒形造粒
室１の傾斜角度は略１０°程度が好ましい。なお、この
傾斜角度１０°よりも小さいほど、傾斜させることの利
点が低減され、１０°を越えて大きいほど、円筒形造粒
室１内における粉流体の偏りが大きくなるので、円筒形
造粒室１内の粉流体全体の旋回抵抗が増大し、当該旋回
の円滑さが低下する。以上のことを勘案しつつ、造粒材
料、バインダーの種類、円筒形造粒室１のサイズなどを
考慮して、最適な角度に選択すればよい。ところで、こ
の発明の造粒機によって造粒される肥料、飼料、砕石を
脱水した脱水ケーキ、石粉などの粉体は、その粒径は略
２００メッシュ（略７４ミクロン）以下のものが５０〜
１００％含まれている。また、バインダーには、肥料粉
の場合にはパルプ廃液などが、また飼料粉の場合には小
麦粉などが、さらに砕石を脱水した脱水ケーキや石粉の
場合にはセメントあるいは生石灰などが用いられる。ま
た、上記の円筒形造粒室１の底壁３の底壁面の上部に設
置された上記回転羽根４は、図４の従来例と同様に、底
壁３の下方部に設置された駆動用モ−タ（図示を省略）
によって駆動される。

【００１０】円筒形造粒室１内の粉粒体は回転羽根４の
回転中心を中心として旋回するが、円筒形造粒室１が傾
斜しているので、造粒室傾斜の上側は下側に比べて粉粒
体の集積は少なくなる。また、造粒室底部の粉粒体は遠
心力で外側に移動して造粒室円筒面を上昇していくが、
その移動速度は傾斜上側が下側に比べ集積量が少ないの
で効率よく速く移動する。したがって、底部粉粒体の集
積厚さは傾斜上側が下側に比べ薄くなり窪みが形成され
る。上記のように、円筒形造粒室１内にできる上記のと
おりの窪み部１２に投入された上記石粉などの粉体１０
とバインダー１１は、円筒形造粒室１の下方に設置した
回転羽根４の上面に達し、回転羽根４で直接振り飛ばさ
れる。そして、粉粒体は撹拌されているので、大粒子の
間隙を粉や小粒子（粉粒体）が通過して下方に下がり、
上方には大粒子（造粒された造粒物）が積層されるもの
である。次いで、図１（ｂ）に示す他の実施例について
説明する。この実施例においては造粒物は、排出させる
製品造粒物の粒子径を、その造粒室内での滞留時間を調
節することでコントロールするようにしたものである。
すなわち、このものは、円筒形造粒室１の側壁２に縦長
の開口１３を設け、この開口１３から製品造粒物を取り
出すための排出管１４を、この開口１３に沿って上下方
向に摺動可能に設けたものである。そして、この排出管
１４を駆動装置（図を省略）によって上下方向に移動さ
せることにより、投入されてから当該排出管１４から取
り出されるまでの時間、つまり、円筒形造粒室１での滞
留時間が変わるので、上記排出管１４から取り出される
製品の粒径が調整される。なお、造粒する粉体やバイン
ダーの種類によっては、造粒室内に粉粒体の過大粒子が
できることがあるので、このような固まりが生じる場合
に備えて、垂直面で回転する垂直羽根１５を円筒形造粒
室１近傍に設け、これによって上記固まりを解砕するよ
うにしている。

【００１１】次いで、図２（ａ）を参照しつつ、図１の
実施例における円筒形造粒室１内の粉粒体の平面内での
流れを説明する。造粒室１内の粉粒体は、回転羽根４の
回転運動により矢視１６の方向に旋回させられながら上
昇し、上方部から反転落下して円筒形造粒室中心より傾
斜上側面に鎖線で示す位置に、渦状の垂直方向の窪み部
１２が形成される。この旋回流の中で所定の大きさに成
長した造粒体Ｐが、旋回層の上層において、円筒形造粒
室１内壁にそって流れるから、接線方向に配置された排
出管５に流れ込み、この排出管５から排出される。回転
羽根４のＡ−Ａ断面形状を図２（ｂ）に示している。こ
の実施例で用いられる回転羽根４は上面が平面部１７と
傾斜面部１８で構成されており、底面部１９が若干傾斜
する三角形状にされたものである。これにより、投入さ
れたバインダーが平面部１７上によって振り飛ばされ
て、微細な粒子種が生成され易すい。図３は、上記実施
例の造粒機による製品として排出された造粒物の粒度分
布と従来型の造粒機による製品として排出される造粒物
の粒度分布を示したものである。この図で解るように、
この発明の造粒機によって造られる造粒物の粒度は、こ
の図３に示す粒度分布線（Ａ）のように５〜２ｍｍの造
粒物が９５％とその粒度分布は非常に狭いものになって
おり、製品としては粒子径の揃った良質のものである。
これに比べて従来の造粒機による造粒物の粒度分布は、
同図の粒度分布線（Ｂ）のように、５〜２ｍｍの造粒物
は６９％程度しかなく、その粒度分布は非常に広くなっ
ている。このように、この発明と従来のものとでは、製
造された造粒物の粒径の分布幅が大きく相違する。

