(57)【要約】    【課題】  水分をあたえられると短時間でもとの木粉単位に分離し、また樹脂を使用する必要がなく良質で低コストな木粉ペレットを製造できる木粉ペレットの製造装置を提供する。    【解決手段】  木粉を加圧してペレット状に加工する木粉ペレットの製造装置であって、前後にのびる略筒状に形成された筒基体と、前記筒基体内を前方にスライドして、筒基体内の木粉を前に向けて押圧するスライド体と、前記スライド体をスライドさせる駆動部とを具え、前記筒基体は、該筒基体の内部に前記木粉を投入する供給部、及びこの供給部の前側に配され、かつ前に向けて内径が漸減するテーパ筒部を有し、前記駆動部は、テーパ筒部内を圧縮されながら前方に移動する際に摩擦熱により昇温する木粉の温度が高温時に、前記スライド体を低速でスライドさせ、逆に低温時にスライド速度を増速することを特徴とする。【選択図】  図１
2006175737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
木粉を加圧してペレット状に加工する木粉ペレットの製造装置であって、
前後にのびる略筒状に形成された筒基体と、
前記筒基体内を前方にスライドして、筒基体内の木粉を前に向けて押圧するスライド体と、
前記スライド体をスライドさせる駆動部とを具え、
前記筒基体は、該筒基体の内部に前記木粉を投入する供給部、及びこの供給部の前側に配され、かつ前に向けて内径が漸減するテーパ筒部を有し、
前記駆動部は、テーパ筒部内を圧縮されながら前方に移動する際に摩擦熱により昇温する木粉の温度が高温時に、前記スライド体を低速でスライドさせ、逆に低温時にスライド速度を増速することを特徴とする木粉ペレットの製造装置。
【請求項２】
前記筒基体は、テーパ筒部の温度を計測する温度センサが取り付けられ、
前記駆動部は、前記温度センサの温度測定値に制御されてスライド体のスライド速度を増減することを特徴とする請求項１記載の木粉ペレットの製造装置。
【請求項３】
前記駆動部は、テーパ筒部の温度が６０℃を超える時、スライド体を低速でスライドさせ、逆に４０℃未満の時、スライド体のスライド速度を増加することを特徴とする請求項１又は２記載の木粉ペレットの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木工工場などから廃棄物として排出される木粉をペレット化する木粉ペレットの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原木を板体、棒状材などに一次加工する製材所、或いはこれら加工された木材を二次加工して柱、梁、壁パネルその他の建築用資材、家具などを製造する木工工場においては、大量の鉋屑、切り屑を含む木粉が発生している。これら木粉の一部は、畜舎における敷き材として牛などの寝床に使用されている。しかし粉末状、チップ状であるため空気中に飛散して作業環境を悪化するとともに、着火して火災の危険性があるなど、取扱い性に問題がある。
【０００３】
この他、木粉を更に細かく粉砕した上でＡＢＳ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などの樹脂と混合し、押出し成形機により所定の形状に加工し、木質調の建材、家具として使用されている。しかし樹脂を混合した成形品を最終的に廃棄するとき、有機物である木粉が、分解されることがないため環境汚染を起すという問題がある。
【０００４】
そこで、細かく粉砕した乾燥木粉とポリ乳酸、ポリエステルを原料とする生分解樹脂とを、木粉の含有量が５０〜８５％の比率で混合したものを、スクリュウ押出し機で成形して、木粉ペレットを製造する方法が提案されている（例えば特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１１９３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これら生分解樹脂を用いて固めた木粉ペレットにあっては、例えば土中に埋設された場合に有機物として分解されるまでに相当の時間を要し、また木粉ペレットの製造に生分解樹脂を使用するため、生産コストが高くかかるという問題がある。更に、スクリュウ押出し機が木粉ペレットを高速で押し出すと、摩擦熱により木粉が過度に高温化し、表面層などが炭化を起して変質を生じ、特に樹脂成分を含むことから発火の危険性がある。
