JP2018023947A - 破砕機および同破砕機のライナ - Google Patents

Abstract

【課題】可動格子部材を通過できる被破砕物の大きさを調整できるとともに、扁平な大型廃棄物が格子部材先端とライナ表面との間隙を通過することを阻止できること。【解決手段】この破砕機1は、衝撃部材3を外周部に有するロータ2が設けられた破砕室6と、破砕室6に隣接して形成され、衝撃部材3により破砕された被破砕物を排出する排出室5と、排出室5に設けられ、所定の大きさ以下の被破砕物を通過させる貫通穴12を有し、水平な旋回軸の周り14に旋回できる可動格子部材11と、排出室5を形成する壁の内面において、可動格子部材11の先端に対向する領域に設けられたライナ10と、を備える。ライナ10の表面と可動格子部材11の先端との間隙を被破砕物が通過することを阻止するための複数の突起18がライナ10の表面に形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、廃車ボディや一般鉄くず等の金属廃棄物等を破砕するための破砕機および同破砕機のライナに関する。

従来、大型金属廃棄物等を破砕するための破砕機として、高速回転するロータの外周部に設けられた衝撃部材（ハンマ等）により廃棄物（被破砕物）を破砕する衝撃式破砕機が使用されている。

衝撃式破砕機は、高速回転する衝撃部材により金属廃棄物等の被破砕物を衝撃・せん断により破砕する破砕機であり、破砕された被破砕物は、種類ごとに分離して有用な金属等を回収し、溶融等の処理を行って再利用されている。

金属廃棄物を再利用するために、破砕された被破砕物は、所定の大きさ以下に破砕されていることが、その後流工程である分離や処理のために重要である。

このため、従来の衝撃式破砕機においては、破砕室の上部の排出室に、所定の粒度または大きさ以下のものが通過できるように、前記所定の粒度または大きさに対応した大きさの貫通穴を多数配置した格子部材（グレート）が設けられており、これら格子部材の貫通穴を通過できた被破砕物が、破砕機から排出されて後流工程へ向けて排出される。一方、貫通穴を通過できなかった被破砕物は、破砕室壁等により跳ね返りつつ、再度、高速回転する衝撃部材により破砕を繰り返されて、最終的に格子部材の貫通穴を通過して排出される。

しかし、これらの衝撃式破砕機においては、例えば、格子部材の貫通穴が所定の大きさ（長さおよび幅。なお、貫通穴の長さおよび幅とは、それぞれ格子部材の長手方向の寸法、および長手方向に直交する方向の寸法をいう。）に固定されているため、金属廃棄物の種類や後流工程が必要とする被破砕物の大きさが異なる場合には、それに応じて、破砕機の運転を停止して貫通穴の異なる格子部材に交換する必要があるなど、非常に不便であった。

そこで、このような不便を解消すべく、図９に示されるように、格子部材６１を排出室５５内で旋回して貫通穴６２の開口の向きを変えることにより、投入口５４から破砕室５６内に投入され、ロータ５２と共に高速回転するハンマ５３で弾かれた被破砕物が飛んでくる方向からの貫通穴６２の投影面積（特に投影長さ）を変化させて、通過できる被破砕物の断面積を変化させるように構成したハンマクラッシャ（衝撃式破砕機）５１が使用されている（例えば、特許文献１や特許文献２）。

しかし、これら従来の破砕機５１においては、排出室５５内においてケーシング５８の表面に設けられたライナ６０の表面に沿って格子部材６１を旋回させるために、格子部材６１の先端とライナ６０の表面との間には、間隙部６３が必要となる。この間隙部６３は、隙間（格子部材６１の先端とライナ６０の表面との間の距離）は小さいが、その幅はほぼ格子部材６１と同じであり、貫通穴６２の幅に比べて非常に大きく、また、ライナ６０の表面は、格子部材６１先端の旋回時の軌跡円弧と同心円の円弧（特許文献１の図１や図２）または軌跡円弧に沿って連続する線分（特許文献２の第２図）であり、表面が滑らかに形成されているため、厚さが間隙部６３の隙間より小さな被破砕物が間隙部６３に突入すると、表面に沿って通過してしまう可能性がある。

このため、特許文献１等の従来の破砕機においては、被破砕物が扁平ないし薄いものである場合には、貫通穴６２を通過できないはずの大きさの廃棄物が、間隙部６３を通過して排出室５５に到達し、その結果、後流過程に排出されてしまうという問題があった。

