JP3220525U - 二軸破砕機及び刃部 - Google Patents

Abstract

【課題】金属くずの破砕による細粒化を可能とすることで、破砕処理能力の向上、効率化、低コスト化を実現できる二軸破砕機の刃部を提供する。
【解決手段】二軸破砕機の回転軸に対して間隔を置いて取り付けられる刃部１２であって、中央孔１２ａに前記回転軸が貫通し、交換可能に装着された複数の剪断プレート部１２ｂを外周に有する刃物取付台１２ｃと、刃物取付台の剪断プレート部に対して回転先と反対側に位置し交換可能に装着された剪断刃先部１２ｄと、を備え、剪断プレート部１２ｂ及び剪断刃先部１２ｄの破砕部に硬化肉盛溶接により、表面に鋼破砕紛を含んだ肉盛層を設ける。
【選択図】図４

Description

本考案は、廃プラスチック、木くず、金属くず、建築廃材、廃棄家電（冷蔵庫・洗濯機・エアコン等）、エンジン等の廃棄物の破砕に用いられる二軸破砕機に関し、特に、破砕処理能力の向上、効率化、低コスト化を実現するための二軸破砕機の構造、及び、それに使用される刃部に関する。

従来、廃棄物などの破砕機としては、例えば特許文献１に記載された二軸剪断式破砕機が提案されている。
特許文献１に記載の二軸剪断式破砕機は、焼却の安定性や廃ガス規制の厳格化から焼却前処理のための破砕に対する要求を考慮し、破砕粒度の細粒化を可能とするものである。
この二軸剪断式破砕機は、排出口に対して、開閉する閉止ダンパーを設け、閉止ダンパーを閉じた状態で被破砕物に対して繰り返し破砕作用を施すことで、細粒化破砕を実現する構造となっている。

特開２０１７−１３１８３２号公報

しかしながら、上述の二軸剪断式破砕機によれば、左右に設置した回転軸に装着した刃部が被破砕物に対してそれぞれ上側からのみ接触して破砕作用を施すため、刃部による繰り返し破砕断作用を受けるものの一方向からの力だけなので、破砕能力に限界があるという問題点があった。
すなわち、廃棄物には、廃プラスチック類、紙くず、木くず、繊維くず、ゴムくず、ガラス及び陶磁器類、金属くず、がれき類が含まれるが、特に金属くずに関しては、従来の二軸破砕機による細粒化は困難であった。
また、従来の二軸剪断式破砕機に使用される刃部であると、刃部に対して廃プラスチック類が滑り易く効率良い破砕ができなかった。

本考案は、上記実情に鑑みて提案されたものであり、被破砕物に対して下側からの剪断力を加えた破砕作用が発揮される構造とすることで、従来困難であった金属くずの破砕による細粒化を可能とすることで、破砕処理能力の向上、効率化、低コスト化を実現できる二軸破砕機、及び、それに使用される刃部を提供することを目的とする。
また、廃プラスチック類に対しても効率良い破砕が可能な二軸破砕機、及び、それに使用される刃部を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本考案（請求項１）は、回転軸（１１，２１）に対して間隔を置いて取り付けられる刃部（１２，２２）であって、
中央孔（１２ａ，２２ａ）に前記回転軸が貫通し、交換可能に装着された複数の剪断プレート部（１２ｂ，２２ｂ）を外周に有する刃物取付台（１２ｃ，２２ｃ）と、
前記刃物取付台の剪断プレート部に対して回転先と反対側に位置し交換可能に装着された剪断刃先部（１２ｄ，２２ｄ）と、
を備えたことを特徴としている。

請求項２は、請求項１の刃部において、
前記剪断プレート部（１２ｂ，２２ｂ）及び剪断刃先部（１２ｄ，２２ｄ）の破砕部に硬化肉盛溶接による肉盛層（２５）を設けたことを特徴としている。

