JP2024021011A - 造粒システム - Google Patents

Abstract

【課題】駆動手段の過負荷を防止しながら安定的にペレット化を行うことができる造粒システムを提供する。【解決手段】本造粒システム１００は、ペレットの造粒システムであって、モータ５の駆動によって粉粒状原料をペレットに成形する造粒装置１と、造粒装置１へ粉粒状原料を所定の供給速度で供給する供給装置５１（原料投入装置５２、原料搬送ベルト５３、ふるい装置５４、投入ベルト５５を含む）とを備え、モータ５にかかる負荷の大きさに基づいて、供給装置５１の供給速度を制御する制御部６１を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、堆肥などの粉粒状原料をペレットに成形する造粒システムに関する。

従来、木材や、食品、医薬品、堆肥などの様々な分野において、粉粒状原料をペレットに成形することが行われている。一般にペレットにすることで、取り扱い性や運搬性などに優れる。

粉粒状原料をペレットに成形する造粒装置として、例えば押出式の造粒装置が知られている。押出式の造粒装置は、主に、多数の貫通孔が形成された円筒部材と、円筒部材内において回転可能に設けられた押出部材とを備える。貫通孔は円筒内側から外側に向かって貫通し、一般に円筒形状に形成されている。粉粒状原料を円筒部材内に投入した後、押出部材を回転させることで、貫通孔から粉粒状原料が押し出される。粉粒状原料は貫通孔を通過する際に圧力を受けて固化し、ペレットに成形される。押出式の造粒装置では、一般に、押出治具としてローラや押出し羽根などが用いられる。

例えば、特許文献１には、押出治具にローラを採用した堆肥の造粒装置が記載されている。堆肥は粉状で使用すると風の影響を受けやすく、均等に散布されにくいことから、ペレットにすることで散布しやすくなるという利点がある。また、ペレットの場合には、散布された堆肥が雨などで一気に流出せず、徐々に土壌に染み込むことから土壌にとっても好ましいとされている。

特開２００７－１３７７３１号公報

ところで、粉粒状原料をペレットに成形する造粒システムは、主に、造粒装置と、該造粒装置へ粉粒状原料を供給する供給装置と、造粒装置によって成形されたペレットを搬出する搬出装置とを有している。このような造粒システムでは、粉粒状原料がコンベアなどによって所定の供給速度で造粒装置に供給され、成形されたペレットが造粒装置から排出されて搬送されるシステムになっている。

ここで、粉粒状原料はその含水率などによって、押出部材などが回転する際の抵抗が異なってくる。例えば、粉粒状原料の含水率が低い場合、高い場合に比べて回転時の抵抗が高くなる傾向がある。そのため、粉粒状原料の含水率などによって造粒装置のモータ（駆動手段）にかかる負荷が異なり、その結果、モータが過負荷となる場合がある。従来の造粒システムでは、例えば、モータの過負荷をサーマルスイッチで管理している。すなわち、モータの温度が過度に上昇すると、電磁接触器を動作させて電気回路を遮断することで、モータの焼き付きを防止している。しかしながら、サーマルスイッチが働いた場合には、モータの過負荷を解消するべく、造粒装置の構成（例えば押出部材の位置など）を調整する必要があり、作業効率の低下を招くおそれがあった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、駆動手段の過負荷を防止しながら安定的にペレット化を行うことができる造粒システムを提供することを目的とする。

本発明の造粒システムは、ペレットの造粒システムであって、駆動手段の駆動によって粉粒状原料をペレットに成形する造粒装置と、該造粒装置へ粉粒状原料を所定の供給速度で供給する供給装置とを備え、上記造粒システムは、上記駆動手段にかかる負荷の大きさに基づいて、上記供給装置の供給速度を制御する制御部を有することを特徴とする。

上記供給装置は、被処理物をふるい分けして所定の排出速度で排出するふるい装置と、該ふるい装置へ被処理物を搬送する第１の搬送手段と、上記ふるい装置でふるい分けされた処理物を粉粒状原料として上記造粒装置へ搬送する第２の搬送手段とを有し、上記制御部は、上記供給装置の供給速度として、上記第２の搬送手段の搬送速度を制御することを特徴とする。

上記制御部は、上記第２の搬送手段の搬送速度の制御と連動して、上記第１の搬送手段の搬送速度および上記ふるい装置の排出速度も制御することを特徴とする。

上記制御部は、上記駆動手段にかかる負荷の大きさが第１の閾値を超えた場合に上記供給装置の供給速度を低下させ、上記駆動手段にかかる負荷の大きさが第２の閾値（上記第１の閾値よりも大きい）を超えた場合に上記供給装置による粉粒状原料の供給を停止させることを特徴とする。

