(57)【要約】【課題】  本発明はサイズ減少の対象となる凝集物および類似材料のサイズを減少するための装置に関する。【解決手段】  前記装置は、材料と接触してこれを切断することができる翼型のサイズ減少ツール（２４）を複数有する回転駆動モーター（１）を具備する。本発明の目的は、より良好なサイズ減少結果を可能にし、追加の方法と組み合わせて材料の固まりを防止する凝集物および類似材料のサイズを減少するための装置、および対応する方法を提供することである。この目的のためには、サイズ減少ツールは、ロータの軸方向に測定した時に、その厚みが２０ｍｍを超えず、且つ軸方向のナイフ間隔が５０ｍｍを超えない細身のナイフ（２４）から構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉砕対象となる凝集物および類似材料を粉砕するための装置であって、回転駆動し且つ前記材料と接触してこれを粉砕できる複数のブレード様の粉砕ツール（２４）を有したロータ（１）を具備し、前記粉砕ツールが、前記ロータの軸方向に測定した厚みが２０ｍｍを超えず、且つ軸方向の繰り返し間隔が最大で５０ｍｍである細身ナイフ（２４）を具備することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記ナイフの厚みが１５ｍｍ未満、特には１０ｍｍ未満、特に好ましくは少なくとも３ｍｍ、且つ最大で７ｍｍであり、繰り返し間隔が３０ｍｍ未満、特には２０ｍｍ未満、且つ少なくとも５ｍｍであり、好ましくは少なくとも８ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ナイフの個々の半径方向の長さが前記ロータ全体の直径の少なくとも２５％、好ましくは少なくとも３０％であることを特徴とする、請求項１および２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４】
前記ロータが軸方向に連続的に配置されたロータ要素を複数具備し、それらがそれぞれ等角度間隔に分配された複数のナイフを有することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記ロータが軸方向に移動可能に取り付けられており、前記ロータがその軸の周りを回転している間、前記ロータを軸方向に往復運動させる装置が提供されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記軸方向の往復運動を前記ロータの回転運動に同期させるための同期装置が提供されていることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ロータの半径方向に伸びている前記ナイフ（２４）が、中心から外向きに捻れていることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
第１方向に捻れている前記ナイフの数が、第２方向に捻れている前記ナイフの数とほぼ等しいことを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記ナイフが、その自由端で前記軸方向の半径方向平面から外向きに角度が付けられていることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記角度の付けられた端部が、前記ナイフの半径方向の長さの１／４より短いことを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記ナイフ（２４）の端部が、３０°より小さく、特には２０°より小さいが、しかし３°よりは小さくなく、特には５°〜１０°の間である角度αで角度付けされていることを特徴とする、請求項９または１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記ナイフの前記端部が、半径方向平面から外向きに、前記軸方向に湾曲しており、前記ナイフ先端の正接が前記半径方向に対し３０°より小さい角度を含むことを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
ロータの前記ナイフ総数のうち約半数の前記ナイフ端部は軸方向に角度付けられており、残りの半数の前記ナイフは反対の軸方向に角度付けられていることを特徴とする、請求項９ないし１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記各ロータ要素が、相互に等しい角度間隔で配置された２、４、６、または８つのナイフを有することを特徴とする、請求項４に記載、または請求項４に従属する請求項のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
