JP5160417B2 - 粉砕プラント - Google Patents

Description

本発明は、資材の粉砕のために機能する種類の粉砕プラントに関し、該粉砕プラントは、開口部によって分離された、少なくとも一組の固定式底部ナイフと、底部ナイフと交差して延びている、少なくとも２つの平行シャフトと、各シャフトに装着された一組の上部ナイフであって、該ナイフは、底部ナイフの間の開口部に部分的に延びている、上部ナイフと、動作中に該シャフトを回転させる、少なくとも１つの駆動アセンブリとを含む。

粉砕プラントは、一部の場合において、比較的大きくて重たい任意の資材、例えば廃棄された家庭用品、タイヤ、家具、カーペット、廃木、解体廃材などの粉砕のための、大型で強力なプラントであるが、他の場合において、例えば紙などの小さな資材の粉砕のための、比較的小型のプラントであり得る。

１つのシャフトのみを有する粉砕プラントが存在する。しかし、最も用いられている粉砕プラントは、２つのシャフトと、開口部によって分離された底部ナイフとを有し、それぞれは、各シャフトからの上部ナイフの一部を収納する。従って、粉砕機は、比較的に短い全長および比較的に高い容量を有する。

本出願に参照によって援用される出願者の特許文献１から、互いがオーバーラップし、向かい合う上部ナイフが取り付けられている２つのシャフトを有する粉砕プラントが知られる。従って、２つの底部ナイフの間の開口部は、上部ナイフの厚さの２倍の厚さよりも狭くなり得ない。これが意味するものは、開口部は比較的広く、従って資材の粉砕は同様に粗雑であるということである。

資材のより細かな粉砕は、上記の底部プラントの底部ナイフを湾曲させることによって、起こり得るが、これは、底部ナイフ構造の強度を犠牲にする。さらに、湾曲した底部ナイフは、維持することが難しく、費用もかかる。

より高度な細かさは、むしろ互いに部分的に重なり合わない、向かい合う上部ナイフを有する粉砕プラントを設計することによって取得され得る。２つの底部ナイフの間の開口部は、２つの上部ナイフの合計の厚さよりも狭くなり得、従って資材の粉砕は、同等に細かくなる。しかし、空間が、上部ナイフの２つの組の間に残ることが障害であり、例えばこの空間ではプレート状の資材が粉砕されず、従って、この資材はこの空間に残留し、他の資材の粉砕を妨害する。
欧州特許第０９２８２２２号明細書

互いがオーバーラップしない、向かい合う上部ナイフが取り付けられた２つのシャフトを有する粉砕プラントが、出願者の欧州特許第０５２１０８１号明細書に記載され、該特許文献は、本明細書中に参照によって援用される。

上記の粉砕プラントの障害は、本発明に従って以下に改善されている。すなわち、第１の局面において、比較的に高度な細かさに資材を粉砕し得る、開始段落に述べられた種類の粉砕プラントを提供することと、第２の局面において、強力な底部ナイフ構造を有する、開始段落に述べられた種類の粉砕プラントを提供することと、第３の局面において、維持が容易である底部ナイフ構造を有する、開始段落に述べられた種類の粉砕プラントを提供することと、第４の局面において、長い寿命を有する底部ナイフ構造を有する、開始段落に述べられた種類の粉砕プラントを提供することと、第５の局面において、プラントの容量に関連して可能な最小のモーメントで回転可能なシャフトを有する、開始段落に述べられた種類の粉砕プラントを提供することと、第６の局面において、資材を効果的に粉砕し得る、開始段落に述べられた種類の粉砕プラントを提供することと、第７の局面において、従来において公知のものよりもより短い全体的な長さを有し、比較的大きな容量を有する、開始段落に述べられた種類の粉砕プラントを提供することとである。

本発明に従った、新規かつ特有の特徴は、以下の通りである。すなわち、少なくとも２つのシャフトのうちの１つにある上部ナイフは、第１の直径を有する少なくとも１つの第１の上部ナイフと、該第１の直径よりも小さな第２の直径を有する少なくとも１つの第２の上部ナイフとを含むということと、少なくとも２つのシャフトのうちの別の１つにある上部ナイフは、第３の直径を有する少なくとも第３の上部ナイフと、該第３の直径よりも小さな第４の直径を有する少なくとも第４の上部ナイフとを含むことと、該第１の直径および該第３の直径の合計は、該少なくとも２つのシャフトの回転軸の間の空間の２倍よりも大きいということとである。

