JP2010269252A - 破砕装置及び破砕方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
塊状或いは長尺材のように回転刃により直接に噛み込むことが難しい破砕対象物を破砕することが可能な破砕方法及び破砕装置を提供する。
【解決手段】
二本の破砕ロータ７、８の外周にそれぞれ設けられた回転刃２３、２４で破砕対象物１４を挟んでその表面を削切する工程と、削切された破砕物を二本の破砕ロータ７、８とその間に配置された中間板９とで分断しつつ環状の細断空間１６に送り破砕する工程と、細断空間１６内の破砕物１７を回転刃２３、２４及びロータ７、８から付与される攪拌力で複合破砕する工程とを備え、破砕された破砕物の中から規定寸法以下の破砕片４５をスクリーン１５で選別し、収集する構造を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、回転するロータに設けられた回転刃により一般の廃棄物あるいは産業廃棄物（以下では破砕対象物ともいう）を一定の大きさ以下の破砕片に細かく裁断・破砕する破砕機構を備えた破砕装置及び破砕方法に関する。

破砕装置は、破砕対象物を剪断刃や回転する刃によって小さな破砕物や破砕片に細断して、大きさがまちまちな破砕対象物を取り扱いが容易な一定のサイズ以下の破砕片（以下では、企図された一定の大きさ以下に破砕された破砕物を破砕片ともいう）に細かく裁断・破砕する装置であり、廃棄物から資源を回収するリサイクルや焼却の前処理工程等に用いられている。

このような破砕装置の中には、二本の破砕ロータに回転刃を取付け、破砕ロータと共に回転する回転刃で破砕対象物を挟みこみつつ回転刃で裁断するようにして破砕対象物を破砕する二軸破砕機（例えば、特許文献１参照）と、一本の破砕ロータに回転刃を取付け、破砕ロータによって回転される回転刃を破砕対象物に押し当てて破砕対象物を削るように破砕する一軸破砕機（例えば、特許文献２参照）とがある。

二軸破砕機は、破砕対象物を挟みこみつつ回転刃で裁断破砕する破砕機構なので、回転刃に破砕対象物を挟み込まなければ裁断が進まない。破砕された後の破砕物の大きさは、回転刃の幅と回転刃のフックの大きさで決まるため、破砕対象物を小さな破砕片に破砕する際の破砕比（以下では単にサイズリダクションともいう）を大きく取れない欠点がある。また、回転刃の幅やフックの大きさを、破砕対象物に対して相対的に大きく取れば、破砕対象物の引き込み能力は高くなるが、破砕時に回転刃一枚ごとにかかる破砕負荷が大きくなり、特に塊状の破砕対象物の場合は、破砕が困難となる欠点がある。

これに対し、一軸破砕機では、破砕対象物に回転刃を押し付けて破砕対象物の一部を削り取る破砕機構なので、破砕ロータに取付けた回転刃の大きさが、破砕対象物に対して相対的に小さくても破砕が行うことができ、サイズリダクションを大きく取れる利点がある。反面、回転刃の大きさが破砕対象物に対して小さいことから、破砕対象物を引き込む能力が不足するという欠点、破砕処理能力が二軸破砕機と比較して少ないという欠点があった。このため、従来の一軸破砕機は、プッシャーなどの押し込み装置を取付け、押し込み装置によって強制的に破砕対象物を回転刃に押し付けることで引き込み能力の不足を補っていた。しかし、破砕する破砕対象物が丸太などの大きな固形物の場合に、押し込み装置で破砕対象物を回転刃に押し付けた状態のままで破砕が進んだときは、回転刃が破砕済みの同じ場所を通過して破砕が進まなくなったり、回転刃の刃形に破砕対象物が削り取られてその刃形が回転刃のガイドとなって破砕対象物の姿勢を固定するようになり、結果として破砕が進まなくなったりするという欠点があった。

また、一軸破砕機の押し込み装置を改良して、送りコンベアと送りローラとを用いた押し込み装置で被破砕物を挟み、被破砕物先端部を破砕ロータに向かって片持ち梁状に突出させ、この突出した先端部に回転する破砕ロータの破砕ビットを衝突させることで、大雑把に被破砕物先端部を予破砕する破砕機もある。予破砕された被破砕物は破砕ロータの回転方向に沿うように導かれて機体に固定された複数のアンビルに順次衝突し、その衝撃力によってさらに細かく破砕（本破砕）される。本破砕された木材破砕物は、篩い部材の開口部を通過可能な粒度となるまで破砕ロータの外周側の空間を回りつつ、破砕ビットやアンビルによってさらに衝撃力を加えて破砕され、篩い部材の開口部を通過可能な粒度にまで小さくなって篩い部材の外部へ排出されるようにした装置もある。（例えば、特許文献３参照）

特開２００８−１６１８７２号公報（第４−第１０頁、図１-図５） 特開２００８−２８４４８６号公報（第５−第８頁、図１-図３） 特開２００２−３４６４１８号公報（第３−第４頁、図５）

大きな破砕対象物でも直接に破砕を開始して一定の大きさ以下の破砕片に破砕することができる破砕機構を一台の装置として組み込むことにより破砕効率とサイズリダクション機能とを向上させた破砕装置および破砕方法を提供する。

第１発明の破砕装置は、
離間して平行に配置され、互いに独立に正逆自在に回転可能な二本の破砕ロータと、
該二本の破砕ロータそれぞれの周面に破砕ロータの回転軸方向に離間しかつ隣同士の角度をずらして固定された複数の回転刃と、
前記二本の破砕ロータの間に配置され、該破砕ロータのそれぞれに配置された前記回転刃の刃先の回転軌跡近傍位置で破砕ロータの軸方向に延びた刃を前記二本の破砕ロータのそれぞれに対向して備えた中間板と、
前記二本の破砕ロータのそれぞれに関し前記中間板とは所定角度をなす位置に配置され前記回転刃と協働する刃を破砕ロータの回転軸方向に並んで備えた固定刃と、
所定寸法以下の破砕物の排出孔を形成すると共に前記二本の破砕ロータのそれぞれの下方に配置されて対応する破砕ロータの周面との間に対応する回転刃の移動を許す距離だけ径方向に離隔して前記破砕ロータの周面と前記中間板と前記固定刃との間に所定角度にわたる環状空間を形成するスクリーンと
を備えていることを特徴とする。

第１本発明の破砕装置において、前記中間板は、前記二本の破砕ロータのそれぞれに対応して破砕ロータの軸方向に延びた前記刃を構成する側縁を２辺とする矩形状平板からなることが好ましい。

第２発明の破砕装置は、離間して平行に配置され、互いに独立に正逆自在に回転可能な二本の破砕ロータと、
該二本の破砕ロータそれぞれの周面に破砕ロータの回転軸方向に離間しかつ隣同士の角度をずらして固定された複数の回転刃と、
前記二本の破砕ロータの間に配置され、該破砕ロータのそれぞれに配置された前記回転刃の刃先の回転軌跡近傍位置で破砕ロータの軸方向に延びた刃を前記二本の破砕ロータのそれぞれに対向して備えた中間板と、
前記二本の破砕ロータのそれぞれに関し前記中間板とは所定角度をなす位置に配置され前記回転刃と協働する刃を破砕ロータの回転軸方向に並んで備えた固定刃と、
所定寸法以下の破砕物の排出孔を形成すると共に前記二本の破砕ロータのそれぞれの下方に配置されて対応する破砕ロータの周面との間に対応する回転刃の移動を許す距離だけ径方向に離隔して前記破砕ロータの周面と前記中間板と前記固定刃との間に所定角度にわたる環状空間を形成するスクリーンと、
前記二本の破砕ロータの負荷をそれぞれ独立して検知するセンサーと、
破砕対象物の量及び/又は物性に対応した破砕ロータの制御パターンを記憶した記憶装置と、
上記センサーで検知された負荷の値に応じて選択された破砕ロータの制御パターンを基に前記二本の破砕ロータの回転方向及び/又は回転数をそれぞれ独立して制御する制御装置と
を備えていることを特徴とする。

