JP2014039909A - 原料の破砕装置および原料の破砕システム - Google Patents

Abstract

【課題】量産を想定した破砕碍子等の廃材（原料）の再利用に際して、廃材を効率良く且つ安定して所定の形状や大きさに破砕する。
【解決手段】アウターコーン２１と、前記アウターコーン２１内に配置されるインナーコーン２２と、前記インナーコーン２２を回転させる駆動部４０とを備え、前記アウターコーン２１と前記インナーコーン２２との間に形成される隙間に、原料を通過させて破砕する原料の破砕装置において、前記隙間は、第１破砕隙間３０ｂと、前記第１破砕隙間３０ｂに対して前記インナーコーン２２の径外方向または径内方向に屈曲して前記第１破砕隙間３０ｂに連通する第２破砕隙間３０ｃとを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、碍子等の廃材をリサイクル材に加工処理する原料の破砕装置および原料の破砕システムに関する。

従来、例えば、電力関係において、電線を絶縁し支持するために電柱や鉄塔等に取付けられる碍子が周知である。この碍子の大半は投棄処分されているのが現状である。しかしながら、この処分策は、産業廃棄物の処分場の枯渇への対応問題や、貴重な資源の再利用化など豊かな地球環境を維持するうえで検討しなければならない重要な課題である。

そこで、近年では、資源の有効利用の観点から、碍子等の産業廃棄物の再利用が図られている。一般的に碍子は、陶器製等の絶縁性を有する碍子本体に、キャップ等の金具が設けられた構造のものである。この碍子は、使用済みになった場合に、碍子本体と金具とに分離される。そして、碍子本体は破砕された状態（以下、破砕碍子という。）で道路舗装用資材、小石や植木鉢の鑑賞用材等として再利用され、金具は金属製品として再利用されている。

また、原料を破砕する破砕装置として、例えば、コーンクラッシャーが公知である（例えば、特許文献１参照）。コーンクラッシャーは、回転駆動される円錐台状のマントルと、マントルに被せるようにして固定されたコーンケーブとを備え、マントルの外周面とコーンケーブの内周面との間に形成された隙間に、原料を噛みこんで破砕させるようにしたものである。

特開２００４−３３０１５５号公報

特許文献１に記載の破砕装置は、原料をマントルの外周面とコーンケーブの内周面との間に形成された隙間に沿って下降させながら破砕させる構造である。また、特許文献１に記載の破砕装置の隙間は、上下方向（原料の移動する方向）に直線状となっている。このため、特許文献１に記載の破砕装置を使用して長尺状の破砕碍子を破砕する場合、破砕碍子が上下方向を向いた状態でマントルの外周面とコーンケーブの内周面との隙間に入ると、破砕碍子は上下方向を向いた状態で隙間内を通過して排出されることとなり、長尺状の碍子を小石状の粒状に破砕することは困難であった。

この結果、破砕碍子は、様々な形状や大きさの不均一な粒状となっている。長尺状の碍子は、道路舗装用資材等として再利用することができず、廃棄しているのが現状である。また、破砕碍子をエクステリア用や植木鉢の観賞用材の小石として利用したい場合には、更に細かくして粒状を略均一にする必要があり、非常に煩雑な特別の破砕作業が必要となっていた。

本発明は、量産を想定した破砕碍子等の廃材（原料）の再利用に際して、原料を効率良く且つ安定して所定の形状や大きさに破砕することができる原料の破砕装置および原料の破砕システムを提供することを目的とする。

本発明が講じた解決手段は、アウターコーンと、前記アウターコーン内に配置されるインナーコーンと、前記インナーコーンを回転させる駆動部とを備え、前記アウターコーンと前記インナーコーンとの間に形成される隙間に、原料を通過させて破砕する原料の破砕装置において、前記隙間は、第１破砕隙間と、前記第１破砕隙間に対して前記インナーコーンの径外方向または径内方向に屈曲して前記第１破砕隙間に連通する第２破砕隙間とを備えていることにある。

前記本発明の原料の破砕装置において、第１破砕隙間に入った長尺状の破砕碍子は、第２破砕隙間との屈曲部を通過できない（破砕碍子の長さの方が、屈曲部を通過できる直線距離より長い）ため、第２破砕隙間に移動するのが規制されることとなる。さらに、後続の原料に押し込まれる長尺状の原料は、押し込まれる力により第２破砕隙間に移動しようとするため、屈曲部で適宜破断して短くなり、第２破砕隙間を通過することが可能となる。このように、長尺状の原料は、第１破砕隙間から第２破砕隙間を通過する際に、適宜大きさや形状に破砕される。