特開昭５９−７３０６１号公報 特開昭５６−８４６４７号公報

本発明は、従来技術の前記問題点に鑑みなされたものであって、簡易な構成により、可動格子部材を通過できる被破砕物の大きさを調整できるとともに、扁平な大型廃棄物が格子部材先端とライナ表面との間隙を通過することを阻止できる破砕機および同破砕機に使用されるライナを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様による破砕機は、被破砕物を破砕するための衝撃部材を外周部に有するロータが設けられた破砕室と、前記破砕室に隣接して形成され、前記衝撃部材により破砕された前記被破砕物を排出するための排出室と、前記排出室に設けられ、所定の大きさ以下の前記被破砕物を通過させるための貫通穴を有し、水平な旋回軸の周りに旋回することができる可動格子部材と、前記排出室を形成する壁の内面において、前記可動格子部材の先端に対向する領域に設けられたライナと、を備え、前記ライナの表面と前記可動格子部材の先端との間隙を前記被破砕物が通過することを阻止するための複数の突起が前記ライナの表面に形成されている、ことを特徴とする。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記複数の突起は、それぞれ、前記旋回軸と平行な方向に伸びる略直線状を成しており、前記複数の突起は、前記可動格子部材が旋回する方向に所定の間隔を有して配置されている、ことを特徴とする。

本発明の第３の態様は、第２の態様において、前記所定の間隔は、前記可動格子部材の厚さ以下である、ことを特徴とする。

本発明の第４の態様は、第２または第３の態様において、前記旋回軸に直交する面内における前記突起の断面形状が、第一の頂点を突起の先端、第二の頂点を前記破砕室側の前記突起の根元および第三の頂点を前記排出室側の根元とする略三角形である、ことを特徴とする。

本発明の第５の態様は、第４の態様において、前記略三角形の前記第二の頂点の内角が４５度以上、９０度以下である、ことを特徴とする。

本発明の第６の態様は、第４または第５の態様において、互いに隣接する２つの前記突起の断面を形成する２つの前記略三角形において、一方の前記略三角形の前記第二の頂点が他方の前記略三角形の前記第三の頂点と略一致している、ことを特徴とする。

本発明の第７の態様は、第１ないし第６のいずれかの態様において、前記ライナが、前記可動格子部材の旋回方向に分割されている、ことを特徴とする。

本発明の第８の態様は、第１ないし第７のいずれかの態様において、前記ライナが、前記可動格子部材の前記旋回軸の軸方向に複数のユニットに分割されている、ことを特徴とする。

本発明の第９の態様は、第８の態様において、前記旋回軸の軸方向に分割された前記ライナの各ユニット間において、前記突起の前記所定の間隔、位相、形状の少なくとも一つが相違するように構成されている、ことを特徴とする。

本発明の第１０の態様は、第１ないし第９のいずれかの態様において、前記ライナは、前記排出室を形成する壁の側面の上端部に対応する部分が切り欠かれており、または、前記排出室を形成する壁の側面の上端部は、前記ライナに対応する部分が切り欠かれている、ことを特徴とする。

本発明の第１１の態様は、第１乃至第１０のいずれかの態様による破砕機に使用されるライナである。

本発明によれば、簡易な構成により、可動格子部材を通過できる被破砕物の大きさを調整できるとともに、扁平な大型廃棄物が格子部材先端とライナ表面との間隙を通過することを阻止できる破砕機を提供することができる。

本発明の一実施形態による破砕機の概略構造を示す縦断面図。 図１に示した破砕機において、可動格子部材を旋回するときに可動格子部材の先端に対向する範囲に備えられるライナの構造を示す断面図。 ライナの突起の構造を示す断面図。 ライナの突起の変形例の構造を示す断面図。 ライナの突起の他の変形例の構造を示す断面図。 図２のＡ−Ａ断面であって、ライナ１０の旋回軸１４の軸方向に分割されたライナ１０のユニットの端部の構造の実施例１を示す断面図。 図２のＡ−Ａ断面であって、ライナ１０の旋回軸１４の軸方向に分割されたライナ１０のユニットの端部の構造の実施例２を示す断面図。 旋回軸１４の軸方向のライナ１０の端部における３つの実施例を示す断面図。 従来の衝撃式破砕機の概略構造を示す断面図。

