JP2015047575A - Pelletizer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バイオマス燃料として使用される燃料用ペレット、成形材料として使用される素材用ペレット、肥料として使用される肥料用ペレット、飼料として使用される飼料用ペレット等を製造するためのペレタイザーに関し、特に、フラットダイ方式のペレタイザーに関する。 The present invention relates to a pelletizer for producing fuel pellets used as biomass fuel, raw material pellets used as molding materials, fertilizer pellets used as fertilizer, feed pellets used as feed, etc. In particular, it relates to a flat die type pelletizer.
近年、環境問題を考慮して、木材加工端材、林地残材、剪定枝、竹等の木質系廃棄物を利用して燃料用ペレットや素材用ペレットを製造したり、ジュースの搾りかす、おから、醤油かす、コーヒーかす等の食品加工残渣を利用して肥料用ペレットや飼料用ペレットを製造したりすることが行われている。 In recent years, considering environmental issues, wood pellets such as wood processing scrap, forest residue, pruned branches and bamboo are used to produce fuel pellets and raw material pellets, For example, fertilizer pellets and feed pellets are produced using food processing residues such as soy sauce cake and coffee grounds.
これらのペレットを製造するためにペレタイザーが使用されており、複数のダイス細孔が形成されたダイスの上で、ローラーをダイスに圧接させながら回転させることで、このダイス上に投入された材料を粉砕しながらダイス細孔に圧入させてペレットを製造するフラットダイ方式のペレタイザーが従来から提供されている。 A pelletizer is used to produce these pellets, and the material put on the die is rotated by rotating the roller while pressing the roller on the die on which a plurality of die pores are formed. 2. Description of the Related Art A flat die type pelletizer has been conventionally provided in which pellets are manufactured by being pressed into die pores while being pulverized.
例えば、下記特許文献1には、押出機構にて軟化した所定の素材を混合して不定形に押し出し、この押し出された素材をローラーが回転圧接しながらダイスの上に導入し、ダイスの下面側からダイス細孔を通過した材料がペレットとして取り出すことが開示されている。
For example, in
また、本発明者らは、下記特許文献2〜4に開示されたペレタイザーを提供している。特許文献2には、フラットダイ方式のペレタイザーを使って、青竹の葉、茎、根等を原料とした竹粉ペレットを製造することが開示されており、この竹粉ペレットは、畜産飼料として利用される。 In addition, the present inventors provide pelletizers disclosed in Patent Documents 2 to 4 below. Patent Document 2 discloses that a bamboo powder pellet made from green bamboo leaves, stems, roots and the like is produced using a flat die type pelletizer, and this bamboo powder pellet is used as livestock feed. Is done.
また、特許文献3には、フラットダイ方式のペレタイザーを使って、トウモロコシ(葉や茎を含む)を原料としたペレットを製造することが開示されており、このトウモロコシを原料としたペレットは畜産飼料として利用される。 Patent Document 3 discloses that a pellet made from corn (including leaves and stems) is produced using a flat die type pelletizer, and the pellet made from corn is a livestock feed. Used as
また、特許文献4には、ローラーとダイスのセットを二段に備えたフラットダイ方式のペレタイザーが開示されており、このような構成のペレタイザーによれば、含水率の高い材料であっても高品質なペレットを製造することができる。 Further, Patent Document 4 discloses a flat die type pelletizer provided with two sets of rollers and dies. According to the pelletizer having such a configuration, even a material having a high water content is high. Quality pellets can be produced.
このように、ペレタイザーによりペレット化することで、乾燥して軽量化すると共に、大きさや形が均一となるため、輸送や運搬が容易になる。また、保管もし易くなり、取扱コストを大幅に低減することができる。また、圧縮されたペレットとすることで、粉塵の発生や臭いも抑制することができるといった利点がある。 Thus, by pelletizing with a pelletizer, drying and weight reduction are achieved, and since the size and shape are uniform, transportation and transportation are facilitated. Moreover, it becomes easy to store and handling cost can be reduced significantly. Moreover, there exists an advantage that generation | occurrence | production of dust and an odor can also be suppressed by setting it as the compressed pellet.
ところで、従来から様々なサイズのペレットがペレタイザーにより製造されているが、木質ペレットの場合には、直径7〜10mm、長さ10〜25mm程度のサイズの円筒形ペレットがボイラやストーブ等の燃料として使用されている。 By the way, pellets of various sizes have been conventionally produced by pelletizers, but in the case of wood pellets, cylindrical pellets with a diameter of 7-10 mm and a length of 10-25 mm are used as fuel for boilers, stoves, etc. It is used.
