JPH0911216A - 押出成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 押出成形機への給水量を自動化するのが目的
である。 【構成】 電流変換器２３で電動機１５の電流が検出さ
れて制御装置２４へ入力され、設定電流値より検出電流
値が大であるとインバータ２７の周波数を増して可変速
電動機２８を増速し、ポンプ２９は流量を増し、添加水
ノズル１９を通じて混練物への添加水量を増す。逆に設
定電流値より検出電流値が小であるとインバータ２７の
周波数を減少して可変速電動機２８を減速し、ポンプ２
９の流量を減少し、混練物への添加水量を減少する。添
加水量の増減により混練物の粘度を増大又は低下させて
負荷を減少又は増加させ電動機１５の負荷をほぼ一定に
保つ。保形性良好、機械保護、省力化となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は都市ごみの焼却灰、都市
ごみの焼却時に電気集塵機、バグフィルタ等により収集
されるＥＰ灰、流動床焼却炉の焼却灰等の飛灰の固化処
理に用いる押出成形機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、飛灰等の固化処理としては、飛灰
に固化剤を混合して水和反応により固化することが行わ
れている。このための工程は混合、混練、押出し成形と
なるが混練と押出し成形を行うことができる押出成形機
が多用されている。

【０００３】この押出成形機はトラフ中に平行する二本
の回転体により原料の混練とを行うと共に原料に推進力
を与え、トラフ端部に設けたダイスから押出し成形する
ようになっているものが例として挙げられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の押出成形機では
原料飛灰と固化剤のセメントの混合物が自硬性を持って
おり、その反応速度は、混練押出に要する時間、飛灰の
種類、固化剤の種類、固化剤と飛灰の混合比、温度等の
各種の条件を一定に保つことが出来ないので水和反応速
度に変化が生ずる。一方押出成形機の強度及び押出成形
機を駆動する電動機の容量には限界があるので水和反応
が進んで混練物の粘度が高くなると混練及び押出し用の
回転体に加わる負荷が増大し、且つ押出し用のダイスを
混練物が通過する抵抗も増大し、電動機の過負荷を生
じ、場合によっては押出成形機を損傷するおそれも出て
くる。

【０００５】混練物に水分が少ないと流動性が悪く、押
出し力をより多く要し、成形がされ難い即ち、ばらばら
となり、ダイスから成形されて出力されなくなる。これ
に反し水分が多いと必然的に粘度が低く、押出し力は小
さくなるが成形された製品が形状を保ち難くなる。又、
極端に水分が少ないと凝固状態とならず流動性もよくな
いので押出し力を要し、且つ押出しされた物は成形され
ない。

【０００６】そこで、押出成形機では混練過程にある混
練物へ水を添加する添加水ノズルを備え、この添加水ノ
ズルから混練物に加える水分量を手動にて加減してい
る。

【０００７】このため、押出成形機の押出される製品を
常時観察し、添加水ノズルへの給水バルブを操作して給
水量を変更している。

【０００８】本発明は、上記のような手動作業をなくす
ことにより自動運転を可能とする押出成形機を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は添
加水の給水装置を備え、固化剤と被処理物との混合物を
原料としこの原料の混練と押出しを行う押出成形機にお
いて、押出成形機を駆動する電動機の電流検出手段と、
前記電流検出手段の検出した電流値に従って給水装置の
給水量を可変とする制御装置を設けたことを特徴とする
押出成形機である。

【００１０】本発明の第２の発明は給水装置は可変速給
水装置であって上記電流値により可変速給水ポンプの駆
動電動機の速度を制御する速度制御装置を備えたことを
特徴とする第１の発明に記載の押出成形機である。

【００１１】本発明の第３の発明は給水装置は押出成形
機へ通ずる給水配管に流量調整弁を備え、前記電流値に
従って流量調整弁の弁開度を可変とする流量制御装置を
設けたことを特徴とする第１の発明に記載の押出成形機
である。

【００１２】本発明の第４の発明は添加水の給水装置を
備え、固化剤と被処理物との混合物を原料としこの原料
の混練を行う押出成形機であって、一方の上部に入口を
有し、他方の軸方向に出口を有し、出口にダイスを備え
たトラフ中に平行な水平軸を同方向に同一速度で回転可
能に配し、トラフの内周とその外周が接近して混練と押
出しを行う回転体を軸に並列固定し、該軸を電動機に連
結した押出成形機において、前記電動機の電流検出手段
と、前記電流検出手段の検出した電流値に従って添加水
の給水装置の給水量を可変とする制御装置を設けたこと
を特徴とする押出成形機である。

