JP2000229249A - 繊維含有材料の膨張及び粉砕方法並びにその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【解決手段】繊維含有材料に含まれる粉状の材料を分離
除去し、該材料の安息角を越える角度で流動させなが
ら、水の存在下に圧縮して、水の沸点以上の温度に発熱
させ、常温常圧雰囲気内に放出して、材料を膨張及び粉
砕させる。また、動力装置２０と、側壁部内面に、上部
から下方に向けて先細状の圧縮部１７及びノズル状の吐
出部２７を備え、前記圧縮部より上方の円筒状側壁部
に、材料の供給用開口１８及び水供給用開口を備えて、
材料の安息角を越える角度で傾斜している中空筒体と、
中空筒体の圧縮部内に配設される部分が、先細状に形成
され、その外周部に螺旋状のスクリュー羽根が設けられ
ているスクリュー軸部１９を備えている。 【効果】装置の圧縮部内全周に、処理される繊維含有材
料を均等に供給でき、圧縮加熱された材料を均一に吐出
でき、回転軸の回転モーメントをバランスさせることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、天然繊
維、特に、植物繊維又は動物繊維含有材料等の繊維質を
含む材料を膨張及び粉砕させる、所謂、繊維を含む材料
の膨張及び粉砕方法及びその装置に関し、特に、穀類、
木材チップ、蕎麦殻、麦藁、稲藁、樹皮、種実類の殻、
籾殻、おから、植物の皮等の植物繊維を含む材料又は羽
毛等の動物繊維を含む材料を連続的に膨張及び粉砕する
方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、木材チップ、蕎麦殻、稲藁、樹
皮、種実類の殻、豆類の鞘又は殻、籾殻、植物の皮、剪
定枝、及びおから等の植物繊維材料又は羽毛等の動物繊
維材料などの繊維を含む材料は、穀類の脱穀工程、パル
プ製造のための砕木工程、製材工程、種実類の加工工程
及び豆類の加工工程等で、廃材として発生する。これら
の廃材は、膨大な量になるが、その殆どはその侭焼却さ
れて廃棄されている。従来、例えば、廃棄される籾殻に
ついては、膨張させて粉砕することにより、堆肥や飼料
等の原料として、或いはその侭敷藁として使用されてい
る。この籾殻の膨張及び粉砕処理は、膨張及び粉砕製品
の収集管内に横方向に向けて開口する吐出開口部を、先
細状に形成されている先端部の端部に備えると共に、そ
の上方に籾殻の導入部を形成する円筒形のケーシング内
に、先端部が、先細状に形成されて、その先細状の部分
の表面に螺旋状のスクリュー羽根を備える回転軸を、水
平方向に回転可能に挿着して、前記ケーシングの先端部
にスクリュープレス構造を形成する籾殻の膨張及び粉砕
装置により行われる。即ち、この場合、籾殻の膨張及び
粉砕装置における籾殻導入部より籾殻を導入して、水を
加えながら籾殻をスクリュー軸を回転させて圧縮して、
例えば、２００℃以上の高い温度にまで発熱させ、この
圧縮加熱された籾殻を、収集管内に開口する吐出口から
大気中に噴出して、籾殻を断熱膨張させると共に破砕し
ている。

【０００３】このように膨張及び粉砕された籾殻は、少
なくともその一部の粒子には、原料の籾殻にみられない
細かいひび割れが形成されており、膨張粉砕された籾殻
を手に触れたときに柔らかい感触を与えために、籾殻を
膨張及び粉砕することを籾殻の膨張軟化と呼んでいる。
このような籾殻の膨張軟化により、膨張及び粉砕された
籾殻は、原料の籾殻に比して、小さい粒度に形成され、
その粒度は、吐出口のスクリュー軸とノズル部壁面との
間に形成される隙間の大きさを小さくすることにより、
膨張及び粉砕された籾殻の粒子を細かくすることがで
き、該隙間を大きくすることにより、膨張及び粉砕され
た籾殻の粒子を粗くすることができ、例えば、おが屑の
大きさから、糠状の大きさにまで形成することができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この横型の籾
殻膨張及び粉砕装置においては、先細状の圧縮部内で原
料の籾殻が、下方に偏在し勝ちであるために、その分布
が不均一となり、吐出口から吐出される圧縮加熱された
籾殻の量は不均一となり、モータの電流値が大きく変動
することとなる。そこで、動力を、例えば一台当たり３
７ｋｗと大きく設定することが必要となり、問題であ
る。また、円筒形のケーシング内の籾殻の分布が均一で
ないために、先細状スクリュー軸部及び円筒形のケーシ
ング内面の摩耗が不均一となって、スクリュー軸部及び
円筒形のケーシングの寿命を短くして問題である。ま
た、籾殻に含まれる粉塵はブリツジを形成し易く、供給
ケーシング内部に微細な粉塵が付着して、供給ケーシン
グを閉塞して、しばしば原料の供給が停止することとな
り問題である。また、従来の横型の籾殻の膨張及び粉砕
装置は、ケーシング内に挿着される回転軸が片持ち状に
支持されているために、回転軸の横振れの回転が大き
く、回転軸の疲労破壊の原因となるが、材料の不均一な
分布による回転軸の不均一な摩耗は、回転軸の回転時の
横振れをさらに大きくして問題である。本発明は、従来
横型の籾殻膨張及び粉砕装置における、被膨張及び粉砕
処理される籾殻等の繊維含有材料の分布の不均一及び粉
塵による供給ケーシングの閉塞に係る問題点を解決する
ことを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、膨張及び粉砕
装置の圧縮部内全周に、被処理材料である繊維含有材料
を均等に供給でき、また、圧縮部内における前記被処理
材料の分布を一様にでき、圧縮加熱された被処理材料を
均一に吐出でき、さらに回転軸の回転モーメントをバラ
ンスさせることができる繊維含有材料の膨張及び粉砕方
法及び膨張及び粉砕装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、繊維含有材料の膨張及び粉砕装置を縦型
又は繊維含有材料の安息角以上の角度に傾斜させて設
け、また、繊維含有材料に含まれている粉状材料を予め
分離除去した繊維含有材料を、膨張及び粉砕装置に供給
することにより、膨張及び粉砕装置の圧縮部内全周に被
処理材料を連続的に且つ均等に供給でき、そして、膨張
及び粉砕装置の圧縮部内における被処理材料の分布を一
様にでき、圧縮により加熱された被処理材料が均一に吐
出でき、回転軸の回転モーメントをバランスさせること
ができるとすることを見出し、本発明に至った。

