造粒装置

本発明は、造粒装置に関する。

造粒装置においては、供給された粉体を加圧固化してブリケットを形成するためにブリケットマシン(造粒部)を備えている(例えば、特許文献1参照)。

特開平08−192296号公報

しかしながら、ブリケットの品質を確保する観点からは改善の余地がある。

本発明は、上記事実を考慮して、ブリケットの品質を確保することができる造粒装置を得ることが目的である。

請求項1に記載する本発明の造粒装置は、供給された原料を加圧固化してブリケットを圧縮形成する造粒部と、前記造粒部の上方側に設けられ、原料を受け入れると共に当該原料を前記造粒部に流出させる原料受入部と、前記原料受入部の上方側に配置され、混練された原料を前記原料受入部の内部に供給すると共に、単位時間当たりに予め設定された通常量の供給をなす通常供給モードと、単位時間当たりに前記通常量よりも多量の供給をなす多量供給モードと、に切り替え可能な原料供給部と、前記原料受入部の上部の第一位置に設けられ、前記原料受入部の内部に供給された原料が前記第一位置まで達しているか否かを検出する第一レベルセンサと、前記原料受入部において前記第一位置よりも下方側の第二位置に設けられ、前記原料受入部の内部に供給された原料が前記第二位置まで達しているか否かを検出する第二レベルセンサと、前記第一位置まで原料が達していないことを前記第一レベルセンサが検出しかつ前記第二位置まで原料が達していることを前記第二レベルセンサが検出した場合に、前記原料供給部の通常供給モードでの作動及び前記造粒部の作動を実行させ、前記第二位置まで原料が達していないことを前記第二レベルセンサが検出した場合に、前記原料供給部の多量供給モードでの作動及び前記造粒部の作動停止の少なくとも一方を実行させる制御部と、を有し、前記原料供給部は、バッチ式混練機の下方側に設けられて前記バッチ式混練機から排出された原料を回転に伴って前記原料受入部に送り出す回転体を備え、単位時間当たりの前記原料受入部への原料の供給量を前記回転体の回転速度によって変更可能な供給装置と、前記回転体を回転させると共に前記制御部によって単位時間当たりの回転数が制御される可変速制御モータと、を備えている、造粒装置であって、前記バッチ式混練機に供給される原料用の粉体の供給量を計量する計量部と、前記バッチ式混練機に接続され、前記バッチ式混練機に水分を供給すると共に、水分供給用の流路に流量計と開閉弁とを備えた水分供給部と、前記計量部で計量された原料用の粉体の供給量に応じて、前記水分供給部から前記バッチ式混練機に供給する水分の量を調整するように、前記流量計の計量値に基づいて前記開閉弁の開閉を制御する開閉制御部と、を有する。

請求項1に記載する本発明の造粒装置によれば、原料供給部は、混練された原料を原料受入部の内部に供給すると共に、単位時間当たりに予め設定された通常量の供給をなす通常供給モードと、単位時間当たりに前記通常量よりも多量の供給をなす多量供給モードと、に切り替え可能となっている。原料受入部は、原料供給部から供給された原料を受け入れてその原料を造粒部に流出させる。この原料受入部の上部の第一位置には、第一レベルセンサが設けられ、第一レベルセンサは、原料受入部の内部に供給された原料が第一位置まで達しているか否かを検出する。また、原料受入部において第一位置よりも下方側の第二位置には、第二レベルセンサが設けられ、第二レベルセンサは、原料受入部の内部に供給された原料が第二位置まで達しているか否かを検出する。

