(57)【要約】【課題】地震発生後の復旧の迅速化に有利となる回転構造物を提供する。【解決手段】回転構造物１０は、架台１８に支持され、回転可能な円筒体１１と、円筒体１１の外周壁に同軸状に取り付けられた環状部材１９と、環状部材１９に接触し、円筒体１１の軸方向の移動を規制するスラストローラ１５と、スラストローラ１５を保持する台座６２と、架台１８に対して台座６２を固定するボルト６４とを備える。ボルト６４は、予め規定された大きさの地震動による荷重以上で、かつ、スラストローラ１５の耐荷重以下の荷重を受けたときに、スラストローラ１５が破損するよりも前に破断する剛性を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
架台に支持され、回転可能な円筒体と、
前記円筒体の外周壁に同軸状に取り付けられた環状部材と、
前記環状部材に接触し、前記円筒体の軸方向の移動を規制するスラストローラと、
前記スラストローラを保持する台座と、
前記架台に対して前記台座を固定するボルトと、
を備え、
前記ボルトは、予め規定された大きさの地震動による荷重以上で、かつ、前記スラストローラの耐荷重以下の荷重を受けたときに、前記スラストローラが破損する前に破断する剛性を有する、回転構造物。
【請求項２】
前記架台に設置され、前記ボルトが破断したときの前記台座の移動領域を規定するストッパーを備える、請求項１に記載の回転構造物。
【請求項３】
前記ストッパーは、前記円筒体の軸方向に沿った方向の前記台座の移動領域を規定する、請求項２に記載の回転構造物。
【請求項４】
前記ストッパーは、前記ボルトの取付方向に沿った方向の前記台座の移動領域を規定する、請求項２又は３に記載の回転構造物。
【請求項５】
前記架台に載置され、かつ、前記台座を載置する板体を備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転構造物。
【請求項６】
前記ボルトが破断したときの前記環状部材の移動領域を規定するストッパーを備える、請求項１に記載の回転構造物。
【請求項７】
延伸部材と、
前記延伸部材の一端を前記架台の側に接続する支持台と、
前記延伸部材の他端を前記円筒体の側に接続する移動体と、
前記円筒体の外周壁に同軸状に取り付けられ、前記移動体を移動可能に支持する環状レールと、
を備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転構造物。
【請求項８】
回転可能な円筒体を炉体とする回転式の焼却炉であって、
前記円筒体を含み、前記円筒体を回転させる回転構造物を備え、
前記回転構造物は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転構造物である、焼却炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、回転構造物、及び、それを用いた焼却炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対象物を収容した回転体を回転させることで対象物を攪拌する回転構造物を備えた産業用装置が存在する。そのなかでも特に大型の産業用装置として、特許文献１は、回転している円筒状の炉体に都市ゴミ等の廃棄物を供給して焼却させる回転式焼却炉を開示している。
【０００３】
回転式焼却炉は、回転構造物の一部として、炉体を周方向に回転させつつ支持する各種ローラを備える。特に、回転式焼却炉では、炉体の姿勢は、廃棄物が供給される入口側が高く、焼却灰等が排出される出口側が低くなるように傾斜している。そのため、回転式焼却炉では、炉体の軸方向への移動を規制するスラストローラが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１４２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
回転式焼却炉に用いられる炉体は、大型である。そのため、地震が発生して炉体の軸方向に地震力が作用した場合、スラストローラに過大な荷重がかかる。このとき、地震力の大きさによっては、スラストローラが正常に動作することができなくなり、その後、スラストローラの修復や交換が要求されることもあり得る。特に、スラストローラの修復等を行うときには、焼却炉を停止させて、場合によっては炉体のズレの調整等を行う必要があることから、焼却炉の復旧作業が長期化するおそれがある。
【０００６】
そこで、本開示は、地震発生後の復旧の迅速化に有利となる回転構造物及び焼却炉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】
【０００７】
本開示の一態様に係る回転構造物は、架台に支持され、回転可能な円筒体と、円筒体の外周壁に同軸状に取り付けられた環状部材と、環状部材に接触し、円筒体の軸方向の移動を規制するスラストローラと、スラストローラを保持する台座と、架台に対して台座を固定するボルトと、を備え、ボルトは、予め規定された大きさの地震動による荷重以上で、かつ、スラストローラの耐荷重以下の荷重を受けたときに、スラストローラが破損する前に破断する剛性を有する。
