JPS6314916Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、農業、林業、水産物廃棄物や産業廃
棄物等の被処理物を破砕圧縮し高密度乾燥処理す
るスクリユプレス粉砕機に関する。

（従来の技術） 一般都市廃棄物及び産業廃棄物の処理の問題は
石油資源保存のための省エネルギの課題と共に、
わが国の産業の発展にとつて最重要課題であると
云つても過言ではない。この問題が叫ばれてから
久しいが、その後各方面において効果的な解決策
が鋭意検討され、一部再生燃料製造の原料として
有効利用化されて来てはいるが、依然として焼却
と埋立投棄に頼つているのが現状である。また、
木質屑（オガ屑）、殻物屑、パルプ質屑等に代表
されるバイオマスの処理や燃料もしくは肥料等と
しての再生利用は公害防止、資源のリサイクルと
して近時その必要性が高唱されており使途に応じ
た粉砕が種々採られている。

（考案が解決しようとする問題点） しかし、廃棄物の処理を焼却に頼つていると、
昨今の廃棄物には燃焼すると有毒ガスを発生させ
たり、極めて高い発熱を伴う高分子物質も多く含
まれているために大気汚染等の２次公害や焼却炉
の保全上の新たな問題を派生させることになる。
他方、埋立投棄に頼るにしても、無処理の状態で
投棄すると悪臭や火災、更には害虫の発生の原因
となつたり、又景観上好ましく無いばかりか輸送
及び埋立の容積効率の悪化と言つた多くの問題を
有していた。

特に、従来の此種粉砕は被処理物を単に機械的
に所定の粒径範囲に細かく砕くことに向けられて
いて、含湿状態の被処理物を１mm以下の微粉にす
るには粉砕機の他に別の乾燥機も必要とし被処理
物を単一機械によつて乾燥状態に微粉砕し且つ粉
砕にともなつて処理物の物性の変化を得る微粉砕
機はいままで出現していない。このような物性の
変更とは例えば処理物の吸水性の向上（但し、
こゝでは細粒化されることによつて変わる表面積
の増大による吸水性の向上を含まない）や、嵩比
重の増大或は被処理物個有の性質の変更等を意味
しており、一例をオガ屑にとつて云えば、粉砕と
同時にオガ屑が多孔質化して吸水性が増加した
り、嵩比重が大となりフワフワした性状となつた
り或はオガ屑中のリグニンが幾ばくかの熱分解を
受けて堆肥とした時の腐敗の進行が改善されたり
それらが飼料としての利用価値も新たに持つ等で
ある。

本考案は、上記問題点に鑑みなされたもので廃
棄物の被処理物を破砕し圧縮し又これらを繰返す
ことによつて細片化し水分を除去し乾燥状態の高
密度処理物としてしまうと共に上記のような物性
の変化を得ることを含む連続作動の高効率の２軸
スクリユプレス粉砕機を提供することを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成する本考案の手段は、一端部の
投入口から他端部の取出口に至る長手方向にかけ
て、投入された被処理物を搬送しながら破砕、加
圧、圧縮及び摩擦を行い高密度乾燥粉砕処理物と
して取出す装置であつて、細長のケーシング内の
長手方向に並設された一対の対向方向に回転駆動
される回動軸と、該回動軸の各々に投入口部から
取出口部にかけて被駆動状態に並設された螺旋
体、斜刃付き輪体及び圧搾体とから構成されたこ
とを特徴とする２軸スクリユプレス粉砕機であ
る。

（作用） 一対の対向方向に回転駆動される回動軸に、被
処理物の投入口部より取出し口部にかけて順次被
駆動自在に並設された螺旋体、斜刃付き輪体及び
圧搾体より成る２軸スクリユプレスは、ケーシン
グ内において先ず回動螺旋体によつて、投入され
た嵩だかく水分を含んだ廃棄物等の被処理物を螺
旋体間の最小空間に向つて噛みくだきながら圧縮
し、脱水と破砕とを繰返しながら斜刃付き輪体へ
と給送する。次いで回動斜刃付き輪体は、かなり
脱水され且つ小片状態で給送されて来た被処理物
の中間処理物を粉砕しながら次の圧搾体へと強圧
縮給送を行う。即ち、回動圧搾体は通常その周囲
における処理物の通過横断面積を非常に小さく形
成しており、中間処理物をより完全に脱水させる
べく又より細かく噛みくだくためにその小さい通
過空間に斜刃付き輪体の強圧給送力の助けを受け
て押込み、圧縮熱及び摩擦熱を発生させる。そし
てこの回動圧搾体により圧縮された被処理物は次
の螺旋体に至り強圧縮状態が解かれ急に膨張し、
水蒸気の炸裂によつて開花した小さな素子の集合
体のような嵩比重の大きいフワフワした乾燥状態
の細粒となる。これら熱と急激な膨張とによつて
中間処理物中の水分は瞬時に蒸発し、高分子分
は、半溶融し粘結性を発揮し隣接細片を結合させ
粒状化させる。粒状物及び及び細片の混合した処
理物は、含水量が重量比で10％以下の乾燥状態
で、容積で１／10〜１／12に縮小された高密度な
ものとなる。被粉砕物をオガ屑とすれば、蓄積さ
れた摩擦熱がオガ屑個有の成分（例えばリグニ
ン）に或る種の熱分解を与えていることが、容易
に推察され、事実このことは処理を終えたオガ屑
を堆肥として使用した時に腐敗の進行が大幅に改
善されていることによつても首肯し得る。この事
実は本考案機によつて微粉砕されたオガ屑は肥料
のみではなく飼料用としても或はバイオ醗酵関係
（生物化学的醗酵…例えば有機汚泥処理に於ける
フロツク形成のための）増量材としても使用可能
な適正を持つことをも意味する。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面によつて詳細に説
明する。