【０００６】即ち、本発明は、繊維含有材料に含まれる
粉状の材料を分離除去し、微粉状の材料が除去された繊
維含有材料を含む膨張及び軟化される材料を、該材料の
安息角を越える角度で流動させながら、水の存在下に圧
縮して、水の沸点以上の温度に発熱させ、この水の沸点
以上の温度を有する圧縮された繊維含有材料と水の混合
物を、常温常圧雰囲気内に放出して、繊維含有材料を膨
張及び粉砕することを特徴とする繊維含有材料の膨張粉
砕方法にあり、また本発明は、動力装置と、側壁部内面
に、上部から下方に向けて先細状の圧縮部及び該先細状
の圧縮部の先端部に接続するノズル状の吐出部を備え、
前記圧縮部より上方の円筒状側壁部に、膨張及び粉砕さ
れる繊維含有材料の供給用開口及び水供給用開口を備え
て、前記膨張及び粉砕される繊維含有材料の安息角を越
える角度で傾斜している中空筒体と、該中空筒体内に回
転可能に挿着されている軸部と、前記軸部の上端部に連
結して、上部軸受け部に支承されている上部回転軸と、
前記軸部の下端部に連結して、下部軸受け部に支承され
ている下部回転軸とを備えており、前記動力装置の回転
軸は、前記上部回転軸又は下部回転軸の何れか一方に連
結しており、前記軸部は、その上端部に上部回転軸に連
結する上部連結部を備え、その下端部に下部連結部に連
結する下部連結部を備え、該軸部の下方部分で前記下部
連結部の上方に位置する、前記中空筒体の圧縮部内に配
設される部分が、先細状に形成され、その外周部に螺旋
状のスクリュー羽根が設けられているスクリュー軸部を
形成していることを特徴とする繊維含有材料の膨張及び
粉砕装置にある。

【０００７】そしてまた、本発明は、動力装置と、側壁
部内面に、上部から下方に向けて先細状の圧縮部及び該
先細状の圧縮部の先端部に接続するノズル状の吐出部を
備え、前記圧縮部より上方の円筒状側壁部に、膨張及び
粉砕される繊維含有材料の供給用開口及び水供給用開口
を備えて、前記膨張及び粉砕される繊維含有材料の安息
角を越える角度で傾斜している中空筒体と、該中空筒体
内に回転可能の挿着されている軸部と、前記軸部の上端
部に連結して、上部軸受け部に支承されている上部回転
軸と、前記軸部の下端部に連結して、下部軸受け部に支
承されている下部回転軸とを備えており、前記膨張及び
粉砕される繊維含有材料の供給用開口部は、ケーシング
底部に粉状の材料分離の篩孔を有するスクリューコンベ
ヤーに接続しており、前記動力装置の回転軸は、前記上
部回転軸又は下部回転軸の何れか一方に連結しており、
前記軸部は、その上端部に上部回転軸に連結する上部連
結部を備え、その下端部に下部連結部に連結する下部連
結部を備え、該軸部の下方部分で前記下部連結部の上方
に位置する、前記中空筒体の圧縮部内に配設される部分
が、先細状に形成され、その外周部に螺旋状のスクリュ
ー羽根が設けられているスクリュー軸部を形成してお
り、該スクリュー軸部に連なる前記下部連結部の下端部
には、外側に突き出る基板部が配置され、該基板部外周
部の少なくとも一箇所には、前記圧縮加熱された繊維含
有材料の掻き取り具が取り付けられており、前記繊維含
有材料の掻き取り具は、前記外壁部のノズル部内に配設
されていることを特徴とする繊維含有材料の膨張及び粉
砕装置にあり、さらに本発明は、動力装置と、側壁部内
面に、上部から下方に向けて先細状の圧縮部及び該先細
状の圧縮部の先端部に接続するノズル状の吐出部を備
え、前記圧縮部より上方の円筒状側壁部に、膨張及び粉
砕される繊維含有材料の供給用開口及び水供給用開口を
備えて、前記膨張及び粉砕される繊維含有材料の安息角
を越える角度で傾斜している中空筒体と、該中空筒体内
に回転可能に挿着されている軸部と、前記軸部の上端部
に連結して、上部軸受け部に支承されている上部回転軸
と、前記軸部の下端部に連結して、下部軸受け部に支承
されている下部回転軸とを備えており、前記膨張及び粉
砕される繊維含有材料の供給用開口部は、ケーシング底
部に粉状の材料分離用の篩孔を有するスクリューコンベ
ヤーに接続しており、前記動力装置の回転軸は、前記上
部回転軸又は下部回転軸の何れか一方に連結しており、
前記軸部は、その上端部に上部回転軸に連結する上部連
結部を備え、その下端部に下部連結部に連結する下部連
結部を備え、該軸部の下方部分で前記下部連結部の上方
に位置する、前記中空筒体の圧縮部内に配設される部分
が、先細状に形成され、その外周部に螺旋状のスクリュ
ー羽根が設けられているスクリュー軸部を形成してお
り、該スクリュー軸部に連なる前記下部連結部の下端部
には、外側に突き出る基板部が配置され、該基板部外周
部の少なくとも一か所には、上方に向けて、上部から下
方端部に向けて半径方向に拡大されている切断刃が取り
付けられて、前記圧縮加熱された繊維含有材料の掻き取
り具が形成されており、前記繊維含有材料の掻き取り具
は、前記外壁部のノズル部内に配設されており、前記下
部回転軸は、下部軸受け部の上端部を覆う軸封覆い部材
及び該軸封覆い部材を支持するスリーブ部材を挿通して
固定され、該スリーブ部材を介して下部軸受け部に支承
されていることを特徴とする繊維含有材料を膨張及び粉
砕する装置にある。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明において、繊維含有材料
は、天然繊維含有材料を意味し、特に、植物繊維含有材
料及び動物繊維含有材料を意味する。本発明において、
繊維含有材料の中で、籾殻以外に、例えば、パルプチッ
プ等の木材粉や剪定枝等の木材片の膨張及び粉砕産物
は、例えば、長繊維を長い侭製紙用原料とできるので、
例えば、比較的強い紙の原料として使用することが出来
る。剪定枝等の木材片は、膨張及び粉砕処理を容易にで
きるように、例えばチッパーにより１ｃｍ程度の長さの
破砕片に破砕されて膨張及び粉砕される。また、植物の
皮、蕎麦殻、稲藁、樹皮、麦藁、種実類の皮や殻等の植
物繊維含有材料の膨張及び粉砕物は、例えば、堆肥の原
料又は敷藁として使用することが出来る。また、これら
の他に、おからの膨張及び粉砕物は、滅菌されて衛生的
に優れ、また乾燥されて風合いが良く、グルテン含有量
の高い飼料又は菓子の添加原料として使用することが出
来る。さらにまた、植物繊維含有材料の中、例えば穀類
については、穀類の膨化、α化、焙煎、瞬間殺菌などの
処理に使用される。

