JP7121417B2

JP7121417B2 - ガラス粉砕装置

Info

Publication number: JP7121417B2
Application number: JP2020545821A
Authority: JP
Inventors: 典雄中村; 兼行猪子; 智和卜部; 好信蔭山; 聡一加賀谷
Original assignee: Asahi Corp
Current assignee: Asahi Corp
Priority date: 2020-02-13
Filing date: 2020-02-13
Publication date: 2022-08-18
Anticipated expiration: 2040-02-13
Also published as: WO2021161445A1; JPWO2021161445A1

Description

本発明は、太陽光パネルガラス（カバーガラス）や自動車ガラス、或いは建築物の窓ガラス、瓶ガラス等といった各種ガラスを粒状粉砕化してリサイクルするためのガラス粉砕装置に関する。

これまで大型の固体を粒状化したり、粉砕化する装置としては、例えばハウジング内に設けられた扁平円筒体の内部に所定の回転速度で回動するロータディスクを配設し、該ロータディスクの外周に一定間隔をあけてハンマー部材を取り付け、前記ハウジングの入口から投入された岩石等の鉱物を前記ロータディスク外周のハンマー部材で打撃粉砕する装置が知られている。

また、扁平円筒状の本体ハウジング内に回転盤を配設し、該回転盤の外周に間隔をあけて衝撃板や分級羽根を取り付け、被粉砕物を前記本体ハウジングの原料供給口から投入して、被粉砕物を前記回転盤によって衝撃粉砕しつつ、遠心分級するようにした衝撃粉砕機も知られている。

この他、複数の円弧形板からなる円形機函（ハウジング）の内周面に反撥凸、条と反撥凹条を交互に設け、前記円形機函内に配設した回転ディスクを回動させることで該回転ディスクの外周に取り付けられた打撃子が、前記円形機函内に投入された石等の被破砕物を前記反撥凸条と反撥凹条に叩き付けて、前記石等の被破砕物を砕くようにしたインパクトクラッシャも知られている。

特開昭５０－１５６０６１号公報特開昭６１－９３８４１号公報実開平５－９６４６号公報特開平８－３１８１７２号公報

前述した従来の粒状化粉砕化装置のうち、ハウジング内で回転するロータや回転盤等の外周に被破砕物を打撃するハンマー（打撃子）を備えたものは、破砕対象が岩石等の鉱物であるため、これを用いてガラスを破砕した場合には、その破砕されるガラスのサイズが一定化できず、また破砕されたガラスは不定形且つ鋭利な形状となるため、ガラスのリサイクルを行うにあたっての取り扱いが非常に困難となる等、種々の問題が想定されるものであった。

一方、扁平円筒状の本体ハウジング内に回転盤を配設し、該回転盤の外周に間隔をあけて衝撃板や分級羽根を取り付けたものは、回転盤の回動に伴って分級羽根の外周に遠心力領域が形成され、そして、粉砕されたは前記分級羽根の外側へ向かう遠心力を受けると同時に微粉排出口から吸引される吸引風力に起因する向心力を受けることで粒子の分級を行うようにしたものであるが、このような構成は非常に複雑で製作精度が高くないと十分な分級効果が得られない上、被粉砕対象が炭酸カルシウム、黒鉛等などであり、ガラスの粉砕には物理的に不向きである等、種々の不都合があった。

ガラスの破砕装置としては、全体が偏平円筒状で、接線方向かつ上方に向かう噴出口を持ち、円筒部中心に投入口を備えてなるケーシングと、ケーシング内部に回転自在に設けられ、ガラスを砕くための複数枚の破砕板が放射状に設けられたロータを有するものが知られている。そして、該破砕装置は、前記ケーシングの内部周壁に耐摩耗性材料からなるプロテクタが着脱自在に取り付けられ、前記ロータの回転によって前記投入口から入れられた廃ガラスが前記ロータの破砕板に打撃されると共に、前記プロテクタに叩き付けられ、またロータの遠心風力によって前記廃ガラスが巻き上げられることで、最終的に所定サイズのガラス粉粒を得られるものである。

しかしながら、前述したガラス破砕装置では、破砕されたガラスの噴出口側において、強度的な脆弱性や破砕されたガラス粉粒のスムーズな流出が行えず、また得られるガラス片も比較的大粒であり、リサイクル用途が限られる等といった不都合もあった。

