JP4835675B2

JP4835675B2 - 粉砕装置

Info

Publication number: JP4835675B2
Application number: JP2008274984A
Authority: JP
Inventors: 哲宇都宮
Original assignee: 有限会社吉工
Priority date: 2008-10-25
Filing date: 2008-10-25
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2028-10-25
Also published as: JP2010099619A

Description

本発明は、主として粉砕されたプラスチックの破片や繊維の破片、殻類等の有機物の破片を更に細かく粉砕するために使用される粉砕装置に関するものである。

プラスチック廃棄物を再利用する方法として、プラスチック廃棄物を溶融押出機に通して線状のストランドとし、回転刃と固定刃の間で裁断してペレットとすることは知られている（例えば、特許文献１〜５参照）。

回転刃は、周面から多数の刃先が突出した筒体の中心軸に沿った空洞に支軸を貫通させて筒体を軸承し（例えば、特許文献４、特許文献７の図４と図８参照）、或いは、その筒体の空洞の両端を可動軸受けで可回転に軸承する（例えば、特許文献６の図２、特許文献７の図３参照）等して構成されている。

実開平０２−１３３３１０号公報特開昭６３−２１８３０８号公報（特公平０６−８００７号公報）特開平１１−２９１２３８号公報（特許第３７１３６１５号公報）特開平１１−２９１２３９号公報（特許第３８６７２６０号公報）特開２００１−０３０２４０号公報（特許第４１６８３０３号公報）特開２００２−０１８２９８号公報特表２００３−５０４５３７号公報

粉砕装置によって粉砕された有機物の破片を更に細かく粉砕しようとする場合には、回転刃を高速回転する必要がある。
しかし、筒体の両端を可回転に軸承した回転刃（例えば、上記特許文献６と７参照）では、回転速度が増えるにつれて振動が生じるので、それを高速回転することは、回転刃の構造からして困難である。
筒体の空洞に支軸を貫通させた回転刃（例えば、上記特許文献４と７参照）では、刃先が損耗した場合等において、支軸を含む回転刃全体を粉砕装置フレームから取り外さなければならず、而も、その取り外した筒体から支軸を抜き取らなければならないので、多大な時間と労力を要する。

そこで本発明は、周面に刃先の突設された筒体（以下、刃突出筒体と言う。）を簡便に取り替えることの出来る粉砕装置を得ることを第１の目的とする。

本発明の第２の目的は、プラスチックの破片や繊維の破片、殻類等の有機物の破片（以下、被粉砕物と言う。）を効率的に微粉末に粉砕する粉砕装置を得ることにある。

本発明の第３の目的は、被粉砕物を粉砕した微粉末を効率的に取り出すことの出来る粉砕装置を得ることにある。

本発明に係る粉砕装置は、（ａ）周面１１から刃先１２の突出している回転刃１３をケーシング（囲い）内１４で回転し、そのケーシング内１４に投入される被粉砕物１５を刃先１２によって破壊して微粉末１６とする粉砕装置において、（ｂ）周面１１から刃先１２が突出している刃突出筒体１７の中心軸１８に沿って続く内部空洞１９に支軸２０を貫通させて回転刃１３が構成され、その内部空洞１９の内周面２１に支軸２０の周面２２が密着しており、（ｃ）刃突出筒体１７の左右の側面２３ａ・２３ｂにおいて、中心軸１８を刃突出筒体１７と同じにする円錐形の錐形筒体２４が突出しており、（ｄ）その錐形筒体２４を含む刃突出筒体１７の全体が、その支軸２０の軸芯２５を通る中心線２６に沿って複数個の分割筒体２７ａ・２７ｂに分割されており、（ｅ）その支軸２０には、その錐形筒体２４に外嵌する外嵌筒体２８が外嵌しており、（ｆ）その外嵌筒体２８には、刃突出筒体の錐形斜面２９に密着可能に窪んだ錐形凹部３０が付設されており、（ｇ）刃突出筒体の左右両側面２３ａ・２３ｂの少なくとも何れか片側２３ａにおいて向き合う左右何れか一方の錐形筒体２４の錐形斜面２９ａに外嵌する外嵌筒体２８ａが、支軸２０に固定、又は、固定可能に装着されており、（ｈ）その他方の外嵌筒体２８ｂは、支軸２０に固定されることなく中心軸１８に沿って移動可能に装着されており、（ｉ）その移動可能な片側２３ｂの外嵌筒体２８ｂを刃突出筒体１７へと締め付けるナット部材３１が、支軸２０に螺着されていることを第１の特徴とする。