【０００９】本発明において、繊維含有材料は、スクリ
ュー軸が挿着されている中空筒体の圧縮部内において、
圧縮により温度が上げられる。本発明においては、繊維
含有材料を加熱軟化させるために、繊維含有材料に対し
水が添加される。繊維含有材料に対する水の量は、前記
繊維含有材料に対し１０乃至３０重量パーセントであ
り、好ましくは、２０乃至２５重量パーセントである。
繊維含有材料に添加される水は、予め加熱されていても
良いが、加熱されていなくても良い。繊維含有材料の加
熱は、スクリュープレス機構による圧縮による発熱及び
摩擦熱によるものであり、繊維含有材料の種類により、
例えば２００℃を越える温度にまで加熱され、そのとき
の飽和水蒸気の圧力は、概略５乃至６ｋｇ／ｃｍ2又は
それ以上の圧力である。しかしこのような高い温度に加
熱されていても、大気中に吐出されたところで、保有す
る熱の一部は水分の蒸発潜熱により奪われて冷却され、
概略５０乃至１５０℃の温度にまで低下する。

【００１０】膨張及び粉砕される繊維含有材料の安息角
は、概略４５°であるところから、本発明において、中
空筒体は、繊維含有材料が自由に流動するように、垂直
に設けるのが好ましいが、繊維含有材料が安息角以上の
角度、例えば５０°以上の角度で傾斜させて設けること
ができる。本発明において、中空筒体は、水平面に対し
て垂直に設けることができ、又は水平面に対して角度
が、９０°未満乃至５０°以上で傾斜して設けることが
できる。前記中空筒体は、上部が円筒状の被膨張及び粉
砕材料の供給部となっており、下部が先細形状に形成さ
れて圧縮部を形成している。中空筒体内には、中空筒体
内の材料を搬送及び圧縮できるように、先端が先細形状
に形成されているスクリュー軸が回動可能に挿着されて
いる。本発明において、圧縮部ケーシング部材の下部
は、下方に窄む先細形状に形成されており、圧縮部ケー
シング部材と先細形状に形成されているスクリュー軸部
との間隙が漸次狭く形成することにより、スクリュー軸
部により搬送される繊維含有材料を圧縮加熱することが
できる。

【００１１】このスクリュー軸は、上端部及び下端部が
夫々回転軸に連結して回転軸と共に回転可能に設けられ
ており、中空筒体と相応して、水平面に対して垂直に保
持されるか、又は水平面に対する角度が、９０°未満乃
至５０°以上で傾斜して保持されている。前記スクリュ
ー軸の上端側及び下端側で連結する回転軸は、夫々軸受
けにより回転可能に支承されている。本発明において、
中空筒体を水平面に対して、５０°以上の角度で傾斜し
て設ける場合には、膨張及び粉砕される材料の供給口
は、中空筒体の圧縮部より上方に位置する上側の側壁部
に設けられ、圧縮加熱された膨張及び粉砕される材料の
吐出口は、圧縮部の側壁部下端の下方に位置する部分に
設けられる。

【００１２】本発明において、中空筒体の圧縮部より上
方に位置する側壁部には、被膨張及び粉砕材料の供給口
が形成され、前記圧縮部の側壁部下端には、圧縮加熱さ
れた被膨張及び粉砕材料の吐出口が形成されている。本
発明において、被膨張及び粉砕材料の供給口は定量供給
機のスクリューフィーダーに接続している。本発明にお
けるスクリューフィーダーは、粉体を分離するために、
スクリュー軸の外周の底部に配置したトラフには、例え
ば、０．５乃至１．５ｍｍ径の小孔を有するパンチング
メタルや金網等の篩に形成されており、このように粉体
分離可能に 被膨張及び粉砕材料中に含まれている粉体
を圧縮部ケーシングに供給する前に、予め除去すること
ができ、圧縮部ケーシング内の被膨張及び粉砕材料の供
給口の粉体の付着による閉塞を防止することができる。

【００１３】本発明において、下部軸受け部材は、膨張
及び粉砕処理物と接触しており、膨張及び粉砕処理物に
晒されるために、圧縮加熱された膨張及び粉砕処理物
が、軸受け部材内に侵入しないように、軸封覆い部材に
より軸封される。本発明において、軸封覆い部材は、覆
板状、蓋状に形成され、下部軸受け部材のハウジングに
は、前記軸封覆い部材を回動可能に支承する軸封装置受
け部が形成される。したがって、本発明において、圧縮
部ケーシング部材の吐出口から吐出された膨張及び粉砕
処理物は、軸封覆い部材により遮られて、軸受け部材内
に侵入することなく、膨張及び粉砕材料吐出口から排出
されることとなり、軸受け部材の動きを停止させること
はない。

