JPH0759305B2 - 粗大廃棄物の破砕装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、使い古した畳、ソファ、箪笥、タイヤ、故障
した冷蔵庫、洗濯機等の家庭から出る粗大廃棄物その他
の廃棄物を、資源回収の前処理に便利なように、又輸送
効率を上げることを目的として粗砕減容化する粗大廃棄
物の破砕装置に関する。

（従来の技術） 従来、主に家庭から出される上述のような粗大廃棄物
は、回収業者により回収された後、再生可能なもの、可
燃物或いは不燃物等により分けられ、可燃物は焼却し、
冷蔵庫等の金属製廃棄物は圧潰されスクラップとして処
理したり、プラスチック類は再生処理されていた。

（発明が解決しようとする課題） 然し乍ら、上記のような粗大廃棄物を何等かの方法で処
理するにしても、嵩高い為に輸送性が悪くまた扱いが容
易でなく、その為処理場では事前に解体したりする作業
が必要とされる。特に、木、金属及びプラスチック等が
組み合わさった廃棄物の場合は、これをそのまま焼却し
てしまうと再生可能なものまで焼失してしまうことにな
る為資源の無駄が多く、従ってこのような廃棄物は一旦
解体してから分別し夫々に応じた処理を必要とする。従
来、このような事前処理は殆ど人手によって行なわれて
おり、多くの要員と多大な労力を必要としまた危険性を
もはらんでいた。亦、上記の廃棄物には再生樹脂や金属
或いは燃料として再利用可能なものも多く含まれてお
り、事前処理が効率的になされればこれらの有効利用の
道が大きく開けることは十分予想されるところであっ
た。

本発明は、上記に鑑みなされたものであって、上記粗大
廃棄物を低騒音且つ低振動で極めて効率的に破砕して減
容化し、その輸送性・取扱性を高め、その後の処理のた
めの分別を簡易に行なえるようにし、更には有用な廃棄
物の再生利用を一層促進することの出来るものであっ
て、切込み、剪断及び細断の効果を高めて省エネルギー
化を図ることができる新規な粗大廃棄物の破砕装置を提
供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成する本発明の粗大廃棄物の破砕装置を添
付の実施例図に基づき説明する。ここで第１図は本発明
の粗大廃棄物の破砕装置の一例を示す縦断面図、第２図
は第１図に於けるII−II線断面図、第３図は螺旋羽根の
外周縁部の部分断面図斜視図、第４図（ａ）〜（ｃ）は
各種突出刃の斜視図、第５図は円筒形ケーシング先端部
に二次破砕手段を装着した場合の縦断面図、第６図は二
次破砕手段に於ける突刃の配列説明図、第７図は二次破
砕手段の別の実施例の縦断面図、第８図は同更に別の実
施例の正面図、第９図はケーシング本体の底部に多孔板
を備えた粗大廃棄物の破砕装置の第１図相当図、第10図
（ａ）（ｂ）は多孔板の代表例を示す斜視図である。

即ち、本発明による粗大廃棄物の破砕装置は、上面に大
きく開口された投入口11を有し且つ内周面が先行漸縮径
のテーパ状とされたケーシング本体10と、該ケーシング
本体10の先端に連結され且つ先端開口部が破砕片の排出
口33とされた円筒形ケーシング30と、これらケーシング
本体10と円筒形ケーシング30との間に挟装されたリング
状固定刃20と、上記ケーシング本体10から該円筒形ケー
シング30内に亘り回転可能に横設された低速大トルク回
転駆動軸60と、該駆動軸60の周体に前記ケーシング本体
10及び円筒形ケーシング30に対応して一連的に固設され
たテーパ状螺旋羽根40及び等径螺旋羽根50とより構成さ
れたもので、テーパ状螺旋羽根40と等径螺旋羽根50と
は、少なくてもリング状固定刃20に対応した部位の外周
縁部に螺進方向に向いた尖鋭な刃状部41を形成している
ことを特徴としたことを要旨とするものである。

駆動軸60は、低速大トルクの動力を発する駆動手段70に
連結されたものであり、４〜15rpmの速度で回転する。
投入口11は、冷蔵庫やソファー等の粗大廃棄物を投入し
得るに十分なようケーシング本体10の上面略全面域が開
口形成され、更にこの開口部にシュート等を付設するこ
とが望まれる。

