JP5611001B2 - Plant biomass solidification equipment - Google Patents
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Description
この発明は、例えばオガ粉等の粉状に粉砕された材料から、円筒状の固形物を成形する固形物成形装置に関する。 The present invention relates to a solid material forming apparatus for forming a cylindrical solid material from a material pulverized into powder such as sawdust.
近年、重油等の枯渇性資源を代替し得る資源として、植物等の生物体(バイオマス)を構成する有機物から作られるバイオマス燃料が注目されている。このバイオマス燃料の1つに、木屑、間伐材、建設廃材等から作られる固形化燃料が知られるが、これに関連して、例えば実開昭56−159129号公報には、粉状に粉砕された植物性材料から円筒状の固形燃料を成形する固形化燃料製造装置が開示されている。この従来の固形化燃料製造装置は、材料供給室内に供給されるオガ粉や木粉等の材料を、送り羽根を備えた回転体により強圧的に送り出し、フォーマを通過させることにより円筒状に固形化させるように構成されている。 2. Description of the Related Art In recent years, biomass fuels made from organic substances constituting organisms (biomass) such as plants have attracted attention as resources that can replace exhaustible resources such as heavy oil. As one of the biomass fuels, solidified fuel made from wood chips, thinned wood, construction waste, etc. is known. In this connection, for example, Japanese Utility Model Publication No. 56-159129 discloses a solid fuel. An apparatus for producing a solid fuel that forms a cylindrical solid fuel from a plant material is disclosed. This conventional solid fuel production apparatus solidifies in a cylindrical shape by sending out material such as sawdust and wood powder supplied into the material supply chamber with a rotating body equipped with feed blades and passing through a former. It is configured to make it.
ところで、近年では、環境問題への取り組みが進むにつれ、固形燃料の材料として用いられる対象が広がり、かさ比重の比較的小さい刈草や籾殻等も用いられ始めている。しかしながら、上記従来の製造装置では、回転体とフォーマとの間における材料の圧縮効果が小さく、かさ比重が小さいもの(例えば0.01〜0.1の範囲にあるもの)を固形化することが難しかった。 By the way, in recent years, as the efforts for environmental problems have progressed, the objects to be used as solid fuel materials have expanded, and cut grass, rice husks and the like having a relatively low bulk specific gravity have begun to be used. However, in the conventional manufacturing apparatus, a material having a small compressive effect between the rotating body and the former and having a small bulk specific gravity (for example, in a range of 0.01 to 0.1) can be solidified. was difficult.
そこで、本発明の課題は、かさ比重の小さいものも圧縮して固形化することができ、植物由来のバイオマス燃料を製造することができる固形物成形装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a solid material molding apparatus that can compress and solidify a material having a small bulk specific gravity and can produce a plant-derived biomass fuel.
上記課題を達成するため、本発明の固形物成形装置は、材料供給室内に投入された材料を圧縮し、この材料供給室に連通する円筒スリーブ内に押し出して円筒状の固形物を成形する固形物成形装置において、
上記材料供給室の材料排出側に取り付けられ、先端に向かうにつれて縮径する貫通孔を有する第1フォーマと、
上記第1フォーマの貫通孔の内周面に先端部が近接した状態で上記材料供給室内に回転可能に支持され、先端側に向かって縮径する軸部と、上記材料供給室の材料を排出側に送るための送り羽根とを有する第1搬送部材と、
上記第1フォーマの先端側に隣接して取り付けられ、先端に向かうにつれて縮径する貫通孔を有する第2フォーマと、
上記第2フォーマの貫通孔を挿通するように上記第1搬送部材の先端側に取り付けられ、上記第2フォーマの貫通孔の内周面に対向する位置に送り羽根が設けられた第2搬送部材とを備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a solid material molding apparatus of the present invention compresses a material charged into a material supply chamber and extrudes the material into a cylindrical sleeve communicating with the material supply chamber to form a cylindrical solid material. In product molding equipment,
A first former having a through hole attached to the material discharge side of the material supply chamber and having a diameter reduced toward the tip;
A shaft portion that is rotatably supported in the material supply chamber in a state where the tip portion is close to the inner peripheral surface of the through hole of the first former, and that discharges the material in the material supply chamber. A first conveying member having a feeding blade for feeding to the side;
A second former having a through hole attached adjacent to the distal end side of the first former and having a diameter reduced toward the distal end;
A second conveying member that is attached to the front end side of the first conveying member so as to pass through the through hole of the second former, and is provided with a feed blade at a position facing the inner peripheral surface of the through hole of the second former. It is characterized by comprising.
