(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿潤材料をスクリューケース内で回転するスクリューにより加圧、圧縮しながらスクリューの終端部に設けられたエクストラクタまで移送し、エクストラクタの摺動作用と押出圧力によってスクリューケース終端側面部に取付けた半円環上のスクリーンから押出して造粒する装置において、前記エクストラクタはスクリュー取付部と、原材料をスクリーン内面に押付ける押付作用端を有する材料押付部と、原材料をエクストラクタの案内作用端から押付作用端まで輸送する材料輸送部とを備えてなり、この材料輸送部の頂稜部は、エクストラクタの回転方向に向かうにつれて頂稜部高さを漸減し、その終端部ではスクリュー取付け部の外周面にいたる切欠き部分を有するとともに、エクストラクタの回転軸中心に向かう渦巻き状に形成されることを特徴とする横押出式スクリュー型押出造粒機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品、医薬品、化学工業品、肥料、飼料等の原料粉体を造粒するために使用される横押出式スクリュー型押出造粒機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
押出造粒機の造粒能力を向上させるために、スクリーン面積を増やして押出し成形孔の数を増加させる手法が従来採られてきたが、スクリーン面積を増加させるだけでは、スクリーンの強度を低下させることになり、この問題を解決するために特公平６−２２６６９号「前押出式スクリュー型押出し造粒機」が提案されている。これは、球面状スクリーンを使用するものであるが、その直径が大きくなるとスクリーン強度が低下し、スクリーン周辺部の押出成形孔が歪むため、スケールアップに限界がある。
【０００３】
そこで本出願人は、スクリーンを円環状に形成することによって、スクリーン強度の低下や、押出成形孔の歪みを生じさせることなくスクリーン面積を増加させて、造粒能力の増加、装置のスケールアップを可能にした「横押出式スクリュー型押出造粒機」を提案している（特開平１０−１９２６８８号）。
さらに、本出願人は、より高い造粒能力を目指して特願平１０−１９３４７号「横押出式スクリュー型押出造粒機」を提案している。これは原材料をスクリーンに押付けるエクストラクタの形状を改良して、原材料をスムーズに移送させて造粒能力の向上、消費電力の削減を図ったものである。
【０００４】
特願平１０−１９３４７号「横押出式スクリュー型押出造粒機」のエクストラクタは、「スクリュー取付部と、原材料をスクリーン内面に押し付ける押付作用端を有する材料押付部と、原材料をエクストラクタの案内作用端から押付作用端まで輸送する材料輸送部とを具えて成り、この材料輸送部の頂稜部は、エクストラクタの回転方向に向かうにつれて頂稜部高さを漸減するとともにエクストラクタの回転軸中心に向かう渦巻き状に形成されることを」を特徴とするものである。これによって、特開平１０−１９２６８８号に示す押出し造粒機のエクストラクタ部分に原材料が滞留、付着し造粒能力が低下したり消費電力が増加することを大幅に改善することができた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この特願平１０−１９３４７号に示すエクストラクタには、次のような問題点があった。すなわち、エクストラクタの押付作用端まで運ばれた原材料は、スクリーンに形成された押出成形孔から押出されて造粒されるのであるが、造粒されなかった原材料の一部がエクストラクタとエンドプレートの間に入り込んで付着固化し、長時間連続運転すると発熱する虞があった。
したがって本発明が解決しようとする課題は、特願平１０−１９３４７号に示されたエクストラクタを改善して、造粒能力が高く消費電力の少ない、さらに長時間連続運転しても発熱の虞のない横押出式スクリュー型押出造粒機を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段は、