本発明の破砕方法は、
離間して平行に配置され、互いに独立に正逆自在に回転可能な二本の破砕ロータと、
該二本の破砕ロータそれぞれの周面に破砕ロータの回転軸方向に離間しかつ隣同士の角度をずらして固定された複数の回転刃と、
前記二本の破砕ロータの間に配置され、該破砕ロータのそれぞれに配置された前記回転刃の刃先の回転軌跡近傍位置で破砕ロータの軸方向に延びた刃を前記二本の破砕ロータのそれぞれに対向して備えた中間板と、
前記二本の破砕ロータのそれぞれに関し前記中間板とは所定角度をなす位置に配置され前記回転刃と協働する刃を破砕ロータの回転軸方向に並んで備えた固定刃と、
所定寸法以下の破砕物の排出孔を形成すると共に前記二本の破砕ロータのそれぞれの下方に配置されて対応する破砕ロータの周面との間に対応する回転刃の移動を許す距離だけ径方向に離隔して前記破砕ロータの周面と前記中間板と前記固定刃との間に所定角度にわたる環状空間を形成するスクリーンとを備えた破砕装置により、
破砕対象物の表面部を前記回転刃を用いて削切する第一の破砕工程と、
削切された破砕物を前記回転刃と前記中間板の前記刃で破砕する第二の破砕工程と、
前記固定刃と前記回転刃とで破砕物を細かく破砕する第三の破砕工程と、
前記中間板とスクリーンと中間板とで囲まれた環状空間にある破砕物を回転刃で攪拌して破砕する第四の破砕工程と
を有することを特徴とする。

さらに本発明の破砕方法において、
破砕装置はさらに二本の破砕ロータをそれぞれを独立して駆動する電動機と、
前記二本の破砕ロータにかかる負荷をそれぞれ独立して検知するセンサーと、
破砕対象物の量及び/又は物性に対応した破砕ロータの制御パターンを記憶した記憶装置と、
上記センサーで検知された負荷の値に応じて選択された破砕ロータの制御パターンを基に前記二本の破砕ロータの駆動電動機の回転方向及び/又は回転数をそれぞれ独立して制御する制御装置とを備え、
破砕対象物投入時に低速で破砕ロータを所定回転数、内側方向と外側方向に回転させ、
破砕対象物投入時の負荷の変化をセンサーで検知する工程と、
センサーで検知された値をあらかじめ登録しておいた破砕パターンと照合する工程と、
投入された破砕対象物に最も近似した最適破砕パターンを選択する工程とを有し、
選択された最適破砕パターンを基に破砕運転制御を行なう
ことを特徴とする。

本発明は、破砕装置に削切、分断、剪断、裁断、圧壊・摩壊その他の複合破砕等の種々の破砕機能を一つの機体に組込んだ破砕装置にすることにより、破砕装置に大きなサイズリダクション能力を付与することができる。また、これにより、従来の破砕機では実現できなかった大きな破砕対象物を、一台の破砕装置で企図した大きさ以下の破砕片に細かく破砕することが可能な破砕装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る破砕装置を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る破砕装置を示す平面図である。 図２に示す破砕装置のＡ―Ａ断面を拡大して模式的に示す説明図である。 図２に示す中間板部分を拡大して模式的に示す説明図である。 本発明の破砕装置の運転制御の一実施形態に係るフローチャートの例を示す図である。 本発明による破砕装置の運転制御パターンの一実施形態に係るメモリ内容を示す図である。 本発明の破砕装置の主要部を模式的に展開して示した説明図である。

以下、本発明に係る破砕装置及び破砕方法の実施形態を図面に基づき説明する。

本発明の破砕装置は、一実施形態として図1乃至図４に示すように、破砕対象物の投入に供されるホッパー１と、該ホッパー１の下部に設けられた破砕室２と、破砕室２の下部に取付けられた排出シュート３とこれらを収納するハウジング４から破砕装置本体が形成されている。

破砕室２は、図２及び図３に示すように、ハウジングの側壁５、６と、端壁１２、１３とで画成され、二本の破砕ロータ７、８（以下では単にロータともいう）と未破砕の破砕対象物１４の支持台を兼ねる中間板９、固定刃１０、１１とを有している。二本のロータ７、８は、後述するように、破砕ロータ７、８の回転軸方向に配設された複数の回転刃２３、２４が互いに接触しない距離に離間して平行に配置され、端壁１２、１３に取付けられたベアリング２０、２１によって回動自在に支持されている。破砕室２を形成する壁５、６、１２、１３（側壁、端壁）の上部は、破砕対象物を取り込み易くするために上方に向かって広がるように開口してホッパー１を形成し、破砕室２の下方にあるロータ７、８の下には、破砕されて落下する破砕物１７を受けるスクリーン１５が取付けられている。

ロータ７、８は、それぞれ独立して、ベクトルインバータモータなどの可変速制御可能な電動機２５、２６により相互に独立した回転の方向、回転速度、出力トルクで回転駆動されるように構成される。これにより、ロータ７、８は、図３及び図４の矢印で示すような方向、即ち、破砕室２から中間板９を経て固定刃１０、１１への方向（以下ではこの方向を内側方向ともいう）及び固定刃１０、１１側から中間板９を経て破砕室２側方向（以下ではこの方向を外側方向ともいう）の回転方向に駆動される。また、ロータ７、８にかかる負荷が軽ければ、回転速度を上げたり、軽いトルクの省エネルギー運転（以下省エネ運転ともいう）にしたり、また、後述するように破砕負荷が極度に増加したり極度に低下したりしたときは、ロータ７、８を逆転するように制御される。

ロータ７、８の外周表面には、回転刃２３、２４が取り付けられている。図２では、それぞれのロータ７、８の周面からの高さの等しい回転刃２３、２４が、ロータ７、８の回転軸方向の全長にわたって、軸方向の所定位置に1本ずつ、相互に離間し、かつ、隣合う回転刃同士の角度をずらして配設され、ロータ７、８の周面の殆どの部分には回転刃２３、２４が配設されていない。このため、後に詳述する中間板９の側縁３７乃至３９とロータ７、８の外周とは、略全長にわたって回転刃２３、２４が存在せず、長い隙間４０、換言すれば、回転刃２３、２４の突出量の寸法（例えば、３０ｍｍ）の長い隙間４０が中間板９とロータ７、８の外周面との間に形成されている。

このような回転刃２３、２４の突出の寸法（回転刃２３、２４の先端がロータ７、８の外周面から突出した刃の高さ）は、中間板９とロータ７、８の外周面との間の隙間４０の寸法より僅かに小さく、換言すれば、後述する細断空間１６の厚みにもなるので、破砕装置に投入される破砕対象物の種類によって、回転刃の形状と同様に突出の寸法も破砕対象物に適合した値に選択して決定される。例えば、破砕対象物１４が柔らかい物性、破砕し易い物性を持った物質の時は、単一の回転刃にかかる負荷は小さいので、回転刃２３、２４が大きな形状、周面から高く突出した形状であっても破砕を行なうことができ、回転刃を大きくした分だけ破砕装置の破砕効率を上げることができる。逆に、破砕対象物１４が硬い物性、破砕し難い物性の物質の時は、単一の回転刃にかかる破砕負荷が大きいので、回転刃２３、２４は、その負荷に応じて小さくて剛性のある刃、周面からの突出量を少なくした形状の刃にして、同じロータの駆動力でも確実に破砕対象物の破砕が行えるようにするのが好ましく、このようにすることにより、回転刃の損傷を防ぎ、或いは、定格負荷を超えて生じる運転停止の事態も減じ、破砕装置全体としての稼働率を上げ、破砕効率を高めることができる。

