特許 7010462 スラッジ破砕機およびそれを用いた破砕方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-17

(45)【発行日】2022-01-26

(54)【発明の名称】スラッジ破砕機およびそれを用いた破砕方法

(51)【国際特許分類】

   B02C 18/10 20060101AFI20220119BHJP

【ＦＩ】

B02C18/10

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2017218047

(22)【出願日】2017-11-13

(65)【公開番号】P2018083192

(43)【公開日】2018-05-31

【審査請求日】2020-09-10

(31)【優先権主張番号】201611037477.2

(32)【優先日】2016-11-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】517239197

【氏名又は名称】廣州新致晟環保科技機械設備有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＧＵＡＮＧＺＨＯＵ ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬ ＣＲＥＡＴＩＶＥ ＳＯＬＵＴＩＯＮＳ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】ＲＯＯＭ ０５， ２２／Ｆ．， ＳＴＡＲ ＹＩＮＧ ＰＬＡＺＡ， ＮＯ．１１９ ＳＨＵＩＹＩＮ ＲＯＡＤ，ＹＵＥＸＩＵ ＤＩＳＴＲＩＣＴ， ＧＵＡＮＧＺＨＯＵ， ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ５１００９５， ＰＥＯＰＬＥ’Ｓ ＲＥＰＵＢＬＩＣ ＯＦ ＣＨＩＮＡ

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】譚 ▲ウェイ▼

【審査官】塩谷 領大

(56)【参考文献】

【文献】実開平０１－１７０４４９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００７－２１７９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０１２５００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０２Ｃ ９／００－１１／０８

Ｂ０２Ｃ １３／００－１３／３１

Ｂ０２Ｃ １８／００－１８／３８

Ｂ０２Ｃ １９／００－２５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スラッジ塊を破砕するための鉛直型スラッジ破砕機であって、
シリンダと、前記シリンダの頂端における頂部カバーとを含む、鉛直方向に配置されたハウジングを備え、前記シリンダの底部は大きく開いており、前記ハウジングの上部の側壁または前記頂部カバー上には、スラッジ塊を受けるための供給口が形成され、前記鉛直型スラッジ破砕機はさらに、
直列に配置された回転可能アセンブリと定置アセンブリとを含む破砕アセンブリを備え、前記回転可能アセンブリは、前記定置アセンブリの上に位置し、前記定置アセンブリに対して回転可能であり、前記回転可能アセンブリは、回転可能シャフトと１つ以上の回転アームとを含み、前記回転可能シャフトの上端は、前記頂部カバーに形成されたシャフト穴に回転可能に位置し、前記１つ以上の回転アームは、前記回転可能シャフトの下端から前記ハウジングの側壁に向かって延び、下方に突出する１つ以上の破砕構成要素を設けられ、前記定置アセンブリは、中心支柱と複数の支持棒とを有する定置座部と、複数の環状ピースとを含み、前記複数の支持棒はそれぞれ、前記ハウジングの側壁に向かって延び、前記複数の支持棒の各々の一端は前記中心支柱に固定され、他端は前記ハウジングの側壁に固定され、前記複数の環状ピースは、それぞれ異なる直径を有し、前記中心支柱の周りに前記支持棒の長手方向に一定の間隔で前記複数の支持棒にそれぞれ固定されており、
前記回転可能アセンブリの回転可能シャフトは、前記定置アセンブリの前記中心支柱の軸を有し、前記１つ以上の回転アームの前記１つ以上の破砕構成要素および前記複数の支持棒に固定された前記複数の環状ピースは交互に配置され、各破砕構成要素は、２つの近接する環状ピース間の間隔に係合し、
前記複数の環状ピースの各々は、その上面に突起を有する、鉛直型スラッジ破砕機。

【請求項2】

前記固定アセンブリの前記中心支柱の上面にシャフト穴が形成され、前記回転可能シャフトの下端において前記シャフト穴の内径に対応する直径のシャフト端が形成され、前記シャフト端は、前記シャフト穴内に回転可能に位置する、請求項１に記載の鉛直型スラッジ破砕機。

