(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被破砕物となる木材を圧縮し、この圧縮した木材を液体中に浸漬して前記木材の圧縮方向から高電圧を印加して破砕することを特徴とする木材の電気破砕方法。
【請求項２】
被破砕物となる木材を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機から排出された木材を液体中に浸漬し、木材の圧縮方向から高電圧を印加して雷放電を生じさせることにより該木材を破砕する電気破砕装置とを具備したことを特徴とする木材の破砕装置。
【請求項３】
前記電気破砕装置が、搬送面に複数の透孔を有する搬送ベルトによって前記木材を載置して搬送する下側コンベヤと、前記下側コンベヤの上方に設けられ、搬送面に複数の透孔を有し少なくとも破砕処理領域で前記下側コンベヤの搬送ベルトに押し当てて前記木材を挟持する押圧搬送ベルトを有する上側コンベヤと、前記下側コンベヤ及び上側コンベヤの少なくとも前記破砕処理領域を浸漬する絶縁性の液体を貯留した処理槽と、前記処理槽内の前記下側コンベヤの破砕処理領域下方に設けた固定電極と、前記各コンベヤの破砕処理領域を挟んで前記固定電極に対向して設けた棒状の対向電極と、前記固定電極と前記対向電極との間に高電圧を印加する高電圧発生手段とを具備したことを特徴とする請求項２記載の木材の破砕装置。
【請求項４】
前記圧縮機と前記電気破砕装置との間に、前記圧縮機から排出された木材を電気破砕装置へ供給する搬送手段を配設し、
前記搬送手段が、搬送面上方に前記圧縮された木材をその圧縮方向を上下方向として１個のみが通過するだけの上下方向間隔を隔てて設けた厚み規制部を備えたことを特徴とする請求項３記載の木材の破砕装置。
【請求項５】
前記搬送手段の前記厚み規制部より搬送方向下流側で、それぞれ複数のピンが離散的に前記搬送面から突設された整列部を備えたことを特徴とする請求項４記載の木材の破砕装置。
【請求項６】
前記処理層内の少なくとも前記破砕処理領域の下側コンベヤ下方に、木材破砕後の小片を処理層外へ搬送する補助コンベヤを備えたことを特徴とする請求項３〜請求項５記載の木材の破砕装置。
【請求項７】
請求項２〜請求項６のいずれか１項記載の木材の破砕装置と、該木材の破砕装置により破砕された処理物から異物を選別処理する選別手段とを具備し、木材と、該木材内に存在する異物とを分離回収することを特徴とする木材中に存在する固形の異物を回収する異物回収装置。
【請求項８】
前記選別手段が、磁力によって磁性物を吸着する磁選機であることを特徴とする請求項７記載の木材中に存在する固形の異物を回収する異物回収装置。
【請求項９】
前記磁選機によって吸着選別され内部に磁性物が存在する木材を前記圧縮機へ搬送して再投入するリターンコンベヤを備えたことを特徴とする請求項８記載の木材中に存在する固形の異物を回収する異物回収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極間に発生させた雷放電によって木材を電気破砕する木材の電気破砕方法及びその装置並びに木材中に存在する固形の異物を回収する異物回収装置に関し、特に、内部に釘等の異物が存在する木材から異物を分離させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ツーバイフォー工法等のように特定住宅工法によって建築された工業生産性住宅の廃材、或いは、一般的な建築廃材からは、釘等の異物入りの廃木材が大量に発生するため、この廃材を如何に処分するかが問題となってきている。このような廃木材内の異物を分離除去する方法としては、従来から種々の方法が提案されている。
最も安易な処理法としては、焼却処理が挙げられる。この焼却処理では、廃木材を焼却炉内で燃焼させる。また、剪断破砕機のような大型粉砕機による処理方法も挙げられる。この破砕処理方法では、廃木材を破砕し、粉々になった廃木材中から釘を磁選機等で回収する。
【０００３】
ところで、被破砕物を雷放電によって破砕する方法に、電気破砕方法がある。この電気破砕方法は、対向する電極の間に被破砕物を位置させ、高電圧を印加することにより対向電極間に発生させた雷放電を被破砕物に作用させることにより行う。電気破砕においては、被破砕物の電気抵抗率（電気伝導率）の差がある部位（境界面）を電流が流れる特性がある。従って、釘やその他異物が混入した木材を電気破砕した場合、木材と釘やその他異物の境界面から破砕が生じ、結果的に木材のみ、或いは釘のみの単体の物質に分離（単体分離）できる特徴がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した焼却処理は、釘が混入した廃木材を焼却炉に投入すると、鉄である釘の影響により炉体が過熱されて炉体にダメージを与えるという問題が生じる。また、異物や、異物からの被分離体をリサイクルすることができず、地球環境保全や省エネルギの観点からも好ましくない。
また、剪断破砕機による分離方法は、破砕後に磁選機により異物を回収しようとしても、木材が十分に破砕されておらず、釘の一部が木材中に突き刺さったままであることが多く、廃木材から釘等の異物を単体として確実に取り除くことは実質的に困難なことが多い。
