JP6571953B2 - 粉砕装置 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂、鉱物等を粉砕室内で回転するロータ円周に取り付けた粉砕部材で粉砕する、粉砕装置に関する。

この種の粉砕装置として、例えば、特許文献１のように、円筒状の粉砕室の内部のロータと、粉砕室内周面に取り付けられたライナを備えたものが知られている。このロータの円周部にハンマー部材を備え、ロータを回転させて被処理物をハンマーで粉砕する。この破砕装置では、ロータの外周側に垂直に延びる縦溝を形成し、この縦溝の内側部に被処理物との当たり面を形成した粉砕刃が記載されている。この粉砕刃を備えた粉砕装置によれば、被処理物と粉砕刃の衝突頻度が上がり、粉砕効率が向上する。

特開平７−１１２１３８号公報

上記特許文献１などの従来の粉砕装置は、被処理物に衝撃を与え、目的とする粒度になるように粉砕を行っていた。

しかし、ゴムやプラスチック、繊維等の脆性の低い材料の場合は衝撃によって粉砕が充分になされない。また、衝撃による粉砕に好適な脆性の高い材料であっても、目的とする粒度より細かい微粉が発生し、粒度分布の幅が広くなってしまう場合がある。

そこで、本発明は、粉砕装置を、被処理物に主に剪断力を与えることによって、脆性の低い材料でも粉砕可能で、かつ微粉の発生しにくいものにすることを目的とする。

上記の目的を達成するために、この発明では、粉砕室内で回転するロータの周縁に配置した粉砕部材によって被処理物に衝撃を加えて粉砕する粉砕装置において、
上記粉砕部材を縁部に先が尖った刃先部を有する粉砕刃で構成した。

上記の構成によると、従来のようなハンマーを利用した粉砕ではなく、刃先部により、被処理物に剪断力を加えることができるので、脆性が低い材料であっても効率よく粉砕が行われる。また、脆性の高い材料であっても、衝撃を利用して粉砕する場合に発生しやすい微粉の発生が抑制される。

第２の発明では、第１の発明において、
上記粉砕部材は、複数の粉砕刃が積層されて構成されている。

上記の構成によると、粉砕刃がその厚さ方向に所定間隔に配置されるので、一枚だけの粉砕刃で粉砕部材を構成する場合に比べ、被処理物に適切な間隔で剪断力が与えられる。

第３の発明では、第２の発明において、
上記粉砕刃は、円板状であり、周縁部に向けて徐々に厚みが薄くなり、外周縁全体に上記刃先部が形成されている。

上記の構成によると、円板状の粉砕刃の外周縁全体に刃先部が形成されているので、被処理物が外周のどの位置に衝突しても確実に粉砕される。また、中央部の厚みにより、粉砕刃間の距離が適切に確保される。

第４の発明では、第２又は第３の発明において、
積層された上記複数の粉砕刃の間に該粉砕刃よりも厚さの薄い補助粉砕刃が挟持されている。

上記の構成によると、被処理物は、より鋭利な補助粉砕刃でさらに細かく切断されることにより、さらに確実に粉砕される。

第５の発明では、第２から第４のいずれか１つの発明において、
積層された上記複数の粉砕刃は、ボルトにて上記ロータの周縁に固定されている。

上記の構成によると、粉砕刃の脱着が簡単かつ確実に行われるので、取付作業及び交換作業が容易である。

以上説明したように、本発明によれば、ロータの周縁に配置した粉砕部材を縁部に先が尖った刃先部を有する粉砕刃で構成したことにより、粉砕装置を脆性の低い材料でも粉砕可能で、かつ微粉の発生しにくいものにすることができる。

図４のＩ部拡大断面図である。 粉砕装置を含む粉砕システムの概略を示す概要図である。 粉砕装置を示す斜視図である。 粉砕装置を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

−粉砕システムの構成−
図２は本発明の実施形態の粉砕装置１を含む粉砕システム１０を示し、この粉砕システム１０は、粉砕装置１に原料を供給する供給機２を備えている。供給機２から供給される被処理物としての原料は、供給用ロータリバルブ３を介して粉砕装置１の投入口１１ａに供給されるようになっている。被処理物としては一般的な材料が使用できるが、特にゴム、プラスチック、繊維等の脆性の低い材料が適している。粉砕装置１で粉砕された製品は、バグフィルタ４に供給され、バグフィルタ４の下端に貯留された粉砕製品は、バグフィルタ用ロータリバルブ５を開いて取り出すことができるようになっている。バグフィルタ４の下流側には、排気ファン６が接続され、粉砕システム１０内の空気が大気中に排出されるようになっている。粉砕装置１の下側には、駆動部７が設けられている。

