JP5034011B2 - 爆砕装置 - Google Patents
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Description
そして、この爆砕装置は、スクリューフィーダ120を回転させることで、投入口111から投入された被爆砕物Bが吐出口112側へ搬送されると同時に圧縮され、且つ吐出口112近傍でヒータ130により加熱され、この加圧及び加熱状態の被爆砕物Bを吐出口112から吐出させると同時に急激な減圧により連続的に爆砕させるようにしている。
先端の吐出口と基端側の投入口とに連通する密閉された搬送路に前記投入口から投入された液体含浸状態の被爆砕物を圧送手段により圧送させることで加圧し、加圧状態の被爆砕物を加熱手段により加熱し、この加圧及び加熱された状態の被爆砕物を前記吐出口から吐出させて急激に減圧して爆砕させる爆砕装置であって、
前記搬送路には、小径となった圧縮通路を少なくとも2つ有する圧縮部が設けられ、
前記圧送手段は、前記各圧縮通路に交互に被爆砕物を密閉状態にして押し込み加圧する往復運動機構により構成される。
一端を前記圧縮通路に挿入自在とするピストンにより構成される前記往復運動機構と、
前記投入口から投入された被爆砕物を回転運動により前記圧縮部に連続搬送するスクリューフィーダとを具備し、
同一または別々の駆動源の駆動により前記往復運動機構及び前記スクリューフィーダが運動されることにより被爆砕物を密閉状態にして押し込み加圧するようにしてもよい。
また、この場合、前記スクリューフィーダと前記ピストンは、別々の駆動源により駆動されるものであってもよい。
一端を前記圧縮通路に挿入自在とするピストンおよび進退自在に支持されて前記ピストンの他端を連結し且つカムフォロアを設けるスライダーにより構成される前記往復運動機構と、
前記投入口から投入された被爆砕物を回転運動により前記圧縮部に連続搬送するスクリューフィーダと、
外周面に一周して形成するカム溝に前記スライダーのカムフォロアを嵌め込んで回転することにより前記スライダーを進退移動させて前記ピストンを往復運動させるカム機構と、
前記スクリューフィーダと連結する太陽歯車および前記太陽歯車と輪歯車との間に歯合されて前記カム機構と連結する遊星歯車を具備し、駆動源により前記太陽歯車を回転すると前記スクリューフィーダが回転されると共に前記遊星歯車が公転して前記カム機構が回転されるギヤ機構とを備えるものでもよい。
また、この場合、駆動源を複数設けることなく、1つの駆動源によって前記スクリューフィーダと前記ピストンとを容易かつ簡易に同期して駆動することができる。
前記圧縮部は、前記被爆砕物が通過する2以上の前記圧縮通路と、各圧縮通路がこの圧縮通路よりも広い断面積となって合流する合流部とを備えることにより被爆砕物の逆流防止手段を構成するものでもよい。
なお、前記合流部としては、テーパ状に下流側に広がるものでもよいし、階段状に下流側に広がるもの等、種々の形状のものが採用可能である。
前記圧縮部の下流位置に設けられて前記圧縮部から加圧状態に圧送された被爆砕物を加熱する前記加熱手段を具備する加熱シリンダーと、
前記加熱シリンダーの先端の前記吐出口に配設され、前記吐出口に対向して臨むテーパ部を有して軸線方向に移動可能な可動軸を具備する爆砕部と、
前記テーパ部を前記吐出口に向かって付勢する推力を前記可動軸に付与する推進手段と、
前記加熱シリンダーにおける前記吐出口の近傍の温度または圧力を検知する検知手段と、
前記検知手段からの出力により前記加熱シリンダー内が一定の温度または圧力に維持されるように前記推進手段を制御するか、前記加熱シリンダー内が一定の温度または圧力に維持されるように前記加熱手段を制御する制御手段とを備えるものでもよい。
