JP5739135B2 - 木材の粉砕装置 - Google Patents

Description

本発明は、主として原木を所定の太さの丸太、柱、板材に加工してできる木材屑を粉砕する装置に関する。

木材屑を粉砕する装置は開発されている。（特許文献１参照）
この粉砕装置は、円筒状のスクリーンの内部で粉砕羽根を回転して、スクリーンの内側に供給される木材屑を粉砕羽根で粉砕する。粉砕された粉砕木材はスクリーンを透過し、透過した粉砕木材は、粉砕羽根で強制送風される空気で排出される。スクリーンは、無数の選別孔を設けている。粉砕木材は、スクリーンの選別孔を通過して、大きなものが選別される。スクリーンの外側には、ケーシングがあって、このケーシングには接線方向に吐出口を設けて、ここから粉砕木材を排出している。

特開平１０−１５４１３号公報 特開２００７−１６７８２２号公報

以上の木材の粉砕装置は、水分を多く含む生材などの木材屑が、スクリーンの選別孔を通過してケーシングの吐出口から排出されず、スクリーンとケーシングとの間の経路に堆積して排出路を塞ぎ、スムーズに排出できない欠点があった。この欠点を解消するために、スクリーンとケーシングとの間に送風羽根を設ける粉砕装置が開発されている。（特許文献２参照）

以上の粉砕装置は、粉砕羽根と送風羽根の両方で空気を強制送風して、ケーシングとスクリーンとの間に堆積する粉砕木材を排出する。このため、排出経路に粉砕木材を堆積させることなく、ケーシングから外部に排出できる。しかしながら、この粉砕装置は、スクリーンの外側表面に付着する粉砕木材を効率よく排出できない欠点がある。スクリーンは、無数の選別孔を設けてここに粉砕木材を通過させるが、粉砕木材が付着しやすい状態にあると、スクリーンの選別孔を通過してその表面に付着し、さらにこれが厚く付着して選別孔を塞ぐ状態となって、粉砕木材を効率よくスクリーンに透過できなくなる欠点がある。スクリーンの外側に送風羽根を設けている粉砕装置は、粉砕羽根と送風羽根の両方で空気を強制送風するので、空気の流速を速くできる。しかしながら、スクリーンの外側表面に付着する粉砕木材は、空気流によっは除去されず、スクリーンを詰まらせて供給される木材屑を粉砕できなくする。さらに困ったことに、スクリーンの外側に送風羽根を設けている粉砕装置は、スクリーンと送風羽根とが邪魔になって、スクリーンの外側表面に付着する粉砕木材を簡単に除去できず、この状態における粉砕木材の除去に極めて手間がかかる欠点がある。

本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、スクリーンの外側表面に粉砕木材が付着するのを確実に阻止することで、極めて付着しやすい木材屑を効率よく粉砕して排出できる木材の粉砕装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の木材の粉砕装置は、外周縁にカッター７を有して、回転軸５に固定してなる複数の粉砕羽根３と、この粉砕羽根３の外周縁に内面を接近するように配設されて粉砕羽根３で粉砕された木片を透過させる無数の選別孔２２を有する一端を閉塞して他端を開口している円筒状のスクリーン２と、このスクリーン２の外側に配設されて、スクリーン２の外側に沿って回転される送風羽根４と、粉砕羽根３と送風羽根４とを回転する駆動機構９と、送風羽根４の外側に設けられて、スクリーン２を通過した粉砕木材Ｈを排出する吐出口１１を接線方向に伸びるように設けており、かつスクリーン２が固定されると共に、スクリーン２の開口部２１の中心に位置するように吸入口１２を設けているケーシング１とを備えている。送風羽根４は、スクリーン２の外側面に接近して、スクリーン２の外側に付着する粉砕木材Ｈを掻き取るスクレーパー８を内側に設けている。粉砕装置は、このスクレーパー８で掻き取られた粉砕木材Ｈを、強制送風される空気で吐出口１１から排出している。

