(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリュートラフの底部にスクリュー羽根を備えた２本のスクリュー軸を水平方向に並設し、上方より供給されたごみ袋やごみを前記スクリュー軸の間へ取り込んで破袋並びに粗破砕しつつ水平方向に移送するようにしたスクリュー式の廃棄物焼却炉用給じん装置に於いて、前記各スクリュー軸を大径のスクリュー羽根（１ａ）と小径のスクリュー羽根（１ｂ）とを一定間隔を置いて二重に取付けしたスクリュー軸とすると共に、両スクリュー軸を一方のスクリュー軸の大径のスクリュー羽根（１ａ）と他方のスクリュー軸の小径のスクリュー羽根（１ｂ）とが対向する状態で並設し、更に前記各大径のスクリュー羽根（１ａ）の外周縁と各小径のスクリュー羽根（１ｂ）の外周縁に複数個の爪体（１ｄ）を突設した構成としたことを特徴とする廃棄物焼却炉用給じん装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、都市ごみや産業廃棄物を焼却する廃棄物焼却炉用給じん装置の改良に係り、破袋・破砕機能は勿論のこと、ごみの定量供給機能と炉内ガスのシール機能を備えた焼却炉用給じん装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみ等は、一般にごみ袋に入れた状態で収集車により収集され、ごみ焼却場のごみピットへ搬入されてくる。また、ごみピット内へ搬入されたごみ袋は、バケットクレーンで掴み上げられて焼却炉ホッパーへ投入され、ホッパー下方に設けた給じん装置により、順次焼却炉内へ供給されて行く。
【０００３】
ところで、前記廃棄物焼却炉が流動床式焼却炉の場合には、他の燃焼方式の焼却炉に比較して廃棄物の燃焼速度が著しく早い。その結果、回収したごみ袋を破袋しない状態又は不十分な破袋状態のまま炉内へ投入すると、炉内で急激な可燃物のガス化や燃焼反応が起生し、炉圧が大きく変動したり、或いは一時的な空気不足が生じて不完全燃焼状態となり、一酸化炭素やダイオキシンを誘発することになる。
【０００４】
そのため、流動床式の廃棄物焼却炉では、▲１▼プッシャー等の給じん装置の上流側に破袋機や破砕機を別に設置し、これによってごみ袋の破袋やごみの粗破砕を行なう方法か、又は▲２▼給じん装置自体に破袋又は粗破砕機能を持たせ、これによって破袋や粗破砕を行ないつつ炉内へ給じんする方法の何れかが採用されている。
しかし、前者の給じん装置の上流側に破袋機や破砕機を設置する方法は、破袋機等の設置スペースを別途に必要とするため、様々な不都合が起生することになる。
また、後者の破袋・粗破砕機能を備えた給じん装置を使用する方法に於いては、スクリュー式給じん装置や回転ドラム式給じん装置、プッシャーと回転ドラムを組合せた給じん装置等が主に使用されている。
しかし、後述するように何れの給じん装置も破袋・破砕機能が不十分であったり、或いは破袋等の機能は高くても廃棄物の定量供給性や炉内ガスのシール性に欠けると云う問題があり、破袋等の機能と定量供給性とガスシール性の何れをも備えた焼却炉用給じん装置の開発が待望されている。
【０００５】
図５は従前のスクリュー式焼却炉用給じん装置の一例を示すものであり、２本のスクリュー軸１、１を一基の駆動装置４にて回転駆動するよう構成されている。尚、図５では一基の駆動装置４により両スクリュー軸１、１を回転するようにしているが、二基の駆動装置により、両スクリュー軸１、１を別個に駆動する構成のものもある。
また、図５に於いて、１ａはスクリュー羽根、２は軸受機構、３は伝動機構、４は駆動装置、５はごみ投入ホッパー、６はごみ投入シュート、１１はごみ、１７はスクリュートラフ、１８は掻出しドラムである。
