JP5873061B2

JP5873061B2 - 破砕機

Info

Publication number: JP5873061B2
Application number: JP2013215175A
Authority: JP
Inventors: 小林　由和; 由和小林; 秀匡小林; 健治河井; 光央鍬本; 宏明上條; 暢雄栗生; 芳夫清酒; 森　直樹; 直樹森
Original assignee: Obayashi Corp; Miike Tekkou KK
Current assignee: Obayashi Corp; Miike Tekkou KK
Priority date: 2013-10-16
Filing date: 2013-10-16
Publication date: 2016-03-01
Anticipated expiration: 2033-10-16
Also published as: JP2015077542A

Description

本発明は、各種物質を収容した袋体を破って内容物を排出させる破袋工程や、一連の処理工程の前段階において物質を比較的大きな寸法に破砕する粗破砕工程に好適な破砕機に関する。

都市ゴミや、各種産業で排出された廃棄物は、再生利用や最終処分の種々の処理に付するために、事前に寸法を削減する処理が行われる。このような処理を行うため、従来より、回転刃を備えた２つの破砕ロータを有する破砕機が用いられている。

この種の破砕機としては、図１２に示すように、上部に投入口２０１ａを有すると共に下部に排出口２０１ｂを有するケーシング２０１内に、２つの破砕ロータ２０２，２０２を互いに平行に配列したものがある（例えば、特許文献１）。この破砕機２００の破砕ロータ２０２は、図示しないモータで回転駆動される２つの回転軸２０３，２０３に、複数の回転刃２０４が固定されて形成されている。ケーシング２０１の内壁面には、各回転軸２０３の外周面と回転刃２０４の回転経路に近接して配置された固定刃２０５，２０５が設けられている。

上記破砕ロータ２０２の回転刃２０４は、回転方向の前方に刃先が形成されており、一方の破砕ロータ２０２の回転刃２０４の刃先と、他方の破砕ロータ２０２の回転刃２０４の刃先とが互いに反対方向を向くように固定されている。上記２つの回転軸２０３，２０３は、軸方向視において互いの回転軸２０３，２０３の間を回転刃２０４が投入口２０１ａから排出口２０１ｂに向かうように、互いに反対方向に回転駆動される。これにより、２つの回転軸２０３，２０３の回転刃２０４，２０４でせん断作用を発揮して、被処理物を破砕するようになっている。また、上記ケーシング２０１の内壁面に固定された固定刃２０５，２０５は、各回転軸２０３によって回転駆動される回転刃２０４が近接して通過することにより、この固定刃２０５と回転刃２０４とでせん断作用を発揮して被処理物を破砕する。

この破砕機２００は、被処理物を破砕する破砕運転では、上記２つの回転軸２０３，２０３が、互いに逆方向に同じ速度で回転駆動される。破砕運転中に、破砕が困難な金属塊や岩石等の破砕困難物が回転刃２０４に噛み込んだ場合、モータの過負荷によって噛み込みを検知し、両方の回転軸２０３の回転方向を短時間おきに切り替える正逆反復運転を行って破砕困難物の噛み込みを解決するようになっている。また、紐状や帯状の被処理物が回転軸２０３や回転刃２０４に絡まった場合も、正逆反復運転を行い、絡まった被処理物を解すようになっている。

特開平０９−０３８５１５号公報

しかしながら、上記従来の破砕機２００は、被処理物のせん断能力が比較的低く、被処理物が長尺のまま残留しやすいので、回転軸２０３や回転刃２０４に被処理物が絡まりやすいという問題がある。被処理物が絡まりやすいと、正逆反復運転を行う時間が長くなって、破砕機２００の処理効率が低下する問題がある。また、正逆反復運転を行っても、回転軸２０３や回転刃２０４に隣接する固定刃２０５の存在により、回転軸２０３や回転刃２０４に絡まった被処理物が除去され難いという問題がある。正逆反復運転を行っても除去できない被処理物は、運転を中止して人手で除去する必要があるので、除去の手間がかかると共に、運転の中止により処理効率が更に低下する問題がある。さらに、破砕困難物を回転刃２０４が噛み込んだ場合、正逆反復運転を行っても破砕困難物を破砕ロータ２０２上から除去できないので、正逆反復運転で破砕困難物の噛み込みを解除した後に、運転を中止して破砕困難物を人力で除去する必要がある。したがって、破砕困難物を除去する手間がかかると共に、運転の停止により処理効率が低下する問題がある。

そこで、本発明の課題は、被処理物を効果的に破砕できると共に、絡まった被処理物を容易に除去することができて、処理効率を高めることができる破砕機を提供することにある。また、被処理物に混入する破砕困難物を容易に除去することができ、処理効率を高めることができる破砕機を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の破砕機は、被処理物の投入口と排出口を有するケーシングと、
上記ケーシング内に配置され、破砕刃を有して回転駆動される破砕ロータと、
上記ケーシング内に上記破砕ロータと平行に配置され、上記破砕ロータの破砕刃よりも低い周速度で上記破砕ロータと反対向きに回転駆動され、上記破砕ロータの破砕刃で破砕される被処理物を支持しながら搬送する搬送ロータと
を備えることを特徴としている。

上記構成によれば、ケーシングの投入口から投入された被処理物は、搬送ロータで支持されると共に、この搬送ロータと反対方向に駆動される破砕ロータの破砕刃によって破砕される。搬送ロータは、破砕ロータの破砕刃よりも低い周速度で破砕ロータと反対向きに回転駆動されるので、上記破砕ロータの破砕刃で破砕される被処理物を支持しながら搬送することができる。これにより、破砕刃で破砕される際に被処理物に生じる反力を搬送ロータが安定して支持するので、被処理物を効果的に破砕することができる。その結果、被処理物が破砕ロータや搬送ロータに絡まり難くなるので、絡まった被処理物を除去する頻度を低くできるから、処理効率を高めることができる。

