(57)【要約】【課題】二軸破砕機の破砕性能を高めるとともに、スクリーンの耐久性をも高める。【解決手段】一対の回転刃とこの回転刃の下方に格子状のスクリーンを設けた二軸破砕装置において、回転刃２Ａ，２Ｂのそれぞれの切断刃２２ａ，２２ｂの先端の回転軌跡２４ａ，２４ｂが対向する切断刃２２ｂ，２２ａの回転軌跡２４ｂ，２４ａと交差しない位置関係に一対の回転刃２Ａ，２Ｂを配置し、格子状のスクリーン３を構成する縦横部材の横部材３１を、回転刃２Ａ，２Ｂの切断刃２２ａ，２２ｂの配設個数に対応しかつ切断刃２２ａ，２２ｂとの間で剪断作用を生じる位置関係に配置するとともに、縦横部材の縦部材３２を、切断刃２２ａ，２２ｂの先端と圧壊作用を生じる位置関係に配置した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に被破砕物の投入口と下部に破砕処理物の排出口を有するケーシング内に、互いに逆回転する一対の回転刃と、回転刃の下方の格子状のスクリーンとを設けた破砕装置において、前記一対の回転刃のそれぞれの切断刃の先端の回転軌跡が対向する切断刃の回転軌跡と交差しない位置関係に前記一対の回転刃を配置し、前記格子状のスクリーンを構成する縦横部材の横部材を、前記切断刃の回転軸方向の配設組数に対応しかつ前記切断刃との間で剪断作用を生じる位置関係に配置するとともに、前記縦横部材の縦部材を、前記切断刃の先端と圧壊作用を生じる位置関係に配置したことを特徴とする破砕装置。
【請求項２】
前記一対の回転刃の切断刃の刃先部および前記スクリーンの縦横部材の上端部をナイフエッジ状の形状とした請求項１記載の破砕装置。
【請求項３】
前記一対の回転刃の切断刃の内側面および前記スクリーンの横部材の上面に凹凸を形成した請求項１記載の破砕装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固形物の破砕装置、とくに回転刃と固定刃とを備えた破砕装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粗大ゴミや産業廃棄物など各種廃棄物処理の前処理としての破砕や、リサイクルのための破砕、あるいは精製のための材料の破砕などの装置として、二軸破砕機が多く用いられている。この二軸破砕機の基本構造は、上下にそれぞれ被破砕物の投入口と排出口を有するケーシング内に、平行に配置した二つの軸にそれぞれ多数の切断刃を配設した一対の回転刃を設けた構造となっている。破砕作業時には一対の回転刃を互いに内方に向かって回転させ、ケーシングの上部投入口から被破砕物を投入すると、相対向する切断刃の剪断作用で被破砕物は破砕され、排出口から排出される。被破砕物は対向する切断刃の間の剪断作用により破砕されるので、この種の二軸破砕機は一般に二軸剪断式破砕機といわれる。
【０００３】
このような二軸破砕機として、たとえば特開平１１−２２６４４２号公報には、互いに逆回転するように平行に配置した２個の取り付け軸に、それぞれの取り付け軸の回転に伴う切断刃の刃先の噛み合わせ位置が常に１カ所になるように複数個の切断刃の刃先位置を調整して配列した一対の回転刃を備えた破砕機が記載されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また特開平７−１５５６３０号公報には、一方の駆動軸に複数個の切断刃を同切断刃の幅よりわずか広くなるよう隙間を形成して配列し、他方の駆動軸には複数個の切断刃を一方の駆動軸の切断刃の隙間に挟持されるように配列した一対の回転刃と、一対の回転刃の軸間中央側に対向する固定刃とを機枠内に設けた破砕機が記載されている（特許文献２参照）。
【０００５】
また特開平８−７１４４３号公報には、上部に被破砕物の投入口を有し、底部に横断支持部材で支持されて幅方向に隔設され格子状を成す複数の縦通固定刃部材を備えた排出部を有するケーシング内に、互いに逆回転する一対の回転軸の軸方向に対向軸のものと互い違いになるように隔設された破砕刃搭載用大径支持体および小径支持体と、これら大径支持体および小径支持体の各外周に隔設状態に取り付けた複数の破砕刃とからなる一対の回転刃を設けた破砕機が記載されている（特許文献３参照）。
【０００６】