【０００７】
本発明の課題は、前記した木粉ペレットの製造装置が有する問題点を解消し、水分をあたえられると短時間でもとの木粉単位に分離し、また樹脂を使用する必要がなく良質で低コストな木粉ペレットを製造できる木粉ペレットの製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、木粉を加圧してペレット状に加工する木粉ペレットの製造装置であって、前後にのびる略筒状に形成された筒基体と、前記筒基体内を前方にスライドして、筒基体内の木粉を前に向けて押圧するスライド体と、前記スライド体をスライドさせる駆動部とを具え、前記筒基体は、該筒基体の内部に前記木粉を投入する供給部、及びこの供給部の前側に配され、かつ前に向けて内径が漸減するテーパ筒部を有し、前記駆動部は、テーパ筒部内を圧縮されながら前方に移動する際に摩擦熱により昇温する木粉の温度が高温時に、前記スライド体を低速でスライドさせ、逆に低温時にスライド速度を増速することを特徴とする木粉ペレットの製造装置である。
【０００９】
また請求項２記載の発明は、前記筒基体は、テーパ筒部の温度を計測する温度センサが取り付けられ、前記駆動部は、前記温度センサの温度測定値に制御されてスライド体のスライド速度を増減することを特徴とする。
【００１０】
また請求項３記載の発明は、前記駆動部は、テーパ筒部の温度が６０℃を超える時、スライド体を低速でスライドさせ、逆に４０℃未満の時、スライド体のスライド速度を増加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
叙上の如く本発明おいて、木粉は、スライド体により前方に移動しながら圧縮され、しかも内径が後方側に比べ前方側が減少するテーパ筒部において一段と高圧に圧縮されるため、樹脂を加配することなく自らが含有する樹液などにより固められ、木粉ペレットを低コストで生産することができる。従って得られた木粉ペレットは、水分が与えられると、短時間で固結した状態から元の木粉単位に分解する。従って、該木粉ペレットが例えば土の中に埋設されると、土から水分の供給を受けて、元の木粉単位に分離され、土中の微生物によって有機分解され、堆肥として土壌改良の効果が早期に得られる。また圧縮される木粉の温度に応じて、スライド体のスライド速度が調整されるため、一定範囲の温度が維持される。その結果、適度の保型性を有し、かつ変質のない良質な木粉ペレットが得られ、過度な高温化による発火の危険性もない。
【００１２】
請求項２記載の発明では、温度センサの測定値に、木粉の温度変化に即応してスライド体のスライド速度が増減されるため、品質の安定した木粉ペレットが得られる。また過熱による火災の危険性も殆どなくなり、また請求項３に係る発明では、表面に僅かな炭化が生じる程度の温度に維持されるため、ペレット状態が分離してバラけることがなく、しかも必要以上の炭化を生じることがないため、変質を防止しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。木粉ペレットの製造装置１は、木粉Ｗを高圧で圧縮してペレット状に加工するものであり、図１に示すように、前後にのびる略筒状の筒基体２と、この筒基体２内に配されるスライド体３と、このスライド体３をスライドさせる駆動部４とを具える。なお本明細書において、木粉Ｗが加圧されて移動する先方側を前とする。
【００１４】