【０００５】
さらに、電気破砕方法は、これまで廃木材の処理のための方法としては検討されておらず、その理由は例えば以下に挙げる未解決の課題を包含しているためであった。即ち、廃木材の厚みは均一ではなく、厚い角材に合わせ電極間距離を長くとらなければならず、厚みのある被破砕物に雷放電が集中するなど破砕にムラが生じる。角材の場合、厚み方向の距離が長いため、雷放電の際に角材の外周に沿う短絡（いわゆる沿面放電）が発生し易くなる。さらに、木材が重なり合い釘等の異物が電極対向側に表出していない場合や木材内部に釘が埋まっているような場合には、雷放電による破砕を効率よく行うことができない。これらの問題から、従来、電気破砕方法によっては、釘やその他異物が混入した木材を確実に単体分離することは困難とされていた。
【０００６】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、電気破砕時における雷放電をムラなく、しかも確実に異物に当てることのできる木材の電気破砕方法及びその装置並びに木材中に存在する固形の異物を回収する異物回収装置を提供し、もって、釘やその他異物が混入した木材を確実に単体分離することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る請求項１記載の木材の電気破砕方法は、被破砕物となる木材を圧縮し、この圧縮した木材を液体中に浸漬して前記木材の圧縮方向から高電圧を印加して破砕することを特徴とする。
【０００８】
この木材の電気破砕方法では、電気破砕処理に先立って木材が圧縮解砕される。この圧縮解砕により、木材内に釘やその他異物が混在していた場合でも、異物の混在する木材が扁平に潰され、釘やその他異物が適度に露出し、雷放電による破砕が効率よく行われる。また、圧縮解砕によって木材が薄厚となり、電極間距離を短くできる。このことから、印加電圧が小さくて済み、必要以上の大きな電圧の印加が不要となる。さらに、圧縮解砕によって木材の厚みが揃うので、電極間距離を一定間隔に保持した状態で連続的に破砕が行えるため、破砕のムラが生じにくくなる。以上のような圧縮解砕の作用によって木材が効果的に破砕され、電気破砕によって木材と異物との境界面から破砕が生じ、最終的に木材のみ、或いは異物のみの単体の物質に分離（単体分離）され、木材から異物が確実に取り出されることになる。
【０００９】
請求項２記載の木材の破砕装置は、被破砕物となる木材を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から排出された木材を液体中に浸漬し、木材の圧縮方向から高電圧を印加して雷放電を生じさせることにより該木材を破砕する電気破砕装置とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
この木材の破砕装置では、圧縮機によって木材を潰して扁平状としてから電気破砕装置によって高電圧を印加するので、木材内部に存在している釘等の異物を表出させた状態で電気破砕処理が行え、木材を異物に沿って効率よく破砕し、木材から異物を確実に取り出すことができる。以て、木材と異物との確実な分離が可能になる。
【００１１】
請求項３記載の木材の破砕装置は、前記電気破砕装置が、搬送面に複数の透孔を有する搬送ベルトによって前記木材を載置して搬送する下側コンベヤと、前記下側コンベヤの上方に設けられ、搬送面に複数の透孔を有し少なくとも破砕処理領域で前記下側コンベヤの搬送ベルトに押し当てて前記木材を挟持する押圧搬送ベルトを有する上側コンベヤと、前記下側コンベヤ及び上側コンベヤの少なくとも前記破砕処理領域を浸漬する絶縁性の液体を貯留した処理槽と、前記処理槽内の前記下側コンベヤの破砕処理領域下方に設けた固定電極と、前記各コンベヤの破砕処理領域を挟んで前記固定電極に対向して設けた棒状の対向電極と、前記固定電極と前記対向電極との間に高電圧を印加する高電圧発生手段とを具備したことを特徴とする。
【００１２】
この木材の破砕装置では、透孔を有する搬送ベルト上に木材を供給し、この木材を押圧搬送ベルトとの間で狭持させて処理層内に搬送し、固定電極と対向電極との間に高電圧を印加することにより、固定電極と対向電極との間で、搬送ベルトの透孔と木材を通過する雷放電が発生する。
【００１３】
請求項４記載の木材の破砕装置は、前記圧縮機と前記電気破砕装置との間に、前記圧縮機から排出された木材を電気破砕装置へ供給する搬送手段を配設し、前記搬送手段が、搬送面上方に前記圧縮された木材をその圧縮方向を上下方向として１個のみが通過するだけの上下方向間隔を隔てて設けた厚み規制部を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この木材の破砕装置では、圧縮機から排出された木材を電気破砕装置へ供給する際に、搬送手段の厚み規制部によって、搬送面上で上下方向に重なり合う木材を平坦に均すことができる。
【００１５】