ここで、第一位置まで原料が達していないことを第一レベルセンサが検出しかつ第二位置まで原料が達していることを第二レベルセンサが検出した場合に、制御部は、原料供給部の通常供給モードでの作動及び造粒部の作動を実行させる。また、第二位置まで原料が達していないことを第二レベルセンサが検出した場合に、制御部は、原料供給部の多量供給モードでの作動及び造粒部の作動停止の少なくとも一方を実行させる。このように、原料の貯留上面が所定の高さ位置の範囲内にある場合には通常処理がなされ、原料の貯留上面が所定の高さ位置未満の場合には原料の消費量よりも原料の供給量が多くなるように制御されるので、原料の供給不足によるブリケットの品質低下が抑えられる。 この造粒装置によれば、バッチ式混練機の下方側に供給装置が設けられている。この供給装置は、バッチ式混練機から排出された原料を回転体の回転に伴って原料受入部に送り出すと共に、単位時間当たりの原料受入部への原料の供給量を回転体の回転速度によって変更可能となっている。また、回転体を回転させる可変速制御モータは、制御部によって単位時間当たりの回転数が制御される。すなわち、供給装置及び可変速制御モータを備えた原料供給部は、可変速制御モータが制御部に制御されることで、通常供給モードと、多量供給モードと、に切り替えられる。 また、この造粒装置によれば、バッチ式混練機に供給される原料用の粉体の供給量が計量部によって計量される。また、バッチ式混練機に接続された水分供給部は、バッチ式混練機に水分を供給すると共に、水分供給用の流路に流量計と開閉弁とを備えている。そして、開閉弁の開閉は、開閉制御部によって制御されている。すなわち、開閉制御部は、計量部で計量された原料用の粉体の供給量に応じて、水分供給部からバッチ式混練機に供給する水分の量を調整するように、流量計の計量値に基づいて開閉弁の開閉を制御する。これにより、バッチ式混練機は、粉体の量に応じた水分が供給された状態で混練するので、造粒に適した混練物(造粒用の原料)を生成することができる。 請求項2に記載する本発明の造粒装置は、供給された原料を加圧固化してブリケットを圧縮形成する造粒部と、前記造粒部の上方側に設けられ、原料を受け入れると共に当該原料を前記造粒部に流出させる原料受入部と、前記原料受入部の上方側に配置され、混練された原料を前記原料受入部の内部に供給すると共に、単位時間当たりに予め設定された通常量の供給をなす通常供給モードと、単位時間当たりに前記通常量よりも多量の供給をなす多量供給モードと、に切り替え可能な原料供給部と、前記原料受入部の上部の第一位置に設けられ、前記原料受入部の内部に供給された原料が前記第一位置まで達しているか否かを検出する第一レベルセンサと、前記原料受入部において前記第一位置よりも下方側の第二位置に設けられ、前記原料受入部の内部に供給された原料が前記第二位置まで達しているか否かを検出する第二レベルセンサと、前記第一位置まで原料が達していないことを前記第一レベルセンサが検出しかつ前記第二位置まで原料が達していることを前記第二レベルセンサが検出した場合に、前記原料供給部の通常供給モードでの作動及び前記造粒部の作動を実行させ、前記第二位置まで原料が達していないことを前記第二レベルセンサが検出した場合に、前記原料供給部の多量供給モードでの作動及び前記造粒部の作動停止の少なくとも一方を実行させる制御部と、を有し、前記原料供給部は、連続して供給される原料用の粉体を水及びバインダーと混練すると共に排出部が前記原料受入部の上方側に設けられた連続式混練機と、原料用の粉体を回転に伴って前記連続式混練機に送り出す回転体を備え、単位時間当たりの前記連続式混練機への粉体の供給量を前記回転体の回転速度によって変更可能な供給装置と、前記回転体を回転させると共に前記制御部によって単位時間当たりの回転数が制御される可変速制御モータと、を備えている、造粒装置であって、前記連続式混練機に供給される原料用の粉体の供給量を計量する計量部と、前記連続式混練機に接続され、前記連続式混練機に水分を供給すると共に、水分供給用の流路に流量計と開閉弁とを備えた水分供給部と、前記計量部で計量された原料用の粉体の供給量に応じて、前記水分供給部から前記連続式混練機に供給する水分の量を調整するように、前記流量計の計量値に基づいて前記開閉弁の開閉を制御する開閉制御部と、を有する。 請求項2に記載する本発明の造粒装置によれば、原料供給部は、混練された原料を原料受入部の内部に供給すると共に、単位時間当たりに予め設定された通常量の供給をなす通常供給モードと、単位時間当たりに前記通常量よりも多量の供給をなす多量供給モードと、に切り替え可能となっている。原料受入部は、原料供給部から供給された原料を受け入れてその原料を造粒部に流出させる。この原料受入部の上部の第一位置には、第一レベルセンサが設けられ、第一レベルセンサは、原料受入部の内部に供給された原料が第一位置まで達しているか否かを検出する。また、原料受入部において第一位置よりも下方側の第二位置には、第二レベルセンサが設けられ、第二レベルセンサは、原料受入部の内部に供給された原料が第二位置まで達しているか否かを検出する。 ここで、第一位置まで原料が達していないことを第一レベルセンサが検出しかつ第二位置まで原料が達していることを第二レベルセンサが検出した場合に、制御部は、原料供給部の通常供給モードでの作動及び造粒部の作動を実行させる。また、第二位置まで原料が達していないことを第二レベルセンサが検出した場合に、制御部は、原料供給部の多量供給モードでの作動及び造粒部の作動停止の少なくとも一方を実行させる。このように、原料の貯留上面が所定の高さ位置の範囲内にある場合には通常処理がなされ、原料の貯留上面が所定の高さ位置未満の場合には原料の消費量よりも原料の供給量が多くなるように制御されるので、原料の供給不足によるブリケットの品質低下が抑えられる。 この造粒装置によれば、供給装置は、原料用の粉体を回転体の回転に伴って連続式混練機に送り出すと共に、単位時間当たりの連続式混練機への粉体の供給量を回転体の回転速度によって変更可能となっている。また、回転体を回転させる可変速制御モータは、制御部によって単位時間当たりの回転数が制御される。すなわち、可変速制御モータが制御部に制御されることで、供給装置は、単位時間当たりの連続式混練機への粉体の供給量を変更することができる。供給装置から連続して供給される原料用の粉体は、連続式混練機によって水及びバインダーと混練される。そして、連続式混練機の排出部から原料受入部に原料が供給される。以上により、供給装置、可変速制御モータ、及び連続式混練機を備えた原料供給部は、可変速制御モータが制御部に制御されることで、通常供給モードと、多量供給モードと、に切り替えられる。また、連続式混練機の下方側には原料受入部へ原料を供給するための装置を別途設ける必要がないので、省スペース化を図ることができる。 また、この造粒装置によれば、連続式混練機に供給される原料用の粉体の供給量が計量部によって計量される。また、連続式混練機に接続された水分供給部は、連続式混練機に水分を供給すると共に、水分供給用の流路に流量計と開閉弁とを備えている。そして、開閉弁の開閉は、開閉制御部によって制御されている。すなわち、開閉制御部は、計量部で計量された原料用の粉体の供給量に応じて、水分供給部から連続式混練機に供給する水分の量を調整するように、流量計の計量値に基づいて開閉弁の開閉を制御する。これにより、連続式混練機は、粉体の量に応じた水分が供給された状態で混練するので、造粒に適した混練物(造粒用の原料)を生成することができる。

請求項3に記載する本発明の造粒装置は、請求項1又は請求項2に記載の構成において、前記造粒部は、予め設定された通常速度でブリケットを形成する通常形成モードと、前記通常速度よりも高速でブリケットを形成する高速形成モードと、に切り替え可能とされ、前記制御部は、前記第一位置まで原料が達していないことを前記第一レベルセンサが検出しかつ前記第二位置まで原料が達していることを前記第二レベルセンサが検出した場合に、前記原料供給部の通常供給モードでの作動及び前記造粒部の通常形成モードでの作動を実行させ、前記第一位置まで原料が達していることを前記第一レベルセンサが検出した場合に、前記原料供給部の作動停止及び前記造粒部の高速形成モードでの作動の少なくとも一方を実行させる。

請求項3に記載する本発明の造粒装置によれば、造粒部は、予め設定された通常速度でブリケットを形成する通常形成モードと、通常速度よりも高速でブリケットを形成する高速形成モードと、に切り替え可能となっている。

一方、制御部は、第一位置まで原料が達していないことを第一レベルセンサが検出しかつ第二位置まで原料が達していることを第二レベルセンサが検出した場合に、原料供給部の通常供給モードでの作動及び造粒部の通常形成モードでの作動を実行させる。また、制御部は、第一位置まで原料が達していることを第一レベルセンサが検出した場合に、原料供給部の作動停止及び造粒部の高速形成モードでの作動の少なくとも一方を実行させる。このように、原料の貯留上面が所定の高さ位置の範囲内にある場合には通常処理がなされ、原料の貯留上面が所定の高さ位置を超える場合には原料の消費量よりも原料の供給量が少なくなるように制御されるので、原料受入部からの原料のオーバーフローが防止される。