【００１３】本発明の第５の発明は回転体は軸方向に入
口側から出口側へ順に送りスクリュー、混練パドル、押
出スクリューを備え、トラフを貫通して混練パドルに対
して給水する添加水ノズルを設けたことを特徴とする第
４の発明に記載の押出成形機である。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。

【００１５】（実施例１）図１はこの発明の実施例の側
面図、図２は図１の平面図、図３は図１の正面図、図４
は図１のＡ−Ａ断面図である。

【００１６】機台１上には床上に据付けられた電動機１
５からベルト装置１６を介して駆動される減速機２が固
定され、減速機２の出力軸と歯車箱５の入力軸は軸接手
３により連結されている。

【００１７】歯車箱５内は図示しないが歯車箱５の入力
軸に固定された歯車が平行軸６，６′に夫々固定された
同一歯数の歯車にかみ合っており、二つの軸６，６′は
該入力軸の回転により同方向に同じ速度で回転可能とな
っている。歯車箱５は機台１に固定されている。

【００１８】歯車箱５の出力側には中間ケーシング７を
介して上下二つ割のトラフ８が固定されている。トラフ
８は機台１に固定されている。軸６，６′は歯車箱５に
回転自在に支時され、歯車箱５からトラフ８中へ延出さ
れている。トラフ８の中間ケーシング７との連結部には
軸６，６′を軸封する軸封装置９，９′が設けられてい
る。

【００１９】トラフ８の入口８ａから出口のフランジ１
３へ向って、軸６，６′には順に送りスクリュー１１，
１１′、図１、図２には見えない攪拌パドル１０，１
０′群（図４参照）、押出スクリュー１２，１２′が夫
々固定されている。

【００２０】送りスクリュー１１，１１′は軸６，６′
に嵌合固定される円筒形ボス外周にねじ羽根を設けたも
のであり、各ねじ羽根は同ピッチで同方向へねじれてお
り、スクリュー１１のねじ羽根の山はスクリュー１１′
のねじ羽根の谷に係合し、互いに山と谷が入り込んでい
る。スクリュー１１，１１′の外径はトラフ８の内壁と
は間隙少なく接近している。

【００２１】押出スクリュー１２，１２′は送りスクリ
ュー１１，１１′と同様であるが、送りスクリュー１
１，１１′よりもピッチが小さい。軸６，６′に夫々備
える上記攪拌パドル１０，１０′は軸方向同位置のもの
は互いに接するか、接近して回転する木の葉形状をして
いる。攪拌パドル１０，１０′とトラフ８はすきま少な
く接近している。攪拌パドル１０，１０′は軸方向に隣
る攪拌パドル１０，１０′とは夫々について同一方向に
リード角を付して捩って軸６，６′に固定されており、
攪拌パドル１０，１０′群は全体としてリードを付され
ており、混練作用と共に送り機能を持っている。

【００２２】トラフ８の前端の混練物の出口側には竪軸
のヒンジ１３ａでもって前記フランジ１３が開閉自在に
取り付けられている。フランジ１３の周囲には全周にわ
たり間隔をおいて切り込み１３ｂが設けられ、該切り込
み１３ｂを挿通してねじ部材をトラフ８の前端面のめね
じにねじ込むことにより、フランジ１３をトラフ８に固
定できるようになっている。

【００２３】フランジ１３はダイスホルダであって、板
状をしており、板面を貫通してダイス１４が複数設けら
れている。ダイス１４の配置は、軸６，６′の軸心を中
心とする同径の互いに接する円の円周上に等配して設け
られ、該二円の接点上には一つのダイス１４が夫々の円
上の配置において共通のダイス１４となっている。ダイ
ス１４はトラフ８内に面してつばを備えた円筒形外周
と、同心にダイス穴である円筒形内周部と円筒形内周部
の端部を小端とする円錐形内周部を備えている。このダ
イス１４は混練物が接して摺擦する円筒形内周部の長さ
のダイスストロークに対してダイス径が大となってい
る。円錐形内周部は、混練物の押し出し方向に関し、ダ
イス穴である円筒形内周部よりも後流側にあり、円筒形
内周部よりも拡大された拡大部となっているので通常で
は、混練物とは接触しない。

