JP6034120B2 - 破砕機及び燃焼用チップの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、竹、木材等を破砕して燃焼用のチップを製造する破砕機及び燃焼用チップの製造方法に関する。

固体燃料の燃焼装置として、草木等の破砕物を固体燃料とした各種装置が知られている。例えば下記特許文献１に記載の燃焼装置では、燃料供給筒の投入口から投入した固体燃料はロストル上に堆積し、順次自然落下しロストルの下部で燃焼する。この燃焼により燃焼火炎が発生し燃焼ガスが煙突を経て排気されることになる。

一方、固体燃料である草木等の破砕物の製造装置として各種装置が知られている。例えば下記特許文献２には、木材チップを傾斜した研磨手段により研磨しながら循環させて均等に研磨して面取り加工する木材チップの製造装置が提案されている。

特開２０１１−２４２１０９号公報 特開２０００−３５５００４号公報

前記のような燃焼装置では、固体燃料は自然落下しながら燃焼する。このため、固体燃料にささくれ、とげによる突起物があると、円滑な自然落下が妨げられ、連続的な燃焼の持続に不利になる。前記特許文献２に記載の木材チップの製造装置では、木材チップに面取り加工することができるので、得られた木材チップは、自然落下に有利になる。しかしながら、木材チップの製造に多工程が必要になり、装置も複雑であった。

本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、面取り加工されたチップを効率的に製造できる破砕装置及び燃焼用チップの製造方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の破砕機は、燃焼用チップを製造する破砕機であって、破砕対象物は竹又は木材の輪切り物であり、中空のケーシングと、投入口と、先端に打撃面を有し前記ケーシング内に収納された回転ハンマとを備えており、前記回転ハンマは、本体部の先端に、前記本体部から前記回転ハンマの回転軸の方向に立設した立設部を形成したものであり、前記打撃面は曲面であり、かつ前記立設部に形成されており、前記投入口を前記ケーシングの上部に設け、前記回転ハンマの前記回転軸を水平方向に設けることにより、前記投入口及び前記回転ハンマは、前記投入口から投入された前記輪切り物の輪切り面が、回転中の前記回転ハンマの前記打撃面で打撃されるように、配置されていることを特徴とする。

本発明の燃焼用チップの製造方法は、破砕機を用いた燃焼用チップの製造方法であって、破砕対象物は竹又は木材の輪切り物であり、前記破砕機は、中空のケーシングと、投入口と、先端に打撃面を有し前記ケーシング内に収納された回転ハンマとを備えており、前記回転ハンマは、本体部の先端に、前記本体部から前記回転ハンマの回転軸の方向に立設した立設部を形成したものであり、前記打撃面は曲面であり、かつ前記立設部に形成されており、前記投入口を前記ケーシングの上部に設け、前記回転ハンマの前記回転軸を水平方向に設けることにより、前記投入口及び前記回転ハンマは、前記投入口から投入された前記輪切り物の輪切り面が、回転中の前記回転ハンマの前記打撃面で打撃されるように、配置されており、前記輪切り物を、前記投入口に投入し、前記輪切り物を前記ケーシング内で流動させることにより、燃焼用チップを製造することを特徴とする。

前記本発明によれば、輪切り物である破砕対象物を、最初に輪切り面を打撃して破砕対象物の繊維方向に割ることにより、角部が面取りされた直方体状のチップを効率的に製造できる。角部が面取りされた直方体状のチップは、燃焼装置の燃料供給筒内で自然落下し易い上、燃焼カロリーも高くなり、燃焼装置の固体燃料に適している。具体的には、打撃面は曲面であるので、破砕当初の破砕面に角部が形成されにくく、ケーシング内の流動による面取りが施され易くなり、チップの面取りが良好になる。また、打撃面は、回転軸の方向に立設した立設部に形成しているので、打撃面が破砕物に当たり易くなる。さらに、破砕物に当たる面積が大きくなるので、ケーシング内の下部の破砕物の掻き上げに適しており、ケーシング内の破砕物の継続的な流動に有利になる。