【０００６】
しかし、図５のスクリュー式給じん装置には、後述するように、▲１▼破袋機能が十分でなく、定量供給性にも劣ること、▲２▼ごみをバラす機能が低いこと、▲３▼ガスシール性が低いこと等の欠点がある。
【０００７】
即ち、スクリュー式給じん装置では、２本のスクリュー軸１、１の羽根１ａ、１ａの噛み合せ距離と羽根１ａ、１ａの隙間が一定であるため、羽根１ａ、１ａの間に入ったごみ袋１２は、図６及び図７に示す如くスクリュー羽根１ａの外表面、スクリュー軸１の外表面及び羽根１ａの外周面に沿って滑動し、そのまま出口まで搬送されて炉内へ投入されることになる。
また、羽根１ａ、１ａの隙間よりも大きなごみ袋１２は、図８及び図９に示す如く、スクリュー羽根１ａ、１ａの上端面を滑った状態で移動することになり、スクリュー軸１、１内へ取り込めない状態で出口まで搬送され、そのまま炉に投入されることになる。
更に、前記図８及び図９の如き状態に於いてごみ袋１２をスクリュー軸１、１内へ取り込もうとすると、図１０に示すようにスクリュー軸１、１の間隔を拡げねばならないが、この場合には、ごみ袋１２の取り込みはできても破袋及び粗破砕効果が殆んど無くなることになり、大量のごみが一度に炉内へ供給されることになる。
【０００８】
尚、スクリュー式給じん装置に於ける破袋及びバラシ効果と炉内ガスのシール性とは相関性のある事象であり、破袋が不十分な場合には、ガスシール性も悪化する。
また、破袋及びバラシ効果が低いときにはごみが大きな塊のまま炉内へ投入されるため、投入時の瞬時燃焼によって大きな炉内圧の変動を生ずることになり、その結果より高い炉内ガスのシール性が要求されることになる。
【０００９】
一方、図１１は従前の回転ドラム式給じん装置の一例を示すものである。当該装置は回転ドラム１９と固定ドラム２０の間でごみ袋１２を掻き出し破砕するものであるが、前記スクリュー式給じん装置に比較して、破袋及びバラシ機能の点では優れている。しかし、ごみの定量供給性及び炉内ガスのシール性に欠けると云う難点がある。
尚、図１１に於いて、１９ａ、２０ａは爪体、３は伝動機構、６は投入シュートである。
【００１０】
また、図１２はプッシャー２１と回転ドラム１９の組み合せに係る給じん装置の一例を示すものである。
当該装置ではごみ袋１２が回転ドラム１９と固定刃２２間へ押込み供給されるため、ごみ供給の定量性は若干改良される。しかし、当該ごみ供給の定量性は未だ十分ではなく、しかも油圧プッシャー２１を組み合わせるため、装置の大形化を招くと云う難点がある。
【００１１】
ところで、流動床式焼却炉に於いて、スクリュー式給じん装置やドラム式給じん装置の如き破袋機能に劣る給じん装置を用いてごみ供給を行なうと、前述の如くごみが大塊のまま炉内へ投入された際に急激な可燃物のガス化と燃焼反応が起り、空気不足による不完全燃焼状態が一時的に発生する。
そのため、通常の流動床式焼却炉に於いては、▲１▼ごみ投入シュートの途中にごみ塊検知器を設置して大きなごみ塊の投入を検知し、当該検知器からの信号によって流動用空気の供給量を一時的に減らすと同時に、二次燃焼空気の供給量を増し、これによって、一時的な不完全燃焼状態を解消したり、或いは、▲２▼燃焼炉内の明るさや炉内圧力の変化を検知し、当該検知信号値が設定値を越えると大きなごみ塊が投入されて不完全燃焼状態が起生していると判断して、流動用空気量の減少及び二次燃焼用空気量の増加を図って一時的な不完全燃焼状態を解消する方法が、採用されている。
【００１２】
しかし、前者にあっては、炉内へ投入された大きなごみ塊の持つ発熱量が不明であるため、制御空気量が最適値であるか否かは全く不明である。また、後者にあっても、制御空気量が妥当な量か否かは全く不明である。その結果、多少の先行動作を考慮したとしても、後追い制御である故、不完全燃焼状態の解消と云う点では根本的な対策になり得ないと云う問題がある。