請求項５記載の木材の破砕装置は、前記搬送手段の前記厚み規制部より搬送方向下流側で、それぞれ複数のピンが離散的に前記搬送面から突設された整列部を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この木材の破砕装置では、搬送手段の整列部によって、搬送面上を搬送される木材が、電極の存在する位置へと導かれ、雷放電を受けるのに最適な向きに姿勢転換される。
【００１７】
請求項６記載の木材の破砕装置は、前記処理層内の少なくとも前記破砕処理領域の下側コンベヤ下方に、木材破砕後の小片を処理層外へ搬送する補助コンベヤを備えたことを特徴とする。
【００１８】
この木材の破砕装置では、処理層内の破砕処理領域で、下側コンベヤの透孔から落下した木材破砕後の小片が補助コンベヤによって受け止められて、処理層外に搬送される。これにより、木材内に存在する釘等の異物が回収される。
【００１９】
請求項７記載の木材中に存在する固形の異物を回収する異物回収装置は、請求項２〜請求項６のいずれか１項記載の木材の破砕装置と、該木材の破砕装置により破砕された処理物から異物を選別処理する選別手段とを具備し、木材と、該木材内に存在する異物とを分離回収することを特徴とする。
【００２０】
この木材中に存在する固形の異物を回収する異物回収装置では、木材の破砕装置により木材中の異物が確実に分解され、選別手段によって木材と異物とが分離回収されるため、木材中の異物が確実に回収されて、これを高効率でリサイクルすることが可能となる。
【００２１】
請求項８記載の木材中に存在する固形の異物を回収する異物回収装置は、前記選別手段が、磁力によって磁性物を吸着する磁選機であることを特徴とする。
【００２２】
この木材中に存在する固形の異物を回収する異物回収装置では、一旦、木材と異物との分離がなされた後、この分離物の中から、釘等の磁性物、或いは磁性物を内部に含む木材が磁選機によって吸着選別される。このような、磁性物、或いは磁性物を内部に含む木材が磁選機によって吸着除去されることで、木材の単体分離が一層確実なものとなる。
【００２３】
請求項９記載の木材中に存在する固形の異物を回収する異物回収装置は、前記磁選機によって吸着選別され内部に磁性物が存在する木材を前記圧縮機へ搬送して再投入するリターンコンベヤを備えたことを特徴とする。
【００２４】
この木材中に存在する固形の異物を回収する異物回収装置では、磁選機によって吸着除去された釘等の磁性物、或いは内部に磁性物が存在する木材が、リターンコンベヤによって再び圧縮機へ再投入され、一度の電気破砕では釘と分離されなかった木材が再び電気破砕されることで、木材のみ、或いは釘のみの単体分離がより確実なものとなる。また、これにより、異物の回収効率も同時に向上することができる。
【００２５】
なお、上記の木材の電気破砕装置では、搬送面に複数の透孔を有する搬送ベルトを備えたコンベヤの少なくとも破砕処理領域を処理層内の液中に浸漬し、該破砕処理領域を挟んで下方に設けた固定電極と上方に設けた棒状の対向電極との間に高電圧を印加して、前記破砕処理領域における搬送ベルト上の前記被破砕物を破砕する電気破砕方法として、対向電極に透孔が一致する位置で前記搬送ベルトの搬送動作を停止して、前記高電圧を印加するように制御したり、或いは、前記搬送ベルトを搬送動作させながら対向電極に透孔が一致したタイミングごとに前記高電圧を印加するように制御することが好ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る木材の電気破砕方法及びその装置並びに木材中に存在する固形の異物を回収する異物回収装置の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１に本発明に係る木材の破砕装置を表す概念図を示した。
本実施の形態による木材の破砕装置（木材の電気破砕装置）１００は、被破砕物である木材Ｗが投入される被破砕物投入部３と、木材を所定厚みに圧縮すると共に一部解砕する圧縮機としての圧縮解砕機５と、圧縮された木材を整列搬送する搬送手段７と、搬送されてくる木材を電気破砕する電気破砕装置９とを主要な構成部として備えている。この木材の破砕装置１００により、例えば廃木材のように、釘等の異物が内部に存在する木材を電気破砕法により連続的に解砕し、木材と異物とを高効率で分離可能な状態にすることができる。
【００２７】
以下、この木材の破砕装置１００の構成とその動作の概略を順次説明する。
まず、被破砕物投入部３は、投入ホッパ１１と、この投入ホッパ１１の下方に配置され投入ホッパ１１から排出された木材Ｗを搬送する投入コンベヤ１３からなる。投入ホッパ１１は、投入口に投入された多量の木材Ｗを下部より一定量ずつ排出し、さらに投入コンベヤ１３によってこの一定量の木材Ｗを圧縮機５へと供給する。なお、投入ホッパ１１へ木材Ｗを投入する際、木材の長手方向を揃えた状態で投入することが望ましい。
【００２８】
被破砕物投入部３の搬送方向下流側には圧縮解砕機５を配設している。図２に圧縮解砕機の概略構成を表す断面図を示した。圧縮解砕機５は、上面が開口し、この開口に投入コンベヤ１３から搬出された木材Ｗが供給される。上部開口の下方には、回転軸を水平方向として互いに平行に配置した一対のローラ１５ａ，１５ｂを有している。一方のローラ１５ａは回転軸を固定しているのに対し、他方のローラ１５ｂは回転軸を水平方向に移動可能にして、適宜の付勢手段によってローラ１５ａに近接する方向に押圧されている。また、他方のローラ１５ｂは、図示しないストッパによってローラ１５ａへの近接距離が規制され、これによりローラ１５ａ，１５ｂ同士の間で、所定の間隙ｄを形成している。この間隙ｄが、ローラ１５ａ，１５ｂ通過後の木材Ｗhの厚みと略等しくなる。
