JP6709619B2 - 破砕機 - Google Patents

Description

本発明は、廃車ボディや一般鉄くず等の金属廃棄物等を破砕するための破砕機に関する。

従来、大型金属廃棄物等を破砕するための破砕機として、高速回転するハンマにより廃棄物（被破砕物）を破砕する衝撃式破砕機が使用されている。

衝撃式破砕機は、高速回転するハンマにより金属廃棄物等の被破砕物を衝撃・せん断により破砕する破砕機であり、破砕された被破砕物は、種類ごとに分離して有用な金属等を回収し、溶融等の処理を行って再利用されている。

このように、金属廃棄物を再利用するためには、破砕された被破砕物は、所定の大きさ以下に破砕されていることが、その後流工程である分離や処理のために重要となっている。

このため、従来の衝撃式破砕機においては、破砕室の上部および下部の排出口に、所定の粒度または大きさ以下のものが通過できるような格子穴を有する格子部材（グレート）が設けられており、これら格子部材の格子穴を通過できた被破砕物が、破砕機から排出されて後流工程へ向けて排出される。一方、格子穴を通過できなかった被破砕物は、破砕室壁等により跳ね返りつつ、再度、高速回転するハンマにより破砕を繰り返されて、最終的に格子部材の格子穴を通過して排出される。

しかし、これらの衝撃式破砕機においては、例えば、格子部材の格子穴の寸法が所定の大きさに固定されているため、金属廃棄物の種類や後流工程が必要とする被破砕物の大きさが異なる場合には、それに応じて、破砕機の運転を停止して格子部材の格子穴の異なる格子部材に交換する必要があるなど、非常に不便であった。

そこで、このような不便を解消すべく、従来、次のような構造の格子部材の提案がなされていたが、それぞれ以下の問題を有していた。

上部の格子部材については、開度を調節できるベーンを格子穴に設けることにより格子穴の大きさを調節するもの（特許文献１）、格子部材全体を排出口内で旋回して格子穴の方向を変えることにより、ハンマに弾かれて飛んでくる方向からの格子穴の投影面積を変えて（小さくして）通過できる被破砕物の断面積を小さくするもの（特許文献２）などがあった。また、下部の格子部材については、格子部材の下に開閉ダンパを設けて開度を調節できるもの（特許文献１）などがあった。

ところで、衝撃式破砕機は、ロータの外周に配置されて高速回転する複数のハンマによる強力な衝撃力で被破砕物を破砕するものであるため、打撃を受けた被破砕物は鉛直上方のみに限らず、多方向に飛翔し、破砕室壁面等で衝突して跳ね返り、上部排出口へ向かう。このため、上部の格子部材に向かう被破砕物は、鉛直上方方向のみではなく、斜め方向もあり、多様であり、また、速度も非常に大きい。

このため、特に、上部に設ける格子部材については、例えば、特許文献２の方法のように格子部材を旋回させて格子穴の方向を傾斜させても、その傾斜の方向に飛翔してくる被破砕物について、通過できる断面積は小さくならないため、通過できる被破砕物の大きさを調整することができない。また、上部の格子部材にベーン等の比較的構造強度の低い部材を設けると、高速で飛翔する被破砕物が格子穴に飛び込んで来る際に、衝撃力等により破損する恐れがある。

また、ハンマにより破砕されて格子部材に高速で飛んでくる被破砕物の形状は不定形であって多様であるため、例えば先端部が小さければ、一部が格子穴に食い込み塞ぎ、当該格子穴を使用不能にしてしまうという問題もあった。

このように、特に上部の開口部に設ける従来の格子部材では、通過させる被破砕物の大きさを調整することが困難であり、また、被破砕物が一部食い込むなどにより格子穴を塞ぎ、使用不能としてしまうという問題があった。

特開平０６−２１０１９２号公報 特公平０３−４４８１６号公報

本発明は、従来技術の前記問題点に鑑みなされたものであって、簡易な構成により、上部格子部材を通過できる被破砕物の大きさを調整できる破砕機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様による破砕機は、破砕室内に回転可能に設けられ、外周部にハンマを有するロータと、前記破砕室の上部に形成され、前記ハンマにより破砕された被破砕物を排出するための上部排出口と、前記上部排出口に設けられ、所定の大きさ以下の前記被破砕物を通過させるための格子穴を有する上部格子部材と、を備え、前記上部格子部材が、複数の第一の貫通穴を有する第一の格子と、前記第一の格子に隣接して設けられ、複数の第二の貫通穴を有する第二の格子と、を有し、前記格子穴が、前記第一の貫通穴と前記第二の貫通穴とを連通させることにより形成されている、ことを特徴とする。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記上部格子部材は、前記格子穴を通過できる前記被破砕物の前記所定の大きさを、前記第二の格子が前記第一の格子と隣接する面に沿って移動することにより変更できるように構成されている、ことを特徴とする。

