JP2013046884A - 破砕設備 - Google Patents

Abstract

【課題】破砕室内に破砕が困難な破砕対象物が投入された場合であっても、ロータ支持軸の損傷を抑制することが可能な破砕設備を提供する。
【解決手段】破砕用ロータ６と、破砕用ロータ６を回転可能に軸支するロータ支持軸８と、破砕用ロータ６の外径面と対向配置した下部グレーチング１０を備える破砕設備１であって、ロータ支持軸８に設定されている破断荷重未満に設定した損傷抑制荷重以上の荷重がロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に加わると、下部グレーチング１０を破砕用ロータ６の外径面から離隔させるグレーチング離隔部１６を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属廃棄物等の破砕対象物（スクラップ）を破砕処理する破砕設備に関し、破砕対象物の破砕処理に用いる破砕用ロータを回転可能に支持するロータ支持軸の損傷を抑制することが可能な破砕設備に関する。

廃棄物等の破砕対象物（スクラップ）を破砕処理する設備（スクラップ破砕処理設備）としては、例えば、特許文献１に記載されているような破砕設備が提案されている。
特許文献１に記載されている破砕設備は、図９に示すように、ケーシング１８と、ケーシング１８の内部空間である破砕室２に配置した破砕用ロータ６を備えている。
ケーシング１８は、破砕対象物を破砕室２へ投入する原料投入口２０と、被破砕物を破砕室２から排出するための上部排出口５０及び下部排出口５２を備えている。上部排出口５０には、複数箇所の上側開口部４０を有する上部グレーチング１２を設けている。同様に、下部排出口５２には、複数箇所の下側開口部３８を有する下部グレーチング１０を設けている。

破砕用ロータ６は、軸方向から見た断面形状が円形であり、破砕室２内において、ロータ支持軸８により回転可能に軸支され、複数のハンマー２６を備えている。
複数のハンマー２６は、遠心力により、破砕用ロータ６を形成する円環状のロータディスク２２の外径面から突出して、破砕室２内へ投入された破砕対象物を打撃可能な状態となる。

このような構成の破砕設備１では、ロータ支持軸８により回転可能に軸支されている破砕用ロータ６を回転させ、原料投入口２０から破砕室２内へ破砕対象物を投入すると、破砕室２内において、複数のハンマー２６により破砕対象物が破砕される。そして、破砕された破砕対象物は、下部グレーチング１０が有する下側開口部３８から落下して、図外の分別設備等へ搬送される。

しかしながら、上述した構成の破砕設備１では、破砕能力を超えた形状や硬さの破砕対象物等、破砕が困難な破砕対象物が投入された場合、この破砕対象物が、下部グレーチング１０と破砕用ロータ６やハンマー２６との間に挟まって、下部グレーチング１０、ケーシング１８、破砕用ロータ６、ハンマー２６等が損傷するおそれがある。
このため、特許文献１に記載されている破砕設備１を含め、従来のスクラップ破砕処理設備では、例えば、投入する破砕対象物に対し、マグネット付重機等を用いて金属を含む破砕対象物を区分し、目視による事前選別作業を実施している。しかしながら、目視による事前選別作業では、破砕が困難な破砕対象物を完全に選別することは困難であるため、破砕が困難な破砕対象物が破砕室内へ投入されるという問題が発生するおそれがある。

この問題に対して、特許文献１に記載されている破砕設備１では、上部排出口５０内に、破砕が困難な破砕対象物を排除するためのリジェクトドア１４を配置している。ここで、上部排出口５０は、破砕対象物の移動方向において、破砕用ロータ６の下流（後段）に配置されている。
また、上記の問題に対し、特許文献２に記載されているスクラップ用破砕装置では、破砕室の上部に、開度を自由に変化可能な排出ドアを設け、破砕用ロータの回転数が所定値以下に低下すると、排出ドアを開放して破砕室内の破砕対象物を排出する。ここで、排出ドアは、破砕対象物の移動方向において、破砕用ロータの下流（後段）に配置されている。

また、上記の問題に対し、特許文献３に記載されているスクラップ破砕装置では、破砕室内の振動を検知し、この検知した振動が基準値以上である場合に、破砕室内への新たな破砕対象物の供給を中断する。これに加え、所定の待機時間を設けて、正常な破砕済の破砕対象物を下流に搬送した後、引き続き、基準値以上の振動を検知した場合に、破砕室に設けた異物排出口を開放して、破砕が困難な破砕対象物のみを自動的に除去する。ここで、異物排出口は、破砕対象物の移動方向において、破砕用ロータの下流（後段）に配置されている。

