JPS6051788A

JPS6051788A - 燃料用ペレット及びその製造方法並びに製造装置

Info

Publication number: JPS6051788A
Application number: JP16139683A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Kakiuchi; 垣内　保夫
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-08-31
Filing date: 1983-08-31
Publication date: 1985-03-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は木質系廃棄物を主体とする燃料用ペレット及び
その製造方法並びに製造装置に関するものである。

エネルギー資源の乏しさが原因するエネルギー問題の基
本的解決は省エネルギーにのみめられてはならない。幸
いにも、わが国は木材については成る程度の資源として
数えられるとともに、凹部でも有数の木材使用国であり
、がっ、大貝に藷外国から原木を輸入し、こ汎を加工し
て国内の需用にも供している。

ところで木材を加工するに当り、その樹皮は剥離されて
廃棄される。特に高級和紙として国内で産する、こうぞ
、みつまた、はその樹皮を全て除去しなければならない
とともに、木製品加工用の杉、檜等も樹皮のあるままで
使用することは希である。このことは輸入材においても
同様である。

したがって樹皮の廃棄量は膨大な量になるものと推定さ
れるが、これを有効利用特にエネルギー源として用いる
ことに成功していない。

樹皮等をエネルギー源として利用する方策については、
一部において研究されており、例えばオガライト（登録
商標）のように、所謂オガ屑を固形化したものが実用化
されている。しかしながら、このオガライトは熱カロリ
ーが低く、代替エネルギーとしては難点があり、しがも
耐湿性に劣り保存中の吸湿により強度を失い使用不可能
となる等長期貯蔵が難しく、燃料として広く利用されて
いるとはいい難い。

そこで、樹皮は比較的含水率が低く、又、樹脂を含んで
燃え易いことに着目し、樹皮を細断し或いはチップ化し
て燃焼に適する方法も研究されてきたが、それらの方策
もその燃焼装置等がネックになり、又、樹皮そのものの
熱カロリーもまた不充分である。

そのため、さらに樹皮の燃焼による高熱カロリーを得る
べく、樹皮に熱可塑性合成樹脂系の廃棄物を混合して熱
カロリーを上げる固形燃料化方法が既に発表されている
（昭和５６年３月高知県、特公昭５２−３４０１号等）
。

そして、樹皮を固形燃料化するには、まず、樹皮を粉砕
、細断したものに、ポリエチレン等の廃棄物を適度に粉
砕、細断したものを５乃至２０％程度混入し、１３０℃
〜２００℃に加熱しながら混線し、該混線物をダイス等
の御出花から押出して一定形態のペレットに型成形する
。

ところで、前記ペレッ１〜の形態としては、板状、棒状
、管状、塊状などの左右対称型の断面を有するものが主
体である。しかし、このような左右対称型の断面形状を
備えたペレットはｐＩ焼時に他のペレットと相互に密着
することにより、空気と接する表面積が減少し、著しく
燃焼効率が底下し、所期の目的が達せられない。

また、一方前記ペレットを製造する装置として効率的な
ものがなく、生産性が悪くてコスト高を呈している。た
めに、樹皮等の木質系ｇＩｉＳ物を主体とする固形燃料
化の実現は足踏み状態といった現状にある。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、燃焼効率と成形効率
の良好なる形状を有し、かつ、耐水性に優れ、充分な熱
カロリーをを有する燃料用ペレットと、その燃料用ペレ
ットの製造方法並びに製造装置を提供するものである。

本発明に係る燃料用ペレットは木質系廃棄物と合成樹脂
系廃棄物との粉砕物を所定比率で混合し、混練し、加熱
しつつ成形型で押出されてなる棒状体にして、該棒状体
の外周部に不等間隔で突条を一体形成し、断面形状が実
質的に左右非対称である。木質系廃棄物とは、樹木、樹
皮、オガ屑その他の樹木そのものに関するものの他、樹
木を原料とする紙、製紙スラッジ、古紙並びに石灰やオ
イルコークス等の可燃性鉱物をも含む。合成樹脂系廃棄
物とは、燃焼して有毒ガスを発生しない熱可塑性合成樹
脂、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレ
ン、アクリル、ポリアセタール等を含み、主として廃棄
された容器その他の日用品等が利用される。これらの合
成樹脂系廃棄物は、前記木質系廃棄物と混合、混線、加
熱、圧縮固化されて賦形材として作用する一方、成形型
の押出孔から押出成形されるときに離型材として作用す
るものである。断面形状が左右非対称の棒状体とは、例
えば円柱状の棒状体の外周部に長手方向へ半円柱状の突
条が一体形成されてなる棒状体などを称し、該棒状体の
多数が混在したとき密着することなく相互間に空間部が
形成されて燃焼効率の高い表面積の拡張を図るものをい
う。加熱圧縮固化するとは、前記木質系廃棄物と合成樹
脂系廃棄物との各粉砕物を所定比率で混合し、混線し、
加熱しつつ成形型から押出すことにより棒状体に圧縮固
化することである。

