JP4914672B2 - 生ごみ粉砕機 - Google Patents

Description

本発明は、動植物性の廃棄物を粉砕するための保守の容易で効率的な破砕の可能な生ごみ粉砕機に関する。

動植物質を含む有機質廃棄物、例えば、家庭や食料品販売店舗、食品加工場からは、例えば、調理残飯類、売れ残り食品や廃棄食品、食肉や魚介の加工後の廃棄部分などが、多量に排出され、有機物質廃棄物は、一部は、可食部を養豚などの飼料とし、あるいは乾燥固形化して、耕作地用や園芸用の肥料、土壌改良材として利用されているが、収集されたこれら大部分は、都市部焼却場で他のごみ類と共に焼却されるか埋め立てられている。

これらの有機質廃棄物も、動物質及び植物質を有しており有用な資源として活用できれば、焼却処理や埋め立て量を軽減できる利点がある。近年、これら有機質廃棄物を前もって発酵させることにより、良質な肥料に改質する方法が提案されている（例えば特許文献１）。

有機質廃棄物を発酵させて肥料とするには、大きさを比較的小さく揃えておく必要があり、そのため、有機質廃棄物を予め破砕処理して所望の大きさに揃える必要があった。これら有機質廃棄物の破砕には、横型に比べ破砕物の粒度を小さくできる竪型生ごみ粉砕機が広く用いられている。竪型生ごみ粉砕機は、上部に破砕処理物を供給する供給口を設けたケーシングの内部に、縦回転軸を設け、その縦回転軸に複数のハンマーを取り付けたロータを設けて回転破砕部とし、下部に設けた排出口から破砕物を取り出す構造を有している（例えば、特許文献２）。
特開２００４−０９８００３号公報 特開２００３−２７５６０７号公報

しかしながら、有機質廃棄物は水分や油分等の液体を多く含むため、従来の竪型生ごみ粉砕機を用いて破砕すると、破砕物中の液体が回転破砕部から回転軸を伝って軸受内に浸入し、軸受内を腐食させてしまう問題があった。そのため、軸受の早期交換が必要となり、装置の維持管理が容易でないという問題があった。また、有機質廃棄物は液体や繊維質を多く含むため切断されにくく、さらにドロドロして流動性が悪いため、破砕を効率的に行うことが困難であるという問題もあった。

そこで、本発明は、液体を多く含む有機質廃棄物を破砕する場合においても、軸受内への液体の浸入を抑制して維持管理を容易にするとともに破砕を効率的に行うことの可能な生ごみ粉砕機を提供することを目的とした。

上記課題を解決するため、本発明の生ごみ粉砕機は、上部に液体を多く含む有機質廃棄物である破砕処理物Wを供給する供給口１１と下部に破砕物W'を排出するための排出口１２とを有し、水平面から１５〜６０度の範囲で傾斜配置された円筒状のケーシング１０と、
該ケーシング１０内に同じく傾斜して底板１４の外側に固定された下側軸受２５と頂板１３の外側に固定された上側軸受２６との間で軸承された縦回転軸２０の軸方向に沿って固定され、破砕処理物Wを破砕する回転破砕部１９とを有する生ごみ粉砕機であって、
上記回転破砕部１９は粗引き回転刃３１とハンマー破砕部３０とから構成され、上記粗引き回転刃３１は上記ハンマー破砕部３０の上流側に位置し、供給口からの破砕処理物Wを受けるように側面が延びる斜刃３１aから成る切断刃を複数備え、斜刃３１aによって破砕処理物Wを受けて下方に押しながら、鋭い刃先で供給口１１から下降する大きな塊を切断して粗引きし、
他方、ハンマー破砕部３０は縦回転軸回りに固定した間隔片によって所定間隔で縦に配列された複数の回転盤３３と、該回転盤３３の周辺部に所定角度毎に複数の支持軸３６が上記縦回転軸２０との間にハンマー片３７の自転スペースを残して嵌挿され、該軸に質量の中心を外れた位置を自転可能に軸支持され、軸支位置より外方位置する質量中心が回転盤３３の間で回転盤３３の回転に伴って遠心力を受け前記支持軸３６の回りを自転しつつ 前記縦回転軸２０の回りに旋回し公転する多数のハンマー片３７を含み、
上記ケーシングの内側に、上下方向に延び互いの間隔を調整可能な複数の縦通固定刃１６からなる固定破砕部を備え、該固定破砕部が上記回転破砕部１９と共同して上記の破砕処理物Wを破砕することを特徴とする。

