(57)【要約】【課題】  反応容器に、圧縮成形された粉粒状の原料の成形物を加熱させる加熱部と、加熱部において加熱された前記の成形物を冷却させる冷却部とが連続して設けられた成形装置において、加熱部において加熱された成形物をスムーズに冷却部に移動できるようにする。【解決手段】  反応容器１０に、圧縮成形された粉粒状の原料ｘａの成形物ｘを加熱させる加熱部１１と、加熱部１１において加熱された前記の成形物ｘを冷却させる冷却部１２とが連続して設けられた成形装置において、前記の加熱部１１の内径Ｄ１よりも冷却部１２の内径Ｄ２を大きくした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応容器に、圧縮成形された粉粒状の原料の成形物を加熱させる加熱部と、加熱部において加熱された前記の成形物を冷却させる冷却部とが連続して設けられた成形装置において、前記の加熱部の内径よりも冷却部の内径を大きくしたことを特徴とする成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載の成形装置において、前記の加熱部が加熱によって膨張した時における加熱部の内径が、前記の冷却部の内径以下になるようにしたことを特徴とする成形装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の成形装置において、前記の加熱部と冷却部との境界部分における内径を加熱部から冷却部に向かいテーパー状に広くしたことを特徴とする成形装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の成形装置において、前記の加熱部を冷却部の下に設け、粉粒状の原料を加熱部の上における冷却部及び加熱部に収容させ、このように収容された粉粒状の原料を、加熱部において圧縮成形させると共に加熱させることを特徴とする成形装置。
【請求項５】
請求項４に記載の成形装置において、前記の冷却部において冷却された成形物を、反応容器における加熱部の下から取り出すにあたり、成形物の取出し時に前記の加熱部を加熱させることを特徴とする成形装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の成形装置において、前記の粉粒状の原料が、バイオマス粉砕物であることを特徴とする成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマス原料等の粉粒状の原料を所定の形状に成形するようにした成形装置に関するものである。特に、反応容器に、圧縮成形された粉粒状の原料の成形物を加熱させる加熱部と、加熱部において加熱された前記の成形物を冷却させる冷却部とが連続して設けられた成形装置において、加熱部において加熱された成形物を、スムーズに冷却部に移動できるようにした点に特徴を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、成形装置において、バイオマス原料等の粉粒状の原料を圧縮成形して加熱させた後、加熱された前記の成形物を冷却させてバイオコークス等を製造することが行われている。
【０００３】
そして、このような成形装置としては、特許文献１、２に示されるように、反応容器に、反応容器内に導入されたバイオマス粉砕物を所定の圧力範囲まで加圧して成形する加圧手段と、上記のバイオマス粉砕物の成形物を所定の温度範囲まで加熱する加熱手段と、加圧及び加熱されたバイオマス粉砕物の成形物を冷却する冷却手段とを設けたものが示されている。
【０００４】
ここで、特許文献１に示されるものにおいては、反応容器内の一定した位置において、反応容器内に導入されたバイオマス粉砕物を、加圧手段により加圧させると共に、反応容器の外周に設けた反応シリンダー内に熱媒を通して加熱させて、前記のバイオマス粉砕物を所定の形状に成形し、その後、前記の反応シリンダー内に冷媒を通して、前記のように成形された成形物を冷却させて、バイオコークスを製造するようにしている。
