JP5917433B2 - 破砕機の運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般廃棄物や産業廃棄物等を破砕する破砕機の運転方法に関し、特に、パソコンやサーバー等のＯＡ機器、ビデオデッキ等の家電、その他の電子回路基板を内蔵した電気電子機器（以下、単に、「電気電子機器」という。）を分解して、電子回路基板を破砕することなく分離して取り出す機能を有する破砕機の運転方法に関するものである。

従来、一般廃棄物や産業廃棄物等の被破砕物を破砕する破砕機として、内周面部に衝突刃部材を有する破砕ケーシングと、外周側に打撃部材を有して破砕ケーシングの内部でその破砕ケーシングの周方向に回転駆動される打撃ロータとを備え、破砕ケーシングと打撃ロータとの間に入り込んだ被破砕物を打撃部材で打撃するとともに衝突刃部材に衝突させて破砕し、破砕した被破砕物を破砕ケーシングの排出口側における破砕ケーシングと打撃ロータとの隙間を通して排出するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

この種の破砕機において、破砕ケーシングの排出口側における破砕ケーシングと打撃ロータとの隙間に臨ませて粒度調整機構を配設し、この粒度調整機構によってその隙間の開口度を調整することにより、被破砕物の粒度を調整するようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−３１９６２３号公報 特開２００３−１１７４１４号公報

一方、近年、廃棄される電気電子機器に内蔵される電子回路基板に含有されているレアメタル等の有用な資源が着目され、このため廃棄される電気電子機器は「都市鉱山」とも呼ばれ、そこから資源を再生し、有効活用しようという気運が高まってきている。
ところで、廃棄された電気電子機器を、上記従来の破砕機を用いて破砕した場合には、初期の段階で電気電子機器から分解された電子回路基板が、破砕ケーシングと打撃ロータとの間に入り込んで打撃部材と衝突刃部材との協働により基板と実装部品とに分離され、さらに、打撃部材と衝突刃部材との間での滞留時間が長くなるにつれてそれら基板及び実装部品の破砕が進み、粒度調整機構による破砕ケーシングと打撃ロータとの隙間の開口度に応じて両者が細かく破砕され、他の破砕物と混在して排出される。

しかしながら、このように電子回路基板が細かく破砕され、他の破砕物と混在してしまうと、電子回路基板に高い含有率で含まれているレアメタル等の有用な資源の分離、回収に手数やコストを要することになるとともに、回収率が低下するという問題があった。

本発明は、上記従来の破砕機の有する問題点に鑑み、被破砕物を所定の粒度以下に破砕することができるようにしながら、被破砕物としての電気電子機器を分解して、電子回路基板を破砕することなく分離して取り出すことができるようにした破砕機の運転方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の破砕機の運転方法は、上下方向に開口された筒形状に形成され、内周面部に衝突刃部材を有する破砕ケーシングと、回転軸が軸線を鉛直方向に向けて配設され、上面に打撃部材を突設し、外周側に打撃部材を有して破砕ケーシングの内部でその破砕ケーシングの周方向に回転駆動される打撃ロータとを備え、破砕ケーシング内に投入された被破砕物を上面に突設した打撃部材で大まかに破砕して分散させた後、破砕ケーシングと打撃ロータとの間に入り込んだ被破砕物を打撃部材で打撃するとともに衝突刃部材に衝突させて破砕するようにした破砕機を用いた被破砕物から電子回路基板を破砕することなく分離して取り出す破砕機の運転方法であって、前記内周面部に衝突刃部材を有する破砕ケーシングの一部を開放し、破砕ケーシング内に投入された被破砕物を上面に突設した打撃部材で大まかに破砕して分散させた後、大まかに分散された被破砕物から破砕ケーシングと打撃ロータとの間に入り込んだ段階で電子回路基板を分離させ、開放された破砕ケーシングの一部から被破砕物を分離した電子回路基板と共に排出するようにすることを特徴とする。