本発明の生ごみ粉砕機は、回転破砕部として、縦回転軸回りに固定した間隔片によって所定間隔で縦に配列された複数の回転盤と、回転盤の周辺部に複数揺動可能に軸支持されて各間隔内に配置したハンマーと、を含むハンマー破砕部を有するものを用いることができる。

また、本発明の生ごみ粉砕機は、ケーシングの内側に上下方向に延び互いの間隔を調整可能な複数の固定刃からなる固定破砕部を備え、その固定破砕部が回転破砕部と共同して上記の破砕処理物を破砕する固定刃を有するものを用いることもできる。

また、回転破砕部として、ハンマー破砕部の上流側に、斜刃から成る切断刃を複数備えた粗引き回転刃を有するものを用いることもできる。

供給口から装入された破砕処理物は、自重により下降する過程で回転破砕部により順次破砕され、排出口から排出されるが、ケーシングが傾斜しているので、破砕物中の液体も、ケーシング内に滞留することなく、傾斜する底板や傾斜する側壁に沿って移動し排出口から落下する。そのため、従来の竪型生ごみ粉砕機のように、破砕物中の液体が回転破砕部から回転軸を伝って軸受内に浸入することがないため、軸受内を腐食させてしまうことがない。これにより、維持管理の容易な生ごみ粉砕機を提供することができる。また、ケーシングを傾斜させることにより、竪型の場合に比べ破砕処理物がケーシング内を移動し易くなるため、破砕を促進することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る生ごみ粉砕機の構造の一例を示す模式上面図である。生ごみ粉砕機１は、破砕処理物が供給される供給口１１を上方に有するケーシング１０が架台９の上に固定されている。ケーシング１０の横に固定されたモータＭの回転がベルトＢとプーリを介してケーシング１０内に配置された回転軸（不図示）に伝動される。

図２は、図１のＩＩ−ＩＩ’線に沿った模式縦断面図である。生ごみ粉砕機１は、上方に破砕処理物Ｗを供給する供給口１１を設け、下方には破砕物Ｗ’を排出する排出口１２を設けた中空の円筒状のケーシング１０を有する。このケーシング１０内には、同じく傾斜して軸承された縦回転軸２０が配置されている。ケーシング１０の排出口１２の直下には破砕された破砕物Ｗ’を搬出するコンベヤ（不図示）の一端側が配置されている。

ケーシング１０の上部は、側壁１５の一部が刳り抜かれ、上方に突き出た供給口１１が形成されている。供給口１１によって案内された破砕処理物Ｗは、ケーシング内の回転破砕部１９に供給される。

縦回転軸２０は、底板１４に固定された下側軸受２５と頂板１３に固定した上側軸受２６との間で軸承され、縦回転軸２０は、ケーシング１０の側方に固定した可変速モータＭと、縦回転軸の下端部２１とがベルトＢ及びプーリを介して伝動されて回転する。

回転破砕部１９は、粗引き回転刃３１とハンマー破砕部３０とから構成されている。粗引き回転刃３１は、縦回転軸２０にキー等で搭載されており、回転方向して破砕処理物Ｗを下方に送るように、ボス部（不図示）から斜めに突出され、鋭い刃先を備えた、複数の、例えば２枚ないし６枚の斜刃３１ａを備え、斜刃３１aは順次供給口１１からの下部で破砕処理物Ｗを受けるように粗引き部の軸を斜め交差して延びている（図２参照）。図中、粗引き回転刃３１は、斜刃３１ａによって破砕処理物Ｗを順次供給口１１から受け、下方に押しながら、鋭い刃先で供給口１１から下降する大きな塊を、真っ先に、残すことなしに、切断して、即ち、粗引きする。

