JP2023077942A - 製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一つの装置で混練工程から造粒工程まで行うことができるとともに、装置全体として小型化を実現でき、かつ、造粒された混練物の径のばらつきが小さい製造装置の提供。【解決手段】製造装置１は、筐体２における搬送方向の上流側に設けられ、原料を混練しながら搬送方向の下流側へ混練物を送る混練部４と、筐体における前記搬送方向の下流側に設けられ、混練部で生成された混練物から造粒を行う造粒部５と、筐体の搬送方向に沿って設けられ、かつ、互いに対向して配置された不等速に回転する第１及び第２の回転軸６、７と、第１及び第２の回転軸の混練部に対応する位置に設けられた混練部材と、第１及び第２の回転軸の造粒部に対応する位置に設けられた造粒部材と、を備え、混練部と造粒部とを区画し、混練部から造粒部へ排出される混練物の量を調整する堰板３を有し、第１及び第２の回転軸は、堰板を貫通している。【選択図】図１

Description

新規性喪失の例外適用申請有り

本発明は、製造装置に関する。

採石場や建設現場で発生する高水分の粘土、工場生産工程などで発生する排水を処理する工程で生じる脱水ケーキなどは水分が高いことにより、また、工場で発生する粉塵などの集塵ダストなどは乾燥微粉であることにより、それぞれ単独では取扱いしにくい。しかし、含有する成分を有効活用する観点からは、造粒処理することで取り扱いしやすい性状に変化させることが求められている。例えば、特許文献１の方法では、混練機能あるいは押出機能を有するスクリュー部、その一部に設けた真空室（減圧室）、及び任意の孔径の孔を有する押出口によって構成されている真空押出機を用いて所望の形状となるように造粒を行っている。

また、造粒装置としては、混練機能は有さずに造粒機能のみを有する造粒装置も知られている（例えば特許文献２、３）。特許文献２に記載の造粒装置は、押出口を有するものではなく、ロッドが固定された回転軸を回転させることで、造粒を行うものである。また、特許文献３に記載の造粒装置は、略円筒状の横型造粒装置であり、材料と水とを供給して、回転軸に取り付けられている攪拌造粒羽根と、前記横型造粒容器内で前記攪拌造粒羽根よりも高速で回転駆動されるチョッパー羽根とから構成されている。

特開２０１２－１２１７３３号公報 特開２０１１－１８９２９６号公報 特開２００６－７５７１０号公報

上記の特許文献１記載の方法では、混練後に混練物を押出口から押出すことで造粒していたが、この造粒方法では脱水ケーキの粘度によっては製造に時間がかかり、また、得られた造粒物の径のばらつきも大きいという問題がある。

これに対し、特許文献２、３記載の造粒装置は、得られた造粒物の径のばらつきが小さいが、粉体を対象物としており混練機能を有していないので、別途混練装置を設ける必要がある。しかしながら、別途混練装置を設けるとなると、装置が全体として大型化してしまい、設置スペースや、かつ、コストの観点から好ましくない。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、一つの装置で混練工程から造粒工程まで行うことができるとともに、装置全体として小型化を実現でき、かつ、造粒された混練物の径のばらつきが小さい製造装置を提供することを目的とする。

本発明の製造装置は、筐体と、前記筐体における搬送方向の上流側に設けられ、原料を混練しながら搬送方向の下流側へ混練物を送る混練部と、前記筐体における前記搬送方向の下流側に設けられ、前記混練部で生成された混練物から造粒を行う造粒部と、前記筐体の前記搬送方向に沿って設けられ、かつ、互いに対向して配置された不等速に回転する第１及び第２の回転軸と、前記第１及び第２の回転軸の前記混練部に対応する位置に設けられた混練部材と、前記第１及び第２の回転軸の前記造粒部に対応する位置に設けられた造粒部材と、を備え、前記混練部と前記造粒部とを区画し、前記混練部から前記造粒部へ排出される前記混練物の量を調整する堰板を有し、前記第１及び第２の回転軸は、前記堰板を貫通していることを特徴とする。

本発明の製造装置においては、第１及び第２の回転軸の前記混練部に対応する位置に設けられた混練部材と、前記第１及び第２の回転軸の前記造粒部に対応する位置に設けられた造粒部材と、を備え、前記混練部と前記造粒部とを区画し、前記混練部から前記造粒部へ排出される前記混練物の量を調整する堰板を有する。この場合に、混練工程と造粒工程とにおける必要な滞留時間の違いから、単に一の回転軸に対して混練部材と造粒部材とを設けた場合に混錬部材と造粒部材とが同一回転数で回転すると、各々の工程における滞留時間が不適正になることが考えられる。しかし、本発明においては、排出調整可能な堰板を配することで、混練部材と造粒部材とを同一回転数で回転する場合であっても、各工程における滞留時間調整を行うことができ、一つの装置で混練工程から造粒工程まで行うことができるとともに、装置全体として小型化を実現できる。さらに、混練部材が設けられた回転軸の回転により原料を混練することで、原料が十分に混練されるとともに、造粒部材が設けられた回転軸の回転により微粉が造粒され、脱水ケーキや微粉が湿分で凝集して過大となった塊状品は造粒部材で解砕されて再造粒されるため造粒径のばらつきが小さい。