以下、本発明の一実施形態による破砕機について、図面を参照して説明する。

図１に示したように、本実施形態による衝撃式の破砕機１は、廃車や金属廃棄物等の被破砕物を投入する投入口４、投入された被破砕物を所定の大きさの小片に破砕するための破砕室６、破砕された被破砕物（小片）を後流工程に排出するための上部排出室５および下部排出室７が形成されたケーシング８を備えている。

破砕室６には、水平軸回りに高速回転するロータ２が設けられ、ロータ２の外周部には、揺動自在に複数のハンマ（衝撃部材）３が周方向に等間隔に取り付けられている。なお、ロータ２の外周部に配置されるハンマ３の個数や隣接するハンマ３同士の間隔については、被破砕物の大きさやロータ２の大きさなどに応じて適宜変更して設定される。

また、破砕室６の内表面には衝突部材１５が配設されており、投入口４から破砕室６に投入された被破砕物は、高速で回転するハンマ３による打撃と破砕室６の内面の衝突部材１５との衝突・跳ね返りを繰り返しつつ、衝撃力ないしせん断力により所定の大きさの小片に破砕され、上部排出室５に配設された可動格子部材１１または下部排出室７に配設された下部格子部材９を経由して排出される。

上部排出室５には、所定の長さおよび幅の開口寸法を有する貫通穴１２が多数形成された可動格子部材１１が配設されている。ここで、ハンマ３に打撃された被破砕物の飛翔方向の垂直面に対する貫通穴１２の投影面積の大きさ（特に、貫通穴１２の投影長さ）は、可動格子部材１１の傾斜角度を変化させることにより変化する。

そこで、ケーシング８の外部に配置した駆動装置（図示省略）によって旋回軸１４を旋回させることにより、可動格子部材１１を適切な角度に傾斜させて、貫通穴１２を通過できる被破砕物の大きさを調整する。なお、可動格子部材１１の傾斜角度は、被破砕物の種類等や破砕機自身の大きさ・構造等に応じて適切な傾斜角度に設定される。

なお、下部排出室７に配置された下部格子部材９は、所定の大きさ以下の被破砕物（小片）が通過できるように寸法が設定された貫通穴１６を多数有する。

可動格子部材１１を旋回させて傾斜したときに、可動格子部材１１より破砕室６側に配置されている部分のケーシング８の内面には、被破砕物の衝突からケーシング８の内表面を保護するために、ライナ１０がケーシング８の内表面に設けられており、また、可動格子部材１１の旋回に支障のないように、可動格子部材１１の先端とライナ１０の表面との間には所定の大きさの間隙部１３が設けられている。

以下、本発明に係る実施形態において、扁平ないし薄い被破砕物が、間隙部１３を通過して上部排出室５側に排出することを防止するため構成および作用について詳細に説明する。

図２は、可動格子部材１１を旋回するときに可動格子部材１１の先端に対向する範囲に備えられるライナ１０の構造を示す断面図である。

ライナ１０の表面には、旋回軸１４の軸と平行な方向（図２の紙面に垂直方向であって、可動格子部材１１の幅方向でもある。）に伸びる略直線状の複数の突起１８が、可動格子部材１１の旋回する方向に並列に所定の間隔（ピッチ）で形成されている。ここで、所定のピッチは、可動格子部材１１の厚さ以下であることが好ましい。これにより、可動格子部材１１を任意の傾斜角度に設定したときに、可動格子部材１１とライナ１０との間隙部１３には、少なくとも１つの突起１８が存在することになり、間隙部１３に突入した被破砕物の通過を突起１８により抑制することができる。

なお、突起１８の所定のピッチは、可動格子部材１１の厚さの２分の１以上であることが好ましい。間隙部１３に存在する突起１８が多くなると、被破砕物が間隙部１３に食い込み、可動格子部材１１を旋回させる場合に支障を生ずる可能性があるからである。

また、図２および図３に示したように、突起１８は、旋回軸１４に直交する面（鉛直断面）内における断面が、第一の頂点Pを突起１８の先端１９、第二の頂点Qを突起１８の破砕室６側の根元２０、第三の頂点Rを突起１８の上部排出室５側の根元２１として形成される略三角形２４で形成されている（図３参照）。さらに、突起１８に隣接する突起１８ａの鉛直断面を形成する略三角形２４ａ（第一の頂点をPa、第二の頂点をQa、第三の頂点をRaとする。）における第三の頂点Raが、突起１８を形成する略三角形２４の第二の頂点Qと略一致するように構成されている（図３参照）。これにより、突起１８の先端１９および根元２０、２１に平坦部分が存在しないため、隣接する突起１８と１８ａとのピッチ（P−Pa間またはQ−Qa間の距離）を極小化でき、間隙部１３の間に多数の突起を配置することが可能となることから、より有効に間隙部１３を介しての被破砕物の通過を阻止することが可能となっている。