第１図は本考案の２軸スクリユプレス粉砕機の
一実施例の部分断面平面図、第２図は同実施例の
部分断面正面図、第３図は第２図における−
線断面図、第４図は別の実施例の２軸スクリユプ
レス粉砕機の圧搾体に対する間〓調節機構の説明
図である。

第１図乃至第３図において、１０は一端部の投
入口１１ａから他端部の取出口１１ｂへの長手方
向にかけて、投入口１１ａから投入された含水量
が多く嵩だかい廃棄物等の被処理物を搬送しなが
ら破砕、加圧圧縮及び摩擦を行い高密度乾燥処理
物として取出す２軸スクリユプレス粉砕機であ
る。

この本実施例に係る２軸スクリユプレス１０
は、横断面が楕円形状を成し水平に設置された細
長のケーシング１１内の長手方向に軸受Ａ，Ｂを
介して並設された一対の上から下に噛込む対向方
向に回転駆動される回動軸１２，１３と、これら
回動軸１２，１３の各々に投入口部から取出口部
にかけて、キーによる係合手段によつて被駆動状
態に順次並設された第１螺旋体１４，１４′、第
１斜刃付き輪体１５，１５′及び第１圧搾体、１
６，１６′と、第２螺旋体１７，１７′、第２斜刃
付き輪体１５，１５′及び第２圧搾体１６，１
６′と、第３螺旋体１７，１７′、第３仕切り輪体
Ｒ，Ｒとから構成されている。第１螺旋体１４，
１４′は、第２及び第３螺旋体１７，１７′より長
さが約２倍になつている。各螺旋体１４，１４′、
１７，１７′は、回動軸１２，１３にキー係合さ
れる円筒体１４ａ，１７ａの外周面に対を成すも
のと相互に噛合するように回動方向に対応した右
巻、左巻きの螺旋羽根１４ｂ，１４b′、１７ｂ，
１７b′が取着されている。第１乃至第２斜刃付き
輪体１５，１５′は、各回動軸１２，１３におい
て同形状のものが装着されており、対を成すもの
と相互に噛合するように回動方向に対応した右斜
刃１５ａ及び左斜刃１５a′を各々円周方向に例え
ば４枚等間隔に周設している。第１及び第２圧搾
対１６，１６′も各回動軸１２，１３において同
形状のものが装着されており、上流側の斜刃付き
輪体と当接している側の円錐台形状部１６ａ，１
６a′と下流側の円筒状部１６ｂ，１６b′とから成
つている。これら円錐台形状部と円筒状部にかけ
て、外周面に挽臼に刻設されているものと同じく
右斜状の溝１６ｃ、左斜状の溝１６c′が各々の円
周方向に例えば４条等間隔に刻設されている。螺
旋羽根１４ｂ，１４b′、１７ｂ，１７b′及び斜刃
１５ａ，１５a′とケーシング１１内面との間の〓
間は、被処理物の滞留を少なくするため小さく形
成されている。特に、圧搾体１６，１６′と面向
したケーシング部分には、小さい〓間を介して圧
搾体１６，１６′が限鏡状の一対の穴の内部に位
置するように間〓調節体１８が各々例えば上下方
向から取替え自在に２分割状態で装着されてい
る。この間〓調節体１８の圧搾体１６，１６′に
面向する内周面に、圧搾体の外周面に刻設された
斜状の溝１６ｃ，１６c′と交差する反対の例えば
右に対し左、左に対して右の斜状の溝１８ｃ，１
８c′が90度間隔で刻設されている。