前記混練部材がパドルであり、前記回転軸の外周には、複数の前記パドルが所定の間隔で離間して設けられ、前記第１と第２の回転軸に設けられた各前記パドルのうち、少なくとも、最も前記堰板に近い前記パドルは、そのパドル面が混練物の搬送方向とは逆側に混練物を送る逆相となるように設けられていることが好ましい。堰板に近いパドルが逆相で設けられていることで、搬送されてきた混練物が逆相のパドルにより逆方向に搬送されることになる。これにより、より混練部において混練物を長い時間滞留させることが可能となり、十分に混練することができるとともに、一度に多量の混練物が造粒部側に搬送されることを抑制するので、混練部と造粒部とが回転軸を共有したとしても、所望の混練及び造粒を行うことが可能である。

前記堰板が、前記第１及び第２の回転軸を回転可能に支持する固定堰板と、前記固定堰板から脱着可能な可動堰板とからなり、前記可動堰板の脱着により前記堰板の高さが可変であるように構成されていることが好ましい。堰板の高さが可変であることで、混練部から造粒部への排出量を所望量で調整することができる。

最も前記堰板に近い前記パドルは、前記堰板と前記パドルの側端部との距離が短くなるように延設されたことが好ましい。距離が近くなるようにパドルの形状が変更されていることで、搬送されてきた混練物の多くを逆相のパドルにより逆方向に搬送することが可能であり、かつ、堰板に付着した混練物をクリーニングすることができる。

前記筐体に溝部が形成され、前記筐体には、前記筐体外側へ突出し、スリットが形成されたスリット部材が設けられ、前記溝部と前記スリット部材に形成されたスリットとが連通し、前記固定堰板が、前記筐体に設けられた溝部に嵌入されつつ、前記スリット部材の前記スリットを構成する壁面のうち、前記造粒部側の壁面に押圧されて固定されることが好ましい。このように構成されたことで、搬送方向下流側の壁面に堰板を固定することができ、堰板を筐体に確実に固定することが可能である。

前記パドルは、前記回転軸の外周には、複数の前記パドルが所定の間隔で離間して設けられ、前記第１と第２の回転軸に設けられた各前記パドルのうち、少なくとも、最も前記堰板に近い前記パドルは、そのパドル面が混練物の搬送方向とは逆側に混練物を送る逆相となるように設けられていることが好ましい。

本発明の製造装置によれば、一つの装置で混練工程から造粒工程まで行うことができるとともに、装置全体として小型化を実現できる。

製造装置の外観の上面視概略図である。 製造装置の側面視概略図である。 堰板の構造を示す斜視図である （１）堰板の構造を示す正面図（２）堰板と筐体側面のスリットとの関係を示す側面図である。 製造装置内部の上面概略図である。 製造装置内部の一部側面概略図である。 パドルを説明するためのパドルの拡大図である。 パドル列を模式的に説明するための回転軸の一部拡大図である。 製造装置内部のＡ－Ａ’矢視図である。 製造装置内部のＢ－Ｂ’矢視図である。

以下、本発明の実施形態に係る製造装置について添付図面を参照して詳細に説明する。ただし、この実施形態は例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。

本発明の実施形態に係る製造装置を図１～図９を用いて説明する。

（製造装置の概略構成）

まず、本実施形態の製造装置について、図１、２を用いて概略を説明する。湿原料を造粒操作する方法として、転動法、押出成形法、撹拌法などがあるが、本実施形態の製造装置は撹拌法を用いた装置に分類される。図１、２に示すように、製造装置１は、筐体２を有する。筐体２は、一の方向に長い直方体形状であり、床面に対して水平となるように例えばフレーム１１上に設置される。筐体２には、不図示のホッパーから、混練される混練物の原料を筐体２内に投入（投下）するための投入口２１がその上面左端部に設けられている。また、筐体２の底面右端部には、筐体２から不図示のコンベア上へ造粒物を排出する（落下させる）ための排出口２２が設けられている。

また、筐体２には、排出調整部材としての堰板３（詳しくは後述する）により、図中左側の混練部４と、図中右側の造粒部５とに区画されている。混練部４では、投入口２１から投入された原料が混練されて、混練物が形成される。また造粒部５では、混練部４で形成された混練物が堰板３を介して搬送されて、造粒される。すなわち、投入口２１側から混練部４に投入された原料は混練されながら造粒部５へと搬送され、堰板３を介して造粒部５へ流入し、排出口２２から排出される。図２中矢印で示した方向は、このような原料の搬送される搬送方向を示しており、図中左側が搬送方向上流側、図中右側が搬送方向下流側となる。

