固形物粉砕機
【課題】固形物の塊を粒状に粉砕し、一様に径が一定以下の粒状に粉砕された排出物のみを取り出す。
【解決手段】外周面に複数のロッド１０、１１が立設され、互いに同じ高さで平行で水平に支持された２本の回転軸８、９のロッド１０、１１を設けた部分を収容する粉砕部筐体２２を有する。投入された固形物の塊は筐体２２内において回転する２本の回転軸８、９のロッド１０、１１により順次粒状に粉砕される。ロッド１０の回転スペースの下側には、複数本のスクリーン棒（２７１、２７２、２７５、２７６）を平行に支持してなるスクリーン２７を設け、粉砕物の内、径がスクリーン棒どうしの隙間に対応した一定値以下の粒状のものが前記隙間を通過して落下し、筐体２２外に排出される。隣り合うスクリーン棒はプーリ機構５０、６０により互いに異なる方向にその回転数が互いに異なるように回転駆動される。
【解決手段】外周面に複数のロッド１０、１１が立設され、互いに同じ高さで平行で水平に支持された２本の回転軸８、９のロッド１０、１１を設けた部分を収容する粉砕部筐体２２を有する。投入された固形物の塊は筐体２２内において回転する２本の回転軸８、９のロッド１０、１１により順次粒状に粉砕される。ロッド１０の回転スペースの下側には、複数本のスクリーン棒（２７１、２７２、２７５、２７６）を平行に支持してなるスクリーン２７を設け、粉砕物の内、径がスクリーン棒どうしの隙間に対応した一定値以下の粒状のものが前記隙間を通過して落下し、筐体２２外に排出される。隣り合うスクリーン棒はプーリ機構５０、６０により互いに異なる方向にその回転数が互いに異なるように回転駆動される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固形物粉砕機、特に固液分離などにより脱水した後の固形物の塊を粒状に粉砕して排出する固形物粉砕機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
径が例えば数ｃｍ〜数十ｃｍの固形物の塊を順次投入し、径が一定以下、例えば５ｍｍ程度以下の粒状に粉砕して排出する固形物粉砕機の需要がある。この固形物粉砕機の粉砕機構の構成として、本出願人が先に提案した混練装置の混練機構の構成を利用することが考えられる（特許文献１及び２参照）。その混練装置は、粉状物質と液体の混合物を攪拌して混練するものである。そして、混練機構の構成として、互いに平行に架設された２本の回転軸を有し、回転軸のそれぞれの外周面にはロッドやパドルなどの混練部材（突起部材）が複数立設されている。そして、２本の回転軸を互いに逆方向に不等速回転させることにより、それぞれの混練部材が粉状物質と液体の混合物を攪拌し、回転軸の軸方向に搬送しながら混練する。そのとき２本の回転軸の混練部材が互いに相手の回転軸の外周面および混練部材に付着した混練物を掻き落とす、いわゆるセルフクリーニングを行うように構成することもできる。
【０００３】
このような混練機構の構成を固形物粉砕機の粉砕機構に利用すれば、回転する２本の回転軸の複数の混練部材が固形物の塊に対して連続的に繰り返し力を加えて塊を粒状に粉砕することができる。また、固形物が水分を含むなどして付着性が強い場合でも、上記のセルフクリーニングによって粉砕を支障なく行えると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２７７３７６号公報
【特許文献２】特開２００６−２３９５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような混練装置の構成を利用すれば、固形物の塊を粒状に粉砕すること自体は可能である。しかし、その構成をそのまま利用するだけでは、固形物の塊を粉砕しながら、粉砕物の内から径が一定以下の粒状のものだけを取り出して排出することはできない。すなわち、排出物の全部を一様にその径が一定以下の粒状にすることは困難である。そして、排出物の一部は径が前記一定の径より大きな粒ないし塊状となり、他の一部は径が小さくなり過ぎて粉状となり、水分を含む場合は練られた物となってしまう、といった問題が生じる。
【０００６】
そこで、たとえば、投入された固形物の塊を粒状に粉砕しながら径が一定以下の粒状の物だけを取り出すために、上記のような混練装置の構成において、それぞれ外周面に複数の突起部材が立設された水平に延びる複数の回転軸の下方で該回転軸の延びる方向に複数本の棒からなるスクリーン（篩：ふるい）を設けた構造が考えられる。このスクリーンの複数本の棒は、たとえば各棒間に隙間が形成されるように互いに所定間隔隔てて配置されるようにし、固形物の塊が回転軸の複数の突起部材により粉砕され、粉砕された粉砕物がスクリーンの複数本の棒間の隙間を通りふるい落とされるようにする。
【０００７】
このような構成により、一様に径が一定以下の粒状に粉砕された排出物のみをスクリーンを経由して取り出すことができる、と考えられるが、粉砕物が水分を含んでいるような場合など、スクリーンの複数本の棒と棒の間に狭まって滞留するなどし、スクリーンが目づまりを起すことが予想される。このような構成でスクリーンがいったん目づまりを起してしまった場合にはプラントの運転を停止し、スクリーンを清掃する、などの面倒な維持作業が必要になる、と考えられる。
【０００８】
そこで本発明の課題は、上記問題に鑑み、固形物の塊を粒状に粉砕し、一様に径が一定以下の粒状に粉砕された排出物のみをスクリーンを経由して、また、このスクリーンを目づまりさせることなく取り出すことができ、面倒な維持作業を減らすことができる固形物粉砕機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明においては、投入された固形物の塊を粒状に粉砕して排出する固形物粉砕機であって、それぞれ外周面に複数の突起部材が立設された水平に延びる複数の回転軸と、前記複数の回転軸の下方で該回転軸の延びる方向に配置された複数本のスクリーン棒からなるスクリーンとを有し、前記スクリーンの複数本のスクリーン棒は、各スクリーン棒間に隙間が形成されるように互いに所定間隔隔てて配置され、かつ、隣り合うスクリーン棒が互いに異なる方向にその回転数が互いに異なるように回転駆動され、投入された固形物の塊が前記複数の回転軸の回転駆動で回転する前記複数の突起部材により粉砕され、粉砕された粉砕物が前記複数本のスクリーン棒間の隙間を通って排出される構成を採用した。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成によれば、スクリーンの隣り合うスクリーン棒を互いに異なる方向に回転駆動し、しかもその回転数が互いに異なるように回転駆動することができ、これによってスクリーンを目づまりさせることなく、投入された固形物の塊を複数の回転軸の突起部材により粒状に粉砕し、一様に径が一定以下の粒状に粉砕された排出物のみをスクリーンを介して取り出すことができ、面倒な維持作業を減らすことができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を採用した固形物粉砕機の一部破断側面図である。
【図２】図１の粉砕部筐体内部を透視的に示した側面図である。
【図３ａ】図１の粉砕部筐体の上面図である。
【図３ｂ】回転軸を上部から見た上面図である。
【図４】図２および図３の右方から粉砕部筐体の駆動系の構造を示した説明図である。
【図５】図２および図３の左方から粉砕部筐体の駆動系の構造を示した説明図である。
【図６】ロッドに代わりパドルを用いて攪拌、粉砕を行う回転軸の構成を示した平面図である。
【図７】回転軸のロッドの並びを変えて固形物の搬送方向を一方向にしたときの回転軸の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付した図を参照して、本発明を実施するための最良の形態の実施例を説明する。