一実施形態の破砕機は、上記搬送ロータは、上記被処理物を引掛けて破砕ロータの破砕刃による破砕の反力を支持する一方、下方を向いたときに被処理物が脱落するように形成された係止手段を有する。

上記実施形態によれば、被処理物が破砕ロータの破砕刃で破砕されるとき、搬送ロータの係止手段により上記被処理物が引掛けられることにより、破砕刃で破砕される際に被処理物に生じる反力が支持される。したがって、被処理物が破砕刃で効果的に破砕される。一方、搬送ロータの係止手段が下方を向くと、引掛けられていた被処理物が係止手段から脱落するので、破砕された被処理物を迅速に排出することができる。

一実施形態の破砕機は、上記係止手段は、上記搬送ロータの軸方向視において、先端部分が回転方向の後ろ側を向く三角形状に形成されている。

上記実施形態によれば、先端部分が回転方向の後ろ側を向く三角形状の係止手段により、破砕刃で破砕される際に被処理物を効果的に引掛けることができる一方、係止手段が下方を向いたときは被処理物を容易に脱落させることができる。ここで、三角形状の係止手段は、回転方向の前側の縁が回転方向の後ろ側の縁よりも長く形成された不等辺の三角形状であるのが好ましい。また、係止手段の先端が、先端部分の角の二等分線が搬送ロータの径方向に対して回転方向の後ろ側を向くように傾斜しているのが好ましい。また、係止手段の形状は、曲線や曲面を含んで形成されてもよい。また、係止手段は、被処理物を引掛けるようにフック状に形成されてもよい。

一実施形態の破砕機は、上記破砕ロータと搬送ロータの回転速度は、上記破砕ロータの外周部の周速度が、上記搬送ロータの外周部の周速度に対して５倍以上３０倍以下となるように設定されている。

上記実施形態によれば、搬送ロータで支持されると共に搬送される被処理物が、この搬送ロータの外周部の周速度に対して５倍以上３０倍以下の外周部の周速度を有する破砕ロータの破砕刃で破砕される。したがって、破砕刃による破砕の際に被処理物に生じる反力が、安定して搬送ローラに支持されるので、被処理物を安定して効果的に破砕することができる。ここで、破砕ロータの外周部の周速度は、搬送ロータの外周部の周速度に対して１０倍以上２０倍以下であるのが好ましく、約１６倍であるのが更に好ましい。

一実施形態の破砕機は、上記破砕ロータは、上記搬送ロータよりも下方に配置されている。

上記実施形態によれば、破砕ロータが搬送ロータよりも下方に配置されているので、投入口から投入された被処理物を、ロータ間に噛み込に難くでき、効果的にせん断することができる。

一実施形態の破砕機は、上記ケーシングの側部に設けられた開口部と、
上記開口部を開閉する開閉扉と、
上記開閉扉が開口部を開いたときに上記破砕ロータから開口部に形成される排出通路と
を備える。

上記実施形態によれば、開閉扉が開いて開口部が開き、破砕ロータから開口部に形成された排出通路を通して、例えば寸法の大きい岩石や金属塊等のような破砕が困難な破砕困難物を容易に排出できる。したがって、破砕困難物の除去の手間を少なくできると共に、破砕困難物の除去に要する時間を短縮できて、破砕機の処理効率を向上できる。

一実施形態の破砕機は、上記開閉扉は、上記破砕ロータに隣接して配置された固定刃の配置位置に形成され、
上記固定刃は、上記開閉扉に固定された開閉部と、この開閉部に連なってケーシングの内側面に固定された固定部とを有し、
上記開閉扉が開口部を開くと、上記固定刃の開閉部が開閉扉と共に移動して、上記固定刃の固定部が上記排出通路に露出して傾斜面を形成するものである。

上記実施形態によれば、開閉扉が固定刃の開閉部と共に移動して開口部を開くと、固定刃の固定部が排出通路に露出して傾斜面を形成するので、破砕困難物を、傾斜面に沿って容易に排出させることができる。

一実施形態の破砕機は、上記破砕ロータの破砕刃及び搬送ロータの係止手段の少なくとも一方の回転軸方向に隣接する位置に、固定刃を設けたものである。

上記実施形態によれば、破砕ロータの破砕刃と固定刃によるせん断作用、及び／又は、搬送ロータの係止手段と固定刃によるせん断作用により、被処理物を効果的に破砕することができる。特に、固定刃を、破砕ロータの破砕刃に隣接する位置であって、回転軸に対向する位置に配置することにより、破砕ロータの回転軸に被処理物が巻き付く不都合を効果的に防止できる。また、固定刃を、搬送ロータの係止手段に隣接する位置であって、回転軸に対向する位置に配置することにより、搬送ロータの回転軸に被処理物が巻き付く不都合を効果的に防止できる。

一実施形態の破砕機は、上記破砕ロータの破砕刃及び搬送ロータの係止手段の少なくとも一方の径方向に隣接する位置に、固定刃を設けたものである。

上記実施形態によれば、破砕ロータの破砕刃と固定刃によるせん断作用、及び／又は、搬送ロータの係止手段と固定刃によるせん断作用により、被処理物を効果的に破砕することができる。

