(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングの材料供給口側の一方の端壁と、材料排出口側の他方の端壁の間に、逆ねじの関係にある２本のスクリューを相互にかみ合わせて平行に設置し、その両端部を上記の両端壁において回転自在に支持し、上記ケーシング１又はスクリューの少なくとも一方に加熱又は冷却手段を設け、上記各スクリューを互いに逆向きに回転させながら、ケーシング内に供給された材料を排出口側に移送する途中において該材料を加熱又は冷却処理するようにしたスクリュー型加熱冷却装置において、上記各スクリューの中間部分のスクリュー羽根に耐摩耗性の肉盛り部を設け、上記各スクリュー羽根の肉盛り部に対向したケーシングの内底面に耐摩耗性の肉盛り部を設けたことを特徴とするスクリュー型加熱冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、粉体、粒体、粘性体等の材料を加熱又は冷却処理して蒸発、脱揮、反応等を行わせるスクリュー型加熱冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ケーシングの内部に互いに逆ねじの関係にある平行２本のクリューを相互にかみ合わせて配置し、これらを逆方向に回転させながら、材料を供給口側から排出口側に移送し、その移送途中で材料を加熱又は冷却処理し、処理後の材料を排出口から排出するようにしたスクリュー型加熱冷却装置は従来から知られている（例えば、特公平８−１７９３２号公報、特許第２７４９５１１号公報等参照）。
【０００３】
上記のスクリューのサイズは、例えば、軸受管距離が約２２００ｍｍ，スクリュー羽根部分の長さが約１４００ｍｍ，スクリュー羽根の直径が約１６０ｍｍであり、ケーシングの両端壁の軸受により回転自在に支持され、ケーシングの内底面との隙間は約１〜３ｍｍに設定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のスクリュー型加熱冷却装置によると、製作上の誤差、材料の運転時の撓み等により、スクリューの長さ方向の中央部分においてスクリュー羽根がケーシングの内底面に接触しながら回転することがある。このため、その接触部分においてスクリューとケーシングの両方又はいずれか一方に摩耗が生じることがある。
【０００５】
そこで、この発明は上記のような摩耗を防止して装置の耐久性をの向上を図ることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明はケーシングの材料供給口側の一方の端壁と、材料排出口側の他方の端壁の間に、逆ねじの関係にある２本のスクリューを相互にかみ合わせて平行に設置し、その両端部を上記の両端壁において回転自在に支持し、上記ケーシング又はスクリューの少なくとも一方に加熱又は冷却手段を設け、上記各スクリューを互いに逆向きに回転させながら、ケーシング内に供給された材料を排出口側に移送する途中において該材料を加熱又は冷却処理するようにしたスクリュー型加熱冷却装置において、上記各スクリューの中間部分のスクリュー羽根に耐摩耗性の肉盛り部を設けた構成としたものである。
【０００７】
上記の各スクリュー羽根の肉盛り部に対向したケーシングの内底面に耐摩耗性の肉盛り部を設けた構成をとることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１及び図２に示すように、実施形態のスクリュー型加熱冷却装置は、ケーシング１の内部に平行２本のスクリュー２、２’を相互にかみ合わせた状態で水平に設置し、各スクリュー２、２’をケーシング１の材料供給口３側の端壁と材料排出口４側の端壁においてそれぞれ軸受５、５’により回転自在に支持している。上記の材料供給口３はケーシング１の天面に設けられ、材料排出口４は底面に設けられる。
【０００９】
ケーシング１は、図２に示すように双胴型であり、上記の両端壁の間において、上記のスクリュー２、２’の下半分がその内底面と微小な間隙をもって嵌合される。また、材料排出口４の上方において各スクリュー２、２’の上面をカバー部材６によりカバーしており、材料供給口３から上記のカバー部材６までの間はスクリュー２、２’の上方に広い空間があり、蒸発部７となっている。また蒸発部７の天面に脱気口８が設けられる。
【００１０】