【００２９】
また、上記ローラ１５ａ，１５ｂの外周面には複数の圧縮歯１７が突設され、ローラ１５ａ，１５ｂ間に木材Ｗが通過する際に、この木材Ｗを圧縮すると共に一部を解砕する。圧縮歯１７は解砕力が高く、木材Ｗの確実な送りが得られる鬼歯型としている。このように、ローラ外周面に突起を設けることにより、内部に釘等の異物が存在する木材Ｗが潰れ、その異物が表出し易くなる。この様子を図３に示した。（ａ）は圧縮解砕機５に供給される木材Ｗの状態を示し、（ｂ）は圧縮解砕機５を通過した後の木材Ｗhの状態を示している。この圧縮解砕により、釘やその他異物の混入した木材が扁平に潰されて、釘やその他異物が適度に露出し、雷放電による破砕が効率よく行われる。
【００３０】
圧縮解砕機５の下方には、搬送手段７を配設している。図４は搬送手段の構成図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図を示している。搬送手段７は、振動フィーダ１９を基台として有し、この振動フィーダ１９の振動搬送面２１に圧縮解砕機５から落下する木材Ｗhを受け止める木材受け部２３、木材受け部２３の搬送方向下流側の振動搬送面２１上方に設けた厚み規制部２５、厚み規制部２５の搬送方向下流側に設けた整列部２７がそれぞれ配設されてなる。
【００３１】
振動フィーダ１９は、搬送手段７の搬送駆動源であって、木材受け部２３に落下した木材Ｗhを、厚み規制部２５を通じて整列部２７へ微小振動により移動させる。
厚み規制部２５は、振動フィーダ１９の振動搬送面２１を搬送方向に対して略直交する方向に横断する板状部材２９からなり、この板状部材２９は振動搬送面２１から一定間隔を隔てて振動搬送面２１に対して平行に配置されている。この一定間隔を圧縮解砕機５のロール間隔ｄより若干大きく設定することで、圧縮方向が振動搬送面２１上で上下方向となって載置された木材Ｗhを、上下方向の重なりをなくして一個のみを通過させるようにしている。つまり、上下方向に積み重なった木材Ｗhが厚み規制部２５を通過する際に、板状部材２９によりその積載状態が崩され、各木材Ｗhが振動搬送面２１上に均されることになる。
【００３２】
厚み規制部２５より搬送方向下流側の振動搬送面２１上に配設された整列部２７は、複数のピン３１が離散的に振動搬送面２１から突設されてなる。ピン３１の配列は、ピン間隔を、搬送する木材Ｗhの最小幅よりも広く、且つ、木材Ｗhがそれぞれ１個のみ通過可能な幅に設定している。整列部２７は、このピン３１の配列によって、搬送される木材Ｗhを、電極の存在する位置へと導き、雷放電を受けるのに最適な向きに姿勢転換させる。また、本実施の形態において、ピン３１は、千鳥状に配列している。また、ピン３１は、前部における横方向の配列数を、後部に向かって徐々に増加させる配列パターンとしている。これにより、搬送されてきた木材Ｗhが搬送方向に対して直角方向に二点支持され、堰き止められる状態となることが回避できるようになっている。
【００３３】
図５は整列部による整列作用を示す説明図である。図５（ａ）に示すように、厚み規制部２５を通過して平面状に均された木材Ｗhが、振動搬送面２１上を搬送されて整列部２７のピン３１同士の間に入り込む。そして、図５（ｂ），（ｃ）に示すように、木材Ｗhがピン３１によって向きを規制されながら整列される。これにより、木材Ｗhが、図５（ｄ）に示すように、電極の存在する位置へと導かれ、雷放電を受けるのに最適な向きに姿勢転換される。
【００３４】
次に、電気破砕装置９を説明する。
搬送手段７の下流側に配設された電気破砕装置９は、振動フィーダ１９の振動搬送面２１から整列された木材Ｗhを受け入れる。この電気破砕装置９は、搬送面に複数の透孔を有する搬送ベルト３３によって木材Ｗhを載置して搬送する下側コンベヤ３５と、下側コンベヤ３５の上方に設けられ、搬送面に複数の透孔を有し少なくとも破砕処理領域Ｐで下側コンベヤ３５の搬送ベルト３３に押し当てて木材Ｗhを挟持する押圧搬送ベルト３７を有する上側コンベヤ３９と、下側コンベヤ３５及び上側コンベヤ３９の少なくとも破砕処理領域Ｐを浸漬する絶縁性の液体４１を貯留した処理槽４３と、処理槽４３内の下側コンベヤ３５の破砕処理領域Ｐ下方に設けた固定電極４５と、各コンベヤ３５，３９の破砕処理領域Ｐを挟んで固定電極４５に対向して設けた棒状の対向電極４７と、固定電極４５と対向電極４７との間に高電圧を印加する高電圧パルス発生装置（高電圧発生手段）４９と、制御装置５０とを主要な構成として有している。
【００３５】
下側コンベヤ３５は、始端ローラ５１と終端ローラ５３との間で無端状の搬送ベルト３３を矢印ａ方向に回転させる周回路を形成している。始端ローラ５１と終端ローラ５３との間の周回路には、搬送ベルト３３を支持するためのガイドローラ５５を適宜に配設している。周回路は、中央部が下方に突出する形状となっており、この下方に突出した周回路部分が破砕処理領域Ｐとなって処理槽４３内に配置される。
