JPH0699095A

JPH0699095A - 破砕機

Info

Publication number: JPH0699095A
Application number: JP22832992A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Takao; 邦彦高尾; Masakatsu Hayashi; 政克林; Yoshiyuki Takamura; 義之高村; Tsutomu Hasegawa; 勉長谷川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-08-27
Filing date: 1992-08-27
Publication date: 1994-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、破砕エネルギを最小限にする
とともに、材料を時間を要せずに一度で効率良く迅速に
破砕でき、振動や騒音が小さく動力損失が小さい破砕機
を提供することにある。【構成】回転刃８を駆動する電動機１００をインバータ
４００駆動とし、回転刃８のエネルギを検出することに
よって、インバータ４００の周波数や破砕物の温度や重
量などを制御できるようにし、しかも破砕室９への投入
口に切刃を形成することあるいは破砕室９へ投入する材
料の断面係数が小さくなるように投入口２３および材料
案内板を設けるよう構成した。【効果】破砕エネルギの省動力化や破砕効率の向上およ
び低振動、低騒音化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業廃棄物処理システ
ムに使用される破砕機に係り、特にプラスチックの破砕
分別に好適な破砕機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のプラスチック破砕分別機として
は、実公昭６０−１２５９３号公報等に記載された粉砕
機がある。この粉砕機は、その周囲に２〜４枚の切刃を
もち回転する回転刃と、粉砕機本体に固定された固定刃
と、粉砕機本体下部に備えた前記回転刃の下部周囲を覆
うスクリーンとからなり、粉砕機上方からプラスチック
材料を投入すると、該材料が回転刃周囲の切刃と固定刃
とで剪断粉砕されて、その粉砕された粉砕粒がスクリー
ン中を通ってその下方へと落下排出されるようになって
いた。

【０００３】また、実開昭６０−１７２４５号公報等に
記載された粉砕機では、互いに逆方向に回転する平行な
２本の回転軸の周囲に複数枚の材料引込み刃をもつ回転
刃とカラーとを交互に密着させて嵌着して、各回転軸周
囲の各回転刃をその一部を交互に重ね合わせるようにし
て互いに噛み合わせると共に、その隣合う各回転刃間に
該各回転刃間に挟み込まれる粉砕粒を各回転刃外方に掻
き取るスクレーバを備え、さらに、２本の各回転軸周囲
の各回転刃の下部周面を覆うスクリーンを備えてなり、
材料を互いに内側に向けて回転する各回転刃内に投入す
ると、該材料が２本の各回転軸周囲の各回転刃周囲の材
料引込み刃で各回転刃を交互に噛み合わせた箇所内部に
引き込まれて、その隣合う各回転刃周縁で横方向に剪断
粉砕され、その粉砕された材料が各回転刃を交互に噛み
合わせた箇所内部を通って各回転刃の下方のスクリーン
上へと落下し、その内の所定の大きさ以下に粉砕された
粉砕流がスクリーン中の網目を通って下方へと排出され
るようになっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、材
料が回転刃と固定刃、または回転刃同士で一度に細かく
剪断粉砕されずに、その多くがスクリーン上面に残っ
て、回転刃周囲の切刃や材料引込み刃に引っ掛かるなど
して回転刃と固定刃または回転刃同士で細かく粉砕され
た後、初めてスクリーン中を通ってその下方へと落下す
る構造のため、動力損失が大きかった。

【０００５】また、回転刃を高馬力モータを用いて高速
回転させて材料を粉砕する構造のため、粉砕機が大形と
なると共に、材料粉砕時の騒音と振動が大きく、かつ、
粉砕された材料が、回転刃の回転力を強く受けて、粉砕
機周囲に飛び散ると共に、粉砕されようとする材料が、
回転刃の回転力を強く受けて、回転刃上方へと押し戻さ
れ、材料を効率良く粉砕することができなかった。

【０００６】さらに、スクリーン中を通過しえずにスク
リーン上面に残った材料が、回転刃周面やスクリーン上
面とこすれ合って、激しい騒音を発生させると共に、多
くの材料が粉状に過粉砕されてしまい再使用する材料に
対する粉砕材料の歩留まりが悪かった。また、上記のこ
すれ合いによる摩擦熱で、熱可塑性プラスチック材等が
軟化して粉砕不可能となることがあり、そうした場合に
は、粉砕機を水や空気で強制冷却しなければならなかっ
た。