特開平６‐２１０１９２号公報 特開平５‐１９２６０４号公報 特開２００７‐１７５５７５号公報

しかしながら、上述した特許文献１から３に記載されている破砕設備では、破砕が困難な破砕対象物を排除するための構成（リジェクトドア、排出ドア、異物排出口）が、破砕対象物の移動方向において、破砕用ロータの下流に配置されている。
このため、破砕が困難な破砕対象物は、破砕室内において、破砕用ロータと下部グレーチングとの間に挟まれた後に、破砕用ロータの回転に伴い移動して、破砕が困難な破砕対象物を排除するための構成に到達することとなる。
したがって、破砕室内において、破砕が困難な破砕対象物が破砕用ロータと下部グレーチングとの間に挟まれた状態では、破砕用ロータを回転可能に軸支しているロータ支持軸に対し、ロータ支持軸の径方向への荷重が加わることとなるため、ロータ支持軸に欠損や折損等の損傷が発生するおそれがある。

ロータ支持軸は、破砕設備において、他の部品と比較して高価な部品であり、また、重要度の高い部品であるので、ロータ支持軸の損傷や折損は、破砕設備のコスト・使用状況に与える影響が大きい。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、破砕が困難な破砕対象物が破砕室内に投入された場合であっても、ロータ支持軸の損傷を抑制することが可能な、破砕設備を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明のうち、請求項１に記載した発明は、破砕用ロータと、
前記破砕用ロータを回転可能に軸支するロータ支持軸と、
前記破砕用ロータの外径面と対向配置したグレーチングと、を備える破砕設備であって、
前記ロータ支持軸に設定されている破断荷重未満に設定した損傷抑制荷重以上の荷重がロータ支持軸及び前記グレーチングに加わると、前記グレーチングを前記破砕用ロータの外径面から離隔させるグレーチング離隔部を備えることを特徴とするものである。

本発明によると、ロータ支持軸に設定されている破断荷重未満に設定した損傷抑制荷重以上の荷重が、ロータ支持軸及びグレーチングに加わると、グレーチング離隔部が、グレーチングを破砕用ロータの外径面から離隔させる。
このため、破砕室内に破砕が困難な破砕対象物が投入されて、グレーチングに損傷抑制荷重以上の荷重が加わった場合であっても、グレーチングと破砕用ロータとの距離が増加するため、ロータ支持軸に加わるロータ支持軸の径方向への荷重を低減させることが可能となる。

次に、本発明のうち、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明であって、前記グレーチング離隔部は、前記グレーチングを前記ロータ支持軸の径方向へ移動可能に支持するグレーチング変位部を備え、
前記グレーチング変位部は、前記損傷抑制荷重以上の荷重が前記ロータ支持軸及び前記グレーチングに加わると、前記グレーチングを前記破砕用ロータの外径面から離れる方向へ移動させることを特徴とするものである。

本発明によると、損傷抑制荷重以上の荷重がロータ支持軸及びグレーチングに加わると、グレーチング離隔部が備えるグレーチング変位部が、グレーチングを破砕用ロータの外径面から離れる方向へ移動させる。
このため、破砕室内に破砕が困難な破砕対象物が投入されて、グレーチングに損傷抑制荷重以上の荷重が加わった場合であっても、グレーチングを破砕用ロータの外径面から離れる方向へ移動させて、グレーチングと破砕用ロータとの距離を増加させることが可能となる。これにより、破砕対象物が破砕用ロータに加える荷重を低減させて、ロータ支持軸に加わる荷重を低減させることが可能となる。

次に、本発明のうち、請求項３に記載した発明は、請求項２に記載した発明であって、前記グレーチング変位部は、前記ロータ支持軸及び前記グレーチングに加わる荷重が前記損傷抑制荷重未満となると、前記グレーチングと前記破砕用ロータの外径面との距離を予め設定した距離とすることを特徴とするものである。
本発明によると、ロータ支持軸及びグレーチングに加わる荷重が損傷抑制荷重未満となると、グレーチング変位部が、グレーチングと破砕用ロータの外径面との距離を予め設定した距離とする。
このため、破砕が困難な破砕対象物が破砕室から除去された後は、破砕設備の通常動作に復帰することが可能となる。

次に、本発明のうち、請求項４に記載した発明は、請求項１に記載した発明であって、前記グレーチング離隔部を、前記グレーチングの少なくとも一部の破断荷重が前記ロータ支持軸に設定されている破断荷重未満となるように形成したことを特徴とするものである。
本発明によると、グレーチング離隔部を、グレーチングの少なくとも一部の破断荷重が、ロータ支持軸に設定されている破断荷重未満となるように形成する。

このため、破砕室内に破砕が困難な破砕対象物が投入されて、グレーチングに損傷抑制荷重以上の荷重が加わった場合であっても、グレーチングの少なくとも一部を破断させることにより、グレーチングと破砕用ロータとの距離を増加させることが可能となる。これにより、破砕対象物が破砕用ロータに加える荷重を低減させて、ロータ支持軸に加わる荷重を低減させることが可能となる。

