(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥等の輸送物を容積ポンプにより輸送パイプで目的地まで輸送して目的地において圧縮空気を噴射して輸送物を切断して排出するとき、
圧縮空気を噴射するタイミングを輸送物の輸送速度と含水量に応じて制御し、輸送物を所定大きさに切断することを特徴とする、汚泥等の輸送物の切断排出方法。
【請求項２】
汚泥等の輸送物を容積ポンプにより輸送パイプで目的地まで輸送して目的地において圧縮空気を噴射して輸送物を切断して排出するとき、輸送物を偏平に広がらせてから切断すると共に、圧縮空気を噴射するタイミングを輸送物の輸送速度と含水量に応じて制御し、輸送物を所定大きさに切断することを特徴とする、汚泥等の輸送物の切断排出方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の切断排出方法において、圧縮空気を複数箇所から噴射する、汚泥等の輸送物の切断排出方法。
【請求項４】
汚泥等の輸送物を容積ポンプにより輸送する輸送パイプの終端部に取り付けられている輸送物切断ユニットからなり、前記輸送パイプ中を輸送される汚泥等の輸送物が前記輸送物切断ユニットから排出されるようになっている汚泥等の輸送物の切断排出装置であって、
前記輸送物切断ユニットは、前記輸送パイプに接続されている入口から排出口に向かって扇型に広がっていると共に偏平に絞られ、前記排出口の近傍には複数個の圧縮空気噴射ノズルが設けられていることを特徴とする、汚泥等の輸送物の切断排出装置。
【請求項５】
請求項４記載の切断排出装置において、排出口の近傍は、複数枚の分割仕切板で複数個の排出路に分割され、圧縮空気噴射ノズルはそれぞれの排出路に開口している、汚泥等の輸送物の切断排出装置。
【請求項６】
請求項４または５記載の切断排出装置において、圧縮空気噴射ノズルは、その噴射タイミングを輸送物の輸送速度と含水量に応じて制御する制御手段を備えている、汚泥等の輸送物の切断排出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、汚泥等の輸送物を輸送パイプで輸送して目的地において圧縮空気を噴射して輸送物を切断して排出する、汚泥等の輸送物の切断排出方法および切断排出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、汚水処理場で発生する下水道汚泥、屎尿汚泥等は、フイルタプレス等で脱水され、そして焼却炉まで搬送され焼却処理されている。このような汚泥は、ベルトコンベア等のエンドレスなコンベアで焼却炉まで搬送することもできるが、パイプ輸送の方がより適している。パイプという閉鎖空間で輸送されるので、環境を汚染することがないという特徴を有し、輸送量に比較して管路の占有面積も小さく、また配管を変えるだけで輸送ルートを自由に変更できる、等の利点も有するからである。特に輸送パイプを焼却炉まで配管することにより、汚泥を直接焼却炉に供給できる利点もある。
【０００３】
しかしながら、排出に何らかの工夫をしないと、汚泥は輸送パイプ中を輸送されているので、プラグ状すなわち栓状に塊った状態で焼却炉に排出されることになり、燃焼効率は必ずしもよくない。そこで本出願人は、特開平４ー５５６０８号により脱水ケーキの投入方法を提案した。この方法によると、汚泥を投入管から焼却炉に投入するとき、投入管に圧縮空気噴射ノズルを設け、このノズルから焼却炉寄りに所定量の脱水ケーキが溜ったとき、圧縮空気噴射ノズルから圧縮空気を噴射するようになっている。したがって、焼却炉寄りの脱水ケーキを焼却炉内へ分離・分散させて投入することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本出願人が提案した上記の脱水ケーキの投入方法によると、脱水ケーキ投入管内に圧縮空気が噴射されるので、脱水ケーキは焼却炉の方へ押し出される。この押し出される速度は大きいので、脱水ケーキは塊り状態を保つことができずに、分離・飛散する。また圧縮空気は、焼却炉内で膨張するので、分離・飛散は更に促進される。その結果脱水ケーキは、分散した状態で焼却炉に供給され、燃焼効率が向上するという、優れた効果が得られる。