一実施形態の破砕機は、上記破砕ロータ及び搬送ロータの少なくとも一方の回転軸の外周側に、上記被処理物に係合する係合歯を設けたものである。

上記実施形態によれば、破砕ロータや搬送ロータが回転駆動するに伴い、破砕ロータや搬送ロータの回転軸の外周側の係合歯が被処理物に係合するので、破砕ロータや搬送ロータの回転軸と、ケーシングや固定刃等との間に形成される隙間に被処理物が詰まる不都合を効果的に防止できる。ここで、上記係合歯は、回転軸方向に延在する波型状に形成するのが好ましい。

一実施形態の破砕機は、軸方向視において、上記破砕ロータの破砕刃と搬送ロータの係止手段が上記破砕ロータと搬送ロータの間で投入口側から排出口側に向かうように、上記破砕ロータと搬送ロータを互いに反対方向に回転させる破砕運転モードと、
少なくとも上記破砕ロータを、上記破砕運転モードの回転方向と反対方向に回転駆動する反転運転モードと
を備える。

上記実施形態によれば、破砕運転モードでは、破砕ロータと搬送ロータの間の部分を投入口側から排出口側に向かうように破砕ロータと搬送ロータを互いに反対方向に回転することにより、被処理物が、搬送ロータで支持されながら搬送され、かつ、この搬送ロータよりも高い周速度で駆動される破砕刃により破砕される。破砕運転モードで被処理物が破砕ロータや搬送ロータに絡まった場合や、破砕困難物が破砕ロータと搬送ロータの間に噛み込んだ場合、少なくとも破砕ロータを破砕運転モードの回転方向と反対方向に回転駆動する反転運転を行う。これにより、絡んだ被処理物や、噛み込んだ破砕困難物が効果的に除去される。ここで、反転運転モードでは、破砕ロータのみの回転方向を反対方向に回転駆動するのが、モードの変更を迅速に行うことができる点で好ましい。また、ケーシングの側部に設けられた開口部を開閉扉が開閉するように形成され、この開閉扉が開口部を開いたときに上記破砕ロータから開口部に排出通路が形成されている場合、この開閉扉を開いて破砕ロータの回転方向を反転する反転運転を行うことにより、絡みが解消された被処理物や噛み込みが解消された破砕困難物を、排出通路を通して容易かつ迅速に排出することができる。

本発明の第１実施形態の破砕機を示す横断面図である。破砕機の破砕ロータ及び搬送ローラの配置位置における断面図である。破砕ロータの破砕刃の配置位置における横断面図である。破砕ロータの係合歯の配置位置における横断面図である。破砕ロータの縦断面図である。搬送ロータの破砕刃の配置位置における横断面図である。搬送ロータの係合歯の配置位置における横断面図である。搬送ロータの縦断面図である。破砕機の側面図である。破砕機の開口部を開いた様子を示す横断面図である。本発明の第２実施形態の破砕機を示す横断面図である。従来の破砕機を示す横断面図である。

以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

本発明の実施形態の破砕機は、土砂や金属等の不燃物と、伐採木や布や紙やプラスチック等の可燃物とが混在した廃棄物を、袋体としてのフレキシブルコンテナバッグ（以下、フレコンバッグという）に収容してなる袋入り廃棄物を破砕して、廃棄物とフレコンバッグの両方の破砕片を得るものである。フレコンバッグは、ポリプロピレンやポリエチレン等の可燃性樹脂繊維で作製された袋体本体と、この袋体本体にループ状に縫い付けられて、袋体本体を吊り下げるように形成され、ポリプロピレンやポリエチレン等の可燃性樹脂繊維で作製されたベルトとを有し、数百キログラムから数トンの内容物を収容可能なものが用いられる。なお、本発明の破砕機は、各種材料を複数の段階を経て寸法を削減する場合において、比較的大きい寸法の材料を破砕する粗破砕に用いることができる。

図１は、第１実施形態の破砕機を示す横断面図である。この破砕機１は、上端に投入口１０ａが形成されていると共に下端に排出口１０ｂが形成された本体ケーシング１０と、本体ケーシング１０内に配置された破砕ロータ２及び搬送ロータ３を有する。ケーシング１０は、上部が上端の投入口１０ａに向かって拡径したホッパ状に形成されている。破砕ロータ２と搬送ロータ３の配置位置は、投入口１０ａと排出口１０ｂとを結ぶ方向において、破砕ロータ２が搬送ロータ３よりも排出口１０ｂ側に偏っている。これにより、破砕ロータ２の中心と搬送ロータ３の中心を結ぶ線が、軸方向視において、破砕ロータ２側が排出口１０ｂ側に傾斜している。

図２は、破砕機１の破砕ロータ２と搬送ロータ３の配置位置における断面図であり、破砕ロータ２の中心軸と搬送ロータ３の中心軸を結ぶ面で破砕機１を切断した様子を模式的に示してい。図２において、破砕ロータ２と搬送ロータ３は、切断面ではなく、軸直角方向から側面を見た様子を示している。破砕ロータ２は、回転軸１２と、回転軸１２の外周に固定された環状の破砕刃マウント４０と、破砕刃マウント４０に固定された複数の破砕刃４，４，４，・・・を有する。搬送ロータ３は、回転軸１３と、回転軸１３の外周に固定された環状の係止刃マウント５０と、係止刃マウント５０に固定された複数の係止刃５，５，５，・・・を有する。破砕ロータ２と搬送ロータ３の互いに遠い側には、ケーシング１０の内側面に固定された固定刃６，７が配置されている。破砕ロータ２の回転軸１２と、搬送ロータ３の回転軸１３は、図示しないモータによって正逆回転可能に駆動される。

