JP2011116558A - 残飯等の反流動物等及び高粘性物等のコンベヤ−（左記輸送用特殊押出機） - Google Patents

Abstract

【目的】一軸押出機の欠点である適量以上の水分等（含油）による滑性により外側シリンダ−３ａの摩擦力低下によって押出量の低下または不可能になることを防止し、確実押出と破砕、押出量増大を目的とする。
【構成】外部シリンダ−３ａを全長にわたり一体のフライト３ｂを回転可能とし、主軸シリンダ−２ａとフライト２ｂを互いに逆回転し、フライトは互いに前進方向にむいているので内容物の確実押出、破砕、押出量を増大することの出来るコンベヤ−（特殊押出機）
【選択図】図１

Description

首記に掲げたような残飯等の反流動物等及び高粘性物等の移送、輸送するコンベヤ−、特殊押出機，ポンプの分野に属する事項で、その構造についての発明である。
現在環境問題が叫ばれている時代に、家庭内、食堂店舗、工場内食堂等で発生する残飯等の量は非常に多く、その厨芥物を所定の処理場までの移送、輸送の必要性は高く、それを加工するため各所で使用したいという要望は大きい。
これに対処するためのコンベヤ−（特殊押出機）の分野に属する。

上記残飯の反流動物等の厨芥物及び高粘性物等の移送、輸送要望を満足するための機構を有するコンベヤ−（左記輸送用特殊押出機）であるが、それに必要な機構を有する事項を列挙する。
１）省エネであること。
２）簡単な構造であること。
３）確実な移送、輸送が出来ること。
４）砂水混入物でも輸送可能で長期メンテ不要なコンベヤ−であること。
５）臭気発散、こぼれにより工場内外汚染のないこと。
６）西瓜の皮、果物の皮、芯等によるつまりをなくすため破砕装置を内蔵していること。
７）水分は容易に除去出来る構造を有すること。
上記条件を満足するコンベヤ−はなかなか困難で、この条件を全て満足するコンベヤ−は存在しない、この困難な条件に立ち向い問題を解決したコンベヤ−（特殊押出機）に関するものである。

従来のコンベヤ−の構造と機能

現在まで各種構造、機能をもつコンベヤ−、特殊押出機が上市されてきたが、いずれも上記７条件をすべて満足するコンベヤ−は存在しなかった。
現在までに使用されてきたコンベヤ−（特殊押出機）の幾つかを取り上げて説明する。
１）一般的ベルトコンベヤ−
安価で、構造簡単で多数使用されているが、臭気発散問題、コンベヤ−よりこぼれて周囲を汚染する欠点があり、且つ急傾斜に輸送困難、また水の多量に混入したものは、利用不可能である。
２）チエンコンベヤ−
これは多種類が存在するが、幾つかを記載すると
（１）２本のチエンの間にバ−を渡してゴミ等をかき寄せるコンベヤ−は急傾斜には不適である
（２）バッケットをつけて垂直に運ぶコンベヤ− “こぼれ”を防ぐ事は不可能
（３）チエンに羽根をつけて粉体輸送に用いるコンベヤ− 粉体や粉体関係物以外輸送困難
（４）チエン垂直粉体コンベヤ− 粉体や粉体関係物以外輸送困難
３）その他ポンプに類するコンベヤ−も沢山ある。 下記すると
▲１▼ギヤ−ポンプ 小型、少量には輸送には効果があるが大容量となると問題がある。
▲２▼ル−ツブロワ− 送風機として用いられているが厨芥、砂混入物には不適当。
▲３▼兵神装備（株）モ−ノポンプ 優秀なポンプではあるが外側面ケ−シングにゴムを用いて、これをバルブとして、内容物を移送、輸送している、従って水飴等の高粘性物の移送、輸送には極めて有力な効果を発揮し、また直角上昇輸送も可能である。
しかし、砂混入物等には砂によってゴムが削られ、バルブの役目を果たさなくなり、輸送困難になる。
４−１）スクリュ−コンベヤ−
▲１▼１軸スクリュ−コンベヤ−
構造は極めて簡単であるが、スクリュ−とケイシングとの隙間が大きいが、水平方向には水分があっても輸送可能であるが、傾斜がある場合には輸送角度が限定される。
また、厨芥、残塊等混入の場合は一般的には輸送困難である。
１軸でもケイシングが円形（円形の場合シリンダ−という）場合でスクリュ−とシリンダ−との隙間が小さくなると、加工が高価となり厨芥輸送には適しない値段となる、その上、水分が多くなると、シリンダ−の摩擦力が減少して輸送不可能となる。
▲２▼２軸の場合は構造は上記１軸コンベヤ−に比較して押出量は多く、また確実であるが、装置が複雑、装置自身も大きくなリ、廉価には製作出来ない。
４−２）〔特許文献１〕
▲１▼ 特公平−３３０１８
公告日 平成７年４月１２日 出願人 住友ゴム工業株式会社
名称 スクリュ−押出機

