WO2011132611A1 - 押し込みスクリュー装置及びロール成型機 - Google Patents

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輝男 真田
秀樹 藤川
順 後藤
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新日本製鐵株式会社
株式会社テツゲン
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    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/30—Feeding material to presses
    • B30B15/302—Feeding material in particulate or plastic state to moulding presses
    • B30B15/308—Feeding material in particulate or plastic state to moulding presses in a continuous manner, e.g. for roller presses, screw extrusion presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/18—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using profiled rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G65/00—Loading or unloading
    • B65G65/30—Methods or devices for filling or emptying bunkers, hoppers, tanks, or like containers, of interest apart from their use in particular chemical or physical processes or their application in particular machines, e.g. not covered by a single other subclass
    • B65G65/34—Emptying devices
    • B65G65/40—Devices for emptying otherwise than from the top
    • B65G65/46—Devices for emptying otherwise than from the top using screw conveyors

Definitions

  • the present invention relates to a pressing screw device suitable for use in, for example, a roll molding machine that pressurizes a raw material obtained by kneading fine powder and a binder and molds it into a plate shape, and a roll molding machine equipped with the pressing screw device.
  • the roll aggregator includes a molding roll 104 having a pair of fixed rolls 102 and movable rolls 103 each having an individual rotation axis.
  • the fixed roll 102 is installed with its position fixed.
  • the movable roll 103 receives a predetermined pressure from the hydraulic cylinder 106 and is pressed toward the fixed roll 102 side.
  • a hopper 108 is provided above the molding roll 104.
  • the hopper 108 includes a casing 111 and a push screw 112 disposed therein.
  • the pushing screw 112 includes screw blades 114 formed in a spiral shape around the rotary drive shaft 113. Then, by rotating the pushing screw 112 by the driving force of the driving unit 115, the raw material 109 put into the casing 111 is supplied to the gap 105 between the fixed roll 102 and the movable roll 103, and the raw material 109 is screwed. Push down with blades 114. The raw material 109 pushed into the gap 105 receives a compressive force from the molding roll 104 and becomes a plate-shaped molded product 110.
  • Patent Document 1 a conventional screw conveyor that conveys powder particles and the like mainly in the horizontal direction by screw blades is disclosed in, for example, Patent Document 1 and the like.
  • Patent Documents 2 and 3 disclose a screw conveyor provided with a plurality of screws.
  • the spiral direction and the rotation direction of each screw adjacent to each other are opposite to each other to prevent the conveyed product from adhering to the screw blades.
  • Patent Document 3 a plurality of screws having mutually opposite spiral winding directions and different pitches are rotated in the reverse direction at a rotation speed ratio that is the reverse of the ratio between the pitches of these screws, and the attached matter of the other screw. Scraping off.
  • Patent Documents 2 and 3 are configured in such a manner that the conveyed product is conveyed in the horizontal direction and discharged from the discharge port, and an operation of pressing the conveyed product by the screw blades cannot be obtained.
  • Patent Document 4 discloses a push screw for a roll aggregator by the applicant of the present invention.
  • This pushing screw is provided with screw blades having three kinds of inclination angles as the pitch becomes smaller in the conveying direction, and the raw material can be sufficiently pushed in while preventing the raw material from adhering.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-304511 Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-314728 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-179235 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-36692
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a push screw device capable of stably and uniformly extruding a raw material, and a roll forming machine equipped with the push screw device.
  • a push screw device includes a plurality of push screws that are disposed in a hopper and feed the raw material charged from the upper part of the hopper downward toward the hopper, and the push screws.
  • Each of the push-in screws has a rotary drive shaft extending in the vertical direction, and screw blades formed in a spiral around the rotary drive shaft.
  • the push-in screws are arranged so that the rotary drive shafts in a plan view are aligned along the same straight line; the vertical lower end positions of the screw blades are the same, and the screw blades
  • the spiral winding directions are adjacent to each other in opposite directions; two of the push-in screws in the center of the alignment direction are set as a central screw, and the rotation drive shafts of the central screws have each When the part is viewed in plan, the rotation direction of each screw blade and the supply direction of the raw material coincide.
  • each of the screw blades of each of the central screws has a first inclination angle when viewed in a vertical cross section from the upper side to the lower side in the vertical direction.
  • a first conveying blade that sends the raw material downward in the vertical direction; and has a second inclination angle that is looser than the first inclination angle when viewed in a longitudinal section, and is sent from the first conveying blade.
  • a roll molding machine includes a hopper having a casing for storing a raw material, and a pushing screw device that pushes the raw material in the casing downward; and the raw material extruded from the hopper.
  • a pair of fixed rolls and movable rolls that are sandwiched and pressure-molded, and the push-screw device is the push-screw device according to any one of (1) to (5) above, when viewed in plan
  • the direction in which the pushing screws are arranged overlaps with the direction in which the gap between the fixed roll and the movable roll extends.
  • the raw material can be extruded stably and uniformly.
  • this push screw device when this push screw device is applied to a roll molding machine (roll aggregating machine), a high-quality molded product can be molded in the molding roll.
  • the roll molding machine of the present invention it is possible to obtain the same effect as the above-described push screw device.
  • a push agitation device for a roll agglomerator (hereinafter referred to as a push screw device) according to an embodiment of the present invention and a roll agglomerator (a roll molding machine) provided with the same will be described with reference to the drawings. To do.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a roll aggregator 1 according to the present embodiment.