上記構成によれば、材料供給室の材料が、第1フォーマと第1搬送部材の間で擂り潰されるとともに圧縮され、先端側に送られる。この材料が、第2搬送部材と第2フォーマとの間で更に圧縮されて円筒スリーブに送られる。したがって、この固形物成形装置は、かさ比重の小さい材料を効果的に圧縮でき、かさ比重の高い固形物を成形することができる。 According to the above configuration, the material in the material supply chamber is crushed and compressed between the first former and the first transport member, and sent to the tip side. This material is further compressed between the second conveying member and the second former and sent to the cylindrical sleeve. Therefore, this solid molding apparatus can effectively compress a material having a small bulk specific gravity, and can mold a solid having a high bulk specific gravity.
一実施形態の固形物成形装置は、上記第1搬送部材は、上記軸部の少なくとも先端側が、軸方向断面において略放物線状の輪郭をなすように形成されている。 In one embodiment of the solid material forming apparatus, the first conveying member is formed such that at least the tip side of the shaft portion has a substantially parabolic contour in the axial cross section.
上記実施形態によれば、第1搬送部材が第1フォーマとの間を通して材料を先端側に送るにつれて、軸部の軸方向断面の輪郭が直線状をなす場合よりも、高い圧縮力を作用させることができる。この第1搬送部材の軸部の基端側を、軸方向断面において、先端部よりも縮径する割合の小さい輪郭に形成することにより、材料供給室の材料を送り羽根が十分に捉えて先端側に送ることができる。したがって、第1搬送部材と第1フォーマにより、効果的に高い圧縮効果を得ることができる。 According to the above-described embodiment, as the first conveying member sends the material to the front end side through the first former, a higher compressive force is applied than when the contour of the axial section of the shaft portion is linear. be able to. By forming the base end side of the shaft portion of the first conveying member in a profile having a smaller ratio of diameter reduction than the tip portion in the axial cross section, the feed blade sufficiently captures the material in the material supply chamber and the tip Can be sent to the side. Therefore, a high compression effect can be obtained effectively by the first transport member and the first former.
一実施形態の固形物成形装置は、上記第1搬送部材は、螺旋状の上記送り羽根が、同一軸周りに複数個設置されたものである。 In the solid material molding apparatus according to an embodiment, the first transport member includes a plurality of spiral feed blades arranged around the same axis.
上記実施形態によれば、例えば刈草や籾殻等のかさ比重の比較的少ない材料を、効果的に圧縮して、かさ比重を増大させることができる。 According to the above embodiment, for example, a material having a relatively low bulk specific gravity such as cut grass or rice husk can be effectively compressed to increase the bulk specific gravity.
一実施形態の固形物成形装置は、上記材料供給室内に投入された材料のかさ比重が0.02以上0.23以下であり、上記円筒スリーブから排出される固形物のかさ比重が0.85以上1.15以下である。 In the solid material forming apparatus according to an embodiment, the bulk specific gravity of the material charged into the material supply chamber is 0.02 or more and 0.23 or less, and the bulk specific gravity of the solid material discharged from the cylindrical sleeve is 0.85. It is 1.15 or less.
上記実施形態によれば、第1搬送部材及び第2搬送部材の回転に伴い、第1搬送部材と第1フォーマとによって材料を効果的に擂り潰して圧縮し、さらに、第2搬送部材と第2フォーマとによって材料を効果的に成型する。これにより、材料供給室内に投入されてかさ比重が0.02以上0.23以下の材料を処理して、かさ比重が0.85以上1.15以下の固形物を、円筒スリーブから排出することができる。 According to the above-described embodiment, as the first transport member and the second transport member rotate, the material is effectively crushed and compressed by the first transport member and the first former, and the second transport member and the second transport member are further compressed. The material is effectively molded by two formers. Thereby, a material having a bulk specific gravity of 0.02 or more and 0.23 or less is processed into the material supply chamber, and a solid material having a bulk specific gravity of 0.85 or more and 1.15 or less is discharged from the cylindrical sleeve. Can do.
