JP2010284587A - 粘着性被破砕物用破砕機 - Google Patents

Abstract

【課題】粘着性被破砕物が、ロータ及びハンマとケーシング内壁との間に固着することを防ぐ。
【解決手段】ケーシング内に、横方向に配設された回転軸２の軸周りにロータ３が回転自在であり、そのロータ３の外周に沿って複数のハンマ４が設けられ、ケーシングの上部に投入口６が設けられ、投入された被破砕物を、ロータ３及びハンマ４の回転により破砕する衝撃式破砕機において、投入口６の下方に、ロータ３側へ対面する当たり面２３を備えた誘導部材２１を設け、当たり面２３は、下方に向かうにつれて徐々にロータ３側に近づくように傾斜している構成とした。投入口６の下方に誘導部材２１を設けたことから、投入された被破砕物は、誘導部材２１の当たり面２３に当たって落下速度を急激に下げ、当たり面２３の傾斜に沿って徐々に下方へ移動し、当たり面２３上において、ロータ３の近傍を通過する際にハンマ４の衝撃によって破砕される。
【選択図】図１

Description

この発明は、廃棄アスファルトや表土を含む岩石、あるいは、粘土質を含む廃コンクリート等、いわゆる粘着性被破砕物を破砕するために用いられる破砕機に関するものである。

廃棄アスファルトや表土を含む岩石、あるいは、粘土質を含む廃コンクリート等は、粘性度合いの高い素材を含むため、破砕処理する際には、それらが破砕機の中で固着し難いように設計された専用の破砕機が用いられることが多い。以下、この種の粘性度合いの高い素材を含む被破砕物を、「粘着性被破砕物」と称する。

「粘着性被破砕物」を処理対象とする従来の衝撃式破砕機として、例えば、図５に示すものがある。
この衝撃式破砕機１０は、ケーシング１内に水平方向に配置された回転軸２に、軸方向に沿って複数のロータ３が並列して設けられている。各ロータ３は、回転軸２の軸周りに一方向ａ又は他方向ｂに回転する。

ロータ３の外周部には、複数のハンマ４が周方向に沿って等間隔で取り付けられている。各ハンマ４は、前記回転軸２の軸方向に並行な方向に配置された揺動ピン４ａを介して、それぞれ揺動自在である。

ケーシング１内には、前記ロータ３を囲むようにライナ５が設けられており、ケーシング１の投入口６から投入された粘着性被破砕物は、ロータ３の回転とともに回転揺動するハンマ４から受ける衝撃によって、そのライナ５上で粉砕される。

このとき、粉砕された粘着性被破砕物は、ハンマ４の回転方向（前記一方向又は他方向）にしたがって、ライナ５の下端から各方向に分散しながら落下し、下方に配置されたシュート７に導かれる。このシュート７が、粘着性被破砕物の排出部９として機能する。

シュート７は、粘着性被破砕物が付着することを防止するために、急角度になるように設定されており、また、シュート７の角度を可変として付着物の落下を促すようにしたり、あるいは、バイブレータ等によって、シュート７やライナ５への付着物を振動で落下させたりするものもある（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

また、図６に示す衝撃式破砕機１１のように、ロータ３のハンマ４が取り付けられた部位よりも、そのロータ３の回転方向後方に、ロータ３の回転軸２方向に向かってケーシング１の内壁側へ突出するスクレーパ８を設けた破砕機もある。
このスクレーパ８は、ケーシング１の内壁とハンマ４との間に介在する破砕粉を掻きだす機能を発揮する。

すなわち、ケーシング１の内壁とハンマ４との間に付着したアスファルト粉が、その破砕時における温度上昇で軟化し、その状態で衝撃式破砕機１１の運転を停止したとする。すると、温度の低下と共にそれらのアスファルト粉が固化してハンマ４とケーシング１の内壁との間を固着させてしまう。
そこで、アスファルト粉の固着による起動困難を防止するために、ロータの回転軸方向両側にスクレーパ８を設けて、それらの付着したアスファルト粉を掻き落とすようにしたものである（例えば、特許文献３参照）。