【００３６】
上側コンベヤ３９は、無端状の押圧搬送ベルト３７を逆台形状に張架した周回路を形成している。この押圧搬送ベルト３７による周回路は、搬送ベルト３３の処理槽４３の搬入側の傾斜面、及び処理槽４３の排出側の傾斜面においても木材Ｗhが挟持されるように、搬送ベルト３３を側方にも押圧するよう形成されている。
【００３７】
図６に搬送ベルトの透孔と対向電極との位置関係を表す斜視図を示した。図示のように、搬送ベルト３３は複数の透孔５７を有しており、本実施形態では、格子状の搬送ベルト３３を用いることにより透孔５７を構成している。この他、搬送ベルト３３は、帯状のゴムベルト等に、縦横所定間隔で丸孔等を穿設したものであってもよい。また、押圧搬送ベルト３７は、搬送ベルト３３と同様に、複数の透孔５７を有した格子状に形成されている。
【００３８】
この搬送ベルト３３と押圧搬送ベルト３７によって、破砕処理領域Ｐにおいて、各搬送ベルト３３，３７間に挟持された木材Ｗhは、図７に図１のＡ−Ａ断面を示すように、所定の挟持力で保持されて搬送される。なお、この押圧力は、搬送ベルト３３及び押圧搬送ベルト３７をゴム材により製作し、所定張力で張架することにより得ることができる。
【００３９】
処理槽４３は、絶縁性の液体４１を貯留しており、図示しない供給タンク、供給ポンプ及び排出管等によって液体４１の供給・排出が可能となっている。液体４１は、絶縁媒体として水又はオイル等を好適に用いることができる。
処理槽４３内における下側コンベヤ３５の破砕処理領域Ｐの下方には、木材Ｗhの搬送方向及び搬送ベルト３３の幅方向に並んだ複数の固定電極４５を配設している。固定電極４５は、先端の尖った棒状に形成され、それぞれ搬送ベルト３３の透孔５７の位置に対応して２次元のマトリクス状に複数配列させてなる。
【００４０】
一方、破砕処理領域Ｐの上方には、各固定電極４５に対応して複数の対向電極４７を配設している。対向電極４７は、図６に示すように先端の尖った棒状の電極を、押圧搬送ベルト３７の透孔５７の位置に一致させると共に、その長手方向を固定電極４５と略同一線上に配置している。従って、対向電極４７は、押圧搬送ベルト３７の透孔５７、及び搬送ベルト３３の透孔５７を介して固定電極４５に直線上で対向するようになっている。
【００４１】
また、対向電極４７は、搬送ベルト３３へ近接・離反方向に昇降可能となっている。図８に対向電極を昇降動作させる昇降装置の動作説明図を示した。昇降装置６３は制御装置５０に接続され、図８（ａ）に示すように、下側コンベヤ３５及び上側コンベヤ３９の駆動時には対向電極４７を上昇位置に待機させ、破砕処理領域Ｐにおける搬送ベルト３３及び押圧搬送ベルト３７の位置決め完了と同時に、図８（ｂ）に示すように対向電極４７を下降動作させる。また、木材Ｗhの破砕完了後（所定回数の高電圧パルスの印加後）、対向電極４７を上昇させて待機させる。
【００４２】
そして、固定電極４５と対向電極４７との間には、制御装置５０の指令により動作するスイッチ回路５９を介して、高電圧パルス発生装置４９から高電圧パルスが印加されるようになっている。
高電圧パルス発生装置４９は、マトリクス状に配列された複数の対向電極４７それぞれに対して個別に設けた構成としてもよいが、この他にも、構成と制御の簡略化のため、木材Ｗhの搬送方向に沿った対向電極４７の列毎に設けてもよく、搬送ベルト３３の幅方向に沿った対向電極４７の列毎に設けてもよい。また、全対向電極４７に対して１つの高電圧パルス発生装置を設けた構成としてもよい。いずれの構成にするかは、発生させるエネルギの容量や設備コスト等の兼ね合いによって適宜設定される。
【００４３】
制御装置５０は、スイッチ回路５９の他に、下側コンベヤ３５の始端ローラ５１や終端ローラ５３等、及び上側コンベヤ３９のローラ６１等を回動させる図示しない駆動モータに接続され、下側コンベヤ３５と上側コンベヤ３９の搬送動作を制御している。搬送ベルト３３及び押圧搬送ベルト３７は、対向電極４７に透孔５７が一致する位置で停止されるように駆動され、この停止動作は、例えば、駆動モータの回転角や別途に設けた透孔検出センサ等からの検出値によって制御される。そして、制御装置５０は、対向電極４７が透孔５７に一致し、搬送ベルト３３が停止した状態で、高電圧パルスを断続的に複数回電極間に印加する。
【００４４】
また、処理槽４３内の破砕処理領域Ｐが含まれる搬送ベルト３３下方の底面近傍には、補助コンベヤ６５を配設している（図１参照）。搬送ベルト３３は、破砕された木材Ｗh2及び鉄屑（釘等）が存在する木材Ｗh2を搬送する。これに対して補助コンベヤ６５は、終端側が処理槽４３の外部へと立ち上げられており、搬送ベルト３３上で小さく破砕されて透孔５７から落下した木材の屑や鉄屑（釘等）等の小片Ｗpを受け止め、これを処理槽４３の外部へと排出する。
【００４５】