特許文献１に記載の破砕機によれば、二軸への切断刃の取り付け角を調整することなく、分散性に優れた刃先のアライメントを得ることができ、また、最小の油圧力で最大の破砕効果を挙げる破砕機を得ることができる、とされている。また特許文献２に記載の破砕機によれば、回転刃と固定刃を対向して配することにより、従来用いられていた細砕刃を不要にでき、また、固定刃の上側面に下降斜面を設けることにより、被破砕物を中央に寄せ、回転刃による切断、破砕を効率良くできる、とされている。また特許文献３に記載の破砕機によれば、破砕する必要のない小さい被破砕物は横断支持部材と縦通固定刃部材とで形成された格子状の排出部からすぐ落下して無駄な抵抗を回転軸にかけず、かつ破砕の邪魔にならず、通らない大きい被破砕物の破砕が効率的に行われる。すなわち、大きな投入開口から廃棄物等の被破砕物を大量に投入し、投入した箇所で所定の大きさの破片に効率的にスムースに破砕することができる、という効果があるとされている。
【特許文献１】特開平１１−２２６４４２号公報
【特許文献２】特開平７−１５５６３０号公報
【特許文献３】特開平８−７１４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の破砕機は、回転刃により破砕された処理物はそのまま下方に落下して機外に出される構造となっているので、破砕後の処理物に大きなものが混在している場合、別途処理物を選別して再破砕を行わなければならないという問題がある。また、破砕は回転刃のみで、しかも１箇所の切断刃の噛み合わせ位置のみで行われるので、大型の被破砕物や硬い破砕物の場合は十分な破砕能力を発揮できないという問題がある。
【０００８】
この点、特許文献２に記載の破砕機では、回転刃に対峙するように固定刃が設けられているので、被破砕物が中央に寄せられるとともに、回転刃と固定刃との間でも破砕が行われるので破砕効率は良くなる。しかし、この固定刃は回転刃と同じ高さ位置に設置されているので、特許文献１に記載の破砕機の場合と同様に、破砕された処理物はそのまま下方に落下して機外に出されることになり、処理物の選別の手間に関しては同様な問題を有する。
【０００９】
特許文献３に記載の破砕機は、回転刃の下方に格子状のスクリーンを備えているので、破砕された処理物が一定の大きさ以下に揃うようにすることができるという利点はある。しかし、このスクリーンの横断支持部材の間隔は大きく、同文献の図面を見る限りこの間隔は破砕刃の厚みの数倍以上あり、これではスクリーンを通過する処理物の大きさもそれだけ大きなものになる。また、スクリーンの縦通固定刃部材と破砕刃によっても被破砕物が破砕されるとあるが、この破砕は固定刃と破砕刃の剪断作用による破砕ではなく圧壊作用によるもので、破砕性能は低く、しかも、横断支持部材による縦通固定刃部材の支持間隔は大きく、かつ縦通固定刃部材自体も華奢な造りで、スクリーンの耐久性も低いものである。
【００１０】
本発明は、回転刃と固定刃とを備えた破砕装置において、スクリーンの部材を兼ねた固定刃と回転刃との間の剪断作用により被破砕物を破砕するようにして破砕性能を高めるとともに、スクリーンの耐久性をも高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上部に被破砕物の投入口と下部に破砕処理物の排出口を有するケーシング内に、互いに逆回転する一対の回転刃と、回転刃の下方の格子状のスクリーンとを設けた破砕装置において、前記一対の回転刃のそれぞれの切断刃の先端の回転軌跡が対向する切断刃の回転軌跡と交差しない位置関係に前記一対の回転刃を配置し、前記格子状のスクリーンを構成する縦横部材の横部材を、前記切断刃の回転軸方向の配設組数に対応しかつ前記切断刃との間で剪断作用を生じる位置関係に配置するとともに、前記縦横部材の縦部材を、前記切断刃の先端と圧壊作用を生じる位置関係に配置したことを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記一対の回転刃の切断刃の刃先部および前記スクリーンの縦横部材の上端部をナイフエッジ状の形状とすることができる。また、前記回転刃の切断刃の内側面および前記スクリーンの横部材の上面に凹凸を形成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の破砕装置は、格子状のスクリーンの構成部材を固定刃として機能させること、とくにスクリーンの横部材と回転刃の切断刃との間の剪断作用により被破砕物を破砕する構造として、スクリーンを固定刃兼用としたことにより、従来の二軸剪断式破砕機のような一対の回転刃の切断刃どうしの剪断作用による破砕ではないので、回転刃にかかる負荷が小さくなる。また、対向する切断刃は回転刃の軸方向に部分的にも重なり合わない位置関係に配置されているので、回転刃による被破砕物の引き込みが従来の二軸剪断式破砕機の場合よりも円滑になる。全体として破砕能力が向上することにより、装置の小型化が可能となり、省エネルギーに貢献することができる。
