(57)【要約】物質を供給する領域（１）、インペラ（２）及びサイズ削減された物質を放出する領域（５）並びに前記インペラ（２）と間隔を空けて配置されたリング要素（４）を有する、乾燥した軽い繊維状の物質、特にわらのサイズを削減する装置であって、少なくとも１つのサイズ削減ツール（６）が、前記インペラ（２）及び／又は前記リング要素（４）に設けられ、前記サイズ削減ツール（６）は角のある形状、特にＬ字型で設けられるか、又は多角形状、特に切石形状の窪んだ断面若しくは途切れていない断面を有することを特徴とする。これにより、わらの節等の特に堅く、閉じた繊維状構造物を、前記わらを過剰に短くすることなく大部分を裂くことが可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥した軽い繊維状物質、特にわらのサイズを削減する装置であって、物質を供給する領域（１）、インペラ（２）及びサイズ削減された物質を放出する領域（５）並びに前記インペラ（２）と間隔を空けて配置されたリング要素（４）を有し、
前記インペラ（２）及び／又は前記リング要素（４）に、角のある形状、特にＬ字形、又は多角形状、特に切石形状の窪んだ断面又は途切れていない断面を有する、少なくとも１つのサイズ削減ツール（６）が設けられていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記角のある形状のサイズ削減ツールの脚部（１１）又は前記多角形断面の側部が、少なくとも実質的に前記リング要素（４）若しくは前記インペラ（２）の接線方向に延び、インペラ（２）とリング要素（４）の間のせん断領域（３）に向いていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記脚部（１１）又は前記側部の前記少なくとも実質的に接線方向の延びが、物質としてのわらのサイズ削減のときに、
−前記わらの節が５０％よりも大きい部分、好ましくは７５％より大きい部分、特に好ましくは９０％よりも大きい部分が裂かれ得ると同時に、
−平均長が５０ｍｍより大きい、好ましくは７５ｍｍより大きい、特に好ましくは９０ｍｍより大きい前記サイズ削減されたわらが得られるように選択されることを特徴とする、請求項１又は２、特に請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記脚部（１１）又は前記側部の前記少なくとも実質的に接線方向の延びが、
−３０ｍｍ若しくは角度３°のアーク長、好ましくは４５ｍｍ若しくは角度４．５°のアーク長、特に好ましくは６０ｍｍ若しくは角度６°のアーク長、のより小さい方の値より大きく、及び／又は
−１８０ｍｍ若しくは角度１８°のアーク長、好ましくは１３０ｍｍ若しくは角度１３°のアーク長、特に好ましくは８０ｍｍ若しくは角度８°のアーク長、のより大きい方の値より小さく、
前記アーク長とは、前記インペラ（２）の外周又は前記リング要素（４）の内周であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか、特に請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記サイズ削減ツール（６）の脚部（１１）又は側部が、接線（１３）と鋭角を形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記インペラ（２）にある前記サイズ削減ツール（６）が、回転方向の前端部（１５）及び回転方向の反対側に後端部（１６）を有する、前記脚部（１１）又は前記側部の少なくとも実質的に接線の方向の延びを有し、前記インペラ（２）の軸（８）に対する前記後端部（１６）の半径（１７）が、前記インペラの前記軸（８）に対する前記先端部（１５）の半径（１７）より小さいか、又は同じであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記脚部（１１）又は前記側部の前記少なくとも実質的に接線方向の延びが、前記せん断領域（３）に向いている領域に側面（１８）を形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか、特に請求項２に記載の装置。
【請求項８】
前記サイズ削減ツール（６）が、一体型である、及び／又は前記サイズ削減ツール（６）を前記インペラ（２）又は前記リング要素（４）に接続する、ツールモジュール（１０）の一部であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