【００１３】
また、従来の燃焼炉用給じん装置に於いては、何れの方式の装置であっても炉内ガスのシールを被焼却物自体を用いて行なっているため、炉の運転停止前にごみ投入ホッパーや給じん装置の内部に残留するごみを全て完全に炉内へ投入してしまうことができないという問題がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従前の廃棄物焼却炉用給じん装置に於ける上述の如き問題、即ち、
▲１▼給じん装置の前に破袋機等を設置する方式では、大きな設置スペースを別途に必要とし、様々な支障が生じること、▲２▼破袋機能付給じん装置に於いては、（イ）破袋・破砕機能が十分でなく、ごみ供給の定量性に劣ること、（ロ）ごみのバラシ効果が十分でないこと、（ハ）炉内ガスのシール性に劣ること等の問題を解決せんとするものであり、給じん装置の破袋・破砕機能とごみ供給の定量性とガスシール性の夫々をより高めることにより、炉内に於ける一時的な不完全燃焼状態の発生を無くし、ごみの能率的な焼却を可能にすると共に、炉の運転停止前には、ごみホッパー等の内部のごみを完全に炉内へ投入できるようにした廃棄物焼却炉用給じん装置を提供せんとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本件請求項１に記載の発明は、スクリュートラフの底部にスクリュー羽根を備えた２本のスクリュー軸を水平方向に並設し、上方より供給されたごみ袋やごみを前記スクリュー軸の間へ取り込んで破袋並びに粗破砕しつつ水平方向に移送するようにしたスクリュー式の廃棄物焼却炉用給じん装置に於いて、前記各スクリュー軸を大径のスクリュー羽根１ａと小径のスクリュー羽根１ｂとを一定間隔を置いて二重に取付けしたスクリュー軸とすると共に、両スクリュー軸を一方のスクリュー軸の大径のスクリュー羽根１ａと他方のスクリュー軸の小径のスクリュー羽根１ｂとが対向する状態で並設し、更に前記各大径のスクリュー羽根１ａの外周縁と各小径のスクリュー羽根１ｂの外周縁に複数個の爪体１ｄを突設したことを発明の基本構成とするものである。
【００１７】
【作用】
ごみ投入ホッパー５からスクリュー軸１、１上へ導入されたごみ袋１２は、大径のスクリュー羽根１及び小径のスクリュー羽根１の外周端に突設された爪体１ｃ、１ｄによって両スクリュー軸１、１間へ取り込まれ、破袋される。
また、破袋により放出されたごみ１は前記両爪体１ｃ、１ｄによって粗破砕されると共に、スクリュー軸１、１の回転に伴って出口側へ移送され、ごみ投入シュート６側へ移されて行く。
また、スクリュー軸１、１の先端から放出されたごみ１１は、ロータリフィーダの回転羽根７ａ上へ落下し、回転羽根７ａによってシールプレート８側へ押出される。これによって、シールプレート８の先端部がスプリング９の弾力に抗して反時計方向へ回動され、回転羽根７ａとシールプレート８先端との間に形成された隙間を通して、ごみ１１が投入シュート６内へ落下される。
ケーシング７ｃと回転羽根７ａとの間は、ごみ供給通路７ｂを閉鎖する方向に付勢したシールプレート８によって閉鎖されているため、高いガスシール性が常時確保される。
【００１８】
【実施例】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