請求項4に記載する本発明の造粒装置は、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の構成において、前記造粒部の排出側に設けられた排出路に配置され、予め設定されたブリケットの正規サイズよりも小さい径の孔部が複数形成された篩部と、前記篩部の孔部を通過した粉粒物を、前記造粒部の供給上流側に戻す戻し機構と、を有する。

請求項4に記載する本発明の造粒装置によれば、造粒部の排出側に設けられた排出路には、篩部が配置され、篩部には、予め設定されたブリケットの正規サイズよりも小さい径の孔部が複数形成されている。造粒部から排出されたブリケットを含む粉粒物は、篩部の孔部を通過しない正規サイズのブリケットと、篩部の孔部を通過する正規サイズに満たない粉粒物とに篩い分けられる。そして、篩部の孔部を通過した粉粒物は、戻し機構によって、造粒部の供給上流側に戻される。これにより、粉粒物が再利用され、原料の歩留を向上させることができる。

請求項5に記載する本発明の造粒装置は、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の構成において、前記造粒部の排出側に設けられた排出路に配置され、予め設定されたブリケットの正規サイズよりも小さい径の孔部が複数形成された篩部と、前記篩部の孔部を通過した粉粒物を、前記混練機に戻す戻し機構と、を有する。

なお、請求項5に記載の「前記混練機」とは、請求項1を引用する構成では、「バッチ式混練機」のことであり、請求項2を引用する構成では、「連続式混練機」のことである。

請求項5に記載する本発明の造粒装置によれば、造粒部の排出側に設けられた排出路には、篩部が配置され、篩部には、予め設定されたブリケットの正規サイズよりも小さい径の孔部が複数形成されている。造粒部から排出されたブリケットを含む粉粒物は、篩部の孔部を通過しない正規サイズのブリケットと、篩部の孔部を通過する正規サイズに満たない粉粒物とに篩い分けられる。そして、篩部の孔部を通過した粉粒物は、戻し機構によって混練機に戻される。これにより、粉粒物が再利用されるうえ、再利用される粉粒物が再び混練されるため、造粒に適した混練物(造粒用の原料)を造粒部に供給することができる。

以上説明したように、本発明に係る造粒装置によれば、ブリケットの品質を確保することができるという優れた効果を有する。

本発明の第1の実施形態に係る造粒装置を示す全体構成図である。

本発明の第2の実施形態に係る造粒装置を示す全体構成図である。

[第1の実施形態] 本発明の第1の実施形態に係る造粒装置(造粒システム)について図1を用いて説明する。図1には、本実施形態に係る造粒装置10の全体構成図が示されている。

造粒装置10は、粉体を圧縮して粒状に成型するための装置である。造粒装置10で粉体を粒状にすることで、搬送等の取扱いが容易になる(飛散しないで搬出等のハンドリングに有利となる)うえに体積も小さくなり、貯留にも有利となる。また、粉体を粒状にすることで、液体に入れた場合に反応速度をコントロールでき、液体の中に沈みやすくなるという作用効果もある(反応性の向上)。

図1に示されるように、造粒装置10は、バッチ式混練機20を備えている。バッチ式混練機20は、粉体、水、及びバインダーを混練し、造粒に適した状態にする。なお、バッチ式混練機20とは、混練対象物が所定量供給された後、混練対象物の供給が停止された状態で、混練対象物を混練する装置である。

バッチ式混練機20の上部には、粉体供給部22が設けられて(接続されて)いる。粉体供給部22は、計量ホッパ22Aを備えおり、この計量ホッパ22Aは、造粒される原料用の粉体をバッチ式混練機20に供給するための供給用ホッパとして機能を有する。なお、図示を省略するが、計量ホッパ22Aの上方側には、計量ホッパ22Aを介して原料用の粉体をバッチ式混練機20に供給するための装置が設けられている。また、計量ホッパ22Aは、計量部としてのロードセル22Bを介して装置の一部に支持されている。ロードセル22Bは、原料用の粉体の供給量(供給重量)を計量することが可能となっている。また、ロードセル22Bは、開閉制御部26に接続されており、計量結果が開閉制御部26に出力されるようになっている。

また、バッチ式混練機20には、水分供給部としての注水装置24が接続されている。注水装置24は、バッチ式混練機20に水分を噴射して注水(供給)すると共に、タンク25内の水源に通じる水分供給用の流路に流量計24Aと開閉弁24Bとを備えている。流量計24Aは、注水装置24からバッチ式混練機20への注水量(L/min)を計測している。また、図中では、開閉弁24Bは一つ示されているが、開閉弁24Bは水分供給用の流路に複数設けられてもよい。

流量計24A及び開閉弁24Bは、開閉制御部26に接続されている。また、流量計24Aは、計測結果を開閉制御部26に出力するようになっている。そして、開閉制御部26は、ロードセル22Bで計量された原料用の粉体の供給量に応じて、注水装置24からバッチ式混練機20に供給する水分の量を調整するように、流量計24Aの計量値に基づいて開閉弁24Bの開閉を制御する。すなわち、本実施形態では、バッチ式混練機20への粉体の供給量に応じてバッチ式混練機20への注水量(添加量)が設定されている。具体的には、注水量は、粉体の供給重量(kg)に対して所定のパーセンテージ(kg)で算出される量に設定されている。なお、粉体の重量に対する注水量の割合は、粉体の種類によって異なり、一定ではない。また、バインダーは、バッチ式混練機20に粉体及び水分が供給された後に別ルート(図示省略)より供給される。本実施形態では、バインダーの供給量も粉体の供給量に応じて決定される。

