JP2016093765A

JP2016093765A - 造粒機

Info

Publication number: JP2016093765A
Application number: JP2014230174A
Authority: JP
Inventors: 武篭谷; Takeshi Kagotani; 彰啓田村; Akihiro Tamura
Original assignee: Nikko Co Ltd; Nikko KK
Current assignee: Nikko Co Ltd; Nikko KK
Priority date: 2014-11-12
Filing date: 2014-11-12
Publication date: 2016-05-26
Anticipated expiration: 2034-11-12
Also published as: JP6332863B2

Abstract

【課題】造粒性能に優れ比較的短時間にて所望粒径の造粒物を得られる造粒機を提供する。【解決手段】回転自在かつ傾斜角度自在とした撹拌槽本体８内に、撹拌槽本体８とは逆方向に回転するチョッパ羽根２１を臨ませる。前記チョッパ羽根２１の回転軸１８下端部には、撹拌槽本体８の底面１５に向けて漸次近接するように傾斜させて取り付けた傾斜ブレード２０ａと、撹拌槽本体８の底面１５と平行にかつ回転方向前縁部が後縁部より高くなるように仰角を設けて取り付けた平行ブレード２０ｂとをそれぞれ放射状に複数備え、前記平行ブレード２０ｂではその仰角に沿わせて粉体材料を撹拌槽本体底面１５へ押し込む一方、傾斜ブレード２０ａでは撹拌槽本体底面１５との間隔の狭いブレード先端部にて粉体材料を押し付けつつ、間隔に広いブレード基端部にて粉体材料を転動させて造粒させる。【選択図】図２

Description

本発明は、各種の粉体材料をバインダである液体と撹拌転動させて造粒処理する造粒機に関する。

建築材料や土壌改良剤、飼料、肥料、農薬等の製造時、または焼却灰等の粉体状の廃棄物の処理時などにおいて、品質や性状の安定化やハンドリング性の向上などを目的として、上記各粉体材料に対してバインダである水などの液体を所定量添加した上で撹拌・混合して所望粒度に造粒処理する場合がある。

上記造粒処理にあたっては適宜の造粒機が採用されるが、例えば、回転自在としたパン型状の撹拌槽内に、複数のブレードを放射状に取り付けたチョッパ羽根を臨ませ、前記撹拌槽とチョッパ羽根とをそれぞれ所定方向へ回転させて撹拌槽内に供給した各種粉体材料を効率よく撹拌転動させて所望粒度に造粒処理可能とした、一般にパン型造粒機と呼ばれるものがある。

このような造粒機として、特許文献１（特開２０１３−１７９２３号公報）には、粉体の集合体を内部に収納して回転する回転容器と、この回転容器の内方で且つこの回転容器の中心軸線より偏心した位置にこの中心軸線と平行して配置され、前記回転容器の回転方向と同一方向または逆方向に回転するロータユニットとを備え、前記ロータユニットは前記回転容器の中心軸線と平行に配置されて回転駆動されるシャフトと、このシャフトの周囲に分散して放射状に取り付けられた複数の羽根とを有し、前記回転容器とロータユニットをそれぞれ回転させて、前記羽根が旋回運動することにより粉体原料を撹拌して混合、混練および造粒するミキサが記載されている。

特開２０１３−１７９２３号公報

しかしながら、上記従来装置でもそれなりに粉体材料を造粒処理できるが、この種の造粒機にあっては、より短時間にて所望の造粒物が得られる造粒性能に優れた造粒機が常に要望されている。

本発明は上記の点に鑑み、造粒性能に優れ比較的短時間にて所望粒径の造粒物を得られる造粒機を提供することを課題とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために、先ず、パン型造粒機の撹拌槽内の粉体材料の撹拌転動速度を高めれば造粒効率が向上して造粒時間を短縮できるのではないかと考え、前記撹拌槽内に投入した粉体に所定量の液体を供給し、撹拌槽とチョッパ羽根とをそれぞれ高速にて回転させて造粒試験を行ったが、予想に反して造粒効率を高められず、結局約４０分程度処理を続けても所望粒径の造粒物を得ることができなかった。一方、前記撹拌槽内で同様に撹拌混合した粉体材料を別途用意したバット上に採取し、該バットを手で左右に揺らしてバット上の粉体材料を転動させるように試みたところ、比較的短時間にて所望粒径の造粒物を得ることができた。