以下、本発明の実施形態に係る固形物成形装置について、添付図を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態の固形物成形装置に関して、「先端側」及び「前方側」は、ケーシング2から見て円筒スリーブ50内を材料が搬送される方向をいう一方、「基端側」及び「後方側」は、ケーシング2から見て芯棒6に沿ってプーリ9に向かう方向をいう。
Hereinafter, a solid molding apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the solid material forming apparatus of the embodiment, “front end side” and “front side” refer to the direction in which the material is conveyed through the
図1は、実施形態の固形物成形装置1の縦断面図であり、図2は、固形物成形装置1のシリンダと、第1及び第2フォーマと、本体ケーシング2とを分解して示した分解断面図である。図3は、回転体と駆動軸を取り出して分解して示した分解断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a solid molding apparatus 1 according to the embodiment, and FIG. 2 is an exploded view of a cylinder, first and second formers, and a
この固形物成形装置1は、粉状に粉砕された植物性材料から円筒状の固形燃料を製造する装置であり、その基本構成として、材料供給室3を備えた本体ケーシング2と、材料供給室3に連通する貫通孔51を備えた円筒スリーブ50を内装するシリンダ40と、本体ケーシング2とシリンダ40との間に装着された第1及び第2フォーマ20、30と、本体ケーシング2の材料供給室3及び円筒スリーブ50の貫通孔51内で回転可能に支持された回転体10とを備える。
This solid material forming apparatus 1 is an apparatus for producing a cylindrical solid fuel from a plant material pulverized into a powder, and as its basic configuration, a
本体ケーシング2内には、前方側に、上部の開口から材料供給が投入される材料供給室3を有する一方、後方側に、材料搬送用の回転体10に連結される駆動軸5を支持する軸受機構を有する。軸受機構は、ラジアルベアリング7と、ラジアル及びスラストベアリング8を有している。駆動軸5は、先端側が、材料供給室3内に突出して回転体10に連結される一方、基端側が、本体ケーシング2から後方側に突出してプーリ9に連結されている。上記駆動軸5は、外部モータ等の動力源(不図示)より動力伝達ベルト(不図示)を介してプーリ9に動力が伝えられて、回転駆動させられる。この駆動軸5の回転に伴い、材料搬送用の回転体10が回転駆動させられる。
The
回転体10は、材料供給室3内に供給された材料を擂り潰して圧縮するとともに前方側に送る第1搬送部材としての擂潰圧縮スクリュー11と、擂潰圧縮スクリュー11の先端側に取り付けられ、擂潰圧縮スクリュー11によって送られてきた材料をさらに圧縮して前方側に送る第2搬送部材としての搬送圧縮スクリュー12とを有している。擂潰圧縮スクリュー11と搬送圧縮スクリュー12は、軸部11a,12aと、各軸部11a,12aの外周面に設けられた螺旋状の送り羽根11b,12bとで大略構成されている。
The rotating
擂潰圧縮スクリュー11は、先端部が、第1フォーマ20の内周面に対向するように配置される。この擂潰圧縮スクリュー11は、先端側に向かうにつれて縮径する形状を有し、より具体的には、軸方向に沿った断面において、擂潰圧縮スクリュー11の軸部11aが、放物線状の輪郭をなすように形成されている。
The crushing
搬送圧縮スクリュー12は、擂潰圧縮スクリュー11よりも小さい径を有し、その先端側に、軸方向前方に向かうにつれ先細になるテーパ部12cを備えている。
The
図1に示されるように、擂潰圧縮スクリュー11は、材料供給室3内の先端側で第1フォーマ20に取り囲まれるように保持される一方、搬送圧縮スクリュー12は、シリンダ40の基端側に配設される第2フォーマ30の貫通孔31内、及び、円筒スリーブ50の貫通孔51内に保持される。
As shown in FIG. 1, the crushing
図3からよく分かるように、搬送圧縮スクリュー12は、擂潰圧縮スクリュー11の先端側に形成された嵌合孔11bに嵌入されている。搬送圧縮スクリュー12は、その基端側が、嵌合孔11bに連通するように擂潰圧縮スクリュー11の基端側に形成された嵌合孔11e内に突出し、軸方向後方に向かって延びている。ここで、搬送圧縮スクリュー12に設けられた拡径部12dが、擂潰圧縮スクリュー11に設けられた係止部11cに当接することで、搬送圧縮スクリュー12の軸方向後方への移動が規制される。
