JP2006247591A - 廃材破砕装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンクリート廃材等の砕料を破砕し、その砕製物の再利用を可能にするための廃材破砕装置として、小型でありながら、砕料および中間砕製物の跳ね上がりや粉塵の舞い上がり、騒音を少なくし、砕料の投入、中間砕製物の搬送および砕製物の取出しを容易にし、かつ上記砕料の能率的な破砕を可能にする。
【解決手段】 縦型円筒形の本体ケーシング１０内にケーシングの中心を囲んで複数本の回転軸２１、２２、２３を立設し、この複数本の回転軸にそれぞれ外径の異なる複数枚の歯付き円板３１、３２、３３、３４、３５、３６を上下方向の多段に、上のものから下のものに向かって外径が順に大きくなるように固定し、本体ケーシング１０の内面複数箇所に上下方向の固定刃４７、４８、４９を突設し、ケーシング１０の上部に砕料投入用ホッパー１２を、また下部に砕製物の取出し口１４bをそれぞれ設ける。
【選択図】 図１

Description

この発明は、建造物の解体現場等で発生するコンクリート廃材その他の廃棄団塊物を細かく破砕し、その再利用を可能にするための廃材破砕装置に関するもので
ある。

コンクリート廃材の破砕機として、下記の特許文献１に記載された装置が知られている。この従来装置は、コンクリート廃材の投入用ホッパーの下端出口側に左右一対の回転破砕体を水平に設け、この一対の回転破砕体の中間部上方に、この回転破砕体相互の隙間に砕料が入るのを防ぐための落下防止板を水平に設け、また上記ホッパーの下部内面に上記回転破砕体の破砕刃と噛合う固定刃を固定し、上記一対の回転破砕体を、固定刃と対向する側が下降する方向に回転させ、ホッパーに投入された砕料をホッパー下部の受け部と回転破砕体の破砕刃との間で破砕しながら下方に落下させ、回転破砕体と固定刃との間に砕料が詰まった場合は回転破砕体を逆転させるように構成されている。
特開平９−２９０１７２号公報

上記の従来装置は、落下防止板の存在により、回転破砕体同士の隙間に砕料が詰まるのを防ぐことができ、また回転破砕体と受け部との間に砕料や異物が詰まった場合は、回転破砕体を逆転させて砕料や異物を除去することができる。しかしながら、一対の回転破砕体を水平に設けて水平軸の回りに回転させるので、投入した砕料の跳ね上がりや粉塵の舞い上がりが多く、安全性と衛生面で問題があり、また回転破砕体を左右一対設けるのみであるから、処理能力が低く、砕料と破砕で得られた砕製物との寸法比が小さくなり、これを大きくしようとすれば、騒音のみが大きくなり、また上記の寸法比を大きくするため、上記の回転破砕体を上下方向の多段に配置すると、装置全体の高さが著しく高くなり、砕料の投入が困難になり、かつ危険になり、また多段の回転破砕体を横に配列すると、中間砕製物の搬送が面倒になり、かつ広い設置面積が必要になる等の問題があった。

この発明は、建造物の解体現場等で発生するコンクリート廃材その他の廃棄団塊物を砕料とし、これを細かく破砕し、得られた砕製物の再利用を可能にするための廃材破砕装置において、砕料および中間砕製物の跳ね上がりや粉塵の舞い上がり、騒音を少なくし、上記砕料の投入、中間砕製物の搬送および砕製物の取出しを容易にし、かつ設置面積が狭く高さが低い小型の装置としながら、砕料に比して極めて小さい砕製物の能率的な生産を可能にする。

この発明に係る廃材破砕装置は、縦型円筒形の本体ケーシング内に該ケーシングの中心を囲んで複数本の回転軸を立設し、この複数本の回転軸にそれぞれ外径の異なる複数枚の歯付き円板を上下方向の多段に、上のものから下のものに向かって外径が順に大きくなるように固定し、上記本体ケーシングの内面複数箇所に上下方向の固定刃を突設し、上記ケーシングの上部に砕料投入用ホッパーを、また下部に砕製物の取出し口をそれぞれ設けたことを特徴とする。

上記の破砕装置において、砕料投入用ホッパーにコンクリート廃材等の砕料を投入すると、この砕料は、最上段に位置して水平方向に回転する複数枚の歯付き円板上に落下し、その回転により、隣接する歯付き円板や周囲の固定刃に向かって飛ばされ、歯付き円板の歯や固定刃による打撃および砕料同士の衝突等によって破砕されながら、重力の作用で下の歯付き円板上に落下し、以下これを繰返して一段ずつ順に落下し、最下段の歯付き円板を通過した後、砕製物となって取出し口から排出される。この場合、歯付き円板の外径が上のものほど小さく、下になるほど大きく設定されており、隣接する歯付き円板同士の間隙および歯付き円板と固定刃相互の間隙が下になるほど狭くなっているため、砕料は、上段側で粗く破砕され、下方に向かうにしたがって次第に細かく破砕され、そのため破砕が効率的に行なわれる。