前記本発明の破砕機においては、下記の各構成としてもよい。前記回転ハンマの先端と前記ケーシングの内壁面との間隔は、ケーシング内の上部から下部に向かうにつれて小さくなっていることが好ましい。この構成によれば、ケーシング内におけるチップ製造の一連の工程を円滑にすることができる。

前記回転ハンマが、回転軸に沿って複数配置されており、前記複数の回転ハンマは、第１の回転ハンマと、前記第１の回転ハンマと交差するように配置された第２の回転ハンマを備えており、前記回転軸を回転させたときに、前記第１の回転ハンマの前記立設部間の隙間を、第２の回転ハンマの立設部が通過することが好ましい。この構成によれば、破砕物が回転ハンマの立設部の打撃面で打撃されなかった場合でも、後続する回転ハンマの立設部の打撃面で打撃されることになり、打撃効率が高まる。

前記打撃面の長さは、前記輪切り物の直径よりも短いことが好ましい。この構成によれば、１つの打撃面が打撃する破砕対象物の打撃部分は、複数個所に跨らず、打撃面による打撃力が効率的に破砕対象物に伝わり、破砕に有利になる。

前記ケーシングの底面に、前記回転ハンマで破砕された破砕物が通過して落下する開口が形成されていることが好ましい。この構成によれば、所定の大きさになった破砕物を選別してチップとして取り出すことができる。

前記開口から落下した破砕物を受ける細目スクリーンをさらに備えていることが好ましい。この構成によれば、開口から落下した破砕物をチップとして取り出すことができるとともに、細目スクリーンから摩砕粉を通過させて、チップと摩砕粉を別個に取り出すことができる。

本発明によれば、輪切り物である破砕対象物を、最初に輪切り面を打撃して破砕対象物の繊維方向に割ることにより、直方体状のチップを効率的に製造できる。

本発明の一実施形態に係る破砕機の斜視図。 本発明の一実施形態に係る破砕対象物の製造方法の一例を示す斜視図。 図１に示した破砕機１のＡＡ線における断面図。 図１に示した破砕機１のＢＢ線における断面図。 図１に示した破砕機１のケーシング２内に配置された回転ハンマの拡大斜視図。 発明の一実施形態において、回転ハンマが破砕対象物を打撃する様子を示す斜視図。 図５に示した回転ハンマ２５をＣＣ線で切断した状態に相当する図。 本発明の一実施形態において、破砕物の大きさの変化の一例を示す図。 本発明の一実施形態に係る多孔スクリーンの平面図。 燃焼装置の一例の断面図。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る破砕機の斜視図を示している。破砕機１は、ケーシング２の上部に筒状の投入口３が設けられている。投入口３から、破砕対象物５が投入される。詳細は後に説明するが、破砕対象物５は、ケーシング２内で破砕されて、最終的にチップ１０になる。チップ１０は、排出口１１から傾斜面１２を経て、トレイ１３に落下する。

図２は、破砕対象物５の製造方法の一例を示す斜視図である。図２は、原材料２０を切断して、輪切り物である破砕対象物５を製造する様子を簡略的に図示している。本図では、切断機の構造の詳細は省略している。切断機は、長尺物を輪切り状に切断できるものであれば特に限定はなく、既存の切断機を用いればよく、既存の切断機を適宜改良したものを用いてもよい。

原材料２０は円筒状の長尺物であり、図２では竹の例を示している。切断刃２１は、丸鋸の例を示している。原材料２０は、切断刃２１により切断されて、破砕対象物５が作り出される。円筒状の長尺物である原材料２０は、軸方向に直交する方向から切断されるので、得られた破砕対象物５は環状の輪切り物となる。原材料２０を切断刃２１方向（矢印ａ方向）に送りつつ、切断を繰り返すことにより、連続的に破砕対象物５が得られる。

原材料２０は、中実の円柱状の長尺物である木材であってもよい。この場合は、破砕対象物５は円盤状の輪切り物となる。また、図２は、１本分の原材料２０を切断する例であるが、複数本を束ねて切断するようにしてもよい。

