(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直に立設された処理炉の炉頂部に連通連結して設けられ、その側壁には上端開口部が設けられた垂直箱部の下部に、水平方向に開口する下端開口部が設けられた水平箱部を連結することによって形成される中間ホッパーと、
前記中間ホッパーの前記上端開口部及び前記下端開口部にそれぞれ設けられた上シール弁及び下シール弁と、
前記中間ホッパーに設けられた枢軸に揺動自在に枢支される掻き出しブレード及び前記枢軸を回転させる回転装置を備え、給塵量を調整しながら前記処理炉に給塵する被処理物切出装置と、
前記中間ホッパーの前記上端開口部に被処理物排出口が連通連結され、その上に被処理物投入ホッパーが配設されたトラフ、及び前記トラフ内を進退して被処理物を前記中間ホッパー内に投入する押圧プレートを備えた被処理物横搬送装置とを有することを特徴とする廃棄物処理炉の給塵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭用ごみ等の一般廃棄物や産業廃棄物を熱分解溶融処理、熱分解処理又は焼却する設備において用いる廃棄物処理炉の給塵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記した目的に供される廃棄物処理炉の一例として図３に示す形態の熱分解溶融処理設備Ｂがあり、この熱分解溶融処理設備Ｂを用いたごみ等の廃棄物の処理手順について簡単に説明すると、以下の通りである。
即ち、ごみ搬送クレーン５１によって、ごみピット５２からごみ５３を把持すると共に給塵装置５５の上部を形成するホッパー５４の直上まで移動し、その後、ホッパー５４内に落下し、その後、給塵装置５５内を流下してシャフト炉式熱分解溶融処理炉からなる熱分解溶融炉５６内に給塵される。そして、熱分解溶融炉５６内において可燃物は熱分解によりガス化して発生ガス取出口５７より取り出され、不燃物は溶融されスラグとして出滓口より炉外に排出される。熱分解溶融炉５６の発生ガス取出口５７より取り出されたガスはダストを含んだ可燃性ガスで、通常、除塵器５８で粗粒子ダストを除去された後、燃焼部５９で燃焼空気送風機６０より圧送された空気と混合して燃焼し、排熱回収ボイラー６１等で熱回収された後、集塵器６２により誘引されて煙突６３を経て系外に放出される。
【０００３】
従来、上記した熱分解溶融処理設備Ｂで用いる給塵装置５５は、図４に示すように、熱分解溶融炉５６の炉体６４の直上に配置されており、上方より、ホッパー５４と、上、下端開口部に、それぞれ、水平方向に移動して開閉する上シール弁６５と下方に向けて観音開き状に開閉するカットゲート弁６６とを具備する中間ホッパー６７と、中間ホッパー６７の下方に配設され水平方向に移動して開閉する下シール弁６８と、下シール弁６８の下方に配設される炉内シュート６９とから構成されている。
【０００４】
かかる構成によって、いったん、カットゲート弁６６と下シール弁６８を閉じた状態で上シール弁６５を開けてごみ５３を中間ホッパー６７内に充填し、次に、上シール弁６５を閉じ、不活性ガスを中間ホッパー６７内に吹き込んで酸素を追い出した後、カットゲート弁６６と下シール弁６８とを全開してごみ５３を一挙に熱分解溶融炉５６の炉体６４内に給塵することができる。
【０００５】
このように、従来の給塵装置５５は、溶融炉５６の炉内で発生した熱分解ガスをシールするために、上シール弁６５と下シール弁６８からなる二重シール弁構造をとっている。また、被処理物であるごみ５３を、破砕機械等で細かくすることなく、原型のままで熱分解溶融炉５６の炉内に給塵することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の様な二重シール弁構造を持つ給塵装置５５は、未だ、以下の解決すべき課題を有していた。