複数のロータ要素が軸方向に連続して配置されており、前記連続するロータの端部が同一方向に角度付けされ、ほぼ同一角度位置に配置されていることを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記ロータが、前記ロータの軸に対して横方向に細長い形状をしており、且つコンベア装置の上に取り付けることができるハウジングの中に配置されていることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記ハウジングの内側に、柔軟な織材が、前記ハウジングの内壁の上部から緩く吊り下げられて提供されていることを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記織材が複数の平行な帯状片から成ることを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記柔軟織材が耐摩耗性であることを特徴とする、請求項１７および１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
前記織材が、前記運搬方向にカーテンを形成し、それが運搬される前記未粉砕材料の上に吊り下げられていることを特徴とする、請求項１７ないし１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
機械的な打撃によって粉砕可能な凝集物及び同様の材料を粉砕する方法であって、前記材料と接触し且つ粉砕作業に用いられるブレード様の粉砕ツールを担持し、その粉砕ツールが、ロータの前記軸方向に測定した時に最大２０ｍｍの厚みを持ち、軸方向に最大５０ｍｍの繰り返し間隔を持つ前記ナイフを具備するロータを使用することを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記ナイフの厚みが最大で１５ｍｍ、好ましくは最大で１０ｍｍであり、特には３〜７ｍｍの間であって、且つ前記軸方向の繰り返し間隔が３０ｍｍ未満、特には２０ｍｍ未満であり、好ましくは８〜１５ｍｍの間であることを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記装置がコンベア装置の上に取り付けられており、前記ロータの回転方向を選択して前記ナイフが前記コンベア装置に載せられて運ばれてくる前記材料をコンベアの方向に切り通すようにすることを特徴とする、請求項２０および２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記ロータが跳ね上げる材料を捕捉するために、前記装置ハウジングの内壁上部から吊り下げられている柔軟織材を用いることを特徴とする、請求項２０ないし２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記ロータ（１）が、その回転運動中に軸方向に更に往復運動することを特徴とする、請求項２１ないし２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記ロータの最大軸速度が、前記ロータの周囲速度の１／２未満、好ましくは１／１０未満であることを特徴とする、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記往復運動の周期が、前記ロータの回転運動の周期の整数倍数であり、好ましくは前記整数倍数が様々な角度位置に配置されているナイフ列の数を２で除した数に一致することを特徴とする、請求項２５または２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記軸方向の往復運動の振幅が前記ナイフの間隔に等しいか、それより小さく、好ましくは、同一角度位置の隣接ナイフ間の前記軸方向ナイフ間隔の１／３〜２／３であることを特徴とする、請求項２５ないし２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
前記ロータの回転周期および前記軸方向の往復周期を同調させて、軸方向を向いたナイフ列の前記先端が最下点に達した時に前記ロータが常に最大軸速度を有することを特徴とする、請求項２５ないし２８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