これらの結果から、撹拌槽とチョッパ羽根とを高速にて回転させると、それ相応に粉体材料と液体とを素速く均質化できて比較的短時間にて造粒に適した状態にはできるものの、その後は高速回転するチョッパ羽根が粉体材料を分散させて転動を妨げてしまい、その結果、造粒するきっかけが中々生じずに造粒時間を短縮することができなかったのではないかと考えた。そして、本発明者らは上記仮定に基づき、鋭意検討を重ね、例えば、前記チョッパ羽根のブレードの形状や取り付け方等を工夫することで、粉体材料の分散をできるだけ抑制しながら転動性能を高められれば効果的に造粒性能を向上できるのではないかとの考えに至り、本発明をなすに至ったものである。

即ち、上記課題を解決するために、本発明に係る請求項１記載の造粒機によれば、回転自在かつ傾斜角度自在のパン型状の撹拌槽内に、撹拌槽底面に対して垂直の回転軸の周囲に複数の撹拌用ブレードを備えたチョッパ羽根を臨ませ、前記撹拌槽とチョッパ羽根とをそれぞれ逆方向に回転させて撹拌槽に投入した粉体材料を撹拌転動させて造粒処理する造粒機において、前記チョッパ羽根の撹拌用ブレードの少なくとも一枚以上をブレード先端側が漸次撹拌槽底面に近接するように傾斜させて取り付ける一方、その他の撹拌用ブレードは撹拌槽底面と平行にかつ回転方向前縁部が後縁部より高くなるように仰角を設けて取り付け、この撹拌槽底面と平行に配した撹拌用ブレードではブレードに設けた仰角に沿わせて粉体材料を撹拌槽底面側に押し込む一方、傾斜配置した撹拌用ブレードでは撹拌槽底面との間隔が狭いブレード先端側にて粉体材料を撹拌槽底面に押し付けつつ、撹拌槽底面との間隔が広いブレード基端側にて粉体材料を転動させて造粒するように構成したことを特徴としている。

本発明に係る請求項１記載の造粒機によれば、チョッパ羽根の撹拌用ブレードの少なくとも一枚以上をブレード先端側が漸次撹拌槽底面に近接するように傾斜させて取り付ける一方、残りの撹拌用ブレードは撹拌槽底面と平行にかつ回転方向前縁部が後縁部より高くなるように仰角を設けて取り付け、この撹拌槽底面と平行に配した撹拌用ブレードではブレードに設けた仰角に沿わせて粉体材料を撹拌槽底面側に押し込む一方、傾斜配置した撹拌用ブレードでは撹拌槽底面との間隔が狭いブレード先端側にて粉体材料を撹拌槽底面に押し付けつつ、撹拌槽底面との間隔が広いブレード基端側にて粉体材料を転動させて造粒するように構成したので、撹拌槽内の粉体材料をあまり分散させることなく撹拌槽底面側に押し込むようにして効率よく転動させることができ、それによって造粒性能を効果的に高めることができる。

本発明に係る造粒機の一実施例を示す全体側面図である。図１の造粒機の撹拌槽内を示した断面図である。図１の造粒機の撹拌槽本体の一部省略した斜視図である。図１の造粒機の撹拌槽本体の一部省略した上面図である。