  • the roll aggregator 1 includes a hopper 8 having a casing 11 for storing the raw material 9 and a pushing screw device 12 for extruding the raw material 9 in the casing 11 downward; sandwiching the raw material 9 extruded from the hopper 8 A pair of fixed roll 2 and movable roll 3 that are pressure-molded with The fixed roll 2 and the movable roll 3 of the roll aggregating machine 1 have rotating shafts 2a and 3a that are parallel to each other along the horizontal direction, and rotate inward in a plan view.
  • the movable roll 3 receives the urging force from the hydraulic cylinder 6 and is fixed. Rotate in the opposite direction to the fixed roll 2 while applying a constant pressing force toward the direction 2. As a result, the raw material 9 is pushed downward through the gap 5 while being pressurized by the fixed roll 2 and the movable roll 3. At that time, the movable roll 3 is continuously movable along the direction of the arrow A so that the pressure applied to the raw material 9 pushed into the gap 5 formed between the fixed roll 2 and the raw material 9 maintains a predetermined value. It is.
  • a load cell 7 is attached to the fixed roll 2 and feedback control is performed to measure the pressing force by the hydraulic cylinder 6 and keep the pressure value constant.
  • a hopper 8 is provided above the gap 5 of the molding roll 4.
  • the hopper 8 includes a casing 11 and a pushing screw device 12 disposed therein.
  • the pushing screw device 12 is arranged in the casing 11 of the hopper 8 and a plurality of pushing screws 12a to 12d for feeding the raw material 9 fed from the upper part of the hopper 8 downward to the hopper 8, and these pushing screws And a drive unit 15 (drive mechanism) for rotating the screws 12a to 12d.
  • the push-in screws 12a to 12d are arranged side by side along the direction in which the gap 5 extends. That is, the push screws 12a to 12d are arranged so that the rotary drive shafts 13 in a plan view are arranged on the same straight line along the extending direction of the gap 5.
  • the number of the pushing screws 12a to 12d is two or more, and if the molding roll 4 is large, one or more are provided symmetrically on both sides of the two provided in the center.
  • Each push screw 12a to 12d includes a rotary drive shaft 13 and a screw blade 14 spirally and integrally provided therearound. The raw material 9 put into the casing 11 can be pushed into the gap 5 of the molding roll 4 by rotating the push screw 14 integrally with the rotary drive shaft 13.
  • the upper ends of the rotary drive shafts 13 of the push-in screws 12a to 12d are connected to a drive unit 15 that rotates these rotary drive shafts 13 above the hopper 8.
  • This drive part 15 is provided with the motor and speed reducer which are not shown in figure, for example.
  • a raw material 9 obtained by kneading fine powder such as powdered coal having a particle diameter of 0.5 mm or less and a binder such as tar is supplied into the hopper 8 from a supply port 16 provided obliquely at the top of the hopper 8. Is done.
  • FIG. 2 shows the push screw device 12 of the present embodiment.
  • this push screw device 12 two push screws 12b and 12c are provided in the center of the arrangement direction, and push screws 12a and 12d are arranged one by one outside these push screws.
  • FIG. 3 is a plan sectional view of the four pushing screws 12a, 12b, 12c and 12d shown in FIG. 2 as seen from the line BB in FIG. 2, and shows the spiral of the screw blades 14a, 14b, 14c and 14d.
  • the winding direction and the rotation direction of the drive shaft 13 are indicated by arrows, respectively.
  • the respective pushing screws 12a, 12b, 12c and 12d have the spiral winding directions opposite to each other between adjacent pushing screws, and the raw material 9 placed on the screw blades 14a, 14b, 14c and 14d is the tip of these pushing screws. That is, it rotates in the direction of being conveyed downward in the vertical direction.
  • the pushing screw 12 b on the left side of the center two in FIG. 2 has a spiral screw blade 14 b wound counterclockwise as viewed from above the rotation drive shaft 13.
  • the push screw 12b is rotated in the clockwise direction (in the direction of the arrow rb) as viewed from above, the raw material 9 moves downward along the screw blade 14b, and further, the raw material 9 is moved by the lower end surface 21 of the screw blade 14b. 9 is pressed toward the molding roll 4. That is, as shown in FIG. 3, the push-in screws 14b and 14d having a left-handed spiral shape when viewed from above are rotated clockwise in the direction of the arrow rb and rd when viewed from above (clockwise). The push-in screws 14a and 14c having a spiral shape are rotated counterclockwise (counterclockwise) in the directions of arrows ra and rc.
  • Each of the rotary drive shafts 13 of the two push screws 12b and 12c (center screw) provided at the center position in the alignment direction (the center position in the axial direction of the molding roll 4) among the push screws 12a to 12d.
  • screw blades 14b and 14c are provided in which the inclination angle is changed from the upper end side toward the lower end side.
  • the screw blades 14b and 14c of the central pushing screws 12b and 12c have the same pitch interval and have a spiral shape wound in the opposite direction, and are mutually inward when viewed from the supply port 16 of the hopper 8. Rotate in the opposite direction. That is, as shown in FIG.
  • the screw blades 14b and 14c rotate inward to each other so that the raw material 9 is fed while being guided in a direction in which the opening is narrowed. Therefore, the raw material 9 can be efficiently taken in between the screw blades 14b and 14c.
  • each of the screw blades 14b and 14c of the central push-in screws 12b and 12c has a smaller inclination angle from the upper end to the lower end side of the respective rotary drive shafts 13. That is, each of the screw blades 14b and 14c has a large inclination angle (first inclination angle) when viewed in a longitudinal section, and feeds the raw material 9 below the hopper 8 (downward in the vertical direction).