前記材料を前記ロータの前記軸方向に切る時に前記材料を一部偏らせるために、前記ナイフに捻りを入れ、および／またはその端部に角度が着けることを特徴とする、請求項１９ないし２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
ある方向に捻りが入れられ、および／またはある方向にその先端を角度付けされたナイフの数が、反対方向に捻りが入れられるか、または反対方向に角度付けされたナイフの数にほぼ等しいことを特徴とする、請求項３０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凝集物および、機械的衝撃によって粉砕できる類似の材料を粉砕するための装置および方法に関し、前記装置は回転式に駆動でき、且つ粉砕対象の物質と接触できる複数のブレード様の粉砕ツールを有するロータを具備している。
【背景技術】
【０００２】
これに該当する装置は、例えば、ＶＨＶ  Ａｎｌａｇｅｎｂａｕから鋳物砂凝集物粉砕用に提供されている「Ｌｏｃｋｅｒｕｎｇｓｓｃｈｌｅｕｄｅｒ」［回転式粉砕装置］の製品案内から知ることができる。
【０００３】
サイズが極細粒であるか、または結合剤を含有している物質を加工するシステムの場合、例えばサイロから放出される時、または混合もしくは粒状化工程の後には、相当量の材料流が好ましくない形で蓄積して、大きな凝集物または塊を形作ることがある。このような凝集物は、一般的に圧縮強度レベルが低いため、比較的簡単に元の粒度の粒子または顆粒に粉砕できる。
【０００４】
このような物質系は、下流に配置されている、最終製品化のため幾何学的な雄型または雌型への充填・圧縮行程に送られることが多い。この局面では、型に均一に充填することが重要である。ここでは、大きな凝集物および塊は充填工程における物質の流れを妨害し、その結果完成した製品の形に欠陥を生ずることがある。このような理由から、凝集物および塊が、望ましい本来の粒子サイズまたは顆粒サイズになるまで粉砕しなければならない。
【０００５】
特に、鋳物砂調製時の塊の粉砕については、独立して取り付けられる形でベルトコンベア上に措置できる、Ｌｏｃｋｅｒｕｎｇｓｓｃｈｌｅｕｄｅｒと呼ばれる上記の粉砕装置が知られている。
【０００６】
この例では、粉砕は、比較的厚みのある連接棍棒で行われるが、それらは摩耗から保護され、且つ水平方向に伸びるシャフトの上に、横方向に比較的広く間隔をあけて螺旋型に固定されている。解かれた材料の中を回転しながら連接棍棒が移動するが、その下にあるベルトコンベアのベルトとは接触しないように、高速回転シャフトが材料コンベアの運搬方向に対し横切るように固定されている。回転式粉砕装置の周囲に比較的隣接して配置されたカバーフードの内面には、例えば防水性の付着防止ライニングが備えられている。
【０００７】
前記既知構造物の問題は、特に鋳造砂を調製する際に、ベルトコンベアによって運ばれた材料が比較的厚みのある連接棍棒によって材料ベッドから剥がされて、回転シャフトの回転方向に、前方および上方に飛ばされることである。塊は、連接棍棒の打撃およびハウジング壁への衝突によって粉砕される。しかし粘着防止コーティングが施されているにもかかわらず、特に接線速度が速い状態で垂直方向に材料が飛ばされると、キャッチハウジング内でひどいケーキングを起こすことが分かる。
【０００８】
それゆえに回転中の連接棍棒は、運搬されてくる比較的解かれた状態の材料の中と、ハウジング内の圧縮されたケーキ状材料の中の両方を移動しなければならず、これが回転シャフトに高いレベルの摩耗をもたらし、不必要に高い駆動レベルを要求することになる。
【０００９】
これに加えて連接棍棒間の横方向の間隔が比較的広いために、運搬されてくる材料の一部は、回転中の連接棍棒と十分に接触せず、粉砕されない状態で粉砕装置の間を通過することがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、従来技術と比較して、より良好な粉砕効果を保証し、それによって、およびさらなる処置によって材料のケーキング現象を実質的に防止する、凝集物および同様の材料を粉砕するための装置、ならびに対応する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
装置に関しては、ロータの軸方向に測定したときの厚みが最大で２０ｍｍであり、軸方向に沿った繰り返し間隔が５０ｍｍを超えない小幅のナイフを具備するブレードにより上記目的は達成される。
【００１２】