この場合において、前記開放する破砕ケーシングの一部を、ヒンジ機構により開閉可能な扉部材に、破砕ケーシングの内周面部を構成する衝突刃部材を取り付けてなるケーシングダンパにより構成することができる。

また、破砕ケーシングの一部を非開放状態としたときの打撃ロータの回転数に対し、破砕ケーシングの一部を開放状態としたときの打撃ロータの回転数を下げることができる。

本発明の破砕機の運転方法における、電子回路基板を分離して取り出す必要がある場合、具体的には、被破砕物が電気電子機器である場合は、破砕ケーシングの一部が開放状態とされる。
これにより、被破砕物である電気電子機器は、破砕ケーシングと打撃ロータとの間に入り込んだ初期の段階において打撃部材と衝突刃部材との協働により大きな断片状に破砕された被破砕物に分解された状態で、破砕ケーシングの開放された部分から速やかに排出される。したがって、被破砕物である電気電子機器から電子回路基板を破砕することなく分離して取り出すことができる。これによって、電子回路基板が細かく破砕されて他の破砕物と混在してしまうことがなく、電子回路基板に高い含有率で含まれているレアメタル等の有用な資源の分離、回収に手数やコストを要することがなく、また、これらの資源を高い回収率で回収することができる。
なお、電子回路基板を分離して取り出す必要がない通常の廃棄物が被破砕物である場合は、破砕ケーシングの一部が非開放状態とされる。
これにより、被破砕物は、打撃部材と衝突刃部材との間での滞留時間が長くなるにつれて破砕が進み、破砕ケーシングの排出口側における破砕ケーシングと打撃ロータとの隙間の開口度に応じて細かく破砕される。したがって、被破砕物を所定の粒度以下に破砕することができる。

また、前記開放する破砕ケーシングの一部を、ヒンジ機構により開閉可能な扉部材に、破砕ケーシングの内周面部を構成する衝突刃部材を取り付けてなるケーシングダンパにより構成することにより、破砕ケーシングの一部の開放状態と非開放状態とをケーシングダンパの開閉操作にて容易に切り換えることができる。

また、破砕ケーシングの一部を非開放状態としたときの打撃ロータの回転数に対し、破砕ケーシングの一部を開放状態としたときの打撃ロータの回転数を下げるようにされているので、破砕衝撃力を適切に調整することができ、確実に被破砕物である電気電子機器から電子回路基板を破砕することなく分離して取り出すことができる。

本発明の一実施形態に係る破砕機の縦断面図で、ケーシングダンパが閉じられた状態図である。 図１のＡ部拡大図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。 本実施形態の破砕機の縦断面図で、ケーシングダンパが開かれた状態図である。 図４のＣ−Ｃ線断面図である。

次に、本発明の破砕機の運転方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

＜破砕機の概略説明＞
図１に示されるように、本実施形態の破砕機１は、一般廃棄物や産業廃棄物等の被破砕物を破砕するものであって、被破砕物を所定の粒度以下に破砕する機能と、被破砕物である電気電子機器から電子回路基板を破砕することなく分離して取り出すことができる機能とを兼ね備えている。

この破砕機１は、架台２上に基台３及び排出部ハウジング４を介して設置される破砕ケーシング５を備えている。この破砕ケーシング５上には、被破砕物が投入される投入口（図示省略）や爆風を逃がすための爆風逃し口（図示省略）等を有する上部ケーシング６が設置されている。

＜破砕ケーシングの説明＞
図２及び図３に示されるように、破砕ケーシング５は、上下方向に開口されて下方に向かってやや狭まる平面視八角筒形状に形成されている。
図３に示されるように、破砕ケーシング５は、第１側壁部５ａと、この第１側壁部５ａを基準に時計周りに順に第２側壁部５ｂ、第３側壁部５ｃ、第４側壁部５ｄ、第５側壁部５ｅ、第６側壁部５ｆ、第７側壁部５ｇ及び第８側壁部５ｈの合計８つの側壁部５ａ〜５ｈを有している。
ここで、第３側壁部５ｃを除くその他７つの側壁部５ａ，５ｂ，５ｄ〜５ｈにより構成される部分を「破砕ケーシング主要部７」と称することとする。
また、第３側壁部５ｃは、破砕ケーシング主要部７の開口部７ａ（図５参照）を開閉するケーシングダンパとしても機能するため、この第３側壁部５ｃを以下において適宜に「ケーシングダンパ８」と称することとする。