湿潤材料をスクリューケース内で回転するスクリューにより加圧、圧縮しながらスクリューの終端部に設けられたエクストラクタまで移送し、エクストラクタの摺動作用と押出圧力によってスクリューケース終端側面部に取付けた半円環上のスクリーンから押出して造粒する装置において、前記エクストラクタはスクリュー取付部と、原材料をスクリーン内面に押付ける押付作用端を有する材料押付部と、原材料をエクストラクタの案内作用端から押付作用端まで輸送する材料輸送部とを備えてなり、この材料輸送部の頂稜部は、エクストラクタの回転方向に向かうにつれて頂稜部高さを漸減し、その終端部ではスクリュー取付け部の外周面にいたる切欠き部分を有するとともに、エクストラクタの回転軸中心に向かう渦巻き状に形成されることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は本発明にかかる横押出式スクリュー型押出造粒機の模式図である。図２は、本発明にかかるエクストラクタとスクリーンおよびスクリーン取付具を示し、図３は従来のエクストラクタを示すものである。
横押出式スクリュー型押出造粒機１は、図１に示すようにスクリュー３０を駆動するための駆動部２と、投入された原材料Ａを搬送する搬送部３と、エクストラクタ終端部を覆うエンドプレート４と、造粒作用を行う造粒部５からなる。
【０００８】
駆動部２は、モータＭの出力軸が減速機２０、カップリング２１、軸受箱２２、スクリュー駆動軸２３と接続され、このスクリュー駆動軸にスクリュー３０が接続されている。
【０００９】
搬送部３は、円筒状のスクリューケース３１と、このスクリューケース内に設けられたスクリュー３０と、スクリュー３０の始端上部に設けられたホッパ３２を備えている。
【００１０】
エンドプレート４は、エクストラクタ５１の終端部を覆う部材であって、スクリューケース端フランジ３１ａより突出して固定された上下のブリッジ状部材３１ｂの端面にボルトにより固定される。
【００１１】
造粒部５は、スクリューケース３１の終端にスクリーン取付具５４を用いて設けられる二基一対の半円環状スクリーン５０と、これらの半円環状スクリーン５０の内側に設けられ、スクリュー３０の終端に固定されるエクストラクタ５１からなる。
【００１２】
半円環状スクリーン５０は、一例として本出願人による特開平１０−１９２６８８号「横押出式スクリュー型押出造粒機」に示されたものを適用するものであり、図２に示すように、パンチングされた成形用材料を絞り加工してなる断面形状を半径ｒの半円とした半径Ｒの半円環状部材であり、外円周全域にに対してフランジ５０ｂを備えている。この半円環状の部分には、一例として直径が１ｍｍ以下の押出し成形孔５０ａを開孔比約２０％で多数穿孔してある。
【００１３】
エクストラクタ５１は、図２に示すようにスクリュー取付部５１ａと、原材料Ａを半円環状スクリーン５０内面に押し付ける材料押付部５１ｂと、原材料Ａをスクリュー３０終端部から材料押付部５１ｂまで輸送する材料輸送部５１ｃとからなる。スクリュー取付部５１ａは、一例として円筒状であってその内周部にキー溝が形成されている。
【００１４】
材料押付部５１ｂは、このスクリュー取付部５１ａに対して、一例として対向するように２個所に形成され、半円環状スクリーン５０内側とほぼ同じ寸法（２ｒ）の厚さを有するとともに、これの半円環状スクリーン裏側に最接近する部分は、半円環状スクリーン５０の断面形状とほぼ同心の円弧状に形成されている。この円弧状曲面により原材料Ａを半円環状スクリーン５０内面に押し付けるため、この曲面を押付作用端と定義する。
【００１５】
材料輸送部５１ｃは、スクリュー３０から送り込まれた原材料Ａをその送り方向を９０度異ならせて半円環状スクリーン５０内面に向って送るものであり、案内作用端から押付作用端まで滑らかな曲線状に形成される。案内作用端とは、スクリュー４０から送り込まれた原材料Ａが、材料輸送部５１ｃにおいて最初に案内される部分をいう。また、図２に示すように材料輸送部５１ｃの外端縁を頂稜部Ｌとし、回転軸から頂稜部Ｌまでの距離を頂稜部高さとすれば、押付作用端部分が最も高く案内作用端に向って漸減し、エクストラクタ５１の回転軸中心に向う渦巻き状に形成されるている。
【００１６】