【０００８】
上記の回転構造物は、架台に設置され、ボルトが破断したときの台座の移動領域を規定するストッパーを備えてもよい。ストッパーは、円筒体の軸方向に沿った方向の台座の移動領域を規定してもよい。ストッパーは、ボルトの取付方向に沿った方向の台座の移動領域を規定してもよい。上記の回転構造物は、架台に載置され、かつ、台座を載置する板体を備えてもよい。上記の回転構造物は、架台に設置され、ボルトが破断したときの環状部材の移動領域を規定するストッパーを備えてもよい。また、上記の回転構造物は、延伸部材と、延伸部材の一端を架台の側に接続する支持台と、延伸部材の他端を円筒体の側に接続する移動体と、円筒体の外周壁に同軸状に取り付けられ、移動体を移動可能に支持する環状レールと、を備えてもよい。
【０００９】
また、本開示の一態様に係る焼却炉は、回転可能な円筒体を炉体とする回転式の焼却炉であって、円筒体を含み、円筒体を回転させる回転構造物を備え、回転構造物は、上記の回転構造物であってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、地震発生後の復旧の迅速化に有利となる回転構造物及び焼却炉を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の一実施形態に係る焼却炉の構成を示す図である。
【図２】本開示の一実施形態に係る回転構造物の構成を示す一部断面図である。
【図３】本開示の一実施形態に係る回転構造物の構成を示す一部側面図である。
【図４】一実施形態に係る回転構造物における移動体及び環状レールの断面図である。
【図５】一実施形態に係る回転構造物における移動体及び環状レールの斜視図である。
【図６】回転構造物における移動体及び環状レールの他の構成を示す断面図である。
【図７】回転構造物における移動体及び環状レールの他の構成を示す断面図である。
【図８】地震発生後の回転構造物の状態の一例を説明する図である。
【図９】回転構造物におけるストッパーの他の構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。ここで、実施形態に示す寸法、材料、その他、具体的な数値等は例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。また、実質的に同一の機能及び構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、本開示に直接関係のない要素については、図示を省略する。
【００１３】
また、以下に示す実施形態では、本開示の回転構造物が、廃棄物を焼却処理する産業用装置としての回転式焼却炉に備えられ、かつ、回転可能な円筒状の炉体を円筒体として含むものとする。なお、回転式焼却炉は、回転ストーカ式焼却炉と呼ばれることもある。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る回転式の焼却炉１００の構成を示す概略断面図である。焼却炉１００は、本実施形態に係る回転構造物１０と、廃棄物投入部２０と、風箱３０と、二次燃焼室４０と、後燃焼装置５０とを備える。
【００１５】
回転構造物１０は、円筒体１１と、ロータリージョイント１２と、ターニングローラ１３と、駆動装置１４と、スラストローラ１５（図２参照）とを含む。回転構造物１０は、カバーケーシング１６内に配置される。
【００１６】
円筒体１１は、それぞれ軸方向に沿って延伸する複数の水管１１ａ（図２参照）を、周方向に一定間隔で配置することで構成される炉体である。なお、回転式の焼却炉１００では、円筒体１１は、ストーカ炉と呼ばれることもある。隣り合う水管１１ａ同士は、不図示であるが、円筒体１１の軸方向に沿って所定の間隔で形成された複数の空気孔を有するフィンを介して連接されている。また、円筒体１１は、廃棄物Ｗが供給される入口側の開口に合わせて環状に設置された入口側ヘッダー管１１ｂと、焼却灰等が排出される出口側の開口に合わせて環状に設置された出口側ヘッダー管１１ｃとを含む。複数の水管１１ａの一端は、入口側ヘッダー管１１ｂに連通する。複数の水管１１ａの他端は、出口側ヘッダー管１１ｃに連通する。そして、いずれかの水管１１ａを通じて出口側ヘッダー管１１ｃ側から入口側ヘッダー管１１ｂ側に向かった冷却水は、他の水管１１ａを通じて入口側ヘッダー管１１ｂ側から出口側ヘッダー管１１ｃ側に戻ることができる。出口側ヘッダー管１１ｃは、二重連絡管１７を介して、二次燃焼室４０の外部に設置されているロータリージョイント１２に連接されている。
【００１７】
ロータリージョイント１２は、二重連絡管１７を回転可能に支持する軸受機構である。ロータリージョイント１２は、二重連絡管１７を介して、それぞれの水管１１ａ内に炉体冷却用の冷却水を循環流通させる。
【００１８】
また、円筒体１１は、外周壁に同軸状に取り付けられた複数の環状部材１９を備える。例えば、円筒体１１は、廃棄物Ｗが供給される入口側の開口近傍と、焼却灰等が排出される出口側の開口近傍との２カ所に環状部材１９を備えてもよい。なお、回転式の焼却炉１００では、環状部材１９は、タイヤと呼ばれることもある。
