JP4664712B2 - 粗大物破砕装置 - Google Patents

Description

本発明は粗大物破砕装置に関し、特に、粗大物である被破砕物の細粒度化に際して、破砕ローラと固定刃、さらにスクリーンを改良した粗大物破砕装置に関するものである。

従来、粗大物の破砕装置として、本発明者等が先に提案した破砕装置を図１２〜図１３に示す。

ところで、この破砕装置２０は、特に長尺の円柱状のロール材等の破砕に適した破砕装置で、上部の破砕ローラ２１、２２によって、被破砕物Ｗを噛み込みながら粗破砕し、中央に向かった捻れ角を有する破砕刃２９を備えた下部破砕ロール２７と、固定刃３０、３１によって粗破砕された被破砕物をさらに細かく破砕するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

この従来の固定刃３０、３１と、下部破砕ロール２７により粗破砕された被破砕物の細粒度化には、下部破砕ロール２７において、被破砕物の粒度設定周方向における破砕刃２９の間隔によって制限されるものの、回転軸方向には規制する手段がなく被破砕物の細粒度化には限界があった。

また、図１４に一般的な一軸破砕機を示す。この破砕機４０は、筐体４１内に回動自在に配設した破砕ローラ４２と、固定刃４３と、破砕ローラ４２下方の周面を囲むように設けた、断面半円状の多孔板スクリーン９１からなり、前記破砕ローラ４２の周面にＶ字状の破砕刃４２ａを多数配備し、筐体４１内に固定した固定刃４３には、前記破砕刃４２ａに対向するようにＶ字状の溝刃４３ａを形成する。そして、破砕ローラ４２が回転することによって前記破砕刃４２ａが、各溝刃４３ａ間を挿通し、破砕刃４２ａと溝刃４３ａ間で剪断作用が生じ被破砕物を破砕する。
破砕刃４２ａと溝刃４３ａによって破砕された破砕物はスクリーン９１の排出孔９１ａを通過して下方に落下し、排出口から排出されるが、スクリーン９１の排出孔９１ａ寸法より大きな被破砕物は循環し、前記破砕刃４２ａと溝刃４３ａによって再度破砕され、スクリーン９１の排出孔９１ａの寸法よりも小さく破砕された時点で下方に落下する（例えば、特許文献２、３参照）。

しかし、このスクリーン式の一軸破砕機の場合、破砕刃とスクリーンの排出孔のエッジ部分では、破砕刃がＶ字状であるため、破砕刃とエッジ部分は点で交差し、剪断作用は生じにくく破砕効果は低い。そのため、再度Ｖ字状の破砕刃と溝刃によって、被破砕物がスクリーンを通過するサイズになるまで被破砕物は筐体内を循環することとなり破砕効率が低いという問題点があった。また、被破砕物の形状によってはスクリーンの排出孔に引っかかり、破砕ローラに異常トルクが発生し、破損するなどの問題もあった。
特開２００３−１１７４１８号公報 特許２８９６０８５号公報 特許２６１３３６２号公報

本発明は、上記従来の破砕装置の有する問題点に鑑み、被破砕物の細粒度化を効率よく実現することのできる破砕装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の粗大物破砕装置は、破砕ローラとこれに対向して設けられる固定刃によって被破砕物を破砕する粗大物破砕装置において、破砕ローラを、回転ロールと該回転ロールの周面に間隔をあけて列状に配置される少なくとも１方向の破砕刃群が回転ロールの軸心に対して傾めとなる角度をもつ２方向の破砕刃群とで構成し、１方向の破砕刃群の間隔部に他方向の破砕刃群の破砕刃が交差角を有するとともに、各破砕刃群の破砕刃同士をその端部において軸方向に一定のラップ代を有するように回転ロール周面に植設し、かつ、前記破砕ローラの下方に、破砕ローラの外周面と同心状の切り欠きを形成し、該切り欠き部分の角部が切刃となるようにした板状のスキッドを、破砕ローラの軸心と直角又は破砕ローラの軸心に直交する線に対して傾けて、破砕ローラの軸方向に多数配列することにより、該スキッドと前記少なくとも回転ロールの軸心に対して傾めとなる角度をもつ破砕刃群との交差角が鋭角をなす交差箇所が形成されるようにして、前記破砕刃とスキッドとの間で被破砕物を剪断破砕するように構成した被破砕物の排出を規制するスクリーンを配設したことを特徴とする。