インペラ（２）とリング要素（４）の間の最小ギャップ幅（９）が調整可能であり、特に前記サイズ削減ツール（６）とツールモジュール（１０）のツールユニット（２１）の間の相対的な位置によって調整可能であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記インペラ（２）及び前記リング要素（４）のそれぞれに、少なくとも１つのツールモジュール（１０）又は少なくとも１つのサイズ削減ツール（６）が存在することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記インペラ（２）及び前記リング要素（４）のそれぞれに、少なくとも１つのツールモジュール（１０）又は少なくとも１つのサイズ削減ツール（６）が存在し、前記インペラ（２）及び前記リング要素（４）にある前記ツールモジュール（１０）又は前記サイズ削減ツール（６）が同じ構造であり、及び／又は１８０°回転して配置されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
前記インペラ（２）及び前記リング要素（４）が１つの軸（８）の周囲を回転できることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記リング要素（４）が、前記インペラ（２）と異なるスピードで回転できることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記リング要素（４）が、前記インペラ（２）と反対の方向に回転できることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
側面（１８）が、鋸歯又は多角形状のノッチを備えることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか、特に請求項７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥した軽い繊維状物質、特にわらのサイズを削減する装置に関する。
【０００２】
乾燥した軽い繊維状物質の例は、適切な特性を有する、葉、藻、竹、芝、わら、再生紙及び古い包装材料である。
【０００３】
ＯＳＳＢパネル（配向性構造のストローボード；oriented  structural  straw  board）を製造する際、わらのサイズ削減は重要な作業ステップである。
サイズ削減プロセスの質及びその後のＯＳＳＢパネルの品質は、一定の基準に基づいて評価できる。わらは裂かれ、即ち、ストランドが、例えば、半分の殻にサイズ削減されるので、よく接着され、その後に高密度に押圧されて、パネルの魅力的な視覚面を作ることができる。同様に、基本的に物質の全て閉じた構造、例えば、ストランドの節は、サイズ削減プロセスによって開かれるか又は裂かれる。同時に、サイズ削減にもかかわらず、わらの長さ及び繊維状構造は視覚的及び機械的理由で、できるだけ保持される。同様の理由で、微細な部分をできる限り少なくすることが求められる。
【０００４】
例えば、Ｄｅｌｉｇｎｉｔ、Ｄｅｈｏｎｉｔ、Ｌｉｇｎｏｓｔｏｎｅ及びＷｅｒｚａｌｉｔの商品名で知られている合成樹脂圧縮木材の成形片の製造時に、ＯＳＳＢパネルの製造に対してと同様の要求がある。従って、本願の意味の範囲内で、乾燥した軽量の繊維状物質、特にわらは、上述した要求と合致すれば、合成樹脂圧縮木材加工後の成形片の製造にも用いることができる。
【０００５】
その回転面の上で物質が連続的に研磨されるか又は擦られる、一般的な円筒形状の研削工具を備える粉砕機は、基本的にわらのサイズを削減するために用いることができる。しかし、高い分割率（split  rate）では、わらの非常に微細な部分が生じ、十分な長さの、わらの繊維状構造は粉砕機によるサイズ削減では得られない。
【０００６】
乾燥した軽い繊維状物質、特にわらのサイズ削減方法及び装置は、ドイツ国特許出願第１０２０１３２０６２７５．３号から公知である。その中に開示された装置は、遠心力によってわらをインペラに固定されたたたき棒に沿って半径方向に外側に動かすことで、わらのサイズを削減する。たたき棒に対して半径方向に、たたき刃に向かってギャップが設けられている。たたき棒及びたたき刃は、具体的には単純な摩耗板によって実現される。半径方向に動くわらは、たたき刃に当たり、衝突によって割れてサイズが削減される。わらのストランドはこの装置及び方法によって大部分を半分の殻に裂くことができる。しかし、この開示されている装置及び方法では、通常、ストランド中に約１２０ｍｍの間隔で現れる、比較的強度の高いわらの節の大部分を裂くことはできない。サイズ削減された物質は、それ故、高品質のＯＳＳＢパネルの製造に用いるには最適ではない。
【０００７】
本発明の基本的な課題は、乾燥した軽い繊維状物質、特にわらのサイズを削減するさらに進歩した装置を提供することである。この装置は、より適切な方法で物質のサイズを削減することができる。
【０００８】
請求項１に記載の装置は、上記課題を解決する役割を果たす。好ましい実施形態は従属請求項に記載されている。