【００１４】
回転刃の切断刃の刃先部およびスクリーンの縦横部材の上端部をナイフエッジ状の形状とすることにより、スクリーンの各横部材の間へ切断刃の刃先部が進入しやすくなるとともに、被破砕物が圧壊されやすくなる。また、回転刃の切断刃の内側面およびスクリーンの横部材の上面に凹凸を形成することにより、被破砕物との間の滑りがなくなり、被破砕物の引き込みと破砕が行いやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の破砕装置において、回転刃に配設する切断刃の個数はとくに限定されるものではなく、被破砕物の種類や破砕の程度に応じて、回転軸の軸回りに配設する１組の切断刃の枚数および軸方向に配設する組数を設定するのがよい。軟質な被破砕物の粗い破砕、たとえば、樹木の間伐材の破砕の場合は、２枚１組の切断刃を軸方向に１０組程度配設したもので十分であり、硬質な被破砕物の細かい破砕、たとえば備長炭の粉砕の場合は、３枚１組または４枚１組の切断刃を軸方向に１０数組配設するのが適当である。また、スクリーンの篩い目の大きさも、被破砕物の種類や破砕の程度に応じて適当な大きさに設定すればよい。切断刃やスクリーンの縦横部材にスエーデン鋼を使用するなどして切断刃や縦横部材の強度、耐摩耗性を同程度に高めることで、装置全体の耐久性を高めることができる。
【実施例１】
【００１６】
図１は本発明の実施態様における破砕装置の概略構造を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図である。図２は回転刃と切断刃の配設状態を示す平面図であり、図３はスクリーンの構造を示す平面図である。なお、説明の便のために一部の部材を透視または切欠の状態で示している。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の破砕装置１は、互いに逆回転する一対の回転刃２Ａ，２Ｂと、この回転刃２Ａ，２Ｂの下方に配置した格子状のスクリーン３をケーシング４内に備えている。ケーシング４は架台５上に設置され、上部に被破砕物の投入口６と下部に破砕処理物の排出口７を有している。
【００１８】
回転刃２Ａは、図１および図２に示すように、回転軸２１ａの軸方向に２枚１組の切断刃２２ａが一定の間隔をおいて１３組配設されている。同様に回転刃２Ｂも、回転軸２１ｂの軸方向に２枚１組の切断刃２２ｂが一定の間隔をおいて１３組配設されている。切断刃２２ａ，２２ｂの刃先部２３はナイフエッジ状の形状になっている。ここで、回転軸２１ａ，２１ｂ上の切断刃２２ａ，２２ｂの軸回りの配設位置は１８０度間隔で、軸方向には順次３０度ずらした状態に配設されている。また、図４に示すように、対向する回転軸の切断刃どうしは軸回りの配設位置が互いに１５度ずれて配設され、対向する回転軸の切断刃どうしは逆位相で回転するようになっている。さらに、図５に示すように、切断刃２２ａ，２２ｂの先端の回転軌跡２４ａ，２４ｂが互いに対向する切断刃の先端の回転軌跡と交差しない位置関係、すなわち対向する切断刃は回転軸方向に部分的にも重なり合わない位置関係に配置されて、対向する回転刃の間で剪断作用が生じない配置とされている。切断刃２２ａ，２２ｂの材質は、強度と耐摩耗性に優れたスエーデン鋼である。
【００１９】
図１に戻って、回転刃２Ａはモータ１１によりチェーン１２、スプロケット１３を介して矢印Ａ方向に回転駆動され、回転刃２Ｂはギア１４ａ，１４ｂを介して矢印Ｂ方向に回転駆動される。被破砕物はケーシング４上部の投入口６から投入され、回転刃２Ａ，２Ｂにより圧壊されながら下方に引き込まれる。
【００２０】
