JP2009095714A - 粉体造粒装置およびフィードホッパ - Google Patents

Abstract

【課題】フィードホッパの内部で位置的に含水割合や流動特性が相違しても粉体を安定に供給することができる粉体造粒装置を提供する。
【解決手段】フィードホッパの一部として第二ロール部材１２０の外周面ＳＲ上まで連通している第二ゲート部材２２０が複数に分割されており、その少なくとも一部がゲートスライド機構２４０によりスライドされる。このため、粉体の含水割合や流動特性が第二ゲート部材２２０の分割方向で相違する状態となっても、これに対応して複数の第二ゲート部材２２１〜２２３の位置を相違させることができるので、含水割合や流動特性が変化しやすい粉体から安定に粒状の産物を造粒することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、粉体を圧縮して粒状の産物に造粒する粉体造粒装置、そのフィードホッパ、に関する。

現在、いわゆるインスタントコーヒーなどのように粒状の産物を製造するとき、粉体を粒状に造粒し、その粒体を板状の原料に成型し、その原料を所定サイズの粒状の産物に解砕することが実施されている。

上述のように粉体を粒状に造粒する粉体造粒装置は、粉体を圧縮して粒状の産物に造粒する凹部が少なくとも一方の外周面に形成されている第一ロール部材および第二ロール部材と、第一ロール部材と第二ロール部材とを外周面の当接部分が略水平な直線状となる位置で回転自在に軸支しているロール支持機構と、回転自在な第一ロール部材と第二ロール部材とを当接部分が上方から下方に移動する方向で回転駆動するロール駆動機構と、粉体を第一ロール部材と第二ロール部材との当接部分に上方から供給するフィードホッパと、を有する。(例えば、特許文献１参照)。
特開昭５８−１３５８００号公報

しかし、従来の粉体造粒装置では、例えば、フィードホッパに収容されている粉体の含水割合が高い、流動特性が悪い、などの状態では、粉体を第一ロール部材と第二ロール部材との当接部分に安定に供給することが困難となる。

これを防止するため、従来の粉体造粒装置では、一般的にフィードホッパの内部にスクリューを設置して粉体を第一ロール部材と第二ロール部材との当接部分に強制的に供給している。

しかし、スクリューは構造が複雑で粉体造粒装置の生産性を低下させることになる。また、スクリューにより粉体を強制的に撹拌して圧送すると、加圧された粉体から水分が分離し、かえってフィードホッパの内面に粉体が固着するようなことが発生する。

さらに、前述のようにフィードホッパに収容されている粉体の含水割合が高い、流動特性が悪い、などの状態では、スクリューによる強制供給で柔軟に対応することは困難である。

本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、フィードホッパの内部で位置的に含水割合や流動特性が相違しても粉体を安定に供給することができる粉体造粒装置、そのフィードホッパ、を提供するものである。

本発明の粉体造粒装置は、粉体を圧縮して粒状の産物に造粒する粉体造粒装置であって、粉体を圧縮して粒状の産物に造粒する凹部が少なくとも一方の外周面に形成されている第一ロール部材および第二ロール部材と、第一ロール部材と第二ロール部材とを外周面の当接部分が略水平な直線状となる位置で回転自在に軸支しているロール支持機構と、回転自在な第一ロール部材と第二ロール部材とを当接部分が上方から下方に移動する方向で回転駆動するロール駆動機構と、粉体を第一ロール部材と第二ロール部材との当接部分に上方から供給するフィードホッパと、を有し、フィードホッパの一部として、第一ロール部材の上方から当接部分の近傍の外周面上まで連通する第一斜面を形成している第一ゲート部材と、第二ロール部材の上方から当接部分の近傍の外周面上まで連通する第二斜面を形成していて第二ロール部材の軸心方向に複数に分割されている第二ゲート部材と、複数の第二ゲート部材の少なくとも一部を第二斜面の方向に直線状にスライド自在に支持しているゲートスライド機構と、を有する。