テーパ状螺旋羽根40の外周縁には、後記の実施例で示す
如き各種形状の突出刃43…を処理対象物の性状に合わせ
てその周方向に沿って多数隔設することが望ましく、ま
たこれら突出刃43…の基部をテーパ状螺旋羽根40の外周
近傍側部に固設されたガイド枠42…内に収納してその安
定化を図ることが望ましい。

更に該螺旋羽根40を駆動軸60に対して螺進方向に傾斜状
態で固設することにより剪断力を高めエネルギー化を図
るようになすことも可能である。

更に、ケーシング本体10の内周面10a及び円筒形ケーシ
ング30の内周面30aに多数の固定刃15…、32…を固設具
備させ、本体ケーシング10内で破砕効果を高め、円筒形
ケーシング30内で更に細かく破断するようになすことも
可能である。そして、本発明に於いては、円筒形ケーシ
ング30の先端排出口33から十分細かく破砕された破砕片
が排出されるが、爾後の処理目的等に応じ更に細かく破
砕する必要がある場合には該円筒形ケーシング30の先端
に後記の実施例で示す二次破砕手段90を付設することも
可能である。

更に亦、ケーシング本体10の底部を、多数の透孔18a…
と、内面に固定刃15…を備えた多孔板18によって構成
し、小砕片や小片廃棄物がケーシング本体10の底部に滞
留するのを防止する構造とすることも可能である。

（作用） 上記のように構成された破砕装置による粗大廃棄物の破
砕処理要領を述べる。駆動手段70を可動させると、駆動
軸60、その周体に固設されたテーパ状螺旋羽根40及び等
径螺旋羽根50が回転する。投入された粗大廃棄物Ａは、
テーパ状螺旋羽根40の回転作用を受けてケーシング本体
10内に引き込まれ、螺旋羽根40とリング状固定刃20との
間で作用する剪断力及びケーシング本体10の内周面10a
に対する押し付け力により破断・圧潰される。また、先
行漸縮径のテーパ状のケーシング本体10で粗大廃棄物が
排出口33の方にテーパ状螺旋羽根40で送りをかけられて
移動するに従ってスペースが小さくなって移動しにくく
なって滞留しがちになるところで、螺進方向を向いた尖
鋭な刃状部41によって切り込まれ、また一番狭くなった
リング状固定刃20の部位においてそれらの協働による剪
断を受け、切込みと剪断とで細断されて排出口側へスム
ースに送り込まれることになり、省エネルギー化を可能
とする効率的な切込み、剪断による細断が行なわれる。

このように粗砕された廃棄物の破砕片は、螺旋羽根40の
螺進作用により先側に押送されながらケーシング本体10
内面の先行漸縮径状により漸次圧縮され、その先端小径
部12に至ってはかなり緻密な圧縮状態となる。ケーシン
グ本体10と円筒形ケーシング30との連結部にリング状固
定刃20が挟装されている場合、この緻密に圧縮された破
砕片は、該リング状固定刃20と回転するテーパ状螺旋羽
根40の外周縁との剪断作用を受け更に細かく破断され
る。ここでの破断は、螺旋羽根40の螺進力とこれに対向
するように配置されたリング状固定刃20のエッジ部との
交差剪断作用に基づくもので、鉄板はもとより鉄筋やボ
ルト等の金属片或いはコンクリート片等の剛直なもの、
更にはタイヤやじゅうたん等のねばり性のあるものでも
破断・破砕し得るものである。特に、テーパ状螺旋羽根
40の外周縁に螺進方向に向く尖鋭な刃状部41を形成し更
には螺旋羽根40を螺進方向に傾斜状態で固設した場合
は、リング状固定刃20との剪断力が一層大きくなり、ま
た切込み深さが深くなって完全切断ができるようになっ
て、細断効率が向上すると共に省エネルギー化が図られ
る。

上記リング状固定刃20により細断された破砕片は、等径
螺旋羽根50の推進力を受けて円筒形ケーシング30内を先
側に押送され、先端排出口33より逐次排出される。該ケ
ーシング30の内周面30aに固定刃32…を固設した場合
は、回転する螺旋羽根50の外周縁と該固定刃32…との交
差剪断作用が付加され、一層細かく破断される。

