JPH11309692A - 切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で棒状に成形された成形体を所定
長さに切断する切断装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 切断装置１８は、カッターロール７６と
受けロール９２を有している。カッターロール７６は、
外周面の周方向に所定間隔をおいて設けられた装着部８
２に刃８０が着脱自在に装着されている。したがって、
ノズル１６から連続的に成形された円柱状の成形体９０
がカッターロール７６と受けロール９２の間に進入する
と、所定の圧力でカッターロール７６と成形体９０が当
接するため、摩擦力でカッターロール７６が回転する。
この結果、カッターロール７６の外周面に装着された刃
８０が可塑性の成形体９０に切り込み、成形体９０を切
断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続的に成形され
る可塑性の成形体を所定長さに切断する切断装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来からバイオマスとして籾殻やおが屑
等を使用するために、籾殻等を粉砕する装置が開発され
ている。例えば、籾殻は、粉砕することによって構造が
破壊されて吸水性、保水性、通気性に優れた特性を有す
る素材として再生される。例えば、粉砕された籾殻を糞
尿と混ぜることによって堆肥にするなど、農業、畜産、
工業等の分野において利用することができる。

【０００３】また、この粉砕された籾殻を圧縮成形する
ことにより、燃料棒が成形できる。さらに、この燃料棒
を炭窯で炭化させることにより成形炭にすることもでき
る。この成形炭は燃料炭として使用される以外に、活性
炭（調湿材、水処理材）として幅広く活用できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、籾殻か
ら燃料棒を成形すると、圧縮成形装置で粉砕された籾殻
から燃料棒が連続的に成形されてくるため、これを所定
長さに切断する必要があった。そこで、簡単な構造で所
定長さに成形体を切断できる切断装置が要望されてい
た。

【０００５】本発明はかかる事実を考慮し、簡単な構造
で棒状に成形された成形体を所定長さに切断する切断装
置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、棒状に連続的に成形され、所定方向に搬送される成
形体を所定長さに切断する切断装置であって、前記成形
体の搬送経路に対応して配設され、搬送方向に回転自在
な受けロールと、前記受けロールに対向して配設され、
前記搬送方向に沿って回転自在であると共に、外周面の
周方向に所定間隔をおいて刃が装着され、前記受けロー
ルとの間に成形体を挟持して前記刃によって前記成形体
を切断するための切り込みを付与するカッターロール
と、を備えることを特徴とする。

【０００７】請求項１記載の発明の作用を説明する。

【０００８】棒状に成形された可塑性の成形体が搬送さ
れてカッターロールと受けロールとの間に進入して挟持
される。この際、カッターロールおよび受けロールは成
形体から作用する摩擦力により回転し、カッターロール
の外周面の周方向に所定間隔で装着された刃が成形体に
切り込む。この切り込みによって成形体が切断される。
すなわち、外周面における刃の周方向間隔に対応した長
さで可塑性の成形体が切断される。このように、駆動源
なしの簡単な構造で成形体を所定の長さに切断すること
ができる。

【０００９】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、前記カッターロールと前記受けロールと
の距離を調節する調節手段を設けたことを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明の作用について説明す
る。

【００１１】調節手段によりカッターロールと受けロー
ルとの距離を調節できるため、成形体の断面形状に対応
して所定の圧力で成形体に外周面が当接するように調節
することができる。

【００１２】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は２記載の発明において、前記カッターロールは、外周
面に刃を着脱自在に装着する装着手段が外周面の周方向
に所定間隔をおいて複数箇所設けられていることを特徴
とする。

【００１３】請求項３記載の発明の作用について説明す
る。

【００１４】カッターロールの外周面の周方向に複数箇
所設けられた装着手段に対して、選択的に刃を装着する
ことによって、外周面における刃の周方向間隔を変更で
きる。したがって、切断される成形体の長さを変更する
ことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係る粉砕成形
装置について、図１〜図５を参照して説明する。図１は
粉砕成形装置の全体構成を示す斜視図であり、図２は粉
砕成形装置の要部断面図であり、図３はそれぞれノズル
の正面図であり、図４は切断装置の正面図であり、図５
は切断装置の一部断面説明図である。

【００１６】粉砕成形装置１０は、図１に示すように、
原料を供給する供給手段１２、供給された原料を粉砕す
る粉砕手段１４、粉砕された原料を高圧下で結合させ、
結合された原料（結合体）の膨張力（水蒸気）を逃して
形状を整えて成形体とするノズル１６と、成形体を切断
する切断装置１８と、から基本的に構成される。