図３は、図１に示した破砕機１のＡＡ線における断面図を示している。図４は、図１に示した破砕機１のＢＢ線における断面図を示している。図５は、ケーシング２内に配置された回転ハンマ２５の拡大斜視図を示している。図６は、回転ハンマ２５が、破砕対象物５を打撃する様子を示す斜視図である。図３、４に示したように、ケーシング２内には、回転ハンマ２５が配置されている。回転ハンマ２５は回転軸２６に取り付けられており、回転軸２６と一体になって回転する（矢印ｂ方向）。回転軸２６は駆動モータ（図示せず）に連結され、駆動モータの回転駆動により回転する。

図５に示したように、回転軸２６には、回転軸２６を挟むように一対の回転ハンマ２５が取り付けられている。回転ハンマ２５は回転軸２６に、溶接等により直接取り付けてもよく、回転軸２６に取り付けた補強板を介在させて取り付けてもよい。図４では、回転軸２６の軸方向に沿って、直立した３対（計６本）の回転ハンマ２５が配置されている。さらに、回転軸２６と重なるように図示された２対（計４本）の回転ハンマ２５が、紙面と直交する方向に直立して配置されている。すなわち、図４では合計１０本の回転ハンマ２５が回転軸２６に取り付けられており、図３及び図５に示したように、回転ハンマ２５は、十字状に直交するように、回転軸２６に取り付けられている。

図５及び図６に示したように、回転ハンマ２５は、棒状の本体部２４の端部がＬ字状に形成され立設部２７が形成されている。立設部２７の１面は、打撃面２８である。回転ハンマ２５は、回転軸２６を中心に回転する（矢印ｂ方向）。この回転により、破砕対象物５の輪切り面６は、回転ハンマ２５の打撃面２８で打撃され、この衝撃で破砕対象物５は割られて破砕される。

打撃面２８は曲面形状としている。打撃面２８の断面形状は、半径６〜１２ｍｍの円弧形状が好ましい。破砕対象物５の輪切り面６を打撃面２８が打撃すると、輪切り面６に曲面形状の打撃面２８が食い込んだ後に、破砕対象物５が割れることになる。このため、鋭利な刃先で切断する場合と比べて、破砕面に角部が形成されにくくなる。このことは、下記のとおり、実施例と比較例との比較実験によっても確認できた。

本願発明者は、本発明の実施例と、打撃面の断面形状が角形の回転ハンマを用いた比較例の両方で竹の輪切り物の破砕を試みたところ、打撃面２８が曲面形状である実施例は比較例に比べ、得られたチップ１０の面取りは良好であることが確認できた。また、運転の初期段階で一旦装置を停止させ、破砕物を取り出したところ、実施例による破砕物の破砕面は、比較例による破砕物の破砕面に比べ、明確な角部は形成されていなかった。

実施例の曲面形状の打撃面２８は、破砕対象物５に切り込んで、破砕対象物５を切断するのではなく、破砕対象物５に打撃衝撃を加えて、破砕対象物５を割って切断することになる。このため、実施例による破砕物の破砕面には、明確な角部は形成されなかったと考えられる。すなわち、実施例が比較例に比べ得られたチップ１０の面取りが良好であったのは、曲面形状の打撃面２８により、破砕当初の破砕面に角部が形成されにくく、ケーシング２内の流動による面取りが施され易くなっていためと考えられる。

以下、破砕対象物５からチップ１０が製造されるまでの工程を具体的に説明する。図３において、投入口３から破砕対象物５が投入される。説明の便宜のため、３つの破砕対象物５を、破砕対象物５ａ〜５ｃとする。図１に示したように、投入口３は横長に形成されており、投入口３には横長面３ａが形成されている。図３の破砕対象物５ａは、投入直後の位置にあり、輪切り面６が横長面３ａと対向するように投入されている。この状態から破砕対象物５ａは、ケーシング２内に向けて自然落下する。