従って、例えばプレート状の資材は、オーバーラップする第１および第３の上部ナイフによって粉砕されるということが得られる。故に、２組の上部ナイフの間には、資材が通過するような空間はなく、そのような資材が留まり、他の資材の粉砕を妨害することがない。それでも、開口部が比較的狭く、粉砕が同様に細かな場合には、第１および第３の上部ナイフは、同一の開口部に向かって延び得ない。

しかし、第１および第４の直径の合計と、第２および第３の直径の合計がそれぞれ、少なくとも２つのシャフトの回転軸の間の空間の２倍より小さく、第１および第４の上部ナイフを含む上部ナイフの第１の組と、第２および第３の上部ナイフを含む上部ナイフの第２の組とが、２つの底部ナイフの間のそれぞれの開口部に下向きに延びる場合には、細かな粉砕が成就され得る。

従って、２つの底部ナイフの間の同一の開口部に下向きに延びる２つの上部ナイフは、互いにオーバーラップすることなく、該開口部の幅は、２つの上部ナイフの厚さの合計よりも小さくあり得、これによって、本発明に従った粉砕プラントは、比較的高度な細かさで資材を粉砕することができる。

上部ナイフの第１および第２の組が、２つの底部ナイフのそれぞれの開口部に、交互に下向きに延びる場合には、例えば上部ナイフの第１および／または第２の組によって粉砕されない傾向にあるプレート状の資材は、上部ナイフの第１および第３の組によって粉砕される。

開口部の幅が、上部ナイフの厚さよりも大きな場合には、同一の開口部に下向きに延びている２つの上部ナイフの全ての組における２つの上部ナイフは、さらに開口部内で軸方向に移動され、これによって、資材は、切断および破壊の動作の両方において粉砕される。

２つの上部ナイフが、それぞれの開口部を規定する２つの底部ナイフの、それぞれの底部ナイフに接触または近接する場合には、粉砕の動作は、特に効果的である。

用語「近接する」は、上部ナイフおよび関連した底部ナイフが、粉砕されるべき資材の切断動作を同時に行うことを可能にする大きさの空間を意味する。

この場合において、両方の底部ナイフは、磨耗するが、主に、それぞれの上部ナイフに接触または近接する切断領域において磨耗する。粉砕プラントの中のシャフトおよびそれらの上部ナイフの位置を変更することによって、未だ磨耗していない切断領域が、今度は磨耗するという点において利点が成就され、これによって底部ナイフの寿命が延長される。

本発明に従った粉砕プラントの特に単純な実施形態において、第１および第３の直径は等しく、第２および第４の直径も等しい。故に、粉砕プラントを製造するための費用は、実質的に低減される。

さらに、本発明に従った粉砕プラントは、上部ナイフの第１および第２の組が延びている開口部によって分離された、中央に位置した底部ナイフの組を部分的に含み、１つの上部ナイフのみが延びている開口部によって分離された、周辺の底部ナイフの組を部分的に含む。

故に、底部ナイフの周辺の組が、多かれ少なかれ粉砕の工程に加わり、粉砕プラントには、比較的に短い全長および同時に大きな容量が与えられる。

周辺の底部ナイフの間の開口部は、中央の底部ナイフの間の開口部と同一の幅を有利に有することによって、周辺のナイフの範囲にある資材は、中央の底部ナイフの範囲における細かさと同程度に粉砕される。あるいは、周辺の開口部は、中央の開口部よりも狭くあり得、従って、粉砕は、相応じてより細かくなる。

本発明は、図面を参照しながら例示的な実施形態のみを記述することによって、以下に詳述される。

図１および図２における粉砕プラントは、通常参照番号１によって指し示され、好適には、じょうご形の筐体２を含み、中心軸３を定義し、粉砕されるべき資材（不図示）のための上部入口開口部４を有し、かつ粉砕された資材（不図示）のための底部出口開口部５を有する。

中心軸３のいずれの側においても、該中心軸３に平行な回転軸７を有する、この場合において２つの、大部分において同一のシャフト６が、互いの間隔ａを有し、回転可能なように筐体２の中に取り付けられる。