ここで、近年、より小型サイズのペレットに対する需要が拡大しているが、ペレットのサイズは、ダイスに形成された細孔のサイズ(穴径)に影響を受けるため、ペレットを小型化するためには、細孔の直径を小さくする必要がある。 Here, in recent years, the demand for smaller size pellets has increased, but the size of the pellets is affected by the size (hole diameter) of the pores formed in the die, so that the pellets can be made smaller. Needs to reduce the diameter of the pores.
しかし、ダイスの細孔の径を小さくすると、ローラーにより細孔に圧入された材料が細孔内で詰まってしまい、下面側から抜けなくなったり、出てきたとしても黒く焦げたペレットとなってしまったりして、効率良く高品質の小型サイズのペレットを製造するのは困難であった。 However, if the diameter of the die pores is reduced, the material pressed into the pores by the rollers will be clogged in the pores, and will not come out from the lower surface side, or even if it comes out, it will become a black burnt pellet. It was difficult to efficiently produce high-quality small-sized pellets.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、小型サイズのペレットであっても良品を効率良く製造することの可能なペレタイザーを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a pelletizer capable of efficiently producing a non-defective product even with a small-sized pellet.
上記課題を解決するための本発明に係るペレタイザーは、ペレット成形用の多数の細孔が形成されたダイスと、前記ダイスに圧接しながら回転することで、材料を粉砕しながら前記ダイスの細孔に圧入する回転ローラーと、を備えるフラットダイ式のペレタイザーにおいて、前記ダイスに形成された細孔は、材料を棒状に圧縮成形する圧縮成形部と、前記圧縮成形部の出口側に形成され、出口に向かって穴径が僅かに大きくなるテーパ部と、を備えることを特徴とする。 The pelletizer according to the present invention for solving the above-mentioned problems is a die in which a large number of pores for pellet forming are formed, and by rotating while pressing against the die, the pores of the die while grinding the material In the flat die type pelletizer comprising: a rotary roller press-fitted into the die; the pores formed in the die are formed on the outlet side of the compression molding part, the compression molding part for compressing and molding the material into a rod shape, and the outlet And a tapered portion having a hole diameter slightly increased toward the surface.
また、本発明に係るペレタイザー用ダイスは、フラットダイ方式のペレタイザーに設置されて使用され、ペレット成形用の多数の細孔が形成されたペレタイザー用ダイスにおいて、前記ダイスに形成された細孔は、材料を棒状に圧縮成形する圧縮成形部と、前記圧縮成形部の出口側に形成され、出口に向かって穴径が僅かに大きくなるテーパ部と、を備えることを特徴とする。 In addition, the pelletizer die according to the present invention is used by being installed in a flat die type pelletizer, and in the pelletizer die in which a large number of pores for pellet forming are formed, the pores formed in the die are: A compression molding portion that compresses the material into a rod shape, and a taper portion that is formed on the outlet side of the compression molding portion and has a hole diameter slightly increased toward the outlet.
本発明に係るペレタイザーによれば、小型のペレットを製造する場合であっても、ダイスの細孔内への詰まりを防止し、効率的に製造することができる。 According to the pelletizer according to the present invention, even when small pellets are manufactured, clogging of the dies into the pores can be prevented and the pellets can be efficiently manufactured.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。図1は、本実施形態に係るペレタイザーを一部断面で示す側面図である。図2は、本実施形態に係る粉砕圧入部の斜視図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing the pelletizer according to the present embodiment in a partial cross section. FIG. 2 is a perspective view of the crushing press-fit portion according to the present embodiment.