図２〜図４に示すように、粉砕装置１は、被処理物を投入する粉砕室１１を備え、この粉砕室１１の下部でロータ１２が回転するようになっている。ロータ１２は、粉砕室１１の下方に設けた駆動部７で駆動されるようになっている。詳細は図示しないが、電動モータ１３の動力を用いてロータ１２が回転されるようになっている。

粉砕室１１は円筒状の本体ケーシング１ａ内に形成され、上部に被処理物の投入口１１ａ、下部に風取り込み口１１ｂがそれぞれ形成され、上端が開放されている。上端には、例えば電動モータで駆動される分級機１４が連結されている。投入口１１ａは少なくともロータ１２よりも上部に位置し、適当な投入角を有する。風取り込み口１１ｂは、例えば、粉砕室１１の接線方向に、中心軸に対称に２箇所形成されている。さらに、風取り込み口１１ｂからの気流は、所定の通路を通過した後、ロータ１２と隔壁との間を通って粉砕室１１へ向かい、被処理物を舞い上げながら上方の分級機１４へと向かうようになっている。なお、風取り込み口１１ｂは１箇所でもよく、必ずしも接線方向に形成する必要もない。

そして、詳細は図示しないが、粉砕室１１の内周面には、円筒状の粉砕用ライナ１５が固定されている。一方、ロータ１２の円周部には、先端が粉砕用ライナ１５に近接するように、複数の粉砕部材２０が取り付けられている。図１に拡大して示すように、この粉砕部材２０は、縁部に先が尖った刃先部２１ａを有する複数の粉砕刃２１が積層されて構成されている。粉砕刃２１の枚数は特に限定されない。粉砕刃２１は、円板状であり、周縁部に向けて徐々に厚みが薄くなり、外周縁全体に刃先部２１ａが形成されている。この粉砕刃２１中心部の厚みによって、複数の刃先部２１ａは、それぞれ所定間隔を空けて配置されている。

本実施形態では、積層されたそれぞれの粉砕刃２１間には、これら粉砕刃２１とほぼ同心にこれら粉砕刃２１よりも厚さの薄い補助粉砕刃２２が挟持されている。積層された複数の粉砕刃２１及び補助粉砕刃２２は、例えば六角穴付ボルト２３にてロータ１２の周縁に固定されている。このため、粉砕刃２１の脱着が簡単かつ確実に行われるようになっている。粉砕刃２１の刃先部２１ａはロータ１２の外周よりも若干突出しており、粉砕用ライナ１５との間でも被処理物を粉砕できるように構成されている。また、被処理物の大きさや種類、粉砕後に求める粒径等に応じて、この粉砕用ライナ１５と粉砕刃２１のクリアランスを調整してもよい。粉砕刃２１及び補助粉砕刃２２はＳＵＳ等の金属を使用できるが、タングステン鋼、クロム鋼等の工具鋼が望ましく、その円周部が刃先部２１ａとなり、被処理物に剪断力を与えることができるようになっている。

−粉砕システムの作動−
このように構成した粉砕システム１０では、供給機２に投入された被処理物は、供給機２より粉砕室１１上部の投入口１１ａへ投入され、ロータ１２上へ落下する。

次いで、被処理物は、遠心力で半径方向外側へと運ばれた後、回転する粉砕刃２１と衝突し、又は粉砕刃２１と粉砕用ライナ１５との間で粉砕される。本実施形態では、従来のハンマーで与えるような衝撃を利用した粉砕ではなく、刃先部２１ａにより、被処理物に剪断力を加えることができるので、脆性が低い材料であっても効率よく粉砕が行われる。また、脆性の高い材料であっても、衝撃を利用して粉砕する場合に発生しやすい微粉の発生が抑制される。また、粉砕刃２１が高さ方向に所定間隔に配置されているので、被処理物に適切な間隔で剪断力を与えることができる。さらに、円板状の粉砕刃２１の外周縁全体に刃先部２１ａが形成されているので、被処理物が外周のどの位置に衝突しても確実に粉砕される。また、被処理物は、より鋭利な補助粉砕刃２２でさらに細かく切断されることにより、さらに確実に粉砕される。

次いで、被処理物は、粉砕室１１の下部の風取り込み口１１ｂからの気流によって粉砕室１１上方の分級機１４へと搬送される。この分級機１４では、所定の大きさの被処理物のみが通過し、排出口１１ｃから排出される。粉砕が充分でない被処理物は自重により粉砕室１１へ落下して、再度粉砕される。ブレード式と比較すると、ロータ１２の回転で被処理物を円周上に集めて粉砕するため、粉砕効率が高い。

次いで、粉砕装置１で粉砕された製品は、バグフィルタ４に供給され、バグフィルタ４の下端に粉砕製品が貯留される。そして、バグフィルタ用ロータリバルブ５を開いて粉砕製品を取り出す。