ハンマー破砕部３０は、粗引き回転刃３１の下方に配置されている。ハンマー破砕部３０は、縦回転軸回りに上下方向に重積した多数の間隔片３５によって所定間隔で上下に配列された複数の回転盤３３と、回転盤の周辺部に上下に嵌挿された支持軸３６と、該支持軸３６に自転可能に軸支されて、各回転板間の各間隔内に配置されたハンマー片３７とから成る。

回転盤３３は、縦回転軸に貫挿された円環状の間隔片３５によって所定間隔で縦配列されて、同じく縦回転軸２０に貫挿され、キー等で周り止めされている。回転盤３３の外周辺部には、円周方向に例えば４５度ピッチで縦に複数の縦回転軸２０との間に図２に図示するようにハンマー片３７の自転スペースを内側に残して、例えば８本の支持軸３６が嵌挿され、これら上下に積み重ねられた回転盤３３の隣り合う回転盤の間隔には、各々ハンマー片３７の一端部が装入され、各ハンマー片３７の当該一端部に開口した軸孔（不図示）に支持軸３６が貫通して、装着され、各ハンマー片３７は支持軸３６回りに揺動可能に搭載されている。回転破砕部３０においては、多数のハンマー片３７が、縦回転軸２０の回転により、縦回転軸２０回りに水平旋回し且つ支持軸３６の回りに水平回動できるので、その複雑な運動により、破砕処理物の幹や枝葉や、軟質の生ごみなどの各構成物を破砕し押圧し裂きなどして小片化することができる。

ケーシング１０の下部には、側壁１５の一部が刳り抜かれ、下方に突き出た開口からなる排出口１２が形成されている。なお、排出口１２に、複数の底スポークを有する環状部材（不図示）を固定し、スポーク間の空所よりも小さい大きさの破砕物のみを落下させることもできる。大きな破砕物の滞留時間を確保して、効率良く破砕することができる。

回転破砕部と協同して破砕処理物を破砕する固定破砕部とし、ケーシング１０の内面に上下方向に延び、互いの間隔を調整可能な縦通材の縦通固定刃１６が多数取着されている。縦通材は、通常は、断面矩形の角材であり、ケーシングの内面上に上下方向に固定され、多数の縦通材が、内面の円周方向に配置され、これにより、ケーシング１０の内面は、凹凸面にされている。縦通材は、上記回転破砕部のハンマー片と、接触しない程度に近接させるように配置され、例えば、２ｍｍ以下の距離となるように、固定された縦通材と旋回するハンマーとの協同の破砕ないし剪断作用により、破砕処理物の破砕を促進することができる。特に、ケーシング１０内面を凹凸面にすることにより、ハンマーの旋回に同伴して破砕処理物の下降を促進することができる。これにより、破砕処理物の詰まりを防止することができる。

本発明の生ごみ粉砕機の動作について説明すると、供給口から装入された破砕処理物は、ケーシング内を自重及び回転刃とハンマーによる排出効果により下降する過程で回転破砕部を構成する粗引き回転刃及びハンマー破砕部により順次破砕され、排出口から真下に落下して排出される。破砕物中の水分も、ケーシング内に滞留することなく、傾斜する底板や傾斜する側壁に沿って移動し排出口から落下する。そのため、従来の竪型生ごみ粉砕機のように、破砕物中の水分が回転破砕部から回転軸を伝って軸受内に浸入することがないため、軸受内を腐食させてしまうことがない。また、ケーシングが傾斜しているので、従来の竪型に比べ、破砕処理物がケーシング内を移動し易くなるため、破砕を促進することができる。また、ケーシングの内面に上下に延びる縦通固定刃は、破砕処理物の下降を促進させるとともに、粗引き回転刃及びハンマー破砕部と協同して破砕を促進させる。また、粗引き回転刃とハンマー破砕部を設けることにより、破砕しにくい繊維質であっても、微細に、例えば１〜２ｍｍ程度まで破砕することが可能となる。

