JP2003326186A - 剪断粉砕機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉砕効率に優れ、廃プラスチックのような粉
砕熱で軟化する原料も処理可能な剪断粉砕機１０を提供
すること。 【解決手段】容器底面のカッター２０のブレード群２２
〜２５と容器側面のカッター４０のブレード群４４〜４
７の回転面同士を互いに直交するように配置すると共
に、一のブレード２２〜２５，４４〜４７の刃先が対向
するブレード２２〜２５，４４〜４７の刃先の近辺を通
過するように配置する。これにより容器１１中の原料は
遠心力によって強制的に刃先へと送り込まれて剪断され
るだけでなく、対向するブレード２２〜２５，４４〜４
７に衝突して衝撃粉砕される。また、原料を冷気で強制
冷却し、原料の軟化を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は剪断粉砕機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】粉砕機の一形式として、クッキングミル
のように直立円筒容器の底部に設けたカッターを高速で
回転し、容器中に充填した粉砕原料をカッターのブレー
ドで剪断して細粒化する剪断粉砕機が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の剪断粉砕機で
は、カッターの回転開始当初、円筒容器中の原料層は慣
性質量により静止状態にあり、高速回転するカッターの
ブレードにより剪断される。しかし、次第にカッターの
回転運動が原料層に伝わり、ついには原料層がカッター
と同じ方向に廻り始めるため、カッターと原料層の相対
速度が低下し、剪断効果が低減する。また、剪断作用の
進行に伴い、原料層内に空気が入り込み、嵩密度が減少
して原料の慣性質量が急速に減少するので、原料層が回
転し易くなり、より一層剪断効果が低下する。さらに、
粉砕する原料が剪断粉砕時に発生する粉砕熱によって加
温されるため、廃プラスチックのような原料は軟化し、
そのため剪断が困難である。本発明はかかる問題点に鑑
み、粉砕効率に優れた剪断粉砕機を提供することを第一
の目的とする。また、廃プラスチックのような粉砕熱で
軟化する原料も処理可能な剪断粉砕機を提供することを
目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１に記載の発明は剪断粉砕機において、回転軸に
外径の異なる複数枚のブレードをブレード外径が小さい
ほど回転軸先端側に位置するように並べて固定して構成
したカッターを粉砕原料が充填される筒状容器の底面と
側面の内側に設けると共に、容器底面のカッターの各ブ
レードの回転面と容器側面のカッターの各ブレードの回
転面が互いに直交し、かつ容器側面のカッターの一のブ
レードの刃先が容器底面のカッターの一のブレードの刃
先の近辺を通過すると共に該容器底面のカッターの一の
ブレードの刃先が前記容器底面のカッターの一のブレー
ドの隣りの大径のブレードの刃先の近辺を通過するよう
に両カッターを配置したことを特徴とする。請求項２に
記載の発明は請求項１に記載の剪断粉砕機において、前
記側面のカッターを前記容器底面のカッターの左右両側
に設けたことを特徴とする。請求項３に記載の発明は請
求項１に記載の剪断粉砕機において、前記容器中に冷気
を送り込むようにしたことを特徴とする。請求項４に記
載の発明は請求項３に記載の発明において、前記各ブレ
ードの側面に前記冷気が通過する通穴を形成したことを
特徴とする。

【０００５】

【発明の作用・効果】請求項１に記載の発明によれば、
容器底面のカッターのブレード群と容器側面のカッター
のブレード群の回転面同士を互いに直交するように配置
すると共に、一のブレードの刃先が対向するブレードの
刃先の近辺を通過するように配置したので、カッターを
高速回転させると、容器底面のカッターのブレードの表
面に載っている原料は遠心力で容器側面のカッターのブ
レードの刃先方向へはね飛ばされて剪断粉砕される。一
方、容器側面のカッターのブレードに接触している原料
は遠心力で容器底面のカッターのブレードの刃先へとは
ね飛ばされて剪断粉砕される。このように、容器中の原
料は遠心力によって強制的に刃先へと送り込まれて剪断
されるだけでなく、対向するブレードに衝突して衝撃粉
砕されるので、高い粉砕効率を得ることができる。請求
項２に記載の発明によれば、容器側面のカッターを容器
底面のカッターの左右両側に設けたので、より高い剪断
粉砕効果と衝撃粉砕効果を発揮することができる。請求
項３に記載の発明によれば、原料を冷気で強制冷却する
ので、粉砕熱で原料が軟化するのを防止できる。このた
め廃プラスチックでも粉砕が可能となる。請求項４に記
載の発明によれば、ブレードの通穴を通って冷気がブレ
ードとブレードの間に進入するので、より効果的に原料
を冷却してその軟化を防止できる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に本発明を図面に基づき説明
するに、図１〜図３には本発明の一実施形態に係る剪断
粉砕機１０が示されている。当該剪断粉砕機は円筒容器
１１を備え、該円筒容器１１の底面と左右両側面にカッ
ター２０，４０が組み付けられている。