以上の粉砕装置は、スクリーンの外側表面に粉砕木材が付着するのを確実に阻止するので、極めて付着しやすい木材屑を効率よく粉砕して排出できる特徴がある。それは、粉砕木材を強制送風する送風羽根にスクレーパーを固定して、スクレーパーでもって、スクリーンの外側表面に付着する粉砕木材を掻き取り、掻き取られた粉砕木材を強制送風して吐出口から吐出するからである。とくに、以上の粉砕装置は、送風羽根にスクレーパーを固定しているので、送風羽根でもってスクレーパーをスクリーンの外側表面に沿って移動でき、スクレーパーを回転させるために専用の機構を設ける必要がない。このため、極めて簡単な構造としながら、水分が多かったり、あるいは付着しやすい粉砕木材を、スクリーンの表面に堆積することなく、スムーズに確実に排出できる特徴がある。スクリーンに粉砕木材が堆積しない粉砕装置は、スクリーンに付着している粉砕木材を分解して除去する必要がなく、メンテナンスも極めて簡単にできる特徴がある。

本発明の木材の粉砕装置は、粉砕羽根３を固定してなる回転軸５に送風羽根４を固定すると共に、スクレーパー８を、隣接して配置している粉砕羽根３の間に配置するように回転軸５に固定することができる。
以上の粉砕装置は、スクリーンの外側表面に粉砕木材が付着するのを確実に防止できることに加えて、スクリーンの選別孔が粉砕木材で目詰まりするのも有効に阻止できる特徴がある。それは、図４の拡大断面図に示すように、粉砕羽根３のカッター７が木材屑Ｋを粉砕してスクリーン２の選別孔２２に押し込み（図４の（ａ）及び（ｃ）参照）、押し込まれた粉砕木材Ｈをスクリーン２の外側表面でスクレーパー８が掻き取って除去する（図４の（ｂ）参照）からである。この粉砕装置は、粉砕羽根でもってスクリーンの選別孔に次々と粉砕木材を押し込み、押し込まれた粉砕木材がスクリーンの外側表面で掻き取られるので、粉砕羽根から粉砕木材を選別孔に押し込む状態で、選別孔の外側に厚く粉砕木材が堆積することがなく、選別孔には次々と粉砕木材がスムーズに押し込まれて詰まることがない。粉砕羽根とスクレーパーが、スクリーンの内側と外側の同じ位置に配置されると、粉砕羽根が選別孔に粉砕木材を押し込む状態で、選別孔の外側がスクレーパーで閉塞されて、スムーズに押し込みできなくなる。以上の粉砕装置は、粉砕羽根とスクレーパーとの位置が異なるので、粉砕羽根が粉砕木材を選別孔に押し込み、押し込まれた粉砕木材がスクレーパーで掻き取られることで、選別孔を目詰まりさせることなく、粉砕木材をスムーズに選別孔に通過させて、能率よく粉砕木材を排出できる特徴が実現される。

本発明の木材の粉砕装置は、粉砕羽根３を固定してなる回転軸５に、複数の送風羽根４の一端を連結具１６を介して固定すると共に、複数の送風羽根４の他端をスクリーン２の外側に配置してなる連結リング１７に連結している。
以上の粉砕装置は、送風羽根を外側に変形させることなく、スクレーパーの全体をスクリーンの外側表面に接近して、スクリーンの外側を確実に掻き取って粉砕木材を排出できる特徴がある。

本発明の木材の粉砕装置は、粉砕羽根３の表面であって回転方向の背面に、スクリーン２の開口部２１から内部に向かって次第に高くなる山形凸部１５を設けることができる。
以上の粉砕装置は、粉砕羽根の間に供給される木材屑が粉砕羽根の背面側に付着するのを有効に防止しながら、均一に分散してスクリーンの内側に供給して、効率よく粉砕できる特徴がある。それは、回転する粉砕羽根の中心部から外周側に移動する空気流を、山形凸部によって外周に向かって加速しながらスクリーンの内面に供給できるからである。