本発明に係る造粒機にあっては、回転自在かつ傾斜角度自在としたパン型状の撹拌槽を備え、該撹拌槽内に撹拌槽底面に対して垂直の回転軸を有したチョッパ羽根を臨ませ、該チョッパ羽根の回転軸周囲には放射状に複数の撹拌用ブレードを備えている。また、前記撹拌槽とチョッパ羽根とはそれぞれ逆方向に回転させるようにして粉体材料の撹拌性能を高めていると共に、前記チョッパ羽根には回転速度を切替可能とする可変速手段を備えている。さらに、前記チョッパ羽根の撹拌用ブレードのうち、少なくとも一枚以上のブレードをブレード先端側が漸次撹拌槽底面に近接するように傾斜させて取り付けている一方（傾斜ブレード）、その他の撹拌用ブレードは撹拌槽底面と平行にかつ回転方向前縁部が後縁部より高くなるように若干の仰角を設けて取り付けている（平行ブレード）。

そして、上記構成の造粒機にて、撹拌槽内に投入した粉体材料を撹拌転動させて造粒処理するときには、前記撹拌槽を所定の傾斜角にて固定し、所定量の粉体材料とバインダである液体とを投入して撹拌槽を所定速度にて回転させつつ、チョッパ羽根をそれとは反対方向へかつ高速にて回転させる。このとき、前記撹拌槽内の粉体材料は、撹拌槽の回転に伴い、傾斜した撹拌槽底面に沿ってせり上がりと転動とを繰り返しつつ、反対方向へ高速回転するチョッパ羽根にて弾き飛ばされるように激しく分散させられ、その結果、粉体材料と液体とは効率よく撹拌混合されて造粒に適した均質化された状態に調整されていく。

次いで、粉体材料がこのように造粒に適した状態になれば、チョッパ羽根の回転速度を低速に切り替え、粉体材料の分散を抑えてチョッパ羽根周辺に比較的留まりやすいようにする。このとき、前記チョッパ羽根の平行ブレードではそのブレードに設けた仰角に沿わせて周辺の粉体材料を撹拌槽底面側に押し込む一方、傾斜ブレードでは撹拌槽底面との間隔が狭いブレード先端側にて粉体材料を撹拌槽底面に強く押し付けるようにして造粒のきっかけを生じさせつつ、撹拌槽底面との間隔が若干広いブレード基端側にて転動を促進させて前記造粒物を成長させ、粉体材料をあまり分散させることなく撹拌槽底面側に押し込むようにして効果的に繰り返し転動させて造粒させることができ、比較的短時間にて所望粒径の造粒物を得ることができる。なお、前記傾斜ブレードの採用によって、ブレード先端側で生じた比較的小粒の造粒物が成長に伴って粒径がある程度大きくなった場合でも、撹拌槽底面との間隔の広いブレード基端側に逃がすようにしながら転動させることができ、造粒物をできるだけ壊すことなく好適に所望粒径に造粒させることができる。

また、好ましくは、撹拌槽内に臨ませるチョッパ羽根の配置を、撹拌槽中心部から撹拌槽の回転に伴って粉体材料がせり上がってくる側の側方に偏心させて配置すると、傾斜した撹拌槽の下位側に滞留しやすい粉体材料を効率よく掻き上げて撹拌することができると共に、粉体材料とチョッパ羽根の各ブレードとの接触機会を増やせて粉体材料をより効果的に撹拌・転動させることが可能となり、造粒性能の向上がより期待できるものとなる。

このように、本発明の造粒機によれば、チョッパ羽根のブレードを、仰角を設けて取り付けた平行ブレードと、先端側に向けて漸次撹拌槽底面側に近接するように取り付けた傾斜ブレードとしたので、粉体材料をあまり分散させずに撹拌槽底面側に押さえ込みながら効果的に繰り返し転動させて造粒することができ、造粒性能に優れた好適なものとなる。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

図中の１は、例えば、建築材料や土壌改良剤、飼料、肥料、農薬、焼却灰などの各種粉体材料に、バインダとして所定量の水などの液体を添加して所定時間撹拌転動して所望粒度に造粒処理する造粒機であって、搬送用のキャスター２を備えた架台３上に撹拌槽４を搭載し、該撹拌槽４底部の中心部を挟んで対向する位置の一方には軸支部５を、他方には伸縮シリンダ６を備えて、該伸縮シリンダ６の昇降動作に応じて架台３上の撹拌槽４の傾斜角度を、例えば０〜６０度程度の範囲で変更自在としている。