下側コンベヤ３５及び補助コンベヤ６５の終端部の下方には、回収コンベヤ６７が設けられ、回収コンベヤ６７は下側コンベヤ３５によって搬送されてくる破砕済みの木材Ｗh2を受け取り、図１の右方向の終端側へ搬送する。回収コンベヤ６７の上方には磁選機６９を設けてあり、磁選機６９は下側コンベヤ３５によって搬送されてくる破砕済みの木材Ｗh2から鉄屑（釘）等の磁性物を吸着選別し、木材と鉄屑とを分離する。このように破砕処理後であっても、釘、或いは釘を内部に含む木材が存在する場合に、この木材を磁選機６９によって吸着除去することで、木材の単体分離が一層確実なものとなる。なお、磁性物としてアルミ等が含まれる可能性のある場合には、磁選機の代わりに或いは磁選機と共に渦電流選別装置等を設けてもよい。これにより、選別する材質に応じた適切な選別処理が行える。
【００４６】
磁選機６９の搬送方向下流側にはリターンコンベヤ８１の始端を配設してあり、リターンコンベヤ８１は終端を圧縮解砕機５の上面開口の上方に配設している。リターンコンベヤ８１は、磁選機６９によって吸着選別された内部に釘が存在する木材を圧縮解砕機５へ搬送して再投入する。これにより、一度の電気破砕では釘と分離されなかった木材が再び電気破砕されることで、木材のみ、或いは釘のみの単体分離がより確実なものとなる。従って、回収コンベヤ６７の終端からは、釘、或いは釘を内部に含む木材を除いた、木材単体のみが回収される。
【００４７】
また、補助コンベヤ６５の下方には、副回収コンベヤ８３が設けられ、副回収コンベヤ８３は補助コンベヤ６５によって搬送されてくる、透孔５７から落下した木材や鉄屑を受け取り、図１の右方向の終端側へ搬送する。副回収コンベヤ８３の上方には磁選機８５を設けてあり、磁選機８５は副回収コンベヤ８３によって搬送されてくる木屑や鉄屑を吸着選別し、木材と鉄屑とを分離する。
【００４８】
なお、処理槽４３は、供給ポンプからの図示しない吐出口が図１の左側内壁面上方に、右側内壁面に向かって開口している。また、供給ポンプに接続される吸液口は、処理槽４３の底面等に開口する。補助コンベヤ６５の幅（図１の紙面垂直方向の距離）は、処理槽４３の幅と略同一となっている。また、下側コンベヤ３５の幅は、この補助コンベヤ６５の幅より狭くなっている。そして、処理槽４３の液面には、上側コンベヤ３９の右側下部ローラ８７の搬送方向手前側に、図示しないスクレーパを配設している。このスクレーパは、平面視で搬送方向上流側へ徐々に拡幅される「くの字」形状となっている。
【００４９】
上記構成によれば、吐出口から液体４１が吐出されることによって、処理槽４３の液面に図１の右方向（搬送方向上流側）への液流が生じる。この液流により、電気破砕等によって発生した比重の小さい木屑は、処理層４３の液面に浮いた状態で搬送方向上流側へと移動し、スクレーパによって上側コンベヤ３９の両脇に分けられる。その後、木屑は処理槽４３の右側内壁面に沿って上昇する補助コンベヤ６５の傾斜搬送面まで移動するようになる。そして、この移動した木屑は、補助コンベヤ６５の傾斜搬送面によってすくい上げられて、透孔５７から落下した木屑や鉄屑と共に処理槽４３の外へと排出されて処理されることになる。
【００５０】
次に、上記のように構成した木材の破砕装置１００を用いた木材の電気破砕方法の手順を説明する。
投入ホッパ１１に木材Ｗが投入されると、投入ホッパ１１はこれを下部より一定量ずつ排出し、投入コンベヤ１３がこの一定量の木材Ｗを圧縮解砕機５へ供給する。圧縮解砕機５は、ローラ１５ａ，１５ｂ同士の間に、木材Ｗを通すことで、木材Ｗを厚みが略ｄとなるように潰し、概略扁平状の木材Ｗhとする。これにより、木材Ｗは図３（ａ）に示すように、内部に埋入していた釘７１が、図３（ｂ）に示すように木材Ｗ内部から表出するようになる。また、ローラ１５ａ，１５ｂにより木材Ｗの一部を解砕することで、木材Ｗ内部に多数のクラックを形成すると共に木材Ｗ表面を荒らすことで、電気破砕時における破砕を生じ易くする。また、木材Ｗを圧縮解砕することにより、木材Ｗを扁平に潰して釘やその他異物が適度に露出し、雷放電による破砕が効率よく行われる。
【００５１】
圧縮解砕機５は、所定の厚みｄの扁平状に潰した木材Ｗhを下部より排出する。圧縮解砕機５の下方では、圧縮解砕機５から落下する木材Ｗhを振動フィーダ１９の木材受け部２３で受け止め、振動搬送面２１上で木材Ｗhを微小振動により搬送する。
【００５２】
木材Ｗhが振動フィーダ１９の厚み規制部２５に到達すると、振動搬送面２１上で上下方向に重なり合った木材Ｗhが均され、重なりのない平面状に揃う。厚み規制部２５を通過した木材Ｗhは、次に、整列部２７に到達し、木材Ｗhをピン３１により回転させ、電極の存在する位置へと木材Ｗhを姿勢転換する。上記厚み規制部２５及び整列部２７は、木材Ｗhが一度に多量に搬送されてきた場合に、木材Ｗhの流れを一旦せき止めて、振動搬送面の幅方向全体に分散させる効果もある。これにより、搬送面の幅方向の一部に集中して木材Ｗhが流れることを防止して、搬送面全体を有効利用することができる。
【００５３】