【００１９】
ターニングローラ１３は、環状部材１９を回転可能に支持する。本実施形態では、環状部材１９が２つ存在するので、ターニングローラ１３は、２つの環状部材１９ごとに存在する。
【００２０】
駆動装置１４は、円筒体１１の廃棄物Ｗが供給される入口側のターニングローラ１３を回転させることで、円筒体１１を回転させる。なお、駆動装置１４は、このような構成に限られず、例えば、円筒体１１の外周壁に環状のピンギアを同軸状に取り付け、ピンビアに係合する回転ギアを回転させることで、円筒体１１を回転させるものであってもよい。
【００２１】
また、ターニングローラ１３は、架台１８上に支持される。ここで、ターニングローラ１３は、円筒体１１が、廃棄物Ｗが供給される入口側が高く、焼却灰等が排出される出口側が低くなる傾斜姿勢となるように、円筒体１１を支持する。つまり、ターニングローラ１３は、架台１８上に、円筒体１１が水平面に対して中心軸ＡＸが角度θで傾斜した姿勢で回転可能となるように設置される（図３参照）。本実施形態では、一例として、架台１８の表面は、円筒体１１の傾斜姿勢に合わせて傾斜しているものとする。
【００２２】
スラストローラ１５は、例えば、円筒体１１の廃棄物Ｗが供給される入口側の開口近傍にある環状部材１９に接触することで、円筒体１１の傾斜姿勢に伴う円筒体１１の軸方向への移動を規制する。スラストローラ１５も、ターニングローラ１３と同様に、架台１８上に支持される。スラストローラ１５の構成や設置位置等については、以下で詳説する。
【００２３】
廃棄物投入部２０は、投入ホッパ２１と、給じん機２２とを含む。投入ホッパ２１は、処理対象物である廃棄物Ｗが投入され、投入された廃棄物Ｗを給じん機２２へ導く。給じん機２２は、投入ホッパ２１から送られてきた廃棄物Ｗを円筒体１１の内部に供給する。
【００２４】
風箱３０は、円筒体１１の下側位置に設置され、円筒体１１に向けて燃焼用空気３１を供給する。風箱３０から供給された燃焼用空気３１は、円筒体１１に形成されている複数の空気孔を通して炉内に導入される。風箱３０は、円筒体１１の軸方向に沿って３分割された分割流路３０ａを有する。３つの分割流路３０ａは、それぞれ、ダンパ３２を備える。ダンパ３２は、燃焼用空気３１の供給量を調整する。なお、３つの分割流路３０ａは、不図示であるが、それぞれ、さらに周方向にも複数に分割され、それぞれの分割部にもダンパ３２を備えてもよい。これらの分割部は、円筒体１１の底部に滞留する廃棄物Ｗの周方向の量に応じて、空気の供給量を調整してもよい。
【００２５】
二次燃焼室４０は、円筒体１１の下流側上部に設置され、未燃ガスを処理する。後燃焼装置５０は、円筒体１１の下流側下部に設置され、灰中未燃分を処理する。
【００２６】
焼却炉１００は、このような構成により、円筒体１１に供給された廃棄物Ｗを、円筒体１１の回転により撹拌しながら順次下流側へ移送し、風箱３０から供給される燃焼用空気３１により乾燥、熱分解、燃焼の過程を経て焼却処分することができる。
【００２７】
次に、本実施形態におけるスラストローラ１５及びその付加構成について詳説する。
【００２８】
図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ部分に対応した、円筒体１１の軸方向から見たターニングローラ１３及びスラストローラ１５を含む回転構造物１０の一部を示す概略図である。図３は、図２に示すターニングローラ１３及びスラストローラ１５を含む回転構造物１０の一部を示す概略側面図である。
【００２９】
ここで、図２では、円筒体１１を複数の水管１１ａの集合体として示している。一方、図３では、説明の簡略化のために、入口側ヘッダー管１１ｂや駆動装置１４等の描画を省略している。また、図３では、スラストローラ１５及びその付加構成を明示するために、ターニングローラ１３を二点鎖線で示している。
【００３０】
まず、ターニングローラ１３は、図２に示すように、１つの環状部材１９に対して２つ存在する。２つのターニングローラ１３は、例えば、円筒体１１の軸方向から見た場合、円筒体１１の中心軸ＡＸから鉛直方向に引かれた垂線に対してそれぞれ３０°程度の角度位置に配置されてもよい。そして、スラストローラ１５は、２つのターニングローラ１３の間で、かつ、円筒体１１の直下にある領域に配置されてもよい。
【００３１】
スラストローラ１５は、回転体６０と、支持部６１と、台座６２と、補強板６３とを含む。スラストローラ１５を構成する各要素の材質は、基本的に鉄鋼である。
【００３２】
回転体６０は、接触対象に対して接触する面が回転軸に対して傾斜している、いわゆる円錐台形状を有する。支持部６１は、回転体６０を、円筒体１１の中心軸ＡＸから放射状に延びる１つの直線を回転軸として回転可能に支持する。また、支持部６１に支持されている状態の回転体６０では、表面積が小さい方の天面が円筒体１１に対向し、表面積が大きい方の底面が台座６２に対向する。台座６２は、支持部６１を固定する部材であり、かつ、架台１８に載置される板体である。つまり、台座６２は、スラストローラ１５全体を保持する。補強板６３は、一部を支持部６１に接続させ、他の一部を台座６２に接続させることで、台座６２に対して支持部６１をより強固に支持するための補強部材である。なお、補強板６３の形状、設置個数又は設置位置は、特に限定するものではない。