特開平７−６０１４０号公報 特開２００２−２０４９６７号公報 特開平８−１０８０８４号公報

上記図５に記載の衝撃式破砕機１０では、ロータ３を囲むライナ５は、その表面に洗濯板状の凹凸があるため、そのライナ５の表面に多くの粘着性被破砕物が付着してしまう傾向がある。また、破砕ゾーンがロータ３の下方にまで設定されているので、ライナ５の下端から振り飛ばされる粘着性被破砕物が、そのライナ５の下方のフレームやシュート７に付着する傾向が強い。
この傾向は、前述のライナ５やシュート７に振動を与える手段や、シュート７の角度を可変とする手段を備えても、完全には排除できていない。

また、図６に記載の衝撃式破砕機１１では、ロータ３の両端部（回転軸方向の両端部）におけるケーシング１の内壁との間の粘着性被破砕物を除去し得るが、それ以外の部分、例えば、ロータ３の軸方向中央部や、あるいは、ロータ３の下方におけるケーシング１の内壁との間の付着物を除去し得ない。

このため、従来の衝撃式破砕機１０，１１では、粘着性被破砕物が固着することにより、起動困難になってしまう問題を残している。

そこで、この発明は、粘着性被破砕物が、ロータ及びハンマとケーシング内壁との間に粘着性被破砕物が固着することを防ぐことを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、ケーシング内に、横方向に配設された回転軸の軸周りにロータが回転自在であり、そのロータの外周に沿って複数のハンマが設けられ、前記ケーシングの上部に投入口が設けられ、その投入口から投入された被破砕物を、前記ロータ及び前記ハンマの回転により破砕する衝撃式破砕機において、前記投入口の下方に、前記ロータ側へ対面する当たり面を備えた誘導部材を設け、前記当たり面は、下方に向かうにつれて徐々に前記ロータ側に近づくように傾斜している構成を採用した。

投入口の下方に誘導部材を設けたことから、投入口からケーシング内に投入された被破砕物は、その誘導部材の当たり面に当たって落下速度を急激に下げる。そして、被破砕物は、当たり面の傾斜に沿って徐々に下方へ移動し、その当たり面上において、ロータの近傍を通過する際にハンマの衝撃によって破砕される。
このとき、当たり面は下方に向かうにつれて徐々に前記ロータ側に近づくように傾斜しているので、被破砕物の落下方向とハンマが振り下ろされる方向とが下方に向かうにつれて徐々に接近していく位置関係となるので、誘導部材側には不要な押し付け力が生じにくい。このため、被破砕物がロータ及びハンマとケーシング内壁との間に固着することを防ぐことができる。

上記の構成において、誘導部材の当たり面が、その下端で、前記ロータの回転に伴う前記ハンマの外縁の軌跡に最も近づく構成とすれば、誘導部材側に作用する押し付け力をさらに低減することができる。また、ロータサークルの下端付近が破砕ゾーンに該当しなくなるので、衝撃破砕機の下部排出口を広くでき、破砕物がフレーム等に当たることを低減できる。

なお、この誘導部材は、ケーシング内において所定の位置、所定の傾斜角度でのみ固定される構成としてもよいが、その位置（ロータに対する横方向への相対的な位置）や傾斜角度を可変とすることもできる。すなわち、誘導部材の位置を、ロータの側方の比較的近い位置、あるいは比較的遠い位置などいずれの位置でも固定できるようにすることもできるし、あるいは、それに加えて又はそれに代えて、当たり面の傾斜角度を、比較的緩やかな状態、あるいは比較的急傾斜な状態などいずれの角度でも固定できるようにすることもできる。それらの位置、傾斜角度の調整は、任意の位置、任意の傾斜角度で無段階に調整可能とすることもできるし、予め決められた特定の位置、傾斜角度でのみ段階的に調整可能とすることもできる。

当たり面の傾斜角度を可変とするに際し、誘導部材に角度調整手段を備えた構成とすることができる。

角度調整手段としては、例えば、当たり面の角度が所望の角度になる位置に、誘導部材をケーシングに固定することができる周知の手段、例えば、ボルト、ナット、ブラケット等を採用することができる。このボルト、ナット、ブラケット等は、予め決められた複数の傾斜角度に対応して、希望する傾斜角度毎に異なるブラケット等を用いる構成としてもよいし、同一のブラケット等を用いて、希望するどの傾斜角度にも誘導部材を固定できる構成としてもよい。