本実施形態における原料は脱水ケーキと粉体であるが、これに限定されるものではない。原料としては、例えば、脱水ケーキのみからなるものであってもよいし、脱水ケーキのような水分を含む材料に、さらに粉体（例えば石粉や石灰粉）や各種薬剤、液体、セメント等が加えられたものであってもよい。

ここで、脱水ケーキとは、石灰製品の製造過程において発生した排水中に含まれる固形分を脱水したものである。脱水ケーキの含水率は、例えば１０～５０％、好ましくは２０～４０％であるが、この含水率は脱水ケーキを形成するための脱水機の脱水性能による。脱水ケーキのように原料が水分を含む場合、凝集性が強く、分散性や流動性が悪い。そのため、特に脱水ケーキを混練するためには、せん断混合を行うことにより材料を細かくせん断し、原料を均一化する。また、造粒を主目的とした場合には、原料の特性（粒径分布、原料の比重）により適正な含水率が設定されるが、粉体としての石粉とを配合する場合、含水率は１０～１５％が好ましく、より好ましくは１３～１４％である。また、およそ１００μｍ以下の微粉や微粉が湿分で凝集した粘土などは、そのままでは発塵や付着などの問題が生じるが、造粒操作で粒状物にすると、発塵防止・付着性低減や流動性向上・偏析防止など様々な効果を奏することができ好ましい。

筐体２内には、その長手方向に沿って同じ径の２本の回転軸６、７が、堰板３を貫通して互いに平行に架設され、互いの内側へ向かって回転する。本実施形態では、この回転軸６、７が回転することで回転軸に取り付けられた混練部材及び造粒部材（図１、２中では図示は省略した）により混練工程、造粒工程が連続して行われる。本装置では、この混練部材及び造粒部材が設けられた回転軸６、７が回転することで搬送手段を設けることなく投入口２１から投入された原料が混練部４、堰板３、および造粒部５を介して排出口２２から所望の造粒物として排出されるように構成されている。

回転軸６、７は、それぞれ個別にモーターを設けて不等速で回転されてもよいが、例えば図示するように、モーター１２を一つだけ設けて、モーター１２の一方向への回転駆動力が回転軸７に伝達されて回転軸７が一方向に回転しつつ、回転軸６が逆方向に回転するようにギア１３を介して駆動力を回転軸６にも伝達するように構成されていてもよい。各回転軸６、７に個別にモーターを設けないことで、省スペースに製造装置を構成することが可能である。より大きな駆動力を必要とする場合には、各回転軸６、７に対して個別にモーターを設けてもよい。

本実施形態では、混練部４と造粒部５とは、二本の回転軸６、７を互いに共有している。通常、回転軸に設けられた混練部材により混練する混練装置では、混練を十分に行うために回転数が低く、他方で回転軸に設けられた造粒部材により造粒する造粒装置では遠心力を高めるために回転数が高いことから、混練機能及び造粒機能を有する装置とする場合、回転軸を混練装置及び造粒装置で共有することができない。即ち、混練装置と造粒装置とでは、必要な滞留時間が異なる。他方で、仮に別々の装置で構成するとすれば、装置が全体として大型化してしまい設置スペースが必要となる。また、仮に回転軸を混練装置及び造粒装置で共有するとすれば、回転数を低くすると遠心力が足りずに所望の造粒を行うことができず、他方で回転数を高くすると十分に混練がなされていない混練物が造粒部に搬送されてしまい、造粒を行うことができない等の事態が発生するおそれがある。

しかしながら、本実施形態では、小型化を実現すべく、混練部４及び造粒部５で回転軸６、７を共有することによる同一の回転数条件においても適切に混練及び造粒できるように、混練部４と造粒部５とを区画し、かつ、混練部４から造粒部５への排出量を調整する排出調整可能な堰板３を配し、排出量を調整している。これにより、混練部４での原料の滞留時間を長くして十分に混練を行ってから混練物を造粒部５へ搬送することができるので、小型の製造装置で、所望の混練及び造粒を行うことができるように構成されている。

（堰板）

以下、本発明の製造装置における堰板３について詳細を説明する。図３、４に示すように、堰板３は、筐体２に固定される固定堰板３１と、固定堰板３１に固定され、回転軸６、７がそれぞれ貫通する貫通孔３２が形成された貫通堰板３３と、貫通堰板３３の上部に取り付けられて堰板３の上下方向における高さを可変とするための下部可動堰板３４、上部可動堰板３５とを備える。