次に、本発明のうち、請求項５に記載した発明は、請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載した発明であって、前記損傷抑制荷重をＡＬと定義し、前記ロータ支持軸に設定されている破断荷重をＢＬと定義した場合に、ＢＬ／４≦ＡＬ≦ＢＬ／２の条件式が成立していることを特徴とするものである。
本発明によると、損傷抑制荷重の値を、ロータ支持軸に設定されている破断荷重の四分の一から二分の一の範囲内に設定している。

このため、損傷抑制荷重の下限値をロータ支持軸に設定されている破断荷重の四分の一未満の値とした場合と比較して、グレーチングに荷重が加わった場合に破砕設備の通常動作が不必要に停止する頻度を低下させることが可能となる。これに加え、損傷抑制荷重の上限値をロータ支持軸に設定されている破断荷重の二分の一を超える値とした場合と比較して、グレーチングに損傷抑制荷重以上の荷重が加わった場合に、破砕対象物が破砕用ロータに加える荷重を低減させる際の余裕代を増加させることが可能となる。

本発明によれば、破砕室内に破砕が困難な破砕対象物が投入されて、ロータ支持軸及びグレーチングに損傷抑制荷重以上の荷重が加わった場合であっても、グレーチングと破砕用ロータとの距離が増加するため、ロータ支持軸に加わるロータ支持軸の径方向への荷重を低減させることが可能となる。
このため、破砕設備において、他の部品と比較して高価な部品であり、また、重要度の高い部品であるロータ支持軸の損傷・折損を抑制して、破砕設備のメンテナンスコストを低減することが可能となる。

本発明の第一実施形態の破砕設備の概略構成を示す図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 本発明の第一実施形態の破砕設備の作動状態を示す図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 従来例の破砕設備の作動状態を示す図であり、破砕用ロータ及び下部グレーチングの一部を、破砕用ロータの径方向から見た断面図である。 本発明の第二実施形態の破砕設備の概略構成を示す図である。 下部グレーチングを破砕用ロータ側から見た図である。 本発明の第二実施形態の破砕設備の作動状態を示す図であり、破砕用ロータ及び下部グレーチングの一部を、破砕用ロータの径方向から見た断面図である。 従来例の破砕設備の概略構成を示す図である。

（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態（以下、「本実施形態」と記載する）について、図面を参照しつつ説明する。
（構成）
まず、図１及び図２を用いて、本実施形態の破砕設備の構成を説明する。
図１は、本実施形態の破砕設備の概略構成を示す図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図１及び図２では、図９で示したものと同様の構成について、同一の符号を付して示している。
図１及び図２に示すように、破砕設備１は、破砕室２と、フィードローラ４と、破砕用ロータ６と、ロータ支持軸８と、下部グレーチング１０と、上部グレーチング１２と、リジェクトドア１４と、グレーチング離隔部１６を備えている。

破砕室２は、破砕設備１を形成するケーシング１８の内部空間であり、原料投入口２０と連通している。
原料投入口２０は、破砕対象物（金属廃棄物等のスクラップ）を破砕室２へ投入するための搬送経路であり、外部と破砕室２を連通している。
フィードローラ４は、原料投入口２０に配置されており、外部から投入された破砕対象物を、破砕室２へ移動させる。
破砕用ロータ６は、破砕室２内に配置されており、複数のロータディスク２２と、複数のハンマーピン２４と、複数のハンマー２６を有している。

各ロータディスク２２は、円環状に形成されており、互いに間隔を空けて配列されている。
各ハンマーピン２４は、各ロータディスク２２の外径側の一部を貫通しており、各ロータディスク２２の周方向に沿って均等に配置されている。なお、本実施形態では、一例として、破砕用ロータ６が、六本のハンマーピン２４を有している場合について示す。また、本実施形態では、一例として、六本のハンマーピン２４が、破砕用ロータ６の周方向に沿って等間隔で配置されている場合について示す。

したがって、互いに間隔を空けて配列されている各ロータディスク２２と、各ロータディスク２２の外径側の一部を貫通している各ハンマーピン２４を有する破砕用ロータ６は、軸方向（各ロータディスク２２の配列方向）から見た断面形状が、円形となっている。
ロータ支持軸８は、各ロータディスク２２の中心に挿通されており、各ロータディスク２２と各ハンマーピン２４を有する破砕用ロータ６を、回転可能に軸支している。

また、ロータ支持軸８の両端は、ケーシング１８に取り付けた二つのロータ軸受２８により、それぞれ、回転可能に支持されている。なお、各ロータ軸受２８は、例えば、円筒ころ軸受を用いて形成されている。
また、ロータ支持軸８の一方の端部は、ロータ軸受２８を貫通しており、ユニバーサルジョイント３０（自在継手）を介して、ケーシング１８の外部に設置されたモータ３２に連結されている。

