JP2018024168A

JP2018024168A - 木材チップ製造装置

Info

Publication number: JP2018024168A
Application number: JP2016157447A
Authority: JP
Inventors: 義人村田; Yoshito Murata
Original assignee: TAGAMI II EKUSU KK
Current assignee: TAGAMI II EKUSU KK
Priority date: 2016-08-10
Filing date: 2016-08-10
Publication date: 2018-02-15

Abstract

【課題】ロータ本体を交換するといったような大掛かりな作業を行うことなく、切削チップおよびピンチップの両方を製造することができる木材チップ製造装置を提供する。【解決手段】チッパドラムロータ１６の取付け部２０に、破砕ビット４５を保持するビットホルダ３７およびチッパナイフ１２を保持するナイフホルダ１３のいずれもが着脱可能に取り付けられるものとし、取付け部２０にビットホルダ３７を取り付けることにより、チッパドラムロータ１６の外周ラインの外側に配置されるようにそのビットホルダ３７に保持された破砕ビット４５で木材Ｗを破砕してピンチップを製造し、一方、取付け部２０にナイフホルダ１３を取り付けるとともに、アダプタパイプ１４をチッパドラムロータ１６の外側に装着することにより、アダプタパイプ１４の外周ラインから刃先部１２ｂが突出するようにナイフホルダ１３に保持されたチッパナイフ１２で木材Ｗを切削して切削チップを製造するものとする。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば伐採された樹木や剪定枝などの木材を切削または破砕して切削チップまたはピンチップを製造する木材チップ製造装置に関するものである。

一般的に、木材チップは、切削チップと破砕チップ（ピンチップ）の２つに分けられる。切削チップは、主に機械的に刃物で切削して得られるもので、おおよそ四角形のフレーク状（キャラメル状）の削片である。ピンチップは、破砕ビットやハンマークラッシャーなどの機械的な打撃により砕いて得られるもので、細長いピン状の木片である。なお、バイオマス発電もしくはパルプ製造に用いる木材チップは切削チップが求められる一方、燃焼炉用もしくは木材の減容を目的とした場合、ピンチップでも十分である。

切削チップを製造する従来の木材チップ製造装置として、ロータ本体にチッパナイフが装着されてなる切削ロータを備える構成のものがある（特許文献１参照）。図４（ａ）に示されるように、この種の木材チップ製造装置１００においては、チッパナイフ１０１を保持するナイフホルダ１０２をチッパドラムロータ（ロータ本体）１０３に設けられた取付け部１０４に取り付け、チッパナイフ１０１の刃先をチッパドラムロータ１０３の外周ラインから突出させるようにして、チッパドラムロータ１０３を回転駆動しそのチッパドラムロータ１０３に向かって送り込まれる木材Ｗを、チッパナイフ１０１で切削して切削チップを製造するようにしている。

特開２０１４−５８０４４号公報

一方、ピンチップを製造する従来の木材チップ製造装置としては、例えば図４（ｂ）に示されるようなものがある。この図４（ｂ）に示される木材チップ製造装置１１０においては、破砕ビット１１１を保持するビットホルダ１１２をチッパドラムロータ（ロータ本体）１１３に設けられた取付け部１１４に取り付け、チッパドラムロータ１１３を回転駆動しそのチッパドラムロータ１１３に向かって送り込まれる木材Ｗを、破砕ビット１１１で破砕してピンチップを製造するようにしている。

ところで、図４（ａ）に示される木材チップ製造装置１００と、図４（ｂ）に示される木材チップ製造装置１１０とは、別々に独立して存在しており、バイオマス発電用燃料もしくはパルプ製造用素材として切削チップを製造する場合には図４（ａ）に示される木材チップ製造装置１００が使用され、燃焼炉用もしくは運搬等処理のための減容としてピンチップを製造する場合には、図４（ｂ）に示される木材チップ製造装置１１０が使用され、目的に応じてそれら木材チップ製造装置１００，１１０を使い分けている。