即ち、実施例を示す図３及び図４を参照して説明すると、従来の給塵装置５５による熱分解溶融炉５６の炉内へのごみ５３の給塵は、熱分解溶融炉５６の炉頂部の上方よりごみ搬送クレーン５１のバケット５１ａで掴んだ１バッチ分の量を、上シール弁６５とカットゲート弁６６間の空間、即ち、中間ホッパー６７内にいったん貯留した後、１バッチ分、全量を一度に行なう。そのため、給塵ごとに、熱分解溶融炉５６の炉頂圧の変動が発生し、炉頂圧の制御の乱れや発生するガスカロリーに変動が生じ、ひいては、熱分解溶融炉５６の後方に配置されている燃焼部５９における燃焼制御の外乱となる。
【０００７】
また、炉内の炉頂圧変動に対処するため、上シール弁６５と下シール弁６８とは高いシール性能が要求される。
【０００８】
さらに、従来の給塵装置５５においては、被処理物であるごみ５３は給塵装置５５より自然落下を利用して熱分解溶融炉５６内に給塵するようにしているので、給塵装置５５を熱分解溶融炉５６の上部に垂直方向に積む構造が不可欠となり、給塵装置５５の装置高さが高くなる。
【０００９】
なお、給塵装置５５の高さを低くするために横方向から被処理物であるごみ５３を給塵装置５５の中間ホッパー６７内に給塵することも考えられるが、単に、ごみ５３を中間ホッパー６７内に横方向から給塵するだけでは、中間ホッパー６７の体積は、被処理物体積の約２倍程度必要となり、装置高さが高くなるばかりでなく、中間ホッパー６７内の酸素を追い出すことに要する不活性ガス量増加を招来することになる。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、被処理物を給塵量を調整することによって、炉頂圧制御の外乱を抑制したり、発生するガスカロリーの変動を抑制して、燃焼部における燃焼制御を容易に行なうことができる廃棄物処理炉の給塵装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う請求項１記載の廃棄物処理炉の給塵装置は、垂直に立設された処理炉の炉頂部に連通連結して設けられ、その側壁には上端開口部が設けられた垂直箱部の下部に、水平方向に開口する下端開口部が設けられた水平箱部を連結することによって形成される中間ホッパーと、
前記中間ホッパーの前記上端開口部及び前記下端開口部にそれぞれ設けられた上シール弁及び下シール弁と、
前記中間ホッパーに設けられた枢軸に揺動自在に枢支される掻き出しブレード及び前記枢軸を回転させる回転装置を備え、給塵量を調整しながら前記処理炉に給塵する被処理物切出装置と、
前記中間ホッパーの前記上端開口部に被処理物排出口が連通連結され、その上に被処理物投入ホッパーが配設されたトラフ、及び前記トラフ内を進退して被処理物を前記中間ホッパー内に投入する押圧プレートを備えた被処理物横搬送装置とを有する。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、本実施の形態は、処理炉が熱分解溶融炉の場合について説明するが、本発明は、前述したように、熱分解処理炉や焼却設備等の他の処理炉にも好適に適用できるものであることはいうまでもない。
【００１６】
（第１の実施の形態）
まず、図１を参照して本発明の第１の実施の形態に係る廃棄物処理炉の給塵装置Ａの構成について説明する。
図１に示すように、処理炉の一例であるシャフト炉式熱分解溶融処理炉からなる熱分解溶融炉１０は、被処理物１１が給塵される炉本体１２と、炉本体１２の上部に連設される炉頂部１３とから構成されると共に、炉本体１２の側壁の一部に発生ガス取出口１４が設けられている。
熱分解溶融炉１０の炉頂部１３の側壁には主原料となる被処理物給塵口１５が開口されると共に、その炉頂端には副原料投入口１６が開口されている。
【００１７】
熱分解溶融炉１０の炉頂部１３の横側方には、炉内と炉外を仕切るための２重シール弁構造を有する中間ホッパー１７が並設されている。中間ホッパー１７は、正面視でＬ字状をなしており、垂直箱部１８の下部に水平箱部１９を連設することによって形成される。そして、水平箱部１９の先部には水平方向に開口する下端開口部２０が設けられており、下端開口部２０は熱分解溶融炉１０の炉頂部１３の内部に、被処理物給塵口１５を通して進入している。即ち、中間ホッパー１７の下端開口部２０は横側方から熱分解溶融炉１０の炉頂部１３に連通連結されている。また、中間ホッパー１７の垂直箱部１８の側壁には上端開口部２１が形成されている。そして、この上端開口部２１と前記した下端開口部２０には、それぞれ枢軸２２、２３周りに揺動自在な開閉板からなる上、下シール弁２４、２５が取付けられている。従って、中間ホッパー１７内には、被処理物１１を一時的に貯留する一時貯留空間２６が形成されることになる。