この場合において、各破砕刃は、切断刃と該切断刃の上端に形成した切刃の下側から回転ロール周面に向かって傾斜する傾斜部分とからなるようにすることができる。

また、破砕ローラを、破砕刃群を周単位に分割して構成した環状破砕刃群とし、該環状破砕刃群を回転軸に嵌着することができる。

また、固定刃を、破砕ローラと平行でかつ一定間隔を存して配備するとともに、破砕ローラと協同して粗大物を破砕する切刃を直線状に構成することができる。

また、破砕ローラと固定刃の上流には、被破砕物の１次破砕用破砕機を設けることができる。

さらにこの場合において、１次破砕用破砕機を、破砕刃を備えた２軸の回転式破砕機とすることができる。

また、破砕ローラと固定刃の上部に、粗大物を破砕ローラに向かって押し込む押し込み装置を設けるようにすることができる。

本発明の粗大物破砕装置によれば、一定の交差角度をもって破状に配置し、欠落部分に逆の交差角度をもって破状に取り付けて構成した破砕刃群と固定刃によって被破砕物を有効に細粒度化し、さらに破砕ローラの下方に、スクリーンを配設したから、長尺の被破砕物など破砕刃群と固定刃によって十分に破砕されなかった被破砕物があってもさらに細粒度化することができる。
また、破砕刃群とスキッドとの間で被破砕物が剪断破砕されるとともに、スキッド間に十分な隙間を設けることができるから被破砕物がスクリーンの排出孔に詰まるといった不具合を生じることがない。

また、各破砕刃を、切断刃と回転ロール周面に向かった傾斜部分とからなるようにすることにより、各破砕刃の回転ロール周面への取り付け部分に被破砕物が詰まることがない。

また、破砕刃群を周単位に分割して構成した環状破砕刃群とし、該環状破砕刃群を回転軸に嵌着して破砕ローラとして構成することにより、一部分の破砕刃群の損傷に対して両端を除き２種類の交換用環状破砕刃郡を準備することによって、破砕ローラの取り替えを部分的に済ませることができる。

また、固定刃の切刃を直線状に構成するときは、固定刃の構成は簡便で製作コストを大幅に削減することができる。

また、回転刃と固定刃の上流に、被破砕物の１次破砕用破砕機を設けることにより、被破砕物を別工程によって粗破砕する必要がなく、装置の設置面積全体を低減させることができる。

また、この場合、１次破砕用破砕機は、破砕刃を備えた２軸の回転式破砕機とすることにより、被破砕物の１次破砕（粗破砕）を効率よく実施することができるとともに、回転刃の駆動源を流用することが可能となり装置全体の省スペース化を図ることができる。

また、破砕ローラと固定刃の上部に、粗大物を破砕ローラに向かって押し込む押し込み装置を設けるときは、破砕ローラに噛み込まれにくい被破砕物を破砕ローラに押し当て切断刃と固定刃によって効率よく破砕することができる。

以下、本発明の粗大物破砕装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図９に、本発明の粗大物破砕装置の第１実施例を示す。
この粗大物破砕装置１は、周知構造と同様に上下を開口した筺体２内に対をなす上部破砕ローラ３、４と、その下方に位置する破砕ローラＲと、この破砕ローラＲを挟んで左右に対向に設けられた直線状の固定刃１２、１３とを備える。

上部破砕ローラ３、４は、１次破砕用の破砕機として機能する２軸の回転式破砕機を実施例として説明するが、別の場所に置かれた１次破砕機によって一定の粗破砕された被破砕物であれば、上部破砕ローラ３、４を備えることなく破砕ローラＲと固定刃１２、１３のみの構成であってもよい。

破砕ローラＲは、回転ロール１１と、該回転ロール１１の軸心に対して一定の交差角度（α）をもって回転ロール１１の周面に間隔をあけて列状に取り付けた破砕刃群１０ａ’及び逆の交差角度（−α）をもって前記破砕刃群１０ａ’の間隔部を埋めるように、かつ、破砕刃群１０ａ’と同様に間隔をあけて列状に取り付けた破砕刃群１０ｂ’とをロール軸心方向にいわゆる千鳥状になるように植設する（図５（ａ１）参照）。

