(57)【要約】【課題】低コストで製造することができ、しかも、材料を効率よく混合および／または造粒することのできる、混合造粒装置を提供すること。【解決手段】材料が投入されるタンク２の底壁６の周端部に、周側壁７および底壁６に対して傾斜する第１傾斜板１８および第２傾斜板２１を備える第１底板部１５および第２底板部１６を設ける。これによって、タンク２における底壁６と周側壁７との境界の屈曲部８を、略直角に折れ曲がる角状に形成して低コストで製造しつつ、別途、第１傾斜板１８および第２傾斜板２１を設けることによって、混合造粒において、第１傾斜板１８および第２傾斜板２１に衝突する材料を、その力の分力で上方向に跳ね上げて、材料を効率よく混合造粒する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周側壁および底壁を備え、上方が開放されるタンクと、
前記タンク内に設けられる水平回転羽根と、
前記タンク内の前記底壁の周端部に設けられ、前記周側壁および前記底壁に対して傾斜するように配置される傾斜板と
を備えていることを特徴とする、混合造粒装置。
【請求項２】
前記傾斜板は、前記底壁と前記周側壁とに連続する湾曲線を、３０〜５００ｍｍの曲率半径で描いたときに、その湾曲線の前記底壁から前記周側壁に至るまでの中央における接線が延びる方向と、実質的に同一の方向に傾斜するように設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の混合造粒装置。
【請求項３】
前記傾斜板は、前記タンクと別体で形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の混合造粒装置。
【請求項４】
前記傾斜板は、前記タンク内の前記底壁の周端部において、周方向にわたって分割可能に設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の混合造粒装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、材料を混合および／または造粒するための混合造粒装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ヘンシェル型の造粒装置や、高速流動型の混合装置などでは、上方が開放されたタンクと、そのタンク内に設けられた垂直軸回転式の攪拌羽根とを備えており、材料をタンクに投入し、攪拌羽根を水平方向において高速回転させることにより、材料を混合および／または造粒するようにしている。
【０００３】
また、近年、このような造粒混合装置を用いて、プラスチックの廃材などを減容化処理することが提案されている（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−１８１３２０号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、このような造粒混合装置のタンクでは、底面と、その底面の周端部から立ち上がる周側面との間に、所定の曲率半径を有する湾曲状の屈曲面が形成されている。
【０００５】
しかし、このような湾曲状の屈曲面を形成するには、金型の精度が要求されるなど、製造コストの上昇が不可避となる。また、屈曲面は、タンクの容量に応じた曲率半径で形成する必要があることから、金型をタンクの容量ごとに用意する必要があり、そのために、さらなるコストの上昇を生じる。
【０００６】
一方、タンクの底面と周側面との間の屈曲面を、湾曲させずに角状（略Ｌ字状）に形成すれば、上記のようなコストの上昇を回避できる。しかし、屈曲面を角状に形成すると、材料の混合造粒において、屈曲面に衝突する材料が反力により上方向に円滑に跳ね上がらず、そのまま押しつぶされるように扁平状に造粒されてしまうなどの不具合を生じる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、低コストで製造することができ、しかも、材料を効率よく混合および／または造粒することのできる、混合造粒装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、周側壁および底壁を備え、上方が開放されるタンクと、前記タンク内に設けられる水平回転羽根と、前記タンク内の前記底壁の周端部に設けられ、前記周側壁および前記底壁に対して傾斜するように配置される傾斜板とを備えていることを特徴としている。
