(57)【要約】【課題】スラグを効率的に破砕できるようにする。【解決手段】  燃焼装置の炉内で生じたスラグＤが投入されるシュート２０と、そのシュート２０の下方に設けられた受け部材１と、その受け部材１の傾斜した上面部２に向かって上方から接近及び離反する機能を有する押圧手段１０とを備え、受け部材１は前記上面部２と下面部３との間を貫通する複数の孔５を有し、受け部材１及び押圧手段１０は水中に配置されており、押圧手段１０は、シュート２０の下部開口２１から落下したスラグＤのうち、受け部材１の孔５を通過しなかった塊状物Ｅを受け部材１に向かって押圧することで受け部材１の孔５を通過できる大きさに破砕するスラグ破砕機とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼装置の炉内で生じたスラグ（Ｄ）が投入されるシュート（２０）と、そのシュート（２０）の下方に設けられた受け部材（１）と、その受け部材（１）の傾斜した上面部（２）に向かって上方から接近及び離反する機能を有する押圧手段（１０）とを備え、前記受け部材（１）は前記上面部（２）と下面部（３）との間を貫通する複数の孔（５）を有し、前記受け部材（１）及び前記押圧手段（１０）は水中に配置されており、
前記押圧手段（１０）は、前記シュート（２０）の下部開口（２１）から落下したスラグ（Ｄ）のうち、前記受け部材（１）の孔（５）を通過しなかった塊状物（Ｅ）を前記受け部材（１）に向かって押圧することで前記受け部材（１）の前記孔（５）を通過できる大きさに破砕することを特徴とするスラグ破砕機。
【請求項２】
前記受け部材（１）の裾側に隣接して、前記上面部（２）と逆勾配に傾斜する架台（１１）を備え、前記架台（１１）は、上面部（１２）と下面部（１３）との間を貫通する複数の孔（１５）を有し、前記押圧手段（１０）は、前記下部開口（２１）から落下したスラグ（Ｄ）のうち、前記架台（１１）の孔（１５）を通過しなかった塊状物（Ｅ）を前記受け部材（１）側に押圧することを特徴とする請求項１に記載のスラグ破砕機。
【請求項３】
前記シュート（２０）は、その下部に内外を貫通する複数の孔（２５）を有し、前記シュート（２０）の孔（２５）を通過したスラグ（Ｄ）は、前記下部開口（２１）を経由せずに下方へ落下することを特徴とする請求項１に記載のスラグ破砕機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発電所や各種プラント等において用いられるスラグ破砕機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発電所や各種プラント等において、石炭等の固形物を燃料とする燃焼装置として、石炭ガス化炉が用いられている。石炭ガス化炉は二重耐圧構造となっており、炉本体は、水が満たされた円筒縦型の外部耐圧容器内に収容されている。高温によって溶融した状態のスラグは炉本体からスラグホッパに落下し、その後、適度な大きさに破砕されてスラグホッパ外のスラグ排出槽に排出される。
【０００３】
例えば、特許文献１では、石炭ガス化炉の炉本体の下部に設けられたスラグシュート（以下、単に「シュート」と称する。）直下に、スラグ破砕機が備えられている。石炭ガス化炉本体からシュートを通じて落下するスラグは、このスラグ破砕機で破砕されてスラグ排出槽へ排出されている。
【０００４】
ここで、スラグ破砕機は、鋏込みスラグ破砕機とロールクラッシャとを備えている。鋏込みスラグ破砕機は、両サイドより水平油圧ジャッキで中央にて原料を鋏み込むことで、圧縮破砕する構造である。また、ロールクラッシャは、鋏込みスラグ破砕機で破砕された原料を、さらに細かく破砕するものである。油圧ジャッキはストロークが短く、大きな塊状物は中サイズ程度までしか破砕できないので、ロールクラッシャで破砕物をさらに細分化している。
【０００５】
また、特許文献２では、鋏込みスラグ破砕機として、対向するスプレッダと各スプレッダに接続された油圧ジャッキを備えている。スプレッダ間の空間の下方には、格子状スクリーンが配設されている。原料は、油圧ジャッキの動作により開閉する両スプレッダによって破砕され、破砕物がスクリーンの開口よりも小さくなれば、その開口を通ってロールクラッシャ側へ落下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２４７４８４号公報