本発明の目的は、ガラスを角のない所定の粒度に安定的に粉砕することができるガラス粉砕装置を提供することにある。

請求項１記載の本発明は、予め破砕されたガラスのカレットを粉砕する粉砕用ロータが内蔵されたドラム部を有する粉砕機と、粉砕機から斜め上方に伸び、前記ドラム部内で粉砕されてなる砂状ガラス粉を誘導する略直線状の搬送用パイプと、搬送用パイプの上端が挿入された容器状のプレダスタとを備えており、該プレダスタが、前記搬送用パイプの上端と対向し、且つ搬送用パイプの上端から吐出する前記砂状ガラス粉をプレダスタ内へ誘導する反射板を有しており、前記粉砕機内で粉砕されてなる砂状ガラスが前記略直線状の搬送用パイプ内を搬送されて、前記反射板に直接的に衝突して前記プレダスタ内に収容されるようになされているガラス粉砕装置である。

請求項２記載の本発明は、前記請求項１記載のガラス粉砕装置について、更に、プレダスタ内の微粉状ガラス粉を捕集する捕集機を備えたものである。

請求項３記載の本発明は、前記請求項１または請求項２記載のガラス粉砕装置について、粉砕機に対する搬送用パイプの傾斜角度が５０°～７０°であることを特徴とし、より好ましくは約６０°である。

請求項４記載の本発明は、前記請求項１～請求項３のうちのいずれか一項記載のガラス粉砕装置について、ドラム部の内周面に耐摩耗性板からなるライナが装着されていることを特徴とする。

請求項５記載の本発明は、前記請求項１～請求項４のうちのいずれか一項記載のガラス粉砕装置について、プレダスタが、反射板と対向して設けられ、該反射板に衝突した後の砂状ガラス粉を受ける垂下受板を備え、捕集機は垂下受板における前記反射板と反対側に設けられ、前記垂下受板で受けた砂状ガラス粉がプレダスタの下方に落下すると共に砂状ガラス粉に混在しているパウダー状ガラス粉が前記捕集機に捕集されるようになされている、請求項２～請求項４のうちのいずれか一項記載のガラス粉砕装置。

請求項６記載の本発明は、前記請求項１～請求項５うちのいずれか一項記載のガラス粉砕装置について、プレダスタの下側にホッパが一体に形成されているものである。

請求項７記載の本発明は、前記請求項１～請求項６うちのいずれか一項記載のガラス粉砕装置について、粉砕用ロータが内蔵されたドラム部に、内蓋が装着され、更に内蓋の外側にヒンジを介して扉体が取り付けられ、該扉体によってドラム部が開閉自在となされていることを特徴とする。

請求項８記載の本発明は、前記請求項１～請求項７うちのいずれか一項記載のガラス粉砕装置について、粉砕用ロータが、中心に回転駆動軸の軸受を有する円形基板と、円形基板の一面に放射状に設けられた複数の粉砕板と、各粉砕板の端部を周回するように全粉砕板の端部に装着されたリング状板を備えていることを特徴とする。

請求項９記載の本発明は、前記請求項８記載のガラス粉砕装置について、内蓋が、粉砕用ロータのリング状板と同形であることを特徴とする。

請求項１記載の本発明に係るガラス粉砕装置は、予め破砕されたガラスのカレットを粉砕する粉砕用ロータが内蔵されたドラム部を有する粉砕機と、粉砕機から斜め上方に伸び、前記ドラム部内で粉砕された砂状ガラス粉を誘導する略直線状の搬送用パイプと、搬送用パイプの上端が挿入された容器状のプレダスタとを備えている構成であるため、粉砕機のドラム部内では、投入されたガラスカレットが粉砕用ロータと衝突して粉砕され、粉砕された細かな砂状のガラス粉は回転する粉砕用ロータの旋回空気渦流によってドラム部内で巻き上げられて搬送用パイプへ誘導され、該搬送用パイプを介して前記粉砕された細かな砂状のガラス粉はプレダスタへ移送される。

更に、プレダスタ内の微粉状ガラス粉を捕集する捕集機を備えた請求項２記載の本発明に係るガラス粉砕装置によれば、砂状のガラス粉だけでなく、プレダスタ内の微粉状ガラス粉も得られるため、リサイクル性が更に向上する。