図1及び図2に示すように、ペレタイザー1は、筐体5、垂直軸7、粉砕圧入部10、ペレット取出部30、軸支持部40及び駆動部50を備えている。筐体5は、粉砕圧入部10の上側開口を覆う蓋5−1、粉砕圧入部10の周囲を覆う円筒形の第一筐体5−2、ペレット取出部30及び軸支持部40の周囲を覆う円筒形の第二筐体5−3、駆動部50の周囲を覆う略直方体形の第三筐体5−4を備えている。蓋5−1は、第一筐体5−2の上に載置されているだけであり、粉砕圧入部10の上側開口は容易に開閉可能である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
粉砕圧入部10は、上側開口から投入された木質系材料を粉砕、圧縮させながら棒状に成形して下方へ送り出すように機能する部分であり、圧入ローラー11とダイス20とを有している。
The crushing press-fitting
図2〜図9を参照しながら、粉砕圧入部10の構成について説明する。図3は、本実施形態に係るダイスの平面図であり、図4は、本実施形態に係るダイスの正面図、図5は、本実施形態に係るダイスの右側面図、図6は、本実施形態に係るダイスの底面図である。図7は、図3のA−A線による断面図、図8は、図3のB−B線による断面図である。図9は、本実施形態に係るダイスの細孔の部分を拡大して示す断面図である。
The configuration of the crushing press-
図2に示すように、圧入ローラー11は、両端に位置する回転ローラー12,13と、垂直軸7に固定されるローラー回転軸部材15とを備えている。ローラー回転軸部材15には、両端にローラー軸16が形成されており、両回転ローラー12,13は、ローラー回転軸部材15のローラー軸16周りに回動自在に設置されている。
As shown in FIG. 2, the press-
ローラー回転軸部材15には、中央に垂直方向に延在する角柱形の貫通穴が形成されている。この貫通穴に垂直軸7が貫通することで、ローラー回転軸部材15は垂直軸7に対して固定される。よって、駆動部50が作動して垂直軸7が回転するとき、ローラー回転軸部材15は、垂直軸7と一体となって垂直回転軸を中心として水平面において回転する。
The roller rotating
図3〜図8に示すように、ダイス20は、円盤形であり、ダイス20の中央部分には、垂直軸7が貫通する軸穴21が形成されている。また、ダイス20の周縁部の二箇所には、ダイス20が垂直軸周りに回転するのを防止するための切り欠き23が形成されている。
As shown in FIGS. 3 to 8, the die 20 has a disk shape, and a
また、ダイス20には、その中心から所定距離離れた同心円周上に並んで配置された多数の細孔25が形成されており、本実施形態では、三重の同心円周上に多数の細孔25が形成されている。なお、図3に示すように、ダイス20に形成された多数の細孔25は、ダイス20の中心からの放射線上にも整列した状態で形成されている。
The die 20 is formed with a large number of
ダイス20は、第一筐体5−2の下端付近に設置されている。また、軸穴21は、貫通する垂直軸7の直径よりも若干大きな直径となるように形成されており、垂直軸7が回転しても、筐体5に対して固定されたダイス20は回転しない。
The die 20 is installed near the lower end of the first housing 5-2. Further, the
圧入ローラー11とダイス20との垂直方向の位置関係は、垂直軸7が回転し、圧入ローラー11が水平面内において回転するときに、回転ローラー12,13がダイス20上面に圧接しながらローラー軸16周りに回転し、ダイス20上を周回するような位置となっている。
The vertical positional relationship between the press-fitting
図9に示すように、ダイス20の細孔25は、入口である上方から、穴径の大きな径大部251、穴径が一定のストレート部252、穴径が出口である下方に向けて徐々に広がるテーパ部254を備えている。ストレート部252の穴径は、ペレタイザー1により製造するペレットの直径に合わせて設定され、製造されるペレットの直径は、ストレート部252の穴径と同じになる。径大部251とストレート部252は、木質系材料を圧縮成形する部分である圧縮成形部として機能する。
As shown in FIG. 9, the
径大部251の形成により、細孔25の上側開口部分が若干広く形成されていることになり、上方入口から細孔25内に圧入される木質系材料がストレート部252へと進む際にさらに圧縮され、より確実に圧縮してペレット化を図ることができる。
Due to the formation of the
テーパ部254は、ストレート部252との接続部である上端はストレート部252と同じ穴径であるが、下方に向かうに従って、僅かに穴径が広がるように構成されている。このように、細孔25が下方に向かって僅かに拡がる形状を採用することで、細孔25内に押し込まれて円柱形状に圧縮成形された木質系材料が、細孔25内部で摩擦により詰まってしまったり、焦げてしまったりするのを防止し、圧縮された木質系材料が下側開口部分から良好に取り出される。
The
本実施形態に係るダイス20の直径は212mm、厚みは25mmである。細孔25は、上下方向の長さが25mmであり、径大部251は、直径7mmで長さが4mm、ストレート部252は、直径6mmで長さが7mmである。テーパ部254は、長さが14mmであり、テーパ面は、垂直から0.5°の傾斜角で下方に設けて穴径が広がるように構成されている。よって、テーパ部254のストレート部252と接続する上端の穴径は6mm、下端の穴径は6.122mmである。
The die 20 according to the present embodiment has a diameter of 212 mm and a thickness of 25 mm. The
なお、細孔25の形状やサイズ(穴径及び長さ)は適宜変更可能であり、本実施形態では、棒状に圧縮成形された後の木質系材料を良好に排出するために、木質系材料を圧縮成形する部分である圧縮成形部(径大部251、ストレート部252)の出口側である下方側に、細孔25の出口に向かって僅かに穴径が広がるように形成されたテーパ部254が形成されていれば良い。