上記制御部は、上記駆動手段にかかる負荷として上記駆動手段に流れる電流値に基づいて上記供給装置の供給速度を制御することを特徴とする。

上記造粒装置は、多数の貫通孔が形成された円筒部材と、上記駆動手段の駆動によって回転する回転軸と、上記回転軸に連結され、上記円筒部材内において回転可能に設けられた押出部材と、上記円筒部材の外側を回転し、上記貫通孔から押し出された上記粉粒状原料を切断するカッター部を１つ以上有する切断部材とを備え、上記駆動手段は、上記造粒装置において単一の駆動手段であり、上記押出部材を回転させるとともに上記切断部材を回転させることを特徴とする。

上記造粒装置の造粒部の蓋部材には、粉粒状原料の投入口が形成されており、上記蓋部材の一部は、粉粒状原料を投入しながら上記造粒部の内部を視認可能なように開閉自在に構成されていることを特徴とする。

本発明の造粒システムは、駆動手段の駆動によって粉粒状原料をペレットに成形する造粒装置と、該造粒装置へ粉粒状原料を所定の供給速度で供給する供給装置とを備え、上記造粒システムは、駆動手段にかかる負荷の大きさに基づいて、供給装置の供給速度を制御する制御部を有するので、例えば、駆動手段にかかる負荷が大きい場合に粉粒状原料の供給速度を低下させることができ、造粒装置の駆動手段が過負荷になることを防ぐことができる。これにより、本発明の造粒システムは、駆動手段の過負荷を防止しながら安定的にペレット化を行うことができる。

造粒システムにおいて、ふるい分けしたものを粉粒状原料として造粒装置へ直接供給するシステムが採用されている。このような構成において、制御部は、第２の搬送手段の搬送速度の制御と連動して、第１の搬送手段の搬送速度およびふるい装置の排出速度も制御するので、造粒装置への粉粒状原料の供給速度を制御できるとともに、供給装置内における原料の局所的な偏りの発生を抑制でき、粉粒状原料の安定的な供給に繋がる。

上記造粒装置は、円筒部材内において回転する押出部材を用いた押出式の造粒装置であり、貫通孔から押し出された粉粒状原料を切断するカッター部を１つ以上有する切断部材を備え、駆動手段は、造粒装置において単一の駆動手段であり、押出部材を回転させるとともに切断部材を回転させるので、駆動手段にかかる負荷の大きさをより把握しやすくなる。その結果、負荷の大きさに基づく供給速度の制御がより正確に実行しやすくなる。また、切断部材を回転させる駆動手段が別途必要にならず、造粒装置の省スペース化および低コスト化も図ることができる。

造粒装置の造粒部の蓋部材には、粉粒状原料の投入口が形成されており、蓋部材の一部は、粉粒状原料を投入しながら造粒部の内部を視認可能なように開閉自在に構成されているので、例えば、駆動手段にかかる負荷が大きくなった場合に、造粒を継続しながら造粒部内の状態を確認できる。また、蓋部材自体を取り外さなくても造粒部内のメンテナンスなどを行うことができ、作業効率を向上させることができる。

本発明の造粒システムの一例の概略図である。 本発明の造粒システムにおける造粒装置の一例の斜視図である。 図２の造粒装置の概略断面図である。 図２の造粒装置の平面図である。 切断部材の側面図である。 本発明の造粒システムにおける制御部および各装置を示す構成図である。 制御部による供給速度の制御の一例を示すタイミングチャートである。 隙間距離を調整する調整機構を説明するための図である。 本発明の造粒装置における蓋部材の平面図である。 本発明の造粒装置における蓋部材の断面図である。

本発明の造粒システムの一例を図１に基づいて説明する。図１は造粒システムの概略平面図を示す。図１に示す造粒システム１００は、堆肥などの粉粒状原料をペレットに造粒するペレットの造粒システムである。造粒システム１００は、基本構成として、粉粒状原料をペレットに成形する造粒装置１と、造粒装置１へ粉粒状原料を所定の供給速度で供給する供給装置５１と、造粒装置１によって成形されたペレットを搬出する搬出装置７１とを備える。造粒システム１００において、粉粒状原料は供給装置５１から自動で造粒装置１に供給され、かつ、ペレットは造粒装置１から排出されて搬出装置７１によって連続的に搬出される。