前記筒基体２は、後部に配置され、かつ筒基体２の内部に木粉Ｗを投入する供給部５と、中間筒部２１と、前部に配されるテーパ筒部６とを具える。前記供給部５は、図１、３に示すように、互いに向き合い、同じ長さで前後にのびる縦断面半円状の受片２３及び送片２４を含み構成される。この受片２３、送片２４は、本形態では、床面からなるベースＢに固定され上方が開口した箱体２２の内側に配されている。前記箱体２２は、矩形状の底板２２ａと、この底板２２ａの前後端部から立ち上がる前枠２２ｂ、後枠２２ｄと、前記底板２２ａの両側部から立ち上がるとともに前記前枠２２ｂ、後枠２２ｄの端部間に架け渡される側枠２２ｅ、２２ｅとからなる。そして一方の側枠２２ｅに、前記受片２３が固着される。また前記箱体２２の側部には、他方の側枠２２ｅを貫通して箱体２２内部に平行にのびる３本のロッド２５を有する３軸シリンダ２６が設けられる。そして、３本のロッド２５の先端に前記送片２４が固着される。このように３軸シリンダ２６に駆動される送片２４は、前記受片２３に略当接する充填位置２７と、受片２３から離れた開放位置２８との間をスライドする。そして充填位置２７にある送片２４と、受片２３とで供給筒体２９を形成し、またこの供給筒体２９は筒基体２の後端部を構成する。
【００１５】
図３に示すように、前記３軸シリンダ２６のロッド２５が後退して、前記送片２４が前記開放位置２８にあるとき、前記箱体２２の底板２２ａの上部に、送片２４、受片２３、箱体２２の前枠２２ｂ、および後枠２２ｄに四周を囲まれた凹所が形成される。そしてこの凹所には、ペレットの原料である木粉Ｗが、図示しない自動投入装置から一定量投入される。そして３軸シリンダ２６のロッド２５が前進すると、前記送片２４は、受片２３に向ってスライドし、前記投入された木粉Ｗは、前記送片２４と受片２３とで挟圧されて、その容積を減少させる。送片２４が充填位置２７迄スライドすると、木粉Ｗは例えば１／２〜１／３倍程度に圧縮されて、前記送片２４と受片２３とで形成される前記供給筒体２９内に充填される。このように本形態では、供給部５において、木粉Ｗが一定の圧力で圧縮されるため生産性が高まる点で好ましい。また本形態の送片２４は、開放位置２８と充填位置２７との間を直線的にスライドして木粉Ｗを筒基体２内に供給するため、木粉Ｗを筒基体２内に効率的に供給できる点で好ましい。
【００１６】
前記中間筒部２１は、前後にのびる円管状をなし、前記供給部５の前側に隣接して配置される。本形態の中間筒部２１は、中間支持ブロック３０に嵌合することにより略水平に支持されている。また中間筒部２１の後端は前記箱体２２の前枠２２ｂに嵌合し、前記受片２３と送片２４が構成する供給筒体２９に隙間なく連続する。これにより供給筒体２９から前方に押圧される木粉Ｗは、外に漏れることなく中間筒部２１内へ移動しうる。
【００１７】
本形態では、中間筒部２１の内径は、前記供給筒体２９の内径に比べて、少し小径に形成され、そのため供給筒体２９との境界に段部３１が形成される。この段部３１により、筒基体２内を前方へ移動する木粉Ｗが、更に強く圧縮される。
【００１８】
前記テーパ筒部６は、図２、５に示すように、その内径が後方側に比べて前方側が漸減する前後にのびた略筒状をなし、前記中間筒部２１の前側に連続して配置される。そのため、前方へ押圧される木粉Ｗは、中間筒部２１からテーパ筒部６内へ移動し、テーパ筒部６内を前に移動する際、加圧力が漸増するために、更に強く圧縮されてペレットが形成される。特にテーパ筒部６内を圧縮されながら前方に移動する木粉Ｗは、テーパ筒部６の内周面との間で摩擦熱を発生し、ペレットの表面層が少し炭化して被覆層が形成され、そしてこの被覆層により保形性が高められる。更に本形態では、前記段部３１とテーパ筒部６のニ段階において木粉Ｗを加圧するため、確実にペレット化できる点で好ましい。とくに、テーパ筒部６では木粉Ｗの移動に連動して加圧力が漸増するためスムーズに木粉Ｗを圧縮でき、その中間部で木粉Ｗの詰まり生じることがない。
【００１９】
本形態のテーパ筒部６は、図４、５に示すように、前後方向に沿って上下に分割された一対の樋状の分割筒片３２、３２を含み形成され、前方に配されるメインブロック３３、及び後方に配されるサブブロック３４内に挿入して支持されている。
【００２０】