【００１８】
さらに、中間ホッパー１７の一時貯留空間２６内には、中間ホッパー１７内に後述する被処理物横搬送装置３０から搬送されてくる被処理物１１を、給塵量を調整しながら熱分解溶融炉１０の炉本体１２内に給塵するための被処理物切出装置２７が配設されている。
被処理物切出装置２７としては、各種形態のものが考えられるが、本実施の形態では、基部が枢軸２８によって中間ホッパー１７の水平箱部１９に上下方向に揺動自在に枢支されると共に、先部が下方に屈曲されている矩形平板からなる掻き出しブレード２９と、掻き出しブレード２９と一体をなす枢軸２８に回転数を調整できる回転装置（図示せず）を連動連結することによって構成されている。なお、回転装置としては油圧モータや、油圧シリンダや、電動モータ等を用いることができる。
【００１９】
かかる構成によって、非使用時は掻き出しブレード２９は上方待機位置に配設されているが、回転装置を駆動すると、掻き出しブレード２９は枢軸２８周りに下方に回転し、被処理物１１を中間ホッパー１７から熱分解溶融炉１０内に切り出し、被処理物１１の給塵が行なわれることになる。この際、使用者は、回転装置の回転数を制御することによって、中間ホッパー１７内の被処理物１１をの給塵量を可変とすることができる。
また、下シール弁２５を閉じた状態で掻き出しブレード２９を下方に回転させることによって被処理物１１を下シール弁２５に押圧して圧縮することができ、その後、下シール弁２５を開いて、圧縮された被処理物１１を熱分解溶融炉１０内に給塵することもできる。
【００２０】
また、被処理物切出装置２７は、上記した構成の他に、回転装置によって回転駆動される枢軸に、長手方向に間隔を開けて複数の爪を取付けたフォーク又は熊手構造のものを用いることもできる。
【００２１】
中間ホッパー１７の横側方には被処理物横搬送装置３０が配設されており、本実施の形態では、底板３１と両側板３２からなる両端開口の長尺のトラフ３３内に前面に押圧プレート３４を貼着した移動台車３５を進退自在に配設すると共に、トラフ３３の前部に形成された被処理物排出口３６を中間ホッパー１７の上端開口部２１に連通連結することによって構成される。
被処理物横搬送装置３０は上記した構成に何ら限定されるものではなく、例えば、押圧プレート３４を図示しない油圧シリンダやエアシリンダ等の進退用シリンダの先部に連結することによっても構成することができる。また、ラック・ピニオン機構を用いることもできる。
【００２２】
また、被処理物横搬送装置３０の直上方には被処理物投入ホッパー３７が配設されており、その下端開口部３８は被処理物横搬送装置３０の被処理物投入口３９に連通連結されている。なお、図１において、被処理物投入ホッパー３７の直上には、図示しない被処理物投入クレーンに縦横に移動自在にかつ昇降自在に吊支される被処理物把持用バケット４０が配設されている。
【００２３】
次に、上記した構成を有する廃棄物処理炉の給塵装置Ａの作動について、図１を参照して説明する。なお、通常時には、中間ホッパー１７の内部と被処理物横搬送装置３０内には被処理物１１が存在しているため、その状態での作動を説明する。
【００２４】
図示しない炉内被処理物レベル計等からの被処理物１１の炉内への給塵要求信号により、中間ホッパー１７の下シール弁２５が開かれる。被処理物切出装置２７の掻き出しブレード２９が中間位置から下限位置まで低速で回転し、被処理物１１を徐々に炉内に給塵する。その後、掻き出しブレード２９は中間位置に戻り、下シール弁２５が閉じられる。
【００２５】
