JPH0760098A - 定径造粒装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 より狭い粒径分布の粒子を連続して多量に得
ることのできる定径造粒装置を得る。 【構成】 被造粒原料を貯えるホッパー１０の下部に、
内面２１の鉛直方向に溝２２を施した固定シリンダ２０
を連結し、該シリンダ２０の内面２１に、外表面３１に
螺旋状の溝３３を施し中央に回転軸３２を取付けた回転
子３０を該回転子外表面３１と該シリンダの内面２１が
回転摺動可能に嵌着し、該シリンダ及び又は回転子の溝
２２、３３の上部は被造粒原料の取り入れ口として該ホ
ッパー１０の底部でホッパー１０内に開口し、該シリン
ダ及び回転子の溝２２、３３の下部端は造粒物の排出口
として開口とし、該回転子の回転軸３２に回転駆動装置
５０を連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はより狭い粒径分布の粒子
を連続して多量に得ることのできる定径造粒装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】粉粒体を取り扱う多くの分野で、例え
ば、肥料、建材、食品、医薬、電子材料等の分野におい
て古くから造粒工程は欠かせない操作のものであった。
例えば、肥料分野では人工培土製造用として、建材分野
では人工骨材製造用として、医薬分野では錠剤製造用と
して、それぞれ用いられている。これらの分野におい
て、古くからはパン形、ドラム形などの転動式造粒機が
開発され、現在においても用いられている。また、その
他に現在では圧縮、攪拌、押出、流動式など様々な造粒
装置が開発されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように連続的に
多量に造粒を行う装置は多くあるが、それらによって得
られる造粒物は粒径分布に幅があり、必要なサイズの製
品を得るためには篩い分け等の粒度調整工程が必要であ
り、製品収率も悪かった。製品の粒度分布を狭く保つこ
とによって付加価値が高められるため現在ではより狭い
粒径分布で多量に造粒できる造粒装置が望まれている。
そのためには、造粒物を一定の型にはめて成形すればよ
い。例えば押出成形装置のように一定のダイスから押し
出して成形すればよいが、この場合は動力が大きく、ま
た、利用できる粉粒体の条件も限られる。

【０００４】本発明は以上のような従来の造粒装置の持
つ欠点に鑑みなされたものであり、より狭い粒径分布の
粒子を連続して多量に得ることのできる定径造粒装置を
得ることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の定径造粒装置は、粉粒体又は粉粒体混練
物等の被造粒原料を貯えるホッパーの下部に、内面の鉛
直方向に溝を施したシリンダを連結し、該シリンダに、
外表面に螺旋状の溝を施し中央に回転軸を取付けた回転
子を該回転子外表面と該シリンダの内面が回転摺動可能
に嵌着し、該シリンダ及び又は回転子の溝の上部は被造
粒原料の取り入れ口として該ホッパーの底部でホッパー
内に開口し、該シリンダ及び回転子の溝の下部端は造粒
物の排出口として開口し、該回転子の回転軸に回転駆動
装置を連結して構成したものである。

【０００６】

【作用】回転駆動装置を駆動すると回転軸を介して回転
子がシリンダ内で回転される。ホッパー内の被造粒原料
としての粉粒体はホッパー内に開口しているシリンダ及
び又は回転子の溝の上部から該溝の中に取り入れられ
る。該溝に取り込まれた粉粒体は、内面に鉛直溝を施し
たシリンダ内で外表面に螺旋溝を施した回転子が回転さ
れることによって溝の交錯点が下方に移動するうちにそ
の交錯点内で一定粒径に丸められて、溝の下部端の開口
から排出されて取り出される。そのため、粒径分布の狭
い造粒物が多量に連続して成形される。

【０００７】

【実施例】次に、図面に示した実施例により本発明を詳
細に説明する。図１は本発明に係る定径造粒装置の一実
施例を示す斜視図、図２は図１のII部拡大斜視図、図３
はシリンダ単体を示す斜視図、図４は回転子単体を示す
斜視図である。図１に示すように定径造粒装置１は上部
に位置した逆円錐状のホッパー１０の下端に回転子３０
を回転可能に内挿した固定シリンダ２０が接続されて一
体的に取付けられ、さらに固定シリンダ２０の下方には
排出シュート４０が取付けられて構成されている。

