JP2003001138A - 剪定枝破壊装置、不定形素材破壊装置及び剪定枝破壊方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 剪定枝その他の不定形素材を例えば堆肥原料
として用いるのに適する程度まで細かく破壊し、かつ当
該破壊を効率的に行うこと。 【解決手段】 前端に排出用開口部が形成されると共に
側面上に投入口が形成された概ね円筒状の処理容器内
に、前方の排出用開口部に向けて縮径したスクリュー羽
根を有する加工軸部を設け、前記スクリュー羽根の全周
に亘って断面Ｖ字形の切り欠き部を形成する。処理容器
内壁のスクリュー羽根外縁に接触しない位置には突起部
がある。投入口から投入されたチップの大半はスクリュ
ー羽根の隙間に入り込み、入り込まないものは切り欠き
部に挟まって前方に移送される。処理容器内壁とスクリ
ュー羽根との間に入り込んだチップは、突起部にあた
り、掻き出されるようにして前方に移送され、その後膨
張軟化破壊される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば剪定枝また
はその他不定形素材について膨張軟化破壊する技術に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、樹木の生育や結実を均一に
し、樹形を整えるための剪定において生じるいわゆる剪
定枝は、例えばハンマークラッシャー等で粉砕処理し、
チップ化して再利用が図られている。具体例を挙げる
と、このようにして得たチップは吸水性に乏しく、容易
には腐らないため、例えば公園の歩道に敷き詰める敷設
材料として用いられている。

【０００３】また、上述チップ（１次処理物）について
は更なる微細化（２次処理）も行われている。この２次
処理は例えば肉挽き機を大型化したような粉砕装置によ
って行われ、こうして得られる２次処理物は、１次処理
物に残存していた繊維質が切断されて吸水性が高まるた
め、例えば堆肥原料や牛舎の敷き料等に利用することが
できるようになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、１次処
理により得られる剪定枝のチップは用途が少なく、また
その形状も様々であり、例えば長さについていえば１０
ｍｍ〜１５０ｍｍ程度とばらつきが大きいものが混在し
ている場合があるため、このような場合には２次処理を
行うにも装置を駆動させる動力の割に処理能力が上がら
ず、非効率であった。

【０００５】本発明はこのような事情に基づいてなされ
たものであり、その目的は剪定枝その他の不定形素材を
破壊するにあたり、例えば堆肥原料として用いるのに適
する程度まで微細化でき、かつ効率的な運用が可能な技
術を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る剪定枝破壊
装置は、剪定枝を破壊する装置であって、前方側に排出
用開口部が、後方側に投入口が夫々形成された概ね円筒
状の処理容器と、この処理容器内に設けられ、投入口か
ら前方の排出用開口部に向けて縮径した回転自在な加工
軸部と、この加工軸部表面に設けられ、加工軸部の回転
に伴い、投入口より投入された剪定枝を前方の排出用開
口部へ移送すると共に、処理容器内壁と加工軸部との間
で圧縮していくスクリュー羽根と、を備え、圧縮された
剪定枝を排出用開口部から一気に大気に開放することを
特徴とする。

【０００７】このような構成によれば、スクリュー羽根
が剪定枝の移送及び圧縮の両方の役割を兼ねており、ま
た圧縮された剪定枝は、順次大気に開放されて膨張破壊
されていくため、装置を停止させることなく連続して且
つ効率的に処理を行うことができる。

【０００８】また本発明に係る不定形素材破壊装置は、
前方側に排出用開口部が、後方側に投入口が夫々形成さ
れた概ね円筒状の処理容器と、この処理容器内に設けら
れ、投入口から前方の排出用開口部に向けて縮径した回
転自在な加工軸部と、この加工軸部表面に設けられ、加
工軸部の回転に伴い、投入口より投入された不定形素材
を前方の排出用開口部へ移送すると共に、処理容器内壁
と加工軸部との間で圧縮していくスクリュー羽根と、前
記加工軸部が回転するとき、不定形素材を引っ掛けるこ
とができるように、前記スクリュー羽根の螺旋に沿って
形成される切り欠き部と、を備え、圧縮された不定形素
材を排出用開口部から一気に大気に開放することを特徴
とする。

【０００９】このような構成によれば、不定形素材のサ
イズにばらつきが大きいときでも、該不定形素材の大小
に拘わらず、スムーズに前方側へ移送できるため、滞留
が生じにくいという利点がある。また例えば処理容器の
内壁面に周方向に沿って突起部を設けたり、或いはスク
リュー羽根の間隔を広げることでも上記の切り欠き部同
様に滞留防止の効果を高めることができる。これらは単
独でも有効だが、併せて用いることが好ましい。