【０００９】
本課題は、物質を供給する領域、インペラ及びサイズ削減された物質を放出する領域並びに前記インペラと間隔を空けて配置されたリング要素を有する、乾燥した軽い繊維状物質、特にわらのサイズを削減する装置によって解決される。少なくとも１つのサイズ削減ツールが前記インペラ及び／又は前記リング要素に配置される。サイズ削減ツールは、角のある形状、特にＬ字形で設けられるか、又は多角形状、特に切石形状の窪み断面若しくは途切れていない断面を有する。
【００１０】
角のある形状、特にＬ字形形状、又は多角形状、特に石切形状の窪み断面若しくは途切れていない断面を有するサイズ削減ツールは、２つの表面を提供することを可能にし、第１の表面はたたきによって、第２の表面は粉砕によって物質のサイズを削減できる。
【００１１】
通常、当業者は、既知の物質のサイズ削減装置に適用されるような、平坦なプレートを所要の機械的強度に対して必要な厚さより厚くしない。厚さを増すと、材料消費量が多くなり、重量がより大きくなり、及びより大きな構築空間が必要であることを意味する。しかし厳密には、本発明の意味の範囲内での粉砕によって物質のサイズを削減できる第２表面を設けるには、強度のために必要とされるより大きな広さ又はプレートの厚さが必要である。
【００１２】
たたくとは、高い運動エネルギーで１度だけ打つか、衝突するか、又は跳ね返すことを意味する。たたくことに関し、動かされた物体がじっと留まっている物体を打つのか、異なるスピードでの同じ向きの動きが当該たたきを引き起こすのか、又は２つの物体の反対方向での動きが衝突の理由であるのかは関係ない。
【００１３】
粉砕とは、サイズ削減が２つの反対面の間のギャップ内で起こることを意味し、両方の粉砕表面が互いに対して動く。表面が平坦な場合、サイズ削減は摩擦、せん断及び／又は押しつぶしによって促進される。一方又は両方の表面が多数の窪み及び／又は突起を有する側面を備える場合、サイズ削減はさらに連続的な複数回の打撃によって生じる。そのようなつながりのある側面内での連続的な複数回の打撃は本発明の意味の範囲のたたきではない。
【００１４】
このように、角度を持った形状又は多角形状の窪み断面若しくは途切れていない断面の形状を有するサイズ削減ツールは、より適切に物質のサイズを削減できるので、堅い繊維状構造物の大部分が確実に裂かれる。わらの加工時、わらの節の分割率５０％超、通常は７５％超又は９０％超すらも達成できる。
【００１５】
角のある形状を有するサイズ削減ツールは、材料を顕著に節約する。Ｌ字型では、材料が節約できるだけで無く、インペラ又はリング要素に装置を接続する空間も節約できる。窪み断面も特に材料を顕著に節約する。途切れていない断面は、少ない製造経費で製造できる。
【００１６】
一実施形態では、角のある形状のサイズ削減ツールの脚部はインペラ又はリング要素に接続され、第２の脚部は第１の脚部に接続される。特に、第２の脚部はインペラとリング要素の間のせん断領域に向いている。
サイズ削減ツールは、これにより顕著に小さい体積及び材料で製造できる。
【００１７】
一実施形態では、リング要素は回転可能である。回転可能なリング要素によって、インペラとリング要素の間の顕著に高い相対せん断スピードが生じる。
【００１８】
一実施形態では、角のある形状のサイズ削減ツールの脚部又は多角形断面の側部は、リング要素又はインペラに対して少なくとも実質的に接線方向に延びる。脚部又は側部はインペラとリング要素の間のせん断領域に向いている。
【００１９】
せん断領域は、インペラとリング要素の間の領域であり、そこでインペラとリング要素の間の反対方向の相対的動作によってせん断動作が通常作り出される。
【００２０】
リング要素に対する又はインペラに対する少なくとも実質的に接線方向とは、物体が接平面に一直線に並ぶか、又は接平面に対して角度を有することを意味する。
【００２１】
角のある形状のサイズ削減ツールの脚部の、又は多角形断面のせん断領域に向いている側部の、少なくとも実質的に接線方向での整列によって、物質をたたくための第１表面及び物質を粉砕するための第２表面を有するサイズ削減ツールは非常に単純に設けることができる。
【００２２】
一実施形態では、脚部の少なくとも実質的に接線方向の延び、即ち、脚部長、又は側部の少なくとも実質的に接線方向の延び、即ち、側部長は、材料のわらのサイズ削減時、わらの節の５０％より大きい、好ましくは７５％より大きい、特に好ましくは９０％より大きい部分を裂くことができ、同時に、５０ｍｍより大きい、好ましくは７５ｍｍより大きい、特に好ましくは９０ｍｍより大きい平均長を有するサイズ削減されたわらが得られるように選択される。
【００２３】