前記撹拌槽４は、内部にベアリング７を備えて回転自在としたパン型状の撹拌槽本体８を内蔵した二重構造としており、前記撹拌槽本体８の側面外周には回転用ギア９を外嵌し、撹拌槽４側部に備えた撹拌槽用駆動モータ１０により所定方向へと回転駆動するようにしている。また、撹拌槽４の上面部には、内蔵する撹拌槽本体８の上部開口部に臨ませるように開口させた投入口１１を備えている一方、撹拌槽４の底部には、内蔵する撹拌槽本体８の底部中心付近に備えた排出口１２を開閉する排出ゲート１３を備えている。

前記撹拌槽本体８は、図３及び図４に示すように、撹拌槽本体８内の傾斜上位側（図中上側）に、撹拌槽４の上面部から回転自在なスクレパー操作軸１４を垂下させ、該スクレパー操作軸１４の下端部には撹拌槽本体８の底面１５に付着する粉体材料を掻き取り可能なように横長の板状のスクレパー１６を固着している一方、該スクレパー１６よりも撹拌槽本体８の回転方向上流側には、撹拌槽本体８の側壁面に付着する粉体材料を掻き取り可能なように縦長の板状のサイドスクレパー１７を備えている。なお、前記スクレパー１６を、図中の二点鎖線にて示される位置に回動させることで、撹拌槽本体８内の造粒物を排出口１２に案内して速やかに排出可能としている。

また、撹拌槽本体８の中心部から、撹拌槽本体８の回転に伴って粉体材料がせり上がってくる側（図中右側）に偏心した位置に、撹拌槽本体８の底面１５に対して垂直に、かつ撹拌槽本体８と逆方向へ回転する回転軸１８を垂下させ、該回転軸１８の上端部には可変速手段であるインバータを具備した駆動用モータ１９を備えている一方、下端部には粉体材料を撹拌転動させる複数の平行ブレード２０ａと傾斜ブレード２０ｂとをそれぞれ放射状に固着してなるチョッパ羽根２１を備えている。なお、図面からも分かるように、チョッパ羽根２１の各ブレード２０ａ、２０ｂ先端部の周回軌跡が撹拌槽本体８の側壁面と近接するように配置しており、撹拌槽本体８内の粉体材料をムラ無く撹拌可能なように配慮している。前記チョッパ羽根２１の傾斜ブレード２０ａは、図に示すように、ブレード先端側が漸次撹拌槽本体８の底面１５に近接するように、例えば１０〜３０度程度傾斜させて取り付けている一方、平行ブレード２０ｂは撹拌槽本体８の底面１５と平行にかつ回転方向前縁部が後縁部より高くなるように若干の仰角を設けて取り付けている。

そして、上記構成の造粒機１にて、粉体材料を撹拌転動して造粒処理するときには、撹拌槽本体８内に所定量の粉体材料及びバインダの液体を投入後、撹拌槽本体８を所定速度で回転させる一方、チョッパ羽根２１を撹拌槽本体８とは逆方向へかつ比較的高速にて回転させる。このとき、撹拌槽本体８内の粉体材料は、反対方向へ高速にて回転するチョッパ羽根２１によって、弾き飛ばされるように激しく分散させられ、比較的短時間にて均質に撹拌混合されて造粒に適した状態に調整されていく。

次いで、粉体材料が上記のように造粒に適した状態となれば、チョッパ羽根２１の回転速度を低速に落とし、粉体材料の分散を抑えてチョッパ羽根２１周辺に比較的留まりやすい状態にする。このとき、チョッパ羽根２１の平行ブレード２０ｂではそのブレードに設けた仰角に沿わせて粉体材料を撹拌槽本体８の底面１５側に押し込む一方、傾斜ブレード２０ａでは前記平行ブレード２０ｂによって押し込まれた粉体材料を撹拌槽本体底面１５との隙間が狭いブレード先端側にて撹拌槽本体底面１５に強く押し付けて小粒の造粒物を生じさせつつ、撹拌槽本体底面１５との隙間が広いブレード基端側にて前記造粒物を壊すことなく転動させて徐々に所望粒径に成長させていく。