【００２４】尚、成形状態のみを考えれば、ダイス穴は
ダイス穴の混練物入口よりも混練物出口が小さくなるよ
うに円錐形にした方がよく、ダイスの形状は何れを用い
てもよい。トラフ８の歯車箱５寄りの端部の上面には原
料、例えば飛灰とセメントの混合物を投入する入口８ａ
が設けられている。この入口８ａには、混練押出しを行
う本混練押出機の前工程の攪拌機の出口側が結合され
る。トラフ８内の原料へ水を添加するための添加水ノズ
ル１９がトラフ８に設けてある。添加水ノズル１９の位
置は混練パドルの位置にあり、軸６，６′に固定した夫
々の混練パドルに向って開口している。

【００２５】電動機１５は開閉器２２を介して電源２１
より給電される。開閉器２２と電動機１５との間の配線
には電動機１５に流れる電流を検出する手段として電流
検出器２３が介装されている。電動機１５の運転のタイ
ミングは制御装置２４により制御され、ドライバ２５を
介して開閉器２２を開閉して行われる。

【００２６】電流検出器２３で検出された電流値はＡ／
Ｄ変換器２６でＡ／Ｄ変換され、制御装置２４に入力さ
れる。制御装置２４は電流検出器２３で検出された電流
値に従って、インバータ２７を介してポンプ駆動の可変
速電動機２８を可変速し、ポンプ駆動の可変速電動機２
８は非容積形ポンプ例えばタービンポンプのようなポン
プ２９を可変速駆動するようになっている。ポンプ２９
は水源３１の水を汲み上げて加圧し、吐出配管３２を介
してノズル１９へ加圧水を送り、ノズル１９を通じてト
ラフ８内へ添加水を圧送する。

【００２７】図示されない運転開始ボタンを押すと、制
御装置２４はドライバ２５を介して開閉器２２を閉成し
て電動機１５を付勢する。これにより、電動機１５は回
転し、ベルト装置１６を介して減速機２に入力され、減
速機２の減速された出力回転力は軸接手３を介して歯車
箱５に入力され、これによって軸６，６′は同一方向に
同回転速度で回転し、送りスクリュー１１，１１′、攪
拌パドル１０，１０′群、押出しスクリュー１２，１
２′は夫々が同一方向に同回転速度で回転する。投入口
８ａより投入された飛灰と固化剤例えばセメントの混合
物は送りスクリュー１１，１１′で上記攪拌パドルへ送
られ、攪拌パドル１０，１０′群では主として攪拌作用
を受け乍ら送られて押出しスクリュー１２，１２′へ達
し、押出しスクリュー１２，１２′でダイス１４から押
し出され成形した製品となる。

【００２８】上記運転中、混練押出に要する時間、飛灰
の種類、飛灰とセメントの混合比、水分量等により、送
りスクリュー１１，１１′、攪拌パドル１０，１０′
群、押出しスクリュー１２，１２′等の回転体に加わる
原料による負荷、ダイス１４の混練物押出抵抗は変動す
る。電動機１５の負荷は上記回転体負荷及びダイスにお
ける押出抵抗に従って変動し、電流検出器２３で検出さ
れる電流値は変動する。

【００２９】電流検出器２３で検出された電流値はＡ／
Ｄ変換器２６でＡ／Ｄ変換され制御装置２４へ入力され
る。制御装置２４はこの入力信号を内蔵する関数設定器
へ入力し、関数設定器は電流検出器２３の検出した電流
値が予め設定した値よりも大なときはインバータ２７の
出力周波数を増加する周波数指令を出力し、インバータ
２７はポンプ駆動の可変速電動機２８を増速し、ポンプ
２９の回転速度を増加してポンプ２９が水源３１から汲
み上げて吐出配管３２へより多くの水を流し、添加水ノ
ズル１９からトラフ８内へ注水する。

【００３０】これによってトラフ８内の混練物へはより
多くの水分添加がなされることにより、混練物の粘度が
低下し、混練用回転体の負荷及びダイス１４の混練物押
出抵抗が減少するので電動機１５の負荷も小さくなる。
逆に、電動機１５の消費動力が減少し電流が小さくなる
と電流検出器２３で検出し、Ａ／Ｄ変換器２６で変換し
て制御装置２４へ入力された電流値によって関数設定器
はインバータ２７へ送る周波数を小さくなるように算出
し、制御装置２４はインバータ２７の出力周波数を減少
する周波数指令を出し、ポンプ駆動の可変速電動機２８
を減速し、ポンプ２９の回転速度を減少してポンプ２９
が水源３１から汲み上げて吐出配管３２へ流す流量を減
少し、添加水ノズル１９からトラフ８内への注水を減少
する。