また、粉砕機に対する搬送用パイプの傾斜角度が５０°～７０°（より好ましくは約６０°）とした請求項３記載の本発明に係るガラス粉砕装置によれば、前述した搬送用パイプによる砂状ガラス粉の誘導移送がよりスムーズに行える。

更に、ドラム部の内周面に耐摩耗性板からなるライナが装着されている請求項４記載の本発明に係るガラス粉砕装置では、ガラスカレットは前記粉砕用ロータと衝突して粉砕されるだけでなく、前記衝突の反動でガラスカレットは硬質の前記耐摩耗性板製のライナにも衝突することで更に粉砕される。

また、前記プレダスタが、搬送用パイプの上端と対向し、且つ搬送用パイプの上端から吐出する砂状ガラス粉をプレダスタ内へ誘導する反射板を備えた請求項５記載の本発明に係るガラス粉砕装置では、粉砕された砂状のガラス粉がプレダスタに進入する際に前記反射板と衝突するため、砂状のガラス粉の更なる粉砕と鋭利性除去が促進される。

更に、プレダスタが、反射板に衝突した後の砂状ガラス粉を受ける垂下受板を備えている請求項６記載の本発明に係るガラス粉砕装置によれば、反射板に衝突した後の砂状ガラス粉は、垂下受板に受け止められて下方にスムーズに落下する。

この他、プレダスタの下側にホッパが一体に形成された請求項７載の本発明に係るガラス粉砕装置によれば、最終的にプレダスタ内で粉砕された砂状のガラス粉はホッパを介して次の篩機にスムーズに投入され得る。

また、粉砕用ロータが内蔵されたドラム部に、内蓋が装着され、更に内蓋の外側にヒンジを介して扉体が取り付けられ、該扉体によってドラム部が開閉自在となされた請求項８載の本発明に係るガラス粉砕装置によれば、前記扉体を開けてドラム部内の状態、特に前記ライナの摩耗状態やロータの摩耗状態を容易に確認することができ、また前記内蓋はドラム部内での粉砕用ロータの安定的な回転と、内蓋の取り外しによるロータ自体の交換作業の容易性が確保され得る。

更にロータが、中心に回転駆動軸の軸受を有する円形基板と、円形基板の一面に放射状に設けられた複数の粉砕板と、各粉砕板の端部を周回するように全粉砕板の端部に装着されたリング状板を備えている請求項９載の本発明に係るガラス粉砕装置によれば、ガラスカレットは、回転するロータにおける複数の粉砕板によって、その衝突頻度が高くなり、またこれに伴ってガラスカレットがドラム部内の硬質の前記ライナと衝突する頻度も高くなるため、ガラスカレットの粉砕効率が大幅に高められ得る。

この他、内蓋が、ロータのリング状板と同形である請求項１０記載のガラス粉砕装置によれば、前述したドラム部内の点検目視が容易に行える。

本発明の実施形態に係るガラス粉砕装置の正面図である。同実施形態に係るガラス粉砕装置における粉砕機の垂直断面図である。同実施形態におけるプレダスタおよびホッパの垂直断面図である。同実施形態に係るガラス粉砕装置における粉砕機の斜視図である。同実施形態に係るガラス粉砕装置における粉砕機の内部構造を示す斜視図である。同実施形態に係るガラス粉砕装置における粉砕機でのロータ取付け状態を示す要部拡大斜視図である。ドラム部と内蓋との関係を示す斜視図である。図７の内蓋取付け後における扉体の開閉要領を示す斜視図である。粉砕機の駆動回転軸と電動モータとの連動構造を示す斜視図である。粉砕機における駆動回転軸の軸受状態を示す斜視図である。

次に、本発明の実施形態を図面にしたがって説明するが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。

図１～図４に示すように、本実施形態に係るガラス粉砕装置１は、予め破砕されたガラスカレットを粉砕する粉砕用ロータ６が内蔵されたドラム部３を有する粉砕機２と、粉砕機２から斜め上方に伸び、前記ドラム部３内で粉砕されたガラスを誘導する略直線状の搬送用パイプ１０と、搬送用パイプ１０の上端が挿入された容器状のプレダスタ４と、プレダスタ４の下部に一体的に設けられたホッパ５を有している。なお、図中２０は、粉砕対象である前記破砕されたガラスカレットの投入口を示す。また、前記ドラム部３の内周面にはライナ７として複数の円弧状耐摩耗性鋼板がボルト８およびナット９で固定されている。