本発明の生ごみ粉砕機は一般の破砕処理物に適用できるが、特に、食品加工の分野で粉砕されるような魚介類や家畜の肉・骨を含み、さらに動植物性廃棄物を含む破砕処理物に好適に用いることができる。動植物性廃棄物は、魚介類や家畜の肉・骨、畜産家からの畜糞敷藁、林業や造園業の分野からの間伐材や剪定材、樹皮など植物性のものを含むものである。さらに、これらの混合物、たとえば、レストラン、旅館からの業務上の及び家庭等から排出される生ごみなどを含んでも良い。

本発明においては、ケーシシングを架台上に傾斜配置するが、その傾斜角度は、水平面から５〜８０度の範囲、より好ましくは１５〜６０度の範囲である。５度より小さいと軸受内への液体浸入防止の効果が十分でなく、８０度よりも大きいと、破砕処理物が速く排出されすぎ、十分に破砕することができないからである。

また、ハンマー破砕部に用いるハンマーに、直方体状ないし長刀状の棒状ハンマー片を利用することができる。ハンマーは楕円状又は円形状のハンマー片を含むことができ、好ましくは、周囲に凹凸歯を備えるものがよい。これらのハンマー片は、ハンマー片の質量中心位置から外れた位置に貫通孔を有し、この偏心位置の貫通孔、即ち、軸孔に、上記回転破砕部の回転盤を貫通する支持軸が貫通して、回動自在に軸支される。各ハンマー片は、回転盤により回転中は、貫通孔に対して質量中心が遠心力により縦回転軸より外方に位置するように放射状に整列されているであろうが、ハンマー片が、破砕処理物に衝突した時には、破砕処理物に打撃を与え、破砕する。大きく且つ硬い物質に衝突したときには、ハンマー片は、大きな衝撃を受けて支持軸回りに回動退避して、これを回避することができるのである。

ハンマーは、比較的大きさの揃った破砕処理物に対して長刀状ないし長棒状のハンマー片を、また長さや寸法変化の大きい破砕処理物、例えば、大きな木質材、例えば、剪定材や間伐材に対して、周囲に凹凸歯を形成して楕円状又は円形状にした丸ハンマー片を利用することができる。ハンマーの形状は、破砕処理物の形態や性状に合わせて、適宜選択することができる。

ハンマーの一例を、図３（Ａ）、図３（Ｂ）、そして図３（Ｃ）に示す。図３（Ａ）は、断面矩形の長片状の棒状ハンマー片３７ａであり、一端には、回転盤３３外周片部に貫通した支持軸３６が貫通する貫通孔、即ち、軸孔３８が開設されている。支持軸３６回りにハンマー片３７ａが水平回動することができる。この例は、比較的大きさの揃った破砕処理物に好適に使用することができる。

図３（Ｂ）は、円形状のハンマー片で、隣り合う回転盤間の隙間に嵌る厚さを有し、周縁に凹凸歯を備え、偏心位置に軸孔３８を備えている。この例は、破砕処理物の長さその他寸法に大きなバラツキがあるような破砕処理物、特に、木材、例えば、剪定材や間伐材の破砕に好適に使用できる。

図３（Ｃ）は、２つの突出刃部３７ｄを有するＹ字形状のハンマー片３７ｃで、一端には軸孔３８を備えている。この例は、破砕処理物の長さその他寸法に大きなバラツキがあるような破砕処理物に好適に使用できる。

また、固定破砕部として、ケーシングの内面に上下に取着された縦通固定刃に加え、ハンマー破砕部に連携する突出固定刃を設けることもできる。突出固定刃は、ケーシングの内面からいずれかの固定盤の周囲に対向して突出し且つハンマーに近接するように、該内面の周囲方向に複数取り替え可能に固定することができる。この突出固定刃は、ハンマー破砕部のいずれかの回転盤の周囲に対向して上下のハンマーの間に挿入配置することができ、このような突出固定刃には、ケーシングの周壁に固定して回転盤の外周に向けて横方向に突出する複数の突出部材を利用することができる。突出固定刃は、対応する回転盤の上下に位置するハンマーと近接して、ハンマーによる破砕処理物の切断・破砕を強めることができる。このような固定刃に対向する固定盤は、他の固定盤より厚さを大きくして、突出部材の強度を高めるようにしてもよい。