【実施例】
【００１３】
図１〜図５は、本発明を採用した固形物粉砕機（以下、単に粉砕機ともいう）の構成を説明するものである。ここで、図１は本発明を採用した固形物粉砕機の一部破断側面図、図２は図１の粉砕部筐体２２の内部を透視的に示した側面図である。図３〜図５は粉砕部筐体２２の部分の詳細な構造を示したもので、図３ａは図１の粉砕部筐体から回転軸８、９を除いて示した上面図、図３ｂは回転軸８，９を上部から見たときの上面図、図４は図２（図３）の右方から粉砕部筐体の駆動系の構造を示した説明図、図５は同じく左方から粉砕部筐体の駆動系の構造を示した説明図である。以下、図１〜図５を参照して本実施例の粉砕機の構造につき説明する。
【００１４】
図１において、１ａは下フレーム、１ｂは上フレーム、１ｃ、１ｄ、１ｅはフレームスタンドである。これらを組み立てて支持部材としてのフレームが構成される。このフレーム上に、粉砕機の粉砕機構などのフレーム以外の構成部材が組み付けられて支持される。なお、不図示の外部のベルトコンベアが下フレーム１ａと上フレーム１ｂの間に、もしくは下フレーム１ａの下に配置される。
【００１５】
上フレーム１ｂ上には軸受スタンド２および３が固定されており、軸受スタンド２には軸受４が固定され、軸受スタンド３には軸受５が固定されている。なお、軸受４、５は、後述する回転軸８のもののみを示しているが、実際には軸受スタンド２および３には回転軸９（図３ｂ、図４、図５）のための軸受（不図示）も設けられる。これら軸受により回転軸８（９）の両端部が回転可能に支持される。
【００１６】
図４、図５のように、回転軸８、９は、互いに同じ高さの所で相手の軸方向に沿って平行に並んで水平に支持されている（図３ｂも参照）。なお、厳密に同じ高さでなくて略同じ高さでもよく、水平でなくて略水平でもよい。回転軸８、９の右端部にはギヤ１２、１３が固定されており（図３ａ）、互いに噛み合っている。
【００１７】
また、モータ１７と減速機１６のユニットが上フレーム１ｂ上に設けられている。減速機１６の出力軸１６ａは軸継手１５、１４を介して回転軸８の右端部に連結されている。モータ１７の回転駆動力が減速機１６、軸継手１５、１４を介して回転軸８に伝達される。これにより回転軸８が駆動軸として回転駆動される。さらにその回転駆動力がギア１２、１３を介して回転軸９に伝達される。これにより回転軸９が従動軸として回転軸８に従動して回転軸８と逆方向に回転するようになっている。
【００１８】
一方、回転軸８、９の中間部は両端部より径が大きな大径部として形成されている。各回転軸８、９の大径部はそれぞれ同じ径となっている。回転軸８の大径部の外周面には複数のロッド１０が立設され、また、回転軸９の大径部の外周面にも複数のロッド１１が立設されている（図３ｂ、図４、図５）。ロッド１０、１１は、互いに同じ丸棒状のものであり、粉砕機の後述する粉砕部筐体２２に投入された固形物の塊に対して連続的に繰り返し力を加えて塊を粉砕するための突起部材である。ロッド１０、１１の代わりに例えば長方形の板状など他の形状の突起部材を設けてもよい。
【００１９】
本実施例では、粉砕動作時に回転軸８、９の回転に伴ってセルフクリーニングが行われるように構成する。すなわち、複数のロッド１０、１１どうしが互いに相手の回転軸９、８の大径部の外周面およびロッド１１、１０に付着した固形物を掻き落とすように構成する。このため、本実施例ではロッド１０、１１の配置などが以下のように構成される。
【００２０】
ロッド１０は、１条の螺旋形の線に沿って並ぶように配置されている。すなわち、各ロッド１０は、それぞれ回転軸８の軸方向に所定の等距離隔てて、また周方向に全周の３６０°を８等分する４５°の角度ピッチで螺旋状に並ぶように配置されている（図４、図５参照）。ロッド１１も、基本的にはロッド１０と同様に、回転軸９の軸方向に上記所定の等距離隔てて１条の螺旋形の線に沿って並ぶように配置されている。ただし、周方向には３６０°を１０等分する３６°の角度ピッチで螺旋状に並ぶように配置されている。また、ロッド１１が並ぶ螺旋はロッド１０の並びが形成する螺旋とは逆螺旋となっている。
【００２１】
なお、後述するように、固形物を中央部に搬送するために、同じ回転軸上に取り付けられるロッドの螺旋並びも軸方向に見て右半分と左半分では逆螺旋になっている。例えば、図２に示したように、回転軸８の左半分に相当するＡの区間でのロッド１０の配置は右半分に相当するＢの区間でのロッド１０とは逆螺旋状の配置となっている。同様なことが回転軸９のロッド１１についてもいえ、図３ｂに示したように、回転軸９の左半分に相当する区間でのロッド１１の配置は右半分に相当する区間でのロッド１１とは逆螺旋状の配置となっている。従って、回転軸８、９の対向するロッド１０、１１は互いに逆螺旋状の配置であるとともに、同じ回転軸８（９）の左半分と右半分ではそれぞれのロッド１０（１１）の配置が逆螺旋状となっている。なお、ロッド１０、１１は、互いに回転軸８、９の軸方向に垂直な方向に対向する位置に配置される。
【００２２】
また、回転軸８、９は、回転軸８、９が回転するにつれてロッド１０、１１の先端が対向する回転軸の外周面に近接するような位置に配置される。
【００２３】
また回転軸８、９は互いに不等速で回転駆動されるものとする。そして、回転軸８、９の単位時間あたりの回転数比（ギア１２、１３のギア比の逆数の比）は、上記角度ピッチの比と同比、ここでは４５°：３６°つまり５：４とする。このような構成により、ロッド１０、１１どうしが衝突することがなくなる。また、ロッド１０の並びが形成する螺旋ピッチとロッド１１の並びが形成する螺旋ピッチの比は、図３ｂに示したように、回転軸８、９の回転数比（５：４）と逆比、つまり１：１．２５となり、回転軸８、９の軸方向の搬送速度は同じになる。
【００２４】
なお、ロッド１０、１１の配置などの構成は上記のものに限らないことは勿論である。ロッド１０、１１をそれに沿って並べる螺旋形の線は複数条でもよい。また、上記の角度ピッチの比と回転数比は５：４に限らず、一般的に言うと、Ｎを２以上の整数としてＮ：Ｎ−１とすればよい。
【００２５】
また、図１〜図３中に符号２０で示す支持部材としての支持台が上フレーム１ｂ上の２箇所に設けられている。支持台２０は、上フレーム１ｂに対して、防振ゴム２１を介して取り付けられている。
【００２６】
そして、この２つの支持台２０上に、図１および図２中で符号２２により全体を示す粉砕部筐体（以下、単に筐体という）が支持されている。この筐体２２は、回転軸８、９のロッド１０、１１を設けた部分を収容している。すなわち、回転軸８、９の回転に伴ってロッド１０、１１が回転する回転スペースを包囲している。そして、筐体２２には、ロッド１０、１１の回転スペースの下側に面してスクリーン２７が設けられている（図２〜図５。図１ではスクリーン２７の配置範囲を一点鎖線により示している）。
【００２７】
筐体２２は、金属などから上部、下部が開口となった枠型に構成されており、スクリーン２７を支持する側板２５、２６を含む。筐体２２の上部は開口となっており、ここから粉砕すべき固形物の塊が筐体２２内に投入される。
【００２８】
筐体２２下部のスクリーン２７は、図２、図３に示すように複数本（例えば数十本）の直線状のスクリーン棒（後述の２７１、２７２、２７５、２７６）を含む。なお、図１ではスクリーン棒の個々の図示は省略し、スクリーン棒を配置した領域全体の輪郭のみを１点鎖線で示してある。図４、図５に示すように、左右の側板２５、２６によって、スクリーン棒（後述の２７１、２７２、２７５、２７６）はロッド１０、１１の回転範囲のわずかに外側を円弧状に覆うように回動自在に支持される。
【００２９】
なお、本実施例ではスクリーン棒の断面形状を円形にしているが（図４、図５参照）、例えば正三角形、正方形、正六角形などの他の形状としてもよい。
