(57)【要約】【課題】  膨軟処理装置の回転軸の摩耗を軽減し、維持費用を低減させること【解決手段】  本発明の膨軟処理装置１は、最圧縮部Ａの回転軸３側が、外周面にカッター（歯部）のような異形形状がない断面円形の円筒軸部３４になっているので、最圧縮部Ａにおいて回転軸３が、被処理素材により摩耗されるのを軽減することができる。また、回転軸３のカッター軸部材３２と装置本体２の排出口部材１６との間Ｂでは、最圧縮部Ａに比べて、被処理素材に掛かる圧力が低いので、異形形状を有するカッター軸部材３２の摩耗を軽減することができる。【選択図】  図１
2005152692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に被処理素材を投入する素材投入口を備え、他端に排出口を備え、かつ、前記素材投入口から排出口に向けて徐々に縮径した筒状の装置本体と、
前記装置本体内に収容され、装置本体の縮径部に対応して素材投入口から排出口に向けて縮径したテーパ軸部の外周面にスクリュー羽根を備え、素材投入口に投入された被処理素材を排出口側へ押し込む回転軸とを備えた膨軟処理装置において、
前記回転軸に断面円形の円筒軸部を設け、この円筒軸部と装置本体との間に被処理素材を最も圧縮する最圧縮部を構成したことを特徴とする膨軟処理装置。
【請求項２】
前記装置本体の前記円筒軸部に対向する部位の内径を、排出口側に向けて徐々に小さくして、その小径端部と前記円筒軸部との間に最圧縮部を構成したことを特徴とする請求項１に記載の膨軟処理装置。
【請求項３】
前記装置本体の前記円筒軸部に対向する部位を、別体として交換可能にしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の膨軟処理装置。
【請求項４】
前記最圧縮部を構成する回転軸に設けた断面円形の円筒軸部を、別体として交換可能にしたことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の膨軟処理装置。
【請求項５】
前記回転軸は、前記円筒軸部よりもさらに回転軸のテーパ軸部の排出口側に、圧縮した被処理素材を小片に分ける歯部を備えていることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の膨軟処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、おが屑や籾殻などのバイオマスや、魚や動物の骨屑などを膨張軟化破壊する膨軟処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
膨軟処理装置８０は、図３に示すように、一端に素材投入口８１（ホッパー）を備え、他端に排出口８２を備えた筒状の装置本体８３と、装置本体８３内に収容したスクリュー羽根を備えた回転軸８４とを備えている。
【０００３】
装置本体８３は、素材投入口８１から排出口８２に向けて徐々に縮径した縮径部８５を備えている。回転軸８４は装置本体８３の縮径部８５に対応してテーパ状に縮径したテーパ軸部８６の外周面にスクリュー羽根８７を設けたスクリュー軸８８と、テーパ軸部８６から先端側（排出口８２側）へ延在した小径軸部８９と、この小径軸部８９からさらに先端側へ拡径し、さらに装置本体８３の内壁に近接した状態で平行に延在したカッター軸部９１を備えている。カッター軸部９１は、圧縮した被処理素材を小片に分けるカッター９２（歯部）を備えている。この回転軸８４は軸受９３で軸支され、図示外の動力伝達機構を介して動力源に連結されて回動する。
【０００４】
この膨軟処理装置８０は、回転軸８４を回転させることにより、素材投入口８１から投入された被処理素材を、回動するスクリュー羽根８７により押圧して排出口８２側（図３中左側）に押し込む。この際、装置本体８３と回転軸８４との間隔が素材投入口８１側から排出口８２側に向けて徐々に狭くなっており、素材投入口８１に投入した被処理素材を徐々に圧縮する。また、被処理素材を圧縮すること及び回転軸８４と摩擦接触させることにより、被処理素材の温度は徐々に上昇する。そして、回転軸８４と装置本体８３の内壁との間の間隔が最も狭くなる最圧縮部Ａで、被処理素材は、最も加圧され、かつ、温度も最も高くなる。
【０００５】
上記のように圧縮した被処理素材を、カッター軸部９１において、カッター９２で押し崩して、排出口８２から外部へ排出する。小片となった被処理素材は、排出口８２から排出される際に、急激に大気圧まで減圧され、圧縮状態が急激に解除されて含有水分が爆発的に急膨張するため、その繊維や細胞内の水分が急膨張し、その組織が極めて効果的に膨張軟化し破壊される。