本発明に係る粉砕装置の第２の特徴は、上記第１の特徴に加えて、複数個の分割筒体２７ａ・２７ｂによって構成される第１、第２、第３の３基以上の回転刃１３ａ・１３ｂ・１３ｃを、それらの支軸２０ａ・２０ｂ・２０ｃを平行に揃えて水平方向に隣り合わせにケーシング内１４に配置し、その隣り合う回転刃１３ａ（１３ｂ）と回転刃１３ｂ（１３ｃ）の間を、それらの刃先１２・１２が互いに触れ合わない程度に接近させた点にある。

本発明に係る粉砕装置の第３の特徴は、上記第１と第２の何れかの特徴に加えて、回転中心軸３４を水平方向に向けて周面がメッシュスクリーン（フィルター）３２によって構成された円筒形篩３３をケーシング内１４に可回転に格納し、回転刃１３をその支軸２０を円筒形篩３３の回転中心軸３４に平行に揃えてメッシュスクリーン３２に囲まれた円筒形篩３３の内部に配置した点にある。

本発明に係る粉砕装置の第４の特徴は、上記第３の特徴に加えて、メッシュスクリーン３２の篩目３５を透過するエアー３６を円筒形篩３３の外側から内側へと噴射するノズル３７を設けた点にある。

本発明に係る粉砕装置の第５の特徴は、上記第３と第４の何れかの特徴に加えて、円筒形篩３３と回転刃１３の回転方向を同じ方向にした点にある。

本発明（第１の特徴）によると、ナット部材３１を回して外嵌筒体２８ｂを刃突出筒体１７へと締め付けると、外嵌筒体２８の錐形凹部３２に分割筒体２７ａ・２７ｂの錐形筒体２４ａ・２４ｂが深く嵌まり込み、それらの錐形筒体の錐形斜面２９ａ・２９ｂに錐形凹部３０の錐形内周面３８から支軸２０に向けて圧力が作用し、それらの分割筒体２７ａ・２７ｂが外嵌筒体２８ｂによって強く閉じ合わされる。
そのナット部材３１を緩め、錐形筒体２４ａ・２４ｂから外嵌筒体２８ｂを引き離すと、一対の錐形筒体２４ａと錐形筒体２４ｂの間がフリーになり、分割筒体２７ａと分割筒体２７ｂを個別に支軸２０から取り外せるようになる。
従って、回転刃１３を粉砕装置から取り外すとき、支軸２０を含む回転刃全体を取り外す必要はなく、ただナット部材３１を回して緩めるだけで済み、回転刃１３を簡便に短時間で取り替えることが出来る。

本発明（第２の特徴）によると、複数個の分割筒体２７ａ・２７ｂによって構成される第１、第２、第３の３基以上の回転刃１３ａ・１３ｂ・１３ｃが、それらの支軸２０ａ・２０ｂ・２０ｃを平行に揃えて水平方向に隣り合わせにケーシング内１４に配置されており、その隣り合う第１回転刃１３ａと第２回転刃１３ｂの間と、第２回転刃１３ｂと第３回転刃１３ｃの間の各間が、それらの刃先１２・１２が互いに触れ合わない程度に接近している。
そのため、その水平方向に隣り合わせに並んでいる回転刃１３ａ・１３ｂ・１３ｃの上から被粉砕物１５を投入すると、被粉砕物１５は、隣り合わせに並んでいる第１回転刃１３ａと第２回転刃１３ｂの間と、第２回転刃１３ｂと第３回転刃１３ｃの間の各間に入り込み、それらの回転刃の間で効率的に細かい微粉末に粉砕される。