次に、中間ホッパー１７の上シール弁２４が開かれると共に、掻き出しブレード２９は上限位置に移動され、その後、被処理物横搬送装置３０を作動することによって、被処理物横搬送装置３０内の被処理物１１が中間ホッパー１７内に投入される。また、炉内ガスが炉外へ排出されないように、上シール弁２４を開く前に不活性ガスにて中間ホッパー１７内のパージを行なう。
【００２６】
被処理物横搬送装置３０の押圧プレート３４が前進限にある状態で、掻き出しブレード２９を上限位置から中間位置まで移動して被処理物１１を圧縮し、被処理物横搬送装置３０を作動して押圧プレート３４を後退させ、上シール弁２４を閉める。また、下シール弁２５を開く前には、炉外の空気が炉内へ侵入しないように、不活性ガスによってパージを行なう。そして、被処理物横搬送装置３０の押圧プレート３４が後退限まで移動した後、被処理物把持用バケット４０から被処理物１１を被処理物投入ホッパー３７を介して被処理物横搬送装置３０に投入する。以下、同様の動作を繰り返すことによって、被処理物１１を、間欠的に、かつ、徐々に、熱分解溶融炉１０内に給塵することができる。
【００２７】
また、本実施の形態に係るシャフト炉方式の熱分解溶融炉１０では、被処理物の給塵量が可変であるため、給塵速度を上げて廃棄物処理炉の給塵装置Ａを作動させることもできる。
即ち、熱分解溶融炉１０内の被処理物の空隙率が不均一でガス流の集中がある場合には、回転装置の回転数を高めて、掻き出しブレード２９を高速で回転させることによって、被処理物１１の給塵速度を上げて炉内の被処理物の自重により圧縮し、空隙率を均一にすることで、ガス流の集中を解消することができる。このような効果は、シャフト炉方式の熱分解処理炉においても同様に達成することができる。
【００２８】
このように、本実施の形態では、通常、給塵速度を下げて設定し、被処理物切出装置２７を中間ホッパー１７内に配設することによって、被処理物１１を準連続的に徐々に給塵することができるので、炉頂圧の制御の乱れや発生ガスカロリーの変動を効果的に抑制することができ、熱分解溶融炉１０の下流側に接続される燃焼部における燃焼制御を容易に行なうことができる。これにより、設備能力の余裕を小さくできるので、設備費を低減することができる。
【００２９】
また、本実施の形態に係る熱分解溶融炉１０では、給塵速度を上げることによって、ガス流の集中を解消することができ、炉内での被処理物の熱分解効率の低下を抑制するため、被処理物１１の処理量の低減を防止することができる。このような効果は、シャフト炉方式の熱分解処理炉においても同様に達成することができる。
【００３０】
被処理物切出装置２７は被処理物１１の圧縮機能も有するので、中間ホッパー１７の容積を半減できる。また、本実施の形態に係るシャフト炉方式の熱分解溶融炉では、被処理物１１を圧縮することによって、被処理物１１の嵩比重が高くでき、炉内ガスによる浮力に対して、良好な降下性を確保できる。また、中間ホッパー１７の容積を低減できるため、熱分解溶融炉１０の内部を外気と遮断するために実施している不活性ガスによるパージに用いるガス量を大幅に低減することができる。このような効果は、シャフト炉方式の熱分解処理炉においても同様に達成することができる。
【００３１】
上、下シール弁２４、２５からなる２重シール弁構造を従来どおり用いることで、外気と炉内のガス遮断を完全に行い、かつ、被処理物１１を原型のまま給塵することができる。
中間ホッパー１７を熱分解溶融炉１０の炉頂部１３の横側方に配設すると共に、被処理物横搬送装置３０も中間ホッパー１７の横側方に配設されているので、自然落下式と比較して全体の設備高さを低減することができる。また、被処理物横搬送装置３０によって、図示しない被処理物ピットと熱分解溶融炉１０との間の距離を十分に確保することができる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
