JP4585494B2

JP4585494B2 - 風力選別機付き破砕機

Info

Publication number: JP4585494B2
Application number: JP2006217060A
Authority: JP
Inventors: 由和小林
Original assignee: Miike Tekkou KK
Current assignee: Miike Tekkou KK
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2026-08-09
Also published as: JP2008036578A

Description

本発明は、家庭や事業所等から排出される廃棄物を、埋立、焼却あるいは再利用するために、粉砕及び選別するのに用いる風力選別機付き破砕機に関する。

近年、生活水準の高度化や大量生産・大量消費に伴って家庭や事業所等から出る一般廃棄物や産業廃棄物も量が格段に増えかつ広範囲の物が混入することが多くなっている。
これら廃棄物は、木片、プラスチック、紙等の軽量物がガラス、金属、土砂等の重量物に絡み合ったり、付着し合ったりしたような多様な状態をとっている。しかし、この多様な状態をとる廃棄物に対し、廃棄物の状態に応じて個別に破砕機と選別機を用いることで対処しているが、それらの設置の投資及びランニングコストがかさむだけでなく、廃棄物を破砕機から選別機へと移送させる作業も大変であった。

これに対し、破砕機と種々の選別装置を組み合わせ破砕と選別を連続的に行う廃棄物選別機が検討されている。例えば、廃棄物を破砕装置で破砕した後、風力選別装置と組み合わせてごみの選別を行う装置が提案されている（特許文献１）。
特開２００３−１４５０５３号公報

風力選別装置は、落下速度の差により廃棄物を選別する装置である。その選別の程度は、廃棄物の重量だけでなく、その形状、大きさ、混合状態にも影響される。例えば、木片、プラスチック、紙等の軽量物がガラス、金属、土砂等の重量物に絡み合ったり、付着し合ったりしたような多様な状態の廃棄物の場合、軽量物と重量物を精度良く選別するのは困難であるという問題がある。例えば、大風量の空気流を連続的に送風すれば、絡み合ったり付着した軽量物を重量物から分離させることも可能であるが、重量物が落下しにくくなり、選別の精度は低下し、またランニングコストが増加する。また、供給される廃棄物に応じて、軽量物と重量物とが所望の混合比率となるように選別することは、例えば空気流の風量を頻繁に変化させてその所望の選別の程度を確保することにより可能である。しかし、そのためには空気流を供給する送風機のモータの回転数を頻繁に変化させる必要があり、ランニングコストが増加するという問題もある。

そこで、本発明は、廃棄物の粉砕と選別を連続し行うことのできる装置であって、軽量物が重量物に絡み合ったり、付着し合ったりしたような多様な状態の廃棄物であっても精度良く選別でき、また、軽量物と重量物とを所望の混合比率となるように選別することもでき、処理コストの低減可能な風力選別機付き破砕機を提供することを目的とした。

上記課題を解決するために、本発明は破砕機から供給された粉砕物を重量物と軽量物とに選別する風力選別機を備えた風力選別機付き破砕機であって、
上記風力選別機（２）が、内部において上向通風の空気流によって、破砕物を搬送される軽量物と落下する重量物とに選別する気密な立ち上がりダクト（２０）と、該立ち上がりダクト（２０）と並列に立設された別体のダクトであって、下方に設けたダンパー（２３）により上記立ち上がりダクト（２０）への上向通風の空気流の流量を増減させる風量調整ダクト（２２）と、上記立ち上がりダクト（２０）及び上記風量調整ダクト（２２）の下端部に設けられ、風箱（２５）と開閉可能な第１のシール部（２７）とを経て重量物を外部に出す重量物取り出し部（２６）と、上記立ち上がりダクト（２０）の上端部に入口部が接続されたサイクロン分離部（２８）と、該サイクロン分離部（２８）の下端部に設けられ、軽量物を開閉可能な第２のシール部（３０）を経て外部に取り出す軽量物取り出し部（２９）と、上記サイクロン分離部（３０）の排気部に戻り管（３１）を介して接続され、排気を吸引し、圧力空気を上記風箱（２５）に供給する送風部（２４）とを有する一方、上記破砕機（１）が、搬送管（９ａ）内にスクリューコンベア（１３）を配設して構成され、スクリューコンベア（１３）の上方には通気スペース（９ｂ）が確保され、破砕物の排出口（５）の下方に配設され、破砕した破砕物を上記風箱の上方に搬出するとともに、負圧によって粉塵を吸引する搬送部（９）とを有することを特徴とする。