図１において、供給装置５１は、原料投入装置５２と、原料投入装置５２に投入された原料（ふるい前の粉粒状原料）をふるい装置５４へ搬送する原料搬送ベルト５３と、ふるい装置５４と、ふるい装置５４でふるい分けされた処理物（粉粒状原料）を造粒装置１へ搬送する投入ベルト５５とを有する。原料搬送ベルト５３が本発明の「第１の搬送装置」に相当し、投入ベルト５５が本発明の「第２の搬送装置」に相当する。

原料投入装置５２に投入された原料は、原料搬送ベルト５３によってふるい装置５４に搬送され、該装置にてふるい分けされる。図１においてふるい装置５４は、回転ふるい装置である。該装置は、例えば、内部に被処理物を導入する円筒形状などの回転ふるいを備え、回転ふるいをモータなどの駆動手段で回転させることにより内部に導入された被処理物を回転ふるいの目から外側に落下させてふるい分けする装置である。回転ふるい装置では、例えば、移送手段としてのスクリューコンベアが取り付けられており、スクリューコンベアの回転によって装置導入口から装置排出口へ被処理物が移送される。なお、ふるい装置５４は、被処理物をふるい分けできる装置であればよく、回転ふるい装置に限定されない。ふるい分けされた処理物（ふるいの目を通過せずに内部に残留し装置排出口から排出されたもの）は粉粒状原料として、投入ベルト５５によって造粒装置１へ搬送される。

造粒装置１は、粉粒状原料をペレットに造粒する造粒部３と、造粒部３を駆動させるモータ５（駆動手段）とを有する。モータ５は、例えば、インバータ制御される交流モータである。造粒部３の上部には、粉粒状原料の投入口３ｃが形成されており、投入ベルト５５の端部から投入口３ｃに投入される。

次に、造粒装置１の詳細構成について、図２～図４を用いて説明する。図２は造粒装置の一例を示す全体斜視図である。図２に示す造粒装置は、押出式の造粒装置である。図２に示すように、造粒装置１は、土台となるベース２と、ベース２上に設置される造粒部３と、造粒部３から斜め下方に傾斜したシュート４と、造粒部３を駆動させるモータ５とを有する。モータ５の下方には、プーリカバー２０が設けられている。造粒部３は略円柱形状であり、外側面が円筒状のカバー３ａで覆われており、カバー３ａの上に蓋部材３ｂが設置されている。蓋部材３ｂの上部には粉粒状原料の投入口３ｃが形成されている。なお、後述するように、蓋部材３ｂに吸引口が設けられてもよい。造粒部３で造粒されたペレットはシュート４から取り出される。取り出されたペレットは、搬出装置（例えば搬出コンベヤなど）によって搬出される。

図３および図４を用いて造粒装置を詳細に説明する。図３は造粒部のカバーおよび蓋部材を取り除いた状態の造粒装置の概略断面図であり、図４はその状態の造粒部の平面図である。図３に示すように、造粒部３は、主に、円筒部材６と、回転軸１１と、回転軸１１に連結され、円筒部材内において回転可能に設けられた押出部材２１と、押出部材２１と一体に回転する切断部材３１とを備える。モータ５は、造粒装置１において単一の駆動手段であり、押出部材２１を回転させるとともに切断部材３１を回転させる。単一の駆動手段とすることで、後述する制御部による制御において、モータ５にかかる負荷の大きさがより把握しやすくなる。なお、押出部材２１と切断部材３１の位置関係（図４参照）から、図３では切断部材３１を省略しており、回転した場合のカッター部の位置を点線で示している。

図３において、円筒部材６は、ダイス７と、ダイス７の上部に取り付けられた側壁部材９とを有する。また、ダイス７は、造粒部３の底部を構成するダイスホルダー１０に対して着脱可能に取り付けられている。円筒部材６およびダイスホルダー１０で囲われた有底円筒状の空間内に、押出部材２１が収容される。ダイス７には、円筒内外を貫通する多数の貫通孔８が全周にわたって形成されている。押出部材２１の回転によって、粉粒状原料を貫通孔８から外側へ押し出すことでペレットに成形される。なお、円筒部材６は、ダイスと側壁部材とが一体に形成された一部材で構成されていてもよい。その場合、円筒部材の下部に貫通孔が設けられる。

回転軸１１は、モータ５の回転力が動力伝達機構１２を介して伝わることで回転する。動力伝達機構１２は、駆動軸１３の基端に連結された小プーリ１４と、大プーリ１５と、小プーリ１４および大プーリ１５に架け渡されたベルト１６と、小歯車１７と、大プーリ１５および小歯車１７が連結されたギアシャフト１８と、小歯車１７に噛み合う大歯車１９とを有する。大歯車１９は回転軸１１の基端に連結されており、モータ５の回転力が各プーリおよび各ギアによって回転軸１１に伝達される。回転軸１１は、鉛直方向に沿って配置され、ダイスホルダー内において軸受によって回転可能に支持されている。