なお、前記スクレパー１６を、図中の二点鎖線にて示すように、撹拌槽本体８内の粉体材料の流動を遮るような位置で固定させてやれば、粉体材料の流動範囲をチョッパ羽根２１の傾斜ブレード２０ａ及び平行ブレード２０ｂの回転半径付近により一層限定することができ、それによって粉体材料と各ブレード２０ａ、２０ｂとの接触機会を増やせ、粉体材料をより効果的に撹拌・転動させることが可能となり、造粒性能の向上がさらに期待できるものとなる。

また、前記傾斜ブレード２０ａ及び平行ブレード２０ｂの取り付け間隔、枚数、取付角度、及び傾斜ブレード２０ａ先端部と撹拌槽本体底面１５との隙間間隔などは、造粒処理する粉体材料の種類や性状、または所望する粒径等に応じて最適な造粒処理が可能なように適宜決定すると良い。さらに、チョッパ羽根２１の高速回転と低速回転のそれぞれの回転速度や、回転時間等も上記各種条件等に応じて適宜調整すれば良い。なお、チョッパ羽根２１を低速回転させる時間に応じて造粒物の粒径をある程度調節することができ、例えば造粒物の粒径を大きくしたい場合には、チョッパ羽根２１を低速回転させる時間を延ばして造粒物を長く転動・成長させるようにすると良い。

このように、本発明の造粒機１によれば、撹拌槽本体８内に投入した粉体材料をあまり分散させることなく撹拌槽本体底面１５側に押さえ込みながら効果的に転動・成長させることができ、比較的短時間にて所望粒径の造粒物を得ることが可能となる。

本発明者らは、上記構成の造粒機１を用いて、粉体材料である炭酸カルシウムに対し、バインダとして１２％程度の水を添加したものを傾斜角度を３０度程度に調整した撹拌槽本体８（容量：６０リットル）に供給し、該撹拌槽本体８を３５回転／分で回転させつつ、チョッパ羽根２１をそれとは逆方向へ１２００回転／分で５分程度高速回転させて撹拌混合処理した後、次いで１４０回転／分で同じく５分程度低速回転させて造粒処理したところ、粒径１５ｍｍ程度以下の造粒物を得ることができた。

１…造粒機４…撹拌槽
８…撹拌槽本体１１…投入口
１２…排出口１５…底面（撹拌槽本体）
１８…回転軸１９…駆動用モータ
２０ａ…傾斜ブレード（撹拌用ブレード）
２０ｂ…平行ブレード（撹拌用ブレード）
２１…チョッパ羽根

Claims

回転自在かつ傾斜角度自在のパン型状の撹拌槽内に、撹拌槽底面に対して垂直の回転軸の周囲に複数の撹拌用ブレードを備えたチョッパ羽根を臨ませ、前記撹拌槽とチョッパ羽根とをそれぞれ逆方向に回転させて撹拌槽に投入した粉体材料を撹拌転動させて造粒処理する造粒機において、前記チョッパ羽根の撹拌用ブレードの少なくとも一枚以上をブレード先端側が漸次撹拌槽底面に近接するように傾斜させて取り付ける一方、その他の撹拌用ブレードは撹拌槽底面と平行にかつ回転方向前縁部が後縁部より高くなるように仰角を設けて取り付け、この撹拌槽底面と平行に配した撹拌用ブレードではブレードに設けた仰角に沿わせて粉体材料を撹拌槽底面側に押し込む一方、傾斜配置した撹拌用ブレードでは撹拌槽底面との間隔が狭いブレード先端側にて粉体材料を撹拌槽底面に押し付けつつ、撹拌槽底面との間隔が広いブレード基端側にて粉体材料を転動させて造粒するように構成したことを特徴とする造粒機。