【０００５】
しかし、この場合、反応容器の外周に設けた反応シリンダー内に熱媒を導入させて、反応容器内に導入されたバイオマス粉砕物を加圧・加熱させて成形した後、熱媒が導入された反応シリンダー内に熱媒に代えて冷媒を導入させ、この反応容器内において加熱されたバイオマス粉砕物の成形物を冷却させるため、反応容器内が冷却されるまでに多くの時間を要し、バイオコークスの生産性が非常に悪くなるという問題があった。
【０００６】
また、特許文献２の実施例１に示されるものにおいては、反応容器を横方向に配置させ、スクリュー押出機によりバイオマス粉砕物を反応容器内に導入し、この反応容器内に導入されたバイオマス粉砕物をピストン部材により押し出して、反応容器の外周に加熱手段が設けられた加熱部に導き、前記の加熱手段により加熱部を加熱させ、バイオマス粉砕物をこの加熱部において加熱・加圧させて成形し、その後、このように成形されたバイオマス粉砕物の成形物を、反応容器の外周に冷却手段が設けられた冷却部に導き、この冷却部において冷却させた後、この成形物を反応容器から押し出し、これを所定の大きさに切断して、バイオコークスを生産するようにしている。
【０００７】
ここで、前記のように反応容器の外周に設けられた加熱手段により加熱部を加熱させて、バイオマス粉砕物を加熱部において加熱・加圧させて成形するようにした場合、加熱手段による熱により加熱部における反応容器が膨張して、その内径が大きくなり、加熱部において成形された成形物の径が大きくなる。
【０００８】
一方、冷却部における反応容器は膨張していないため、加熱部において成形された成形物の径が、冷却部における反応容器の内径よりも大きくなり、加熱部において成形された成形物を前記のように冷却部に導くようにした場合、成形物が冷却部における反応容器の内面に引っ掛かり、成形物を加熱部から冷却部に導くことが困難になったり、成形物と冷却部における反応容器の内面との間の摩擦力が増大して、振動や騒音が発生したり、反応容器の内面が傷ついたりする等の問題が生じた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２７４１０８号公報
【特許文献２】特開２００８−２７４１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、反応容器に、圧縮成形された粉粒状の原料の成形物を加熱させる加熱部と、加熱部において加熱された前記の成形物を冷却させる冷却部とが連続して設けられた成形装置において、加熱部において加熱された前記の成形物を、加熱部から冷却部に導く場合における前記のような問題を解決することを課題とするものである。
【００１１】
すなわち、本発明においては、前記のような成形装置において、加熱部において圧縮成形されて加熱された成形物を加熱部から冷却部に導くにあたり、成形物が冷却部における反応容器の内面に引っ掛かって、成形物を加熱部から冷却部に導くことが困難になったり、成形物と冷却部における反応容器の内面との間の摩擦力が増大して、振動や騒音が発生したり、反応容器の内面が傷ついたりするということがなく、加熱部において加熱された成形物を、スムーズに冷却部に移動できるようにすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明においては、前記のような課題を解決するため、反応容器に、圧縮成形された粉粒状の原料の成形物を加熱させる加熱部と、加熱部において加熱された前記の成形物を冷却させる冷却部とが連続して設けられた成形装置において、前記の加熱部の内径よりも冷却部の内径を大きくした。
【００１３】
そして、本発明の成形装置のように、圧縮成形された粉粒状の原料の成形物を加熱させる加熱部の内径よりも、加熱された成形物を冷却させる冷却部の内径を大きくすると、加熱により加熱部における反応容器が膨張してその内径が大きくなり、加熱部において成形された成形物の径が大きくなっても、この成形物が加熱部から加熱部よりも内径が大きい冷却部にスムーズに導かれるようになる。