図３および図４に示すように、押出部材２１は、２つの加圧ローラ２２、２２を有しており、これらが回転軸１１を中心に回転対称に配置されている。具体的には、押出部材２１は平面視略矩形の支持板２３を有し、この支持板２３が連結具２４によって回転軸１１の先端に連結されている。支持板２３が延びる両側には軸孔がそれぞれ設けられており、各軸孔に軸部材２５が挿入されている。軸部材２５は、加圧ローラ２２を支持するローラ軸２５ａと支持板２３の軸孔に挿入される偏心軸２５ｂとを有する。なお、偏心軸２５ｂは、ローラ軸２５ａと一体に形成され、ローラ軸２５ａに対して偏心しているが、この構成に基づく調整機構については後述する。

加圧ローラ２２は、軸受２６によって、軸部材２５に対して回転可能に支持されている。加圧ローラ２２は、回転軸１１の回転に伴い回転軸線Ｐ回りに公転するとともに、ローラ軸線Ｑ回りに自転する。また、加圧ローラ２２の外周面には軸方向に沿って複数の溝（図示省略）が形成されており、粉粒状原料の動きにつられて自転しやすくなっている。なお、図３および図４では、加圧ローラが２つ設けられているが、加圧ローラの数は１つでも、３つ以上でもよい。また、加圧ローラを複数設ける場合、隣り合うローラ間の角度間隔を等間隔（図３および図４は１８０°間隔）にすることが好ましい。

加圧ローラ２２は、ダイス７の内周面からそれぞれ所定の隙間（例えば１ｍｍ）をもって配置される。円筒部材内に投入された粉粒状原料は、押出部材２１の回転によって加圧ローラ２２とダイス７の隙間へ送り込まれる。送り込まれた粉粒状原料は、加圧ローラ２２の回転によってダイス７の貫通孔８の中に押し込まれ、圧力を受けて固化する。そして、固化した粉粒状原料が貫通孔８からダイス７の外側に押し出される。このように、加圧ローラ２２は粉粒状原料を外側に押し出す押出治具として機能する。なお、図３および図４では、押出治具としてローラを用いたが、ローラに代えて押出し羽根を用いてもよい。

貫通孔を介して押し出された棒状の粉粒状原料は、円筒部材の外側を回転するカッター部によって切断される。このカッター部を有する切断部材について、図５を用いて説明する。図５は、切断部材の側面図である。

図５において、切断部材３１は、中心線に対して線対称に形成されており、カッター部３５を２つ有している。切断部材３１は、平面視略矩形の支持板３２が中心に配置され、連結具３３によって押出部材に連結される。なお、切断部材３１を直接回転軸に連結させてもよい。支持板３２の両端には、略コの字状の連結板３４の一端部がそれぞれ連結される。連結板３４は、上述の側壁部材に干渉しないように、該側壁部材を乗り越える形状になっている。連結板３４の他端部には、連結具３６によってカッター部３５が連結されている。カッター部３５は、鉛直下向きに延びるように取り付けられている。

カッター部３５は、所定厚みを有する金属製のプレートからなる。カッター部３５は、連結具３６によって連結される上部３５ａよりも、ダイスの外周面に対向する下部３５ｂ（カット面３５ｃを含む）の方が、回転中心から見た径方向幅が幅広に形成されている。ダイスの外周面に対向するカット面３５ｃは、ダイスの外周面との距離が一定間隔になるように配置される。また、カッター部３５の径方向外寄りには補強用のリブ３７が鉛直方向に沿って設けられている。リブ３７は、例えばカッター部３５の両側面に対して直立するように設けられる。図５に示すように、カッター部３５は上部のみで固定され、下部が自由端になっていることから、リブ３７を設けることでカッター部３５の変形などが抑制される。

また、カッター部３５の下端面は、内径側が凹んだ段差面３５ｄになっている。図３に示すように、カットされたペレットが落ちるダイス７の外側に位置する回収部（ダイスホルダー１０の一部上面）には連結具が突出している。そのため、カッター部３５の下端面に段差面３５ｄを設けることで、このような連結具との干渉を防ぐことができる。一方、下端面の外径側は、回収部にできるだけ近接させることで、カットされたペレットを掻き集めやすくできる。