【００１４】本発明において、軸封覆い部材は、上部を
スリーブ部材に支持されており、該スリーブ部材には、
前記スクリュウ軸の下端部を支承する下部回転軸が挿通
されて、ナット等により、該スリーブ部材に固定され
る。したがって、本発明においては、スリーブ部材及び
軸封覆い部材は、下部回転軸と共に回転する。したがっ
て、本発明においては、下部回転軸をスリーブ部材から
取り外すことにより、スクリュー軸を簡単に下部軸受け
部から取り外すことができる。

【００１５】本発明は、繊維含有材料に含まれる粉状の
材料を分離除去し、微粉状の材料が除去された繊維を含
む膨張及び粉砕される材料を、該材料の安息角を越える
角度で流動させながら、水の存在下に圧縮して、水の沸
点以上の温度に発熱させ、この水の沸点以上の温度を有
する圧縮された繊維含有材料と水の混合物を、常温常圧
雰囲気内に放出して、繊維含有材料を膨張及び粉砕させ
るので、粉状材料に起因する閉塞を生じることなく、繊
維含有材料を均一に分布させて、圧縮加熱でき、それに
より、繊維含有材料を高温高圧で均一に処理することが
でき、無菌に近い状態で、例えば、馬鹿苗病のフザリュ
ーム菌、害虫の卵、雑草の種子を死滅させた状態で製造
でき、均一な膨張及び粉砕処理物を定量的に製造するこ
とができる。

【００１６】また、本発明は、膨張及び粉砕される材料
の安息角を越える角度で傾斜している中空筒体と、該中
空筒体内に回転可能の挿着されている軸部と、前記軸部
の上端部に連結して、上部軸受け部に支承されている上
部回転軸と、前記軸部の下端部に連結して、下部軸受け
部に支承されている下部回転軸とを備えており、前記動
力装置の回転軸は、前記上部回転軸又は下部回転軸の何
れか一方に連結しており、前記軸部は、その上端部に上
部回転軸に連結する上部連結部を備え、その下端部に下
部連結部に連結する下部連結部を備えるので、圧縮部ケ
ーシング内の繊維含有材料は、圧縮部ケーシング内に均
一に供給され、かつ回転軸の回転時の横振れがなくな
り、回転軸のモーメントが全工程に亙って一様にするこ
とができ、比較的小さい軸径で実施することができ、動
力装置の電流値が安定し、最小限の動力で、不均一な摩
耗を避けて、常に一定量の膨張及び粉砕処理物を吐出す
ることができる。

【００１７】本発明においては、前記下部回転軸は、下
部軸受け部の上端部を覆う軸封覆い部材及び該軸封覆い
部材を支持するスリーブ部材を挿通して固定され、該ス
リーブ部材を介して下部軸受け部に支承されているの
で、中空筒体を前記被膨張軟化破砕材料の安息角を越え
る角度で傾斜させて設けても、スクリュー軸に連結する
下部回転軸から下部軸受け部の取り付け及び取り外しが
容易となり、また、膨張及び粉砕処理物が軸受け部に侵
入することなく、排出されることを容易にする。

【００１８】

【実施例】以下、添付の図面にもとづいて、本発明の実
施の態様を説明するが、本発明は、以下の説明及び例示
により何ら限定されるものではない。図１は、本発明の
一実施例について一部切り欠いて示す概略の部分的側面
断面図であり、図２は、本発明の図１の実施例とは異な
る実施例について、籾殻圧縮装置を中心に、その概略を
一部切り欠いて示す概略の部分的側面断面図である。図
３は、図１及び図２に示す実施例とは異なる実施例につ
いて、圧縮部を中心に一部切り欠いて示す概略の部分的
側面断面図である。図１乃至図３において、対応する箇
所には、同一の符号が付されている。

【００１９】図１に示す実施例において、籾殻の膨張軟
化装置１は、籾殻定量供給機２及び基台３に取り付けら
れている縦型籾殻圧縮装置４を備えている。籾殻定量供
給機２は、籾殻を入れるホッパー５を備えており、該ホ
ッパー５は、スクリュー軸６を内部に備える籾殻搬送用
のスクリューコンベヤ７に接続している。スクリューコ
ンベヤ７のトラフ８は、底部に篩目９が形成されてお
り、本例において、篩目９の目の開きは、０．５ｍｍ乃
至１ｍｍである。スクリューコンベヤ７のトラフ８の篩
目９の下方には、該篩目により分離された、繊維含有材
料に含まれる粉状物を集めて送るために、トラフ８に上
端を接続するトラフ１０が設けられ、該トラフ１０内に
は、その長軸方向に沿って、スクリュー軸１１が設けら
れている粉状材料搬送用スクリューコンベヤ１２が形成
されている。篩目９を通って分離された粉状物は、スク
リューコンベヤ１２に落下してスクリュー軸１１により
搬送されて、スクリューコンベヤ１２の端部から排出管
１３に排出される。

【００２０】スクリューコンベヤ７の端部１４には、シ
ュート１５が、その下端出口部１６を縦型籾殻圧縮装置
３の圧縮室１７の開口部１８に接続して設けられてお
り、スクリューコンベヤ７で搬送された籾殻を、シュー
ト１５により、縦型籾殻圧縮装置３の圧縮室１７に供給
することができる。本例において、シュート１５は、水
平面に対して、籾殻の安息角４５°以上、特に５０°以
上の角度で傾斜して形成される。本例におけるシュート
１５の水平面に対する角度は概略５２°である。また、
本例において、縦型籾殻圧縮装置３の圧縮室１７には、
スクリュー軸１９が垂直方向に延びて設けられている。
スクリュー軸１９は、スクリュー軸１９の上端部が、モ
ータ２０に接続し、上部軸受け部２１に支承されている
駆動軸２２に連結し、スクリュー軸１９の下端部は、下
部軸受け部２３に支承されていめ支持軸２４に連結して
いる。本例において、スクリュー軸１９は、上端部及び
下端部が夫々軸受けにより回動可能に支持されているの
で、回転時の振れが少ない。