【０００９】
このような構成によると、タンク内に材料を投入して、水平回転羽根を回転させると、材料が混合および／または造粒される。そして、このような混合および／または造粒においては、傾斜板に衝突する材料がその力の分力で上方向に跳ね上げられるので、材料を効率よく混合および／または造粒することができる。また、このような傾斜板は、周側壁および底壁と一体で、または、別途形成しても、湾曲状に形成するよりも、装置を簡易かつ低コストで形成することができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記傾斜板は、前記底壁と前記周側壁とに連続する湾曲線を、３０〜５００ｍｍの曲率半径で描いたときに、その湾曲線の前記底壁から前記周側壁に至るまでの中央における接線が延びる方向と、実質的に同一の方向に傾斜するように設けられていることを特徴としている。
【００１１】
このような構成によると、曲率半径３０〜５００ｍｍの湾曲面で、周側壁と底壁との間の屈曲面を形成した場合に、材料を上方向に跳ね上げるように作用する力の分力と、等しい分力を材料に作用させることができる。そのため、屈曲面を曲率半径３０〜５００ｍｍの湾曲面で形成した場合と、実質的に同一の混合および／または造粒を達成することができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記傾斜板は、前記タンクと別体で形成されていることを特徴としている。
【００１３】
このような構成によると、傾斜板がタンクに別体として設けられる。そのため、タンクの屈曲面を安価な角状に形成して製造しつつ、別途設けられる傾斜板によって、効率のよい混合および／または造粒を達成することができる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記傾斜板は、前記タンク内の前記底壁の周端部において、周方向にわたって分割可能に設けられていることを特徴としている。
【００１５】
このような構成によると、傾斜板が、底壁の周端部において周方向にわたって連続して設けられている場合に比べて、周方向において磨耗しやすい特定部分の傾斜板のみを、適宜のタイミングで交換することができる。そのため、メンテナンスの容易化およびメンテナンスコストの低減化を図ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の混合造粒装置の一実施形態を示す要部側断面図、図２は、図１に示す混合造粒装置の要部平面図、図３は、図１に示す混合造粒装置の底板の要部側断面図である。
【００１７】
図１において、この混合造粒装置１は、材料を混合および／または造粒することができ、たとえば、ヘンシェル型の造粒装置や高速流動型の混合装置などとして用いられる。
【００１８】
この混合造粒装置１は、タンク２、水平回転羽根３、モータ４および支持フレーム５を備えている。
【００１９】
タンク２は、上方が開放される有底円筒形状をなし、支持フレーム５上に設置されている。このタンク２は、略水平方向に配置される円板形状の底壁６と、その底壁６の周端部から略鉛直方向上方に立ち上がる円筒形状の周側壁７とが連続して一体的に形成されている。また、底壁６と周側壁７との境界の屈曲部８は、略直角に折れ曲がる角状（略Ｌ字状）に形成されている。また、周側壁７の上端部で囲まれる円形状の開口部分が、材料を投入するための投入口９として形成されている。
【００２０】
また、このタンク２には、材料を排出するための排出部１０が設けられている。排出部１０は、タンク２の周側壁７における下方に設けられており、タンク２内から連通して形成され、下方に向かって開放される排出口１１と、排出口１１とタンク２との間を開閉するための開閉ゲート１２とを備えている。開閉ゲート１２には、圧力シリンダ１３が連結されており、開閉ゲート１２は、その圧力シリンダ１３の進退駆動により開閉動作される。
【００２１】
そして、このタンク２には、底壁６を被覆する底板１４が、タンク２とは別体として形成されている。底板１４は、図２および図３に示すように、タンク２内の底壁６における水平回転羽根３が設置される中心部を除いて、略円環状に設けられている。