【特許文献２】特開平９−３８５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１，２の技術は、鋏込みスラグ破砕機とロールクラッシャとを併用するものである。このため、機械の構成が複雑であり、コスト高の原因となる。また、機械を設置するためのスペースも広く必要である。特に、特許文献２の技術は、油圧ジャッキが２台必要であり、破砕物がスクリーンを通過する大きさになるまで繰り返し油圧ジャッキを往復運動させなければならない。このため、破砕効率が悪い。
【０００８】
そこで、この発明は、水が満たされた耐圧容器内において、石炭ガス化炉等の燃焼装置から落下するスラグを、効率的に破砕できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、この発明は、燃焼装置の炉内で生じたスラグが投入されるシュートと、そのシュートの下方に設けられた受け部材と、その受け部材の傾斜した上面部に向かって上方から接近及び離反する機能を有する押圧手段とを備え、前記受け部材は前記上面部と下面部との間を貫通する複数の孔を有し、前記受け部材及び前記押圧手段は水中に配置されており、前記押圧手段は、前記シュートの下部開口から落下したスラグのうち、前記受け部材の孔を通過しなかった塊状物をその受け部材に向かって押圧することで前記受け部材の孔を通過できる大きさに破砕することを特徴とするスラグ破砕機を採用した。
【００１０】
この構成によれば、破砕時における塊状物に対する押圧方向が、受け部材の上面部（傾斜面）に向かう下向き方向となるから、その押圧手段による押圧動作の際に重力を利用できる。このため、従来の水平ジャッキ等と比較して、塊状物に対する押圧に必要な動力を低減し、効率的に破砕を行うことができる。また、受け部材によって、上面部側から下面部側に向かって排出制限が成されているから、塊状物に対する圧縮効果が高く、押圧手段による押圧回数（進退回数）が低減できる。なお、押圧手段を水中で用いるにあたっては、耐水性の装置を用いることで問題ない。
【００１１】
このような下向きの押圧手段を用いた破砕を水中で行うことで、例えば、一基の押圧手段（シングルプッシャ）であっても、一回の押圧で効率的に希望サイズに破砕することができる。一基の押圧手段であれば、設計、製造、ランニングの費用、いずれにおいても経済的である。また、押圧手段が下向きに前傾しているので、従来のような水平ジャッキと比較して、装置の横方向への寸法を小さくでき、省スペース化が可能である。また、押圧手段が前傾であれば、破砕ゾーンが受け部材側に集中するので、その受け部材の孔付近のスラグの嵩密度が高くなる。このため、破砕効率が高くなり、押圧手段の移動時間当たりの運動効率が高くなる。
すなわち、水が満たされた耐圧容器内において、石炭ガス化炉本体からシュートを通じて落下するスラグを、効率的に破砕できる。
【００１２】
これらの構成において、前記受け部材としては、表裏方向に貫通する前記孔を多数備えた多孔板を採用することができる。多孔板の例としては、格子状部材（網目状部材）、パンチングメタル、その他、多数の貫通孔を有する部材を採用することができる。
このような多孔板を用いることにより、塊状物は、面的に拡がるように分布する多数の孔を通じて破砕され、その孔から落下していくので、従来のようにプッシャの往復運動を繰り返す必要はなく、最小限の押圧手段の進退動作で効率的に破砕を行うことができる。
また、孔は面的に拡がるように多数分布しているから、鋭利な刃物を用いずとも、その多数存在する孔の縁で、全面に亘って偏り無く効率的に圧縮破砕することができる。
【００１３】
多孔板に対する圧縮破砕を採用したことにより、塊状物が破砕ゾーンに詰まりにくいという効果も期待できる。孔の分布が面的に広範囲に亘るからである。なお、仮に、塊状物の一部が孔に詰まったとしても、次なる押圧でそれを押し出すことができる。