【００２１】本例において、圧縮室１７に導入された籾
殻は、圧縮室１７の側壁２５とスクリュー軸１９により
圧縮される。籾殻のこの圧縮過程において、籾殻には、
水が添加混合される。本例において、水は水供給槽（図
示されていない）から圧縮室１７内に連続的に供給され
る。本例においては、圧縮室１７内に、水を圧力を掛け
て連続的に供給するために、水供給槽に接続してポンプ
を備える水循環路（図示されていない）が形成されてお
り、圧縮室１７に接続する水供給管２６は、水循環路に
接続している。本例において、圧縮室１７の側壁２５
は、スクリュー軸１９の面と平行した面を有しており、
籾殻は、スクリュー軸１９のテーパー部の回転により、
ノズル部２７の吐出開口部２９に向けて圧縮されながら
移動して発熱する。

【００２２】本例において、圧縮室１７の下端部は、ノ
ズル部２７となっており、ノズル部２７の側壁部２８の
内壁面とスクリュー軸１９の軸面の間に、圧縮された籾
殻を吐出する間隙の圧縮籾殻吐出開口部２９が形成され
る。ノズル部２７の側壁部２８とスクリュー軸１９の間
の間隙を調整することにより、膨張軟化処理された籾殻
の破砕粒度及び膨張軟化の程度を調節することができ
る。本例において、圧縮室１７の側壁２５は、スクリュ
ー軸１９の面と平行した面を有しており、籾殻は、スク
リュー軸１９のテーパー部の回転により、吐出開口部２
９に向けて移動しながら圧縮されて発熱する。圧縮籾殻
吐出開口部２７の外は、常圧であるから、圧縮された籾
殻は、圧縮籾殻吐出開口部２９から吐出されて、膨張し
軟化し破砕される。膨張軟化破砕した籾殻は、ノズル部
２７に上端部を接続する案内管３０により、外部に取り
出される。本例において、籾殻供給用のシュート１５の
下端出口部１６の近傍には、コンプレッサ（図示されて
いない）に接続する空気供給管３１が設けられている。

【００２３】本例は以上のように構成されているので、
ホッパー４に供給された籾殻は、スクリュー軸６の回転
により、スクリューコンベヤ７内を搬送される。供給さ
れた籾殻には、１ｍｍ以下の粉状物が含まれており、こ
のような粉状物は、圧縮室１４の入口部でブリッジを形
成して、圧縮室１４への籾殻の侵入を困難にさせるの
で、本例においては、スクリューコンベヤ７のトラフ８
の底部を、孔径１ｍｍの孔を多数有するパンチングメタ
ルで篩目９が形成されており、籾殻が、スクリューコン
ベヤ７を搬送される間に、粒度１ｍｍ以下の粉状物を篩
目９より分離除去することができる。このように篩目９
で分離された粉状物は、トラフ８の底部下面に、トラフ
１０を接続して設けられている、スクリュー軸１１を備
えるスクリューコンベヤ１２内に落下し、スクリュー軸
１１により搬送され、粉状物排出管１３より排出され
る。

【００２４】粒度１ｍｍ以下の粉状物が除去された籾殻
は、スクリューコンベヤ７の端部１４からシュート１５
内に送られ、籾殻圧縮装置４の圧縮室１７内に導入され
る。本例においては、籾殻から粉状物が除去されている
ので、シュート１５の出口付近に、空気供給管から間欠
的に空気を吹き出すことにより、シュート出口付近での
籾殻の閉塞を防止することかできる。本例において、圧
縮室１７内に導入された籾殻は、籾殻８００ｋｇであ
り、この籾殻に対して水が２００リットル供給される。
本例の籾殻圧縮装置において、圧縮室１７内のスクリュ
ー軸１９の回転は２００ｒｐｍであり、このスクリュー
軸１９の回転により、籾殻と水は混合される。水が混合
された籾殻は、スクリュー軸１９のテーパー部の回転に
より、圧縮室１７の側壁２５に沿って籾殻吐出開口部２
９に向けて移動しながら圧縮され、発熱して、籾殻の温
度は２００℃以上に達する。２００℃以上の温度に加熱
された籾殻は、ノズル２７の内面２８とスクリュー軸１
９の面の間隙の籾殻吐出開口部２９から、大気中に吐出
されて、爆発的に膨張し、軟化及び粉砕されて、糠状の
粉末なる。

【００２５】この膨張軟化処理された籾殻は、処理前の
籾殻に比して、約１０倍もの水を吸収し、また、嵩密度
が大きくなって嵩張らなくなり、しかも、籾殻特有の毬
が感じられなくなり、さらに、２００℃以上の高温で処
理されるので、馬鹿苗病のフザリューム菌等の病原菌、
害虫の卵及び雑草の種などは、死滅し、無菌に近い状態
となっており、例えば、動物の飼料として、また堆肥や
土作りに使用することができる。本例において、シュー
ト１５により供給される籾殻は、スクリュー軸１９の周
囲に、略均一に供給されるので、スクリュー軸１９の回
転数は２００ｒｐｍとすることができる。この回転数
は、従来の横型の籾殻圧縮装置の場合の回転数の３００
ｒｐｍに比して遥かに低く、その分消費電力を少なくす
ることができる。

【００２６】図２に示す実施例は、図１に示す実施例に
比して、籾殻圧縮装置２が、水平面から約６０°の角度
で傾斜し、シュート１５が垂直に延びて設けられている
点で相違し、籾殻定量供給機２及び籾殻圧縮装置４の構
造等のその他の点は、図１に示す実施例と同一に形成さ
れている事例である。本例においても、図１の実施例と
同様の膨張軟化処理された籾殻の処理物を得ることがで
きる。