この実施形態は、選択された延び又は長さが短すぎると、節のほんの少しの部分しか裂くことができず、選択された延びが大きすぎると、わらは過剰に短いストランドに切断されるという優れた考えに基づいている。物質の適切なサイズ削減を達成できる脚部又は側部の長さは、サイズ削減プロセス後の裂かれなかった節のスクリーニング等のさらに続く加工工程を無くすことができ、従って、顕著に少ない製造経費で高品質のパネルの製造を可能にする。
【００２４】
一実施形態では、脚部の少なくとも実質的に接線方向への延び、若しくは脚部長、又は側部の少なくとも実質的に接線方向への延び、若しくは側部長が、３０ｍｍ若しくは角度が３°のアーク長、好ましくは４５ｍｍ若しくは角度が４．５°のアーク長、特に好ましくは６０ｍｍ若しくは角度が６°のアーク長、のより小さい方の値より大きく、及び／又は、１８０ｍｍ若しくは角度１８°のアーク長、好ましくは１３０ｍｍ若しくは角度１３°のアーク長、特に好ましくは８０ｍｍ若しくは角度８°のアーク長、のより大きい方の値より小さい。本明細書でアーク長とは、インペラの外周又はリング要素の内周をいう。
【００２５】
上記の脚部長又は側部長を有するサイズ削減ツールによって、顕著に少ない製造経費で高品質のパネルが提供できることは実験で示されている。
【００２６】
一実施形態では、サイズ削減ツールの脚部又は側部が接線と鋭角を形成する。
【００２７】
鋭角を適用することによって、高度に微細な部分が生じること、及び材料が、例えば、顕著に短いわらストランド長さになるような過度に長さが切断されることを防止できる。
【００２８】
一実施形態では、円周方向の距離が、インペラにある２つのサイズ削減ツールの間、又はリング要素にある２つのサイズ削減ツールの間に提供され、その距離は、サイズ削減ツールの脚部の少なくとも実質的に接線方向の延び、若しくは脚部長、又は側部の少なくとも実質的に接線方向の延び、若しくは側部長より大きいか、又は同じである。
【００２９】
２つのサイズ削減ツールの間の上記距離によって、材料放出領域の方向の顕著に信頼性のある物質の流れが可能になる。
【００３０】
一実施形態では、インペラにあるサイズ削減ツールは、脚部若しくは側部の少なくとも実質的に接線方向の延びの先端部を有し、この先端部はインペラの軸と平行若しくは角度を持って回転方向に配置される。
【００３１】
先端部の上記配置及び整列によって、顕著に効果的な物質のサイズ削減、特にわらの分割が達成できる。
【００３２】
一実施形態では、脚部又は側部の少なくとも実質的に接線方向の延びは、上記先端部によって接平面を有する鋭角を作り出す。相対的なせん断動作のときのインペラとリング要素の間の最小ギャップ幅は、従って、先端部によって規定することができ、高度に微細な部分並びに物質の長さが過度に短くなることを防止できる。
【００３３】
一実施形態では、インペラにあるサイズ削減ツールは、インペラの回転方向に先端部を、及び、脚部又は側部の少なくとも実質的に接線方向の延びの反対側の末端には後端部を設ける。インペラの軸に対する後端部の半径は、インペラの軸に対する先端部の半径より小さいか、又は同じである。先端部は特に、先に記載した実施形態の１つによる先端部と対応できる。好ましくは、先端部及び後端部はインペラとリング要素の間のせん断領域に向いている。
【００３４】
後端部が先端部と同じか又は先端部より小さい半径を有することによって、相対的せん断動作のときにサイズ削減ツールの少なくとも実質的に接線方向への延び全体に渡って、先端部によって規定される最小ギャップ幅をほぼ一定に維持することができるか、少なくとも最小ギャップ幅より小さくはなり得ないことが達成できる。微細な部分の過剰な増加無しに、物質、特に堅い、閉じた繊維状構造物、例えば、わらの節を適切に分割することができる。
【００３５】
一実施形態では、第１脚部及び第２脚部を有するＬ字形のサイズ削減ツールは、接平面に対して角度を持って配置される。好適なＬ字形のサイズ削減ツールによって、インペラが１回転する間、少なくともほぼ一定のギャップ幅にすることができる、サイズ削減装置を、非常に少ない製造経費で提供することができる。
【００３６】
たたき力を最大にし、第２脚部への高速な物質の流れ、及びこれによる短時間の粉砕に逆らって働くためには、第１脚部の半径方向の配向が好ましい。
【００３７】
一実施形態では、サイズ削減ツールは、インペラ及びリング要素にそれぞれ配置される。特に、リング要素にあるサイズ削減ツールは、インペラにあるサイズ削減ツールの向きに対してインペラ又はリング要素の軸を中心に１８０°回転して配置されることが好ましい。
【００３８】
インペラ及びリング要素にあるサイズ削減ツールの使用によって、適切なサイズ削減プロセスの顕著に高い効率及び有効性が達成できる。
【００３９】
