熱可塑性被成形材料の押出成形装置
【課題】ケーシングの内部で熱により軟化させ熱可塑性の被成形材料をノズルを通し外部に押し出すことにより、所定断面形状の固形品を成形する場合において、この固形品を所望強度にできるようにして、この固形品が、その取り扱い過程において、所定形状を維持できるようにする。
【解決手段】熱可塑性被成形材料の押出成形装置は、ほぼ水平に延びる軸心８を有し、その内部に熱可塑性の被成形材料２が投入可能とされる筒形状のケーシング９と、このケーシング９に固着され、このケーシング９の内部を外部に連通させるノズル孔１０が形成されたノズル１１と、ケーシング９の内部に設けられ、軸心８回りに回転駆動することにより、被成形材料２をノズル１１のノズル孔１０を通し外部に押し出し可能とする押出機１２とを備える。ノズル１１を加熱するヒータ４８を設けると共に、ノズル１１のノズル孔１０の内面から突出するフィン４９を設ける。
【解決手段】熱可塑性被成形材料の押出成形装置は、ほぼ水平に延びる軸心８を有し、その内部に熱可塑性の被成形材料２が投入可能とされる筒形状のケーシング９と、このケーシング９に固着され、このケーシング９の内部を外部に連通させるノズル孔１０が形成されたノズル１１と、ケーシング９の内部に設けられ、軸心８回りに回転駆動することにより、被成形材料２をノズル１１のノズル孔１０を通し外部に押し出し可能とする押出機１２とを備える。ノズル１１を加熱するヒータ４８を設けると共に、ノズル１１のノズル孔１０の内面から突出するフィン４９を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーシングの内部で熱により軟化させた熱可塑性の被成形材料をノズルを通し外部に押し出すことにより、所定断面形状の固形品を成形するようにした熱可塑性被成形材料の押出成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記押出成形装置には、従来、下記特許文献１に示されるものがある。この公報のものによれば、押出成形装置は、ほぼ水平に延びる軸心を有し、その内部に熱可塑性の被成形材料が投入可能とされる筒形状のケーシングと、このケーシングに固着され、このケーシングの内部を外部に連通させるノズル孔が形成された複数のノズルと、上記ケーシングの内部に設けられ、上記軸心回りに回転駆動することにより、上記被成形材料を上記ノズルのノズル孔を通し外部に押し出し可能とする押出機とを備えている。上記の場合、複数のノズルは互いに一体的に形成されて、全体として板形状のダイとされ、このダイは、上記ケーシングの軸方向の端面板を構成している。
【０００３】
上記被成形材料は、例えば、熱可塑性の廃棄樹脂である。この被成形材料が上記ケーシングに投入され、熱により軟化させられた状態で、上記押出機を回転駆動させる。すると、この押出機の押圧力により、上記被成形材料は上記各ノズルのノズル孔を通り外部に押し出される。これにより、断面形状が円形の長尺固形品が連続的に成形される。この固形品は、一般に、上記ノズル孔を通り押し出された直後にカッターにより所定長さに次々と切断されて、粒状とされる。そして、これら粒状の固形品は、例えば、固形燃料として利用される。
【特許文献１】特開２００６−２７２６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の技術では、次のような問題点がある。
【０００５】
即ち、上記各ノズルのノズル孔の直径は、得ようとする固形品の直径に相応するよう定められるが、この値は、例えば、１０〜４０ｍｍ程度であり、かなり大きい。このため、上記ノズル孔を押し出されるよう通る被成形材料が、上記ノズル孔の内面から与えられる摩擦力は小さく抑制され、よって、上記ノズル孔を通る被成形材料の流速（ｍｍ／ｓｅｃ）は速くなりがちである。この結果、上記ノズル孔を通る際の被成形材料の物質同士の圧接時間が短くなり、このため、これら物質同士の結合が不十分になって、その固形品に所望強度を確保することが困難になるおそれがある。
【０００６】
そして、上記のように固形品に所望強度を確保できない場合には、燃焼など固形品の取り扱い過程において、この固形品を所定形状に維持することが困難となり、これは、この固形品の取り扱い上、好ましくない。
【０００７】
しかも、特に、上記従来の技術では、複数ノズルのうちの一部ノズルは、ケーシングの外周部分に周方向に並ぶよう設けられている。この場合、このケーシングの内部における被成形材料は、その自重により、上、下部の内部の圧力が相違する。このため、上記複数のノズルを通しそれぞれ被成形材料が押し出されるとき、上側のノズルを通る被成形材料の流速（例えば、７ｍｍ／ｓｅｃ）よりも下側のノズルを通る流速（例えば、１４ｍｍ／ｓｅｃ）の方が速くなりがちである。よって、下側のノズルを通る際の被成形材料の物質同士の互いの圧接時間が更に短くなりがちであって、好ましくない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、ケーシングの内部で熱により軟化させた熱可塑性の被成形材料をノズルを通し外部に押し出すことにより、所定断面形状の固形品を成形する場合において、この固形品を所望強度にできるようにして、この固形品が、その取り扱い過程において、所定形状を維持できるようにすることことである。
【０００９】
請求項１の発明は、ほぼ水平に延びる軸心８を有し、その内部に熱可塑性の被成形材料２が投入可能とされる筒形状のケーシング９と、このケーシング９に固着され、このケーシング９の内部を外部に連通させるノズル孔１０が形成されたノズル１１と、上記ケーシング９の内部に設けられ、上記軸心８回りに回転駆動することにより、上記被成形材料２を上記ノズル１１のノズル孔１０を通し外部に押し出し可能とする押出機１２とを備えた熱可塑性被成形材料の押出成形装置において、
上記ノズル１１を加熱するヒータ４８を設けると共に、上記ノズル１１のノズル孔１０の内面から突出するフィン４９を設けたことを特徴とする熱可塑性被成形材料の押出成形装置である。
【００１０】
請求項２の発明は、上記ケーシング９に対し上記ノズル１１を着脱可能に固着したことを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性被成形材料の押出成形装置である。
【００１１】
請求項３の発明は、上記ノズル孔１０における上記被成形材料２の上流側の内面に上記フィン４９を突出させたことを特徴とする請求項１、もしくは２に記載の熱可塑性被成形材料の押出成形装置である。
【００１２】
請求項４の発明は、上記ケーシング９の周方向に上記ノズル１１を複数設け、これらノズル１１のうち、下側に位置するノズル１１に設けたフィン４９の表面積を上側に位置するノズル１１のそれよりも大きくしたことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１つに記載の熱可塑性被成形材料の押出成形装置である。
【００１３】
請求項５の発明は、上記ケーシング９の周方向に上記ノズル１１を複数設け、これらノズル１１のうち、下側に位置するノズル１１の軸方向の長さを、上側に位置するノズル１１のそれよりも大きくしたことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１つに記載の熱可塑性被成形材料の押出成形装置である。
【００１４】
請求項６の発明は、上記各ノズル１１に対し上記ヒータ４８をそれぞれ設け、これら各ヒータ４８のうち、下側に位置するヒータ４８の加熱設定温度を、上側に位置するヒータ４８のそれよりも大きくしたことを特徴とする請求項４、もしくは５に記載の熱可塑性被成形材料の押出成形装置である。
【００１５】
なお、この項において、上記各用語に付記した符号や図面番号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項や図面の内容に限定解釈するものではない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による効果は、次の如くである。
【００１７】
請求項１の発明は、ほぼ水平に延びる軸心を有し、その内部に熱可塑性の被成形材料が投入可能とされる筒形状のケーシングと、このケーシングに固着され、このケーシングの内部を外部に連通させるノズル孔が形成されたノズルと、上記ケーシングの内部に設けられ、上記軸心回りに回転駆動することにより、上記被成形材料を上記ノズルのノズル孔を通し外部に押し出し可能とする押出機とを備えた熱可塑性被成形材料の押出成形装置において、