請求項３は、請求項１又は請求項２の刃部において、
前記硬化肉盛溶接による肉盛層（２５）は、表面に鋼破砕紛（２６）を含んで形成することを特徴としている。

請求項４は、左右に配置した回転軸（１１，２１）に複数の刃部（１２，２２）が間隔を置いて取り付けられた左右の破砕ローター（１０，２０）と、前記破砕ローターの上方に設けられた投入口（２）と、前記破砕ローターの下方に排出口（３）を備え、高速回転ローターと低速回転ローターとを有することで前記破砕ローターを回転させる二軸破砕機であって、
前記刃部に請求項１に記載の刃部を使用することを特徴としている。

請求項５は、左右に配置した回転軸（１１，２１）に複数の刃部（１２，２２）が間隔を置いて取り付けられた左右の破砕ローター（１０，２０）と、前記破砕ローターの上方に設けられた投入口（２）と、前記破砕ローターの下方に排出口（３）を備え、高速回転ローターと低速回転ローターとを有することで前記破砕ローターを回転させる二軸破砕機であって、
前記刃部に請求項２に記載の刃部を使用することを特徴としている。

請求項６は、左右に配置した回転軸（１１，２１）に複数の刃部（１２，２２）が間隔を置いて取り付けられた左右の破砕ローター（１０，２０）と、前記破砕ローターの上方に設けられた投入口（２）と、前記破砕ローターの下方に排出口（３）を備え、高速回転ローターと低速回転ローターとを有することで前記破砕ローターを回転させる二軸破砕機であって、
前記刃部に請求項３に記載の刃部を使用することを特徴としている。

請求項７は、請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の二軸破砕機において、
前記破砕ローター（１０，２０）の各刃部（１２，２２）がそれぞれ挿入可能な複数の方形状の隙間部を設けた下部アンダーバー（３０）を、前記破砕ローターの下方に配置することを特徴としている。

請求項８は、請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の二軸破砕機において、
前記各破砕ローター（１０，２０）の回転速度に差異を設け、
低回転側の刃部（１２）は、三つの刃部群に分け、刃部群毎に１８０度ずらして前記破砕モーターに配設するとともに、
高回転側の刃部（２２）は、各刃部についてそれぞれ順次角度をずらして前記破砕モーターに配設することを特徴としている。

請求項１の刃部によれば、刃部（１２，２２）の破砕部が消耗した場合に、交換可能な剪断プレート部（１２ｂ，２２ｂ）及び剪断刃先部（１２ｄ，２２ｄ）を取り外して補修を行うことができる。

請求項２の刃部によれば、取り外した剪断プレート部（１２ｂ，２２ｂ）及び剪断刃先部（１２ｄ，２２ｄ）に硬化肉盛溶接して肉盛層（２５）を形成することで、刃部（１２，２２）の補修を行うことができる。

請求項３の刃部によれば、肉盛層（２５）の表面に鋼破砕紛（２６）を含むことで、滑りやすい被破砕物に対して剪断作用を発揮させ易くすることが可能となる。

請求項４の二軸破砕機によれば、請求項１の刃部を備えた二軸破砕機とすることで、刃部の摩耗時に交換可能な構造とすることができる。

請求項５の二軸破砕機によれば、剪断プレート部（１２ｂ，２２ｂ）及び剪断刃先部（１２ｄ，２２ｄ）に硬化肉盛溶接して肉盛層（２５）を形成することで、刃部（１２，２２）の補修を容易に行うことができる。

請求項６の二軸破砕機によれば、肉盛層（２５）の表面に鋼破砕紛（２６）を含むことで、滑りやすい被破砕物に対して剪断作用を発揮させ易くすることが可能となる。

請求項７の二軸破砕機によれば、下部アンダーバー（３０）を配置することで、破砕ローター（１０，２０）に装着された各刃部（１２，２２）が、下部アンダーバー（３０）に設けた方形状の隙間部に挿入するに際して、刃部（１２，２２）とバー（３３）との間で剪断作用が助長され、効率良く破砕効果を発揮させることが可能となる。

請求項８の二軸破砕機によれば、各破砕ローター（１０，２０）の回転速度に差異を設け、三つの刃部群に分けられた低回転側の刃部（１２）と、順次角度をずらした高回転側の刃部（２２）とにより、剪断を効果的に作用させ、効率良く破砕効果を発揮させることが可能となる。