そこで、本発明の燃料用ペレット製造方法は。

木質系廃棄物を細片に粉砕し含水率を７〜１５％とする
第一工程と１合成樹脂系廃棄物を細片に粉砕する第二工
程と、前記第一工程で得た粉砕物１００に対し第二工程
で得た粉砕物５〜１０の割合で混入する第三工程と、該
第三工程で得た混合物を更に粉砕、かつ、撹拌しつつ混
練するとともに１３０℃〜１７０℃に加熱する第四工程
と、該第四工程で得られた混練物を成形型の押出孔から
押出し断面形状が左右非対称の棒状体である燃料用ペレ
ットを形成する第五工程とからなるものである。

そこで、次に前記燃料用ペレット製造方法を実施する燃
料用ペレット製造装置の一実施例を図面に基づいて説明
し、本発明を詳細にする。

この燃料用ペレット製造装置の特徴は、断面形状が実質
的に左右非対称の押出孔を放射状に突設した囲繞体の内
周面に歯部を形成し、該歯部に前記押出孔の一端を臨ま
せ、かつ、該歯部と係合する歯部を備えた遊星歯車状の
撹拌器を前記囲繞体内で回転自在に設けることにより、
木質系廃棄物と合成樹脂系廃棄物とを混合、混練しつつ
加熱圧縮押出成形することにある。

第１図及び第２図は１本考案に係る木質系廃棄物等の固
形燃料化装置の全体構成を示し、図においてｌは基台、
２は混練槽、３はポツパーである。

基台１は、その内部に電動モータ４等の駆動源を有して
混線槽２内に回転自在に設けた遊星歯車状の撹拌器５を
回転させる。したがって、混練槽重よ２内周面に歯車状
の内歯部６を備えた容器力＼らなり、この混練槽２内に
所定サイズに予め粉砕した樹皮等の木質系廃棄物等を供
給する定量内蓋７カ１ホツパー３内に配設さオシている
。

第３図は混練ｍ２の詳細な構成を示してし）る。

すなわち、基台ｌに支えられた円盤状の合板８にはその
中心に回転軸９が回転自在に枢支され、該回転軸９は、
被駆動＠１０を備え、この被駆動軸１０にはモータ４を
有する駆動１ｔｔが係合している。回転軸９は台板８上
で回転自在なアーム１２が、例えば３本（第１図）設け
られている。このアーム１２の各端部には軸１３を介し
て歯車状の撹拌器５が回転自在に枢支されてｔ）る。

そして、この撹拌器５と係合する歯車状の内歯部６ａを
備えた環状のＢ綿体１４がボルト１４ａを介して台板８
と連結され、３個の撹拌器５を包囲している。したがっ
て１台板８と囲繞体１４とにより容器を形成し、その容
器内で撹拌器５が回転自在に構成されている。囲繞体１
４の上縁部にはホッパー３が所定の容量を有して容器を
取り囲んで形成されている。そして、囲繞体１４の外周
部には環状箱形の受器１５が台板８に固着されている。

しかして、撹拌器５と囲繞体１４との構成は、第４図に
示すように、まず、囲繞体１４に形成した歯部６の四部
６ａにおいて、水平方向で多段（第３図においては４段
）の透孔よりなる押出孔１６が囲繞体１４に放射状にて
穿設形成されている。

この押出孔１６は、第５図から第７図に示すように、そ
の断面が円孔と該円孔の外周部に不等１’ｌｌｌ隔で一
体削設された半円孔１６ａ、１６ｂ、１６ｃとからなる
。半円孔１６ａ、Ｌ６ｂ、Ｌ６ｃは押出孔１６の内周部
に不等間隔で奇数個形成さ才し、可能な限り深く削設し
て押出成形物が周側部に高い突条を有する形状とするこ
とが望ましい。

また、撹拌器５の歯部１７の凹部１７に＋が上方に向い
たテーパー面１７ａに形成されて成り、こＡしにより混
練槽２内の樹皮等を押出成形しうるようにしである。そ
して更に、囲繞体１４には上記押出孔１６を挟んで所定
間隔にヒートブロック１８が埋込まＪ＋、、かつ、所定
の電源に電気的接続が可能である。