破砕刃群１０ａ’、１０ｂ’（以下、総称して、「破砕刃群１０’」という。）を構成する破砕刃１０ａ、１０ｂ（以下総称して破砕刃１０という）は 図５（ａ１）の破砕ローラＲの平面図及び図７の回転ロール１１の周面展開図に示すとおり、ロール軸心方向で隣接する破砕刃１０同士は両端部にラップ代Ｍを有するように配置され、刃長Ｌ、刃高ｈの立方体からなり、回転ロール１１周面に取り付けられる面の反対面には切刃１８を構成するもので、図５（ａ３）に示すように突出部を形成して設ける他、図５（ａ４）に示すように突出部を設けることなく略々直角の切刃で構成してもよい。
切刃１８は周方向で隣接する破砕刃１０間の距離Ｂと刃高ｈによって形成される空間Ｐによって被破砕物の破砕粒度が決定されるものである。
ラップ代Ｍは、特にその長さを限定するものではないが、被破砕物を軸方向に流れ出すことを防止することができる程度に隣接する各破砕刃群がラップするように構成する。

また、破砕刃１０”は、図５（ｂ）に示すように、切断刃１４と、この切断刃１４の両側に配置された傾斜部分１５、１５から構成するようにしたもので、切断刃１４は同図（ａ）に示す破砕刃１０とほぼ同一の形状からなり、回転ロール１１周面に取り付けられる面の反対面には切刃１８を構成するもので、傾斜部分１５、１５は切断刃１４の長手方向の両側面で、上端の切刃１８の部分より若干下ったところから回転ロール１１周面に向かって傾斜するように構成するもので、切断刃１４と回転ロール１１周面とに溶接等の固定手段によって固定する。

さらに、破砕ローラＲは、図６に示すように、破砕刃群１０’を周単位に分割して構成した環状破砕刃群１６ａ、１６ｂ、１６Ｌ、１６Ｒ（以下、総称して、「環状破砕刃群１６」という。）とし、該環状破砕刃群１６を回転軸１７に嵌着して構成するようにすることもできる。
この際、該環状破砕刃群１６周面に植設される破砕刃は、上述したラップ代Ｍを構成するようにＭ／２だけはみ出すように植設されるものである。

また、破砕ローラＲは、図８（ａ）に示すように、１方向の破砕刃群１０ａ’を回転ロール１１の軸心と平行に間隔をあけて列状に植設し、他方の破砕刃群１０ｂ’にのみを回転ロール１１の軸心に対して角度（β）をもって破砕刃群１０ａ’の間隔部を埋めるように、かつ、破砕刃群１０ａ’と同様に間隔をあけて列状に植設する例を示す。

この際、固定刃１２、１３は、図８（ｂ）に示すように、回転ロール１１の軸心角度をもって、例えば、図例のように両端より中央部分が高くなるように構成することが好ましい。
これは、破砕刃群１０ａ’の破砕刃１０”が回転ロール１１の軸心と平行で角度を有しないため、固定刃１２、１３との間で被破砕物を破砕する際に負荷が一時に破砕刃１０”と固定刃１２、１３に生じることを避けるためである。

上部破砕ローラ３、４は、回転ロール５、６の周面に上部破砕刃７、８を図１に示すように取り付け、上部破砕ローラ３、４を図１に示す矢符方向に回転させ、上部破砕刃７、８の先端に形成した切刃７’、８’によって、供給される粗大物を噛み込みながら粗破砕するものである。

１２、１３は破砕ローラＲに対向して平行に、かつ一定間隔を存して設けた直線状の固定刃を示し、破砕ローラＲの全長と略々同一の長さを有し、破砕ローラＲの回転ロール１１の周面に取り付けた破砕刃群１０の切刃と協同して、上部破砕ローラ３、４によって１次破砕（粗破砕）された被破砕物を細かく破砕するものである。

また、固定刃は、図９に示すように、上段固定刃１２’、１３’と下段固定刃１２”、１３”とすることができる。

この場合、破砕刃１０と上段固定刃１２’、１３’との間で被破砕物の姿勢によって十分に破砕されなかった被破砕物が下段固定刃１２”、１３”位置まで下降する際にその姿勢が変動し、破砕刃１０と下段固定刃１２”、１３”との間で十分な破砕作用を奏することができる。