バッチ式混練機20の下方側には、原料供給部14が設けられている。原料供給部14は、供給装置28及び可変速制御モータとしての第一可変速モータ30Cを備えている。また、供給装置28は、クッションホッパ29及びベルトコンベヤ30を備えている。クッションホッパ29は、バッチ式混練機20の排出部の下方側に設けられて原料を所定量貯留可能となっており、このクッションホッパ29の排出部の下方側にベルトコンベヤ30が設けられている。すなわち、ベルトコンベヤ30には、バッチ式混練機20から排出された原料がクッションホッパ29を介して供給される。

ベルトコンベヤ30は、一対のプーリ30Aを備えると共に、一対のプーリ30Aに巻き掛けられた無端状の回転体としてのベルト30B(広義には「搬送体」として把握される要素である。)を備えている。また、一方のプーリ30Aの軸部には、図示しない駆動力伝達機構を介してプーリ30Aの回転駆動用とされた第一可変速モータ30Cが接続されている。第一可変速モータ30Cは、プーリ30Aを回転させることでベルト30Bを回転させる。

第一可変速モータ30Cは、制御部18に接続され、制御部18によって単位時間当たりの回転数が制御されるようになっている(詳細後述)。供給装置28は、バッチ式混練機20から排出された原料(混練された状態の原料)をベルト30Bの回転に伴って所定の搬送方向(図中では右方向)に搬送して原料受入部としてのシュート34の内部に送り出す(供給する)と共に、一次停止が可能となっている。また、供給装置28は、単位時間当たりのシュート34への原料の供給量をベルト30Bの回転速度によって変更可能となっている。そして、原料供給部14は、第一可変速モータ30Cの駆動(単位時間当たりの回転数)が制御されることで、予め設定された通常速度で駆動されて単位時間当たりに予め設定された通常量の供給をなす通常供給モードと、前記通常速度よりも高速で駆動されて単位時間当たりに前記通常量よりも多量の供給をなす多量供給モードと、に切り替え可能とされている。

なお、ベルトコンベヤ30の搬送方向下流側の下方側にシュート34が配置されているのに対して、ベルトコンベヤ30の搬送方向上流側の下方側には、非常排出箱31が配置されている。

シュート34は、ブリケットマシン32の上部を構成し、その内部に所定容量を有している。本実施形態では、ブリケットマシン32は、このシュート34と造粒部12とを含んで構成されている。シュート34は、原料を受け入れると共に、当該原料を下端の流出口から造粒部12のホッパ36に流出させる。すなわち、シュート34は、造粒部12のホッパ36の上方側に設けられている。シュート34には、第一レベルセンサとしての上側レベルセンサ50、及び第二レベルセンサとしての下側レベルセンサ52が設けられている。

なお、本実施形態では、ブリケットマシン32にシュート34が設けられているが、ラインの構成によっては、シュート34は必ずしも必要ではなく、そのようなシュート34が存在しない変形例の場合には、ベルトコンベヤ30から造粒部12のホッパ36に直接原料が供給される。そして、前記変形例の場合には、ホッパ36が原料受入部とされ、ホッパ36に第一レベルセンサ及び第二レベルセンサが設けられる。

本実施形態における上側レベルセンサ50は、シュート34の上部の第一位置Aに設けられ、シュート34の内部に供給された原料が第一位置Aまで達しているか否かを検出する。これに対して、下側レベルセンサ52は、シュート34において第一位置Aよりも下方側の第二位置Bに設けられ、シュート34の内部に供給された原料が第二位置Bまで達しているか否かを検出する。上側レベルセンサ50及び下側レベルセンサ52は、制御部18に接続されており、各々の検出結果を制御部18に出力するようになっている。

シュート34の下方側に設けられた造粒部12は、ホッパ36と、ホッパ36の内部に設けられたスクリューフィーダー38(「フィーダースクリュー」ともいう。)と、ホッパ36の下方側に設けられた造粒機40(「圧縮成型機」ともいう。)と、を備えている。

造粒機40は、一対のロール40Aを備えている。一対のロール40Aは、それぞれ輪状に形成されており、互いの回転軸線が平行になるように、水平方向に並列配置されかつ密接している。一対のロール40Aの各々の外周面には、複数の凹状のポケット(図示省略)が形成されている。一対のロール40Aの各外周面に形成された前記ポケットは、各外周面において互いに周方向に整合する位置に形成されている。

また、ホッパ36の内部に設けられたスクリューフィーダー38の軸部には、それぞれ図示しない駆動力伝達機構を介してスクリューフィーダー38の回転駆動用とされた第二可変速モータ38Aが接続されている。第二可変速モータ38Aは、制御部18に接続されており、制御部18によって駆動が制御されるようになっている(詳細後述)。そして、スクリューフィーダー38は、第二可変速モータ38Aの回転駆動力で回転することで、ホッパ36内の原料を一対のロール40Aの間に押し込む。

一方、一対のロール40Aの軸部には、図示しない駆動力伝達機構を介してロール40Aの回転駆動用とされた第三可変速モータ40Bが接続されている。なお、第三可変速モータ40Bの駆動力は、前記駆動力伝達機構で互いに反対周りとなる二つの出力に変換されている。第三可変速モータ40Bは、制御部18に接続されており、制御部18によって駆動が制御されるようになっている(詳細後述)。一対のロール40Aは、第三可変速モータ40Bの回転駆動力で互いに反対周りに回転することで、互いの間に供給された原料を加圧固化してブリケットを圧縮形成する。すなわち、一対のロール40Aは、原料を圧縮成型して造粒品を造粒する。

また、造粒部12は、第二可変速モータ38A及び第三可変速モータ40Bの各駆動(単位時間当たりの回転数)が制御されることで、予め設定された通常速度でブリケットを形成する通常形成モードと、前記通常速度よりも高速でブリケットを形成する高速形成モードと、に切り替え可能とされている。

制御部18は、第一位置Aまで原料が達していないことを上側レベルセンサ50が検出しかつ第二位置Bまで原料が達していることを下側レベルセンサ52が検出した場合に、第一可変速モータ30C、第二可変速モータ38A及び第三可変速モータ40Bの各駆動(単位時間当たりの回転数)を制御することで、原料供給部14を通常供給モードで作動させると共に造粒部12を通常形成モードで作動させる。