上記ノズルを加熱するヒータを設けると共に、上記ノズルのノズル孔の内面から突出するフィンを設けている。
【００１８】
このため、上記ノズル孔を押し出されるよう通る被成形材料の流速が速くて、上記ノズル孔を通る際の被成形材料の物質同士の圧接時間が短いとしても、この被成形材料の外面側は上記ノズルを介しヒータにより加熱されると共に、被成形材料の内部は上記ノズルからフィンに伝達された熱により加熱される。これにより、上記被成形材料が全体的に、より加熱溶融されて、この被成形材料の物資同士が互いに十分に結合させられる。よって、上記固形品を所望強度にさせることができ、燃焼など、その取り扱い過程において、この固形品を所定形状に維持させることができる。
【００１９】
また、上記したように、ノズル孔の内面にフィンを突出させたため、上記ノズル孔を被成形材料が通るとき、この被成形材料は、上記フィンから抵抗力を与えられる。よって、上記被成形材料の流速が減速させられて、この被成形材料の物質同士の圧接時間を長くでき、また、被成形材料の内部の圧力が増大させられ、更に、この被成形材料とフィンとの摩擦熱によって、この被成形材料が加熱される。この結果、上記被成形材料の物質同士の結合が、より促進されて、その固形品を、より所望強度にさせることができる。
【００２０】
請求項２の発明は、上記ケーシングに対し上記ノズルを着脱可能に固着している。
【００２１】
このため、上記被成形材料の物性が、ある期間毎に変化するような場合や、上記ノズルやフィンが損耗したときには、これらを、上記被成形材料の物性に合致したものや、新しいものに交換することが容易にできて便利である。
【００２２】
請求項３の発明は、上記ノズル孔における上記被成形材料の上流側の内面に上記フィンを突出させている。
【００２３】
このため、上記ノズル孔を通る被成形材料の物質は、上記ノズル孔の上流側で上記フィンにより、一旦、切り裂かれるが、この切り裂かれることにより生じた両面は上記フィンにより加熱された面であり、しかも、これら両面同士は、上記ノズル孔の下流側で、このノズル孔の内面から与えられる摩擦力などの反力により互いに圧接させられて結合される。よって、上記ノズル孔内で、上記フィンから被成形材料に与えられた傷は、上記ノズル孔の下流側で消失させられることから、断面が所定形状であって、傷の無い所望強度の固形品を得ることができる。
【００２４】
請求項４の発明は、上記ケーシングの周方向に上記ノズルを複数設け、これらノズルのうち、下側に位置するノズルに設けたフィンの表面積を上側に位置するノズルのそれよりも大きくしている。
【００２５】
ここで、上記発明によれば、各ノズルは、ケーシングの周方向に並ぶよう設けられている。この場合、このケーシングの内部における被成形材料は、その自重により、上、下部の内部の圧力が相違する。このため、上記複数のノズルを通しそれぞれ被成形材料が押し出されるとき、上側のノズルを通る被成形材料の流速よりも下側のノズルを通る流速の方が速くなりがちである。よって、下側のノズルを通る際の被成形材料の物質同士の互いの圧接時間が更に短くなりがちである。
【００２６】
そこで、上記発明のように、下側のフィンの表面積を、より大きくしている。
【００２７】
このため、上記下側のノズルのノズル孔を被成形材料が通るとき、この被成形材料は、上記した表面積がより大きいフィンからより大きい熱量と抵抗力とを与えられる。これにより、上記被成形材料が全体的に、より加熱溶融されると共に、この被成形材料の流速が減速させられて、被成形材料の物質同士の圧接時間がより長くされる。よって、上記のように、下側のノズルを通る被成形材料の物質同士についても、より確実に結合させることができて、上記下側のノズルを通る被成形材料により成形される固形品も所望強度にさせることができる。
【００２８】
請求項５の発明は、上記ケーシングの周方向に上記ノズルを複数設け、これらノズルのうち、下側に位置するノズルの軸方向の長さを、上側に位置するノズルのそれよりも大きくしている。
【００２９】
このため、前記したように、下側のノズルを通る際の被成形材料の物質同士の互いの圧接時間は短くなりがちではあるが、上記下側のノズルのノズル孔を被成形材料が通るとき、この被成形材料は、上記した長さがより大きいノズルのノズル孔の内周面からより大きい熱量と抵抗力とを与えられる。これにより、上記被成形材料が全体的に、より加熱溶融されると共に、この被成形材料の流速が減速させられて、被成形材料の物質同士の圧接時間がより長くされる。よって、上記のように、下側のノズルを通る被成形材料の物質同士についても、より確実に結合させることができて、上記下側のノズルを通る被成形材料により成形される固形品も所望強度にさせることができる。
【００３０】
請求項６の発明は、上記各ノズルに対し上記ヒータをそれぞれ設け、これら各ヒータのうち、下側に位置するヒータの加熱設定温度を、上側に位置するヒータのそれよりも大きくしている。
【００３１】
このため、前記したように、下側のノズルを通る際の被成形材料の物質同士の互いの圧接時間は短くなりがちではあるが、上記下側のノズルのノズル孔を被成形材料が通るとき、この被成形材料は、上記した加熱設定温度がより大きいヒータにより、より十分に加熱溶融される。よって、上記のように、下側のノズルを通る被成形材料の物質同士についても、より確実に結合させることができて、上記下側のノズルを通る被成形材料により成形される固形品も所望強度にさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明の熱可塑性被成形材料の押出成形装置に関し、ケーシングの内部で熱により軟化させ熱可塑性の被成形材料をノズルを通し外部に押し出すことにより、所定断面形状の固形品を成形する場合において、この固形品を所望強度にできるようにして、この固形品が、その取り扱い過程において、所定形状を維持できるようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための最良の形態は、次の如くである。
【００３３】
即ち、熱可塑性被成形材料の押出成形装置は、ほぼ水平に延びる軸心を有し、その内部に熱可塑性の被成形材料が投入可能とされる筒形状のケーシングと、このケーシングに固着され、このケーシングの内部を外部に連通させるノズル孔が形成されたノズルと、上記ケーシングの内部に設けられ、上記軸心回りに回転駆動することにより、上記被成形材料を上記ノズルのノズル孔を通し外部に押し出し可能とする押出機とを備える。上記ノズルを加熱するヒータを設けると共に、上記ノズルのノズル孔の内面から突出するフィンを設けている。
【実施例】
【００３４】
本発明をより詳細に説明するために、その実施例を添付の図に従って説明する。
【００３５】
図中、符号１は、熱可塑性の被成形材料２を押し出すことにより、所定断面形状の固形品３を成形するものである。
【００３６】
上記被成形材料２は、可燃性の廃棄樹脂を主原料物質としている。具体的には、この廃棄樹脂は、軟質系ＰＰ（ポリプロピレン）やＰＥ（ポリエチレン）が主体であって、これに硬質系ＰＰやＰＥが含有され、また、紙くず、木くずも含有される。
【００３７】
上記固形品３は、例えば、直径が１０〜４０ｍｍ、押し出し成形直後の切断により成形される粒状体の長さは５０〜１００ｍｍ、見掛け比重は０．２〜０．３、カロリーは５０００〜６０００ｋｃａｌ／ｋｇである。そして、上記固形品３は、ボイラ用などの固形燃料として、化石燃料である石炭に代え利用される。
【００３８】
上記押出成形装置１は、作業面６上に支持される架台７と、この架台７に支持され、ほぼ水平に延びる軸心８を有し、その内部に上記被成形材料２が投入可能とされる円筒形状のケーシング９と、このケーシング９の軸方向の一端部（図２に向かって左方向の端部）における外周部分に、周方向に並ぶよう複数設けられ、上記ケーシング９の内部を径方向外方に向かって連通させるノズル孔１０を有する複数（２０〜７０本）のノズル１１とを備えている。上記各ノズル１１は、上記ケーシング９の一端部の外周部分にほぼ全周にわたり連続的に設けられている。上記各ノズル１１の突出端部のノズル孔１０の開口は、互いに同形同大とされている。また、ノズル１１は鉄製であるが、アルミ合金やステンレス製としてもよい。