【００１４】
このとき、上面部の傾斜角度は自由に設定できるが、例えば、水平方向に対して４５度の角度で傾斜している構成とすれば、燃焼灰の孔の通過と塊状物の受け部材上での落下がいずれもスムーズであり、最も効率的な破砕が可能である。なお、この角度を、例えば、３０度、６０度などとすることも可能である。
【００１５】
これらの各構成において、前記受け部材の裾側に隣接して、前記上面部と逆勾配に傾斜する架台を備え、前記架台は、上面部と下面部との間を貫通する複数の孔を有し、前記押圧手段は、前記下部開口から落下したスラグのうち、前記架台の孔を通過しなかった塊状物を前記受け部材側に押圧する構成を採用することができる。
【００１６】
さらに、これらの各構成において、前記シュートは、その下部に内外を貫通する複数の孔を有し、前記シュートの孔を通過したスラグは、前記下部開口を経由せずに下方へ落下する構成を採用することができる。
【００１７】
受け部材に隣接する架台やシュートの下部に、複数の孔を設けることにより、押圧手段による破砕が開始する前段で、孔を通過する大きさのスラグを下方へ排除することができ、さらなる破砕の効率化が可能である。
【００１８】
架台やシュートに複数の孔を設ける場合、その孔を設けるべき部材としては、前記受け部材と同様とし得る。すなわち、表裏方向に貫通する孔を多数備えた多孔板等を採用することができる
【００１９】
これらの各構成において、前記受け部材上に塊状物の有無を検知する機能を有するセンサを設け、そのセンサからの前記有無を示す信号により、前記押圧手段を自動的に動作させるようにした構成を採用することができる。塊状物の有無を検知するセンサを設けることで、押圧手段の自動制御が可能となる。
【００２０】
あるいは、押圧手段がタイマを備えた構成を採用することもできる。そのタイマの機能により、指定時刻に又は一定時間毎に前記押圧手段を自動的に動作させるようにした構成である。このタイマは、前述のセンサと併用することもできる。
【００２１】
これらの各構成において、前記押圧手段は、前記受け部材の孔に向かって接近及び離反する方向に進退自在の押圧板（プッシャ）を備え、その押圧板がシリンダによって駆動されている構成を採用することができる。このシリンダとしては、例えば、水中で使用可能なエアシリンダ、油圧シリンダ等を採用することができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明は、受け部材の上面部を傾斜させたので、押圧手段による押圧動作の際に重力を利用でき、必要な動力を低減し、効率的に破砕を行うことができる。また、受け部材によって、上面部側から下面部側に向かって排出制限が成されているから、塊状物に対する圧縮効果が高く、押圧手段による押圧回数（進退回数）が低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】一実施形態の断面図
【図２】（ａ)は押圧手段が後退した状態、（ｂ）は押圧手段が前進した状態を示す要部拡大図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
この発明は、発電所等において、石炭ガス化炉等の燃焼装置から排出されるスラグ（石炭灰等の燃焼灰。以下燃焼灰と称する。）Ｄに含まれる塊状物（石炭灰塊等）Ｅを、破砕するために使用する燃焼灰塊破砕機Ｍに関するものである。
【００２５】
石炭等の燃料が燃焼することによって発生した燃焼灰Ｄは、図１に示すように、スラグホッパ８のシュート２０内に投入される。シュート２０内は水で満たされており、燃焼灰Ｄは水冷されながら、シュート２０の下部開口２１からその水とともに落下する。ここで、図１の符号６は燃焼装置の炉本体を、符号７は耐圧容器を、符号９は、スラグホッパ８の排出口を示している。
【００２６】
シュート２０の下部開口２１から落下した燃焼灰Ｄは、燃焼灰塊破砕機Ｍの受け部材１と架台１１上に落下する。
【００２７】
受け部材１は、傾斜した上面部２を備える。その上面部２の下端側、すなわち、受け部材１の裾側に隣接して、上面部２と逆勾配に傾斜する架台１１が設けられている。受け部材１及び架台１１は、フレームＦでスラグホッパ８に固定されている。