【００３３】
これに対して、円筒体１１側の環状部材１９は、スラストローラ１５の回転体６０と接触可能な傾斜面を有する環状のスラスト受け１９ａを有する。この場合、スラストローラ１５の回転体６０が、円筒体１１の軸方向の低位置側に位置され、一方、スラスト受け１９ａが、円筒体１１の軸方向の高位置側に位置される。これにより、スラストローラ１５は、回転体である円筒体１１の軸方向で、かつ、高位置側から低位置側に移動しようとする力を受け止めることができる。
【００３４】
また、回転構造物１０は、架台１８にスラストローラ１５を支持させるに際して、架台１８に対して台座６２を固定する複数のボルト６４を備える。複数のボルト６４のそれぞれの配置は、本実施形態では、架台１８の平面に対して支持部６１の位置を基準として四方の４カ所としているが、特に限定されるものではない。ボルト６４は、予め規定された大きさの地震動による荷重以上で、かつ、スラストローラ１５の耐荷重以下の荷重を受けたときに、スラストローラ１５が破損する前に破断する剛性を有する。
【００３５】
また、回転構造物１０は、ボルト６４が破断したことでスラストローラ１５による円筒体１１の軸方向への移動規制が解除されたことに伴い、スラストローラ１５を必要以上に移動させないようにするための安全装置を備える。
【００３６】
例えば、回転構造物１０は、安全装置の一例として、架台１８に設置され、ボルト６４が破断したときの台座６２の移動領域を規定するストッパー６５を備える。ストッパー６５は、例えば、台座６２が載置される架台１８の表面の傾斜方向の第１移動領域Ｒ１を規定する、架台１８よりも低位置側に設置される第１ストッパー６５ａと、架台１８よりも高位置側に設置される第２ストッパー６５ｂとを含む。第１ストッパー６５ａ及び第２ストッパー６５ｂは、それぞれ、一端が架台１８に支持され、他端が架台１８の表面から突出する板体であってもよい。この場合、第１ストッパー６５ａ及び第２ストッパー６５ｂは、それぞれ、架台１８の表面上で、傾斜方向に対して垂直となる方向に延伸するものであってもよい。
【００３７】
ここで、図２を参照すると、特に第１ストッパー６５ａの延伸方向の長さＬ１は、台座６２の幅よりも大きい方が望ましい。これにより、ボルト６４が破断したことで台座６２が架台１８上を低位置側に移動しようとしても、第１ストッパー６５ａが確実に台座６２を受け止めて、それ以上の低位置側への移動を抑止することができる。一方、第２ストッパー６５ｂの延伸方向の長さは、地震時のボルト６４が破断したときの台座６２の軸方向での揺れを想定し、スラストローラ１５又は円筒体１１等の破損等が生じない範囲に規定される。例えば、第２ストッパー６５ｂの延伸方向の長さは、第１ストッパー６５ａの延伸方向の長さＬ１と同一であってもよい。
【００３８】
また、図３を参照すると、第１ストッパー６５ａ及び第２ストッパー６５ｂの傾斜方向の位置は、それぞれ、ボルト６４で固定されている状態の台座６２の直近の端部から間隔Ｌ２だけ開いた位置とする。間隔Ｌ２は、ボルト６４が破断したときの、円筒体１１の軸方向での台座６２の移動が許容される範囲となる。つまり、間隔Ｌ２は、予め、焼却炉１００において、地震時にスラストローラ１５又は円筒体１１等の破損等が生じない範囲に決定される。このように間隔Ｌ２を決定することで、ボルト６４が破断したときの台座６２の傾斜方向での第１移動領域Ｒ１が規定される。
【００３９】
また、第１ストッパー６５ａ及び第２ストッパー６５ｂは、地震時にボルト６４が破断したときに、ボルト６４の取付方向に沿った方向の台座６２の第２移動領域Ｒ２を規定する鉤部６６を有してもよい。第１ストッパー６５ａに形成されている鉤部６６は、架台１８に支持されている位置から、ボルト６４で固定されている状態の台座６２の直近の端部に向かって、かつ、台座６２の端部の一部を覆うように延伸する。また、第２ストッパー６５ｂに形成されている鉤部６６も同様である。この場合、第１ストッパー６５ａに形成されている鉤部６６と、第２ストッパー６５ｂに形成されている鉤部６６とは対向する。そして、架台１８の傾斜方向における鉤部６６同士の間隔は、同一方向における台座６２の幅よりも小さい。このように寸法を決定することで、ボルト６４が破断したときのボルト６４の取付方向での台座６２の第２移動領域Ｒ２が規定される。これにより、地震時にボルト６４が破断し、ボルト６４の取付方向に沿って台座６２が振動したとしても、台座６２の移動は第２移動領域Ｒ２内に限定されるので、台座６２が架台１８から浮き上がってストッパー６５から脱落することが抑えられる。
【００４０】