貫通堰板３３は、各貫通孔３２の下部側を形成する二枚の下部堰板３３１と、貫通孔３２の上部側を形成する上部堰板３３２とからなる。各下部堰板３３１は、その上端部に半円状の下部凹部３２１が形成されている。上部堰板３３２にはその下端から上端に向かって形成された半円状部３２２をそれぞれ備えた上部凹部３２３が形成されている。この下部堰板３３１と上部堰板３３２とを上下に組み合わせることで、下部凹部３２１及び上部凹部３２３の半円状部３２２より円形状の貫通孔３２が形成される。このようにして形成された貫通孔３２は、回転軸６、７の外周よりもよりも若干大きいので、回転軸６、７の回転を妨げることがない。

下部可動堰板３４は、貫通堰板３３の上端に配されて適宜固定部材４１により固定される。上部可動堰版３５は下部可動堰板３４の上端に配されて適宜固定部材４１により固定される。この可動堰板３４、３５はいずれも固定部材４１を取り外すことで、堰板３から脱着可能であるように構成されているので、これらを脱着することにより、堰板３の高さを変更することができる。本実施形態では、固定堰板３１、貫通堰板３３、下部可動堰板３４及び上部可動堰版３５から堰板を構成した場合の堰板３の高さを１とすると、固定堰板３１と貫通堰板３３とのみから堰板を構成した場合の堰板３の高さは０．７５であり、固定堰板３１と貫通堰板３３と下部可動堰板３４とから堰板を構成した場合の高さは０．９０となるように構成している。また、これらの貫通堰板３３、下部可動堰板３４及び上部可動堰版３５の筐体２の幅方向端部には、貫通堰板３３、下部可動堰板３４及び上部可動堰版３５に亘って断面がＬ字状のＬ字部材４２が設けられて、このＬ字部材４２を介して筐体２の側壁面２５に固定されている。なお、本発明の固定堰板とは、固定堰板３１及び貫通堰板３３からなる。

筐体２には、筐体２の底面２３から側壁面２５にわたって取り付けられる、スリット２６が形成されたスリット部材２７が設けられる。具体的には、筐体２の底面２３の短手方向端部は湾曲して側壁面２５と連続している。即ち、筐体２はその底部２３の幅方向両端部と各側壁面２５との間に湾曲部２４を有する。スリット部材２７は、この底面２３及び湾曲部２４にわたって設けられるように、底面２３及び湾曲部２４に対応した形状となっている。スリット部材２７の長手方向における長さは、筐体２の幅方向における長さよりも長いので、スリット部材２７は、筐体２に対して突出して設けられることになる。スリット部材２７は、同形状の二枚の板状部（壁面）２７１が所定距離離間した状態で固定されることで板状部２７１間にスリット２６が形成されている。スリット２６は、スリット部材２７の上面２６１及び筐体２の幅方向における端部２６２で開口している。スリット２６の上面２６１である開口は、前述した筐体２に設けられた溝部に対向し、溝部と連通する。固定堰板３１は、当該スリット部２７のスリット２６の幅方向における端部２６２に差し込まれてスリット２６に挿入される。スリット２６が溝部に連通しているので、固定堰板３１の長手方向中央上部３１１は筐体２内部に露出し、長手方向端部３１２はスリット部材２７内に収容される。

この固定堰板３１は、スリット部材２７内に収容された長手方向端部３１２がスリット部材２７に固定されることで、筐体２に取り付けられる。具体的には、固定堰板３１は、スリット２６に挿入され搬送方向下流側のスリット部材２７の板状部２７１に押圧された状態で、その長手方向端部３１２の底面側の角部３１３において、上流側の板状部２７１に設けられた貫通孔２７２に挿入された位置決めピン２３２より位置決めされる。その状態で、スリット部材２７及び固定堰板３１を貫通する固定ピン２３３により、固定堰板３１はスリット部材２７に固定される。これにより、固定堰板３１を位置決めしながらスリット部材２７に固定することが可能である。そして、この固定堰板３１に貫通堰板３３が搬送方向の下流側に固定され、さらには貫通堰板３３上に下部可動堰板３４及び上部可動堰版３５の少なくともいずれかが固定されることによって、堰板３が構成されている。なお、本実施形態においては、位置決めピン２３２を、スリット部材２７に対して合計６個設けているが、位置決めピン２３２の数は限定されない。他方で、位置決めピン２３２は、スリット部材２７の湾曲部２４に対応する箇所に複数設けられているほうが、位置決めが容易で好ましい。