【００２８】
受け部材１は上面部２と下面部３との間を貫通する多数の孔５を有し、また、架台１１も、上面部１２と下面部１３との間を貫通する多数の孔１５を有している。
【００２９】
受け部材１及び架台１１は、それぞれ、板状の多孔板で構成される。この実施形態では、その多孔板として、軸状の部材を格子状に接合した格子状部材を採用している。その格子状部材の格子間の空間（軸状の部材で囲まれた空間）が、受け部材１及び架台１１の表裏を貫通する孔５，１５となって、その孔５，１５が全面に亘って多数設けられている。
【００３０】
すなわち、各孔５，１５は、受け部材１及び架台１１のそれぞれにおいて、その上面部２，１２と下面部３，１３とを結ぶ方向（表裏方向）に貫通するものである。
【００３１】
また、受け部材１の上面部２は、シュート２０の下部開口２１の中心に向かって下り勾配に設けられている。この実施形態では、傾斜角度を６０度としているが、他の角度に設定することは可能である。また、この実施形態では、架台１１の上面部１２は、受け部材１の上面部２に直交する角度である。
【００３２】
受け部材１及び架台１１の各孔５，１５の大きさは、求められる破砕後の燃焼灰Ｄの粒径に対応した大きさとなっている。各孔５，１５の大きさを、相互に異なる大きさとすることも可能ではあるが、原則として同じに設定される。したがって、孔５，１５を通過した燃焼灰Ｄは、いずれも所望の粒径に破砕されている状態であるといえる。
【００３３】
この実施形態では、シュート２０の下部にも、内外を貫通する複数の孔２５が設けられている。孔２５の構成は、前述の孔５，１５と同様とし得る。また、その孔２５を備えたシュート２０下部の部材としは、受け部材１や架台１１と同様のものを採用できる。
【００３４】
架台１１上には、受け部材１の上面部２に向かって接近及び離反する機能を有する押圧手段１０が備えられている。押圧手段１０は、フレームＦによって支持されている。
【００３５】
押圧手段１０は、受け部材１の孔５に向かって接近及び離反する方向に進退自在の押圧板１８を備える。押圧板１８は、燃焼灰Ｄ及び燃焼灰Ｄに含まれる塊状物Ｅを押圧する。なお、押圧板１８の進退方向は、受け部材１の上面部２の面方向に直交する方向であることが望ましい。
【００３６】
また、押圧板１８にはガイド板１７が一体に固定されている。シリンダ１４のロッド１４ａに接続された押圧板１８の進退により、ガイド板１７も一体に動いてシュート２０の下部開口２１を開閉する。
【００３７】
押圧板１８の進退は、シリンダ１４によって駆動されている。シリンダ１４等の押圧手段１０は、すべて水中に配置されている。このシリンダ１４としては、水中で使用することができる機能を備えたエアシリンダ、油圧シリンダ等を採用することができる。
【００３８】
燃焼灰塊破砕機Ｍの作用について説明すると、シュート２０から落下した塊状物Ｅを含む燃焼灰Ｄは、図２（ａ）に示すように、まず、受け部材１の上面部２と架台１１の上面部１２の上に到達する。
【００３９】
受け部材１と架台１１で受けた燃焼灰Ｄのうち、孔５，１５の大きさよりも細かいものは、そのまま孔５，１５を通過して下方へ落下する。また、シュート２０内に残る燃焼灰Ｄも、孔２５の大きさよりも細かいものは、そのまま孔２５を通過して下方へ落下する。
【００４０】
このとき、受け部材１や架台１１を振動手段によって振動させてもよい。孔５，１５，２５を通過して落下した燃焼灰Ｄは、スラグホッパ８の排出口９を通じて水とともに排出される。
【００４１】
受け部材１と架台１１上において、孔５，１５，２５を通過しなかった燃焼灰Ｄには、塊状物Ｅが多く含まれている。これらの塊状物Ｅを含む燃焼灰Ｄは、その自重で受け部材１と架台１１との間の谷部４へ落下していく。
【００４２】
すなわち、孔５，１５，２５を通過しなかった塊状物Ｅを含む燃焼灰Ｄは、上面部２，１２に沿って落下して谷部４に至る。谷部４内には、塊状物Ｅを多く含む燃焼灰Ｄが滞留していく。
【００４３】