本発明の木材の粉砕装置は、粉砕羽根３を固定している回転軸５に、粉砕羽根３の間に位置する撹拌羽根３０を固定することができる。この撹拌羽根３０は、回転軸５に固定される本体部３１と、この本体部３１の外周縁に、回転軸５の軸に直交する面内で傾動できるように連結しているハンマー３２を有して、ハンマー３２を傾動させて粉砕羽根３の間に供給される木材屑Ｋを撹拌することができる。
以上の粉砕装置は、撹拌羽根のハンマーでもって、粉砕羽根の間に供給される木材屑を拡散してスクリーンの内面に供給して、スムーズに粉砕できる特徴がある。

本発明の一実施例にかかる木材の粉砕装置の水平断面図であって、図２のＩ−Ｉ線断面に相当する図である。 図１に示す木材の粉砕装置のＩＩ−ＩＩ線断面に相当する垂直断面図である。 本発明の他の実施例にかかる木材の粉砕装置の垂直断面図である。 粉砕羽根が木材屑を粉砕し、スクリーンの外側に付着する粉砕木材をスクレーパーが掻き取る状態を示す拡大断面図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための木材の粉砕装置を例示するものであって、本発明は粉砕装置を以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図１と図２に示す木材の粉砕装置は、ケーシング１の内部に円筒状のスクリーン２を固定して、スクリーン２の内側に粉砕羽根３を、外側に送風羽根４を設けて、粉砕羽根３と送風羽根４を回転して、ケーシング１の中心に供給される木材屑を粉砕する。

ケーシング１は、ほぼ円筒状で、外周には接線方向に伸びるように吐出口１１を設けている。図２のケーシング１は、吐出口１１に向かって次第に半径を大きくする円筒状としている。さらに、ケーシング１は、木材屑を供給する吸入口１２を円筒１０の中心に設けている。ケーシング１は、前面プレート１３と背面プレート１４を円筒１０の前後に固定して、前面プレート１３の中心に吸入口１２を設けている。

ケーシング１は、背面プレート１４の中心に、ベアリング６を介して回転軸５を回転できるように配置している。回転軸５は、円筒状であるケーシング１の中心に設けている。この回転軸５に、粉砕羽根３と送風羽根４とを固定している。

粉砕羽根３は、外周縁にカッター７を有する板状である。粉砕羽根３は複数であって、回転軸５にバランスするように固定される。図２の粉砕装置は、８枚の粉砕羽根３を回転軸５に放射状に固定している。さらに、図の粉砕羽根３は、回転方向の背面に、吸入口１２から内部に向かって次第に高くなる山形凸部１５を設けている。山形凸部１５は、図２に示すように、回転軸５に直交する断面形状を三角形として、外周側の傾斜角（α）を回転軸５側の傾斜角（β）よりもを大きくしている。また、山形凸部１５は、図１に示すように、奥に向かって次第に高くなる形状として、平面形状も三角形としている。この粉砕装置は、粉砕羽根３が、図２の矢印で示す方向に回転する状態で、負圧となる粉砕羽根３の背面側に木材屑が付着するのを有効に防止する。さらに、この粉砕羽根３は、回転する状態で、ケーシング１の中心部に供給される木材屑を、回転方向の前面に沿ってケーシング１の中心から外側に移動させるが、粉砕羽根３の中心部から外周側に移動する空気流は、山形凸部１５によって外周に向かって加速される。このため、ケーシング１の中心部に供給されて外周に移動される木材屑は、山形凸部１５によって、粉砕羽根３の背面側に付着することなスクリーン２に向かって加速され、より高速でスクリーン２の内面に衝突して、外周のカッター７で効率よく粉砕される。