前記制御手段が被爆砕物の供給速度等により変化する前記検知手段からの出力に応答して前記推進手段の推力を低減(推力付与の停止も含む。)又は増加することで、前記可動軸のテーパ部と前記吐出口の開口面積が連続して変化し、これにより、被爆砕物の温度または圧力を一定の値に制御することができ、前記爆砕部における連続的な被爆砕物の爆砕を安定して継続することができる。
また、前記制御手段が前記検知手段からの出力に応答して前記加熱手段を加熱低減(加熱停止も含む。)又は加熱増加することでも、前記吐出口の近傍の温度または圧力を一定の値に制御することができ、前記爆砕部における連続的な被爆砕物の爆砕を安定して継続することができる。
図1、図2に示すように、実施の形態による爆砕装置は、液体含浸状態の被爆砕物Bが投入される筒状のコラム1と、コラム1の前部に設けられて被爆砕物Bが圧縮される圧縮ブロック(圧縮部)2と、コラム1に投入された被爆砕物Bを圧縮ブロック2へ搬送するためのスクリューフィーダ3と、スクリューフィーダ3で搬送された被爆砕物Bを圧縮ブロック2において圧縮するための4本のピストン(往復運動機構)4と、圧縮ブロック2の前部に設けられて被爆砕物Bが加熱される加熱シリンダー5と、加熱シリンダー5の前部に設けられて被爆砕物Bの爆砕が行われる爆砕ヘッド(爆砕部)6とを備える。なお、コラム1、圧縮ブロック2、加熱シリンダー5のそれぞれの内部空間(10,21,22,50)は、被爆砕物Bを搬送するための連続した搬送路を形成している。また、被爆砕物Bとしては、例えば、水を含浸させた古紙等が例示される。
これは、ピストン4により被爆砕物Bを圧縮通路22内に押し込む初期段階では圧縮通路22内の容積が大きく被爆砕物Bの密度が低いので、ピストン4を速く前進させて被爆砕物Bを一気に押し込むようにし、そして、ピストン4を圧縮通路22内に挿入するに従って圧縮通路22内の容積が小さくなり被爆砕物Bの密度が高くなるので、後期段階ではピストン4を比較的ゆっくり前進させて被爆砕物Bを徐々に押し込んで加圧するためである。
なお、圧縮ブロック2の合流部23は、図8(b)に示すように、合流部23’の外周壁が開放端へテーパ状に拡張されて各圧縮通路22よりも更に広い断面積となるように構成されていてもよく、その他階段状に拡張される等種々の形状が採用可能である。
なお、実際の運転の一例として、加熱シリンダー5の内径が40mmの場合において、加熱シリンダー5の温度を150℃とし、ピストン4により被爆砕物を30MPaで押し込み、推進手段63の圧力を6MPaとして被爆砕物が爆砕されることを確認した。
前記爆砕装置において、前記吐出口52の近傍の温度または圧力を検知する検知手段(図示せず)と、前記検知手段からの出力により前記加熱シリンダー5内が一定の温度または圧力に維持されるように前記推進手段63を制御するか、前記加熱シリンダー5内が一定の温度または圧力に維持されるように前記ヒータ51を制御する制御手段(図示せず)とを備えるものでもよい。
これによって、加熱シリンダー5内の温度低下につれてその内圧も低下するので、前記吐出口52の近傍の温度または圧力の異常上昇が解消され、前記爆砕ヘッド6における連続的な被爆砕物Bの爆砕を継続することができる。
これによって、加熱シリンダー5内の温度上昇につれて内圧が上昇するので、前記吐出口52の近傍の温度または圧力の異常低下が解消され、前記爆砕ヘッド6における連続的な被爆砕物Bの爆砕を継続することができる。
なお、本発明は、以上の実施の形態のみに限定されず、種々の設計変更を施すことが可能である。
例えば、前記圧縮ブロック2の圧縮通路22は、4つ設けるが、少なくとも2つ有していればよい。
また、前記スライダー40は、ピストン4を1本設けるが、複数本のピストン4を設けるようにしてもよい。
さらに、前記ギヤ機構8の遊星歯車83は、3つ設けるが、1つでも、2以上の複数設けるようにしてもよい。