この頂稜部Ｌは、その終端部分すなわち案内作用端に対向する部分が、スクリュー取付部５１ａの外周面に達するまで切り欠かれている。これが、本発明の特徴的部分である。
この切欠き部分５１ｅを設けることによって、スクリーン５０の押出成形孔５０ａから押し出されずに、エンドプレート４側に回り込んだ原材料Ａは、この切欠き部を通過して、案内作用端に導かれるの、エクストラクタ５１とエンドプレーと４の間で付着固化することがなく、長時間連続運転しても発熱する虞もない。
【００１７】
半円環状スクリーン５０を造粒部５に取り付けるには、図２に示すように、半円環状スクリーン５０の幅を矯正し、スクリーン袖部のフランジ５０ｂを固定するためのスクリーン取付具５４を用いる。これは、半円環状スクリーン５０のフランジ５０ｂの半円曲面と同一の曲面を有する形状保持部５４ａに対して、その中央部長手方向に幅矯正部５４ｂを開口したものである。
このスクリーン取付具５４によって、半円環状スクリーン５０の形状を一定に保持できるため、安定した造粒を行うことができる。
【００１８】
次に本発明にかかる横押出式スクリュー型押出造粒機を用いた造粒方法を説明する。
前処理されて可塑性を有した原材料Ａを、ホッパ３２に投入する。投入された原材料Ａは、スクリュー３０に設けられたスクリュー羽根３３よって輸送される。
スクリュー取付部５１ａまで輸送された原材料Ａは、エクストラクタ５１の材料輸送部５１ｃの案内作用端に均等に供給される。エクストラクタ５１はスクリュー３１ともに回転しているので、原材料Ａは材料輸送部５１ｃの表面を頂稜部Ｌに沿うように案内作用端から押付作用端まで、半円環状スクリーン５０の押出成形孔５０ａに向けてスムーズに輸送される。ここに材料押付部５１ｂが回転してくると押付作用端により原材料Ａは半円環状スクリーン５０の押出成形孔５０ａから外部に押し出されて、連続的に造粒が行われる。
【００１９】
この時、半円環状スクリーン５０の押出成形孔５０ａから外部に押し出されずに、原材料Ａの一部がエンドプレート４側に回り込んでしまっても、頂稜部Ｌの終端部分が切り欠かれているので、エンドプレーと４とエクストラクタ５１の間に滞留、付着固化して発熱の原因になるようなことはない。
すなわち、一方の材料押付部５１ｂの作用によっては、押出成形孔５０ａから押し出されずにエンドプレート４側に回り込んだ原材料Ａのは、切欠き部分５１ｅを通過して他方の案内作用端から材料押付部５１ｂに至り、押出成形孔５０ａから外部に押し出されて造粒される。
【００２０】
【発明の効果】
本発明による横押出式スクリュー型押出造粒機によれば、半円環状スクリーンに設けた押出成形孔から押し出されずに、エクストラクタとエンドプレートの間に入り込んだ原材料も、エクストラクタ材料輸送部の稜線部の終端部分に切欠き部分を設けたので、ここを通過して再度押出成形孔に輸送して押し出すことができる。したがって、エクストラクタとエンドプレーとの間に原材料が滞留、付着固化することがないので発熱の虞もない。
【００２１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる横押出式スクリュー型押出造粒機の模式図
【図２】本発明にかかるエクストラクタとスクリーンおよびスクリーン取付部
【図３】従来のエクストラクタ
【符号の説明】
１      横押出式スクリュー型押出造粒機
２      駆動部
３      輸送部
３１ａ  スクリューケース端フランジ
３１ｂ  ブリッジ状部材
４      エンドプレート
５      造粒部
５１    エクストラクタ
５１ａ  スクリュー取付部
５１ｂ  材料押付部
５１ｃ  材料輸送部
５１ｄ  くり抜き部
５１ｅ  切欠き部分
５４    スクリーン取付具
５４ａ  形状保持部
５４ｂ  幅矯正部
Ａ      原材料
Ｌ      頂稜部
Ｍ      モータ
【図１】
0003990047.tif 000002
【図２】
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【図３】
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