【請求項3】

前記破砕構成要素の断面形状は、台形、楕円形、方形または三角形である、請求項１または２に記載の鉛直型スラッジ破砕機。

【請求項4】

前記破砕構成要素は切断ブレードである、請求項１または２に記載の鉛直型スラッジ破砕機。

【請求項5】

前記環状ピースは、リングまたは１つ以上の円弧セグメントである、請求項１または２に記載の鉛直型スラッジ破砕機。

【請求項6】

前記破砕構成要素は交換可能である、請求項１または２に記載の鉛直型スラッジ破砕機。

【請求項7】

２つ以上の破砕構成要素が前記ハウジング内に配置される、請求項１または２に記載の鉛直型スラッジ破砕機。

【請求項8】

前記シリンダと前記頂部カバーとが一体的に形成されている、請求項１に記載の鉛直型スラッジ破砕機。

【請求項9】

前記シリンダは、異なる断面形状を有するセグメントを含む、請求項１に記載の鉛直型スラッジ破砕機。

【請求項10】

前記シリンダの上部は矩形の断面を有し、前記シリンダの下部は円形の断面を有する、請求項９に記載の鉛直型スラッジ破砕機。

【請求項11】

前記供給口は、前記シリンダの上部の側壁に形成され、前記破砕構成要素の上方に位置する、請求項９に記載の鉛直型スラッジ破砕機。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれかに記載の鉛直型スラッジ破砕機を用いたスラッジ塊の破砕方法であって、
破砕アセンブリの回転可能アセンブリを定置アセンブリに対して回転させることと、
供給口を介して前記スラッジ塊を前記スラッジ破砕機のハウジング内に搬送することと、
前記ハウジング内の前記スラッジ塊をより小さな塊またはかけらに破砕することを、前記回転可能アセンブリの回転アームで前記定置アセンブリの複数の環状ピースの上方で前記スラッジ塊に衝突し、破砕構成要素によって前記スラッジ塊をせん断することによって行うことと、
より小さいスラッジ塊またはかけらを、前記複数の環状ピースの中の近接する環状ピース間の間隔を通って落下させ、次いでそれらを広く開いた前記ハウジングの底部から排出することとを備える、スラッジ塊の破砕方法。

【請求項13】

前記複数の環状ピースが選択され、前記近接する環状ピース間の間隔は、より小さいスラッジ塊またはかけらの所望のサイズに従って決定される、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記破砕構成要素の形状および寸法が選択され、前記破砕構成要素と前記環状ピースとの間の隙間が決定される、請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

前記スラッジ塊の水分含有量に応じて前記スラッジ塊を前記ハウジングに搬送する速度を調整する、請求項１２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スラッジ乾燥分野に関し、特にスラッジ乾燥工程におけるスラッジ塊を破砕する破砕機に係り、特に、鉛直型破砕機およびこれを用いたスラッジ塊破砕方法に関する。

【背景技術】

【0002】

スラッジ乾燥工程では、液状スラッジを脱水して液状スラッジを固形スラッジとすることが通常必要である。脱水処理は、固液分離装置によってスラッジ中の固体から液体を分離することが多く、脱水スラッジは一定の水分含有量を有するより大きな塊を形成する。その後のスラッジ塊の埋設、固化または乾燥処理を容易にするためには、より大きなスラッジ塊を小さなものに破砕する必要もある。他の固液分離装置と比較して、フィルタープレスは、約７５～４０％の水分含有量を有するより高い固形分を有するスラッジ塊を生成することができ、スラッジ塊は大きな硬度および非脆性によって特徴付けられる。

【0003】

従来の破砕装置は、ジョー破砕機、旋回破砕機、コーン破砕機、ハンマー破砕機、ローラー破砕機、振動破砕機などを含むが、これらに限定されない。これらの破砕装置は、スラッジ塊に破砕構成要素を適用してスラッジの流れを良くすることにより、より大きなスラッジ塊をより小さなものにすることにより、スラッジの輸送およびその後の処理に有利にする。しかしながら、これらの破砕装置にはいくつかの欠点があり、その１つは、スラッジ破砕中にスラッジ塊が装置を詰まらせる傾向があり、小さな破砕塊はサイズが均一ではなく、装置が連続的に動作せず、スラッジ破砕の安定性が影響を受け、その後の処理の困難さ、特に、乾燥工程におけるより小さな破砕されたスラッジ塊の水分含有量をさらに低下させることの困難さを増加させる可能性がある。したがって、安定した破砕工程および均一な粒子サイズを確保するためのスラッジ塊破砕機および破砕方法を提供することが望ましい。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明は、このような先行技術の問題点を解決するために、鉛直型スラッジ破砕機を提供する。鉛直型破砕機の鉛直方向に配置されたハウジングには、少なくとも１つの破砕アセンブリがある。破砕アセンブリは一方が他方の上に配置された回転可能アセンブリと定置アセンブリとを備え、回転可能アセンブリは、定置アセンブリの上に位置する。定置アセンブリに対する回転可能アセンブリの回転により、より小さいスラッジ塊またはかけらの流動性を増加させ、その後の乾燥工程において、スラッジ塊を粉末にする工程の前に、より小さいスラッジ塊またはかけらを均一に乾燥させる態様で、スラッジ塊は、均一な粒子サイズを有するより小さい塊またはかけらに破砕される。