さらに、スクリューフィーダ3と各ピストン4とは、上記ギヤ機構8によって同一のモータM(駆動源)で一緒に駆動させるようにするが、各ピストン4は油圧シリンダー等の別の駆動源によって駆動させる等、各ピストン4とスクリューフィーダ3とは別々の駆動源によって駆動させるようにしてもよい。
2 圧縮ブロック
3 スクリューフィーダ
4 ピストン(往復運動機構、圧送手段)
5 加熱シリンダー
6 爆砕ヘッド(爆砕部)
7 テーパカム
8 ギヤ機構
11 投入口
21 緩衝部
22 圧縮通路
23 合流部
40 スライダー(往復運動機構)
41 カムフォロア
51 ヒータ(加熱手段)
52 吐出口
71 カム溝
B 被爆砕物
Claims (5)
- 先端の吐出口と基端側の投入口とに連通する密閉された搬送路に前記投入口から投入された液体含浸状態の被爆砕物を圧送手段により圧送させることで加圧し、加圧状態の被爆砕物を加熱手段により加熱し、この加圧及び加熱された状態の被爆砕物を前記吐出口から吐出させて急激に減圧して爆砕させる爆砕装置であって、
前記搬送路には、小径となった圧縮通路を少なくとも2つ有する圧縮部が設けられ、
前記圧送手段は、前記各圧縮通路に交互に被爆砕物を密閉状態にして押し込み加圧する往復運動機構により構成される爆砕装置。 - 請求項1に記載の爆砕装置において、
一端を前記圧縮通路に挿入自在とするピストンにより構成される前記往復運動機構と、
前記投入口から投入された被爆砕物を回転運動により前記圧縮部に連続搬送するスクリューフィーダとを具備し、
同一または別々の駆動源の駆動により前記往復運動機構及び前記スクリューフィーダが運動されることにより被爆砕物を密閉状態にして押し込み加圧する爆砕装置。 - 請求項1に記載の爆砕装置において、
一端を前記圧縮通路に挿入自在とするピストンおよび進退自在に支持されて前記ピストンの他端を連結し且つカムフォロアを設けるスライダーにより構成される前記往復運動機構と、
前記投入口から投入された被爆砕物を回転運動により前記圧縮部に連続搬送するスクリューフィーダと、
外周面に一周して形成するカム溝に前記スライダーのカムフォロアを嵌め込んで回転することにより前記スライダーを進退移動させて前記ピストンを往復運動させるカム機構と、
前記スクリューフィーダと連結する太陽歯車および前記太陽歯車と輪歯車との間に歯合されて前記カム機構と連結する遊星歯車を具備し、駆動源により前記太陽歯車を回転すると前記スクリューフィーダが回転されると共に前記遊星歯車が公転して前記カム機構が回転されるギヤ機構とを備える爆砕装置。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の爆砕装置において、
前記圧縮部は、前記被爆砕物が通過する2以上の前記圧縮通路と、各圧縮通路がこの圧縮通路よりも広い断面積となって合流する合流部とを備えることにより被爆砕物の逆流防止手段を構成する爆砕装置。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の爆砕装置において、
前記圧縮部の下流位置に設けられて前記圧縮部から加圧状態に圧送された被爆砕物を加熱する前記加熱手段を具備する加熱シリンダーと、
前記加熱シリンダーの先端の前記吐出口に配設され、前記吐出口に対向して臨むテーパ部を有して軸線方向に移動可能な可動軸を具備する爆砕部と、
前記テーパ部を前記吐出口に向かって付勢する推力を前記可動軸に付与する推進手段と、
前記加熱シリンダーにおける前記吐出口の近傍の温度または圧力を検知する検知手段と、
前記検知手段からの出力により前記加熱シリンダー内が一定の温度または圧力に維持されるように前記推進手段を制御するか、前記加熱シリンダー内が一定の温度または圧力に維持されるように前記加熱手段を制御する制御手段とを備える爆砕装置。
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