本実施の形態に係る廃棄物処理炉の給塵装置Ａ１も、第１の実施の形態における廃棄物処理炉の給塵装置Ａと同様に、処理炉の一例である熱分解溶融炉１０の炉頂部１３の横側方には、炉内と炉外を仕切るための２重シール弁構造を有する正面視でＬ字状の中間ホッパー４１が並設されている。また、中間ホッパー４１は垂直箱部４２と水平箱部４３から構成されると共に、その内部には、枢軸４４周りに回転自在な掻き出しブレード４４ａから構成される被処理物切出装置４５が配設されている。さらに、上、下端開口部４６、４７には、それぞれ、上、下シール弁４６ａ、４７ａが取付けられている。
【００３３】
しかし、本実施の形態では、中間ホッパー４１の上部壁に上端開口部４６が形成されており、この上端開口部４６に直接被処理物投入ホッパー４７ｂの下端開口部が連通連結されている。
【００３４】
本実施の形態に係る廃棄物処理炉の給塵装置Ａ１においても、第１の実施の形態に係る廃棄物処理炉の給塵装置Ａと同様に、中間ホッパー４１から熱分解溶融炉１０へ給塵される被処理物１１の給塵量を調整することができ、通常、給塵速度を下げて設定する場合においては、炉頂圧の制御の乱れや発生ガスカロリーの変動を効果的に抑制して、熱分解溶融炉１０の下流側に接続される燃焼部における燃焼制御を容易に行なうことができる。また、給塵速度を上げて設定する場合においては、熱分解溶融炉１０内の被処理物の空隙率が不均一でガス流の集中がある場合に回転装置の回転速度を高めることによって掻き出しブレード４４ａを高速で回転させることによって、被処理物１１の給塵速度を上げて、炉内の被処理物を自重により圧縮し、空隙率を均一にすることでガス流の集中を解消することができ、炉内での被処理物の熱分解効率の低下を抑制するため、被処理物１１の処理量低減を防止することができる。
【００３５】
さらに、本実施の形態においては、中間ホッパー４１に直接被処理物投入ホッパー４７が連通連結されているので、被処理物横搬送装置３０を不要とすることができ、この面で設備費の低減化を図ることができる。
なお、図２において、図１に示す構成要素と同一の構成要素は同一の符号で示している。
【００３６】
以上、本発明を、幾つかの実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変容例も含むものである。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１記載の廃棄物処理炉の給塵装置においては、垂直に立設された処理炉の炉頂部に、垂直箱部の下部に水平箱部を連結することによって略Ｌ字状に形成されると共に上、下端開口部にそれぞれ上、下シール弁を具備する中間ホッパーの下端開口部が連通連結され、中間ホッパーの内部に、中間ホッパー内に投入された被処理物を、給塵量を調整しながら処理炉内に給塵する被処理物切出装置が配設されている。
【００３８】
このように、中間ホッパー内に投入された被処理物を、給塵量を調整しながら処理炉内に給塵することができるので、炉頂圧の制御の乱れや発生ガスカロリーの変動を効果的に抑制することができ、処理炉の下流側に接続される燃焼部における燃焼制御を容易に行なうことができる。これにより、設備能力の余裕を小さくできるので、設備費を低減することができる。
【００３９】
被処理物切出装置によって被処理物を圧縮することによって、中間ホッパーの容積を半減できる。また、シャフト炉方式の熱分解溶融処理炉や熱分解処理炉では、被処理物を圧縮することによって、被処理物の嵩比重が高くでき、炉内ガスによる浮力に対して、良好な降下性を確保できる。また、中間ホッパーの容積を低減できると共に、処理炉の内部を外気と遮断するために実施している不活性ガスによるパージに用いるガス量を大幅に低減することができる。
上、下シール弁からなる２重シール弁構造を従来どおり用いることで、外気と炉内のガス遮断を完全に行い、かつ、被処理物を原型のまま給塵することができる。
【００４０】
また、この廃棄物処理炉の給塵装置においては、上端開口部が中間ホッパーの垂直箱部の側壁に開口され、上端開口部に、中間ホッパーの横側方に並設された被処理物横搬送装置の被処理物排出口が連通連結され、被処理物横搬送装置の上部に設けられている上端開口部に被処理物投入ホッパーの下端開口部が連通連結されている。
【００４１】