本発明の第３の態様は、第１または第２の態様において、前記第二の貫通穴は、穴軸方向に垂直な断面が略矩形状であって、前記第二の貫通穴の１つの面が、前記第一の格子と隣接する面に対して鋭角に傾斜する傾斜面を有している、ことを特徴とする。

本発明の第４の態様は、第３の態様において、前記第一の貫通穴は、穴軸方向に垂直な断面が略矩形状であって、前記第一の貫通穴における、前記第二の貫通穴の前記傾斜面を有する面に対向する面が、前記第二の格子と隣接する面に対して鋭角に傾斜する傾斜面を有している、ことを特徴とする。

本発明の第５の態様は、第２乃至第４のいずれかの態様において、前記第二の格子を前記第一の格子と隣接する面に沿って移動するための移動装置をさらに備えている、ことを特徴とする。

本発明の第６の態様は、第４または第５の態様において、前記上部格子部材は、前記第二の格子を移動させて、前記第二の格子の前記傾斜面を有する面によって前記第一の格子の前記貫通穴をすべて閉塞できるように構成されている、ことを特徴とする。

本発明の第７の態様は、第１乃至第６のいずれかの態様において、前記第一の格子が、前記第二の格子よりも前記破砕室に近い側に配置されている、ことを特徴とする。

本発明の第８の態様は、第１乃至第７のいずれかの態様において、前記第一の格子は、前記第一の貫通穴の穴軸方向に積層された複数の部材で構成されている、ことを特徴とする。

本発明の第９の態様は、第１乃至第８のいずれかの態様において、前記第二の格子は、前記第二の貫通穴の穴軸方向に積層された複数の部材で構成されている、ことを特徴とする。

本発明の第１０の態様は、第９の態様において、前記第二の格子を構成する前記複数の部材は、前記穴軸方向に直交する方向に、互いに相対的に移動可能に構成されている、ことを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成により、上部格子部材を通過できる被破砕物の大きさを調整できる破砕機を提供することができる。

本発明の一実施形態による破砕機の構造を示す縦断面図。 図１に示した破砕機における格子部材の主要部の構造を示す縦断面図。 図１に示した破砕機における格子部材の主要部の構造を示す平面図。 図１に示した破砕機における格子部材の主要部の構造を示す左側面図（図２の左側面図）。 図４に示した格子部材の第一の格子の構造を示す平面図。 図４に示した格子部材の第二の格子の構造を示す平面図。 図４に示した格子部材の第一の格子の開口と第二の格子の開口の重なりの定格の大きさを示す縦断面図。 図４に示した格子部材の上部格子部材の格子穴に食い込んだ被破砕物の離脱方法を示す図。 図４に示した格子部材の上部格子部材の格子穴に食い込んだ被破砕物の離脱方法を示す他の図。 図４に示した格子部材の上部格子部材の格子穴に食い込んだ被破砕物の離脱方法を示す他の図。 図４に示した格子部材の第一の貫通穴および第二の貫通穴に形成される傾斜面の変形例を示す図。 図４に示した格子部材の第一の貫通穴および第二の貫通穴に形成される傾斜面の他の変形例を示す図。 図４に示した格子部材の第一の貫通穴および第二の貫通穴の他の変形例を示す図。 図２に示した上部格子部材の一変形例を示す図。 図２に示した上部格子部材の他の変形例を示す図。

以下、本発明の一実施形態による破砕機の構造等について、図面に基づいて説明する。

本実施形態による衝撃式の破砕機１は、廃車や金属廃棄物等の被破砕物を投入する投入口５、投入された被破砕物を所定の大きさの小片に破砕するための破砕室６、破砕された被破砕物（小片）を後流工程に排出するための上部排出口４および下部排出口７が形成されたケーシング８を備えている。