また、制御部18は、第二位置Bまで原料が達していないことを下側レベルセンサ52が検出した場合(つまりシュート34内の粉体量が少ない場合)に、第一可変速モータ30C、第二可変速モータ38A及び第三可変速モータ40Bの各駆動(単位時間当たりの回転数)を制御することで、原料供給部14を通常供給モードで作動させ、造粒部12の作動を停止(運転停止)させる。

さらに、制御部18は、第一位置Aまで原料が達していることを上側レベルセンサ50が検出した場合(つまりシュート34内の粉体量が多い場合)に、第一可変速モータ30C、第二可変速モータ38A及び第三可変速モータ40Bの各駆動(単位時間当たりの回転数)を制御することで、原料供給部14の作動を停止(運転停止)させ、造粒部12を通常形成モードで作動させる。

造粒機40の下方側には、造粒品コンベヤ42が設けられている。造粒品コンベヤ42は、造粒機40から排出されたブリケット等を所定方向(図1では右方向)に搬送する。造粒品コンベヤ42の搬送方向下流側の下方側には、傾斜振動篩44が設けられている。すなわち、傾斜振動篩44は、造粒部12の排出側に設けられた排出路に配置されており、造粒品コンベヤ42から落下した正規サイズのブリケットを含む粉粒物が流入するようになっている。傾斜振動篩44の篩部44Aは、予め設定されたブリケットの正規サイズよりも小さい径の孔部が複数形成されている。これにより、傾斜振動篩44は、正規サイズのブリケットと所定寸法に満たない造粒屑とを篩い分ける(選別する)。なお、前記造粒屑には、所定の寸法(形状)に満たない造粒品の他、成型されずに排出される粉体も含まれる。

傾斜振動篩44には、篩部44Aの側方側で篩部44Aの上側空間に通じる排出部44Bが設けられている。排出部44Bの下端開口は、正規サイズのブリケットを排出するための排出口とされている。排出部44Bの下方側には、搬出用コンベヤ46が設けられている。搬出用コンベヤ46は、傾斜振動篩44の排出部44Bから落下した正規サイズのブリケットを所定の搬出位置方向へ搬出するようになっている。

これに対して、篩部44Aの下方側には、戻し機構としてのリターンコンベヤ48が設けられている。リターンコンベヤ48は、篩部44Aの孔部を通過した造粒屑(粉粒物)を、搬送してバッチ式混練機20(造粒部12の供給上流側)に戻す。

(作用・効果) 次に、上記実施形態の作用及び効果について説明する。

本実施形態に係る造粒装置10では、バッチ式混練機20には粉体供給部22及び注水装置24が接続されている。粉体供給部22は、バッチ式混練機20に原料用の粉体を供給すると共に、ロードセル22Bで原料用の粉体の供給量を計量する。これに対して、注水装置24は、バッチ式混練機20に水分を供給すると共に、水分供給用の流路に流量計24Aと開閉弁24Bとを備えている。そして、開閉弁24Bの開閉は、開閉制御部26によって制御されている。すなわち、開閉制御部26は、ロードセル22Bで計量された原料用の粉体の供給量に応じて、注水装置24からバッチ式混練機20に供給する水分の量を調整するように、流量計24Aの計量値に基づいて開閉弁24Bの開閉を制御する。これにより、バッチ式混練機20は、粉体の量に応じた水分が供給された状態で混練するので、造粒に適した混練物(造粒用の原料)を生成することができる。

補足説明すると、例えば、混練機に供給する粉体の量に関わらず常に一定量の水分が添加される対比構造に係る造粒装置では、混練機に供給される粉体の量が増減すると、粉体の量に対する水分量が過少又は過多となり、造粒品質に影響を与えることになる。これに対して、本実施形態では、粉体の量に応じた水分が供給されるので、前記対比構造の不具合を解消することができる。

また、本実施形態では、バッチ式混練機20の下方側に設けられた原料供給部14は、混練された原料をシュート34の内部に供給すると共に、単位時間当たりに予め設定された通常量の供給をなす通常供給モードと、単位時間当たりに前記通常量よりも多量の供給をなす多量供給モードと、に切り替え可能となっている。

より具体的に説明すると、原料供給部14の供給装置28は、バッチ式混練機20から排出された原料をベルト30Bの回転に伴ってシュート34に送り出すと共に、単位時間当たりのシュート34への原料の供給量をベルト30Bの回転速度によって変更可能となっている。また、ベルト30Bを回転させる第一可変速モータ30Cは、制御部18によって単位時間当たりの回転数が制御される。すなわち、供給装置28及び第一可変速モータ30Cを備えた原料供給部14は、第一可変速モータ30Cが制御部18に制御されることで、通常供給モードと、多量供給モードと、に切り替えられる。

シュート34は、原料供給部14から供給された原料を受け入れてその原料を造粒部12に流出させる。このシュート34の上部の第一位置Aには、上側レベルセンサ50が設けられ、上側レベルセンサ50は、シュート34の内部に供給された原料が第一位置Aまで達しているか否かを検出する。また、シュート34において第一位置Aよりも下方側の第二位置Bには、下側レベルセンサ52が設けられ、下側レベルセンサ52は、シュート34の内部に供給された原料が第二位置Bまで達しているか否かを検出する。

また、シュート34の下方側に設けられた造粒部12は、予め設定された通常速度でブリケットを形成する通常形成モードと、通常速度よりも高速でブリケットを形成する高速形成モードと、に切り替え可能となっている。

ここで、第一位置Aまで原料が達していないことを上側レベルセンサ50が検出しかつ第二位置Bまで原料が達していることを下側レベルセンサ52が検出した場合に、制御部18は、第一可変速モータ30C、第二可変速モータ38A及び第三可変速モータ40Bの各駆動を制御することで、原料供給部14を通常供給モードで作動させると共に、造粒部12を通常形成モードで作動させる。

また、第二位置Bまで原料が達していないことを下側レベルセンサ52が検出した場合(つまりシュート34内の粉体量が少ない場合)に、制御部18は、第一可変速モータ30C、第二可変速モータ38A及び第三可変速モータ40Bの各駆動(単位時間当たりの回転数)を制御することで、原料供給部14を通常供給モードで作動させ、造粒部12の作動を停止させる。

このように、原料の貯留上面が所定の高さ位置の範囲内にある場合には通常処理がなされ、原料の貯留上面が所定の高さ位置未満の場合には原料の消費量よりも原料の供給量が多くなるように制御されるので、原料の供給不足によるブリケットの品質低下が抑えられる。