筐体の一端において、各シャフトはベアリング８で軸受けされ、また、他方端において駆動アセンブリ９で軸受けされ、それぞれのシャフトを、例えば出願人の欧州特許出願公開第０５２１０８１号に記載されたように、または異なるように回転させる。

示される場合において、３つの大きな、主にディスク状の上部ナイフ１０と、３つの小さな、主にディスク状の上部ナイフ１１とが、各シャフト上に交互に装着される。示される場合において、全てのディスク状の上部ナイフは、厚さｔを有する。この関係において、「大きな」および「小さな」という表現は、上部ナイフ１０および１１が等しい大きさの直径Ｄ’、Ｄ’’を有さないということを意味する。望まれる通りに、その差は、より大きくもより小さくもあり得る。

３つの大きな上部ナイフおよび３つの小さな上部ナイフのそれぞれの所与の数は、単なる例として取り上げられており、上記の所与の数以外の、より多く、またはより少ない上部ナイフが、本発明の範囲内において各シャフトに取り付けられ得る。

さらに、両方のシャフト上の全ての大きな上部ナイフ１０は、示される場合において同一の直径を有し、全ての小さな上部ナイフ１１も、同一の直径を有し、これによって、粉砕プラントを製造する費用が低減される。さらに、動作の間にナイフを有する２つのシャフトを回転させるモーメントは、主に同等の大きさであり、従って、２つのシャフトのそれぞれの上部ナイフが同一の大きさではない場合よりも小さい。

示される場合において、合計して７つの固定された底部ナイフ１２もまた、筐体内に位置し、動作中に回転している上部ナイフと協同し、資材を粉砕する。２つの隣接する底部ナイフ１２は、幅ｂの開口部１３によって隔てられている。

大きな上部ナイフおよび小さな上部ナイフの両方には、歯（不図示）が備えられており、該歯は、任意の適切な方法、例えば、出願人の欧州特許第０５２１０８１号および第０９２８２２２号に記載の方法で形作られ得る。歯の形状は、本発明には含まれておらず、従って、上部ナイフ１０および１１の外部輪郭１４および１５は、図２における点線１４および１５において、模式的にのみ示される。

図２に示されるように、上部ナイフ１０および１１は、底部ナイフ１２の間の開口部１３に、部分的に下向きに延びている。

図１に示される、右と左のシャフトにそれぞれ１つの大きな上部ナイフ１０と１つの小さな上部ナイフ１１とを含む、上部ナイフ１０および１１の第１の組と、図１に示される、左と右のシャフトにそれぞれ１つの小さな上部ナイフ１１と１つの大きな上部ナイフ１２とを含む、上部ナイフ１１および１０の第２の組とは、２つの底部ナイフ１２の間のそれぞれの開口部１３に互いに下向きに延びている。

例示的な実施形態において、本発明に従った粉砕プラントの構造は、以下の基準を満たす。
１．Ｄ＋ｄ＜２ａ
２．２Ｄ＞２ａ
３．ｂ＜２ｔ
第１の基準が意味することは、上部ナイフ１０および１１の第１の組と上部ナイフ１１および１０の第２の組とが、互いと重なり合うことはないということであり、これによって、第３の基準は、資材の粉砕が比較的に細かいという有利な結果に適合し得る。

第２の基準が意味することは、２つのシャフトの大きな上部ナイフ１０が、互いと重なり合い、従って、作動の間に例えばプレート状の資材を粉砕するということである。故に、資材は、効果的に２組の上部ナイフの間に残らないようになり、別の資材の粉砕を妨害することもない。

しかし、本発明の保護の範囲は、第３の基準を含むことに限定されず、第２の実施形態において、ｂ＞２ｔの基準を含み得るということを留意されたい。

図１において、２つの底部ナイフ１２の間の開口部１３に下向きに延びている、上部ナイフ１０および１１または１１および１０のうちの一組の上部ナイフは、各それぞれの底部ナイフの切断領域に接触または近接している。この切断領域は、実質的に作動の間に、明らかに磨耗する。

シャフトおよび関連した上部ナイフの交換において、上部ナイフは、底部ナイフのまだ磨耗していない切断領域に接触または近接するように設置される。作動中に、今度は、これらの切断領域が磨耗する。故に、底部ナイフの寿命は、倍増するか、少なくとも飛躍的に延長される。