破砕室６には、水平軸回りに高速回転するロータ２が配設され、ロータ２の外周部には、揺動自在に複数のハンマ３が周方向に等間隔に取り付けられている。なお、ロータ２の外周部に配置されるハンマ３の個数や隣接するハンマ３の間隔については、被破砕物の大きさやロータ２の大きさなどに応じて適宜変更して設定される。

上部排出口４には、所定の大きさ以下の被破砕物（小片）が通過できる格子穴１５を多数有する上部格子部材１１が配設されている。同様に、下部排出口７には、所定の大きさ以下の被破砕物（小片）が通過できる格子穴１６を多数有する下部格子部材９が配設されている。

なお、図１に示したように、本実施形態においては、上部格子部材１１は水平に配置されているが、被破砕物の状態（例えば水分量）や破砕機自身の大きさ・構造等により、水平（０度）から垂直（９０度）の範囲の適切な傾斜角度で配置することができる。

破砕室６の内表面には衝突部材１０が配設されており、投入口５から破砕室６に投入された被破砕物は、高速で回転するハンマ３による打撃と破砕室６の内面の衝突部材１０との衝突・跳ね返りを繰り返しつつ、衝撃力ないしせん断力により所定の大きさの小片に破砕され、上部排出口４に配設された上部格子部材１１または下部排出口７に配設された下部格子部材９を経由して排出される。

衝撃式破砕機１の後流工程である選別等の処理を適切に行うために、衝撃式破砕機１から排出される被破砕物の大きさは、後流工程からの要求に応じて設定される。このため、本実施形態における上部格子部材１１は、被破砕物が通過できる格子穴１５の大きさを、簡易かつ容易に変更・調整できるように構成されている。

以下、本実施形態による破砕機１における上部格子部材１１の構造および作用について詳細に説明する。

上部格子部材１１は、図１および図２に示されるように、略矩形板形状の第一の格子１２およびその上方に隣接して配置された略矩形板形状の第二の格子１３を備えている。

第一の格子１２は、図２、図３および図５に示されるように、整列配置された多数の貫通穴（第一の貫通穴）１８を有し、第一の格子１２が載置されたケーシング８の支持部１７ａ、１７ｂを介して、ケーシング８により支持されている（図１参照）。

なお、第一の格子１２は、本例においては単一の部品として構成されているが、単一の部品ではなく、例えば、第一の貫通穴１８の穴軸方向に複数の部品（サブアセンブリ）を積層した集合体（アセンブリ）であっても良い。

第二の格子１３は、図２および図６に示されるように、第一の格子１２と同様に整列配置された多数の貫通穴（第二の貫通穴）１９を有する。図４に示されるように、第二の格子１３の両端部は、第一の格子１２の両端部よりも外方に延在しており、第二の格子１３の両端部が、支持部２４を介してケーシング８により支持されている。

なお、第二の格子１３は、本例においては単一の部品として構成されているが、単一の部品ではなく、例えば、第二の貫通穴１９の穴軸方向に複数の部品（サブアセンブリ）を積層した集合体（アセンブリ）であっても良い。

第一の格子１２の第一の貫通穴１８と第二の格子１３の第二の貫通穴１９とは、第一の格子１２と第二の格子１３との隣接部において連通するように配置されており、これにより、上部格子部材１１の格子穴１５が構成されている。

図４に示されるように、第二の格子１３は、支持部２４上に配設されたガイドレール２５に沿って移動できるように構成されている。第二の格子１３を移動させるための駆動力は、図１および図２に示した油圧シリンダ１４によって付与される。図２に示されるように、第一の貫通穴１８と第二の貫通穴１９の連通部におけるそれぞれの開口２２および開口２３の重なりを、油圧シリンダ１４によって第２の格子１３をガイドレール２５に沿って移動させることにより変更することができる（以下、連通部における開口を単に「開口」と呼ぶことがある）。

上部格子部材１１の格子穴１５を通過できる被破砕物の大きさは、格子穴１５の大きさ、すなわち開口２２と開口２３の重なりの大きさに依存するため、第一の貫通穴１８の開口２２と第二の貫通穴１９の開口２３の重なりの大きさの変更により、格子穴１５を通過できる被破砕物の大きさを変更することができる。したがって、油圧シリンダ１４により第二の格子１３を第一の格子１２との隣接面に沿って移動させることにより、第一の格子穴１８の開口２２と第二の格子穴１９の開口２３との重なりを定格の大きさ以下の任意の大きさに設定すれば、後流側工程において必要とされる所定の大きさの被破砕物が通過できるように、上部格子部材１１の格子穴１５の大きさを容易に変更することができる。