なお、前記テーパー面１７ａ上に樹皮等を掻き集める羽
根１９がアーム１２に取付けられており、アーム１２の
回転により、ホッパー３と所定内蓋７との間から落下す
る樹皮等を出来るだけ多く　ｔ′Ｊｔ拌器５の凹部１７
ｂ内に集積させることができるようになっている。また
、定量内蓋７は傘形をして、回転軸９の上端に突設した
支持棒９ａに支架されている。したがって定量内蓋７は
回転してホッパー３との間に形成される隙間から樹皮等
を羽根１９の方向へ落下させる。

更に、第３図において２０は回転台で回転軸９に固着さ
」し、かつ、軸１３をアーム１２とともに撹拌器５が回
転自在となるように支持している。

また、２１は回転台２０と密接した環状体であり、回転
台２０を回転可能に係合させて台板８上に固定されてい
る。回転台２０と環状体２１とによす混練槽２内に投入
された粒体又は粉体を洩らすことがないようにしている
。

次に本考案に係る木質系廃棄物等の固形燃料化装置の作
用について説明する。

ホッパー３の上方からチップ状若しくは粉状に粉砕さｈ
た樹皮等の木質系廃棄物等とともに、５乃至２０％相当
の適寸に粉砕・細断さＪしたポリエチレン系の合成樹脂
片を投入する。ついで、モータ４及びヒートブロック１
８の電源を接続する。

モータ４の回転駆動により回転する駆動軸１１が被駆動
軸１０を回転させ、これにより回転軸９が回転する。回
転軸９の回転に伴いアーム１２も共に回り、その端部の
撹拌器５が回転する。撹拌器５は囲繞体Ｉ４の歯部６と
係合する歯部１７の作用で、回転している定量内蓋７と
１１１１体１４との間から落下する樹皮と合成樹脂片と
混練しつつ歯部６の四部６ａに押し込む（第４図）。四
部６ａに押し込まＪした樹皮等は押出孔１６に圧入せら
れ、ビー１−ブロック１８にて１２０℃〜２００℃に加
熱された囲繞体１４の作用で樹皮のリグニン質を抽出し
及び合成樹脂片を溶融させて樹皮しこ浸透させ、樹皮間
のバインダーとして線状体に型成形しつつ押出孔１６か
ら外部に吐出され、受器１５しこ収容される。なお、加
熱される温度は木質系廃棄物を使用せず合成樹脂片のみ
をＡインダーとして固化させる場合には１２０℃乃至１
３０℃程度で充分であるが、木質系廃棄物の原料の場合
には、原料中のリグニンを抽出してバインダー等とする
ために、リグニンの抽出し得る１６０℃程度にまで加熱
する必要がある。押出孔１６から吐出する線状体は空気
に触れて冷却され固化して複数の突条が長手方向に形成
された円柱体状に成形されるが、この円柱体からなる燃
料ペレットの長さを一定にするため、カッターを設けれ
ばよ％Ｎ。このカッターは、例えばｌＩ［１Ｍ体１４の
外周に沿う円筒体が一定間隔にて上下動をし、その円筒
体の下端で押出成形物を切断する形式又は、押出孔１６
と同一間隔で穿設したスリットをもった円筒体が間歇回
転（タクト回転）をする形式などが考えられる。また、
撹拌器５を固定して囲繞体１４を回転駆動する構成とし
てもよいものである。

かくして、押出孔１６から押出形成された燃料用ペレッ
トは、第８図に示すように、複数の突条が外周部の長手
方向へ一体形成されてなる。この燃料用ペレットの直径
りは約６１１１１１から１２ｍ＋ｎのものとすることが
望しいがその寸法に拘束されるものではない。

以上記載した本発明によ」しば、燃料用ペレットの断面
形状が実質的に左右非対称であるから、燃焼時に混在す
る各燃料用ペレツＩ・間で形成される空間が多くなって
表面積が向上するので燃焼効率が著しく向上する。

また、燃料用ペレットは外周部に突条を形成してなるか
ら、その突条が成形型から押出成型されるとき押出孔と
の間に抵抗を生じるので、燃料用ペレットの中身が稠密
化し、疎密化して変形するのを防止し、成形性が極めて
良い。そして１本発明方法によれば木質系廃棄物及び合
成樹脂系廃棄物の有効利用が可能になり、木質系廃棄物
のみで加熱圧縮固化する場合の加熱温度の上昇や離型材
を必要とすること等のを省略できる。さらに１合成樹脂
系廃棄物を混入しているため、充分な熱カロリーを有し
、しかも耐湿性に優れ、高温予混の条件下でも十分な強
度を有し、極めて貯蔵性、輸送性等に優４ｔでいる。