【００３１】これによってトラフ８内の混練物へはより
少ない水分添加がなされることにより、混練物の粘度が
低下し電動機１５の負荷は増大する。

【００３２】かくして予かじめ定められた電流値になる
ように水分添加量が増減され、電動機１５は許容される
負荷の範囲内で運転されると共に混練物には成形に適す
る水分添加がなされる。

【００３３】尚、前述の制御装置２４がインバータ２７
へ出す周波数指令は、電流検出器２３で検出された電流
値が予め設定された電流値との乖離に従ってポンプ２９
の特性曲線に従う運転点から外れないように可変速電動
機２８を制御するように変化させる。

【００３４】（実施例２）図５に実施例２を示す。押出
成形機としては、添加水給水制御関連部分を除いて前実
施例と同様であり、前実施例と同一符号を図５に付し、
前実施例の説明を援用する。本実施例での制御回路の符
号２１から２６までの構成は前実施例と同一である。

【００３５】本実施例では商用水源（工業用水道）３３
から添加水ノズル１９へなされた給水配管３４に流量調
整弁３５を介装してある。この流量調整弁３５は電動で
あり、制御装置２４によりドライバ２７を介して開度調
整がなされ、その弁開度を変化させる弁体駆動装置の回
転角は流量調整弁３５に連結したエンコーダ３６により
検出され、制御装置２４へ送られるようになっている。

【００３６】上記構成の作用を説明する。電流検出器２
３で検出された電流値はＡ／Ｄ変換器２６でＡ／Ｄ変換
され制御装置２４へ入力される。制御装置２４はこの入
力信号を内蔵する関数設定器へ入力し、関数設定器は電
流検出器２３の検出した電流値が予め設定した値よりも
大なるときは流量調整弁３５の弁開度を増大すべき信号
を出力し、ドライバ２７を介して流量調整弁３５の弁開
度を増大する。この弁開度はエンコーダ３６により検出
され、制御装置２４に送られ、制御装置２４は弁開度を
記憶する。これによって商用水源３３からは給水管３４
へより多くの水を流し、添加水ノズル１９からトラフ８
内へ注水する。

【００３７】これによってトラフ８内の混練物へはより
多くの水分添加がなされることにより、混練物の粘度が
低下し、混練用回転体の負荷及びダイス１４の混練物押
出抵抗が減少するので電動機１５の負荷が小さくなる。
逆に、電動機１５の消費動力が減少し電流が小さくなる
と電流検出器２３で検出し、Ａ／Ｄ変換器２６で変換し
て制御装置２４へ入力された電流値によって関数設定器
は流量調整弁３５の弁開度を小さくなるように算出し、
制御装置２４は流量調整弁３５の弁開度を減少すべき信
号を出力し、ドライバ２７を介して流量調整弁３５の弁
開度を減少する。この弁開度はエンコーダ３６により検
出され、制御装置２４に送られ、制御装置２４は弁開度
を記憶する。これによって商用水源３３から給水管３４
へ流す流量を減少し、添加水ノズル１９からトラフ８内
への注水を減少する。

【００３８】これによってトラフ８内の混練物へはより
少ない水分添加がなされることにより、混練物の粘度が
上昇し混練用回転体の負荷及びダイス１４の混練物押出
抵抗が増大するので電動機１５の負荷が増大する。

【００３９】かくして、予かじめ定められた電流値にな
るように水分添加量が増減され、電動機１５は許容され
る負荷の範囲内で運転されると共に混練物には成形に適
する水分添加がなされる。

【００４０】尚、前述のエンコーダ３６により検出され
制御装置２４に記憶された弁開度は、電流検出器２３で
検出された電流値が予め設定された電流値との乖離に従
って安定した制御を行うように弁開閉速度の調節を行う
ように制御関数を定めた関数設定器に入力され、この関
数設定器により求めた弁開閉速度で制御装置２４は流量
調整弁３５を制御するものである。

【００４１】

【発明の効果】本発明の第１の発明は添加水の給水装置
を備え、固化剤と被処理物との混合物を原料としこの原
料の混練と押出しを行う押出成形機において、押出成形
機を駆動する電動機の電流検出手段と、前記電流検出手
段の検出した電流値に従って給水装置の給水量を可変と
する制御装置を設けたことにより(1) 押出成形機からの
押し出した混練物の全量に対して形状を保って押し出さ
れる量の割合、即ち成形率が向上する。(2) 飛灰と固化
剤の混練物の水和反応に対応して混練物への添加水量が
自動供給される為、混練による負荷、押出しによる抵抗
が適度の範囲に保たれ機械の保護になる。(3) 添加水量
調整の人手の作業がなくなり省力化される。