【００２２】
より具体的には、底板１４は、排出部１０に対して対称に対向配置される２つの第１底板部１５と、各第１底板部１５の間に配置される第２底板部１６とを備えている。
【００２３】
各第１底板部１５は、底壁６の中心部から径方向外側に延び、底壁６の表面に沿って配置される第１下板１７と、第１下板１７と径方向外側において連続し、底壁６の周端部に配置される第１傾斜板１８と、第１傾斜板１８と周方向において連続し、排出部１０との対向位置の両側に配置される傾斜案内板１９とが一体的に形成されている。
【００２４】
第１下板１７は、底壁６の中心部と第１傾斜板１８との間において平面視略扇状に形成され、さらに、排出部１０の近傍まで連続して延びるように形成されている。この第１下板１７は、底壁６と接触するように水平方向に延びる平板状に形成されている。
【００２５】
第１傾斜板１８は、平面視略扇状に形成されており、その径方向一端が、第１下板１７の径方向外側に連続し、その径方向他端が、図１に示すように、周側壁７に接触するように、第１下板１７から斜め上方に向かって延び、周側壁７および底壁６に対して傾斜するような平板状に形成されている。
【００２６】
傾斜案内板１９は、平面視略三角形状に形成されており、その周方向一端が、第１傾斜板１８における排出部１０側端部に連続し、第１傾斜板１８から斜め下方に向かって延び、その周方向他端が、排出部１０に対向する第１下板１７に連続するように形成されている。また、この傾斜案内板１９の径方向一端が、第１傾斜板１８から排出部１０に向かうに従って、径方向外側に傾斜し、径方向他端が周側壁７に接触するような平板状に形成されている。
【００２７】
第２底板部１５は、底壁６の中心部から径方向外側に延び、底壁６の表面に沿って配置される第２下板２０と、第２下板２０と径方向外側において連続し、底壁６の周端部に配置される第２傾斜板２１とが一体的に形成されている。
【００２８】
第２下板２０は、底壁６の中心部と第２傾斜板２１との間において平面視略扇状に形成されている。この第２下板２０は、底壁６と接触するように水平方向に延びる平板状に形成されている。
【００２９】
第２傾斜板２１は、平面視略扇状に形成されており、その径方向一端が、第２下板２０の径方向外側に連続し、その径方向他端が、周側壁７に接触するように、第２下板２０から斜め上方に向かって延び、周側壁７および底壁６に対して傾斜するような平板状に形成されている。
【００３０】
また、第１傾斜板１８および第２傾斜板２１は、同一の傾斜角度を備え、その傾斜角度は、適宜、タンク２の容量に応じて選択すればよいが、たとえば、図４（ａ）に示すように、底壁６と周側壁７とに連続する湾曲線Ｆを、３０〜５００ｍｍの曲率半径、好ましくは、１００〜３００ｍｍの曲率半径で描いたときに、その湾曲線Ｆの底壁６の端部６Ｅから周側壁７の端部７Ｅに至るまでの中央Ｃにおける接線Ｔが延びる方向と、実質的に同一の方向に傾斜する角度として設定することが好適である。
【００３１】
このようにして、第１傾斜板１８および第２傾斜板２１の傾斜角度を設定すれば、曲率半径を設定するための中心Ｏから湾曲線Ｆに向かって延びる経線Ｒにおいて、水平方向の分力Ｘ１およびその反力Ｘ２を一定にしたときの、鉛直方向の分力Ｙ１およびその反力Ｙ２の積分値が、図４（ｂ）に示すように、接線Ｔに対して直交する直交線Ｐおける水平方向の分力Ｘ１およびその反力Ｘ２を、上記と同量（ベクトル量）で一定にしたときの、鉛直方向の分力Ｙ１およびその反力Ｙ２の積分値と、ほぼ同じ値になる。
【００３２】
つまり、この鉛直方向の反力Ｙ２は、材料の混合造粒（混合および／または造粒、以下同じ。）において、材料が第１傾斜板１８および第２傾斜板２１に衝突したときに、その材料を上方向に跳ね上げるように作用する反力に相当する。そのため、第１傾斜板１８および第２傾斜板２１の傾斜角度をこのように設定すれば、曲率半径３０〜５００ｍｍの湾曲面で、周側壁７と底壁６との間の屈曲面を形成した場合に、材料を上方向に跳ね上げるように作用する反力と、等しい反力を材料に作用させることができる。そのため、屈曲面を曲率半径３０〜５００ｍｍの湾曲面で形成した場合と、実質的に同一の混合造粒を達成することができる。