As can be clearly understood from FIG. 3, the
また、擂潰圧縮スクリュー11の嵌合孔11b内に、軸方向に沿って延びるキー溝11dが設けられる一方、搬送圧縮スクリュー12の外周面にキー12eが設けられており、これらキー溝11dとキー12eが互いに係合することにより、擂潰圧縮スクリュー11と搬送圧縮スクリュー12の相対回転が規制される。
A
更に、材料搬送用の回転体10及び駆動軸5の連結に関して、駆動軸5は、擂潰圧縮スクリュー11の基端側に形成された嵌合孔11eに嵌入されている。擂潰圧縮スクリュー11の嵌合孔11e内に、軸方向に沿って延びるキー溝11fが設けられる一方、駆動軸5の外周面にキー5bが設けられており、これらキー溝11fとキー5bが互いに係合することにより、擂潰圧縮スクリュー11と駆動軸5の相対回転が規制される。
Further, with respect to the connection between the
また、更に、搬送圧縮スクリュー12は、その基端側が、駆動軸5の先端側に形成された嵌合孔5aに嵌入されている。加えて、搬送圧縮スクリュー12の基端側に形成されたネジ穴12fには、駆動軸5の中心に挿通させられた芯棒6の先端部が螺入されている。この芯棒6は、その基端側で、プーリ9の後方側にナット止めされており、このナット83を締めることで芯棒6に生じた引張り力により、搬送圧縮スクリュー12が擂潰圧縮スクリュー11側に引っ張られ、また、同時に、擂潰圧縮スクリュー11が、駆動軸5側に引っ張られる。これにより、擂潰圧縮スクリュー11、搬送圧縮スクリュー12及び駆動軸5が、互いに堅固に固定されている。
Furthermore, the base end side of the
第1フォーマ20は、本体ケーシング2の前方側で、材料供給室3の材料排出口4に嵌入されて装着されている。第1フォーマ20に設けられたフランジ24が、材料排出口4に設けられた係止部4aに当接することで、第1フォーマ20の軸方向後方への移動が規制される。また、材料供給室3の材料排出口4内に、軸方向に沿って延びるキー溝4bが設けられる一方、第1フォーマ20の外周面にキー23が設けられており、これらキー溝4bとキー23が互いに係合することにより、材料排出口4に対する第1フォーマ20の回転が規制される。
The first former 20 is fitted and attached to the
そして、第1フォーマ20は貫通孔21を有し、この貫通孔21の内周面が、擂潰圧縮スクリュー11の先端部を含む前方部分に近接して取り囲んでいる。また、擂潰圧縮スクリュー11と第1フォーマ20との間で材料をスムーズに送るため、この貫通孔21の内周面に、軸方向に沿って放射状に複数の丸凹溝22が切られている。
The first former 20 has a through-
擂潰圧縮スクリュー11と第1フォーマ20との間には、材料を送り羽根11bで送りながら擂り潰すとともに圧縮する処理室が形成される。処理室は、軸直角方向の断面がドーナツ型の形状を有し、処理室の横断面積が、基端側から先端側に向かって減少するように形成されている。
Between the crushing
第2フォーマ30は、シリンダ40の基端側に装着固定されるもので、シリンダ40の基端側に形成された嵌合孔42に嵌入されている。ここでは、嵌合孔42内に、軸方向に沿って延びるキー溝42aが設けられる一方、第2フォーマ30の外周面にはキー33が設けられている。これらキー溝42a及びキー33が互いに係合することにより、嵌合孔42に対する第2フォーマ30の回転が規制される。
The second former 30 is attached and fixed to the base end side of the
第2フォーマ30は、その先端側、すなわち、円筒スリーブ50の材料排出側に向かうにつれ縮径する貫通孔31を有している。また、搬送圧縮スクリュー12と第2フォーマ30との間で材料をスムーズに送るために、貫通孔31の内周面には、軸方向に沿って複数の丸凹溝32が切られている。この丸凹溝32の数は、第1フォーマ20の貫通孔21における丸凹溝22の数と同じに設定されている。
The second former 30 has a through
図1に示されるように、シリンダ40がフランジ43を介してボルト82で本体ケーシング2に固定された状態では、 第1及び第2フォーマ20、30は互いに密接した状態に保持される。また、この状態では、各フォーマ20、30の貫通孔21、31の内周面に切られた丸凹溝22、32が、第1及び第2フォーマ20、30にわたって連続する。
As shown in FIG. 1, the first and
本実施形態の固形物成形装置1は、第1フォーマ20の貫通孔21の内周面が、擂潰圧縮スクリュー11の先端部を含む前方部分に近接して取り囲むように設けられるため、擂潰圧縮スクリュー11と第1フォーマ20との間で、材料を効果的に擂り潰して圧縮することができる。その結果、かさ比重の大きい材料に加え、かさ比重の小さい材料をも効果的に圧縮することができて、かさ比重の高い固形物を成形することができる。
In the solid material forming apparatus 1 of the present embodiment, the inner peripheral surface of the through