本発明においては、上記立ち上がりダクト（２０）は、ほぼ垂直に立設され、複数段の屈曲部を有する蛇行管からなる気流通路（２１）を有するのが好ましい。

また、本発明においては、上記破砕機（１）が、上部に被処理物を投入する供給口（４）を有しかつ下部に破砕物の排出口（５）を有した直方体形状のケーシング（３）と、該ケーシング（３）内に回転可能に軸支された少なくとも１本の回転軸（６）に固定され上記被処理物を破砕する回転破砕部（７）と、上記排出口（５）側において上記回転破砕部（７）の外側に隔設され、
破砕物を通過させる多数の孔を備えたスクリーン（８）と、上記排出口（５）の下方に配設され、上記スクリーン（８）を通過した破砕物を搬出する上記搬送部（９）とを有するのが好ましい。

また、本発明の風力選別機付き破砕機は、上記搬送部が、搬送管と、該搬送管内に配設されたスクリューコンベアとからなり、スクリューコンベアの上方には通気スペースが確保されていることが好ましい。

本発明によれば、風力選別機に、内部において上向通風の空気流によって破砕物を搬送される軽量物と落下する重量物とに選別する気密な立ち上がりダクトと、立ち上がりダクトと仕切板を介して分離され下方に設けたダンパーにより立ち上がりダクトへの上向通風の空気流の流量を増減させる風量調整ダクトとを設けるようにしたので、供給される破砕物の性状に応じてダンパーの開度を調節して立ち上がりダクトへの空気量を変化させて軽量物と重量物との分離を促進させて選別能力を高めることができる。立ち上がりダクトへの空気量は送風機用モータの回転数を変化させることにより増減させることも可能であるが、本発明によれば送風機用モータの回転数を頻繁に変化させる場合に比べランニングコストを低減することができる。また、重量物取り出し部と軽量物取り出し部のシール部、そして破砕物が搬送されるシール部を閉鎖したクローズドサイクルの状態で風力選別を行うことができるので、外部排出用のバグフィルターが不要であり、装置の維持管理が容易で費用も低減することができる。

以下、本実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る風力選別機付き破砕機Ａの構造の一例を示す模式正面図である。本発明の風力選別機付き破砕機は、破砕機１と風力選別機２とから構成される。

破砕機１は、上部に被処理物を投入する供給口４を有しかつ下部に破砕物の排出口５を有した直方体形状のケーシング３と、そのケーシング内に回転可能に軸支された少なくとも１本の回転軸６に固定され被処理物を破砕する回転破砕部７と、排出口５側において回転破砕部７の外側に隔設され、破砕物を通過させる多数の孔を備えたスクリーン８と、排出口５の下方に配設され、スクリーン８を通過した破砕物を搬出する搬送部９とから構成されている。

ケーシング３は、破砕された破片を搬出する搬送部９を跨ぐように脚台１０上に支持されており、底面及び側面に格子状のスクリーン８を有する。スクリーン８の篩目は、長手方向に等距離で隔設された固定刃としての働きもする複数の横断材と、これらに直交する等ピッチの篩目を形成する固定刃部材との間に形成されている。破砕された破片の大きさを決めるスクリーン８の篩目を形成する固定刃部材と横断材とはいくつかの格子状ユニットとして篩目の大きさ毎に予め造られ、適宜一体的に交換可能に構成されている。

供給口４に設けられたホッパー１１は、破砕方式に応じ供給口４の位置と大きさを制限することができる。供給口の位置と大きさに応じて排出口５も制限底板（不図示）によって制限することができる。

回転破砕部７には、ケーシング３内に搭載された固定刃と相互に近接するように回転軸６の軸方向に沿って破断刃ロータが隔設されたスクリュー型の破砕部を用いることができる。回転軸６はケーシングの前後端壁においてスラスト機能付き軸受によって支持され、駆動装置のモータ１２によってチェーンとスプロケットホイール等の動力伝達装置を介して回転駆動される減速歯車装置によって回転駆動される。