【００３３】
なお、２つの第１底板部１５および第２底板部１６は、第１下板部１５および第２下板部１６がボルトなどにより底壁６に固定されることにより、底壁６に固定されている。
【００３４】
また、水平回転羽根３は、図１に示すように、タンク２の中央部に設けられる回転軸２２と、その回転軸２２に設けられる下羽根２３、中羽根２４および上羽根２５とを備えている。
【００３５】
回転軸２２は、図１に示すように、タンク２の中央部において、底壁６を上下方向（鉛直方向）に貫通し、その下部が、支持フレーム５に軸受２６を介して回転自在に支持されるとともに、その上部が、タンク２内に突出されている。また、支持フレーム５内において、回転軸２２の下部には、後述するモータ４からの動力が伝達される従動プーリ２７が、相対回転不能に設けられている。
【００３６】
下羽根２３は、タンク２内に突出された回転軸２２の上部における下側において、径方向外側に延びるように設けられている。この下羽根２３は、側面視において、回転軸２２に近い基部から略水平方向に延び、その先端部がやや上方に屈曲するように、また、図２に示すように、平面視において回転軸２２に近い基部から径方向外側に延び、途中で屈曲する略斜めＮ状に形成されている。
【００３７】
中羽根２４は、図１に示すように、タンク２内に突出された回転軸２２の上部における上下途中において、径方向外側に延びるように設けられている。この中羽根２４は、側面視において、回転軸２２に近い基部から、先端部がやや上方となるように延び、また、図２に示すように、平面視において回転軸２２に近い基部から、先端部が先細状となるように、径方向外側に向かって延びるように形成されている。また、この中羽根２４は、平面視において、下羽根２３とオーバーラップするように配置されている。
【００３８】
上羽根２５は、図１に示すように、タンク２内に突出された回転軸２２の上部における上側において、径方向外側に延びるように設けられている。この上羽根２５は、側面視において、回転軸２２に近い基部から、やや上方に向かって延び、先端部において水平方向に延び、また、図２に示すように、平面視において回転軸２２に近い基部から、先端部が先細状となるように、径方向外側に向かって延びるように形成されている。また、この上羽根２５は、平面視において、中羽根２４と直交するように配置されている。
【００３９】
モータ４は、図１に示すように、支持フレーム５上において、タンク２の側方に設置されており、そのピニオンシャフト２８が支持フレーム５内に挿入されている。また、ピニオンシャフト２８には、伝動プーリ２９が相対回転不能に設けられている。
【００４０】
そして、ピニオンシャフト２８に設けられている伝動プーリ２９と、回転軸２２に設けられている従動プーリ２７とには、図示しないエンドレスベルトが巻回されている。
【００４１】
そのため、モータ４の駆動によって、ピニオンシャフト２８が回転されると、伝動プーリ２９、図示しないエンドレスベルトおよび従動プーリ２９を介して、その動力が回転軸２２に伝達され、これによって、水平回転羽根３の下羽根２３、中羽根２４および上羽根２５がタンク２内において、水平方向において高速回転される。
【００４２】
そして、この混合造粒装置１において、材料を混合造粒するには、まず、モータ４を起動して、水平回転羽根３を高速回転（たとえば、周速１０〜５０ｍ／分）させて、その状態で、適宜の材料、特に制限されないが、たとえば、樹脂ペレット、ランナー、フィルム、シート、廃プラスチック（プラスチックの廃材）など、をタンク２の投入口９から投入する。すると、投入された材料が、高速回転している下羽根２３、中羽根２４および上羽根２５によって、混合造粒される。そして、処理開始からタンク２内の温度は、下羽根２３、中羽根２４および上羽根２５の剪断熱によって上昇するので、その温度上昇またはモータ４のトルクを検知して、その検知を契機に、必要により水などを投入して、処理を完了する。
【００４３】
その後、圧力シリンダ１３を作動させて、開閉ゲート１２を開動作させることにより、処理された材料を排出する。
【００４４】
そして、このような混合造粒装置１では、タンク２内に材料を投入して、下羽根２３、中羽根２４および上羽根２５を水平方向において高速回転させると、材料が混合造粒されるが、このような混合造粒においては、第１傾斜板１８および第２傾斜板２１に衝突する材料が、その反力で上方向に跳ね上げられるので、材料を効率よく混合造粒することができる。