上記に定めたナイフの繰り返し間隔は、ロータの軸に対しほぼ同一角度で配置され、換言すれば軸方向に隣接している。そして少なくとも一部が末端方向で重複している関係、換言すれば互いが軸方向に前後して同一角度の位置にあるか、または例えばシャフトの回りを、比較的小さな変位角で螺旋形に伸びるように配置されている。当然のことながら、他にも複数のナイフを異なる角度位置に、相互に重複しないように同一軸レベルに配置する、換言すれば繰り返し幅を０として配置することも可能である。
【００１３】
当然のことながら、ナイフの厚みまたはサイズが小さく、且つ繰り返し間隔も小さいということは、ロータの幅もしくは軸長が一定であればナイフの数が既知装置に比べて実質的に多いことを意味し、この局面では、比較的小幅なナイフが多数あることにより粉砕効果を大きく高めることができ、更には材料のケーキング現象をより上手に回避できるか、またはナイフの運動によって容易に再分離することができ、その結果としてナイフの摩耗量も減らせ、小幅（径方向平面図）のナイフが摩耗に関しても驚くほど好都合であることがわかっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この局面においては、発明の好ましい態様は、ナイフの厚みが１５ｍｍ未満、特には１０ｍｍ未満であるが、２ｍｍよりは厚いものであり、ナイフの厚みまたは内径が３〜７ｍｍの範囲内のものが特に好ましい。
【００１５】
望ましくは、ナイフは可能な限り耐摩耗性である材料、特には硬化鋼であるが、この目的については硬化金属またはカーバイド金属も好適である。
【００１６】
好ましい態様では、ナイフの半径方向の長さはロータ直径の少なくとも２５％、好ましくは全ロータ直径の少なくとも３０％である。
【００１７】
望ましくは、一つに結合し、且つほぼ等しい角度間隔で配置されている複数のナイフであり、例えば中心環、例えば回転運動するロータの中心シャフトに押しつけることができる中心環によって一つに結合している複数のナイフを具備するロータ要素上にそれぞれ提供される。
【００１８】
この局面では、ナイフが、粉砕される材料に対し回転方向に、相応の前方向の衝撃に加えることに加えて、側方方向にも若干の衝撃を加えることができる形状であれば特に好ましい。これは、例えば実質的に耐摩耗性の平坦な棒状の要素を含んで成る個々のナイフを、半径平面より外向きに僅かに曲げるか、その長軸方向に捻るか、またはそれらの自由端を半径平面の外側に向かって軸方向に角度を付けることによって達成できる。この場合、これら異なるナイフの形状を組み合わせることができる。ナイフの角度、曲げ、または捻りといった上記の各特徴は、ブレードが切断する材料に対し側方運動成分を更に加える効果を持つ。各ナイフはその形状を問わず、先端、後端、および対向して配置され先端と後端とを結んでいる２カ所の側面を有している。前述のナイフの捻り、または角度付けは、ナイフ毎に、その側面の片側または両側に付けられる。
【００１９】
この局面では、本発明の装置の特に好ましい形状は、ある方向に角度付けまたは捻られたナイフの数が、反対の方向に角度付けまたは捻られたナイフの数とほぼ同数であり、実際の運搬方向に対し垂直な状態で、材料全体に加わる運動要素が実質的に相殺される形状である。この時、側方の反対運動、具体的には、ナイフによって細断されるがナイフが直接作用しない材料の一部分が側方に若干偏り、隣接しているか、周方向および軸方向の後続するナイフの運動路内に正確に移動するという事実に基づいてより良好な粉砕効果を得ることができる。
【００２０】
角度を付けた端部の変形では、角度を付けた端部の長さがナイフ半径方向の長さの１／４未満であることが好ましい。角度付けは３０゜未満、具体的には２０゜未満でなければならないが、可能であれば３゜より大きく、例えば約５゜〜１０゜の間でもあるべきである。あるいは、端部は湾曲して伸びることもでき、この場合の曲率はナイフ先端の局部の正接が半径方向と最大で３０゜異なる曲率である。
【００２１】
当然のことながら、角度の付いた端部を持つナイフと単純な直線状の平坦なナイフを両方同時に一つの同一ロータに配置することができ、その場合角度付きの端部を持つナイフの半分が一つの方向に角度付けられ、残り半分が反対方向に角度付けられていることが一般的に好ましい。
【００２２】
この局面では、特にナイフは同一の軸高さに配置され、且つ周方向に連続的に配置され、それぞれ反対方向に角度付けされるのが好ましい。このとき周方向に向かって連続している各２本のナイフが一つの方向に角度付けされ、続く周方向の２本のナイフが別の方向に角度付けられているような並びも可能である。
【００２３】