【0005】

本発明の鉛直型スラッジ破砕機において、回転可能アセンブリは、回転シャフトと、回転シャフトに取り付けられた少なくとも１つの回転アームとを備える。回転シャフトの上端は、ハウジングの頂部カバーのシャフト穴に回転可能に位置し、回転アームは、回転シャフトの下端からハウジングの側壁に向かってある角度で延び、下方に突出する少なくとも１つの破砕構成要素を設けられ、定置アセンブリは、中心支柱と少なくとも１つの支持棒とを有する定置座部と、少なくとも１つの環状ピースとを含む。少なくとも１つの支持棒はそれぞれ、ハウジングの側壁に向かってある角度で延び、一端は中心支柱に固定され、他端はハウジングの側壁に接続され、少なくとも１つの環状ピースは、中心支柱の周りに支持棒の長手方向に一定の間隔で少なくとも１つの支持棒にそれぞれ固定されている。回転可能アセンブリの回転可能シャフトは、定置アセンブリの中心支柱の軸に平行な軸を有し、少なくとも１つの回転アームの少なくとも１つの破砕構成要素および少なくとも１つの支持棒に固定された少なくとも１つの環状ピースは交互に配置され、各破砕構成要素は、２つの近接する環状ピース間の間隔に対応し、回転可能アセンブリが定置アセンブリに対して回転すると、少なくとも１つの破砕構成要素は、少なくとも１つの環状ピースのうちの対応する環状ピースに沿って周方向に移動する。

【0006】

本発明の鉛直型スラッジ破砕機では、定置アセンブリのスラッジ塊を受けるための支持面が頑丈になるように、定置アセンブリの環状ピースの頂部面に不連続な突起が配置されている。近接する突起間に形成された凹部は回転可能アセンブリの回転に従うスラッジ塊の周方向運動を妨害し得、スラッジ塊をさらに固定し、スラッジ塊の破壊またはせん断を容易にし、それによりハウジング内のスラッジ塊の堆積を低減する。

【0007】

本発明の鉛直型スラッジ破砕機では、破砕アセンブリを構成する要素は分離していてもよいので、回転可能アセンブリおよび定置アセンブリならびにそれらの構成要素または要素は、スラッジ塊の水分含有量および破砕またはせん断されたスラッジ塊のサイズにしたがって選択でき、関連する構成要素の摩耗に従って交換することができ、それによって破砕アセンブリの組み合わせを容易かつ柔軟にすることができる。

【0008】

本発明の鉛直型スラッジ破砕機では、必要に応じて断面形状の異なるハウジングを使用することができ、破砕アセンブリの上方のハウジングの頂部または側部のいずれの位置にもスラッジ塊の供給口を形成して、破砕機と関連する装置との間の割り当てを簡便かつ空間効率的にするようにする。

【0009】

本発明の鉛直型スラッジ破砕機では、スラッジ塊を破砕するための破砕アセンブリは、定置アセンブリの複数の環状ピース間の所定の間隔によって、均一サイズのより小さいスラッジ塊またはかけらを破砕またはせん断することができる。複数の環状ピース間の間隔は、回転可能アセンブリの回転に伴うスラッジ塊の周方向の動きを防止するだけでなく、破砕またはせん断される、より小さいスラッジ塊またはかけらの計量器としても機能し、所定のサイズに従ってスラッジ塊を破砕またはせん断するように、複数の環状ピース間の間隔よりも小さい、より小さいスラッジ塊またはかけらの通過のみを可能にする。

【0010】

本発明はまた、鉛直型破砕機を用いてスラッジ塊を破砕する方法を提供する。脱水されたスラッジ塊は、破砕機のハウジングの頂部または上側からハウジング内に搬送され、破砕アセンブリ内の定置アセンブリに対する回転可能アセンブリの回転は、回転可能アセンブリの回転シャフト上の回転アームがスラッジ塊に衝突することを可能にし、破砕構成要素がスラッジ塊を切断またはせん断することを可能にし、それにより、均一な粒子サイズの、より小さなスラッジ塊またはかけらが得られる。次いで、より小さいスラッジ塊またはかけらは、定置アセンブリの環状ピース間の間隔を通って落下し、ハウジングの下側部分の開口を通してハウジングから排出される。

【0011】

本発明のスラッジ塊を破砕するための破砕アセンブリおよび方法は、破砕スラッジ塊の粒子サイズを制御することができる。本発明の破砕アセンブリの構成要素または要素は、予想される範囲内で、および一様な粒子サイズで、より小さなスラッジ塊またはかけらを得るために選択され組み合わされる。スラッジ粒子サイズが小さくなることにより、より小さいスラッジ塊の流動性を高められるだけでなく、スラッジ乾燥工程における乾燥速度を速めて乾燥効率を高めることができ、本発明は処理時間および安定性の点で有利であり、乾燥スラッジの有孔度を改善し、その後のスラッジ処理を容易にする。

【0012】

図面の簡単な説明
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明することにより、本発明の上記ならびに他の目的、特徴および利点を十分に理解することを容易にする。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明のスラッジ塊を破砕するための破砕機の部分破断斜視模式図である。

【図2】図１のスラッジ破砕機の軸方向断面図である。

【図3】図１のスラッジ破砕機の分解斜視図である。

【図4】図１のスラッジ破砕機において使用されるスラッジ塊を破砕するための破砕アセンブリの斜視概略図である。

【図5】図４の破砕アセンブリの回転可能アセンブリの斜視概略図である。

【図6】図４の破砕アセンブリの定置アセンブリの斜視概略図である。

【図7】図１のスラッジ破砕機のハウジングの別の実施形態の部分破断斜視概略図である。

【図8】スラッジ塊を破砕するための鉛直型破砕機によるスラッジ破砕のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