図３は、破砕ロータ２の破砕刃４の配置位置における横断面図であり、図４は、破砕ロータ２の係合歯８の配置位置における横断面図であり、図５は、破砕ロータ２の縦断面図である。破砕ロータ２に設けられた破砕刃４は、回転軸１２に外嵌して固定された凸形状断面の環状の破砕刃マウント４０に、周方向に配列された複数のボルト４２で固定されている。破砕刃４は、軸方向視において破砕刃マウント４０よりも径方向外側に突出した破砕刃本体４ａと、破砕刃マウント４０の回転軸方向に接して破砕刃マウント４０に固定される基部４ｂとを有する。破砕刃本体４ａは、回転軸方向視において略台形状を有し、矢印Ｒ１で示す回転方向の前側の縁が、尖った断面を有して径方向に延在するブレード状に形成されている。一方、破砕刃本体４ａの回転方向の後ろ側の縁は、角型断面を有して径方向に対して傾斜する峰に形成されている。これにより、破砕ロータ２が矢印Ｒ１に示す正方向に回転したときに、ブレード状の前側縁で被処理物を切断する一方、破砕ロータ２が矢印Ｒ１と反対方向に回転したときに、ブレード状の後ろ側縁で被処理物を移動させるように形成されている。破砕刃４の基部４ｂは、回転軸方向視において破砕刃本体４ａよりも周方向の両側に長く延在する弧状に形成されている。

軸方向において、破砕刃４の相互間と、軸方向に対向するケーシング１０の内壁面と破砕刃４との間には、回転軸１２の軸方向に延在して周方向に配列された複数の板状の係合歯８，８，８，・・・が取り付けられている。係合歯８は、先端縁が被処理物に係合する波型に形成され、破砕ロータ２と固定刃６との間に形成される隙間を通過する。係合歯８の先端縁が固定刃６の表面に近接して移動することにより、上記隙間に被処理物が詰まる不都合を防止するようになっている。

破砕ロータ２に設けられた係合歯８は、図４に示すように、回転軸１２に外嵌して固定された矩形断面の環状の係合歯マウント８２に、取付部材８１を介して固定されている。取付部材８１は、係合歯マウント８２の外周面に沿って固定される４分の１円弧の湾曲ベルト部の中央に、径方向に突出して係合歯８が取り付けられる取付部を有する。取付部材８１は、係合歯マウント８２の外周面を取り囲むように４つが連なって固定され、各々が合計４つの係合歯８を保持している。４つの取付部材８１は、各々の湾曲ベルト部がボルト８３によって係合歯マウント８２に固定されると共に、端部に径方向に突設された連結部８４がボルト８５で固定されて互いに連結されている。係合歯８は、取付部材８１の取付部に対して、径方向の取付位置が調整可能に形成されている。これにより、係合歯８の先端と、固定刃６の軸対向面６ａとの間の距離が調整可能になっている。

破砕ロータ２の回転軸１２には、図５の縦断面図に示すように、破砕刃４が取り付けられる破砕刃マウント４０と、係合歯８が取り付けられる係合歯マウント８２とが、軸方向に交互に配列されている。破砕ロータ２の両端に位置する係合歯マウント８２には、ケーシング１０の内側面に対向する端面に、径方向に延びる複数のスクレーパ４５，４５，４５，・・・が設けられている。このスクレーパ４５により、係合歯マウント８２とケーシング１０との間に被処理物が詰まる不都合を防止している。

破砕ロータ２側の固定刃６は、破砕ロータ２の係合歯８に対向する軸対向面６ａと、破砕刃４の回転経路に対向する破砕刃対向面６ｂを有する。軸対向面６ａと破砕刃対向面６ｂは、回転軸１２と同心の円筒面に形成され、軸対向面６ａの相互間に破砕刃対向面６ｂが溝状をなすように形成されている。固定刃６は、軸対向面６ａ及び破砕刃対向面６ｂに連なり、横断面視において回転軸１２の上方と下方に延びる傾斜面６ｃ，６ｄを有する。また、固定刃６は、上部固定刃６１と下部固定刃６２とに分離可能に形成されている。上記固定刃６の上部固定刃６１が、ケーシング１０の側面に設けられた開閉扉１１の内側面に固定されており、開閉扉１１と共に上部固定刃６１が揺動するように形成されている。開閉扉１１及び上部固定刃６１については、後に詳述する。

図６は、搬送ロータ３の係止刃５の配置位置における横断面図であり、図７は、搬送ロータ３の係合歯９の配置位置における横断面図であり、図８は、搬送ロータ３の縦断面図である。搬送ロータ３に設けられた係止刃５は、回転軸１３に外嵌して固定された凸形状断面の環状の係止刃マウント５０に、周方向に配列された複数のボルト５２で固定されている。係止刃５は、軸方向視において係止刃マウント５０よりも径方向外側に突出した３つの係止手段としての係止刃本体５ａと、係止刃マウント５０の回転軸方向に接して係止刃マウント５０に固定される基部５ｂとを有する。係止手段としての係止刃本体５ａは、回転軸方向視において不等辺の三角形状を有し、矢印Ｒ２で示す回転方向の前側の縁が、回転方向の後ろ側の縁よりも長く形成されている。これにより、回転軸方向視において、係止刃本体５ａの先端部分が、角の二等分線が径方向に対して傾斜して、矢印Ｒ２で示す回転方向の後ろ側を向くように形成されている。このように形成された係止刃本体５ａは、破砕刃４で破砕される際に被処理物を安定して支持するようになっている。係止刃５の基部５ｂは、回転軸方向視において３つの係止刃本体５ａ，５ａ，５ａに相当する周方向長さを有する弧状に形成されている。なお、係止手段としての係止刃本体５ａは、先端部分の角の二等分線が搬送ロータの径方向に対して回転方向の後ろ側を向くように傾斜していれば、他の形状でもよい。例えば、係止刃本体５ａの形状は、曲線や曲面を含んで形成されてもよい。また、係止刃本体５ａは、被処理物を引掛けるフック状に形成されてもよい。