斯くして、排出口33から排出された破砕片は屑状となっ
て原容積の十数分の１にもなり、その後の輸送性や取扱
い性が飛躍的に向上する。亦、回転駆動軸60は低速大ト
ルクで回転するから、冷蔵庫や洗濯機等の如く、木、金
属或いはプラスチック等が組み合った廃棄物であって
も、これら構成材料が絡み合うことなく互いに遊離し、
その後の分別処理にとって極めて有効となる。

そして、上記一連の処理動作は低速大トルクの駆動手段
70によってなされるから、振動・騒音或いは発塵が極め
て少なく、その設置場所の制約を受けることが少ない。

亦、テーパ状ケーシング10の底部を上記多孔板18で構成
した場合、破砕処理の初期の段階で発生する小砕片や投
入時から混在する小片廃棄物は、該多孔板18の透孔18a
…より装置外に排出される。従って、これら小砕片や小
片廃棄物がケーシング本体10の底部に滞留することがな
く、螺旋羽根40、50の回動の邪魔にならず、消費動力の
低減や羽根40、50の摩耗低減に資することになる。この
多孔板18上に残留する廃棄物は、上記同様螺旋羽根40、
50及び固定刃15…等の作用を受けて引続き細断され、末
端排出口から排出される。

（実施例） 次に実施例について述べる。第１図及び第２図におい
て、テーパ状ケーシング本体10の内周面10aには、その
基部側から先側に至る棒状固定刃15…が周方向間隔毎に
ボルト等により取替え可能に固設されている。ケーシン
グ本体10の一側内部にはポケット部（外側への膨大部）
19が形成され、投入された廃棄物Ａがこのポケット部19
に一旦滞留し、螺旋羽根40の回転に伴う巻き込みを促進
するようになされており、大形の廃棄物処理に特に有効
である。

テーパ状螺旋羽根40の外周縁部には突出刃43…が隔設さ
れ、この突出刃43…と上記ポケット部19の相乗作用によ
り前述の如き廃棄物Ａの引き込み・引き裂きが有効にな
される。該突出刃43…は、第４図（ａ）（ｂ）（ｃ）に
示す如く、その刃先部が平坦なもの43a、角錐形状のも
の43b、逆台形状のもの43cなどが破砕対象の廃棄物Ａの
性状に応じて適宜選択組み合わせて用いられる。そして
これら突出刃43…は、第３図に示す如くテーパ状螺旋羽
根40の外周近傍背面に固設されたＵ型のガイド枠42…に
その基部が収納されて安定化が図られると共に、ボルト
42a…等の止具により取替え可能に固設されている。
亦、テーパ状螺旋羽根40の周縁部は、螺進方向に向く尖
鋭な断面嘴形状の刃状部41とされ、リング状固定刃20と
の剪断作用の増大を図っている。

この刃状部41として交換可能なリング状刃体を印篭的に
装着することも可能である。更に、螺旋羽根40は駆動軸
60に対して螺進方向に傾斜状態で固設されている。

リング状固定刃20は、テーパ状ケーシング本体10の先端
フランジ14と円筒形ケーシング30の基部フランジ31との
連結部分に挟着され、摩耗した時にはこの連結部分を分
離することにより取替え可能とされている。円筒形ケー
シング30の内周面30aには、その長手方向に延びる多数
の棒状刃32…が周方向等間隔で取替可能に固設されてい
る。該棒状刃32…と等径螺旋羽根50の周縁とのクリアラ
ンスは数mmとされ、これにより片持ち駆動軸60の先側の
芯振れが防止されるようになされている。尚、駆動軸60
の先側も軸受（不図示）で軸支し所謂両持ち式にするこ
とも除外するものではない。また、上記棒状刃32…を螺
旋状刃とすることも可能であり、これにより等径螺旋羽
根50の周縁との交差角度が尖鋭となり、ここでの細断効
率が一層向上する。

回転駆動軸60は、減速機72を介し電動モータ71に連結さ
れ、４〜15rpmの低速度で矢印Ｒの方向に回転駆動され
るようになっており、減速機72とテーパ形ケーシン本体
10の間の大型軸受65によって径大基部61をして片持ち状
態で軸承されている。回転駆動軸60はほぼ上記排出口33
にまで延び、その周体には上述のようにケーシング本体
10及び円筒形ケーシング30に対応したテーパ状螺旋羽根
40と等径螺旋羽根50が溶接等によって固設されている。