上記例示したストッパー６５の形状によれば、架台１８の傾斜方向での台座６２の移動が第１移動領域Ｒ１内に限定され、一方、ボルト６４の取付方向での台座６２の移動が第２移動領域Ｒ２内に限定される。しかし、架台１８の表面上における、架台１８の傾斜方向に対して垂直となる方向については、台座６２の移動が規制されていない。この台座６２の移動が規制されていない方向は、円筒体１１の周方向の延長上にある。そのため、地震時にボルト６４が破断したときに、円筒体１１が回転し続けていたとしても、台座６２は、円筒体１１の周方向に合わせて、規制されていない方向に移動することになる。したがって、台座６２には、大きな荷重がかかることが回避され、また、地震後に焼却炉１００を復旧させる際にも、スラストローラ１５を容易に正常な位置に戻すことができる。
【００４１】
なお、ストッパー６５は、必ずしも例示したような板体で形成されなくてもよい。例えば、ストッパー６５は、金属製の棒体を加工して形成されてもよいし、又は、複数の金属製の棒体の組み合わせで形成されてもよい。
【００４２】
さらに、回転構造物１０は、架台１８に載置され、かつ、台座６２を載置する板体６７を備える。板体６７は、例えばステンレス板である。これにより、ボルト６４が破断して台座６２が移動したときに、台座６２と架台１８との間の摩擦力が低減されるので、台座６２が移動領域内で噛んでしまい、それ以上の移動が不可能となることを予め回避させることができる。
【００４３】
また、回転構造物１０は、さらなる安全装置の一例として、図３に示すように、ボルト６４が破断したときの架台１８に対する円筒体１１の移動領域を規定する連結ユニット７０を備える。
【００４４】
連結ユニット７０は、柔軟に形状を変化させることが可能で、かつ、所定の形状になったときに伸長を停止することが可能な延伸部材７１を備える。延伸部材７１の一端は、架台１８側に接続され、他端は、円筒体１１側に接続される。延伸部材７１としては、例えば、金属製のワイヤ、チェーン、フレキシブルシャフト等、軸方向へ移動しようとする円筒体１１を停止させることが可能な程度の剛性を有する部材を採用することができる。本実施形態では、一例として、延伸部材７１が金属ワイヤであるものとする。また、延伸部材７１の長さは、焼却炉１００の運転時に、一端が架台１８側に接続され、他端が円筒体１１側に接続されている状態で、ある程度の弛みを持つ長さとする。延伸部材７１の弛みの程度については、以下、図８を用いて詳説する。
【００４５】
また、連結ユニット７０は、延伸部材７１の一端を架台１８側に接続するための支持台７２を備える。支持台７２は、定位置に存在する架台１８上に固定される金具である。支持台７２は、例えば、延伸部材７１の一端を貫通させることが可能な貫通穴７２ａを有する。延伸部材７１の一端が貫通穴７２ａを介して接触するように支持台７２に支持されることで、支持台７２は、延伸部材７１の形状変化を許容することができる。
【００４６】
一方、連結ユニット７０は、延伸部材７１の他端を円筒体１１側に接続するための移動体７３と、移動体７３を移動可能に支持する環状レール７４とを備える。円筒体１１は、上記のとおり、焼却炉１００の運転時には周方向に回転するものであるので、延伸部材７１の端部は、支持台７２のような金具を用いて円筒体１１に接続されることが難しい。そこで、連結ユニット７０では、移動体７３及び環状レール７４を採用することで、焼却炉１００の運転時における延伸部材７１の他端の位置をおおむね定位置とする。
【００４７】
環状レール７４は、円筒体１１の外周壁に同軸状に取り付けられる。例えば、環状レール７４は、図３に示すように、円筒体１１の廃棄物Ｗが供給される入口側の開口端部に合わせて取り付けられてもよい。
【００４８】
図４は、図３に示すＩＶ部に相当する、連結ユニット７０における移動体７３の定位置部分を拡大した一部断面図である。
【００４９】
環状レール７４は、例えば、断面が矩形状で、かつ、内部に全体形状に合わせて環状の内部空間Ｓを有する管体である。内部空間Ｓは、移動体７３の搬送路である。つまり、環状レール７４の中心軸を通る同一平面内で比較すると、内部空間Ｓの断面形状は、移動体７３の断面形状よりも大きい。また、環状レール７４は、周方向に沿って、円筒体１１の外壁面から外側に向かう開口溝７４ａを有する。環状レール７４の中心軸を通る同一平面内で比較すると、開口溝７４ａの溝幅は、移動体７３の幅よりも小さい。したがって、移動体７３は、内部空間Ｓ内を移動自在であり、かつ、開口溝７４ａを通じて内部空間Ｓ側から環状レール７４の外部に脱落しない。
【００５０】
図５は、移動体７３の斜視図である。図５（ａ）は、移動体７３単体の斜視図である。図５（ｂ）は、環状レール７４の内部空間Ｓに収容されている状態の移動体７３の斜視図である。
【００５１】
移動体７３は、環状である内部空間Ｓの全体形状に合わせて進行方向に沿って湾曲した板体である。ここで、進行方向とは、厳密には、おおよそ定位置にある移動体７３に対して、移動体７３と接触しながら環状レール７４が回転する方向をいう。また、本実施形態では、一例として、移動体７３は、進行方向が長手方向となる形状を有する。
【００５２】