【０００６】
このようにして繊維や細胞組織が膨張軟化破壊されたものは、吸水性、孔隙率、空気含有率が良いので、建築用資材、微生物の培養基材、育苗用資材、土壌改良材等に使用することができ、又、家畜などによる消化性が良いので、家畜家禽の飼料、増量剤及び漁業用餌料等に使用することができる（特許文献１、２）。
【０００７】
図３は特許文献１に記載された膨軟処理装置を示しており、図４は特許文献２に記載された膨軟処理装置を示している。また、図３と図４において、同一の作用を奏する部材又は部位には同一の符号を付している。
【特許文献１】特公平１−４８８２１
【特許文献２】特開平５−２４５４０９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載された膨軟処理装置は、図３に示すように、カッター軸部９１に被処理素材の最圧縮部Ａを設けている。また、特許文献２に記載された膨軟処理装置も、図４に示すように、カッター軸部９１に最圧縮部Ａを設けている。
【０００９】
膨軟処理装置８０の回転軸８４は、最圧縮部Ａにおいて被処理素材から大きな摩擦抵抗を受け、回転軸８４の最圧縮部Ａがもっとも激しく摩耗する。従来の膨軟処理装置８０は、回転軸８４の最圧縮部Ａをカッター軸部９１に構成しているが、カッター軸部９１は、圧縮した被処理素材を小片に分けるカッター９２（歯部）を備えており、このカッター９２が被処理素材から大きな摩擦抵抗を受け、もっとも激しく摩耗する。
【００１０】
このため、膨軟処理装置８０の機能を維持するために、カッター軸部９１を適時に交換する必要があるが、カッター軸部９１はカッター９２を備えた複雑な形状であるため、部品の製造コストが掛かり、交換部品のコストが増大する原因になっている。
【００１１】
本発明は、上記の問題点を鑑み、膨軟処理装置の回転軸の摩耗を軽減し、維持費用を低減させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る膨軟処理装置は、一端に素材投入口を備え、他端に排出口を備え、かつ、素材投入口から排出口に向けて徐々に縮径した筒状の装置本体と、装置本体内に収容され、装置本体の縮径部に対応して素材投入口から排出口に向けて縮径したテーパ軸部の外周面にスクリュー羽根を備え、素材投入口に投入された被処理素材を排出口側へ押し込む回転軸とを備えた膨軟処理装置において、回転軸に断面円形の円筒軸部を設け、この円筒軸部と装置本体との間に被処理素材を最も圧縮する最圧縮部を構成したことを特徴としている。
【００１３】
この場合、装置本体の前記円筒軸部に対向する部位の内径を、排出口側に向けて徐々に小さくした形状として、その小径端部と回転軸の円筒軸部との間に最圧縮部を構成するとよい。
【００１４】
また、装置本体の前記円筒軸部に対向する部位を、別体として交換可能にするとよい。また、最圧縮部を構成する回転軸に設けた断面円形の円筒軸部を、別体として交換可能にするとよい。また、回転軸は、円筒軸部よりもさらに回転軸のテーパ軸部の排出口側に、圧縮した被処理素材を小片に分ける歯部を備えているとよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る膨軟処理装置は、回転軸に設けた断面円形の円筒軸部に最圧縮部を構成したので、回転軸の摩耗を軽減することができ、回転軸の長寿命化を図ることができ、これにより、膨軟処理装置の維持費用を低減させることができる。
【００１６】
また、斯かる最圧縮部を構成する回転軸に設けた断面円形の円筒軸部は、単純な円筒形状であり、安価に製造できるので、別体として交換可能にした場合でも、メンテナンス時に必要な交換部品のコストを低減させることができる。
【００１７】
また、回転軸は、円筒軸部よりもさらに回転軸のテーパ軸部の排出口側に、圧縮した被処理素材を小片に分ける歯部を備えているが、この歯部では最圧縮部に比べて、被処理素材の圧力は低くなっているので、歯部の摩耗を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同一の作用を奏する部材又は部位には同一の符号を付して説明する。
【００１９】
本発明の一実施形態に係る膨軟処理装置１は、図１に示すように、装置本体２と、装置本体２に収容した回転軸３とを備えている。
【００２０】