【０００７】本発明は、このような従来技術のもつ問題
点に着目してなされたものであって、その目的とすると
ころは、破砕機で消費されるエネルギを最小限にすると
ともに、材料を時間を要せずに一度で効率良く迅速に破
砕でき、しかも、振動や騒音が小さく動力損失の少ない
破砕機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の第一の手段は、複数のブレード状の刃先を有
する回転刃と、該回転刃を駆動する電動機と、前記回転
刃を取り囲むように配置された破砕室内の破砕室壁面に
形成された固定刃と、前記回転刃の回転速度を調節する
回転速度調節手段を備えたものである。又、前記回転刃
を駆動する電動機をインバータ駆動とし、前記回転刃の
回転速度を制御するものである。

【０００９】本発明の第二の手段は、複数のブレード状
の刃先を有する回転刃と、該回転刃を駆動する電動機
と、前記回転刃を取り囲むように配置された破砕室内の
破砕室壁面に形成された固定刃とを備え、前記回転刃を
駆動する電動機をインバータ駆動とし、前記回転刃の駆
動力あるいは破砕エネルギを検出する検出手段と、該検
出手段により検出された回転刃の駆動力あるいは破砕エ
ネルギのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器と、該Ａ／Ｄ変換器のデジタル信号を入力する制
御回路から構成され、前記検出手段により検出された回
転刃の駆動力あるいは破砕エネルギ信号に基づいて、前
記インバータの駆動周波数を制御するものである。

【００１０】本発明の第三の手段は、複数のブレード状
の刃先を有する回転刃と、該回転刃を駆動する電動機
と、前記回転刃を取り囲むように配置された破砕室内の
破砕室壁面に形成された固定刃と、前記破砕室内に投入
される被破砕物の温度を検出する手段と、前記回転刃の
駆動力あるいは破砕エネルギを検出する検出手段と、該
検出手段により検出された回転刃の駆動力あるいは破砕
エネルギのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器のデジタル信号を入力する
制御回路と、前記被破砕物の温度を調節する手段とから
構成され、前記回転刃の駆動力あるいは破砕エネルギの
検出信号に基づいて、前記被破砕物の温度を調節する手
段により前記被破砕物の温度を制御するものである。

【００１１】本発明の第四の手段は、複数のブレード状
の刃先を有する回転刃と、該回転刃を駆動する電動機
と、前記回転刃を取り囲むように配置された破砕室内の
破砕室壁面に形成された固定刃と、前記破砕室内に投入
される被破砕物の重量を検出する手段と、前記回転刃の
駆動力あるいは破砕エネルギを検出する検出手段と、該
検出手段により検出された回転刃の駆動力あるいは破砕
エネルギのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器のデジタル信号を入力とす
る制御回路と、被破砕物の投入量を調節する手段とから
構成され、前記回転刃の駆動力あるいは破砕エネルギの
検出信号に基づいて、前記被破砕物の投入量を調節する
手段により被破砕物の投入量を制御するものである。

【００１２】本発明の第五の手段は、複数のブレード状
の刃先を有する回転刃と、該回転刃を駆動する電動機
と、前記回転刃を取り囲むように配置された破砕室内の
破砕室壁面に形成された固定刃と、前記回転刃と前記固
定刃とのクリアランスを検出する手段と、前記回転刃の
駆動力あるいは破砕エネルギを検出する検出手段と、該
検出手段により検出された回転刃の駆動力あるいは破砕
エネルギのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器のデジタル信号を入力する
制御回路と、前記刃のクリアランスを調節する手段とか
ら構成され、前記回転刃の駆動力あるいはエネルギの検
出信号に基づいて、前記刃のクリアランスを調節する手
段により前記回転刃と前記固定刃とのクリアランスを制
御するものである。

【００１３】本発明の第六の手段は、複数のブレード状
の刃先を有する回転刃と、該回転刃を駆動する電動機
と、前記回転刃を取り囲むように配置された破砕室内の
破砕室壁面に形成された固定刃とを備えるとともに、前
記破砕室への投入口に切刃を形成したものである。