  • a conveying blade and a medium inclination angle (second inclination angle) that is looser than a large inclination angle when viewed in a longitudinal section, and is a compact that degass the gas contained in the raw material 9 conveyed from the conveying blade 22
  • a blade 23 (first compacted blade); having a small tilt angle (third tilt angle) that is gentler than the medium tilt angle when viewed in a longitudinal section, and for molding the raw material 9 sent from the compacted blade 23
  • the pushing blades 24 (first pushing blades) for applying a pushing force to the roll 4 are sequentially formed on the outer periphery of the rotary drive shaft 13 by one turn.
  • the inclination angle ⁇ 1 of the pushing blade 24 is 10 ° to 15 °
  • the inclination angle ⁇ 2 of the compacting blade 23 is 1.5 to 2.5 times the inclination angle ⁇ 1 of the pushing blade 24
  • the inclination angle ⁇ 3 of the conveying blade 22 is It is preferably more than 2.5 times and less than 3.5 times the inclination angle ⁇ 1 of the pushing blade 24.
  • the inclination angles ⁇ 1 to ⁇ 3 are all inclination angles with respect to a plane orthogonal to the rotation drive shaft 13. As described above, since the central push screws 12b and 12c rotate in the direction of conveying the raw material 9 downward, the raw material 9 supplied to the hopper 8 through the supply port 16 is fed to the central push screws 12b and 12c.
  • the sheet is first sent to the lower side of the hopper 8 by the conveying blade 22. Subsequently, the raw material 9 after passing through the conveying blade 22 is pushed into the gap 5 (FIG. 1) of the molding roll 4 by the lower end surface 21 of the pushing blade 24 after the voids in the raw material are removed by the compacting blade 23. .
  • the vertical lower end positions of the screw blades 14a to 14d are the same as each other, and the spiral winding directions of the screw blades 14a to 14d are opposite to each other.
  • the raw material 9 can be pushed out with an evenly distributed force along the direction in which the pushing screws 12a to 12d are arranged.
  • the raw material 9 is stably supplied, degassed, and pressurized by the transport blades 22, the compaction blades 23, and the pushing blades 24 each having a unique inclination angle.
  • the raw material 9 is conveyed while increasing the degree of compression toward the lower side, the raw material 9 hardly adheres between the screw blades 14 b and 14 c, and the raw material 9 is stabilized toward the gap 5 of the molding roll 4. And pushed.
  • the pushing screws 12a and 12d (two outside screws on both sides in the arrangement direction of the pushing screws 12a to 12d) provided on both outer sides of the pushing screws 12b and 12c in the center are respectively pushed in the adjacent pushing in the center.
  • the screws 12b and 12c have spiral screw blades 14a and 14d wound in opposite directions.
  • the outer pressing screws 12a and 12d do not include the compacting blade 23 of the central pressing screws 12b and 12c between them, and the conveying blade 22 and the rotation blade 13 extend from the upper end toward the lower end. Only the pushing blades 24 are provided.
  • each of the screw blades 14a and 14d included in each of the pushing screws 12a and 12d has the same inclination angle (fourth inclination angle) as the large inclination angle from the upper side to the lower side in the vertical direction, and the raw material 9 is vertically A transport blade 22 (second transport blade) that feeds downward in the direction; having the same tilt angle as the small tilt angle (a fifth tilt angle that is looser than the fourth tilt angle), and from the transport blade 22 A pushing blade 24 (second pushing blade) that feeds the raw material 9 that has been sent directly downward.
  • the lower end of the conveying blade 22 relatively on the upper stage side is 90 ° from the upper end of the pushing blade 24 on the lower stage side in the rotation direction of the rotary drive shaft 13, that is, 1 / around the rotary drive shaft 13. It is shifted upward by 4 rounds.
  • the raw material 9 does not become congested in the vicinity of the side wall 31 of the casing 11 facing these pushing screws 12a and 12d.
  • the resistance received when the raw material 9 descends while sliding on the side wall 31 can be reduced, overloading of the outer pushing screws 12a and 12d can be suppressed.
  • the height position of the conveying blades 22 of the outer pushing screws 12a, 12d is shifted from the height position of the conveying blades 22 of the central pushing screws 12b, 12c (more specifically, the outer pushing screws 12a, 12d Since the upper end height position of the conveying blade 22 is lower than the upper end height position of the conveying blade 22 of the central push screw 12b, 12c), it is possible to suppress the raw material 9 from adhering to the side wall 31 of the casing 11, It becomes easy to convey the raw material 9 smoothly downward.
  • the lower ends of the push blades 24 of the central push screws 12b and 12c and the outer push screws 12a and 12d are all at substantially the same height direction position, and the raw material 9 is uniformly formed by the lower end surface 21 of each push blade 24. Press toward 4.
  • the raw material 9 is prevented from adhering to the screw blades 14 (14a to 14d) and the side wall 31 inside the casing 11, and the raw material 9 is supplied to the molding roll 4.
  • the raw material 9 can be uniformly pressed against the molding roll 4 side.
  • the number of the pushing screws 12a to 12d is not limited to four, but in order to press the raw material 9 so that the distribution along the axial direction of the molding roll 4 is uniform, it is preferable that the number is an even number. . In the case of two, only the two central pushing screws 12b and 12c may be provided in the above embodiment.
  • the present invention can be suitably applied to, for example, a roll aggregator that pressurizes a raw material obtained by kneading fine powder and a binder and molds it into a plate shape.