発明の詳細な記載
内容を明瞭に表示すために、本明細書の図面は尺度決めして描かれておらず、同様または類似の参照符号は、同様のまたは類似の構成要素または部分を示すことを理解されたい。

【0015】

図１および図２は、本発明のスラッジ塊を破砕するための破砕機の好ましい実施形態を斜視図および断面図の形態でそれぞれ概略的に示す。図示のように、鉛直型破砕機１は、ハウジング２と、スラッジ塊を破砕するための破砕アセンブリ３とを備え、ハウジング２は、通常、鉛直に配置され、シリンダ２０２と、シリンダの頂端にある頂部カバー２０１とを備え、シリンダ２０２の底部は下方に広く開いている。さらに、ハウジング２を他の形態であってもよく、例えば、ハウジング２のシリンダ２０２と頂部カバー２０１とが一体的に形成されていてもよく、頂部カバー２０１は、閉鎖された頂部を有するシリンダ２０２の頂端部分として形成されている。頂部カバーまたは頂端部分２０１上には、スラッジ塊を受けるための供給口２０３と、回転シャフトを受けるためのシャフト穴２０４とが形成され、ハウジングの底部開口は、より小さな破砕されたスラッジ塊またはかけらを排出するために使用される。破砕アセンブリ３は、ハウジング２内において底部開口に近接して配置される。破砕アセンブリ３は、回転可能アセンブリ３０と定置アセンブリ３１とを備え、回転可能アセンブリ３０は、定置アセンブリ３１の上に配置され、定置アセンブリ３１に対して回転可能である。

【0016】

図３は図１の破砕機を分解斜視図の形態で示し、図４はハウジング内の破砕アセンブリを斜視図の形態で示し、図５および図６はそれぞれ、破砕アセンブリの回転可能アセンブリおよび定置アセンブリを斜視図の形態で示している。図３～図６を参照して、破砕機１のハウジング２には、破砕アセンブリ３の回転可能アセンブリ３０と定置アセンブリ３１とが鉛直に直列に配置されている。回転可能アセンブリ３０は、回転シャフト３０１と、回転シャフト３０１の下端に対してある角度で外方向に延びる１つ以上の回転アーム３０２とを含み、好ましくは、回転アーム３０２は、回転シャフト３０１に対して直角に外方向に延びる。例えば、２～１０本の回転アーム３０２が回転シャフトの周りに角度をなして離間されている。図３は、回転シャフト３０１から１８０°の角度で径方向外方向に対称に延びる２つの回転アーム３０２を示す。各回転アーム３０２には、１つ以上の破砕構成要素３０３が設けられている。例えば、回転アーム３０２の長手方向またはハウジング２の径方向に一定の間隔をおいて、２～８個の破砕構成要素を配置することができ、各破砕構成要素３０３は、回転アーム３０２に対して下方に垂直に、すなわち回転シャフト３０１の軸に実質的に平行に突出することができる。破砕構成要素は、切断またはせん断構成要素と呼ぶことができる。図２～図５は、各回転アーム３０２に４つの破砕構成要素３０３が離間して設けられていることを示している。破砕構成要素３０３は、回転シャフト３０１に平行な厚さ方向に矩形の断面形状を有することができる。勿論、破砕構成要素３０３の断面形状は、例えば、台形、楕円形、正方形、三角形または他の形状であってもよい。破砕構成要素３０３は、回転シャフト３０１を中心に回転するときに周方向に直線線分または円弧線分を形成することができ、好ましくは、回転方向に向いて前方に鋭利な端部を有する。破砕構成要素３０３は、回転アーム３０２と一体的に形成されてもよく、または当該技術分野で公知の接続方法で回転アーム３０２に固定される別個の構成要素であってもよい。別個の構成要素である場合、破砕構成要素３０３は交換可能である。同様に、回転アーム３０２も、当該技術分野において公知の接続方法で回転シャフト３０１に固定することができる。本明細書で言及される公知の接続方法は、溶接、キー嵌合、ねじ込みおよび挿入などを含み得る。さらに、破砕構成要素３０３は、切断ブレードと同様の形態であってもよい。

【0017】

図２～図４および図６を参照して、定置アセンブリ３１は、定置座部３１０および環状ピース３１３を備える。定置座部３１０は、中心支柱３１１と、中心支柱３１１から一定の角度で外方向に延びる１つ以上の支持棒３１２とを有し、支持棒３１２は、好ましくは、中心支柱３１１から直角に外方向に延びている。例えば、中心支柱３１１の周りにある角度で離間して２～１０本の支持棒３１２が設けられている。１つ以上の環状ピース３１３は、環状ピース３１３の位置決めを安定させるように、支持棒３１２上に、好ましくは少なくとも２つの支持棒３１２上に配置される。例えば、支持棒３１２の長手方向またはハウジングの径方向に一定の間隔をおいて配置された２～８個の環状ピース３１３があり、各環状ピース３１３はリング状または円弧セグメントであり、リングまたは円弧セグメントの半径は、支持棒上のその位置に関連付けられ、すなわち、中心支柱３１１に近いほど、リングまたは円弧セグメントの半径が小さくなる。図３および図６は、４つの支持棒３１２上にある間隔でそれぞれ配置された４つの環状ピースまたはリング３１３を示す。