前記サブブロック３４はベースＢ上に固定された下サブブロック３４Ｌと、上サブブロック３４Ｕとに分割して形成され、下サブブロック３４Ｌの上面に形成された受け溝３５内に下方の分割筒片３２の後端部が挿入支持されるとともに、上サブブロック３４Ｕの下面に形成された押え溝３６に上方の分割筒片３２の後端部が挿入され、さらに下サブブロック３４Ｌと、上サブブロック３４Ｕとがボルト３７で固着されることにより上下の分割筒片３２、３２の後部が支持されている。なお前記分割筒片３２、３２は、前記受け溝３５と押え溝３６との間に少しの動きが許容された状態で緩く挿入支持されているが、木粉Ｗの送り圧力により生じる前方に向く力は、前記分割筒片３２、３２の後端部外周の鍔５０が下サブブロック３４Ｌと、上サブブロック３４Ｕの後端面に当接しているため確実に支持されている。
【００２１】
前記メインブロック３３は、ベースＢ上に固定された下メインブロック３３Ｌと、上メインブロック３３Ｕとに分割して形成されている。そして下方の分割筒片３２の前部は前記下メインブロック３３Ｌに形成された保持溝３８内に支持されるとともに、上方の分割筒片３２の前部は上メインブロック３３Ｕの下面の支持溝３９内に挿入され、さらに下メインブロック３３Ｌと、上メインブロック３３Ｕとがボルト４０で固着されることにより一対の分割筒片３２、３２の前部が支持されている。なおこのとき、前記分割筒片３２、３２の前部は、前記後部と同様、前記保持溝３８と支持溝３９との間で少しの動きが許容される状態で支持される。
【００２２】
また下メインブロック３３Ｌは、ロードセル４１Ａからなる検圧部４１が内蔵され、ロードセル４１Ａの接点４１Ｂが下方の分割筒片３２の外周面に当接して、テーパ筒部６内で木粉Ｗに負荷している圧力を測定することができる。なお検圧部４１は、半導体感圧素子をテーパ筒部６内部に装着して構成することもできる。
【００２３】
前記上方の分割筒片３２前部に一体に隔設された取付フランジ４２、４２に取付ピン４３が挿通し、この取付ピン４３は前記上メインブロック３３Ｕの上部に取り付けられた補助シリンダ４４のロッド４４Ａ先端に挿通している。前記補助シリンダ４４は、前記検圧部４１で測定される圧力データに基づき、マイコン制御部（図示せず）を介して制御され、前記上方の分割筒片３２を前後方向に対して直行する方向に昇降させることによりテーパ筒部６の内径が拡大縮少される。そして、テーパ筒部６の内径の拡縮によって、木粉Ｗに負荷する加圧力が適正に調整される。なおメインブロック３３、サブブロック３４内で支持された一対の分割筒片３２、３２が補助シリンダ４４により拡縮して、相互間に少しの隙間が生じても、既に木粉Ｗは加圧されて一定程度固化しているため、その間からこぼれ落ちることはない。また、図１、５に示すように、前記上方の分割筒片３２は、その上面に温度センサＳが取り付けられ、前記摩擦熱により高温化するテーパ筒部６の温度が自動計測される。
【００２４】
前記検圧部４１の出力により所定の圧力が負荷されて固化した木粉Ｗは、最終的に前記テーパ筒部６の前端から外部に連続的に送り出され、自重によりある程度の長さに分離して、木粉ペレットとして落下する。また原料木粉Ｗの含水率、樹種などの条件により、分離することなく長く連続する場合には、テーパ筒部６の前端部に切断装置（図示せず）を取り付け、所定長さに切断することもできる。
【００２５】
前記筒基体２の後端内部には、前記スライド体３が前後動可能に遊嵌している。本形態のスライド体３は、図３に示すように、前記供給筒体２９の内径よりも僅か小さな外径で前後にのびる丸棒状のピストン３Ａからなる。そしてこのピストン３Ａの後端は、駆動シリンダ４５のロッド４５Ａの先端に固着され、このロッド４５Ａの出入動作によって、前記ピストン３Ａは、供給筒体２９内を前後にスライドする。そして、前記ピストン３Ａが前方にスライドする時、前記供給筒体２９内に供給充填された木粉Ｗを、筒基体２内を前方に向け押し出するとともに圧力を加える。
【００２６】
前記駆動シリンダ４５は、図１に示すように、ポンプからなる油圧供給部４６及び方向制御弁４７を結んで配管され、この配管経路を流動するオイルにより駆動される。さらに前記油圧供給部４６および方向制御弁４７は、マイコンを含む制御部４８によってコントロールされ、これによりピストン３Ａの前後スライドが操作される。なお、前記駆動シリンダ４５、油圧供給部４６、方向制御弁４７および制御部４８によって、スライド体３を動作させかつこれをコントロールする駆動部４が形成される。なお図中の５１はリザーブタンクである。