ここで、切断部材の設置について図４を用いて説明する。図４に示すように、切断部材３１は、連結具３３によって支持板３２を介して押出部材２１の支持板２３に連結される。切断部材３１は、その中心が回転軸線Ｐと一致するように連結される。この場合、図４に示すように、カッター部３５、３５が加圧ローラ２２、２２と異なる位相で回転するように固定することが好ましい。図４では、カッター部３５、３５と加圧ローラ２２、２２との位相が９０°ずつずれて配置されている。つまり、各カッター部と各加圧ローラは径方向で異なる位置に固定されている。この構成では、加圧ローラ２２、２２で押し出された粉粒状原料が、直後に回転してくるカッター部３５、３５によって切断される。カッター部３５と加圧ローラ２２の位相をずらし、粉粒状原料の押し出し後、速やかにカットする構成にすることでペレットの形状を均一化しやすくなる。カットされたペレットは、シュート４から取り出される。

図１に示すように、造粒システム１００は、造粒装置１への供給から搬出までが自動化されたシステムである。このような構成において、造粒装置１へ粉粒状原料を搬送する搬送速度Ｖ_３は、造粒装置１に過不足なく粉粒状原料が供給されるように設定されている。例えば図１のような構成の場合、造粒装置１の処理能力などに応じて、原料搬送ベルト５３の搬送速度Ｖ_１、ふるい装置５４の排出速度Ｖ_２、および投入ベルト５５の搬送速度Ｖ_３が設定されている。また、造粒装置１はインバータ制御されたモータ５によって任意の回転速度に設定される。

このように、造粒システムでは各種装置の動作速度が設定された構成になっている。一方で、造粒装置に供給される粉粒状原料の含水率や性状などは一様でなく、それに起因して造粒装置のモータにかかる負荷が異なることから、モータが過負荷となる場合がある。

これに対して、本発明の造粒システム１００は、モータ５にかかる負荷の大きさに基づいて、供給装置５１の供給速度を制御する制御部６１を有する。制御部６１の動作について図６および図７を用いて説明する。

図６において、制御部６１は、モータ５にかかる負荷の大きさを検出する負荷検出部５ａと、原料搬送ベルト５３の駆動部５３ａと、ふるい装置５４の駆動部５４ａと、投入ベルト５５の駆動部５５ａとにそれぞれ通信可能に接続されている。

制御部６１は、供給装置５１の供給速度を制御する装置であり、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。図６において、制御部６１は、少なくとも投入ベルト５５の駆動部５５ａに駆動指示を伝達することにより投入ベルト５５の搬送速度Ｖ_３を制御する。本発明において、モータ５にかかる負荷を示す指標は、特に限定されないが、例えば、モータ５に流れる電流値を用いることができる。例えば、モータ５が交流モータの場合、交流電流の瞬時値を用いることができ、直流モータの場合、直流電流値を用いることができる。

なお、以下では、モータにかかる負荷として電流値を用いた場合について説明する。この場合、負荷検出部５ａは電流センサであり、検出される電流値が大きいほど負荷が大きく、検出される電流値が小さいほど負荷が小さいことになる。

図６において、制御部６１は、電流センサによって検出された電流値Ａに基づいて、供給装置５１の供給速度として、投入ベルト５５の搬送速度Ｖ_３を制御する。この場合、造粒装置１へ供給される粉粒状原料の投入ベルト５５上の単位面積当たりの量は、略一定である。制御として、具体的には、取得された電流値Ａが第１閾値Ｔｈ_１以下の場合に搬送速度Ｖ_３を所定の速度で維持し、取得された電流値Ａが第１閾値Ｔｈ_１を超えた場合に、搬送速度Ｖ_３を所定の速度よりも低い速度に設定する。所定の速度よりも低い速度は、固定値であってもよく、電流値Ａに応じて変化する変動値であってもよい。例えば、固定値の場合、変更前である所定の速度の０．２倍～０．８倍の速度とする。また、変動値の場合、例えば、電流値Ａが大きくなるほど速度が低くなるように設定する。なお、詳細な制御の一例については図７で述べる。

上記のように、電流値Ａが第１閾値を超えた場合（モータの負荷が所定値を超えた場合）に粉粒状原料の供給速度を低く抑えることで、負荷が増大している造粒装置に対して、粉粒状原料が過剰に供給されることを防止できる。

さらに、取得された電流値Ａが第２閾値Ｔｈ_２（Ｔｈ_１＜Ｔｈ_２）を超えた場合に、搬送速度Ｖ_３をゼロにする、つまり粉粒状原料の供給を停止するようにしてもよい。これにより、モータ５にかかる負荷をより低下させやすくなる。また、供給の停止後において、モータ５にかかる負荷が低下して電流値Ａが第２閾値以下となった場合に、投入ベルト５５の搬送を再開させて粉粒状原料の供給を開始するようにしてもよい。なお、再開のための閾値はＴｈ_２に限らず、Ｔｈ_２よりも更に小さい値（例えばＴｈ_１）に設定してもよい。