切削チップとピンチップの両方を製造するためには、図４（ａ）および（ｂ）に示される２種類の木材チップ製造装置１００，１１０を保有しなければならず、設備費が嵩むため、１台の機械で切削チップとピンチップの両方を製造することができる木材チップ製造装置が要望されており、実際、そのような要望に応えるべく、切削チップの製造の用途に適した切削ロータと、ピンチップの製造の用途に適した破砕ロータとを載せ換え可能な木材破砕機が市場に導入されているが、載せ換え時にはロータ本体を交換するといったような大掛かりな作業を行わなければならないという問題点がある。

本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、ロータ本体を交換するといったような大掛かりな作業を行うことなく、切削チップおよびピンチップの両方を製造することができる木材チップ製造装置を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明による木材チップ製造装置は、
破砕ビットを保持するビットホルダおよびチッパナイフを保持するナイフホルダのいずれもが着脱可能に取り付けられる取付け部を有するロータ本体を備え、前記取付け部に前記ビットホルダを取り付け、このビットホルダによって保持される前記破砕ビッドを、前記ロータ本体の外周ラインの外側に配置させるようにして、前記ロータ本体を回転駆動しそのロータ本体に向かって送り込まれる木材を、前記破砕ビットで破砕してピンチップを製造するようにする一方、前記ビットホルダに代えて前記取付け部に前記ナイフホルダを取り付けるとともに、前記ロータ本体の外径よりも大きい内径で前記取付け部に対応する開口部を有するアダプタパイプを、前記取付け部と前記開口部との位置を合わせるように前記ロータ本体の外側に装着し、前記ナイフホルダによって保持される前記チッパナイフの刃先部を、前記開口部を通して前記アダプタパイプの外周ラインから突出させるようにして、前記ロータ本体を回転駆動し前記アダプタパイプに向かって送り込まれる木材を、前記チッパナイフで切削して切削チップを製造するようにしたことを特徴とするものである。

本発明の木材チップ製造装置によれば、ロータ本体の取付け部に、破砕ビットを保持するビットホルダおよびチッパナイフを保持するナイフホルダのいずれもが着脱可能に取り付けられるものとされ、ロータ本体の取付け部にビットホルダを取り付ければ、ロータ本体の外周ラインの外側に配置されるようにそのビットホルダに保持された破砕ビットで木材を破砕してピンチップを製造することができる一方、ビットホルダに代えてロータ本体の取付け部にナイフホルダを取り付けるとともに、アダプタパイプをロータ本体の外側に装着すれば、アダプタパイプの外周ラインから刃先部が突出するようにナイフホルダに保持されたチッパナイフで木材を切削して切削チップを製造することができ、ロータ本体を交換するといったような大掛かりな作業を行うことなく、切削チップおよびピンチップの両方を製造することができる。

本発明の一実施形態に係る木材チップ製造装置の要部の内部構造を示す側面図で、（ａ）は切削チップを製造する形態を示す図、（ｂ）はピンチップを製造する形態を示す図である。同木材チップ製造装置における切削ロータの縦断面図である。同木材チップ製造装置における破砕ロータの縦断面図である。従来技術の説明図で、（ａ）は切削チップ製造用の木材チップ製造装置の要部の内部構造を示す側面図、（ｂ）はピンチップ製造用の木材チップ製造装置の要部の内部構造を示す側面図である。

次に、本発明による木材チップ製造装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜木材チップ製造装置の概略説明＞
図１（ａ）に示される木材チップ製造装置１は、主に、搬入コンベヤ２、送りローラ装置３、切削ロータ４、および送りローラ装置３や切削ロータ４等を収容するケーシング５を備え、搬入コンベヤ２によって水平方向の一側から他側に向かってケーシング５内に運び込まれる丸棒状の木材Ｗを、搬入コンベヤ２と送りローラ装置３とによって挟持した状態で切削ロータ４に向けて真っ直ぐに送り出し、切削ロータ４でその木材Ｗを切削し砕片化して切削チップを製造するように構成されている。なお、以下の説明においては、木材Ｗの送り方向（図１において右方向）を前方向とする。