図１は、本発明に係る給じん装置Ａの設置状態を示す断面概要図であり、図２はスクリュー軸の部分平面図、図３はスクリュー軸の正面図である。各図に於いて、１はスクリュー軸、１ａは大径のスクリュー羽根、１ｂは小径のスクリュー羽根、１ｃは爪体、２は軸受機構、３は伝動機構、４は駆動装置、５はごみ投入ホッパー、６はごみ投入シュート、７はロータリフィーダ、８はシールプレート、９は押えスプリング、１０は休炉用ダンパー、１１はごみ、１２はごみ袋、１３はごみ収集車、１４はごみピット、１５はバケットクレーン、１６は焼却炉である。
【００１９】
前記給じん装置Ａは並設した２本のスクリュー軸１、１と軸受機構２、伝動機構３及び駆動装置４等から形成されており、各スクリュー軸１、１は図３の矢印イ方向へ夫々所定の速度で回転駆動される。
【００２０】
前記各スクリュー軸１には図２及び図３に示す如く、外形の大きなスクリュー羽根１ａと外径の小さなスクリュー羽根１ｂとが、一定の間隔で二重に取付けられており、更に、前記各大径スクリュー羽根１ａ及び小径スクリュー羽根１ｂの外周には、９０°〜１８０°の角度ピッチでもって、爪体１ｃ，１ｄが外方へ向けて突出状に形成されている。尚、爪体１ｃ，１ｄの形状やその取付け方法はどのようなものであってもよいが、本実施例では、四角状爪体１ｃ，１ｄが羽根１ａ、１ｂに一体的に形成されている。
【００２１】
前記給じん装置Ａの出口側の下方にはロータリーフィーダ７が配設されている。当該ロータリーフィーダ７の出口側のごみ供給通路はケーシング７ｃへ基端部を回動自在に支持したシールプレート８によって閉鎖されており、且つシールプレート８は押えスプリング９によって閉鎖方向に常時付勢されている。
即ち、矢印ロ方向へ回動自在に支持されたシールプレート８の先端部は、ロータリーフィーダ７の回転羽根７ａ側へ常時押圧接当されており、これによってケーシング７ｃと回転羽根７ａ間に形成されたごみ供給通路７ｂが常時閉鎖されている。
【００２２】
又、前記ロータリフィーダー７の出口側の下方には、休炉用ダンパ１０が矢印ハ方向へ回動自在に配設されており、ごみ焼却炉の運転休止時には当該ダンパー１０を点線の位置へ移動させることにより、ごみ投入シュート６が閉鎖される。
【００２３】
尚、本実施例ではスクリュー軸１に大径スクリュー羽根１ａと小径スクリュー羽根１ｂを設けた二重羽根スクリューとしているが、小径スクリュー羽根１ｂの方を省略して一重羽根スクリューとし、且つ小径スクリュー羽根１ｂの外周に突設した爪体１ｃを、スクリュー軸１の外周面へ直接に取り付けするようにしてもよい。
また、本実施例では、２本のスクリュー軸１を１基の回転駆動装置４により矢印イ方向へ同速で回転するようにしているが、各スクリュー軸１を別個に回転駆動する構成であってもよいことは勿論である。
更に、本実施例ではスクリュー軸１、１の間隔を一定としているが、これを適宣に調整できるようにしてもよく、また、スクリュー軸１を４本にすることも可能である。
【００２４】
次に、本発明に係る給じん装置の作動について説明する。
図４を参照して、各家庭等から排出されたごみ１１は、通常ごみ袋１２に入れられた状態でごみ収集車１３により収集され、ごみ焼却場のごみピット１４内へ搬入される。また、ごみピット１４内へ搬入されたごみ袋１２は、バケットクレーン１５により掴み上げられ、廃棄物焼却炉１６のごみ投入ホッパー５内へ移され、このごみ投入ホッパー５から順次給じん装置Ａへ供給されて行く。
【００２５】
給じん装置Ａのスクリュー軸１、１の上方へ降下して来たごみ袋１２は、各スクリュー軸１に取り付けた大径羽根１ａの爪体１ｃと小径羽根１ｂの爪体１ｄとにより両スクリュー軸１、１間へ取り込まれると共に、両爪体１ｃ、１ｄの旋回力によって破袋される。
また、ごみ袋１２の破袋によりばらけたごみ１１は、スクリュー軸１、１の回転によって前記各爪体１ｃ、１ｄにより粗破砕されつつ出口側へ移送され、ロータリーフィーダー７の上方へ連続的に定量供給されて行く。
【００２６】