【００１４】本発明の第七の手段は、複数のブレード状
の刃先を有する回転刃と、該回転刃を駆動する電動機
と、前記回転刃を取り囲むように配置された破砕室内の
破砕室壁面に形成された固定刃とを備え、前記投入口の
形状を前記破砕室へ投入する材料の断面係数が小さくな
るように形成したものである。また、前記破砕室へ投入
する材料の断面係数が小さくなるように材料案内板を設
けたものである。

【００１５】

【作用】本発明の破砕機は、複数のブレード状の刃先を
有する回転刃と、該回転刃を駆動する電動機と、前記回
転刃を取り囲むように配置された破砕室内の破砕室壁面
に形成された固定刃とを備え、前記回転刃を駆動する電
動機をインバータ駆動とし、前記回転刃の回転速度や回
転方向を制御することができるので、投入される材料の
種類や量に応じて最適な電動機の回転速度が選択するこ
とができるとともに、投入された材料が時間を要せずに
効率良く迅速に破砕できる。

【００１６】また、回転刃を駆動する電動機をインバー
タ駆動とし、前記回転刃の駆動力あるいは破砕エネルギ
を検出する検出手段と、該検出手段により検出された回
転刃の駆動力あるいは破砕エネルギのアナログ信号をデ
ジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器
のデジタル信号を入力とする制御回路から構成され、前
記検出手段により検出された回転刃の駆動力あるいは破
砕エネルギ信号により、前記インバータの駆動周波数を
制御することができるので、投入される材料の種類や量
に応じて破砕機で消費される破砕エネルギを制御するこ
とができる。

【００１７】また、破砕室内に投入される被破砕物の温
度を検出する手段や破砕室内に投入される被破砕物の重
量を検出する手段及び回転刃と固定刃とのクリアランス
を検出する手段を設けて、前記回転刃の駆動力あるいは
破砕エネルギを検出する検出手段と、該検出手段により
検出された回転刃の駆動力あるいは破砕エネルギのアナ
ログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該
Ａ／Ｄ変換器のデジタル信号を入力とする制御回路から
構成され、前記回転刃の駆動力あるいは破砕エネルギの
検出信号により、前記被破砕物の温度や重量および回転
刃と固定刃のクリアランスを制御することができるの
で、投入される材料の種類や量に応じて破砕条件を選択
することができ破砕機の消費動力を最小限に制御するこ
とができる。

【００１８】また、破砕室への投入口に切刃を形成す
る、あるいは破砕室へ投入する材料の断面係数が小さく
なるように投入口および材料案内板を形成しているの
で、破砕機で消費されるエネルギを最小限にするととも
に、材料を時間を要せずに一度で効率良く迅速に破砕で
き、しかも、振動や騒音が小さく動力損失を小さくでき
る。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１から図６を用
いて説明する。図１は、本発明の破砕機を用いた破砕エ
ネルギ制御システムの系統図である。本実施例の破砕エ
ネルギ制御システムは、次のように構成されている。後
述する破砕機１００は、軸継ぎ手手段１１０によって破
砕エネルギ検出手段２００を介して電動機３００と連結
されている。ここで、破砕エネルギ検出手段２００は、
例えば、破砕機１００の軸にかかる捩じりトルクなどを
検出するトルク検出器や電動機３００への電流値を検出
する検出器などから構成されている。また、図１では、
破砕エネルギ検出手段２００と電動機３００との連結を
軸継ぎ手手段１１０による軸直結による動力伝達方法を
示したが、例えば、Ｖベルトなどによる動力伝達方法で
も良い。電動機３００の駆動回転速度は、回転速度調節
手段の一つであるインバータ４００により可変できるよ
うになっている。

