(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に外径の異なる複数枚のブレードをブレード外径が小さいほど回転軸先端側に位置するように並べて固定して構成したカッターを粉砕原料が充填される筒状容器の底面と側面の内側に設けると共に、容器底面のカッターの各ブレードの回転面と容器側面のカッターの各ブレードの回転面が互いに直交し、かつ容器側面のカッターの一のブレードの刃先が容器底面のカッターの一のブレードの刃先の内側近辺を通過すると共に該容器底面のカッターの一のブレードの刃先が前記容器側面のカッターの一のブレードの隣りの大径のブレードの刃先の内側近辺を通過するように両カッターを配置したことを特徴とする剪断粉砕機。
【請求項２】
前記側面のカッターを前記容器底面のカッターの左右両側に設けたことを特徴とする請求項１に記載の剪断粉砕機。
【請求項３】
前記容器中に冷気を送り込むようにしたことを特徴とする請求項１に記載の剪断粉砕機。
【請求項４】
前記各ブレードの側面に前記冷気が通過する通穴を形成したことを特徴とする請求項３に記載の剪断粉砕機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は剪断粉砕機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粉砕機の一形式として、クッキングミルのように直立円筒容器の底部に設けたカッターを高速で回転し、容器中に充填した粉砕原料をカッターのブレードで剪断して細粒化する剪断粉砕機が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この種の剪断粉砕機では、カッターの回転開始当初、円筒容器中の原料層は慣性質量により静止状態にあり、高速回転するカッターのブレードにより剪断される。しかし、次第にカッターの回転運動が原料層に伝わり、ついには原料層がカッターと同じ方向に廻り始めるため、カッターと原料層の相対速度が低下し、剪断効果が低減する。
また、剪断作用の進行に伴い、原料層内に空気が入り込み、嵩密度が
減少して原料の慣性質量が急速に減少するので、原料層が回転し易くなり、より一層剪断効果が低下する。
さらに、粉砕する原料が剪断粉砕時に発生する粉砕熱によって加温されるため、廃プラスチックのような原料は軟化し、そのため剪断が困難である。
本発明はかかる問題点に鑑み、粉砕効率に優れた剪断粉砕機を提供することを第一の目的とする。また、廃プラスチックのような粉砕熱で軟化する原料も処理可能な剪断粉砕機を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は剪断粉砕機において、回転軸に外径の異なる複数枚のブレードをブレード外径が小さいほど回転軸先端側に位置するように並べて固定して構成したカッターを粉砕原料が充填される筒状容器の底面と側面の内側に設けると共に、容器底面のカッターの各ブレードの回転面と容器側面のカッターの各ブレードの回転面が互いに直交し、かつ容器側面のカッターの一のブレードの刃先が容器底面のカッターの一のブレードの刃先の内側近辺を通過すると共に該容器底面のカッターの一のブレードの刃先が前記容器側面のカッターの一のブレードの隣りの大径のブレードの刃先の内側近辺を通過するように両カッターを配置したことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は請求項１に記載の剪断粉砕機において、前記側面のカッターを前記容器底面のカッターの左右両側に設けたことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は請求項１に記載の剪断粉砕機において、前記容器中に冷気を送り込むようにしたことを特徴とする。
請求項４に記載の発明は請求項３に記載の発明において、前記各ブレードの側面に前記冷気が通過する通穴を形成したことを特徴とする。
【０００５】
【発明の作用・効果】
請求項１に記載の発明によれば、容器底面のカッターのブレード群と容器側面のカッターのブレード群の回転面同士を互いに直交するように配置すると共に、一のブレードの刃先が対向するブレードの刃先の近辺を通過するように配置したので、カッターを高速回転させると、容器底面のカッターのブレードの表面に載っている原料は遠心力で容器側面のカッターのブレードの刃先方向へはね飛ばされて剪断粉砕される。一方、容器側面のカッターのブレードに接触している原料は遠心力で容器底面のカッターのブレードの刃先へとはね飛ばされて剪断粉砕される。