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Abstract

　この押し込みスクリュー装置は、平面視した場合の各回転駆動軸が同一直線上に沿って並ぶように、各押し込みスクリューが配置され；各スクリュー羽根の鉛直方向下端位置が互いに同じでかつ、これらスクリュー羽根の螺旋状の巻き方向が互いに隣り合うもの同士で逆方向であり；前記各押し込みスクリューのうちの並び方向の中央にある２本を中央スクリューとし、これら中央スクリューが有する前記各回転駆動軸間の部分を平面視した場合に、前記各スクリュー羽根の回転方向と、原料の供給方向とが一致している。

Description

押し込みスクリュー装置及びロール成型機
　本発明は、例えば、微粉体とバインダとを混練した原料を加圧して板状に成型するロール成型機に用いて好適な押し込みスクリュー装置と、この押し込みスクリュー装置を備えたロール成型機とに関する。
　本願は、２０１０年０４月１９日に、日本に出願された特願２０１０－０９５６４８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来、微粉体とバインダとを混練した造粒原料を加圧して成型する装置として、ロール塊成機が使用されている。ロール塊成機は、図４に示すように、個別の回転軸を持つ一対の固定ロール１０２及び可動ロール１０３を有する成型用ロール１０４を備えている。固定ロール１０２は、その位置を固定して設置されている。一方、可動ロール１０３は、油圧シリンダ１０６による所定の圧力を受け、固定ロール１０２側に向けて押圧される。成型用ロール１０４の上方にはホッパ１０８が設けられている。ホッパ１０８は、ケーシング１１１とその内部に配置された押し込みスクリュー１１２とを有する。押し込みスクリュー１１２は、回転駆動軸１１３の周囲に螺旋状に形成されたスクリュー羽根１１４を備えている。そして、この押し込みスクリュー１１２を駆動部１１５の駆動力によって回転させることにより、ケーシング１１１内に投入された原料１０９を、固定ロール１０２及び可動ロール１０３間の隙間１０５に供給するとともに、原料１０９をスクリュー羽根１１４で下方に押し込む。隙間１０５に押し込まれた原料１０９は、成型用ロール１０４による圧縮力を受けて板状の成型品１１０となる。
　上記装置の他、スクリュー羽根によって主に水平方向に粉粒体等を搬送する従来のスクリューコンベアが、例えば特許文献１等に開示されている。
　ロール塊成機では、粉状石炭等に対して粘性を有するタール等のバインダを混練した原料を搬送するため、螺旋状に巻かれた複数のスクリュー羽根で搬送する際、これらスクリュー羽根の間に原料が滞留しやすい。ところが、成型品を安定して連続生産するためには、原料を各スクリュー羽根の間に堆積させることなく成型用ロールへと供給することが必要である。各スクリュー羽根間に原料が付着して詰まると、原料を安定して供給することができなくなるため、各スクリュー羽根間に詰まった原料を除去する作業を頻繁に行わなければならなかった。
　特許文献２、３には、複数本のスクリューを備えたスクリューコンベアが開示されている。特許文献２では、互いに隣接する各スクリューの螺旋方向および回転方向を互いに反対向きにしてスクリュー羽根に搬送物が付着するのを防止している。特許文献３では、互いに逆の螺旋巻き方向でかつピッチが異なる複数本のスクリューを、これらスクリューのピッチ間の比と逆数の回転数比で逆方向に回転させて、互いに相手のスクリューの付着物を掻き落としている。
　ロール塊成機の場合、成型品に対する高密度、高強度といった品質への要求を満たすためには、原料を均一にロール間へ押し付けることが必要である。ところが、上記特許文献２、３に開示の技術では、水平方向に搬送物を搬送して排出口から排出する構成であり、スクリュー羽根によって搬送物を押し付ける作用が得られないので不可能である。
　特許文献４には、本発明の出願人によるロール塊成機用の押し込みスクリューが開示されている。この押し込みスクリューは、搬送方向に向かってピッチが小さくなるとともに３種類の傾斜角度を持つスクリュー羽根を備えており、原料の付着を防止した上で原料を十分に押し込むことができる。
日本国特開平７－３０４５１１号公報 日本国特開平１１－３１４７２８号公報 日本国特開２００２－１７９２３５号公報 日本国特開２００８－３６６９２号公報
　しかしながら、特許文献４に開示の押し込みスクリューにおいても、ホッパのケーシング内壁に原料が付着及び停滞しやすく、ケーシング内壁に付着した原料を掻き取るために、両端に設けた押し込みスクリューが過負荷になるという虞がある。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、原料を安定して均一に押し出すことができる押し込みスクリュー装置と、この押し込みスクリュー装置を備えたロール成型機の提供を目的とする。
　上記問題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。