前記本発明の前記原料の破砕装置において、前記隙間は、原料が上方から下方に向けて通過するように上下方向に設けられていることにある。かかる場合には、原料を自重により順次第１破砕隙間および第２破砕隙間に移動させることが可能となる。この結果、原料を上方から下方に向けて通過させる専用の装置が不要となり、装置全体の小型化を図ることが可能となる。

前記本発明の原料の破砕装置において、第１破砕隙間の上方に、投入された原料が攪拌される攪拌空間部を設けたことにある。かかる場合には、原料を攪拌空間部で攪拌して効率良く、第１破砕隙間に移動させることができる。

本発明の原料の破砕システムは、原料を予め粗破砕する第１次破砕装置と、請求項１に記載の原料の破砕装置を第２次破砕装置として備え、前記第１次破砕装置で粗破砕された原料を、前記第２次破砕装置でさらに破砕することにある。

前記本発明は、第１次破砕装置において原料としての破砕碍子等の廃材を予め粗破砕した後に、その粗破砕した廃材を第２次破砕装置で破砕するため、量産を想定した破砕碍子等の廃材の再利用に際して、廃材を効率良く且つ安定して所定の形状や大きさに破砕することができる。この結果、本発明の原料の破砕システムにおいて、第２次破砕装置を通過した破砕碍子は、道路舗装用資材、エクステリア用や植木鉢の観賞用材の小石として再利用することができる。

本発明は、アウターコーンとインナーコーンとの間に形成される隙間が、第１破砕隙間と、前記第１破砕隙間に対して前記インナーコーンの径外方向または径内方向に屈曲して前記第１破砕隙間に連通する第２破砕隙間とを備えているので、碍子等の原料を効率良く且つ安定して所定の形状や大きさに破砕することができる。

本発明の原料の破砕システムの実施形態に係る碍子屑の再生リサイクルシステムの概略図である。 本発明の実施形態に係る第２次破砕装置の一部断面を含む正面図である。 本発明の実施形態に係る第２次破砕装置のインナーコーンと下部架台とを示す一部破断を含む平面図である。 第２次破砕装置で破砕碍子を破砕する状態の要部を示す断面図である。 アウターコーンとインナーコーンとの間隔調整の要部を示す断面図である。 アウターコーンを底面から視た断面斜視図である。 インナーコーンを示す斜視図である。 破砕碍子を示し、（ａ）は第１次破砕装置で破砕された長尺状の碍子の斜視図、（ｂ）は第２次破砕装置で破砕された破砕碍子の斜視図である。 本発明の他実施形態に係る原料の破砕装置の一部破断を含む正面図である。 本発明の他実施形態に係る原料の破砕装置の要部を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１〜図８は、本発明の原料の破砕システムを碍子屑の再生リサイクルシステムに採用した一実施形態を示す。

図１は、碍子屑の再生リサイクルシステム１の概略図、図２は、第２次破砕装置２０の一部断面を含む正面図である。

碍子屑の再生リサイクルシステム１は、図１に示すように、受入ホッパ２と、第１次破砕装置１０と、磁選機１１と、第２次破砕装置２０と、連続型研磨装置７０と、篩機７１とを備えている。

受入ホッパ２は、所定場所に集積された碍子屑５を１次破砕するものである。第１次破砕装置１０は、受入ホッパ２からコンベア装置３を介して搬送された碍子屑５を破砕するジョークラッシャーからなる。第１次破砕装置１０は、垂直に固定された固定ジョーと、一端を固定されながら前後に揺動するスウィングジョーとの間で碍子屑５を圧砕するもので、従来周知のものである。第１次破砕装置１０は、碍子屑を例えば、６０ｍｍ〜１００ｍｍの粒状の破砕碍子６に予め粗破砕する。

第２次破砕装置２０は、第１次破砕装置１０で破砕された破砕碍子６を更に細かく破砕して例えば、２５ｍｍ以下の粒状にするコーンクラッシャーからなる。なお、破砕碍子６は、第１次破砕装置１０から排出されて第２次破砕装置２０に搬送される前に、磁選機１１により金具が分離される。第２次破砕装置２０は、図２に示すように、アウターコーン２１と、アウターコーン２１内に配置されたインナーコーン２２と、インナーコーン２２を回転させる駆動部４０と、アウターコーン２１およびインナーコーン２２を支持する架台５０とを備えている。