一方の回動軸１２は、モータによつて減速機を
介して大トルクで上流側からみて反時計方向（矢
視ａで示す）に回転駆動され、各上流側軸端部に
止着された歯車１９ａ，１９ｂを介して歯車箱Ｇ
内で他方の回動軸１３を等速度で時計方向（矢視
ｂ）に回転駆動する。また搬送力や圧入力の反力
を受けるスラスト軸受も適宜介設されている。各
回動軸は特に高荷重を受ける上流側において、摩
耗を避けるために、螺旋体に一体に取着された保
護スリーブＳを介し且つ軸受Ａに支承されてい
る。高荷重を受け損耗の激しい螺旋体、斜刃付き
輪体及び圧搾体の取替えを容易にするために、こ
れらの構成要素は回動軸１２，１３を上流側に抜
き出すことができるように小径の下流側から上流
側の大径のカラー部１２ａ，１３ａに順次嵌挿さ
れており、又ケーシング１１も上部取外し可能な
ように、上下２分割形で、図示のように間〓調節
体１８毎にボルト，ナツトを解放することによつ
て部分的に分離可能となつている。取出口１１ｂ
は、第３螺旋体１７，１７′の下方のケーシング
の底板の開口部に設けられている。第３仕切輪体
Ｒ，Ｒは、各々の軸１２，１３に第３螺旋体の下
流側においてケーシングの端壁１１ｃに隣接状態
にキー係合されている。

次に、上述の構成の２軸スクリユプレス１０の
作動について説明する。回動軸１２，１３及びそ
れらに各々キー係合された螺旋体１４，１４′、
１７，１７′、斜刃付き輪体１５，１５′、圧搾体
１６，１６′が上方から下方に噛み込むように反
時計、時計方向に各々回転駆動された状態で、大
きな金属片等を除去した嵩だかく含水量の多い廃
棄物が投入口１１ａから投入されると、廃棄物は
比較的長い第１螺旋体１４，１４′によつて撹拌
され、軸間の最小空間部で破砕及び圧縮されて脱
水され、これらを繰返しながら第１斜刃付き輪体
１５，１５′及び圧搾体１６，１６′の方へ搬送さ
れる。廃棄物から絞り出された水は、ケーシング
１１の底板１１ｄに多数穿設された穴より下部腔
室１１ｅに集められ適宜排出される。小片に破砕
され脱水された廃棄物の中間処理物は、次いで第
１斜刃付き輪体１５，１５′によつて粉砕されな
がら下流側に隣接されている圧搾体１６，１６′
と間〓調節体１８との小さい〓間ｃへ、斜刃１５
ａ，１５a′を介して押圧力を受け円錐台形状部１
６ａのテーパの楔作用を受け圧入される。このと
きの圧縮熱と摩擦熱によつて含有する残留水分は
気化状態となり間〓調節体１８の後部で急激に膨
張される結果、ケーシング天板の間〓調節体１８
の後部に設けられた排出管Ｑから水蒸気となつて
逐次排出される。間〓ｃへ圧入された粉砕処理物
は相互に対向した斜状の溝１６ｃ，１６c′と溝１
８ｃ，１８c′によつて挽臼作用によつて特に粒状
物がより細く粉砕される。この段階で粉砕処理物
はかなり細く粉砕され且つ脱水されてはいるが、
更に第２螺旋体１７、第２斜刃付き輪体１５及び
第２圧搾体１５と間〓調節体１８によつて撹拌、
破砕、粉砕、圧入、摩擦、臼挽が繰返されて乾燥
と細粒化が促進される。特に圧搾体と螺旋体との
間では強圧縮状態が解かれ急に膨張し、水蒸気の
炸裂によつて嵩比重の大きいフワフワした乾燥状
態に細粒化される。乾燥と細粒化が促進された処
理品は、第３螺旋体１７，１７′によつてそれら
の下方において開設されている取出口１１ｂから
排出される。第３仕切り輪体Ｒ，Ｒは、処理物が
軸受Ｂに給送されるのを防ぐ。

上記実施例においては、廃棄物の種類に応じて
圧搾体１６周辺の間〓ｃが間〓調節体１８を取替
えることによつて調節される構成になつている
が、第４図に示すように、上下２分された上部体
１８a′と下部体１８b′とを、該部位で発生する圧
入熱摩擦熱による温度、圧力、蒸気温度、又は中
間物の硬度を検知してネジジヤツキ手段３０や油
圧手段によつて稼働中も調節加能とすることも可
能である。即ち、上記検知信号によつてレバー３
３の揺動角及び方向を制御してネジ３２ａ，３２
ｂを回動して、上部体１８a′と下部体１８b′をガ
イドフレーム３１，３１間において案内保持し、
接近又は離反移動して〓間ｃを調節する。又ネジ
ジヤツキ方式に代えて油圧方式とすることももと
より可能である。