従って、本発明の粉体造粒装置では、ロール支持機構で軸支されてロール駆動機構により回転駆動される第一ロール部材と第二ロール部材との当接部分に、フィードホッパにより上方から粉体が供給される。第一ロール部材と第二ロール部材との少なくとも一方の外周面には凹部が形成されているので、この凹部により粉体が圧縮されて粒状の産物に造粒される。ただし、フィードホッパの一部として第二ロール部材の上方から当接部分の近傍の外周面上まで連通している第二ゲート部材が複数に分割されており、その少なくとも一部がゲートスライド機構により第二斜面の方向にスライドされる。このため、例えば、湿気の吸収などのため、フィードホッパの側壁に接触している両側部分と接触していない中央部分とで、粉体の含水割合や流動特性が相違する状態となっても、これに対応して複数の第二ゲート部材の位置を相違させることができる。

また、本発明の粉体造粒装置において、第二ゲート部材は、第二ロール部材の軸心方向に三個以上に分割されており、ゲートスライド機構は、三個以上の第二ゲート部材を個々にスライド自在に支持していてもよい。

また、本発明の粉体造粒装置において、中央の第二ゲート部材が両側の第二ゲート部材より幅広に形成されていてもよい。

また、本発明の粉体造粒装置において、ゲートスライド機構は、軸心方向と直交する断面形状で第二ロール部材の外周面に接線状に対向する位置で第二ゲート部材をスライド自在に支持していてもよい。

また、本発明の粉体造粒装置において、ゲートスライド機構は、下縁部が凹凸形状となる位置に複数の第二ゲート部材を支持してもよい。

また、本発明の粉体造粒装置において、ゲートスライド機構は、下縁部の中央が両側より下方に突出した形状となる位置に複数の第二ゲート部材を支持してもよい。

また、本発明の粉体造粒装置において、複数の第二ゲート部材を個々に振動させる振動供給機構を、さらに有してもよい。

また、本発明の粉体造粒装置において、フィードホッパの少なくとも一部を振動させる振動供給機構を、さらに有してもよい。

また、本発明の粉体造粒装置において、第一ゲート部材を第一ロール部材の外周面上で当接部分に接離する方向に変位自在に支持しているゲート変位機構を、さらに有してもよい。

また、本発明の粉体造粒装置において、第一ゲート部材と第二ゲート部材との間隙で当接部分に下縁部が上方から対向する平板状の調節部材と、調節部材を上下方向に変位自在に支持している調節機構とを、さらに有してもよい。

本発明のフィードホッパは、粉体を圧縮して粒状の産物に造粒する凹部が少なくとも一方の外周面に形成されている第一ロール部材および第二ロール部材と、第一ロール部材と第二ロール部材とを外周面の当接部分が略水平な直線状となる位置で回転自在に軸支しているロール支持機構と、回転自在な第一ロール部材と第二ロール部材とを当接部分が上方から下方に移動する方向で回転駆動するロール駆動機構と、粉体を第一ロール部材と第二ロール部材との当接部分に上方から供給するフィードホッパと、を有する粉体造粒装置のフィードホッパであって、第一ロール部材の上方から当接部分の近傍の外周面上まで連通する第一斜面を形成している第一ゲート部材と、第二ロール部材の上方から当接部分の近傍の外周面上まで連通する第二斜面を形成していて第二ロール部材の軸心方向に複数に分割されている第二ゲート部材と、複数の第二ゲート部材の少なくとも一部を第二斜面の方向に直線状にスライド自在に支持しているゲートスライド機構と、を有する。

なお、本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。

本発明の粉体造粒装置では、フィードホッパの一部として第二ロール部材の上方から当接部分の近傍の外周面上まで連通している第二ゲート部材が複数に分割されており、その少なくとも一部がゲートスライド機構により第二斜面の方向にスライドされる。このため、例えば、フィードホッパの側壁に接触している両側部分と接触していない中央部分とで、粉体の含水割合や流動特性が相違する状態となっても、これに対応して複数の第二ゲート部材の位置を相違させることができるので、特性が変化しやすい粉体から安定に粒状の産物を造粒することができる。

本発明の実施の一形態を図１ないし図３を参照して以下に説明する。本発明の粉体造粒装置１００は、粉体を圧縮して粒状の産物に造粒することに利用される。

粉体造粒装置１００は、図１に示すように、粉体を圧縮して粒状の産物に造粒する凹部１１１，１２１が少なくとも一方の外周面ＦＲ，ＳＲに形成されている第一ロール部材１１０および第二ロール部材１２０と、第一ロール部材１１０と第二ロール部材１２０とを外周面の当接部分ＴＰが略水平な直線状となる位置で回転自在に軸支しているロール支持機構１３０と、回転自在な第一ロール部材１１０と第二ロール部材１２０とを当接部分ＴＰが上方から下方に移動する方向で回転駆動するロール駆動機構(図示せず)と、粉体を第一ロール部材１１０と第二ロール部材１２０との当接部分ＴＰに上方から供給するフィードホッパ２００と、を有する。