【００２０】破砕機１００の破砕エネルギは破砕エネル
ギ検出手段２００によって検出されるが、破砕エネルギ
検出手段２００にて検出された破砕エネルギの電気信号
は、アナログ信号をデジタル信号に変換する変換器５０
０（以下、Ａ／Ｄ変換器と呼称する）に入力される。こ
のＡ／Ｄ変換器５００には、上記破砕エネルギの検出信
号のほかに、破砕機１００に投入される被破砕材料（以
下、単に材料と呼称する）の温度を検出する温度検出手
段１２０から出力された電気信号、破砕機１００の回転
刃と固定刃のクリアランス（隙間）を検出する手段１３
０からのクリアランス量の信号および材料の重量を検出
する手段１４０からの重量の信号などが入力信号として
入力されている。ここで、上記した温度、クリアランス
および重量などの物理量は、破砕機１００の破砕条件あ
るいは運転条件を決定する主要因子であるが、本発明に
おいてはこの限りにあらず、これ以外の物理量を検出し
ても構わない。また、後述するように、材料の温度を調
節する温度調節手段１６０内の温度もＡ／Ｄ変換機５０
０に入力されるが、その検出に関しては直接被破砕材料
の温度を検出する方法でも良いが、例えば、破砕室の温
度、ホッパー内の温度を検出しても良い。さらに、破砕
機１００の回転刃の回転速度を検出する手段１５０によ
る回転速度信号もＡ／Ｄ変換機５００に入力されてい
る。この回転速度信号の検出も例えば、トルク検出器な
どを用いると、トルク信号と同時に回転速度も検出する
ことができる構成のものがあり、この信号を利用するこ
とができる。また、インバータ４００からの信号により
概ねの回転速度を計測することが可能である。

【００２１】Ａ／Ｄ変換器５００から出力された信号
は、制御回路６００に入力される。制御回路６００から
の制御信号は、電動機３００の駆動周波数を可変速にす
るインバータ４００の制御のほかに、材料の温度を調節
する温度調節手段１６０、破砕機１００の回転刃と固定
刃のクリアランスを調節するクリアランス調節手段１７
０及び破砕機１００に投入する材料の物理量を調節する
調節手段１８０などに入力され、これらの機器の制御を
行う。また、制御回路６００は、破砕エネルギ検出手段
２００により検出された破砕エネルギを計算して、その
エネルギが最小になるように上記した調節手段１６０、
１７０、１８０やインバータ４００等を制御も行う。な
お、本発明においては各調節手段は、上記したものに限
らず、上記したように破砕機１００の破砕条件を決める
因子であれば他の手段を講じても構わない。

【００２２】次に、破砕機１００の構造の詳細について
説明する。図２は、本実施例における破砕機１００の縦
断面図を示しており、この破砕機１００は、特にプラス
チックの破砕に好適な構造としている。図３は、図２に
おけるＡ−Ａ線断面図であり、図４は回転刃８を拡大し
て示す正面図であり、図５は図４におけるＢ−Ｂ線断面
図である。

【００２３】図２に示すように、ハウジングはケーシン
グ１およびフロントカバー２とから成る。すなわち、有
底で円筒状のケーシング１の一端側には、円板状のフロ
ントカバー２が蝶番（図示せず）によって前開きができ
るように設置されて固定されている。これらの中央部に
は、軸受ケーシング１０およびケーシングカバー１１に
より形成された軸受ハウジング１２が取り付けられてお
り、軸受ハウジング１２内に設けられた深みぞ玉軸受
３、４により、主軸５が回転自在に支持されている。ケ
ーシング１内には、回転刃８を収納する破砕室９が形成
されている。主軸５の一端側には、キー６によって回転
刃８がボルト７により固定されている。

【００２４】破砕室９の軸方向の両端部には、駆動軸側
端板１４および軸端側端板１５が設けられ、ケーシング
１およびフロントカバー２にボルト（図示せず）により
固定されている。図３に示すように、駆動軸側端板１４
および軸端側端板１５の内面には、放射状に鋸刃状の断
面を有した切刃１６および１７が形成されており、端板
固定刃を構成している。一方、破砕室９の上方部には、
リング１８がケーシング１の内面にボルト（図示せず）
により固定されており、さらにその内面には鋸刃状の断
面を有した切刃１９が設けられており、リング固定刃を
構成している。また、破砕室９の下方部は、破砕された
材料を分別落下させる複数個の穴２０を設置したスクリ
ーン２１が設けられており、スクリーン２１の下部には
破砕された材料を回収する取り出し口２２が設けられて
いる。

【００２５】フロントカバー２の前面には、投入口２３
が設けられており、材料を破砕室９内に導入するホッパ
ー２４が、フランジ部２５によって固定されている。前
述したようにフロントカバー２は蝶番により固定されて
いるため、ホッパー２４とともに前方に開くことができ
るので、回転刃８および各固定刃のメンテナンスが容易
にできる構造になっている。