【００１４】
ここで、前記のように冷却部の内径を加熱部の内径よりも大きくするにあたっては、前記の加熱部が加熱によって膨張した時における加熱部の内径が、前記の冷却部の内径以下になるようにすることが好ましい。
【００１５】
また、前記のように冷却部の内径を加熱部の内径よりも大きくするにあたっては、前記の加熱部と冷却部との境界部分における内径を加熱部から冷却部に向かってテーパー状に広くし、圧縮成形された粉粒状の原料の成形物を加熱部において加熱させた際に、加熱部と境界部分と冷却部とにおける内径が同径になるようにすることが好ましい。
【００１６】
また、前記のように反応容器に加熱部と冷却部とを連続して設けるにあたっては、反応容器を上下方向に設けて、加熱部と冷却部とを上下方向に連続するように設けるようにする、或いは、反応容器を横方向に設けて、加熱部と冷却部とを横方向に連続するように設けるようにすることができる。
【００１７】
ここで、加熱部と冷却部とを上下方向に連続するように設けるにあたっては、加熱部を冷却部の下に設けるようにする、或いは、加熱部を冷却部の上に設けるようにすることができる。
【００１８】
そして、加熱部を冷却部の下に設けるようにした場合においては、粉粒状の原料を加熱部の上における冷却部及び加熱部に収容させ、その収容された粉粒状の原料を、加熱部において圧縮成形させると共に加熱させるようにすることができる。このように粉粒状の原料を冷却部及び加熱部に収容させ、その収容された粉粒状の原料を、加熱部において圧縮成形させるようにすると、上部に原料投入部を設けて反応容器の長さを長くしなくても、多くの量の粉粒状の原料を、まとめて加熱部において圧縮成形させることができるようになる。
【００１９】
また、このように加熱部を冷却部の下に設け、加熱部において加熱された成形物を冷却部に導いて成形物を冷却させた後、冷却された成形物を反応容器から取り出すにあたっては、冷却された成形物を冷却部の上から取り出すようにする他、冷却された成形物を反応容器における加熱部の下から取り出すようにすることもできる。なお、冷却された成形物を反応容器における加熱部の下から取り出す場合、加熱部が冷えて内径が小さくなっていると、冷却された成形物が加熱部における反応容器の内面に引っ掛かって、成形物を加熱部に導くことが困難になるため、この場合には、加熱部を再度加熱させて、その内径を大きくした状態で、冷却された成形物を反応容器における加熱部の下から取り出すようにする。
【００２０】
また、本発明の成形装置は、特に、前記の粉粒状の原料が、前記のようなバイオマス粉砕物である場合に、好適に利用することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る成形装置においては、前記のように圧縮成形された粉粒状の原料の成形物を加熱させる加熱部の内径よりも、加熱部において加熱された成形物を冷却させる冷却部の内径を大きくしたため、加熱部において粉粒状の原料の成形物を加熱させる際に、この加熱部における反応容器が膨張してその内径が大きくなり、加熱部において成形された成形物の径が大きくなっても、この成形物を加熱部から冷却部に導く場合に、成形物が冷却部における反応容器の内面に引っ掛かるのが防止され、加熱された成形物を加熱部から冷却部に導くことが困難になったり、成形物と冷却部における反応容器の内面との間の摩擦力が増大して、振動や騒音が発生したり、反応容器の内面が傷ついたりすることがなく、加熱部において加熱された成形物をスムーズに冷却部に導くことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態１に係る成形装置を示した概略断面説明図である。
【図２】前記の実施形態１に係る成形装置において、粉粒状の原料を反応容器における原料導入部を通して、冷却部及び加熱部に供給させる状態を示した概略断面説明図である。