【００１７】供給手段１２は、原料を搬送するコンベヤ
２０と、コンベヤ２０の上端からホッパ２２へ案内する
シュート２４と、原料を貯めるホッパ２２とから構成さ
れる。ホッパ２２の下端部には、モータ２６の駆動力に
よって回転する図示しないインペラが備えられており、
インペラの回転量を変更することによって粉砕手段１４
への原料の供給量を調節する。

【００１８】粉砕手段１４は、図２に示すように、釣鐘
形状の孔部２８を有するハウジング３０と、前記孔部２
８内を回動するロータ３２とから基本的に構成される。

【００１９】ロータ３２は、略釣鐘形状に形成されてお
り、その外周面に螺旋状の凸部（図示せず）を形成して
いる。このロータ３２は、モータ２６の駆動力によって
回転する軸体３４の先端に螺着されると共に、軸体３４
と反対側にスクリュー３６が螺着される。したがって、
ロータ３２とスクリュー３６は、モータ２６の駆動によ
って一体的に回転する。

【００２０】なお、ハウジング３０の孔部２８にも螺旋
状の凸部（図示せず）が形成されている。したがって、
ロータ３２が回転されることにより、ハウジング３０の
凸部に対してロータ３２の凸部が摺動し、孔部２８に供
給された原料を粉砕する。

【００２１】ハウジング３０には、ホッパ２２に連通す
る供給孔部３８と、孔部２８において粉砕された原料を
排出する断面円形の搬出口４０が形成されている。

【００２２】ノズル１６は、図２および図３に示すよう
に、略円筒形状体であり、その一端にフランジ４２が形
成されている。ノズル１６には、フランジ４２側に搬出
口４０と同径の圧縮孔部４４が形成され、反対側に圧縮
孔部４４よりも径が大きい（好ましくは、２ｍｍ位大き
い）成形孔部４６が圧縮孔部４４に連続して形成されて
いる。図２に示すように、ハウジング３０の搬出口４０
部分にノズル１６がフランジ４２によって螺着される。
この結果、圧縮孔部４４と成形孔部４６には、搬出口４
０から外部に突出したスクリュー３６が進入し、スクリ
ュー３６の先端が成形孔部４６の１／７程度まで到達す
る。但し、スクリュー３６の螺旋状の凸部は成形孔部４
６の１／４０（スクリュー３６の０．５ピッチ）程度ま
でしか形成されていない。

【００２３】なお、圧縮孔部４４の搬送（軸）方向長さ
は、スクリューの１〜１．５ピッチ位の長さであれば好
適である。これ以上長いと、圧縮して結合した結合体が
詰まるおそれがあり、これよりも短いと圧力の作用が小
さく、原料が良好に結合しないおそれがある。

【００２４】フランジ４２のハウジング３０に対する装
着面には、圧縮孔部４４から外周まで径方向に延びる溝
４８が２本形成されている。また、成形孔部４６には、
圧縮孔部４４側端部から外部に面する他端部まで軸方向
に延在する溝５０が周方向に４本形成されている。ここ
では、後述する蒸気抜き用に溝４８、５０が形成されて
いるが、孔部で形成しても良い。

【００２５】また、ノズル１６の外周面には、搬送方向
において成形孔部４６に相当する位置にヒータ５２が配
設されている。

【００２６】一方、ノズル１６で圧縮成形された成形体
を切断する切断装置１８がノズル１６の先端に配置され
ている。切断装置１８は、図１に示すように、粉砕手段
１４やモータ２６等が設置された台座５４からノズル１
６と同方向に延びる連絡部材５６によって接続されたス
タンド５８と、スタンド５８の上部に固着される装置本
体６０とからなる。

【００２７】装置本体６０は、枠体６４と、スライド部
材６６ａ、６６ｂと、カッターロール７６と、受けロー
ル９２とから基本的に構成されている。

【００２８】枠体６４は、搬送方向に対する垂直断面に
おいて四角形（図４参照）であり、足部材６２によって
スタンド５８に固着されている。

【００２９】枠体６４の上部には、垂直断面がコの字型
であるスライド部材６６ａが配設されている。スライド
部材６６ａには、その上面に螺孔６８ａが形成されてい
る。この螺孔６８ａには、一端が枠体６４の上面に回転
自在に固着され、他端にハンドル７０ａが取り付けられ
た調整螺子７２ａが螺入されている。したがって、ハン
ドル７０ａを回転させることにより、スライド部材６６
ａが枠体６４の両側面に沿って上下方向に変位可能とな
っている。