加えて、本実施形態の固形物成形装置1では、擂潰圧縮スクリュー11及び第1フォーマ20の前方側に、搬送圧縮スクリュー12及び第2フォーマ30が設けられるので、擂潰圧縮スクリュー11と第1フォーマ20との間で圧縮された材料を、搬送圧縮スクリュー12と第2フォーマ30との間で更に圧縮した上で、円筒スリーブ50内に送ることができ、材料を確実に圧縮させることができる。
In addition, since the conveying
また、本実施形態では、擂潰圧縮スクリュー11の断面外形が放射線状をなすので、直線状をなす場合よりも、第1フォーマ20との間に材料を送るにつれて高い圧縮力を作用させることができる。さらに、擂潰圧縮スクリュー11の基端側では縮径する割合が小さいため、送り羽根11bが十分な材料を捉えつつ送ることができ、その結果、擂潰圧縮スクリュー11と第1フォーマ20による処理効率を高めることができる。
Moreover, in this embodiment, since the cross-sectional external shape of the crushing
更に、擂潰圧縮スクリュー11の送り羽根11bは、擂潰圧縮スクリュー11の軸まわりに、複数枚(本実施形態では3枚)の送り羽根11bが螺旋状に設けられている。本実施形態では、3枚の送り羽根11bが設けられた擂潰圧縮スクリュー11が用いられるが、2〜6枚の送り羽根11bが設けられた擂潰圧縮スクリュー11をが、使用される材料のかさ比重に応じて適宜選択されてもよい。例えば、かさ比重の小さい材料が使用される場合には、送り羽根11bのピッチが小さい擂潰圧縮スクリュー11を選択し、また、かさ比重が大きい材料が使用される場合には、送り羽根11bのピッチが大きい擂潰圧縮スクリュー11を選択することができる。
Further, the
シリンダ40は、その貫通孔41内に、材料供給室に連通する貫通孔51を備えた円筒スリーブ50を内装する。ここでは、円筒スリーブ50の外周面に、軸方向に沿って延びるキー52が設けられる一方、シリンダ40の貫通孔41にキー溝41aが設けられている。これらキー溝41aとキー52が互いに係合することにより、シリンダ40に対する円筒スリーブ50の回転が規制されるとともに、シリンダ40内で円筒スリーブ50が軸方向に摺動可能となっている。
The
また、シリンダ40の外側には、擂潰圧縮スクリュー11、搬送圧縮スクリュー12、第1及び第2フォーマ20、30により成形されてなる固形物を、円筒スリーブ50を通過する間に加熱し乾燥させるために、ヒータ60(仮想線で示す)が装備されている。
Further, on the outside of the
更に、シリンダ40の先端側には、先端フランジ70が、複数のボルト81によってシリンダ40に対する軸方向位置が調節可能に固定されている。先端フランジ70は、円筒スリーブ50の内径にほぼ等しい口径の孔71を備え、この孔71が固形物の排出口となる。先端フランジ70の基端側は、内周部分が外周部分よりも突出して形成され、この突出部がシリンダ40の内周壁に嵌合するように取り付けられている。先端フランジ70の突出部の端面が円筒スリーブ50の先端側の端面に当接しており、ボルト81の螺合位置を調節して先端フランジ70のシリンダ40に対する軸方向位置を調節することにより、上記突出部の軸方向位置を調節して、円筒スリーブ50のシリンダ40に対する軸方向位置を調節するようになっている。ひいては、円筒スリーブ50の基端側の端面に当接する第2フォーマ30と、この第2フォーマ30の基端側に接する第1フォーマ20の軸方向位置が調節されるようになっている。これにより、第1フォーマ20の磨耗によって増大した擂潰圧縮スクリュー11と第1フォーマ20との間の隙間を、ボルト81の螺合位置を調節することによって、規定の間隔となるように調整することができる。本実施形態の固形物成形装置1では、従来の固形化燃料製造装置よりも大きな圧縮効果が達成されるので、磨耗が従来よりも大きくなることが予想されるが、上記ボルト81の調節により、磨耗に応じた隙間の調整を容易に行うことができる。したがって、第1フォーマ20の交換や修理の頻度を抑えることができる。
Further, a
なお、擂潰圧縮スクリュー11及び搬送圧縮スクリュー12や第1及び第2フォーマ20、30の磨耗が限界まで進行した場合には、金属の肉盛や交換によって対処される。更に、第1フォーマ20の先端側のフランジ24に係止する板材を複数枚設け、この板材の数を調整することにより、第1フォーマ20の位置を軸方向に調整可能としてもよい。その結果、擂潰圧縮スクリュー11と第1フォーマ20との間の間隔を調整することができる。
In addition, when the wear of the crushing