なお、開口２２と開口２３の重なりの定格の大きさは、図７に示されるように、第二の格子１３における第二の貫通穴１９以外の構成部分によって第一の貫通穴１８の開口２２の一部が閉塞されることにより設定されている。

第二の格子１３の第二の貫通穴１９は、穴軸方向に垂直な断面が略矩形状であって、第二の貫通穴１９の１つの面が、第一の格子１２と隣接する面に対して鋭角に傾斜する傾斜面２１を有している。また、第一の格子１２の第一の貫通穴１８は、穴軸方向に垂直な断面が略矩形状であって、第一の貫通穴１８における、第二の貫通穴１９の傾斜面２１を有する面に対向する側の面が、第二の格子１３と隣接する面に対して鋭角に傾斜する傾斜面２０を有している。

なお、この構成においては、開口２２と開口２３の重なりの定格の大きさは、第二の貫通穴１９の傾斜面２１を有する面に対向する面の側の第二の格子１３の構成部分によって第一の貫通穴１８の開口２２の一部が閉塞されることにより設定されている（図２、図７参照）。

第一の貫通穴１８の開口２２を第二の貫通穴１９の傾斜面２１を有する面側の部分で閉塞すると、高速で飛び込んでくる被破砕物を傾斜面２１の下部の尖頭部で受けることになり、尖頭部が磨耗や破損する可能性があるが、第二の貫通穴１９の傾斜面２１を有する面に対向する面の側の第二の貫通穴１９の下部端部であれば、磨耗等しても特に支障はないからである。

これにより、例えば、図８Ａに示されるように、被破砕物が格子穴１５に食い込んだ場合に、図８Ｂに示すように、第二の格子１３を紙面左方に移動させて、貫通穴１９の底部の（紙面の）左端部に食い込んだ被破砕物を、第一の貫通穴１８の上部の（紙面の）左端部に押し付けて離脱させ、および／または、図８Ｃに示されるように、第一の貫通穴１８の上部の（紙面の）右端部に食い込んだ被破砕物を、第二の貫通穴１９の下部の（紙面の）右端部で押し出して離脱させることができる。これにより、上部格子部材１１の格子穴１５に食い込んでいた被破砕物は、格子穴１５から離脱して破砕室６に落下し、ハンマ３により再度破砕される。

また、被破砕物が比較的変形し易い材料または形状であって、第一の貫通穴１８と第二の貫通穴１９との連通部から第二の貫通穴１９に食い込んだ部分が変形等して第一の貫通穴１８の開口２２の大きさより大きくなるなどして前記の方法では被破砕物が開口２２から離脱または除去できない場合には、第二の格子１３を紙面左方向に押し込むことにより、第二の貫通穴１９に形成された傾斜面２１の開口２３の下端の尖頭部（刃先部）と、第一の貫通穴１８に形成された傾斜面２０の上端の尖頭部（刃先部）とで、金切りハサミのようにして切断することにより、噛み込んだ被破砕物を開口２２の部分で分離して除去する。

前記のように被破砕物を切断するために、第二の格子１３は、第二の貫通穴１９に形成された傾斜面２１の下端の尖頭部が、第一の貫通穴１８の開口２２の紙面における左端部より左の位置まで移動できるようにされている。

また、変形例としては、第一の貫通穴１８および第二の貫通穴１９に形成される傾斜面２０、２１の形状を、図９Ａまたは図９Ｂに示されるものとすることもできる。

また、他の変形例としては、上部格子部材１１の格子穴１５に食い込んだ被破砕物が、その材質や形状等によってせん断による引きちぎりのように切断できる場合には、貫通穴１８と１９が、図１０に示されるように、傾斜面を有さない形状とすることができる。

また、貫通穴１８と１９の形状は、図２、図９Ａ、図９Ｂ、および図１０に示した形状を適宜組み合わせたものでもよい。

なお、上述した実施形態およびその変形例においては、固定側の第一の格子１２を可動側の第二の格子１３よりも破砕室６に近い側に配置しているが、図１１に示したように、固定側の第一の格子１２と可動側の第二の格子１３の上下関係を逆転させることもできる。

また、図１２に示したように、上述した第二の格子１３を、第二の貫通穴１９の穴軸方向に複数の部材を積層して構成する場合には、それら複数の部材を、第二の貫通穴１９の穴軸方向に直交する方向に、それぞれ独立に各油圧シリンダ１４で移動可能とすることもできる。

