JP6139959B2 - ペレット冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、造粒機で成形されたペレットの冷却装置に関する。

従来から、家畜糞や木質系焼却灰、おが屑、上下水道汚泥、し尿汚泥等の各種廃棄物は、減容化或いは有機肥料や家畜・養殖魚用飼料、土壌改良材、木質燃料、燃焼補助材、水質浄化剤、ペット用排泄物処理材等として再利用するべく、ペレット状に造粒することが行われている。

上記の各種廃棄物は、通常、ディスクダイ方式、リングダイ方式、ツインダイス方式といった各種方式の造粒機によってペレット化されるが、ここで問題となるのが、造粒機によって成形された直後のペレットの温度である。造粒直後のペレットの温度は、使用する造粒機の種類やペレットの原料等による相違はあるが、４０℃〜９０℃前後となる。従って、造粒直後のペレットをそのまま袋詰めすると結露が生じたり、ペレットの品質低下を招いたりする虞があるため、ペレットの冷却工程が不可欠となってくる。

しかし、市販されている従来のペレット冷却機は比較的高価なものが多く、エネルギー効率も悪い。従って、ペレットを放置して自然に冷却する方法が採用されている場合が殆どであるが、放置するためのスペースの確保が困難であると共に、自然冷却には長時間を要するため非常に効率が悪い。

そこで、造粒されたペレットを冷却する装置が種々開示されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。特許文献１に係る粒状物の冷却装置は、粒状物を載置するための多孔状の移送ガイド板を内部に備え、且つこの移送ガイド板上への粒状物の供給を行うための供給口及び移送ガイド板からの粒状物の排出を行うための排出口とを有する冷却装置本体と、移送ガイド板よりも下方の位置から移送ガイド板に向けて冷却用空気を供給する冷却用空気供給手段と、この冷却用空気供給手段から供給される冷却用空気を正圧の空気脈動波とする空気脈動付与手段とを有し、しかも移送ガイド板は、供給口から移送ガイド板上に供給された粒状物が冷却用空気の脈動波によって付与される振動によって排出口側へ振動しながら転動すべく略水平状又は下向き傾斜状に設けられている。そして当該構成によって、冷却効率の向上、装置の低コスト化が図られている。

また、特許文献２に係る圧縮固形粒体の冷却及びふるい分け装置は、固定式円筒と、この固定式円筒の内側に配設された回転式多孔板円筒と、固定式円筒の下方にこの固定式円筒の内壁に連通し、ロート状に構成された下端に細粉排出・冷却空気吸込口を配設した細粉を収集する部分とからなる構造体が基台上に傾斜して配設されている。そして、当該装置によって、ペレットの冷却効率の向上、ふるい分け機能を併せ持つことによる省スペース化・省エネルギー化が図られている。

特開平７−８０８３７号公報 実開昭６１−５１９３７号公報

しかしながら、特許文献１に係る冷却装置では、粒状物（ペレット）を冷却用空気の脈動波によって付与される振動によって排出口側へ振動させながら転動させているので、冷却時間の調整、つまり冷却装置内に留まらせておく時間の調整や冷却処理するペレットの処理量の調整等をするのが困難である。

また、特許文献２に係る装置では、回転式多孔板円筒内でペレットかき上げ板によってかき上げられ、撹拌・落下・傾斜移動という動作を繰り返すため、むら無く効率よく冷却できる反面、ペレットが損傷を受ける虞があり、処理量を一定に制御することも困難である。

更に、省エネルギー化、低コスト化を図る観点から、装置自体の構成はできるだけ簡素化されることが好ましいが、少なくとも特許文献２に開示されている装置は、ふるい分け機能も併せ持つ関係から、装置自体の低コスト化は困難であるものと思料する。

そこで本願発明者は、上記の問題点に鑑み、装置自体の構成を簡素化することによって低コスト化を図りつつ冷却効率の更なる向上を図ると共に、冷却処理を行うペレットの処理量の制御を可能としたペレット冷却装置を提供するべく鋭意検討を重ねた結果、本発明に至ったのである。

即ち、本発明のペレット冷却装置は、上部にペレット投入口、下部にペレット排出口を備え、内部に該ペレット投入口から投入されたペレットの冷却室を備える冷却装置本体と、前記冷却室に冷却用空気を供給するための冷却用空気供給手段と、前記冷却室と前記ペレット排出口との間に回転軸を平行にして水平方向に並設される複数のローターとを含んで構成され、前記ローターが備える複数のローターブレードに各々複数の貫通孔が形成され、前記ローターの上側中央部から、少なくとも該ローターの回転方向と反対方向の側方にかけて、該ローターの上方を前記回転軸方向に覆うカバープレートが配設されていることを特徴とする。