第５図は、円筒形ケーシング30の先端に二次破砕手段90
を設けた例を示す。該二次破砕手段90は、円筒形ケーシ
ング30の先端に固設された外向フランジ91と、該フラン
ジ91の前面に突設された多数の刃状突子92…と、前記駆
動軸60の先端にフランジ91と小隙をもって対面するよう
固設された回転ディスク93と、該回転ディスク93のフラ
ンジ91との対面側に突設された刃状突子94…とより成
る。上記刃状突子92…、94…は、形成面の中心から遠心
方向に向かう螺旋曲線に沿って間隔ごとに形成されてい
る。上記フランジ91とディスク93との間隙にはこれら刃
状突子92…、94…が互いに噛み合うような関係になるよ
う設定され且つディスク93の回転によってこれら刃状突
子92…、94…が互いに当り合わないような位置関係に配
置されている。而して、排出口33から破砕片が押し出さ
れ回転中のディスク93とフランジ91との間隙に至ると、
該破砕片は刃状突子92…、94…の相互作用により更に噛
み砕かれ、遠心方向に逐次押送され、その周縁部からは
更に細かく破砕されて排出される。本実施例では、回転
ディスク93が駆動軸60の先端部64にキー等で係止され、
駆動軸60と同方向に同じ低速度で回転するようになって
いるが、別の駆動源（不図示）によりこれを回転させる
ようになすことも除外するものではない。

第７図は、二次破砕手段90の別の実施例を示すものであ
り、円筒形ケーシング30の先端に固設された先行漸開状
のコーン型筒体95と、該コーン型筒体95と略同形状のコ
ーン型であってその筒内に同軸的に遊挿された回転体97
とより成り、コーン型筒体95の内面及び回転体97の外面
には上記と略同様の関係となるよう刃状突子96…、98…
が突設されている。回転体97は上記同様駆動軸60に固設
することも、また別の駆動源に連結することも可能であ
る。この場合も排出口33から押し出された破砕片は、コ
ーン型筒体95と回転体97との間隙に至り、回転体97の回
転に伴う刃状突子96…、98…同士の相互作用により噛み
砕かれながら遠心方向に押送され、更に細かくなって排
出される。

上記二次裁断手段90の実施例に於いて、刃状突子に代え
螺旋状の連続的な突条刃或いは凹条刃として石臼的に破
砕するようになすことも可能である。

第８図は円筒形ケーシング30の先端に駆動軸60の支承体
80を固設し、該支承体80が二次破砕手段90の機能をも兼
ねるようにしたものである。則ち、該支承体80は駆動軸
60の先端部64を軸承する中心軸受部81と、該軸受部81か
ら放射状に延びる支杆部82…と、該支杆部82…に一体と
されケーシング30の前端部に固設されるリング状取付用
フランジ部83とより成る。支杆部82…はエッジ部が尖鋭
に加工され、ケーシング30内を押送される破砕片が該支
杆部82…に至り、等径螺旋羽根50の回転に伴うその先端
面との間の剪断作用により更に細かく破断され、支杆部
82…間の空間部から排出されるのである。斯かる支承体
80は、駆動軸60の芯触れを防止すると共に二次破砕の機
能をも奏するものであり、上記と共に望ましく採用され
またこれらと組合せ用いることも可能である。

第９図及び第10図（ａ）（ｂ）は、ケーシング本体10の
底部を多孔板18で構成した例を示す。この多孔板18は、
図の如く底部全体に及んで形成されることが望ましい
が、ケーシング本体10の前半部分に形成することも除外
するものではない。多孔板18は、ケーシング本体10の底
部を開口し、この開口部にフランジ18bを介してボルト
やナット等で取り外し可能に取り付けられており、処理
の初期の段階で発生する小砕片や粗大廃棄物Ａと共に投
入された小片廃棄物を透過排出させるものである。該多
孔板18としては、第10（ａ）に示す如く上記フランジ18
bによる枠体の下面にパンチングメタルを固着しその裏
面を多数の補強リブ18c…で補強したものや、第10
（ｂ）に示す如く、フランジ18b、補強リブ18c…及び棒
状固定刃15…により格子状に組格組立てたものなどが望
ましく採用される。これら多孔板18の透孔18a…は、廃
棄物の埋め立てに関する厚生省の基準に照らし、径が15
cm以下の廃棄物が透過し得る大きさとされている。従っ
て、該多孔板18を透過した廃棄物はそのまま埋め立てに
供することが出来る。そして、処理家庭でこのような小
廃棄物を排出させることによって、螺旋羽根40、50の負
荷を軽減すると共にこれら羽根40、50や固定刃15,20,32
の摩耗を低減できるようになる。