また、この燃料用ペレットを製造する本発明装置によれ
ば、歯車状の撹拌器しこれを係合する囲繞体及び該Ｂ綿
体に９段した多数の押出孔を設けたので、撹拌器が回転
ずれば囲繞体の外周から多数　４（７）　ｍ　料用ペレ
ットが押出成形されるので生産性の効率が良い。

更に、本発明装置は、樹皮等の木質系廃棄物と合成樹脂
廃棄物をオガ屑などのように細粒化するまでもなく一定
の大きさ以下にして投入すれば（本考案に係る装置にお
いては、囲繞体１４の歯部６と撹拌器５の歯部１７とに
より、粉砕作用をも有するため木質系廃棄物等を粉状あ
るいは粒状にまで粉砕することなくチップ状にして投入
すｈばその目的を充分に達し得る）、撹拌器とＩＩＩＩ
Ｗ体がそｉｔぞ４１．有する歯部の係合により一粉砕さ
れて細粒化するとともに混練されて歯部の凹部に穿設し
た押出孔にて線状化して加熱されて押出成形されるとい
う一連の加工工程を一基の装置としてコンパクトにまと
めて構成するとともに、簡便、迅速。

かつ、大量に固形燃料を製造することができるので、地
域におけるエネルギー自給のための木質系廃棄物等の固
形燃料化装置として頗る実用的である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る燃料ペレット製造装置の一実施例を
示すもので、第１図はその平面図、第２図はその側面図
、第３図は要部縦断面図、第４図はその要部平面図、第
５図から第７図は押出孔の拡大断面図、第８図は本発明
に係る燃料用ペレットの斜視図である。１・・・基台　２・・・混練槽　３・・・ホッパー４・
・・モータ　５・・・撹拌器６．１７・・・歯部　６ａ、１７ａ・・・凹部７・・・
定量内蓋　８・・・台板　９・・・回転軸１０・・被駆
動軸　１１・・・駆動軸　１２・・・アーム１３・・・
軸　１４・・・囲続体　１５・・・受器１Ｇ・・・押出
孔１６ａ、１６ｂ、Ｉ６ｃ・・半円孔１８・・・ヒートブロック１９　・・・羽イ艮特許出願人　垣　内　保　夫

Claims

【特許請求の範囲】

（１）木質系廃棄物と合成樹脂系廃棄物との粉砕物を所
定比率で混合し、混練し、加熱しつつ成形型で押出され
てなる棒状体にして、該棒状体の外周部に不等間隔で突
条を一体形成し、断面形状が実質的に左右非対称である
ことを特徴とする燃料用ペレット。
（２）木質系廃棄物を細片に粉砕し含水率を７〜１５％
とする第一工程と１合成樹脂系廃棄物を細片に粉砕する
第二工程と、前記第一工程で得た粉砕物１００に対し第
二工程で得た粉砕物５〜１０の割合で混入する第三工程
と、該第三工程で得た混合物を更に粉砕、かつ、撹拌し
つつ混練するとともに１３０℃〜１７０℃に加熱する第
四工程と、該第四工程で得られた混練物を成形型の押出
孔から押出し断面形状が左右非対称の棒状体である燃料
用ペレットを形成する第五工程とからなることを特徴と
する燃料用ペレッ１〜製造方法。
（３）回転駆動源を有する基台上に支架さ九た合板と。該台板上に固定された環状の囲繞体と、該囲繞体の肉厚
断面部に水平方向で多段、がっ、放射状に穿設さ扛、断
面形状が左右非対称の押出孔と、該押出孔間のｎ「記囲
繞体に埋設さ４ｔたヒートブロックと、前記囲繞体の内
周部に形成された歯部と、前記囲繞体の中心において前
記台板−ヒより突出し、かつ、前記回転駆動源と連結さ
肛た回転軸と、該回転軸に固定したアーム端部に軸支さ
れ、がっ、前記囲繞体の内部で回転自在に設けられ前記
歯部と係合する歯部を設けた撹拌器と、前記回転軸の上
端において前記囲繞体の内周と略等しい円周の円錐状体
からなる定量内蓋と、該定量内蓋を囲繞し前記囲続体の
上部に設けた筒状のポツパーとからなることを特徴とす
る燃料用ペレット製造装置。
（４）押出孔が円孔と該円孔の外周部に不等間隔で一体
削設された半円孔からなることを特徴とする特許請求の
範囲第３項記載の燃料用ペレット製造装Ｗ。
（５）撹拌器の歯部がその凹部にテーパー面を有してな
ることを特徴とする特許請求の範囲第３項又は第４項記
載の燃料用ペレット製造装置。