【００４２】本発明の第２の発明は第１の発明におい
て、給水装置は可変速給水装置であって上記電流値によ
り可変速給水ポンプの駆動電動機の速度を制御する速度
制御装置を備えたことにより、混練物への添加水を好適
に制御し得る。

【００４３】本発明の第３の発明は第１の発明におい
て、給水装置は押出成形機へ通ずる給水配管に流量調整
弁を備え、前記電流値に従って流量調整弁の弁開度を可
変とする流量制御装置を設けたことにより、簡易に混練
物への添加水の量を加減できる。

【００４４】本発明の第４の発明は、添加水の給水装置
を備え、固化剤と被処理物との混合物を原料としこの原
料の混練を行う押出成形機であって、一方の上部に入口
を有し、他方の軸方向に出口を有し、出口にダイスを備
えたトラフ中に平行な水平軸を同方向に同一速度で回転
可能に配し、トラフの内周とその外周が接近して混練と
押出しを行う回転体を軸に並列固定し、該軸を電動機に
連結した押出成形機において、前記電動機の電流検出手
段と、前記電流検出手段の検出した電流値に従って添加
水の給水装置の給水量を可変とする制御装置を設けたこ
とにより(1) 押出成形機からの押し出した混練物の全量
に対して形状を保って押し出される量の割合、即ち成形
率が向上する。(2) 飛灰と固化剤の混練物の水和反応に
対応して混練物への添加水量が自動供給される為、混練
による負荷、押出しによる抵抗が適度の範囲に保たれ機
械の保護になる。(3) 添加水量の調整の人手の作業がな
くなり省力化される。

【００４５】本発明の第５の発明は、第４の発明におい
て、回転体は軸方向に入口側から出口側へ順に送りスク
リュー、混練パドル、押出スクリューを備え、トラフを
貫通して混練パドルに対して給水する添加水ノズルを設
けたことにより、混練されている状態の混練物、及びこ
の混練物がその後に押し出される混練物となる位置にお
いて、混練物に添加水を加えるため、添加水による混練
物の状態を変更させ得る最も最適な位置であって、添加
水に従った混練物の性状が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の押出成形機の側面図である。

【図２】本発明の実施例１を示し、図１の平面図であ
る。

【図３】図１の正面図である。

【図４】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図５】本発明の実施例２の平面図である。

【符号の説明】

８ トラフ １９ 添加水ノズル ２１ 電源 ２２ 開閉器 ２３ 電流検出器 ２４ 制御装置 ２８ 可変速電動機 ２９ ポンプ ３６ 流量調整弁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 添加水の給水装置を備え、固化剤と被処
   理物との混合物を原料としこの原料の混練と押出しを行
   う押出成形機において、押出成形機を駆動する電動機の
   電流検出手段と、前記電流検出手段の検出した電流値に
   従って給水装置の給水量を可変とする制御装置を設けた
   ことを特徴とする押出成形機。
2. 【請求項２】 給水装置は可変速給水装置であって上記
   電流値により可変速給水ポンプの駆動電動機の速度を制
   御する速度制御装置を備えたことを特徴とする請求項１
   に記載の押出成形機。
3. 【請求項３】 給水装置は押出成形機へ通ずる給水配管
   に流量調整弁を備え、前記電流値に従って流量調整弁の
   弁開度を可変とする流量制御装置を設けたことを特徴と
   する請求項１に記載の押出成形機。
4. 【請求項４】 添加水の給水装置を備え、固化剤と被処
   理物との混合物を原料としこの原料の混練を行う押出成
   形機であって、一方の上部に入口を有し、他方の軸方向
   に出口を有し、出口にダイスを備えたトラフ中に平行な
   水平軸を同方向に同一速度で回転可能に配し、トラフの
   内周とその外周が接近して混練と押出しを行う回転体を
   軸に並列固定し、該軸を電動機に連結した押出成形機に
   おいて、前記電動機の電流検出手段と、前記電流検出手
   段の検出した電流値に従って添加水の給水装置の給水量
   を可変とする制御装置を設けたことを特徴とする押出成
   形機。
5. 【請求項５】 回転体は軸方向に入口側から出口側へ順
   に送りスクリュー、混練パドル、押出スクリューを備
   え、トラフを貫通して混練パドルに対して給水する添加
   水ノズルを設けたことを特徴とする請求項４に記載の押
   出成形機。