【図３】前記の実施形態１に係る成形装置において、反応容器における冷却部及び加熱部に供給された粉粒状の原料を、加熱部において圧縮成形すると共に、圧縮された成形物を加熱させる状態を示した概略断面説明図である。
【図４】前記の実施形態１に係る成形装置において、加熱部において加熱された成形物を、加熱部から上に位置する冷却部に導いて冷却させる状態を示した概略断面説明図である。
【図５】前記の実施形態１に係る成形装置において、冷却部において冷却された成形物を、加熱部を通して、加熱部の下に位置する排出部に導いて排出させる状態を示した概略断面説明図である。
【図６】前記の実施形態１に係る成形装置の変更例において、冷却部において冷却された成形物を、冷却部の上方における原料導入部に導いて排出させる状態を示した概略断面説明図である。
【図７】本発明の実施形態２に係る成形装置を示した概略断面説明図である。
【図８】前記の実施形態２に係る成形装置において、粉粒状の原料を反応容器における原料導入部及び加熱部に供給させる状態を示した概略断面説明図である。
【図９】前記の実施形態２に係る成形装置において、反応容器における原料導入部及び加熱部に供給された粉粒状の原料を、加熱部において圧縮成形すると共に、圧縮された成形物を加熱させる状態を示した概略断面説明図である。
【図１０】前記の実施形態２に係る成形装置において、加熱部において加熱された成形物を、加熱部から下に位置する冷却部に導いて冷却させる状態を示した概略断面説明図である。
【図１１】前記の実施形態２に係る成形装置において、冷却部において冷却された成形物を、冷却部の下に位置する排出部に導いて排出させる状態を示した概略断面説明図である。
【図１２】前記の実施形態１に係る成形装置において、加熱部と冷却部との境界部分を段差状に形成した状態を示した概略断面説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態に係る成形装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る成形装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。
【００２４】
（実施形態１）
この実施形態における成形装置においては、図１に示すように、上下方向に設けられた反応容器１０の下部側に圧縮成形された粉粒状の原料ｘａの成形物ｘを加熱させる加熱部１１を設け、この加熱部１１において加熱された前記の成形物ｘを冷却させる冷却部１２を、前記の加熱部１１の上部側に連続するように設けている。また、前記の反応容器１０においては、前記の冷却部１２の上部側に、ホッパー２０から粉粒状の原料ｘａが供給される原料導入部１３を設けると共に、前記の加熱部１１の下部側に、冷却部１２において冷却された前記の成形物ｘを排出させる排出部１４を設けている。
【００２５】
また、この実施形態における成形装置においては、反応容器１０の上部側に第１ピストン部材２１を、下部側に第２ピストン部材２２を設け、この第１ピストン部材２１の押圧部２１ａと第２ピストン部材２２の押圧部２２ａを、反応容器１０内においてスライドさせるようにしている。そして、第１ピストン部材２１の押圧部２１ａと第２ピストン部材２２の押圧部２２ａとを近接するようにスライドさせ、反応容器１０内における粉粒状の原料ｘａを、第１ピストン部材２１の押圧部２１ａと第２ピストン部材２２の押圧部２２ａとの間で加圧させるようにしている。
【００２６】
また、前記の加熱部１１の外周側に、加熱部１１を加熱させる電熱ヒーター等の加熱装置２３を設けると共に、前記の冷却部１２の外周側に、冷却部１２を冷却させる冷媒等を循環させる冷却装置２４を設けている。
【００２７】