【００３０】また、スライド部材６６ａの両側面間には
軸体７４ａが回転自在に軸支されており、軸体７４ａに
はカッターロール７６が固着されている。この軸体７４
ａは枠体６４の両側面に形成された孔部７８ａに挿通さ
れており、カッターロール７６が回転自在に支持されて
いる。なお、孔部７８ａが上下方向に遊びを有している
ため、スライド部材６６ａが上下方向にスライドする時
に軸体７４ａが孔部７８ａに当接してスライド量を規制
することはない。

【００３１】図５に示すように、カッターロール７６は
円柱体であり、外周面において周方向に所定間隔をあけ
て刃８０を装着するための装着部８２が設けられてい
る。装着部８２は、外周面に垂直に形成され、幅方向に
延在する装着用溝８４と、止め螺子８６を螺入させる螺
孔８８とが外周面から装置用溝８４の側部へ形成されて
いる。したがって、刃８０を装着用溝８４に挿入し、止
め螺子８６を螺孔８８に螺入させて刃８０を固定するこ
とによって、装着部８２に刃８０が装着される。

【００３２】本実施形態においては、カッターロール７
６の外周面に装着部８２が１８０度間隔で２箇所あり、
その一方の装着部８２に刃８０が装着されている。この
刃８０の間隔が切断される成形体の長さとなる。したが
って、外周面に装着される刃８０の数を増減させること
により、切断される成形体の長さを変更させることがで
きる。

【００３３】一方、枠体６４の下方にはスライド部材６
６ｂがスライド部材６６ａと同様に設けられている。し
たがって、スライド部材６６ｂについては、スライド部
材６６ａと同様の構成要素に同一の参照番号を付し、そ
の詳細な説明を省略する。但し、スライド部材６６ｂに
は、カッターロール７６に代わって円柱体である受けロ
ール９２が軸体７４ｂに回転自在に固着されている。

【００３４】したがって、ノズル１６で圧縮成形された
円柱形の成形体９０を受けロール９２とカッターロール
７６が所定の圧力で成形体９０を挟み込むように、ハン
ドル７０ａ、７０ｂを回転させてカッターロール７６と
受けロール９２の高さ方向位置を調節しておく。

【００３５】なお、モータ２６の回転数を制御すること
により、籾殻の供給量（インペラの回転数）やロータ３
２やスクリュー３６（軸体３４）の回転数を自動制御す
る制御ボックス９４を有する。

【００３６】このように構成された粉砕成形装置１０の
作用について説明する。

【００３７】粉砕成形装置１０においてコンベヤ１２の
下端部に水分が１０〜１３％位に乾燥させられた原料
を、例えば籾殻を搭載することにより、この籾殻はコン
ベヤ１２の上端部からシュート２４を介してホッパ２２
に供給され、インペラによって供給量が調節され、粉砕
手段１４に供給される。

【００３８】粉砕手段１４において供給孔部３８から孔
部２８へ供給された籾殻は、軸体３４と共に回動するロ
ータ３２の凸部がハウジング３０の凸部に対して摺動す
ることによって粉砕され、ロータ３２の凸部によって案
内されて搬出口４０側に移動していく。搬出口４０に到
達した粉砕された籾殻は、スクリュー３６の回動によっ
て送り速度を制御されながら圧縮孔部４４に送り込まれ
る。

【００３９】この時、モータ２６の駆動力によって規定
される籾殻の供給量（インペラの回転数）、粉砕される
籾殻の排出量（ロータ３２の回転数）に基づいて、籾殻
に所定の圧力が作用するような径（搬送方向断面積）の
圧縮孔部４４が形成されたノズル１６を粉砕手段１４
（搬出口４０部分）に装着しておく。

【００４０】ここで、搬送方向とは、圧縮孔部４４と成
形孔部４６の中心軸方向において、フランジ４２（搬出
口４０）側から他端開口部側へ向かう方向のことであ
り、搬送方向断面とはこの搬送方向に直交する断面のこ
とである。

【００４１】したがって、圧縮孔部４４において粉砕さ
れた籾殻に高圧が作用し、籾殻に含有されるリグニンに
よって粉砕された籾殻が結合する（以下、結合体とい
う）。この圧縮結合作用によって高温になった結合体で
は、内部に含有される水分が水蒸気となって外部に発散
しようして膨張力となる。この際、水蒸気の一部がフラ
ンジ４２の径方向に設けられた溝４８から外部に噴出す
る。