このように堰板３が筐体２に設けられていることで、混練部４と造粒部５とを区画でき、混練部４と造粒部５とで原料が混ざり合うことがなく、かつ、堰板３に設けられた貫通孔３２を回転軸６、７がそれぞれ貫通していることで、混練部４と造粒部５とで回転軸６、７を共有することができる。その結果、所望の混練及び造粒を行うことができる製造装置を提供できる。また、堰板３の高さが可変であることで、混練部４から造粒部５への混練物の搬送量を調製することができ、適切なものとすることができる。これにより、十分に原料を混練して混練状態のよい混練物を形成することができるとともに、所望の量の混練物を混練領域から造粒領域へ搬送して所望の大きさの造粒粒にすることができる。さらには、堰板３においては、貫通孔３２を二つの下部堰板３３１と上部堰板３３２とで構成していることで、回転軸６、７に対しての位置決めを正確に行うことができ、結果として回転軸６、７の回転を妨げることがない。また、さらに搬送方向下流側のスリット部材２６の面に押圧された状態で、堰板３がスリット部材２７に固定されていることで、堰板３にかかっている圧力の方向と混練物の搬送方向とが一致するので、混練物の搬送により堰板がずれたりすることが抑制でき、確実に固定することが可能である。

（回転軸）

上述のように回転軸６、７は、互いに内向きとなるように回転されるが、原料としての脱水ケーキと石粉とを３：１～１：１で混練して造粒する場合、回転軸６の周速は、０．５～５．０ｍ／ｓｅｃ、好ましくは０．５～３．０ｍ／ｓｅｃ、最も好ましくは０．６～２．０ｍ／ｓｅｃであることが好ましい。回転軸６の周速が、０．５ｍ／ｓｅｃよりも低いと、所望の造粒をすることが難しい場合がある一方で、５．０ｍ／ｓｅｃより高いと、所望の混練を行うことが難しい場合がある。上述の回転数の範囲で回転することで、混練部４と造粒部５とで回転軸６、７を共有しながら好ましく混練及び造粒を行うことが可能である。

本実施形態では、回転軸６、７を混練部４及び造粒部５で共有していることから、上述のように混練部４及び造粒部５で回転軸６、７を共有することによる同一の回転数条件においても適切に造粒できるように、混練部４から造粒部５への排出量を調整する排出調整可能な堰板３を配し、排出量を調整したうえで、回転数を所望の回転数とすることで、さらに十分に混練を行ってから、混練物を造粒部５へ搬送することができるので、所望の造粒を行うことができるように構成されている。

（混練部材）

以下、回転軸６、７に、混練部４に対応して設けられた混練部材について、図５～９を用いて説明する。

回転軸６、７のそれぞれの外周に、混練部４に対応する位置には混練部材としての複数のパドル６０、７０が立設されている。各パドル６０と各パドル７０とは、同じ形状、構成であるので、パドル６０を例として説明する。図７に示すように、パドル６０は、略扇状の平板部６１と、平板部６１が固定され、回転軸６、７に対して各パドル６０が固定されるための略直方体状の固定部６２とを有する。平板部６１は、固定部６２の長手方向に対してその回転軸６、７における位置に応じた所定の角度で立設されている。また、各パドル６０、７０は、それぞれの高さ（回転軸６、７の外周からの突出量を意味し、平板部６１と固定部６２との高さの合計に等しい）が回転軸６、７の外周面間の距離より僅かに小さく、各パドル６０，７０の先端が回転軸６、７の回転にしたがって相手側の回転軸６、７の外周に近接し、回転軸６、７に付着した混練物を掻き落として回転軸６、７をセルフクリーニングできるようになっている。このため、平板部６１の先端側（固定部６２とは逆側）は平板部６１の基端側よりも厚みが増した構成としている。

各パドル６０は、回転軸６に対して、二つの螺旋状のパドル列Ｘ、Ｙを形成するように配されている。即ち、各パドル列Ｘ、Ｙにおいて、パドル６０は、回転軸６の外周に所定の螺旋ピッチで互いに回転軸６の回転方向に所定の角度ピッチ（後述する）ずつずらして螺旋状に配置されている。図８は、回転軸６、７におけるパドル６０、７０の設置位置を模式的に図示したものである。実線Ｘ、Ｙがパドル列Ｘ、Ｙをそれぞれ模式化しており、実線Ｘ、Ｙの点線部は回転軸６、７の裏側におけるパドル列Ｘ、Ｙを示す。図８においては、パドル列Ｘを構成する各パドル６０の設置位置を、順番に、図８中の左側から右側へ、それぞれＸ１，Ｘ２、、、とＸｎ（ｎは整数。本実施形態では１から１３まで）とし、パドル列Ｙを構成する各パドル６０の設置位置を、図８中の左側から右側へ、Ｙ１、Ｙ２、、、Ｙｎ（ｎは整数。本実施形態では１から１３まで）と表示している。そして、各パドル列Ｘ、Ｙを構成するパドルは、そのｎが増えるにしたがって、回転軸６の外周に沿って、所定の螺旋ピッチ及び所定の角度ピッチずつ配置をずらして回転軸６に設置されている。