【００３０】
スクリーン棒（後述の２７１、２７２、２７５、２７６）は、真直ぐに回転軸８、９が延びる方向、つまり水平に延びており、その長さは回転軸８、９のロッド１０、１１を立設した大径部より少し長い。
【００３１】
左右の側板２５、２６の下部は、これらスクリーン棒（後述の２７１、２７２、２７５、２７６）の軸支部（軸受など：詳細不図示）を配置できるよう、２つの円弧状を合せた形状に形成されている。
【００３２】
側板２５、２６は、図１に示すように側板２５、２６のそれぞれの下端部が２つの支持台２０のそれぞれにボルト締めなどで固定されることにより、筐体２２の全体が支持台２０上に支持されている。また、側板２５、２６により、ロッド１０、１１の回転スペースの図１、図２中で左右両側（回転軸８、９の軸方向の両側）が覆われる。
【００３３】
また、詳しく図示していないが、側板２５、２６は、回転軸８、９の両端部を挿通させる孔を有する。筐体２２はラバーマウントされるため、これら孔の縁が回転軸８、９の両端部の外周面に当たったり擦ったりしないよう、そのため、その孔の径は回転軸８、９の両端部の径より適当に大きくしておく。
【００３４】
本実施例では、回転軸８、９からプーリ機構５０、６０（図１）を用いて取り出した動力を利用し、スクリーン２７を構成するスクリーン棒（後述の２７１、２７２、２７５、２７６）を回転駆動する。このプーリ機構５０、６０（図１）の詳細は図４、図５に示してある。本実施例では、隣り合うスクリーン棒（後述の２７１、２７２、２７５、２７６）は互いに異なる方向に回転駆動され、かつ、隣り合うスクリーン棒は異なる回転数比に制御される（上記の回転軸８、９の回転数比が異なっていることを利用する）。このようにして、スクリーン２７を目づまりさせることなく、投入された固形物の塊を粒状に粉砕し、一様に径が一定以下の粒状に粉砕された排出物のみをスクリーン２７を経由して取り出すことができる。
【００３５】
ここで図４、図５を参照してスクリーン棒（後述の２７１、２７２、２７５、２７６）を駆動するプーリ機構（図１の５０、６０）につき詳細に説明する。
【００３６】
図４は図２および図３ａの右方から、図５は図２および図３ａの左方から粉砕部筐体の駆動系の構造を透視的に示している。
【００３７】
図４のスクリーン棒２７１、２７１…、および２７２、２７２…の端部には、それぞれ側板２６の外側において小プーリ２７１ａ、２７１ａ…、および２７２ａ、２７２ａ…が装着されており、小プーリ２７１ａ、２７１ａ…、および２７２ａ、２７２ａ…には弓型をなすようにそれぞれベルト２７３（回転軸８左側）、２７４（回転軸９右側）が巻装されている。スクリーン棒２７１、２７１…の間の黒丸、およびスクリーン棒２７２、２７２…の間の黒丸で示したものは、それぞれ図５に示すスクリーン棒２７５、２７５…、および２７６、２７６…に相当する。
【００３８】
スクリーン棒２７１、および２７２のそれぞれ１つの軸端には、さらにプーリ５５、５６が装着されており、プーリ５５、５６にはベルト５７が巻装されている。このベルト５７はさらにプーリ５４に巻装されている。
【００３９】
プーリ５４には同軸に大プーリ５２が結合されており、プーリ５４、大プーリ５２はプーリ機構５０中に不図示の支持手段によって回動自在に支持され、大プーリ５２にはベルト５３を介して回転軸９に同軸に装着されたプーリ５１から動力が伝達される。
【００４０】
以上のプーリ機構５０において、回転軸９からプーリ５１〜ベルト５３〜プーリ５２〜プーリ５４〜ベルト５７を介してプーリ５５、５６に動力が伝達され、これによりスクリーン棒２７１、および２７２の１つが回転駆動され、さらにベルト２７３、２７４〜小プーリ２７１ａ、２７１ａ…、および２７２ａ、２７２ａ…を介して残りのスクリーン棒２７１、および２７２の全てが回転駆動される。その回転駆動方向は図中の矢印のように回転軸９が反時計廻りに回転駆動されるものとすれば、各スクリーン棒２７１、２７１…および２７２、２７２…も反時計廻りに回転駆動される。
【００４１】
一方、図５に示す筐体２２の反対側にあるプーリ機構６０の構造も上記と同様である。
【００４２】
図５のスクリーン棒２７６、２７６…、および２７５、２７５…（各々黒丸で示してある）の端部には、それぞれ側板２５の外側において小プーリ２７６ａ、２７６ａ…、および２７５ａ、２７５ａ…が装着されており、小プーリ２７６ａ、２７６ａ…、および２７５ａ、２７５ａ…には弓型をなすようにそれぞれベルト２７８（回転軸９左側）、２７７（回転軸８右側）が巻装されている。スクリーン棒２７６、２７６…の間の白丸、およびスクリーン棒２７５、２７５…の間の白丸で示したものは、それぞれ図４に示すスクリーン棒２７２、２７２…、および２７１、２７１…に相当する。
【００４３】
スクリーン棒２７６、および２７５のそれぞれ１つの軸端には、さらにプーリ６５、６６が装着されており、プーリ６５、６６にはベルト６７が巻装されている。このベルト６７はさらにプーリ６４に巻装されている。
【００４４】
プーリ６４には同軸に大プーリ６２が結合されており、プーリ６４、大プーリ６２はプーリ機構６０中に不図示の支持手段によって回動自在に支持され、大プーリ６２にはベルト６３を介して回転軸８に同軸に装着されたプーリ６１から動力が伝達される。
【００４５】
以上のプーリ機構６０において、回転軸８からプーリ６１〜ベルト６３〜プーリ６２〜プーリ６４〜ベルト６７を介してプーリ６５、６６に動力が伝達され、これによりスクリーン棒２７６、および２７５の１つが回転駆動され、さらにベルト２７８、２７７〜小プーリ２７６ａ、２７６ａ…、および２７５ａ、２７５ａ…を介して残りのスクリーン棒２７６、および２７５の全てが回転駆動される。その回転駆動方向は図中の矢印のように回転軸８が反時計廻りに回転駆動されるものとすれば、各スクリーン棒２７６、２７６…および２７５、２７５…も反時計廻りに回転駆動される。
【００４６】
図４および図５に白丸および黒丸を用いて示したように、スクリーン２７のスクリーン棒２７１、２７１…、および２７５、２７５…は１本おきに互い違いに配置される。そして、スクリーン棒２７１、２７１…、および２７５、２７５…は図４および図５に矢印で示した回転駆動方向から明らかなように上述のプーリ機構５０、６０によってそれぞれ反対方向に回転駆動され、かつプーリ機構５０、６０の各プーリの減速比が同一であるものとすれば、回転軸８、９によりそれぞれ駆動されるスクリーン棒２７５、２７５…、および２７１、２７１…の回転数比は５：４となる。
【００４７】
また、図４および図５に白丸および黒丸を用いて示したように、スクリーン２７のスクリーン棒２７２、２７２…、および２７６、２７６…は１本おきに互い違いに配置される。そして、スクリーン棒２７２、２７２…、および２７６、２７６…は図４および図５に矢印で示した回転駆動方向から明らかなように上述のプーリ機構５０、６０によってそれぞれ反対方向に回転駆動され、かつさらに、プーリ機構５０、６０の各プーリの減速比が同一であるものとすれば、回転軸８、９によりそれぞれ駆動されるスクリーン棒２７８、２７８…、および２７２、２７２…の回転数比は５：４となる。
【００４８】
次に本実施例の粉砕機による固形物の塊の粉砕動作について説明する。粉砕動作時には、径が例えば数ｃｍ〜数十ｃｍの固形物の塊が筐体２２内に上方から順次投入されると共に、モータ１７が駆動される。それにより、回転軸８、９が互いに逆方向に回転してロッド１０、１１どうしが互いに逆方向に回転する。また、上記のプーリ機構５０、６０を介してスクリーン２７の複数のスクリーン棒２７１、２７２、２７５、２７６のそれぞれが回転する。
【００４９】