なお、本実施形態において、粉砕機２に対する搬送用パイプ１０の傾斜角度αは約６０°である。

前記プレダスタ４は、前記搬送用パイプ１０の上端１０ａと対向し、且つ搬送用パイプ１０の軸線に対して所定角度傾斜した反射板１１を有しており、搬送用パイプ１０から吐出した砂状ガラス粉は前記反射板１１に衝突してプレダスタ４内へ投入され、更に反射板１１に衝突した後の砂状ガラス粉はプレダスタ４内の垂下受板４１に受け止められてスムーズに落下し、前記ホッパ５内に投入される。また、プレダスタ４内に充満しているパウダー状ガラス粉はプレダスタ４の上部に連結されている捕集機４２のダクト４４が接続されたチャンバー４５から吸引されてダクト４４の途中に設けられているバタフライダンパー４３を経由して前記捕集機４２内に捕集される（図１、図２参照）。本実施形態において、捕集機４２はバグフィルタ等を有する集塵機能を有するものであり、当該捕集機４２に捕集されたパウダー状のガラス粉は、ホッパ５に集積される砂状ガラス粉と同様、資材としてリサイクルされるものである。

図２に示すように、より詳細には、砂状ガラス粉は自重でホッパ５内へ落下し、比重が非常に軽いパウダー状ガラスだけが捕集機４２に吸引されることとなる。なお、図中１２はプレダスタ４内を目視するための窓を示す。

図２、図５および図６に示すように、粉砕用ロータ６は、中心に回転駆動軸１３の軸受１４を有する円形基板１６と、円形基板１６の一面に放射状に設けられた複数の粉砕板１７と、各粉砕板１７の端部を周回するように全粉砕板１７の端部に装着されたリング状板１８を備えている。

図５～図１０に示すように、前記ドラム部３の中央部分には前記回転駆動軸１３が突出しており、回転駆動軸１３に粉砕用ロータ６の軸受１４が嵌め合わされて止めナット２１によって固定されており、かかる構造によって、粉砕用ロータ６が回転自在に軸支されている。

粉砕用ロータ６が内蔵されたドラム部３には、内蓋２２が装着され、更に内蓋２２の外側にヒンジ４０を介して扉体２３が取り付けられ、該扉体２３によってドラム部３が開閉自在となされている。本実施形態では、内蓋２２が粉砕用ロータ６のリング状板１８と同形となされている。

この他、図９および図１０に示すように、本実施形態では、粉砕用ロータ６の回転駆動軸１３は、一対のプーリ２４Ａ・２４ＢとベルトＢ、軸受３１を介して電動モータＭによって回転する構造となされており、且つその回転は、粉砕用ロータ６で粉砕された砂状ガラス粉が搬送用パイプ１０内へ誘導されるように回転となされている。また、前記ホッパ５の下部には篩機２５が設置されている。

次に、本実施形態に係るガラス粉砕装置１の使用方法について説明すると、電動モータＭを作動させて粉砕用ロータ６を回転させた状態で、予め破砕機（図示せず）によって破砕されたガラスカレットを粉砕機２の投入口２０から粉砕機２内に投入することで、該ガラスカレットが回転している粉砕用ロータ６の粉砕板１７に衝突して粉砕され、また粉砕板１７に衝突した後のガラスカレットは、粉砕用ロータ６を囲むようにドラム部３内周面に取り付けられている耐摩耗性のライナ７に衝突することで更に粉砕され、またこのような粉砕状態においてドラム部３内を飛び交うガラスカレット同士が衝突する等して、前記投入口２０から投入される際には鋭利な角があったガラスカレットは、粉砕されると共に前記鋭利な角も磨耗によって無くなり、最終的に鋭利な角がとれた細かな砂状のガラス粉となる。