本考案の二軸破砕機の平面説明図である。 本考案の二軸破砕機の正面説明図である。 本考案の二軸破砕機が有する低速側の破砕ローターの平面説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、低速側の破砕ローターに装着された各刃部の配置状態を示す正面説明図である。 本考案の二軸破砕機が有する高速側の破砕ローターの平面説明図である。 （ａ）〜（ｅ）は、高速側の破砕ローターに装着された各刃部の配置状態を示す正面説明図である。 硬化肉盛溶接による肉盛層を説明するためのもので、（ａ）は剪断刃先部の説明図、（ｂ）は剪断プレート部の説明図である。 本考案の二軸破砕機内の下方に装着される下部アンダーバーの平面説明図である。 本考案の二軸破砕機内の下部アンダーバーに対する一対の破砕ローターの装着位置を説明するための正面説明図である。 破砕ローターに装着される各刃部の他の例を説明するための正面説明図である。

本考案に係る二軸破砕機の実施形態の一例について、図面を参照しながら説明する。本考案の二軸破砕機の平面図を図１に、正面図を図２に示す。

二軸破砕機は、本体１に対して上方に設けられた破棄物等が供給される投入口２と、下方に設けられた排出口３との間に、左右（図２）に配置した一対の破砕ローター１０，２０を備えて構成されている。各破砕ローター１０，２０は、回転軸１１，２１を貫通して交差する位置に複数の刃部１２，２２が装着されることで、刃部１２（２２）と刃部１２（２２）の間に隙間が形成されている。各破砕ローター１０，２０は、前記した隙間に他方の破砕ローターの刃部が挿入されるように装着される（図１参照）とともに、本体１に対して各破砕ローター１０，２０の各回転軸１１，２１がそれぞれ内側方向に回転（対向して回転）するように装着されている（図１及び図２の各回転軸に付した矢印を参照）。
各破砕ローター１０，２０の回転軸１１，２１は、駆動用モーター（図示せず）の動力を、減速機（図示せず）を介して一方の破砕ローター回転軸（高速回転側）に伝達し、同時にギヤを介して他方の破砕ローター回転軸（低速回転側）に伝達することで、各破砕ローター１０，２０は回転速度に差異を有して駆動されて被破砕物を破砕するように構成されている。

低回転側の破砕ローター１０の刃部１２は、三つの刃部群Ａ，Ｂ，Ｃに分け、刃部群毎に１８０度ずらして配設されている。すなわち、図３及び図４に示すように、１〜４列目の４枚については０度配置の刃部群Ａとし、５〜９列の５枚については１〜４列に対して１８０度回転させた１８０度配置の刃部群Ｂとし、１０〜１３列の４枚については１〜４列と同様の０度配置の刃部群Ｃとしている。
したがって、刃部群Ｂ（５〜９列の５枚の刃部）に、刃部群Ａ及び刃部群Ｃに対して凹部が形成され、処理対象物を破砕するに際して、この部分に処理対象物を取り込んだ後に一気に剪断破砕することが可能となる。

また、高回転側の破砕ローター２０の刃部２２は、各刃部２２について順次角度をずらして配設されている。ずらす角度は、被破砕物の種類に応じて調整するようになっている。
例えば図５及び図６に示すように、１，５，９，１３列目の４枚の刃部２２については０度配置とし、２，６，１０，１４列目の４枚列目の刃部２２については６０度配置とし、３，７，１１列目の３枚の刃部２２については１８０度配置とし、４，８，１２列目の３枚の刃部２２については２４０度配置としている。すなわち、高回転側の各刃部２２は、手前（数字が小さい列）側の刃部２２に対して、それぞれ６０度又は１２０度ずらして破砕ローター２０に配設するようになっている。１２０度のずらしを入れることで、被破砕物に対して刃部２２が接触する時間間隔を均等化させないことで、剪断破砕を効率良く行うことができる。