フィードホッパ２００の一部として、第一ロール部材１１０の上方から当接部分ＴＰの近傍の外周面ＦＲ上まで連通する第一斜面ＦＳを形成している第一ゲート部材２１０と、第二ロール部材１２０の上方から当接部分ＴＰの近傍の外周面ＳＲ上まで連通する第二斜面ＳＳを形成している第二ゲート部材２２０と、第一ゲート部材２１０を第一ロール部材１１０の外周面ＦＲ上で当接部分ＴＰに接離する方向に変位自在に支持しているゲート変位機構２３０と、を有する。

より具体的には、ゲート変位機構２３０は、第一ロール部材１１０の当接部分ＴＰから上方の外周面ＦＲに対応した円弧状のガイドレール(図示せず)で第一ゲート部材２１０を円弧状に変位自在に支持している。また、この変位自在な第一ゲート部材２１０は、例えば、ボルトナット(図示せず)によりゲート変位機構２３０の任意の位置に固定されている。

なお、第二ゲート部材２２０は、図２に示すように、第二ロール部材１２０の軸心方向に三個に分割されている。なお、中央の第二ゲート部材２２２は、両側の第二ゲート部材２２１，２２３より幅広に形成されている。

これら三個の第二ゲート部材２２１〜２２３がゲートスライド機構２４０により第二斜面ＳＳの方向に直線状にスライド自在に個々に支持されている。このため、第二ゲート部材２２０は、例えば、下縁部の中央が両側より下方に突出した状態に支持される。

なお、ゲートスライド機構２４０は、第二ロール部材１２０の軸心方向と直交する断面形状で、その外周面に接線状に対向する位置で、第二ゲート部材２２１〜２２３をスライド自在に支持している。このスライド自在な第二ゲート部材２２１〜２２３も、例えば、ボルトナットによりゲートスライド機構２４０の任意の位置に固定される。

また、本実施の形態の粉体造粒装置１００は、フィードホッパ２００の少なくとも一部を振動させる振動供給機構２５０を有する。この振動供給機構２５０は、上述のゲートスライド機構２４０と一体に形成されており、三個の第二ゲート部材２２１〜２２３を個々に振動させる。

上述のような構成において、本実施の形態の粉体造粒装置１００では、ロール支持機構１３０で軸支されてロール駆動機構により回転駆動される第一ロール部材１１０と第二ロール部材１２０との当接部分ＴＰに、フィードホッパ２００により上方から粉体が供給される。

第一ロール部材１１０と第二ロール部材１２０との外周面ＦＲ，ＳＲには凹部１１１，１２１が形成されているので、この凹部１１１，１２１により粉体が圧縮されて粒状の産物に造粒される。

ただし、本実施の形態の粉体造粒装置１００では、フィードホッパ２００の一部として第一ロール部材１１０の上方から当接部分ＴＰの近傍の外周面ＦＲ上まで連通している第一ゲート部材２１０が、ゲート変位機構２３０により第一ロール部材１１０の外周面ＦＲ上で当接部分ＴＰに接離する方向に変位される。

このため、第一ゲート部材２１０の第一斜面ＦＳから粉体が外周面ＦＲに供給される第一ロール部材１１０のニップアングルが可変される。従って、粉体の含水割合や流動特性に左右されることなく安定に粒状の産物を造粒することができる。

なお、図３に示すように、第一ゲート部材２１０の第一斜面ＦＳの傾斜角θ１は、例えば、６０〜９０°でよい。また、第二ゲート部材２２０の第二斜面ＳＳの傾斜角θ２は、例えば、６０〜８０°でよい。そして、上述のように第一ゲート部材２１０の変位により変化する第一ロール部材１１０のニップアングルθ３は、例えば、３０〜７０°でよい。

なお、ゲート変位機構２３０は、第一ロール部材１１０の当接部分ＴＰから上方の外周面ＦＲに対応した円弧状のガイドレールで第一ゲート部材２１０を円弧状に変位自在に支持している。このため、簡単な構造で第一ロール部材１１０の外周面ＦＲに対応して第一ゲート部材２１０を円弧状にスライド移動させることができる。