スクリーン３は、図３に示すように、横部材３１と縦部材３２を溶接して格子状に形成されている。図３および図５に示すように、横部材３１は、回転刃２Ａ，２Ｂの切断刃２２ａ，２２ｂの配設組数（１３組）に対応し、かつ切断刃２２ａ，２２ｂとの間で剪断作用を生じる位置関係に、１４本配置されており、縦部材３２は、切断刃２２ａ，２２ｂの先端と圧壊作用を生じる位置関係に、７本配置されている。横部材３１の上端部３３と縦部材３２の上端部３４はナイフエッジ状の形状になっている。横部材３１と縦部材３２の材質は、切断刃２２ａ，２２ｂと同程度の強度と耐摩耗性を有するスエーデン鋼である。
【００２１】
回転刃２Ａ，２Ｂにより圧壊されながら下方に引き込まれた被破砕物は、切断刃２２ａ，２２ｂと横部材３１の間の剪断作用により破砕され、さらに切断刃２２ａ，２２ｂと縦部材３２の間の圧壊作用により破砕される。破砕後の処理物の大きさがスクリーン３の篩い目より小さくなると処理物はスクリーン３を通過して排出口７から排出される。スクリーン３上に残った処理物は繰り返し破砕されることで、最終的にはすべてスクリーン３の篩い目より小さく破断されて排出口７から排出される。
【実施例２】
【００２２】
図６は、回転軸２１ａ，２１ｂの軸回りに４枚１組の切断刃２２ａ，２２ｂを配設した実施例を示す図である。この実施例では、切断刃２２ａ，２２ｂは軸回りに９０度間隔で、軸方向には順次３０度ずらした状態に配設されている。また、対向する回転軸の切断刃どうしは軸回りの配設位置が互いに１５度ずれて配設されている。対向する回転軸の切断刃どうしが逆位相で回転する点、および、互いに対向する切断刃の先端の回転軌跡どうしが交差しない位置関係に配置されている点は、実施例１の場合と同様である。４枚１組の切断刃とすることにより、２枚１組の切断刃の場合よりも硬質の被破砕物を小さく破砕することができる。
【実施例３】
【００２３】
図７は、切断刃２２の内側面に凹凸２５を形成した実施例を示す図であり、図８は、スクリーン３の横部材３１の上面に凹凸３５を形成した実施例を示す図である。被破砕物に接触する切断刃２２の内側面と横部材３１の上面に凹凸２５，３５を形成することにより、被破砕物との間の滑りがなくなり、被破砕物の引き込みと破砕が行いやすくなる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の破砕装置は、二軸破砕機の回転刃の切断刃の配置とスクリーンの構造を改良して、破砕性能と耐久性を高めた破砕装置であり、廃棄物の減量化、焼却の前処理、リサイクルの前処理、原材料の粉粒状化などの用途に適した破砕装置である。また、装置の小型化により比較的能力の小さいエンジンでも稼働させることができるので、廃棄物処理場など電源のない場所での破砕処理にも利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施態様における破砕装置の概略構造を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図である。
【図２】回転刃と切断刃の配設状態を示す平面図である。
【図３】スクリーンの構造を示す平面図である。
【図４】切断刃の軸回りの配設位置を示す図である。
【図５】切断刃の先端の回転軌跡およびスクリーンとの位置関係を示す図である。
【図６】回転軸の軸回りに４枚の切断刃を配設した実施例を示す図である。
【図７】切断刃の内側面に凹凸を形成した実施例を示す図である。
【図８】スクリーンの横部材の上面に凹凸を形成した実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    破砕装置
２Ａ，２Ｂ    回転刃
３    スクリーン
４    ケーシング
５    架台
６    投入口
７    排出口
１１    モータ
１２    チェーン
１３    スプロケット
１４ａ，１４ｂ    ギア
２１ａ，２１ｂ    回転軸
２２，２２ａ，２２ｂ    切断刃
２３    切断刃の刃先部
２４ａ，２４ｂ    回転軌跡
２５    凹凸
３１    横部材
３２    縦部材
３３    横部材の上端部
３４    縦部材の上端部
３５    凹凸
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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