このとき、スクリーン２７の隣り合うスクリーン棒２７１、２７２、２７５、２７６が互いに異なる方向に回転駆動され、しかもその回転数が互いに異なるよう、特に上記構成によれば、スクリーン棒２７５、２７５…、および２７１、２７１…の回転数比が５：４となるように、またスクリーン棒２７６、２７６…、および２７２、２７２…の回転数比が５：４となるように、各スクリーン棒２７１、２７２、２７５、２７６が回転駆動される。
【００５０】
投入された固形物の塊は、回転する複数のロッド１０、１１により連続的に繰り返し打撃されたり加圧されたりして力を加えられ、順次、粒状に粉砕されていく。粒状に粉砕された粉砕物は攪拌されながら力を加えられて、より小さな粒状へと粉砕されていく。ここで、螺旋形の線上に並ぶように配置された複数のロッド１０、１１がスクリューと同様に作用する。これにより、固形物の塊は順次粒状に粉砕され攪拌されながら回転軸８、９に沿って図１、図２、図３ａ、図３ｂ中で右半分の区間（図２でＢの区間）では左方向に搬送され、左半分の区間（図２でＡの区間）では右方向に搬送され、中央部に移動する。その間に、粉砕物の内で径がスクリーン棒２７どうしの隙間の寸法より小さい粒状のものが攪拌によってスクリーン棒２７の所へ移動したときにスクリーン棒２７どうしの隙間を通って筐体２２外へふるい落とされ、たとえば筐体２２の下方に配置した不図示の外部のベルトコンベア上に排出される。すなわち、スクリーン２７を介して、粉砕物の内から径が一定以下の粒状の物だけが取り出されて筐体２２外に排出される。排出された粒状のものはベルトコンベアにより別の場所に搬送される。
【００５１】
以上のように、本実施例によれば、スクリーン２７の隣り合うスクリーン棒を互いに異なる方向に回転駆動し、しかもその回転数が互いに異なるように回転駆動することができ、これによってスクリーン２７を目づまりさせることなく、投入された固形物の塊を回転軸８、９のロッド１０、１１により粒状に粉砕し、一様に径が一定以下の粒状に粉砕された排出物のみをスクリーン２７を経由して取り出すことができ、面倒な維持作業を減らすことができる。
【００５２】
また、上記構成において、上記粉砕動作中に、回転軸８、９は、５：４の回転数比で互いに不等速で回転している。このため、回転軸８、９の軸方向に同じ位置で対向するロッド１０、１１どうしは、回転に伴って互いに接近、離間する動作を繰り返す。これにより、互いに固形物が付着している場合は、互いに相手に付着した固形物を掻き落すことができる。上記回転数比とロッド１０、１１の先述した角度ピッチ比が同じであることにより、ロッド１０、１１どうしが衝突することはない。また、回転軸８、９の回転に伴ってロッド１０、１１の先端部が互いに相手の回転軸９、８の大径部の外周面の近傍を通過する。このため、回転軸８、９の大径部の外周面に固形物が付着していたらロッド１１、１０により掻き落とすことができる。このようにしてセルフクリーニングを行うことができる。したがって、固形物が水分を含むなどして付着性が強い場合でも粉砕動作を支障なく、効率良く行うことができる。
【００５３】
以上のようにして、本実施例の固形物粉砕機によれば、投入された固形物の塊を粒状に粉砕しながら、スクリーン２７を介して、そしてこのスクリーン２７を目づまりさせることなく、径が一定以下の粒状の物だけを粉砕物から取り出して排出する動作を効率よく行うことができる。しかも本実施例の固形物粉砕機の構成は簡単で安価に実現することができる。
【００５４】
以上に説明した実施例では、スクリーン２７のスクリーン棒２７として丸棒状のものを例示したが、多角形形状の断面など異なる断面形状のスクリーン棒を用いることもできる。また、実施例では２本の回転軸８、９を設けるものとしたが、３本以上の複数本設けてもよい。
【００５５】
また、実施例では、固形物の塊の粉砕物を回転軸８、９に沿って中央部に搬送するものとしたが、回転軸８、９に沿って互いに逆方向に搬送して循環させるようにすることもできる。そのようにするには、回転軸８、９の各ロッドを特許文献１の図１に示したような配置にする。また、図７に示すように、回転軸８のロッド１０は全て同じ螺旋形の線に沿って、また回転軸９のロッド１１も、回転軸８の並びと逆螺旋形の線に沿って、回転軸８、９をロッド１０と１１の角度ピッチの比（４５°：３６°）と同じ比の５：４の比で逆回転されることにより一方向（左方向）に搬送させることもできる。このように、粉砕物を粉砕しながら搬送する搬送の仕方は実施例のものに限らず、粉砕する固形物の塊の特性に応じて適当なものに選択することができる。
【００５６】
なお、上述した実施例では、回転軸８、９の外周面に設けられた突起部材としてロッド１０、１１を例示したが、本発明は、これに限定されることなく、図６に示したようにロッドに代えてパドル４０、４１を回転軸８、９に設けるようにしてもよい。
【００５７】
図６に示した例では、回転軸８にはパドル４０が軸方向に所定距離隔てるごとにそれぞれ９０度の角度ピッチずらして螺旋状に立設されており、回転軸９にはパドル４１が軸方向に該所定距離と同じ距離隔てるごとにそれぞれ７２度の角度ピッチずらして回転軸８の螺旋とは逆螺旋状に立設されている。この場合、パドル４０、４１の角度ピッチの比は、回転軸８、９の回転数比と同比とし、また、パドル４０が形成する螺旋ピッチとパドル４１が形成する螺旋ピッチの比は回転軸８、９の回転数比の逆比とすることにより、上述の実施例におけるロッド１０、１１の場合と同様に、セルフクリーニング効果が得られるとともに、パドルはロッドよりも攪拌、粉砕効果が大きく、効率的に固形物を粒状に粉砕して排出することが可能になる。
【符号の説明】
【００５８】
１ａ 下フレーム
１ｂ 上フレーム
１ｃ〜１ｅ フレームスタンド
２、３ 軸受スタンド
４、５ 軸受
８、９ 回転軸
１０、１１ ロッド
１２、１３ ギア
１４、１５ 軸継手
１６ 減速機
１７ モータ
２０ 支持台
２１ 防振ゴム
２２ 粉砕部筐体
２５、２６ 側板
２７ スクリーン
２７１、２７２、２７５、２７６ スクリーン棒
２７１ａ、２７２ａ、２７５ａ、２７６ａ 小プーリ
４０、４１ パドル
５０、６０ プーリ機構
５１、５２、５４、５５、５６ プーリ
６１、６２、６４、６５、６６ プーリ
５３、５７、６３、６７ ベルト
２７３、２７４、２７７、２７８ ベルト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固形物粉砕機、特に固液分離などにより脱水した後の固形物の塊を粒状に粉砕して排出する固形物粉砕機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
径が例えば数ｃｍ〜数十ｃｍの固形物の塊を順次投入し、径が一定以下、例えば５ｍｍ程度以下の粒状に粉砕して排出する固形物粉砕機の需要がある。この固形物粉砕機の粉砕機構の構成として、本出願人が先に提案した混練装置の混練機構の構成を利用することが考えられる（特許文献１及び２参照）。その混練装置は、粉状物質と液体の混合物を攪拌して混練するものである。そして、混練機構の構成として、互いに平行に架設された２本の回転軸を有し、回転軸のそれぞれの外周面にはロッドやパドルなどの混練部材（突起部材）が複数立設されている。そして、２本の回転軸を互いに逆方向に不等速回転させることにより、それぞれの混練部材が粉状物質と液体の混合物を攪拌し、回転軸の軸方向に搬送しながら混練する。そのとき２本の回転軸の混練部材が互いに相手の回転軸の外周面および混練部材に付着した混練物を掻き落とす、いわゆるセルフクリーニングを行うように構成することもできる。
【０００３】
このような混練機構の構成を固形物粉砕機の粉砕機構に利用すれば、回転する２本の回転軸の複数の混練部材が固形物の塊に対して連続的に繰り返し力を加えて塊を粒状に粉砕することができる。また、固形物が水分を含むなどして付着性が強い場合でも、上記のセルフクリーニングによって粉砕を支障なく行えると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２７７３７６号公報