【００２７】図３は、籾殻圧縮装置４の圧縮室１７を中
心に、一部切り欠いて部分的にその断面を示す部分側面
断面図である。この図に示される籾殻圧縮装置の圧縮室
１７の周辺の構造は、図１及び図２に示す実施例の籾殻
圧縮装置に適用することができる。図３において、圧縮
室１７は、上部が、籾殻圧縮装置４の圧縮室１７に籾殻
を導入するための開口部１８を備える円筒状ケーシング
３２で形成され、中間部が、下方に窄むテーパー面２５
を有する圧縮部ケーシング３３で形成され、下部が、ノ
ズル部ケーシング３４で形成されている。図１及び図２
に示す実施例と同様に、円筒状ケーシング３２の圧縮室
開口部１８には、シュート１５が接続している。シュー
ト１５の下端出口部１６近傍には、空気供給管３１が設
けられており、また、水供給管２６は、円筒状ケーシン
グ３２と圧縮部ケーシング３３の接続部付近に、水供給
用開口部を配置して設けられている。

【００２８】円筒状ケーシング３２は、基台３の上面に
固定可能にするために、下部外周が突き出て、その突き
出た部分にネジ孔３５が形成されて、ネジ孔付き下部フ
ランジ部３６を備える円筒体に形成されており、ネジ孔
３５を、基台３のネジ孔３７に合わせて、基台３の上面
に接して配置される。圧縮部ケーシング３３は、基台３
の下面に固定可能にするために、上部の外周が突き出
て、その突き出た部分にネジ孔３８が形成されて、ネジ
孔付きの上部フランジ部３９を備えて形成されている。
ネジ孔３８を、基台３のネジ孔３７に合わせて、基台３
の下面に接して配置される。基台３のネジ孔３７に夫々
のフランジ部のネジ孔を合わせて配置された円筒状ケー
シング３２及び圧縮部ケーシング３３は、それらのネジ
孔３８、３７及び３５にネジ４０を螺合して基台３に、
円筒状ケーシング３２及び圧縮部ケーシング３３を固定
することができにる。

【００２９】本例において、圧縮部ケーシング３３の内
面には、上下方向に延びて、比較的細い幅の凸条４１が
形成されている。また圧縮部ケーシング３３は、ノズル
部ケーシング３４と接続可能にするために、下部の外周
が突き出て、その突き出た部分にネジ孔４２が形成され
て、ネジ孔付きの下部フランジ部４３を備えて形成され
ている。ノズル部ケーシング３４は、圧縮部ケーシング
３３と接続可能にするために、上部の外周が突き出て、
その突き出た部分にネジ孔４４が形成されて、ネジ孔付
きの上部フランジ部４５を備えて形成されている。圧縮
部ケーシング３３の下部フランジ部４３のネジ孔４２
に、ノズル部ケーシング３４を、そフランジ部４５のネ
ジ孔４４を合わせて配置し、ノズル部ケーシング３４の
フランジ部４５のネジ孔３８及び圧縮部ケーシング３３
の下部フランジ部４３のネジ孔４２を螺合して、圧縮部
ケーシング３３にノズル部ケーシング３４を固定するこ
とができる。

【００３０】圧縮室１７内には、スクリュー軸１９が挿
通されており、本例において、スクリュー軸１９内に支
持軸２４は嵌入されており、この支持軸２４は、ベアリ
ングハウジング４６内で、下部軸受け部に２３に支承さ
れている。ベアリングハウジング４６の上面は、圧縮加
熱された籾殻と絶えず接触するために、ベアリングハウ
ジング４６の上面には、ベアリングハウジング４６内
に、圧縮加熱された籾殻が侵入しないように、ベアリン
グハウジング４６の上面を覆ってラビリンスディスク４
７が設けられている。ラビリンスディスク４７は、周辺
部が下方に湾曲して係合端４８を形成しており、この係
合端４８は、ベアリングハウジング４６の上部に形成さ
れているラビリンス溝４９内に遊嵌されており、支持軸
２４と共に回転する。

【００３１】本例において、ラビリンスディスク４７上
には、スクリュー軸１９と支持軸２４の継ぎ手部（図示
されていない）を支持するために、セツトリング５０が
設けられている。本例において、ノズル部２７の吐出部
２９から、圧縮加熱された籾殻が円滑に吐出されるよう
に、水を含む籾殻の塊状物を解砕し、またノズル部２７
の内壁面２８に付着する圧縮加熱された籾殻の付着物を
削り落とすために、セツトリング５０の上には、カッタ
ー５１を保持するカツター取り付け板５２が設けられて
いる。本例においては、カッター５１は、スクリュー軸
１９の下部の膨らんだ部分に溝状の、カッター収容部５
３内に、該スクリュー軸１９の軸面上を軸方向、例えば
上下に移動可能に設けられる。本例において、カッター
５１の刃の高さは、スクリュー軸１９の前記膨らんだ部
分の表面から突き出たカッター５１の長さであり、その
刃の高さの調節は、スクリュー軸１９を軸方向に、例え
ば上下することにより行われる。スクリュー軸１９の上
下方向の移動は、カッター取り付け板５２とスクリュー
軸１９の下端の間に、調節座金５４を配置して行われ
る。調節座金５４は、座金の種類及び枚数を変更するこ
とにより、スクリュー軸１９の位置を軸方向に調節する
ことができる。本例においては、ラビリンスディスク４
７の上の圧縮された籾殻が吐出部２９から、残らず吐出
されるように、ノズル部２７の側壁部２８には内側に突
き出てスクレーパー５５が設けられている。本例におい
て、支持軸２４は、端部にネジ５６が形成されて、スリ
ーブ５７内に挿通されており、スリーブ５７は、支持軸
２４にナット５８により固定され、支持軸２４の回転と
共に回転する。