シリンダ−と該シリンダ−内に同芯状に収容され、且つ自転周りに回転し得るスクリュ−と前記シリンダ−の内側に突出するようにされ、かつシリンダ−の軸心に好転しうる混合ピンと、該混合ピンをシリンダ−の軸心の周りを公転せしめるための公転手段とからなる構造のスクリュ−押出機である。（特許公報そのまま記載）図面ではシリンダ−の一部にピンをたて回転し樹脂混錬をしている。

本発明との相違

本発明は▲１▼該特許がピンによる混合を主目的にしているのに対して、本発明は押出機全長に渡る外側シリンダ−と一体の傾斜フライトを有し破砕、混合、送りを主目的にしている。
▲２▼シリンダ−内径が大きくなった効果を有するため、該発明品に対して大量に送ることが出来る。
▲３▼該押出機に設置のピンには本発明のような送りフライトがないので送り効果はない、従って該押出機のホッパ−より滑性の高い液体（油、油性を含むもの等）が混入すれば忽ち中心スクリュ−軸と一緒に内容物は回転して前進は止まってしまう。 （このような事は何回も経験していることである）。
▲４▼以上西瓜の厚皮、果物の芯等は完全破砕と外側シリンダ−の全長の回転による確実に前進させることが完全に異なっている。
その他沢山コンベヤ−、特殊押出機等、ポンプ等はあるが、上記７項目に適合するものは存在しない。

上記７項目を満足するコンベヤ−の構造を開示すると、次のようになる。
１．図１において構造は主軸一軸２ａ一条又は数条ねじを中心として、それと一体のフライト２ｂが、シリンダ−３の中を回転して内容物をフライト２ｂ、３ｂの回転にて前進させる。
２．図２においても基本構造は同一であるが押出量を増すため１本の主軸２２ａのフライト２２ｂと２２ｃのフライト２２ｄの山、谷の高低差が大きくすること、及び一本の直径を２段にすることで大量輸送可能する。
また〔図１〕先端出口の内径４、及びコンベヤ−先端ブロック５は〔図２〕では記載がないが押出量等により決める。後端の主軸保持ブロック２８は図面の通りである。
３．その他は構造、機能は同一のため図１にて説明する。
４．シリンダ−３ａは、それと一体のフライト３ｂを併設、又はねじ部分３ｂのみをスパイラルに加工したものを溶接にて製作する事もある。
５．シリンダ３ａと一体（ねじ部溶接の場合もある）は主軸一軸２ａとそれに一体のフライト３ｂは互いに逆回転、フライト３ｂも一緒に逆方向のねじ（ねじは一条、また数条の場合もある）が併設されていてラジアル軸受けとスラスト軸受けにより回転できるようになっている。
６．ホッパ−１より投入された内容物は２ｂ、３ｂのフライトによって、滑る事無く、確実に前進すると同時にフライトがいつもどこかで交差する関係で内容物破砕が連続で行われる。
７．その破砕によって発生する水分はシリンダ−３ａの溝１３ａ→１３ａ→１３ｂ→１３ｃを通って外部に排出される、水分の排出が粘度等により不完全の場合はコンベヤ−全体を傾斜させると水分は排出されやすい。
８．孔１３ｃより排出された水分中には有用な成分も含まれるため、家畜の飼料に混合して使用。