図３は、インナーコーン２２と下部架台５１とを示す一部破断を含む平面図、図４は、第２次破砕装置２０で破砕碍子を破砕する状態の要部を示す断面図、図５は、アウターコーン２１とインナーコーン２２との要部を示す断面図、図６は、アウターコーン２１を底面から視た断面斜視図である。

アウターコーン２１は、上下面が開口され中心部が貫通する筒状体から形成されており、下方に向けて直径が小さくなるテーパー状の傾斜面からなる第１アウター周面２１ａと、第１アウター周面２１ａから下方に延設する垂直状の凹周面からなる第２アウター周面２１ｂと、第２アウター周面２１ｂ下端からアウターコーン２１径外方向に延設されたテーパー状の傾斜面からなる第３アウター周面２１ｃとを備えている。

第１アウター周面２１ａ、第２アウター周面２１ｂおよび第３アウター周面２１ｃには、耐摩耗性を目的として線状の溶接材２８が上下方向に肉盛溶接されている。

図７は、インナーコーン２２を示す斜視図である。インナーコーン２２は、図４および図７に示すように、上方に向けて直径が小さくなるテーパー胴部２３と、テーパー胴部２３から下方に連続する垂直胴部２４と、垂直胴部２４からインナーコーン２２径外方向に拡径する拡径部２５とから構成されている。そして、テーパー胴部２３の表面が、第１インナー周面２３ａとなり、垂直胴部２４の表面が凸周面からなる第２インナー周面２４ａとなり、拡径部２５のテーパー状の傾斜面が第３インナー周面２５ａとなる。

アウターコーン２１の内周面とインナーコーン２２の外周面との間には、破砕碍子６を噛み込んで破砕させる破砕空間３０が形成されている。すなわち、インナーコーン２２の第１インナー周面２３ａとアウターコーン２１の第１アウター周面２１ａとの間で主に破砕碍子６の攪拌が行われる攪拌空間部３０ａが形成されている。

インナーコーン２２の第２インナー周面２４ａと、アウターコーン２１の第２アウター周面２１ｂとの間には、攪拌空間部３０ａ下部に連通する筒状の第１破砕隙間３０ｂが形成されている。

インナーコーン２２の第３インナー周面２５ａとアウターコーン２１の第３アウター周面２１ｃとの間で第１破砕隙間３０ｂ下部に連通する第２破砕隙間３０ｃが形成されている。第１破砕隙間３０ｂと第２破砕隙間３０ｃとは、屈曲して形成されており、第１破砕隙間３０ｂと第２破砕隙間３０ｃとの連通部は、鈍角の屈曲部３０ｄとなっている。好ましくは、第１破砕隙間３０ｂと第２破砕隙間３０ｃとの屈曲角度αは、９０度＜α＜１５０度の関係にある（図５参照）。

第１インナー周面２３ａ、第２インナー周面２４ａおよび第３インナー周面２５ａには、耐摩耗性を目的として線状の溶接材３１が上下方向に肉盛溶接されている。

インナーコーン２２の上部には、攪拌空間部３０ａ内に臨むように攪拌羽根２７が設けられており、攪拌羽根２７はインナーコーン２２と一体回転するようになっている。

駆動部４０は、インナーコーン２２を所定速度で回転させるインナーコーン駆動電動機からなる。駆動部４０の上部は、架台５０に固定されている。すなわち、架台５０は、接地される下部架台５１と、上部架台５３とからなる。下部架台５１は円板状の底部５５と底部５５から立設され、上面にフランジ５６有する複数本の支柱５７とを備えている。駆動部４０の上部は底部５５に固定されている。上部架台５３には、アウターコーン２１が固定されている。上部架台５３の下部には、下部架台５１のフランジ５６に対向するフランジ５８が設けられている。

図４に示すように、フランジ５６、５８同士間には、所定の厚み寸法ｔを有する破砕隙間調整板５９が介在されている。そして、フランジ５６、５８同士はボルト５４により着脱自在に締結固定されている。破砕隙間調整板５９は、複数種類の寸法ｔのものが準備されており、この厚み寸法ｔを調整することにより、図５に仮想線で示すように、第２破砕隙間３０ｃの上下方向の隙間を調整することができるようになっている。なお、破砕隙間調整板５９、フランジ５６、５８およびボルト５４により、隙間調整手段が構成されている。