このように、容器中の原料は遠心力によって強制的に刃先へと送り込まれて剪断されるだけでなく、対向するブレードに衝突して衝撃粉砕されるので、高い粉砕効率を得ることができる。
請求項２に記載の発明によれば、容器側面のカッターを容器底面のカッターの左右両側に設けたので、より高い剪断粉砕効果と衝撃粉砕効果を発揮することができる。
請求項３に記載の発明によれば、原料を冷気で強制冷却するので、粉砕熱で原料が軟化するのを防止できる。このため廃プラスチックでも粉砕が可能となる。請求項４に記載の発明によれば、ブレードの通穴を通って冷気がブレードとブレードの間に進入するので、より効果的に原料を冷却してその軟化を防止できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図面に基づき説明するに、図１〜図３には本発明の一実施形態に係る剪断粉砕機１０が示されている。当該剪断粉砕機は円筒容器１１を備え、該円筒容器１１の底面と左右両側面にカッター２０，４０が組み付けられている。
【０００７】
円筒容器１１の底面に設けたカッター２０は、円筒容器１１底面の中心を貫通する回転軸２１と、回転軸２１に固着した４枚のブレード２２〜２５と、回転軸２１の外端部に固定したベルト車２６及びモーター２７を備え、モーター２７の駆動軸とベルト車２６がベルト２８で連結されている。回転軸２１は図４に詳細に示すように、円筒容器１１の底面中心部の外側にボルト２９で固定した軸受３０と外筒３１により回転可能に円筒容器１１底面に組付けられている。各ブレード２２〜２５は図３に示すように歯車形状を有し、互いに直径が異なるとともに刃先となる歯数が異なり、直径の大きいものほど歯数も多く設けられている。図５には最小径を有するブレード２２が示されている。各ブレード２２〜２５には中心部に回転軸２１が貫通する取付穴２２ａと、取付穴２２ａの周囲に通穴２２ｂが等ピッチで形成されている。この通穴２２ｂの面積も直径が大きいブレード２３，２４，２５ほど大きく設けられている。各ブレード２２〜２５は直径が小さいものほど回転軸２１の先端側に位置するように配置し、ブレード間に介装したスペーサー３２によって等ピッチで装着され、山形ナット３３で回転軸２１に締着されている。この山形ナット３３は円筒容器１１に投入された原料（図示略）が付着しにくいように先端部に丸みが付けられている。
【０００８】
円筒容器１１側面のカッター４０は容器１１側面にボルト４１（図４）で固定したモーター４２と、モーター４２の駆動回転軸４３に固着した４枚のブレード４４〜４７を備えている。モーター４２の駆動回転軸４３は容器１１側面を貫通して容器１１中に突出し、突出部にブレード４４〜４７が取付けられている。各ブレード４４〜４７は円筒容器１１底部のカッター２０のブレード２２〜２５と同様の歯車形状を有し、直径が小さいものほど駆動回転軸４３の先端側に位置するように配置され、スペーサー４８によって等ピッチで装着され、ナット４９で駆動回転軸４３に固定されている。
【０００９】
図３及び図４に示すように、容器底面のカッター２０と容器側面のカッター４０はブレード２２〜２５，４４〜４７の回転面が互いに直交するように配置されている。また、容器側面のカッター４０のブレード４４の刃先が容器底面のカッター２０のブレード２２の刃先の内側近辺を通過するように、かつ容器底面のカッター２０のブレード２２の刃先が容器側面のカッター４０のブレード４５の刃先の内側近辺を通過するように配置されている。同様にして、容器側面カッターのブレード４５、ブレード４６、ブレード４７の刃先はそれぞれ容器底面カッターのブレード２３、ブレード２４、ブレード２５の刃先の内側近辺を通過し、かつ容器底面カッターのブレード２３、ブレード２４の刃先はそれぞれ容器側面カッターのブレード４６、ブレード４７の刃先の内側近辺を通過するように配置されている。
【００１０】