また、パドル７０も、回転軸７に対して、パドル列Ｘ、Ｙと同様に二つの螺旋状のパドル列Ｚ、Ｗを形成するように配されている。即ち、各パドル列Ｚ、Ｗにおいて、パドル７０は、回転軸７の外周に所定の螺旋ピッチで互いに回転軸７の回転方向に所定の角度ピッチずつずらして螺旋状に配置されている。このような配置により、パドル列Ｘを形成するパドル６０は、回転軸６に螺旋状に配置され、パドル列Ｙも、回転軸６にパドル列Ｘに対して軸方向に所定の距離で離間して螺旋状に配置されている。また、回転軸７におけるパドル列Ｚは、回転軸７にパドル列Ｘが形成する螺旋とは逆螺旋状に配置される。回転軸７におけるパドル列Ｗは、回転軸７にパドル列Ｙが形成する螺旋とは逆螺旋状に、かつ軸方向に所定の距離で離間して配置される。

パドル６０の螺旋ピッチとパドル７０の螺旋ピッチ（Ｌ）の比は、回転軸６と回転軸７との回転数比に対して逆比になるように構成されており、例えば回転軸６と回転軸７との回転数比が、５：４のときは、１Ｌ：１．２５Ｌのように、逆比となっている。また、パドル６０の角度ピッチとパドル７０の角度ピッチの比は、回転軸６と回転軸７との回転数比と同比になるように構成されており、回転軸６と回転軸７との回転数比が５：４のときは、例えば、図９に示すように、各条におけるパドル６０の角度ピッチは９０°、パドル７０の角度ピッチは７２°のように、回転軸６と回転軸７の回転数比と同じ比となっている。したがって、回転軸６、７の軸方向の搬送速度は同じになる。

上述のように、原料、特に脱水ケーキを混練する場合にパドル６０間の間隔が大きくなると原料を細かくすることが難しいので、本実施形態では、幅の狭いパドル６０、７０によるパドル列Ｘ～Ｗを回転軸６、７にそれぞれ二条ずつ設けることで、より原料を細かくせん断しながら混練して混練物を形成することが可能である。

また、各パドル６０、７０は、そのパドル面が混練物を搬送方向に進める螺旋（送り螺旋）に沿った方向になる正相か、あるいはパドル面が回転軸の回転中心線に対して正相と対称な逆相となっている。即ち、各パドル６０、７０は、その平板部６１が、固定部６２の長手方向に対してその回転軸における位置に応じて正相、逆相となるように所定の角度で立設されている。それぞれ各回転軸６、７の対向するパドル位置でのパドル面の相が同相となるように配列されている。

本実施形態においては、各回転軸において当該堰板３に最も近い、その中心位置がＸ１３及びＹ１３であるパドル６０が、逆相となるように設けられている。これにより投入口２１から投入された原料は、回転軸６、７の回転に伴い造粒部５側へ搬送されていくが、堰板３の手前で逆相のパドル６０により逆方向に搬送されることになる。これにより、より混練部４において混練物を長い時間滞留させることが可能となり、十分に混練することができるとともに、一度に多量の混練物が造粒部５側に搬送されることを抑制するので、混練部４と造粒部５とが回転軸６、７を共有したとしても、所望の混練及び造粒を行うことが可能である。

また、本実施形態では、各パドル列Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗは、それぞれ１３個のパドル６０、７０からなり、各パドル列Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗは、それぞれ、パドル６０、７０の向きが連続して「正相、正相、逆相」となる並びを有する。本実施形態では、Ｘ１１からＸ１３、Ｙ１１からからＹ１３までに「正相、正相、逆相」の並びが含まれている。この「正相、正相、逆相」となるような並びを有することで、混練物は「送り、送り、戻し」の作用を受け、また、全体としては正相のパドル６０、７０が逆相のパドル６０、７０より多いので、混練物はパドル６０、７０により攪拌されながら搬送方向に搬送される。なお、ここで送りとは搬送方向と同一方向への移動を意味し、戻しとは搬送方向とは逆方向への移動を意味する。また、正相のパドル６０、７０と逆相のパドル６０、７０が隣り合っている複数の箇所で混練物の搬送方向への流れが滞る。これにより、パドル６０、７０間に挟まれて押圧される混練物が搬送方向またはその逆方向に逃げ難くなり、混練物（特にダマといわれる塊）の押しつぶし効果を高めることができる。また、搬送方向への流れが滞るため、混練物の材料の投入から混練物の排出までの滞留時間が長くなり、ダマの押しつぶし動作を含む撹拌動作を多数回、十分に行うことができ、ダマをなくして、十分で均一な混練が可能になる。また、連続型の装置として小型に構成しても、混練物の滞留時間を長くして十分で均一な混練を行うことができる。