ここで、対比構造と比較して説明する。例えば、原料受入部にレベルセンサを備えない対比構造に係る造粒装置では、造粒機(圧縮成型機)への原料供給量にばらつきが生じるため、ブリケットの品質(造粒品質)にもばらつきが生じてしまう。すなわち、この対比構造において、例えば、原料受入部の内部の原料が少なすぎると、ブリケットの密度が低下してしまう。これに対して、本実施形態では、原料の供給不足が回避できるため、ブリケットの密度低下を抑えることができる。

また、他の対比構造と比較してさらに補足説明すると、例えば、原料受入部に一つのレベルセンサを備えかつ原料の供給量がレベルセンサの検出レベルを下回ったときにのみ原料の供給装置を駆動するような他の対比構造では、供給量不足が生じた場合にその都度供給するのみの対処となってしまい、原料の供給量がレベルセンサの検出レベルを下回らないような制御ができない分、原料供給量の変動が大きくなってしまう。ちなみに、供給装置の停止条件を、レベルセンサの検出レベルに達した場合とせずに、レベルセンサの検出レベルを下回ったときから所定時間経過後とした場合にも、同様の問題が生じる。さらに、この対比構造では、供給装置の供給能力が造粒部の生産能力よりも低くなった場合には、供給量が少ないまま運転が持続されてしまうため、ブリケットの密度低下を招くことになる。

これに対して、本実施形態では、上側レベルセンサ50及び下側レベルセンサ52の二つのレベルセンサを用いることで、原料の貯留上面が所定の高さ位置の範囲内にある場合には原料供給部14及び造粒部12を通常速度で共に作動させて基本的には原料の供給量が下側レベルセンサ52の検出レベル(第二位置B)を下回らないような運転をするので、原料供給量の変動が抑えられる。

一方、第一位置Aまで原料が達していることを上側レベルセンサ50が検出した場合(つまりシュート34内の粉体量が多い場合)に、制御部18は、第一可変速モータ30C、第二可変速モータ38A及び第三可変速モータ40Bの各駆動(単位時間当たりの回転数)を制御することで、原料供給部14の作動を停止させ、造粒部12を通常形成モードで作動させる。このように、原料の貯留上面が所定の高さ位置を超える場合には原料の消費量よりも原料の供給量が少なくなるように制御されるので、シュート34からの原料のオーバーフローが防止される。

また、本実施形態では、造粒部12の排出側に設けられた排出路には、篩部44Aが配置され、篩部44Aには、予め設定されたブリケットの正規サイズよりも小さい径の孔部が複数形成されている。造粒部12から排出されたブリケットを含む粉粒物は、篩部44Aの孔部を通過しない正規サイズのブリケットと、篩部44Aの孔部を通過する正規サイズに満たない粉粒物とに篩い分けられる。そして、篩部44Aの孔部を通過した粉粒物は、リターンコンベヤ48によって、バッチ式混練機20(造粒部12の供給上流側)に戻される。これにより、粉粒物が再利用されて原料の歩留を向上させることができるうえ、再利用される粉粒物が再び混練されるため、造粒に適した混練物(造粒用の原料)を造粒部12に供給することができる。すなわち、造粒屑を廃棄するような対比構造では、原料の歩留が低下するという問題が生じるが、本実施形態では、ブリケットの品質を十分に確保しながら前記問題を解消することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る造粒装置10によれば、ブリケットの品質を確保することができる。

[第1の実施形態の変形例] 次に、上記第1の実施形態の変形例について説明する。以下に説明する変形例における装置構成は、第1の実施形態における装置構成と同様であるが、制御部18の制御ロジック(造粒装置の運転制御方法)が異なる。

制御部18は、第二位置Bまで原料が達していないことを下側レベルセンサ52が検出した場合(つまりシュート34内の粉体量が少ない場合)に、第一可変速モータ30C、第二可変速モータ38A及び第三可変速モータ40Bの各駆動(単位時間当たりの回転数)を制御することで、原料供給部14を多量供給モードで作動させ、造粒部12を通常形成モードで作動させてもよい。

また、制御部18は、第二位置Bまで原料が達していないことを下側レベルセンサ52が検出した場合(つまりシュート34内の粉体量が少ない場合)に、第一可変速モータ30C、第二可変速モータ38A及び第三可変速モータ40Bの各駆動(単位時間当たりの回転数)を制御することで、原料供給部14を多量供給モードで作動させ、造粒部12の作動を停止させてもよい。

また、制御部18は、第一位置Aまで原料が達していることを上側レベルセンサ50が検出した場合(つまりシュート34内の粉体量が多い場合)に、第一可変速モータ30C、第二可変速モータ38A及び第三可変速モータ40Bの各駆動(単位時間当たりの回転数)を制御することで、原料供給部14を通常供給モードで作動させ、造粒部12を高速形成モードで作動させてもよい。

また、制御部18は、第一位置Aまで原料が達していることを上側レベルセンサ50が検出した場合(つまりシュート34内の粉体量が多い場合)に、第一可変速モータ30C、第二可変速モータ38A及び第三可変速モータ40Bの各駆動(単位時間当たりの回転数)を制御することで、原料供給部14の作動を停止させ、造粒部12を高速形成モードで作動させてもよい。

制御部18の制御は、上記実施形態及び上述の複数の変形例を適宜組み合わされて実施可能である。すなわち、制御部18は、第二位置Bまで原料が達していないことを下側レベルセンサ52が検出した場合の3通りの制御、及び第一位置Aまで原料が達していることを上側レベルセンサ50が検出した場合の3通りの制御を組み合わせて、9通り(3(通り)×3(通り))の制御が可能である。

[第2の実施形態] 次に、本発明の第2の実施形態に係る造粒装置について、図2を用いて説明する。図2には、本発明の第2の実施形態に係る造粒装置60の全体構成図が示されている。この図に示されるように、本実施形態の構成は、図1に示される粉体供給部22、バッチ式混練機20、及び原料供給部14に代えて、図2に示される原料供給部16を備える点で、第1の実施形態に係る造粒装置10(図1参照)とは異なる。他の構成は、第1の実施形態とほぼ同様の構成となっている。よって、第1の実施形態と実質的に同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。