破砕物は、スクリーン８を通過して、搬送部９に落下し風力選別機２に搬送される。搬送部９は、搬送管９ａと、その搬送管内に配設され、その先端部が風力選別機２に接続されたスクリューコンベア１３とから構成されている。スクリューコンベア１３の上部には通気スペース９ｂが確保されている。スクリューコンベア１３の駆動源側にはモータ１４が接続され、供給端部は風力選別機２に接続されている。ここで、風力選別機２内を移動する空気流により破砕機１内は負圧となり、破砕により発生する粉塵は通気スペース９ｂを通って風力選別機２内に搬送される。そのため、破砕時に粉塵が発生するような場合であっても、この粉塵を除去するために別途集塵機を設ける必要がない。

なお、破砕機には、本出願人の出願に係る特開２０００−１１７１３３号公報に記載された、回転軸の軸方向の一方側に破断刃ロータを、そして他方側に剪断刃ロータを取り付け、硬質廃棄物と軟質廃棄物を一度に粉砕可能とした破砕機を用いることもできる。

風力選別機２は、スクリューコンベア１３により下部に供給された破砕物が、内部において上向通風の空気流によって破砕物を搬送される軽量物と落下する重量物とに選別する気密な立ち上がりダクト２０と、その立ち上がりダクト２０と並列に立設された別体のダクトであって、下方に設けたダンパー２３により立ち上がりダクト２０への上向通風の空気流の流量を増減させる風量調整ダクト２２と、立ち上がりダクト２１及び風量調整ダクト２２の下端部に設けられ、風箱２５と開閉可能な第１のシール部２７とを経て重量物を外部に出す重量物取り出し部２６と、立ち上がりダクト２０の上端部に入口部が接続されたサイクロン分離部３０と、そのサイクロン分離部２８の下端部に設けられ、軽量物を開閉可能な第２のシール部３０を経て外部に取り出す軽量物取り出し部２９と、サイクロン分離部２８の排気部に戻り管３１を介して接続され、排気を吸引し、圧力空気を風箱２５に供給する送風部２４とから構成されている。

立ち上がりダクト２０は、ほぼ垂直に立設されるとともに、複数段の屈曲部を有する蛇行管からなる気流通路２１を有する。この気流通路２１には、送風部２４から風箱２５を介して上向通風の空気が供給される。破砕物中の重量物は自重により落下するが複数の屈曲部に当たりながら解される。他方、軽量物は上向空気流によりサイクロン分離部２８に搬送される。蛇行管に代えて螺旋管や直管を用いることもできる。

風量調整ダクト２２にはその下方にダンパー２３が設けられており、その開度を調節して風量調整ダクト２２の通路断面積を変化させることにより、破砕機１から供給される破砕物の量と性状に応じて風量調整ダクト２２と立ち上がりダクト２０を流れる空気量を調節することができる。例えば、軽量物が重量物に絡み合ったり、付着し合ったりしているような破砕物の場合には、ダンパー２３を閉じる又は開度を小さくして立ち上がりダクト２０を流れる空気量を増加させて軽量物を重量物から解れやすくすることができる。また、絡み合いや付着の程度が小さい場合には、ダンパー２３の開度を大きくして立ち上がりダクト２０を流れる空気量を減らして重量物が自重により落下し易くして軽量物と重量物の分離を促進する。これにより選別能力を高めることができる。もちろん、後述のように送風部２４のインバータモータの回転速度を変えることにより全体の吐出空気量を変えることも可能であるが、この方法では破砕物の量や性状に応じて頻繁にモータの回転速度を変化させる必要がありランニングコストが大きくなる。これに対し、本発明は、ダンパーを手動又はモータでその開度を調節するので、送風部のインバータモータの回転速度を変える方法に比べればランニングコストを低減させることができる。

ダンパー２３には、ダクト内の流れる空気流の通路面積を変化させるのに用いられる公知のダンパー機構を用いることができる。例えば、ダクト内に配設された枠体に設けられた軸受に軸支された回動軸と、この回動軸に固定され枠体内の通風部を開閉回動するバタフライ羽根を用いることができる。この場合、回動軸の一端を外部に延在させハンドルやモータの出力軸に接続することができる。また、空気流の通路面積をスライド式に変化させるスライド式ダンパーを用いることもできる。

送風部２４は、インバータモータで回転駆動される遠心式や軸流式の送風機で、サイクロン分離部からの戻り管３１からの戻り空気流を吸引して正圧の空気流を吐出管に吐き出す。吐出管は接続管により風箱２５に接続されている。なお、インバータモータの回転速度を変えることにより全体の吐出空気量を変えることができる。