【００２６】図４および図５に示すように、回転刃８の
基本構成は、ボス部８ａ、刃先ブレード支持部８ｂおよ
び刃先ブレード８ｃから成る。ボス部８ａおよび刃先ブ
レード支持部８ｂは一体に形成されており、ボス部８ａ
の中央部でキー６により主軸５に結合されている。刃先
ブレード８ｃは、ボルト８ｄで刃先ブレード支持部８ｂ
に固定されているので、刃先ブレード８ｃの脱着が可能
であると共に、刃先ブレード支持部８ｂおよび刃先ブレ
ード８ｃに形成された刃先方向の凹部８ｇおよび凸部８
ｈが係合することによって、刃先ブレード８ｃの半径方
向の移動も可能となっている。このとき、両部材には、
合いマーク８ｉ、８ｊが設けられており、刃先ブレード
８ｃとリング固定刃１８、１９とのクリアランスを定量
的に調節することができるようになっている。さらに、
刃先ブレード８ｃの主軸５側端部には、ボルト８ｅがボ
ス部８ａに設置されており、ナット８ｆと共に刃先ブレ
ード８ｃの移動調整と固定するための機能を持たせてい
る。また、ボルト８ｅおよびナット８ｆは、破砕時に刃
先ブレード８ｃにかかる衝撃力を支持する部材でもあ
る。

【００２７】つぎに、以上のように構成された本実施例
の動作について説明する。以下、具体例として、プラス
チックなど廃棄物処理システムにおいて、脆性材料を低
温破砕し分別するシステムを例にとり説明する。

【００２８】温度調節手段１６０によりホッパー２４内
またはホッパー２４の上流側で図示しない冷却装置によ
り予め設定された温度に冷却された材料（図示せず）
は、ホッパー２４の投入口２３を通過して破砕室９に導
入される。破砕室９内に入ってきた材料は、低温脆化し
ているため、回転刃８および上記した各固定刃によっ
て、衝撃破砕が行われる。衝撃破砕された材料は、スク
リーン２１の複数個の穴２０の大きさによって分別さ
れ、下部取り出し口２２へと落下する。ここで、材料の
種類によって、脆化温度が異なるために、破砕粒度が材
質により異なることを利用すれば、材料を種類別に選別
することができる。また、材料の種類によって、破砕室
９内で破砕されるときの破砕エネルギあるいは電動機３
００の消費動力も異なってくるので、この物理量を検出
することは、破砕状態を把握するうえで重要な技術因子
となる。

【００２９】図６は、材料を衝撃破砕したときの破砕機
１００にかかる駆動トルクを縦軸に時間を横軸にとって
みたときの実験曲線図である。時間ｔ₁までは、回転刃
８および駆動軸系の慣性トルクが作用しており、その大
きさＬ₁はほぼ一定である。この状態で、材料を破砕室
９内に投入し破砕すると、駆動トルクは急激に上昇して
時間ｔ₂時に最大トルクＬ₂に達した後、破砕が進むにつ
れてそのトルクも減少し、完全に破砕分別されて破砕室
９から材料が無くなると（時間ｔ₃）、元のトルクＬ₁に
もどる。ここで、破砕エネルギとしては、時間ｔ₁から
ｔ₂の間のトルクの上昇割合を使っても良いし、駆動ト
ルクの最大値Ｌ₂を使用しても良い。最も良いの方法
は、図６で示した曲線において、各交点ＣＤＥＦＧで囲
まれる面積を演算して、この値を破砕エネルギとするこ
とである。

【００３０】また、制御回路６００に、学習制御機能を
持たせることにより制御性を良くすることができる。材
料の種類によってその破砕エネルギを最小にするような
破砕条件、例えば、材料の温度や刃のクリアランスや投
入される材料の重量といった因子と電動機３００の回転
速度との関係をあらかじめ実験や計算等で決めておき、
破砕エネルギを監視しながら各因子の制御を行う。

【００３１】以上述べたように本実施例においては、破
砕エネルギを検出して、材料の温度や刃のクリアランス
や材料の重量および電動機の回転速度などを制御するこ
とができるので、破砕機で消費されるエネルギを最小限
にすることができるとともに、材料を時間を要せずに一
度で効率良く迅速に破砕できるといった効果がある。