また、本発明のペレット冷却装置において、記カバープレートが、隣接する前記ローターの下方まで延設されていることを特徴とする。

更に、本発明のペレット冷却装置において、前記冷却室にレベルセンサーを備えることを特徴とする。

本発明のペレット冷却装置によると、自然冷却等に比べて冷却効率の向上が図られることは勿論であるが、装置自体の構成も非常に簡素化されているため、低コストでペレット冷却装置を提供することが可能となる。

また、本発明のペレット冷却装置に係る冷却室とペレット排出口との間に、回転軸を平行にして水平方向に複数のローターが並設されているため、ローターの回転速度によってペレットの排出量を任意に設定することができ、冷却処理するペレットの処理量を容易に調整することができる。

更に、本発明のペレット冷却装置に係るローターにカバープレートを配設することによって、ペレットの自重をローターの回転力に利用することができ、省エネルギー化を図ることができる。

また、本発明のペレット冷却装置に係るカバープレートが隣接するローターの下方まで延設されていることによって、冷却用空気に接触する時間を少しでも長く確保することが可能となり、冷却効率の更なる向上が図られる。

また更に、本発明のペレット冷却装置に係る冷却室にレベルセンサーを備えることによって、ペレットの投入量や処理量の制御が更に容易となる。

本発明のペレット冷却装置を含むペレット冷却システムの全体構成を示す正面図である。 図１に示したペレット冷却装置の左側面図（一部省略）である。 図１中、Ａ−Ａ線断面図である。 図３中、ローター並設部分の拡大断面図である。 図２中、Ｂ−Ｂ線断面図である 本発明に係るローター並設部分の他の実施形態を示す拡大断面図である。

以下、本発明のペレット冷却装置の実施形態について、図面に基づいて詳述する。

図１は本発明の一実施形態に係るペレット冷却装置１０を含むペレット冷却システムＸの全体構成を示す正面図、図２は図１に示したペレット冷却装置１０の左側面図（一部省略）、図３は図１に示したペレット冷却装置１０のＡ−Ａ線断面図である。まず図１に示すように、ペレット冷却システムＸは、不図示の造粒機で成形されたペレットを水平方向に搬送するベルトコンベア１１と、ベルトコンベア１１で搬送されたペレットを上方へ移送するバケットコンベア１２と、バケットコンベア１２で移送されたペレットを冷却する本発明の実施形態に係るペレット冷却装置１０と、本実施形態のペレット冷却装置１０で冷却されたペレットを搬送するベルトコンベア１３を含んで構成されている。

そして、本実施形態のペレット冷却装置１０は、図１から図３に示すように、上部にペレット投入口２１、下部にペレット排出口２２を備え、内部にペレット投入口２１から投入されたペレットの冷却室２３を備える冷却装置本体２０と、冷却室２３に冷却用空気を供給するための冷却用空気供給手段２４と、冷却室２３とペレット排出口２２との間に回転軸２５を平行にして水平方向に並設される複数のローター２６とを含んで構成されている。

より具体的には、冷却装置本体２０に係るペレット投入口２１の上方には投入ホッパー２７が配設され、投入ホッパー２７の下部にロータリーバルブ２８を備えている。また、投入ホッパー２７の側壁にはレベルセンサーとして回転式レベルスイッチ２９が取り付けられている。

冷却装置本体２０に係る冷却室２３の上部、且つペレット投入口２１の下方には、ペレット投入口２１から冷却室２３内に投入されるペレットを分散するための分散板３０が設置されており、冷却室２３の側壁にはレベルセンサーとして３つの回転式レベルスイッチ２９が高さを違えて取り付けられている。

冷却用空気供給手段２４は、サイクロン３１と、吸気ファン３２と、冷却室２３の上部開口とサイクロン３１とを連通するダクト３３と、サイクロン３１と吸気ファン３２とを連通するダクト３４とを含んで構成されている。吸気ファン３２を作動させることによって、冷却装置本体２０に係るペレット排出口２２の上方に設けられている開口部３５から冷却装置本体２０内に冷却用空気である外気が取り入れられ、冷却室２３を通過した外気は、ダクト３３、サイクロン３１、ダクト３４を経由して外部へと放出されることとなる。