【００１０】更に上述構成の装置に給水手段を設けるよ
うにしてもよく、このようにすることで処理に適した量
の水分を含まない枯れ枝などについても、水分を十分に
含む剪定枝と同様に処理することができる。更にまた、
排出用開口部近傍に圧縮された不定形素材を切断すると
共にこれを排出用開口部からスムーズに外方へ掻き出す
ための切断手段を設けるようにしてもよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る不定形素材破
壊装置について、不定形素材として剪定枝を更に細かく
分断したチップ（枝片）を被処理物とする場合を例にと
り、その実施の形態の説明を行う。先ず剪定枝を分断す
るチップ化装置について図１を参照しながら説明する。
図中１１は剪定枝を投入する導入部であり、この導入部
１１から見た奥側には、例えば３つのローラからなる剪
定枝の取り込み手段１２を介して筐体１３が接続されて
いる。筐体１３内にはＸ方向に延び、駆動機構１４の働
きにより回転自在に構成された回転軸１５が設けられて
いる。この回転軸１５には手前側から順にチッパナイフ
１６及びシュレッダハンマ１７の２種類の破砕手段が設
けられており、回転軸１５の回転に伴い、取り込み手段
１２から送られてくる剪定枝を適当なサイズのチップと
なるまで破砕できるように構成されている。

【００１２】また、例えばシュレッダハンマ１７と駆動
機構１４との間には、図示しないチップの貯溜部が形成
されており、チップを装置外へ排出するための排出ダク
ト１８の一端と接続されている。排出ダクト１８は例え
ば筐体１３の天井部を介して装置外方へと配管されてお
り、例えば送風用羽根車１９等の送風手段によりチップ
を送り出すことができるようになっている。

【００１３】次に上述装置により得られるチップを更に
破壊するための膨張軟化破壊装置について図２、３及び
４を参照しながら説明を行う。図２はこの装置の全体構
造を示す縦断面図であり、２は前端に排出用開口部２１
が形成されると共に側面中央の上側に投入口２２が形成
された概ね円筒形の処理容器であり、排出用開口部２１
の前方側には処理済みのチップを回収する回収部２３が
設けられる。処理容器２の内壁面は、概ね等しい径で形
成される例えば後端から投入口２２前方付近までの移送
面部２４と、この移送面部２４の前方側の排出用開口部
２１に向けて縮径していく圧縮面部２５とで構成されて
おり、またこの内壁面における図２中点線で示す位置に
は、図示しない水分供給源へと配管され、投入されたチ
ップに給水し例えば含水率を３０〜５０％程度とするた
めの給水手段３が接続されている。本実施の形態では、
例えば含水率１０％〜５０％のチップに対応することが
可能である。

【００１４】この処理容器２の内部には、投入口２２か
ら縮径面部２３に沿うように前方の排出用開口部２１に
向けて縮径し、チップを前方に移送するためのスクリュ
ー羽根４を備える加工軸部５１と、加工軸部５１の後方
側軸方向に接続される動力伝達軸５２とが設けられてい
る。この動力伝達軸５２は例えば前後に複数基設けられ
る軸受け部５３により支持されており、動力伝達軸５２
後方で軸方向に接続するプーリ５４が図外の動力源から
の力をベルト等で伝達することで回転力を得るように構
成されている。また投入口２２と軸受け５３との間に
は、投入口から投入されたチップが後方側に向かうこと
を防ぐため、シール部材５５が設けられており、更に加
工軸部５１の先端には、例えばスクリュー羽根４の働き
により前方側に移送されてきたチップの破砕物を切断
し、且つこれを排出用開口部２１前方の回収部２３へと
掻き出すための、回転自在な切断手段５６が設けられて
いる。

【００１５】ここでスクリュー羽根４について詳細な説
明を行うと、スクリュー羽根４は図３の斜視図に示すよ
うに加工軸部５１の周囲に螺旋状に設けられており、例
えば加工軸部５１を側方から見たときにおけるスクリュ
ー羽根４の間隔ａ１は５０ｍｍよりも広く、例えば９０
ｍｍ程度となるように設定されている。またスクリュー
羽根４の外縁部には図２及び図３に示すように例えば全
体に亘って均等間隔で切り欠き部４１が形成されてい
る。詳細な作用については後述するが、この切り欠き部
４１は例えばスクリュー羽根４の間隔よりも長いチップ
やスクリュー羽根外縁上に乗ってしまったチップ等が滞
留することを防ぐためのものであり、該チップが引っ掛
かるように例えばＶ字形とされ、Ｖ字の最も開いた部分
の幅は例えば５ｍｍ〜１０ｍｍであり、その深さは例え
ば５ｍｍ〜１０ｍｍである。

