JP6728728B2

JP6728728B2 - 原料貯留用ホッパ

Info

Publication number: JP6728728B2
Application number: JP2016019378A
Authority: JP
Inventors: 優典和木
Original assignee: Satake Corp
Current assignee: Satake Corp
Priority date: 2016-02-04
Filing date: 2016-02-04
Publication date: 2020-07-22
Anticipated expiration: 2036-02-04
Also published as: WO2017135110A1; JP2017137169A; MY189702A

Description

本発明は、ＥＦＢ（Empty Fruit Bunches，パームやし油の加工残渣である空果房）や、家畜用飼料となる牧草や、藁など、かさ密度が低く（例えば、容積重が０．４ｋｇ／リットル程度のもの）、かつ、ひも状（又はストロー状）の原料を一時貯留するための原料貯留用ホッパに関する。

アブラヤシの果実は、果肉、核果ともに油脂に富み、民生用、産業用ともに有用な油脂を効率よく採取することができる。例えば、１ｈａ当たりの採油量が大豆では０．３６ｔ／年であるのに対し、アブラヤシの果実からは３．６６ｔ／年である。このため、特にアブラヤシはプランテーションで大量に栽培され、盛んに生産されている。

そして、アブラヤシの果肉からはパームオイルが抽出され、核果からはパーム核油が得られる。搾油後は繊維質の搾油残渣と核果が残る。搾油残渣は、空果房（ＥＦＢ：Empty Fruit Bunches）と称し、成分は主として繊維質である。これを破砕・粉砕して粉砕チップとし、さらに、ペレットに成形（造粒）加工して、バイオマス燃料や家畜の飼料として利用されてきている。

ＥＦＢは、搾油残渣であり、これを裁断したり、乾燥したりすると、ひも状（又はストロー状）の繊維質となり、そのかさ密度は低く、容積重で０．４ｋｇ／リットル程度となる。ペレットに成形（造粒）加工するには、ＥＦＢ原料をいったん貯留し、後続のペレットミルなどの工程に定量供給する必要がある。

このようなかさ密度が低く、かつ、ひも状の原料を一時貯留するための角型ホッパとして、例えば、特許文献１に記載のものがある。

特許文献１には、角型のホッパ本体と、該本体上面を開口した原料入口部と、本体底部に設けた排出用のスクリューコンベアと、該スクリューコンベアの搬送終端側に設けた原料出口部と、該原料出口部での原料の排出量を制御するせき板と、により構成された角型ホッパの開示がある。そして、この角型ホッパの原料入口部から原料を投入すると、スクリューコンベア上に原料が堆積され、その後、原料が搬送終端側に搬送されて、せき板によって排出量が制御されながら原料出口部から原料が定量排出されるような構成となっている。

しかし、上記特許文献１の角型ホッパにあっては、
１．角型ホッパ底部のスクリューコンベアにひも状の原料が絡（から）まると、モータの過負荷停止が生じる、
２．原料が圧密されて塊状となると、スクリューコンベアにて搬送することができず、定量供給できなかったり、モータの過負荷停止が生じる、
３．角型ホッパ内で塊どうしにブリッジが生じて排出が困難になる、
といった種々の問題点があった。

実開昭５９−１３３５３４号公報

本発明は上記問題点にかんがみ、排出用のスクリューコンベアへの原料の絡み付きを防止するとともに、原料の塊どうしのブリッジを防止することのできる原料貯留用ホッパを提供することを技術的課題とする。

上記課題を解決するため本発明は、ホッパ本体と、該ホッパ本体上面を開口した原料入口部と、ホッパ本体底部に設ける排出用のスクリューコンベアと、該スクリューコンベアの搬送終端側に設けた原料出口部と、を備えたひも状原料用の原料貯留用ホッパにおいて、前記ホッパ本体内には、投入された原料をほぐすために、前記排出用のスクリューコンベアの搬送方向とは逆方向に搬送する逆送スクリューコンベアを配設し、前記逆送スクリューコンベアは、長尺状の回転可能なコンベア軸と、該コンベア軸に設けられた逆向きの螺旋羽根と、前記コンベア軸の軸芯から円周方向に延びるように植設された複数の撹拌棒とを備え、前記排出用のスクリューコンベアは、長尺状の回転可能なコンベア軸と、該コンベア軸に設けられた正向きの螺旋羽根とを備えて形成され、前記コンベア軸の軸径と前記正向きの螺旋羽根の外径との比を１：１．２〜１：１．７の範囲に設定してなるという技術的手段を講じた。