冷却装置本体２０に係る冷却室２３とペレット排出口２２との間には、回転軸２５を平行にして水平方向に複数のローター２６が並設されている。本実施形態では、合計６本のローター２６が並設されており、３本を１セットにして駆動している。つまり、図５に示すように、一のローター２６の回転軸２５にモータ４０を取り付けて駆動軸とし、この駆動軸が備えるスプロケット４１と、一のローター２６の両側に位置する他のローター２６，２６の回転軸２５が備えるスプロケット４１，４１とにエンドレスチェーン４２を架け渡すことによって、一のローター２６及び他のローター２６，２６を回転駆動するように構成している。なお、複数のローター２６の並設数は特に限定されず、ペレット冷却装置１０のサイズ、ローター２６のサイズ等に応じて適宜選択される。また、ローター２６の駆動方法も特に限定されず、本実施形態において６本のローター２６を一纏めにして駆動してもよく、或いは２本を１セットにして駆動してもよい。

そして、ローター２６が備える複数のローターブレード４３には、それぞれ複数の貫通孔４４が形成されている。更に、図３に示すように、各ローター２６の上側中央部から、少なくとも各ローター２６の回転方向ｒ（図３中、右側の３本のローター２６は反時計回り、左側３本のローター２６は時計回り）と反対方向の側方にかけて、各ローター２６の上方を回転軸２５方向に覆うカバープレート４５が配設されている。なお、本実施形態に係るカバープレート４５は、更に隣接するローター２６の下方まで延設されている。また、冷却室２３の両側壁部に位置する各カバープレート４５は、各ローター２６の上側中央部から側壁に向かって斜め上方に延設されている。

以上の構成からなる本実施形態のペレット冷却装置１０によるペレットの冷却工程は以下の通りである。不図示の造粒機によって成形されたペレットは、ベルトコンベア１１及びバケットコンベア１２によってペレット冷却装置１０の上方まで搬送され、バケットコンベア１２からシュート１４を介して投入ホッパー２７に投入される。なお、投入ホッパー２７に取り付けられた回転式レベルスイッチ２９の監視によって、投入ホッパー２７やロータリーバルブ２８に異常が生じた場合にはペレット冷却装置１０を含むペレット冷却システムＸを全停止させ、各部の損傷を防ぐ。

投入ホッパー２７に投入されたペレットは、ロータリーバルブ２８によって定量ずつ冷却装置本体２０に係るペレット投入口２１から冷却室２３内へと投入され、分散板３０によって冷却室２３内に分散される。その一方で、吸気ファン３２を作動させることによって、冷却装置本体２０に係る開口部３５から冷却装置本体２０内に冷却用空気として外気が取り入れられ、冷却室２３を通過した外気は、ダクト３３、サイクロン３１、ダクト３４を経由して外部へと放出される。ここで、開口部３５には風量調整板３６が設置されており、この風量調整板３６を上下させて開口部３５の開口面積を調整することによって、冷却室２３内に取り入れられる外気の風量を調整可能としている。

冷却室２３内に分散されたペレットは、開口部３５から取り入れられ、複数のローター２６が備えるローターブレード４３に形成された貫通孔４４を介して冷却室２３内に導入された外気によって冷却されることとなる。そして、冷却室２３内で冷却されたペレットは、順次複数のローター２６によって冷却装置本体２０の下方にあるペレット排出部３７へと送られ、最終的にはペレット排出口２２から排出されてベルトコンベア１３によって搬出されることとなる。

なお、冷却室２３内のペレットの冷却時間や投入量は、冷却室２３に取り付けられた３つの回転式レベルスイッチ２９によって監視される。一番下に取り付けられた回転式レベルスイッチ２９の停止解除でローター２６の回転を停止させ、ペレットの排出を止めて最低冷却時間を確保する。そして、真ん中に取り付けられた回転式レベルスイッチ２９の停止で、ローター２６の回転を再開してペレットの排出を再開する。ペレットの冷却処理はこの動作の繰り返しを基本とする。冷却室２３内へのペレットの投入量が多いときは、一番上に取り付けられた回転式レベルスイッチ２９の停止でローター２６の回転を制御することによってペレットの排出量を増加させ、一番下に取り付けられた回転式レベルスイッチ２９の停止解除までペレットを排出させる。つまり、冷却時間を確保しつつ、冷却室２３内へのペレットの投入を停止させることなく、処理量の変化にも対応できる。

また、ペレット排出部３７の側壁にもレベルセンサーとして回転式レベルスイッチ２９が取り付けられており、この回転式レベルスイッチ２９の停止で、ローター２６の回転を停止させてペレットの排出を止め、回転式レベルスイッチ２９の停止解除でローター２６の回転を再開してペレットの排出を再開する。

