JP2006272044A - ペレット製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 鉋屑や鋸屑等から燃焼用のペレットを形成するにあたり、正常なペレットの生成率を高くし、歩留りも良くしたペレット製造装置を提供する。
【解決手段】 回転軸を垂直方向に向け小孔を穿設したフラットダイ１と、該フラットダイ１の中心部に配置され駆動機構によって駆動されるローラー装置２と、該ローラー装置に取り付けられ前記フラットダイ１表面で摺動して原料を小孔に押し込む機能を有するプレスローラー３と、を備えたペレット製造装置であって、前記プレスローラー３は、その軸心がローラー装置２設定装置の回転軸の中心を通らず、該ローラー装置の中心線Ｏに対して反時計方向若しくは時計方向に所定の角度をもって取り付けられる。また、前記フラットダイに穿設した小孔の上面周囲と下面周囲は、両面使用が可能なように面取りがしてある。
【選択図】図１

Description

本発明は、木材の端材、切り屑（鉋屑や鋸屑）或いは樹皮等を粉砕して粉状としペレット状に固めるペレット製造装置に関する。

木材の加工工場では、杉や檜やカラマツ等の木材を使用目的に応じて所定の厚みや幅及び長さに加工した後、端材等は廃材として処分する。また、杉や檜等の建材は加工される際、鉋屑や鉋屑等が発生するが、これらはそのまま焼却処分されてきた。しかしながら、木材製品の生産過程で排出される鋸屑や鉋屑、端材、樹皮等はその量が膨大でしかも処分にあたっては有償で処理されている。これら木工場等の残材はいわゆる「カーボンニュートラル」として環境負荷の少ない資源特性を持つこと、更には「廃掃法」の施行に伴って未利用部材は最終処分が義務づけられること、再資源化の推進は地球環境規模の一翼を担うと同時に木材産業の活発化にも役立つ部分があること、等から今後の木材産業を担うものと考えられる。

木材加工工場等で発生する廃材は付加価値のつけにくい資源であるため、加工経費が少なく省エネ的であること、用途は環境保全的で通年の需要が見込めること等が必須の要件となる。そこで最も有望視ささているのが冬季には暖房用の熱源となり、冬季その他の時期には温度制御等の目的を要する熱源（例えは、食品の乾燥、農作物生産時の温室の温度管理等）となる燃焼利用が適当である。燃焼利用の熱源としては、農作物の温室や家庭用であっても運搬や使用時取り扱いが楽であること、手軽に使用できること等を要する。そのためのには鉋屑や鋸屑等を燃焼用固形物（ペレット）に加工することが便利である。かかるペレットの製造装置は、鋸屑や樹皮等を効率よく焼却することのできるペレット製造装置とすることが必要である。

鉋屑や鋸屑等は、ペレットに形成する前に粉砕して一定値以下の粉砕片ｗを作り、これらをペレット製造装置に投入してペレットに形成する。図７は、鉋屑や鋸屑等を、ペレットに形成する前に粉砕して一定値以下の粉砕片ｗとする粉砕片供給装置の構成例である。この粉砕片供給装置は、上段スクリューコンベア２１と、下段スクリューコンベア（パドル式スクリューコンベア）２２とを主たる構成要素としている。前記上段のスクリューコンベア２１には、鉋屑等の原料投入口２３が設けられ、上段スリューコンベア２１と下段スクリューコンベア２２との間には原料移送口２４が設けられ、該下段スクリューコンベア２２で塊をほぐして原料排出口２５から排出される。前記下段スクリューコンベア２２の原料排出口から排出された粉砕片ｗは、後述するペレット製造装置に投入される。尚、２６、２７はそれぞれ上段スリューコンベア２１と下段スクリューコンベア２２とを駆動するモータである。

図８は、従来のペレット製造装置の構成例である。このペレット製造装置は、駆動源のモータ３１と、減速して動力を伝達する動力伝達部３２と、更に減速して動力を伝達し粉砕片をペレット化するペレット成形部３３（後述するように、フラットダイ１と該フラットダイ１の中央に配置したローラー装置２と該ローラー装置２に１８０度間隔で取り付けたプレスローラー２３，２３と、ペレット排出口３４と、で主要部が構成され、図７に示すように所定の寸法以下とした粉砕片をペレット製造装置に投入する。尚、前記フラットダイ１とローラー装置２とプレスローラー２３，２３等は蓋を兼ねるケース３５で覆ってある。