破砕対象物５ｂは、破砕対象物５ａの位置から少し自然落下した位置にあり、約半分がケーシング２内に入り込んでいる。破砕対象物５ｃは、破砕対象物５ｂの位置からさらに自然落下した位置にあり、全体がケーシング２内にある。破砕対象物５ｃは、輪切り面６が回転ハンマ２５の打撃面２８と対向している。このことにより、破砕対象物５ｃは、輪切り面６が回転ハンマ２５の打撃面２８による打撃を受けることになる。

詳細は後に説明するが、本願発明者は、輪切り物である破砕対象物５を、最初に輪切り面６を打撃して割ることにより、図８（ｃ）に示したような直方体状のチップ１０を効率的に製造できることを見出した。したがって、図３に示した投入口３と回転ハンマ２５との位置関係は、投入後の破砕対象物５の回転ハンマ２５による打撃位置が、破砕対象物５の輪切り面６となるように設定されている。本実施形態では、投入口３は筒状であるが、破砕対象物５を投入できる開口部分があればよく、他の構成であってもよい。

図３において、回転ハンマ２５は、ケーシング２内を回転軸２６を中心として回転している（矢印ｂ方向）。このことにより、破砕対象物５は、初回の打撃を受けた後も、後続する回転ハンマ２５により、順次打撃を受ける。破砕対象物５が破砕され続けると、破砕対象物５は順次小片化していく。本実施形態では、説明の便宜のため、破砕された後の破砕対象物５を破砕物７、又は大きさに応じて破砕物７ａ〜７ｃといい、投入時の破砕対象物５と区別する。

図５に示したように、回転ハンマ２５は、回転軸２６に沿って複数配置されている。図５の図示では、水平方向の回転ハンマ２５と垂直方向の回転ハンマ２５とが交差するように配置されている。図５の構成では、回転軸２６を回転させたときに、水平方向に配置された回転ハンマ２５の立設部２７間の隙間を、垂直方向に配置された立設部２７が通過する。この構成によれば、破砕物７が回転ハンマ２５の立設部２７の打撃面２８で打撃されなかった場合でも、後続する回転ハンマ２５の立設部２７の打撃面２８で打撃されることになり、打撃効率が高まる。

回転ハンマ２５の回転数は、５００〜１０００ｒｐｍの範囲が好ましく、７００〜９００ｒｐｍの範囲がより好ましく、例えば７２０ｒｐｍである。この範囲の回転数であれば、破砕対象物５を割るに足る打撃力が得られるともに、破砕物７への遠心力が大きくなり過ぎず、破砕物７の自然落下を妨げることもない。

次に、回転ハンマ２５による破砕対象物５及び破砕物７の打撃について説明する。本願発明者は、実験を繰り返すことにより、輪切り物である破砕対象物５を、最初に輪切り面６を打撃して割ることにより、図８（ｃ）に示したような直方体状のチップ１０を効率的に製造できることを見出した。この理由は以下のように考えられる。

図６に示したように、破砕対象物５は輪切り面６が打撃面２８で打撃されて割られる。図６の破砕対象物５は竹の輪切り物であり、繊維方向が幅Ｗ１方向である。このため、輪切り面６を打撃することにより、破砕対象物５は繊維方向に沿って割られ、繊維方向に沿って割られた破砕物が安定して作り出される。

図８（ｂ）に示した破砕物７ｂのように、小片化した後は、打撃面２８が輪切り面６を打撃しなくても、円筒面を横切る方向に打撃すれば、破砕物７ｂは、繊維方向に沿って割られることになる。したがって、破砕対象物５の投入初期の段階で、破砕対象物５の輪切り面を打撃して、破砕物７を小片化しておけば、以後は破砕物７が乱雑に向きを変えても、さらに小片化されることになる。このことにより、直方体状のチップ１０が効率的に製造される。

破砕対象物５が環状の竹の輪切り物の例で説明したが、破砕対象物５が木材の輪切り物であり、中実の円盤状であっても、輪切り面を打撃すれば、竹の輪切り物と同様に、破砕対象物５は繊維方向に沿って割られることになる。

図６に示したように、立設部２７の高さｈは、破砕対象物５の直径よりも小さくしている、したがって、１つの打撃面２８が打撃する破砕対象物５の打撃部分は、複数個所に跨らず１箇所となる。このことにより、打撃面２８による打撃力が効率的に破砕対象物５に伝わり、破砕に有利になる。