なお、ライナ１０において、突起１８の先端１９や根元２０、２１は、図４に示されるように、角部や隅部に丸みを形成させてもよい。

ここで、間隙部１３に突入した被破砕物の通過を阻止するためには、被破砕物は、できるだけ垂直に近い角度で突起１８の破砕室６側の傾斜面２２に対して衝突させることが好ましい。このため、本実施形態においては、図３に示すように、略三角形２４の第二の頂点Qの内角αの角度が４５度以上、９０度以下に設定されることが好ましい。第三の頂点Rの内角βは、第二の頂点Qの内角αより角度が小さいまたは同じであることが好ましい。

なお、設定された第二の頂点Qの内角αに対して、突起１８が所定のピッチに配設できれば、図５に示されるように、突起１８ａの上部排出室５側の根元２１ａと突起１８の破砕室６側の根元２０との間に平坦部ができるように、略三角形２４、２４ａの第三の頂点R、Rａの内角βの角度を設定することができる。

ただし、突起１８の先端１９と可動格子部材１１の先端との間の間隙部１３に被破砕物が噛み込むことを防止するため、突起１８の先端１９に、平坦部を形成しないことが好ましい。

なお、可動格子部材１１を最下位置に傾斜した場合において、間隙部１３に被破砕物が入り込むのを防止するために、その下部に配置される衝突部材１５の表面が間隙部１３を塞ぐように段差１７が備えられている（図１参照）。

ライナ１０は、可動格子部材１１が旋回する方向に、旋回する範囲全体にわたって一体構造として形成されたものであってもよいが、図２に示されるように、分割することが好ましい。可動格子部材１１の下方に配置されるライナ１０は、貫通穴１２を貫通した被破砕物のみが衝突する、可動格子部材１１の上方に配置されるライナ１０よりも被破砕物の衝突頻度が多く、また、傾斜の調整により可動格子部材１１の下方に配置されるライナの使用時間も下方ほど多くなるため、ライナ１０の磨耗量が下方ほど多くなることから、ライナ１０の磨耗量に応じて修理や交換することが可能となるからである。

また、ライナ１０を配設するケーシング８が平板を連結したような形状の場合には、ライナ１０全体を一体として形成すると、形状が複雑になるのに対して、分割することにより、分割された各ライナの構造が単純化することができる。

ライナ１０は、可動格子部材１１の幅方向（旋回軸１４の軸方向）に分割することが好ましい。ライナ１０を細分化されたユニットに分割することにより、取り扱い等が容易になり、また破砕室６の側面から被破砕物が反射して飛翔して衝突する可能性がある側面に近い位置に配設されるユニットと、中央部に配設されているユニットでは、表面の磨耗等が異なる可能性があるところ、磨耗等に応じて修理や交換が可能となるからである。

また、幅方向に分割されたユニット間において、突起１８のピッチ、位相、形状等の少なくとも一つを相違させることにより、間隙部１３における被破砕物の通過をより効果的に阻止することが可能となる。

図６および図７は、それぞれ分割されたライナ１０における隣接するユニット間の境界部分が相違する２つの実施例を示す断面図である。

図６に示される実施例は、可動格子部材１１の幅方向全長にわたって突起に切り欠きがなく連続するように構成することにより、間隙部１３における被破砕物の通過防止を図ったものである。これに対して、図７に示される実施例は、各ユニットの端部において、可動格子部材１１の貫通穴１２と同程度の長さまたは幅の大きさの長さの突起１８の切り欠きを設けた構成であり、貫通穴１２を通過できる程度の被破砕物の通過を許容するが、大型の被破砕物による間隙部１３への食い込み等の防止を図ったものである。

図８（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、旋回軸１４の軸方向のライナ１０の端部における３つの実施例を示す断面図である。

ライナ１０の端部における図８（ａ）に示される実施例は、ケーシング８の側面２５に配設したケーシング側面ライナ２８の形状およびライナ１０の端部とも基本的形状を維持した構成であり、ライナ１０を紙面の下方からケーシング内面等に連結等できるので、据え付け、修理交換等が容易である。