図９は、図８に示す従来のペレット製造装置部分の構成例の詳細を示す図である。ケース３５内に粉砕片ｗを投入しローラ装置２を回転させると、プレスローラー２３，２３も回転し、フラットダイ１との間で粉砕片ｗが摺動して小孔１ａ，１ａ，１ａ，・・内に押し込まれ、該フラットダイ１から粉砕片ｗがペレットｐ，ｐ，・・に成形され、ペレット排出口３４から排出される。また、図１１は、回転軸（即ち、ローラー装置２の軸中心Ｏを通る軸線）を垂直方向に向けて配置した従来のペレットの製造装置の簡略平面図である。

図９に示す従来のペレット製造装置では、プレスローラー２３，２３を取り付けたアーム２５，２５の軸線Ｘは 図１１に示すように、ローラー装置２の軸中心Ｏを通る。該ローラー装置２に取り付けたプレスローラー２３，２３は、該ローラー装置２の回転に伴いフラットダイ１上を摺動回転しプレスローラ３，３で鉋屑や鋸屑等の粉砕片ｗ等を小孔１ａ，１ａ，１ａ，・・に次から次へと押し込み、やがてはフラットダイ１の小孔１ａ，１ａ，１ａ，・・から押し出されて来る。このとき鉋屑等の粉砕片ｗ等は短い円筒状のペレットとなる。

所が、フラットダイ１の小孔１ａ，１ａ，１ａ，・・・と、プレスローラー２３，２３とが接触摺動する時間は、フラットダイ１とプレスローラー２３，２３との半径方向の位置によって異なる。このため、形成されるペレットは、その位置によって形状が異なる。即ち、フラットダイ１とプレスローラー２３，２３との接触位置、即ち、言い換えると、ペレットｐの形成される時間は、フラットダイ１の内側表面ほど短い。このため、図１１（Ａ）に示すような正常品は形成されにくく、図１１（Ｂ）に示すような形成状態の悪い脆いペレットｐが形成されやすい、という問題がある。このような正常品でない粉砕片ｗの生成率が高くなると、成形後に粉化しやすいペレットが多くなり歩留りも悪くなる。

本発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、鉋屑や鋸屑等からペレットを形成するにあたり、正常なペレットの生成率を高くし、歩留りも良くしたペレット製造装置を提供することを目的としている。

この発明は上記する課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、回転軸を垂直方向に向けて配置し多数の小孔を穿設したフラットダイと、該フラットダイの中心部に配置され駆動機構によって駆動されるローラー装置と、該ローラー装置に取り付けられ前記フラットダイ表面で摺動して原料を押し込む機能を有するプレスローラーと、を備えたペレット製造装置において、
前記プレスローラーは、その軸心がローラー装置の回転軸の中心を通らず、ローラー装置の中心線に対して反時計方向若しくは時計方向に所定の角度をもって取り付けられることを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、回転軸を垂直方向に向けて配置し多数の小孔を穿設したフラットダイと、該フラットダイの中心部に配置され駆動機構によって駆動されるローラー装置と、該ローラー装置に取り付けられ前記フラットダイ表面で摺動して原料を押し込む機能を有するプレスローラーと、を備えたペレット製造装置において、
前記フラットダイに穿設した小孔の上面周囲と下面周囲は、面取りがしてあることを特徴とするものである。

上記発明によれば、木材等の端材や鉋屑等をペレットとして形成する場合、従来のものに比べてきれいに整形されたペレットを生成することが出来る。特に、フラットダイ１とプレスローラーが粉砕片を押し込む時間は、これらの半径方向の位置によって異なり、それが形成状態の良い部分と不良形成部分とに分かれることが多かった。具体的にはプレスローラーの内側ほど粉砕片を押さえている時間が短く出来が悪い、という傾向があった。しかし、本発明のペレット製造装置によれば、正常品の生成率が高くなり且つ歩留りも良くなる。