回転ハンマ２５の個数については、特に限定はないが、ケーシング２の容量を大きくし、それに応じて回転ハンマ２５の個数を増やすことにより、チップ１０の製造能力を高められる。図４に示したように、回転ハンマ２５を回転軸２６の軸方向に沿って、複数配置した場合は、ケーシング２を横方向に拡大して容量を増加させた場合にも、ケーシング２内の全体を流動する破砕物７を満遍無く打撃することができる。

破砕物７は、後続する回転ハンマ２５により順次打撃を受けるが、図６に示した立設部２７の打撃面２８だけでなく、棒状部分２４によっても打撃を受ける場合がある。このため、棒状部分２４にも打撃面としての曲面加工を施しておくことが好ましい。図７は、図５に示した回転ハンマ２５をＣＣ線で切断した状態に相当する。打撃面２９は、図５に示した打撃面２８と同様の形状であり曲面形状である。このため、打撃面２９で割られた破砕物７の破砕面についても、打撃面２８で割られた破砕面と同様に、破砕面に角部が形成されにくくなる。

また、本実施形態では、回転ハンマ２５の先端の片側のみに立設部２７を設け、回転ハンマ２５の先端をＬ字状にした例で説明したが、立設部２７を回転ハンマ２５の先端の両側に設け、回転ハンマ２５の先端をＴ字状にしてもよい。

図３において、回転ハンマ２５が回転すると、回転ハンマ２５の先端は、円周状の軌跡１５に沿って回転移動する。本実施形態では、投入直後の破砕対象物５は、ケーシング２内の上部で割られて小片化し、所定の大きさになった破砕物７は、ケーシング２の下部に設けた角穴２２から落下させるようにしている。また、破砕物７は遠心力によりケーシング２の内壁面に押し当てられながら、かつ破砕物７同士がぶつかり合いながら流動することにより、破砕物７の角部が摩耗し面取りが進んでいく。このような、一連の工程が円滑に進むかどうかは、回転ハンマ２５の先端とケーシング２内壁面との間隔が関係している。

図３に示した間隔Ｔ１〜Ｔ３は、回転ハンマ２５の先端とケーシング２内壁面との間隔であり、間隔Ｔ１は上部の間隔、間隔Ｔ２は中間部の間隔、間隔Ｔ３は下部の間隔である。上部の間隔Ｔ１を大きくすれば、ケーシング２内の上部に、広い空間が形成される。このことにより、破砕対象物５ｃは、空中に浮いた状態で、回転ハンマ２５の打撃面２８で打撃される。間隔Ｔ１が小さいと、回転ハンマ２５の打撃面２８による打撃時に、破砕対象物５ｃがケーシング２の内壁面に押し当てられ、破砕対象物５ｃが打撃面２８によって押しつぶされる可能性が高くなる。したがって、上部の間隔Ｔ１を大きくすることにより、破砕当初の破砕物７のつぶれを防止でき、形状の安定した直方体状のチップ１０の製造に有利になる。

ケーシング２内の中間部においては、破砕物７の小片化が進んでいるので、間隔Ｔ２は間隔Ｔ１より小さくすることができる。また、間隔Ｔ２を小さくすれば、破砕物７が遠心力によりケーシング２の内壁面に押し当てられる効果が高まり、破砕物７の角部の摩耗による面取りに有利になる。ケーシング２内の下部においては、中間部に比べさらに破砕物７の小片化が進んでいるので、間隔Ｔ３は間隔Ｔ２より小さくすることができる。また、間隔Ｔ３を小さくすれば、破砕物７を、ケーシング２の下部に設けた角穴２２に押し込んで角穴２２から落下させる効果が高まる。