【００３２】なお、本実施例においては、回転刃が３枚
刃で単段の場合を示しているが、本発明においてはこの
限りにあらず、例えば、複数枚の回転刃が主軸方向に多
段に構成されている破砕機や互いに逆方向に回転する平
行な回転軸に複数の回転刃が形成されている破砕機ある
いはねじ式やハンマー式の破砕機でも上記した同様の効
果が得られる。

【００３３】本発明の他の実施例を図７から図１２を用
いて説明する。図７はフロントカバー２、軸端側端板１
５およびホッパー２４の組立体の正面図であり、図２に
おいて丁度フロントカバー２を前開きしたときの正面か
ら見たときの図（但し、蝶番等は図示せず）である。図
８は図７におけるＩ−Ｉ線断面図であり、図９は図８の
Ｋ方向からみた正面図である。ここで、図２から図５に
示した実施例と同一部品には同一番号を付記しており、
その部分の構造の説明は省略する。

【００３４】本実施例では、材料を破砕するときのエネ
ルギが最小になるような破砕形態の一例を示している。
以下、具体例としてプラスチックの板材の破砕を取り上
げて以下説明する。

【００３５】図７及び図８に示すように、フロントカバ
ー２には、ボルト２６ａ〜２６ｈによって軸端側端板１
５が固定されている。ここで、図２および図３に示した
軸端側端板１５と比べて、本実施例では端板１５の内面
に放射状で鋸刃状の断面を有した切刃１７は形成されて
いないが、切刃を設けても構わない。本実施例では、破
砕室９側の出口２７には切刃３１が付けられているとと
もに、その形状は、縦に細長く形成されており、主軸方
向、すなわちホッパー２４側に向かってその断面積が拡
大するように形成されている。同様に、フロントカバー
２に設けられた出口２８もホッパー２４側に拡大してい
る。出口２８に三次元的な曲線を持つ材料案内板２９及
び３０がホッパー２４内に設置されている。

【００３６】上記構成とすることによって、ホッパー２
４内に投入された板材は、材料案内板２９および３０に
よってその姿勢を漸次縦方向になるように変えられて、
フロントカバー２及び軸端側端板１５に設けられた出口
２８および２７によって完全に縦方向に姿勢が制御され
る。そして、縦方向に姿勢制御された材料は、回転刃
（図示せず）の側面の刃と前記切刃３１とで最初の衝撃
破砕が行われる。その後の破砕は前述した実施例と同様
であるので説明は省略する。

【００３７】つぎに、上記した破砕形態を曲げモーメン
トをうける片持ちばりとして以下に説明する。図１０に
示すような片持ちばりを曲げようとするときの曲げモー
メントＭは、次式で表される。

【００３８】Ｍ＝σ・Ｚ …（１）ここに、σは曲げ応力、Ｚは断面係数である。このとき
材料の曲げる方向によって曲げモーメントの大きさが異
なる。それを示したのが図１１および図１２である。断
面係数Ｚ₁とＺ₂の間には、Ｚ₁＜Ｚ₂なる関係にあること
から、曲げモーメントＭは、Ｍ₁＜Ｍ₂となる。つまり、
曲げモーメント、換言すれば破砕エネルギは、断面係数
Ｚが小さくなるようにすれば小くなる。本実施例は、こ
の原理を利用して破砕エネルギーを小さくしている。

【００３９】本実施例では、切刃３１が形成された軸端
側端板１５の出口２７は、一箇所で示したが、複数個設
置しても良い。また、ホッパー２４内に三次元的な曲線
を持つ材料案内板２９及び３０を設置しているが、案内
板を設けないでホッパー２４そのものの内面を三次元的
な曲線にしても良い。

【００４０】上記したように、本実施例では、材料の断
面係数が小さい状態で、しかも破砕室の直前で最初の破
砕が行われるので、動力損失が小さく、破砕機で消費さ
れるエネルギを小さくすることができるとともに、振動
や騒音が小さくなる。