以下、本発明の最良の実施の形態について説明する。尚、同一の構成部分は従来技術で説明した符号と同一の符号を使用して説明する。図１は、本発明のペレットの製造装置の要部斜視図である。本発明のペレット製造装置の主要部は、多数の小孔１ａ，１ａ，１ａ，・・・を穿設したフラットダイ１と、該フラットダイ１の中心部に軸心が鉛直に配置・立設され、モータ等の駆動装置（図示省略）によって駆動されるローラー装置２と、該ローラー装置２に対して１８０度（この角度に限らないが大体１８０度置いた方がバランスがとれて良い）間隔で取り付け上面を摺動回転するプレスローラー３，３と、で構成される。プレスローラー３，３は、前記ローラー装置２にアーム５，５の端部に取り付けてある。尚、詳細図は省略したが、フラットダイ１の上部には該フラットダイ１の周囲を内部空間（粉砕片ｗを入れる空間）として形成し且つ蓋を兼用すると共に鉋屑や鋸屑等の粉砕片等を投入する原料供給口を設けた図８に示したものと同様のケースが着脱可能に配置してある。また、該ケースには図８のケース３５に相当し原料投入口が設けてある。

ローラー装置２に取り付けたプレスローラー３，３は、該ローラー装置２の回転に伴いフラットダイ１上を摺動回転しプレスローラ３，３で鉋屑や鋸屑等の粉砕片ｗ等を小孔１ａ，１ａ，１ａ，・・に次から次へと押し込み、やがてはフラットダイ１の小孔１ａ，１ａ，１ａ，・・の下側から押し出されて来る。このとき鉋屑等の粉砕片ｗ等は円筒状のペレットとなる。

図２は、本発明のペレット製造装置の要部平面図である。前記プレスローラー３，３は、前記ローラー装置２に取り付けられ、共に一体となって回転し、前記フラットダイ１表面で摺動して小孔１ａ，１ａ，・・に原料（粉砕片）を押し込む機能を有する。これらプレスローラー３，３は、そのアーム５，５の軸線方向Ｘが、前記ローラー装置設２の軸心Ｏを通らず且つ反時計方向に傾斜した角度αを有する。そして、前記ローラー装置２が反時計回りに回転すると、プレスローラー３，３は、フラットダイ１の上面から小孔１ａ，１ａ，・・へ押し込むように回転する。また、内部に収容した鉋屑等の粉砕片ｗ（ペレット原料）を外側へ（Ｐ方向へ）押し出すように反時計方向に回転する。尚、図１にも示すように、プレスローラー３，３の表面には多数の凸部３ａ，３ａ，・・や凹部３ｂ，３ｂ，・・が形成されているが、これらの凹凸は、フラットダイ１の小孔１ａ，１ａ，１ａ，・・に粉砕片ｗを押し込む際すべらず効率良く押し込む役目をする。

上記するように、プレスローラー３，３を取り付けたアーム５，５の軸線をローラー装置２の軸心に対して反時計方向或いは時計方向に傾斜した角度を有するように取り付けると、図３に示すように、図１０の場合のようにプレスローラ２３，２３を取り付けたアーム２５，２５をローラー装置２の軸心Ｏを通る場合に比較して、プレスローラー３，３とリングダイ１の小孔１ａ，１ａ，１ａ，・・・との接触している時間、即ち、プレスローラー３，３がフラットダイ１の小孔１ａ，１ａ，１ａ，・・・を押している時間が長くなる。一般に、鉋屑等の粉砕片ｗからペレットｐを生成する場合、フラットダイ１の小孔１ａ，１ａ，１ａ，・・・とプレスローラー３，３との押圧時間が長いほどきれいな良質のペレットが生成される。

更にまた、前記プレスローラー３，３は、前記ローラー装置２に取り付けられ、共に一体となって回転する場合、これらプレスローラー３，３は、図４に示すように、そのプレスローラーを取り付けたアーム５の軸線方向Ｘが前記ローラー装置２の軸心Ｏを通る線に対して時計方向に傾斜した角度を有するように取り付けてもよい。この場合、前記自動ローラー装置２が反時計回りに回転すると、プレスローラー３，３は、内部に収容した鉋屑等の粉砕片ｗ（ペレット原料）を内側へ押し込むように回転する。

前記ローラー装置２は、プレスローラー３，３を垂直方向に設置した回転軸回りに回転するように取り付ける装置であって、モーター等の駆動源によって回転駆動される装置である。該ローラー装置２は、回転速度や前記プレスローラー３，３とフラットダイ１の表面との摺動圧等を設定可能としてペレット生成時の回転数、原料投入量等の条件を設定する。例えば、鉋屑や鋸屑等の粉砕片ｗが杉である場合、檜である場合、広葉樹である場合、樹皮である場合等によってその条件を調整して回転数、投入量等を変更可能としてある。

