JP2005152697A - 植物廃材破砕装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 植物廃材をチップ化し、スクリュー軸で加圧して膨潤軟化させることにより破砕する装置において、根株等の水分の多い植物廃材であっても水が装置内に溜まらないようにし、チップの破砕処理をスムーズに実施することが出来るとともに、廃材に付着している泥などが装置内に滞留しないようにすること。
【解決手段】 略水平に配置された筒状の処理容器の周面において、後部の投入口の後端位置からスクリュー羽根の１ピッチ分だけ前方に偏移した位置までの間に、かつ処理容器の下端とここからスクリュー軸が９０度回転した位置との間に排水口を形成する。これによりチップは排出されることなく、給水された水やチップから絞られた水分が排水口から排水され、処理容器内に水が溜まってチップの送りが悪化することを防止できる。
【選択図】 図２

Description

樹木を剪定、伐採した際に生じる剪定枝や根などの廃材を破砕する装置に関する。

従来から樹木の生育や果実の結実を均一にしたり、樹形を整えるために樹木の枝を剪定したり伐採したりすることがあるが、これにより生じた剪定枝をチップ状に破砕して加圧した後に、切断部により細かく切断しながら大気圧中に放出することで、剪定枝が圧力変化により膨潤軟化して繊維を切断破砕する剪定枝の破砕装置９０が知られている（例えば特許文献１）。このようにして処理された処理物は例えば敷料や堆肥などとして有効に利用される。この破砕装置９０を図８に基づき簡単に説明すると、略円筒形の処理容器９１内にスクリュー軸９２が設けられると共に、処理容器９１の後方上部には投入部９３が設けられている。処理容器９１内に投入された廃材は、スクリュー軸９２が回転することにより処理容器９１の前方に移送され、圧縮されて廃材に含まれる水分により廃材が膨潤軟化するようになっている。この装置により処理される被処理物としては、剪定枝や枯れ枝など、水分が比較的少ない廃材（チップ）が適用され、チップに含まれる水分が少ない場合には処理容器内に水を補給してチップの含水率を３０％〜５０％に調整している。

ところが最近では剪定枝などの水分が比較的少ない廃材だけではなく水分含有率の高く、また土砂などの汚れが付着している樹木の根や根に近い部分（根株）も処理したいという要望がある。しかしながら水分含有率の高いチップを前記破砕装置９０内に投入すると、チップから膨潤軟化に必要な水分以外の余分な水分が絞られて、処理容器９１中に水が溜まってしまう。

特開２００３−００１１３８号公報

処理容器９１内に水が溜まり、処理容器９１内の水位が上がってしまうと、処理容器９１内に投入した廃材が処理容器９１内で浮いてしまい、スクリュー軸９２が回転しても処理容器９１の前方へ廃材が移送されにくくなってしまうという問題があった。また、根や根に近い部分に付着した土砂などの汚れが処理容器９１内に堆積してスクリュー軸９２の回転が妨げられるようになってしまったり、投入口を塞いでしまい処理容器９１内にチップを投入できなくなるという問題があった。

本発明は以上の問題に鑑み実施されたもので、その目的は根株等の水分の多い廃材であっても水が装置内に溜まらないようにし、チップの破砕処理をスムーズに実施することが出来る植物廃材破砕装置を提供することにある。

また、根や根に近い部分に付着していた土砂などの汚れが付着している廃材であっても土砂などが装置内に滞留しないようにして処理を実施することが出来る植物廃材破砕装置を提供することにある。

本発明の植物廃材破砕装置は、植物廃材を破砕する装置であって、
略水平に配置されると共に、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筒状の処理容器と、
この処理容器内に設けられ、投入口より投入された前記廃材を前方の排出用開口部へ移送すると共に、処理容器内壁との間で圧縮していくスクリュー軸と、
前記処理容器の周面において、下端位置と、この下端位置からスクリュー軸が略９０度回転した位置との間であって、前記廃材の通過領域よりも後方側に形成した排水口と、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している。

また、処理容器の軸方向における排水口の位置は、投入口の後端位置と、当該後端位置からスクリュー軸のスクリュー羽根の略１ピッチ分だけ前方側に偏移した位置との間となるようにしてもよい。

また、前記植物廃材の含水率を調節するため、あるいは廃材に付着している土砂（泥）などを洗浄するための給水手段を設けるようにしてもよい。

この発明によれば、排水口から廃材は排出されずに水だけが排出されるため、水分が多く含まれる植物廃材を処理する場合であっても、余分な水分を排水口から排水しながら処理を行うことが出来るようになり、これにより装置内に水が溜まることがなくなり、スムーズに処理を実施することが出来る。また、廃材に付着した土砂などの汚れも給水手段からの給水によって洗浄し、水と共に装置内に堆積させずに排出することが出来る。

以下に、本発明にかかる植物廃材破壊装置について、植物廃材として水分の多い根株を細かく分断したチップ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。