【0018】

図示のように、回転可能アセンブリ３０の回転シャフト３０１の上端３０１Ａは、回転シャフト３０１を受けるためのシャフト穴２０４内に回転可能に配置され、ハウジングの頂部カバー２０１に形成され、シャフト穴２０４から出て延びる上端３０１Ａの部分には、動力入力部品４、例えば歯車またはプーリーが設けられている。動力入力部品４は、回転シャフト３０１を駆動するために、ベルトまたはチェーンによって駆動装置に結合することができる。定置アセンブリ３１の各支持棒３１２は、一端が中心支柱３１１に接続され、他端がハウジング２の底部開口に近接する壁に固定され、例えば壁に形成されたオリフィス２０５に設置される。勿論、それは公知の接続態様で側壁に直接固定されてもよい。図４において、４つの支持棒３１２は、それぞれ中心支柱３１１に対して直角に延びており、２つの回転アーム３０２は、回転シャフト３０１に関して径方向に、互いに逆方向に突出している。定置アセンブリ３１の定置座部３１０を安定させるために、通常、同じ角度で離間して配置され、中心支柱３１１の外側面から外方向に延びる４つ以上の支持棒３１２が配置され、３つ以上の環状ピース３１３を、同じ間隔または異なる間隔で支持棒３１２上に配置することができる。言い換えれば、近接するリングまたは円弧セグメントは、支持棒３１２に沿って異なる距離で離間させることができ、より小さい半径を有するリングまたは円弧セグメントは、より大きな半径を有する近接するリングまたは円弧セグメントよりも中心支柱３１１にずっと近く、各リングまたは円弧セグメントは、３つ以上の支持棒３１２上に安定して位置決めされ、支持棒の長手方向またはハウジングの径方向における２つの近接する環状ピース３１３を一定の間隔に保つことができる。回転可能アセンブリ３０の回転アーム３０２の破砕構成要素３０３は、複数の破砕構成要素３０３と複数の環状ピース３１３とが交互に配置されるように、近接する環状ピース３１３間の対応する間隔内へと下方に突出することができ、回転シャフト３０１が回転すると、破砕構成要素３０３は、環状ピース３１３の内周または外周に沿って対応する間隔において周方向に移動することができる。回転シャフト３０１の安定化を容易にするために、複数の回転アーム３０２は、通常、回転シャフト３０１に対して対称に配置される。図示されているように、２つの回転アーム３０２は１８０°の角度で対称に配置され、回転アーム３０２の長手方向に４つの下方に突出する破砕構成要素または切断ブレード３０３を有し、近接する２つの環状ピース３１３の間に形成された対応する間隔内に３つの破砕構成要素または切断ブレード３０３がそれぞれ配置されている。

【0019】

図３を参照して、ハウジング２は鉛直に、すなわち地面に対して垂直に配置されているので、回転可能アセンブリ３０の回転シャフト３０１は、定置アセンブリ３１の中心支柱３１１の軸と実質的に一致し、回転シャフト３０１および中心支柱３１１の軸はハウジング２の長手方向軸に実質的に平行であり、好ましくは回転シャフトおよび中心支柱の軸はハウジングの長手軸と一致する。回転アーム３０２と支持棒３１２とは、互いに平行に近接している。破砕構成要素３０３と環状ピース３１３とが交互に配置されているので、回転アーム３０２の各破砕構成要素３０３は、支持棒３１２上の近接する２つの環状ピース３１３間の対応する間隔内に延在することができ、回転アームの長さ方向またはハウジングの径方向における破砕構成要素３０３の幅は、支持棒３１２上の２つの環状ピース３１３の間の対応する間隔よりも小さい。言い換えれば、２つの近接する破砕構成要素３０３間の間隔は、支持棒の長手方向における支持棒３１２上の対応する環状ピース３１３の幅よりも大きく、回転可能アセンブリ３０が定置アセンブリ３１に対して回転すると、各破砕構成要素３０３は、破砕構成要素３０３が環状ピース３１３と干渉しないように、常に２つの近接する環状ピース３１３の間の対応する間隔内に位置する。