Note that the shape and size (hole diameter and length) of the
径大部251、ストレート部252、テーパ部254のそれぞれの穴径や長さは、製造するペレットのサイズに合わせて適宜変更すれば良い。また、径大部251とストレート部252から形成される圧縮成形部は、ストレート部252だけでも良いし、ストレート部252が下方に向かって徐々に穴径が細くなるように構成しても良い。
What is necessary is just to change suitably each hole diameter and length of the
テーパ部254のテーパ面の拡がり傾斜角度については、傾斜角度が1°以上と大きくなると、製造されたペレットが軟らかくて、崩れやすくなってしまう。反対に、傾斜角度が0.1°未満と小さくなると、テーパ部のない従来と同様に圧縮成形された木質系材料を良好に取り出せなくなると共に、0.1°未満にテーパ面を成形する加工も困難である。このため、テーパ部254の傾斜角度は、0.1〜1.0°であることが望ましく、より望ましくは、0.2〜0.6°であることが望ましい。
As for the spread inclination angle of the taper surface of the
ペレット取出部30は、粉砕圧入部10のダイス20の細孔25を棒状に圧縮されて通過してくる木質系材料を最終形状であるペレットに成形し、ペレタイザー1の外部へと導出するように機能する部分である。ペレット取出部30は、回転カッター31と、回転底33と、ペレット排出皿35とを備えている。
The pellet take-out
回転カッター31は、中央部が垂直軸7に固定され、中央部から両側に伸びる二本の細板形状の刃部が、ダイス20の細孔25が形成されている領域の下方において延在している。回転カッター31は、その刃部の上端がダイス20の下面から所定の距離(例えば、2cm程度)離れたところに位置するように、垂直軸7に対して固定されている。
The
垂直軸7が回転すると、回転カッター31も一体となって回転し、ダイス20の細孔25から圧縮されて棒状(円柱状)となって下方に延びてくる木質系材料に刃部が当接する。この刃部との当接により、棒状の木質系材料が根元から折られ、所定の長さのペレットが形成される。切断されたペレットは、回転底33上に落下する。
When the
回転底33は、中心に垂直軸7を貫挿させるための貫通穴が形成された略円錐形状をしており、この貫通孔を貫通する垂直軸7に一体に固定されている。よって、垂直軸7の回転に伴って回転底33も垂直軸7の垂直回転軸周りに回転する。また、回転底33は、略円錐形状であるため、回転カッター31によって切断されて落下してきたペレットは、回転底33の周縁部へと回転底33の表斜面を転がり落ちる。
The rotating bottom 33 has a substantially conical shape in which a through hole for allowing the
ペレット排出皿35は、第二筐体5−3の側面に取付固定されており、筐体5内のペレットを外部へ排出するための通路として機能する。ペレット排出皿35の底板は、その一端が回転底33の周縁部よりも少し下の部分で第二筐体5−3に固定され、他端側が下方に位置するように斜めに設置されている。なお、第二筐体5−3のペレット排出皿35が設置されている部分には、略長方形状のペレット排出用の開口が形成されている。
The
軸支持部40は、駆動部50によって駆動される垂直軸7を回転自在に支持するように機能する部分であり、軸受を備えている。駆動部50は、垂直軸7を回転させるための駆動力を発生する部分であり、減速機を有するギアモーター51を備えている。ギアモーター51は、電力を供給されて作動することで、減速機に下端近傍を支持された垂直軸7を垂直回転軸周りに回転させる。
The
以上、本実施形態に係るペレタイザー1の構成について詳細に説明したが、続いて、ペレタイザー1によりペレットを製造する工程について説明する。まず、ペレタイザー1の蓋5−1を外し、木質系材料を粉砕圧入部10へ投入する。
As mentioned above, although the structure of the
続いて、粉砕圧入部10において、投入された木質系材料に対する粉砕圧入工程が行われる。具体的には、駆動部50を作動させ、垂直軸7を介して、圧入ローラー11を水平面において回転させることで、ダイス20上面に圧接された回転ローラー12,13をローラー回転軸周りに回転させる。
Subsequently, in the crushing press-fitting
これにより、回転ローラー12,13はダイス20に圧接しながらダイス20上を周回することになり、ダイス20上の木質系材料をローラー12,13とダイス20との間に挟んで粉砕しながら、細孔25がある場所では、上端入口から細孔25内に木質系材料を圧縮しながら押し込んでいく。細孔25内に押し込まれた木質系材料は、圧縮により摩擦熱も発生し、乾燥されながら細孔25内で棒状に強く固まり、細孔25の下端出口から下方に向けて棒状に露出する。
As a result, the rotating
続いて、ペレット取出工程においては、ペレット取出部30の回転カッター31の回転により、粉砕圧入部10の細孔25の出口から延びた棒状(円柱状)の木質系材料が切断されペレットが形成される。形成されたペレットは、回転底33上へと落下する。
Subsequently, in the pellet extracting step, the rod-shaped (columnar) woody material extending from the outlet of the
回転底33の回転に伴い、回転底33の周縁部上に載った状態で回転しているペレットは、ペレット排出皿35が設置されている箇所に来ると、筐体5外に飛び出し、ペレット排出皿35の底板斜面上を転がり落ちる。このペレットが転がり落ちる位置に回収ボックスを設置しておけば、ペレタイザー1によって製造されたペレットを回収することができる。
As the rotary bottom 33 rotates, the pellets rotating on the peripheral edge of the rotary bottom 33 jump out of the housing 5 when the