（１）本発明の一態様に係る押し込みスクリュー装置は、ホッパ内に配置されて同ホッパの上部から投入された原料を同ホッパの下方に向かって圧送する複数本の押し込みスクリューと、これら押し込みスクリューを回転させる駆動機構とを備え、前記各押し込みスクリューのそれぞれが、鉛直方向に沿って延在する回転駆動軸と、この回転駆動軸の周囲に螺旋状に形成されたスクリュー羽根とを有する。そして、平面視した場合の前記各回転駆動軸が同一直線上に沿って並ぶように、前記各押し込みスクリューが配置され；前記各スクリュー羽根の鉛直方向下端位置が互いに同じでかつ、これらスクリュー羽根の前記螺旋状の巻き方向が互いに隣り合うもの同士で逆方向であり；前記各押し込みスクリューのうちの並び方向の中央にある２本を中央スクリューとし、これら中央スクリューが有する前記各回転駆動軸間の部分を平面視した場合に、前記各スクリュー羽根の回転方向と、前記原料の供給方向とが一致している。
（２）上記（１）に記載の押し込みスクリュー装置では、前記各中央スクリューのそれぞれが有する前記スクリュー羽根が、鉛直方向上方から下方に向かって、縦断面視した場合に第１の傾斜角度を有するとともに前記原料を鉛直方向下方に向かって送る第１の搬送羽根と；縦断面視した場合に前記第１の傾斜角度よりも緩い第２の傾斜角度を有するとともに、前記第１の搬送羽根より送られてきた前記原料に含まれる気体を脱気する第１の圧密羽根と；縦断面視した場合に前記第２の傾斜角度よりも緩い第３の傾斜角度を有するとともに、前記第１の圧密羽根から送られてきた前記原料を下方に向かって圧送する第１の押込羽根と；を備える構成を採用してもよい。
（３）上記（２）において、前記各押し込みスクリューのうちの前記並び方向における両側端の２本を外側スクリューとした場合、これら外側スクリューのそれぞれが有する前記スクリュー羽根が、鉛直方向上方から下方に向かって、縦断面視した場合に第４の傾斜角度を有するとともに前記原料を鉛直方向下方に向かって送る第２の搬送羽根と；縦断面視した場合に前記第４の傾斜角度よりも緩い第５の傾斜角度を有するとともに、前記第２の搬送羽根から直接送られてきた前記原料を下方に向かって圧送する第２の押込羽根と；を備える構成を採用してもよい。
（４）上記（３）において、前記第２の押込羽根の上端から前記回転駆動軸の回転方向に９０°かつ上方にずれた位置に下端が位置するように、前記第２の搬送羽根が前記回転駆動軸に取り付けられている構成を採用してもよい。
（５）上記（３）において、前記各外側スクリューにおける前記各スクリュー羽根の上端高さ位置が、前記各中央スクリューにおける前記各スクリュー羽根の上端高さ位置より低い構成を採用してもよい。
（６）本発明の一態様に係るロール成型機は、原料を貯留するケーシング、及び同ケーシング内の前記原料をその下方に押し出す押し込みスクリュー装置を有するホッパと；前記ホッパより押し出された前記原料を挟み込んで加圧成型する一対の固定ロール及び可動ロールと；を備え、前記押し込みスクリュー装置が、上記（１）～（５）の何れか１項に記載の押し込みスクリュー装置であり、平面視した場合の前記各押し込みスクリューの並び方向と、前記固定ロール及び可動ロール間の隙間の延在方向とが重なっている。
　本発明の押し込みスクリュー装置によれば、原料を安定して均一に押し出すことができる。それにより、例えばこの押し込みスクリュー装置をロール成型機（ロール塊成機）に適用した場合、成型用ロールにおいて高品質な成型品を成型することができる。
　本発明のロール成型機によれば、上記押し込みスクリュー装置と同じ作用効果を得ることが出来る。
本発明の一実施形態に係る押し込みスクリュー装置を備えたロール塊成機の概略構成を示す縦断面図である。 同押し込みスクリュー装置の縦断面図である。 同押し込みスクリュー装置を示す図であって、図２のＢ－Ｂ線から見た横断面図である。 従来の押し込みスクリュー装置を備えたロール塊成機の概略構成を示す縦断面図である。
　以下、本発明の一実施形態に係る、ロール塊成機用押し込みスクリュー装置（以下、押し込みスクリュー装置）と、これを備えたロール塊成機（ロール成型機）とについて、図面を参照して説明する。
　図１は、本実施形態のロール塊成機１の概略構成を示す縦断面図である。
　このロール塊成機１は、原料９を貯留するケーシング１１、及び同ケーシング１１内の原料９をその下方に押し出す押し込みスクリュー装置１２を有するホッパ８と；このホッパ８より押し出された原料９を挟み込んで加圧成型する一対の固定ロール２及び可動ロール３と；を備えている。
　このロール塊成機１の固定ロール２及び可動ロール３は、それぞれ水平方向に沿ってかつ互いに平行をなす回転軸２ａ，３ａを有し、平面視した場合に互いに内側に向けて回転する。これら一対の固定ロール２及び可動ロール３からなる成型用ロール４の隙間５に向かってその上方より原料９が供給された状態で、可動ロール３は、油圧シリンダ６による付勢力を受けながら固定ロール２に向かって一定の押圧力をかけつつ、固定ロール２とは逆方向に回転する。その結果、原料９は、固定ロール２及び可動ロール３による加圧を受けながら隙間５を介してその下方へと押し出される。その際の可動ロール３は、固定ロール２との間に形成される隙間５に押し込まれた原料９に対して加える圧力が所定値を保つように、矢印Ａ方向に沿って連続的に移動可能である。そして、可動ロール３が加圧する際に原料９からの反発力を受けるため、隙間５の幅が広がって、その幅と同じ寸法の厚さを有する板状の成型品１０が成型される。なお、固定ロール２にはロードセル７が取り付けられており、油圧シリンダ６による押圧力を測定して圧力値を一定に保つフィードバック制御を行っている。