各刃部１２（２２）は、その中央孔１２ａ（２２ａ）に回転軸１１（２１）が貫通して回転軸の所望位置（被破砕物の種類に応じて調整された位置）に固定される。各刃部１２（２２）は、複数の剪断プレート部１２ｂ（２２ｂ）を外周に有する刃物取付台１２ｃ（２２ｃ）と、刃物取付台１２ｃ（２２ｃ）の剪断プレート部に対して回転先と反対側に位置して装着された剪断刃先部１２ｄ（２２ｄ）と、を備えて構成されている。
また、剪断プレート部１２ｂ（２２ｂ）及び剪断刃先部１２ｄ（２２ｄ）は各刃部に対して別部材を溶接することで固定されているが、必要に応じて交換可能に構成されている。

剪断プレート部１２ｂ（２２ｂ）及び剪断刃先部１２ｄ（２２ｄ）の破砕部には、硬化肉盛溶接による肉盛層が設けられている。剪断プレート部及び剪断刃先部の破砕部は、剪断プレート部及び剪断刃先部において被破砕物と接触する部位を意味し、例えば、剪断プレート部１２ｂ（２２ｂ）の上面と、剪断刃先部１２ｄ（２２ｄ）の隅部鋭角とが含まれる部分である。
硬化肉盛溶接による肉盛層２５は、図７に示すように、鋼を破砕処理した鋼破砕紛２６が表面に点在するように構成されている。剪断刃先部１２ｄ（２２ｄ）には、図７（ａ）に示すように、剪断刃先部１２ｄ（２２ｄ）の上面全部と側面一部に肉盛層２５を形成することで、剪断刃先部１２ｄ（２２ｄ）の隅部鋭角を覆う位置に肉盛層２５が存在する。剪断プレート部１２ｂ（２２ｂ）には、図７（ｂ）に示すように、剪断プレート部１２ｂ（２２ｂ）の上面全部に肉盛層２５が形成されている。
また、肉盛層２５は、バーナー溶接中に上方から鋼破砕紛を振りかけることで行われる。鋼破砕紛２６の存在により、肉盛層２５の表面に鋭い凸部が形成されることで、被破砕物が廃プラスチックである場合の刃部に対する滑り止め効果を高めることができる。

上述の構成によれば、剪断破砕処理を行った結果、剪断プレート部１２ｂ（２２ｂ）や剪断刃先部１２ｄ（２２ｄ）が摩耗した場合に、これらの部位についての硬化肉盛溶接や部品交換することで、所望の剪断破砕効果を維持することができる。
例えば、剪断プレート部１２ｂ（２２ｂ）や剪断刃先部１２ｄ（２２ｄ）の硬化肉盛溶接による肉盛層２５が摩耗した場合に、再度の硬化肉盛溶接による肉盛層を形成したり、剪断プレート部１２ｂ（２２ｂ）や剪断刃先部１２ｄ（２２ｄ）を取り外して、取り外した剪断プレート部１２ｂ（２２ｂ）や剪断刃先部１２ｄ（２２ｄ）に硬化肉盛溶接による肉盛層２５を形成することで、補修可能とすることができる。
また、剪断プレート部１２ｂ（２２ｂ）や剪断刃先部１２ｄ（２２ｄ）を新しいものに交換するようにしてもよい。

上述の例では、高回転側の破砕ローター２０の各刃部２２は、手前側の刃部に対して６０度又は１２０度ずらして破砕ローター２０に配設したが、各刃部についてそれぞれ６０度ずつ順次ずらして配設するようにしてもよい。

低速回転側の破砕ローター１０と高速回転側の破砕ローター２０とは、一方の破砕ローターの刃部間に他方の破砕ローターの刃部が嵌め込まれるように配置されている（図１）。そして、一対の破砕ローター１０，２０の下方には、下部アンダーバー３０が設置されている。