＜搬入コンベヤの説明＞
搬入コンベヤ２は、図示されないホッパと切削ロータ４との間に無限軌道を形成するように配されるコンベアチェーン６上に鉄履帯プレートを備えてなる搬入コンベアであって、図示されない搬送モータによってコンベアチェーン６が駆動されることにより、図示されないホッパを介して投入されてコンベアチェーン６上に取り付けられた鉄履帯プレート上に載置された木材Ｗを下側から支えながら切削ロータ４へと搬送するように構成されている。なお、搬入コンベヤ２としては、その他に、例えば、単なるドラッグチエーンにて木材Ｗを搬送するようにしたものや、ゴムベルト等によって木材Ｗを搬送するようにしたもの、傾斜シュートを用いて木材Ｗを重力作用を利用して搬送するものなどが挙げられる。

＜送りローラ装置の説明＞
送りローラ装置３は、ローラ本体７ａの外周部に複数のブレード７ｂが固着されてなる送りローラ７と、基端部が枢支軸８を介してケーシング５の両側壁に取り付けられて先端側が上下に揺動可能な揺動アーム９とを備えて構成されている。
送りローラ７は、揺動アーム９の先端部に回転支軸１０を介して回転可能に取り付けられており、搬入コンベヤ２の搬送方向下流側端部の上方位置で上下に揺動可能とされている。
送りローラ装置３においては、木材Ｗ上に乗り上げた送りローラ７を介して木材Ｗに対し自重による押付力を付与しながら図示されない送りモータの作動によって送りローラ７が図１中記号Ｒ_Ａ矢印方向に回転されることにより、木材Ｗを切削ロータ４へと強制的に送り出すことができるようになっている。

＜切削ロータの説明＞
切削ロータ４は、主にロータ１１、チッパナイフ１２、ナイフホルダ１３、アダプタパイプ１４およびナイフベース２２で構成されている。

＜ロータの説明＞
ロータ１１は、木材Ｗの搬送方向と直交する水平軸線を有してケーシング５の両側壁に回転自在に支持されるロータ軸１５と、このロータ軸１５と同心を成してそのロータ軸１５に取り付けられてロータ１１の本体部分を構成するチッパドラムロータ１６（本発明の「ロータ本体」に相当する。）とを備えてなるものである。ロータ軸１５には、ロータ駆動用の油圧モータ（図示省略）が直結されており、この油圧モータの回転動力がロータ軸１５に伝達されると、チッパドラムロータ１６が図１中記号Ｒ_Ｂ矢印方向（図１において反時計回りの方向）に回転され、チッパナイフ１２の刃先が、アダプタパイプ１４の直径よりも僅かに大きい直径の図１において一点鎖線で示される円形の軌跡Ｌを描いて移動するようになっている。

＜チッパドラムロータ（ロータ本体）の説明＞
チッパドラムロータ１６は、所定角度（例えば６０°）間隔で外周寄りの部位が切り欠かれた複数（本例では６つ）の切欠き部１７を有し、各切欠き部１７と、各切欠き部１７の奥面に固着される取付ベース１８とによってナイフホルダ１３および後述するビットホルダ３７のいずれもが着脱可能に取り付けられる取付け部２０が形成されている。

＜チッパナイフの説明＞
図２に示されるように、チッパナイフ１２は、取付部１２ａと、この取付部１２ａから延びる刃先部１２ｂとを有し、その刃先部１２ｂの刃先先端部には硬化材料１２ｃがロウ付けされている。