【００４１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、複数
のブレード状の刃先を有する回転刃と、該回転刃を駆動
する電動機と、前記回転刃を取り囲むように配置された
円筒状の破砕室内に破砕室壁面に形成された固定刃によ
って構成される破砕機において、前記回転刃を駆動する
電動機をインバータ駆動とし、前記回転刃の回転速度や
回転方向を制御することができるので、投入される材料
の種類や量に応じて最適な電動機の回転速度が選択する
ことができるとともに、投入された材料が時間を要せず
に効率良く迅速に破砕できる。

【００４２】また、回転刃を駆動する電動機をインバー
タ駆動とし、前記回転刃の駆動力あるいはエネルギを検
出する検出手段と、該検出手段により検出された回転刃
の駆動力あるいはエネルギのアナログ信号をデジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器のデジタ
ル信号を入力とする制御回路から構成され、前記検出手
段により検出された回転刃の駆動力あるいはエネルギ信
号により、前記インバータの駆動周波数を制御すること
ができるので、投入される材料の種類や量に応じて破砕
機で消費されるエネルギを制御することができる。

【００４３】また、破砕室内に投入される被破砕物の温
度を検出する手段や破砕室内に投入される被破砕物の重
量を検出する手段及び回転刃と固定刃とのクリアランス
を検出する手段を設けて、前記回転刃の駆動力あるいは
エネルギを検出する検出手段と、該検出手段により検出
された回転刃の駆動力あるいはエネルギのアナログ信号
をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変
換器のデジタル信号を入力とする制御回路から構成さ
れ、前記回転刃の駆動力あるいはエネルギの検出信号に
より、前記被破砕物の温度や重量および回転刃と固定刃
のクリアランスを制御することができるので、投入され
る材料の種類や量に応じて破砕条件を選択することがで
き破砕機の消費動力を最小限に制御することができる。

【００４４】また、破砕室への投入口に切刃を形成する
ことあるいは破砕室へ投入する材料の断面係数が小さく
なるように投入口および材料案内板を形成することがで
きるので、破砕機で消費されるエネルギを最小限にする
とともに、材料を時間を要せずに一度で効率良く迅速に
破砕でき、しかも、振動や騒音が小さく動力損失を小さ
くできる。

【００４５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を示す破砕機の破砕エネルギ制御システ
ムの動作系統図である。

【図２】本発明における破砕機１００の構造を示す縦断
面図である。

【図３】図２におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図４】本発明の実施例における回転刃８の拡大図であ
る。

【図５】図４におけるＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】材料を衝撃破砕したときの破砕機１００にかか
る駆動トルクを時間軸でみた実験曲線図である。