給じん装置Ａの出口側から破袋・粗破砕された状態で搬送されてきたごみ１１は、ロータリーフィーダー７の供給羽根７ａが回転することにより、シールプレート８側へ押圧される。これによって、前記シールプレート８の先端は矢印ロ方向へ回動され、ごみ１１によって押し開かれたシールプレート８の先端と回転羽根７ａとの間隙を通して、ごみ１１はごみ投入シュート６内へ放出され、廃棄物焼却炉１６内へ供給されて行く。
尚、シールプレート８は押えスプリング９によって閉方向に常時付勢されているので、高い燃焼ガスのシール性が確保され、炉内ガスの逆流が皆無となる。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１の発明では、スクリュー式給じん装置に於いて、並設した複数のスクリュー軸に取付けした大径のスクリュー羽根の外周縁に複数個の爪体を突設すると共に、前記大径羽根の間に位置してスクリュー軸の外周面又はスクリュー軸に取付けた小径のスクリュー羽根の外周縁に複数個の爪体を突設する構成としている。従って、スクリュー軸内へのごみ袋の取込みが確実に行なえると共に、前記両スクリュー軸の回転する爪体の剪断作用によってごみ袋の破袋及びごみの粗破砕が確実に行なわれる。
その結果、ごみが大きな塊まりのまま焼却炉へ投入されることが皆無となり、ごみの急激なガス化及び燃焼反応により生ずる一時的な空気不足とこれに起因する不完全燃焼が防止され、高能率で安定した廃棄物の焼却が行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る給じん装置の断面概要図である。
【図２】給じん装置のスクリュー軸の一部分を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ視図である。
【図４】本発明の給じん装置を設置したごみ焼却炉の一例を示す断面概要図である。
【図５】従前のスクリュー式焼却炉用給じん装置の一例を示す斜面図である。
【図６】従前のスクリュー式給じん装置に於けるごみ袋の搬送状態を示す説明図である。
【図７】図６のＡ−Ａ視断面図である。
【図８】従前のスクリュー式給じん装置に於けるごみ袋の搬送状態を示す説明図である。
【図９】図８のＡ−Ａ視断面図である。
【図１０】従前のスクリュー式給じん装置に於いて、スクリュー軸間隔を拡げた場合のごみ袋の搬送状態を示す説明図である。
【図１１】従前の回転ドラム式給じん装置の一例を示す説明図である。
【図１２】プッシャーと回転ドラムの組合せに係る給じん装置の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
Ａは給じん装置、１はスクリュー軸、１ａは大径のスクリュー羽根、１ｂは小径のスクリュー羽根、１ｃは大径羽根の爪体、１ｄは小径羽根の爪体、２は軸受機構、３は伝動機構、４は駆動装置、５はごみ投入ホッパー、６はごみ投入シュート、７はロータリーフィーダ、７ａは回転羽根、７ｂはごみ供給通路、７ｃはケーシング、８はシールプレート、９は押えスプリング、１０は休炉用ダンパー、１１はごみ、１２はごみ袋、１３はごみ収集車、１４はごみピット、１５はバケットクレーン、１６は焼却炉、１７はスクリュートラフ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003563777.tif 000008
【図８】
0003563777.tif 000009
【図９】
0003563777.tif 000010
【図１０】
0003563777.tif 000011
【図１１】
0003563777.tif 000012
【図１２】
0003563777.tif 000013