JP2007061731A - 湿式破砕機 - Google Patents
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【解決手段】回転軸(3)の円周上に固定された回転破砕歯(1)と、該回転破砕歯(1)と協働する固定破砕歯(2)とを設け、該固定破砕歯(2)は回転破砕歯(1)との隙間(図9の符号δ)を調整可能に構成し、前記回転破砕歯(1)を正逆何れの方向(図2の矢印βで示す時計方向及び反時計方向)にも回転可能とし、正逆何れの回転方向に対しても被破砕物(M:例えば、土砂中に混在する塊や礫等)を破砕する機能を有する構成であることを特徴としている。
【選択図】図1
Description
しかし、ジョークラッシャーは間欠的に破砕を行うため、処理能力という面から見ると効率が低いという問題を有している。
しかし、一方向のみに回転する従来型のロール破砕機では、回転破砕歯及び固定破砕歯において、回転方向について前方の部分のみが常時使用され、破砕を行う部分(チップ)が比較的早期に摩滅してしまう。そして、摩耗量が増大して、回転破砕歯と固定破砕歯との間隙が間隙調整代を超えてしまうと、部品(チップ)を交換しなければならない。
これに対して、交換頻度を低減させるために摩耗量の少ない素材を使用することも考えられるが、その様な素材は高価であり、工事全体のコストアップに繋がるので、好ましくない。
そのため、回転破砕歯や固定破砕歯の寿命を延命して、摩耗による部品交換の頻度を低減する技術が望まれている。
しかし、かかる技術では、坑外までの流体搬送が困難であり、かつ回転破砕歯や固定破砕歯の寿命を延命して摩耗による部品交換の頻度を低減することは出来ない。
そのため、回転破砕歯(1)と固定破砕歯(2)の双方において破砕歯の摩滅していない部分(ビット11,12)で被破砕物(M)を破砕することが可能となり、その結果、回転破砕歯(1)と固定破砕歯(2)の双方の寿命を延命することが可能となる。
しかし、従来の破砕機では、被破砕物(土砂中に混在する塊や礫等)は全てが破砕されるものではなく、被破砕物が回転破砕歯と固定破砕歯の間に侵入せずに、図4で示す様に、投入側に集団で移動して滞留してしまう(いわゆる「競り上がる」状態)場合も存在する。或いは、破砕の瞬間に、図5で示す様に、被破砕物の投入側に跳ね返ってしまうものが存在する。
なお、図面において、同様な部材には同様な符号を付して、重複説明を省略している。
本発明の破砕機100は、図3で示す様に、泥水シールド工法の施工に際して、掘削マシン(或いはシールドマシン)50の後方(羽口60側)で、土砂排出ポンプ70の前方の切羽側に位置して使用される。ここで、泥水シールド工法では、上述した機器が配管80(給水ライン)、90(排出ライン)で連結されて、クローズド回路が構成される。
また、内部に泥水が侵入して圧力が作用する(例えば、1MPaの圧力が内部に作用する)ので、機構全体が耐圧構造となっている。
さらに、破砕機100に連通する配管80については、図示しないポンプで泥水の圧送を行うので、密閉構造となっている。
前記ケーシング4の長手方向における一方の端面上方には流体投入口5が形成され、長手方向における他方の端面下方には流体排出口6が形成されている。
ここで、回転軸3は図示しないモータ(または油圧モータ)で駆動されている。一方、固定破砕歯2は、隙間調整機構を有している。その隙間調整機構については、図9を用いて後述する。
(1) 図2における時計方向或いは反時計方向の何れか一方のみに回転して、領域41Lと領域41Rの何れか一方の領域で塊や礫等の被破砕物Mを破砕し、回転破砕歯1及び/又は固定破砕歯2が摩耗したならば、逆方向に回転する、或いは、
(2) 所定の運転時間毎に、回転破砕歯1或いは回転軸3の回転方向を、図2における時計方向、反時計方向に(正逆何れかの方向に)、交互に切り換える、
という方式の何れかを採用することにより、回転破砕歯1及び固定破砕歯2の寿命を延ばす(延命する)ことが出来る、という効果が有る