制御部６１における投入ベルト５５の搬送速度Ｖ_３の制御の方法は、上記方法に限らない。例えば、閾値Ｔｈ_１およびＴｈ_２以外にも、他の閾値を設定して、段階的に投入ベルト５５の搬送速度Ｖ_３を低下させるようにしてもよい。なお、Ｔｈ_１、Ｔｈ_２などの閾値は、モータの仕様などによって適宜設定されるが、サーマルスイッチが働くような過負荷の状態の電流値よりも小さい値に設定されることが好ましい。

図６において、制御部６１は、投入ベルト５５の搬送速度Ｖ_３を制御するとともに、原料搬送ベルト５３の搬送速度Ｖ_１およびふるい装置５４の排出速度Ｖ_２も制御することが好ましい。この場合、制御部６１は、原料搬送ベルト５３の駆動部５３ａに駆動指示を伝達することにより原料搬送ベルト５３の搬送速度Ｖ_１を制御し、ふるい装置５４の駆動部５４ａ（例えば移送手段）に駆動指示を伝達することによりふるい装置５４の排出速度Ｖ_２を制御する。ふるい装置５４の排出速度Ｖ_２は、該装置から処理物が排出される速度であり、例えば、移送手段の移送速度などを制御することで調整できる。

具体的には、制御部６１は、搬送速度Ｖ_３を低下（もしくは停止）させるのに連動して、原料搬送ベルト５３の搬送速度Ｖ_１およびふるい装置５４の排出速度Ｖ_２を低下（もしくは停止）させることが好ましい。投入ベルト５５の搬送速度Ｖ_３に加えて、供給装置５１の他の駆動手段（原料搬送ベルト５３およびふるい装置５４）も併せて制御することで、供給装置内で局所的に原料が滞留することを防止でき、粉粒状原料の供給バランスを良好に維持することができる。なお、原料搬送ベルト５３の搬送速度Ｖ_１およびふるい装置５４の排出速度Ｖ_２を低下させる態様や停止させる態様は、投入ベルト５５で述べたような各態様を適宜採用できる。

図７は、制御部による供給速度の制御の一例を示すタイミングチャートである。供給装置内の各駆動手段の搬送速度Ｖ_１、排出速度Ｖ_２、搬送速度Ｖ_３、造粒装置のモータの電流値Ａの時間推移を示している。

図７に示すように、モータの電流値Ａが閾値Ｔｈ_１以下の場合には、搬送速度Ｖ_１がＶ_Ａ、排出速度Ｖ_２がＶ_Ｃ、搬送速度Ｖ_３がＶ_Ｅに設定されている。時刻ｔ１にて電流値Ａが閾値Ｔｈ_１を超えると、制御部は搬送速度Ｖ_３を低下させる。また、同時に搬送速度Ｖ_１および排出速度Ｖ_２も低下させる。具体的には、搬送速度Ｖ_１をＶ_Ｂ、排出速度Ｖ_２をＶ_Ｄ、搬送速度Ｖ_３をＶ_Ｆに設定する。この制御の例では、変更後の各種速度は固定値に設定される。

そして、モータの電流値Ａが更に上昇して、時刻ｔ２にて、電流値Ａが閾値Ｔｈ_２を超えると、制御部は投入ベルトによる供給を停止する（搬送速度Ｖ_３＝０）。また、同時に原料搬送ベルトの駆動、回転ふるい装置の駆動も停止する（搬送速度Ｖ_１＝０、排出速度Ｖ_２＝０）。

その後、供給装置の停止によってモータの電流値Ａが低下し、電流値Ａが閾値Ｔｈ_２以下となると、粉粒状原料の供給が再開される。この制御の例では、再開後の各種速度を、それぞれＴｈ_１＜Ａ≦Ｔｈ_２の態様に設定する。具体的には、搬送速度Ｖ_１をＶ_Ｂ、排出速度Ｖ_２をＶ_Ｄ、搬送速度Ｖ_３をＶ_Ｆに設定する。

続いて、造粒装置の各種構成について説明する。造粒装置は、加圧ローラとダイスの内周面との隙間距離を調整する調整機構を有することが好ましい。この調整機構について図８を用いて説明する。図８に示すように、軸部材２５において、偏心軸２５ｂはローラ軸２５ａに対して偏心している。偏心軸２５ｂは、支持板２３を貫通して、支持板２３の上面に設けられた調整プーリ２７に嵌合固定されている。調整プーリ２７は、レバー部２７ａを有している。このレバー部２７ａを矢印方向に回すことで、加圧ローラ２２の位置が変化し、加圧ローラ２２と内周面７ａとの隙間距離を調整できる。