そして、この実施形態においては、前記の反応容器１０における加熱部１１の内径Ｄ１よりも、前記の冷却部１２の内径Ｄ２を大きくしており、加熱部１１において、粉粒状の原料ｘａを前記の第１ピストン部材２１の押圧部２１ａと第２ピストン部材２２の押圧部２２ａとの間で加圧させて圧縮成形させると共に、前記の加熱装置２３により加熱部１１を加熱させた場合において、膨張した加熱部１１の内径Ｄ１と冷却部１２の内径Ｄ２とが同径になるように設定している。
【００２８】
また、この実施形態においては、前記のように冷却部１２の内径Ｄ２を、加熱部１１の内径Ｄ１より大きくするにあたり、前記の加熱部１１と冷却部１２との境界部分１５における内径Ｄｘを加熱部１１から冷却部１２に向かってテーパー状に広くし、前記のように加熱装置２３により加熱させた際に、加熱部１１と冷却部１２との境界部分１５における内径Ｄｘが、冷却部１２から加熱部１１に向かって徐々に増加して、加熱部１１と冷却部１２との境界部分１５における内径Ｄｘも、前記の膨張した加熱部１１の内径Ｄ１及び冷却部１２の内径Ｄ２と同径になるようにしている。なお、この実施形態においては、図に示すようにテーパーの範囲を、加熱部１１の上端の位置から冷却部１２の下端の位置までにしているが、加熱部１１の上端や冷却部１２の下端の膨張の具合によって、図に示す位置よりも上や下の位置に変更させることができる。
【００２９】
ここで、この実施形態の成形装置において、粉粒状の原料ｘａを反応容器１０内において成形させるにあたっては、図２に示すように、第２ピストン部材２２の押圧部２２ａを加熱部１１の下端付近に位置させると共に、第１ピストン部材２１の押圧部２１ａを前記の原料導入部１３の上部側に位置させた状態で、前記のホッパー２０に設けられた供給制御弁２５を開き、ホッパー２０に収容された粉粒状の原料ｘａを、原料供給管２６を通して原料導入部１３に導き、この原料導入部１３から適当量の粉粒状の原料ｘａを前記の冷却部１２及び加熱部１１に導いて収容させるようにする。
【００３０】
次いで、このように適当量の粉粒状の原料ｘａを冷却部１２及び加熱部１１に収容させた状態で、前記の第２ピストン部材２２は移動させずに、前記の第１ピストン部材２１を下降させて、この第１ピストン部材２１の押圧部２１ａにより冷却部１２における粉粒状の原料ｘａを加熱部１１内に押圧させるようにする。
【００３１】
また、前記のように第１ピストン部材２１を下降させた状態で、前記の第２ピストン部材２２にも押上げ方向の力を加えて、さらに押圧させるようにすると、圧縮成形される粉粒状の原料ｘａの密度がより均一になって、高品質の成形物ｘが得られるようになる。
【００３２】
そして、図３に示すように、前記の加熱装置２３により加熱部１１を加熱させた後、この加熱部１１内において、前記の粉粒状の原料ｘａを第１ピストン部材２１の押圧部２１ａと第２ピストン部材２２の押圧部２２ａとの間で圧縮成形させると共に、圧縮成形された成形物ｘを加熱させるようにする。
【００３３】
このように加熱部１１を加熱した後、この加熱部１１において、粉粒状の原料ｘａを圧縮成形させると共にこの成形物ｘを加熱させると、前記のように加熱部１１が膨張して加熱部１１の内径Ｄ１が大きくなると共に、加熱部１１と冷却部１２との境界部分１５における内径Ｄｘが冷却部１２から加熱部１１に向かって徐々に増加して、膨張した加熱部１１の内径Ｄ１と境界部分１５における内径Ｄｘと冷却部１２の内径Ｄ２とが同径になる。
【００３４】
そして、このように加熱部１１が加熱されて、加熱部１１と境界部分１５と冷却部１２との各内径Ｄ１，Ｄｘ，Ｄ２が同径になった状態で、図４に示すように、前記の第１ピストン部材２１の押圧部２１ａと第２ピストン部材２２の押圧部２２ａとの間で加熱された成形物ｘを挟持した状態で、第１ピストン部材２１と第２ピストン部材２２とを上方に移動させて、加熱された成形物ｘを冷却部１２に導くようにする。
【００３５】