下部架台５１の底部５５とインナーコーン２２の拡径部２５との間には、破砕碍子６が一旦貯留される溜まり部４５が形成されている。インナーコーン２２の拡径部２５の下面には、溜まり部４５に臨む掻き寄せ板４６が設けられている。下部架台５１の底部５５には、溜まり部４５に連通する複数の排出口５５ａが形成されている。底部５５には、排出口５５ａを介して排出される破砕碍子６が落下するシュータ６０が接続されている。

なお、上部架台５３の上部には、攪拌空間部３０ａに連通し、且つ破砕碍子６が投入されるホッパ６１が設けられている。

本実施形態に係る再生リサイクルシステム１は、以上の構成からなり、次に、再生リサイクルシステム１を使用して、碍子屑５を所定粒状に破砕する場合について説明する。

先ず、集積された碍子屑５を受入ホッパ２に投入する。受入ホッパ２からコンベア装置３を介して搬送された碍子屑５は、第１次破砕装置１０に投入される。そして、第１次破砕装置１０において、碍子屑５を予め所定の大きさに粗破砕し、破砕碍子６と金具とを分離する。なお、第１次破砕装置１０で破砕された破砕碍子６は、不規則な形状や大きなものとなっており、図８（ａ）に示す長尺状の破砕碍子６も混在している。

第１次破砕装置１０で破砕された破砕碍子６は、ベルトコンベア７により適宜搬送され、ホッパ６１に投入される。ホッパ６１に投入された破砕碍子６は、第２次破砕装置２０の上部に投入される。

駆動部４０は、インナーコーン２２を所定の回転速度で回転させる。インナーコーン２２とともに攪拌羽根２７も回転するため、攪拌空間部３０ａに投入された破砕碍子６は、攪拌羽根２７により攪拌空間部３０ａで攪拌される。破砕碍子６は攪拌空間部３０ａに順次投入されるため、攪拌空間部３０ａ内の破砕碍子６は、後続の破砕碍子６の自重が作用し、第１破砕隙間３０ｂに押し込まれる。また、攪拌空間部３０ａ内の破砕碍子６は、互いに衝突し合ったり、インナーコーン２２およびアウターコーン２１に衝突したりするため、適宜破砕される。

攪拌空間部３０ａでは、長尺状の破砕碍子６も混在するため、長尺状の破砕碍子６は、手長方向が上下方向を向く状態で第１破砕隙間３０ｂに入る場合がある。

さらに、破砕碍子６は、押し込まれるため、長尺状の破砕碍子６の先端は、第１破砕隙間３０ｂと第２破砕隙間３０ｃとの屈曲部３０ｄに達する。屈曲部３０ｄに達した長い破砕碍子６は、強制的に上方の破砕碍子６により押圧されるため、屈曲部３０ｄを通過して第２破砕隙間３０ｃに移行しようとする。しかしながら、長い破砕碍子６の下端は、屈曲部３０ｄを通過できず、第２破砕隙間３０ｃへの移行が阻止される。このため、長い破砕碍子６にせん断応力が作用し、長い破砕碍子６は、砕けたり屈曲部で折れたりする（図４参照）。

このように、長い破砕碍子６は、適宜大きさや形状に破砕されながら第２破砕隙間３０ｃへ移動することとなる。

さらに、破砕碍子６は、第２破砕隙間３０ｃにおいて所望の形状や大きさに破砕された後に、溜まり部４５に落下する。溜まり部４５内の破砕碍子６は、インナーコーン２２とともに回転する掻き寄せ板４６により、底部５５上を摺動し、底部５５に形成されている排出口５５ａに達する。排出口５５ａに達した破砕碍子６は、排出口５５ａを介してシュータ６０を落下して排出される。

排出された破砕碍子６は、シュータ６０の下部に配置されたコンベア６３に供給される。さらに、破砕碍子６は、連続型研磨装置７０および篩機７１を通過して、図８（ｂ）に示す所望粒状（例えば、８ｍｍ以下、９ｍｍ〜２５ｍｍ、２５ｍｍ以上の３種類）に分類され、リサイクル材として有効利用することができる。

本発明は、前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、図９に示すものであっても良い。図９は、本発明の他実施形態に係る原料の破砕装置の一部破断を含む正面図である。図９において、第２破砕隙間３０ｃは、インナーコーン２２の下部を小径状に形成することにより、第１破砕隙間３０ｂに対してインナーコーン２２の径内方向に向けて次第に縮径するように形成されている。かかる場合であっても、屈曲部３０ｄにおいて、長尺状の破砕碍子６を破断させることは可能である。なお、図２と同一部材は同一符号を付してそれぞれの説明は省略する。