本発明に従って得られた別の利点は、粉砕されるべきプレート状の資材は、大きな上部ナイフおよび小さな上部ナイフの両方に頻繁に残ることなく、大きな上部ナイフの上のみに残るということである。そのために、資材と上部ナイフとの間の表面圧は半減し、従って上部ナイフは、最初に資材をより簡単に処理および／または通過させることができる。

さらに、大きな上部ナイフおよび小さな上部ナイフの歯は、異なる速度で資材を切断し、これによって異なる力のおよび同時に回転軸からの異なる距離で資材を切断する。これは、資材が、特に作用領域において軸方向のねじりモーメントによって作用されるという効果があり、資材の粉砕を、有利に容易にする。

図３および図４は、本発明に従った粉砕プラントの第２の例示的な実施形態を示す。この粉砕プラントは、主に図１および図２の粉砕プラントに相当し、主に同一の方法において機能する。従って、同等の部分は、同じ参照番号によって示される。

この粉砕プラント１６は、主に出願者の欧州特許第０９２８２２２号に記載された方法と同一の方法において製造される。すなわち、第１および第２の上部ナイフ１０および１１、または１１および１０が延びる開口部１８によって分離された、中央に位置した組の底部ナイフ１７と、上部ナイフ１０または１１のうちの１つのみが延びる開口部２０によって分離された２組の周辺の底部ナイフ１９とを有する。

底部ナイフの頂面は、それぞれのシャフト８の軸７と交差する方向に延びているが、代替的に、該軸に近い領域と交差する方向に延び得る。これによって、上部ナイフの歯（不図示）は、有利な迎え角において資材を破壊する。

図４に示されるように、底部ナイフ１７の中央の組は、示される場合において水平であり、周辺の底部ナイフ１９は、中央の底部ナイフ１７に向かって下方向に傾斜し、これによって、粉砕されるべき資材（不図示）を中央の底部ナイフの方向に有利に導く。

２つの中央の底部ナイフ１７および２つの周囲のナイフ１９の間の開口部１８および２０の下方向に延びる上部ナイフ１０および１１は、２つの底部ナイフ１７および１９のうちの１つの切断領域と接触または近接する。２つの底部ナイフ１７および１９の、この切断領域は、作動中は磨耗する。

２つのシャフト６の平行な移動、またはこれらの上部ナイフ１０および１１の平行な移動は、組向する底部ナイフ１７および１９に切断領域を移す。作動中、今度はこれらの切断領域が磨耗し、これによって、底部ナイフの寿命は、倍増するか、少なくとも飛躍的に延長される。

各上部ナイフは、底部ナイフと接触または近接するという想定の下で、本発明は、上述されおよび図面において示される。

しかし、本発明の範囲内で、各上部ナイフは底部ナイフのそれぞれから離れて位置し得、論点の上部ナイフが延びている開口部を規定する。

本発明に従った粉砕プラントは、さらに上部ナイフと関連付けられた２つより多いシャフトを含み得る。

１つのシャフト上の大きな上部ナイフと小さな上部ナイフの直径は、別のシャフト上の大きなシャフトと小さなシャフトと同一の大きさである必要はない。

さらに、同一シャフト上の大きな上部ナイフは、同一の大きさである必要はなく、小さなナイフも然りである。

さらに、各シャフト上の上部ナイフは、それらの歯（不図示）が、軸方向に延びているスパイラルを描くように取り付けられ得、これによって、資材を粉砕するために用いられるエネルギーを低減することができる。

図１は、本発明に従った、粉砕プラントの第１の実施形態の平面図である。 図２は、図１の線Ｉ−Ｉに沿って取られた、概略的な断面図である。 図３は、本発明に従った、粉砕プラントの第２の実施形態の平面図である。 図４は、図３における線ＩＶ−ＩＶに沿って取られた、概略的な断面図である。

Claims (8)