上記回転軸の本数は、複数本であれば、特に制限されないが、実用的には５本以下、特に３本が好ましく、５本を超えると構造が複雑になり、かつ装置が大型化され、小型化の趣旨に合わなくなる。また、上記複数本の回転軸は、本体ケーシングの中心を囲む形であれば任意であるが、上記の中心を囲む多角形の頂点、特に正多角形またはこれに近似する多角形の頂点に相当する位置に配置することが好ましい。例えば、回転軸が３本の場合は、三角形の頂点、好ましくは正三角形に近似する三角形の頂点に配置される。換言すれば、１２０度間隔で配置することが好ましい。

そして、これら複数本の回転軸は、その回転方向を必ずしも同じ方向に揃える必要はないが、同方向に揃えることにより、砕料が螺旋状に降下し、砕製物として排出されるまでの通過経路が長くなり、かつ破砕が円滑に行なわれ、一層細かい砕製物が得られる。また、回転速度は、複数本の回転軸について等しく揃えるのが通常であるが、一部の速度を他よりも高速または低速に設定し、例えば３本の回転軸を同方向に回転させ、この３本の回転軸中、１本の回転軸を他の２本とは異なる回転速度で回転させ、砕料に加える衝撃を変化させ、これにより破砕効果を向上することができる。

上記の回転軸に固定される歯付き円板は、上のものほど小径で、下になるにしたがって大径になるものであれば、その段数に特に制限はないが、４〜１０段程度、特に５〜８段程度が実用的に好ましく、４段未満では小さい砕製物が得られ難く、１０段を超えると、高さが過大になって扱いが困難になる。そして、上記複数本の回転軸に固定される歯付き円板は、同じ段のものの高さを一定に揃える必要はなく、一方の回転軸と他方の回転軸とで歯付き円板の高さを上下にずらし、一方のＮ段目の高さを他方のＮ段目とＮプラス１段目との中間の高さとすることができ、この場合は、特に外径が大きくなる下段側の歯付き円板において、一方の歯付き円板の外周部を他方の上下２段の歯付き円板の間隙に割り込ませ、砕製物を一層細かくすることが可能になる。

なお、上下に隣接する歯付き円板の間には円板状または円筒状のスペーサを、その外径が下のものほど大きくなるように設定して介在させ、歯付き円板を補強しながら上下２枚の歯付き円板間に中間砕製物が入り込むのを防ぐことができる。また、上記の歯付き円板は、その歯板を着脱自在に形成することが好ましい。すなわち、歯付き円板を、その中央部の基部円板と該基部円板に対して着脱自在の複数枚の歯板とで構成することが好ましく、この場合は、歯板が磨耗した際に交換が可能となる。

他方、本体ケーシングに固定する固定刃は、歯付き円板と干渉しない位置であれば、本体ケーシング内面の任意箇所に設けることができるが、複数本の回転軸中、互いに隣接する２本の回転軸のほぼ中間点に対向する箇所が好ましい。例えば、回転軸を３本設ける場合であれば、上記ケーシング内面の周方向３箇所に上記３本の回転軸中の互いに隣接する２回転軸の中間点に対向して設けることが好ましい。そして、この固定刃は、ケーシング内面から半径方向に測った刃先までの高さがケーシングの上部で高く、下部で低くなるように、ケーシング軸線に対し傾斜させることが好ましく、これによって砕製物の小型化が一層容易になる。

この発明によれば、砕料投入用ホッパーに投入されたコンクリート廃材等の砕料が、水平方向に回転する複数枚の歯付き円板によって飛ばされ、隣接する歯付き円板や周囲の固定刃に衝突し、破砕されながら多段の歯付き円板を重力の作用で自動的に１段ずつ順に落下するので、上記の砕料が、当初は粗く破砕され、これが次第に細かく破砕される。したがって、粉塵の舞い上がりや騒音が少なくなり、しかも破砕が効率的に行なわれ、砕料に比べて極めて粒度の小さい砕製物を小型の装置で生産することができる。特に、請求項２に係る発明は、３本の回転軸を設けることで装置を小型化しながら、破砕効率を向上することができる。また、請求項３に係る発明は、歯付き円板の歯板が磨耗したとき、その交換が可能である。