尚、等径螺旋羽根50の形状を第３図の如きテーパー状螺
旋羽根40の形状と同じようにして同様の効果を付加させ
ることも可能である。

（発明の効果） 叙上の如く、本発明の装置によれば、冷蔵庫、洗濯機、
応接セット、畳、じゅうたん更には古タイヤ等のあらゆ
る粗大廃棄物が極めて効率良く破砕処理され、その後の
処理に際しての輸送効率、取扱性更には安全性に極めて
優れる。また、装置の駆動は低速大トルクの駆動手段に
よってなされるから、低騒音・低振動で且つ発塵も少な
くその設置場所の制約を受けない上に、冷蔵庫や洗濯機
等の電化製品の如く、金属やプラスチック等により複合
構成された廃棄物でも、これらの構成材料が互いに絡み
合うことなく遊離状態で破砕され排出される。従って、
再生可能な物の選別が容易となり資源再利用に大きく貢
献する。更に、先行漸縮径のテーパ状のケーシング本体
内で粗大廃棄物が排出口の方にテーパ状螺旋羽根で送り
をかけられて移動するに従ってスペースが小さくなって
移動しにくくなって滞留しがちになるところで、螺進方
向を向いた尖鋭な刃状部によって切り込まれ、また一番
狭くなったリング状固定刃の部位においてそれらの協働
による剪断を受け、切込みと剪断とで細断されて排出口
側へスムースに送り込まれることで省エネルギーを達成
できる。テーパ状ケーシング本体の底部を多孔板により
構成にすると、処理の初期の段階で発生する小砕片や投
入廃棄物に混在する小廃棄物が逸早く装置外に排出され
て底部に滞留することがなく、これにより螺旋羽根の付
加が軽減され、またこれら羽根や固定刃の摩耗を低減
し、スムースな破砕を可能にする。このように数多くの
利点を有する本発明装置の実用価値は頗る大である。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の粗大廃棄物の破砕装置の縦断面図、第
２図は第１図に於けるII−II線断面図、第３図は螺旋羽
根の外周縁部の部分断面斜視図、第４図（ａ）〜（ｃ）
は各種突出刃の斜視図、第５図は円筒形ケーシング先端
部に二次破砕手段を装着した場合の縦断面図、第６図は
二次破砕手段に於ける突刃の配列説明図、第７図は二次
破砕手段の別の実施例の縦断面図、第８図は同更に別の
実施例の正面図、第９図はケーシング本体の底部に多孔
板を備えた粗大廃棄物の破砕装置の第１図相当図、第10
図（ａ）（ｂ）は多孔板の代表例を示す斜視図である。 （符号の説明） 10……テーパ状ケーシング本体、11……投入口、12……
先端小径部、15……固定刃、10a……内周面、18……多
孔板、18a……透孔、20……リング状固定刃、30……円
筒形ケーシング、33……排出口、30a……内周面、40…
…テーパ状螺旋羽根、41……刃状部、43……突出刃、50
……等径螺旋羽根、60……駆動軸、70……低速大トルク
駆動手段、90……二次破砕手段、Ａ……粗大廃棄物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上面に大きく開口された投入口（11）を有
   し且つ内周面が先行漸縮径のテーパ状とされたケーシン
   グ本体（10）と、該ケーシング本体（10）の先端に連結
   され且つ先端開口部が破砕片の排出口（33）とされた円
   筒形ケーシング（30）と、これらケーシング本体（10）
   と円筒形ケーシング（30）との間に挟装されたリング状
   固定刃（20）と、上記ケーシング本体（10）から該円筒
   形ケーシング（30）内に亘り回転可能に横設された低速
   大トルク回転駆動軸（60）と、該駆動軸（60）の周体に
   前記ケーシング本体（10）及び円筒形ケーシング（30）
   に対応して一連的に固設されたテーパ状螺旋羽根（40）
   及び等径螺旋羽根（50）とより構成された粗大廃棄物の
   破砕装置において、上記テーパ状螺旋羽根（40）と上記
   等径螺旋羽根（50）とは、少なくても上記リング状固定
   刃（20）に対応した部位の外周縁部に螺進方向に向いた
   尖鋭な刃状部（41）を形成していることを特徴とする粗
   大廃棄物の破砕装置。