また、請求項２記載の発明は、前記逆送スクリューコンベアが、その設置位置を前記ホッパ本体内の上下方向で微調整できる構成とした。

請求項３記載の発明は、前記排出用のスクリューコンベアを複数配設し、排出用の各スクリューコンベアにはスクリュー樋を設けて各スクリューコンベアに搬送物が噛み込むことを防止し、互いに干渉しないように隔離する構成とした。

請求項４記載の発明は、前記ホッパ本体の対向する側壁について、少なくとも一対の側壁を内側に傾けて、縦断面で末広がり状に形成するようにした。

本発明によれば、ホッパ本体と、該ホッパ本体上面を開口した原料入口部と、ホッパ本体底部に設ける排出用のスクリューコンベアと、該スクリューコンベアの搬送終端側に設けた原料出口部と、を備えた原料貯留用ホッパにおいて、前記ホッパ本体内には、投入された原料をほぐすために、前記排出用のスクリューコンベアの搬送方向とは逆方向に搬送する逆送スクリューコンベアを配設する、という技術的手段を講じたので、ホッパ本体に投入された原料が排出用のスクリューコンベアに到達する前に、逆送スクリューコンベアによってほぐされる。また、逆送スクリューのため、原料が原料出口側とは反対側に押し戻され、原料出口側でのひも状原料の圧密が防止される。これにより、排出用のスクリューコンベアへの原料の絡み付きも防止するとともに、原料の塊どうしのブリッジ形成の抑制を可能とした。

本発明の原料貯留用ホッパの全体を示す斜視図である。図１のＡ−Ａ線で破断したときの概略断面図である。図１のＢ−Ｂ線で破断したときの概略断面図である。逆送スクリューコンベアの外観を示す斜視図である。逆送スクリューコンベアの有無による原料の絡み付きの様子を示す模式図である。排出用スクリューのコンベア軸の軸径を変えた様子を示す模式図である。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の原料貯留用ホッパの全体を示す斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ線で破断した概略断面図であり、図３は図１のＢ−Ｂ線で破断した概略断面図である。

図１乃至図３に示すように、原料貯留用ホッパ１は、四方が前面壁２ａ，後面壁２ｂ，左側面壁２ｃ及び右側面壁２ｄにより囲繞（いにょう）され、かつ、底面が底壁３により閉鎖され、上面は原料入口部４として開口したホッパ本体５と、該ホッパ本体５の底部（底壁３）近傍に設けられる排出用のスクリューコンベア６と、該排出用のスクリューコンベア６の搬送終端側に設けた原料出口部７と、を備えて主要部が構成される。符号８は前記原料貯留用ホッパ１を支持する機台であり、複数の脚部９と複数の梁部１０とにより原料貯留用ホッパ１を支持するとともに、前記スクリューコンベア６の駆動源となるモータ１１，１２を支持している。

図３に示す例では、排出用のスクリューコンベア６が底壁３近傍に４本（符号６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）並置されている。そして、モータ１１からの回転力は、まずコンベア６ｂに伝達され、次いで、コンベア６ａに伝達される構成である。また、同様にモータ１２からの回転力は、まずコンベア６ｃに伝達され、次いで、コンベア６ｄに伝達される構成である。すなわち、モータ１１側のスプロケット１３とコンベア６ｂ側のスプロケット１４との間にチェーン１５が巻回され、コンベア６ｂ側のスプロケット１６とコンベア６ａ側のスプロケット１７との間にチェーン１８が巻回されているので、モータ１１により２本のコンベア６ａ，６ｂが同方向に回転される構成となっている。また、同様にモータ１２側のスプロケット１９とコンベア６ｃ側のスプロケット２０との間にチェーン２１が巻回され、コンベア６ｃ側のスプロケット２２とコンベア６ｄ側のスプロケット２３との間にチェーン２４が巻回されているので、モータ１２により２本のコンベア６ｃ，６ｄが同方向に回転される構成となっている。