なお、フィードホッパ２００に収容されている粉体は、例えば、フィードホッパ２００の側壁に接触している両側部分と接触していない中央部分とで、粉体の含水割合や流動特性が相違する状態となることがある。

しかし、本実施の形態の粉体造粒装置１００では、第二ゲート部材２２０が第二ロール部材１２０の軸心方向に三個に分割されており、三個の第二ゲート部材２２１〜２２３がゲートスライド機構２４０により第二斜面ＳＳの方向に直線状にスライド自在に個々に支持されている。

このため、上述のようにフィードホッパ２００に収容されている粉体の特性が第二ゲート部材２２０の分割方向で相違する状態となっても、これに対応して第二ゲート部材２２１〜２２３の位置を相違させることで、粉体を安定に供給することができる。

特に、上述のようにフィードホッパ２００に収容されている粉体は第二ゲート部材２２０の分割方向の両側と中央とで特性が相違する状態となることがあるが、第二ゲート部材２２０は三個に分割されているので、必要最小限の構成で粉体の供給を安定させることができる。

さらに、本実施の形態の粉体造粒装置１００は、振動供給機構２５０によりフィードホッパ２００を振動させるので、より良好にフィードホッパ２００から第一ロール部材１１０と第二ロール部材１２０との当接部分ＴＰに粉体を供給することができる。

特に、振動供給機構２５０はゲートスライド機構２４０と一体に形成されており、三個に分割されている第二ゲート部材２２１〜２２３を個々に振動させる。このため、複数に分割されている第二ゲート部材２２０の全体を確実に振動させることができる。

なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態ではゲート変位機構２３０により変位自在に支持されている第一ゲート部材２１０をボルトナットで固定することを例示した。

しかし、変位自在な第一ゲート部材２１０にアクチュエータなどを連結しておき(図示せず)、電動でスライド位置を調節してもよい。同様に、ゲートスライド機構２４０もスライド自在な第二ゲート部材２２１〜２２３をボルトナットにより固定することを例示したが、これも電動機構でスライド位置を調節してもよい(図示せず)。

さらに、上記形態では第二ゲート部材２２０が三個に分割されていることを例示した。しかし、当然ながら、この分割の個数は任意に設定することができる。さらに、上記形態では中央の第二ゲート部材２２２が両側の第二ゲート部材２２１，２２３より幅広であることを例示した。しかし、このような横幅も様々に形成することができる。

また、上記形態では振動供給機構２５０が第二ゲート部材２２０を振動させることを例示した。しかし、振動供給機構が第一ゲート部材２１０を振動させてもよく、フィードホッパ２００の全体を振動させてもよい。

さらに、図４に例示するように、第一ゲート部材２１０と第二ゲート部材２２０との間隙で当接部分ＴＰに下縁部が上方から対向する平板状の調節部材３１０と、調節部材３１０を上下方向に変位自在に支持している調節機構(図示せず)とを、粉体造粒装置３００が有してもよい。このような粉体造粒装置３００では、調節部材３１０を上下させることにより、より緻密に粉体の供給を制御することができる。

なお、当然ながら、上述した実施の形態および複数の変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、上述した実施の形態および変形例では、各部の構造などを具体的に説明したが、その構造などは本願発明を満足する範囲で各種に変更することができる。

本発明の実施の形態の粉体造粒装置の構造を示す一部を断面とした側面図である。 粉体造粒装置の要部の構造を示す正面図である。 本発明の実施の形態の粉体造粒装置の構造を示す一部を断面とした側面図である。 一変形例の粉体造粒装置の構造を示す一部を断面とした側面図である。

符号の説明

１００ 粉体造粒装置
１１０ 第一ロール部材
１１１，１２１ 凹部
１２０ 第二ロール部材
１３０ ロール支持機構
２００ フィードホッパ
２１０ 第一ゲート部材
２２０ 第二ゲート部材
２２１-２２３ 第二ゲート部材
２３０ ゲート変位機構
２４０ ゲートスライド機構
２５０ 振動供給機構
３００ 粉体造粒装置
３１０ 調節部材
ＦＲ，ＳＲ 外周面
ＦＳ 第一斜面
ＳＳ 第二斜面
ＴＰ 当接部分
θ１ 傾斜角
θ２ 傾斜角
θ３ ニップアングル