【００１６】またスクリュー羽根と処理容器２の内壁面
との間には一定の隙間ｂ１が形成されているが、この隙
間ｂ１における処理容器２の内壁側にはスクリュー羽根
４と接触しないように、例えば高さ５ｍｍ、幅１５ｍ
ｍ、長さ１００ｍｍの棒状の突起部６が多数設けられて
いる。このうち移送面部２４に設けられるものを突起部
６ａ、圧縮面部２５に設けられるものを突起部６ｂと呼
ぶものとすると、例えば突起部６ａの配置は図４に示す
ようになる。突起部６は、上述の切り欠き部４１と同様
に滞留するチップをスムーズに前方側へ送るために設け
られるものであるが、加工軸部の回転方向を時計回りと
すると、投入口２２から投入されるチップは、スクリュ
ー羽根４の回転に伴い加工軸部５１を前方側から見て三
時の方向に溜まりやすいため、この部位を除く全周に亘
り計７カ所に設けられる。

【００１７】次いで上述実施の形態の作用について説明
を行う。被処理対象である剪定枝は先ずチップ化装置に
て概ね均等な大きさにチップ化（１次処理）され、この
ようなチップのうち例えば長さが約１０ｍｍ〜１５０ｍ
ｍのものまでを一旦集め、しかる後これらチップに対し
２次処理を行う。膨張軟化破壊装置では、先ず加工軸部
５１を回転させると共に投入口２２からチップの投入
し、更には当該チップの含水率に応じて、例えば４０〜
５０％程度となるように必要に応じて適宜て給水手段３
から給水が行われる。

【００１８】このとき、チップは図５に示すようにスク
リュー羽根４に巻き込まれながら徐々に前方に移送され
ていく。ここで大部分のチップはスクリュー羽根４の隙
間に入り込むものの、例えばスクリュー羽根４の間隔よ
りも長いもの等については、図５中ｃ１またはｃ２に示
すチップのようにスクリュー羽根４の外縁上にその一部
が乗ってしまう場合がある。

【００１９】この場合におけるチップの移送状況につい
て、図６を参照しながら説明すると、上方から投入され
たチップは大部分がスクリュー羽根４内部、即ち加工軸
部５１表面へと向かうが、スクリュー羽根４上に乗った
チップｃ１は図６(a)のように加工軸部５１の回転に伴
い順次切り欠き部４１に挟まり、図６(b)に示すように
移送されることとなる。一方、チップがスクリュー羽根
４により移送され、前方に進んでいくと例えばスクリュ
ー羽根４の外縁と処理容器２の内壁面との間の隙間ｂ１
に詰まる或いは滞留してしまう場合がある。しかしこの
ような場合、隙間ｂ１に向かったチップｃ３は図７(a)
のに示すように、先ずスクリュー羽根４の回転に伴い
突起部６（６ａ）に引っ掛かり、そして例えばに示す
ように多端側が移動し続ける他のチップに接触して引き
起こされ、更には図７(b)に示すようにスクリュー羽根
４に押し出されるため、当該部位に滞留することなく他
のチップと共に前方側に移送されていく。また図示する
ような長いチップに限らず、短いチップにおいても例え
ば先ず突起部６に引っ掛かり、次いで後方から移送され
てくる多数のチップに掻き出されるようにして前方側へ
送り出されるため、滞留することが防がれる。なお図４
では作図の都合上切り欠き部４１の図示を省略してい
る。

【００２０】そしてスクリュー羽根４の働きにより前方
側へと移送されていくチップは、水分を吸収して徐々に
軟化していくと共に、加工軸部５１またはスクリュー羽
根４と処理容器２の内壁との間で押し潰されていく。そ
して隙間ｂ１が狭くなる圧縮面部２５の付近まで到達す
ると、チップに加わる圧力が徐々に増加する。この加圧
状態にあるチップは切断手段５６により切削されると共
に、排出用開口部２１から外方へと掻き出され、大気に
触れることで急激な減圧状態に晒され膨張軟化し、繊維
質が破壊される。