【０００７】円筒容器１１の底面に設けたカッター２０
は、円筒容器１１底面の中心を貫通する回転軸２１と、
回転軸２１に固着した４枚のブレード２２〜２５と、回
転軸２１の外端部に固定したベルト車２６及びモーター
２７を備え、モーター２７の駆動軸とベルト車２６がベ
ルト２８で連結されている。回転軸２１は図４に詳細に
示すように、円筒容器１１の底面中心部の外側にボルト
２９で固定した軸受３０と外筒３１により回転可能に円
筒容器１１底面に組付けられている。各ブレード２２〜
２５は図３に示すように歯車形状を有し、互いに直径が
異なるとともに刃先となる歯数が異なり、直径の大きい
ものほど歯数も多く設けられている。図５には最小径を
有するブレード２２が示されている。各ブレード２２〜
２５には中心部に回転軸２１が貫通する取付穴２２ａ
と、取付穴２２ａの周囲に通穴２２ｂが等ピッチで形成
されている。この通穴２２ｂの面積も直径が大きいブレ
ード２３，２４，２５ほど大きく設けられている。各ブ
レード２２〜２５は直径が小さいものほど回転軸２１の
先端側に位置するように配置し、ブレード間に介装した
スペーサー３２によって等ピッチで装着され、山形ナッ
ト３３で回転軸２１に締着されている。この山形ナット
３３は円筒容器１１に投入された原料（図示略）が付着
しにくいように先端部に丸みが付けられている。

【０００８】円筒容器１１側面のカッター４０は容器１
１側面にボルト４１（図４）で固定したモーター４２
と、モーター４２の駆動回転軸４３に固着した４枚のブ
レード４４〜４７を備えている。モーター４２の駆動回
転軸４３は容器１１側面を貫通して容器１１中に突出
し、突出部にブレード４４〜４７が取付けられている。
各ブレード４４〜４７は円筒容器１１底部のカッター２
０のブレード２２〜２５と同様の歯車形状を有し、直径
が小さいものほど駆動回転軸４３の先端側に位置するよ
うに配置され、スペーサー４８によって等ピッチで装着
され、ナット４９で駆動回転軸４３に固定されている。

【０００９】図３及び図４に示すように、容器底面のカ
ッター２０と容器側面のカッター４０はブレード２２〜
２５，４４〜４７の回転面が互いに直交するように配置
されている。また、容器側面のカッター４０のブレード
４４の刃先が容器底面のカッター２０のブレード２２の
刃先の内側近辺を通過するように、かつ容器底面のカッ
ター２０のブレード２２の刃先が容器側面のカッター４
０のブレード４５の刃先の内側近辺を通過するように配
置されている。同様にして、容器側面カッターのブレー
ド４５、ブレード４６、ブレード４７の刃先はそれぞれ
容器底面カッターのブレード２３、ブレード２４、ブレ
ード２５の刃先の内側近辺を通過し、かつ容器底面カッ
ターのブレード２３、ブレード２４の刃先はそれぞれ容
器側面カッターのブレード４６、ブレード４７の刃先の
内側近辺を通過するように配置されている。

【００１０】図２に示すように、円筒容器１１の上端面
開口はカバープレート１２で覆蓋され、カバープレート
１２に原料の投入口１２ａが形成されている。投入口１
２ａにはロータリーバルブ１３を介してホッパー１４が
接続ている。円筒容器の側面の下端部には排出口１１ａ
が形成され、排出口１１ａに排出シュート１５が連設さ
れている。排出シュート１５内には排出シュート１５を
開閉するピストン弁１６が設けられ、エアーシリンダ１
７のピストンロッド１７ａに連結されている。円筒容器
１１の底面には冷気パイプ５０が接続され、容器１１と
の接続部にフィルター５１が取付けられている。一方、
カバープレート１２には排気口１２ｂが形成され、排気
口１２ｂにバッグフィルター５２が取付けられている。