以上のように、本実施形態のペレット冷却装置１０によると、自然冷却等に比べて冷却効率の向上が図られることは勿論であるが、ペレット冷却装置１０の構成自体も非常に簡素化されているため、低コストでペレット冷却装置１０を提供することが可能となる。

また、本実施形態のペレット冷却装置１０に係る冷却室２３とペレット排出口２２との間に複数のローター２６が並設されているため、ローター２６の回転速度によってペレットの排出量を任意に設定することができ、冷却処理するペレットの処理量や冷却時間を容易に調整することができる。

更に、本実施形態のペレット冷却装置１０に係るローター２６にカバープレート４５を配設することによって、ローター２６の上側中央部から回転方向ｒのローターブレード４３にペレットの自重を作用させてローターの回転力にペレットの自重を利用することができると共に、ローター２６の上側中央部から回転方向ｒと反対方向のローターブレード４３にペレットの自量が作用することを軽減でき、ローター２６への負荷が軽減できるため、省エネルギー化を図ることができる。

また、本実施形態のペレット冷却装置１０係るカバープレート４５が、隣接するローター２６の下方まで延設されていることによって、冷却用空気に接触する時間を少しでも長く確保することが可能となり、冷却効率の更なる向上が図られる。

また更に、本実施形態のペレット冷却装置１０に係る冷却室２３にレベルセンサーとして回転式レベルスイッチ２９を取り付けることによって、ペレットの投入量や処理量の制御が更に容易となる。

以上に例示した本発明の実施形態に係るペレット冷却装置１０は、本発明の技術的思想を実質的に限定するものと解してはならない。例えば本発明に係るカバープレート４５の構成も、本実施形態に係るカバープレート４５のように必ずしも隣接するローター２６の下方まで延設する必要は無く、図６（ａ）に示すように、少なくともローター２６の回転方向ｒと反対方向の側方にかけて、ローター２６の上方を回転軸方向に覆うように配設されればよい。

また、図６（ｂ）に示すように、複数のローター２６の回転方向ｒを同一にし、各ローター２６にカバープレート４５をそれぞれ配設する構成としてもよい。更に、本実施形態に係るカバープレート４５には、少なくとも上端部に垂直方向に突出した整流板４６を設け、ローター２６へのペレットの導入をスムーズにしているが、図６（ｃ）に示すように、整流板４６は必ずしも設ける必要はない。

更に、本実施形態のペレット冷却装置１０では、冷却室２３や投入ホッパー２７、ペレット排出部３７の下部にレベルセンサーとして回転式レベルスイッチ２９を取り付けているが、これらのレベルセンサーは必ずしも必要ではなく、他の公知の制御方法によってペレットの投入量や処理量を制御することも当然に可能であり、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で、当業者の創意と工夫により、適宜に改良、変更又は追加をしながら実施できる。

１０：ペレット冷却装置
１１，１３：ベルトコンベア
１２：バケットコンベア
１４：シュート
２０：冷却装置本体
２１：ペレット投入口
２２：ペレット排出口
２３：冷却室
２４：冷却用空気供給手段
２５：回転軸
２６：ローター
２７：投入ホッパー
２８：ロータリーバルブ
２９：回転式レベルスイッチ（レベルセンサー）
３０：分散板
３１：サイクロン
３２：吸気ファン
３３，３４：ダクト
３５：開口部
３６：風量調整板
３７：ペレット排出部
４０：モータ
４１：スプロケット
４２：エンドレスチェーン
４３：ローターブレード
４４：貫通孔
４５：カバープレート
Ｘ：ペレット冷却システム

Claims (3)

1. 上部にペレット投入口、下部にペレット排出口を備え、内部に該ペレット投入口から投入されたペレットの冷却室を備える冷却装置本体と、
   前記冷却室に冷却用空気を供給するための冷却用空気供給手段と、
   前記冷却室と前記ペレット排出口との間に回転軸を平行にして水平方向に並設される複数のローターとを含んで構成され、
   前記ローターが備える複数のローターブレードに各々複数の貫通孔が形成され、
   前記ローターの上側中央部から、少なくとも該ローターの回転方向と反対方向の側方にかけて、該ローターの上方を前記回転軸方向に覆うカバープレートが配設されていることを特徴とするペレット冷却装置。
2. 前記カバープレートが、隣接する前記ローターの下方まで延設されていることを特徴とする請求項１に記載のペレット冷却装置。
3. 前記冷却室にレベルセンサーを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のペレット冷却装置。

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