本発明（第３の特徴）によると、回転刃１３が、その支軸２０を円筒形篩３３の回転中心軸３４に平行に揃えて、メッシュスクリーン３２に囲まれた円筒形篩３３の内部に配置されている。
そのため、回転刃１３に粉砕された微粉末１６は、下側のメッシュスクリーン３２の上に落下し、そのメッシュスクリーン３２が回転しているので、そのメッシュスクリーン３２の下側部分から振るい落とされて取り出される。
その際、十分に細かく粉砕されていない被粉砕物１５は、メッシュスクリーン３２の篩目３５に引っ掛かり、回転するメッシュスクリーン３２に運ばれて回転刃１３の上に落とされ、そこで再び粉砕される。
そのため、十分に細かく粉砕されていない被粉砕物１５が側のメッシュスクリーン３２の上に溜まり、細かく粉砕された微粉末１６の取り出しの妨げになることはない。

本発明（第４の特徴）によると、メッシュスクリーン３２の篩目３５を透過するエアー３６を円筒形篩３３の外側から内側へと噴射するノズル３７が設けられている。
そのため、十分に細かく粉砕されていない被粉砕物１５によってメッシュスクリーン３２が目詰まりを起こすことはなく、篩目３５が常時開口状態に維持され、細かく粉砕された微粉末１６をメッシュスクリーン３２から振るい落して効率的に取り出すことが出来、又、メッシュスクリーン３２の篩目３５に引っ掛かった十分に細かく粉砕されていない被粉砕物１５を回転刃１３の上に確実に返還させることが出来、粉砕装置による粉砕効率が向上する。

本発明（第５の特徴）によると、円筒形篩３３と回転刃１３の回転方向を同じ方向にしたので、被粉砕物１５が円筒形篩内で流動し易くなり、粉砕装置による粉砕効率が向上する。

移動させない固定外嵌筒体２８ａは、押ネジ３９等によって支軸２０に固定する。
その「移動させない」とは、その固定外嵌筒体２８ａの反対側の外嵌筒体２８ｂを刃突出筒体１７へとナット部材３１によって締め付ける際に「移動させない」と言うことであり、分割筒体の空洞の内周面２１を支軸の周面２２に嵌め合わせる場合や、分割筒体２７を支軸２０から取り外す場合には、錐形筒体２４と外嵌筒体２８を嵌め合わせ易くするため、又、錐形筒体２４と外嵌筒体２８を分離し易くするために、刃突出筒体の左右両側面２３ａ・２３ｂにそれぞれ向き合う外嵌筒体２８ａ・２８ｂを支軸２０の軸芯方向に自由に移動可能にすることも出来る。
従って、刃突出筒体の左右両側面２３ａ・２３ｂに向き合う外嵌筒体２８ａ・２８ｂに対して、それらを刃突出筒体へと締め付けるナット部材を支軸に螺着しておくことも出来、その場合、外嵌筒体を刃突出筒体へと締め付ける際には、その片側のナット部材を回さず、それに向き合う反対側のナット部材を回すようにすればよい。

刃突出筒体の錐形筒体２４の錐形斜面２９と外嵌筒体の錐形凹部３０の錐形内周面３８とが密着するように、それらの錐形斜面２９と錐形内周面３８の形状を同じにし、錐形斜面２９と錐形内周面３８の支軸２０の軸芯２５に対する傾斜を角度を同じにする。
そうすることによって、錐形斜面２９と錐形内周面３８の間での機械的ガタツキをなくし、回転刃１３を高速回転に耐える構造とすることが出来る。

刃突出筒体１７の側面２３に外嵌筒体２８が触れず、錐形筒体２４の錐形斜面２９と外嵌筒体２８の錐形内周面３８が確実に密着するようにするためには、刃突出筒体の側面２３と錐形筒体の錐形斜面２９の間に、周面の外径が一定の円柱形の境界部４７を設け、その境界部４７を介して錐形斜面２９を刃突出筒体１７の側面２３から突き出すとよい。