【００３２】本例は以上のように構成されているので、
スクリュー軸１９の継ぎ手部をセットリング５０で固定
し、調節座金５４を、該セットリング５０を挿通固定さ
れているスクリュー軸１９を通して配置して、スクリュ
ー軸１９の位置を決め、スクリュー軸１９及びノズルケ
ーシング３４にスリーブ５６を固定して、スクリュー軸
１９を固定する。このように、スクリュー軸１９を固定
したところで、モータ（図１参照）を駆動してスクリュ
ー軸１９を回転させ、シュート１５から、圧縮室１７内
に、粉状物が分離除去された繊維含有材料、例えば、籾
殻を供給する。籾殻の供給時には、空気供給管３１から
間欠的に空気が吹き込まれ、籾殻に除去されないで残留
する微粉塵の付着防止を図ることができる。

【００３３】本例において、円筒状ケーシングは、シュ
ート１５から供給された籾殻を、圧縮部ケーシング３３
に送り込む領域であり、水の供給は、籾殻が水に浮き上
がらないように、ある程度圧縮された籾殻に水が供給さ
れるように、円筒状ケーシング３２と圧縮部ケーシング
３３の間で行われる。水が混合された繊維含有材料は、
圧縮部ケーシング３３内で、テーパースクリュー軸１９
により圧縮され、ノズル部ケーシング３４の吐出開口部
２９から吐出されて、膨張して破砕され軟化される。

【００３４】

【発明の効果】本発明は、繊維含有材料に含まれる粉状
の材料を分離除去し、微粉状の材料が除去された繊維を
含む膨張及び粉砕される材料を、該材料の安息角を越え
る角度で流動させながら、水の存在下に圧縮して、水の
沸点以上の温度に発熱させ、この水の沸点以上の温度を
有する圧縮された繊維を含む膨張及び粉砕される材料と
水の混合物を、常温常圧雰囲気内に放出して、繊維含有
材料を膨張及び粉砕させるので、従来の繊維含有材料の
膨張及び粉砕方法に比して、膨張軟化処理される材料の
粉塵含有量を少なくして、かつ均一な密度分布下で処理
することができるので、膨張及び粉砕処理される繊維含
有材料の流動が円滑になり、均一な流動が可能となり、
高温高圧下における均一な処理を行うことができ、無菌
に近い状態の膨張及び粉砕された繊維含有材料を、発生
する粉塵の少ない作業環境下に製造することができる。

【００３５】また、本発明は、前記膨張及び粉砕される
繊維含有材料の安息角を越える角度で傾斜している中空
筒体と、該中空筒体内に回転可能の挿着されている軸部
と、前記軸部の上端部に連結して、上部軸受け部に支承
されている上部回転軸と、前記軸部の下端部に連結し
て、下部軸受け部に支承されている下部回転軸とを備え
ており、前記動力装置の回転軸は、前記上部回転軸又は
下部回転軸の何れか一方に連結しており、前記軸部は、
その上端部に上部回転軸に連結する上部連結部を備え、
その下端部に下部連結部に連結する下部連結部を備え、
該軸部の下方部分で前記下部連結部の上方に位置する、
前記中空筒体の圧縮部内に配設される部分が、先細状に
形成され、その外周部に螺旋状のスクリュー羽根が設け
られているスクリュー軸部を備えるので、従来の繊維含
有材料の膨張及び粉砕装置に比して、膨張軟化処理され
る材料を、スクリュー軸部の周囲に均一に分布させるこ
とができ、スクリュー軸部の負荷が均一となって、使用
する電流値が安定し、軸の横振れが無く、スクリュー軸
部及びノズル部の不均等な摩耗を避けることができ、繊
維含有材料の膨張及び粉砕装置の事故を少なくでき、ま
た装置の寿命を長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例について一部切り欠いて示す
概略の部分的側面断面図である。

【図２】本発明の図１の実施例とは異なる実施例につい
て、籾殻圧縮装置を中心に、その概略を一部切り欠いて
示す概略の部分的側面断面図である。

【図３】図１及び図２に示す実施例とは異なる実施例に
ついて、圧縮部を中心に一部切り欠いて示す概略の部分
的側面断面図である。

【符号の説明】

１ 籾殻の膨張軟化装置 ２ 籾殻定量供給装置 ３ 基台 ４ 縦型籾殻圧縮装置 ５ ホッパー ６ 、１１ スクリュー軸 ７、１２ スクリューコンベヤ ８、１０ トラフ ９ 篩目 １３ 排出管 １４ スクリューコンベヤ７の端部 １５ シュート １６ シュート１５の下端部出口 １７ 圧縮室 １８ 圧縮室１７の開口部 １９ スクリュー軸 ２０ モータ ２１ 上部軸受け部 ２２ 駆動軸 ２３ 下部軸受け部 ２４ 支持軸 ２５ 圧縮室１７の側壁 ２６ 水供給管 ２７ ノズル部 ２８ ノズル２７の側壁 ２９ 圧縮籾殻吐出開口部 ３０ 案内管 ３１ 空気供給管 ３２ 円筒状ケーシング ３３ 圧縮部ケーシング ３４ ノズル部ケーシング ３５、３７、３８、４２ ネジ孔 ３６、４３ 下部フランジ部 ３９、４５ 上部フランジ部 ４０ ネジ ４１ 凸条 ４６ ベアリングハウング ４７ ラビリンスディスク ４８ ラビリンスディスク４７の係合端 ４９ ラビリンス溝 ５０ セットリング ５１ カッター ５２ カッター取り付け板 ５３ カッター収容部 ５４ 調節座金 ５５ スクレーパー ５６ スリーブ ５７ ナット

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D067 CB01 CB07 CC10 CG09 EE01 EE12 EE17 EE31 EE41 EE48 GA11 GA14 GA20 4L055 AA05 BA01 BA08 CA01 CA03 CA05 EA15 EA16 FA22