移動体７３は、内部空間Ｓに収容されている状態で、開口溝７４ａを通じて環状レール７４の外部に向けて突出する突出部７３ａを有する。突出部７３ａは、例えば、延伸部材７１の他端を貫通させることが可能な貫通穴７３ｂを有する。図４に示すように、延伸部材７１の他端が貫通穴７３ｂを介して接触するように突出部７３ａに支持されることで、突出部７３ａは、延伸部材７１の形状変化を許容することができる。また、突出部７３ａは、環状レール７４の開口溝７４ａを案内溝として、環状レール７４の回転時に、開口溝７４ａの両端部のいずれかと接触するものとしてもよい。これにより、環状レール７４の回転時に、延伸部材７１と開口溝７４ａの端部との接触が回避されるので、延伸部材７１の耐久年数を向上させることができる。
【００５３】
このような構成によれば、焼却炉１００の運転時には、移動体７３は、図３及び図４に示すように、環状レール７４の内部空間Ｓにおける最下部をおおよその定位置として、延伸部材７１を介して架台１８側の支持台７２に連設される。具体的には、円筒体１１が周方向に回転しても、連結ユニット７０では、環状レール７４が円筒体１１に追従して回転するものの、移動体７３は、環状レール７４の内部空間Ｓに面する内壁部７４ｂに接触しながら摺動し、位置をほとんど変化させない。つまり、円筒体１１は、連結ユニット７０を介して、架台１８に対して回転自在に連結されることになる。
【００５４】
また、移動体７３は、図５（ａ）に示すように、進行方向の両端面の下部に、面取り部分７３ｃを有してもよい。これにより、円筒体１１の回転時に、移動体７３が内壁部７４ｂに引っ掛かることで移動不能となることを予め回避させることができる。
【００５５】
なお、連結ユニット７０に含まれる移動体７３及び環状レール７４の構成は、必ずしも上記例示した構成に限られず、例えば、以下に示すような構成に変更可能である。
【００５６】
図６は、上記の移動体７３に代わる移動体８０の構成を示す断面図である。環状レール７４に移動可能に支持される移動体は、内壁部７４ｂと回転接触する回転体を有するような移動車であってもよい。例えば、図６に示すように、移動体８０は、軸受用玉としての回転ボール８１を複数有し、回転ボール８１を介して内壁部７４ｂに接触しながら、環状レール７４に対して滑らかに移動するものであってもよい。なお、移動体８０が、内部空間Ｓに収容されている状態で、開口溝７４ａを通じて環状レール７４の外部に向けて突出する突出部８０ａを有することは、移動体７３と同様である。また、突出部８０ａが、延伸部材７１の他端を貫通させることが可能な貫通穴８０ｂを有することは、突出部７３ａと同様である。又は、不図示であるが、例えば、移動体は、さらに、内壁部７４ｂと接触する回転ローラを有するようなものであってもよい。
【００５７】
図７は、さらに、上記の移動体７３及び環状レール７４の組み合わせに代わるリニアベアリング８５の構成を示す断面図である。この場合、リニアベアリング８５は、環状レール７４に代わるガイド部としての環状レール８６と、環状レール８６に移動可能に支持されるブロックとしての移動体８７とを含む。移動体８７は、複数のボールを介して環状レール８６と接触しながら、環状レール８６に対して滑らかに移動することができる。このようにリニアベアリング８５が採用される場合には、環状レール８６は、内部空間Ｓを有さずに、外壁部を移動体８７の搬送路とする点で、環状レール７４とは異なる。また、移動体８７が、環状レール８６の反対側の外部に向けて突出する突出部８７ａを有することは、移動体７３と同様である。また、突出部８７ａが、延伸部材７１の他端を貫通させることが可能な貫通穴８７ｂを有することは、突出部７３ａと同様である。
【００５８】
また、環状レール７４は、内部空間Ｓに移動体７３を収容させるために、図５（ｂ）に示すように、移動体７３の全体形状に合わせて形成された蓋部７４ｃを一部に有してもよい。蓋部７４ｃは、例えば、不図示のボルトを用いて環状レール７４の本体に取り付けられる。これにより、経年劣化等で移動体７３の交換が必要となった場合でも、作業者は、蓋部７４ｃを取り外すことで、容易に移動体７３を交換することができる。
【００５９】
次に、本実施形態に係る回転構造物１０及び焼却炉１００の特に地震発生時の基本作用について説明する。
【００６０】
図８は、図３に示す地震発生前の回転構造物１０の状態に対して、地震発生後の回転構造物１０の状態の一例を説明する図である。
【００６１】
地震が発生して円筒体１１に地震力が作用すると、スラストローラ１５には過大な荷重がかかる。ここで、本実施形態では、スラストローラ１５の台座６２は、ボルト６４により架台１８に対して固定されている。また、ボルト６４は、予め規定された大きさの地震動による荷重以上で、かつ、スラストローラ１５の耐荷重以下の荷重を受けたときに、スラストローラ１５が破損する前に破断する。ボルト６４の破断の基準となる地震動による荷重の大きさは、適宜規定可能であるが、このときの地震の大きさとしては、例えば震度６程度の地震を想定してもよい。一方、ボルト６４は、小規模から中規模の地震が生じたときには破断しない程度に十分な剛性を有する。そして、大規模地震を受けてボルト６４が破断した後、スラストローラ１５は、地震の揺れに伴って振動するが、最終的には、図８に示すように、地震動による水平荷重を受けて、円筒体１１の軸方向、すなわち、架台１８の表面の傾斜方向に沿って移動する。