また、回転刃２３、２４は、いずれも破損時等に、それぞれが独立して交換できるように補強具２８を用いて着脱自在にロータ７、８の外周面に固着されている。回転刃２３、２４は、内側方向に回転する時、中間板９と協働し及び／または固定刃１０、１１と噛合うことにより破砕物１７を破砕するようになっている。図２に示す回転刃２３、２４は、例えば、一辺が約４０ｍｍ程の長さの三角形の刃先をロータ周面から外側に約３０ｍｍ突出するようにロータの周壁に取付けられた構造を有し、このような構造の回転刃２３、２４が、例えば、２０本、ロータ７、８の回転軸方向の全長にわたって、軸方向の所定位置に1本ずつ、相互に離間し、かつ、隣合う回転刃同士の角度をずらして取付けられている。この回転刃の大きさや突出量、その本数は破砕機に投入される破砕対象物の種類によって適宜選択して決定される。

例えば、破砕対象物１４が柔らかい物性、破砕し易い物性の時は、ロータ７、８にかかる負荷も少ないので、ロータ７、８に多くの回転刃を形成し、多くの回転刃で破砕を行ない、破砕効率を上げることができる。例えば、ロータ７、８の回転軸方向の全長にわたって、ロータ７、８の軸方向の所定位置に３本ずつの回転刃２３、２４が、相互に離間し、かつ、隣合う回転刃同士の角度をずらして配設されたときは、ロータ７、８の回転軸方向の特定の位置にある破砕対象物１４と回転刃２３、２４との接触部分が、ロータ７及び/又は８の一回転ごとに回転刃２３及び/又は２４から３回の破砕の作用を受けることになり、同じ駆動力の場合に、破砕装置全体としての破砕能力を高めることができる。

回転刃２３、２４の回転駆動は、電動機２５、２６の回転力が、それぞれ減速機２９ａ、２９ｂ、カプリング３６ａ、３６ｂ及びロータ７、８を介して伝達される。電動機２５、２６は、図２に示す制御装置２７に接続され、破砕対象物を破砕する負荷の状況に応じて、ロータ７、８がそれぞれ独立した回転方向と回転速度・回転力（出力トルク）で駆動されるよう、制御装置２７によって制御される。例えば、電動機に供給する電流が定格電流値を超えたら、いずれの電動機２５、２６も優先して駆動を一旦停止される。

二本のロータ７、８の間に設けられた中間板９は、図２及び図３の実施形態では、回転刃２３、２４と対峙する上方の辺が、略直角の断面でロータ７、８の回転軸方向に直線状に延びた側縁３７乃至３９が断面直角の軸方向に延びる刃を上側に形成した矩形状の中間板３１、３２、３３を使用している。この中間板３１、３２、３３は、図４で示すように、矩形の中間板３１、３２、３３の板の幅寸法を変えて階段状に積上げることにより、中間板の側縁３７、３８、３９が、回転刃２３、２４の刃先の回転により形成される円形の軌跡４６、４９にそれぞれ接するような僅かな隙間、例えば、０．５ｍｍ程度の隙間４７(図４)を有して、軌跡４６、４９に沿うように多段に重ねて台板３５にボルト３４で着脱自在に取り付けられている。

また、中間板９の側縁３７乃至３９は上述のような隙間で取り付けられるので、ロータ７、８の外周との間に形成される隙間４０は、中間板９の取付け位置によって殆んど変わらない。しかし、中間板9の中の最も上に位置する中間板３１の取付け位置を、二本のロータ７、８の回転軸２２を結んだ線から遠ざける方向（図４の下の方向）に位置させるときは、破砕対象物１４を支える位置が低くなり、側縁３７と回転刃の刃先が形成する回転軌跡４６、４９とが成す角度が小さくなるので、回転刃２３、２４によって削切された破砕物１７が細断空間１６に引き込まれ易くなる。逆に、回転軸２２を結んだ線から近づける方向（図４の上の方向）に位置させるときは、側縁３７と回転軌跡４６、５１とが成す角度が直角に近くなるので回転刃２３、２４によって削切された破砕物１７が細断空間１６に引き込まれ難くなる。このような中間板３１の取付け位置の高さは、破砕対象物の硬さや、大きさなどに応じての調整され、引き込まれ難い物性、破砕され難い破砕対象物の時は、回転軸２２を結んだ線から遠ざけ、引き込まれ易い物性の破砕対象物の時は中間板３１の取付け位置を回転軸２２を結んだ線に近づける方向に調整することにより、ロータの駆動力や回転刃の大きさとの整合性を高め破砕能力を高めるようにしている。なお、図示の実施形態において中間板９の側縁３７乃至３９の形成する刃は直線状に軸方向に延びているが、回転刃と干渉しなければ、直線状でなくとも良い。

なお、中間板の側縁３７乃至３９を複数に分割し、多段に台板３５に取付ける場合に、刃先の回転の軌跡４６、４９方向のみならず、図２に示すように、ロータ７、８の回転軸方向に分割した中間板４２、４３、４４としてボルト３４で台板３５に取付けた中間板９を用いても良い。これらの多段の中間板３１乃至３３や軸方向に分割された中間板４２乃至４４は、その一部に破損が生じたときに、破損した箇所の中間板例えば、３１乃至３３、４２乃至４４のいずれか破砕した中間板だけを取外して正常な側縁３７乃至３９を持つ中間板と交換することができるので、中間板９の補修が簡便になり、破砕装置の稼働率を高めることができる。

なお、上述の中間板９に用いた中間の語は、本発明の説明を平易にするため、破砕ロータ７と８との間に位置する板として、便宜的に使用した語である。従って、中間板９は、破砕対象物１４をロータ７、８の間に支え、破砕物１７がロータ７、８の間を抜けて細断空間１６に落下するのを防ぐとともに、回転刃２３、２４によって削られた破砕物１７が、中間板の側縁３７乃至３９と回転刃２３、２４の刃先との間の僅かな隙間４７を通ることによって分断されながら、ロータ７、８の外周と中間板９との隙間４0を経て、細断空間１６に落下させる機能を持たせた支持台のような部品なので、著しく磨耗し易い部材でない限り中間板９は、金属やセラミックの単なる平板材でも良く、ロータ７、８に対峙する側縁３７乃至３９がある程度の耐磨耗性を有した素材であれば、他の材質の中間板であっても本発明の中間板の機能は果たせるものである。

また、中間板９は、例えば、中間板９の側縁部分（図３の３７乃至３９に対応する部分）について、該側縁３７乃至３９部分のみを、耐久性のあるセラミックやハイス等の刃材としたり、該側縁３７乃至３９部分の形状を回転刃２３、２４の刃先と噛合う山型の刃型の固定刃或いは平型の固定刃を用いたりしても良く、材質や形状を変えた中間板としても本発明の思想を逸脱しないことは言うまでもない。さらにまた、中間板９は、上記のような機能を有した板なので、その積み上げ段数も、図３に示した３段に限らず、破砕する破砕対象物の種類や物性、その大きさによっては、例えば、１段とか２段或いは４段以上に重ねた中間板にしても良いことは云うまでもない。

固定刃１０、１１の取付け位置は、図２及び図３に示すように、二本のロータ７、８の回転軸２２を結んだ線より高い位置において側壁５、６に取付けられている。固定刃１０、１１は、回転刃２３、２４の回転時に、この回転刃２３、２４と噛合って破砕物を切断・破砕する刃先を有している。図２の例は、回転刃２３、２４が三角形の刃型なので、固定刃１０、１１は、この三角形の刃と噛合う山型の形状（以下では山刃型固定刃ともいう）をした刃先４８を有している。この刃先４８は、回転刃２３、２４が、内側方向の回転のときに、破砕対象物を切削する向きの刃を有し、ロータ７、８が内側方向の回転のときに回転刃２３、２４の刃先（図２の例では、三角形）と噛合って、破砕物１７を山刃４８の形に切断或いは裁断・破砕する向きに刃先が形成されている。

このような山刃型固定刃１０、１１の刃先の向きの構造は、ロータ７、８が外側方向の回転するときには回転刃２３、２４の刃先が固定刃１０、１１の刃先と噛合うものの、刃の向きが逆なので、いわゆる裁断とか切断する刃というよりは、むしろ、回転刃の背面と固定刃の山刃の背面とが噛合うことによる摩擦による切断・破砕が行われたり固定刃１０、１１や回転刃２３、２４の刃先に付着している破砕物１７の残滓の除去をしたりする働きとなる。