このようにして加熱された成形物ｘを加熱部１１から冷却部１２に導くと、前記のように加熱部１１と境界部分１５と冷却部１２との各内径Ｄ１，Ｄｘ，Ｄ２が同径になっているため、成形物ｘが境界部分１５や冷却部１２における反応容器１０の内面に引っ掛かるということがなく、加熱部１１において加熱された成形物ｘがスムーズに冷却部１２に導かれるようになり、従来のように、成形物ｘの移動が困難になったり、成形物ｘと冷却部１２における反応容器１０の内面との間の摩擦力が増大して、振動や騒音が発生したり、反応容器１０の内面が傷ついたりするということがない。
【００３６】
そして、このように加熱された成形物ｘを冷却部１２に導いた後、この冷却部１２において、前記の冷却装置２４により加熱された成形物ｘを冷却させるようにする。
【００３７】
また、このように冷却部１２において成形物ｘを冷却させた後は、前記の第１ピストン部材２１の押圧部２１ａと第２ピストン部材２２の押圧部２２ａとの間で冷却された成形物ｘを挟持した状態から第２ピストン部材２２を下方に移動させた後、第１ピストン部材２１を下方に移動させて、冷却された成形物ｘを冷却部１２から加熱部１１を通して、加熱部１１の下に位置する排出部１４に導き、図５に示すように、冷却された成形物ｘを、排出部１４を通して反応容器１０の下から排出させるようにする。
【００３８】
ここで、前記のように冷却された成形物ｘを冷却部１２から加熱部１１を通して排出部１４に導くにあたり、加熱部１１が加熱されたままの状態である場合には、成形物ｘをそのまま冷却部１２から境界部分１５を通して加熱部１１に導くことができる。
【００３９】
しかし、前記の加熱部１１が冷えて収縮し、加熱部１１及び境界部分１５の内径Ｄ１，Ｄｘが小さくなっている場合には、前記の加熱装置２３により加熱部１１を加熱させて、加熱部１１及び境界部分１５を膨張させ、加熱部１１及び境界部分１５の内径Ｄ１，Ｄｘが冷却部１２の内径Ｄ２と同径になるようにし、冷却された成形物ｘが、冷却部１２から境界部分１５及び加熱部１１を通してスムーズに排出部１４に導かれるようにする。
【００４０】
また、前記の排出部１４の内径Ｄ３は、成形物ｘが加熱部１１からスムーズに導かれるようにするため、少なくとも加熱された加熱部１１の内径Ｄ１以上になるようにしている。
【００４１】
なお、この実施形態の成形装置においては、冷却部１２において冷却された成形物ｘを、加熱部１１を通して排出部１４に導き、この排出部１４を通して反応容器１０の下から排出させるようにしたが、冷却部１２において成形物ｘを冷却させた後、前記の第１ピストン部材２１と第２ピストン部材２２を上方に移動させて、冷却された成形物ｘを冷却部１２からその上方に位置する前記の原料導入部１３に導き、図６に示すように、冷却された成形物ｘを、この原料導入部１３を通して反応容器１０の上から排出させるようにすることもできる。
【００４２】
このようにすると、冷却された成形物ｘを反応容器１０から取り出す際に、前記の加熱部１１が冷えて収縮し、加熱部１１及び境界部分１５の内径Ｄ１，Ｄｘが小さくなっていても、前記の加熱装置２３により加熱部１１を加熱させて、加熱部１１及び境界部分１５を膨張させる必要がなくなる。
【００４３】
（実施形態２）
この実施形態における成形装置においては、図７に示すように、上下方向に設けられた反応容器１０において、前記の実施形態１の成形装置とは逆に、圧縮成形された粉粒状の原料ｘａの成形物ｘを加熱させる加熱部１１の下部側に、この加熱部１１において加熱された前記の成形物ｘを冷却させる冷却部１２を前記の加熱部１１と連続するように設け、前記の加熱部１１の上部側に、ホッパー２０から粉粒状の原料ｘａが供給される原料導入部１３を設けると共に、前記の冷却部１２の下部側に、冷却部１２において冷却された前記の成形物ｘを排出させる排出部１４を設けている。
【００４４】
また、この実施形態の成形装置においては、前記の加熱部１１の上部側に設ける原料導入部１３の長さを長くして、ホッパー２０から十分な量の粉粒状の原料ｘａが原料導入部１３及び加熱部１１に供給される収容されるようにしている。
【００４５】