さらに、図３に示す粉砕装置は、粉砕羽根３の間に撹拌羽根３０を設けている。この撹拌羽根３０は、粉砕羽根３を固定している回転軸５に固定している。さらに、撹拌羽根３０は、粉砕羽根３の間に位置して、バランスよく回転軸５に固定される。撹拌羽根３０は、回転軸５に固定している本体部３１と、この本体部３１の外周縁に連結しているハンマー３２とからなる。ハンマー３２は、回転軸５の軸に直交する面内で傾動できるように、本体部３１の外周縁部に傾動軸３３を介して連結している。この粉砕装置は、回転軸５を回転すると撹拌羽根３０も回転する。撹拌羽根３０は、回転軸５に回転され、また供給される木材屑に衝突して傾動し、粉砕羽根３の間に供給される木材屑を撹拌する。撹拌される木材屑は、粉砕羽根３で半径方向に加速され、スクリーン２との間で粉砕される。

スクリーン２は円筒状で、粉砕羽根３の外側に配設している。スクリーン２は、粉砕羽根３の外周縁に内面を接近させる内形の円筒２０で、図４の拡大断面図に示すように、その内面と粉砕羽根３に設けているカッター７との間で供給される木材屑Ｋを粉砕する。さらに、スクリーン２は、粉砕羽根３で粉砕された木片である粉砕木材Ｈを透過させる無数の選別孔２２を設けている。選別孔２２は、その大きさで排出される粉砕木材Ｈの粒径を特定する。選別孔２２を透過した粉砕木材Ｈがケーシング１から外部に排出され、選別孔２２を通過できない木材屑Ｋは、さらに繰り返し粉砕羽根３で小さく粉砕されて、スクリーン２の選別孔２２を通過する。スクリーン２と粉砕羽根３とが相対運動して木材屑Ｋを粉砕するので、スクリーン２はケーシング１に固定している。スクリーン２は、ケーシング１の背面プレート１４側を裏蓋２３で閉塞して、前面プレート１３側を開口して、この開口部２１の開口端を前面プレート１３の内面に固定して、ケーシング１の吸入口１２から供給される木材屑Ｋを内部に案内する。

送風羽根４は、スクリーン２の外側に配設されて、スクリーン２の外側に沿って回転される。この記送風羽根４は、スクリーン２の外側に付着する粉砕木材Ｈを掻き取るスクレーパー８を内側縁に設けている。スクレーパー８は金属板で、スクリーン２の外側面に接近して、スクリーン２の外側表面に付着する粉砕木材Ｈを掻き取る。スクレーパー８とスクリーン２の外側表面との隙間は、選別孔２２の内径にほぼ等しくする。たとえば、選別孔２２の内径を５ｍｍφとする粉砕装置にあっては、スクレーパー８とスクリーン２との隙間を約５ｍｍとする。ただし、この隙間は、選別孔２２の内径の１／２ないし５倍とすることができる。この隙間を狭くして、スクリーン２の外側表面に付着する粉砕木材Ｈをより効果的に掻き取りできる。ただ、この間隔が狭すぎるとスクレーパーがスクリーンに衝突し、あるいは擦って摩耗させる欠点がある。反対に広すぎるとスクリーンの外側表面に付着する粉砕木材を効果的に掻き取りできなくなる。したがって、この隙間は、選別孔の内径と供給される木材の種類、水分率、付着性などを考慮して、前述の範囲で最適値に特定される。

送風羽根４は、金属板の内面に、ＳＵＳ３０４等の硬質金属からなるスクレーパー８を固定し、あるいは全体を硬質金属で製作してスクレーパーを一体構造とすることができる。内側縁をスクレーパー８とする送風羽根４は、全体の形状を長方形とする金属板で、その一端を連結具１６を介して回転軸５に固定している。連結具１６は、円盤状の金属プレート１６Ａで外周部に金属板の送風羽根４を固定している。連結具１６の金属プレート１６Ａは、スクリーン２の裏蓋２３に接触しないように、裏蓋２３の奥にあって、中心を回転軸５に固定している。さらに、送風羽根４は、スクリーン２の外側表面に沿って回転して、表面に付着する粉砕木材を掻き取るので、曲げ応力が作用する。この曲げ応力で変形し、あるいは位置ずれしないように、送風羽根４は、連結具１６である金属プレート１６Ａに固定しているのと反対側の他端を、スクリーン２に接触しないようにスクリーン２の外側に配置している連結リング１７に固定している。