谷部４の塊状物Ｅを、孔５に向かって押圧板１８が押圧することで、その塊状物Ｅは、孔５を通過できる大きさに破砕される。押圧手段１０は、受け部材１の上面部２に対向して配置されているから、押圧板１８が塊状物Ｅを孔５に向かって押し付けることで、鋭利な刃物を用いることなく、その孔５の縁で効率的に圧縮破砕することができる。粉砕された塊状物Ｅの破片は、孔５，１５から下方へ落下する。
【００４４】
このように、破砕時における塊状物Ｅに対する押圧方向が、受け部材１の上面部２に向かって下向きとなるから、押圧動作の際に重力を利用でき、効率的に破砕を行うことができる。また、受け部材１の孔５によって、上面部２側から下面部３側に向かって排出制限が成されているから、塊状物Ｅに対する圧縮効果が高く、水中において効率的に破砕できる。
【００４５】
また、斜め下向きの押圧手段１０を用いた破砕を水中で行うことで、この実施形態のように、一基のシリンダ１４であっても、一回の押圧で効率的に希望サイズに破砕することができる。一基のシリンダ１４であれば、設計、製造、ランニングの費用、いずれにおいても経済的である。
【００４６】
さらに、格子状部材（多孔板）に対する水中での圧縮破砕を採用したことにより、塊状物Ｅが破砕ゾーンにおいて詰まりにくいという効果も期待できる。孔５，１５の分布が、その上面部２，１２の面方向に沿って広範囲に亘るからである。なお、仮に、塊状物Ｅの一部が孔５，１５に詰まったとしても、進退を繰り返す押圧板１８の次なる押圧で、それを下面部３，１３側へ押し出すことができる。
【００４７】
なお、この実施形態では、谷部４には、塊状物Ｅの有無を検知する機能を有するセンサ１６が設けられている。センサ１６としては、例えば、光センサ、超音波センサ、接触式センサ等を採用することができる。
【００４８】
例えば、センサ１６がその位置に物体があることを検知すれば、その物体は孔５，１５を通過できない塊状物Ｅであるから、谷部４に塊状物Ｅがある旨の信号を発信する。物体が検知できない場合は、信号を発信しない構成とできる。
このセンサ１６からの信号により、図示しない制御手段が、押圧手段１０のシリンダ１４のロッド１４ａを自動的に動作させるようにすることができる。
【００４９】
すなわち、谷部４に塊状物Ｅがある旨の信号を受けた制御手段は、シリンダ１４のロッド１４ａを動作させ、押圧板１８を受け部材１側に前進させる。押圧板１８の前進により、塊状物Ｅは受け部材１に向かって押圧される。押圧が終われば、ロッド１４ａは後退し、押圧板１８も後退する。このとき、谷部４に塊状物Ｅがある旨の信号が継続して発信されていれば、さらに進退を継続し、信号の発信が止まるまでこの進退が行われる。
【００５０】
このセンサ１６による制御に代えて、あるいは加えて、押圧手段１０にタイマを備えさせることもできる。すなわち、そのタイマの機能により、指定時刻に又は一定時間毎に、押圧手段１０のシリンダ１４のロッド１４ａを、自動的に進出及び後退動作させるようにした構成である。
【００５１】
この実施形態では、受け部材１、架台１１、シュート２０の下部開口２１周囲の部材（孔２５を設けた部分の部材）として格子状部材を用いたが、格子状部材以外にも、例えば、パンチングメタル等を採用することもできる。
【００５２】
また、この実施形態では、架台１１やシュート２０の下部開口２１周囲の部材に孔１５，２５を設けたが、架台１１の孔１５を省略した構成、シュート２０の孔２５を省略した構成、架台１１の孔１５とシュート２０の孔２５の両方を省略した構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００５３】
１  受け部材
２，１２  上面部
３，１３  下面部
４  谷部
５，１５，２５  孔
６  炉本体
７  耐圧容器
８  スラグホッパ
９  排出口
１０  押圧手段
１１  架台
１４  シリンダ
１４ａ  シリンダロッド
１６  センサ
１７  ガイド板
１８  押圧板
２０  シュート
２１  下部開口
Ｄ  スラグ（燃焼灰（石炭灰））
Ｅ  塊状物（石炭灰塊）
Ｍ  燃焼灰塊破砕機
【図１】
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【図２】
2014195768.tif 000004