＜ナイフホルダの説明＞
ナイフホルダ１３は、取付ベース１８に対し所要のボルト２１で締着されるナイフベース２２上にボルト２３によって固定される受け板２４と、この受け板２４上に置かれたチッパナイフ１２の取付部１２ａ上に配される押え板２５と、これら押え板２５および取付部１２ａを貫通する軸部を有し頭部側が受け板２４内に埋め込まれるように受け板２４に植設されるボルト２６と、このボルト２６の軸部に螺合するナット２７とを備えてなり、ボルト２６に対するナット２７のねじ込み操作により、受け板２４と押え板２５とが挟持部材として機能し取付部１２ａを挟み付けてチッパナイフ１２を固定することができるようになっている。

なお、図２中符号２８にて示されるのは、チッパナイフ１２の刃先の反対側の面に当接し受け板２４に反力を得てチッパナイフ１２を刃先方向へ押し出すようにねじ込み可能なボルト２９（これは受け板２４に図示されないボルトで固定されたブラケット３４に装着されている）を備えてなる刃先突出量調整具であって、ナット２７をやや緩めて受け板２４と押え板２５とによるチッパナイフ１２の刃先方向への移動規制を解除するとともに、ボルト２９をねじ込むことにより、チッパナイフ１２が刃先方向に押されて、ボルト２９のねじ込み量に応じてチッパナイフ１２のアダプタパイプ１４からの刃先突出量を調整することができるようになっている。

＜アダプタパイプの説明＞
アダプタパイプ１４は、チッパドラムロータ１６の外径よりも大きい内径を有する２分割された円筒状部材よりなり、チッパドラムロータ１６の取付け部２０に対応する開口部３１を有している。アダプタパイプ１４をチッパドラムロータ１６に装着する際には、チッパドラムロータ１６と同軸をなすようにチッパドラムロータ１６の外側にアダプタパイプ１４を被せ、チッパドラムロータ１６の取付け部２０に対しアダプタパイプ１４の開口部３１が対応するようにチッパドラムロータ１６に対するアダプタパイプ１４の位置決めをし、アダプタパイプ１４とチッパドラムロータ１６との間に、チッパドラムロータ１６の円周方向に所定角度間隔で配置される所要（本例では６個×６列で計３６個）スペーサ３２を介在させた状態でアダプタパイプ１４とチッパドラムロータ１６とを所要（本例では６本×６列で計３６本）のボルト３３で締結する。これにより、ナイフホルダ１３によって保持されるチッパナイフ１２の刃先部が、アダプタパイプ１４の開口部３１を通してアダプタパイプ１４の外周ラインから突出させるようにして、チッパドラムロータ１６を回転駆動しアダプタパイプ１４に向かって送り込まれる木材Ｗをチッパナイフ１２で切削することができるようになっている。

＜固定刃およびスライディング板の説明＞
図１（ａ）に示されるように、搬入コンベヤ２と切削ロータ４との間には、チッパナイフ１２の刃先の軌跡Ｌに対し刃先が近接するように固定刃３５が配置されるとともに、この固定刃３５を保持するスライディング板３６が配置されている。
固定刃３５は、断面略四角形状で横方向に延び、前側部の上側角が刃先とされている。一方、スライディング板３６は、送りローラ７から切削ロータ４へと送られる木材Ｗの前端部が乗り上げ可能な大きさの上面を有するブロック部材からなるものである。

＜木材チップ製造装置の動作説明＞
以上に述べたように構成される木材チップ製造装置１においては、図示されないホッパ内に木材Ｗが投入されると、図１（ａ）に示されるように、投入された木材Ｗが、搬入コンベヤ２のコンベアチェーン６に取り付けられた鉄履帯プレートによって下側から支えられながら切削ロータ４に向けて連続的に搬送される。搬入コンベヤ２によって送りローラ７の位置に木材Ｗが搬送されてくると、図１（ａ）中記号Ｒ_Ａ矢印方向に回転される送りローラ７が木材Ｗに乗り上げながら上向きに揺動する。そして、送りローラ装置３は自重による押付力（送りローラ３や揺動アーム９等の質量に応じて重力作用により生じる力）を付与しながら木材Ｗを切削ロータ４へと強制的に送り出す。こうして、搬入コンベヤ２と送りローラ装置３とによって挟持された状態で切削ロータ４へと送り込まれて切削ロータ４に押し付けられた木材Ｗは、ロータ１１の図１中記号Ｒ_Ｂ矢印方向の回転運動によりチッパナイフ１２で上側から下側へと下方向切削されて砕片化される。この切削動作では、木材Ｗはその木繊維方向と交差する方向で切断されて切削チップとなる。なお、切削チップは、図示省略されるスクリーンを通って図示されない排出コンベヤを介して製造チップ置場へと搬出される。