なお、図３に示す５３は、破砕ロータ７、８の内側方向の回転でみたときに、固定刃１０、１１の下手側に設けられた蔽い板である。この蔽い板５３は、破砕ロータ７、８が内側方向に回転し、回転刃２３と固定刃１０、回転刃２４と固定刃１１とがそれぞれ噛合って破砕物を裁断したり、固定刃１０、１１から破砕物が押し出されたりしたときに、破砕物１７が破砕室２内に飛散するのを防止する蔽いとなるものである。

図２及び図３に示すスクリーン１５a、１５bは、破砕物中に混在する一定の大きさ以下の破砕片４５が通ることができる寸法を有した穴１８（破砕装置において、予め企図された大きさ以下に破砕された破砕片が通過できる穴）が形成され、該スクリーンをロータ７、８に沿って破砕対象物を裁断及び／又は破砕用の回転刃２３、２４がロータ７、８の周面から突出する寸法（例３０ｍｍ）と略同じ間隔をあけて、ロータ７、８の下方の周面に沿うように取付けられる。これにより、ロータ７、８の下面とスクリーン１５との間で、中間板９から固定刃１０、１１に至る間には、回転刃２３、２４の突出寸法乃至は突出寸法より僅かに大きい寸法の厚みをもって所定角度にわたって部分環状すなわち半円弧状の細断空間１６a、１６bが形成され、破砕物１７がこの細断空間でも破砕されるようにするため、スクリーン１５には、摩耗及び破砕の外力に対して充分の強度をもった材料を使用している。

細断空間１６では、中間板９とロータ７、８との協働によって破砕された破砕物１７を受けて破砕片４５をスクリーン１５で分離すると同時に、後述する如く回転刃２３、２４の回転力を用いた破砕物１７の破砕も行なわれる。

図２に示す４１は、ロータ７、８と電動機２５，２６との間に取り付けられて、ロータにかかる破砕負荷の大きさを検出するセンサー、例えば、電流計である。制御装置２７には、破砕装置に投入された破砕対象物の種類や破砕量に応じたロータの回転制御をするのに必要な各種のデータが制御パターンとしてメモリ５０に予め入力され記録されている。これにより、制御装置２７は、ロータ７、８のそれぞれのセンサー４１から入力される信号に基づいて、破砕対象物１４の性状及び／又は破砕対象物１４の量を判断して、投入された破砕対象物１４の破砕に最適な制御パターンを制御装置のメモリ５０に予め記憶されている制御パターンの中から選定し、そのパターンの制御値を基準にして各ロータに取付けられている回転刃２３、２４の回転速度、回転方向及び/又はトルクが破砕効率の向上に適した値になるように電動機２５、２６の制御を行う。

最近の破砕機は、破砕対象物の種類ごとに最適な破砕能力を発揮できるように対応させた専用の破砕機もあるが、廃棄物（破砕対象物）の種類や大きさ、破砕量は一様でないことが多い。このために、区分された破砕対象物の専用の破砕機であっても投入される破砕対象物の物性や大きさ、投入された量をある程度、判断して、破砕運転制御のパターンを決定することが必要とされる。センサー４１は、後述するように、このような破砕機制御にも使用される。

なお、破砕対象物１４ごとの最適な破砕パターンの制御値は、破砕装置による破砕テストの結果に基き予め定められたパターンとして破砕装置の制御装置のメモリ５０に記憶され、その後の破砕装置の破砕運転時には、記憶されているパターン値を修正して再記憶され、徐々に改良された破砕パターンへ更新されるようになっている。

また、破砕ロータ７、８及びこれを支えるベアリング２０、２１を有するハウジング４のある破砕装置本体側と、減速機２９ａ、２９ｂ及び電動機２５、２６を有する駆動装置側とは、カプリング３６を境に分離可能な構造を有して架台３０に載置され、これにより、ハウジング４に収納されている破砕装置本体又は電動機などの補修のときは、カプリング３６で分離することにより、破砕装置本体と電動機２５、２６のある駆動装置側とを分離し、補修部分だけを移動及び／または交換するなど、必要な補修作業ができる構造を有している。

このような本発明の実施形態の破砕装置について、その働きを説明する。

図１乃至図４において、破砕室２の二本のロータ７、８は、互いの回転刃２３、２４が接触しない間隔に回転軸２２を離間して設けられているので、ホッパー１に投入された破砕対象物１４の外形が、回転刃２３、２４の間隔よりも大きな寸法のときは、二本のロータ７、８の外周面の上に乗るような状態で破砕対象物１４が支えられ、破砕が開始される。この状態で、回転刃２３、２４が内側方向に例えば、１２０ｒｐｍ、で回転すると、回転刃の刃先は、周速で１．９ｍ／秒で破砕対象物１４に喰いこみ、破砕対象物１４は、回転刃２３、２４による切削作用によってその表面側を削るようにして徐々に破砕される。回転刃２３、２４によって切削された破砕物１７につながる部分があれば、破砕物１７につながった部分も切削された破砕物１７から引張り力を受けて破砕対象物から引き裂かれる等、破砕対象物１４の表面は、回転刃による切削部分を中心にして切削以外の外力も受けながら削り取る作用を伴って第一段階の破砕（以下では「削切破砕」ともいう）が行われる。

削切破砕によって外形の寸法が小さくなった破砕対象物１４は、二本のロータ７、８の間を抜けて、中間板９の上に移動し、中間板９に支えられながら、ロータ７、８に面する部分は、ロータ７、８によって内側方向に回転する回転刃２３、２４で引っ掻かれるような削切作用を受け続ける。また、ロータ７とロータ８との間隔よりも小さい寸法の破砕対象物１４は、最初から中間板９で支えられた状態で、回転刃２３、２４によって表面部分を削切破砕されるので、破砕装置に投入された総ての破砕対象物は、回転刃２３、２４の回転によって破砕物１７となり、隙間４０に引き込まれる。

削切破砕されて隙間４０に引き込まれた破砕物１７は、内側方向に回転する回転刃２３、２４からの回転力及びロータ７、８からの摩擦回転力を受けるので、回転刃２３、２４の刃先及び/又は固定刃との協働作用による切断、例えば、破砕物１７が中間板９の側縁３７乃至３９を摺りながら移動する間に、摺動による切断作用、中間板９とロータ７、８との間に挟まれた状態で回転刃２３、２４の回転力を受けて生じる引張力による裂断作用及び/もしくは回転刃２３、２４による切断作用を受け、分断された破砕物１７になる。このようにして破砕対象物１４から削切され隙間４０に引き込まれた破砕物１７は、短く分断された状態になる第二段階の破砕（以下では回転刃２３、２４と中間板９との協働作用によるこのような破砕をまとめて「分断破砕」ともいう）されつつ細断空間１６に引き込まれる。

細断空間１６には、隙間４０において、回転刃２３、２４や中間板９によって分断破砕されずにロータ７、８や回転刃２３、２４の回転力を受けて、そのまま、細断空間１６に破砕物１７も引き込まれてくる。細断空間１６に引き込まれた破砕物の中でスクリーンの穴１８を通り抜けることができる破砕片４５は、排出シュート３を経て収集トレー１９に落下し、まとめて破砕機の外へ回収される。

スクリーンの穴１８より大きな寸法のまま細断空間１６に残った破砕物１７は、ロータの外周面の摩擦による内側方向の回転力を受けつつ、回転刃２３、２４からは引っ掻かれるような内側方向の回転力を受けて固定刃１０、１１方向に送られる。固定刃１０、１１の山刃が回転刃２３、２４と噛合うところでは、噛合い箇所にある破砕物１７を山刃の形に裁断する作用がある。また、細断空間１６内の破砕物１７は、ロータ７、８及び/又は回転刃２３、２４から内側方向の回転力を強く受けるので、回転刃２３、２４と噛合っていない山刃４８の部分での山刃の孔から押し出される作用を受け、押し出し力による破砕等も組み合わされた第三段階の破砕（以下ではこれらをまとめて裁断破砕ともいう）が行われる。