【０００８】造粒装置１の詳細をさらに説明すると、固
定シリンダ２０は詳細を図３に示すように内面２１に円
周方向に適宜間隔をおいて（本実施例では等間隔で）複
数本（本実施例では９本）の鉛直溝２２が端部を固定シ
リンダ２０の両端面に開口させて鉛直方向に施されて形
成されている。鉛直溝２２の断面形状は半円形とされて
いる。一方、回転子３０は詳細を図４に示すように、中
央部に回転軸３２が一体に取付けられ、外表面３１には
螺旋溝３３が端部を回転子３０の両端に開口させ、周方
向に適宜間隔をおいて（本実施例では等間隔で）複数条
（本実施例では８条）、平行に施されている。螺旋溝３
３の断面形状は半円形とされている。

【０００９】このように形成された固定シリンダ２０と
回転子３０とは、回転子３０が、固定シリンダ２０の内
面２１に、回転子外表面３１と固定シリンダ２０の内面
２１とが摺動自在な状態で回転軸３２を中心として回転
可能に嵌着されて一体的に組み立てられている。そし
て、回転子３０は、その回転軸３２の上端部をホッパー
１０の上端内部に橋渡して設けられたステー１１に固着
された上部軸受に枢着されると共に、回転軸３２の下端
部をシュート４０の底面に固着して設けた下部軸受５２
に枢着されることにより取付けられている。なお、図示
していないが、ホッパー１０又は固定シリンダ２０と排
出シュート４０とは連結部材により一体的に結合されて
いる。

【００１０】また、詳細を図２に示すように、回転子３
０の上部分は固定シリンダ２０の上端から所定長さ突出
されてその外表面３１および螺旋溝３３がホッパー１０
内に露出され、螺旋溝３３の上部がホッパー１０の底部
でホッパー１０内に開口されて設けられており、回転子
３０の回転により粉粒体が螺旋溝３３内へ容易に取り入
れられるように構成されている。また、固定シリンダ２
０の鉛直溝２２も上端部がホッパー１０の底部でホッパ
ー１０内に開口されて該溝２２への粉粒体の取り入れが
可能にされている。

【００１１】固定シリンダ２０および回転子３０の下端
は面一とされており、鉛直溝２２と螺旋溝３３の下端も
固定シリンダ２０と回転子３０の下端に位置してそこで
下方に開口しており、造粒物は該鉛直溝２２と螺旋溝３
３の下端開口から排出されて排出シュート４０に落下し
て取り出される。そして、ホッパー１０内において回転
軸３２には上部軸受５１と回転子３０上端との間に延在
されて螺旋羽根１２が取付けられている。上部軸受５１
上方にはステー１１に固定された取付台５３に回転駆動
装置としての電動機５０が取付けられており、回転軸３
１の軸端と該電動機５０の出力軸が連結されている。

【００１２】次に、このように構成された定径造粒装置
１の作動を説明する。ホッパー１０には被造粒原料とし
ての数種類の粉粒体が適当な割合で貯められており、回
転駆動装置としての電動機５０を駆動させて螺旋羽根１
２および回転子３０を回転させると、粉粒体は螺旋羽根
１２により混合される。そして、混合された粉粒体はホ
ッパー１０の下部のホッパー１０に露出した部分の回転
子３０の螺旋溝３３および固定シリンダ２０の鉛直溝２
２に取り入れられる。このとき、螺旋溝３３がホッパー
１０内に露出して回転していることにより、粉粒体が確
実、容易に該螺旋溝３３に送り込まれると共に鉛直溝２
２の上端開口にも供給が容易に行われる。また、螺旋羽
根１２の回転によって粉粒体を下方に送る作用が誘起さ
れ、粉粒体の該螺旋溝３３上部開口部分および鉛直溝２
２の上端開口への流入を助長する。

【００１３】両方の溝２２、３３に取り入れられた粉粒
体は回転子３０の回転により螺旋溝３３の鉛直溝２２と
の交錯点が下方に移動して行くうちにその交錯点内で回
転（転動）させられながら一定粒径に丸められていき、
シリンダ２０および回転子３０の下部に達し溝２２、３
３の下端開口から造粒物として排出される。排出された
造粒物は下方に位置した排出シュート４０により受け止
められ所定個所に貯められる。このような螺旋溝３３と
鉛直溝２２の組み合わせ作用により、粒径分布の狭い造
粒物を成形することができる。また、ホッパー１０内の
粉粒体は連続して溝内に送り込まれることにより多量に
連続して造粒することができる。このように本発明の造
粒方法は溝交差点内回転移動造粒方式ともいうことがで
きるものである。