上記の木材チップ製造装置１は、切削チップを製造する形態であるが、チッパドラムロータ１６を交換することなく、共通のチッパドラムロータ１６を用い、その他の機能装置（例えば、搬入コンベヤ２や送りローラ装置３、固定刃３５、以下いずれも図示省略される、スクリーン、排出コンベヤ、動力装置、走行装置、油圧装置、ホッパ、制御装置等）も全て共通で、僅かな部品交換のみで図１（ｂ）に示されるようなピンチップを製造する形態の木材チップ製造装置１´に切り替えることができるようにされている。

図１（ａ）に示されるような切削チップを製造する形態の木材チップ製造装置１から図１（ｂ）に示されるようなピンチップを製造する形態の木材チップ製造装置１´への切り替えは、以下のようにして行われる。

すなわち、図２に示されるアダプタパイプ１４とチッパドラムロータ１６とを締結している所要のボルト３３を緩めてチッパドラムロータ１６に装着されているアダプタパイプ１４を取り外し、ナット２７、ボルト２３を順次緩めてチッパナイフ１２を保持しているナイフホルダ１３をナイフベース２２から取り外し、更にボルト２１を緩めてナイフベース２２を取付ベース１８から取り外す。そして、図３に示されるように、後述する破砕ビット４５を保持したビットホルダ３７をチッパドラムロータ１６の取付け部２０に取り付け、これによって破砕ロータ４０が構成される。

ここで、ビットホルダ３７は、ホルダベース４１上に支柱部材４２が固着されてなり、支柱部材４２の上部におけるロータ１１の回転方向（図３中記号Ｒ_Ｂ矢印方向）の前面には、ビットベース４３上に硬化肉盛層４４を設けてなる破砕ビット４５が所要のボルト４６によって固定され、ホルダベース４１が取付ベース１８上にボルト４７によって固定されることにより、破砕ビット４５を保持したビットホルダ３７がチッパドラムロータ１６の取付け部２０に取り付けられるようになっている。

図１（ｂ）に示されるようなピンチップを製造する形態の木材チップ製造装置１´においては、搬入コンベヤ２と送りローラ装置３とによって挟持された状態で破砕ロータ４０へと送り込まれた木材Ｗが、ロータ１１の図１中記号Ｒ_Ｂ矢印方向の回転運動により破砕ビット４５で上側から下側へと下方向破砕されて砕片化される。この破砕動作によって木材Ｗはピンチップとなる。なお、ピンチップは、図示省略されるスクリーンを通って図示されない排出コンベヤを介して製造チップ置場へと搬出される。

なお、ピンチップを製造する図１（ｂ）に示される形態の木材チップ製造装置１´において、チッパドラムロータ１６を交換することなく、共通のチッパドラムロータ１６を用い、その他の機能装置も全て共通で、僅かな部品の交換・追加のみで図１（ａ）に示されるような切削チップを製造する形態の木材チップ製造装置１に切り替えることができるが、これは以下のようにして行われる。