山刃型固定刃１０、１１を通過する間に裁断破砕された破砕物１７は、一辺が山刃４８の大きさとほぼ同じ寸法の大きさにまで破砕されていれば、細長い形状のまま固定刃１０、１１の山刃４８を通り抜けることもできる。しかし、固定刃１０、１１を通る殆んどの破砕物は、山刃４８の形とほぼ同じ大きさを有した破砕物１７となってロータ７、８の回転とともに破砕室２に再び送られ、ここでホッパー１から投入される破砕対象物１４と混合されて再び、分断破砕の破砕工程及びそれに続く破砕作用を受ける。

なお、ロータ７、８が外側方向の回転のときは、回転刃２３、２４の刃先は、いわゆる刃としての向きが回転方向の向きとは反対向きなので、物を切断する刃としての裁断機能は小さいが、回転刃２３、２４部は、破砕室２の破砕対象物を中間板９側からホッパー１側に移動させ、細断空間１６の破砕物１７を固定刃１０、１１側から中間板９側に移動させるように機能する。一方、中間板部の隙間４７や固定刃１０、１１の山刃部分は狭いので、この部分の破砕物１７は内側回転のときと同様に分断されたり剪断破砕されたりする。また、隙間の狭くない中間板の隙間４０付近の破砕物１７は、その残滓の移動や除去がなされ、或いは、刃の背面に付着している破砕物の残滓の除去が行われる。

一方、分断破砕されずに細断空間１６に残った破砕物１７は、回転刃の回転により、引続いて裁断破砕を受けつつ、細断空間内で次に述べるような破砕作用を受ける。また、細断空間においてスクリーンに面して山型固定刃１０、１１方向へ移動する破砕物１７の中で、スクリーンの穴１８を通り抜ける程度に小さく破砕された破砕物１７は、破砕片４５として、細断空間１６から収集トレー１９に落下し、これにより、この破砕装置の運転中は、細断空間１６の破砕物１７の量が次第に減少し、破砕装置にかかる破砕負荷は徐々に減少する。

細断空間１６に引き込まれた後、上述した裁断破砕を受ける前の破砕物１７や裁断破砕を受けないままに細断空間１６に滞留している破砕物１７は、ロータ７、８表面から受ける摩擦回転力及び回転刃２３、２４から受ける回転力によって内側方向や外側方向の回転の力及び／又は回転軸方向の力を受け、破砕装置の運転中は継続して激しく攪拌され続ける。このときのロータ及び回転刃の回転周速度は上述のように例えば、１．９ｍ／秒の速度を有しているので、破砕装置の運転中は、ロータの回転方向に拘わらず、細断空間の破砕物１７が受ける攪拌力は、破砕物同士の激しい衝突、破砕物相互の擦れ合い等の作用による破砕や圧壊、破砕物とロータの外周の壁面及び／又はスクリーン１５の壁面との間の摩擦破壊、スクリーンの穴１８に引っかかった状態で受ける回転刃２３、２４による切断、山型固定刃１０、１１を通過する前の破砕物１７との間に挟まれた状態で次の破砕物に押されて生じる圧壊等の破砕作用となり、破砕物１７は、第四段階の破砕によって、次第に細かく破砕（以下では「複合破砕」ともいう）される。複合破砕された破砕物１７の中でスクリーンの穴１８を通り抜ける程度の寸法以下に小さく破砕された破砕物は、細断空間１６内を移動する間に順次、破砕片４５として、収集トレー１９に落下する。一方、スクリーンの穴１８を通過できずに細断空間１６に残った破砕物１７は、さらにロータ７、８及び／又は回転刃２３、２４の作用を受け続けて裁断破砕及び複合破砕が繰り返される。

この複合破砕では、回転刃２３、２４と固定刃による裁断破砕のような刃の形状や大きさによって決まる破砕ではないが、複合破砕によって得られる破砕物１７の大きさは、破砕装置が有する刃の寸法よりも小さな寸法の破砕片にまで破砕することができる。

例えば、回転刃２３、２４及びこれと噛合う固定刃１０、１１の大きさが一辺４０ｍｍの山型の刃を用いる時であっても、複合破砕時には、破砕物１７を更に細かく破砕でき、細断空間のスクリーン１５の穴の大きさを約１０ｍｍの穴にすれば、破砕対象物１４は、この穴１８を通過する１０ｍｍ以下の破砕片４５として、破砕装置から、収集することができる。

このようにして破砕装置に投入された破砕対象物１４は、回転刃２３、２４により削切する第一の破砕工程と、削切された破砕物１７を回転刃２３、２４と中間板９との協働作用で分断する第二の破砕工程と、回転刃の回転軸を中心に中間板９と対向する位置に設けられた固定刃１０、１１と回転刃２３、２４とを用いて前記削切された破砕物１７及び/又は分断された破砕物１７を裁断する第三の破砕工程と、破砕された破砕物の中に混入する一定の大きさ以下の破砕片４５をスクリーンの穴１８で選別する工程と、細断空間１６にある破砕物１７を回転刃２３、２４及び／又はロータ７、８で攪拌して複合的に破砕する第四の破砕工程とを経る間に、ホッパー１に投入された破砕対象物１４は、一定の大きさ以下の破砕片４５となって、排出シュート３から破砕装置の外へ排出され、収集トレー１９に集められて次の処理工程に送られたり、又は破砕装置外に回収されたりする。

このような工程を有する本発明の破砕装置は、例えば、回転刃２３、２４の回転軸２２の軸間距離が３８０ｍｍの装置を用いて、直径が５００乃至６００ｍｍの木の丸太材の破砕対象物１４を１０ｍｍ以下の破砕片４５にまで、一台の装置で直接に破砕することもできるものであり、従来にない大きなサイズリダクション機能を有するものである。

なお、ロータを回転駆動する原動機は説明の都合上、電動機２６、２７としているが、電動機に限らず、油圧式の回転原動機やその他の可変速の原動機も本発明の駆動動力源として用いることもできる。電動機以外の駆動動力源を用いたときも、ロータ７、８が、それぞれに必要な回転方向と回転速度について、他のロータと独立して駆動制御できるように、原動機を各ロータ７、８に独立して取り付けることが好ましい。

図５は、本発明の破砕装置の運転制御の一例を示すフローチャートであり、破砕対象物の破砕は、例えば、図６に一例として示すようなメモリ内容の制御パターンの値を基に、このフローチャートに従って破砕運転のための電動機の運転制御が行なわれる。

このとき、破砕対象物の硬さや脆さ等の物性及び/又は量の判断、その物性に応じた破砕パターン、例えば、図６に示す切削負荷、破砕ロータの駆動負荷及び／又は電動機による駆動出力（以下では単に駆動負荷ともいう）Ｐ１−Ｐ６の値、破砕装置の安全のために、破砕ロータの回転を一旦、停止させるのが好ましいと判断する、破砕対象物の物性に応じて決められる定格負荷Ｐ０の値、破砕ロータの運転時間及び／又は電動機による破砕ロータの駆動時間（以下では単に破砕ロータの運転時間ともいう）Ｔ1-Ｔ７の最適値、破砕ロータの回転によって破砕対象物の姿勢を変えた後も、破砕負荷が増えずに、破砕物がほぼ存在しないと推測されてカウンタでカウントした数に基き、破砕運転を終了させるように判断するカウント回数の設定値Ｎ１等が破砕パターンによって制御装置に与えられ、これらの値に従って図５のフローチャートに例示するような破砕制御が行われる。

なお、電動機２５、２６は、同じ制御装置２７によって制御されるが、電動機２５、２６及び電動機により駆動される破砕ロータ７、８は、機械的には全く独立して回転でき、駆動される構造になっているので、図５のフローチャートにおいても、特に、二つの破砕ロータと書いてないＳＴにおいては、それぞれの破砕ロータ７、８は、各破砕ロータが有するセンサー４１によって検出される値に応じて、他の破砕ロータから独立して個別に回転方向及び回転速度が制御される。