【００３９】
また、上記押出成形装置１は、上記ケーシング９の内部に設けられ、上記軸心８回りに回転可能な押出機１２と、上記架台７に支持され、上記押出機１２を減速機１３を介し一方向に回転Ｒさせるよう駆動する電動機１４とを備えている。上記押出機１２を上記軸心８回りに回転Ｒ駆動させれば、上記ケーシング９内で熱により軟化させられている被成形材料２が混練されて、上記ノズル１１のノズル孔１０を通し外部に押し出し可能とされる。
【００４０】
上記ケーシング９は、上記軸心８を有する円筒体１７と、この円筒体１７の軸方向の一端部（図２に向かって左方向の端部）に形成される外向きフランジ１８と、上記円筒体１７の軸方向各端部の開口を閉じて、これら各端部に固定される蓋体１９，２０と、上記円筒体１７の他端部側の内部に上記被成形材料２を投入可能とするシュート２１とを備えている。
【００４１】
上記各ノズル１１は、円形のほぼ直管であるノズルパイプ２４と、このノズルパイプ２４の一端部である基部２４ａに一体的に形成される外向きのノズルフランジ２５とを備えている。これら各ノズル１１は、上記ケーシング９の一端部の外周部に固着具２６により着脱可能に固着されている。
【００４２】
上記固着具２６は、上記ケーシング９の外向きフランジ１８と蓋体１９の外周部分との間で、このケーシング９の周方向に連続的に並ぶよう配置される複数の固着ブロック２８と、これら各固着ブロック２８を上記外向きフランジ１８と蓋体１９とにそれぞれ個別に着脱可能に固着させる締結具２９とを備えている。上記蓋体１９は、上記各固着ブロック２８と締結具２９とにより、上記円筒体１７の一端部に固着されている。上記各固着ブロック２８は互いに同形同大とされている。上記各固着ブロック２８は、上記ケーシング９の軸方向に沿った視線で見て（図３，４）、その径方向内方に向かってのテーパ形状（楔形状）とされ、周方向で互いに隣り合う固着ブロック２８，２８同士の互いの対向面３０，３０は互いに面接触させられている。
【００４３】
上記ケーシング９の径方向に沿った視線で見て（図５）、上記固着ブロック２８の各対向面３０，３０には、それぞれ半円形の切り欠き３１が形成されている。この切り欠き３１における上記ケーシング９の径方向外端部には、上記各ノズル１１のノズルフランジ２５を嵌脱可能に嵌入させる嵌合溝３２が形成されている。
【００４４】
上記ケーシング９に対し上記各ノズル１１を固着具２６により固着した状態では（図１，４）、この固着具２６の固着ブロック２８群の外周面に上記各ノズル１１のノズルフランジ２５の端面が当接する。そして、上記各ノズル１１は、上記ケーシング９の軸心８を中心として上記ケーシング９側から外方に放射状に突出させられている。
【００４５】
上記ケーシング９の周方向で互いに隣り合う固着ブロック２８，２８の間には、互いに対向する両切り欠き３１，３１により、断面円形の導入孔３４が形成される。この導入孔３４は、上記各ノズル１１の軸心３５上に位置し、上記ノズル孔１０における上記ケーシング９の径方向内端部側とほぼ同径とされている。上記固着ブロック２８群の内周面には、上記ケーシング９の軸心８を中心とする周溝３６が形成されている。この周溝３６の底面に、上記導入孔３４が開口し、これら導入孔３４は、上記ケーシング９内を上記各ノズル孔１０に連通させている。
【００４６】
上記固着ブロック２８群のうち、少なくとも１つは、上記切り欠き３１と嵌合溝３２とを有していない楔体３７とされている。上記ケーシング９から各ノズル１１を離脱させる作業をするときには、まず、上記楔体３７の締結具２９を弛緩して、この楔体３７を上記ケーシング９の径方向外方に離脱させる（図４中、一点鎖線）。
【００４７】
次に、図５で示すように、上記楔体３７の隣りに位置していた固着ブロック２８の締結具２９を弛緩し、この固着ブロック２８を上記楔体３７の原存在位置側に移動Ａさせ、この固着ブロック２８の嵌合溝３２を上記ノズル１１のノズルフランジ２５から離脱させる。また、このノズル１１を上記移動Ａ方向と同方向に移動Ｂさせて、このノズル１１のノズルフランジ２５を上記固着ブロック２８に隣り合っていた他の固着ブロック２８の嵌合溝３２から離脱させる。これにより、上記ノズル１１は、上記ケーシング９から離脱可能とされる。以下、上記動作を繰り返すことにより、上記ノズル１１が全て離脱可能とされる。上記ケーシング９に各ノズル１１を固着させるときには、上記と逆の作業をすればよい。
【００４８】
前記押出機１２は、上記ケーシング９の軸心８上に配置され、上記各蓋体１９，２０に対し軸受４０，４１により支持される回転軸４２と、上記ケーシング９の他端部側に内有され、上記回転軸４２に支持されるスクリュー式押出機本体４３と、上記ケーシング９の一端部に内有され、上記回転軸４２に突設されるカウンタウェイト付アーム４４と，このアーム４４の突出端部に支軸４５により支持され、上記回転軸４２の回転Ｒに伴い、上記周溝３６の内底面を転動する加圧回転輪４６とを備えている。上記回転軸４２は、上記減速機１３を介し上記電動機１４に連動連結されている。
【００４９】
上記ノズル１１には、その外面のほぼ全体に接するよう電熱式のヒータ４８が外嵌されて、固着され、このヒータ４８は、上記ノズル１１を加熱する。なお、上記ヒータ４８は、上記ケーシング９の円筒体１７の一端部、外向きフランジ１８、および蓋体１９の外周部のいずれかを加熱して、上記ノズル１１を間接加熱するものであってもよい。
【００５０】
上記各ノズル１１のノズル孔１０の内面から、このノズル１１の径方向の内方に突出する周方向で複数（４枚）のフィン４９が設けられている。これら各フィン４９は、上記ノズル１１の径方向かつ軸方向に延びる板形状とされ、上記ノズル孔１０の内面に溶接により固着されている。また、上記各フィン４９はノズル１１と同材質とされている。この場合、上記各フィン４９は、上記ノズル孔１０における上記被成形材料２の上流側の内面にのみ突出させられている。
【００５１】
上記押出成形装置１の駆動により被成形材料２から固形品３を成形する場合には、上記被成形材料２が上記ケーシング９に投入され、熱により軟化させられた状態で、上記押出機１２を回転Ｒ駆動させる。すると、上記押出機本体４３により上記被成形材料２が混練されながら上記ケーシング９の一端部側に加圧されて送り込まれる。次に、上記被成形材料２は周溝３６に押し込まれると共に、この周溝３６を転動する加圧回転輪４６の押圧力により、上記被成形材料２は上記各導入孔３４と各ノズル１１のノズル孔１０とを順次通り外部に押し出される。これにより、断面形状が円形の長尺固形品３が連続的に成形される。この固形品３は、一般に、上記ノズル孔１０を通り押し出された直後にカッターにより所定長さに次々と切断されて、粒状とされる。
【００５２】
上記構成によれば、ノズル１１を加熱するヒータ４８を設けると共に、上記ノズル１１のノズル孔１０の内面から突出するフィン４９を設けている。
【００５３】
このため、上記ノズル孔１０を押し出されるよう通る被成形材料２の流速（ｍｍ／ｓｅｃ）が速くて、上記ノズル孔１０を通る際の被成形材料２の物質同士の圧接時間が短いとしても、この被成形材料２の外面側は上記ノズル１１を介しヒータ４８により加熱されると共に、被成形材料２の内部は上記ノズル１１からフィン４９に伝達された熱により加熱される。これにより、上記被成形材料２が全体的に、より加熱溶融されて、この被成形材料２の物質同士が互いに十分に結合させられる。よって、上記固形品３を所望強度にさせることができ、燃焼など、その取り扱い過程において、この固形品３を所定形状に維持させることができる。
【００５４】
また、上記したように、ノズル孔１０の内面にフィン４９を突出させたため、上記ノズル孔１０を被成形材料２が通るとき、この被成形材料２は、上記フィン４９から抵抗力を与えられる。よって、上記被成形材料２の流速が減速させられて、この被成形材料２の物質同士の圧接時間を長くでき、また、被成形材料２の内部の圧力が増大させられ、更に、この被成形材料２とフィン４９との摩擦熱によって、この被成形材料２が加熱される。この結果、上記被成形材料２の物質同士の結合が、より促進されて、その固形品３を、より所望強度にさせることができる。
【００５５】
また、前記したように、ケーシング９に対し上記ノズル１１を着脱可能に固着している。
【００５６】