１ 破砕機
２ ロータ
３ ハンマ
４ 上部排出口
５ 投入口
６ 破砕室
７ 下部排出口
８ ケーシング
９ 下部格子部材
１０ 衝突部材
１１ 上部格子部材
１２ 第一の格子
１３ 第二の格子
１４ 油圧シリンダ
１５ （上部格子部材の）格子穴
１６ （下部格子部材の）格子穴
１７ａ、ｂ 第一の格子の支持部
１８ 第一の貫通穴
１９ 第二の貫通穴
２０ 第一の貫通穴の傾斜面
２１ 第二の貫通穴の傾斜面
２２ 第一の貫通穴の開口
２３ 第二の貫通穴の開口
２４ 第二の格子の支持部
２５ ガイドレール

Claims (7)

1. 破砕室内に回転可能に設けられ、外周部にハンマを有するロータと、
   前記破砕室の上部に形成され、前記ハンマにより破砕された被破砕物を排出するための上部排出口と、
   前記上部排出口に設けられ、所定の大きさ以下の前記被破砕物を通過させるための格子穴を有する上部格子部材と、を備え、
   前記上部格子部材が、複数の第一の貫通穴を有する第一の格子と、前記第一の格子に隣接して設けられ、複数の第二の貫通穴を有する第二の格子と、を有し、
   前記格子穴が、前記第一の貫通穴と前記第二の貫通穴とを連通させることにより形成されており、
   前記上部格子部材は、前記格子穴を通過できる前記被破砕物の前記所定の大きさを、前記第二の格子が前記第一の格子と隣接する面に沿って移動することにより変更できるように構成されており、
   前記第二の貫通穴は、穴軸方向に垂直な断面が略矩形状であって、前記第二の貫通穴の１つの面が、前記第一の格子と隣接する面に対して鋭角に傾斜する傾斜面を有しており、
   前記第一の貫通穴は、穴軸方向に垂直な断面が略矩形状であって、前記第一の貫通穴における、前記第二の貫通穴の前記傾斜面を有する面に対向する面が、前記第二の格子と隣接する面に対して鋭角に傾斜する傾斜面を有している、破砕機。
2. 前記第二の格子を前記第一の格子と隣接する面に沿って移動するための移動装置をさらに備えている、請求項１記載の破砕機。
3. 前記上部格子部材は、前記第二の格子を移動させて、前記第二の格子の前記傾斜面を有する面によって前記第一の格子の前記貫通穴の一部を閉塞できるように構成されている、請求項１または２に記載の破砕機。
4. 前記第一の格子が、前記第二の格子よりも前記破砕室に近い側に配置されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の破砕機。
5. 破砕室内に回転可能に設けられ、外周部にハンマを有するロータと、
   前記破砕室の上部に形成され、前記ハンマにより破砕された被破砕物を排出するための上部排出口と、
   前記上部排出口に設けられ、所定の大きさ以下の前記被破砕物を通過させるための格子穴を有する上部格子部材と、を備え、
   前記上部格子部材が、複数の第一の貫通穴を有する第一の格子と、前記第一の格子に隣接して設けられ、複数の第二の貫通穴を有する第二の格子と、を有し、
   前記格子穴が、前記第一の貫通穴と前記第二の貫通穴とを連通させることにより形成されており、
   前記第一の格子は、前記第一の貫通穴の穴軸方向に積層された複数の部材で構成されている、破砕機。
6. 破砕室内に回転可能に設けられ、外周部にハンマを有するロータと、
   前記破砕室の上部に形成され、前記ハンマにより破砕された被破砕物を排出するための上部排出口と、
   前記上部排出口に設けられ、所定の大きさ以下の前記被破砕物を通過させるための格子穴を有する上部格子部材と、を備え、
   前記上部格子部材が、複数の第一の貫通穴を有する第一の格子と、前記第一の格子に隣接して設けられ、複数の第二の貫通穴を有する第二の格子と、を有し、
   前記格子穴が、前記第一の貫通穴と前記第二の貫通穴とを連通させることにより形成されており、 前記第二の格子は、前記第二の貫通穴の穴軸方向に積層された複数の部材で構成されている、破砕機。
7. 前記第二の格子を構成する前記複数の部材は、前記穴軸方向に直交する方向に、互いに相対的に移動可能に構成されている、請求項６記載の破砕機。

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