【００２１】これまで述べてきたように、本実施の形態
によればチップの移送手段であるスクリュー羽根４に切
り欠き部４１を形成すると共に処理容器２の内壁面には
突起部６を設ける構成としたため、装置に投入されるチ
ップのサイズにばらつきが大きくても、大小いずれの場
合においても処理容器２内での滞留を防止することがで
きる。従って、チップをスムーズに移送できるようにな
るため、装置の運転を中断する頻度が減り、処理効率が
高くなる。

【００２２】また、処理容器２の側面に給水手段３を接
続し、チップの含水率に応じて水分供給を行えるように
しているため、例えば含水率１０％程度の枯れ枝をチッ
プ化したものを用いても、通常の剪定枝（含水率２０〜
３０％，但し葉が３０％程度含まれれば４０％〜５０
％）を用いた場合と同様の処理物を得ることが可能であ
る。

【００２３】更に、本実施の形態にて得られた処理物
（２次処理物）は繊維質が破壊され、吸湿性が高いこと
から、従来発明における２次処理物と同様に例えば堆肥
の原料や牛舎の敷き料として利用可能だが、例えば堆肥
の原料として利用する場合には、従来堆肥化にに２〜３
年掛かっていたところを３〜４ヶ月で済ますことができ
るという利点がある。具体的には先ず上記処理物を含水
率６０％に保ち、２〜３週間に一度の割合で攪拌すると
共に適宜水分補給を行って３〜４ヶ月堆積することで該
処理物が発酵し、堆肥ができあがる。

【００２４】なお、本実施の形態では剪定枝を一旦チッ
プ化し、しかる後に膨張軟化破壊する方法を示したが、
処理方法はこのようなものに限定されるものではなく、
例えば伐採した剪定枝をそのまま膨張軟化破壊装置に投
入し、処理を行うようにしてもよい。また処理対象であ
る不定形素材は剪定枝に限定されるものでなく、例えば
樹木の外皮や木材の加工片といったものを用いることも
可能である。更に特許請求の範囲において用いる「剪定
枝」の語には、生木の枝、枯れ枝のみならず剪定枝に多
少の人為的加工を施したもの、例えば剪定枝を更に裁断
したものや、剪定枝をチップ化したもの等も含まれる。

【００２５】またスクリュー羽根４の間隔は、被処理対
象の大きさの範囲に応じて適宜変化させることが可能で
ある。即ち、この間隔を例えば前記範囲における最大値
よりも僅かに大きい程度とすることで、被処理物のスム
ーズな移送を行えるようになる。加えて、このスクリュ
ー羽根４の間隔については一定間隔に限定されるもので
はなく、例えば投入口２２近傍の移送面部２４と対向す
る部位のみ間隔を広くとり、前方に向かうにつれて徐々
にピッチが狭くなるようにしてもよいし、加工軸部５１
が縮径する前方部だけ間隔を狭くするようにしてもよ
い。また、切り欠き部４１及び突起部６（６(a)，６
(b)）の配置位置、形状及び個数は同様の効果を奏する
範囲で変更することが可能であり、具体例を挙げると切
り欠き部４１の形状はＶ字形に限られずＵ字形であって
もよい。

【００２６】更にまた、上述実施の形態では加工軸部５
１の先端に設けた切断手段５６を設けず、例えば図８に
示すように排出用開口部２１の周面に沿って複数の突起
７１を設ける構成としてもよい。即ち、本実施の形態は
内側（加工軸部５１側）から切断していた被処理物を外
側（処理容器２側）で切断するようにしたものであり、
このような構成でも切断手段５６と同等の効果を上げる
ことができる。なお切断手段５６と突起７１とを併せて
使用する構成としてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、剪定枝ま
たはその他の不定形素材を破壊するにあたり、例えば堆
肥原料として用いるのに適する程度まで微細化でき、か
つ当該破壊を効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る本実施の形態において、１次処理
を行うために用いるチップ化装置を示す縦断面図であ
る。

【図２】２次処理において用いる膨張軟化破壊装置の全
体構造を示す縦断面図である。

【図３】前記膨張軟化破壊装置内のスクリュー羽根と切
り欠き部との位置関係を示す概略斜視図である。

【図４】突起部等の位置を説明する、前記膨張軟化破壊
装置を前方側から見た場合における縦断面図である。

【図５】前記膨張軟化破壊装置にチップが投入されたと
きの様子を示す作用説明図である。

【図６】チップ投入時における前記切り欠き部の作用を
示す作用説明図である。

【図７】チップ投入時における突起部の作用を示す作用
説明図である。

【図８】本発明に係る他の実施の形態を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

２ 処理容器 ２１ 排出用開口部 ２２ 投入口 ２４ 移送面部 ２５ 圧縮面部 ３ 給水手段 ４ スクリュー羽根 ４１ 切り欠き部 ５１ 加工軸部 ５６ 切断手段 ６（６ａ，６ｂ） 突起部