このように、中間ホッパーを処理炉の炉頂部の横側方に配設すると共に、被処理物横搬送装置も中間ホッパーの横側方に配設されているので、自然落下式と比較して全体の設備高さを低減することができる。また、被処理物横搬送装置によって、被処理物ピットと処理炉との間を距離を十分に確保することができる。
【００４２】
【００４３】
そして、この廃棄物処理炉の給塵装置においては、被処理物切出装置が、中間ホッパー内の被処理物の給塵速度を調整できるように可変としている。
【００４４】
このように、給塵速度を下げた設定では、被処理物切出装置を中間ホッパー内に配設することによって、被処理物を準連続的に給塵することができるので、炉頂圧の制御の乱れや発生ガスカロリーの変動を効果的に抑制することができ、処理炉の下流側に接続される燃焼部における燃焼制御を容易に行なうことができる。これにより、設備能力の余裕を小さくできるので、設備費を低減することができる。
また、シャフト炉方式の熱分解溶融処理炉や熱分解処理炉で、給塵速度を上げた設定では、炉内の被処理物の空隙率が不均一でガス流の集中がある場合に回転装置の回転速度を高めることによって掻き出しブレードを高速で回転させることによって、被処理物の給塵速度を上げて、炉内の被処理物を自重により圧縮し、空隙率を均一にすることでガス流の集中を解消することができ、炉内での被処理物の熱分解効率の低下を抑制するため、被処理物の処理量低減を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る廃棄物処理炉の給塵装置の正面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る廃棄物処理炉の給塵装置の正面図である。
【図３】従来の廃棄物処理炉の給塵装置を具備する溶融焼却処理設備の全体構成説明図である。
【図４】従来の廃棄物処理炉の給塵装置の正面図である。
【符号の説明】
Ａ  廃棄物処理炉の給塵装置          Ａ１  廃棄物処理炉の給塵装置
１０  熱分解溶融炉                  １１  被処理物
１２  炉本体                        １３  炉頂部
１４  発生ガス取出口                １５  被処理物給塵口
１６  副原料投入口                  １７  中間ホッパー
１８  垂直箱部                      １９  水平箱部
２０  下端開口部                    ２１  上端開口部
２２  枢軸                          ２３  枢軸
２４  上シール弁                    ２５  下シール弁
２６  一時貯留空間                  ２７  被処理物切出装置
２８  枢軸                          ２９  掻き出しブレード
３０  被処理物横搬送装置            ３１  底板
３２  側板                          ３３  トラフ
３４  押圧プレート                  ３５  移動台車
３６  被処理物排出口                ３７  被処理物投入ホッパー
３８  下端開口部                    ３９  被処理物投入口
４０  被処理物把持用バケット        ４１  中間ホッパー
４２  垂直箱部                      ４３  水平箱部
４４  枢軸                          ４４ａ  掻き出しブレード
４５  被処理物切出装置              ４６  上端開口部
４６ａ  上シール弁                  ４７  下端開口部
４７ａ  下シール弁                  ４７ｂ  被処理物投入ホッパー
【図１】
0003711188.tif 000002
【図２】
0003711188.tif 000003
【図３】
0003711188.tif 000004
【図４】
0003711188.tif 000005