したがって、回転ハンマ２５の先端とケーシング２内壁面との間隔は、ケーシング２内の上部から下部に向かうにつれて、小さくなっていることが好ましい。寸法例としては、上部の間隔Ｔ１が１００〜１２０ｍｍ、中間部の間隔Ｔ２が３０〜５０ｍｍ、下部の間隔Ｔ３が２０〜４０ｍｍである。例えば、間隔Ｔ１を１１０ｍｍ、間隔Ｔ２を４０ｍｍ、間隔Ｔ３を２０ｍｍとしたものが挙げられる。間隔Ｔ１〜Ｔ３は、破砕対象物５の大きさに応じて決定されるが、前記のような数値範囲内であれば、手動投入に適した大きさの破砕対象物５に対応可能になる。

図８に破砕物７の大きさの変化の一例を示している。本図は、図６に示した幅Ｗ１の環状の破砕対象物５が、順次割られていく様子を示している。図８（ａ）に示した破砕物７ａは、図６に示した環状の破砕対象物５が割られ、約半分になったものである。図６において、打撃面２８が破砕対象物５の輪切り面６に対し、幅Ｗ１方向に食い込んで、破砕対象物５が割られる。このため、図８（ａ）の破砕物７ａの幅Ｗ１は、破砕対象物５の幅Ｗ１そのものである。

破砕対象物５の幅Ｗ１は、図２に示した切断において、原材料２０の送り量（矢印ａ方向）の設定により決定される。幅Ｗ１は、２０〜４０ｍｍの範囲が好ましく、例えば３０ｍｍである。破砕物７ａの厚さｔは、加工で決定されるものではなく、原材料２０の厚さそのものである。

破砕物７ａは、回転ハンマ２５の回転に伴って、ケーシング２内を流動しつつ、後続する回転ハンマ２５の打撃面２８による打撃を受けることになる。図８（ｂ）の破砕物７ｂは、図８（ａ）の破砕物７ａが打撃され、さらに約半分に分割されたものである。図８（ｃ）の破砕物７ｃは、図８（ｂ）の破砕物７ｂが打撃され、さらに約半分に分割されたものである。図８は説明の便宜のために、打撃面２８又は打撃面２９で打撃される毎に、破砕物７が半分に分割される例で説明した。この例のとおりになるとは限らないが、打撃されて割られる毎に破砕物７は小さくなっていく。

また、図３に示したように、破砕物７は回転ハンマ２５の回転に伴ってケーシング２内を流動する。このため、破砕物７は遠心力により、ケーシング２の内壁面に押し当てられる。さらに、破砕物７は、破砕物７同士が接触しながら、ケーシング２内を流動する。このことにより、破砕物７は、角部が摩耗するとともに、破砕時に生じたささくれ、とげによる突起物も除去されていく。したがって、破砕物７は、回転ハンマ２５で打撃されつつ小さくなっていくとともに、角部が摩耗していく。このため、図８（ｃ）の状態では、破砕物７ｃは、角部が摩耗して面取りされた直方体の状態になっている。

前記のとおり、打撃面２８が曲面形状である実施例は、打撃面に角部のある比較例に比べ、得られたチップ１０の面取りは良好であった。これは、前記のとおり、破砕対象物５及び破砕物７は、曲面形状の打撃面２８で打撃されて割られるので、破砕面に角部が形成されにくくなることにも起因していると考えられる。すなわち、破砕当初から、破砕物７に角部が形成されていなければ、ケーシング２内の流動時における破砕物７の角部の摩耗による面取りも効率的に進むと考えられる。

前記のとおり、破砕物７はケーシング２内を流動しながら小さくなっていく。本実施形態では、所定の大きさになった破砕物７を、燃焼チップ１０として、破砕機１の外部に取り出すようにしている。具体的には、図３及び図４において、ケーシング２の下部に、多孔スクリーン８が設けられている。図９は、多孔スクリーン８の平面図を示している。図３に示したように、多孔スクリーン８は曲面状であるが、図示の便宜のため、図９では平面状態で図示している。

図９に示したように、多孔スクリーン８には、多数の角穴２２が形成されている。角穴の大きさの例として、幅Ｗ１及び幅Ｗ２を３０ｍｍとし、角部Ｒに半径２〜４ｍｍの面取りを施したものが挙げられる。角穴２２の大きさよりも、外形の小さくなった破砕物７は、角穴２２から落下する。また、破砕物７の幅又は長さの一方が角穴２２の大きさよりも小さくなっていれば、この破砕物７は角穴２２から落下し得る。