【特許文献２】特開２００６−２３９５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような混練装置の構成を利用すれば、固形物の塊を粒状に粉砕すること自体は可能である。しかし、その構成をそのまま利用するだけでは、固形物の塊を粉砕しながら、粉砕物の内から径が一定以下の粒状のものだけを取り出して排出することはできない。すなわち、排出物の全部を一様にその径が一定以下の粒状にすることは困難である。そして、排出物の一部は径が前記一定の径より大きな粒ないし塊状となり、他の一部は径が小さくなり過ぎて粉状となり、水分を含む場合は練られた物となってしまう、といった問題が生じる。
【０００６】
そこで、たとえば、投入された固形物の塊を粒状に粉砕しながら径が一定以下の粒状の物だけを取り出すために、上記のような混練装置の構成において、それぞれ外周面に複数の突起部材が立設された水平に延びる複数の回転軸の下方で該回転軸の延びる方向に複数本の棒からなるスクリーン（篩：ふるい）を設けた構造が考えられる。このスクリーンの複数本の棒は、たとえば各棒間に隙間が形成されるように互いに所定間隔隔てて配置されるようにし、固形物の塊が回転軸の複数の突起部材により粉砕され、粉砕された粉砕物がスクリーンの複数本の棒間の隙間を通りふるい落とされるようにする。
【０００７】
このような構成により、一様に径が一定以下の粒状に粉砕された排出物のみをスクリーンを経由して取り出すことができる、と考えられるが、粉砕物が水分を含んでいるような場合など、スクリーンの複数本の棒と棒の間に狭まって滞留するなどし、スクリーンが目づまりを起すことが予想される。このような構成でスクリーンがいったん目づまりを起してしまった場合にはプラントの運転を停止し、スクリーンを清掃する、などの面倒な維持作業が必要になる、と考えられる。
【０００８】
そこで本発明の課題は、上記問題に鑑み、固形物の塊を粒状に粉砕し、一様に径が一定以下の粒状に粉砕された排出物のみをスクリーンを経由して、また、このスクリーンを目づまりさせることなく取り出すことができ、面倒な維持作業を減らすことができる固形物粉砕機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明においては、投入された固形物の塊を粒状に粉砕して排出する固形物粉砕機であって、それぞれ外周面に複数の突起部材が立設された水平に延びる複数の回転軸と、前記複数の回転軸の下方で該回転軸の延びる方向に配置された複数本のスクリーン棒からなるスクリーンとを有し、前記スクリーンの複数本のスクリーン棒は、各スクリーン棒間に隙間が形成されるように互いに所定間隔隔てて配置され、かつ、隣り合うスクリーン棒が互いに異なる方向にその回転数が互いに異なるように回転駆動され、投入された固形物の塊が前記複数の回転軸の回転駆動で回転する前記複数の突起部材により粉砕され、粉砕された粉砕物が前記複数本のスクリーン棒間の隙間を通って排出される構成を採用した。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成によれば、スクリーンの隣り合うスクリーン棒を互いに異なる方向に回転駆動し、しかもその回転数が互いに異なるように回転駆動することができ、これによってスクリーンを目づまりさせることなく、投入された固形物の塊を複数の回転軸の突起部材により粒状に粉砕し、一様に径が一定以下の粒状に粉砕された排出物のみをスクリーンを介して取り出すことができ、面倒な維持作業を減らすことができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を採用した固形物粉砕機の一部破断側面図である。
【図２】図１の粉砕部筐体内部を透視的に示した側面図である。
【図３ａ】図１の粉砕部筐体の上面図である。
【図３ｂ】回転軸を上部から見た上面図である。
【図４】図２および図３の右方から粉砕部筐体の駆動系の構造を示した説明図である。
【図５】図２および図３の左方から粉砕部筐体の駆動系の構造を示した説明図である。
【図６】ロッドに代わりパドルを用いて攪拌、粉砕を行う回転軸の構成を示した平面図である。
【図７】回転軸のロッドの並びを変えて固形物の搬送方向を一方向にしたときの回転軸の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付した図を参照して、本発明を実施するための最良の形態の実施例を説明する。
【実施例】
【００１３】
図１〜図５は、本発明を採用した固形物粉砕機（以下、単に粉砕機ともいう）の構成を説明するものである。ここで、図１は本発明を採用した固形物粉砕機の一部破断側面図、図２は図１の粉砕部筐体２２の内部を透視的に示した側面図である。図３〜図５は粉砕部筐体２２の部分の詳細な構造を示したもので、図３ａは図１の粉砕部筐体から回転軸８、９を除いて示した上面図、図３ｂは回転軸８，９を上部から見たときの上面図、図４は図２（図３）の右方から粉砕部筐体の駆動系の構造を示した説明図、図５は同じく左方から粉砕部筐体の駆動系の構造を示した説明図である。以下、図１〜図５を参照して本実施例の粉砕機の構造につき説明する。
【００１４】
図１において、１ａは下フレーム、１ｂは上フレーム、１ｃ、１ｄ、１ｅはフレームスタンドである。これらを組み立てて支持部材としてのフレームが構成される。このフレーム上に、粉砕機の粉砕機構などのフレーム以外の構成部材が組み付けられて支持される。なお、不図示の外部のベルトコンベアが下フレーム１ａと上フレーム１ｂの間に、もしくは下フレーム１ａの下に配置される。
【００１５】
上フレーム１ｂ上には軸受スタンド２および３が固定されており、軸受スタンド２には軸受４が固定され、軸受スタンド３には軸受５が固定されている。なお、軸受４、５は、後述する回転軸８のもののみを示しているが、実際には軸受スタンド２および３には回転軸９（図３ｂ、図４、図５）のための軸受（不図示）も設けられる。これら軸受により回転軸８（９）の両端部が回転可能に支持される。
【００１６】
図４、図５のように、回転軸８、９は、互いに同じ高さの所で相手の軸方向に沿って平行に並んで水平に支持されている（図３ｂも参照）。なお、厳密に同じ高さでなくて略同じ高さでもよく、水平でなくて略水平でもよい。回転軸８、９の右端部にはギヤ１２、１３が固定されており（図３ａ）、互いに噛み合っている。
【００１７】
また、モータ１７と減速機１６のユニットが上フレーム１ｂ上に設けられている。減速機１６の出力軸１６ａは軸継手１５、１４を介して回転軸８の右端部に連結されている。モータ１７の回転駆動力が減速機１６、軸継手１５、１４を介して回転軸８に伝達される。これにより回転軸８が駆動軸として回転駆動される。さらにその回転駆動力がギア１２、１３を介して回転軸９に伝達される。これにより回転軸９が従動軸として回転軸８に従動して回転軸８と逆方向に回転するようになっている。
【００１８】
一方、回転軸８、９の中間部は両端部より径が大きな大径部として形成されている。各回転軸８、９の大径部はそれぞれ同じ径となっている。回転軸８の大径部の外周面には複数のロッド１０が立設され、また、回転軸９の大径部の外周面にも複数のロッド１１が立設されている（図３ｂ、図４、図５）。ロッド１０、１１は、互いに同じ丸棒状のものであり、粉砕機の後述する粉砕部筐体２２に投入された固形物の塊に対して連続的に繰り返し力を加えて塊を粉砕するための突起部材である。ロッド１０、１１の代わりに例えば長方形の板状など他の形状の突起部材を設けてもよい。
【００１９】