装置本体２は、一端に被処理素材を投入する素材投入口１１を備え、他端に排出口１２を備えており、素材投入口１１を構成する素材投入口部材１３と、素材投入口１１と排出口１２との中間部位を構成するテーパ筒部材１４と、外側部材１５と、装置本体２の排出口１２を構成する排出口部材１６を備えている。
【００２１】
装置本体２の素材投入口１１を構成する素材投入口部材１３は、図示は省略するが、装置本体２の素材投入口１１に被処理素材を円滑に投入するためのホッパーを取り付けている。また、素材投入口１１側（図中右側）の端面には、回転軸３を取り付ける駆動軸１７を軸支している。この駆動軸１７は、図示を省略するが、軸受により回転自在に軸支しており、図外の動力伝達機構を介して駆動源（エンジン、モータなど）に連結している。この駆動軸１７の外周面にはフランジ１８を取り付けている。フランジ１８には、後述する回転軸３のスクリュー軸部材３１を固定するボルト４０を挿通するボルト挿通孔１９が形成されており、また駆動軸１７の先端側（排出口１２側）には後述する回転軸３のカッター軸部材３２を固定するボルト４３を螺合させるボルト孔２０を形成している。なお、図１中の２１は、回動するフランジ１８と、静止している素材投入口部材１３との間をシールするシール部材である。
【００２２】
テーパ筒部材１４は、素材投入口１１から排出口１２に向けて徐々に縮径した筒形状で構成され、その内周面には、被処理素材が回転軸３に連れて回動するのを防止する複数の突状２２を複数備えている。テーパ筒部材１４の排出口１２側の端面には、外側部材１５と排出口部材１６をボルト２３で固定するためのボルト孔２４を形成している。
【００２３】
外側部材１５は、回転軸３との間に最圧縮部Ａを構成する部材である。この外側部材１５は、テーパ筒部材１４の排出口１２側の端部に取り付けた筒状の部材であって、その内径は素材投入口１１側から排出口１２側に向けて徐々に小さくなっている。
【００２４】
排出口１２を構成する排出口部材１６は、外側部材１５の最小径部分よりも大きな内径で形成された円筒形状の部材である。外側部材１５と排出口部材１６は、それぞれテーパ筒部材１４のボルト孔２４に対応する位置に、ボルト２３を挿通させるボルト挿通孔２５、２６を形成している。外側部材１５と排出口部材１６は、テーパ筒部材１４の排出口１２側の端部に順番に配設して、ボルト２３でテーパ筒部材１４に固定している。
【００２５】
回転軸３は、スクリュー軸部材３１とカッター軸部材３２とを備えており、装置本体２の素材投入口１１側に軸支された駆動軸１７に片持ち支持状態で取り付けている。
【００２６】
スクリュー軸部材３１は、素材投入口１１側から排出口１２側に向けて、装置本体２のテーパ筒部材１４の形状に応じて徐々に縮径したテーパ軸部３３と、装置本体２の外側部材１５に対応した部位において断面円形状に形成した円筒軸部３４とを備えている。テーパ軸部３３は、その外周面に、回転軸３の回転に伴い、素材投入口１１に投入した被処理素材を排出口１２側に押し込み得るように螺旋状にスクリュー羽根３５を突設している。円筒軸部３４は、テーパ軸部３３の先端において、断面円筒形状で軸方向に延在した部位である。円筒軸部３４の先端側（排出口１２側）には、カッター軸部材３２を装着する装着軸３６が延在している。装着軸３６の外周面にはカッター軸部材３２を回転方向に係止する係止手段としてキー３７を設けている。
【００２７】
スクリュー軸部材３１の基端側（素材投入口１１側）の端面には、中央部に駆動軸１７に装着したフランジ１８のボス３８に装着する装着孔３９を形成している。また、スクリュー軸部材３１の基端側（素材投入口１１側）の端面の周囲には駆動軸１７に装着したフランジ１８にスクリュー軸部材３１を固定するボルト４０を螺合させるボルト孔４１を形成している。これにより、スクリュー軸部材３１は、装着孔３９を駆動軸１７に装着したフランジ１８のボス３８に装着し、駆動軸１７に装着したフランジ１８にボルト４０で締結している。また、スクリュー軸部材３１には、中央部を貫通したボルト挿通孔４２を形成するとともに、カッター軸部材３２を装着する装着軸３６の中央部に、カッター軸部材３２を固定するボルト４３を螺合させるボルト孔４４を形成している。
【００２８】