図５において、ステップ１(以下では、ステップをＳＴとも略記する)は、破砕装置のホッパー１に破砕対象物１４が投入されて、破砕を開始する。この運転開始時に、投入された破砕対象物の物性と量を推測・判断するために、二本の破砕ロータを短時間、低速で内側方向の回転と外側方向に回転する動作を数回繰り返す。このとき、それぞれのロータ７、８にかかる負荷の大きさと負荷の量（例えば、負荷の大きさと各大きさがかかった時間の積）の変化をセンサー４１で検出する（ＳＴ２）。

例えば、破砕ロータを上記のように短時間、両方向に回転させれば、ロータ７、８の全長にわたって分散して取付けられている回転刃２３、２４が、破砕対象物１４を少しずつ破砕したり、回転刃２３、２４と破砕対象物１４との当りを変えたり、或いは、破砕物１７を分断したり裁断するので、その時々の負荷の大きさの変化量は、それぞれのロータ７、８にかかる負荷の量として、センサー４１によって検出される。この値は、破砕対象物の物性に応じた特有の値があるので、このときのセンサー４１の検出結果に基き、投入された破砕対象物の物性を推定し、その物性に最も近似した破砕制御パターン（例えば、図６）を選択し、その制御パターンに従って破砕装置の運転を開始し、制御装置２７は、その選択された破砕パターンで電動機２５、２６、破砕ロータ７、８の運転制御をする。

なお、この制御パターンはすべての破砕対象物を網羅しているわけでもないので、曖昧に近似した破砕パターンで破砕運転の制御がおこなわれることもある。また個別の破砕制御では、ＳＴ3以下の制御を行なう間に、破砕運転者の判断で、選択された制御パターンと異なる運転時間や駆動負荷の値を手動で入れて制御を行う事態もあり、このような曖昧なパターンの選択や運転者の判断により、制御値が入力された場合は、入力された破砕力や運転時間をそれぞれの制御負荷値によって、あらかじめ記憶されている破砕パターンを修正した制御の値及び/又は新しい値を持った破砕パターンとしての創製も行われ、メモリ５０に記憶する機構も組み込まれている。

破砕負荷が定格値Ｐ１より大きいかというＳＴ３の判断において、負荷が定格値Ｐ１より小さい（ＮＯ）と判断された軽負荷のときは、破砕ロータを高速で運転（ＳＴ９）して破砕効率を上げたり、ＳＴ１１以下のＳＴのような省エネ運転をしたりする。

定格値Ｐ１より大きい（ＹＥＳ）と判断された重負荷のときは、二つのロータ７、８を低速回転（ＳＴ4）させつつ、それぞれのロータ７、８のセンサー４１に基く独立した制御により、上述したような削切破砕、分断破砕、裁断破砕、複合破砕などが行なわれるように制御装置２７で、破砕ロータを制御する。本発明の破砕装置が有するこのような破砕工程を組合わせて破砕装置をできる限り停止させずに運転することにより、破砕負荷の大きい破砕対象物の破砕を続けさせ、破砕装置の運転効率を向上させる。

ＳＴ４の破砕において、ロータの回転刃２３、２４が破砕対象物１４に食い込むとか破砕室２における破砕対象物１４の偏在等でいずれかのロータ及び/又は双方のロータ７、８に過大な負荷Ｐ４がかかるとか、偏在が原因で回転刃２３、２４の破損や電動機２５、２６の焼損のおそれがある負荷Ｐ４がかかった状態のまま（二つのＰ４の値は破砕対象物の物性によって異なる。物性ごとにいずれかの負荷の値がＰ４としてパターンに記憶されている）、設定のＴ３時間継続したときは、ＳＴ５の判断はＹＥＳとなり、破砕対象物の破砕が充分に破砕されずに重負荷のままの状態にあるとか、破砕に何らかの支障が生じ、破砕効率が低下していると推測されるとしてＳＴ６へすすむ。

一方、ＳＴ４の破砕において、負荷の値Ｐ４の状態の破砕が、設定されたＴ３時間継続しないときは、ＳＴ５の判断はＮＯとなり、多量の破砕対象物１４の破砕が順調に行われて破砕対象物が減少したとみなして再びＳＴ２に戻り、破砕対象物の破砕負荷の量を測定する。このとき、破砕装置に新しい破砕対象物１４が次々と投入されていれば、ＳＴ３で再び(ＹＥＳ)、重負荷と判断され、制御装置２７による運転は、ＳＴ４以下の破砕制御が行われる。

破砕対象物の追加投入の量が少なく、センサー４１の検出値が、ＳＴ３で破砕負荷がＰ１より大きくない(ＮＯ)と判断されれば、ＳＴ９以下の軽負荷の破砕制御サイクルで破砕が続けられる。

ＳＴ５において、いずれかのロータに定格値Ｐ４より大きな負荷がかかっていて、この過大な状態が一定のＴ３時間以上継続している(ＹＥＳ)ときは、ＳＴ６以下のステップでは、破砕の異常状態、例えば、二本のロータ７、８が二本とも定常の状態の回転でないのか、一方のロータだけが過負荷なのかを判断して破砕を継続する。

ＳＴ６において、Ｐ４以上の負荷がロータにかかっていて、かつ、二つのロータ７、８の負荷の差が定格値Ｐ５よりも大きくない (ＮＯ)と判断されるときは、二つのロータ共に過大な負荷がかかっていると推測する。このような状態は、削切破砕工程で各ロータの回転刃２３、２４が破砕対象物１４に食い込んだとき、分断破砕で回転刃２３、２４と中間板９との間に破砕物１７が挟みこまれたとき、細断空間１６に多くの破砕物１７が入り込み複合破砕も裁断破砕もでき難い状態になったことなどが考えられる。

これらのいずれの状態でもＳＴ７のようにして二本のロータ７、８を外側方向に回転させれば、その状態は解消される。回転刃２３、２４と破砕対象物１４との食い込みや、回転刃２３、２４と中間板９とに食い込みがあれば、これらの食い込みが外側方向の回転によって外れ、また、細断空間１６の固定刃１０、１１側に詰まるように偏在していた破砕物１７も、ロータ７、８の外側方向の回転によって、細断空間１６内に分散されるからである。

この外側方向に回転させる時間は、上記の食い込みを外し破砕対象物１４の位置を変えたり、細断空間１６の破砕対象物の偏在をなくす時間であれば良い。短い時間で異常な破砕状態は解消されるので、再びＳＴ４に戻り、重負荷を前提とした破砕運転が続けられる。

一方、ＳＴ６では、Ｐ４以上の負荷がロータにかかっていて、二つのロータ７、８の負荷の差が定格値Ｐ５よりも大きい(ＹＥＳ)と判断されるときは、一方のロータだけに異常な負荷状態があると推定されるので、ＳＴ８へ進む。

ＳＴ８では、負荷が大きい側のロータをＴ４時間の間、外側方向に回転させる。この場合に、一方のロータの負荷だけが過大となる原因は、ＳＴ６で記した原因と同様な原因と推測され、負荷の過大な側の回転刃が破砕対象物１４に食い込んだり、固定刃との間に破砕物１７を多量に挟んで詰まらせたり、そのロータのある側の細断空間１６だけに多量の破砕物１７が偏在したり、負荷が大きい側のロータのある側の固定刃と回転刃との間に破砕物１７が偏在して生じる異常状態と推定される。これらは、負荷が大きいとセンサー４１で検出された側のロータを、制御パターンで設定されているＴ４時間の間、外側方向に回転して（ＳＴ８）異常状態を解消させ、再び、ＳＴ４に戻って重負荷の破砕運転を続ける。