刃突出筒体１７は、支軸２０の軸芯２５を通る中心線２６に沿って３分割することも４分割することも出来るが、その分割された分割筒体と分割筒体との機械的ガタツキを回避するうえでは、図示するように分割筒体２７ａと分割筒体２７ｂとに２分割することが望ましい。刃突出筒体１７の内部空洞１９の内周面２１には、支軸２０の周面２２に突設したキー４０に勘合するキー溝４１を設け、刃突出筒体１７を支軸２０に固定する。

全ての回転刃の支軸２０ａ・２０ｂ・２０ｃを粉砕装置フレームに軸受けを介して固定する場合は、ケーシング１４に固定した蓋板４３によって円筒形篩３３の側面を封鎖し、円筒形篩３３の内部を密封状態にする（図４）。その場合、円筒形篩３３は、その回転中心軸３４を水平方向に向け、ガイドロール４２によって鉛直方向に回転駆動することが出来る。蓋板４３の周縁と円筒形篩３３の間の隙間は、円筒形篩３３の回転を妨げることなくシールされる。支軸２０は、蓋板４３とケーシング１４を貫通させ、その両端を粉砕装置フレームに軸受けを介して固定し、ベルト等４６によって回転駆動する。

十分に細かく粉砕されていない被粉砕物１５を確実に回転刃１３の上に落とすためには、篩目３５に引っ掛かった被粉砕物１５が回転刃１３の上まで運ばれたメッシュスクリーン３２の頂部周面に噴射口を向けてノズル３７を設けるとよい。ケーシング１４の底部には取出口４５を設け、メッシュスクリーン３２から振るい落とされる微粉末１６をその取出口４５から取り出す。

全ての回転刃の支軸２０ａ・２０ｂ・２０ｃを軸受けを介して粉砕装置フレームに可回転に固定する場合、蓋板４３・４３によって封鎖された円筒形篩３３の内部に投入管４４を突き出し、その投入管４４から被粉砕物１５を投入する（図３と図４）。

第１回転刃の支軸２０ａと第２回転刃の支軸２０ｃを粉砕装置フレームに固定せず、それらの支軸２０ａ・支軸２０ｃを軸受けを介して円筒形篩３３の側板４８に可回転に軸承し、第１回転刃１３ａと第２回転刃１３ｃを円筒形篩３３と一体に回転することも出来る（図５）。その場合、被粉砕物１５が円筒形篩３３の中で第１回転刃１３ａと第２回転刃１３ｃによって撹拌されながら粉砕されることになるので粉砕効率が高まる。

図５において、符号「４９」は、円筒形篩３３の円筒形回転支軸であり、そのフランジ５３を介して側板４８に接合され、ベルト５０によって回転駆動される。
第１回転刃１３ａと第３回転刃１３ｃは、ベルト５１を介して回転支軸２０ｂによって、第１回転刃１３ｂと共に回転駆動される。

被粉砕物１５は、円筒形回転支軸４９と回転支軸２０ｂの間の隙間５２に差し込んだ投入管（図示せず）から円筒形篩３３の内部に投入することも出来る。

本発明は、溶融押出機から押し出されるストランドを固定刃の間で裁断してペレットにする従来の回転刃に適用することも出来る。

本発明に係る回転刃の組立斜視図である。本発明に係る回転刃の平面図である。本発明に係る粉砕装置の断面側面図である。本発明に係る粉砕装置の断面正面図である。本発明に係る粉砕装置の要部斜視図である。