そして、図14で示す様な乾式破砕機においても、クラッシャーにジャム(引っ掛かりによる回転停止)が発生した際に、ジャム解消のため、逆転させる例が存在する。
被破砕物M(掘削された土砂に混在する塊や礫等)を破砕するためには、回転破砕歯1と固定破砕歯2との間の隙間(図2における領域41L及び/又は領域41R)へ押し込む必要がある。
或いは、図5で示す様に、大きな被破砕物(塊等)Mが上方へ跳ね上がってしまうことが防止される。図5において、折れ曲がった矢印Ykは、一端上昇した被破砕物(塊等)Mが肩部42によって下方に落下する際の軌跡を示している。
ここで、肩部42に代えて、突起や凸部をケーシング4の内部に形成しても良い
図6は、図1の上方から回転破砕歯1と固定破砕歯2(図6では、一方の固定破砕歯2のみを示す)を見た状態を示している。
図中、符号3cは図示しない回転軸の中心を示す。
図6から明らかな様に、回転破砕歯1は、複数枚の比較的大径のアウタ回転ビット11と、複数枚の比較小径のインナ回転ビット12とを、長手方向(図6の矢印L方向)へ交互に重ねて構成している。そして、固定破砕歯2も、アウタ回転ビット11に対応する位置に設ける複数枚のアウタ用固定ビット21と、インナ回転ビット12に対応する位置に設ける複数枚のインナ用固定ビット22とを、長手方向へ交互に重ねて構成している。換言すると、アウタ回転ビット11と同じ数のアウタ用固定ビット21が存在し、インナ回転ビット12と同じ数のインナ用固定ビット22が存在するのである。
なお、アウタ回転ビット11は図7に詳細が示されており、インナ回転ビット12は図8に詳細が示されている。
図9には、固定破砕歯2を図2の水平方向Hに移動して、回転破砕歯1との間隔(図9における符号「δ」)を調節するための機構が示されている。
ケーシング4において、上下方向について回転軸3の中心点3oよりもやや下方よりの位置に、固定破砕歯2の調整溝4nが形成されている。この溝4nに沿って、固定破砕歯2は水平方向Hに沿って(図9においては左右に)スライドする様に構成されている。
固定破砕歯2は、例えば10mm〜40mmの範囲で移動可能である。換言すれば、回転破砕歯1と固定破砕歯2との間の隙間δも、10mm〜40mmに対応して調節可能である。
図9中、2点鎖線は間隙調整後の固定破砕歯2の位置を示す。
図示の実施形態では、アウタ回転ビット11(図7)は各々2本の取付けボルト113で、回転軸3に固定された3つのパート111を有している。一方、インナ回転ビット12(図8)は、図示しない取付けボルトで回転軸3に固定された3つのパート121を有している。
アウタ回転ビット11のパート111において、回転軸3に固定された際に半径方向に突出する様にチップ112が形成されている。同じくインナ回転ビット12のパート121において、回転軸3に固定された際に半径方向に突出する様にチップ122が形成されている。
各チップ112、122のハッチングを付した箇所は、超硬材Kで構成されている。なお、図7及び図8において、符号K2は固定破砕歯2に設けられた超硬材を示す。
チップ112は、その中央を通る半径方向軸線Yについて線対称な形状に構成し、当該軸線の両側に超硬材Kより成る部分を設けたことにより、図2における時計方向、或いは反時計方向に回転したとしても(正逆両方向に回転しても)、チップ112の超硬材Kは、固定破砕歯2の超硬材K2(図8、図9参照)と協働して被破砕物を破砕するのである。
図11は図示の実施形態における破砕ビットのチップ形状である。図11の形状では、両側のハッチング部分Kのみが超硬材で構成されている。そして、固定破砕歯2の超硬材部分(図7のハッチング部分K2)と協働して、土砂中に混在する塊や礫等の被破砕物Mを破砕する。
図11の例では、チップ全体を超硬材で構成していないので、材料費、製造コストを抑制出来る。また、超硬材で構成された部分Kの隅部分が、比較的欠け難い様に、角部が鈍角形状に構成されている。