また、それ以外にも、角度調整手段としては、例えば、ケーシングと誘導部材との間を結ぶアクチュエータとすることもできる。アクチュエータのロッドの進退動作により、誘導部材の当たり面の角度を調整できる。
このアクチュエータとしては、油圧の作用でロッドの進退動作を行う油圧アクチュエータ、空気圧の作用でロッドの進退動作を行う空気圧アクチュエータ、電動モータの駆動力でロッドの進退動作を行う電動アクチュエータ等を採用することができる。

これらの構成において、前記誘導部材の上部は、横方向の支持ピンで前記ケーシングに揺動自在に支持されており、その誘導部材の前記支持ピン周りの揺動により、前記傾斜角度が可変である構成を採用することができる。
このとき、角度調整手段としてアクチュエータを用いる場合、そのアクチュエータは、ケーシングと誘導部材の下部との間を結ぶように取り付ける。誘導部材の上部がピン支持であるから、角度調整手段としてアクチュエータは誘導部材の下部に接続すればよく、アクチュエータの設置数量を抑えることができる。

なお、他の構成からなる角度調整手段としては、例えば、電動モータの回転力を、ギヤ機構やリンク機構を通じて伝達することにより、誘導部材の傾斜角度を可変とするものなども考えられる。

前記当たり面の傾斜角度は、水平方向に対して５５度以上９０度未満であることが望ましいことが、実験により確認されている。

この発明は、粘着性被破砕物が、ロータ及びハンマとケーシング内壁との間に固着することを防ぐことができる。

一実施形態の正面断面図 同実施形態の作用を示す要部拡大図 同実施形態のハンマの分解斜視図 同実施形態の側面図 従来例の正面断面図 従来例の正面断面図

この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態の衝撃式破砕機２０は、 「粘着性被破砕物」としての廃棄アスファルトを破砕の対象とするものである。

この衝撃式破砕機２０は、内部に空間を有するケーシング１内に回転軸２が水平方向に配置されており、その回転軸２に、軸方向に沿って複数のロータ３が並列して設けられている。各ロータ３は、駆動力によって回転軸２が軸周り回転するのに伴って、その回転軸２とともに、図１の矢印Ｅに示すように、軸周り一方向に回転する。

ロータ３の外周部には、複数のハンマ４が周方向に沿って等間隔で取り付けられている。この実施形態では、図１に示すように、正面視の状態で周方向４箇所に等分方位に取り付けられている。各ハンマ４は、前記回転軸２の軸方向に並行な方向に配置された揺動ピン４ａを介して前記ロータ３に取り付けられ、それぞれ、そのロータ３に対して揺動ピン４ａの軸心周りに揺動自在である。

この実施形態では、各ハンマ４は、図３に示すように、ロータ３を構成する短冊状のディスク３ｂ，３ｂに夾まれた状態で、揺動ピン４ａを介して揺動自在に固定されている。
揺動ピン４ａは、短冊状のディスク３ｂに設けられた孔部３ａと、ハンマ４に設けられた孔部４ｂに挿通され、例えば、短冊状のディスク３ｂに対して軸周り不能、ハンマ４に対しては軸周り可能な状態とすることで、ハンマ４の揺動を可能としている。

そのディスク３ｂは、その長手方向中央に前記回転軸２が固定されており、その長手方向両端に前記ハンマ４が取り付けられている。すなわち、ディスク３ｂ，３ｂは２枚１組で用いられて、その長手方向両端において、ディスク３ｂ，３ｂ間にハンマ４を夾んで保持している。その１組のディスク３ｂ，３ｂが、回転軸２の軸方向に沿って、９０度ずつ位相をずらしながら並列して回転軸２に固定されているから、ハンマ４は、図１の正面視において、周方向４箇所に等分方位に配置された状態となっている。

なお、この実施形態のハンマ４の詳細を図３に示す。ハンマ４は、前記揺動ピン４ａが挿通される孔部４ｂ付近を基部とし、その外縁４ｅが円弧状に形成されている正面視扇形状を成している。
外縁４ｅは、一方の母線との稜線部４ｄから他方の母線との稜線部４ｄに至り、その両側の稜線部４ｄに近いところにそれぞれ切欠き４ｃを設けて、その衝撃力を高めている。
また、その切欠き４ｃは、一方の稜線部４ｄ側と他方の稜線部４ｄ側とで、揺動ピン４ａの軸方向に対する向きが逆方向となるように形成されているので、さらに衝撃力が高められている。