このため、上記被成形材料２の物性が、ある期間毎に変化するような場合や、上記ノズル１１やフィン４９が損耗したときには、これら１１，４９を、上記被成形材料２の物性に合致したものや、新しいものに交換することが容易にできて便利である。
【００５７】
また、前記したように、ノズル孔１０における上記被成形材料２の上流側の内面に上記フィン４９を突出させている。
【００５８】
このため、上記ノズル孔１０を通る被成形材料２の物質は、上記ノズル孔１０の上流側で上記フィン４９により、一旦、切り裂かれるが、この切り裂かれることにより生じた両面は上記フィン４９により加熱された面であり、しかも、これら両面同士は、上記ノズル孔１０の下流側で、このノズル孔１０の内面から与えられる摩擦力などの反力により互いに圧接させられて結合される。よって、上記ノズル孔１０内で、上記フィン４９から被成形材料２に与えられた傷は、上記ノズル孔１０の下流側で消失させられることから、断面が所定形状であって、傷の無い所望強度の固形品３を得ることができる。
【００５９】
また、上記ノズル孔１０の上流側の径寸法（断面積）よりも、下流側のそれが小さくされている。
【００６０】
このため、上記ノズル孔１０の下流側を通る被成形材料２は、上記ノズル孔１０の下流側の内周面から、より大きい摩擦力などの反力を与えられる。よって、フィン４９により切り裂かれた被成形材料２の両面同士は、上記ノズル孔１０の下流側で、より大きく圧接させられて、より確実に結合される。
【００６１】
また、前記したように、ケーシング９の周方向に上記ノズル１１を複数設けた場合において、図示しないが、これらノズル１１のうち、下側に位置するノズル１１に設けたフィン４９の表面積を上側に位置するノズル１１のそれよりも大きくしている。
【００６２】
ここで、上記構成によれば、各ノズル１１は、ケーシング９の周方向に並ぶよう設けられている。この場合、このケーシング９の内部における被成形材料２は、その自重により、上、下部の内部の圧力が相違する。このため、上記複数のノズル１１を通しそれぞれ被成形材料２が押し出されるとき、上側のノズル１１を通る被成形材料２の流速（例えば、７ｍｍ／ｓｅｃ）よりも下側のノズル１１を通る流速（例えば、１４ｍｍ／ｓｅｃ）の方が速くなりがちである。よって、下側のノズル１１を通る際の被成形材料２の物質同士の互いの圧接時間が更に短くなりがちである。
【００６３】
そこで、上記構成のように、下側のフィン４９の表面積を、より大きくしている。
【００６４】
このため、上記下側のノズル１１のノズル孔１０を被成形材料２が通るとき、この被成形材料２は、上記した表面積がより大きいフィン４９からより大きい熱量と抵抗力とを与えられる。これにより、上記被成形材料２が全体的に、より加熱溶融されると共に、この被成形材料２の流速が減速させられて、被成形材料２の物質同士の圧接時間がより長くされる。よって、上記のように、下側のノズル１１を通る被成形材料２の物質同士についても、より確実に結合させることができて、上記下側のノズル１１を通る被成形材料２により成形される固形品３も所望強度にさせることができる。
【００６５】
なお、上記フィン４９の表面積をより大きくさせる手段として、上、下側の各ノズル１１における各フィン４９を互いに同形同大として、下側のノズル１１のフィン４９の枚数を１〜３枚程度、より多くしてもよい。また、下側のノズル１１のフィン４９におけるノズル１１の径方向や軸方向での寸法を、より長くしてもよい。
【００６６】
また、前記したように、ケーシング９の周方向に上記ノズル１１を複数設けた場合において、図示しないが、これらノズル１１のうち、下側に位置するノズル１１の軸方向の長さを、上側に位置するノズル１１のそれよりも大きくしている。
【００６７】
このため、前記したように、下側のノズル１１を通る際の被成形材料２の物質同士の互いの圧接時間は短くなりがちではあるが、上記下側のノズル１１のノズル孔１０を被成形材料２が通るとき、この被成形材料２は、上記した長さがより大きいノズル１１のノズル孔１０の内周面からより大きい熱量と抵抗力とを与えられる。これにより、上記被成形材料２が全体的に、より加熱溶融されると共に、この被成形材料２の流速が減速させられて、被成形材料２の物質同士の圧接時間がより長くされる。よって、上記のように、下側のノズル１１を通る被成形材料２の物質同士についても、より確実に結合させることができて、上記下側のノズル１１を通る被成形材料２により成形される固形品３も所望強度にさせることができる。
【００６８】
また、前記したように、各ノズル１１に対し上記ヒータ４８をそれぞれ設けた場合において、図示しないが、これら各ヒータ４８のうち、下側に位置するヒータ４８の加熱設定温度を、上側に位置するヒータ４８のそれよりも大きくしている。
【００６９】
このため、前記したように、下側のノズル１１を通る際の被成形材料２の物質同士の互いの圧接時間は短くなりがちではあるが、上記下側のノズル１１のノズル孔１０を被成形材料２が通るとき、この被成形材料２は、上記した加熱設定温度がより大きいヒータ４８により、より十分に加熱溶融される。よって、上記のように、下側のノズル１１を通る被成形材料２の物質同士についても、より確実に結合させることができて、上記下側のノズル１１を通る被成形材料２により成形される固形品３も所望強度にさせることができる。
【００７０】
なお、上記フィン４９はノズル孔１０の軸方向のほぼ全体にわたり形成してもよい。また、上記ノズル１１を上記ケーシング９の少なくとも外周部分に、周方向に並ぶよう複数設け、かつ、上記ケーシング９の軸方向端面部に全体的に設け、その各ノズル孔１０がケーシング９の軸方向の外方に向かって開口するようにしてもよい。この場合、上記押出機１２を、全体的にスクリュー式やパドル式にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図４のI−I線矢視拡大断面図である。
【図２】押出成形装置の全体側面図である。
【図３】押出成形装置の全体正面図である。
【図４】図３の部分拡大部分断面図である。
【図５】図４のV−V線矢視作用説明図である。
【図６】（１）は図４の部分拡大断面図であり、（２）は（１）の（２）−（２）線矢視断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 押出成形装置
２ 被成形材料
３ 固形品
６ 作業面
８ 軸心
９ ケーシング
１０ ノズル孔
１１ ノズル
１２ 押出機
１７ 円筒体
１８ 外向きフランジ
１９ 蓋体
２４ ノズルパイプ
２４ａ 基部
２５ ノズルフランジ
２６ 固着具
２８ 固着ブロック
３５ 軸心
４８ ヒータ
４９ フィン
Ａ 移動
Ｂ 移動
Ｒ 回転
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーシングの内部で熱により軟化させた熱可塑性の被成形材料をノズルを通し外部に押し出すことにより、所定断面形状の固形品を成形するようにした熱可塑性被成形材料の押出成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記押出成形装置には、従来、下記特許文献１に示されるものがある。この公報のものによれば、押出成形装置は、ほぼ水平に延びる軸心を有し、その内部に熱可塑性の被成形材料が投入可能とされる筒形状のケーシングと、このケーシングに固着され、このケーシングの内部を外部に連通させるノズル孔が形成された複数のノズルと、上記ケーシングの内部に設けられ、上記軸心回りに回転駆動することにより、上記被成形材料を上記ノズルのノズル孔を通し外部に押し出し可能とする押出機とを備えている。上記の場合、複数のノズルは互いに一体的に形成されて、全体として板形状のダイとされ、このダイは、上記ケーシングの軸方向の端面板を構成している。
【０００３】
上記被成形材料は、例えば、熱可塑性の廃棄樹脂である。この被成形材料が上記ケーシングに投入され、熱により軟化させられた状態で、上記押出機を回転駆動させる。すると、この押出機の押圧力により、上記被成形材料は上記各ノズルのノズル孔を通り外部に押し出される。これにより、断面形状が円形の長尺固形品が連続的に成形される。この固形品は、一般に、上記ノズル孔を通り押し出された直後にカッターにより所定長さに次々と切断されて、粒状とされる。そして、これら粒状の固形品は、例えば、固形燃料として利用される。
【特許文献１】特開２００６−２７２６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の技術では、次のような問題点がある。