以上、本実施形態について詳細に説明したが、本実施形態によれば、ダイス20に形成された木質系材料を圧入する細孔25において、圧縮される木質系材料の出口である下方に向けて僅かに穴径が拡がるテーパ部254を設置したので、小型サイズのペレットを製造する場合でも、圧縮された木質系材料が細孔25内で詰まったり、黒く焦げたりすることなく、細孔25の下端側から棒状に圧縮した木質系材料を良好に排出することができる。
As mentioned above, although this embodiment was described in detail, according to this embodiment, in the
また、テーパ部254を設置することで、棒状に圧縮された木質系材料を細孔25から良好に排出することができるので、ペレットの製造が効率良くスムーズに行われ、製造速度を向上させることができる。
In addition, by installing the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、材料として木質系材料を用いているが、食品残渣、プラスチック等のその他の材料や、これらの混合材料を材料として用いることができるのは言うまでもない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, a wood-based material is used as a material, but it goes without saying that other materials such as food residues and plastics, or a mixed material thereof can be used as a material.
1 ペレタイザー
5 筐体
7 垂直軸
10 粉砕圧入部
11 圧入ローラー
12,13 回転ローラー
15 ローラー回転軸部材
16 ローラー回転軸
20 ダイス
21 軸穴
22 固定穴
23 切り欠き
25 細孔
251 径大部
252 ストレート部
254 テーパ部
30 ペレット取出部
31 回転カッター
33 回転底
35 ペレット排出皿
40 軸支持部
50 駆動部
51 ギアモーター
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ダイスに圧接しながら回転することで、材料を粉砕しながら前記ダイスの細孔に圧入する回転ローラーと、を備えるフラットダイ式のペレタイザーにおいて、
前記ダイスに形成された細孔は、材料を棒状に圧縮成形する圧縮成形部と、前記圧縮成形部の出口側に形成され、出口に向かって穴径が僅かに大きくなるテーパ部と、を備えることを特徴とするペレタイザー。 A die formed with a large number of pores for pellet molding;
In a flat die type pelletizer comprising: a rotating roller that presses into the pores of the die while crushing the material by rotating while pressing against the die,
The pores formed in the die include a compression molding portion that compresses the material into a rod shape, and a tapered portion that is formed on the outlet side of the compression molding portion and has a hole diameter slightly increased toward the outlet. A pelletizer characterized by that.
前記テーパ部は、前記ストレート部との接続部の穴径が前記ストレート部の穴径と同じであることを特徴とする請求項1又は2記載のペレタイザー。 The compression molding part comprises a straight part that defines the diameter of the pellet to be produced, and a large diameter part having a larger hole diameter than the hole diameter of the straight part formed at the inlet of the pore,
3. The pelletizer according to claim 1, wherein the tapered portion has a hole diameter of a connection portion with the straight portion that is the same as a hole diameter of the straight portion.
前記ダイスに形成された細孔は、材料を棒状に圧縮成形する圧縮成形部と、前記圧縮成形部の出口側に形成され、出口に向かって穴径が僅かに大きくなるテーパ部と、を備えることを特徴とするペレタイザー用ダイス。 In pelletizer dies that are installed and used in a flat die type pelletizer and have a large number of pores for pellet molding,
The pores formed in the die include a compression molding portion that compresses the material into a rod shape, and a tapered portion that is formed on the outlet side of the compression molding portion and has a hole diameter slightly increased toward the outlet. A die for a pelletizer.
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