JP6076930B2 - リングダイ式造粒装置 - Google Patents
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Description
したがって本発明の目的は、粒状物を供給または気送する際に供給装置内や配管内などで詰りを生じさせるような長い粒状物が生じにくいリングダイ式造粒装置を提供することにある。
リングダイ内に投入された被造粒原料は、プレスロールによってリングダイ内周面との間で圧潰・圧縮されつつリングダイのダイス孔内に押し込まれ、リングダイの外周面側に円柱状に順次押し出されるが、この押し出される成形物は、プレスロールを1回通過する度にごくわずかだけ長さが長くなり(成長する)、プレスロールを何十回か通過して成形物の長さがある程度まで成長したときにカッターに当たって曲げられ、曲げ強度の限界を超えた時点で折れ、粒状物(造粒物)となる。しかし、実際には、原料の種類や圧密度などの要因により、カッターに当たって曲げられた成形物が折れることなくカッターを通過してしまうことがあり、この成形物は次のプレスロールを通過することでさらに成長するため、目標よりも長い粒状物が生じてしまうことが判った。一方、このような原因で長い粒状物が生じるのを防ぐために、リングダイ外周面とカッター先端との間隔を狭めると、成形物が折れずに削られた状態となるため、全体として粒状物の形状が悪くなり(ボソボソの状態になる)、嵩密度も低くなり、粒状物の品質が低下してしまう。
本発明はこのような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
各プレスロール(2)を通過した後のリングダイ部分の外周面に面して、リングダイ周方向で間隔をおいて複数のカッター(3)が設けられるとともに、該複数のカッター(3)は、当該プレスロール(2)に遠いカッター(3)ほど、カッター先端とリングダイ外周面とのリングダイ径方向での間隔が小さいことを特徴とするリングダイ式造粒装置。
図5に示すような従来のリングダイ式造粒機の一般的な仕様・運転条件を、
・リングダイ
幅:240mm
内径:840mm
ダイス孔数:約9000個
ダイス孔径φ:6mm
回転数:160rpm
・プレスロール及びカッターの設置数:リングダイ周方向で各2箇所
・カッター距離(=カッター先端とリングダイ外周面とのリングダイ径方向での間隔):13mm
・被造粒原料の投入量:1400kg/H
・得られる粒状物
平均長さ:約11mm
平均重さ:0.26g/個(100個平均で計算)
として計算すると、
1400kg/H → 23.3kg/min
23.3(kg/min)×1000/0.26(g/個)=89615(個/分)
となり、1分間で約90000個の粒ができる計算となる。
一方、リングダイの回転数は160(rpm)であることから、
89615(個/分)/160(rpm)=560(個/rpm)
となり、押し出された成形物がカッターで切り落とされることでリングダイ1回転当たり生じる粒状物の数は560個ということになる。
一方、リングダイのダイス孔の個数は約9000個であるので、仮に、各ダイス孔において、1回のプレスロールによる押し込みで押し出された成形物が、その都度カッターで切り落とされるとしたら、リングダイ1回転当たり生じる粒状物の数は18000個ということになり、560個とは大きな差がある。
リングダイ1回転当たり全ダイス孔から押し出される成形物の量は、
23.3(kg/min)/160(rpm)=0.146(kg/rpm)⇒146(g/rpm)
となり、146gの成形物が押し出される計算になるが、粒状物の真比重を0.8g/cm3(100個の粒状物の重さと長さの合計より計算)とした場合、押し出される成形物の体積は、
146(g/rpm)/0.8(g/cm3)=183cm3/rpm
となる。リングダイのダイス孔数を9000個とすると、1つのダイス孔で押し出される成形物の体積は、
183cm3/9000=0.02cm3
となる。ダイス孔径φ6mmであるから、リングダイ1回転当たり1つのダイス孔から押し出される成形物の長さLは、
0.3(cm)×0.3(cm)×3.14×L(cm)=0.02(cm3)
L=0.07cm → 0.7mm
となる。実際には、プレスロールとカッターは各々2箇所あるので、1つのプレスロール当たり押出される成形物の長さは0.35mmとなる。つまり、1つのプレスロールを通過する度に押し出される成形物の長さは0.35mmほどでしかないことになる。
160(rpm)/16(rpm)×9000(個)×0.26(g/個)×60(min)=1.4(t/H)
となり、被造粒原料の投入量と一致する。
このリングダイ式造粒装置は、全周に複数のダイス孔10が貫設されたリングダイ1と、このリングダイ1の内側にリングダイ内周面と接するようにして配置される2つのプレスロール2a,2bと、各プレスロール2a,2bを通過した後のリングダイ部分の外周面に面して、リングダイ1の外側位置に配置される2つのカッター3(プレスロール2aに対応したカッター3xa,3ya、プレスロール2bに対応したカッター3xb,3yb)を備えている。