また、前記粉砕用ロータ６の回転に伴ってドラム部３内にはガラスカレットを巻き上げる旋回空気渦流が発生しており、前述した粉砕によって、外形が数ミリ程度にまで粉砕された細かい砂状ガラス粉は前記巻き上げ空気渦流によって、搬送用パイプ１０内を上昇してプレダスタ４へ誘導される。この際、搬送用パイプ１０は、略直接状であるため、前記砂状ガラス粉は搬送途中に淀みなく、何らの抵抗もなく、スムーズにプレダスタ４内に進入する。そして、プレダスタ４内では、前記搬送用パイプ１０の上端と対向して配設されている傾斜した反射板１１に、進入してきた砂状ガラス粉が衝突し、更に反射板１１に、衝突した後の砂状ガラス粉は、プレダスタ４内の垂下受板４１に受け止められて下方に落下し、最終的にプレダスタ４下方のホッパ５に前記砂状ガラス粉が落下する。そして、砂状ガラス粉はホッパ５から前記篩機２５へ流入する。

一方、ドラム部３内で十分に粉砕されていないガラスカレットは、前記粉砕用ロータ６の回転に伴うドラム部３内の巻き上げ旋回空気渦流によって上昇せずに自重で落下すると共に再び粉砕用ロータ６の粉砕板１７に衝突したり、その反動でライナ７に衝突し、また前記ガラスカレット同士の衝突によって更に粉砕化され、そして、このような粉砕化の繰り返しによって外形が数ミリ程度にまで粉砕された細かい砂状ガラス粉になった時に、前記粉砕用ロータ６の回転に伴うドラム部３内の巻き上げ旋回空気渦流によって上昇して搬送用パイプ１０内へ導かれるのである。

前述した通り、本発明に係るガラス粉砕装置によれば、ガラスカレットを乾式で簡単且つ確実に細かな砂状のガラス粉にすることができるため、太陽光パネルガラスや自動ガラス、建築用ガラス、瓶ガラス等のガラスリサイクルの分野において幅広い需要が期待できる。

１ガラス粉砕装置
２粉砕機
３ドラム部
４プレダスタ
５ホッパ
６粉砕用ロータ
７耐摩耗性ライナ
１０搬送用パイプ
１１反射板
１３回転駆動軸
１７粉砕板

Claims

予め破砕されたガラスのカレットを粉砕する粉砕用ロータが内蔵されたドラム部を有する粉砕機と、粉砕機から斜め上方に伸び、前記ドラム部内で粉砕されてなる砂状ガラス粉を誘導する略直線状の搬送用パイプと、搬送用パイプの上端が挿入された容器状のプレダスタとを備えており、該プレダスタが、前記搬送用パイプの上端と対向し、且つ搬送用パイプの上端から吐出する前記砂状ガラス粉をプレダスタ内へ誘導する反射板を有しており、前記粉砕機内で粉砕されてなる砂状ガラスが前記略直線状の搬送用パイプ内を搬送されて、前記反射板に直接的に衝突して前記プレダスタ内に収容されるようになされている、ガラス粉砕装置。
更に、プレダスタ内の微粉状ガラス粉を捕集する捕集機を備えた、請求項１記載のガラス粉砕装置。
粉砕機に対する搬送用パイプの傾斜角度が５０°～７０°である、請求項１または請求項２記載のガラス粉砕装置。
ドラム部の内周面に耐摩耗性板からなるライナが装着されている、請求項１～請求項３のうちのいずれか一項記載のガラス粉砕装置。
プレダスタが、反射板と対向して設けられ、該反射板に衝突した後の砂状ガラス粉を受ける垂下受板を備え、捕集機は垂下受板における前記反射板と反対側に設けられ、前記垂下受板で受けた砂状ガラス粉がプレダスタの下方に落下すると共に砂状ガラス粉に混在しているパウダー状ガラス粉が前記捕集機に捕集されるようになされている、請求項２～請求項４のうちのいずれか一項記載のガラス粉砕装置。
プレダスタの下側にホッパが一体に形成されている、請求項１～請求項５のうちのいずれか一項記載のガラス粉砕装置。
粉砕用ロータが内蔵されたドラム部に、内蓋が装着され、更に内蓋の外側にヒンジを介して扉体が取り付けられ、該扉体によってドラム部が開閉自在となされている、請求項１～請求項６のうちのいずれか一項記載のガラス粉砕装置。
粉砕用ロータが、中心に回転駆動軸の軸受を有する円形基板と、円形基板の一面に放射状に設けられた複数の粉砕板と、各粉砕板の端部を周回するように全粉砕板の端部に装着されたリング状板を備えている、請求項１～請求項７のうちのいずれか一項記載のガラス粉砕装置。
内蓋が、粉砕用ロータのリング状板と同形である、請求項８記載のガラス粉砕装置。