図３に示されるように、破砕ケーシング主要部７は、７つの側壁部５ａ，５ｂ，５ｄ〜５ｈに対応する側板を有するケーシング本体９を備え、このケーシング本体９における各側板の内側面に衝突刃部材１０を取り付けて構成されている。
ここで、衝突刃部材１０は、所定厚のベース板１０ａの表面に複数の衝突子１０ｂが設けられてなるものであり、これら複数の衝突子１０ｂによって衝突刃部材１０の表面が凹凸状に形成されている。
このように表面を凹凸状に形成した衝突刃部材１０を採用することにより、衝突刃部材１０に打ち当てられた被破砕物は、衝突刃部材１０の衝突子１０ｂに引っ掛かりながら破砕されることになる。

図３及び図５に示されるように、ケーシングダンパ８は、破砕ケーシング主要部７の開口部７ａ（図５参照）に対し、ヒンジ機構１１により開閉可能な扉部材１２を備え、該扉部材１２が閉状態（図３参照）にあるときにその扉部材１２における破砕ケーシング５の内側に向けられた板面に前述した衝突刃部材１０を取り付けて構成されている。
ヒンジ機構１１は、破砕ケーシング主要部７に対し扉部材１２の一側部を回動可能に接合するピン１３を備えてなり、ピン１３の鉛直軸線周りに扉部材１２を揺動させることにより、図３に示されるように、破砕ケーシング主要部７に対しケーシングダンパ８を閉じて、破砕ケーシング５の第３側壁部５ｃを非開放状態としたり、図５に示されるように、破砕ケーシング主要部７に対しケーシングダンパ８を開いて、破砕ケーシング５の第３側壁部５ｃを開放状態としたりすることができるようになっている。

図２に示されるように、破砕ケーシング５の中心位置には、回転軸１４が軸線を鉛直方向に向けて配設されている。
回転軸１４の上部には、破砕ケーシング５の内部に配される打撃ロータ１５が取り付けられている。

＜打撃ロータの説明＞
打撃ロータ１５は、打撃ロータ本体１７の外周部における上下の各段部に所要の中空円形状の打撃部材１８を支持ピン１９に対し遊びを持たせた状態で装着するとともに、打撃ロータ本体１７の上面に凸状の打撃部材２０を突設して構成されている。
なお、打撃ロータ１５の外周側の打撃部材１８と衝突刃部材１０との間隔は、破砕ケーシング５の下部に向かって漸次に狭まるように形成されており、破砕ケーシング５と打撃ロータ１５との間に被破砕物が入り込みやすいようにされている。

図１に示されるように、回転軸１４の中間部から下部寄りの部分は、軸受ユニット１６を介して排出部ハウジング４に回転自在に支持されている。
また、基台３には、回転軸１４と所定の軸間距離を隔てて駆動モータ２１が設置されている。
駆動モータ２１の出力軸には、駆動プーリ２２が固定され、回転軸１４の下端部には、従動プーリ２３が固定され、これら駆動プーリ２２と従動プーリ２３との間に伝動ベルト２４が巻き掛け装着され、駆動モータ２１の作動により、駆動モータ２１からの回転動力が駆動プーリ２２、伝動ベルト２４及び従動プーリ２３を介して回転軸１４に伝達され、打撃ロータ１５が破砕ケーシング５の内部でその破砕ケーシング５の周方向に回転駆動されるようになっている。

打撃ロータ１５が回転駆動されると、打撃部材１８が遠心力によって外側に突出した状態で回転軸１４の鉛直軸線を中心として公転運動するように回転され、破砕ケーシング５と打撃ロータ１５との間に入り込んだ被破砕物に対し打撃部材１８により打撃を加えることができるようなっている。
このとき、仮に被破砕物が容易に変形しないような負荷が作用したとしても、打撃部材１８と支持ピン１９との間に遊びを持たせているので、打撃部材１８が任意の方向に逃げてその負荷を支持ピン１９へ伝達しないようにすることができる。