カッター軸部材３２は、スクリュー軸部材３１の円筒軸部３４の先端側に延在した装着軸３６に装着した円筒軸部３４に、圧縮した被処理素材を小片に分けるカッター４５（歯部）を設けたものである。カッター軸部材３２の内周面には、スクリュー軸部材３１の装着軸３６の外周面に設けたキー３７に係合するキー溝４６を備えている。カッター軸部材３２は、このキー溝４６をスクリュー軸部材３１の装着軸３６のキー３７に係合させて、装着軸３６に装着し、スペーサ４７を介在させて、ボルト４３でスクリュー軸部材３１に固定している。これにより、カッター軸部材３２とスクリュー軸部材３１が一体的に回動するようになっている。
【００２９】
この膨軟処理装置１は、上述した装置本体２と回転軸３との間隔（被処理素材の単位送り量当たりの体積）が、素材投入口１１側から排出口１２側に向けて徐々に狭くなっており、装置本体２の外側部材１５と、回転軸３のスクリュー軸部材３１の円筒軸部３４との間隔（被処理素材の単位送り量当たりの体積）を最も狭くしている。膨軟処理装置１に投入された被処理素材は、装置本体２の外側部材１５と、スクリュー軸部材３１の円筒軸部３４の間で最も圧縮されるようになっている。すなわち、この膨軟処理装置１は、装置本体２の外側部材１５と、スクリュー軸部材３１の円筒軸部３４の間に、被処理素材を最も圧縮する最圧縮部Ａを形成している。
【００３０】
また、回転軸３のカッター軸部材３２と装置本体２の排出口部材１６との間Ｂは、最圧縮部Ａよりも装置本体２と回転軸３との間隔（被処理素材の単位送り量当たりの体積）を少し広くしている。被処理素材は、最圧縮部Ａを過ぎた後も、摩擦熱で温度が上昇し、回転軸３のカッター軸部材３２と装置本体２の排出口部材１６との間Ｂで温度が最も高くなるが、回転軸３のカッター軸部材３２と装置本体２の排出口部材１６との間Ｂでは、被処理素材に掛かる圧力は最圧縮部Ａに比べて少し低くなる。
【００３１】
この膨軟処理装置１は、最圧縮部Ａの回転軸３側が、外周面にカッター（歯部）のような異形形状がない断面円形の円筒軸部３４になっているので、最圧縮部Ａにおいて回転軸３が、被処理素材により摩耗されるのを軽減することができる。また、回転軸３のカッター軸部材３２と装置本体２の排出口部材１６との間Ｂでは、最圧縮部Ａに比べて、被処理素材に掛かる圧力が低いので、異形形状を有するカッター軸部材３２の摩耗を軽減することができる。これにより、この膨軟処理装置１は回転軸３の長寿命化を図ることができる。カッター軸部材３２は、異形形状を有し、また通常、耐摩耗処理を施しているので、部品の単価が高く、本発明によるコスト低減効果は大きい。
【００３２】
また、この膨軟処理装置１は、さらに装置本体２の排出口部材１６や外側部材１５、及び、回転軸３のカッター軸部材３２を別体とし、排出口１２側から簡単に取り外せるようになっているので、これらの部品の点検や交換作業が容易である。
【００３３】
以上のように、本発明は、回転軸の最圧縮部の摩耗及びカッター軸部材の摩耗を軽減して、回転軸の長寿命化を図り、膨軟処理装置の長寿命化、維持費の軽減を図るものであるが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【００３４】
例えば、上述した実施形態では、回転軸３の最圧縮部Ａを構成する部位に設けた断面円形の円筒軸部３４を、スクリュー軸部材３１に一体的に形成したものを例示したが、図２に示すように、この円筒軸部３４をスクリュー軸部材３１とは別体の円筒形状の部材５１とし、カッター軸部材３２と同様の方法で、スクリュー軸部材３１に装着するようにようにしてもよい。
【００３５】
この場合、回転軸３の最圧縮部Ａを構成する円筒形状の部材５１が、単純な円筒形状で安価に製造できるものであり、スクリュー軸部材３１とは別体として、適当な時期に交換することができるので、メンテナンス時の交換部品コストをさらに低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係る膨軟処理装置の横断側面図。
【図２】本発明の他の実施形態に係る膨軟処理装置の横断側面図。
【図３】従来の膨軟処理装置を示す図。
【図４】従来の膨軟処理装置を示す図。
【符号の説明】
【００３７】
１  膨軟処理装置
２  装置本体
３  回転軸
１１  素材投入口
１２  排出口
１４  テーパ筒部材
１５  外側部材
１６  排出口部材
３１  スクリュー軸部材
３２  カッター軸部材
３３  テーパ軸部
３４  円筒軸部
３５  スクリュー羽根
４５  カッター
Ａ  最圧縮部
【図１】
2005152692.tif 000003
【図２】
2005152692.tif 000004
【図３】
2005152692.tif 000005
【図４】
2005152692.tif 000006