【０００５】
即ち、上記各ノズルのノズル孔の直径は、得ようとする固形品の直径に相応するよう定められるが、この値は、例えば、１０〜４０ｍｍ程度であり、かなり大きい。このため、上記ノズル孔を押し出されるよう通る被成形材料が、上記ノズル孔の内面から与えられる摩擦力は小さく抑制され、よって、上記ノズル孔を通る被成形材料の流速（ｍｍ／ｓｅｃ）は速くなりがちである。この結果、上記ノズル孔を通る際の被成形材料の物質同士の圧接時間が短くなり、このため、これら物質同士の結合が不十分になって、その固形品に所望強度を確保することが困難になるおそれがある。
【０００６】
そして、上記のように固形品に所望強度を確保できない場合には、燃焼など固形品の取り扱い過程において、この固形品を所定形状に維持することが困難となり、これは、この固形品の取り扱い上、好ましくない。
【０００７】
しかも、特に、上記従来の技術では、複数ノズルのうちの一部ノズルは、ケーシングの外周部分に周方向に並ぶよう設けられている。この場合、このケーシングの内部における被成形材料は、その自重により、上、下部の内部の圧力が相違する。このため、上記複数のノズルを通しそれぞれ被成形材料が押し出されるとき、上側のノズルを通る被成形材料の流速（例えば、７ｍｍ／ｓｅｃ）よりも下側のノズルを通る流速（例えば、１４ｍｍ／ｓｅｃ）の方が速くなりがちである。よって、下側のノズルを通る際の被成形材料の物質同士の互いの圧接時間が更に短くなりがちであって、好ましくない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、ケーシングの内部で熱により軟化させた熱可塑性の被成形材料をノズルを通し外部に押し出すことにより、所定断面形状の固形品を成形する場合において、この固形品を所望強度にできるようにして、この固形品が、その取り扱い過程において、所定形状を維持できるようにすることことである。
【０００９】
請求項１の発明は、ほぼ水平に延びる軸心８を有し、その内部に熱可塑性の被成形材料２が投入可能とされる筒形状のケーシング９と、このケーシング９に固着され、このケーシング９の内部を外部に連通させるノズル孔１０が形成されたノズル１１と、上記ケーシング９の内部に設けられ、上記軸心８回りに回転駆動することにより、上記被成形材料２を上記ノズル１１のノズル孔１０を通し外部に押し出し可能とする押出機１２とを備えた熱可塑性被成形材料の押出成形装置において、
上記ノズル１１を加熱するヒータ４８を設けると共に、上記ノズル１１のノズル孔１０の内面から突出するフィン４９を設けたことを特徴とする熱可塑性被成形材料の押出成形装置である。
【００１０】
請求項２の発明は、上記ケーシング９に対し上記ノズル１１を着脱可能に固着したことを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性被成形材料の押出成形装置である。
【００１１】
請求項３の発明は、上記ノズル孔１０における上記被成形材料２の上流側の内面に上記フィン４９を突出させたことを特徴とする請求項１、もしくは２に記載の熱可塑性被成形材料の押出成形装置である。
【００１２】
請求項４の発明は、上記ケーシング９の周方向に上記ノズル１１を複数設け、これらノズル１１のうち、下側に位置するノズル１１に設けたフィン４９の表面積を上側に位置するノズル１１のそれよりも大きくしたことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１つに記載の熱可塑性被成形材料の押出成形装置である。
【００１３】
請求項５の発明は、上記ケーシング９の周方向に上記ノズル１１を複数設け、これらノズル１１のうち、下側に位置するノズル１１の軸方向の長さを、上側に位置するノズル１１のそれよりも大きくしたことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１つに記載の熱可塑性被成形材料の押出成形装置である。
【００１４】
請求項６の発明は、上記各ノズル１１に対し上記ヒータ４８をそれぞれ設け、これら各ヒータ４８のうち、下側に位置するヒータ４８の加熱設定温度を、上側に位置するヒータ４８のそれよりも大きくしたことを特徴とする請求項４、もしくは５に記載の熱可塑性被成形材料の押出成形装置である。
【００１５】
なお、この項において、上記各用語に付記した符号や図面番号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項や図面の内容に限定解釈するものではない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による効果は、次の如くである。
【００１７】
請求項１の発明は、ほぼ水平に延びる軸心を有し、その内部に熱可塑性の被成形材料が投入可能とされる筒形状のケーシングと、このケーシングに固着され、このケーシングの内部を外部に連通させるノズル孔が形成されたノズルと、上記ケーシングの内部に設けられ、上記軸心回りに回転駆動することにより、上記被成形材料を上記ノズルのノズル孔を通し外部に押し出し可能とする押出機とを備えた熱可塑性被成形材料の押出成形装置において、
上記ノズルを加熱するヒータを設けると共に、上記ノズルのノズル孔の内面から突出するフィンを設けている。
【００１８】
このため、上記ノズル孔を押し出されるよう通る被成形材料の流速が速くて、上記ノズル孔を通る際の被成形材料の物質同士の圧接時間が短いとしても、この被成形材料の外面側は上記ノズルを介しヒータにより加熱されると共に、被成形材料の内部は上記ノズルからフィンに伝達された熱により加熱される。これにより、上記被成形材料が全体的に、より加熱溶融されて、この被成形材料の物資同士が互いに十分に結合させられる。よって、上記固形品を所望強度にさせることができ、燃焼など、その取り扱い過程において、この固形品を所定形状に維持させることができる。
【００１９】
また、上記したように、ノズル孔の内面にフィンを突出させたため、上記ノズル孔を被成形材料が通るとき、この被成形材料は、上記フィンから抵抗力を与えられる。よって、上記被成形材料の流速が減速させられて、この被成形材料の物質同士の圧接時間を長くでき、また、被成形材料の内部の圧力が増大させられ、更に、この被成形材料とフィンとの摩擦熱によって、この被成形材料が加熱される。この結果、上記被成形材料の物質同士の結合が、より促進されて、その固形品を、より所望強度にさせることができる。
【００２０】
請求項２の発明は、上記ケーシングに対し上記ノズルを着脱可能に固着している。
【００２１】
このため、上記被成形材料の物性が、ある期間毎に変化するような場合や、上記ノズルやフィンが損耗したときには、これらを、上記被成形材料の物性に合致したものや、新しいものに交換することが容易にできて便利である。
【００２２】
請求項３の発明は、上記ノズル孔における上記被成形材料の上流側の内面に上記フィンを突出させている。
【００２３】
このため、上記ノズル孔を通る被成形材料の物質は、上記ノズル孔の上流側で上記フィンにより、一旦、切り裂かれるが、この切り裂かれることにより生じた両面は上記フィンにより加熱された面であり、しかも、これら両面同士は、上記ノズル孔の下流側で、このノズル孔の内面から与えられる摩擦力などの反力により互いに圧接させられて結合される。よって、上記ノズル孔内で、上記フィンから被成形材料に与えられた傷は、上記ノズル孔の下流側で消失させられることから、断面が所定形状であって、傷の無い所望強度の固形品を得ることができる。
【００２４】
請求項４の発明は、上記ケーシングの周方向に上記ノズルを複数設け、これらノズルのうち、下側に位置するノズルに設けたフィンの表面積を上側に位置するノズルのそれよりも大きくしている。
【００２５】
ここで、上記発明によれば、各ノズルは、ケーシングの周方向に並ぶよう設けられている。この場合、このケーシングの内部における被成形材料は、その自重により、上、下部の内部の圧力が相違する。このため、上記複数のノズルを通しそれぞれ被成形材料が押し出されるとき、上側のノズルを通る被成形材料の流速よりも下側のノズルを通る流速の方が速くなりがちである。よって、下側のノズルを通る際の被成形材料の物質同士の互いの圧接時間が更に短くなりがちである。
【００２６】