原料供給部16は、供給装置としての連続供給機64、可変速制御モータとしての第一可変速モータ70及び連続式混練機62を備えている。連続式混練機62には、第1の実施形態におけるバッチ式混練機20(図1参照)と同様に、水分供給部としての注水装置24が接続されている。また、連続式混練機62の上方には、連続供給機64が設けられており、この連続供給機64から連続式混練機62に原料用の粉体が連続的に供給される。

連続供給機64は、ホッパ64B及びベルトコンベヤ64Aを備えている。ホッパ64Bは、原料を所定量貯留可能となっており、このホッパ64Bの排出部の下方側にベルトコンベヤ64Aが設けられている。ベルトコンベヤ64Aは、一対のプーリ64Yを備えると共に、一対のプーリ64Yに巻き掛けられた無端状の回転体としてのベルト64X(広義には「搬送体」として把握される要素である。)を備えている。また、一方のプーリ64Yの軸部には、図示しない駆動力伝達機構を介してプーリ64Yの回転駆動用とされた第一可変速モータ70が接続されている。第一可変速モータ70は、プーリ64Yを回転させることでベルト64Xを回転させる。

第一可変速モータ70は、制御部18に接続されており、制御部18によって単位時間当たりの回転数が制御されるようになっている(詳細後述)。ベルトコンベヤ64Aは、ホッパ64Bから排出された原料用の粉体をベルト64Xの回転に伴って所定の搬送方向(図中では右方向)に搬送して連続式混練機62の内部に送り出す(供給する)と共に、一次停止が可能となっている。また、ベルトコンベヤ64Aは、単位時間当たりの連続式混練機62への粉体の供給量をベルト64Xの回転速度によって変更可能となっている。

ベルトコンベヤ64Aは、計量部としてのロードセル66を介して装置の一部に支持されている。ロードセル66は、原料用の粉体の供給量(供給重量)を計量することが可能となっている。また、ロードセル66は、開閉制御部26に接続されており、計量結果が開閉制御部26に出力されるようになっている。そして、開閉制御部26は、ロードセル66で計量された原料用の粉体の供給量に応じて、注水装置24から連続式混練機62に供給する水分の量を調整するように、流量計24Aの計量値に基づいて開閉弁24Bの開閉を制御する。

連続式混練機62は、連続供給機64の下方に配置された受入部62Aと、受入部62Aの下方側に設けられた混練部62Cと、を備えている。受入部62Aは、ホッパとされて原料を所定量貯留可能となっている。これに対して、混練部62Cは、所定方向(図2では左右方向)を軸方向として互いに平行に配置された一対の軸部62Xを混練室62R内に備えると共に、軸部62Xには混練用の多数の回転羽根62Yが取り付けられている。また、軸部62Xには、それぞれ図示しない駆動力伝達機構を介して軸部62Xの回転駆動用とされたモータ68が接続されている。このモータ68は、制御部18に接続され、作動時に一定の速度で(単位時間当たりに一定の回転数で)回転するようになっている。

そして、連続式混練機62は、混練室62R内に連続して供給される原料用の粉体を混練部62Cで水及びバインダーと混練しながら所定の搬送方向(図中では右方向)に搬送するようになっている。連続式混練機62の原料搬送方向下流側には、シュート34の上方側に排出部62Dが設けられており、排出部62Dからシュート34の内部に原料を供給するようになっている。また、原料供給部16は、第一可変速モータ70の駆動(単位時間当たりの回転数)が制御されることで、単位時間当たりに予め設定された通常量の供給をなす通常供給モードと、単位時間当たりに前記通常量よりも多量の供給をなす多量供給モードと、に切り替え可能とされている。なお、本実施形態では、バインダーは、第一可変速モータ70の単位時間当たりの回転量に応じて別ルート(図示省略)より添加される。

制御部18は、第一位置Aまで原料が達していないことを上側レベルセンサ50が検出しかつ第二位置Bまで原料が達していることを下側レベルセンサ52が検出した場合に、第一可変速モータ70、モータ68、第二可変速モータ38A及び第三可変速モータ40Bの各駆動(単位時間当たりの回転数)を制御することで、原料供給部16を通常供給モードで作動させると共に造粒部12を通常形成モードで作動させる。

また、制御部18は、第二位置Bまで原料が達していないことを下側レベルセンサ52が検出した場合(つまりシュート34内の粉体量が少ない場合)に、第一可変速モータ70、モータ68、第二可変速モータ38A及び第三可変速モータ40Bの各駆動(単位時間当たりの回転数)を制御することで、原料供給部16を通常供給モードで作動させ、造粒部12の作動を停止(運転停止)させる。

さらに、制御部18は、第一位置Aまで原料が達していることを上側レベルセンサ50が検出した場合(つまりシュート34内の粉体量が多い場合)に、第一可変速モータ70、モータ68、第二可変速モータ38A及び第三可変速モータ40Bの各駆動(単位時間当たりの回転数)を制御することで、原料供給部16の作動を停止(運転停止)させ、造粒部12を通常形成モードで作動させる。

また、本実施形態では、リターンコンベヤ48は、篩部44Aの孔部を通過した造粒屑(粉粒物)を、搬送して連続式混練機62(造粒部12の供給上流側)に戻す。

以上説明した第2の実施形態の構成によっても、前述した第1の実施形態と同様の作用及び効果が得られる。また、本実施形態によれば、連続式混練機62の下方側にはシュート34へ原料を供給するための装置(第1の実施形態における供給装置28(図1参照)に相当する装置)を別途設ける必要がない。従って、省スペース化及び低コスト化を図ることができる。

[第2の実施形態の変形例] 次に、上記第2の実施形態の変形例について説明する。以下に説明する変形例における装置構成は、第2の実施形態における装置構成と同様であるが、制御部18の制御ロジック(造粒装置の運転制御方法)が異なる。なお、以下に説明する変形例は、第1の実施形態に対するその変形例と同様の考え方に基づく変形例である。