そして、この実施形態における成形装置においては、前記のように反応容器１０に設ける加熱部１１と冷却部１２の位置等を変更させる以外は、前記の実施形態１の成形装置の場合と同様に構成し、反応容器１０の上部側に第１ピストン部材２１を、下部側に第２ピストン部材２２を設け、この第１ピストン部材２１の押圧部２１ａと第２ピストン部材２２の押圧部２２ａとを反応容器１０内においてスライドさせるようにし、また、前記の加熱部１１の外周側に、加熱部１１を加熱させる電熱ヒーター等の加熱装置２３を設けると共に、前記の冷却部１２の外周側に、冷却部１２を冷却させる冷媒等を循環させる冷却装置２４を設けている。
【００４６】
また、この実施形態においても、前記の反応容器１０における加熱部１１の内径Ｄ１よりも、前記の冷却部１２の内径Ｄ２を大きくしており、加熱部１１において、粉粒状の原料ｘａを前記の第１ピストン部材２１の押圧部２１ａと第２ピストン部材２２の押圧部２２ａとの間で加圧させて圧縮成形させると共に、前記の加熱装置２３により加熱部１１を加熱させた場合に、膨張した加熱部１１の内径Ｄ１と冷却部１２の内径Ｄ２とが同径になるように設定している。さらに、前記の加熱部１１と冷却部１２との境界部分１５における内径Ｄｘを加熱部１１から冷却部１２に向かってテーパー状に広くし、前記のように加熱装置２３により加熱部１１を加熱させた際に、加熱部１１と冷却部１２との境界部分１５における内径Ｄｘが、冷却部１２から加熱部１１に向かって徐々に増加して、加熱部１１と冷却部１２との境界部分１５における内径Ｄｘも、前記の膨張した加熱部１１の内径Ｄ１及び冷却部１２の内径Ｄ２と同径になるようにしている。なお、この実施形態においては、図に示すようにテーパーの範囲を、加熱部１１の下端の位置から冷却部１２の上端の位置までにしているが、加熱部１１の下端や冷却部１２の上端の膨張の具合によって、図に示す位置よりも上や下の位置に変更させることができる。
【００４７】
そして、この実施形態の成形装置において、粉粒状の原料ｘａを反応容器１０内において成形させるにあたっては、図８に示すように、第２ピストン部材２２の押圧部２２ａを加熱部１１の下端付近に位置させると共に、第１ピストン部材２１の押圧部２１ａを前記の原料導入部１３の上部側に位置させた状態で、前記のホッパー２０に設けられた供給制御弁２５を開き、ホッパー２０に収容された粉粒状の原料ｘａを、原料供給管２６を通して原料導入部１３に導き、この原料導入部１３から前記の加熱部１１に粉粒状の原料ｘａを導いて、適当量の粉粒状の原料ｘａを原料導入部１３及び加熱部１１に収容させるようにする。
【００４８】
次いで、このように適当量の粉粒状の原料ｘａを原料導入部１３及び加熱部１１に収容させた状態で、前記の第２ピストン部材２２は移動させずに、前記の第１ピストン部材２１を下降させて、この第１ピストン部材２１の押圧部２１ａにより原料導入部１３における粉粒状の原料ｘａを加熱部１１内に押圧させるようにする。
【００４９】
また、この実施形態においても、前記のように第１ピストン部材２１を下降させた状態で、前記の第２ピストン部材２２にも押上げ方向の力を加えて、さらに押圧させるようにすると、圧縮成形される粉粒状の原料ｘａの密度がより均一になって、高品質の成形物ｘが得られるようになる。
【００５０】
そして、図９に示すように、前記の加熱装置２３により加熱部１１を加熱させた後、この加熱部１１内において、前記の粉粒状の原料ｘａを第１ピストン部材２１の押圧部２１ａと第２ピストン部材２２の押圧部２２ａとの間で圧縮成形させると共に、圧縮成形された成形物ｘを加熱させるようにする。
【００５１】
このように加熱部１１を加熱した後、この加熱部１１において、粉粒状の原料ｘａを圧縮成形させると共にこの成形物ｘを加熱させると、前記のように加熱部１１が膨張して加熱部１１の内径Ｄ１が大きくなると共に、加熱部１１と冷却部１２との境界部分１５における内径Ｄｘが冷却部１２から加熱部１１に向かって徐々に増加して、膨張した加熱部１１の内径Ｄ１と境界部分１５における内径Ｄｘと冷却部１２の内径Ｄ２とが同径になる。
【００５２】