　成型用ロール４の隙間５の上方には、ホッパ８が設けられている。ホッパ８は、ケーシング１１と、その内部に配置された押し込みスクリュー装置１２とを有する。
　押し込みスクリュー装置１２は、ホッパ８のケーシング１１内に配置されて同ホッパ８の上部から投入された原料９を同ホッパ８の下方に向かって圧送する複数本の押し込みスクリュー１２ａ～１２ｄと、これら押し込みスクリュー１２ａ～１２ｄを回転させる駆動部１５（駆動機構）とを備えている。
　各押し込みスクリュー１２ａ～１２ｄは、隙間５の延在方向に沿ってかつその上方に並べて設置されている。すなわち、平面視した場合の各回転駆動軸１３が隙間５の延在方向に沿った同一直線上に並ぶように、各押し込みスクリュー１２ａ～１２ｄが配置されている。これら押し込みスクリュー１２ａ～１２ｄの本数は２本以上であり、成型用ロール４が大型になれば、中央に設けた２本の両側にそれぞれ１本ずつあるいはそれ以上を対称に設ける。各押し込みスクリュー１２ａ～１２ｄは、回転駆動軸１３と、その周囲に螺旋状かつ一体に設けられたスクリュー羽根１４とを備えている。そして、回転駆動軸１３と一体になって押し込みスクリュー１４が回転することにより、ケーシング１１内に投入された原料９を、成型用ロール４の隙間５に押し込むことができる。
　図１に示すように、各押し込みスクリュー１２ａ～１２ｄの回転駆動軸１３の上端は、ホッパ８の上方において、これら回転駆動軸１３を回転させる駆動部１５に連結されている。この駆動部１５は、例えば、図示されないモータと減速機とを備える。そして、ホッパ８の上部斜めに設けられた供給口１６から、例えば粒径が０．５ｍｍ以下の粉状石炭等の微粉体とタール等のバインダとを混練した原料９が、ホッパ８内に供給される。
　図２は、本実施形態の押し込みスクリュー装置１２を示している。この押し込みスクリュー装置１２は、２本の押し込みスクリュー１２ｂ、１２ｃが並び方向の中央に設けられ、さらにこれらの外側に１本ずつ押し込みスクリュー１２ａ、１２ｄが配置されている。
　図３は、図２に示す４本の押し込みスクリュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを、図２のＢ－Ｂ線より見た平断面図であり、スクリュー羽根１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの螺旋の巻き方向および、駆動軸１３の回転方向をそれぞれ矢印で示している。各押し込みスクリュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、隣り合う押し込みスクリュー同士において前記螺旋の巻き方向が反対であり、いずれも、スクリュー羽根１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ上に載った原料９がこれらの先端すなわち鉛直方向下方に向けて搬送される方向に回転する。例えば図２の中央２本の左側にある押し込みスクリュー１２ｂは、図３に示すように、回転駆動軸１３の上方から見て螺旋状のスクリュー羽根１４ｂが紙面左回りに巻かれている。そして、同じく上方から見て紙面右廻り（矢印ｒｂ方向）に押し込みスクリュー１２ｂを回転させることにより、原料９がスクリュー羽根１４ｂを伝って下方に移動し、さらに、スクリュー羽根１４ｂの下端面２１によって原料９が成型用ロール４に向かって押し付けられる。すなわち、図３に示すように、上側から見て紙面左巻きの螺旋形状を有する押し込みスクリュー１４ｂ、１４ｄは、上から見て紙面右回り（時計回り）の矢印ｒｂ、ｒｄ方向に回転させ、紙面右巻きの螺旋形状を有する押し込みスクリュー１４ａ、１４ｃは、左回り（反時計回り）の矢印ｒａ、ｒｃ方向に回転させる。
　各押し込みスクリュー１２ａ～１２ｄのうちの並び方向の中央位置（成型用ロール４の軸線方向の中央位置）に設けられた２本の押し込みスクリュー１２ｂ、１２ｃ（中央スクリュー）の、各回転駆動軸１３の周囲には、それらの上端側から下端側へ向けて傾斜角度を小さく変化させたスクリュー羽根１４ｂ、１４ｃが設けられている。中央の押し込みスクリュー１２ｂ、１２ｃのスクリュー羽根１４ｂ、１４ｃは、ピッチ間隔が互いに同じでかつ逆方向に巻かれた螺旋形状を有しており、ホッパ８の供給口１６から見た場合に互いに内廻り（互いに逆回り）に回転する。すなわち、図３に示すように、紙面上側から原料９が供給される場合、原料供給側から見て、互いに相手の押し込みスクリューに向けて近づく方向に回転し、原料９をスクリュー羽根１４ｂ、１４ｃ間に効率よく取り込めるようになっている。さらに詳しく言うと、スクリュー１２ｂ、１２ｃが有する各回転駆動軸１３間の部分を図３に示すように平面視した場合に、各スクリュー羽根１４ｂ、１４ｃの回転方向と、原料９の供給方向とが一致している。そのため、ホッパ８の上部側方から供給される原料９から見て、中央のスクリュー羽根１４ｂ、１４ｃ間は入口が広く、これらスクリュー羽根１４ｂ、１４ｃ間の隙間に近づくにつれて徐々に間口が狭まっていくようになっている。しかも、この間口が狭まっていく方向に向かって原料９を案内しながら送り込むように、スクリュー羽根１４ｂ、１４ｃが互いに内向きに回転する。そのため、原料９をスクリュー羽根１４ｂ、１４ｃ間に効率よく取り込むことが可能となっている。