回転軸５は、ケーシング１の背面からさらに突出して、突出部５Ａを２個のベアリング６で回転できるようにフレーム２５に連結している。この回転軸５は、プーリ２６とベルト２７を介して駆動機構９のモータ９Ａで回転される。

１…ケーシング
２…スクリーン
３…粉砕羽根
４…送風羽根
５…回転軸 ５Ａ…突出部
６…ベアリング
７…カッター
８…スクレーパー
９…駆動機構 ９Ａ…モータ
１０…円筒
１１…吐出口
１２…吸入口
１３…前面プレート
１４…背面プレート
１５…山形凸部
１６…連結具 １６Ａ…金属プレート
１７…連結リング
２０…円筒
２１…開口部
２２…選別孔
２３…裏蓋
２５…フレーム
２６…プーリ
２７…ベルト
３０…攪拌羽根
３１…本体部
３２…ハンマー
３３…傾動軸
Ｋ…木材屑
Ｈ…粉砕木材

Claims (4)

1. 外周縁にカッター(7)を有し、回転軸(5)に固定してなる複数の粉砕羽根(3)と、この粉砕羽根(3)の外周縁に内面を接近するように配設されて粉砕羽根(3)で粉砕された木片を透過させる無数の選別孔(22)を有する一端を閉塞して他端を開口している円筒状のスクリーン(2)と、このスクリーン(2)の外側に配設されて、スクリーン(2)の外側に沿って回転される送風羽根(4)と、前記粉砕羽根(3)と送風羽根(4)とを回転する駆動機構(9)と、前記送風羽根(4)の外側に設けられて、スクリーン(2)を通過した粉砕木材(H)を排出する吐出口(11)を接線方向に伸びるように設けており、かつ前記スクリーン(2)が固定されると共に、スクリーン(2)の開口部(21)の中心に位置するように吸入口(12)を設けているケーシング(1)とを備えてなる木材の粉砕装置において、
   前記粉砕羽根(3)を固定してなる回転軸(5)に、複数の送風羽根(4)の一端が連結具(16)を介して固定されると共に、複数の送風羽根(4)の他端をスクリーン(2)の外側に配置してなる連結リング(17)に連結しており、
   前記送風羽根(4)が、前記スクリーン(2)の外側面に接近して、スクリーン(2)の外側に付着する粉砕木材(H)を掻き取るスクレーパー(8)を内側に設けており、このスクレーパー(8)で掻き取られた粉砕木材(H)が、強制送風される空気で吐出口(11)から排出されるようにしてなることを特徴とする木材の粉砕装置。
2. 前記粉砕羽根(3)を固定してなる回転軸(5)に前記送風羽根(4)が固定されると共に、前記スクレーパー(8)が、隣接して配置してなる粉砕羽根(3)の間に配置するように回転軸(5)に固定されてなる請求項１に記載される木材の粉砕装置。
3. 前記粉砕羽根(3)の表面であって回転方向の背面面に、前記スクリーン(2)の開口部(21)から内部に向かって次第に高くなる山形凸部(15)を設けてなる請求項１又は２に記載される木材の粉砕装置。
4. 前記粉砕羽根(3)を固定している回転軸(5)に、粉砕羽根(3)の間に位置する撹拌羽根(30)を固定しており、この撹拌羽根(30)は回転軸(5)に固定される本体部(31)と、この本体部(31)の外周縁に、前記回転軸(5)の軸に直交する面内で傾動できるように連結しているハンマー(32)を有し、ハンマー(32)が傾動して粉砕羽根(3)の間に供給される木材屑(K)を撹拌するようにしてなる請求項１ないし３のいずれかに記載される木材の粉砕装置。

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