一方、前記のとおり破砕物７は回転ハンマ２５の回転に伴って、ケーシング２の内壁面に押し付けられてケーシング２内を流動する。このため、多孔スクリーン８上においても、破砕物７は多孔スクリーン８に向かって押し付けられることになる。このため、角穴２２と外形が等しい破砕物７であっても、角穴２２を通過して落下可能になる。図３及び図４には、破砕物７が角穴２２を経て落下する様子を示している。多孔スクリーン８を設けたことにより、所定の大きさになった破砕物７を選別して取り出すことができる。

また、角穴２２の角部Ｒに面取りを施した場合は、破砕物７が多孔スクリーン８に向かって押し付けられて角穴２２から落下する際に、破砕時に生じたささくれ、とげによる突起物も除去され易くなる。

図３及び図４において、多孔スクリーン８を落下した破砕物７は、チップ１０として、細目スクリーン３０に落下する。細目スクリーン３０は、網目が形成されている。細目スクリーン３０の下部には、受け部３１が設けられている。細目スクリーン３０の網目は、チップ１０は落下できないが、摩砕粉３２が通過して落下する。

図３に示したように、細目スクリーン３０は、排出口１１に向けて傾斜しており、傾斜面１２と一体になっている。細目スクリーン３０上に落下したチップ１０は、細目スクリーン３０及び傾斜面１２上を滑り落ちて、トレイ１３上に落下する。このことにより、破砕機１によって製造されたチップ１０が取り出される。本実施形態では、細目スクリーン３０には、振動機３５により振動するので、摩砕粉３２の落下が促進されるとともに、チップ１０は細目スクリーン３０及び傾斜面１２上を滑り落ち易くなる。

図３において、多孔スクリーン８を落下しなかった破砕物７は、回転ハンマ２５の回転に伴って、引き続きケーシング２内を流動する。この流動により、破砕物７の面取りはさらに進んで行く。また、回転ハンマ２５の打撃により、さらに小片化するものもある。すなわち、ケーシング２内全周で破砕物７の流動が継続し、角穴２２を通過できる大きさ、形状になった破砕物７が、破砕機１の外部に取り出される。

本実施形態では、図４に示したように、回転ハンマ２５の先端の立設部２７は回転軸２６方向に立設しているので、破砕物７に当たる面積が大きくなる。このことは、ケーシング２内の下部の破砕物７の掻き上げに適しており、ケーシング２内の破砕物７の継続的な流動に有利になる。

以上、破砕機１によるチップ１０の製造について説明したが、得られたチップ１０は、燃焼装置の固体燃料として用いられる。図１０に、燃焼装置の一例の断面図を示している。図１０に示した燃焼装置４０は、前記特許文献１に開示された燃焼装置と同様の構成である。燃料供給筒４１の投入口４２からチップ１０が投入される。投入したチップ１０は階段状のロストル４３上に堆積し、順次自然落下しロストル４３の下部で燃焼する。この燃焼により燃焼筒４４内で燃焼火炎４５が発生し、燃焼ガスが煙突４６を経て排気される。

燃料供給筒４１内におけるチップ１０の自然落下が停滞すると、ロストル４３上へのチップ１０の供給も停滞し、燃焼の継続的な持続に不利になる。このような自然落下の停滞は、チップ１０の形状や表面状態に大きく影響される。本実施形態のチップ１０は、チップ１０の角部の面取りがされている上、ささくれ、とげによる突起物も除去されているので、自然落下の停滞防止に有利になり、自然落下燃焼の持続に有利になる。

ここで、固体燃料の原料の例として、雑木、間伐材の枝葉、雑草が挙げられる。これらを原料とした固体燃料は、燃焼カロリーが低く、燃焼後の灰分も多くなる。さらに、これらの固体燃料の大きさや形状は、ばらつきが大きく、このことは自然落下燃焼に不利になる。一方、市販のバイオマスペレットは自然落下燃焼には有利になるが、高価であり、燃焼カロリーも竹類や、ヒノキ及び杉などの間伐材を原料としたチップに比べると高くない。