ハンマー２６は、ハンマー支持部３４と、破砕部３６を備えている。
ハンマー支持部３４は、ハンマーピン２４を挿通するピン挿通孔を有し、ピン挿通孔にハンマーピン２４を挿通した状態で、隣り合うロータディスク２２間に配置されている。
破砕部３６は、ハンマー支持部３４よりも体積・質量が大きく形成されており、モータ３２を回転させて、ロータ支持軸８が回転可能に軸支している破砕用ロータ６を回転させると、遠心力により、各ロータディスク２２の外径面から突出する。

下部グレーチング１０は、例えば、複数箇所の開口部（図中及び以降の説明では、「下側開口部３８」と記載する）を有する格子状の鋳物で形成されており、ケーシング１８のうち、破砕室２の下方に取り付けられて、破砕用ロータ６の下方に配置された状態で、破砕用ロータ６の外径面と離間して対向配置されている。
下部グレーチング１０を破砕用ロータ６側から見ると、下部グレーチング１０のうち下側開口部３８が占める面積が、下部グレーチング１０の骨格部分（肉厚部分）よりも小さくなっている。

上部グレーチング１２は、下部グレーチング１０と同様、例えば、複数箇所の開口部（図中及び以降の説明では、「上側開口部４０」と記載する）を有する格子状の鋳物で形成されており、ケーシング１８のうち、破砕室２の上方に取り付けられて、破砕用ロータ６の上方に配置されている。
上部グレーチング１２を破砕用ロータ６側から見ると、上部グレーチング１２のうち上側開口部４０が占める面積が、上部グレーチング１２の骨格部分（肉厚部分）よりも小さくなっている。

リジェクトドア１４は、上部グレーチング１２の下方に取り付けられ、開閉可能に形成されている。リジェクトドア１４を開放した状態では、上部グレーチング１２の下方に、下部グレーチング１０及び上部グレーチング１２が有する開口部の開口面積よりも大きな空間が形成される。
グレーチング離隔部１６は、グレーチング変位部４２を備えている。
グレーチング変位部４２は、例えば、油圧シリンダーを用いて形成されており、往復運動するピストン４４のうち、シリンダー４６の外部へ突出している部分が、下部グレーチング１０のうち、破砕用ロータ６の外径面と対向している面と反対側の面に連結されている。なお、本実施形態では、一例として、グレーチング変位部４２を、油圧シリンダーを用いて形成した場合を示す。

ピストン４４が往復運動する方向は、ロータ支持軸８の径方向に向けられている。
なお、本実施形態では、一例として、ピストン４４が往復運動する方向を、ロータ支持軸８の径方向のうち、鉛直方向とした場合を示す。
以上により、グレーチング変位部４２は、下部グレーチング１０をロータ支持軸８の径方向へ移動可能に支持している。

また、グレーチング変位部４２は、シリンダー４６の油圧を図外のポンプにより設定して、ロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に予め設定した損傷抑制荷重以上の荷重が加わると、下部グレーチング１０を破砕用ロータ６の外径面から離れる方向へ移動させる。
損傷抑制荷重は、ロータ支持軸８に設定されている破断荷重未満の値、具体的には、ロータ支持軸８の径方向への破断荷重未満の値であり、ロータ支持軸８の構成（諸元等）に応じて、予め設定する。

本実施形態では、一例として、損傷抑制荷重をＡＬと定義し、ロータ支持軸８に設定されている破断荷重をＢＬと定義した場合に、以下の条件式（１）が成立している場合を示す。
ＢＬ／４≦ＡＬ≦ＢＬ／２ … （１）
本実施形態では、シリンダー４６の油圧を設定して、ロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に加わる荷重が損傷抑制荷重未満となると、破砕用ロータ６の外径面から離れる方向へ移動していた下部グレーチング１０を、破砕用ロータ６の外径面へ近づく方向へ移動させる。

これにより、本実施形態では、グレーチング変位部４２により、ロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に加わる荷重が損傷抑制荷重未満となると、下部グレーチング１０と破砕用ロータ６の外径面との距離が、予め設定した距離となる。予め設定した距離とは、破砕設備１を使用していない状態で、下部グレーチング１０と破砕用ロータ６の外径面との間に形成されている隙間の、破砕用ロータ６の径方向に沿った長さである。

また、本実施形態では、一例として、破砕室２内に投入された破砕対象物がロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に加える荷重に応じて、シリンダー４６の油圧を制御する場合について示す。具体的には、下部グレーチング１０の損耗が大きく、下部グレーチング１０の強度が低くなるほど、シリンダー４６の油圧を低下させる。
また、本実施形態では、一例として、下部グレーチング１０の使用期間に応じて、シリンダー４６の油圧を制御する場合について示す。