一実施形態では、脚部又は側部の少なくとも実質的に接線方向への延びは、せん断領域に向いた面に側面を備え、この側面は特に、鋸歯若しくは多角形状（好ましくは長方形）のノッチ、又は丸みのあるノッチ（好ましくはＵ字状又は半円形）を有する。任意に、ノッチは半径方向に、少なくとも実質的に半径方向に、又は半径方向に対して角度を持って、及び／又はインペラの軸に平行に若しくは角度を持って整列されてもよい。
【００４０】
側面は、滑らかな表面とは対照的に、突起及び／又は窪みを有し、それらは規則正しく繰り返すパターンを形成する。
【００４１】
特に上記のような様式又は形状の側面によって、顕著に効果的で高効率なサイズ削減ができる。
【００４２】
一実施形態では、前記実施形態で説明した形状を有する側面は、インペラとリング要素の間の相対的せん断動作の方向で、少なくとも実質的に半径方向の延びに配置される。少なくとも実質的に半径方向の延びに側面を設けることによって、顕著に効果的で高効率なサイズ削減が可能になる。
【００４３】
一実施形態では、サイズ削減ツールは、好ましくはＮｉ硬質材料から作製された一体型として、特に鋳造部品として特徴付けられる。一体型サイズ削減ツールは、顕著に少ない経費で、特に鋳造法によって製造できる。Ｎｉ硬質材料は、特に低摩耗性の材料であり、鋳造法による製造に非常に好適である。
【００４４】
一実施形態では、サイズ削減ツールは、インペラ又はリング要素のいずれかとサイズ削減ツールを接続するツールモジュールの一部であり、ツールモジュールは、特に、ただ1つのサイズ削減ツールを有する。サイズ削減ツールがツールモジュールの一部であることで、サイズ削減ツールを顕著に少ない労力で交換することができる。さらに、顕著に効果的で高効率のサイズ削減プロセスを可能にし、物質特性に適合させるために、サイズ削減ツールの様々な側面を、非常に容易に変えたり、、組み合わせたりすることができる。
【００４５】
一実施形態では、インペラとリング要素の間の最小ギャップ幅は、特にサイズ削減ツールと、好ましくはインペラ若しくはリング要素に着脱可能に接続されるツールモジュールのツールユニットとの間の相対的な位置によって調整できる。
【００４６】
最小ギャップ幅が調整可能であることによって、物質の特に適切なサイズ削減が可能になる。
【００４７】
特にツールモジュールの着脱可能なツールユニットによって、例えば、外付けの取り付け位置での非常に迅速で少ない労力での調整が可能になる。
【００４８】
一実施形態では、インペラ及びリング要素のそれぞれに少なくとも１つのツールモジュール又は少なくとも１つのサイズ削減ツールが配置され、これらのツールモジュール又はサイズ削減ツールは構造が同じであることが好ましい。インペラ若しくはリング要素に配置された、ツールモジュール又はサイズ削減ツールを物質のサイズを削減する装置に用いることによって、異なる部品の数を減らすことができ、物質のサイズを削減する装置を顕著に少ない製造経費で提供できる。特に、構造が同じツールモジュール又はサイズ削減ツールを用いると、物質のサイズを削減する装置は非常に少ない経費で製造できる。
【００４９】
任意に、リング要素又はインペラにあるツールモジュールの一部として交換可能なサイズ削減ツールを有するツールモジュールの基体を用いる場合、構造が同じではないサイズ削減ツールを有するツールモジュールを適用することができる。この基体は、特に構造が同じではなく、構造が同じではないサイズ削減ツールは、せん断領域に向いた側面表面が異なることが好ましい。好ましくは異なる側面表面を有する、異なるサイズ削減ツールを組み合わせることによって、非常に効果的で高効率のサイズ削減が適切に達成できる。
【００５０】
一実施形態では、上記実施形態の１つのサイズ削減ツールは、鋭利な刃やカッティング用のナイフを有しない。鋭利な刃やナイフを無くすことによって、サイズ削減ツールを非常に少ない経費で製造できる。
【００５１】
一実施形態では、物質のサイズを削減する装置は、リングフレーカー、ディスクフレーカー、ローターフレーカー及びシリンダーフレーカーである。上記実施形態をリングフレーカー、ディスクフレーカー、ローターフレーカー及びシリンダーフレーカーと組み合わせることによって、顕著に効果的な物質のサイズ削減が達成できる。
【００５２】
本発明のさらなる形態によれば、上記ツールモジュールは、角のある形状ではなく、上述した側面を有するサイズ削減ツールを有する。そして、回転方向の表面は、少なくとも実質的に半径方向で、側面の拡張と、サイズ削減ツールの強度に必要な材料の厚さだけを有する。また、たたき及び粉砕は基本的に可能であるが、効果及び効率は低い。しかしながら、非常に少ない経費で該装置を製造できる。
【００５３】
図１〜３に示すように典型的な実施形態に基づいて本発明をより詳細に説明する。各図は以下を示す：
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】リング要素及びインペラにあるツールモジュール及びサイズ削減ツールを有する物質のサイズを低減する装置の断面詳細図である。