このようにして長手方向を搬送方向に整列された木材Ｗhは、電気破砕装置９の下側コンベヤ３５上へ受け渡される。下側コンベヤ３５は、搬送ベルト３３を搬送方向ａに駆動することにより、コンベヤの始端部に供給された木材Ｗhを、処理槽４３内へと搬送する。この際、上述のように搬送ベルト３３と押圧搬送ベルト３７との間に木材Ｗhを挟持しながら処理槽４３内へ搬送するので、処理槽４３内の液体４１中における木材Ｗhの浮遊が防止される。また、バラバラの木材Ｗhを塊状にでき、雷放電が木材Ｗhを通過する確率を高められる。さらに、液体４１内に木材Ｗhを浸漬することにより、木材Ｗhが空気より絶縁破壊強度の高い液体４１雰囲気内に置かれることになり、木材Ｗhを迂回する沿面放電の発生が抑制されるようになる。なお、本明細書中でいう「浸漬」とは、液体の中にひたすことを意味する。従って、木材の内部の空隙に水が充満していても、或いは空気が残っていてもよく、いずれの場合においても電気破砕は可能となる。
【００５４】
木材Ｗhを搬送する搬送ベルト３３及び押圧搬送ベルト３７が、処理槽４３内の破砕処理領域Ｐに到達すると、制御装置５０は各コンベヤ３５，３９の搬送動作を一旦停止する。次に、昇降装置６３を動作させ、図８（ｂ）に示すように、対向電極４７を木材Ｗhに近接するように下降させる。この搬送停止状態で、固定電極４５と対向電極４７との間に、高電圧パルスを印加する。なお、下側コンベヤ３５の搬送ベルト３３の透孔５７と上側コンベヤ３９の押圧搬送ベルト３７の透孔５７の位置は略一致するように各コンベア３５，３９が制御装置５０によって同期制御されている。そして、一箇所の停止位置で断続的に複数回、高電圧パルスを印加すると、固定電極４５と対向電極４７との間で雷放電が発生して、木材Ｗhの内部を釘７１等に沿って雷電流が通過する。
【００５５】
このように、木材Ｗhへの雷放電を確実に発生させることができ、液体４１中に木材Ｗhを浸漬することで、木材Ｗh内の微細空隙を封鎖して、この微細空隙内で発生する爆発的膨張を木材Ｗhに対する引っ張り力や剪断力として効率良く作用させることができる。従って、木材Ｗhの微小空隙内における空気及び水分が効率よく爆発的に膨張し、その際に生じる引っ張り荷重により、木材Ｗhが破砕されることになる。
また、木材は圧縮解砕されて薄厚となっているため、電極間距離を短くでき、これにより必要以上の大きな電圧印加が不要となり、印加電圧が小さく抑えられる。さらに、圧縮解砕によって木材の厚みが揃うので、電極間距離を一定に保ったまま連続的に破砕が行えるため、破砕にムラが生じ難くなる。
【００５６】
所定回数の高電圧パルスの印加が終了した後、制御装置５０により各コンベヤ３５，３９の搬送動作を再開し、破砕された木材Ｗh2が処理槽４３の外部へと排出される。この際、透孔５７から落下した木材Ｗhからの小片Ｗpは、補助コンベヤ６５上に受け止められ、同様に処理槽４３の外部へと排出される。
【００５７】
なお、ここでは透孔５７の位置を固定電極４５及び対向電極４７に一致させた一回の停止位置のみで高電圧パルスを印加する場合を例に説明したが、本発明に係る木材の電気破砕方法は、搬送ベルト３３及び押圧搬送ベルト３７を透孔５７のピッチごとに移動させて複数回停止させ、その停止位置毎に、複数回の高電圧パルスを断続的に印加するものであっても良い。この方法によれば、雷放電による雷電流をより均等に木材Ｗhへ通すことができ、さらに確実な電気破砕を実現することができる。
【００５８】
そして、処理槽４３から排出された木材Ｗh2は、下側コンベヤ３５及び補助コンベヤ６５の終端から回収コンベヤ６７へと移載される。回収コンベヤ６７へ移載された木材Ｗh2と小片Ｗpからなる処理物は、選別手段としての磁選機６９によって鉄屑（釘等）が取り除かれ、これにより、木材の破砕装置１００を異物回収装置として機能させることができる。さらに、磁選機６９によって吸着選別され内部に釘等が存在する木材がリターンコンベヤ８１によって圧縮解砕機５へ再投入されることで、木材中の異物の分離がより確実に行われるようになる。従って、例えば廃木材中に存在する釘等の異物を確実に分離回収でき、異物のリサイクルを高効率で行うことが可能となる。
【００５９】
以上説明した木材の破砕装置１００を用いた破砕方法によれば、電気破砕処理に先立って釘やその他異物の混入した木材Ｗが圧縮解砕される。この圧縮解砕により木材Ｗが扁平に潰されて釘やその他異物が適度に露出し、雷放電による破砕が効率よく行われる。また、圧縮解砕によって木材Ｗhを薄厚にでき、電極間距離を短くできるため、印加電圧を小さくでき、必要以上の大きな電圧の印加が不要となる。さらに、圧縮解砕によって木材Ｗhの厚みが揃うので、一定の電極間距離で連続的に破砕が行えるため、破砕にムラが生じ難くなる。以上のような圧縮解砕の作用によって、電気破砕においては、木材Ｗhと釘７１やその他異物の境界面から破砕が生じ、最終的に木材のみ、或いは釘７１のみの単体の物質に分離（単体分離）され、木材から異物が確実に取り出されることになる。このようにして、電気破砕処理により分離され回収された木材及び釘７１等の異物はリサイクル可能となり、地球環境保全や省エネルギの観点から優れた効果が奏される。
【００６０】
なお、上記した実施形態では、各コンベヤ３５，３９を停止させ、間欠的に木材Ｗhを電気破砕する場合を例に説明したが、制御装置５０からの制御形態を変更することにより、搬送ベルト３３及び押圧搬送ベルト３７を搬送駆動させながら、固定電極４５及び対向電極４７に透孔５７が一致したタイミング毎に、高電圧パルスを印加する方法であってもよい。即ち、このような電気破砕方法によれば、各コンベヤ３５，３９を全く停止させることなく、連続した電気破砕を行うことができる。なお、この場合には、固定電極４５及び対向電極４７の数を増やすことで、雷放電による破砕効果を低下させずに木材Ｗhの電気破砕が連続して行える。