更に、本実施形態の固形物成形装置1では、擂潰圧縮スクリュー11及び搬送圧縮スクリュー12を含む回転体10は、ナット83を芯棒6から取り外すことにより、駆動軸5に対して着脱可能となっている。すなわち、シリンダ4が本体ケーシング2に対して取り外された状態から、ナット83の取付け又は取外し作業のみにより、擂潰圧縮スクリュー11及び搬送圧縮スクリュー12の着脱が可能であり、それらの交換作業を比較的容易に実施することができる。使用される材料や擂潰圧縮スクリュー11及び搬送圧縮スクリュー12の種類によっては、送り羽根11b、12aの磨耗速度が大きく、擂潰圧縮スクリュー11及び搬送圧縮スクリュー12の交換頻度が高くなることがあるが、この場合においても、擂潰圧縮スクリュー11及び搬送圧縮スクリュー12の着脱が容易に可能であり、擂潰圧縮スクリュー11及び搬送圧縮スクリュー12の交換作業の手間を少なくできる。
Furthermore, in the solid material forming apparatus 1 of the present embodiment, the rotating
以上のように構成された固形物成形装置1によれば、例えば、従来装置では、使用対象となる材料が、かさ比重が比較的大きいもの(例えば0.1〜0.2の範囲にある材料)に限定されたが、籾殻や刈草等の小比重のものから、オガ粉や木屑等の大比重のものまで幅広く対応することができる。例えば、籾殻や刈草等の小比重の材料は、かさ比重が0.02〜0.1である。一方、オガ粉や木屑等の大比重の材料は、かさ比重が0.1〜0.23である。これらの材料を処理して、かさ比重が0.85以上1.15以下の固形物を得ることができる。より具体的に、固形燃料の材料としては、木屑に加え、刈草、籾殻、藁、バカス(サトウキビの搾りかす)、椰子の房、大豆の殻、大豆の搾りかす、蕎麦の殻、綿花の殻、向日葵の種子の殻、ヤトロバ(南洋油桐)の殻、コーヒーの焙煎カス(チャフ)等の多様な植物バイオマスを用いることができる。なお、材料としては、植物バイオマス以外に、古紙や廃プラスチック等が用いられてもよい。また、固形物成形装置1では、植物バイオマスか否かにかかわらず、水分量が材料を圧縮して固めるのに必要な範囲(具体的には7〜20質量%、好ましくは15質量%)にある材料が用いられる。 According to the solid material forming apparatus 1 configured as described above, for example, in the conventional apparatus, the material to be used is a material having a relatively large bulk specific gravity (for example, a material in the range of 0.1 to 0.2). However, it can be used in a wide range from small specific gravity such as rice husks and mowing grass to large specific gravity such as sawdust and wood chips. For example, a material with a small specific gravity such as rice husk or hay has a bulk specific gravity of 0.02 to 0.1. On the other hand, materials with large specific gravity such as sawdust and wood chips have a bulk specific gravity of 0.1 to 0.23. By processing these materials, a solid material having a bulk specific gravity of 0.85 or more and 1.15 or less can be obtained. More specifically, as solid fuel materials, in addition to wood chips, mowing grass, rice husks, straw, bacas (sugar cane pomace), coconut bunches, soybean hulls, soybean hulls, oat hulls, cotton hulls Various plant biomass such as sunflower seed husk, jatroba husk, and roasted coffee crumb (chaff) can be used. In addition to the plant biomass, used paper, waste plastic, or the like may be used as the material. Moreover, in the solid molding apparatus 1, regardless of whether it is plant biomass or not, the moisture content is in a range necessary for compressing and solidifying the material (specifically, 7 to 20% by mass, preferably 15% by mass). Some material is used.