発明が解決しようとする課題

課題についいてはＰ３記載の７項目であるが、特に解決に意を用いたのは、
１．構造簡単な一軸としたこと。
２．． 押出方式コンベヤ−で確実な移送と輸送 の２項目である。
１） 一軸コンベヤ−の最大の問題点は内容物がシリンダ−３ａの内面の摩擦力が水分等 により、前進しなくなることである、その対策として、シリンダ−３ａ内面のフライト３ｂをつけ、摩擦力の向上は勿論、そのフライと３ｂ自体でも内容物を前進させ、同時に破砕をおこなうため両端にラジアルとスラストの軸受けを装着して回転し前進、破砕を確実なものとした。
２） その回転動力は主軸にギヤ−を介して回転しても良いし、別モ−タ−でチエン等を介して回転させても良い。 この場合は当然内容物排出側ブロック５と主軸保持、ホッパ−取り付けのブロック８とは４本のテンションバ−で結ばれているのでチエンの入る余裕は当然つけておく必要がある。
３） また別モ−タ−の場合はシリンダ−フライト３ｂは主軸回転と自由に回転数を変え得るので内容物の送り条件の自由度が大きくなる。
４） 一軸コンベヤ−の最大の問題点は内容物がシリンダ−３ａの内面の摩擦力が水分等 により、更に一般の一軸押出機はスクリュ−とシリンダのみであり、その押出量は先端の圧力によって決まり、従って内容物の嵩比重、粘度等により異なる。
５） 一般のエンジニヤ−の考えは一軸押出機の場合スクリュ−が回転するから、内容物が前進すると考えている、それは間違いで、スクリュ−とシリンダ−との摩擦力があって初めて内容物は前進するのです。
６） その対策としてシリンダ−の内面に角型直線溝を設置して“ひっかかり”をつける（角型スパイラル溝の場合もある）このような事は何十年も前にベ−カパ−キンス社（独）のパン粉の練り押出機に用いられ、戦後はセメント瓦作りの押出機に用いられてきました。
厨芥物といっても種々雑多（水分の多いもの、高粘度のもの）であるので、このようのシリンダ−と一体のフライトを設けて、それを全長にわたって回転して溝以上の効果、摩擦以上の前進力を発揮させ、内容物は確実に前進するようにした。
７） 一般的にシリンダ−全体が回転する押出機は存在しない、これが本機の大きな特徴でもある。

３．本機には主軸フライト２ｂと外側シリンダ−と一体のフライト３ｂとの間で厨芥物が破砕されるのであるから、当然水分は発生する、また先端出口４の断面積が小さくなっているので、主軸フライト２ａ、外側フライト３ａにより容積は小さくなり搾られて水分が出てくる、その水分は前記のとおり、外側シリンダ−フライト３ａの間の溝１３ａ→主軸保持ブロック８の孔１３ｂ→縦穴１３ｃを通って外部に排出される。
４．厨芥物には当然砂等が含まれるケ−スが多く砂の磨耗をうける、しかし兵神モ−ノポンプのようにゴムを使用せず、シリンダ−、フライト共に窒化鋼を使用し硬度を上げて対処し、さらに主軸フライト、外側シリンダ−フライトの厚みを厚くして長寿命使用の型式を取っている、これによってメンテナンス期間の長くすることが出来る。
５．ホッパ−の後部（図面で右部）にフライトとパッキン９を設けスラスト軸受けに水が入らないようにして長寿命化も計っている。
６．本機（コンベヤ−）はこのように水分を抜く装置がついていることと、確実輸送が実施できるので３０°以上の角度で内容物を輸送できるコンベヤ−であると同時に特殊押出機である。
その他沢山のコンベヤ−やポンプはあるが、上記７項目に適合するものは存在しない。
〔註〕〔経験事項〕

一軸押出機の場合外面にシリンダ−があり、その内面にスクリュ−がる、投入された内容物はスクリュ−が回転するので前進すると考えているエンジニヤ−は非常に多い、では容物がスクリュ−の回転によって前進するかは経験で解っていているが、どうして前進するかを考えるエンジニヤ−は殆どいない。 （スクリュ−回転すれば内容物前進は当然と思っている）
その理由は、シリンダ−の摩擦力とスクリュ−の摩擦力の差によって、前進するわけである、従って、もしこの投入口からマシン油を３〜５滴入れたらどうなるか、シリンダ−の摩擦力は減り内容物はスクリュ−と一緒に回って前進はしなくなる。こんな簡単なことを知らないエンジニヤ−の以下に多いことか、驚くばかりである。
従って、シリンダ−は程々に磨き（絶対にメッキはしない）、スクリュ−はピカピカに磨きメッキするのである。 本発明ではシリンダ−３ａと一体のフランジ３ｂには摩擦力以上の力が働く事が本発明の特徴である。