そこで、上記発明のように、下側のフィンの表面積を、より大きくしている。
【００２７】
このため、上記下側のノズルのノズル孔を被成形材料が通るとき、この被成形材料は、上記した表面積がより大きいフィンからより大きい熱量と抵抗力とを与えられる。これにより、上記被成形材料が全体的に、より加熱溶融されると共に、この被成形材料の流速が減速させられて、被成形材料の物質同士の圧接時間がより長くされる。よって、上記のように、下側のノズルを通る被成形材料の物質同士についても、より確実に結合させることができて、上記下側のノズルを通る被成形材料により成形される固形品も所望強度にさせることができる。
【００２８】
請求項５の発明は、上記ケーシングの周方向に上記ノズルを複数設け、これらノズルのうち、下側に位置するノズルの軸方向の長さを、上側に位置するノズルのそれよりも大きくしている。
【００２９】
このため、前記したように、下側のノズルを通る際の被成形材料の物質同士の互いの圧接時間は短くなりがちではあるが、上記下側のノズルのノズル孔を被成形材料が通るとき、この被成形材料は、上記した長さがより大きいノズルのノズル孔の内周面からより大きい熱量と抵抗力とを与えられる。これにより、上記被成形材料が全体的に、より加熱溶融されると共に、この被成形材料の流速が減速させられて、被成形材料の物質同士の圧接時間がより長くされる。よって、上記のように、下側のノズルを通る被成形材料の物質同士についても、より確実に結合させることができて、上記下側のノズルを通る被成形材料により成形される固形品も所望強度にさせることができる。
【００３０】
請求項６の発明は、上記各ノズルに対し上記ヒータをそれぞれ設け、これら各ヒータのうち、下側に位置するヒータの加熱設定温度を、上側に位置するヒータのそれよりも大きくしている。
【００３１】
このため、前記したように、下側のノズルを通る際の被成形材料の物質同士の互いの圧接時間は短くなりがちではあるが、上記下側のノズルのノズル孔を被成形材料が通るとき、この被成形材料は、上記した加熱設定温度がより大きいヒータにより、より十分に加熱溶融される。よって、上記のように、下側のノズルを通る被成形材料の物質同士についても、より確実に結合させることができて、上記下側のノズルを通る被成形材料により成形される固形品も所望強度にさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明の熱可塑性被成形材料の押出成形装置に関し、ケーシングの内部で熱により軟化させ熱可塑性の被成形材料をノズルを通し外部に押し出すことにより、所定断面形状の固形品を成形する場合において、この固形品を所望強度にできるようにして、この固形品が、その取り扱い過程において、所定形状を維持できるようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための最良の形態は、次の如くである。
【００３３】
即ち、熱可塑性被成形材料の押出成形装置は、ほぼ水平に延びる軸心を有し、その内部に熱可塑性の被成形材料が投入可能とされる筒形状のケーシングと、このケーシングに固着され、このケーシングの内部を外部に連通させるノズル孔が形成されたノズルと、上記ケーシングの内部に設けられ、上記軸心回りに回転駆動することにより、上記被成形材料を上記ノズルのノズル孔を通し外部に押し出し可能とする押出機とを備える。上記ノズルを加熱するヒータを設けると共に、上記ノズルのノズル孔の内面から突出するフィンを設けている。
【実施例】
【００３４】
本発明をより詳細に説明するために、その実施例を添付の図に従って説明する。
【００３５】
図中、符号１は、熱可塑性の被成形材料２を押し出すことにより、所定断面形状の固形品３を成形するものである。
【００３６】
上記被成形材料２は、可燃性の廃棄樹脂を主原料物質としている。具体的には、この廃棄樹脂は、軟質系ＰＰ（ポリプロピレン）やＰＥ（ポリエチレン）が主体であって、これに硬質系ＰＰやＰＥが含有され、また、紙くず、木くずも含有される。
【００３７】
上記固形品３は、例えば、直径が１０〜４０ｍｍ、押し出し成形直後の切断により成形される粒状体の長さは５０〜１００ｍｍ、見掛け比重は０．２〜０．３、カロリーは５０００〜６０００ｋｃａｌ／ｋｇである。そして、上記固形品３は、ボイラ用などの固形燃料として、化石燃料である石炭に代え利用される。
【００３８】
上記押出成形装置１は、作業面６上に支持される架台７と、この架台７に支持され、ほぼ水平に延びる軸心８を有し、その内部に上記被成形材料２が投入可能とされる円筒形状のケーシング９と、このケーシング９の軸方向の一端部（図２に向かって左方向の端部）における外周部分に、周方向に並ぶよう複数設けられ、上記ケーシング９の内部を径方向外方に向かって連通させるノズル孔１０を有する複数（２０〜７０本）のノズル１１とを備えている。上記各ノズル１１は、上記ケーシング９の一端部の外周部分にほぼ全周にわたり連続的に設けられている。上記各ノズル１１の突出端部のノズル孔１０の開口は、互いに同形同大とされている。また、ノズル１１は鉄製であるが、アルミ合金やステンレス製としてもよい。
【００３９】
また、上記押出成形装置１は、上記ケーシング９の内部に設けられ、上記軸心８回りに回転可能な押出機１２と、上記架台７に支持され、上記押出機１２を減速機１３を介し一方向に回転Ｒさせるよう駆動する電動機１４とを備えている。上記押出機１２を上記軸心８回りに回転Ｒ駆動させれば、上記ケーシング９内で熱により軟化させられている被成形材料２が混練されて、上記ノズル１１のノズル孔１０を通し外部に押し出し可能とされる。
【００４０】
上記ケーシング９は、上記軸心８を有する円筒体１７と、この円筒体１７の軸方向の一端部（図２に向かって左方向の端部）に形成される外向きフランジ１８と、上記円筒体１７の軸方向各端部の開口を閉じて、これら各端部に固定される蓋体１９，２０と、上記円筒体１７の他端部側の内部に上記被成形材料２を投入可能とするシュート２１とを備えている。
【００４１】
上記各ノズル１１は、円形のほぼ直管であるノズルパイプ２４と、このノズルパイプ２４の一端部である基部２４ａに一体的に形成される外向きのノズルフランジ２５とを備えている。これら各ノズル１１は、上記ケーシング９の一端部の外周部に固着具２６により着脱可能に固着されている。
【００４２】
上記固着具２６は、上記ケーシング９の外向きフランジ１８と蓋体１９の外周部分との間で、このケーシング９の周方向に連続的に並ぶよう配置される複数の固着ブロック２８と、これら各固着ブロック２８を上記外向きフランジ１８と蓋体１９とにそれぞれ個別に着脱可能に固着させる締結具２９とを備えている。上記蓋体１９は、上記各固着ブロック２８と締結具２９とにより、上記円筒体１７の一端部に固着されている。上記各固着ブロック２８は互いに同形同大とされている。上記各固着ブロック２８は、上記ケーシング９の軸方向に沿った視線で見て（図３，４）、その径方向内方に向かってのテーパ形状（楔形状）とされ、周方向で互いに隣り合う固着ブロック２８，２８同士の互いの対向面３０，３０は互いに面接触させられている。
【００４３】
上記ケーシング９の径方向に沿った視線で見て（図５）、上記固着ブロック２８の各対向面３０，３０には、それぞれ半円形の切り欠き３１が形成されている。この切り欠き３１における上記ケーシング９の径方向外端部には、上記各ノズル１１のノズルフランジ２５を嵌脱可能に嵌入させる嵌合溝３２が形成されている。
【００４４】
上記ケーシング９に対し上記各ノズル１１を固着具２６により固着した状態では（図１，４）、この固着具２６の固着ブロック２８群の外周面に上記各ノズル１１のノズルフランジ２５の端面が当接する。そして、上記各ノズル１１は、上記ケーシング９の軸心８を中心として上記ケーシング９側から外方に放射状に突出させられている。
【００４５】
上記ケーシング９の周方向で互いに隣り合う固着ブロック２８，２８の間には、互いに対向する両切り欠き３１，３１により、断面円形の導入孔３４が形成される。この導入孔３４は、上記各ノズル１１の軸心３５上に位置し、上記ノズル孔１０における上記ケーシング９の径方向内端部側とほぼ同径とされている。上記固着ブロック２８群の内周面には、上記ケーシング９の軸心８を中心とする周溝３６が形成されている。この周溝３６の底面に、上記導入孔３４が開口し、これら導入孔３４は、上記ケーシング９内を上記各ノズル孔１０に連通させている。