【００１４】次に、図１に示した本実施例装置を用いて
行った造粒テスト例を説明する。このテスト例は汚泥の
焼成骨材化を行う際に汚泥の造粒を行ったときの例を示
すものである。汚泥は浄水場汚泥、酸化マグネシウム
粉、廃ケイ砂、フライアッシュの混合物であり、水分は
４０wt％であった。それぞれがホッパー１０内に適当な
割合で入れられ、回転軸３２に付設した混練羽根１２で
混合されながらホッパー１０の下方に送られ、回転子３
０の螺旋溝３３および固定シリンダ２０の鉛直溝２２に
取り入れられ下部の開口から造粒物として排出され排出
シュート４０から取り出された。このときの回転子３０
の螺旋溝３３の幅（直径）は１２mm、固定シリンダ２０
の鉛直溝２２の幅（直径）も１２mm、回転子３０の直径
は１５０mm、回転数は１０rpm であった。得られた造粒
物は外径が８mmφ〜１０mmφのほぼ均一なものが連続的
に得られた。

【００１５】図５は図１に示された固定シリンダ２０、
回転子３０、回転軸３２および混練羽根１２からなる造
粒機ユニットを複数組並置して多連定径造粒機として構
成した場合の実施例を示す縦断面図である。なお、図５
において図１と同一又は相当する個所には同一符号を付
して説明は省略する。

【００１６】本実施例では造粒機ユニットが５組設置さ
れ上部にはホッパーが共通ホッパー１０Ａとして取付け
られ、下部にはシュートが共通排出シュート４０Ａとし
て取付けられている。また、それぞれの造粒機ユニット
の回転軸３２の上端にはスプロケットホイール５４が取
付けられ、それぞれのスプロケットホイール５４は、共
通ホッパー１０Ａに支持台５３Ａを介して取付けられた
電動機５０の出力軸端のスプロケットホイール５０ａと
の間でローラチェン５５が共通的に巻き掛けられてい
る。なお、図示していないが、共通ホッパー１０Ａ又は
固定シリンダ２０と共通排出シュート４０Ａとは連結部
材により一体的に結合されている。

【００１７】このようにして多連定径造粒機を構成する
と、電動機５０を駆動すると一斉に回転子３０と混練羽
根１２が回転され、共通ホッパー１０Ａ内の粉粒体が各
々の造粒機ユニットの固定シリンダ２０の鉛直溝２２と
回転子３０の螺旋溝３３に送り込まれ両方の溝２２、３
３の作用で定径造粒される。従って、このような多連定
径造粒機においては造粒能力を著しく増加させることが
できる。

【００１８】図６は本発明の異なる実施例を示すもので
あり、図２に対応して示す定径造粒装置の要部拡大斜視
図である。本実施例は固定シリンダ２０の上端よりホッ
パー１０内部に突出した回転子３０の螺旋溝３３の縁の
うち、回転方向に対して下流側の縁に沿ってかき込み羽
根３４を取付けたものである。このように構成すると、
ホッパー１０の内部から螺旋溝３３内への粉粒体の取り
込みを一層確実、容易に行うことができる。

【００１９】図７は本発明の異なる実施例を示し、固定
シリンダ２０の内面２１の鉛直溝２２の縁の両側にブラ
シ２３を取付けた斜視図である。このように構成すると
鉛直溝２２と螺旋溝３３の交点の前後でブラシ２３が螺
旋溝３３内をブラッシングするために粉粒体は常に交点
内のみに存在するようになる。従って、ブラシ２３で螺
旋溝３３内面の付着物を除去して造粒物の粒径をより一
定に保つようにすることができる。なお、ブラシ２３は
鉛直溝２２の縁の片側のみに取付けてもよい。

【００２０】図８は本発明の異なる実施例の要部縦断面
図であり、固定シリンダ部にジャケットを設けた場合を
示すものである。図示のように固定シリンダ２０Ａの内
面２１の外側には固定シリンダ２０Ａの高さ方向にわた
る環状のジャケット２４が設けられており、回転軸３２
軸線に対して対称位置にはそれぞれ媒体供給口２５およ
び媒体排出口２６が取付けられて構成されている。この
ように構成すると、媒体供給口２５からスチーム等の加
熱媒体を供給してジャケット２４を通し媒体排出口２６
から排出させることにより、造粒中に同時に造粒物の乾
燥を行うことができる。また、媒体供給口２５から冷却
水等の冷却媒体を供給してジャケット２４を通し媒体排
出口２６から排出させることにより、造粒中に同時に造
粒物の冷却、固化を行うことができる。