個々のロータ要素が同一で、それぞれ２、４、６、または８本のナイフを有し、軸方向に連続して複数の同様のロータ要素が配置されてロータを形作ることが望ましい。既に述べた通り、ロータ要素は好適シャフトに押しつけられている中心環を有することが望ましいが、特に好ましい変形例は、環が放射状の内向きの突起物を有しており、この突起物が、シャフトに沿って軸方向に伸びているか、またはわずかに螺旋または波状になっている溝の押し込み型になっているものである。対応する突起は環の上に、ナイフに対して常に同じ角度位置で配置されれば、即ち軸方向に連続しているロータ要素の各ナイフも、シャフトに沿った溝の配置に一致する。
【００２４】
当然のことながらシャフトには、ロータ要素の環内側周辺に配置された対応する溝と嵌合する、放射状の突出した棒または類似物を配することも可能である。
【００２５】
しかしながら一般的には、それぞれが同一のナイフが正確に軸方向に配置される代わりに、若干螺旋形または波形に伸びることができるように互いに軸方向に一列に並べられたナイフが好ましい。言い換えればナイフの先端がそれぞれ同一方向に角度付けされ、同時に最初に述べた周方向の群に隣接する一群のナイフは別の方向に角度付けされるか、または捻ることができる。しかしこの場合、軸方向に実質的に連続して配置されているこのような一群のナイフはそれぞれ同一であることが好ましい。この形態は特に空間節約的であり、同じ周辺位置で隣接し合うナイフ間のギャップを均一にできる。
【００２６】
角度付けされるか、または捻られたナイフの端部に代わる、またはこれを補うものとして、本発明の好ましい態様はロータが軸方向に移動可能に取り付けられるものであり、回転中ロータに軸方向の振動運動を与える装置が提供される。それにより振動軸運動がナイフの回転運動に重なり、粉砕対象材料を切断する作業の間ナイフは軸方向、即ち材料運搬方向に対し横断方向の運動成分も同時に有することとなり、その結果、ナイフ先端に角度を付けるか捻りを入れた形態と同様の様式で、運搬方向に対し若干横方向の運動成分を粉砕対象材料に与える。
【００２７】
この回転運動にロータの軸方向の往復運動を重ねるのに相当する方法では、振動運動の振動数は回転運動と同期化されていることが望ましい。これに関して、本発明の好ましい態様では、軸方向の振動数は回転数の１〜４倍であることが好ましく、このとき回転数と振動数との係数は、ロータ周辺に沿って配されたナイフ列数に依存して決定されることが望ましい。本発明の好ましい態様では、振動数は回転数のｍ倍であり、このときｍは様々な角度位置に配置されたナイフ列数ｎを２で除した数に等しい（ｍ＝ｎ／２）。この場合、軸方向の往復運動は正弦運動であって、ベアリングを含むロータ全体が軸方向に往復可能に配置されており、アセンブリ全体を保持する対応ロータが上記の振動数で軸方向に往復運動することが望ましい。
【００２８】
これに関しては、同期化は軸方向の振動運動の速度が、ナイフ列（ロータ軸に対し角度位置が実質的に同一であるナイフの群）が最も深い位置で凝集物に入り込んでいるときに、確実に最大速度になるようにすることが好ましい。ロータの回転数に対する振動数の比率に関する上記の規則を用いると、結果としてナイフのある列は凝集物を一つの方向に横に動かし、次のナイフ列は凝集物を反対の方向に横に動かすことになるが、これについて、当然のことながら軸方向振動運動特有の（最大）速度がナイフ先端の周辺速度に比べ実際的に遅いために、凝集物に加えられる運動の主成分が依然としてコンベア方向または逆方向の関係になる。
【００２９】
好ましい態様では、軸方向の振動運動の幅は同一角度位置の隣接するナイフ間の軸方向繰り返し間隔より大きくなってはならず、好ましくはナイフの軸方向繰り返し間隔の約１／３〜２／３にとどめるべきである。
【００３０】
軸方向の間隔およびロータ直径に関する先に参照した好ましい寸法を想定し、且つロータが４列のナイフを有するとした場合、即ち図５右側に配置された図３および４に示すロータ要素を考えた時、回転数、好ましい繰り返し間隔、および対応するロータの典型的な寸法の詳細から、一般的には最大軸速度がナイフ先端の周辺速度の１／１０〜１／２０となり、またこれについて、これら速度間の比についてはより広い１／５〜１／５０の範囲も適切に用いることができる。
【００３１】
本発明の好ましい態様では、対応するロータは、ロータの軸に対し横長の形をし、コンベア装置の上に取り付けることができるハウジングの中に納められる。
【００３２】
この場合、ハウジングは、コンベア装置の上にある空間、例えばコンベアベルトを上方向および横方向に隔離するように設計されており、ハウジングの側壁はコンベアベルトの基端部に近接してコンベアベルトの直ぐ上まで伸びており、またロータ領域内のハウジングは、ロータ直径の１．５〜３倍の内部高さを有すること、特には１．７〜２．３倍の高さを持つことが望ましい。