【００４６】
上記固着ブロック２８群のうち、少なくとも１つは、上記切り欠き３１と嵌合溝３２とを有していない楔体３７とされている。上記ケーシング９から各ノズル１１を離脱させる作業をするときには、まず、上記楔体３７の締結具２９を弛緩して、この楔体３７を上記ケーシング９の径方向外方に離脱させる（図４中、一点鎖線）。
【００４７】
次に、図５で示すように、上記楔体３７の隣りに位置していた固着ブロック２８の締結具２９を弛緩し、この固着ブロック２８を上記楔体３７の原存在位置側に移動Ａさせ、この固着ブロック２８の嵌合溝３２を上記ノズル１１のノズルフランジ２５から離脱させる。また、このノズル１１を上記移動Ａ方向と同方向に移動Ｂさせて、このノズル１１のノズルフランジ２５を上記固着ブロック２８に隣り合っていた他の固着ブロック２８の嵌合溝３２から離脱させる。これにより、上記ノズル１１は、上記ケーシング９から離脱可能とされる。以下、上記動作を繰り返すことにより、上記ノズル１１が全て離脱可能とされる。上記ケーシング９に各ノズル１１を固着させるときには、上記と逆の作業をすればよい。
【００４８】
前記押出機１２は、上記ケーシング９の軸心８上に配置され、上記各蓋体１９，２０に対し軸受４０，４１により支持される回転軸４２と、上記ケーシング９の他端部側に内有され、上記回転軸４２に支持されるスクリュー式押出機本体４３と、上記ケーシング９の一端部に内有され、上記回転軸４２に突設されるカウンタウェイト付アーム４４と，このアーム４４の突出端部に支軸４５により支持され、上記回転軸４２の回転Ｒに伴い、上記周溝３６の内底面を転動する加圧回転輪４６とを備えている。上記回転軸４２は、上記減速機１３を介し上記電動機１４に連動連結されている。
【００４９】
上記ノズル１１には、その外面のほぼ全体に接するよう電熱式のヒータ４８が外嵌されて、固着され、このヒータ４８は、上記ノズル１１を加熱する。なお、上記ヒータ４８は、上記ケーシング９の円筒体１７の一端部、外向きフランジ１８、および蓋体１９の外周部のいずれかを加熱して、上記ノズル１１を間接加熱するものであってもよい。
【００５０】
上記各ノズル１１のノズル孔１０の内面から、このノズル１１の径方向の内方に突出する周方向で複数（４枚）のフィン４９が設けられている。これら各フィン４９は、上記ノズル１１の径方向かつ軸方向に延びる板形状とされ、上記ノズル孔１０の内面に溶接により固着されている。また、上記各フィン４９はノズル１１と同材質とされている。この場合、上記各フィン４９は、上記ノズル孔１０における上記被成形材料２の上流側の内面にのみ突出させられている。
【００５１】
上記押出成形装置１の駆動により被成形材料２から固形品３を成形する場合には、上記被成形材料２が上記ケーシング９に投入され、熱により軟化させられた状態で、上記押出機１２を回転Ｒ駆動させる。すると、上記押出機本体４３により上記被成形材料２が混練されながら上記ケーシング９の一端部側に加圧されて送り込まれる。次に、上記被成形材料２は周溝３６に押し込まれると共に、この周溝３６を転動する加圧回転輪４６の押圧力により、上記被成形材料２は上記各導入孔３４と各ノズル１１のノズル孔１０とを順次通り外部に押し出される。これにより、断面形状が円形の長尺固形品３が連続的に成形される。この固形品３は、一般に、上記ノズル孔１０を通り押し出された直後にカッターにより所定長さに次々と切断されて、粒状とされる。
【００５２】
上記構成によれば、ノズル１１を加熱するヒータ４８を設けると共に、上記ノズル１１のノズル孔１０の内面から突出するフィン４９を設けている。
【００５３】
このため、上記ノズル孔１０を押し出されるよう通る被成形材料２の流速（ｍｍ／ｓｅｃ）が速くて、上記ノズル孔１０を通る際の被成形材料２の物質同士の圧接時間が短いとしても、この被成形材料２の外面側は上記ノズル１１を介しヒータ４８により加熱されると共に、被成形材料２の内部は上記ノズル１１からフィン４９に伝達された熱により加熱される。これにより、上記被成形材料２が全体的に、より加熱溶融されて、この被成形材料２の物質同士が互いに十分に結合させられる。よって、上記固形品３を所望強度にさせることができ、燃焼など、その取り扱い過程において、この固形品３を所定形状に維持させることができる。
【００５４】
また、上記したように、ノズル孔１０の内面にフィン４９を突出させたため、上記ノズル孔１０を被成形材料２が通るとき、この被成形材料２は、上記フィン４９から抵抗力を与えられる。よって、上記被成形材料２の流速が減速させられて、この被成形材料２の物質同士の圧接時間を長くでき、また、被成形材料２の内部の圧力が増大させられ、更に、この被成形材料２とフィン４９との摩擦熱によって、この被成形材料２が加熱される。この結果、上記被成形材料２の物質同士の結合が、より促進されて、その固形品３を、より所望強度にさせることができる。
【００５５】
また、前記したように、ケーシング９に対し上記ノズル１１を着脱可能に固着している。
【００５６】
このため、上記被成形材料２の物性が、ある期間毎に変化するような場合や、上記ノズル１１やフィン４９が損耗したときには、これら１１，４９を、上記被成形材料２の物性に合致したものや、新しいものに交換することが容易にできて便利である。
【００５７】
また、前記したように、ノズル孔１０における上記被成形材料２の上流側の内面に上記フィン４９を突出させている。
【００５８】
このため、上記ノズル孔１０を通る被成形材料２の物質は、上記ノズル孔１０の上流側で上記フィン４９により、一旦、切り裂かれるが、この切り裂かれることにより生じた両面は上記フィン４９により加熱された面であり、しかも、これら両面同士は、上記ノズル孔１０の下流側で、このノズル孔１０の内面から与えられる摩擦力などの反力により互いに圧接させられて結合される。よって、上記ノズル孔１０内で、上記フィン４９から被成形材料２に与えられた傷は、上記ノズル孔１０の下流側で消失させられることから、断面が所定形状であって、傷の無い所望強度の固形品３を得ることができる。
【００５９】
また、上記ノズル孔１０の上流側の径寸法（断面積）よりも、下流側のそれが小さくされている。
【００６０】
このため、上記ノズル孔１０の下流側を通る被成形材料２は、上記ノズル孔１０の下流側の内周面から、より大きい摩擦力などの反力を与えられる。よって、フィン４９により切り裂かれた被成形材料２の両面同士は、上記ノズル孔１０の下流側で、より大きく圧接させられて、より確実に結合される。
【００６１】
また、前記したように、ケーシング９の周方向に上記ノズル１１を複数設けた場合において、図示しないが、これらノズル１１のうち、下側に位置するノズル１１に設けたフィン４９の表面積を上側に位置するノズル１１のそれよりも大きくしている。
【００６２】
ここで、上記構成によれば、各ノズル１１は、ケーシング９の周方向に並ぶよう設けられている。この場合、このケーシング９の内部における被成形材料２は、その自重により、上、下部の内部の圧力が相違する。このため、上記複数のノズル１１を通しそれぞれ被成形材料２が押し出されるとき、上側のノズル１１を通る被成形材料２の流速（例えば、７ｍｍ／ｓｅｃ）よりも下側のノズル１１を通る流速（例えば、１４ｍｍ／ｓｅｃ）の方が速くなりがちである。よって、下側のノズル１１を通る際の被成形材料２の物質同士の互いの圧接時間が更に短くなりがちである。
【００６３】
そこで、上記構成のように、下側のフィン４９の表面積を、より大きくしている。
【００６４】
このため、上記下側のノズル１１のノズル孔１０を被成形材料２が通るとき、この被成形材料２は、上記した表面積がより大きいフィン４９からより大きい熱量と抵抗力とを与えられる。これにより、上記被成形材料２が全体的に、より加熱溶融されると共に、この被成形材料２の流速が減速させられて、被成形材料２の物質同士の圧接時間がより長くされる。よって、上記のように、下側のノズル１１を通る被成形材料２の物質同士についても、より確実に結合させることができて、上記下側のノズル１１を通る被成形材料２により成形される固形品３も所望強度にさせることができる。
【００６５】
なお、上記フィン４９の表面積をより大きくさせる手段として、上、下側の各ノズル１１における各フィン４９を互いに同形同大として、下側のノズル１１のフィン４９の枚数を１〜３枚程度、より多くしてもよい。また、下側のノズル１１のフィン４９におけるノズル１１の径方向や軸方向での寸法を、より長くしてもよい。