更に第２以降の螺旋体、斜刃付き輪体、圧搾体
の配設数は適宜廃棄物の種類に応じて選定される
ことは言うまでもない。螺旋体の螺旋羽根に適宜
切欠きを設けて鋸歯状とし、噛みくだき効果を増
強するようにもできる。

又、第３仕切り輪体Ｒ，Ｒを第３斜刃付き輪体
１５，１５′としてそれらの中間上部位置の端壁
１１ｃに給出口を開設し、次工程機への給送管Ｐ
を設けた構成にすることも可能である。

（考案の効果） 以上述べた通り、本考案の２軸スクリユプレス
粉砕機によれば、投入口から取出口への長手方向
へ配列された螺旋体、斜刃付き輪体及び圧搾体に
よつて、投入された被処理物を繰返して破砕し、
圧縮し、細片及び細粒化し且つ脱水乾燥して連続
的且つ効率的に、被処理物によつては再生燃料と
しても利用可能な高密度な乾燥処理物に加工する
ことができる。また、本考案によれば、従来のよ
うに単に細かく粉砕するものとは違つて、圧縮と
相当の摩擦熱による加熱を受けながら破砕された
状態で、水蒸気による爆発的膨張をともなうので
処理をされた材料は組織（もしくは細胞）内部よ
り粉砕され嵩比重が大きくて吸水性に富みしかも
熱分解によつて材料本来の性質が或る程度変質す
ると云う極めてユニークな微粉砕が可能となり、
例えばオガ屑の処理について云えば、従来の粉砕
機では得られない高吸水性、高嵩比重及びリグニ
ンの熱分解によると考えられる腐敗の促進など、
バイオマスのリサイクル使用の使途の拡大、適正
の増大に用益し得る優れた利益並びに構造がシン
プルで運転費も比較的安いと云う利益が得られ
る。なお、本考案粉砕機によつて有効に処理され
得る材料としてはバイオマスの他に魚類、動物の
骨屑と同時に水蒸気の急激な膨張による通気的〓
間組織を要求される材料に広く適用され得る。な
お、上記骨屑は魚類の餌や肥料としてのリサイク
ルがあることは周知の通りであるが、本考案粉砕
機で処理をしたものは従来の単なる粉砕の上に前
述した諸特性が付与される結果、餌料や肥料とし
て全くユニークなものとなり得る。

更に、螺旋体、斜刃付き輪体及び圧搾体を回動
軸に対して抜出し自在に装着することによつて、
摩耗の激しい上記構成要素の保守、修理を容易に
行うことが可能となる他、圧搾体の周囲に間〓調
節自在に間〓調節体を周設することによつてより
効率的に細粒、細片化と脱水乾燥を行うことも可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の２軸スクリユプレス粉砕機の
一実施例の部分断面平面図、第２図は同実施例の
部分断面正面図、第３図は第２図における−
線断面図、第４図は別の実施例の２軸スクリユプ
レスの圧搾体に対する間〓調節機構の説明図であ
る。 符号の説明、１０……２軸スクリユプレス粉砕
機、１１……ケーシング、１１ａ……投入口、１
１ｂ……取出口、１２，１３……回動軸、１４，
１４′、１７，１７……螺旋体、１５，１５′……
斜刃付き輪体、１６，１６′……圧搾体、１８，
１８′……間〓調節体、１６ｃ，１６c′、１８ｃ，
１８c′……螺旋状溝。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 一端部の投入口から他端部の取出口に至る長
   手方向にかけて、投入された被処理物を搬送し
   ながら破砕、加圧、圧縮及び摩擦を行い高密度
   乾燥粉砕処理物として取出す装置であつて、細
   長のケーシング内の長手方向に並設された一対
   の対向方向に回転駆動される回動軸と、該回動
   軸の各々に投入口部から取出口部にかけて被駆
   動状態に並設された螺旋体、斜刃付き輪体及び
   圧搾体とから構成されたことを特徴とする２軸
   スクリユプレス粉砕機。 (2) 前記ケーシングは、前記圧搾体と対向状態に
   間〓調節自在に間〓調節体を周設した実用新案
   登録請求の範囲第１項記載のスクリユプレス粉
   砕機。 (3) 前記螺旋体、斜刃付き輪体及び圧搾体は、前
   記回動軸に抜出し自在にキー係合された実用新
   案登録請求の範囲第１項記載のスクリユプレス
   粉砕機。 (4) 前記圧搾体及び前記間〓調節体は、各々の対
   向周面に相互に交差する対向方向の螺旋状溝を
   複数刻設したものである実用新案登録請求の範
   囲第２項記載のスクリユプレス粉砕機。