そして、破砕ローラＲの下方には、被破砕物の排出を規制するスクリーン９を配設する。スクリーン９には、従来例と同様、多数の排出孔９１ａを穿孔した断面半円状の多孔板９１を用いることができる（参考例）。この場合、破砕刃１０の先端とスクリーン９との間隔は、破砕刃１０の先端と固定刃１２との間隔と同程度とすることができ、破砕ローラＲの破砕刃１０が板形状であり、多孔板９１の排出孔９１ａのエッジ部分では、破砕刃１０と排出孔９１ａのエッジ部分とが、線で交差することとなり、十分な剪断作用を期待することができる。
この場合の、排出孔９１ａの外形寸法は、破砕ローラＲの切刃１８で囲まれた空間Ｐの平面寸法と略同等とするか、それよりも小径とする。

ところで、本実施例においては、スクリーン９は、図２〜３に示すように、破砕ローラＲの破砕刃１０の先端の軌跡と所定の隙間を設けるように円弧状の切り欠き９２ａ（破砕刃１０の先端の軌跡よりも若干大なる曲率半径の円弧からなる切り欠き）を形成した板状のスキッド９２とし、該スキッド９２を、破砕ローラＲの軸方向に多数配列したものを用いるようにしている。

このスキッド９２は、上面と下面を開口した枠材９３に破砕ローラＲの軸心と直角となるように多数配列するもので、その間隔は、図５に示すように、空間Ｐの軸方向の長さと等しい間隔若しくは小間隔に並べることが好ましく、図２（ｂ）に示すように、破砕ローラＲの軸心に直交する線に対して角度γ（γは５〜３０°が好ましい。）傾けて配設することもできる。

そして、スキッド９２に形成した円弧状の切り欠き部分９２ａの角部９２ｂは切刃の役目を担い、破砕刃１０との間で協同して、所定サイズ以上の被破砕物を所定サイズまで細粒度化するものである（図２（ｃ）参照）。

上記構成において、筺体２の上部から供給される被破砕物は、上部破砕ローラ３、４によって１次破砕（粗破砕）され、下方に配備された破砕ローラＲの破砕刃群１０の刃長Ｌから両ラップ代Ｍを差し引き、同一周上の破砕刃群１０間距離Ｂと刃高ｈによって形成される空間Ｐにおさまるサイズにまで破砕刃群１０の上面に設けた切刃１８と固定刃１２、１３によって細粒度化され下方に排出される。そして、長尺物や薄手のもの、異常な噛み込みによって発生した所定サイズよりも大きな被破砕物は、スクリーン９によって、特にスキッド９２状に構成した場合は、破砕刃１０のエッジ１０ａ’（１０ｂ’）と切り欠き部分９２ａの角部９２ｂとによって剪断破砕される。この際、スキッド９２を破砕ローラＲの軸心と直角より５〜３０°傾けて配設したときは、さらに良好な剪断作用を生じさせることができる。

図１０に、本発明の粗大物破砕装置の第２実施例を示す。
この粗大物破砕装置は、上部破砕ローラ３ａ、４ａを対向するスクリューが同一方向に進む向きに構成したスクリュー式破砕刃７ａ、８ａとしたもので、送り速度の速いスクリュー式破砕刃７ａがスクリュー式破砕刃８ａを追い越す際に供給される被破砕物を破砕するように構成するものである。
このスクリュー式破砕刃７ａ、８ａを用いるときは、被破砕物が大型の場合や、布団や絨毯等の軟性物の場合に大きな効果を発揮するものである。

その他、破砕ローラＲと固定刃１２、１３による破砕作用は上述の実施例１と同様であり説明を省略する。

図１１に、本発明の粗大物破砕装置の第３実施例を示す。
この粗大物破砕装置１は、破砕ローラＲと固定刃１２、１３に向かって粗大物を押し込む押し込み装置２０を配備したもので、図例は左右に２機配備した例を示すが破砕対象物や設置場所による粗大物破砕装置１の左右いずれか一方にのみ設けるようにしてもかまわない。

押し込み装置２０は先端に押圧部２２を備えたシリンダ等の押し込み機構２１からなり、投入される粗大物を破砕ローラＲに噛み込まれない場合や噛み込みにくいものの場合、破砕ローラＲに対して押し付けることによって効率よく粗大物を破砕ローラＲと固定刃１２、１３によって破砕し、所定サイズ以上の被破砕物は、スクリーン９によってさらに細粒度化される。

以上、本発明の粗大物破砕装置について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、各実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、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。

本発明の粗大物破砕装置は、供給される被破砕物を効率よく細粒度化できるという特性を有していることから、産業廃棄物処理施設において処理すべきは粗大物の破砕の用途に好適に用いることができる。