【００６２】
また、ボルト６４が破断した後、スラストローラ１５は、架台１８の傾斜方向に沿って移動するが、傾斜方向の下流側には第１ストッパー６５ａが存在するので、いずれ架台１８が第１ストッパー６５ａに当接し、さらなる下流側への移動が抑制される。
【００６３】
さらに、ボルト６４が破断した後、スラストローラ１５の移動に伴って、環状部材１９を介してスラストローラ１５に連接している円筒体１１も、軸方向に移動する。ここで、円筒体１１は、連結ユニット７０により、スラストローラ１５とは独立して、架台１８に対して連結されている。そして、連結ユニット７０では、延伸部材７１が、当初、ある程度の弛みを持って架台１８側と円筒体１１側とに接続されている。そのため、ボルト６４が破断した後、延伸部材７１は、円筒体１１の軸方向に沿った移動に伴って円筒体１１側に引っ張られ、張り詰めたところで円筒体１１のさらなる低位置側への移動を抑止する。つまり、延伸部材７１が張り詰めたときの円筒体１１の位置が、円筒体１１の軸方向の移動領域の最大となる。そこで、焼却炉１００の運転時における弛み量を考慮した延伸部材７１の長さは、延伸部材７１が円筒体１１の軸方向の移動に伴って引っ張られたときに、円筒体１１の軸方向の移動が許容される最大の移動領域に基づいて規定される。
【００６４】
次に、本実施形態に係る回転構造物１０及び焼却炉１００の効果について説明する。
【００６５】
まず、本実施形態に係る回転構造物１０は、架台１８に支持され、回転可能な円筒体１１と、円筒体１１の外周壁に同軸状に取り付けられた環状部材１９とを備える。また、回転構造物１０は、環状部材１９に接触し、円筒体１１の軸方向の移動を規制するスラストローラ１５と、スラストローラ１５を保持する台座６２と、架台１８に対して台座６２を固定するボルト６４とを備える。ボルト６４は、予め規定された大きさの地震動による荷重以上で、かつ、スラストローラ１５の耐荷重以下の荷重を受けたときに、スラストローラ１５が破損する前に破断する剛性を有する。
【００６６】
ここで、従来であれば、スラストローラが強固に架台１８に固定されているため、スラストローラに対して耐荷重よりも大きな力が加えられると、スラストローラの一部が破損するおそれがある。そして、スラストローラが破損した場合には、スラストローラの交換等が余儀なくされ、回転構造物１０ひいては焼却炉１００の復旧作業が長期化する。
【００６７】
これに対して、回転構造物１０によれば、地震発生後、スラストローラ１５が破損する前に、ボルト６４が破断する。このボルト６４の破断により、スラストローラ１５は、架台１８の表面上で移動可能となり、結果的に自身が受ける力を低減させることができる。したがって、大規模な地震が発生しても、スラストローラ１５が破損するおそれを予め低くすることができる。結果として、作業者が地震発生後に回転構造物１０を復旧させる際に、スラストローラ１５の交換等を行う必要性が減るため、回転構造物１０の復旧作業の長期化を避けることができる。
【００６８】
このように、本実施形態によれば、地震発生後の復旧の迅速化に有利となる回転構造物１０を提供することができる。
【００６９】
なお、上記のとおり、発生した地震が小規模から中規模であれば、ボルト６４は破断しない。つまり、その程度の大きさの地震が発生したときには、ボルト６４は、通常通り、スラストローラ１５を架台１８に対して固定した状態に維持し、スラストローラ１５のズレ等の発生を抑えることができる。
【００７０】
また、本実施形態に係る回転構造物１０は、架台１８に設置され、ボルト６４が破断したときの台座６２の移動領域を規定するストッパー６５を備えてもよい。
【００７１】
このような回転構造物１０によれば、ボルト６４が破断した後、スラストローラ１５を必要以上に移動させないようにすることができる。
【００７２】
また、本実施形態に係る回転構造物１０では、ストッパー６５は、円筒体１１の軸方向に沿った方向の台座６２の移動領域を規定してもよい。ここでいう移動領域は、例えば、上記例示した第１移動領域Ｒ１に相当する。
【００７３】
このような回転構造物１０によれば、ストッパー６５は、ボルト６４が破断した後、台座６２が架台１８上を低位置側に移動しようとしても、ストッパー６５の位置以上の低位置側への移動を抑止することができる。また、ストッパー６５は、例えば、地震時の台座６２の軸方向の揺れを、スラストローラ１５又は円筒体１１等の破損等が生じない範囲に規定することができる。
【００７４】
また、本実施形態に係る回転構造物１０では、ストッパー６５は、ボルト６４の取付方向に沿った方向の台座６２の移動領域を規定してもよい。ここでいう移動領域は、例えば、上記例示した第２移動領域Ｒ２に相当する。
【００７５】
このような回転構造物１０によれば、ストッパー６５は、ボルト６４が破断した後、ボルト６４の取付方向に沿って台座６２が振動したとしても、台座６２が架台１８から浮き上がって脱落することを抑えることができる。