【００３３】
これに関しては、ハウジングの長さは、ロータが好ましい方向にあるときのその高さの倍数であり、粉砕対象材料は回転するナイフによって前方向に投げ出され、ナイフから間隔をあけてうまく捕捉される。そのためには、柔軟な織材でできたカーテンを使用することが望ましく、カーテンはハウジングの端部またはその端部の直前に、ロータの直径の数倍、少なくとも２倍の距離をあけて、コンベア装置またはその上を運搬される材料の上に触れるようにして吊り下げられる。柔軟素材のカーテンは、特には複数の帯状片を平行に配して成ることもでき、２枚以上のこのようなカーテンを狭い間隔で前後に配置し、高速で材料がハウジングの外に前方向に飛び出さないようにすることもできる。
【００３４】
ハウジングの上側にも柔軟な、好ましくは耐摩耗性の織材を裏張りすることが望ましく、この場合の裏張りという用語はハウジングの内壁に密着する、またはコーティングすることを意味しておらず、むしろ柔軟な織材をハウジング上側から緩く垂れ下げるか、またはハウジングの上部内壁の下に間隔を空けて緩く吊り下げること意味することを注意しておく。
【００３５】
緩く吊り下げられたこのような織材は、ハウジング内壁の耐付着性コーティングまたは密着した裏張りに比べ、材料のケーキング現象を実質的により良く防止することがわかっている。これは、特には、材料の粒子が衝突することによって柔軟な織材が動くことによって付着した材料が繰り返し剥がれ落ちるためである。これは柔軟な織材の特殊な能動的運動によって高めることもできる。この場合は、緩く吊り下げられた織材もまた平行に配された複数の帯状片から成ってもよく、これらは全幅にわたり一続きである織材に比べより可動的且つより柔軟でもある。当然のことながら材料がケーキングする可能性が最も低い耐摩耗材料もまた柔軟織物としてふさわしい。
【００３６】
本発明の方法は上記特徴を有するロータを用いることを特徴とし、好ましい態様では、ロータは、ロータの下を移動してくる材料と係合って、ナイフがコンベアの方向に動く材料の中を通るように配置される。特には、コンベア方向に沿って材料が移動するのと同時に材料を通過するナイフの相対的な動きはまた、角度付きのナイフ先端を用いた場合、材料に側方の運動要素を効果的に付与する。
【００３７】
本発明によれば、問題の装置はコンベア装置の上に取り付けられるが、この場合ナイフがコンベアベルトまたは類似の織物に載せられ運ばれる材料に係合うが、これに関しては、いかなる場合でもナイフはコンベアベルト自体に対して安全距離を保ち、それを損傷しないことに注意しなければならない。
【００３８】
ナイフ外端の周速度は、望ましくは５〜２０ｍ／秒、好ましくは１０〜１５ｍ／秒である。これに関しては、コンベアの速度は概略値で０．５〜２ｍ／秒、特には約１ｍ／秒である。コンベアの速度を変えた場合、それに対応してロータの回転速度も適応することができ、全体として上記の相対速度を提供することができるが、それは材料にも依存しており、その場合には前記の数値と異なることもある。
【００３９】
望ましくは、材料はナイフによってナイフの回転方向だけでなく、ナイフが材料を切断する間に、往復運動によって回転方向に対し垂直にも動かされる。これは、好適な形状のナイフを用いることで特に効果が得られる。
【００４０】
本発明の更なる利点、特徴、および可能な使用は、好ましい態様に関する以下の説明および添付の図面から明らかになるだろう。
【００４１】
本発明の粉砕装置は、その側面図を図１に、その正面図を図２に示す。粉砕装置は実質的には、ロータ７を具備し、材料コンベア３の上に、搬送フレーム２を用いて固定されている。例えば、鋳物砂のような運搬材料が、平坦に走行し、ベルトコンベア６のフレーム上の搬送ローラ５に支持されているベルト４の上に載せられる。ロータ７またはシャフト１３は、搬送フレーム２に固定されているベアリング８に横方向に固定されている。ロータ７は、Ｖベルト伝動装置１０の付いたモータ９によって駆動される。モータ９はモータロッカアーム１１の上に固定されており、Ｖベルト伝動装置１０には押圧ネジ１２を使って張った状態にできる。ロータ７の中心シャフト１３にはロータ要素１４が固定されており、ロータ要素は簡潔さのために「ナイフ２４」と呼ばれる角度の付いた端部２７を持つナイフ様の粉砕手段を有している。高さを適切に調節できる保持装置１５を利用して、粉砕手段の外端部とベルト４との間のギャップを設定できる。粉砕装置のカバーハウジング１６は、搬送フレーム２の間の所定位置に保持される。ロータ７の回転方向に砂が噴出するのを防止するために、カバーハウジングはロータ７の回転方向に細長い形をしており、例えばロータの下流の長さはロータ直径の約４〜６倍ある。