【００４２】この圧縮孔部４４において膨張力を有する
結合体は、スクリュー３６の送りによって成形孔部４６
に搬送される。この搬送によって、孔部の径（搬送方向
断面）が増大するため、結合体が膨張して膨張力を低減
させるとともに、結合体の水蒸気を溝５０を介して外部
に逃す。この過程で、スクリュー３６の形状に沿ってカ
ールした可塑性の結合体となる。この結合体は、成形孔
部４６内部においてスクリュー３６の先端から離間した
後は、スクリュー３６によって圧縮孔部４４から搬送さ
れてくる結合体によって開口側端部に押し出されてい
く。この過程でカールしていた結合体は、成形孔部４６
と同径の円柱体となって開口部から押し出される。

【００４３】また、この結合体が成形孔部４６を移動し
ていく過程でヒーター５２によって加熱されることによ
り、結合体の内部から完全に水分が蒸発し、外周面が黒
色に焦げた滑面状で円柱形状の成形体９０となる。この
ように、成形体９０の表面が黒色に焦げて形成されるた
め、滑り易くなって成形孔部４６からの押し出しが容易
になる。

【００４４】なお、成形体９０（結合体）は可塑性なの
で溝５０に入り込むことはなく、蒸気の外部への導出を
妨げることはない。

【００４５】この成形体９０は、スクリュー３６によっ
て成形孔部４６の開口端部から外部に押し出され、切断
装置１８の足部材６２に案内されて受けロール９２とカ
ッターロール７６の間に挿入される。ここで、受けロー
ル９２によって支持された成形体９０の上側からカッタ
ーロール７６の刃８０が切り込む。成形体９０は、この
切り込みの入った部分から割れて切断される。切断され
る成形体９０の長さは、刃８０の周方向間隔によって規
定されている。

【００４６】なお、このカッターロール７６および受け
ロール９２は、外周面が成形体９０に押圧されているた
め成形体９０との摩擦力によって回転する。

【００４７】このようにして成形された円柱体の成形体
９０は、棒状の固形燃料として使用される。また、炭窯
で炭化されることにより成形炭として利用することもで
きる。

【００４８】ところで、本実施形態においては、粉砕手
段１４（ハウジング３０）とノズル１６を別体として構
成したが、一体的に形成しても良い。

【００４９】また、この切断装置１８では、上側にカッ
ターロール７６を、下側に受けロール９２を配設した
が、上下逆にして配設しても良い。

【００５０】さらに、カッターロール７６には、周方向
の１か所のみに刃８０が装着されているが、２か所に刃
８０を装着すれば成形体９０を半分の長さに切断でき
る。また、カッターロール７６にさらに多数の装着部８
２を設ければ、成形体９０を一層短く切断可能に構成で
きる。

【００５１】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、簡単な構造で
ありながら、棒状に成形された成形体を所定長さに切断
することができる。

【００５２】請求項２記載の発明では、成形体の断面形
状に応じてカッターロールと受けロールが所定圧力で当
接するように調節できる。

【００５３】請求項３記載の発明では、成形体を切断す
る長さを変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る粉砕成形装置の斜
視図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係る粉砕成形装置の要
部縦断面図である。

【図３】本発明の一実施の形態に係るノズルの正面図で
ある。

【図４】本発明の一実施の形態に係る切断装置の正面図
である。

【図５】本発明の一実施の形態に係る切断装置の一部断
面説明図である。

【符号の説明】

１８ 切断装置 ６６ａ、６６ｂ スライド部材（調節手段） ７０ａ、７０ｂ ハンドル（調節手段） ７２ａ、７２ｂ 調整螺子（調節手段） ７６ カッターロール ８０ 刃 ８２ 装着部（装着手段） ９０ 成形体 ９２ 受けロール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒状に連続的に成形され、所定方向に搬
   送される成形体を所定長さに切断する切断装置であっ
   て、 前記成形体の搬送経路に対応して配設され、搬送方向に
   回転自在な受けロールと、 前記受けロールに対向して配設され、前記搬送方向に沿
   って回転自在であると共に、外周面の周方向に所定間隔
   をおいて刃が装着され、前記受けロールとの間に成形体
   を挟持して前記刃によって前記成形体を切断するための
   切り込みを付与するカッターロールと、 を備えることを特徴とする切断装置。
2. 【請求項２】 前記カッターロールと前記受けロールと
   の距離を調節する調節手段を設けたことを特徴とする請
   求項１記載の切断装置。
3. 【請求項３】 前記カッターロールは、外周面に刃を着
   脱自在に装着する装着手段が外周面の周方向に所定間隔
   をおいて複数箇所設けられていることを特徴とする請求
   項１または２記載の切断装置。