また、レバー部２７ａの位置は、支持板２３に設けられる一対の固定手段によって固定される。各固定手段はそれぞれ、支持板上に固定される固定ナット２８と、固定ナット２８のねじ穴に螺合される調整ねじ２９と、固定ナット２８の外側に位置する止めナット３０とを有する。調整ねじ２９、２９をそれぞれ回転させることで、固定ナット２８、２８に対するはみ出し量を調整し、所望の位置でレバー部２７ａを両側から挟み込む。これにより、加圧ローラ２２と内周面７ａとの隙間距離を調整可能としつつ、調整した状態を安定して保持できる。このような構成により、例えばモータの負荷を軽減させる際の加圧ローラの位置の調整が容易となる。

また、本発明の造粒装置における蓋部材は、図２の形態に限定されない。例えば、蓋部材は、天面の少なくとも一部が開閉自在の構造であってもよい。図９および図１０には、このような蓋部材の一例を示す。

図９に示すように、蓋部材４１は、開閉自在に装着された二つの分割蓋４２、４５を有している。分割蓋４２、４５は、直径方向の分割線Ｌで分割されており、投入口４２ａ、４５ａも該分割線で分割されている。この場合、投入口４２ａは、分割蓋４２に対して一体に形成されており、投入口４５ａは、分割蓋４５に対して一体に形成されている。分割蓋４２は、固定蓋４３に対して複数（図９では３つ）の蝶番部４４を介して装着され、分割蓋４５は、固定蓋４６に対して複数の蝶番部４７（図９では２つ）を介して装着されている。なお、蓋部材４１は、それ自体は造粒部に対して取り外し可能になっている。

図９の構成によれば、分割蓋４２、４５は、閉じた状態から、上方へ観音開き姿勢で開いた状態へ変化可能であり、さらに、開いた状態から閉じた状態へ変化可能になっている。このように、蓋部材の天面の一部を開閉自在にすることで、蓋部材自体を取り外さなくても、造粒部内のメンテナンスなどを行うことができる。また、蓋部材４１の一部は、粉粒状原料を投入しながら造粒部の内部を視認可能なように開閉自在に構成されているので、例えば、モータにかかる負荷が大きくなった場合に、造粒を継続しながら造粒部内の状態を確認できる。その結果、作業効率を向上させることができる。なお、蓋部材の天面の少なくとも一部を開閉自在にする構造は、図９に限定されない。

また、図９に示すように、蓋部材４１には、集塵機に接続される吸引口４８が設けられてもよい。図９では、固定蓋４６に吸引口４８が３つ設けられている。吸引口４８は、造粒部内の空間と連通可能になっており（図１０参照）、集塵機を接続することで造粒部で発生する粉塵を集塵させることができる。これにより、造粒時における粉塵の飛散を抑制し、作業環境の悪化や不具合などを改善できる。なお、吸引口の数は１つでもよく、適宜設定できる。

本発明の造粒システムに用いる粉粒状原料には、木質チップ、医薬品原料、食品原料、堆肥などを用いることができる。また、粉粒状原料の含水率は、例えば１０質量％～４０質量％であり、１５質量％～３０質量％であってもよい。粉粒状原料の形状は、粉状、粒状以外にも塊状も含む。

粉粒状原料に用いる堆肥は、例えば、畜産経営体から排出される家畜排泄物や食品産業事業所から排出される食品残渣などの有機性廃棄物を発酵させて堆肥化できる装置を用いて得られる。このような堆肥化を行なう装置として、微生物の発酵作用を利用した密閉縦型堆肥化装置（コンポ）が知られている。このコンポは、円筒縦型のタンク形状であり、密閉容器内に投入された有機性廃棄物に強制通気しつつ乾燥と発酵を行なっている。また、逐次的に堆肥原料の投入と堆肥の排出を行ない、堆肥化処理を連続的に実施している。本発明の造粒システムは、廃棄物を堆肥化する既存の技術と組み合わせて用いることが可能で、廃棄物の焼却処分量を削減できる。

以上、本発明の造粒システムについて説明したが、本発明の造粒システムは、上記各図で示した構成に限定されるものではない。

例えば、図６などでは供給装置５１は、原料投入装置５２と、原料搬送ベルト５３と、ふるい装置５４と、投入ベルト５５とを有する構成としたが、これに限定されない。例えば、ふるい装置を省略して、ふるい処理が予め行われた粉粒状原料を用いた造粒システムとしてもよい。この場合、供給装置は、ふるい処理が予め行われた粉粒状原料を投入する投入装置と、該投入装置から粉粒状原料を造粒装置へ搬送する搬送手段とで構成されていてもよい。