従来の湿式破砕機では、回転軸の断面形状は、例えば12角形があり、断面形状が円形に近かった。
しかし、断面形状が円形に近いと、破砕用のチップを備えたパートの内周面が、回転軸の外周面を滑ってしまうので、回転軸が(チップを備えた)パートを保持する機能が比較的弱かった。
これに対して、図示の実施形態では、(回転破砕歯1の)回転軸3の断面形状を6角形に構成したので、破砕用のチップ112、122を備えたパート111、121の内周面111i、121iが、回転軸3の外周面と確実に係合する。すなわち、破砕用のチップ112、122を備えたパート111、121を回転軸3の外周部へ保持する力が強くなる。
すなわち、図示の実施形態では、回転軸3の断面形状としては、破砕用のチップ112、122を設けたパート111、121をその外周面で確実に係合出来るという条件と、当該パートの加工が複雑に成り過ぎないという条件を同時に満たすものとして、6角形と言う(断面)形状を採用した。
固定ボルト113が1本のみでは、破砕用のチップを有するパート111と回転軸3との間に作用する剪断力や、パート111側に伝達するべきトルクを考慮すると、強度的に厳しい。一方、1つのパートに3本のボルト113を用いるのでは、構造が煩雑となってしまうからである。
かかる構成では、破砕用のチップを交換する際に、交換するべきチップを設けたアウタ回転ビット或いはインナ回転ビットを取り出すためには、先ず、回転軸を抜く必要がある。
しかし、回転軸を抜いてしまうと、チップを交換して再び組み立てるまでに費やされる労力が大きい。
これに対して、図示の実施形態では、図7の半径方向に挿入されているパート締結用のボルト113を外せば、交換するべきチップ112を設けたパート111を取り出すことが出来る。すなわち、回転軸3を抜かなくても、破砕用のチップ112を交換できるので、摩耗した破砕用のチップ112の交換作業に費やされる労力を極めて軽減することができる。
上述した様に、摩耗したチップ112を交換する際に、ボルト113の取り外しを容易に行うため、当該ボルト113は六角孔付ボルトで構成されている。この六角孔に泥が入らないようにコーキング材でシールするのである。
パートを回転軸3へ締結するボルトの挿入孔に当該ボルトを挿入後、コーキング材で挿入孔を密封する様にシールする構成は、図8のインナ回転ビット12についても同様である。
このスクリーン8を透過する様な小径なものであれば、回転破砕歯1及び固定破砕歯2による破砕が為されない。従って、スクリーン8を設ける箇所如何により、回転破砕歯1及び固定破砕歯2において、歯が摩耗しない領域が生じる。
なお、図1における符号7は、スクリーン8を設けるための支持部材である。
2・・・固定破砕場
3・・・回転軸
4・・・ケーシング
5・・・流体投入口
6・・・流体排出口
7・・・支持部材
8・・・スクリーン
11・・・アウタ回転ビット
12・・・インナ回転ビット
23・・・押し引き用ボルト/アジャスタボルト
100・・・湿式破砕機
111、121・・・パート
112、122・・・チップ
113・・・取付けボルト
114・・・挿入孔
K・・・超硬材
Claims (3)
- 回転軸の円周上に固定された回転破砕歯と、該回転破砕歯と協働する固定破砕歯とを設け、該固定破砕歯は回転破砕歯との隙間を調整可能に構成し、前記回転破砕歯を正逆何れの方向にも回転可能とし、正逆何れの回転方向に対しても被破砕物を破砕する機能を有する構成であることを特徴とする湿式破砕機。
- 前記回転破砕歯の破砕用のチップは半径方向に延在する軸線について実質的に線対称になる様に構成されており、前記固定破砕歯は、前記回転破砕歯の回転中心を含む垂直軸線について実質的に線対称な複数の位置に設けられている請求項1の湿式破砕機。
- 被破砕物を回転破砕歯と固定破砕歯との間の領域へ誘導するための機構を設けている請求項1、2の何れかの湿式破砕機。
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