【００７６】
また、本実施形態に係る回転構造物１０は、架台１８に載置され、かつ、台座６２を載置する板体６７を備えてもよい。
【００７７】
このような回転構造物１０によれば、ボルト６４が破断して台座６２が移動したときの台座６２と架台１８との間の摩擦力が低減されるので、台座６２が移動領域内で噛み、それ以上の移動が不可能となることを予め回避させることができる。
【００７８】
また、本実施形態に係る回転構造物１０は、ボルト６４が破断したときの環状部材１９の移動領域を規定するストッパー９０を備えてもよい。
【００７９】
図９は、回転構造物１０における上記のストッパー６５に代わるストッパー９０の構成を示す側面図である。上記説明では、ボルト６４が破断した後、スラストローラ１５を必要以上に移動させないようにするために、架台１８にストッパー６５を設置する構成を例示した。これに対して、本開示の回転構造物１０では、これに限らず、図９に示すようなストッパー９０を採用することができる。ストッパー９０は、例えば架台１８に設置される。そして、ストッパー９０の端部９０ａは、通常の運転時の環状部材１９の一部から間隔Ｌ２だけ円筒体１１の軸方向に離れた位置にある。この間隔Ｌ２は、すなわち、上記例示したストッパー６５において規定した間隔Ｌ２と同一である。つまり、このように間隔Ｌ２を決定することで、ボルト６４が破断したときの円筒体１１の軸方向での移動領域が規定されることになる。なお、図９では、一例として、ストッパー９０が円筒体１１の軸方向の低位置側にのみ存在するものとしているが、ストッパー６５と同様に、軸方向の高位置側にも存在するものとしてもよい。
【００８０】
このような回転構造物１０によれば、ストッパー６５と同様に、ボルト６４が破断した後、スラストローラ１５を必要以上に移動させないようにすることができる。
【００８１】
また、本実施形態に係る回転構造物１０は、延伸部材７１と、延伸部材７１の一端を架台１８の側に接続する支持台７２と、延伸部材７１の他端を円筒体１１の側に接続する移動体７３とを備えてもよい。また、回転構造物１０は、円筒体１１の外周壁に同軸状に取り付けられ、移動体７３を移動可能に支持する環状レール７４を備えてもよい。
【００８２】
このような回転構造物１０によれば、ボルト６４が破断した後、円筒体１１が軸方向の特に低位置側に移動しても、延伸部材７１が、円筒体１１を架台１８側へ引っ張り、張り詰めたところで円筒体１１のさらなる移動を抑止することができる。
【００８３】
さらに、本実施形態に係る、回転可能な円筒体１１を炉体とする回転式の焼却炉１００は、円筒体１１を含み、円筒体１１を回転させる上記の回転構造物１０を備えてもよい。
【００８４】
本実施形態によれば、上記説明した回転構造物１０を備えるので、上記の回転構造物１０による効果と同様に、地震発生後の復旧の迅速化に有利となる焼却炉１００を提供することができる。
【００８５】
なお、上記説明では、円筒体１１が、水平面に対して中心軸ＡＸが傾斜した姿勢で回転可能であるものとした。しかし、本開示の回転構造物１０は、円筒体１１がこのように傾斜した姿勢となる場合に限定されるものではない。つまり、円筒体１１は、軸方向が水平軸となるような水平配置とされてもよい。円筒体１１が水平配置となる場合、スラストローラ１５は、例えば、円筒体１１の軸方向において、環状部材１９を挟み込むように、環状部材１９に対して一方の側と他方の側との両側に設置されてもよい。このような構成によれは、地震時に、円筒体１１が水平方向に移動しようとした場合であっても、スラストローラ１５が破損するおそれを予め低くすることができる。
【００８６】
また、回転構造物１０が、廃棄物Ｗを焼却処理する産業用装置としての回転式の焼却炉１００に備えられ、かつ、回転可能な円筒状の炉体を円筒体１１として含むものとした。しかし、本開示の回転構造物は、焼却炉１００に適用されるものに限られず、例えば、ロータリーキルンなど、回転可能な円筒体を備える他の産業用装置にも採用可能である。
【００８７】
以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１０    回転構造物
１１    円筒体
１５    スラストローラ
１８    架台
１９    環状部材
６２    台座
６４    ボルト
６５    ストッパー
６７    板体
７１    延伸部材
７２    支持台
７３    移動体
７４    環状レール
１００  焼却炉
Ｒ１    第１移動領域
Ｒ２    第２移動領域
【図１】
2020105784.tif 000003
【図２】
2020105784.tif 000004
【図３】
2020105784.tif 000005
【図４】
2020105784.tif 000006
【図５】
2020105784.tif 000007
【図６】
2020105784.tif 000008
【図７】
2020105784.tif 000009
【図８】
2020105784.tif 000010
【図９】
2020105784.tif 000011