フロントページの続き (72)発明者 森 哲也 神奈川県横浜市鶴見区末広町１−７ 鶴見 曹達株式会社内 Ｆターム(参考） 4D067 CB01 CB07 DD03 DD11 DD14 EE01 GA11 GA20 GB07 4H061 AA02 AA03 CC41 EE64 GG13 GG14 GG16 GG68

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 剪定枝を破壊する装置であって、 前方側に排出用開口部が、後方側に投入口が夫々形成さ
   れた概ね円筒状の処理容器と、 この処理容器内に設けられ、投入口から前方の排出用開
   口部に向けて縮径した回転自在な加工軸部と、 この加工軸部表面に設けられ、加工軸部の回転に伴い、
   投入口より投入された剪定枝を前方の排出用開口部へ移
   送すると共に、処理容器内壁と加工軸部との間で圧縮し
   ていくスクリュー羽根と、を備え、 圧縮された剪定枝を排出用開口部から一気に大気に開放
   することを特徴とする剪定枝破壊装置。
2. 【請求項２】 前方側に排出用開口部が、後方側に投入
   口が夫々形成された概ね円筒状の処理容器と、 この処理容器内に設けられ、投入口から前方の排出用開
   口部に向けて縮径した回転自在な加工軸部と、 この加工軸部表面に設けられ、加工軸部の回転に伴い、
   投入口より投入された不定形素材を前方の排出用開口部
   へ移送すると共に、処理容器内壁と加工軸部との間で圧
   縮していくスクリュー羽根と、 前記加工軸部が回転するとき、不定形素材を引っ掛ける
   ことができるように、前記スクリュー羽根の螺旋に沿っ
   て形成される切り欠き部と、を備え、 圧縮された不定形素材を排出用開口部から一気に大気に
   開放することを特徴とする不定形素材破壊装置。
3. 【請求項３】 前方側に排出用開口部が、後方側に投入
   口が夫々形成された概ね円筒状の処理容器と、 この処理容器内に設けられ、投入口から前方の排出用開
   口部に向けて縮径した回転自在な加工軸部と、 この加工軸部表面に設けられ、加工軸部の回転に伴い、
   投入口より投入された不定形素材を前方の排出用開口部
   へ移送すると共に、処理容器内壁と加工軸部との間で圧
   縮していくスクリュー羽根と、 前記加工軸部が回転するとき、不定形素材を引っ掛ける
   ことができるように、前記処理容器の内周面に設けられ
   る突起部と、を備え、 圧縮された不定形素材を排出用開口部から一気に大気に
   開放することを特徴とする不定形素材破壊装置。
4. 【請求項４】 加工軸部が回転するとき、不定形素材を
   引っ掛けることができるように、前記処理容器の内壁面
   に周方向に沿って設けられる突起部を備えることを特徴
   とする請求項２記載の不定形素材破壊装置。
5. 【請求項５】 突起部は加工軸部の長手方向に延びる棒
   状体であり、処理容器の内周面に複数設けられることを
   特徴とする請求項３または４記載の不定形素材破壊装
   置。
6. 【請求項６】 不定形素材の含水率を調節するための給
   水手段を備えることを特徴とする請求項２ないし５のい
   ずれかに記載の不定形素材破砕装置。
7. 【請求項７】 排出用開口部近傍には、圧縮された不定
   形素材を切断すると共にこれを排出用開口部から外方へ
   掻き出すための、切断手段が設けられていることを特徴
   とする請求項２ないし６のいずれかに記載の不定形素材
   破壊装置。
8. 【請求項８】 前方側に排出用開口部が、後方側に投入
   口が夫々形成された概ね円筒状の処理容器と、この処理
   容器内に設けられ、投入口から前方の排出用開口部に向
   けて縮径し、その表面にスクリュー羽根を有する加工軸
   部とを備える剪定枝破壊装置を用い、 剪定枝を投入口から投入する工程と、 加工軸部を回転させ、投入された剪定枝を前方の排出用
   開口部側へ移送すると共に、水分を含んだ状態で圧縮し
   ていく工程と、 圧縮され、加圧状態にある剪定枝を、一気に減圧しなが
   ら排出用開口部から排出する工程と、を含むことを特徴
   とする剪定枝破壊方法。