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維含有材料に含まれる粉状の材料を分
   離除去し、微粉状の材料が除去された繊維含有材料を含
   む膨張及び軟化される材料を、該材料の安息角を越える
   角度で流動させながら、水の存在下に圧縮して、水の沸
   点以上の温度に発熱させ、この水の沸点以上の温度を有
   する圧縮された繊維含有材料と水の混合物を、常温常圧
   雰囲気内に放出して、繊維含有材料を膨張及び粉砕する
   ことを特徴とする繊維含有材料の膨張粉砕方法。
2. 【請求項２】 繊維含有材料から分離除去される粉状の
   材料が１ｍｍ以下の粒度を有するものであることを特徴
   とする請求項１に記載の繊維含有材料を含む材料の膨張
   及び粉砕方法。
3. 【請求項３】 動力装置と、側壁部内面に、上部から下
   方に向けて先細状の圧縮部及び該先細状の圧縮部の先端
   部に接続するノズル状の吐出部を備え、前記圧縮部より
   上方の円筒状側壁部に、膨張及び粉砕される繊維含有材
   料の供給用開口及び水供給用開口を備えて、前記膨張及
   び粉砕される繊維含有材料の安息角を越える角度で傾斜
   している中空筒体と、該中空筒体内に回転可能に挿着さ
   れている軸部と、前記軸部の上端部に連結して、上部軸
   受け部に支承されている上部回転軸と、前記軸部の下端
   部に連結して、下部軸受け部に支承されている下部回転
   軸とを備えており、前記動力装置の回転軸は、前記上部
   回転軸又は下部回転軸の何れか一方に連結しており、前
   記軸部は、その上端部に上部回転軸に連結する上部連結
   部を備え、その下端部に下部連結部に連結する下部連結
   部を備え、該軸部の下方部分で前記下部連結部の上方に
   位置する、前記中空筒体の圧縮部内に配設される部分
   が、先細状に形成され、その外周部に螺旋状のスクリュ
   ー羽根が設けられているスクリュー軸部を形成している
   ことを特徴とする繊維含有材料の膨張及び粉砕装置。
4. 【請求項４】 動力装置と、側壁部内面に、上部から下
   方に向けて先細状の圧縮部及び該先細状の圧縮部の先端
   部に接続するノズル状の吐出部を備え、前記圧縮部より
   上方の円筒状側壁部に、膨張及び粉砕される繊維含有材
   料の供給用開口及び水供給用開口を備えて、前記膨張及
   び粉砕される繊維含有材料の安息角を越える角度で傾斜
   している中空筒体と、該中空筒体内に回転可能の挿着さ
   れている軸部と、前記軸部の上端部に連結して、上部軸
   受け部に支承されている上部回転軸と、前記軸部の下端
   部に連結して、下部軸受け部に支承されている下部回転
   軸とを備えており、前記膨張及び粉砕される繊維含有材
   料の供給用開口部は、ケーシング底部に粉状の材料分離
   の篩孔を有するスクリューコンベヤーに接続しており、
   前記動力装置の回転軸は、前記上部回転軸又は下部回転
   軸の何れか一方に連結しており、前記軸部は、その上端
   部に上部回転軸に連結する上部連結部を備え、その下端
   部に下部連結部に連結する下部連結部を備え、該軸部の
   下方部分で前記下部連結部の上方に位置する、前記中空
   筒体の圧縮部内に配設される部分が、先細状に形成さ
   れ、その外周部に螺旋状のスクリュー羽根が設けられて
   いるスクリュー軸部を形成しており、該スクリュー軸部
   に連なる前記下部連結部の下端部には、外側に突き出る
   基板部が配置され、該基板部外周部の少なくとも一箇所
   には、前記圧縮加熱された繊維含有材料の掻き取り具が
   取り付けられており、前記繊維含有材料の掻き取り具
   は、前記外壁部のノズル部内に配設されていることを特
   徴とする繊維含有材料の膨張及び粉砕装置。
5. 【請求項５】 動力装置と、側壁部内面に、上部から下
   方に向けて先細状の圧縮部及び該先細状の圧縮部の先端
   部に接続するノズル状の吐出部を備え、前記圧縮部より
   上方の円筒状側壁部に、膨張及び粉砕される繊維含有材
   料の供給用開口及び水供給用開口を備えて、前記膨張及
   び粉砕される繊維含有材料の安息角を越える角度で傾斜
   している中空筒体と、該中空筒体内に回転可能に挿着さ
   れている軸部と、前記軸部の上端部に連結して、上部軸
   受け部に支承されている上部回転軸と、前記軸部の下端
   部に連結して、下部軸受け部に支承されている下部回転
   軸とを備えており、前記膨張及び粉砕される繊維含有材
   料の供給用開口部は、ケーシング底部に粉状の材料分離
   用の篩孔を有するスクリューコンベヤーに接続してお
   り、前記動力装置の回転軸は、前記上部回転軸又は下部
   回転軸の何れか一方に連結しており、前記軸部は、その
   上端部に上部回転軸に連結する上部連結部を備え、その
   下端部に下部連結部に連結する下部連結部を備え、該軸
   部の下方部分で前記下部連結部の上方に位置する、前記
   中空筒体の圧縮部内に配設される部分が、先細状に形成
   され、その外周部に螺旋状のスクリュー羽根が設けられ
   ているスクリュー軸部を形成しており、該スクリュー軸
   部に連なる前記下部連結部の下端部には、外側に突き出
   る基板部が配置され、該基板部外周部の少なくとも一か
   所には、上方に向けて、上部から下方端部に向けて半径
   方向に拡大されている切断刃が取り付けられて、前記圧
   縮加熱された繊維含有材料の掻き取り具が形成されてお
   り、前記繊維含有材料の掻き取り具は、前記外壁部のノ
   ズル部内に配設されており、前記下部回転軸は、下部軸
   受け部の上端部を覆う軸封覆い部材及び該軸封覆い部材
   を支持するスリーブ部材を挿通して固定され、該スリー
   ブ部材を介して下部軸受け部に支承されていることを特
   徴とする繊維含有材料を膨張及び粉砕する装置。
6. 【請求項６】 中空筒体が設けられる被膨張及び粉砕さ
   れる繊維含有材料の安息角を越える角度が、垂直又は９
   ０°以下乃至５０°以上の角度であることを特徴とする
   請求項３乃至５の何れか一項に記載の繊維含有材料の膨
   張及び粉砕装置。