また、造粒装置へ粉粒状原料を搬送する搬送手段は、ベルト式に限らない。この場合、制御部は、ベルトの搬送速度以外の因子を制御することで供給装置の供給速度を制御する。

本発明の造粒システムは、駆動手段の過負荷を防止しながら安定的にペレット化を行うことができることから、例えば、堆肥ペレットの量産プロセスに適用できる。

１ 造粒装置
２ ベース
３ 造粒部
４ シュート
５ モータ（駆動手段）
６ 円筒部材
７ ダイス
８ 貫通孔
８ａ 内側通路
８ｂ 貫通路
８ｃ 外側通路
９ 側壁部材
１０ ダイスホルダー
１１ 回転軸
１２ 動力伝達機構
１３ 駆動軸
１４ 小プーリ
１５ 大プーリ
１６ ベルト
１７ 小歯車
１８ ギアシャフト
１９ 大歯車
２０ プーリカバー
２１ 押出部材
２２ 加圧ローラ（押出治具）
２３ 支持板
２４ 連結具
２５ 軸部材
２５ａ ローラ軸
２５ｂ 偏心軸
２６ 軸受
２７ 調整プーリ
２８ 固定ナット
２９ 調整ねじ
３０ 止めナット
３１ 切断部材
３２ 支持板
３３ 連結具
３４ 連結板
３５ カッター部
３６ 連結具
３７ リブ
４１ 蓋部材
４２ 分割蓋
４３ 固定蓋
４４ 蝶番部
４５ 分割蓋
４６ 固定蓋
４７ 蝶番部
４８ 吸引口
５１ 供給装置
５２ 原料投入装置
５３ 原料搬送ベルト
５４ ふるい装置
５５ 投入ベルト
６１ 制御部
７１ 搬出装置
１００ 造粒システム

Claims (7)

1. ペレットの造粒システムであって、
   駆動手段の駆動によって粉粒状原料をペレットに成形する造粒装置と、該造粒装置へ粉粒状原料を所定の供給速度で供給する供給装置とを備え、
   前記造粒システムは、前記駆動手段にかかる負荷の大きさに基づいて、前記供給装置の供給速度を制御する制御部を有することを特徴とする造粒システム。
2. 前記供給装置は、被処理物をふるい分けして所定の排出速度で排出するふるい装置と、該ふるい装置へ被処理物を搬送する第１の搬送手段と、前記ふるい装置でふるい分けされた処理物を粉粒状原料として前記造粒装置へ搬送する第２の搬送手段とを有し、
   前記制御部は、前記供給装置の供給速度として、前記第２の搬送手段の搬送速度を制御することを特徴とする請求項１記載の造粒システム。
3. 前記制御部は、前記第２の搬送手段の搬送速度の制御と連動して、前記第１の搬送手段の搬送速度および前記ふるい装置の排出速度も制御することを特徴とする請求項２記載の造粒システム。
4. 前記制御部は、前記駆動手段にかかる負荷の大きさが第１の閾値を超えた場合に前記供給装置の供給速度を低下させ、前記駆動手段にかかる負荷の大きさが第２の閾値（前記第１の閾値よりも大きい）を超えた場合に前記供給装置による粉粒状原料の供給を停止させることを特徴とする請求項１または請求項２記載の造粒システム。
5. 前記制御部は、前記駆動手段にかかる負荷として前記駆動手段に流れる電流値に基づいて前記供給装置の供給速度を制御することを特徴とする請求項１または請求項２記載の造粒システム。
6. 前記造粒装置は、多数の貫通孔が形成された円筒部材と、前記駆動手段の駆動によって回転する回転軸と、前記回転軸に連結され、前記円筒部材内において回転可能に設けられた押出部材と、前記円筒部材の外側を回転し、前記貫通孔から押し出された前記粉粒状原料を切断するカッター部を１つ以上有する切断部材とを備え、
   前記駆動手段は、前記造粒装置において単一の駆動手段であり、前記押出部材を回転させるとともに前記切断部材を回転させることを特徴とする請求項１または請求項２記載の造粒システム。
7. 前記造粒装置の造粒部の蓋部材には、粉粒状原料の投入口が形成されており、前記蓋部材の一部は、粉粒状原料を投入しながら前記造粒部の内部を視認可能なように開閉自在に構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の造粒システム。

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