【図７】本発明の他の実施例を示すフロントカバー２、
軸端側端板１５およびホッパー２４の組立体の正面図で
ある。

【図８】図７におけるＩ−Ｉ線断面図である。

【図９】図８のＫ方向からみた正面図である。

【図１０】本実施例の破砕形態を曲げモーメントをうけ
る片持ちばりとして説明する図である。

【図１１】本実施例の破砕形態を曲げモーメントをうけ
る片持ちばりとして説明する図である。

【図１２】本実施例の破砕形態を曲げモーメントをうけ
る片持ちばりとして説明する図である。

【符号の説明】

１…ケーシング、２…フロントカバー、３、４…深みぞ
玉軸受、５…主軸、６…キー、７…ボルト、８…回転
刃、９…破砕室、１０…軸受ケーシング、１１…ケーシ
ングカバー、１２…軸受ハウジング、１４…駆動軸側端
板、１５…軸端側端板、１６、１７、１９、３１…切
刃、１８…リング、２０…穴、２１…スクリーン、２２
…取り出し口、２３…投入口、２４…ホッパー、２５…
フランジ部、２６（ａ）〜２６（ｈ）…ボルト、２７、
２８…出口、２９、３０…材料案内板、１００…破砕
機、１１０…軸継ぎ手手段、１２０…温度検出手段、１
３０…刃のクリアランス検出手段、１４０…材料の重量
検出手段、１５０…回転速度検出手段、１６０…温度調
節手段、１７０…刃のクリアランス調節手段、１８０…
材料の投入量調節手段、２００…破砕エネルギ検出手
段、３００…電動機、４００…インバータ、５００…Ａ
／Ｄ変換機、６００…制御回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長谷川勉東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地株式会社日立製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のブレード状の刃先を有する回転刃
と、該回転刃を駆動する電動機と、前記回転刃を取り囲
むように配置された破砕室内の破砕室壁面に形成された
固定刃と、前記回転刃の回転速度を調節する回転速度調
節手段を備えたことを特徴とする破砕機。
【請求項２】前記回転速度調節手段がインバータであ
り、該インバータにより回転刃の回転速度を制御する請
求項１に記載の破砕機。
【請求項３】複数のブレード状の刃先を有する回転刃
と、該回転刃を駆動する電動機と、前記回転刃を取り囲
むように配置された破砕室内の破砕室壁面に形成された
固定刃とを備え、前記回転刃を駆動する電動機をインバ
ータ駆動とし、前記回転刃の駆動力あるいは破砕エネル
ギを検出する検出手段と、該検出手段により検出された
回転刃の駆動力あるいは破砕エネルギのアナログ信号を
デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換
器のデジタル信号を入力する制御回路から構成され、前
記検出手段により検出された回転刃の駆動力あるいは破
砕エネルギ信号に基づいて、前記インバータの駆動周波
数を制御することを特徴とする破砕機。
【請求項４】複数のブレード状の刃先を有する回転刃
と、該回転刃を駆動する電動機と、前記回転刃を取り囲
むように配置された破砕室内の破砕室壁面に形成された
固定刃によって構成される破砕機において、前記破砕室
内に投入される被破砕物の温度を検出する手段と、前記
回転刃の駆動力あるいはエネルギを検出する検出手段
と、該検出手段により検出された回転刃の駆動力あるい
はエネルギのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ
／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器のデジタル信号を入力と
する制御回路と、前記被破砕物の温度を調節する手段と
から構成され、前記回転刃の駆動力あるいはエネルギの
検出信号に基づいて、前記被破砕物の温度を調節する手
段により前記被破砕物の温度を制御することを特徴とす
る破砕機。
【請求項５】複数のブレード状の刃先を有する回転刃
と、該回転刃を駆動する電動機と、前記回転刃を取り囲
むように配置された円筒状の破砕室内の破砕室壁面に形
成された固定刃と、前記破砕室内に投入される被破砕物
の重量を検出する手段と、前記回転刃の駆動力あるいは
破砕エネルギを検出する検出手段と、該検出手段により
検出された回転刃の駆動力あるいは破砕エネルギのアナ
ログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該
Ａ／Ｄ変換器のデジタル信号を入力する制御回路と、被
破砕物の投入量を調節する手段から構成され、前記回転
刃の駆動力あるいは破砕エネルギの検出信号に基づい
て、前記被破砕物の投入量を調節する手段により被破砕
物の投入量を制御することを特徴とする破砕機。
【請求項６】複数のブレード状の刃先を有する回転刃
と、該回転刃を駆動する電動機と、前記回転刃を取り囲
むように配置された破砕室内の破砕室壁面に形成された
固定刃と、前記回転刃と前記固定刃とのクリアランスを
検出する手段と、前記回転刃の駆動力あるいはエネルギ
を検出する検出手段と、該検出手段により検出された回
転刃の駆動力あるいは破砕エネルギのアナログ信号をデ
ジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器
のデジタル信号を入力する制御回路と、前記刃のクリア
ランスを調節する手段から構成され、前記回転刃の駆動
力あるいは破砕エネルギの検出信号に基づいて、前記刃
のクリアランスを調節する手段により前記回転刃と前記
固定刃とのクリアランスを制御することを特徴とする破
砕機。
【請求項７】複数のブレード状の刃先を有する回転刃
と、該回転刃を駆動する電動機と、前記回転刃を取り囲
むように配置された破砕室内の破砕室壁面に形成された
固定刃とを備えるとともに、前記破砕室への投入口に切
刃を形成したことを特徴とする破砕機。
【請求項８】前記投入口の形状を前記破砕室へ投入する
材料の断面係数が小さくなるように形成した請求項７に
記載の破砕機。
【請求項９】複数のブレード状の刃先を有する回転刃
と、該回転刃を駆動する電動機と、前記回転刃を取り囲
むように配置された破砕室内の破砕室壁面に形成された
固定刃とを備え、前記破砕室へ投入する材料の断面係数
が小さくなるように材料案内板を設けたことを特徴とす
る破砕機。