Claims (11)

1. 粉体を圧縮して粒状の産物に造粒する粉体造粒装置であって、
   前記粉体を圧縮して粒状の産物に造粒する凹部が少なくとも一方の外周面に形成されている第一ロール部材および第二ロール部材と、
   前記第一ロール部材と前記第二ロール部材とを外周面の当接部分が略水平な直線状となる位置で回転自在に軸支しているロール支持機構と、
   回転自在な前記第一ロール部材と前記第二ロール部材とを当接部分が上方から下方に移動する方向で回転駆動するロール駆動機構と、
   前記粉体を前記第一ロール部材と前記第二ロール部材との当接部分に上方から供給するフィードホッパと、を有し、
   前記フィードホッパの一部として、前記第一ロール部材の上方から前記当接部分の近傍の外周面上まで連通する第一斜面を形成している第一ゲート部材と、前記第二ロール部材の上方から前記当接部分の近傍の外周面上まで連通する第二斜面を形成していて前記第二ロール部材の軸心方向に複数に分割されている第二ゲート部材と、複数の前記第二ゲート部材の少なくとも一部を前記第二斜面の方向に直線状にスライド自在に支持しているゲートスライド機構と、を有する粉体造粒装置。
2. 前記第二ゲート部材は、前記第二ロール部材の軸心方向に三個以上に分割されており、
   前記ゲートスライド機構は、三個以上の前記第二ゲート部材を個々にスライド自在に支持している請求項１に記載の粉体造粒装置。
3. 中央の前記第二ゲート部材が両側の前記第二ゲート部材より幅広に形成されている請求項２に記載の粉体造粒装置。
4. 前記ゲートスライド機構は、前記軸心方向と直交する断面形状で前記第二ロール部材の外周面に接線状に対向する位置で前記第二ゲート部材をスライド自在に支持している請求項１ないし３の何れか一項に記載の粉体造粒装置。
5. 前記ゲートスライド機構は、下縁部が凹凸形状となる位置に複数の前記第二ゲート部材を支持する請求項１ないし４の何れか一項に記載の粉体造粒装置。
6. 前記ゲートスライド機構は、下縁部の中央が両側より下方に突出した形状となる位置に複数の前記第二ゲート部材を支持する請求項１ないし４の何れか一項に記載の粉体造粒装置。
7. 複数の前記第二ゲート部材を個々に振動させる振動供給機構を、さらに有する請求項１ないし６の何れか一項に記載の粉体造粒装置。
8. 前記フィードホッパの少なくとも一部を振動させる振動供給機構を、さらに有する請求項１ないし６の何れか一項に記載の粉体造粒装置。
9. 前記第一ゲート部材を前記第一ロール部材の外周面上で前記当接部分に接離する方向に変位自在に支持しているゲート変位機構を、さらに有する請求項１ないし８の何れか一項に記載の粉体造粒装置。
10. 前記第一ゲート部材と前記第二ゲート部材との間隙で前記当接部分に下縁部が上方から対向する平板状の調節部材と、前記調節部材を上下方向に変位自在に支持している調節機構とを、さらに有する請求項１ないし９の何れか一項に記載の粉体造粒装置。
11. 粉体を圧縮して粒状の産物に造粒する凹部が少なくとも一方の外周面に形成されている第一ロール部材および第二ロール部材と、前記第一ロール部材と前記第二ロール部材とを外周面の当接部分が略水平な直線状となる位置で回転自在に軸支しているロール支持機構と、回転自在な前記第一ロール部材と前記第二ロール部材とを当接部分が上方から下方に移動する方向で回転駆動するロール駆動機構と、前記粉体を前記第一ロール部材と前記第二ロール部材との当接部分に上方から供給するフィードホッパと、を有する粉体造粒装置の前記フィードホッパであって、
    前記第一ロール部材の上方から前記当接部分の近傍の外周面上まで連通する第一斜面を形成している第一ゲート部材と、
    前記第二ロール部材の上方から前記当接部分の近傍の外周面上まで連通する第二斜面を形成していて前記第二ロール部材の軸心方向に複数に分割されている第二ゲート部材と、
    複数の前記第二ゲート部材の少なくとも一部を前記第二斜面の方向に直線状にスライド自在に支持しているゲートスライド機構と、
    を有するフィードホッパ。

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