そして、前記ホッパ本体５内には、投入された原料をほぐすために、排出用のスクリューコンベア６の直上に、逆送スクリューコンベア２５が配設されている。

図３に示す例では、逆送スクリューコンベア２５が２本（符号２５ａ，符号２５ｂ）並置されていて、前記排出用のスクリューコンベア６の搬送方向とは逆方向に原料を搬送する構成となっている。すなわち、図４を参照すれば、逆送スクリューコンベア２５は、長尺状の回転可能なコンベア軸２６と、該コンベア軸２６の軸端から長さ方向で略３分の１の領域に設けられ、前記コンベア６とは逆向きの螺旋に形成された螺旋羽根２７と、前記コンベア軸２６の軸芯から円周方向に延びるとともに、長さ方向の全体に亘って植設された複数の撹拌棒２８とから構成され、逆送スクリューコンベア２５の回転によって投入された原料がほぐされるようになっている。

前記逆送スクリューコンベア２５の回転駆動は、排出用のスクリューコンベア６の回転力がチェーンなどで伝達されることで行われる。すなわち、図２を参照すると、コンベア６ａのコンベア軸２９には、スプロケット１７とともにスプロケット３０が軸着されている。そして、該スプロケット３０と逆送スクリューコンベア２５側スプロケット３１との間にチェーン３２が巻回されているから、コンベア６ａの回転に伴って同方向に回転される構成になっている。
なお、前記逆送スクリューコンベア２５は、前記排出用スクリューコンベア６の螺旋羽根３６と同じ正向きの螺旋羽根２７に形成してもよく、この場合は、前記逆送スクリューコンベア２５の回転方向を、排出用スクリューコンベア６の回転方向とは反対にするとよい。

そして、前記逆送スクリューコンベア２５は、ホッパ本体５の前面壁２ａ、後面壁２ｂの間に橋架されるように設けられる。そして、前面壁２ａ及び後面壁２ｂには、長孔３３，３３が形成されていて（図２）、逆送スクリューコンベア２５の取り付け位置を、ホッパ本体５内の上下方向で微調整できる構成となっている。

一方、前記排出用のスクリューコンベア６ａ〜６ｄには、スクリュー樋３４ａ〜３４ｄを設け（図３）、複数のスクリューコンベア６ａ〜６ｄにまたがって搬送物が噛み込むことを防止し、互いに干渉しないよう隔離する構成とした。

また、前記ホッパ本体５は、対向する側壁、すなわち、図１、図３に示すように、左側面壁２ｃ及び右側面壁２ｄを内側に傾けて、縦断面で末広がり状に形成する構成としている。これにより、一対の左側面壁２ｃ及び右側面壁２ｄの内面での摩擦係数が減少することとなり、原料を投入したときのブリッジの発生を軽減させる効果がある。

以下、上記構成における作用を説明する。ＥＦＢや、家畜用飼料となる牧草や、藁など、かさ密度が低く、かつ、ひも状の原料を一時貯留するため、ホッパ本体５の原料入口部４から原料が投入される。原料が投入されると、逆送スクリューコンベア２５によってほぐされる。また、逆送スクリューのため、原料を原料出口側とは反対側に押し戻すから、原料出口側でのひも状原料の圧密が防止される。これにより、排出用のスクリューコンベア６ａ〜６ｄへの絡み付きも防止されるとともに、原料の塊どうしのブリッジを防止することも可能になる。原料は適時にスクリューコンベア６ａ〜６ｄによって原料出口部７から排出され、後続のペレットミルなどの工程に定量供給される。