【0020】

図３および図４示すように、定置アセンブリの複数の環状ピースのうち、各環状ピース３１３は、１つ以上の離間された突起３１４を有することができ、これらの離間された不連続突起３１４は、環状ピース３１３の上面に公知の接続態様で固定されており、支持棒の長さ方向または環状ピースの径方向における突起の幅は、環状ピースの幅よりも小さくてもよい。これらの突起と環状ピースとは一体的に形成されていてもよい。これらの突起３１４は、環状ピース３１３の一部の領域の厚みを中心支柱３１１の軸方向に増大させ、すなわち、ハウジングの長手軸方向の一部の位置での環状ピース３１３の高さが高くなる。上述したように、破砕工程の間、回転可能アセンブリ３０は定置アセンブリ３１に対して回転し、破砕機に入るスラッジ塊は実質的に定置アセンブリ３１上に落下する。したがって、定置アセンブリの複数の環状ピース３１３の上面からなる不連続または不完全な表面は、スラッジ塊を受けるための支持面となる。環状ピース３１３の突起３１４が支持面を凹凸にしているため、環状ピース間の間隔よりも小さい、環状ピース３１３に落下するスラッジ塊は、破砕機のハウジング２の底部開口から排出され、環状ピース間の間隔よりも大きいスラッジ塊の大部分が突起３１４の間に張り付き、スラッジ塊の小さな部分のみが回転可能アセンブリ３０の回転アーム３０２と共に周方向に移動することができる。このように、環状ピース３１３上の突起３１４は、環状ピース３１３に落下するスラッジ塊が回転アームと回転するのを防止するので、大部分のスラッジ塊は定置アセンブリ３１上で不動のままであり、回転アーム３０２の破砕構成要素３０３がスラッジ塊を破砕またはせん断することがより容易になる。

【0021】

図２および図３を参照して、回転可能アセンブリ３０の回転シャフト３０１を定置アセンブリ３１の中心支柱３１１と整列させて、回転可能アセンブリの回転中に、破砕構成要素が近接する環状ピース３１３間の対応する間隔において撓む（これは、破砕構成要素３０３の動作に影響を及ぼす可能性がある）のを防止するために、中心軸３１１の上面には、盲穴または貫通穴であってもよいシャフト穴３１５が形成されている。回転シャフト３０１の下端には径の異なるシャフト端３０１Ｂが形成されており、シャフト端３０１Ｂの直径と回転シャフト３０１の直径とが異なるため、両者の交差部に肩部が形成されている。シャフト端３０１Ｂの直径は、中心支柱３１１のシャフト穴３１５の内径に対応し、回転シャフト３０１のシャフト端３０１Ｂがシャフト穴３１５内に回転可能に位置し、回転シャフト３０１の肩部の端面を中心支柱３１１の上面に当接させることができる。このような回転シャフトおよび中心支柱の構成は、回転シャフト３０１および中心支柱３１１のセンタリングを実現するだけでなく、中心支柱３１１による回転シャフト３０１の支持も保証する。ハウジング２の囲まれた端部または頂部カバー２０１のシャフト穴２０４および定置アセンブリ３１の中心支柱３１１のシャフト穴３１５は、それぞれ、回転シャフト３０１の上端３０１Ａおよび下端３０１Ｂを受け入れ、破砕構成要素３の相対的な安定性を保証し、構造を単純化する。

【0022】

別の実施形態では、回転シャフトの構造と中心支柱の構造を入れ替えることができ、例えば、回転シャフト３０１の下端３０１Ｂの端面に盲穴が形成されているのに対し、中心支柱３１１の上端面上には短いシャフトが形成されており、短いシャフトの直径は回転シャフトの盲穴の内径に対応し、短いシャフトが盲穴内に回転可能に配置され、回転シャフト３０１の下端３０１Ｂの端面が中心支柱３１１の上端面に当接して、中心支柱に対する回転シャフトの回転が達成される。

【0023】

さらなる実施形態では、回転可能アセンブリ３０の回転シャフト３０１の軸が定置アセンブリ３１の中心支柱３１１の軸と実質的に一致する状況下では、回転シャフト３０１は中心支柱３１１から分離してもよく、つまり、回転シャフト３０１の下端は中心支柱３１１の上端から一定の距離だけ離間しているが、破砕構成要素は依然として近接する環状ピース３１３間の対応する間隔内に位置することができる。

【0024】

さらなる実施形態では、スラッジ塊を受けるための支持面が不連続または不完全な平坦面であるように、環状ピース３１３の上面上の突起を除去することができる。スラッジ塊の一部は回転可能アセンブリ３０の回転アーム３０２とともに周方向に移動するが、小さい粒子サイズのスラッジ塊を破砕する効率を高めることができる。

【0025】

さらなる実施形態では、回転可能アセンブリ３０の回転シャフト３０１および定置アセンブリ３１の中心支柱３１１の一方は、必要に応じて他方に対して調整可能であり、回転可能アセンブリ３０の回転アーム３０２アセンブリ３０と定置アセンブリ３１の支持棒３１２または環状ピース３１３と間の距離、およびさらには、２つの近接する環状ピース３１３間の対応する間隔内に延びる破砕構成要素３０３の長さを調整するようにする。