【００６１】
また、上記した固定電極４５は、棒状の電極として説明したが、この他にも、例えば、図９に示すように、破砕処理領域Ｐの面と略同一面積で設けられ一部に破砕物排出用の開口孔７３を有する板状の固定電極７５であってもよい。また、図１０（ａ）に示すように、搬送ベルト３３の幅方向に長い短冊状の電極を木材Ｗhの搬送方向に等間隔で設けた固定電極７７、或いはこれとは逆に、図１０（ｂ）に示すように、木材Ｗhの搬送方向に長い短冊状の電極を搬送ベルト３３の幅方向に等間隔で設けた固定電極７９等であってもよい。
【００６２】
【発明の効果】
本発明に係る木材の電気破砕方法によれば、被破砕物となる木材を電気破砕処理に先立って圧縮解砕するので、釘やその他異物の混入した木材が扁平に潰され、釘やその他異物が適度に露出し、雷放電による破砕が効率よく行われる。また、圧縮解砕によって木材を薄厚にでき、電極間距離を短くできる。このことから、印加電圧が小さくて済み、必要以上の大きな電圧の印加が不要となる。さらに、圧縮解砕によって木材の厚みが揃うので、一定の電極間距離で連続的に破砕が行えるため、破砕にムラを生じ難くすることができる。
【００６３】
本発明に係る木材の破砕装置によれば、投入された木材を圧縮し、所定の厚みの扁平状となるように潰して排出する圧縮機と、この圧縮機から排出された木材に、その圧縮方向から高電圧を印加して破砕する電気破砕装置とを備えたことにより、被破砕物となる木材を電気破砕処理に先立って圧縮解砕して、釘やその他異物の混入した木材を扁平に潰すことで、釘やその他異物を適度に露出させて、雷放電による破砕効率をよくすることができる。また、木材が薄厚となので、電極間距離を短くでき、印加電圧を小さくすることができる。さらに、木材の厚みを揃えることで、一定の電極間距離で連続的に破砕が行えるため、破砕にムラが生じ難くすることができる。その結果、木材と異物とを確実に単体分離することが可能となる。
【００６４】
本発明に係る木材中に存在する固形の異物を回収する異物回収装置によれば、高効率で分離された木材と異物に対し、異物を選別処理することで、木材内に存在する異物を確実に分離回収することができる。そして、磁選機によって吸着選別され内部に鉄等の磁性物が存在する木材をリターンコンベヤによって圧縮機へ搬送して再投入するので、一度の電気破砕では異物と分離されなかった木材を再び電気破砕することができ、木材のみ、或いは異物のみの単体分離がより確実なものとなって、異物の回収効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る木材の破砕装置を表す概念図である。
【図２】圧縮解砕機の概略構成を表す断面図である。
【図３】内部に釘等の異物が存在する木材が潰れてその異物が表出する様子を示す説明図で、（ａ）は圧縮解砕機に供給される木材の状態、（ｂ）は圧縮解砕機を通過した後の木材の状態を示す図である。
【図４】搬送手段の構成図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】整列部による整列作用を示す説明図である。
【図６】搬送ベルトの透孔と対向電極との位置関係を表す斜視図である。
【図７】図１のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図８】対向電極を昇降動作させる昇降装置の動作説明図である。
【図９】固定電極の板状とした構成例を示す図である。
【図１０】固定電極を短冊状とした構成例を示す図である。
【符号の説明】
３  被破砕物投入部
５  圧縮解砕機（圧縮機）
７  搬送手段
９  電気破砕装置
１９  振動フィーダ
２１  振動搬送面
２３  木材受け部
２５  規制部
２７  整列部
２９  板状部材
３１  ピン
３３  搬送ベルト
３５  下側コンベヤ
３７  押圧搬送ベルト
３９  上側コンベヤ
４１  液体
４３  処理槽
４５  固定電極
４７  対向電極
４９  高電圧パルス発生装置（高電圧発生手段）
５０  制御装置
５７  透孔
５９  スイッチ回路
６５  補助コンベヤ
６７  回収コンベヤ
６９  磁選機（選別手段）
７１  釘
８１  リターンコンベヤ
１００  木材の破砕装置
ｄ  ロール間隔
Ｐ  破砕処理領域
Ｗ  木材
Ｗh  圧縮後の扁平状木材
Ｗp  小片
【図１】
0003840423.tif 000002
【図２】
0003840423.tif 000003
【図３】
0003840423.tif 000004
【図４】
0003840423.tif 000005
【図５】
0003840423.tif 000006
【図６】
0003840423.tif 000007
【図７】
0003840423.tif 000008
【図８】
0003840423.tif 000009
【図９】
0003840423.tif 000010
【図１０】
0003840423.tif 000011