【００４５】
また、このような第１傾斜板１８および第２傾斜板２１は、平板状であって、湾曲状に形成するよりも、簡易かつ低コストで形成することができる。
【００４６】
そのため、この混合造粒装置１によれば、材料を効率よく混合造粒することができながら、簡易かつ低コストで形成することができる。
【００４７】
また、第１傾斜板１８および第２傾斜板２１は、上記したように、底壁６と周側壁７とに連続する湾曲線Ｆを、３０〜５００ｍｍの曲率半径で描いたときに、その湾曲線Ｆの底壁６の端部６Ｅから周側壁７の端部７Ｅに至るまでの中央Ｃにおける接線Ｔが延びる方向と、実質的に同一の方向に傾斜する角度として設定されているので、曲率半径３０〜５００ｍｍの湾曲面で、周側壁７と底壁６との間の屈曲面を形成した場合に、材料を上方向に跳ね上げるように作用する反力と、等しい反力を材料に作用させることができる。そのため、屈曲面を曲率半径３０〜５００ｍｍの湾曲面で形成した場合と、実質的に同一の混合造粒を達成することができる。
【００４８】
また、この混合造粒装置１では、第１傾斜板１８および第２傾斜板２１を備える底板１４は、タンク２と別体で形成されているので、タンク２における底壁６と周側壁７との境界の屈曲部８を、略直角に折れ曲がる角状に形成して製造しつつ、別途、底板１４を、タンク２の底壁６に設けることによって、効率のよい混合造粒を達成することができる。
【００４９】
しかも、底板１４は、第１傾斜板１８を備える第１底板部１５と、第２傾斜板２１を備える第２底板部１６とに分割可能に形成されているので、これらが一体的に形成される場合に比べて、周方向において磨耗しやすい第１傾斜板１８のみを、適宜のタイミングで交換することができる。そのため、メンテナンスの容易化およびメンテナンスコストの低減化を図ることができる。
【００５０】
なお、上記の混合造粒装置１では、水平回転羽根３の回転のみにより、材料を混合造粒したが、たとえば、タンク２内に固定刃を設けて、その固定刃を、下羽根２３、中羽根２４および上羽根２５と対向させることにより、材料を混合造粒するようにしてもよい。
【００５１】
また、上記の説明においては、第１傾斜板１８を第１底板部１５と一体的に形成し、また、第２傾斜板２１を第２底板部１６と一体的に形成したが、底壁６の周端部に、第１傾斜板１８および第２傾斜板２１のみを配置してもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の発明によれば、材料を効率よく混合および／または造粒することができながら、装置を簡易かつ低コストで形成することができる。
【００５３】
また、請求項２に記載の発明によれば、屈曲面を曲率半径３０〜５００ｍｍの湾曲面で形成した場合と、実質的に同一の混合および／または造粒を達成することができる。
【００５４】
請求項３に記載の発明によれば、タンクの屈曲面を安価な角状に形成して製造しつつ、別途設けられる傾斜板によって、効率のよい混合および／または造粒を達成することができる。
【００５５】
請求項４に記載の発明によれば、メンテナンスの容易化およびメンテナンスコストの低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の混合造粒装置の一実施形態を示す要部側断面図である。
【図２】図１に示す混合造粒装置の要部平面図である。
【図３】図１に示す混合造粒装置の底板の平面図である。
【図４】図３に示す底板の第１傾斜板および第２傾斜板の傾斜角度を設定するための説明図であって、
（ａ）は、湾曲線Ｆを描いた図、
（ｂ）は、接線Ｔに沿って第１傾斜板および第２傾斜板を配置した図である。
【符号の説明】
１    混合造粒装置
２    タンク
３    水平回転羽根
６    底壁
７    周側壁
１８  第１傾斜板
２１  第２傾斜板
Ｆ    湾曲線
Ｔ    接線
【図１】
2005040658.tif 000003
【図２】
2005040658.tif 000004
【図３】
2005040658.tif 000005
【図４】
2005040658.tif 000006