【００２７】
前記制御部４８において、オペレータが操作盤（図示せず）から入力する操作信号により駆動シリンダ４５の動作が制御される。更に制御部４８は、前記温度センサＳから伝達経路４９を介して入力される温度測定値に基づき、油圧供給部４６、方向制御弁４７の動作をコントロールし、これにより、スライド体３のスライド速度を増減する。すなわち、摩擦熱によりテーパ筒部６内の木粉Ｗの温度が高温化すると、テーパ筒部６の表面温度も昇温し、温度センサＳからのデータ入力を受けた制御部４８が、前記スライド速度を減速させる。その結果摩擦熱を減じて、木粉Ｗの温度が適正範囲にまで低下するため、木粉ペレットの表面が過度に炭化して品質低下することがなく、かつ高温化に伴って可燃物である木粉が発火するトラブルを防止できる。逆に、木粉Ｗの温度が低温化すると、前記スライド速度を増速することにより摩擦発熱を高めて昇温し、これにより木粉ペレットの表面が適度に炭化した被覆膜が形成されるため、保形性に優れ、バラけることのない良質な木粉ペレットが得られる。
【００２８】
なお本形態では、温度センサＳによりテーパ筒部６の温度が測定されるため、木粉の温度変化が検知されてスライド体３のスライド速度を即座にコントロールできる。その結果木粉Ｗの温度が適正範囲内に維持されることにより高品質の木粉ペレットが製造でき、しかも過熱を確実に防止して火災の危険を阻止しうる。
【００２９】
また本形態において、制御部４８は、テーパ筒部６が６０℃を超えるとスライド体３の速度を低減させ、逆に４０℃未満になるとスライド速度を増加する。４０℃未満では、木粉ペレット表面の炭化が不足して充分な被覆層が形成されないため、表面からのバラけを生じ易く品質を低下させ、逆に６０℃を超えると、表層が過度に炭化して品質低下を招くとともに発火の危険性がある。
【００３０】
しかして、木粉ペレットの製造装置１では、供給部５から筒基体２に供給された木粉Ｗが、スライド体３により前方に押圧されて、圧縮されながら前方に移動し、内径が前方に向かい漸減するテーパ筒部６を通過する際に圧縮力が更に高まるため、樹脂を用いることなく木粉Ｗ中に含まれる樹液などにより固められ、適度な硬さの木粉ペレットを製造することができる。しかも樹脂を使用しないため、水分を与えられると短時間でペレットの状態から分離してもとの木粉Ｗの状態に戻るため、例えば、土中に埋めることにより土中の水分を吸収して短時間で木粉Ｗに戻るとともに、有機物で分解されて堆肥化し土壌改良の効果が短期に現れる。その他、畜舎に於て適量の水分を散布して木粉状態に復帰させて飼育動物の敷材として簡単に使用することができる。さらには、原料段階で木粉Ｗに油粕類、魚粕粉末類、骨粉類の有機肥料、硫酸アンモニア、尿素、過りん酸石灰、塩化加里など化学肥料を加配することにより、土壌改良に効果を一層高めることができる。或いは、原料となる木粉に花、野菜樹木の種子を加配すると、土中に埋設することにより、改良された土壌において種子が発芽し、植物の生育を図ることも可能である。
【００３１】
尚、叙上の説明は本発明の実施の形態を例示したものであり、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施の形態を例示する平面図である。
【図２】その一部を断面で示す正面図である。
【図３】その要部拡大斜視図である。
【図４】前方からみた側面図である。
【図５】テーパ筒部の分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３３】
１      木粉ペレットの製造装置
２      筒基体
３      スライド体
４      駆動部
５      供給部
６      テーパ筒部
Ｓ      温度センサ
Ｗ      木粉
【図１】
2006175737.tif 000003
【図２】
2006175737.tif 000004
【図３】
2006175737.tif 000005
【図４】
2006175737.tif 000006
【図５】
2006175737.tif 000007