突出固定刃の突出部材は、棒状、先細の三角形状ないし台形状、先広がりの逆三角形状などの種々の形状のものが利用できる。その断面（円筒面での断面で）を矩形状にするのが破砕の面で好ましい。これらの突出部材は、竪ケーシングの内壁から中心に向かって突出され、周囲方向に複数取り替え可能に固定される。破砕処理物は、回転している回転盤とハンマーとによって遠心力と回転力を受けてケーシングの内面に沿ってあるいはハンマーの間を下降するが、破砕処理物は、途中の固定刃に衝突して破砕あるいは切断されるので、さらに細かな破砕を促進することができる。突出固定刃は、ウイング板付きの直方体でもよく、竪ケーシングの内面に中心に向かって突出するように周囲方向に複数取り替え可能に固定することもできる。

以上説明したように、本発明によれば、破砕処理物中の液体は自重により排出口から落下して排出されるので、回転軸の軸受内に浸入することがなく軸受の腐食を防止することができる。これにより、維持管理の容易な生ごみ粉砕機を提供することができる。

本発明に係る生ごみ粉砕機の構造の一例を示す模式上面図である。 本発明に係る生ごみ粉砕機の構造の一例を示す模式一部断面図である。 本発明に係る生ごみ粉砕機に用いるハンマーの構造の一例を示す模式図であり、（Ａ）は棒状のハンマー片を、（Ｂ）は円形状のハンマー片を、（Ｃ）はＹ字形状のハンマー片を示す。

符号の説明

１ 生ごみ粉砕機
９ 架台
１０ ケーシング
１１ 供給口
１２ 排出口
１３ 頂板
１４ 底板
１５ 側壁
１６ 縦通固定刃
１９ 回転破砕部
２０ 縦回転軸
２１ 縦回転軸の下端部
２５ 下側軸受
２６ 上側軸受
３０ ハンマー破砕部
３１ 粗引き回転刃
３１ａ 斜刃
３３ 回転盤
３５ 間隔片
３６ 支持軸
３７ ハンマー
３７ａ，３７ｂ，３７ｃ ハンマー片
３７ｄ 突出刃部
３８ 軸孔
Ｗ 破砕処理物
Ｗ’ 破砕物
Ｂ ベルト

Claims (1)

1. 上部に液体を多く含む有機質廃棄物である破砕処理物Wを供給する供給口１１と下部に破砕物W'を排出するための排出口１２とを有し、水平面から１５〜６０度の範囲で傾斜配置された円筒状のケーシング１０と、
   該ケーシング１０内に同じく傾斜して底板１４の外側に固定された下側軸受２５と頂板１３の外側に固定された上側軸受２６との間で軸承された縦回転軸２０の軸方向に沿って固定され、破砕処理物Wを破砕する回転破砕部１９とを有する生ごみ粉砕機であって、
   上記回転破砕部１９は粗引き回転刃３１とハンマー破砕部３０とから構成され、上記粗引き回転刃３１は上記ハンマー破砕部３０の上流側に位置し、供給口からの破砕処理物Wを受けるように側面が延びる斜刃３１aから成る切断刃を複数備え、斜刃３１aによって破砕処理物Wを受けて下方に押しながら、鋭い刃先で供給口１１から下降する大きな塊を切断して粗引きし、
   他方、ハンマー破砕部３０は縦回転軸回りに固定した間隔片によって所定間隔で縦に配列された複数の回転盤３３と、該回転盤３３の周辺部に所定角度毎に複数の支持軸３６が上記縦回転軸２０との間にハンマー片３７の自転スペースを残して嵌挿され、該軸に質量の中心を外れた位置を自転可能に軸支持され、軸支位置より外方位置する質量中心が回転盤３３の間で回転盤３３の回転に伴って遠心力を受け前記支持軸３６の回りを自転しつつ前記縦回転軸２０の回りに旋回し公転する多数のハンマー片３７を含み、
   上記ケーシングの内側に、上下方向に延び互いの間隔を調整可能な複数の縦通固定刃１６からなる固定破砕部を備え、該固定破砕部が上記回転破砕部１９と共同して上記の破砕処理物Wを破砕することを特徴とする生ごみ粉砕機。

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