前記フラットダイ１には、多数の小孔１ａ，１ａ，・・が穿設され、粉砕片ｗは、上記するように、プレスローラー３，３によってこれらの小孔１ａ，１ａ，・・上面から押し込まれ、これら小孔１ａ，１ａ，・・を通ってペレットｐとなる。また、前記フラットダイ１に穿設した多数の小孔１ａ，１ａ，１ａ，・・・には、図５（Ａ）に示すように、上部の周囲に「面取り１ｃ」が施してある。本件発明の場合、フラットダイ１の上面の小孔１ａ，１ａ，１ａ，・・・の上部周囲けでなく、図５（Ｂ）に示すように、フラットダイ１の小孔１ａ，１ａ，１ａ，・・・の下側周囲も「面取り１ｄ」がしてある。このようにフラットダイ１の小孔１ａ，１ａ，１ａ，・・・の上、下面の周囲を「面取り」すると、両面の使用が可能となる。

以上詳述したように、本発明のペレット製造装置によれば、従来のものに比べてきれいに整形されたペレットを生成することが出来る。特に、フラットダイとプレスローラーとが接触摺動する時間は、これらの位置によって異なり、それが形成状態の良い部分と不良形成部分とに分かれることが多かった。しかし、本発明によれば、正常品の生成率が高くなり且つ歩留りも良くなる。フラットダイ１の小孔１ａ，１ａ，・・の配置方法としては図６（Ｂ）に示すように、格子状に配置する場合と、図６（Ｃ）に示すように、同心円状に配置する場合があるが、図６（Ｂ）の方が孔面積が多くなり、同量作っても動力が少なくて良い。

本発明の一実施形態を示すものであって、本発明のペレットの製造装置の要部斜視図である。 本発明のペレット製造装置の要部平面図であって、プレスローラーの軸心方向が反時計方向に傾斜した場合の平面図である。 本発明のペレット製造装置の要部平面図と従来の要部平面図とを重ねて比較した図である。 本発明のペレット製造装置の要部平面図であって、プレスローラーの軸心方向が時計方向に傾斜した場合の平面図である。 図５（Ａ）は、フラットダイに穿設する小孔の上部周囲を面取りした場合の図であり、図５（Ｂ）はフラットダイに穿設する小孔の上部及び下部周囲を面取りした場合の一部断面図である。 図６（Ａ）はプレスローラーの正面図であり、図６（Ｂ）はフラットダイに穿設する小孔を格子状に配列した図であり、図６（Ｃ）はリングダイに穿設する小孔を同心円状に配列した図である。 鉋屑や鋸屑等を、ペレット製造装置に投入する前に塊を分散してして供給す装置の構成例である。 定量の鉋屑や鋸屑等をペレットに形成する従来のペレット製造装置の構成例である。 図８に示す従来のペレット製造装置の構成例の詳細を示す図である。 フラットダイの回転軸を垂直方向に向けて配置したペレットの製造装置の簡略平面図である。 図１１（Ａ）は鉋屑等の粉砕片を原料として形成されたペレットのうち良質のものを示し、図１１（Ｂ）は形成されたペレットのうち質の良くないものを示す図である。

符号の説明

１ フラットダイ
１ａ 小孔
１ｃ 面取り（上部）
１ｄ 面取り（下部）
２ ローラー装置
３ プレスローラー
３ａ 表面凸部
３ｂ 表面凹部
５ アーム
ｐ ペレット
ｗ 粉砕片

Claims (2)

1. 回転軸を垂直方向に向けて配置し多数の小孔を穿設したフラットダイと、該フラットダイの中心部に配置され駆動機構によって駆動されるローラー装置と、該ローラー装置に取り付けられ前記フラットダイ表面で摺動して原料を押し込む機能を有するプレスローラーと、を備えたペレット製造装置において、
   前記プレスローラーは、その軸心がローラー装置の回転軸の中心を通らず、ローラー装置の中心線に対して反時計方向若しくは時計方向に所定の角度をもって取り付けられることを特徴とするペレット製造装置。
2. 回転軸を垂直方向に向けて配置し多数の小孔を穿設したフラットダイと、該フラットダイの中心部に配置され駆動機構によって駆動されるローラー装置と、該ローラー装置に取り付けられ前記フラットダイ表面で摺動して原料を押し込む機能を有するプレスローラーと、を備えたペレット製造装置において、
   前記フラットダイに穿設した小孔の上面周囲と下面周囲は、面取りがしてあることを特徴とするペレット製造装置。

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