　さらに、中央の押し込みスクリュー１２ｂ、１２ｃのスクリュー羽根１４ｂ、１４ｃは、それぞれの回転駆動軸１３の上端から下端側に向けて傾斜角度が小さくなっている。すなわち、スクリュー羽根１４ｂ、１４ｃは、それぞれ、縦断面視した場合に大傾斜角度（第１の傾斜角度）を有するとともに原料９をホッパ８の下方（鉛直方向下方）へ送る搬送羽根２２（第１の搬送羽根）と；縦断面視した場合に大傾斜角度よりも緩い中傾斜角度（第２の傾斜角度）を有するとともに、搬送羽根２２から搬送された原料９に含まれる気体を脱気する圧密羽根２３（第１の圧密羽根）と；縦断面視した場合に前記中傾斜角度よりも緩い小傾斜角度（第３の傾斜角度）を有するとともに、圧密羽根２３から送られた原料９を成型用ロール４に押し込む力を付与する押込羽根２４（第１の押込羽根）と；が順次、それぞれ回転駆動軸１３の外周に１周分ずつが形成されている。
　押込羽根２４の傾斜角度θ１は１０°以上１５°以下、圧密羽根２３の傾斜角度θ２は押込羽根２４の傾斜角度θ１の１．５倍以上２．５倍以下、搬送羽根２２の傾斜角度θ３は押込羽根２４の傾斜角度θ１の２．５倍を超え３．５倍以下であることが好ましい。なお、傾斜角度θ１～θ３は、いずれも、回転駆動軸１３に直交する面に対する傾斜角度である。
　中央の押し込みスクリュー１２ｂ、１２ｃは、前述の通り、原料９を下方へ搬送する方向に回転するため、供給口１６を介してホッパ８へ供給された原料９は、中央の押し込みスクリュー１２ｂ、１２ｃの回転により、まず搬送羽根２２によってホッパ８の下方側へ送られる。続いて、搬送羽根２２を経た後の原料９は、圧密羽根２３によって原料中の空隙が除去された後、押込羽根２４の下端面２１によって成型用ロール４の隙間５（図１）に押し込まれる。この際、各スクリュー羽根１４ａ～１４ｄの鉛直方向下端位置が互いに同じでかつ、これらスクリュー羽根１４ａ～１４ｄの螺旋状の巻き方向が、互いに隣り合うもの同士で逆方向であるから、原料９の滞留を生じることなく、しかも各押し込みスクリュー１２ａ～１２ｄの並び方向に沿って均等な分布の力で原料９を押し出すことができる。
　しかも、原料９を搬送すると同時に、それぞれ固有の傾斜角度を有する搬送羽根２２と圧密羽根２３と押込羽根２４とにより、原料９の安定供給、脱気、加圧のそれぞれが行われる。しかも、下方に向かうほど原料９の圧縮度合いを高めながら搬送するため、スクリュー羽根１４ｂ、１４ｃの間に原料９が付着しにくく、且つ、原料９が成型用ロール４の隙間５に向かって安定して押し込まれる。
　中央の押し込みスクリュー１２ｂ、１２ｃの両外側に設けられる押し込みスクリュー１２ａ、１２ｄ（各押し込みスクリュー１２ａ～１２ｄのうちの並び方向における両側端の２本である外側スクリュー）は、それぞれ、隣り合う中央の押し込みスクリュー１２ｂ、１２ｃとは互いに逆方向に巻かれた螺旋状のスクリュー羽根１４ａ、１４ｄを有する。
　両外側の押し込みスクリュー１２ａ、１２ｄは、これらの間にある中央の押し込みスクリュー１２ｂ、１２ｃが有する圧密羽根２３を備えておらず、回転駆動軸１３の上端から下端側に向けて、搬送羽根２２と押込羽根２４のみが設けられている。すなわち、押し込みスクリュー１２ａ、１２ｄのそれぞれが有する各スクリュー羽根１４ａ，１４ｄは、鉛直方向上方から下方に向かって、前記大傾斜角度と同じ傾斜角度（第４の傾斜角度）を有するとともに原料９を鉛直方向下方に向かって送る搬送羽根２２（第２の搬送羽根）と；前記小傾斜角度と同じ傾斜角度（前記第４の傾斜角度よりも緩い第５の傾斜角度）を有するとともに、搬送羽根２２から直接送られてきた原料９を下方に向かって圧送する押込羽根２４（第２の押込羽根）と；を備えている。
　また、相対的に上段側にある搬送羽根２２の下端は、その下段側にある押込羽根２４の上端から、回転駆動軸１３の回転方向に向かって９０°、すなわち回転駆動軸１３回りの１／４周分、上方にずれて配置されている。このように、外側の押し込みスクリュー１２ａ、１２ｄの圧密羽根２３を省略することにより、これら押し込みスクリュー１２ａ、１２ｄが面する、ケーシング１１の側壁３１付近において原料９が過密化することがない。その結果、原料９が側壁３１に摺接しながら下降する際に受ける抵抗を低減できるため、外側の押し込みスクリュー１２ａ、１２ｄの過負荷を抑制できる。また、外側の押し込みスクリュー１２ａ、１２ｄの搬送羽根２２の高さ位置と中央の押し込みスクリュー１２ｂ、１２ｃの搬送羽根２２の高さ位置とをずらす（より詳しく言うと、外側の押し込みスクリュー１２ａ、１２ｄの搬送羽根２２の上端高さ位置が、中央の押し込みスクリュー１２ｂ、１２ｃの搬送羽根２２の上端高さ位置よりも低い）ことで、原料９がケーシング１１の側壁３１に付着するのを抑制できるので、原料９が下方へスムーズに搬送されやすくなる。
　中央の押し込みスクリュー１２ｂ、１２ｃおよび外側の押し込みスクリュー１２ａ、１２ｄの各押込羽根２４の下端は、全て略同じ高さ方向位置とし、各押込羽根２４の下端面２１で均一に原料９を成型用ロール４に向かって押し付ける。
　以上説明した構造の押し込みスクリュー装置１２によれば、原料９がスクリュー羽根１４（１４ａ～１４ｄ）やケーシング１１の内側にある側壁３１に付着するのを防ぎ、成型用ロール４への原料９の供給を安定して行うとともに、均一に原料９を成型用ロール４側へ押し付けることができる。