また、屈曲部３０ｄは単体に限らず、屈曲部３０ｄは複数個設けることも可能である。すなわち、図１０に示すように、第１破砕隙間３０ｂ、第２破砕隙間３０ｃ以外に、さらに、第２破砕隙間３０ｃに連通する第３破砕空間３０ｅを設けることも可能である。

また、以上の実施形態では、破砕碍子６を上方から下方に移動させながら破砕する場合について例示した。本実施形態は、破砕碍子６の破砕に際して破砕碍子６の自重を利用しているため、破砕碍子６を空間部３０に押圧する専用の装置が不要となり、装置全体の小型化を図ることが可能となる。

なお、前記実施形態に限らず、破砕碍子６を横方向に移動させながら破砕する場合であっても良い。具体的には、アウターコーン２１およびインナーコーン２２を横向きに配置し、インナーコーン２２を横軸周りに回転させる構造であっても良い。かかる場合には、攪拌空間部の破砕碍子６を強制的に第１破砕隙間に押圧するプッシャ装置が設けられる。

以上のように破砕処理され表面が丸みを帯びた破砕碍子６は、建設用以外に例えば、エクステリア用や植木鉢の観賞用材の小石、庭石や人工河川等の敷石としても再利用することも可能である。

また、原料は、碍子に限定されるものではなく、陶器製の食器類や、ガラスや屋根瓦等であってもよい。

１ 再生リサイクルシステム
２ 受入ホッパ
６ 破砕碍子（原料）
１０ 第１次破砕装置
２０ 第２次破砕装置
２１ アウターコーン
２１ａ 第１アウター周面
２１ｂ 第２アウター周面
２１ｃ 第３アウター周面
２２ インナーコーン
２３ テーパー胴部
２３ａ 第１インナー周面
２４ 垂直胴部
２４ａ 第２インナー周面
２５ 拡径部
２５ａ 第３インナー周面
２７ 攪拌羽根
３０ 空間部
３０ａ 攪拌空間部
３０ｂ 第１破砕隙間（隙間）
３０ｃ 第２破砕隙間（隙間）
３０ｄ 屈曲部
４０ 駆動部
４５ 溜まり部
４６ 掻き寄せ板
５０ 架台
５１ 下部架台
５３ 上部架台
５５ 底部
５５ａ 排出口
５９ 破砕隙間調整板

本発明が講じた解決手段は、架台に支持されるアウターコーンと、前記アウターコーン内に配置されるインナーコーンと、前記インナーコーンを回転させる駆動部とを備え、前記アウターコーンと前記インナーコーンとの間に形成される隙間に、原料を通過させて破砕する原料の破砕装置において、前記隙間は、原料が上方から下方に向けて通過するように上下方向に設けられた第１破砕隙間と、前記第１破砕隙間に対して前記インナーコーンの径外方向または径内方向に屈曲して前記第１破砕隙間に連通する第２破砕隙間とを備え、前記架台の底部と、前記インナーコーンの下面との間には、前記原料を貯留する溜まり部が、前記第２破砕隙間に連通して形成され、前記インナーコーンの下面には、前記溜まり部に臨む掻き寄せ板が設けられ、前記下部架台の底部には、前記溜まり部に連通する排出口が形成され、前記インナーコーンとともに回転する掻き寄せ板により、掻き寄せられた前記溜まり部内の原料が前記排出口を介して前記架台外部に排出される構成であることにある。

Claims (4)

1. アウターコーンと、前記アウターコーン内に配置されるインナーコーンと、前記インナーコーンを回転させる駆動部とを備え、前記アウターコーンと前記インナーコーンとの間に形成される隙間に、原料を通過させて破砕する原料の破砕装置において、
   前記隙間は、第１破砕隙間と、前記第１破砕隙間に対して前記インナーコーンの径外方向または径内方向に屈曲して前記第１破砕隙間に連通する第２破砕隙間とを備えていることを特徴とする原料の破砕装置。
2. 請求項１に記載の原料の破砕装置において、前記隙間は、原料が上方から下方に向けて通過するように上下方向に設けられていることを特徴とする原料の破砕装置。
3. 請求項２に記載の原料の破砕装置において、前記第１破砕隙間の上方に、投入された原料が攪拌される攪拌空間部を設けたことを特徴とする原料の破砕装置。
4. 原料を予め粗破砕する第１次破砕装置と、前記請求項１に記載の原料の破砕装置を第２次破砕装置として備え、前記第１次破砕装置で粗破砕された原料を、前記第２次破砕装置でさらに破砕することを特徴とする原料の破砕システム。

Images