風箱２５は、概ね逆角錐台形状をしており、送風部２４からの吐出空気圧に変動が生じても箱内の空間で吸収して均一化して立ち上がりダクト２０に定常的な整流を供給することができる。風箱２５の狭い下面には重量物取り出し用の第１のロータリーシール弁２７が取り付けられており、手動で適宜溜まってから回すか、モータで回して連続的又は断続的に重量物を外部に取り出すことができる。

サイクロン分離部２８は、立ち上がりダクト２０から空気流によって搬送されてきた軽量物を旋回流で遠心力をかけて分離するもので、下端部に軽量物の貯留部を軽量物取り出し用の第２のロータリーシール弁３０とを連設している。第２のロータリーシール弁３０は、手動で適宜溜まってから回すか、モータで回して連続的又は断続的に軽量物を外部に取り出せるようにしている。

本発明においては、重量物取り出し口と軽量物取り出し口のシール部、そして搬送部のシール部を閉鎖した状態で風力選別を行うので、空気流が循環するクローズドサイクルをなし、空気流中の浮遊物は循環中に相互に集合してサイクロン分離部において軽量物として分離することができる。サイクロン分離部で軽量物を分離した後の排気をバグフィルターを通して排出するオープンサイクルに比べ、バグフィルターが不要であり、維持管理が容易であるという利点も有する。

本発明に係る風力選別機付き破砕機の構成の一例を示す模式図である。

符号の説明

１破砕機
２風力選別機
３ケーシング
４供給口
５排出口
６回転軸
７回転破砕部
８スクリーン
９搬送部
９ａ搬送管
９ｂ通気スペース
１０脚台
１１ホッパー
１２モータ
１３スクリューコンベア
１４モータ
２０立ち上がりダクト
２１気流通路
２２風量調整ダクト
２３ダンパー
２４送風部
２５風箱
２６重量物取り出し部
２７第１のシール部
２８サイクロン分離部
２９軽量物取り出し部
３０第２のシール部
３１戻り管
Ａ風力選別機付き破砕機。

Claims

破砕機から供給された粉砕物を重量物と軽量物とに選別する風力選別機を備えた風力選別機付き破砕機であって、
上記風力選別機（２）が、
内部において上向通風の空気流によって、破砕物を搬送される軽量物と落下する重量物とに選別する気密な立ち上がりダクト（２０）と、
該立ち上がりダクト（２０）と並列に立設された別体のダクトであって、下方に設けたダンパー（２３）により上記立ち上がりダクト（２０）への上向通風の空気流の流量を増減させる風量調整ダクト（２２）と、
上記立ち上がりダクト（２０）及び上記風量調整ダクト（２２）の下端部に設けられ、風箱（２５）と開閉可能な第１のシール部（２７）とを経て重量物を外部に出す重量物取り出し部（２６）と、
上記立ち上がりダクト（２０）の上端部に入口部が接続されたサイクロン分離部（２８）と、
該サイクロン分離部（２８）の下端部に設けられ、軽量物を開閉可能な第２のシール部（３０）を経て外部に取り出す軽量物取り出し部（２９）と、
上記サイクロン分離部（３０）の排気部に戻り管（３１）を介して接続され、排気を吸引し、圧力空気を上記風箱（２５）に供給する送風部（２４）とを有する一方、
上記破砕機（１）が、
搬送管（９ａ）内にスクリューコンベア（１３）を配設して構成され、スクリューコンベア（１３）の上方には通気スペース（９ｂ）が確保され、破砕物の排出口（５）の下方に配設され、破砕した破砕物を上記風箱の上方に搬出するとともに、負圧によって粉塵を吸引する搬送部（９）とを有する、風力選別機付き破砕機。
上記立ち上がりダクト（２０）は、ほぼ垂直に立設され、複数段の屈曲部を有する蛇行管からなる気流通路（２１）を有する請求項１記載の風力選別機付き破砕機。
上記破砕機（１）が、上部に被処理物を投入する供給口（４）を有しかつ下部に破砕物の排出口（５）を有した直方体形状のケーシング（３）と、該ケーシング（３）内に回転可能に軸支された少なくとも１本の回転軸（６）に固定され上記被処理物を破砕する回転破砕部（７）と、上記排出口（５）側において上記回転破砕部（７）の外側に隔設され、破砕物を通過させる多数の孔を備えたスクリーン（８）と、上記排出口（５）の下方に配設され、上記スクリーン（８）を通過した破砕物を搬出する上記搬送部（９）とを有する請求項１記載の風力選別機付き破砕機。