以上のようにして重負荷の破砕を開始して、破砕が進み、二本のロータ７、８共に破砕にかかる負荷が減少したとセンサー４１で検出されたときは、二つのロータ７、８共に定格値Ｐ４より低い負荷状態で、設定Ｔ３時間以上運転が継続し、上述のように、破砕装置の重負荷運転は必要ないと判断されるので、制御装置２７は、ＳＴ９以下の軽負荷運転の制御及び／又は破砕運転を停止するかの判断をＳＴ３で行う。

ＳＴ３で、破砕負荷が定格値Ｐ１より大きくない(ＮＯ)と判断されたときは、軽負荷に対応してロータに取付けられた回転刃２３、２４が高速回転で運転され（ＳＴ９）、破砕装置では効率の良い破砕運転が行なわれる。

ＳＴ１０は、上記したＴ１時間の高速運転の後、ロータ７、８にかかる負荷の量をセンサー４１で測定して制御の継続を判断するＳＴである。Ｔ１時間の間の破砕運転をした後も引き続いて定格値Ｐ２以下の負荷にならないとＳＴ１０において判断された(ＮＯ)時は、ＳＴ３で軽負荷と判断した以上の破砕負荷が残っていると推測され、重負荷破砕の制御の方が好ましかったとか、ＳＴ３の判断で軽負荷破砕を開始した後に、再び破砕対象物１４が投入されて破砕負荷が増大していること等が考えられる。制御装置２７は、再びＳＴ２に戻り、破砕負荷の物性の測定、破砕量の推測、ＳＴ３による負荷の多さの判断をして、その判断結果に応じて、重負荷ならＳＴ4以下の運転制御、軽負荷ならＳＴ9以下の運転制御をすることにより、破砕装置が効率良く破砕運転を行なうように運転制御を行う。

高速回転による破砕の後、定格値Ｐ２以下の負荷がＴ１時間、継続した(ＹＥＳ)とＳＴ１０において判断された時は、破砕が順調に進んだと推測されＳＴ１１の省エネ運転にすすむ。

ＳＴ１２は、ＳＴ１１の省エネ運転を継続した後の制御を判断するＳＴであり、省エネ運転による破砕の後、定格値Ｐ３以下の負荷がＴ２時間、継続した(ＹＥＳ)とＳＴ１２で判断された時は、破砕がさらに順調に進んだと推測し、ＳＴ１３以下の運転停止の判断制御のＳＴに進む。

ＳＴ１３は、ＳＴ１１の省エネ運転よりも小さな定格値Ｐ６以下の負荷がＴ６時間、継続した(ＹＥＳ)とで判断された時は、破砕がさらに順調に進んだか、又は、破砕対象物の切削された同じ空洞部を回転刃が回転していて、破砕負荷が定格値Ｐ６以下になっていると推測し、カウンタ（図示省略）に１を加算し（ＳＴ１５）、ＳＴ１６でカウンタの加算値が設定値Ｎ１に達していない(ＮＯ)時は、ＳＴ１７に進む。ＳＴ１７は、破砕対象物の切削された同じ空洞部を回転刃が回転しているかもしれない事態の解消を図るために、二つのロータ７、８をＴ７時間逆転させるＳＴであり、この逆転をさせた後にＳＴ９に進む。

一方、ＳＴ１３において、定格値Ｐ６以下の負荷がＴ６時間、継続されない(ＮＯ)と判断された時は、何らかの破砕負荷が残っていると推測されるので、上述のカウンタの数をリセットして累積された加算値をゼロに戻し（ＳＴ１４）、再び、ＳＴ９の高速回転の破砕に戻り、ＳＴ１０以降の破砕制御を行う。

また、ＳＴ１３において、定格値Ｐ６以下の負荷がＴ６時間、継続した(ＹＥＳ)と判断され、カウンタに１を加算（ＳＴ１５）するＳＴを繰返した結果、ＳＴ１６において、カウンタの加算値が設定値Ｎ１に達した(ＹＥＳ)と判断された時は、破砕装置で破砕する破砕物は残っていないと推測し、破砕運転を終了する（ＳＴ１８）。

この省エネ運転中、即ち、Ｔ２の運転時間中に、仮に破砕対象物が新たに投入されるなどして、定格値Ｐ３より大きい負荷が生じたときは、ＳＴ１２の判断は、ＮＯとなる。破砕装置に未破砕の破砕物があると判断してＳＴ９に戻る。ホッパー１に新しく破砕対象物が投入されているときも、ＳＴ１２でＮＯの判断となりＳＴ９へ進む。

なお、上記の説明では、ＳＴ１２、ＳＴ１３、ＳＴ１６でＮＯと判断されたときに戻るＳＴは、ＳＴ９のロータの高速回転としたが、破砕装置が使用される場所、破砕対象物の内容が予めわかっていて、破砕負荷の測定（ＳＴ２）をたびたび行う必要がないときは、制御の戻りを、適宜、ＳＴ９にしてもよい。また、逆に、破砕負荷の測定（ＳＴ２）をたびたび行う必要があるときは、ＳＴ１２、ＳＴ１３、ＳＴ１６でＮＯと判断されたときに戻るＳＴを、ＳＴ２とすることもできる。この場合でも本発明の実質的な破砕機能は損なわれずに本発明が意図した破砕が実現できる。

このようにして、本発明では、効率のよい破砕運転制御が行われるように、制御装置のメモリには、破砕対象物の物性に応じた破砕ロータの駆動負荷の値、破砕ロータの運転時間が破砕ロータを駆動する電動機の制御パターンとして予め記憶されている。

また、その一方で、制御装置は、記憶されている破砕パターンとして定められ、記憶されている破砕ロータの駆動負荷の値Ｐ１-Ｐ６、破砕ロータの運転時間Ｔ１-Ｔ７に従った制御の破砕運転を進める過程において、破砕装置の運転者により、それぞれ、設定されたＰ１-Ｐ６の値、Ｔ１-Ｔ７の値と異なる値の手動制御が、繰り返し行なわれるようなときは、その破砕対象物の破砕パターンである駆動負荷の値Ｐ１-Ｐ６、運転時間Ｔ１-Ｔ７のパターンの値の修正を行ってメモリに記憶することも行われる。

このような手動制御とメモリの更新及び制御パターンによる自動の破砕制御を繰り返すことによって、次第に本発明の破砕装置の制御は各種の破砕対象物に対応して、一層好ましい破砕制御が可能な制御装置に改良されるようになっている。

図７は、このような本発明の破砕装置及び方法を、ロータ７側の部分を取出して模式的に展開して示した説明図である。図７において、縦軸のＷは破砕ロータ７の幅を示し、横軸のＬ＝２πｒ（ｒは回転刃の回転半径）は、破砕ロータ７、８の円周の長さを示している。図７では、例えば、２０本の回転刃２３、２４がロータの幅方向（縦軸）とロータの円周方向(横軸)共に、できるだけ、相互に間をあけてロータの周面に配設されている例を示してある。この図７及び図２のいずれの場合も、回転刃２３、２４が、ロータの回転軸方向の全長にわたって、軸方向の所定位置に1本ずつ、相互に離間し、かつ、隣合う回転刃同士の角度をずらして配設されていることを示している。破砕対象物が破砕されやすい物質のときは、ロータの回転軸方向の全長にわたって、軸方向の所定位置に２本乃至数本の回転刃２３、２４を、相互に離間し、かつ、隣合う回転刃同士の角度をずらした配設として、ロータの１回転ごとに破砕対象物を削切する回数を増やしても良い。

しかし、回転刃２３、２４の配置は、ロータの幅方向と円周方向のいずれの方向にも、相互に間をあけた配置とし、ロータの回転時の回転刃と破砕対象物とが同時に当ったり、回転刃と破砕対象物との当りが偏ったりして生じる刃の干渉をできる限り少なくするのが好ましい。

回転刃２３、２４は、破砕運転中は、常に、外側方向（図７の左方向）又は内側方向（図７の右方向）の回転に伴って左右に移動させられ、総ての回転刃２３が、破砕室２の位置、中間板３１乃至３３と対峙する位置、細断空間１６の位置、山刃型固定刃１０の近傍の位置、山刃型固定刃１０から破砕室２を経て中間板９に至る位置にあって、それぞれの位置に応じた破砕機能を果たしている。