この場合、例えば、新品の下部グレーチング１０を設置してから交換するまでの期間（耐用年数）を、設置から二年間と設定し、新品の下部グレーチング１０を設置してから一年間経過した時点で、新品の下部グレーチング１０を設置した時点よりも、シリンダー４６の油圧を低下させる。さらに、新品の下部グレーチング１０を設置してから一年半経過した時点で、新品の下部グレーチング１０を設置してから一年間経過した時点よりも、シリンダー４６の油圧を低下させる。
これは、破砕設備１の使用期間が長くなるほど、下部グレーチング１０の厚さ（ロータ支持軸８の径方向に沿った下部グレーチング１０の長さ）が減少して、下部グレーチング１０の強度が低下し、下部グレーチング１０が破損する可能性が増加するためである。

（動作・作用等）
以下、上記の構成を備えた破砕設備１が行う動作・作用等について、図１及び図２を参照しつつ、図３から図５を用いて説明する。
図３は、本実施形態の破砕設備の作動状態を示す図である。図３では、図１及び図２に示したものと同様の構成について、同一の符号を付して示している。
破砕設備１の使用時には、モータ３２（図２参照）を駆動させて破砕用ロータ６を回転させ、図３に示すように、各ハンマー２６が備える破砕部３６を、それぞれ、遠心力により各ロータディスク２２の外径面から突出させた状態で、フィードローラ４を作動させて、破砕対象物ＳＡを、原料投入口２０から破砕室２へ投入する。

破砕室２へ投入された破砕対象物ＳＡは、各ハンマー２６が備える破砕部３６により破砕室２内で小さく破砕され、下部グレーチング１０が有する下側開口部３８から落下して排出されるか、または、破砕用ロータ６の回転に伴って、上部グレーチング１２が有する上側開口部４０を通過して排出され、図外の分別設備等へ搬送される。
このとき、破砕室２へ投入された破砕対象物ＳＡが、破砕設備１の破砕能力を超えた形状や硬さの破砕対象物等、破砕が困難な破砕対象物ＳＢである場合、この破砕対象物ＳＢは、破砕用ロータ６の回転により、図３に示すように、下部グレーチング１０と破砕用ロータ６（ハンマー２６も含む場合がある）との間に移動する。

破砕が困難な破砕対象物ＳＢとは、例えば、金属を含んで破砕が困難な硬度を有するとともに、破砕用ロータ６（ロータディスク２２）と下部グレーチング１０との間に形成されている隙間よりも大きなスクラップである。
破砕が困難な破砕対象物ＳＢが、下部グレーチング１０と破砕用ロータ６との間に移動すると、ロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に対し、ロータ支持軸８の径方向への荷重が加わることとなる。

本実施形態の破砕設備１は、グレーチング離隔部１６が備えるグレーチング変位部４２が、ロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に損傷抑制荷重以上の荷重が加わると、下部グレーチング１０を破砕用ロータ６の外径面から離隔させるため、下部グレーチング１０と破砕用ロータ６との間に移動した破砕対象物ＳＢによりロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に加わった荷重が損傷抑制荷重以上となると、図４に示すように、下部グレーチング１０が破砕用ロータ６の外径面から離れるように下降する。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図で、図１及び図２に示したものと同様の構成について、同一の符号を付して示している。

下部グレーチング１０が破砕用ロータ６の外径面から離れるように下降すると、下部グレーチング１０と破砕用ロータ６との距離を増加させることが可能となるため、下部グレーチング１０と破砕用ロータ６との間に移動した破砕対象物ＳＢがロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に加える、ロータ支持軸８の径方向への荷重を低減することが可能となる。
このため、破砕室２内に破砕が困難な破砕対象物ＳＢが投入されて、ロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に損傷抑制荷重以上の荷重が加わった場合であっても、ロータ支持軸８に加わる荷重を低減させて、ロータ支持軸８の損傷を抑制することが可能となる。

これに対し、上述した従来例の破砕設備１のように、グレーチング離隔部１６を備えていない破砕設備１では、下部グレーチング１０と破砕用ロータ６との間に破砕対象物ＳＢが移動すると、例えば、図５中に示すように、破砕用ロータ６が破砕対象物ＳＢに乗り上げる状態（図中に示す「乗り上げ」）が発生する。なお、図５は、従来例の破砕設備の作動状態を示す図で、破砕用ロータ及び下部グレーチングの一部を、破砕用ロータの径方向から見た断面図である。図５では、図１から図４に示したものと同様の構成について、同一の符号を付して示している。

破砕用ロータ６が破砕対象物ＳＢに乗り上げると、破砕対象物ＳＢが破砕用ロータ６に加えるロータ支持軸８の径方向への荷重により、破砕用ロータ６及びロータ支持軸８が押し上げられ、ロータ支持軸８に損傷が生じる。ここで、ロータ支持軸８に生じる損傷が大きい場合、図５に示すように、ロータ支持軸８が折損（図中に示す「折損」）することとなる。