符号の説明

１１：刃突出円筒の周面
１２：刃先
１３：回転刃
１４：ケーシング
１５：被粉砕物
１６：微粉末
１７：刃突出筒体
１８：中心軸
１９：空洞
２０：支軸
２１：内周面
２２：支軸の周面
２３：刃突出筒体の側面
２４：錐形筒体
２５：支軸の軸芯
２６：中心線
２７：分割筒体
２８：外嵌筒体
２９：刃突出筒体の錐形斜面
３０：外嵌筒体の錐形凹部
３１：ナット部材
３２：メッシュスクリーン
３３：円筒形篩
３４：円筒形篩の回転中心軸
３５：篩目
３６：エアー
３７：ノズル
３８：錐形凹部の錐形内周面
３９：押ネジ
４０：キー
４１：キー溝
４２：ガイドロール
４３：蓋板
４４：投入管
４５：取出口
４６：ベルト
４７：境界部
４８：側板
４９：円筒形回転支軸
５０・５１：ベルト
５２：隙間
５３：フランジ

Claims

（ａ）周面（１１）から刃先（１２）の突出している回転刃（１３）をケーシング内（１４）で回転し、そのケーシング内（１４）に投入される被粉砕物（１５）を刃先（１２）によって破壊して微粉末（１６）とする粉砕装置において、
（ｂ）周面（１１）から刃先（１２）が突出している刃突出筒体（１７）の中心軸（１８）に沿って続く内部空洞（１９）に支軸（２０）を貫通させて回転刃（１３）が構成され、その内部空洞（１９）の内周面（２１）に支軸（２０）の周面（２２）が密着しており、
（ｃ）刃突出筒体（１７）の左右の側面（２３ａ・２３ｂ）において、中心軸（１８）を刃突出筒体（１７）と同じにする円錐形の錐形筒体（２４）が突出しており、
（ｄ）その錐形筒体（２４）を含む刃突出筒体（１７）の全体が、その支軸（２０）の軸芯（２５）を通る中心線（２６）に沿って複数個の分割筒体（２７ａ・２７ｂ）に分割されており、
（ｅ）その支軸（２０）には、その錐形筒体（２４）に外嵌する外嵌筒体（２８）が外嵌しており、
（ｆ）その外嵌筒体（２８）には、刃突出筒体の錐形斜面（２９）に密着可能に窪んだ錐形凹部（３０）が付設されており、
（ｇ）刃突出筒体の左右両側面（２３ａ・２３ｂ）の少なくとも何れか片側（２３ａ）において向き合う左右何れか一方の錐形筒体（２４）の錐形斜面（２９ａ）に外嵌する外嵌筒体（２８ａ）が、支軸（２０）に固定、又は、固定可能に装着されており、
（ｈ）その他方の外嵌筒体（２８ｂ）は、支軸（２０）に固定されることなく中心軸（１８）に沿って移動可能に装着されており、
（ｉ）その移動可能な片側（２３ｂ）の外嵌筒体（２８ｂ）を刃突出筒体（１７）へと締め付けるナット部材（３１）が、支軸（２０）に螺着されていることを特徴とする粉砕装置。
複数個の分割筒体（２７ａ・２７ｂ）によって構成される３基以上の回転刃（１３ａ・１３ｂ・１３ｃ）が、それらの支軸（２０ａ・２０ｂ・２０ｃ）を平行に揃えて水平方向に隣り合わせにケーシング内（１４）に配置されており、
その隣り合う回転刃（１３ａ・１３ｂ）と回転刃（１３ｂ・１３ｃ）の間が、それらの刃先（１２・１２）が互いに触れ合わない程度に接近していることを特徴とする前掲請求項１に記載の粉砕装置。
周面がメッシュスクリーン（３２）によって構成された円筒形篩（３３）が、その回転中心軸（３４）を水平方向に向けて、ケーシング内（１４）に可回転に格納されており、
回転刃（１３）が、その支軸（２０）を円筒形篩（３３）の回転中心軸（３４）に平行に揃えて、メッシュスクリーン（３２）に囲まれた円筒形篩（３３）の内部に配置されている前掲請求項１と２の何れかに記載の粉砕装置。
メッシュスクリーン（３２）の篩目（３５）を透過するエアー（３６）を円筒形篩（３３）の外側から内側へと噴射するノズル（３７）が設けられている前掲請求項３に記載の粉砕装置。
円筒形篩（３３）と回転刃（１３）の回転方向が同じ方向である前掲請求項３と４の何れかに記載の粉砕装置。