したがって、本実施形態によると、ロータ１２の周縁に配置した粉砕部材２０を縁部に先が尖った刃先部２１ａを有する粉砕刃２１で構成したことにより、粉砕装置１を脆性の低い材料でも粉砕可能で、かつ微粉の発生しにくいものにすることができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、粉砕刃２１は、円板状としたが、多角形等の他の形状でもよい。また、粉砕部材２０は、上記実施形態のような複数の粉砕刃２１を積層したものではなく、１枚の粉砕刃２１で構成してもよい。また、粉砕部材２０は、円柱や角柱の側面に先端が鋭利な凸条を形成したもので構成しもよい。また、刃先部２１ａ同士の間隔を変えられるようにすれば、粉砕後の被処理物の大きさを制御できる。このように刃先部２１ａ間隔を変えるために、例えば、粉砕刃２１の間にシムを挟んでもよい。

また、上記実施形態では、補助粉砕刃２２を使用したが、これは使用しなくてもよい。しかし、補助粉砕刃２２を使用すると、粉砕刃２１の中心部の厚み以下に被処理物の切断間隔を調整することができる。

また、上記実施形態では、電動モータに駆動される分級機１４を設け、電動モータの回転数によって分級する粒度を調整するようにしたが、動力を使わないで流入する風速を調整することにより、粒度を調整するサイクロン式分級機としてもよい。また、分級機１４は必ずしも必要ではなく、設けない場合には、粉砕室１１の上部に排出口１１ｃを設ければよい。

また、上記実施形態では、粉砕用ライナ１５の内周面に凹凸を設けていないが、凹凸はあってもよい。粉砕部材２０に衝突してロータ１２の接線方向へ飛散した被処理物が、粉砕用ライナ１５の凹凸に衝突してロータ１２側へ帰ってくるため粉砕効率が向上する。

さらに、粉砕の方式は、粉砕室１１内にロータ１２を有する方式（回転式）として、粉砕刃２１や粉砕用ライナ１５の間で粉砕や破砕、磨砕される方式の他に、ロータ１２を設けずに、旋回流に乗せて被処理物を回転させ、粉砕用ライナ１５に衝突させる渦流式等も採用できる。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

１ 粉砕装置
１ａ 本体ケーシング
２ 供給機
３ 供給用ロータリバルブ
４ バグフィルタ
５ バグフィルタ用ロータリバルブ
６ 排気ファン
７ 駆動部
１０ 粉砕システム
１１ 粉砕室
１１ａ 投入口
１１ｂ 風取り込み口
１１ｃ 排出口
１２ ロータ
１３ 電動モータ
１４ 分級機
１５ 粉砕用ライナ
２０ 粉砕部材
２１ 粉砕刃
２１ａ 刃先部
２２ 補助粉砕刃
２３ 六角穴付ボルト

Claims (2)

1. 外部ケーシングと、
   上記外部ケーシングと少なくとも一部が仕切られた空間を形成する内部ケーシングと、
   上記内部ケーシングに連通する被処理物を投入する投入口と、
   上記内部ケーシングの下方に設けられて被処理物を粉砕する粉砕室と、
   上記粉砕室に連通する気流導入口と、
   上記内部ケーシングと上記外部ケーシングとの間に形成され、上記粉砕室で粉砕されて吹き上げられた被処理物を通過させる吹上げ通路と、
   上記内部ケーシングの上部に設けられ、上記吹上げ通路から気流搬送された被処理物を分級する分級部とを備え、
   上記粉砕室内で回転するロータの周縁に配置した粉砕部材及び該粉砕室の内面の該粉砕部材の対向する位置に固定された粉砕用ライナによって被処理物に衝撃を加えて粉砕する粉砕装置であって、
   上記粉砕部材は、円板状であり、周縁部に向けて徐々に厚みが薄くなり、外周縁全体に先が尖った刃先部を有する粉砕刃で構成されており、
   上記粉砕刃の刃先部における上記ロータの外周よりも半径方向外側の上記吹上げ通路内に突出する部分で上記粉砕用ライナと協働して上記被処理物を粉砕すると共に、上記ロータの回転中心側部分で上記投入口から投入された被処理物及び上記分級部から自重により落下してきた上記被処理物を粉砕するように構成されている
   ことを特徴とする粉砕装置。
2. 請求項１に記載の粉砕装置において、
   上記粉砕部材は、複数の粉砕刃が積層されて構成されており、
   積層された上記複数の粉砕刃の間に該粉砕刃よりも厚さの薄い補助粉砕刃が上記粉砕刃に対して同心円状に挟持されている
   ことを特徴とする粉砕装置。