【００４２】
カバーハウジング１６の内部空間には、例えばゴムのような柔軟な材料のカーテン１７が提供されている。好ましい態様では、そのカーテンは帯状の柔軟材料から作られており、それらは互いに平行に配置され、カバーハウジング１６に対し縦方向または横方向に吊り下げられており、換言すると側壁または上部壁から吊り下げられている。カーテン１７は、例えばクランプバー１８を使ってカバーハウジング１６に固定されている。ロータの回転方向（この場合、凝集物と係合するそれぞれの下位部にあるナイフ２４の運動方向を意味する）のカバーハウジングの端部にはカーテンが、ベルトまたは運搬される材料をこするように接して吊り下げられており、これによって高速回転するロータ７による、コンベアベルト運搬運動方向へ少量飛ばされる製品の不要な放出を防ぐ。製品の放出をより確実に防止するために、柔軟材料製のカーテン１９を２つ以上連続して配置することができる。
【００４３】
ロータ７の回転は、ロータが係合する下方領域内ではベルトコンベア３のベルト４の移動方向に同じ方向であることが好ましい。当然のことながら現在のところは好ましくはないが、反対方向の運転も可能である。
【００４４】
好ましい態様のハウジングの形状は、ベルト４の放出開口部の方向にむかって先細になる楔状であり、このときロータ領域内にあるベルト４の上の高さは、ロータ直径Ｄの１．５〜３倍、好ましくは直径Ｄの１．７〜２．３倍である。カーテン１９のある放出領域では、ベルト４の上の高さはロータ７の直径Ｄの０．５〜１．５倍であり、好ましくは直径Ｄの０．７〜１．３倍である。
【００４５】
ベルト４の上にある粉砕装置の側方は、ハウジング１６に固定されているゴムリップ２０がベルト４に摩擦接触することで密閉される。密閉ギャップの調節は、ゴムリップを用いる場合、例えばスロットが供されたクランプバー２１に配置されたネジを使って行うことができる。
【００４６】
ロータ７は、中心シャフト１３上に相互に並列する形で配置された複数のロータ要素１４を具備する。ロータ要素１４は中心シャフト１３に交換可能または交換不可能な形で接続できる。これに加えてロータ全体４を一体に作ることもできる。好ましい態様では、ロータ要素１４は中心シャフト１３に解除可能な形で接続されており、互いにそれぞれ４５゜、６０゜、９０゜、または１８０゜位置がずれているロータブレードまたはナイフ２４を有している。ナイフ２４またはロータエレメント間に必要な間隔は、その間に配置されたスペーサー２２を用いて調節する。上記の角度を付けたナイフ２４だけでなく、その他任意の角度設定も可能である。ナイフ２４の角度が付けられた端部２７は、同一の角度位置では端部は、それぞれが同一方向を向きながら互いに軸方向に隣接して並置されているが、異なる（シャフト１３の軸に対して）固定角度位置に配置されたナイフ２４の端部２７は、まとめて反対方向に角度が付けられている。
【００４７】
図３は、ロータ要素１４の好ましい変形例の（軸）平面図を示す。図４は関係する半径方向側面図を示す。例えば中心環２３を持つシートまたはプレートから切り出され、ロータ要素１４を形成している帯状片は、反対方向に配置された２つのナイフ様のアームを有しており、これについて以下簡略化のためにナイフ２４と呼ぶ。環状の切り取り部分２３の内縁２５にはノーズ２６が形作られており、このノーズ２６は中心シャフトの対応する溝を利用してシャフトに非回転的に取り付けることができる。
【００４８】
ナイフ２４の端部２７は、平面の外に向かって反対方向に角度αに角度付けられている。角度αは３゜〜２０゜の間、好ましくは５゜〜１０゜の間である。
【００４９】
図２に示すロータは、図３および４に示すロータ要素１４から出来ている。この局面では、２つの軸方向に前後して並ぶロータ要素１４はそれぞれ、相互に対して９０゜回転しており、従って軸平面図では、図５の右側に示されているロータの関係に見られるようなロータの配置になる。この局面では、これも図５の右側に示されているように、４つのロータアームまたはナイフ２４が軸方向に連続して配置された２つのロータ要素環２３に配置されており、この場合は常に２つのナイフ２４が、そのような環２３を持つ一体物の中に相互に反対方向のペアとして供されており、問題の環は、軸に平行に伸びている、中心シャフト１３の２本の対応する溝に係合しているノーズ２６を参考にしても分かるようにそれぞれ互いに９０゜回転している。このようにして、全てのロータ要素１４を図３および４に示す形状で同一に作ることができ、この場合、それぞれ２つの異なる軸位置の４つの異なる角度位置に連続して配置された４つの個別のナイフ２４は、それぞれ連続する２つの位置では一方向に角度付けされており、次の２つの連続位置では別の方向に角度付けされている。しかしながら、各ロータ要素１４のナイフ端部２７の角度をそれぞれ同一方向にし、それぞれを互いに９０°回転させ、軸方向に連続して並ぶものについてはさらにその縦軸に対し相互に回転させ、ナイフ先端の角度方向を、隣接して配置された２つのロータ要素について９０°にし、周辺方向を変化させる。