図２に示すように、円筒容器１１の上端面開口はカバープレート１２で覆蓋され、カバープレート１２に原料の投入口１２ａが形成されている。投入口１２ａにはロータリーバルブ１３を介してホッパー１４が接続ている。円筒容器の側面の下端部には排出口１１ａが形成され、排出口１１ａに排出シュート１５が連設されている。排出シュート１５内には排出シュート１５を開閉するピストン弁１６が設けられ、エアーシリンダ１７のピストンロッド１７ａに連結されている。円筒容器１１の底面には冷気パイプ５０が接続され、容器１１との接続部にフィルター５１が取付けられている。一方、カバープレート１２には排気口１２ｂが形成され、排気口１２ｂにバッグフィルター５２が取付けられている。
【００１１】
本実施形態に係る剪断粉砕装置１０の構造は以上の通りであって、次ぎに作動を説明する。この剪断粉砕装置１０はバッチ式で運転される。粉砕する原料はホッパー１４のロータリーバルブ１３を開いて円筒容器１１中に一定量例えば円筒容器１１の容積の６０〜７０％を投入する。そして、容器底面のカッター２０と容器側面の両カッター４０に通電し、ブレード２２〜２５，４４〜４７を高速回転させる共に冷気パイプ５０から冷気を容器中に送風する。容器底面のカッター２０のブレード２２〜２５の表面に載っている原料は遠心力で容器側面のカッター４０のブレード４４〜４７の刃先方向（ｖ１）へはね飛ばされて剪断粉砕される。一方、容器側面のカッター４０のブレード４４〜４７に接触している原料は遠心力で容器底面のカッター２０のブレード２２〜２５の刃先方向（ｖ２）へとはね飛ばされて剪断粉砕される。このとき粉砕熱が発生するが、冷気パイプ５０から容器１１中に送り込まれた冷気によって原料は冷却される。冷気は底部のフィルター５１を通して容器１１中に送り込まれ、容器１１中ではブレード２２〜２５，４４〜４７の通穴２２ａ〜２５ａ，４４ａ〜４７ａを通ってブレード２２〜２５，４４〜４７に挟まれた空間に流入し、各ブレード２２〜２５，４４〜４７の刃先に達して原料を冷却し、その後バッグフィルター５２を通って大気中に放出される。
【００１２】
以上説明したように、本実施形態に係る剪断粉砕機１０によれば、容器底面のカッター２０のブレード群２２〜２５と容器側面のカッター４０のブレード群４４〜４７の回転面同士を互いに直交するように配置すると共に、一のブレード２２〜２５，４４〜４７の刃先が対向するブレード２２〜２５，４４〜４７の刃先の近辺を通過するように配置したので、カッター２０，４０を高速回転させると、容器底面のカッター２０のブレード２２〜２５の表面に載っている原料は遠心力で容器側面のカッター４０のブレード４４〜４７の刃先方向へはね飛ばされて剪断粉砕される。一方、容器側面のカッター４０のブレード４４〜４７に接触している原料は遠心力で容器底面のカッター２０のブレード２２〜２５の刃先へとはね飛ばされて剪断粉砕される。このように、容器１１中の原料は遠心力によって強制的に刃先へと送り込まれて剪断されるだけでなく、対向するブレード２２〜２５，４４〜４７に衝突して衝撃粉砕されるので、高い粉砕効率を得ることができる。
【００１３】
また、容器底面のカッター２０の左右両側にカッター４０を設けたので、より高い剪断粉砕効果と衝撃粉砕効果を発揮することができる。このため木材片、植物繊維のように原料密度の低い物質、ゼオライト、ベントナイト、バミュキライト等の軟質鉱物を効率的に粉砕できる。
【００１４】
さらに、原料を冷気で強制冷却するので、粉砕熱で加温されて軟化するのを防止できる。このため廃プラスチックでも粉砕が可能となる。とくに本実施形態では、冷気が通穴２２ａ〜２５ａ，４４ａ〜４７ａを通って刃先の近辺を通過するので、刃先部分の原料を効率的に冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係る剪断粉砕機の主要部を示す斜視図である。
【図２】  同剪断粉砕機を示す横断面図である。
【図３】  図２の２−２線から切断した断面図である。
【図４】  同剪断粉砕機の容器底部を示す断面図である。
【図５】  同剪断粉砕機のカッターのブレードを示す平面図である。
【符号の説明】
１０…剪断粉砕域、１１…円筒容器、２０，４０…カッター、２２〜２５，４４〜４７…ブレード、２１，４３…回転軸、５０…冷気パイプ。
【図１】
0003746733.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003746733.tif 000005
【図５】
0003746733.tif 000006