図１に示すように、ケーシング１の上部に投入口６が設けられ、ロータ３の回転軸２の軸心は、その投入口６の開口部直下に位置する場所から、やや側方（横方向）にはずれた位置となっている。

また、その投入口６の下方に、前記ロータ３側へ対面する当たり面２３を備えた誘導部材２１が設けられている。前記当たり面２３は、下方に向かうにつれて徐々に前記ロータ３側に近づくように傾斜しており、特に、その当たり面２３の上下方向中ほどよりも下の部分が全て、投入口６の開口部直下に位置している。この実施形態では、前記当たり面２３はフラット面となっている。

さらに、その誘導部材２１の当たり面２３は、図１に示すように、その下端２３ａで、前記ロータ３の回転に伴う前記ハンマ４の外縁の軌跡（ハンマ４の稜線部４ｄが通る可能性のある最も外径側のルートの軌跡）Ｒ２に最も近づく位置に固定されている。これは、前記ロータ３の回転に伴う前記ハンマ４の揺動ピン４ａの軸心の軌跡Ｒ１に最も近づく位置でもある。

この実施形態では、誘導部材２１として板状部材からなる破砕板を採用しているが、板状部材に限定されず、誘導部材２１は、ブロック状の部材など他の形状のものであってもよい。

前記誘導部材２１は、その上端２３ｂ近くに設けたブラケット２３ｃに挿通された横方向の支持ピン２１ａを介して、前記ケーシング１に揺動自在に支持されている。支持ピン２１ａの軸方向は、回転軸２の軸方向と並行に配置されている。誘導部材２１は、その支持ピン２１ａ周りの揺動により、前記傾斜角度αが可変である。

また、その誘導部材２１は、前記当たり面２３の傾斜角度αを可変とするための角度調整手段Ａを備える。

この実施形態では、前記角度調整手段Ａは、前記ケーシング１と前記誘導部材２１との間を結ぶアクチュエータ２２である。そのアクチュエータ２２は、ケースの根元部側が揺動ピン２２ｂを介してケーシング１に固定されている。また、ロッド２２ａの先端が、誘導部材２１の下部に設けたブラケット２３ｄにピン２１ｂを介して接続されている。

このように、アクチュエータ２２がケーシング１と誘導部材２１とを結んでおり、また、誘導部材２１の上部がケーシング１に対してピン支持であるから、アクチュエータ２２のロッド２２ａが伸縮することにより、例えば、図１に示す実線状態（傾斜角度α１と表示）と鎖線状態（傾斜角度α２と表示）のごとく、誘導部材２１の当たり面２３の傾斜角度αを調整することができる。この実施形態では、前記傾斜角度αは、５５度以上９０度未満の範囲で、無段階に任意の角度で調整可能としている。

なお、この実施形態では、誘導部材２１の上部がピン支持であるから、角度調整手段Ａとしてアクチュエータ２２は、誘導部材２１の下部にのみ接続しているが、誘導部材２１をケーシング１に対してピン支持とせず、その誘導部材２１の下部と上部にそれぞれ別々のアクチュエータ２２を接続して、その両アクチュエータ２２により、誘導部材２１の水平方向位置（ロータ３からの距離）、傾斜角度αを調整可能としてもよい。
このようにすれば、複数のアクチュエータ２２のロッド２２ａの伸縮を別々に制御することにより、当たり面２３の水平方向の位置や傾斜角度αが調整できるから、その調整可能範囲が拡がる。

この衝撃式破砕機２０の作用について説明すると、図１に矢印Ｂで示すように、投入口６からケーシング１内に投入された被破砕物は、その投入口６の開口部の直下に位置する誘導部材２１の当たり面２３に当たって落下速度を急激に下げる。

そして、被破砕物は、図１に矢印Ｃで示すように、当たり面２３の傾斜に沿って徐々に下方へ移動し、その当たり面２３上のやや下寄りの部分において、図中矢印Ｅ方向に回転するロータ３の近傍を通過する際に、図中矢印Ｆ方向に揺動するハンマ４の衝撃によって破砕される。この実施形態では、当たり面２３のほぼ下端２３ａ近くを、そのハンマ４による破砕ポイントとしている。