下部アンダーバー３０は、図８及び図９に示すように、一対の側板３１，３１と、側板の中央に配置する軸３２との間に、複数のバー３３が架設されることで構成される。図７の上側（図８では右側）と図７の下側（図８では左側）のバーは、軸方向の面に対して、一方側のバー３３，３３間に他方側のバー３３が配置するように固定されることで、破砕ローター１０，２０に装着された各刃部１２，２２がそれぞれ挿入可能な複数の方形状の隙間部が設けられている。そして、回転軸１１（２１）に取り付けた各刃部１２（２２）の両面と、下部アンダーバー３０の各バー３３との隙間は、１ｍｍに設定されている。

軸３２に固定される各バー３３は、軸３２から外側に向かって若干上方に傾斜するように配置されている。下部アンダーバー３０の各バー３３の表面は、上述した刃部と同様に、処理物の接触に対して剪断効果を効率良く発揮させるために硬化肉盛溶接処理が施されている。

二軸破砕機において、下部アンダーバー３０を設けた構成とすることで、破砕ローター１０，２０に装着された各刃部１２，２２が、下部アンダーバー３０のバー３３間に設けられた方形状の隙間部に挿入するに際して、刃とバーとの間で剪断作用が助長され、効率良く破砕効果を発揮させることができる。
また、回転軸１１，２１に取り付けた各刃部１２，２２の両面と、下部アンダーバー３０の各バー３３との隙間を１ｍｍとすることで、剪断作用を発揮させ易くすることができる。
また、下部アンダーバー３０の各バー３３の表面に硬化肉盛溶接処理を施すことで、剪断作用を発揮させ易くすることができる。

すなわち、被破砕物に対して下側の下部アンダーバー３０からの剪断力を加えた破砕作用が発揮される構造とすることで、従来の二軸破砕機では処理が困難であった金属くずの破砕による細粒化を可能とすることで、破砕処理能力の向上、効率化、低コスト化を実現することができる。

また、下部アンダーバー３０の側板３１の上方側部両側に、刃部１２（２２）が挿入可能な間隔を有して複数の側方刃部４０が配置されている。側方刃部４０は、内側に凸状となる三角形状を有することで、破砕ローター１０，２０が正逆回転する際に、両方向の回転において刃部１２，２２との間で効果的な剪断作用を発揮させる。各側方刃部４０についても、各バー３３と同様に硬化肉盛溶接処理が施されている。

側方刃部４０を配置することで、各刃部１２，２２の先端が側方刃部４０間に導かれる際に、両者の刃部間で剪断作用が助長され、側方部においても効率良く破砕効果を発揮させることができる。

二軸破砕機における各破砕ローター１０，２０の回転制御は、制御システムによって制御される。
例えば、破砕対象物が投入コンベヤ等を介して投入口２に投入され、レベル計その他の手段で一定量を検知すると、破砕対象物の供給が停止され、破砕機の運転が開始され、矢印方向（図１及び図２）に回転する左右の破砕ローター１０，２０に噛み込まれて破砕される。
各破砕ローター１０，２０の駆動は、制御部からの信号により破砕ローターの回転数が指定されて駆動用モーターにより運転・停止が行われる。

そして、投入口２から供給された破砕対象物は、対向する破砕ローター１０，２０の刃部１２，２２に引き込まれ、左右の破砕ローター１０，２０の間を通過するときに、刃部１２，２２及びバー３３によって砕かれ、裁断されて破砕され、また、回転する刃部１２，２２に引き上げられて側方刃部４０との間で破砕されることで、繰り返し破砕作用を受けて細分化し、排出口３から排出される。

また、破砕ローター１０，２０はギヤ比による回転数の差によって、破砕物の送り込み量に差が発生する。回転数の違いによって各破砕ローターの各刃部１２（２２）や下部アンダーバー３０に生じる負荷が変化し、排出口３から排出される破砕処理物の大きさ等に違いが生じるので、破砕対象物の破砕処理に適する回転数等を制御システムにより制御することが行われる。