【図２】インペラにあるサイズ削減ツールの図である。
【図３】リング要素にあるサイズ削減ツールの図である。
【図４】サイズ削減ツールを有するツールモジュールの図である。
【図５ａ】サイズ削減ツールの側面変形例である。
【図５ｂ】サイズ削減ツールの側面変形例である。
【図５ｃ】サイズ削減ツールの側面変形例である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
図面に示されている典型的な実施形態は、ＯＳＳＢパネル、長繊維わらから作られる他のパネル、又はテーブル板、椅子及び他の装飾的な製品等の合成樹脂圧縮木材加工によって作られた成形片を製造するためにわらを裂くためのサイズ削減機を示す。
【００５６】
わらは物質供給領域１からインペラ２に動き、インペラ２は稼働時、軸８の周囲を回転する（図１及び３）。インペラ２と、インペラ２と距離を空けて配置されたリング要素４の間には、せん断領域３があり、そこでわらは、インペラ２及びリング要素４のサイズ削減ツール６の相対的なせん断動作７によって裂かれるか又はサイズが削減される。リング要素４は、堅く取り付けられるか、又は軸８の周囲を回転することもできる。相対運動を行うために、リング要素４はインペラ２と反対の方向に回転するか、異なるスピードで回転することができる。せん断領域３でのサイズ削減後、サイズが削減されたわらは、物質を放出する領域５に移動する。
【００５７】
サイズ削減されたわらの要求される仕様に応じて、１〜５０個のツールモジュール１０又はサイズ削減ツール６を、互に等しい距離で、インペラ２及び／又はリング要素４の外周に渡って配置することができる。好ましくは、４〜２０個のツールモジュール１０又はサイズ削減ツール６をインペラ上に配置し、１２〜３０個のツールモジュール１０又はサイズ削減ツール６をリング要素４上に配置する。外周方向におけるツールモジュール１０又はサイズ削減ツール６の間の距離によって、サイズ削減された物質の顕著に信頼性のある除去が達成できる。インペラ２及び／又はリング要素４の直径は、機種に応じて８００〜２０００ｍｍの範囲である。機械がより大きな寸法で、より大きな直径を持つ場合には、対応する多数のツールモジュール１０又はサイズ削減ツール６をインペラ２及び／又はリング要素４に設けるべきである。
【００５８】
図１，２，４及び５ａ〜５ｃのようなサイズ削減ツール６は、２つの脚部（１１，１２）を有する角のある形状を示し、その接線方向脚部１１は少なくとも実質的に接線方向に延び、半径方向脚部１２は少なくとも実質的に半径方向に延びる。接線方向脚部１１及び半径方向脚部１２はＬ字形を形成する。Ｌ字形とは両方の脚部の間の角度が少なくとも実質的に９０°であることを意味する。接線方向脚部１１はせん断領域３に向いている。
【００５９】
図２は、Ｌ字形のサイズ削減ツール６を有するサイズ削減機の典型的な実施形態を示し、Ｌ字形のサイズ削減ツール６は、インペラ２に取り付けられており、ツールモジュール１０の一部ではない。
【００６０】
図３は、サイズ削減ツール６を有するサイズ削減機の典型的な実施形態を示し、サイズ削減ツール６はリング要素４に取り付けられ、石切形状の窪み断面形状を有する。多角形断面の側部、又は接線方向脚部１１は、少なくとも実質的にリング要素４の接線方向に延びている。
【００６１】
接線方向脚部１１は接線１３と鋭角を形成し、角点は、回転方向の、又は相対的なせん断動作の方向の、せん断領域３に向いた接線方向脚部の先端部１５によって形成される。
【００６２】
図１（インペラのみ）、２，３及び４の典型的な実施形態では、鋭角１４は軸８に対する先端部１５の半径１７及び軸８に対する後端部１６の半径１７が同じであるかほぼ同じであるように選択される。これによって、１回の回転運動でのインペラ２とリング要素４の間の最小ギャップ幅９が先端部１５によって規定することができる。鋭角１４がより小さければ、接線方向脚部１１に沿った相対的なせん断動作のときのギャップ９がより小さくなる。しかしながら、わらをそれ以上短くすることなくわらの節のみを破壊することが可能であるためには、インペラ２及びリング要素４にあるサイズ削減ツール６の互いの上でのせん断時にギャップがほぼ一定であると生産性が非常に高い。
【００６３】
図１では、物質のサイズを削減する装置は、インペラ２及びリング要素４のそれぞれに、少なくとも１つのツールモジュール１０、又は少なくとも１つのサイズ削減ツール６を備える。複数のツールモジュール１０は、構造が同じであり、リング要素４ではインペラ２に対して１８０°回転して配置される。これにより、物質のサイズを削減する装置は顕著に少ない費用で製造できる。リング要素４にあるサイズ削減ツール６の鋭角１４は、インペラ２にあるサイズ削減ツール６の鋭角１４に従う絶対値に対応している。しかし、鋭角１４の向きは反対方向に向けられている。このようにギャップ１３は互いの上でのせん断時に大きくなり、従って、小さくはならない。部品の量が少ないことで製造経費は削減されるが、わらの節を裂くための有効性及び効率は低い。