本発明の粗大物破砕装置の第１実施例を示す正面図である。 スキッド式のスクリーンを説明する図１のＸ−Ｘ矢視図で、（ａ）は一部断面の底面図を、（ｂ）は変形実施例を、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ断面を示す。 スキッド式のスクリーンの説明図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ断面図である。 本発明の粗大物破砕装置一部を切り欠いた平面図である。 破砕ローラの形状の説明図で、（ａ１）は平面図を、（ａ２）は（ａ１）の断面図を、（ａ３）は切刃の拡大図を、（ａ４）は別の切刃の拡大図を、（ｂ１）は別の破砕ローラの平面図を、（ｂ２）は（ｂ１）の断面図を、（ｂ３）は切刃の拡大図をそれぞれ示す。 破砕刃群を周単位に分割して構成した回転刃を示す正面図である。 回転ロールの周面を展開して示す説明図である。 固定刃の別の実施例を示す正面図である。 固定刃の別の実施例を示す側面図である。 本発明の粗大物破砕装置の第２実施例を示す平面図である。 本発明の粗大物破砕装置の第３実施例を示す平面図である。 従来の粗大物破砕装置を示す正面図である。 従来の粗大物破砕装置の下部破砕ロールの正面図である。 従来の一軸破砕機の概略を示す説明図で、（ａ）は一部切欠断面の側面図を、（ｂ）はスクリーンを示す一部切欠断面の底面図を、（ｃ）は破砕ローラと固定刃の関係を示す一部切欠の正面図をそれぞれ示す。

１ 粗大物破砕装置
９ スクリーン
９１ 多孔板
９２ スキッド
１０ 破砕刃
１０’ 破砕刃群
１０” 破砕刃
１１ 回転ロール
１２ 固定刃
１３ 固定刃
１４ 切断刃
１５ 傾斜部分
１６ 環状破砕刃群
１７ 回転軸
２０ 押し込み装置
Ｒ 破砕ローラ
Ｍ ラップ代

Claims (7)

1. 破砕ローラとこれに対向して設けられる固定刃によって被破砕物を破砕する粗大物破砕装置において、破砕ローラを、回転ロールと該回転ロールの周面に間隔をあけて列状に配置される少なくとも１方向の破砕刃群が回転ロールの軸心に対して傾めとなる角度をもつ２方向の破砕刃群とで構成し、１方向の破砕刃群の間隔部に他方向の破砕刃群の破砕刃が交差角を有するとともに、各破砕刃群の破砕刃同士をその端部において軸方向に一定のラップ代を有するように回転ロール周面に植設し、かつ、前記破砕ローラの下方に、破砕ローラの外周面と同心状の切り欠きを形成し、該切り欠き部分の角部が切刃となるようにした板状のスキッドを、破砕ローラの軸心と直角又は破砕ローラの軸心に直交する線に対して傾けて、破砕ローラの軸方向に多数配列することにより、該スキッドと前記少なくとも回転ロールの軸心に対して傾めとなる角度をもつ破砕刃群との交差角が鋭角をなす交差箇所が形成されるようにして、前記破砕刃とスキッドとの間で被破砕物を剪断破砕するように構成した被破砕物の排出を規制するスクリーンを配設したことを特徴とする粗大物破砕装置。
2. 各破砕刃は、切断刃と該切断刃の上端に形成した切刃の下側から回転ロール周面に向かって傾斜する傾斜部分とからなることを特徴とする請求項１記載の粗大物破砕装置。
3. 破砕ローラは、破砕刃群を周単位に分割して構成した環状破砕刃群とし、該環状破砕刃群を回転軸に嵌着して構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の粗大物破砕装置。
4. 固定刃は、破砕ローラと平行でかつ一定間隔を存して配備するとともに、破砕ローラと協同して粗大物を破砕する切刃を直線状に構成したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の粗大物破砕装置。
5. 破砕ローラと固定刃の上流に、被破砕物の１次破砕用破砕機を設けたことを特徴とする請求項１、２、３又４は記載の粗大物破砕装置。
6. １次破砕用破砕機は、破砕刃を備えた２軸の回転式破砕機としたことを特徴とする請求項５記載の粗大物破砕装置。
7. 破砕ローラと固定刃の上部に、粗大物を破砕ローラに向かって押し込む押し込み装置を設けたことを特徴とする請求項１、２、３又４は記載の粗大物破砕装置。

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