また、中心位置がＸ６、Ｙ６のパドル６０は、回転軸６に対して平行に設けられた「平相」である。本実施形態では、パドル列Ｘ、Ｙは、このような平相を含む「正相、平相、逆相」の順序を有するようにパドル６０が配列される。混練物は正相のパドル６０により搬送方向に送られ、平相のパドル６０を通過して逆相のパドル６０により逆方向に押し戻されるので、撹拌動作を多数回行うことができ、十分で均一な混練が可能になる。また、回転軸７において中心位置がＷ６、Ｚ６のパドル７０も、本実施形態では、中心位置がＸ６、Ｙ６のパドル６０に対応して「平相」としている。さらに、本実施形態では、中心位置がＸ６、Ｙ６のパドル６０は通常のパドル６０とは異なる形状の「平相」用のパドル６０を用いているが、これに限定されず、同じ形状のパドル６０を用いてもよい。また、上述した実施形態では、これらの「正相、正相、逆相」や「正相、平相、逆相」の並びを一回有するようにパドル列を設けているが、これに限定されず、いずれか一方の並びのみを少なくとも１以上有するようにパドル列を設けてもよい。例えば、「正相、正相、逆相」の並びが複数回繰り返されるようにパドル列を設けてよい。

なお、混練条件（たとえば形成すべき混練物の状態、原料の種類等）に応じて、パドル６０、７０の形状、配置などの構成は上記のものに限らないことは勿論である。パドル６０、７０をそれに沿って並べる螺旋形の線は３以上の複数条でもよく、また１条としてもよい。また、上記の角度ピッチの比と回転数比は５：４に限らず、上述のようにＮを２以上の整数としてＮ：Ｎ－１とすればよい。

（造粒部材）

つぎに、それぞれの回転軸６、７に、造粒部５に対応して設けられた造粒部材について、図５、６、１０を用いて説明する。造粒部５に対応する位置において、回転軸６、７のそれぞれの外周には、造粒部材としての円柱状のロッド６５、７５が回転軸６、７の径方向に（回転軸６、７の軸方向に垂直な方向に）複数立設している。ロッド６５は、回転軸６に２条の螺旋形の線に沿って並ぶように配置されている。たとえば、図１０に示すように、各ロッド６５は、それぞれ回転軸６の軸方向に所定の距離離間した螺旋ピッチで、また周方向に全周の３６０°を８等分する４５°の角度ピッチで螺旋状に並ぶように配置されている。ロッド７５も、基本的にはロッド６５と同様に、回転軸７の軸方向に等距離隔てた螺旋ピッチで、かつ、周方向には３６０°を１０等分する３６°の角度ピッチで螺旋状に並ぶように配置されている。また、ロッド７５が並ぶ螺旋はロッド６５の並びが形成する螺旋とは逆螺旋状となっている。ロッド６５、７５の長さは、それぞれ回転軸６、７が回転するにつれてロッド６５、７５の先端が対向する回転軸の外周面に近接するように構成されている。

また、上述のように回転軸６、７は互いに不等速で回転される。ここで、回転軸６、７の単位時間あたりの回転数比は、５：４であり、これは混練部材と同様に角度ピッチの比である４５°：３６°と同比である。このような構成により、ロッド６５、７５同士が衝突することがなくなる。また、ロッド６５が形成するロッド列の螺旋ピッチとロッド７５が形成するロッド列の螺旋ピッチの比は、回転軸６、７の回転数比である５：４と逆比、つまり１：１．２５となり、回転軸６、７の軸方向の搬送速度は同じになる。また、本実施形態では、ロッド列はそれぞれ各回転軸６、７に対して二条設けられている。

なお、造粒条件（たとえば生成すべき造粒物のサイズなど）に応じて、ロッド６５、７５の形状、配置などの構成は上記のものに限らないことは勿論である。ロッド６５、７５をそれに沿って並べる螺旋形の線は一条でもよい。また、上記の角度ピッチの比と回転数比は５：４に限らず、上述のようにＮを２以上の整数としてＮ：Ｎ－１とすればよい。

微粉の造粒に伴い脱水ケーキや微粉が湿分で凝集して過大となった塊状品は造粒部材で解砕されて再造粒されるため、このようにして製造装置１により製造された造粒物は、所望の大きさの粒状であり、かつ、混練により原料が均一化されたものである。

（実施例）

上述の実施形態の製造装置１を用いて混練及び造粒した場合の混練部４、造粒部５における滞留時間を求めた。滞留時間は、混練部４、造粒部５の装置の形状寸法から求められる「内容積」と、目視確認による「充満率」とを掛け合わせて求められる「有効容積」に対する投入原料の「１分当たりの容積処理量」から求めた。上述の製造装置１において、堰板３の高さを０．７５とし、回転軸６、７の回転数を４０ｍｉｎ^―１とした。投入した原料は、脱水ケーキと石粉であった。この場合、混練部４での滞留時間は、約５分、また、造粒部での滞留時間は約１分であり、混練部４と造粒部５とで同じ回転軸６、７を有していた場合であっても、混練部４での滞留時間を長くすることができ、これによって所望の混練、造粒を行うことができた。