逆送スクリューコンベアの有無により、原料が排出用のスクリューコンベアへの絡み付きを防止し得るか、原料の塊どうしのブリッジを防止し得るかの確認を行った。
＜逆送スクリューコンベアが無い場合＞
供試原料：ＥＦＢファイバー（破砕処理後、φ５０ｍｍメッシュスクリーンに通過させ、乾燥した繊維。水分１０％）
排出用のスクリューコンベア：コンベア軸の軸径１４１．３ｍｍ、螺旋羽根の外径３００ｍｍ
逆送スクリューコンベアが無い状態で原料Ｇを投入し、排出用のスクリューコンベアを駆動して排出を行った結果、排出用のスクリューコンベアの上部にてコンベアを覆うようにブリッジが発生した（図５（ａ）参照）。排出用のスクリューコンベア６ａ〜６ｄのスクリュー樋３４ａ〜３４ｄがブリッジの原因になっていたと思われる。

＜逆送スクリューコンベアが有る場合＞
同様の条件で原料Ｇを投入し、逆送スクリューコンベア及び排出用のスクリューコンベアを駆動して排出を行った。その結果、ブリッジは解消され、排出用のスクリューコンベアへの過負荷が生じる問題もなく、安定的に定量排出することができるようになった（図５（ｂ）参照）。なお、排出用のスクリューコンベア４本のうち、符号６ａ，６ｂのものは反時計方向（右側面壁２ｄに向く方向）に回転させ、符号６ｃ，６ｄのものは時計方向（左側面壁２ｃに向く方向）に回転させ、同時に、逆送スクリュー２５ａを反時計方向、逆送スクリュー２５ｂを時計方向に回転させると、原料ブリッジの解消に効果的であることが分かった。

次に、排出用のスクリューコンベア６において、コンベア軸３５の軸径が細いものと、コンベア軸３５の軸径が太いものとで原料の絡み付き程度を比較した。供試原料：ＥＦＢファイバー（破砕処理後、φ５０ｍｍメッシュスクリーンに通過させ、乾燥した繊維。水分１０％）
＜コンベア軸が細いものの条件＞
排出用のスクリューコンベア：コンベア軸の軸径１４１．３ｍｍ、螺旋羽根の外径３００ｍｍ（図６の（ａ）参照）。
＜コンベア軸が太いものの条件＞
排出用のスクリューコンベア：コンベア軸の軸径２１９．１ｍｍ、螺旋羽根の外径３００ｍｍ（図６の（ｂ）参照）。

図６(ａ）のコンベアと図６（ｂ）のコンベアとを比較すると、いずれも排出量が変動しないときは、原料の圧縮や噛み込みはなく、安定して定量排出できることが分かった。一方で、モータ電源のインバータ周波数に追従して排出量の変動が起こるときは、図６（ｂ）のほうが排出量変動が安定することが分かった。図６（ｂ）のコンベアは、図６（ａ）のコンベアよりもコンベア軸３５の軸径が太く、螺旋羽根３６の面積が減少しているので、ピッチ間に入り込む原料の量が少なくなり、また、繊維質の原料の繊維の向きが揃い易くなるため、ＥＦＢファイバーどうしの絡み付きなどが減少するためと考えられる。かさ密度が低く、ひも状の絡みやすい原料の場合は、軸径の太いコンベアがよいという結果となった。一般的なスクリューコンベアの場合、コンベア軸３５の軸径と螺旋羽根３６の外径との比は１：２程度である（図６（ａ））。しかし、上記原料の場合、図６（ｂ）のようなコンベア軸３５の軸径と螺旋羽根３６の外径との比を１：１．２〜1：１．７の範囲に設定した特殊なスクリューコンベアを採用するのが好ましい。