【００５０】
当然のことながら上記の態様では、ロータ要素１４はそれぞれが、図３および４に示すナイフ２４を２つずつ有しており、連続する各２つのロータ要素は、図５の右側に示す様にロータ７の軸もしくはシャフト１３の周りを互いに９０°回転させられており、列の中で隣接しているナイフ２４の繰り返し間隔は、ロータ要素１４の繰り返し間隔の２倍になる。
【００５１】
このような態様、または２つのブレードを備えたロータ要素１４から出来た他のロータを考えた場合、ロータ要素間の間隔を完全に省くことも可能である。
【００５２】
更なる変形例（未表示）では、端部の角度付きの形状を除いて中心環２３を持つ（または持たない）一体形式とは関係なく、その端部をシート金属帯状片の平面（図３の紙面の平面）から若干外向きにすること、換言するとナイフ２４自体を捻ることも可能である。しかしながら、ブレード状のナイフを図３の紙面の平面から、ある（固定）角度で完全に外向きにすることも可能である。この局面では、上記の両例では、捻り角度は最大でも３０°を超えてはならず、好ましくは１０°を超えてはならない。ナイフ自体を捻る場合、捻り角度が軸に近い方のナイフ端部で最大となり、且つナイフ先端で最小として、ナイフ先端の周囲速度がより大きくなり、それによって軸方向に伝わる振動が、同一捻り角度で、軸により近い部分よりもナイフ先端でより大きくなることがより適切である。しかしながら、多くの実際例では、シャフト１３または軸に近いナイフ２４の部分のナイフ捻り角度は、ナイフが凝集物とは、その半径方向外側部分でのみ主に係り合うことから重要な問題ではない。
【００５３】
運搬される材料と係合する部分のナイフの厚みは、一般的には２〜１０ｍｍ、好ましくは３〜５ｍｍである。粉砕手段のアーム２４から端部２までの間隔は、３〜１５ｍｍ、好ましくは３〜７ｍｍであり、従って、軸方向のロータ要素１４の繰り返し間隔は最小約５ｍｍから（好ましくは）最大２５ｍｍとなるが、これについては５０ｍｍまでの繰り返し間隔も極めて適切である思われる。ロータ７の総直径Ｄは１５０〜４００ｍｍ、好ましくは２５０〜３００ｍｍである。ローター７の軸長は、ベルトコンベアの幅に合わせられ、全幅の８０〜１００％の間、好ましくはコンベアベルト４の全幅の９０〜９５％の間である。
【００５４】
ロータ要素１４の外端２７の周辺速度は５〜２０ｍ／秒、好ましくは１０〜１５ｍ／秒である。効率よく運転するための決定要因は、ベルトコンベアに対する相対速度であり、それはコンベア速度が１ｍ／秒のとき、ロータの各回転方向に応じて４〜２１ｍ／秒、好ましくは９〜１６ｍ／秒である。
【００５５】
粉砕装置の更なる変形例を図５に示す。個別のロータの使用に加えて、２つ以上の連続して接続されたロータ７、７’を配置することも可能である。ロータ７、７’の回転方向は一方向でも、異なる方向でもよい。ロータの周辺速度は、同じでも異なってもよい。これに加えて、同様の構造および同一の大きさを持つロータに使用に加え、直径の異なるロータを使用することも可能である。異なるロータのロータ要素の形状および軸間隔も異なってよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】ベルトコンベアの上、且つハウジングの中に取り付けられた粉砕装置の側面図である。
【図２】図１の粉砕装置の正面図である。
【図３】ロータ要素の平面図である。
【図４】ロータ要素の側面図である。
【図５】ベルトの上に連続して取り付けられた複数のロータまたはロータ要素を持つ変形例の側面概略図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  ロータ
２  搬送フレーム
３  （材料）コンベア
４  ベルト
５  搬送ローラ
６  ベルトコンベア
７  ロータ
８  ベアリング
１０  Ｖベルト伝動装置
１３  シャフト
１４  ロータ要素
２４  （細身）ナイフ又は粉砕ツール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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