図１において、１０は縦型円筒形の本体ケーシングであり、その上面を覆う上面板１１の中央に円筒形の砕料供給口１１aが突設され、この砕料供給口１１aに砕料投入用ホッパー１２が下面中央の円筒状の砕料排出口１２aを介して接続されている。そして、上記ホッパー１２の内側には格子状のスクリーン１３が設けられ、所定の大きさ以下の砕料のみが下方の本体ケーシング１０に供給されるようになっている。一方、上記本体ケーシング１０の下面には、下部フレーム１４が固定される。この下部フレーム１４は、本体ケーシング１０と等しい径の円筒状に形成され、上面に上記本体ケーシング１０の下面を覆う下面板１４aを備え、この下面板１４の中央に円筒状の砕製物排出口１４bが下向きに突設されている。そして、上記下部フレーム１４の下面に該下面を覆うベース円板１５が固定され、更に上記本体ケーシング１０の外面に装置全体を支持するための支脚１６が固定される。

上記本体ケーシング１０の内側には（図１、図２参照）３本の回転軸２１、２２、２３が上記ケーシング１０の中心Ｏを囲むように、詳しくは上記の中心Ｏから左へ若干偏心した位置Ｐを中心として１２０度間隔で、かつ上記の上面板１１、下面板１４aおよびベース円板１５を貫通して配置され、上端が上面板１１上の軸受２４で、下端付近がベース円板１５上の軸受２４でそれぞれ支持される。ただし、この実施形態では、第１回転軸２１および第２回転軸２２が図２の右寄りに、また第３回転軸２３が左寄りにそれぞれ位置して上下対称に配置され、かつ第１回転軸２１、第３回転軸２３間の距離および第２回転軸２２、第３回転軸２３間の距離が互いに等しく設定され、これらに比べて第１回転軸２１、第２回転軸２２間の距離が若干大きく設定されている。

そして、上記３本の回転軸２１、２２、２３には（図１参照）、それぞれ６枚の歯付き円板３１、３２、３３、３４、３５、３６が固定され、その外径は、最上段の第１歯付き円板３１が最小になり、上から２段目の第２歯付き円板３２、３段目の第３歯付き円板３３、４段目の第４歯付き円板３４、５段目の第５歯付き円板３５、６段目（最下段）の第６歯付き円板３６の順に大きくなるように設定される。ただし、取付け高さは、第１回転軸２１、第２回転軸２２の歯付き円板３１〜３６が第３回転軸２３の歯付き円板３１〜３６に比べて低く設定され、第１回転軸２１、第２回転軸２２の各１段目の第１歯付き円板３１が第３回転軸２３の１段目第１歯付き円板３１と２段目第２歯付き円板３２の中間高さに固定され、以下同様に第１回転軸２１、第２回転軸２２の各Ｎ段目の歯付き円板は、第３回転軸２３のＮ段目の歯付き円板およびＮ＋１段目の歯付き円板の中間高さに固定される。

そして、上下に隣接する２枚の歯付き円板の間には円筒状のスペーサ４１、４２、４３、４４、４５が介設され、上記２枚の歯付き円板の間隔が該歯付き円板の厚みよりも大きく設定され、歯付き円板の外径が大きくなる下段側では、一方の歯付き円板、例えば第１回転軸２１の第５歯付き円板３５が第３回転軸２３の第５歯付き円板３５と第６歯付き円板３６の間に割り込むようになっている。また、上記スペーサ４１〜４５の外径は、下のものほど大きく設定され、歯付き円板３１〜３６を補強しながら、上下２枚の歯付き円板間に中間砕製物が入り込むのを防ぐようになっている。

図２には最上段の第１歯付き円板３１のみが示されており、この歯付き円板３１は、中央の基部円板３１aと該基部円板３１aから放射状に突出する６個の突出歯３１bとで構成され、この突出歯３１bの先端には硬質の歯板（図３参照）が溶接で固着される。なお、図１において、１段目ないし３段目の歯付き円板３１〜３３には、上記６個の突出歯を有するものが用いられる。また、４段目ないし６段目の歯付き円板３４〜３６には８個の突出歯を有するものが用いられる。図３には４段目の第４歯付き円板３４が例示されており、基部円板３４aと８個の突出歯３４bとからなり、突出歯３４bの両側面には硬質材料からなる歯板３４cが溶着されている。

上記の突出歯３１b、３４bまたは歯板３４cは、基部円板３１aに対して着脱自在に固定し、交換可能に形成することができる。その一例が図４に示される。すなわち、歯付き円板３７は、基部円板３７aと６個の突出歯３７bとで構成され、この突出歯３７bは、ほぼＴ字形に形成され、Ｔ字の頭部に相当する部分が上記基部円板３７aの外周面と接するセグメント３７cに形成され、突出歯３７bの先端にネジ孔３７dが開口し、ボルト３８で基部円板３７aに固定される。