ホッパ本体の対向する側壁について、垂直とした場合と、内側に傾けて末広がり状とした場合（図３参照）とで、ブリッジが生じ易いか否かを比較した。
側壁を垂直とした場合は、原料を高く堆積すると、強く圧縮され固められてしまい、側壁との摩擦係数が増してブリッジが生じ易くなる。これに対し、側壁を内側に傾けて末広がり状とすると、仮に原料が強く圧縮され固められたとしても、側壁との摩擦係数が減少してブリッジが崩され易くなる。側壁の内側への傾斜角度としては、３〜１０°の範囲が好ましい。この角度範囲よりも大きくするとタンク容積が小さくなり、この角度範囲よりも小さくすると摩擦係数を減少させる効果が薄くなる。

以上のように、本発明によれば、ホッパ本体５内に、投入された原料をほぐすため、排出用のスクリューコンベア６の搬送方向とは逆方向に搬送する逆送スクリューコンベア２５を配設したため、ホッパ本体に投入された原料が排出用のスクリューコンベア６に到達する前に、逆送スクリューコンベア２５によってほぐされる。これにより、排出用のスクリューコンベア６への原料の絡み付きを防止するとともに、原料の塊どうしのブリッジの形成の抑制を可能とした。

本発明はＥＦＢファイバーや、家畜用飼料となる牧草や、藁など、かさ密度が低く、かつ、ひも状の原料を一時貯留するための原料貯留用ホッパに適用することができる。

１原料貯留用ホッパ
２ａ前面壁
２ｂ後面壁
２ｃ左側面壁
２ｄ右側面壁
３底壁
４原料入口部
５ホッパ本体
６スクリューコンベア
７原料出口部
８機台
９脚部
１０梁部
１１モータ
１２モータ
１３スプロケット
１４スプロケット
１５チェーン
１６スプロケット
１７スプロケット
１８チェーン
１９スプロケット
２０スプロケット
２１チェーン
２２スプロケット
２３スプロケット
２４チェーン
２５逆送スクリューコンベア
２６コンベア軸
２７螺旋羽根
２８撹拌棒
２９コンベア軸
３０スプロケット
３１スプロケット
３２チェーン
３３長孔
３４スクリュー樋
３５コンベア軸
３６螺旋羽根

Claims

ホッパ本体と、該ホッパ本体上面を開口した原料入口部と、ホッパ本体底部に設ける排出用のスクリューコンベアと、該スクリューコンベアの搬送終端側に設けた原料出口部と、を備えたひも状原料用の原料貯留用ホッパにおいて、
前記ホッパ本体内には、投入された原料をほぐすために、前記排出用のスクリューコンベアの搬送方向とは逆方向に搬送する逆送スクリューコンベアを配設し、
前記逆送スクリューコンベアは、長尺状の回転可能なコンベア軸と、該コンベア軸に設けられた逆向きの螺旋羽根と、前記コンベア軸の軸芯から円周方向に延びるように植設された複数の撹拌棒とを備え、
前記排出用のスクリューコンベアは、長尺状の回転可能なコンベア軸と、該コンベア軸に設けられた正向きの螺旋羽根とを備えて形成され、前記コンベア軸の軸径と前記正向きの螺旋羽根の外径との比を１：１．２〜１：１．７の範囲に設定してなる
ことを特徴とするひも状原料用の原料貯留用ホッパ。
前記逆送スクリューコンベアは、その設置位置を前記ホッパ本体内の上下方向で微調整可能に形成してなる請求項１記載のひも状原料用の原料貯留用ホッパ。
前記排出用のスクリューコンベアを複数配設し、該排出用の各スクリューコンベアにスクリュー樋を設けてなる請求項１又は２に記載のひも状原料用の原料貯留用ホッパ。
前記ホッパ本体の対向する側壁は、少なくとも一対の側壁を内側に傾けて、縦断面で末広がり状に形成してなる請求項１乃至３のいずれかに記載のひも状原料用の原料貯留用ホッパ。
前記ひも状原料が、パームやし油の搾りかす残渣であるＥＦＢファイバー、家畜用飼料となる牧草又は藁のうちから選択されるものである請求項１乃至４のいずれかに記載のひも状原料用の原料貯留用ホッパ。