このとき、当たり面２３は下方に向かうにつれて徐々に前記ロータ３側に近づくように傾斜しているので、図２に示すように、被破砕物の落下方向（図２の矢印Ｃ）とハンマが振り下ろされる方向（図２の矢印Ｄ）とが下方に向かうにつれて徐々に接近していく位置関係となるので、誘導部材２１側には不要な押し付け力が生じにくい。
被破砕物が、当たり面２３に対して過度に押し付けられないから、その被破砕物が、ロータ３及びハンマ４とケーシング１内壁との間に固着することを防ぐことができる。

また、誘導部材２１の当たり面２３が、その下端２３ａで、前記ロータ３の回転に伴う前記ハンマ４の外縁の軌跡に最も近づく構成となっているので、誘導部材２１側に作用する押し付け力をさらに低減することができる。

また、被破砕物が粘着性を有しているから、被破砕物はその落下の途中で、その粘着性でもって前記当たり面２３にある程度吸着した状態となり得る。この状態で、ハンマが矢印Ｄ方向に振り下ろされるので、被破砕物は、図中に示すように、上下に引きちぎられるように破砕されるのである。
この引きちぎるような破砕の作用において、図２に示すように、被破砕物の落下方向（図中の矢印Ｃ）、すなわち当たり面２３の面方向と、ハンマが振り下ろされる方向（図中の矢印Ｄ）とが下方に向かうにつれて徐々に接近していく位置関係であることが有効に機能している。

また、破砕が終了した後は、当たり面２３がフラット面であるから、被破砕物が過度に誘導部材２１に粘着することがない。このため、その当たり面２３上に被破砕物が滞留することがなく、その破砕効率を落とすことがない。

さらに、ロータサークル（ロータ３及びハンマ４の回転エリア）の下端付近が破砕ゾーンに該当しなくなるので、衝撃破砕機の下部排出口を広くでき、破砕物がフレーム等に当たることを低減できる。この実施形態では、ロータサークルの下端付近で下部フレームが終端となっているので、排出部９の開口幅を広く確保できるのである。

なお、この実施形態では、被破砕物を、廃棄アスファルトなどの粘着性被破砕物として、その固着防止の機能を有効に果たしているが、例えば、粘着性の弱い通常の廃棄物を被破砕物とする場合にも、もちろん利用可能である。

１ ケーシング
２ 回転軸
３ ロータ
４ ハンマ
５ ライナ
６ 投入口
７ シュート
８ スクレーパ
９ 排出部
１０，１１，２０ 衝撃式破砕機
２１ 誘導部材（破砕板）
２２ アクチュエータ
２２ａ ロッド
２３ 当たり面
２３ａ 下端
２３ｂ 上端
２３ｃ，２３ｄ ブラケット
Ａ 角度調整手段

Claims (6)

1. ケーシング（１）内に、横方向に配設された回転軸（２）の軸周りにロータ（３）が回転自在であり、そのロータ（３）の外周に沿って複数のハンマ（４）が設けられ、前記ケーシング（１）の上部に投入口（６）が設けられ、その投入口（６）から投入された被破砕物を、前記ロータ（３）及び前記ハンマ（４）の回転により破砕する衝撃式破砕機において、
   前記投入口（６）の下方に、前記ロータ（３）側へ対面する当たり面（２３）を備えた誘導部材（２１）を設け、前記当たり面（２３）は、下方に向かうにつれて徐々に前記ロータ（３）側に近づくように傾斜していることを特徴とする衝撃式破砕機。
2. 前記当たり面（２３）は、その下端（２３ａ）で、前記ロータ（３）の回転に伴う前記ハンマ（４）の外縁の軌跡（Ｒ２）に最も近づくことを特徴とする請求項１に記載の衝撃式破砕機。
3. 前記誘導部材（２１）は、前記当たり面（２３）の傾斜角度（α）を可変とするための角度調整手段（Ａ）を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の衝撃式破砕機。
4. 前記角度調整手段（Ａ）は、前記ケーシング（１）と前記誘導部材（２１）との間を結ぶアクチュエータ（２２）であることを特徴とする請求項３に記載の衝撃式破砕機。
5. 前記誘導部材（２１）の上部は、横方向の支持ピン（２１ａ）で前記ケーシング（１）に揺動自在に支持されており、その誘導部材（２１）の前記支持ピン（２１ａ）周りの揺動により、前記傾斜角度（α）が可変であることを特徴とする請求項３又は４に記載の衝撃式破砕機。
6. 前記傾斜角度（α）を、５５度以上９０度未満としたことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一つに記載の衝撃式破砕機。

Images