下部グレーチング１０と破砕用ロータ６との間に移動した破砕対象物ＳＢは、下側開口部３８から落下しない大きさで、破砕用ロータ６の回転により搬送されて、開放した状態のリジェクトドア１４から、図外の分別設備等へ搬送される。
破砕対象物ＳＢがリジェクトドア１４から搬送されて、破砕室２から除去されると、ロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に加わっていた荷重が減少する。

そして、ロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に加わる荷重が損傷抑制荷重未満となると、グレーチング変位部４２が、下部グレーチング１０と破砕用ロータ６の外径面との距離を、予め設定した距離とする。
これにより、破砕が困難な破砕対象物ＳＢが破砕室２から除去された後は、破砕設備１の通常動作に復帰することが可能となる。

（第一実施形態の効果）
以下、本実施形態の効果を列挙する。
（１）本実施形態の破砕設備１では、破砕室２内に破砕が困難な破砕対象物ＳＢが投入されて、ロータ支持軸８に設定されている破断荷重未満に設定した損傷抑制荷重以上の荷重が、ロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に加わると、グレーチング離隔部１６が、下部グレーチング１０を破砕用ロータ６の外径面から離隔させる。
このため、破砕室２内に破砕が困難な破砕対象物ＳＢが投入されて、ロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に損傷抑制荷重以上の荷重が加わった場合であっても、下部グレーチング１０と破砕用ロータ６との距離が増加するため、ロータ支持軸８に加わるロータ支持軸８の径方向への荷重を低減させることが可能となる。これにより、ロータ支持軸８の損傷を抑制することが可能となる。

その結果、破砕設備１において、他の部品と比較して高価な部品であり、また、重要度の高い部品であるロータ支持軸８の損傷・折損を抑制して、破砕設備１のメンテナンスコストを低減することが可能となる。
また、ロータ支持軸８の損傷・折損を抑制することが可能となるため、破砕設備１の使用寿命を延長させることが可能となる。

（２）本実施形態の破砕設備１では、グレーチング離隔部１６が備えるグレーチング変位部４２が、損傷抑制荷重以上の荷重がロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に加わると、下部グレーチング１０を破砕用ロータ６の外径面から離れる方向へ移動させる。
このため、破砕室２内に破砕が困難な破砕対象物ＳＢが投入されて、ロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に損傷抑制荷重以上の荷重が加わった場合であっても、下部グレーチング１０を破砕用ロータ６の外径面から離れる方向へ移動させて、下部グレーチング１０と破砕用ロータ６との距離を増加させることが可能となる。
その結果、下部グレーチング１０と破砕用ロータ６との間に移動した破砕対象物ＳＢが破砕用ロータ６に加える荷重を低減させて、ロータ支持軸８に加わる荷重を低減させることが可能となるため、ロータ支持軸８の損傷を抑制することが可能となる。

（３）本実施形態の破砕設備１では、ロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に加わる荷重が損傷抑制荷重未満となると、グレーチング変位部４２が、下部グレーチング１０と破砕用ロータ６の外径面との距離を予め設定した距離とする。
このため、破砕が困難な破砕対象物ＳＢが破砕室２から除去された後は、破砕設備１の通常動作に復帰することが可能となる。
その結果、下部グレーチング１０の交換作業や位置決め等を行うことなく、破砕が困難な破砕対象物ＳＢが破砕室２から除去された後は、破砕設備１の通常動作に復帰することが可能となり、破砕設備１の稼動効率低下を抑制することが可能となる。

（４）本実施形態の破砕設備１では、損傷抑制荷重ＡＬの値を、ロータ支持軸８に設定されている破断荷重ＢＬの四分の一から二分の一の範囲内に設定している。
このため、損傷抑制荷重ＡＬの下限値をロータ支持軸８に設定されている破断荷重ＢＬの四分の一未満の値とした場合と比較して、ロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に荷重が加わった場合に破砕設備１の通常動作が不必要に停止する頻度を低下させることが可能となる。これに加え、損傷抑制荷重ＡＬの上限値をロータ支持軸８に設定されている破断荷重ＢＬの二分の一を超える値とした場合と比較して、ロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に損傷抑制荷重以上の荷重が加わった場合に、破砕対象物ＳＢが破砕用ロータ６に加える荷重を低減させる際の余裕代を増加させることが可能となる。
その結果、損傷抑制荷重ＡＬの値を、破断荷重ＢＬの四分の一未満の値とした場合や、破断荷重ＢＬの二分の一を超える値とした場合と比較して、破砕設備１の稼動効率低下を抑制しつつ、ロータ支持軸８の損傷を抑制することが可能となる。