すなわち、図３において、ボルト４７を緩めて破砕ビット４５を保持しているビットホルダ３７を取付ベース１８から取り外し、図２に示されるように、取付ベース１８上にナイフベース２２をボルト２１で固定し、ナイフベース２２上に受け板２４をボルト２３で固定し、受け板２４上に置かれたチッパナイフ１２の取付部１２ａ上に押え板２５を置き、ボルト２６にナット２７をねじ込んで締め付けることでチッパナイフ１２を保持したナイフホルダ１３をチッパドラムロータ１６の取付け部２０に取り付ける。次いで、チッパドラムロータ１６と同軸をなすようにチッパドラムロータ１６の外側にアダプタパイプ１４を被せ、チッパドラムロータ１６の取付け部２０に対しアダプタパイプ１４の開口部３１が対応するようにチッパドラムロータ１６に対するアダプタパイプ１４の位置決めをし、アダプタパイプ１４とチッパドラムロータ１６との間に、チッパドラムロータ１６の円周方向に所定角度間隔で配置されるスペーサ３２を介在させた状態でアダプタパイプ１４とチッパドラムロータ１６とをボルト３３で締結する。これによって切削ロータ４が構成される。

＜作用効果の説明＞
本実施形態の木材チップ製造装置１，１´によれば、チッパドラムロータ１６の取付け部２０に、破砕ビット４５を保持するビットホルダ３７およびチッパナイフ１２を保持するナイフホルダ１３のいずれもが着脱可能に取り付けられるものとされ、チッパドラムロータ１６の取付け部２０にビットホルダ３７を取り付ければ、チッパドラムロータ１６の外周ラインの外側に配置されるようにそのビットホルダ３７に保持された破砕ビット４５で木材Ｗを破砕してピンチップを製造することができる一方、チッパドラムロータ１６の取付け部２０にナイフホルダ１３を取り付けるとともに、アダプタパイプ１４をチッパドラムロータ１６の外側に装着すれば、アダプタパイプ１４の外周ラインから刃先部１２ｂが突出するようにナイフホルダ１３に保持されたチッパナイフ１２で木材Ｗを切削して切削チップを製造することができ、チッパドラムロータ１６を交換するといったような大掛かりな作業を行うことなく、切削チップおよびピンチップの両方を製造することができる。

以上、本発明の木材チップ製造装置について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の木材チップ製造装置は、ロータ本体を交換するといったような大掛かりな作業を行うことなく、切削チップおよびピンチップの両方を製造することができるという特性を有していることから、バイオマス発電もしくはパルプ製造に用いる切削チップの製造や、燃焼炉用もしくは木材の減容を目的としたピンチップの製造等の用途に応じて好適に用いることができ、産業上の利用可能性が大である。

１，１´ 木材チップ製造装置
１１ロータ
１２チッパナイフ
１２ｂ刃先部
１３ナイフホルダ
１４アダプタパイプ
１６チッパドラムロータ（ロータ本体）
２０取付け部
３１開口部
３７ビットホルダ
４５破砕ビット

Claims

破砕ビットを保持するビットホルダおよびチッパナイフを保持するナイフホルダのいずれもが着脱可能に取り付けられる取付け部を有するロータ本体を備え、前記取付け部に前記ビットホルダを取り付け、このビットホルダによって保持される前記破砕ビッドを、前記ロータ本体の外周ラインの外側に配置させるようにして、前記ロータ本体を回転駆動しそのロータ本体に向かって送り込まれる木材を、前記破砕ビットで破砕してピンチップを製造するようにする一方、前記ビットホルダに代えて前記取付け部に前記ナイフホルダを取り付けるとともに、前記ロータ本体の外径よりも大きい内径で前記取付け部に対応する開口部を有するアダプタパイプを、前記取付け部と前記開口部との位置を合わせるように前記ロータ本体の外側に装着し、前記ナイフホルダによって保持される前記チッパナイフの刃先部を、前記開口部を通して前記アダプタパイプの外周ラインから突出させるようにして、前記ロータ本体を回転駆動し前記アダプタパイプに向かって送り込まれる木材を、前記チッパナイフで切削して切削チップを製造するようにしたことを特徴とする木材チップ製造装置。