＜隙間調整板の説明＞
図２に示されるように、破砕ケーシング５と排出部ハウジング４との間には、隙間調整板２５が破砕ケーシング５の各側壁部５ａ〜５ｈに対応して合計８枚配設されている（図２においては側壁部５ｇ，５ｃに対応する２枚の隙間調整板２５のみ表わす。）。
各隙間調整板２５は、破砕ケーシング５の排出口側における破砕ケーシング５と打撃ロータ１５との隙間２６の開口度を調整するためのものであり、破砕ケーシング５と排出部ハウジング４とを締結するボルト２７を緩めることで破砕ケーシング５の径方向に移動させることができる。
この隙間調整板２５で隙間２６の開口度を調整することにより、衝突刃部材１０と打撃部材１８との間での被破砕物の滞留時間を調整して衝突刃部材１０と打撃部材１８との協働によるすり潰し作用を適宜持続させることで被破砕物を所定の粒度以下に破砕することができるようになっている。
この隙間調整板２５により設定される隙間２６の開口度で規定される粒度にまで細かく破砕された被破砕物は、隙間調整板２５と打撃ロータ１５との間を通って排出部ハウジング４内に落下される。

打撃ロータ１５の下面には、排出部ハウジング４内に配される所要のスクレーパ２８が取り付けられており、このスクレーパ２８により、排出部ハウジング４内の被破砕物を掻き寄せることができるようになっている。
排出部ハウジング４には、スクレーパ２８によって掻き寄せられた被破砕物を当該排出部ハウジング４の外部に排出するための開口部２９が設けられている。

図１に示されるように、排出部ハウジング４と破砕ケーシング５とには、両者に跨るように排出シュート３０が取り付けられており、この排出シュート３０により、排出部ハウジング４の開口部２９から排出される細かく破砕された被破砕物Ｍと、図４に示されるように、ケーシングダンパ８が開かれたときに出現する破砕ケーシング主要部７の開口部７ａから排出される大きな断片状に破砕された被破砕物Ｍ´とを機外の下方へと落下・排出することができる。

＜作用効果の説明＞
以上に述べたように構成される破砕機１の破砕動作について、電子回路基板を分離して取り出す必要がない通常の廃棄物が被破砕物である場合と、電子回路基板を分離して取り出す必要がある電気電子機器が被破砕物である場合とに分けて以下に説明する。

まず、電子回路基板を分離して取り出す必要がない通常の廃棄物が被破砕物である場合は、図１及び図３に示されるように、ケーシングダンパ８を閉じて破砕ケーシング５の第３側壁部５ｃを非開放状態とし、比較的高回転の回転数ＮＡで打撃ロータ１５を回転駆動する。
この運転状態において、上部ケーシング６を通して破砕ケーシング５内に投入された被破砕物は、まず打撃ロータ１５に突設された打撃部材２０によって打撃されて大まかに破砕されて分散される。
分散された被破砕物が、破砕ケーシング５と打撃ロータ１５との間に入り込むと、打撃ロータ１５の外周側の打撃部材１８から打撃が加えられるとともに衝突刃部材１０に衝突され、打撃部材１８と衝突刃部材１０との協働によるすり潰し作用を受ける。
打撃部材１８と衝突刃部材１０との間における滞留時間が長くなるにつれて被破砕物の破砕が進み、すり潰し作用の継続により、隙間２６（図２参照）の開口度に応じて被破砕物が細かく破砕される。こうして、被破砕物を所定の粒度以下に破砕することができる。
そして、図１に示されるように、細かく破砕された被破砕物Ｍは、隙間調整板２５と打撃ロータ１５との間を通って排出部ハウジング４内に落下され、スクレーパ２８によって掻き寄せられ、排出部ハウジング４の開口部２９から排出シュート３０を通して機外の下方へと落下・排出される。