【００６４】
図５ａ，５ｂ及び５ｃは、せん断領域３に向いた表面に側面を有する接線方向脚部１１を有する、物質のサイズを削減する装置の典型的な実施形態を示す。図５ａは鋸歯状の側面を示す。図５ｂはＵ字型の丸い切り込みを有する側面を示す。図５ｃは長方形の窪み又は長方形のノッチを有する側面を示す。図示していないが、側面１８は、半径方向脚部のために設けることもできる。
【００６５】
図５ｃのサイズ削減ツールは、側面１８を有する板状の接線方向脚部１１、及び板状の半径方向脚部１２を有し、接線方向脚部１１及び半径方向脚部１２は別々の部品である。これは、特殊な物質の仕様に装置を設定するときに非常に高い柔軟性を可能にする。
【００６６】
他の図面に示されているサイズ削減ツール６は、鋳造法によってＮｉ硬質材料で作られた一体型部品である。示した全ての典型的な実施形態によって、わら及びその節の少なくとも９０％の分割率が、少なくとも９０ｍｍのわらの平均長の保持と同時に達成できる。最小ギャップ幅９は、わらの特性に応じて、通常４ｍｍと１６ｍｍの間であり、好ましくは８ｍｍと１０ｍｍの間である。
【００６７】
図２のようなサイズ削減ツール６は、両方の脚部の間の角度は正確に９０°であり、鋭角１４だけ傾けて、又は回転させてインペラ２に設置される。９０°の角度のサイズ削減ツール６の製造経費は非常に低い。ギャップ幅９も同様に、インペラの回転時ほぼ一定に維持することができる。しかしながら、これらの利点は、半径方向脚部１２の傾きによって、わらが接線方向脚部１１までより速く移動し、接線方向脚部１２によって、より短時間でせん断されサイズ削減されるという事実に対峙する。その結果、サイズ削減プロセスの有効性及び効率はより低い。
【００６８】
図４は、サイズ削減ツール６を、インペラ２又は図１に示すようなリング要素４と接続する、ツールモジュール１０の詳細を示す図である。開始点は、軸８に平行に延び、サイズ削減ツール６又はツールモジュール搭載する役割を果たすインペラ２又はリング要素４の一部である支持手段１９である。支持手段１９は、特に支持手段１９の長手方向、又は軸８に延びているガイドノッチ２０を備える。ガイドノッチ２０によって、ツールモジュール１０は非常に容易かつ正確に、常に同じ半径方向の位置で支持手段１９又はインペラ２若しくはリング要素４で組み立てることができる。
【００６９】
ツールモジュール１０のツールユニット２１は、支持手段１９のガイドノッチ２０に形状ばめ（form  fit）するための突起を有する。この突起はガイドノッチ２０の長手方向での動きが可能なように設計される。ツールユニット２１はさらに、サイズ削減ツール６をツールユニット２１に圧ばめ（force-fit）するためにネジが挿入できるドリル穴を備える。従って、サイズ削減ツール６は、ドリル穴、即ち、特に半径方向に方向付けられた楕円形の穴２２も備える。楕円形の穴２２によって、サイズ削減ツール６の半径方向の位置は、非常に容易かつ柔軟に調整できる。図に示していないが、別の実施形態では、サイズ削減ツール６はドリル穴を備え、ツールユニット２１は楕円形の穴を有する。
【００７０】
取り付け板２３は、ネジ接続によって、サイズ削減ツール６が接続されたツールユニット２１を、支持手段１９に接続する。従って、圧ばめ接続が得られ、この接続は非常に容易に取り外すことができる。
【００７１】
ツールモジュール１０のツールユニット２１によって、最小ギャップ幅９の調整は、インペラ２又はリング要素４ではなく、図示していない分離した調整ステーションで非常に効率的かつ小さな量力で行うことができる。
【００７２】
好ましくは、サイズ削減ツール６とツールユニット２１の間のネジ接続は、ネジの頭部がサイズ削減ツール６の側部に配置され、任意の調整位置で、楕円形の穴がネジの頭部によって覆われるような大きな外周を有するように選択される。従って、物質が入り込むことによる楕円形の穴の汚れは、非常に確実に回避できる。
【００７３】
特に、乾燥した軽い繊維状物質は葦、又は茎を含む。
【００７４】
特に、乾燥した軽い繊維状物質は、稲若しくは稲わら、トウモロコシ、小麦、大麦、きび、カラスムギ、ライ麦又はガマ等のスイートグラス由来の茎、ストランド又は繊維を含む。
【００７５】
特に、乾燥した軽い繊維状物質は、ジュート、大麻、亜麻、ケナフ、ヤシの葉状体又はサイザル麻を含む。
【００７６】
特に、乾燥した軽い繊維状物質は、ココヤシ、大豆、竹、ピーナッツの殻、軽量木、綿、若しくは綿の植物体、又は羊毛を含む。
【００７７】
特に、乾燥した軽い繊維状物質は、繊維くず、野菜くず、紙くず又は他の乾燥した軽い繊維状の廃棄物を含む。