また、本実施形態の固形物成形装置1によれば、特に材料が植物性材料である場合、材料を構成するセルロースとヘミセルロースの破壊組織を、同じく材料を構成するリグニンで再接着し、材料の固形化を効果的に行うことができる。すなわち、円筒スリーブ50の通過に際しては、固形物が、シリンダ40の外周に設けられたヒータ60により加熱されるが、擂潰圧縮スクリュー11と第1フォーマ20との間における加熱前の材料の擂り潰し及び圧縮によって、ヒータ60による加熱の作用が高まり、効果的なリグニン抽出が期待される。より詳しくは、ヒータ60の加熱により、セルロース及びヘミセルロースとともに破壊されたリグニンを溶かし、溶けたリグニンを、円筒スリーブ50内で成形されてなる成形物の繊維質に再度浸透させることができる。リグニンが繊維質に再度浸透してなる成形物は、円筒スリーブ50を通過して排出された後に強制冷却又は自然冷却により冷却されると、リグニンが硬化することで強固な固形物となる。
Further, according to the solid material forming apparatus 1 of the present embodiment, particularly when the material is a plant material, the broken tissue of cellulose and hemicellulose constituting the material is re-adhered with the lignin constituting the material, and the material Solidification can be performed effectively. That is, when passing through the
1 固形物成形装置
2 本体ケーシング
3 材料供給室
4 材料排出口
5 駆動軸
6 芯棒
10 材料搬送用の回転体
11 擂潰圧縮スクリュー
11a、12a 軸部
11b、12b 送り羽根
12 搬送圧縮スクリュー
20 第1フォーマ
21、31 貫通孔
22、32 丸凹溝
30 第2フォーマ
40 シリンダ
50 円筒スリーブ
60 ヒータ
70 先端フランジ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
上記材料供給室の材料排出側に取り付けられ、先端に向かうにつれて縮径する貫通孔を有する第1フォーマと、
上記第1フォーマの貫通孔の内周面に先端部が近接した状態で上記材料供給室内に回転可能に支持され、先端側に向かって縮径する軸部と、上記材料供給室の材料を排出側に送るための送り羽根とを有する第1搬送部材と、
上記第1フォーマの先端側に隣接して取り付けられ、先端に向かうにつれて縮径する貫通孔を有する第2フォーマと、
上記第2フォーマの貫通孔を挿通するように上記第1搬送部材の先端側に取り付けられ、上記第2フォーマの貫通孔の内周面に対向する位置に送り羽根が設けられた第2搬送部材と、
上記第1及び第2搬送部材と、上記第1及び第2フォーマにより成形されてなる固形物を、上記円筒スリーブを通過する間に加熱するヒータと
を備え、
上記第1搬送部材は、上記軸部の少なくとも先端側が、軸方向断面において略放物線状の輪郭をなすように形成されていることにより、上記材料供給室の材料を送り羽根が十分に捉えて先端側に送ると共に、この第1搬送部材と上記第1フォーマとで材料を圧縮するように形成され、
上記第2搬送部材は、上記第1搬送部材と第1フォーマとの間で圧縮された材料を、この第2搬送部材と第2フォーマとの間で更に圧縮した上で、上記円筒スリーブ内に送るように形成されていることを特徴とする植物バイオマスの固形化装置。 In a plant biomass solidification device that compresses plant biomass as a material charged into a material supply chamber and extrudes it into a cylindrical sleeve communicating with the material supply chamber to form a cylindrical solid material.