発明の効果

１．このように外側シリンダ−３ａと一体のフライト３ｂの回転によりシリンダ３ａの摩擦力以上の前進力を発揮しえたこと。
２．このことにより本体スクリュ−３ａのフライト３ｂと主軸スクリュ−２ａとそのフライト２ｂが交差して逆方向に回転しているため破砕効果が出ると同時に前進効果が倍増される。
３．各フライト２ｂ、３ｂの厚みを厚くしてあるため長寿命となっている。

実際例

内径７０ｍｍコンベヤ−（特殊押出機）を試作しフランジ２ｂ、３ｂの回転数を変え、また内容物も変えてテストをしてみた。
結果は当然予想されたことであるが、温度が低いほど摩擦力は増大することも再確認できたし、また高粘度のものほど本機の傾斜角度を大きくすることが出来ることが判明した。

以上の事より実用上充分利用可能であると結論できる。
またコンベヤ−の繋ぎとしても、また単独でも利用可能である。

本機は残飯等の反流動物及び高粘性物等のコンベヤ−（左記輸送用特殊押出機）の全体断面図を示す。 は〔図１〕と構造、機能同一であるが、〔図２〕は〔図１〕より押出量増大のため一本主軸２２ａのフライト２２ｂと２２ｃのフライト２２ｄの、山、谷の大きな高低差があること。また先端出口等の内径４、及びコンベヤ−先端ブロック５は〔図２〕においては記載がないが押出量により寸法等を決めるものとする。後端の主軸保持ブロック２８は図面の通りである。

１：コンベヤ−（特殊押出機）のホッパ−
２ａ：主軸スクリュ−
２ｂ：主軸スクリュ−のフライト
３ａ：外側シリンダ−
３ｂ：外側シリンダ−のフライト
４：コンベヤ−（特殊押出機）の出口
５：コンベヤ−（特殊押出機）の出口ブロック
６：ベアリングとスラストベアリング（内径、輸送物質、圧により変化、最高圧スフェリカルテ−パ−ロ−ラ−ベアリング）
８：主軸保持ブロック
９：水侵入防止パッキン
１０：スラストベアリング（内径、輸送物質、圧により変化、最高圧スフェリカルテ−パ−ロ−ラ−ベアリング）
１１：テンションバ−（ブロック５とブロック８を連結）
１１：テンションバ−（ブロック５とブロック８を連結）
１２：シリンダ−内 液、水漏れ防止パッキン
１３ａ：外側シリンダフライト間の溝兼水排出溝
１３ｂ：主軸保持ブロック８内の水排出横孔
１３ｃ：主軸保持ブロック８内の水排出縦孔
１４：減速モ−タ−
２１：ホッパ−
２１０：スラストベアリング（内径、輸送物質、圧により変化、（最高圧スフェリカルテ−パ−ロラ−ベアリング）
２１１：テンションバ−
２１４：減速モ−タ−
２２ａ：主軸スクリュ−
２２ｂ：主軸スクリュ−のフライト
２２ｃ：主軸スクリュ−
２２ｄ：主軸スクリュ−のフライト
２３ａ：外側シリンダ−
２３ｂ：外側シリンダ−のフライト
２８：主軸保持ブロック
２９：水侵入防止パッキン

Claims (2)

1. 外側シリンダ−３ａ全長にわたるフライと３ｂを一体加工（含フライト加工を別に加工し、シリンダ−に溶接等で取り付けて一体にする）したものを回転可能とし、破砕、混合、送り量増大の機能を持たせたコンベヤ−（特殊押出機）の構造。
2. 本形状のコンベヤ−（特殊押出機）において輸送量を更に増すため〔図面２〕に示すごとく主軸２２ａのフライト２２ｂと一本で繋がる主軸２２ｃのフライト２２ｄの山、谷の高低差を大きくし、主軸の直径を２段（２２ａ、２２ｃの２段）にして押出量を増大する構造。

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