本実施例では、粉砕動作時に回転軸８、９の回転に伴ってセルフクリーニングが行われるように構成する。すなわち、複数のロッド１０、１１どうしが互いに相手の回転軸９、８の大径部の外周面およびロッド１１、１０に付着した固形物を掻き落とすように構成する。このため、本実施例ではロッド１０、１１の配置などが以下のように構成される。
【００２０】
ロッド１０は、１条の螺旋形の線に沿って並ぶように配置されている。すなわち、各ロッド１０は、それぞれ回転軸８の軸方向に所定の等距離隔てて、また周方向に全周の３６０°を８等分する４５°の角度ピッチで螺旋状に並ぶように配置されている（図４、図５参照）。ロッド１１も、基本的にはロッド１０と同様に、回転軸９の軸方向に上記所定の等距離隔てて１条の螺旋形の線に沿って並ぶように配置されている。ただし、周方向には３６０°を１０等分する３６°の角度ピッチで螺旋状に並ぶように配置されている。また、ロッド１１が並ぶ螺旋はロッド１０の並びが形成する螺旋とは逆螺旋となっている。
【００２１】
なお、後述するように、固形物を中央部に搬送するために、同じ回転軸上に取り付けられるロッドの螺旋並びも軸方向に見て右半分と左半分では逆螺旋になっている。例えば、図２に示したように、回転軸８の左半分に相当するＡの区間でのロッド１０の配置は右半分に相当するＢの区間でのロッド１０とは逆螺旋状の配置となっている。同様なことが回転軸９のロッド１１についてもいえ、図３ｂに示したように、回転軸９の左半分に相当する区間でのロッド１１の配置は右半分に相当する区間でのロッド１１とは逆螺旋状の配置となっている。従って、回転軸８、９の対向するロッド１０、１１は互いに逆螺旋状の配置であるとともに、同じ回転軸８（９）の左半分と右半分ではそれぞれのロッド１０（１１）の配置が逆螺旋状となっている。なお、ロッド１０、１１は、互いに回転軸８、９の軸方向に垂直な方向に対向する位置に配置される。
【００２２】
また、回転軸８、９は、回転軸８、９が回転するにつれてロッド１０、１１の先端が対向する回転軸の外周面に近接するような位置に配置される。
【００２３】
また回転軸８、９は互いに不等速で回転駆動されるものとする。そして、回転軸８、９の単位時間あたりの回転数比（ギア１２、１３のギア比の逆数の比）は、上記角度ピッチの比と同比、ここでは４５°：３６°つまり５：４とする。このような構成により、ロッド１０、１１どうしが衝突することがなくなる。また、ロッド１０の並びが形成する螺旋ピッチとロッド１１の並びが形成する螺旋ピッチの比は、図３ｂに示したように、回転軸８、９の回転数比（５：４）と逆比、つまり１：１．２５となり、回転軸８、９の軸方向の搬送速度は同じになる。
【００２４】
なお、ロッド１０、１１の配置などの構成は上記のものに限らないことは勿論である。ロッド１０、１１をそれに沿って並べる螺旋形の線は複数条でもよい。また、上記の角度ピッチの比と回転数比は５：４に限らず、一般的に言うと、Ｎを２以上の整数としてＮ：Ｎ−１とすればよい。
【００２５】
また、図１〜図３中に符号２０で示す支持部材としての支持台が上フレーム１ｂ上の２箇所に設けられている。支持台２０は、上フレーム１ｂに対して、防振ゴム２１を介して取り付けられている。
【００２６】
そして、この２つの支持台２０上に、図１および図２中で符号２２により全体を示す粉砕部筐体（以下、単に筐体という）が支持されている。この筐体２２は、回転軸８、９のロッド１０、１１を設けた部分を収容している。すなわち、回転軸８、９の回転に伴ってロッド１０、１１が回転する回転スペースを包囲している。そして、筐体２２には、ロッド１０、１１の回転スペースの下側に面してスクリーン２７が設けられている（図２〜図５。図１ではスクリーン２７の配置範囲を一点鎖線により示している）。
【００２７】
筐体２２は、金属などから上部、下部が開口となった枠型に構成されており、スクリーン２７を支持する側板２５、２６を含む。筐体２２の上部は開口となっており、ここから粉砕すべき固形物の塊が筐体２２内に投入される。
【００２８】
筐体２２下部のスクリーン２７は、図２、図３に示すように複数本（例えば数十本）の直線状のスクリーン棒（後述の２７１、２７２、２７５、２７６）を含む。なお、図１ではスクリーン棒の個々の図示は省略し、スクリーン棒を配置した領域全体の輪郭のみを１点鎖線で示してある。図４、図５に示すように、左右の側板２５、２６によって、スクリーン棒（後述の２７１、２７２、２７５、２７６）はロッド１０、１１の回転範囲のわずかに外側を円弧状に覆うように回動自在に支持される。
【００２９】
なお、本実施例ではスクリーン棒の断面形状を円形にしているが（図４、図５参照）、例えば正三角形、正方形、正六角形などの他の形状としてもよい。
【００３０】
スクリーン棒（後述の２７１、２７２、２７５、２７６）は、真直ぐに回転軸８、９が延びる方向、つまり水平に延びており、その長さは回転軸８、９のロッド１０、１１を立設した大径部より少し長い。
【００３１】
左右の側板２５、２６の下部は、これらスクリーン棒（後述の２７１、２７２、２７５、２７６）の軸支部（軸受など：詳細不図示）を配置できるよう、２つの円弧状を合せた形状に形成されている。
【００３２】
側板２５、２６は、図１に示すように側板２５、２６のそれぞれの下端部が２つの支持台２０のそれぞれにボルト締めなどで固定されることにより、筐体２２の全体が支持台２０上に支持されている。また、側板２５、２６により、ロッド１０、１１の回転スペースの図１、図２中で左右両側（回転軸８、９の軸方向の両側）が覆われる。
【００３３】
また、詳しく図示していないが、側板２５、２６は、回転軸８、９の両端部を挿通させる孔を有する。筐体２２はラバーマウントされるため、これら孔の縁が回転軸８、９の両端部の外周面に当たったり擦ったりしないよう、そのため、その孔の径は回転軸８、９の両端部の径より適当に大きくしておく。
【００３４】
本実施例では、回転軸８、９からプーリ機構５０、６０（図１）を用いて取り出した動力を利用し、スクリーン２７を構成するスクリーン棒（後述の２７１、２７２、２７５、２７６）を回転駆動する。このプーリ機構５０、６０（図１）の詳細は図４、図５に示してある。本実施例では、隣り合うスクリーン棒（後述の２７１、２７２、２７５、２７６）は互いに異なる方向に回転駆動され、かつ、隣り合うスクリーン棒は異なる回転数比に制御される（上記の回転軸８、９の回転数比が異なっていることを利用する）。このようにして、スクリーン２７を目づまりさせることなく、投入された固形物の塊を粒状に粉砕し、一様に径が一定以下の粒状に粉砕された排出物のみをスクリーン２７を経由して取り出すことができる。
【００３５】
ここで図４、図５を参照してスクリーン棒（後述の２７１、２７２、２７５、２７６）を駆動するプーリ機構（図１の５０、６０）につき詳細に説明する。
【００３６】
図４は図２および図３ａの右方から、図５は図２および図３ａの左方から粉砕部筐体の駆動系の構造を透視的に示している。
【００３７】
図４のスクリーン棒２７１、２７１…、および２７２、２７２…の端部には、それぞれ側板２６の外側において小プーリ２７１ａ、２７１ａ…、および２７２ａ、２７２ａ…が装着されており、小プーリ２７１ａ、２７１ａ…、および２７２ａ、２７２ａ…には弓型をなすようにそれぞれベルト２７３（回転軸８左側）、２７４（回転軸９右側）が巻装されている。スクリーン棒２７１、２７１…の間の黒丸、およびスクリーン棒２７２、２７２…の間の黒丸で示したものは、それぞれ図５に示すスクリーン棒２７５、２７５…、および２７６、２７６…に相当する。
【００３８】
スクリーン棒２７１、および２７２のそれぞれ１つの軸端には、さらにプーリ５５、５６が装着されており、プーリ５５、５６にはベルト５７が巻装されている。このベルト５７はさらにプーリ５４に巻装されている。
【００３９】