【0026】

破砕アセンブリにおいて、ハウジングの径方向における破砕構成要素３０３の幅は、破砕構成要素３０３と環状ピース３１３との間により大きい間隙が存在するように、近接する環状ピース間の間隔よりも実質的に小さくすることができ、例えば、より薄い厚みを有する切断ブレードが、せん断または切断効果を高めるために、破砕構成要素に取って代わることができる。隙間の大きさは、所望のスラッジ塊に従って決定することができ、例えば、より硬いスラッジ塊をせん断する際にはより小さい隙間を使用することができ、破砕構成要素３０３は鋭利な端部を有する構成要素とすることができる。より柔らかいスラッジ塊をせん断する際には、より大きな隙間を使用することができる。別の実施形態では、破砕構成要素の前端部および／または後端部を回転周方向に鋭利な端部に形成することができ、回転シャフトが時計回りまたは反時計回りの方向に回転しても、破砕要素はスラッジ塊をせん断することができる。

【0027】

本発明の破砕機１の破砕アセンブリ３は、ハウジング２の底部開口に近接して配置され、スラッジ塊を破砕するのに役立つ。スラッジ塊が自重でハウジング２の上側の供給口２０３から下側の破砕アセンブリ３上に落下すると、定置アセンブリの環状ピース３１３の不連続突起３１４が衝突によって落下スラッジ塊の破砕を容易にするだけでなく、スラッジ塊を環状ピース上で不動に保つ傾向もある。回転シャフト３０１により駆動される回転アーム３０２の衝突により、環状ピースの支持面に落下するスラッジ塊が破砕され、破砕構成要素３０３が周方向に移動すると、環状ピース３１３間の隙間に付着したスラッジ塊を、スラッジのかけらまたはより小さな塊に切断またはせん断することができ、次いでスラッジのかけらまたはより小さい塊は隙間を通過し、ハウジングの底部開口を通って破砕機から排出される。また、破砕アセンブリ３がハウジングの底部開口に近接して配置されているので、破砕アセンブリ３と供給口２０３との間の距離が増大し、すなわち、ハウジング２内でスラッジ塊を受けるための空間が大きくなり、スラッジ塊の破砕速度を制御するために、ハウジング２に投入されるスラッジ塊の量を必要に応じて調整することができ、その後ハウジング内に供給されるスラッジ塊は、力を加えて、ハウジング内において既に供給されたスラッジ塊を押すことにより、スラッジ塊の重力によって破砕アセンブリに向かって移動して、スラッジ塊の破砕速度を加速し、材料を押すための供給力をさらに節約することができる。

【0028】

図７は、スラッジ破砕機のハウジングの改良された形態を部分破断斜視図で示している。図示されているように、ハウジング２’は、頂部カバー２０１’とシリンダ２０２’とを備え、シリンダ２０２’の上部は矩形の断面を有し、下部は円形の断面を有し、頂部カバー２０１’の矩形形状は、シリンダ２０２’の上部開口を囲むように、シリンダ２０２’の上部の断面形状と一致する。頂部カバー２０１’の中央には、破砕アセンブリ３の回転可能アセンブリ３０の回転シャフト３０１を取り付けるために、例えば軸受を内部に設けることができるシャフト穴２０４’が形成されている。シリンダ２’の上部の側壁には、スラッジ塊を受けるための供給口２０３’が形成されており、スラッジ塊を頂部ではなく側部を介して外部から破砕機１内に搬送するようになっている。供給口２０３’は、破砕アセンブリよりも高い側壁の任意の位置に形成することができる。シリンダの断面形状は、円形、楕円形、正方形、長方形または台形などの任意の好適な形状に構成することができる。または、シリンダ２０２’と同様に、ハウジングの一部はある断面形状を有し、他の一部は別の断面形状を有するか、またはシリンダは異なる断面形状を有する複数のセグメントを有する。好ましくは、破砕アセンブリを設けられるハウジングの部分は、断面形状が円形であり、ハウジング内に配置される回転可能アセンブリの回転を容易にして、スラッジ塊を効果的に破砕するだけでなく、定置アセンブリの支持棒上における環状ピースの配置を容易にして、ハウジングの壁と環状ピースとの間の隙間から未破砕のスラッジ塊が落下することを防止する。相応して、頂部カバーの形状はシリンダの上部開口と一致してもよい。加えて、底部開口に近接するシリンダ２０１’の側壁には、定置アセンブリ３１の支持棒３１２に対応する複数の穴２０５’を形成し、支持棒３１２をハウジング２’に固定することができる。

【0029】

本発明のスラッジ塊を破砕するための鉛直型破砕機の好ましい実施形態の具体的な構造が、上記に記載されているが、当業者であれば、本発明の破砕機は異なる変形および構成を有することもできる。上述したように、スラッジ塊の水分含有量または硬度に応じて、異なる材料または形状の回転アーム、破砕構成要素、支持棒および環状ピースを選択することができる。破砕アセンブリは、ハウジングの底部に近接する位置に加えて、ハウジング内の他の位置に配置されてもよく、必要に応じて、複数の破砕アセンブリが配置されてもよい。例えば、鉛直方向に離間される２つの破砕アセンブリを、鉛直方向に配置されるハウジングに配置することができ、上側破砕アセンブリは、ハウジングに入るスラッジ塊を一次破砕のためのより大きな塊に破砕し、下部破砕アセンブリは、より小さい塊をさらに破砕し、これは二次破砕と呼ばれ、スラッジ塊の多段階切断またはせん断を行い、所望のより小さい塊またはかけらを得るようにする。