なお、回転刃２３の刃の向きは、ロータがいずれの方向に回転する時も刃として機能させる向きでも良い。しかし、ロータが外側方向の回転のときは、刃としての機能がなくても、本発明の装置の機能に支障はないので、図では、内側方向の回転のときにいわゆる切断・裁断する刃として機能する向きに刃が形成されている。

なお、図７の例では、回転軸方向の回転刃２３は、回転軸方向に２０本であり、このような回転刃２３と噛合って破砕物を裁断する固定刃１０には、ロータに配設された回転刃２３の本数に等しい２０本の山刃４８が形成されている。また、図中の１４は破砕対象物、１５はスクリーン、１８はスクリーンの穴を示している。

図７は、本発明の破砕装置の主要な構成を図示するのみならず、本発明の破砕装置の各部における破砕機能も模式的に図示できる。例えば、図７の下半には、破砕室２部分では上述した削切破砕、中間板３１乃至３３部では上述した分断破砕、スクリーン１５がある上述した細断空間では複合破砕、山刃型固定刃１０では上述した裁断破砕がそれぞれ行われること及びこれらの破砕工程で破砕された破砕片がスクリーン１５を通るときは、穴１８より小さな破砕片が穴１８から逐次排出されることも理解される。

本発明の破砕装置及び破砕方法は、一般の廃棄物が排出される家庭及び産業廃棄物を生じる工場や建築物の解体業者、植林や植木等の農林・植栽分野の産業に使用することができる。

１ ホッパー
２ 破砕室
３ 排出シュート
４ ハウジング
５、６ 側壁
７、８ ロータ
９、３１、３２、３３、４２，４３，４４ 中間板
１０、１１ 固定刃
１２、１３ 端壁
１４ 破砕対象物
１５ スクリーン
１６ 細断空間
１７ 破砕物
１８ 穴
１９ 収集トレー
２０，２１ ベアリング
２２、 回転軸
２３、２４ 回転刃
２５、２６ 電動機
２７ 制御装置
２８ 補強具
２９ａ、２９ｂ 減速機
３０ 架台
３４ ボルト
３５ 台板
３６ カプリング
３７、３８、３９ 側縁
４０ 隙間
４１ センサー
４５ 破砕片
４６、４９ 回転刃の刃先が形成する回転軌跡
４７ 隙間
４８ 山刃
５０ メモリ
５３ 蔽い板

Claims (5)

1. 離間して平行に配置され、互いに独立に正逆自在に回転可能な二本の破砕ロータと、
   該二本の破砕ロータそれぞれの周面に破砕ロータの回転軸方向に離間しかつ隣同士の角度をずらして固定された複数の回転刃と、
   前記二本の破砕ロータの間に配置され、該破砕ロータのそれぞれに配置された前記回転刃の刃先の回転軌跡近傍位置で破砕ロータの軸方向に延びた刃を前記二本の破砕ロータのそれぞれに対向して備えた中間板と、
   前記二本の破砕ロータのそれぞれに関し前記中間板とは所定角度をなす位置に配置され前記回転刃と協働する刃を破砕ロータの回転軸方向に並んで備えた固定刃と、
   所定寸法以下の破砕物の排出孔を形成すると共に前記二本の破砕ロータのそれぞれの下方に配置されて対応する破砕ロータの周面との間に対応する回転刃の移動を許す距離だけ径方向に離隔して前記破砕ロータの周面と前記中間板と前記固定刃との間に所定角度にわたる環状空間を形成するスクリーンと
   を備えていることを特徴とする破砕装置。
2. 前記中間板は、前記二本の破砕ロータのそれぞれに対応して破砕ロータの軸方向に延びた前記刃を構成する側縁を２辺とする矩形状平板からなることを特徴とする請求項１に記載の破砕装置。
3. 離間して平行に配置され、互いに独立に正逆自在に回転可能な二本の破砕ロータと、
   該二本の破砕ロータそれぞれの周面に破砕ロータの回転軸方向に離間しかつ隣同士の角度をずらして固定された複数の回転刃と、
   前記二本の破砕ロータの間に配置され、該破砕ロータのそれぞれに配置された前記回転刃の刃先の回転軌跡近傍位置で破砕ロータの軸方向に延びた刃を前記二本の破砕ロータのそれぞれに対向して備えた中間板と、
   前記二本の破砕ロータのそれぞれに関し前記中間板とは所定角度をなす位置に配置され前記回転刃と協働する刃を破砕ロータの回転軸方向に並んで備えた固定刃と、
   所定寸法以下の破砕物の排出孔を形成すると共に前記二本の破砕ロータのそれぞれの下方に配置されて対応する破砕ロータの周面との間に対応する回転刃の移動を許す距離だけ径方向に離隔して前記破砕ロータの周面と前記中間板と前記固定刃との間に所定角度にわたる環状空間を形成するスクリーンと、
   前記二本の破砕ロータの負荷をそれぞれ独立して検知するセンサーと、
   破砕対象物の量及び/又は物性に対応した破砕ロータの制御パターンを記憶した記憶装置と、
   上記センサーで検知された負荷の値に応じて選択された破砕ロータの制御パターンを基に前記二本の破砕ロータの回転方向及び/又は回転数をそれぞれ独立して制御する制御装置と
   を備えていることを特徴とする破砕装置。
4. 離間して平行に配置され、互いに独立に正逆自在に回転可能な二本の破砕ロータと、
   該二本の破砕ロータそれぞれの周面に破砕ロータの回転軸方向に離間しかつ隣同士の角度をずらして固定された複数の回転刃と、
   前記二本の破砕ロータの間に配置され、該破砕ロータのそれぞれに配置された前記回転刃の刃先の回転軌跡近傍位置で破砕ロータの軸方向に延びた刃を前記二本の破砕ロータのそれぞれに対向して備えた中間板と、
   前記二本の破砕ロータのそれぞれに関し前記中間板とは所定角度をなす位置に配置され前記回転刃と協働する刃を破砕ロータの回転軸方向に並んで備えた固定刃と、
   所定寸法以下の破砕物の排出孔を形成すると共に前記二本の破砕ロータのそれぞれの下方に配置されて対応する破砕ロータの周面との間に対応する回転刃の移動を許す距離だけ径方向に離隔して前記破砕ロータの周面と前記中間板と前記固定刃との間に所定角度にわたる環状空間を形成するスクリーンとを備えた破砕装置により破砕対象物を破砕する方法であって、
   破砕対象物の表面部を前記回転刃を用いて削切する第一の破砕工程と、
   削切された破砕物を前記回転刃と前記中間板の前記刃で破砕する第二の破砕工程と、
   前記固定刃と前記回転刃とで破砕物を細かく破砕する第三の破砕工程と、
   前記中間板とスクリーンと中間板とで囲まれた環状空間にある破砕物を回転刃で攪拌して破砕する第四の破砕工程とを
   有することを特徴とする破砕方法。
5. 請求項４に記載の破砕方法において、
   前記破砕装置はさらに二本の破砕ロータをそれぞれを独立して駆動する電動機と、
   前記二本の破砕ロータにかかる負荷をそれぞれ独立して検知するセンサーと、
   破砕対象物の量及び/又は物性に対応した破砕ロータの制御パターンを記憶した記憶装置と、
   上記センサーで検知された負荷の値に応じて選択された破砕ロータの制御パターンを基に前記二本の破砕ロータの駆動電動機の回転方向及び/又は回転数をそれぞれ独立して制御する制御装置とを備え、
   破砕対象物投入時に低速で破砕ロータを所定回転数、内側方向と外側方向に回転させ、
   破砕対象物投入時の負荷の変化をセンサーで検知する工程と、
   センサーで検知された値をあらかじめ登録しておいた破砕パターンと照合する工程と、
   投入された破砕対象物に最も近似した最適破砕パターンを選択する工程とを有し、
   選択された最適破砕パターンを基に破砕運転制御を行なう
   ことを特徴とする破砕方法。

Images