まず、根株は、予め図示しないチップ化装置で細かくチップ化されて本発明の植物廃材破砕装置に投入されることとなる。植物廃材破砕装置について図１〜図５に基づき説明すると、図１には植物破砕装置の略斜視図が示されており、図２は、排水口に対応する部位の処理容器を示す縦断面図が示されている。図中符号２は、前端に排出用開口部２１が形成されると共に後部上側に投入部である投入口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チップを回収する回収部２３が設けられる。なお処理容器２において排水口２６に対応する部位の上方側は投入口に開放されているため、排水口２６よりも前方側の処理容器２の周壁における上側円弧部分は、本来の断面図では見えないが、図２では処理容器２の周壁と排水口２６との周方向の位置関係の理解を容易にするために記載してある。

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とで構成されている。即ち、処理容器２の前部側は、前方に向かうにつれて口径が小さくなる縮径部として構成されている。また処理容器２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、チップの水分含有率が３０％よりも低い場合に給水して例えば含水率を３０〜５０パーセント程度とするため、あるいは、根株に付着した土砂などの汚れを除去するための給水手段３が設けられている。この給水手段３は、例えば処理容器２の周面に接続された給水管として構成されている。

また、処理容器２の内部には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。またスクリュー羽根４と、加工軸部５１とで、スクリュー軸５０が構成されている。また投入口２２と軸受け部５３との間には、投入口２２から投入されたチップが処理容器２の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、かつこれを排出用開口部２１前方の回収部２３へと掻きだすための、回転自在な切断手段５６が設けられる。

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（ピッチ）ａ１は、５０ｍｍよりも広く、例えば９０ｍｍ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の外縁部にはチップが引っかかるように、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。

また、スクリュー羽根４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、突起部６が多数設けられている。このスクリュー軸５０は、処理容器２を前方から見て、時計回りに回転するようになっている。

処理容器２の後方下部には、処理容器２内の水を排出するための矩形の排水口２６が設けられている。この排出口２６の幅については、本実施の形態ではスクリュー羽根４の間隔より若干狭い例えば約８０ｍｍとなっている。

この例では、処理容器２を前方から見て、前記加工軸部５１が時計回りに回転しており、処理容器２の周面を時計盤に見立てて表現すると、排水口２６は、図４に示すように６時〜９時の周面を切り欠くように、即ち、処理容器２の周面において、下端位置とこの下端位置からスクリュー軸５０が９０度回転した位置との間に形成されている。処理容器２の軸方向における排水口２６の位置については、投入口２２の後端位置と、当該後端位置からスクリュー軸５０のスクリュー羽根４の略１ピッチ分だけ前方側に偏移した位置との間である。つまり排水口２６は、前記チップの通過領域よりも後方側に形成されている。

排水口２６は、６時〜９時の全域に設けられていなくとも例えば６時〜８時の周面、７時〜９時の周面を切り欠くようにしてもよい。つまり６時〜９時の周面の間の領域が含まれればよい。なお、排水口２６は、６時よりも５時寄り側、あるいは９時よりも１０時寄り側にその一部がはみ出して形成されていても、チップが実質排出されないのであればこの場合も請求項１の技術的範囲に含まれる。

また、本実施の形態では排水口２６は１つの穴により構成されているが、穴の数は限定されず多数の穴を穿設するようにしてもよい。その場合、円形の穴を形成する場合にはその直径が２０ｍｍ以上、角形の穴を形成する場合には一辺が２０ｍｍ以上の穴であることが好ましい。

次いで、上述の破砕装置によりチップを破砕する際の作用について図５に基づき説明する。まず、図５（ａ）は、加工軸部５１が動作している処理容器２内に植物廃材例えば根株のチップが投入口２２から投入される様子を示している。なお、ここでは、投入口２２の後端側に投入されたチップに注目して説明していくものとする。

ここで、チップが投入口２２から処理容器２内に投入されると、チップは処理容器２内で回転しているスクリュー軸により、処理容器２内を前方に向かって押し出されて移送されるようになる。この際、投入口２２の後端側に投入されたチップはスクリュー軸により回転して下部側に移動し、更に回転して上方に向かおうとするが、下部側から上方に向かうときには既に排水口２６よりも進んだ位置にいるため、排水口２６から外部に排出されない（図５（ｂ））。さらに、投入されたチップに土砂などの汚れが付着している場合には給水手段３から給水してチップに付着した汚れを除去する。

前方へ移送されたチップが図５（ｃ）に示すように圧縮面部２５の位置まで移送されてくると、チップは加圧されて発熱してくる。この際にチップの膨潤軟化に必要としない余分な水分がチップから絞られてくる。

図５（ｄ）に示すようにチップが更に前方へ移送されてくると、更に余分な水分が絞られて、適度な水分量を含有するチップは、大気中に放出される際に加圧された状態から大気に開放されるために一気に膨潤軟化し、前記切断手段５６により切断されながら回収部２３内に収容されるようになっている。切断されたチップはその後堆肥などの原料として好適に適用される。

図５（ｃ）、図５（ｄ）の段階で、圧縮面部２５にチップが移送されて、チップが圧縮されることにより絞られた水分が傾斜している処理容器２の内面に沿って後方に流れ、処理容器２の最後方に位置している排水口２６から排出される。