A first former having a through hole attached to the material discharge side of the material supply chamber and having a diameter reduced toward the tip;
A shaft portion that is rotatably supported in the material supply chamber in a state where the tip portion is close to the inner peripheral surface of the through hole of the first former, and that discharges the material in the material supply chamber. A first conveying member having a feeding blade for feeding to the side;
A second former having a through hole attached adjacent to the distal end side of the first former and having a diameter reduced toward the distal end;
A second conveying member that is attached to the front end side of the first conveying member so as to pass through the through hole of the second former, and is provided with a feed blade at a position facing the inner peripheral surface of the through hole of the second former. When,
A heater for heating the solid material formed by the first and second transport members and the first and second formers while passing through the cylindrical sleeve ;
The first conveying member is formed such that at least the distal end side of the shaft portion has a substantially parabolic contour in the axial cross section, so that the feed blade sufficiently captures the material in the material supply chamber. And is formed so as to compress the material with the first conveying member and the first former,
The second conveying member further compresses the material compressed between the first conveying member and the first former between the second conveying member and the second former and then puts the material in the cylindrical sleeve. A plant biomass solidification device , wherein the plant biomass solidification device is configured to be sent .
上記材料供給室が形成された本体ケーシングと、上記円筒スリーブを内装するシリンダとを備え、A main body casing in which the material supply chamber is formed, and a cylinder that houses the cylindrical sleeve,
上記本体ケーシングの材料排出側に第1フォーマが装着され、上記シリンダの基端側に上記第2フォーマが装着されており、A first former is mounted on the material discharge side of the main body casing, and a second former is mounted on the base end side of the cylinder;
上記シリンダの先端側に、このシリンダに対する軸方向位置が調節可能にボルトで固定された先端フランジを有し、この先端フランジの内周部分が外周部分よりも突出してシリンダの内周壁に嵌合する突出部に形成され、この先端フランジの突出部の端面が上記円筒スリーブの先端側の端面に当接しており、上記ボルトの螺合位置を調節して先端フランジのシリンダに対する軸方向位置を調節することにより、上記円筒スリーブのシリンダに対する軸方向位置が調節可能であり、ひいては、上記円筒スリーブの基端側の端面に当接する上記第2フォーマと、この第2フォーマの基端側に接する上記第1フォーマの軸方向位置が調節されるようになっていることを特徴とする植物バイオマスの固形化装置。On the tip side of the cylinder, there is a tip flange fixed with bolts so that the axial position relative to the cylinder can be adjusted, and the inner peripheral portion of the tip flange projects beyond the outer peripheral portion and fits into the inner peripheral wall of the cylinder An end surface of the projecting portion of the tip flange is in contact with the end surface on the distal end side of the cylindrical sleeve, and the axial position of the tip flange with respect to the cylinder is adjusted by adjusting the screwing position of the bolt. As a result, the axial position of the cylindrical sleeve relative to the cylinder can be adjusted. As a result, the second former abutting on the end surface of the cylindrical sleeve on the base end side and the second former contacting the base end side of the second former An apparatus for solidifying plant biomass, characterized in that an axial position of one former is adjusted.
上記第1搬送部材は、螺旋状の上記送り羽根が、同一軸周りに複数個設置されたことを特徴とする植物バイオマスの固形化装置。 In the solidification apparatus of the plant biomass of Claim 1 or 2,
The plant biomass solidification apparatus , wherein the first conveying member is provided with a plurality of spiral feed blades around the same axis.
上記材料供給室内に投入された材料のかさ比重が0.02以上0.23以下であり、上記円筒スリーブから排出される固形物のかさ比重が0.85以上1.15以下であることを特徴とする植物バイオマスの固形化装置。 In the solidification apparatus of the plant biomass as described in any one of Claims 1 thru | or 3,
The bulk specific gravity of the material put into the material supply chamber is 0.02 or more and 0.23 or less, and the bulk specific gravity of the solid matter discharged from the cylindrical sleeve is 0.85 or more and 1.15 or less. Plant biomass solidification equipment .
上記材料としての植物バイオマスは、木屑、刈草、籾殻、藁、バカス、椰子の房、大豆の殻、大豆の搾りかす、蕎麦の殻、綿花の殻、向日葵の種子の殻、ヤトロバの殻、コーヒーの焙煎カスの少なくとも1つであることを特徴とする植物バイオマスの固形化装置。The plant biomass as the above material is wood chips, mowing grass, rice husk, straw, bacus, coconut bun, soybean husk, soybean pomace, buckwheat husk, cotton husk, sunflower seed husk, jatroba husk, coffee An apparatus for solidifying plant biomass, characterized in that it is at least one of the roasting residue.
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