【００１１】本実施形態に係る剪断粉砕装置１０の構造
は以上の通りであって、次ぎに作動を説明する。この剪
断粉砕装置１０はバッチ式で運転される。粉砕する原料
はホッパー１４のロータリーバルブ１３を開いて円筒容
器１１中に一定量例えば円筒容器１１の容積の６０〜７
０％を投入する。そして、容器底面のカッター２０と容
器側面の両カッター４０に通電し、ブレード２２〜２
５，４４〜４７を高速回転させる共に冷気パイプ５０か
ら冷気を容器中に送風する。容器底面のカッター２０の
ブレード２２〜２５の表面に載っている原料は遠心力で
容器側面のカッター４０のブレード４４〜４７の刃先方
向（ｖ１）へはね飛ばされて剪断粉砕される。一方、容
器側面のカッター４０のブレード４４〜４７に接触して
いる原料は遠心力で容器底面のカッター２０のブレード
２２〜２５の刃先方向（ｖ２）へとはね飛ばされて剪断
粉砕される。このとき粉砕熱が発生するが、冷気パイプ
５０から容器１１中に送り込まれた冷気によって原料は
冷却される。冷気は底部のフィルター５１を通して容器
１１中に送り込まれ、容器１１中ではブレード２２〜２
５，４４〜４７の通穴２２ａ〜２５ａ，４４ａ〜４７ａ
を通ってブレード２２〜２５，４４〜４７に挟まれた空
間に流入し、各ブレード２２〜２５，４４〜４７の刃先
に達して原料を冷却し、その後バッグフィルター５２を
通って大気中に放出される。

【００１２】以上説明したように、本実施形態に係る剪
断粉砕機１０によれば、容器底面のカッター２０のブレ
ード群２２〜２５と容器側面のカッター４０のブレード
群４４〜４７の回転面同士を互いに直交するように配置
すると共に、一のブレード２２〜２５，４４〜４７の刃
先が対向するブレード２２〜２５，４４〜４７の刃先の
近辺を通過するように配置したので、カッター２０，４
０を高速回転させると、容器底面のカッター２０のブレ
ード２２〜２５の表面に載っている原料は遠心力で容器
側面のカッター４０のブレード４４〜４７の刃先方向へ
はね飛ばされて剪断粉砕される。一方、容器側面のカッ
ター４０のブレード４４〜４７に接触している原料は遠
心力で容器底面のカッター２０のブレード２２〜２５の
刃先へとはね飛ばされて剪断粉砕される。このように、
容器１１中の原料は遠心力によって強制的に刃先へと送
り込まれて剪断されるだけでなく、対向するブレード２
２〜２５，４４〜４７に衝突して衝撃粉砕されるので、
高い粉砕効率を得ることができる。

【００１３】また、容器底面のカッター２０の左右両側
にカッター４０を設けたので、より高い剪断粉砕効果と
衝撃粉砕効果を発揮することができる。このため木材
片、植物繊維のように原料密度の低い物質、ゼオライ
ト、ベントナイト、バミュキライト等の軟質鉱物を効率
的に粉砕できる。

【００１４】さらに、原料を冷気で強制冷却するので、
粉砕熱で加温されて軟化するのを防止できる。このため
廃プラスチックでも粉砕が可能となる。とくに本実施形
態では、冷気が通穴２２ａ〜２５ａ，４４ａ〜４７ａを
通って刃先の近辺を通過するので、刃先部分の原料を効
率的に冷却できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る剪断粉砕機の主要
部を示す斜視図である。

【図２】 同剪断粉砕機を示す横断面図である。

【図３】 図２の２−２線から切断した断面図である。

【図４】 同剪断粉砕機の容器底部を示す断面図であ
る。

【図５】 同剪断粉砕機のカッターのブレードを示す平
面図である。

【符号の説明】

１０…剪断粉砕域、１１…円筒容器、２０，４０…カッ
ター、２２〜２５，４４〜４７…ブレード、２１，４３
…回転軸、５０…冷気パイプ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に外径の異なる複数枚のブレード
   をブレード外径が小さいほど回転軸先端側に位置するよ
   うに並べて固定して構成したカッターを粉砕原料が充填
   される筒状容器の底面と側面の内側に設けると共に、容
   器底面のカッターの各ブレードの回転面と容器側面のカ
   ッターの各ブレードの回転面が互いに直交し、かつ容器
   側面のカッターの一のブレードの刃先が容器底面のカッ
   ターの一のブレードの刃先の近辺を通過すると共に該容
   器底面のカッターの一のブレードの刃先が前記容器底面
   のカッターの一のブレードの隣りの大径のブレードの刃
   先の近辺を通過するように両カッターを配置したことを
   特徴とする剪断粉砕機。
2. 【請求項２】 前記側面のカッターを前記容器底面のカ
   ッターの左右両側に設けたことを特徴とする請求項１に
   記載の剪断粉砕機。
3. 【請求項３】 前記容器中に冷気を送り込むようにした
   ことを特徴とする請求項１に記載の剪断粉砕機。
4. 【請求項４】 前記各ブレードの側面に前記冷気が通過
   する通穴を形成したことを特徴とする請求項３に記載の
   剪断粉砕機。