【0030】

回転可能アセンブリの駆動装置は、限定されないが、電気モータ、油圧作動装置、空気圧装置などを含む任意の好適な動力装置であってもよい。動力伝達のために駆動装置と回転シャフトとの間に、プーリーおよびベルト、スプロケットおよびチェーン、歯車駆動装置などを含むがこれに限定されない、他の好適な伝達方法を使用することができる。

【0031】

図８は、鉛直型破砕機によるスラッジ塊の破砕の好ましい実施形態のフローチャートを示す。本発明のスラッジ破砕工程は、以下のようにして行うことができる。駆動装置によって回転シャフト３０１の上端３０１Ａの動力入力要素を駆動して、回転可能アセンブリ３０を定置アセンブリ３１に対して回転させる。スラッジ塊を、ハウジング２の頂端２０１または側壁２０２に形成された、スラッジ塊を受けるための供給口を介して、破砕機１のハウジング２に搬送する。スラッジ塊がハウジング内に入って定置アセンブリ３１上に連続的に落下すると、回転可能アセンブリ３０の回転アーム３０２がスラッジ塊に衝突し、破砕構成要素３０３によってスラッジ塊を切断、せん断または破砕し、ハウジングの底部開口から、環状ピース間の間隔よりも小さくせん断された、より小さいスラッジ塊またはかけらを排出する。支持棒上の定置アセンブリの環状ピースの位置は予め定められているので、言い換えれば、環状ピース間の間隔または破砕構成要素と環状ピースとの間の隙間は、所望のより小さいスラッジ塊またはかけらのサイズに従って予め定められているので、近接する環状ピース間の間隔ならびに環状ピース上の突起のサイズおよび数は、より小さいスラッジ塊の所望のサイズに従って予め定めることができ、破砕構成要素の形状およびサイズは、スラッジ塊の水分含有量に従って予め選択することができる。さらに、スラッジ塊の水分含有量に応じてスラッジ塊の供給口を介する搬送速度を調整することも可能であり、例えば水分含有量の高いスラッジ塊の搬送速度を低下させることができ、水分含有量の低いスラッジ塊の搬送速度を増大させることができる。

【0032】

本発明の破砕機は、占有面積を節約するように鉛直に配置されており、スラッジ塊をハウジングの上部の供給口から破砕機内に搬送して、スラッジ塊をスラッジ塊の自重によって前方に搬送するかまたは押し、そのことで、エネルギを節約し、効率を向上させる。本発明の鉛直型破砕機の破砕アセンブリは、破砕されるスラッジ塊の水分含有量に応じて合理的に構成することができ、例えば、当業者であれば、必要に応じて、回転アーム、破砕構成要素、支持棒および環状ピースの数を選択することができ、環状ピース間の間隔ならびに破砕構成要素および突起の形状およびサイズを決定することができる。当業者は、摩耗の程度に応じて、破砕アセンブリの構成要素を部分的または個別に置き換えることができる。このように、当業者であれば、破砕されるスラッジ塊の水分含有量に応じて、回転アーム、破砕構成要素、支持棒、環状ピースなどの破砕アセンブリの構成要素を柔軟に構成または組み合わせることができ、それにより、所望のスラッジ塊またはかけらを得ることができる。本発明の鉛直型破砕機による破砕方法を利用することにより、スラッジ塊の供給速度や供給スラッジ塊の量を制御することができ、破砕速度を調整することができ、それにより、破砕アセンブリをより良好な動作状態に保つことができる。環状ピースに配置された突起は、大部分のスラッジ塊を破砕機のハウジングに固定することができ、破砕効率を高めることができる。回転可能アセンブリおよび定置アセンブリは、破砕機の鉛直に配置されたハウジング内に直列に配置されるので、必要に応じて１つ以上の破砕アセンブリを構成することができる。例えば、離間して配置された２つの破砕アセンブリをハウジング内に配置することができ、上側の破砕アセンブリが一次破砕を行い、下側の破砕アセンブリが二次破砕を行い、スラッジ塊の多段階破砕を実現して、所望の、より小さい塊またはかけらを得ることができる。

【0033】

これまでのところ、当業者であれば、上述した実施形態は本発明の好ましい実施形態であるにすぎず、本発明の解決策の全体を示すものではなく、本発明の実施形態の任意の変形または修正は、本発明の概念の範囲内に入るものとすることを認識する。

【符号の説明】

【0034】

１ 鉛直型スラッジ破砕機、２ ハウジング、３ 破砕アセンブリ、３０ 回転可能アセンブリ、３１ 定置アセンブリ、２０１ 頂部カバー、２０２ シリンダ、２０３ 供給口、２０４ シャフト穴、３０１ 回転シャフト、３０２ 回転アーム、３０３ 破砕構成要素、３１０ 定置座部、３１１ 中心支柱、３１２ 支持棒、３１３ 環状ピース、３１４ 突起。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】