制御部18は、第二位置Bまで原料が達していないことを下側レベルセンサ52が検出した場合(つまりシュート34内の粉体量が少ない場合)に、第一可変速モータ70、モータ68、第二可変速モータ38A及び第三可変速モータ40Bの各駆動(単位時間当たりの回転数)を制御することで、原料供給部16を多量供給モードで作動させ、造粒部12を通常形成モードで作動させてもよい。

また、制御部18は、第二位置Bまで原料が達していないことを下側レベルセンサ52が検出した場合(つまりシュート34内の粉体量が少ない場合)に、第一可変速モータ70、モータ68、第二可変速モータ38A及び第三可変速モータ40Bの各駆動(単位時間当たりの回転数)を制御することで、原料供給部16を多量供給モードで作動させ、造粒部12の作動を停止させてもよい。

また、制御部18は、第一位置Aまで原料が達していることを上側レベルセンサ50が検出した場合(つまりシュート34内の粉体量が多い場合)に、第一可変速モータ70、モータ68、第二可変速モータ38A及び第三可変速モータ40Bの各駆動(単位時間当たりの回転数)を制御することで、原料供給部16を通常供給モードで作動させ、造粒部12を高速形成モードで作動させてもよい。

また、制御部18は、第一位置Aまで原料が達していることを上側レベルセンサ50が検出した場合(つまりシュート34内の粉体量が多い場合)に、第一可変速モータ70、モータ68、第二可変速モータ38A及び第三可変速モータ40Bの各駆動(単位時間当たりの回転数)を制御することで、原料供給部16の作動を停止させ、造粒部12を高速形成モードで作動させてもよい。

制御部18の制御は、上記第2の実施形態及び上述の第2の実施形態に対する複数の変形例を適宜組み合わされて実施可能である。すなわち、制御部18は、第二位置Bまで原料が達していないことを下側レベルセンサ52が検出した場合の3通りの制御、及び第一位置Aまで原料が達していることを上側レベルセンサ50が検出した場合の3通りの制御を組み合わせて、9通り(3(通り)×3(通り))の制御が可能である。

[実施形態の補足説明] なお、図1及び図2に示される上記第1、第2の実施形態及びその変形例では、第一位置Aまで原料が達していることを上側レベルセンサ50が検出した場合、制御部18は、原料供給部14、16の作動停止、及び造粒部12の高速形成モードでの作動の少なくとも一方を実行させているが、原料受入部(シュート34)からの原料のオーバーフロー対策を別途講じている場合等には、このような制御ロジックを採用しなくてもよい。

また、上記第1、第2の実施形態では、ロードセル22B、66(計量部)で計量された原料用の粉体の供給量に応じて、注水装置24(水分供給部)から混練機(第1の実施形態ではバッチ式混練機20、第2の実施形態では連続式混練機62)に供給する水分の量を調整するように、開閉制御部26が流量計24Aの計量値に基づいて開閉弁24Bの開閉を制御しており、このような構成が好ましい。しかし、本発明の実施形態ではない参考例として、例えば、粉体供給部が混練機に定量の粉体を供給するように制御すると共に、注水装置が混練機に定量の水分を供給するように制御する構成も採り得る。

また、上記実施形態では、リターンコンベヤ48(戻し機構)は、篩部44Aの孔部を通過した粉粒物を、混練機(第1の実施形態ではバッチ式混練機20、第2の実施形態では連続式混練機62)に戻しているが、図1に示される第1の実施形態の変形例として、リターンコンベヤ48(戻し機構)は、篩部44Aの孔部を通過した粉粒物を、クッションホッパ29を介してベルトコンベヤ30(造粒部12の供給上流側の供給装置28)に戻してもよい。なお、この変形例は、粒状化しにくい粉体を処理対象とする場合に適用するのが好ましく、この変形例によれば、生産性の点で有利である。また、上記実施形態の変形例として、リターンコンベヤ48(戻し機構)を設けない構成も採り得る。

また、上記実施形態の造粒機40の一対のロール40Aの各外周面には、ポケットが形成されているが、ポケットに代えて細溝状の凹部が形成されてもよいし、円筒ロールに貫通孔が形成されたような造粒機でもよい。

また、上記第1の実施形態では、供給装置28(フィーダ)がベルトコンベヤ30を備えているが、供給装置は、例えば、軸部が水平方向に設定された回転体としてのスクリューを備えるスクリューフィーダー等のような他の供給装置でもよい。同様に、上記第2の実施形態の図2に示される連続供給機64に代えて、軸部が水平方向に設定された回転体としてのスクリューを備えるスクリューフィーダー等のような他の供給装置が設けられてもよい。

また、上記第2の実施形態では、ロードセル66が原料用の粉体の供給量(供給重量)を計量しているが、例えば、連続供給機64の排出部側にロータリバルブを設け、当該ロータリバルブの回転数によって原料用の粉体の供給量(供給重量)を計量してもよい。

また、上記実施形態の変形例として、第一位置に設けられる第一レベルセンサを複数設け、第一位置まで原料が達していることを少なくとも一つの第一レベルセンサが検出すれば、第一位置まで原料が達していることを第一レベルセンサが検出したものとして制御してもよい。また、上記実施形態の変形例として、第二位置に設けられる第二レベルセンサを複数設け、第二位置まで原料が達していることを少なくとも一つの第二レベルセンサが検出すれば、第二位置まで原料が達していることを第二レベルセンサが検出したものとして制御してもよい。

なお、上記実施形態及び上述の複数の変形例は、適宜組み合わされて実施可能である。

以上、本発明の一例について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

10 造粒装置 12 造粒部 14 原料供給部 16 原料供給部 18 制御部 20 バッチ式混練機 22B ロードセル(計量部) 24 注水装置(水分供給部) 24A 流量計 24B 開閉弁 26 開閉制御部 28 供給装置 30B ベルト(回転体) 30C 第一可変速モータ(可変速制御モータ) 34 シュート(原料受入部) 44A 篩部 48 リターンコンベヤ(戻し機構) 50 上側レベルセンサ(第一レベルセンサ) 52 下側レベルセンサ(第二レベルセンサ) 60 造粒装置 62 連続式混練機 64 連続供給機(供給装置) 64X ベルト(回転体) 66 ロードセル(計量部) 70 第一可変速モータ(可変速制御モータ) A 第一位置 B 第二位置