（変形例）
以下、本実施形態の変形例を列挙する。
（１）本実施形態の破砕設備１では、グレーチング変位部４２を、油圧シリンダーを用いて形成したが、グレーチング変位部４２の構成は、これに限定するものではない。
すなわち、グレーチング変位部４２を、例えば、モータ等のアクチュエータを用いて形成し、下部グレーチング１０をロータ支持軸８の径方向へ変位可能な構成としてもよい。
同様に、グレーチング変位部４２を、例えば、コイルスプリング等の弾性体を用いて形成し、その伸縮方向をロータ支持軸８の径方向へ向けた構成としてもよい。

（２）本実施形態の破砕設備１では、損傷抑制荷重ＡＬの値を、ロータ支持軸８の径方向への破断荷重ＢＬの四分の一から二分の一の範囲内に設定したが、損傷抑制荷重ＡＬの値は、これに限定するものではない。すなわち、損傷抑制荷重ＡＬの値は、破断荷重ＢＬ未満であれば、破断荷重ＢＬの四分の一未満の値や、破断荷重ＢＬの二分の一を超える値としてもよい。

（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態（以下、本実施形態と記載する）について、図面を参照しつつ説明する。なお、上述した第一の実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明する。
（構成）
まず、図１から図４を参照しつつ、図６及び図７を用いて、本実施形態の破砕設備の構成を説明する。
図６は、本実施形態の破砕設備の概略構成を示す図であり、図７は、下部グレーチングを破砕用ロータ側から見た図である。図６及び図７では、図１から図４に示したものと同様の構成について、同一の符号を付して示している。

本実施形態の破砕設備１の構成は、グレーチング離隔部１６の構成を除き、上述した第一実施形態と同様であるため、以降の説明は、グレーチング離隔部１６を中心に行い、上述した第一実施形態と同様の部分については、説明を省略する場合がある。
本実施形態の破砕設備１が備えるグレーチング離隔部１６は、下部グレーチング１０を、下部グレーチング１０の少なくとも一部の破断荷重が、ロータ支持軸８に設定されている破断荷重未満となるように形成して構成されている。
具体的には、下部グレーチング１０の材料や厚さ（ロータ支持軸８の径方向に沿った下部グレーチング１０の長さ）・幅（ロータ支持軸８の軸方向に沿った下部グレーチング１０の長さ）等を設定することにより、下部グレーチング１０の少なくとも一部の破断荷重が、ロータ支持軸８に設定されている破断荷重未満となる値に設定している。

これにより、グレーチング離隔部１６は、上述した損傷抑制荷重以上の荷重がロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に加わると、下部グレーチング１０の一部を破断させるように形成されている。
なお、本実施形態では、一例として、グレーチング離隔部１６を、下部グレーチング１０の一部を破砕用ロータ６の周方向に沿って連続する薄肉部４８で形成した場合を示す。
これにより、本実施形態では、グレーチング離隔部１６の構成を、下部グレーチング１０に損傷抑制荷重以上の荷重が加わると、下部グレーチング１０を破砕用ロータ６の周方向に沿って破断させる構成とする。
その他の構成は、上述した第一実施形態と同様である。

（動作・作用等）
次に、図３、図６及び図７を参照しつつ、図８を用いて、上記の構成を備えた破砕設備１の動作・作用等について説明する。なお、上述した第一実施形態と同様の内容については、その記載を省略する場合がある。
破砕設備１の使用時には、図３に示すように、モータ３２を駆動させて破砕用ロータ６を回転させて、各ハンマー２６が備える破砕部３６を、それぞれ、遠心力により各ロータディスク２２の外径面から突出させた後に、フィードローラ４を作動させて、破砕対象物ＳＡを、原料投入口２０から破砕室２へ投入する。
このとき、破砕室２へ投入された破砕対象物ＳＡが、破砕設備１の破砕能力を超えた形状や硬さの破砕対象物等、破砕が困難な破砕対象物ＳＢである場合、この破砕対象物ＳＢは、破砕用ロータ６の回転により、下部グレーチング１０と破砕用ロータ６（ハンマー２６も含む場合がある）との間に移動する。

破砕が困難な破砕対象物ＳＢが、下部グレーチング１０と破砕用ロータ６との間に移動すると、ロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に対し、ロータ支持軸８の径方向への荷重が加わることとなる。
ここで、本実施形態の破砕設備１は、グレーチング離隔部１６を、損傷抑制荷重以上の荷重がロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に加わると、下部グレーチング１０の一部を破断させる薄肉部４８で形成している。
これに加え、本実施形態の破砕設備１は、薄肉部４８の構成を、ロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に損傷抑制荷重以上の荷重が加わると、下部グレーチング１０を破砕用ロータ６の周方向に沿って破断させる構成としている。