　なお、押し込みスクリュー１２ａ～１２ｄの本数は４本のみに限らないが、成型用ロール４の軸線方向に沿った分布が均等になるように原料９を押し付けるためには、偶数本であることが好ましい。２本の場合には、上記の実施形態のうち、２本の中央の押し込みスクリュー１２ｂ、１２ｃのみを設ければよい。
　以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例のみに限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
　本発明は、例えば、微粉体とバインダとを混練した原料を加圧して板状に成型するロール塊成機に対して好適に適用できる。
　１　　塊成機（ロール成型機）
　２　　固定ロール
　３　　可動ロール
　４　　成型用ロール
　５　　隙間
　８　　ホッパ
　９　　原料
　１０　成型品
　１１　ケーシング
　１２　押し込みスクリュー装置
　１２ａ、１２ｄ　外側の押し込みスクリュー（外側スクリュー）
　１２ｂ、１２ｃ　中央の押し込みスクリュー（中央スクリュー）
　１３　回転駆動軸
　１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）　スクリュー羽根
　１５　駆動部（駆動機構）
　１６　供給口
　２２　搬送羽根（第１の搬送羽根、第２の搬送羽根）
　２３　圧密羽根（第１の圧密羽根）
　２４　押込羽根（第１の押込羽根、第２の押込羽根）

Claims (6)

  1. 　ホッパ内に配置されて同ホッパの上部から投入された原料を同ホッパの下方に向かって圧送する複数本の押し込みスクリューと、これら押し込みスクリューを回転させる駆動機構とを備え、前記各押し込みスクリューのそれぞれが、鉛直方向に沿って延在する回転駆動軸と、この回転駆動軸の周囲に螺旋状に形成されたスクリュー羽根とを有する押し込みスクリュー装置であって、
    　平面視した場合の前記各回転駆動軸が同一直線上に沿って並ぶように、前記各押し込みスクリューが配置され；
    　前記各スクリュー羽根の鉛直方向下端位置が互いに同じでかつ、これらスクリュー羽根の前記螺旋状の巻き方向が互いに隣り合うもの同士で逆方向であり；
    　前記各押し込みスクリューのうちの並び方向の中央にある２本を中央スクリューとし、これら中央スクリューが有する前記各回転駆動軸間の部分を平面視した場合に、前記各スクリュー羽根の回転方向と、前記原料の供給方向とが一致している；
    ことを特徴とする押し込みスクリュー装置。
  2. 　前記各中央スクリューのそれぞれが有する前記スクリュー羽根が、鉛直方向上方から下方に向かって、
    　縦断面視した場合に第１の傾斜角度を有するとともに前記原料を鉛直方向下方に向かって送る第１の搬送羽根と；
    　縦断面視した場合に前記第１の傾斜角度よりも緩い第２の傾斜角度を有するとともに、前記第１の搬送羽根より送られてきた前記原料に含まれる気体を脱気する第１の圧密羽根と；
    　縦断面視した場合に前記第２の傾斜角度よりも緩い第３の傾斜角度を有するとともに、前記第１の圧密羽根から送られてきた前記原料を下方に向かって圧送する第１の押込羽根と；
    を備えることを特徴とする請求項１に記載の押し込みスクリュー装置。
  3. 　前記各押し込みスクリューのうちの前記並び方向における両側端の２本を外側スクリューとした場合、これら外側スクリューのそれぞれが有する前記スクリュー羽根が、鉛直方向上方から下方に向かって、
    　縦断面視した場合に第４の傾斜角度を有するとともに前記原料を鉛直方向下方に向かって送る第２の搬送羽根と；
    　縦断面視した場合に前記第４の傾斜角度よりも緩い第５の傾斜角度を有するとともに、前記第２の搬送羽根から直接送られてきた前記原料を下方に向かって圧送する第２の押込羽根と；
    を備えることを特徴とする請求項２に記載の押し込みスクリュー装置。
  4. 　前記第２の押込羽根の上端から前記回転駆動軸の回転方向に９０°かつ上方にずれた位置に下端が位置するように、前記第２の搬送羽根が前記回転駆動軸に取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の押し込みスクリュー装置。
  5. 　前記各外側スクリューにおける前記各スクリュー羽根の上端高さ位置が、前記各中央スクリューにおける前記各スクリュー羽根の上端高さ位置よりも低いことを特徴とする請求項３に記載の押し込みスクリュー装置。
  6. 　原料を貯留するケーシング、及び同ケーシング内の前記原料をその下方に押し出す押し込みスクリュー装置を有するホッパと；
    　前記ホッパより押し出された前記原料を挟み込んで加圧成型する一対の固定ロール及び可動ロールと；
    を備え、
    　前記押し込みスクリュー装置が、請求項１～５の何れか１項に記載の押し込みスクリュー装置であり、
    　平面視した場合の前記各押し込みスクリューの並び方向と、前記固定ロール及び可動ロール間の隙間の延在方向とが重なっている
    ことを特徴とするロール成型機。
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