また、剪定枝などの含有水分が少ない廃材のチップを投入する場合には、給水手段３から給水して、水分を補充し、水分含量を３０％〜５０％となるように調節して、前述と同様に処理される。この場合には給水された水の大部分はチップの膨潤軟化に利用される。

（比較例１）
図６には、比較例１として処理容器２の底面を含む箇所において、スクリュー軸方向の位置としては先の実施の形態と同様な位置に複数の円形の穴を形成して排水口２６を設けた様子を示している。なお、各々の穴の径は３０ｍｍである。この場合、チップが投入口２２から投入された後に、スクリュー軸が回転すると、チップが処理容器２の前方へ移送される前に排水口２６からチップが外方に排出されてしまった。

（比較例２）
図７には、処理容器２を先頭から見て３時〜６時の位置、スクリュー軸方向の位置としては先の実施の形態と同様な位置に複数の円形の穴が設けられた排水口２６を設けた様子を示している。なお、各々の穴の径は３０ｍｍである。この場合も、比較例１と同様に、チップが処理容器２の前方へ移送される前に排水口２６からチップが外方に排出されてしまった。なお図１の場合についても既述したが、図６、図７において、排水口２６よりも前方側の処理容器２の周壁における上側円弧部分は、本来の断面図では見えないが、排水口２６の位置の理解を容易にするために記載してある。

上記２つの実施例では排水口２６からチップが排出されてしまうが、これは、処理容器２内にチップが投入されてからスクリュー軸が回転してチップが前方へ移送される前に、チップが排水口２６の位置を通過するために、排水口２６からチップが排出されてしまうためである。このため、上記した比較例１、比較例２の位置に排水口２６を設けることは好ましくない。

また、前述した実施の形態では、排水口２６の穴の横幅が８０ｍｍであり、この幅では土砂やチップなどが詰まることなく良好に排水が行われるが、本実施例では排水口２６の径が２０ｍｍ未満である場合には、細かいチップや土砂などが排水口２６に詰まりやすくなり排水性が悪くなってしまう。このため、排水口２６の穴の径は、２０ｍｍ以上の径であることが好ましい。

上述した実施の形態や比較例からもわかるように、本実施の形態における植物廃材の破砕装置は、処理容器２の下方後部に排水口２６を形成するにあたっては、その位置を処理容器２の先頭から見て６時〜９時の方向に、すなわち、処理容器２の周面において下端位置とこの下端位置からスクリュー軸が９０度回転した位置との間に形成するようにすることで、チップを投入口２２から投入した際に加工軸部５１（スクリュー軸）が回転してほぼすべてのチップが排水口２６の位置を通ることなく処理容器２の前方へ押し出される。このため排水口２６からチップはほとんど排出されないが、チップから絞られる水分あるいは給水手段３から給水された水は処理容器２内に滞留することなく確実に排水口２６から排水される。従って水分が多い樹木の根株などのチップを処理する場合にも、処理容器２内に水が溜まることがなく、またこのチップに付着している土砂などの汚れも、給水された水によって洗い流されて排出口２６から排出される。これにより処理容器２内に水や土砂が溜まることはないのでチップをスムーズに移送することができ、また水や土砂（泥）を取り除く手間が省け、連続して破砕処理することが出来る。上述の破砕装置は、水分が少ない剪定枝などのチップを処理するようにしても良く、上述のように排水口２６を設けたことにより装置の適用範囲が広がったと言える。

本発明の実施の形態における植物廃材破砕装置の構成を示す概略斜視図である。 本発明の実施の形態における植物廃材破砕装置の全体構成を示す縦断面図である。 前記植物廃材破砕装置内のスクリュー軸を示す概略斜視図である。 図２のＡ−Ａ略断面図である。 本実施の形態の作用を示す図である。 本実施の形態における実施例１を示す図である。 本実施の形態における実施例２を示す図である。 本発明の従来を示す図である。

符号の説明

２ 処理容器
３ 給水手段
４ スクリュー羽根
２２ 投入口
２４ 移送面部
２５ 圧縮面部
２６ 排水口

Claims (3)

1. 植物廃材を破砕する装置であって、
   略水平に配置されると共に、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筒状の処理容器と、
   この処理容器内に設けられ、投入口より投入された前記廃材を前方の排出用開口部へ移送すると共に、処理容器内壁との間で圧縮していくスクリュー軸と、
   前記処理容器の周面において、下端位置と、この下端位置からスクリュー軸が略９０度回転した位置との間であって、前記廃材の通過領域よりも後方側に形成した排水口と、を備え、
   圧縮された植物廃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植物廃材破砕装置。
2. 処理容器の軸方向における排水口の位置は投入口の後端位置と、当該後端位置からスクリュー軸のスクリュー羽根の略１ピッチ分だけ前方側に偏移した位置との間である請求項１に記載の植物廃材処理装置。
3. 処理容器内に給水するための給水手段を設けることを特徴とする請求項１または２に記載の植物廃材破砕装置。
   
   

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