ライナ１０の端部における図８（ｂ）に示される実施例は、ケーシング側面ライナ２８の上部を切り欠いて、その切り欠き部にライナ１０の端部を食い込ませた構成である。

ライナ１０の端部における図８（ｃ）に示される実施例は、ライナ１０のケーシング側の部分を延長してケーシング側面ライナ２８の（紙面における）上部の空間に食い込ませた構成である。

以上、本発明に係る実施形態について、主としてハンマクラッシャを対象に説明したが、本発明はハンマクラッシャに限定されるものではなく、支障がない限り、他の種類・方式の破砕機にも適用可能である。

１ 破砕機
２ ロータ
３ ハンマ（衝撃部材）
４ 投入口
５ 上部排出室
６ 破砕室
７ 下部排出室
８ ケーシング
９ 下部格子部材
１０ ライナ
１１ 可動格子部材
１２ 貫通穴
１３ 間隙部
１４ 旋回軸
１５ 衝突部材
１６ 貫通穴
１７ 段差部
１８ 突起
１８ａ 突起１８に隣接する突起
１９ 先端
２０ 突起１８の破砕室６側の根元
２０ａ 突起１８ａの破砕室６側の根元
２１ 突起１８の上部排出室５側の根元
２１ａ 突起１８ａの上部排出室５側の根元
２２ 突起１８の破砕室側傾斜面
２３ 突起１８の上部排出室側傾斜面
２４ 突起１８を形成する略三角形
２４ａ 突起１８ａを形成する略三角形
２５ ケーシングの側面
２６ ライナの分割されたユニット
２７ 突起１８の切り欠き部
２８ ケーシング側面ライナ
Ｐ 略三角形２４の第一の頂点
Ｐａ 略三角形２４ａの第一の頂点
Ｑ 略三角形２４の第二の頂点
Ｑａ 略三角形２４ａの第二の頂点
Ｒ 略三角形２４の第三の頂点
Ｒａ 略三角形２４ａの第三の頂点
α 略三角形２４の第二の頂点Qの内角
β 略三角形２４の第三の頂点Rの内角

Claims (11)

1. 被破砕物を破砕するための衝撃部材を外周部に有するロータが設けられた破砕室と、
   前記破砕室に隣接して形成され、前記衝撃部材により破砕された前記被破砕物を排出するための排出室と、
   前記排出室に設けられ、所定の大きさ以下の前記被破砕物を通過させるための貫通穴を有し、水平な旋回軸の周りに旋回することができる可動格子部材と、
   前記排出室を形成する壁の内面において、前記可動格子部材の先端に対向する領域に設けられたライナと、を備え、
   前記ライナの表面と前記可動格子部材の先端との間隙を前記被破砕物が通過することを阻止するための複数の突起が前記ライナの表面に形成されている破砕機。
2. 前記複数の突起は、それぞれ、前記旋回軸と平行な方向に伸びる略直線状を成しており、
   前記複数の突起は、前記可動格子部材が旋回する方向に所定の間隔を有して配置されている、請求項１に記載の破砕機。
3. 前記所定の間隔は、前記可動格子部材の厚さ以下である、請求項２に記載の破砕機。
4. 前記旋回軸に直交する面内における前記突起の断面形状が、第一の頂点を突起の先端、第二の頂点を前記破砕室側の前記突起の根元および第三の頂点を前記排出室側の根元とする略三角形である、請求項２または３に記載の破砕機。
5. 前記略三角形の前記第二の頂点の内角が４５度以上、９０度以下である、請求項４に記載の破砕機。
6. 互いに隣接する２つの前記突起の断面を形成する２つの前記略三角形において、一方の前記略三角形の前記第二の頂点が他方の前記略三角形の前記第三の頂点と略一致している、請求項４または５に記載の破砕機。
7. 前記ライナが、前記可動格子部材の旋回方向に分割されている、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の破砕機。
8. 前記ライナが、前記可動格子部材の前記旋回軸の軸方向に複数のユニットに分割されている、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の破砕機。
9. 前記旋回軸の軸方向に分割された前記ライナの各ユニット間において、前記突起の前記所定の間隔、位相、形状の少なくとも一つが相違するように構成されている、請求項８に記載の破砕機。
10. 前記ライナは、前記排出室を形成する壁の側面の上端部に対応する部分が切り欠かれており、または、前記排出室を形成する壁の側面の上端部は、前記ライナに対応する部分が切り欠かれている、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の破砕機。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の破砕機に使用されるライナ。
    

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