軸方向において、係止刃５の相互間には、回転軸１３の軸方向に延在して周方向に配列された複数の板状の係合歯９，９，９，・・・が取り付けられている。係合歯９は、先端縁が被処理物に係合する波型に形成され、搬送ロータ３と固定刃７との間に形成される隙間を通過する。係合歯９の先端縁が固定刃７の表面に近接して移動することにより、上記隙間に被処理物が詰まる不都合を防止するようになっている。

搬送ロータ３に設けられた係合歯９は、図７に示すように、破砕ロータ２と同様に、回転軸１３に外嵌して固定された矩形断面の環状の係合歯マウント９２に、取付部材９１を介して固定されている。取付部材９１は、係合歯マウント９２の外周面に沿って固定される４分の１円弧の湾曲ベルト部の中央に、径方向に突出して係合歯９が取り付けられる取付部を有する。取付部材９１は、係合歯マウント９２の外周面を取り囲むように４つが連なって固定され、各々が合計４つの係合歯９を保持している。４つの取付部材９１は、各々の湾曲ベルト部がボルト９３によって係合歯マウント９２に固定されると共に、端部に径方向に突設された連結部９４がボルト９５で固定されて互いに連結されている。係合歯９は、取付部材９１の取付部に対して、径方向の取付位置が調整可能に形成されている。これにより、係合歯９の先端と、固定刃７の軸対向面７ａとの間の距離が調整可能になっている。

搬送ロータ３の回転軸１３には、図８の縦断面図に示すように、係止刃５が取り付けられる係止刃マウント５０と、係合歯９が取り付けられる係合歯マウント９２とが、軸方向に交互に配列されている。搬送ロータ３の両端に位置する係止刃マウント５０には、ケーシング１０の内側面に対向する端面に、径方向に延びる複数のスクレーパ５５，５５，５５，・・・が設けられている。このスクレーパ５５により、係止刃マウント５０とケーシング１０との間に被処理物が詰まる不都合を防止している。

搬送ロータ３側の固定刃７は、図２に示すように、搬送ロータ３の係合歯９に対向する軸対向面７ａと、係止刃５の回転経路に対向する係止刃対向面７ｂを有する。軸対向面７ａと係止刃対向面７ｂは、回転軸１３と同心の円筒面に形成され、軸対向面７ａの相互間に係止刃対向面７ｂが溝状をなすように形成されている。固定刃７は、軸対向面７ａ及び係止刃対向面７ｂに連なり、図１に示すように、横断面視において回転軸１３の側方に水平に延びる水平面７ｃと、回転軸１３の下方に延びる鉛直面７ｄを有する。

図９は、破砕機１のケーシング１０の側面を示す図である。ケーシング１０の側面には、破砕ロータ２の側方部分が破砕ロータ２の延在方向にわたって開放される開口部が設けられている。この開口部に、外側に向かって開閉する開閉扉１１が設けられており、開閉扉１１は、開口部の投入口１０ａ側の上端縁に設けられた回動軸２０回りに揺動可能に形成されている。この開閉扉１１の内側面には、上記固定刃６の上部固定刃６１が固定されている。この開閉扉１１は、ケーシング１０の側面の幅方向中央に設けられた扉開閉用シリンダ２１により、開閉駆動される。扉開閉用シリンダ２１は、油圧により作動する複動シリンダであり、作動油が供給されるシリンダ室を有するシリンダ部２２の上端が、ケーシング１０の側面の上端に固定された支持アーム２６に、接続ピン２７回りに回動可能に連結されている。扉開閉用シリンダ２１は、シリンダ部２２の下端から出没するロッド２３の先端が、開閉扉１１に固定された三角形のアーム部材２４に、接続ピン２５回りに回動可能に連結されている。図１０に示すように、上記開閉扉１１及び上部固定刃６１が矢印Ａで示すように回動軸２０回りに揺動して開口部が開いたとき、固定刃６の下部固定刃６２の上側に形成された傾斜面６３がケーシング１０内に露出して、排出通路を形成するようになっている。このように、上部固定刃６１が固定刃の開閉部に相当し、下部固定刃６２が固定刃の固定部に相当する。ケーシング１０の側面の幅方向両側の下部には、破砕運転時に開閉扉１１を閉鎖状態に保持する電子錠が設けられている。電子錠は、ロックピン２９と、ロックピン２９をソレノイドにより駆動する駆動部２８を有し、駆動部２８から出没駆動されるロックピン２９が、開閉扉１１の側縁部に設けられたロック孔に係合して、開閉扉１１の閉鎖状態を保持するようになっている。