前記本体ケーシング１０の内面３箇所には、図１および図２に示すように、固定刃４７、４８、４９が固定される。図２において、第１回転軸２１と第２回転軸２２との間に位置する第１固定刃４７は、２枚の台形板４７aを斜辺で接合して山形に形成し、その頂部４７bに対向する２辺を本体ケーシング１０の内面に固定し、上記の頂部４７bを刃先とするものであり、この刃先４７bを、その山の高さが低い方を下にし、第１回転軸２１上の歯付き円板３１〜３６と第２回転軸２２上の歯付き円板３１〜３６の間に割り込ませる。第２回転軸２２と第３回転軸２３との間に位置する第２固定刃４８および第３回転軸３３と第１回転軸３１との間に位置する第３固定刃４９も同様に構成され、固定される。

図１において、前記の第１回転軸２１、第２回転軸２２および第３回転軸２３は、その下端がベース円板１５の下に突出しており、第１回転軸２１、第２回転軸２２および第３回転軸２３の突出端には、それぞれ第１伝動用スプロケット５１、第２伝動用スプロケット５２および第３伝動用スプロケット５３が固定されている。ただし、第１伝動用スプロケット５１および第２伝動用スプロケット５２の歯数は１９枚に等しく設定され、第３伝動用スプロケット５３の歯数は若干少なく１６枚に設定される。そして、上記のスプロケット５１、５２、５３は、図５に示すように、ベース円板１５の側方に設けられたモーターＭにより、モータースプロケット５０および伝動チェーン５４を介して駆動され、同方向に回転する。なお、５５はテンションスプロケットである。

上記の構造において、図５のモーターＭが駆動されると、３本の回転軸２１、２２、２３が同方向に回転する。そして、図１の上方のホッパー１２にコンクリート廃材を砕料として投入すると、この砕料はスクリーン１３で篩い分けられ、所定の大きさ以下のものが本体ケーシング１０内に供給され、まず３本の回転軸２１、２２、２３に固定されている最上段の歯付き円板３１上に落下し、この歯付き円板３１の回転力で飛ばされ、本体ケーシング１０内を一方向に回転しながら２段目の歯付き円板３２上に落下し、以下１段ずつ螺旋状に降下しながら、歯付き円板３１〜３６と固定刃４７、４８、４９の作用で破砕され、最下段の歯付き円板３６を経て下面板１４a上に落下し、その中央に開口する砕製物排出口１４bから外部に排出される。

なお、この実施形態では、３本の回転軸２１、２２、２３の間隔が、第１回転軸２１と第２回転軸２２間のみが他よりも大きく設定され、かつ第３回転軸３３の回転速度のみが他よりも高速に設定されているため、砕料の螺旋状流れに乱れが発生して砕料に加わる衝撃が増大し、それだけ破砕効率が向上する。そして、回転軸に固定される歯付き円板３１〜３６は、上方の１〜３段に比べて下方の４〜６段の突出歯を多くして突出歯のピッチを細かくしたので、砕製物を一層細かくすることができ、破砕効率が更に向上する。

この発明の実施形態の縦断面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 歯付き円板の平面図である。 歯付き円板の他の例の平面図である。 駆動装置の説明図である。

符号の説明

１０：本体ケーシング
１２：砕料投入用ホッパー
１４b：砕製物排出口（砕製物の取出し口）
２１、２２、２３：回転軸
３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７：歯付き円板
３７a：基部円板、３７b：着脱自在の突出歯
４１、４２、４３、４４、４５：スペーサ
４７、４８、４９：固定刃
５０、５１、５２、５３、５５：スプロケット
Ｍ：モーター、５４：伝動チェーン

Claims (3)

1. 縦型円筒形の本体ケーシング内に該ケーシングの中心を囲んで複数本の回転軸を立設し、この複数本の回転軸にそれぞれ外径の異なる複数枚の歯付き円板を上下方向の多段に、上のものから下のものに向かって外径が順に大きくなるように固定し、上記本体ケーシングの内面複数箇所に上下方向の固定刃を突設し、上記ケーシングの上部に砕料投入用ホッパーを、また下部に砕製物の取出し口をそれぞれ設けたことを特徴とする廃材破砕装置。
2. ３本の回転軸が同方向に回転するように設けられ、この３本の回転軸中、１本の回転軸は、回転速度が他の２本と異なる回転速度に設定され、固定刃が本体ケーシング内面の周方向３箇所に上記３本の回転軸中の互いに隣接する２回転軸の中間点に対向して設けられた請求項１記載の廃材破砕装置。
3. 歯付き円板がその中央部の基部円板と該基部円板に対して着脱自在の複数枚の歯板とからなる請求項１または２に記載の廃材破砕装置。
   

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