また、図において、4は装置本体のケーシング、5はリングダイ内に被造粒原料を投入する投入口、6は、カッター3で切り落とされた粒状物(造粒物)を排出する排出口である。
前記カッター3(カッターブレード)は、カッター先端がリングダイ外周面と間隔を有し且つリングダイの筒軸方向に沿うように、リングダイ1の外側位置に配置され、ダイス孔10からリングダイ外周面側に押し出された成形物を粒状に切り落す。
また、カッター3は、各プレスロール2を通過した後のリングダイ部分の外周面に面して、リングダイ周方向で間隔をおいて3つ以上設けてもよい。図1及び図2の仮想線で示したのは3つのカッターを設ける場合の第3のカッター3za,3zbである。この場合にも、カッター・リングダイ間隔gの大きさは、カッター3xa>カッター3ya>カッター3za、カッター3xb>カッター3yb>カッター3zbである。
まず、図1及び図2の実施形態のように、各プレスロール2を通過した後のリングダイ部分の外周面に面して、リングダイ周方向で間隔をおいて2つのカッター3x,3yを設ける場合には、第1のカッター3x(3xa,3xb)のカッター・リングダイ間隔gが10〜15mm、第2のカッター3y(3ya,3yb)のカッター・リングダイ間隔gが8〜10mmであることが好ましい。これにより、長さ6mm未満の割合が多く且つ形状・嵩密度とも良好な粒状物が得られる。ここで、形状・嵩密度が良好な粒状物とは、粒がボソボソの状態ではなく、しっかりとした形状を保ち、且つ嵩密度が0.28以上である粒状物を指す。
本発明装置に適用される被造粒原料に特別な制限はないが、一般には、可燃ゴミ、廃プラスチック、飼料、木片などが被造粒原料となる。
本発明例1:カッター数:2、カッター・リングダイ間隔g:15mm/10mm
本発明例2:カッター数:2、カッター・リングダイ間隔g:15mm/8mm
本発明例3:カッター数:2、カッター・リングダイ間隔g:10mm/8mm
本発明例4:カッター数:3、カッター・リングダイ間隔g:20mm/15mm/10mm
本発明例5:カッター数:3、カッター・リングダイ間隔g:15mm/10mm/8mm
比較例1:カッター数:2、カッター・リングダイ間隔g:10mm/10mm
比較例2:カッター数:3、カッター・リングダイ間隔g:10mm/10mm/10mm
また、従来例の装置として、各プレスロール2を通過した後のリングダイ部分の外周面に面してカッターを以下の条件で設けた。
従来例1:カッター数:1、カッター・リングダイ間隔g:13mm
従来例2:カッター数:1、カッター・リングダイ間隔g:10mm
2a,2b プレスロール
3xa,3xb,3ya,3yb,3za,3zb カッター
4 ケーシング
5 投入口
6 排出口
10 ダイス孔
Claims (3)
- 全周に複数のダイス孔(10)が貫設され、駆動手段により回転駆動するリングダイ(1)と、該リングダイ(1)の内側にリングダイ内周面と接するようにして配置されるとともに、装置本体に回転自在に保持された複数のプレスロール(2)と、カッター先端がリングダイ外周面と間隔を有するようにリングダイ(1)の外側位置に配置され、ダイス孔(10)からリングダイ外周面側に押し出された成形物を粒状に切り落すためのカッター(3)を備えたリングダイ式造粒装置において、
各プレスロール(2)を通過した後のリングダイ部分の外周面に面して、リングダイ周方向で間隔をおいて複数のカッター(3)が設けられるとともに、該複数のカッター(3)は、当該プレスロール(2)に遠いカッター(3)ほど、カッター先端とリングダイ外周面とのリングダイ径方向での間隔が小さいことを特徴とするリングダイ式造粒装置。 - 各プレスロール(2)を通過した後のリングダイ部分の外周面に面して設けられる2つのカッター(3x)、(3y)を備え、当該プレスロール(2)に近い側から順に第1のカッター(3x)、第2のカッター(3y)とした場合に、第1のカッター(3x)のカッター先端とリングダイ外周面とのリングダイ径方向での間隔が10〜15mm、第2のカッター(3y)のカッター先端とリングダイ外周面とのリングダイ径方向での間隔が8〜10mmであることを特徴とする請求項1に記載のリングダイ式造粒装置。
- 各プレスロール(2)を通過した後のリングダイ部分の外周面に面して設けられる3つのカッター(3x)、(3y)、(3z)を備え、当該プレスロール(2)に近い側から順に第1のカッター(3x)、第2のカッター(3y)、第3のカッター(3z)とした場合に、第1のカッター(3x)のカッター先端とリングダイ外周面とのリングダイ径方向での間隔が15〜20mm、第2のカッター(3y)のカッター先端とリングダイ外周面とのリングダイ径方向での間隔が10〜15mm、第3のカッター(3z)のカッター先端とリングダイ外周面とのリングダイ径方向での間隔が8〜10mmであることを特徴とする請求項1に記載のリングダイ式造粒装置。
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