したがって、下部グレーチング１０と破砕用ロータ６との間に移動した破砕対象物ＳＢによりロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に加わったロータ支持軸８の径方向への荷重が、損傷抑制荷重以上となると、図８に示すように、薄肉部４８が損傷して、下部グレーチング１０が破砕用ロータ６の周方向に沿って破断する。なお、図８は、本実施形態の破砕設備の作動状態を示す図であり、破砕用ロータ及び下部グレーチングの一部を、破砕用ロータの径方向から見た断面図である。また、図８では、図６及び図７に示したものと同様の構成について、同一の符号を付して示している。

薄肉部４８が損傷して、下部グレーチング１０が破砕用ロータ６の周方向に沿って破断すると、下部グレーチング１０と破砕用ロータ６との間に移動した破砕対象物ＳＢが破砕用ロータ６に加える荷重を低減させて、ロータ支持軸８に加わる荷重を低減させることが可能となる。
このため、破砕室２内に破砕が困難な破砕対象物ＳＢが投入されて、ロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に損傷抑制荷重以上の荷重が加わった場合であっても、ロータ支持軸８に加わる荷重を低減させて、ロータ支持軸８の損傷を抑制することが可能となる。
その他の動作・作用等は、上述した第一実施形態と同様である。

（第二実施形態の効果）
以下、本実施形態の効果を記載する。
（１）本実施形態の破砕設備１では、グレーチング離隔部１６が、ロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に損傷抑制荷重以上の荷重が加わると、下部グレーチング１０の少なくとも一部を破断させる。
このため、破砕室２内に破砕が困難な破砕対象物ＳＢが投入されて、ロータ支持軸８及び下部グレーチング１０に損傷抑制荷重以上の荷重が加わった場合であっても、下部グレーチング１０の少なくとも一部を破断させることにより、破砕対象物ＳＢが破砕用ロータ６に加える荷重を低減させることが可能となる。
その結果、ロータ支持軸８の損傷を抑制することが可能となるため、ロータ支持軸８の損傷・折損を抑制して、破砕設備１のメンテナンスコストを低減することが可能となるとともに、破砕設備１の使用寿命を延長させることが可能となる。

（変形例）
以下、本実施形態の変形例を記載する。
（１）本実施形態の破砕設備１では、グレーチング離隔部１６を薄肉部４８で形成したが、グレーチング離隔部１６の構成は、これに限定するものではない。
すなわち、下部グレーチング１０薄肉部４８を形成せずに、下部グレーチング１０を、下部グレーチング１０全体の破断荷重が、ロータ支持軸８に設定されている破断荷重未満となるように形成して、グレーチング離隔部１６を構成してもよい。

１ 破砕設備
２ 破砕室
４ フィードローラ
６ 破砕用ロータ
８ ロータ支持軸
１０ 下部グレーチング
１２ 上部グレーチング
１４ リジェクトドア
１６ グレーチング離隔部
１８ ケーシング
２０ 原料投入口
２２ ロータディスク
２４ ハンマーピン
２６ ハンマー
２８ ロータ軸受
３０ ユニバーサルジョイント
３２ モータ
３４ ハンマー支持部
３６ 破砕部
３８ 下側開口部
４０ 上側開口部
４２ グレーチング変位部
４４ ピストン
４６ シリンダー
４８ 薄肉部
５０ 上部排出口
５２ 下部排出口
Ｓ 破砕対象物

Claims (5)

1. 破砕用ロータと、
   前記破砕用ロータを回転可能に軸支するロータ支持軸と、
   前記破砕用ロータの外径面と対向配置したグレーチングと、を備える破砕設備であって、
   前記ロータ支持軸に設定されている破断荷重未満に設定した損傷抑制荷重以上の荷重がロータ支持軸及び前記グレーチングに加わると、前記グレーチングを前記破砕用ロータの外径面から離隔させるグレーチング離隔部を備えることを特徴とする破砕設備。
2. 前記グレーチング離隔部は、前記グレーチングを前記ロータ支持軸の径方向へ移動可能に支持するグレーチング変位部を備え、
   前記グレーチング変位部は、前記損傷抑制荷重以上の荷重が前記ロータ支持軸及び前記グレーチングに加わると、前記グレーチングを前記破砕用ロータの外径面から離れる方向へ移動させることを特徴とする請求項１に記載した破砕設備。
3. 前記グレーチング変位部は、前記ロータ支持軸及び前記グレーチングに加わる荷重が前記損傷抑制荷重未満となると、前記グレーチングと前記破砕用ロータの外径面との距離を予め設定した距離とすることを特徴とする請求項２に記載した破砕設備。
4. 前記グレーチング離隔部を、前記グレーチングの少なくとも一部の破断荷重が前記ロータ支持軸に設定されている破断荷重未満となるように形成したことを特徴とする請求項１に記載した破砕設備。
5. 前記損傷抑制荷重をＡＬと定義し、前記ロータ支持軸に設定されている破断荷重をＢＬと定義した場合に、ＢＬ／４≦ＡＬ≦ＢＬ／２の条件式が成立していることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載した破砕設備。

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