上記の各スクリュー２、２’は、図３に示すように、軸受５側の端部から材料排出口４に至るスクリュー羽根９ａ，９ｂの部分がスクリュー主体部９となり、材料排出口４を越え軸受５’側の端部に至るスクリュー羽根１０ａ，１０ｂの部分がスクリュー補助部１０となっている。
【００１１】
図２において右側に配置されるスクリュー２のスクリュー主体部９のスクリュー羽根９ａは左ねじであり（図３参照）、スクリュー補助部１０のスクリュー羽根１０ａは右ねじである。これに対し、左側のスクリュー２’のスクリュー主体部９のスクリュー羽根９ｂは右ねじであり、スクリュー補助部１０のスクリュー羽根１０ｂは左ねじである。これらのスクリュー羽根９ａ，９ｂ及び１０ａ，１０ｂは相互にかみ合い、右側のスクリュー２は、図２の矢印で示すように右回転され、左側スクリュー２’は左回転される。上記のスクリュー補助部１０の軸方向長さは、そのクリュー羽根１０ａ，１０ｂの３ピッチ程度となるように形成される。
【００１２】
上記の右側及び左側のスクリュー２、２’の各スクリュー主体部９とスクリュー補助部１０の間に、それぞれ１個の材料排出用のパドル１２、１２’が介在される。各パドル１２、１２’及び上記のスクリュー補助部１０はいずれも独立した部材であり、スクリュー主体部９の端部に一体に設けられたスクリュー軸１１にキー２２を介して嵌合され、スクリュー主体部９とスクリュー補助部１０の間で各パドル１２、１２’を挟着すると共に、スクリュー補助部１０の他端部を軸受５’に当接してスクリュー主体部９、パドル１２、１２’及びスクリュー補助部１０を一体化することにより、それぞれ前記のスクリュー２、２’が構成される。上記の各パドル１２、１２’は材料排出口４の上部に臨むように左右同じ位置に並設される。
【００１３】
上記のスクリュー軸１１は、図１に示すように、軸受５’を貫通してケーシング１の外部に突き出しており、その突き出した端部からスクリュー主体部９の軸受５側の端部に至る中心部に加熱又は冷却のための熱媒体供給通路１３が設けられ、スクリュー軸１１の部分において上記の熱媒体供給通路１３の外周に熱媒体帰還通路１３’が設けられる。熱媒体供給通路１３は、ケーシング１の外部において熱媒体供給ホース１４に接続され、また熱媒体帰還通路１３’は熱媒体帰還ホース１４’に接続される。
【００１４】
また、スクリュー主体部９の各スクリュー羽根９ａ，９ｂの内部にら旋状の熱媒体通路１５が設けられ、軸受５側の端部において連通路１６により上記の熱媒体供給通路１３と連通され、また排出口４側の端部において連通路１６’により上記の熱媒体帰還通路１３’に連通される（図６参照）。
【００１５】
なお、図示を省略しているが、ケーシング１の外周面にジャケットを設けて熱媒体を収容したり、ケーシング１の内部に直接熱媒体を供給するようにしてもよい。このようにケーシング１に関係する熱媒体供給手段と、前記のスクリュー２、２’に設ける熱媒体供給手段は、その両方を採用してもよく、或いはいずれか一方を採用するだけでもよい。材料の種類や処理内容に応じて自由に選択することができる。
【００１６】
次に、前記のパドル１２、１２’について詳細に説明する。両方のパドル１２、１２’はスクリュー軸１１に対する取り付け角に相違があるがそれ以外は同一構造であり、図４及び図５に示すように、スクリュー軸１１の軸方向の中心線に直角の基準線Ｌの両側における対称形状の２つの円弧面１７、１７と、各円弧面１７の両端部の突き合せにより形成された２つの尖頭部１８、１８を有する一定厚さの金属板により形成される。
【００１７】
両方のパドル１２、１２’の取り付け角は、図５（ａ）に示すように、両方の基準線Ｌが９０°の位相角をとった際に、一方のパドル１２の尖頭部１８が他方のパドル１２’の円弧面１７の最大膨出部に最接近するように設定される。このような状態からパドル１２、１２’が相互に反対方向に９０°回転すると同（ｂ）に示すようにパドル１２、１２’は各基準線Ｌが右斜めに傾斜して平行となり、以下（ｃ）（ｄ）に示すように回転する。これらの図からも明らかなように、２つのパドル１２、１２’は（ａ）と（ｃ）の状態で最も接近し、（ｂ）と（ｄ）の状態で最も離れ、相互に干渉することはない。
【００１８】
また、各パドル１２、１２’は、上向きに回転する円弧面１７で材料を上方にかき上げると共に、下向きに回転する円弧面１７で材料を下方に押し出す。そのかき上げの際に材料の攪拌を行い、押出しの際に材料を排出口４から排出する。