プーリ５４には同軸に大プーリ５２が結合されており、プーリ５４、大プーリ５２はプーリ機構５０中に不図示の支持手段によって回動自在に支持され、大プーリ５２にはベルト５３を介して回転軸９に同軸に装着されたプーリ５１から動力が伝達される。
【００４０】
以上のプーリ機構５０において、回転軸９からプーリ５１〜ベルト５３〜プーリ５２〜プーリ５４〜ベルト５７を介してプーリ５５、５６に動力が伝達され、これによりスクリーン棒２７１、および２７２の１つが回転駆動され、さらにベルト２７３、２７４〜小プーリ２７１ａ、２７１ａ…、および２７２ａ、２７２ａ…を介して残りのスクリーン棒２７１、および２７２の全てが回転駆動される。その回転駆動方向は図中の矢印のように回転軸９が反時計廻りに回転駆動されるものとすれば、各スクリーン棒２７１、２７１…および２７２、２７２…も反時計廻りに回転駆動される。
【００４１】
一方、図５に示す筐体２２の反対側にあるプーリ機構６０の構造も上記と同様である。
【００４２】
図５のスクリーン棒２７６、２７６…、および２７５、２７５…（各々黒丸で示してある）の端部には、それぞれ側板２５の外側において小プーリ２７６ａ、２７６ａ…、および２７５ａ、２７５ａ…が装着されており、小プーリ２７６ａ、２７６ａ…、および２７５ａ、２７５ａ…には弓型をなすようにそれぞれベルト２７８（回転軸９左側）、２７７（回転軸８右側）が巻装されている。スクリーン棒２７６、２７６…の間の白丸、およびスクリーン棒２７５、２７５…の間の白丸で示したものは、それぞれ図４に示すスクリーン棒２７２、２７２…、および２７１、２７１…に相当する。
【００４３】
スクリーン棒２７６、および２７５のそれぞれ１つの軸端には、さらにプーリ６５、６６が装着されており、プーリ６５、６６にはベルト６７が巻装されている。このベルト６７はさらにプーリ６４に巻装されている。
【００４４】
プーリ６４には同軸に大プーリ６２が結合されており、プーリ６４、大プーリ６２はプーリ機構６０中に不図示の支持手段によって回動自在に支持され、大プーリ６２にはベルト６３を介して回転軸８に同軸に装着されたプーリ６１から動力が伝達される。
【００４５】
以上のプーリ機構６０において、回転軸８からプーリ６１〜ベルト６３〜プーリ６２〜プーリ６４〜ベルト６７を介してプーリ６５、６６に動力が伝達され、これによりスクリーン棒２７６、および２７５の１つが回転駆動され、さらにベルト２７８、２７７〜小プーリ２７６ａ、２７６ａ…、および２７５ａ、２７５ａ…を介して残りのスクリーン棒２７６、および２７５の全てが回転駆動される。その回転駆動方向は図中の矢印のように回転軸８が反時計廻りに回転駆動されるものとすれば、各スクリーン棒２７６、２７６…および２７５、２７５…も反時計廻りに回転駆動される。
【００４６】
図４および図５に白丸および黒丸を用いて示したように、スクリーン２７のスクリーン棒２７１、２７１…、および２７５、２７５…は１本おきに互い違いに配置される。そして、スクリーン棒２７１、２７１…、および２７５、２７５…は図４および図５に矢印で示した回転駆動方向から明らかなように上述のプーリ機構５０、６０によってそれぞれ反対方向に回転駆動され、かつプーリ機構５０、６０の各プーリの減速比が同一であるものとすれば、回転軸８、９によりそれぞれ駆動されるスクリーン棒２７５、２７５…、および２７１、２７１…の回転数比は５：４となる。
【００４７】
また、図４および図５に白丸および黒丸を用いて示したように、スクリーン２７のスクリーン棒２７２、２７２…、および２７６、２７６…は１本おきに互い違いに配置される。そして、スクリーン棒２７２、２７２…、および２７６、２７６…は図４および図５に矢印で示した回転駆動方向から明らかなように上述のプーリ機構５０、６０によってそれぞれ反対方向に回転駆動され、かつさらに、プーリ機構５０、６０の各プーリの減速比が同一であるものとすれば、回転軸８、９によりそれぞれ駆動されるスクリーン棒２７８、２７８…、および２７２、２７２…の回転数比は５：４となる。
【００４８】
次に本実施例の粉砕機による固形物の塊の粉砕動作について説明する。粉砕動作時には、径が例えば数ｃｍ〜数十ｃｍの固形物の塊が筐体２２内に上方から順次投入されると共に、モータ１７が駆動される。それにより、回転軸８、９が互いに逆方向に回転してロッド１０、１１どうしが互いに逆方向に回転する。また、上記のプーリ機構５０、６０を介してスクリーン２７の複数のスクリーン棒２７１、２７２、２７５、２７６のそれぞれが回転する。
【００４９】
このとき、スクリーン２７の隣り合うスクリーン棒２７１、２７２、２７５、２７６が互いに異なる方向に回転駆動され、しかもその回転数が互いに異なるよう、特に上記構成によれば、スクリーン棒２７５、２７５…、および２７１、２７１…の回転数比が５：４となるように、またスクリーン棒２７６、２７６…、および２７２、２７２…の回転数比が５：４となるように、各スクリーン棒２７１、２７２、２７５、２７６が回転駆動される。
【００５０】
投入された固形物の塊は、回転する複数のロッド１０、１１により連続的に繰り返し打撃されたり加圧されたりして力を加えられ、順次、粒状に粉砕されていく。粒状に粉砕された粉砕物は攪拌されながら力を加えられて、より小さな粒状へと粉砕されていく。ここで、螺旋形の線上に並ぶように配置された複数のロッド１０、１１がスクリューと同様に作用する。これにより、固形物の塊は順次粒状に粉砕され攪拌されながら回転軸８、９に沿って図１、図２、図３ａ、図３ｂ中で右半分の区間（図２でＢの区間）では左方向に搬送され、左半分の区間（図２でＡの区間）では右方向に搬送され、中央部に移動する。その間に、粉砕物の内で径がスクリーン棒２７どうしの隙間の寸法より小さい粒状のものが攪拌によってスクリーン棒２７の所へ移動したときにスクリーン棒２７どうしの隙間を通って筐体２２外へふるい落とされ、たとえば筐体２２の下方に配置した不図示の外部のベルトコンベア上に排出される。すなわち、スクリーン２７を介して、粉砕物の内から径が一定以下の粒状の物だけが取り出されて筐体２２外に排出される。排出された粒状のものはベルトコンベアにより別の場所に搬送される。
【００５１】
以上のように、本実施例によれば、スクリーン２７の隣り合うスクリーン棒を互いに異なる方向に回転駆動し、しかもその回転数が互いに異なるように回転駆動することができ、これによってスクリーン２７を目づまりさせることなく、投入された固形物の塊を回転軸８、９のロッド１０、１１により粒状に粉砕し、一様に径が一定以下の粒状に粉砕された排出物のみをスクリーン２７を経由して取り出すことができ、面倒な維持作業を減らすことができる。
【００５２】
また、上記構成において、上記粉砕動作中に、回転軸８、９は、５：４の回転数比で互いに不等速で回転している。このため、回転軸８、９の軸方向に同じ位置で対向するロッド１０、１１どうしは、回転に伴って互いに接近、離間する動作を繰り返す。これにより、互いに固形物が付着している場合は、互いに相手に付着した固形物を掻き落すことができる。上記回転数比とロッド１０、１１の先述した角度ピッチ比が同じであることにより、ロッド１０、１１どうしが衝突することはない。また、回転軸８、９の回転に伴ってロッド１０、１１の先端部が互いに相手の回転軸９、８の大径部の外周面の近傍を通過する。このため、回転軸８、９の大径部の外周面に固形物が付着していたらロッド１１、１０により掻き落とすことができる。このようにしてセルフクリーニングを行うことができる。したがって、固形物が水分を含むなどして付着性が強い場合でも粉砕動作を支障なく、効率良く行うことができる。
【００５３】