1. 資材を粉砕するのに役立つ種類の粉砕プラントであり、該粉砕プラントは、
   開口部（１３；１８、２０）によって分離された、少なくとも１組の固定された底部ナイフ（１２；１７、１９）と、
   該底部ナイフ（１２；１７、１９）と交差するように延びている少なくとも２つの平行なシャフト（６）と、
   該シャフト（６）のそれぞれに装着された１組の上部ナイフ（１０、１１）であって、該底部ナイフ（１２；１７、１９）の間の該開口部（１３；１８、２０）に部分的に延びている１組の上部ナイフ（１０、１１）と、
   作動中に該シャフト（６）を回転させるための少なくとも１つの駆動アセンブリ（９）と
   を含み、
   該少なくとも２つのシャフトのうちの１つにある該上部ナイフ（１０、１１）は、第１の直径（Ｄ’）を有する少なくとも１つの第１の上部ナイフ（１０）と、該第１の直径（Ｄ’）よりも小さな第２の直径（ｄ’）を有する少なくとも１つの第２の上部ナイフ（１１）とを含み、
   該少なくとも２つのシャフト（６）のうちの別の１つにある該上部ナイフ（１１、１０）は、第３の直径（Ｄ’’）を有する第３の上部ナイフ（１０）と、該第３の直径（Ｄ’’）よりも小さな第４の直径（ｄ’’）を有する少なくとも１つの第４の上部ナイフ（１１）とを含み、
   該第１の直径（Ｄ’）および該第３の直径（Ｄ’’）の合計は、該少なくとも２つのシャフト（６）の回転軸（７）の間の距離（ａ）の２倍よりも大きく、
   該第１の直径（Ｄ’）および該第４の直径（ｄ’’）の大きさの合計と、該第２の直径（ｄ’）および該第３の直径（Ｄ’’）の大きさの合計とはそれぞれ、該少なくとも２つのシャフト（１３）の回転軸（７）の間の距離（ａ）の２倍よりも少なく、
   該第１および該第４の上部ナイフを有する、該上部ナイフの第１の組（１０、１１）と、該第２および該第３の上部ナイフを有する、該上部ナイフの第２の組（１１、１０）とは、２つの底部ナイフ（１２、１７、１９）の間の、それぞれの開口部（１３；１８、２０）に下向きに延びていることに特徴付けられた、粉砕プラント。
2. 前記上部ナイフ（１０、１１）の全ての組の該上部ナイフ（１０、１１）は、開口部（１３；１８、２０）を規定する前記２つの底部ナイフ（１２；１７、１９）のうちのそれぞれの底部ナイフに接触または近接し、該上部ナイフ（１０、１１）のそれぞれの組は、該開口部（１３；１８、２０）に延びていることに特徴付けられた、請求項１に記載の粉砕プラント。
3. 前記２つの底部ナイフ（１２；１７、１９）の間の少なくとも１つの前記開口部（１３；１８、２０）の幅（ｂ）は、前記第１および前記第４の上部ナイフ（１０、１１）の合計の厚さ（ｔ）と、前記第２および前記第３の上部ナイフ（１１、１０）の合計の厚さ（ｔ）のそれぞれよりも小さいことに特徴付けられた、請求項１または請求項２に記載の粉砕プラント。
4. 前記上部ナイフ（１０、１１）は、主にディスク状であり、同一の厚さｔであり、前記開口部（１３；１８、２０）は、同一の幅ｂであり、ｂ＜２ｔであることに特徴付けられた、請求項１または請求項２または請求項３に記載の粉砕プラント。
5. 前記上部ナイフの前記第１の組および前記第２の組（１０、１１；１１、１０）は、前記２つの底部ナイフ（１２；１７、１９）の間のそれぞれの前記開口部（１３；１８、２０）に、交互に下向きに延びていることに特徴付けられた、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の粉砕プラント。
6. 前記上部ナイフの全ての組（１０、１１；１１、１０）における該上部ナイフは、互いに関連して軸方向に移動されることに特徴付けられた、請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の粉砕プラント。
7. 前記第１の直径（Ｄ’）および前記第３の直径（Ｄ’’）は、同一の大きさであり、前記第２の直径（ｄ’）および前記第４の直径（ｄ’’）は、同一の大きさであることに特徴付けられた、請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の粉砕プラント。
8. 前記粉砕プラントは、前記上部ナイフの前記第１の組または前記第２の組（１０、１１；１１、１０）が延びている開口部（１３；１８、２０）によって分離された、中央に位置する前記底部ナイフ（１７）の組を部分的に含み、かつ１つの該上部ナイフ（１０；１１）のみが延びている開口部（２０）によって分離された周辺の該底部ナイフ（１９）の組を部分的に含むことに特徴付けられた、請求項１〜７のうちのいずれか一項に記載された粉砕プラント。

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