【００１９】
ところで、上記のスクリュー２、２’の中間部分は、スクリュー主体部９上にあるが、その部分においてスクリュー羽根９ａ，９ｂの１〜３ピッチの範囲にわたり、該スクリュー羽根９ａ，９ｂの外周面に肉盛り部２３が設けられる。この肉盛り部２３は、ステライト等の耐摩耗製金属を溶着させたものであり、その肉盛り厚さは、その部分においてスクリュー２、２’がケーシング１の内底面に接触しない程度、例えば１〜３ｍｍ程度に設定される。
【００２０】
上記の肉盛り部２３と対向したケーシング１の内底面にも摩耗を防ぐために、前記と同様の耐摩耗性金属によるに肉盛り部２３’を設けてもよい。この場合は、ケーシング１の内定面に切削部２４を形成し、その切削部２４に上記の肉盛り部２３’を設けることにより、ケーシング１の内底面を平坦に形成している。
【００２１】
なお、前記のスクリュー主体部９のスクリュー羽根９ａ，９ｂにはところどころに弦月状の切欠き部１９が設けられているが（図２、図６参照）、この切欠き部１９は材料をケーシング１の底面上に押し込んで材料の滞留時間を長引かせるために設けられたものである（特公平８−１７９３２号公報参照）。また、上記の各切欠き部１９の端部に爪片２０を設けているが、これは粘性体を引っ掛けて持ち上げ、左右に引きちぎるために設けられたものである（特許第２７４９５１１号公報参照）。
【００２２】
実施形態のスクリュー型加熱冷却装置は以上のようなものであり、用途に応じて熱媒又は冷媒を熱媒体供給ホース１４から供給しつつ、スクリュー２、２’を駆動し、材料供給口３から材料を供給する。
【００２３】
上記の各スクリュー２、２’の回転により、スクリュー主体部９の部分で送り作用が生じ（図１、図３の矢印Ａ参照）、スクリュー補助部１０の部分で押し戻し（逆送り）作用が生じる（同じく矢印Ｂ参照）。材料は排出口４に到達する間に加熱又は冷却処理され、蒸発、脱揮、反応等が行われる。処理の完了した材料は、排出口４の上部においてパドル１２、１２’の作用により排出される。
【００２４】
上記の各スクリュー２、２’は、そのスクリュー羽根９ａ，９ｂに設けられた肉盛り部２３においてケーシング１の内底面と摺接た場合は、両側の軸受５、５’と分担して負荷を支持する。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、この発明は、ケーシングの内部に設けられた２本のスクリューの中央部分において、スクリュー羽根の外周面に肉盛り部を設けたことにより、スクリューの耐摩耗性を向上することができる。またケーシング側にも肉盛り部を設けることにより、ケーシングの耐摩耗性も向上させることができる。
【００２６】
また、上記のスクリュー羽根の肉盛り部は、ケーシングに摺接した場合は、スクリューの荷重を両側の軸受と分担して支持することができ、これにより軸受に作用する負荷を軽減することができ、またスクリューの真直度を高度に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の断面図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図
【図３】スクリュー部分の平面図
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線の断面図
【図５】パドルの作動説明図
【図６】スクリューの一部拡大断面図
【図７】スクリューの一部拡大断面図
【符号の説明】
１  ケーシング
２、２’  スクリュー
３  材料供給口
４  材料排出口
５、５’  軸受
６  カバー部材
７  蒸発部
８  脱気口
９  スクリュー主体部
９ａ、９ｂ  スクリュー羽根
１０  スクリュー補助部
１０ａ、１０ｂ  スクリュー羽根
１１  スクリュー軸
１２、１２’  パドル
１３  熱媒体供給通路
１３’  熱媒体帰還通路
１４  熱媒体供給ホース
１４’  熱媒体帰還ホース
１５  熱媒体通路
１６、１６’  連通路
１７  円弧面
１８  尖頭部
１９  切欠き部
２０  爪片
２２  キー
２３、２３’  肉盛り部
２４  切削部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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