【００２１】図９は本発明の異なる実施例の要部縦断面
図であり、固定シリンダの鉛直溝に潤滑剤又はバインダ
ーの供給部を設けた場合を示すものである。図示のよう
に、固定シリンダ２０Ｂの内部には環状穴２７が設けら
れており、環状穴２７には潤滑剤又はバインダーの供給
口２８が設けられている。また、該環状穴２７と各々の
鉛直溝２２の間には通路２７ａが設けられて構成されて
いる。このように構成することにより、供給口２８から
潤滑剤を供給することにより鉛直溝２２内部での粉粒体
の付着防止を図ることができる。また、供給口２８から
バインダーを供給することにより鉛直溝２２内部の造粒
物の強度を上げることができる。さらに、造粒物表面の
改質を行ったり、多層のコーティングを行うことができ
る。

【００２２】なお、以上の実施例では、固定シリンダ２
０に設けた鉛直溝２２および回転子３０に設けた螺旋溝
３３は上方から下方にかけて断面の大きさが一様の溝で
あるが、固定シリンダおよびまたは回転子に施す溝はそ
の断面の大きさが下方に行くにしたがって小さくなった
溝であってもよい。このようにすると下部に行く程、造
粒物への成形圧力が増し強固な造粒物を作ることができ
る。また、鉛直溝２２および螺旋溝３３の断面形状は半
円形に限らずＵ字形又はＶ字形とすることもできる。な
お、鉛直溝２２および螺旋溝３３の設置本数は造粒物の
必要量に応じて決定され、本実施例本数に限られるもの
ではないが、溝の数を多くする程、多くの量を造粒でき
る、即ち、造粒能力を大きくできることはいうまでもな
い。

【００２３】また、以上の実施例では、回転子３０の上
部分を固定シリンダ２０、２０Ａ、２０Ｂの上端から所
定量突出させているが、必ずしもそれに限られることは
なく、回転子の螺旋溝３３および固定シリンダ２０、２
０Ａ、２０Ｂの鉛直溝２２の端部がホッパー１０の底部
でホッパー１０内に粉粒体取り入れ口として開口した状
態で回転子３０の上端と固定シリンダ２０、２０Ａ、２
０Ｂの上端が面一となるように設けることもできる。ま
た、回転子３０の螺旋溝３３と固定シリンダ２０の鉛直
溝２１の両方をホッパー１０内に開口させて粉粒体の取
り入れ口としたが、いずれか一方側の溝だけを粉粒体取
り入れ口としてホッパー１０内に開口させて設けてもよ
い。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ホッパー内に貯えられた粉粒体等の被造粒原
料をシリンダ内面の鉛直溝と回転子外表面の螺旋溝との
相互作用によって一定粒径に丸めて溝の下部端の開口か
ら排出させて取り出すことができる。そのため、より狭
い粒径分布の造粒物を多量に連続して成形することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る定径造粒装置の一実施例を示す斜
視図である。

【図２】図１のII部拡大斜視図である。

【図３】シリンダ単体を示す斜視図である。

【図４】回転子単体を示す斜視図である。

【図５】本発明の他の実施例の多連定径造粒機を示す縦
断面図である。

【図６】本発明の回転子上部の螺旋溝部にかき込み羽根
を設けた場合の実施例を図２に対応して示す要部拡大斜
視図である。

【図７】本発明の固定シリンダの溝部にブラシを設けた
場合の実施例を示す斜視図である。

【図８】本発明の固定シリンダにジャケットを設けた場
合の実施例を示す要部縦断面図である。

【図９】本発明の固定シリンダの鉛直溝に潤滑剤又はバ
インダーの供給部を設けた場合の実施例を示す要部縦断
面図である。

【符号の説明】

１ 定径造粒装置 １０、１０Ａ ホッパー １２ 螺旋羽根 ２０、２０Ａ、２０Ｂ 固定シリンダ ２１ 内面（固定シリンダ） ２２ 鉛直溝（固定シリンダ） ２３ ブラシ ２４ ジャケット ２７ 潤滑剤又はバインダー用環状穴 ３０ 回転子 ３１ 外表面（回転子） ３２ 回転軸 ３３ 螺旋溝（回転子） ３４ かき込み羽根

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉粒体又は粉粒体混練物等の被造粒原料
   を貯えるホッパーの下部に、内面の鉛直方向に溝を施し
   たシリンダを連結し、該シリンダに、外表面に螺旋状の
   溝を施し中央に回転軸を取付けた回転子を該回転子外表
   面と該シリンダの内面が回転摺動可能に嵌着し、該シリ
   ンダ及び又は回転子の溝の上部は被造粒原料の取り入れ
   口として該ホッパーの底部でホッパー内に開口し、該シ
   リンダ及び回転子の溝の下部端は造粒物の排出口として
   開口し、該回転子の回転軸に回転駆動装置を連結したこ
   とを特徴とする定径造粒装置。