【００６６】
また、前記したように、ケーシング９の周方向に上記ノズル１１を複数設けた場合において、図示しないが、これらノズル１１のうち、下側に位置するノズル１１の軸方向の長さを、上側に位置するノズル１１のそれよりも大きくしている。
【００６７】
このため、前記したように、下側のノズル１１を通る際の被成形材料２の物質同士の互いの圧接時間は短くなりがちではあるが、上記下側のノズル１１のノズル孔１０を被成形材料２が通るとき、この被成形材料２は、上記した長さがより大きいノズル１１のノズル孔１０の内周面からより大きい熱量と抵抗力とを与えられる。これにより、上記被成形材料２が全体的に、より加熱溶融されると共に、この被成形材料２の流速が減速させられて、被成形材料２の物質同士の圧接時間がより長くされる。よって、上記のように、下側のノズル１１を通る被成形材料２の物質同士についても、より確実に結合させることができて、上記下側のノズル１１を通る被成形材料２により成形される固形品３も所望強度にさせることができる。
【００６８】
また、前記したように、各ノズル１１に対し上記ヒータ４８をそれぞれ設けた場合において、図示しないが、これら各ヒータ４８のうち、下側に位置するヒータ４８の加熱設定温度を、上側に位置するヒータ４８のそれよりも大きくしている。
【００６９】
このため、前記したように、下側のノズル１１を通る際の被成形材料２の物質同士の互いの圧接時間は短くなりがちではあるが、上記下側のノズル１１のノズル孔１０を被成形材料２が通るとき、この被成形材料２は、上記した加熱設定温度がより大きいヒータ４８により、より十分に加熱溶融される。よって、上記のように、下側のノズル１１を通る被成形材料２の物質同士についても、より確実に結合させることができて、上記下側のノズル１１を通る被成形材料２により成形される固形品３も所望強度にさせることができる。
【００７０】
なお、上記フィン４９はノズル孔１０の軸方向のほぼ全体にわたり形成してもよい。また、上記ノズル１１を上記ケーシング９の少なくとも外周部分に、周方向に並ぶよう複数設け、かつ、上記ケーシング９の軸方向端面部に全体的に設け、その各ノズル孔１０がケーシング９の軸方向の外方に向かって開口するようにしてもよい。この場合、上記押出機１２を、全体的にスクリュー式やパドル式にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図４のI−I線矢視拡大断面図である。
【図２】押出成形装置の全体側面図である。
【図３】押出成形装置の全体正面図である。
【図４】図３の部分拡大部分断面図である。
【図５】図４のV−V線矢視作用説明図である。
【図６】（１）は図４の部分拡大断面図であり、（２）は（１）の（２）−（２）線矢視断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 押出成形装置
２ 被成形材料
３ 固形品
６ 作業面
８ 軸心
９ ケーシング
１０ ノズル孔
１１ ノズル
１２ 押出機
１７ 円筒体
１８ 外向きフランジ
１９ 蓋体
２４ ノズルパイプ
２４ａ 基部
２５ ノズルフランジ
２６ 固着具
２８ 固着ブロック
３５ 軸心
４８ ヒータ
４９ フィン
Ａ 移動
Ｂ 移動
Ｒ 回転
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ水平に延びる軸心を有し、その内部に熱可塑性の被成形材料が投入可能とされる筒形状のケーシングと、このケーシングに固着され、このケーシングの内部を外部に連通させるノズル孔が形成されたノズルと、上記ケーシングの内部に設けられ、上記軸心回りに回転駆動することにより、上記被成形材料を上記ノズルのノズル孔を通し外部に押し出し可能とする押出機とを備えた熱可塑性被成形材料の押出成形装置において、
上記ノズルを加熱するヒータを設けると共に、上記ノズルのノズル孔の内面から突出するフィンを設けたことを特徴とする熱可塑性被成形材料の押出成形装置。
【請求項２】
上記ケーシングに対し上記ノズルを着脱可能に固着したことを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性被成形材料の押出成形装置。
【請求項３】
上記ノズル孔における上記被成形材料の上流側の内面に上記フィンを突出させたことを特徴とする請求項１、もしくは２に記載の熱可塑性被成形材料の押出成形装置。
【請求項４】
上記ケーシングの周方向に上記ノズルを複数設け、これらノズルのうち、下側に位置するノズルに設けたフィンの表面積を上側に位置するノズルのそれよりも大きくしたことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１つに記載の熱可塑性被成形材料の押出成形装置。
【請求項５】
上記ケーシングの周方向に上記ノズルを複数設け、これらノズルのうち、下側に位置するノズルの軸方向の長さを、上側に位置するノズルのそれよりも大きくしたことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１つに記載の熱可塑性被成形材料の押出成形装置。
【請求項６】
上記各ノズルに対し上記ヒータをそれぞれ設け、これら各ヒータのうち、下側に位置するヒータの加熱設定温度を、上側に位置するヒータのそれよりも大きくしたことを特徴とする請求項４、もしくは５に記載の熱可塑性被成形材料の押出成形装置。
【請求項１】
ほぼ水平に延びる軸心を有し、その内部に熱可塑性の被成形材料が投入可能とされる筒形状のケーシングと、このケーシングに固着され、このケーシングの内部を外部に連通させるノズル孔が形成されたノズルと、上記ケーシングの内部に設けられ、上記軸心回りに回転駆動することにより、上記被成形材料を上記ノズルのノズル孔を通し外部に押し出し可能とする押出機とを備えた熱可塑性被成形材料の押出成形装置において、
上記ノズルを加熱するヒータを設けると共に、上記ノズルのノズル孔の内面から突出するフィンを設けたことを特徴とする熱可塑性被成形材料の押出成形装置。
【請求項２】
上記ケーシングに対し上記ノズルを着脱可能に固着したことを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性被成形材料の押出成形装置。
【請求項３】
上記ノズル孔における上記被成形材料の上流側の内面に上記フィンを突出させたことを特徴とする請求項１、もしくは２に記載の熱可塑性被成形材料の押出成形装置。
【請求項４】
上記ケーシングの周方向に上記ノズルを複数設け、これらノズルのうち、下側に位置するノズルに設けたフィンの表面積を上側に位置するノズルのそれよりも大きくしたことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１つに記載の熱可塑性被成形材料の押出成形装置。
【請求項５】
上記ケーシングの周方向に上記ノズルを複数設け、これらノズルのうち、下側に位置するノズルの軸方向の長さを、上側に位置するノズルのそれよりも大きくしたことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１つに記載の熱可塑性被成形材料の押出成形装置。
【請求項６】
上記各ノズルに対し上記ヒータをそれぞれ設け、これら各ヒータのうち、下側に位置するヒータの加熱設定温度を、上側に位置するヒータのそれよりも大きくしたことを特徴とする請求項４、もしくは５に記載の熱可塑性被成形材料の押出成形装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１４８８９９（Ｐ２００９−１４８８９９Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２６１３９（Ｐ２００７−３２６１３９）
【出願日】平成１９年１２月１８日（２００７．１２．１８）
【出願人】（５０２２５３４０１）大栄環境株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１８日（２００７．１２．１８）
【出願人】（５０２２５３４０１）大栄環境株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
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