また、表１に示す条件１－１～２で上述の実施形態の製造装置１を用いて混練、造粒を行い、造粒された混練物の評価を行った。すべての場合で、造粒された混練物の径にばらつきが小さく評価が高い（〇）ものであった。

（表１）

上述した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記各実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

また、本実施形態においては、各パドル列Ｘ～Ｗは原則としてすべて同じ形状のパドル６０、７０により構成されたが、これに限定されない。例えば、各回転軸６、７において当該堰板３に最も近いパドル６０（中心位置がＸ１３、Ｙ１３、Ｚ１３、Ｗ１３のパドル）は、堰板３に近接するように、平板部６１が堰板３に向かって延設されて形成していてもよい。即ち、上述した実施形態では、平板部６１は左右対称の扇形であったが、平板部６１の側端部と堰板３との距離が短くなるように、平板部６１から堰板３側に向かって延び、堰板３に近接する延設部をさらに備えた左右非対称の形状であってもよい。このようなパドルを用いることで、混練物をすりつぶし、せん断の効果を大きくするとともに、堰板３に付着した混練物を当該パドルでセルフクリーニングすることが可能である。本実施形態では、回転軸６、７を混練部４及び造粒部５で共有していることから、堰板３で混練物の搬送をある程度せき止めることが上述のように重要であり、この堰板３に混練物が付着するとこの搬送量の制御に影響を及ぼす可能性がある。そこで、平板部６１が堰板３に近接する延設部を有してセルフクリーニングを行うことでより正確に堰板３での搬送量を制御することが可能である。さらに、パドルの形状としては、本実施形態では平面視において扇形状のパドルとしたが、これに限定されず例えば平面視において矩形状のパドルであってもよい。

また、製造装置１には、混練部４にさらに混練物を所定の高さまでせき止めるための堰板３とは別に混練部堰板を設けてもよい。この混練部堰板も、その高さが可変であるように構成されていてもよい。また、さらにこれらの混練部内に、１以上のサイドせき板を設けてもよい。サイドせき板は、筐体２の混練部４内で、回転軸６、７の側方となる筐体２の左右の内側面から所定量だけ回転軸６、７に向かって突出するように設けられ、回転軸６、７の側方で混練物を部分的にせき止めることができる。

１ 製造装置
２ 筐体
３ 堰板
４ 混練部
５ 造粒部
６、７ 回転軸
１８、１９ 混練部せき板
２１ 投入口
２２ 排出口
２６ スリット
２７ スリット部材
３１ 固定堰板
３２ 貫通孔
３３ 貫通堰板
３４ 下部可動堰板
３４、３５ 可動堰板
３５ 上部可動堰版
６０、７０ パドル
６１ 平板部
６２ 固定部
６５、７５ ロッド
Ｐ１～Ｐ４ パドル列

Claims (5)

1. 筐体と、
   前記筐体における搬送方向の上流側に設けられ、原料を混練しながら搬送方向の下流側へ混練物を送る混練部と、
   前記筐体における前記搬送方向の下流側に設けられ、前記混練部で生成された混練物から造粒を行う造粒部と、
   前記筐体の前記搬送方向に沿って設けられ、かつ、互いに対向して配置された不等速に回転する第１及び第２の回転軸と、
   前記第１及び第２の回転軸の前記混練部に対応する位置に設けられた混練部材と、
   前記第１及び第２の回転軸の前記造粒部に対応する位置に設けられた造粒部材と、を備え、
   前記混練部と前記造粒部とを区画し、前記混練部から前記造粒部へ排出される前記混練物の量を調整する堰板を有し、
   前記第１及び第２の回転軸は、前記堰板を貫通していることを特徴とする製造装置。
2. 前記混練部材がパドルであり、
   前記回転軸の外周には、複数の前記パドルが所定の間隔で離間して設けられ、
   前記第１と第２の回転軸に設けられた各前記パドルのうち、少なくとも、最も前記堰板に近い前記パドルは、そのパドル面が混練物の搬送方向とは逆側に混練物を送る逆相となるように設けられていることを特徴とする請求項１記載の製造装置。
3. 最も前記堰板に近い前記パドルは、前記堰板と前記パドルの側端部との距離が短くなるように延設されたことを特徴とする請求項１又は２記載の製造装置。
4. 前記堰板が、前記第１及び第２の回転軸を回転可能に支持する固定堰板と、前記固定堰板から脱着可能な可動堰板とからなり、前記可動堰板の脱着により前記堰板の高さが可変であるように構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の製造装置。
5. 前記筐体に溝部が形成され、前記筐体には、前記筐体外側へ突出し、スリットが形成されたスリット部材が設けられ、前記溝部と前記スリット部材に形成されたスリットとが連通し、
   前記固定堰板が、前記筐体に設けられた溝部に嵌入されつつ、前記スリット部材の前記スリットを構成する壁面のうち、前記造粒部側の壁面に押圧されて固定されることを特徴とする請求項４に記載の製造装置。

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