【００１２】

【発明の効果】この発明は、造粒機の円筒形造粒室を水
平面に対して５°〜１５°に傾斜させて設けたものであ
るから、回転羽根によって旋回しながら側壁に沿って上
昇・反転落下する粉粒体層の中央にできる垂直方向の窪
み部が円筒形造粒室中心よりも傾斜上側へずれ、円筒形
造粒室の低い側の粉粒体層が厚くなるので、窪み部の下
端が回転羽根の表面乃至はその近傍に達する。したがっ
て、窪み部に投下された粉体とバインダーとが造粒室下
方の回転羽根上、乃至はその近傍に直接達し、回転羽根
による遠心力を強く受けて振り飛ばされ、微細な粒子種
が速やかに生成されるものである。その結果、これらの
粒子種によって造粒過程にある粉粒体層が旋回させられ
つつ上方に向かって押し上げられながら造粒が一層促進
され造粒物を、効率的、能率的に製造することができ
る。また、上記渦巻き状の窪み部に相対する位置に粉体
やバインダーの投入口を配置することにより、その配置
が蓋体の中心部よりも傾斜上側面にずれるので、蓋体の
中心にスクレーパの駆動用モータを設置することが可能
になり、スクレーパに駆動用モータからの駆動力を伝え
る機構が単純化され、そのための設備コストが低減され
る。さらに、造粒物を排出する排出管を造粒室側壁に、
その接線方向に設けたことにより、造粒物が造粒室内を
旋回する方向と同じ方向に排出されるので、製品造粒物
の流出がスムーズになされ、また、このために円筒形造
粒室内の造粒物の旋回を、製品造粒物の流出動作によっ
て阻害することはなく、したがって、上記旋回は円滑に
なされる。さらに、上記排出管の上下方向位置を調整す
ることで、造粒時間（円筒形造粒室滞留時間）が調整さ
れるので、これにより、製品として取り出される造粒物
粒子径の大きさを適宜調整することができる。したがっ
て、上記造粒物粒子径の調整を上記排出管の上下方向位
置の調整だけで行え、また、造粒物の粒子径の調整のた
めの構造を簡単化できる。それゆえ、造粒物の大きさを
種々に調整、変更する必要がある種類の連続式造粒機へ
の対応が簡単・容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、この発明の連続式造粒機を構成する
造粒室の概念的な縦断面図を示したのもで、（ｂ）は、
造粒室の側壁に上下動可能にする造粒物排出口を設ける
ようにした造粒室の概念的な縦断面図である。

【図２】（ａ）は、図１（ａ）の概略的な平面図を示す
もので、（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図３】は、この発明の造粒機で生産される造粒物と従
来の造粒機で生産される造粒物のそれぞれの粒度分布を
比較した粒度構成表である。

【図４】は、従来の造粒機の概念的な側面図である。

【符号の説明】

１：円筒形造粒室 ２：側壁 ３：底壁 ４：回転羽根 ５：排出管 ６：駆動用モータ ９：投入口 １２：窪み部 １４：排出管 １５：垂直羽根

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G004 FA03 4G078 AA13 AB20 BA03 DA06 DA30 EA10 4H061 GG07 GG26 GG41 GG43 GG67

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】側壁と底壁と蓋体とで構成する水平に設置
   された円筒形造粒室の造粒室内に粉体とバインダーとを
   連続的に投入し、これら粉体を造粒室底壁上部に装備し
   た水平回転羽根により撹拌、混合させつつ造粒する連続
   式造粒機において、 上記円筒形造粒室を傾斜させて設置し、その傾斜角αを
   水平面に対して５°〜１５°の範囲にしたことを特徴と
   する連続式造粒機。
2. 【請求項２】上記円筒形造粒室を構成する蓋体に、造粒
   する粉体とバインダーとを投入する投入口を、上記円筒
   形造粒室の中心部より粉粒体によって傾斜上側面に形成
   される渦状の窪み部に相対する位置に設けたことを特徴
   とする請求項１の連続式造粒機。
3. 【請求項３】造粒された造粒物の排出管を、上記円筒形
   造粒室の側壁上部に接線方向に設けたことを特徴とする
   請求項１乃至請求項２の連続式造粒機。
4. 【請求項４】上記円筒形造粒室の蓋体の中心位置に駆動
   用モータを取付け、この駆動用モータの回転軸に取付け
   たアームに側壁内面に沿って摺動するスクレーパを設
   け、当該スクレーパを上記側壁内面に沿って摺動させる
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の連続式造粒
   機。
5. 【請求項５】上記円筒形造粒室の側壁の所定箇所に造粒
   物を排出する縦長の開口を設け、当該開口に接続され、
   上記側壁の接線方向に配置された排出管の位置を上下方
   向に調節するようにした請求項１，請求項２、請求項４
   の連続式造粒機。
6. 【請求項６】側壁と底壁と蓋体とで構成する水平に設置
   された円筒形造粒室の造粒室内に粉体とバインダーとを
   連続的に投入し、これら粉体を造粒室底壁上部に装備し
   た水平回転羽根により撹拌、混合させつつ造粒する連続
   式造粒方法において、 傾斜した円筒形造粒室内の粉粒体の渦巻状の窪みに、そ
   の直上から粉体及びバインダーを上記渦巻状の窪みの底
   部に連続供給する、連続式造粒方法。