一方、電子回路基板を分離して取り出す必要がある電気電子機器が被破砕物である場合は、図４及び図５に示されるように、ケーシングダンパ８を開いて破砕ケーシング５の第３側壁部５ｃを開放状態とし、打撃ロータ１５の回転数を比較的高回転の回転数ＮＡから下げて比較的低回転の回転数ＮＢで打撃ロータ１５を回転駆動する。
このように、打撃ロータ１５の回転数を調節することにより、破砕衝撃力を適切に調整することができる。
この運転状態において、上部ケーシング６を通して破砕ケーシング５内に投入された被破砕物は、まず打撃ロータ１５に突設された打撃部材２０によって打撃されて大まかに破砕されて分散される。
大まかに分散された被破砕物が、破砕ケーシング５と打撃ロータ１５との間に入り込むと、初期の段階で、衝突刃部材１０と打撃部材１８との協働により大きな断片状の被破砕物Ｍ´、具体的には、電気電子機器のケース等と電子回路基板とに分解され、この状態で、図４に示されるように、破砕ケーシング５の開放されたケーシングダンパ８から排出シュート３０を通して速やかに機外の下方へと落下・排出される。
これにより、被破砕物である電気電子機器から電子回路基板を破砕することなく分離して取り出すことができる。これによって、電子回路基板が細かく破砕されて他の破砕物と混在してしまうことがなく、電子回路基板に高い含有率で含まれているレアメタル等の有用な資源の分離、回収に手数やコストを要することがなく、また、これらの資源を高い回収率で回収することができる。

以上、本発明の破砕機の運転方法について、その一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、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。

本発明の破砕機の運転方法は、被破砕物を所定の粒度以下に破砕することができるようにしながら、被破砕物としての電気電子機器を分解して、電子回路基板を破砕することなく分離して取り出すことができる特性を有していることから、一般廃棄物や産業廃棄物等の破砕の用途に用いることができるのは勿論のこと、電気電子機器から電子回路基板を破砕することなく分離して取り出す用途に好適に用いることができる。

１ 破砕機
５ 破砕ケーシング
８ ケーシングダンパ
１０ 衝突刃部材
１１ ヒンジ機構
１２ 扉部材
１５ 打撃ロータ
１８ 打撃部材

Claims (3)

1. 上下方向に開口された筒形状に形成され、内周面部に衝突刃部材を有する破砕ケーシングと、回転軸が軸線を鉛直方向に向けて配設され、上面に打撃部材を突設し、外周側に打撃部材を有して破砕ケーシングの内部でその破砕ケーシングの周方向に回転駆動される打撃ロータとを備え、破砕ケーシング内に投入された被破砕物を上面に突設した打撃部材で大まかに破砕して分散させた後、破砕ケーシングと打撃ロータとの間に入り込んだ被破砕物を打撃部材で打撃するとともに衝突刃部材に衝突させて破砕するようにした破砕機を用いた被破砕物から電子回路基板を破砕することなく分離して取り出す破砕機の運転方法であって、前記内周面部に衝突刃部材を有する破砕ケーシングの一部を開放し、破砕ケーシング内に投入された被破砕物を上面に突設した打撃部材で大まかに破砕して分散させた後、大まかに分散された被破砕物から破砕ケーシングと打撃ロータとの間に入り込んだ段階で電子回路基板を分離させ、開放された破砕ケーシングの一部から被破砕物を分離した電子回路基板と共に排出するようにすることを特徴とする破砕機の運転方法。
2. 前記開放する破砕ケーシングの一部を、ヒンジ機構により開閉可能な扉部材に、破砕ケーシングの内周面部を構成する衝突刃部材を取り付けてなるケーシングダンパにより構成することを特徴とする請求項１記載の破砕機の運転方法。
3. 破砕ケーシングの一部を非開放状態としたときの打撃ロータの回転数に対し、破砕ケーシングの一部を開放状態としたときの打撃ロータの回転数を下げることを特徴とする破砕機の運転方法。

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