図１０は、破砕ローター１０，２０に装着される各刃部１２，２２の他例を示すもので、図８と同一の構成を採る部分については同一符号を付している。
この例による刃部１２，２２は、軸断面において６枚の刃を有して構成され、軸１１，２１に対して３等分した均等位置（１２０度のずれ）に２枚ずつ配設され、各２枚は鋭利部分が互いに逆方向になるように固定されている。この鋭利部分が互いに逆方向になる配置としたことにより、下部アンダーバー３０のバー３３及び側方刃部４０に対して、正逆回転のいずれの回転においても同様の破砕効果を発揮させることが可能となる。

１…本体
２…投入口
３…排出口
１０…破砕ローター（低速回転側）
１１…回転軸
１２…刃部
１２ａ…中央孔
１２ｂ…剪断プレート部
１２ｃ…刃物取付台
１２ｄ…剪断刃先部
２０…破砕ローター（高速回転側）
２１…回転軸
２２…刃部
２２ａ…中央孔
２２ｂ…剪断プレート部
２２ｃ…刃物取付台
２２ｄ…剪断刃先部
２５…肉盛層
２６…鋼破砕紛
３０…下部アンダーバー
３１…側板
３２…軸
３３…バー
４０…側方刃部

請求項３は、請求項２の刃部において、
前記硬化肉盛溶接による肉盛層（２５）は、表面に鋼破砕紛（２６）を含んで形成することを特徴としている。

請求項８は、請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の二軸破砕機において、
前記各破砕ローター（１０，２０）の回転速度に差異を設け、
低回転側の刃部（１２）は、三つの刃部群に分け、刃部群毎に１８０度ずらして前記破砕ローターに配設するとともに、
高回転側の刃部（２２）は、各刃部についてそれぞれ順次角度をずらして前記破砕ローターに配設することを特徴としている。

Claims (8)

1. 回転軸に対して間隔を置いて取り付けられる刃部であって、
   中央孔に前記回転軸が貫通し、交換可能に装着された複数の剪断プレート部を外周に有する刃物取付台と、
   前記刃物取付台の剪断プレート部に対して回転先と反対側に位置し交換可能に装着された剪断刃先部と、
   を備えたことを特徴とする刃部。
2. 前記剪断プレート部及び剪断刃先部の破砕部に硬化肉盛溶接による肉盛層を設けた請求項１に記載の刃部。
3. 前記硬化肉盛溶接による肉盛層は、表面に鋼破砕紛を含んで形成する請求項１又は請求項２に記載の刃部。
4. 左右に配置した回転軸に複数の刃部が間隔を置いて取り付けられた左右の破砕ローターと、前記破砕ローターの上方に設けられた投入口と、前記破砕ローターの下方に排出口を備え、高速回転ローターと低速回転ローターとを有することで前記破砕ローターを回転させる二軸破砕機であって、
   前記刃部に請求項１に記載の刃部を使用する二軸破砕機。
5. 左右に配置した回転軸に複数の刃部が間隔を置いて取り付けられた左右の破砕ローターと、前記破砕ローターの上方に設けられた投入口と、前記破砕ローターの下方に排出口を備え、高速回転ローターと低速回転ローターとを有することで前記破砕ローターを回転させる二軸破砕機であって、
   前記刃部に請求項２に記載の刃部を使用する二軸破砕機。
6. 左右に配置した回転軸に複数の刃部が間隔を置いて取り付けられた左右の破砕ローターと、前記破砕ローターの上方に設けられた投入口と、前記破砕ローターの下方に排出口を備え、高速回転ローターと低速回転ローターとを有することで前記破砕ローターを回転させる二軸破砕機であって、
   前記刃部に請求項３に記載の刃部を使用する二軸破砕機。
7. 前記破砕ローターの各刃部がそれぞれ挿入可能な複数の方形状の隙間部を設けた下部アンダーバーを、前記破砕ローターの下方に配置する請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の二軸破砕機。
8. 前記各破砕ローターの回転速度に差異を設け、
   低回転側の刃部は、三つの刃部群に分け、刃部群毎に１８０度ずらして前記破砕モーターに配設するとともに、
   高回転側の刃部は、各刃部についてそれぞれ順次角度をずらして前記破砕モーターに配設する請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の二軸破砕機。

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