以上のようにして、本実施例の固形物粉砕機によれば、投入された固形物の塊を粒状に粉砕しながら、スクリーン２７を介して、そしてこのスクリーン２７を目づまりさせることなく、径が一定以下の粒状の物だけを粉砕物から取り出して排出する動作を効率よく行うことができる。しかも本実施例の固形物粉砕機の構成は簡単で安価に実現することができる。
【００５４】
以上に説明した実施例では、スクリーン２７のスクリーン棒２７として丸棒状のものを例示したが、多角形形状の断面など異なる断面形状のスクリーン棒を用いることもできる。また、実施例では２本の回転軸８、９を設けるものとしたが、３本以上の複数本設けてもよい。
【００５５】
また、実施例では、固形物の塊の粉砕物を回転軸８、９に沿って中央部に搬送するものとしたが、回転軸８、９に沿って互いに逆方向に搬送して循環させるようにすることもできる。そのようにするには、回転軸８、９の各ロッドを特許文献１の図１に示したような配置にする。また、図７に示すように、回転軸８のロッド１０は全て同じ螺旋形の線に沿って、また回転軸９のロッド１１も、回転軸８の並びと逆螺旋形の線に沿って、回転軸８、９をロッド１０と１１の角度ピッチの比（４５°：３６°）と同じ比の５：４の比で逆回転されることにより一方向（左方向）に搬送させることもできる。このように、粉砕物を粉砕しながら搬送する搬送の仕方は実施例のものに限らず、粉砕する固形物の塊の特性に応じて適当なものに選択することができる。
【００５６】
なお、上述した実施例では、回転軸８、９の外周面に設けられた突起部材としてロッド１０、１１を例示したが、本発明は、これに限定されることなく、図６に示したようにロッドに代えてパドル４０、４１を回転軸８、９に設けるようにしてもよい。
【００５７】
図６に示した例では、回転軸８にはパドル４０が軸方向に所定距離隔てるごとにそれぞれ９０度の角度ピッチずらして螺旋状に立設されており、回転軸９にはパドル４１が軸方向に該所定距離と同じ距離隔てるごとにそれぞれ７２度の角度ピッチずらして回転軸８の螺旋とは逆螺旋状に立設されている。この場合、パドル４０、４１の角度ピッチの比は、回転軸８、９の回転数比と同比とし、また、パドル４０が形成する螺旋ピッチとパドル４１が形成する螺旋ピッチの比は回転軸８、９の回転数比の逆比とすることにより、上述の実施例におけるロッド１０、１１の場合と同様に、セルフクリーニング効果が得られるとともに、パドルはロッドよりも攪拌、粉砕効果が大きく、効率的に固形物を粒状に粉砕して排出することが可能になる。
【符号の説明】
【００５８】
１ａ 下フレーム
１ｂ 上フレーム
１ｃ〜１ｅ フレームスタンド
２、３ 軸受スタンド
４、５ 軸受
８、９ 回転軸
１０、１１ ロッド
１２、１３ ギア
１４、１５ 軸継手
１６ 減速機
１７ モータ
２０ 支持台
２１ 防振ゴム
２２ 粉砕部筐体
２５、２６ 側板
２７ スクリーン
２７１、２７２、２７５、２７６ スクリーン棒
２７１ａ、２７２ａ、２７５ａ、２７６ａ 小プーリ
４０、４１ パドル
５０、６０ プーリ機構
５１、５２、５４、５５、５６ プーリ
６１、６２、６４、６５、６６ プーリ
５３、５７、６３、６７ ベルト
２７３、２７４、２７７、２７８ ベルト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投入された固形物の塊を粒状に粉砕して排出する固形物粉砕機であって、
それぞれ外周面に複数の突起部材が立設された水平に延びる複数の回転軸と、
前記複数の回転軸の下方で該回転軸の延びる方向に配置された複数本のスクリーン棒からなるスクリーンとを有し、
前記スクリーンの複数本のスクリーン棒は、各スクリーン棒間に隙間が形成されるように互いに所定間隔隔てて配置され、かつ、隣り合うスクリーン棒が互いに異なる方向にその回転数が互いに異なるように回転駆動され、投入された固形物の塊が前記複数の回転軸の回転駆動で回転する前記複数の突起部材により粉砕され、粉砕された粉砕物が前記複数本のスクリーン棒間の隙間を通って排出されることを特徴とする固形物粉砕機。
【請求項２】
前記複数本のスクリーン棒が前記複数の回転軸の回転と同期して回転駆動されることを特徴とする請求項１に記載の固形物粉砕機。
【請求項３】
前記複数の回転軸は互いには逆方向に回転駆動される第１と第２の回転軸からなり、第１の回転軸に立設された突起部材は第１の角度ピッチずらして螺旋状に配置され、第２の回転軸に立設された突起部材は第２の角度ピッチずらして第１の回転軸の突起部材が形成する螺旋状とは逆螺旋状に配置され、前記第１と第２の角度ピッチの比は第１と第２の回転軸の回転数比と同比で、第１の回転軸の突起部材が形成する螺旋ピッチと第２の回転軸の突起部材が形成する螺旋ピッチの比は第１と第２の回転軸の回転数比と逆比になっていることを特徴とする請求項１または２に記載の固形物粉砕機。
【請求項４】
前記第１と第２の回転軸は、各回転軸が回転するにつれて各回転軸に立設された突起部材の先端が、対向する回転軸の外周面に近接する位置に配置されることを特徴とする請求項３に記載の固形物粉砕機。
【請求項５】
前記第１と第２の回転軸に立設された突起部材が、ロッドあるいはパドルであることを特徴とする請求項３に記載の固形物粉砕機。
【請求項１】
投入された固形物の塊を粒状に粉砕して排出する固形物粉砕機であって、
それぞれ外周面に複数の突起部材が立設された水平に延びる複数の回転軸と、
前記複数の回転軸の下方で該回転軸の延びる方向に配置された複数本のスクリーン棒からなるスクリーンとを有し、
前記スクリーンの複数本のスクリーン棒は、各スクリーン棒間に隙間が形成されるように互いに所定間隔隔てて配置され、かつ、隣り合うスクリーン棒が互いに異なる方向にその回転数が互いに異なるように回転駆動され、投入された固形物の塊が前記複数の回転軸の回転駆動で回転する前記複数の突起部材により粉砕され、粉砕された粉砕物が前記複数本のスクリーン棒間の隙間を通って排出されることを特徴とする固形物粉砕機。
【請求項２】
前記複数本のスクリーン棒が前記複数の回転軸の回転と同期して回転駆動されることを特徴とする請求項１に記載の固形物粉砕機。
【請求項３】
前記複数の回転軸は互いには逆方向に回転駆動される第１と第２の回転軸からなり、第１の回転軸に立設された突起部材は第１の角度ピッチずらして螺旋状に配置され、第２の回転軸に立設された突起部材は第２の角度ピッチずらして第１の回転軸の突起部材が形成する螺旋状とは逆螺旋状に配置され、前記第１と第２の角度ピッチの比は第１と第２の回転軸の回転数比と同比で、第１の回転軸の突起部材が形成する螺旋ピッチと第２の回転軸の突起部材が形成する螺旋ピッチの比は第１と第２の回転軸の回転数比と逆比になっていることを特徴とする請求項１または２に記載の固形物粉砕機。
【請求項４】
前記第１と第２の回転軸は、各回転軸が回転するにつれて各回転軸に立設された突起部材の先端が、対向する回転軸の外周面に近接する位置に配置されることを特徴とする請求項３に記載の固形物粉砕機。
【請求項５】
前記第１と第２の回転軸に立設された突起部材が、ロッドあるいはパドルであることを特徴とする請求項３に記載の固形物粉砕機。
【図１】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１７３１０３（Ｐ２０１１−１７３１０３Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４１１７８（Ｐ２０１０−４１１７８）
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（５９４１４８５２０）株式会社新日南 (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（５９４１４８５２０）株式会社新日南 (11)
【Ｆターム（参考）】
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