上記破砕刃４が取り付けられた破砕ロータ２と、上記係止刃５が取り付けられた搬送ロータ３は、通常の破砕運転を行う場合、図１の矢印Ｒ１及びＲ２で示すように、互いに反対方向に駆動される。これにより、破砕ロータ２と搬送ロータ３の間で、破砕刃４と係止刃５が投入口１０ａ側から排出口１０ｂ側に向かうように移動する。上記破砕ロータ２と搬送ロータ３の回転速度は、破砕ロータ２の破砕刃４の周速度が、搬送ロータ３の係止刃５の周速度に対して５倍以上３０倍以下となるように設定されている。投入口１０ａから投入された被処理物は、破砕ロータ２上に落下すると、破砕刃４によって搬送ロータ３の側に送られ、係止刃５に係止されて、破砕刃４によって破砕される。また、投入口１０ａから投入された被処理物が、搬送ロータ３上に落下すると、係止刃５に係止された状態で破砕ロータ２の側に送られ、破砕刃４によって破砕される。いずれの場合も、被処理物は、搬送ロータ３の回転方向の反対側を向く係止刃５によって係止されて支持され、かつ、支持された係止刃５に対して５倍以上３０倍以下の周速度で回転する破砕刃４によって破砕されるので、破砕の際に生じる反力が安定して係止刃５に支持される。したがって、被処理物が、例えば樹脂繊維で作成されたフレコンバッグ等のように強度の高い繊維を含んでいても、被処理物を効果的にせん断して破砕することができる。なお、上記破砕ロータ２の破砕刃４の周速度は、搬送ロータ３の係止刃５の周速度に対して１０倍以上２０倍以下であるのが好ましい。更には、破砕機１の実機を種々の周速度で運転して実験を行った結果、破砕ロータ２の破砕刃４の周速度を、搬送ロータ３の係止刃５の周速度に対して約１６倍とすると、特に好ましいことが判明した。また、投入口１０ａと排出口１０ｂとを結ぶ方向において、破砕ロータ２が搬送ロータ３よりも排出口１０ｂ側に偏っており、鉛直方向において搬送ロータ３の下方に破砕ロータ２が配置されていると共に、搬送ロータ３の係止刃５の刃先が回転方向の後方を向いている。したがって、投入口１０ａから投入された被処理物を搬送ロータ３が効果的に捕獲して係止することができ、破砕ロータ２で破砕を行う際に被処理物を搬送ロータ３で効果的に支持できて、被処理物を効果的に破砕できる。また、鉛直方向において搬送ロータ３の下方に破砕ロータ２が配置されているので、破砕ロータ２と搬送ロータ３の間に被処理物が嵌まり込み難いから、被処理物の噛み込みを効果的に防止できる。このように、本実施形態の破砕機１は、被処理物を効果的に破砕できるので破砕ロータ２や搬送ロータ３に被処理物が絡み難く、また、破砕ロータ２と搬送ロータ３の間に噛み込みが生じ難いので、絡まった被処理物や噛み込んだ被処理物を除去する頻度を少なくできるから、高い処理効率を有する。

搬送ロータ３の係止刃５に係止され、低速の搬送ロータ３で搬送されながら高速の破砕ロータ２の破砕刃４によって破砕された被処理物は、被処理物を係止する係止刃５の係止刃本体５ａが回転軸１３の鉛直下方に近づくと、係止刃本体５ａの先端が鉛直下方側を向く。これにより、被処理物が重力によって係止刃本体５ａから脱落し、速やかに排出口１０ｂを通って下方に排出される。

被処理物のうち、破砕刃４に係止されたまま回動し、固定刃６に導かれるものがある。この破砕刃４によって固定刃６に導かれた被処理物は、破砕刃４と、固定刃６の下方の傾斜面６ｄとの間や、固定刃６の軸対向面６ａと破砕刃対向面６ｂとの間に連なる側面との間でせん断される。また、被処理物のうち、係止刃５に絡まって回動し、固定刃７に導かれるものがある。この係止刃５によって固定刃７に導かれた被処理物は、係止刃５と、固定刃７の下方の傾斜面７ｄとの間や、固定刃７の軸対向面７ａと係止刃対向面７ｂとの間に連なる側面との間でせん断される。上記破砕刃４及び係止刃５と、固定刃６，７とでせん断された被処理物は、排出口１０ｂを通って下方に排出される。

破砕刃４と係止刃５が矢印Ｒ１及びＲ２の方向に回転駆動される破砕運転を行うにつれて、被処理物が、破砕ロータ２や搬送ロータ３に絡まって、破砕ロータ２や搬送ロータ３と共に回動する場合がある。破砕ロータ２や搬送ロータ３に絡まった被処理物の量が多いと、回転軸１２，１３を駆動するモータの負荷が増大するので、モータの負荷に所定の基準値を設定し、この基準値を負荷が超えた場合に、絡まった被処理物を除去する反転運転を行うように設定することができる。反転運転では、上記破砕ロータ２と搬送ロータ３が反対方向に駆動されることにより、上記破砕ロータ２と搬送ロータ３の表面に設けられた係合歯８，９により、上記絡まった被処理物が効果的に逆方向に駆動される。これにより、破砕ロータ２と搬送ロータ３に絡まった被処理物が効果的に破砕ロータ２と搬送ロータ３から離脱され、排出口１０ｂを通って下方に排出される。このように、回転軸１２，１３を駆動するモータの負荷の変化に基づいて破砕ロータ２や搬送ロータ３に被処理物が絡まったこと検知し、反転運転を行うことにより、破砕ロータ２や搬送ロータ３に絡まった被処理物を迅速に除去することができる。上記破砕ロータ２と搬送ロータ３を矢印Ｒ１及びＲ２の方向に駆動する破砕運転モードと、上記破砕ロータ２と搬送ロータ３を矢印Ｒ１及びＲ２の反対方向に駆動する解絡運転モードとは、図示しないモータを制御する制御装置によって、このモータの負荷に応じて制御される。ここで、反転運転では、破砕ロータ２のみを破砕運転の場合と反対方向に駆動してもよく、或いは、破砕ロータ２と搬送ロータ３との両方を破砕運転の場合と反対方向に駆動してもよい。なお、上記破砕ロータ２と搬送ロータ３は、被処理物の絡まりを検知して反転運転を行うほか、破砕運転を所定時間行う毎に反転運転を所定時間行うように設定されてもよい。いずれの場合においても、本実施形態の破砕機１によれば、破砕ロータ２によって被処理物を効果的に破砕できるので、破砕ロータ２や搬送ロータ３に被処理物が絡まりにくいから、反転運転を行う頻度や時間を従来よりも少なくできる。したがって、破砕運転を継続する時間を長くでき、破砕機１の処理効率を従来よりも高めることができる。