そして、このように加熱部１１が加熱されて、加熱部１１と境界部分１５と冷却部１２との各内径Ｄ１，Ｄｘ，Ｄ２が同径になった状態で、図１０に示すように、前記の第１ピストン部材２１の押圧部２１ａと第２ピストン部材２２の押圧部２２ａとの間で加熱された成形物ｘを挟持した状態で、第１ピストン部材２１と第２ピストン部材２２とを下方に移動させて、加熱された成形物ｘを冷却部１２に導くようにする。
【００５３】
このようにして加熱された成形物ｘを加熱部１１から冷却部１２に導くと、前記のように加熱部１１と境界部分１５と冷却部１２との各内径Ｄ１，Ｄｘ，Ｄ２が同径になっているため、成形物ｘが境界部分１５や冷却部１２における反応容器１０の内面に引っ掛かるということがなく、加熱部１１において加熱された成形物ｘがスムーズに冷却部１２に導かれるようになる。
【００５４】
そして、このように冷却部１２に導かれた成形物ｘを、この冷却部１２において冷却させた後、前記の第１ピストン部材２１の押圧部２１ａと第２ピストン部材２２の押圧部２２ａとの間で冷却された成形物ｘを挟持した状態から第２ピストン部材２２を下方に移動させた後、第１ピストン部材２１を下方に移動させて、冷却された成形物ｘを冷却部１２から排出部１４に導き、図１１に示すように、この排出部１４を通して冷却された成形物ｘを反応容器１０の下から排出させるようにする。
【００５５】
なお、この実施形態２の成形装置においては、前記の加熱部１１の上部側に設ける原料導入部１３の長さを長くしたが、この原料導入部１３の長さを短くし、ホッパー２０から原料導入部１３及び加熱部１１に供給された粉粒状の原料ｘａを前記の第１ピストン部材２１の押圧部２１ａと第２ピストン部材２２の押圧部２２ａとの間で圧縮させ、このような操作を複数行って、所定量の粉粒状の原料ｘａを加熱部１１において圧縮成形させるようにすることも可能である。
【００５６】
ここで、前記の実施形態１，２の成形装置においては、反応容器１０を上下方向に設けるようにしたが、例えば、図示していないが、前記の反応容器１０を横方向に設け、前記の加熱部１１と冷却部１２とを横方向に連続して設けるようにすることも可能である。
【００５７】
また、前記の実施形態１，２の成形装置においては、加熱部１１が加熱されて膨張した時の加熱部１１の内径Ｄ１が、冷却部１２の内径Ｄ２と同径になる場合を例にして説明したが、膨張した時の加熱部１１の内径Ｄ１と冷却部１２の内径Ｄ２とを必ずしも同径にする必要はなく、膨張した時の加熱部１１の内径Ｄ１が冷却部１２の内径Ｄ２以下になっていればよい。このようにすると、従来のように、成形物ｘの移動が困難になったり、成形物ｘと冷却部１２における反応容器１０の内面との間の摩擦力が増大して、振動や騒音が発生したり、反応容器１０の内面が傷ついたりするということがない。
【００５８】
また、前記の実施形態１，２の成形装置においては、加熱部１１と冷却部１２との境界部分１５における内径Ｄｘ、を加熱部１１から冷却部１２に向かってテーパー状に広くなるようにしたが、例えば、図１２に示す実施形態１の成形装置の変更例のように、加熱部１１の端部の位置において、境界部分１５の内径Ｄｘを冷却部１２の内径Ｄ２と同径になるように段差状に形成することもできる。このようにすると、反応容器１０の製造が簡単になる。
【符号の説明】
【００５９】
１０  反応容器
１１  加熱部
１２  冷却部
１３  原料導入部
１４  排出部
１５  境界部分
２０  ホッパー
２１  第１ピストン部材、２１ａ  押圧部
２２  第２ピストン部材、２２ａ  押圧部
２３  加熱装置
２４  冷却装置
２５  供給制御弁
２６  原料供給管
Ｄ１  加熱部の内径、Ｄ２  冷却部の内径、Ｄ３  排出部の内径、Ｄｘ  境界部分の内径
ｘａ  粉粒状の原料、ｘ  成形物
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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