これに対し、本実施形態に係るチップ１０は、直方体状で塊状のチップ１０を形成できる。このため、間伐材の枝葉、雑草を原料とする固体燃料と比べて、燃焼カロリーが高くなる。特に、前記実施形態のように、竹を原料とすれば燃焼カロリーは一層高くなる。また、本実施形態に係るチップ１０は、表面から突起物が除去され、かつ角部が面取りされた直方体であるので、自然落下燃焼には有利になる。さらに、前記のとおり、本実施形態に係る破砕機１を用いれば、チップ１０は大量生産が容易であり、低コスト化を図ることができる。

１ 破砕機
２ ケーシング
３ 投入口
５，５ａ，５ｂ，５ｃ 破砕対象物
６ 輪切り面
７，７ａ，７ｂ，７ｃ 破砕物
８ 多孔スクリーン
１０ チップ
２５ 回転ハンマ
２６ 回転軸
２７ 立設部
２８，２９ 打撃面
３０ 細目スクリーン
４０ 燃焼装置

Claims (7)

1. 燃焼用チップを製造する破砕機であって、
   破砕対象物は竹又は木材の輪切り物であり、
   中空のケーシングと、
   投入口と、
   先端に打撃面を有し前記ケーシング内に収納された回転ハンマとを備えており、
   前記回転ハンマは、本体部の先端に、前記本体部から前記回転ハンマの回転軸の方向に立設した立設部を形成したものであり、
   前記打撃面は曲面であり、かつ前記立設部に形成されており、
   前記投入口を前記ケーシングの上部に設け、前記回転ハンマの前記回転軸を水平方向に設けることにより、前記投入口及び前記回転ハンマは、前記投入口から投入された前記輪切り物の輪切り面が、回転中の前記回転ハンマの前記打撃面で打撃されるように、配置されていることを特徴とする破砕機。
2. 前記回転ハンマの先端と前記ケーシングの内壁面との間隔は、ケーシング内の上部から下部に向かうにつれて小さくなっている請求項１に記載の破砕機。
3. 前記回転ハンマが、回転軸に沿って複数配置されており、前記複数の回転ハンマは、第１の回転ハンマと、前記第１の回転ハンマと交差するように配置された第２の回転ハンマを備えており、前記回転軸を回転させたときに、前記第１の回転ハンマの前記立設部間の隙間を、第２の回転ハンマの立設部が通過する請求項１又は２に記載の破砕機。
4. 前記打撃面の長さは、前記輪切り物の直径よりも短い請求項１から３のいずれかに記載の破砕機。
5. 前記ケーシングの底面に、前記回転ハンマで破砕された破砕物が通過して落下する開口が形成されている請求項１から４のいずれかに記載の破砕機。
6. 前記開口から落下した破砕物を受ける細目スクリーンをさらに備えている請求項５に記載の破砕機。
7. 破砕機を用いた燃焼用チップの製造方法であって、
   破砕対象物は竹又は木材の輪切り物であり、
   前記破砕機は、
   中空のケーシングと、
   投入口と、
   先端に打撃面を有し前記ケーシング内に収納された回転ハンマとを備えており、
   前記回転ハンマは、本体部の先端に、前記本体部から前記回転ハンマの回転軸の方向に立設した立設部を形成したものであり、
   前記打撃面は曲面であり、かつ前記立設部に形成されており、
   前記投入口を前記ケーシングの上部に設け、前記回転ハンマの前記回転軸を水平方向に設けることにより、前記投入口及び前記回転ハンマは、前記投入口から投入された前記輪切り物の輪切り面が、回転中の前記回転ハンマの前記打撃面で打撃されるように、配置されており、
   前記輪切り物を、前記投入口に投入し、
   前記輪切り物を前記ケーシング内で流動させることにより、燃焼用チップを製造することを特徴とする燃焼用チップの製造方法。

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