本実施形態の破砕機１は、寸法の大きい岩石や金属塊等の破砕困難物が混入して投入された場合、ケーシング１０の側面に設けられた開閉扉１１を開き、排出通路を通して開口部から破砕困難物を排出する。破砕困難物が投入されたことは、ケーシング１０内を視認する操作者による入力や、ケーシング内に設けられたセンサによる破砕困難物の検出信号により、制御装置に通知される。破砕困難物の投入が通知されると、制御装置は、電子錠を制御して駆動部２８によりロックピン２９を開閉扉１１のロック孔から退去させた後、扉開閉用シリンダ２１を制御してシリンダ部２２内にロッド２３を没入側に駆動する。これにより、図１０の矢印Ａで示すように開閉扉１１と共に固定刃６の上部固定刃６１が上方に引き上げられ、回動軸２０回りに回動して、ケーシング１０の開口部が開く。開口部が開くと、下部固定刃６２の上側の傾斜面を床面として開口部に連通する排出通路が形成される。また、制御装置は、図１０に示すように、破砕ロータ２を矢印Ｒ１２で示すように破砕運転と反対方向に回転駆動する一方、搬送ロータ３は矢印Ｒ２で示すように破砕運転と同じ方向に回転駆動して、反転運転を行う。このように、開口部が開いて排出通路を形成した状態で反転運転を行うことにより、図１０の矢印Ｆで示すように、破砕困難物１２０を、排出通路の傾斜面６３上を通して開口部から排出することができる。本実施形態の破砕機１によれば、排出通路の傾斜面６３が破砕ロータ２に隣接して下方に傾斜しているので、破砕ロータ２を反転運転することにより、破砕ロータ２上の破砕困難物１２０を容易に傾斜面６３を通って外部に排出することができる。なお、開閉扉１１を開いて反転運転を行うことにより、破砕困難物を排出するほか、固定刃６と破砕ロータ２との間に絡まった被処理物を排出してもよい。

上記実施形態において、被処理物は、廃棄物を収容したフレコンバッグであったが、例えば都市ゴミや、木質廃材や、各種袋体に収容された廃棄物等の他のものでもよい。特に、本実施形態の破砕機１は、各種物質を収容した袋体を破って内容物を排出させる破袋工程や、一連の処理工程の前段階において物質を比較的大きな寸法に破砕する粗破砕工程に好適である。

図１１は、本発明の第２実施形態の破砕機を示す横断面図である。第２実施形態において、第１実施形態と同様の部分には第１実施形態と同じ参照番号を付して詳細な説明を省略する。

第２実施形態の破砕機１００は、直方体形状のケーシング１１０を備え、このケーシング１１０内に、投入口１１０ａと排出口１１０ｂとを結ぶ方向において、破砕ロータ２と搬送ロータ３を略同じ位置に配置している。ケーシング１１０の内側面には、破砕ロータ２と搬送ロータ３の互いに対向する側と反対側に、固定刃１０６，１０７を配置している。破砕ロータ２側の固定刃１０６は、破砕ロータ２に設けられた係合歯８に対向する軸対向面１０６ａと、破砕刃４の回転経路に対向する破砕刃対向面１０６ｂを有する。軸対向面１０６ａと破砕刃対向面１０６ｂは、回転軸１２と同心の円筒面に形成され、軸対向面１０６ａの相互間に破砕刃対向面１０６ｂが溝状をなすように形成されている。固定刃１０６は、軸対向面１０６ａ及び破砕刃対向面１０６ｂに連なり、破砕ロータ２の軸方向視において投入口１１０ａ側に延びる傾斜面１０６ｃと、排出口１１０ｂ側に延びる傾斜面１０６ｄを有する。

搬送ロータ３側の固定刃１０７は、搬送ロータ３に設けられた係合歯９に対向する軸対向面１０７ａと、係止刃５の回転経路に対向する係止刃対向面１０７ｂを有する。軸対向面１０７ａと係止刃対向面１０７ｂは、回転軸１３と同心の円筒面に形成され、軸対向面１０７ａの相互間に係止刃対向面１０７ｂが溝状をなすように形成されている。固定刃１０７は、軸対向面１０７ａ及び係止刃対向面１０７ｂに連なり、破砕ロータ２の軸方向視において投入口１１０ａ側に延びる傾斜面１０６ｃと、排出口１１０ｂ側に延びる傾斜面１０６ｄを有する。破砕ロータ２側の固定刃１０６と搬送ロータ３側の固定刃１０７は、図１１に示すように、互いに左右対称の形状に形成されている。