【００７８】
特に、上記明細書及び特許請求の範囲における「わら（ｓｔｒａｗ）」という語句は、葦及び稲わら等のわら状の構造（ｓｔｒａｗ−ｌｉｋｅ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有するその他のリグノセルロース系物質も意味する。
【符号の説明】
【００７９】
１  物質を供給する領域
２  インペラ
３  せん断領域
４  リング要素
５  物質を放出する領域
６  サイズ削減ツール
７  相対的せん断動作
８  軸
９  最小ギャップ幅
１０  ツールモジュール
１１  接線方向脚部
１２  半径方向脚部
１３  接線
１４  鋭角
１５  前端部
１６  後端部
１７  半径
１８  側面
１９  支持手段
２０  ガイドノッチ
２１  ツールユニット
２２  楕円形の穴
２３  取り付け板
【図１】
2016527071.tif 000003
【図２】
2016527071.tif 000004
【図３】
2016527071.tif 000005
【図４】
2016527071.tif 000006
【図５ａ】
2016527071.tif 000007
【図５ｂ】
2016527071.tif 000008
【図５ｃ】
2016527071.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成28年2月8日(2016.2.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥した軽い繊維状物質のサイズを削減する装置であって、物質を供給する領域（１）、インペラ（２）及びサイズ削減された物質を放出する領域（５）並びに前記インペラ（２）と間隔を空けて配置されたリング要素（４）を有し、
前記インペラ（２）及び／又は前記リング要素（４）に、角のある形状、又は多角形断面を有する、少なくとも１つのサイズ削減ツール（６）が設けられ、
前記角のある形状のサイズ削減ツールの脚部（１１）又は前記多角形断面の側部の少なくとも実質的に接線方向の延びが、
−３０ｍｍ若しくは角度３°のアーク長のより小さい方の値より大きく、及び／又は
−１８０ｍｍ若しくは角度１８°のアーク長のより大きい方の値より小さく、
前記アーク長とは、前記インペラ（２）の外周又は前記リング要素（４）の内周であることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記角のある形状のサイズ削減ツールの前記脚部（１１）又は前記多角形断面の前記側部が、少なくとも実質的に前記リング要素（４）若しくは前記インペラ（２）の接線方向に延び、インペラ（２）とリング要素（４）の間のせん断領域（３）に向いていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記脚部（１１）又は前記側部の前記少なくとも実質的に接線方向の延びが、前記せん断領域（３）に向いている領域に側面（１８）を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記サイズ削減ツール（６）が、一体型である、及び／又は前記サイズ削減ツール（６）を前記インペラ（２）又は前記リング要素（４）に接続する、ツールモジュール（１０）の一部であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
インペラ（２）とリング要素（４）の間の最小ギャップ幅（９）が調整可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記インペラ（２）及び前記リング要素（４）のそれぞれに、少なくとも１つのツールモジュール（１０）又は少なくとも１つのサイズ削減ツール（６）が存在し、前記インペラ（２）及び前記リング要素（４）にある前記ツールモジュール（１０）又は前記サイズ削減ツール（６）が同じ構造であり、及び／又は１８０°回転して配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記インペラ（２）及び前記リング要素（４）が１つの軸（８）の周囲を回転できることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記リング要素（４）が、前記インペラ（２）と異なるスピードで回転できることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
側面（１８）が、鋸歯又は多角形状のノッチを備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の装置。
【国際調査報告】
2016527071.tif 000010
2016527071.tif 000011