第２実施形態の破砕機１００は、通常の破砕運転において、図１１に示すように、破砕ロータ２と搬送ロータ３の間で破砕刃４と係止刃５が投入口１１０ａから排出口１１０ｂへ向かうように、破砕ロータ２が矢印Ｒ１のように回転すると共に搬送ロータ３が矢印Ｒ２のように回転する。上記破砕ロータ２と搬送ロータ３の回転速度は、破砕ロータ２の破砕刃４の周速度が、搬送ロータ３の係止刃５の周速度に対して５倍以上３０倍以下となるように設定されている。これにより、被処理物は、破砕の際に生じる反力が、搬送ロータ３の係止刃５に安定して支持されるので、係止刃５の５倍以上３０倍以下の周速度で回転する破砕刃４によって効果的に破砕される。本実施形態の破砕機１００は、被処理物を効果的に破砕できるので、破砕ロータ２や搬送ロータ３に被処理物が絡み難いから、絡まった被処理物や噛み込んだ被処理物を除去する頻度を少なくでき、その結果、高い処理効率を有する。なお、上記破砕ロータ２の破砕刃４の周速度は、搬送ロータ３の係止刃５の周速度に対して１０倍以上２０倍以下であるのが好ましく、約１６倍であるのが更に好ましい。

一方、被処理物が、破砕ロータ２や搬送ロータ３に絡まった場合は、制御装置による制御の下、少なくとも破砕２ロータが破砕運転と反対方向に駆動される。破砕ロータ２や搬送ロータ３に絡まったことは、モータの負荷に基づいて検知してもよく、操作者が視認により検知してもよい。破砕２ロータや搬送ロータ３を破砕運転と反対方向に駆動する反転運転を行うことにより、破砕ロータ２と搬送ロータ３の表面に設けられた係合歯８，９により、上記絡まった被処理物を逆方向に駆動する。これにより、破砕ロータ２と搬送ロータ３に絡まった被処理物を効果的に破砕ロータ２と搬送ロータ３から離脱し、排出口１１０ｂを通って下方に排出することができる。

１，１００破砕機
２破砕ロータ
３搬送ロータ
４破砕刃
５係止刃
６，７，１０６，１０７固定刃
８，９係合歯
１０，１１０ケーシング
１０ａ，１１０ａ投入口
１０ｂ，１１０ｂ排出口

Claims

廃棄物を袋体に収容してなる袋入り廃棄物を破砕して、廃棄物と袋体の両方の破砕片を得る破砕機であって、
被処理物の投入口と排出口を有するケーシングと、
上記ケーシング内に配置され、破砕刃を有して回転駆動される破砕ロータと、
上記ケーシング内に上記破砕ロータと平行に配置され、上記破砕ロータの破砕刃よりも低い周速度で上記破砕ロータと反対向きに回転駆動され、被処理物を支持しながら搬送すると共に、上記破砕刃との間でせん断による破砕作用を発揮する係止刃を有する搬送ロータと
を備え、
上記係止刃は、上記搬送ロータの軸方向視において、先端部分が回転方向の後ろ側を向く三角形状に形成され、
上記破砕刃の本体は、回転軸方向視において略台形状を有し、回転方向の前側の縁が、尖った断面を有して径方向に延在するブレード状に形成され、
上記破砕ロータは、上記ケーシングの投入口と排出口とを結ぶ方向において上記搬送ロータよりも排出口側に偏るように、上記搬送ロータよりも下方に配置されている
ことを特徴とする破砕機。
請求項１に記載の破砕機において、
上記搬送ロータの係止刃は、上記被処理物を引掛けて破砕ロータの破砕刃による破砕の反力を支持する一方、下方を向いたときに被処理物が脱落するように形成されていることを特徴とする破砕機。
請求項１又は２に記載の破砕機において、
上記破砕ロータと搬送ロータの回転速度は、上記破砕ロータの外周部の周速度が、上記搬送ロータの外周部の周速度に対して５倍以上３０倍以下となるように設定されていることを特徴とする破砕機。
請求項１乃至３のいずれかに記載の破砕機において、
上記ケーシングの側部に設けられた開口部と、
上記開口部を開閉する開閉扉と、
上記開閉扉が開口部を開いたときに上記破砕ロータから開口部に形成される排出通路と
を備えることを特徴とする破砕機。
請求項４に記載の破砕機において、
上記開閉扉は、上記破砕ロータに隣接して配置された固定刃の配置位置に形成され、
上記固定刃は、上記開閉扉に固定された開閉部と、この開閉部に連なってケーシングの内側面に固定された固定部とを有し、
上記開閉扉が開口部を開くと、上記固定刃の開閉部が開閉扉と共に移動して、上記固定刃の固定部が上記排出通路に露出して傾斜面を形成するように構成されていることを特徴とする破砕機。
請求項１乃至５のいずれかに記載の破砕機において、
上記破砕ロータの破砕刃及び搬送ロータの係止刃の少なくとも一方の回転軸方向に隣接する位置に、固定刃が設けられていることを特徴とする破砕機。
請求項１乃至６のいずれかに記載の破砕機において、
上記破砕ロータの破砕刃及び搬送ロータの係止刃の少なくとも一方の径方向に隣接する位置に、固定刃が設けられていることを特徴とする破砕機。
請求項１乃至７のいずれかに記載の破砕機において、
上記破砕ロータ及び搬送ロータの少なくとも一方の回転軸の外周に、上記被処理物に係合する係合歯が取り付けられていることを特徴とする破砕機。
請求項１乃至８のいずれかに記載の破砕機において、
軸方向視において、上記破砕ロータの破砕刃と搬送ロータの係止刃が上記破砕ロータと搬送ロータの間で投入口側から排出口側に向かうように、上記破砕ロータと搬送ロータを互いに反対方向に回転させる破砕運転モードと、
少なくとも上記破砕ロータを、上記破砕運転モードの回転方向と反対方向に回転駆動する反転運転モードと
を備えることを特徴とする破砕機。