【０００５】
しかしながら、改良すべき点もその後見出された。すなわち汚泥のような脱水ケーキは、単独で焼却処理するよりは、例えば可燃物のゴミと焼却炉にサンドイッチ状に交互に供給して焼却処理すると、可燃物のゴミの燃焼制御が容易になる利点がある。さらに詳しく説明すると、ゴミ等は合成樹脂を含んでいるので、一般によく燃焼する。これに対して汚泥のような脱水ケーキは燃焼しにくい。そこで、脱水ケーキをサンドイッチ状に交互供給する割合を変えて、ゴミの燃焼を制御することができる。このようにサンドイッチ状に交互に供給するときは、焼却炉内に供給する脱水ケーキの大きさが問題になるが、従来の排出方法では脱水ケーキの大きさは制御できない。
また、脱水ケーキが必要以上に分離・分散されると、燃焼用の空気あるいは燃焼排ガスと共に未燃焼の状態のままで飛散する。特に、燃焼排ガス等で乾燥すると、飛散する量が増える。そうすると、焼却炉の後流側に設けられている集塵装置等を早期に詰まらせることになる。さらには、脱水ケーキを効率的に燃焼処理するためには、脱水ケーキの性質に応じて、あるいは可燃物の含有割合に応じた大きさに制御することが望まれるが、前述した脱水ケーキの投入方法では必ずしも、切断する大きさを制御することはできない。
さらには、汚泥のような脱水ケーキは、一般に往復動型のピストンポンプで輸送されているが、ピストンポンプは吸入行程と吐出行程からなっているので、脱水ケーキは一様に輸送されることはなく、輸送されない谷間が生じる。２台のピストンポンプを並列に設けて交互に運転しても、程度に差はあるにしても同様に谷間が生じる。このように谷間が生じるので、単に圧縮空気を噴射すると、谷間にも噴射することになり、汚泥が徒に微粉砕され、燃焼効率は必ずしも向上しない。
本発明は、上記したような従来の問題点を解決しようとするもので、汚泥等の輸送物を条件にあった所定の大きさに切断することのできる、汚泥等の輸送物の切断排出方法および切断排出装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、汚泥等の輸送物を容積ポンプにより輸送パイプで目的地まで輸送して目的地において圧縮空気を噴射して輸送物を切断して排出するとき、圧縮空気を噴射するタイミングを輸送物の輸送速度と含水量に応じて制御し、輸送物を所定大きさに切断するように構成される。
請求項２に記載の発明は、汚泥等の輸送物を容積ポンプにより輸送パイプで目的地まで輸送して目的地において圧縮空気を噴射して輸送物を切断して排出するとき、輸送物を偏平に広がらせてから切断すると共に、圧縮空気を噴射するタイミングを輸送物の輸送速度と含水量に応じて制御し、輸送物を所定大きさに切断するように構成される。請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の切断排出方法において、圧縮空気を複数箇所から噴射するように構成される。
請求項４に記載の発明は、汚泥等の輸送物を容積ポンプにより輸送する輸送パイプの終端部に取り付けられている輸送物切断ユニットからなり、前記輸送パイプ中を輸送される汚泥等の輸送物が前記輸送物切断ユニットから排出されるようになっている汚泥等の輸送物の切断排出装置であって、前記輸送物切断ユニットは、前記輸送パイプに接続されている入口から排出口に向かって扇型に広がっていると共に偏平に絞られ、前記排出口の近傍には複数個の圧縮空気噴射ノズルが設けられている。請求項５に記載の発明は、請求項４記載の切断排出装置において、排出口の近傍は、複数枚の分割仕切板で複数個の排出路に分割され、圧縮空気噴射ノズルはそれぞれの排出路に開口し、そして請求項６に記載の発明は、請求項４または５記載の切断排出装置において、圧縮空気噴射ノズルは、その噴射タイミングを輸送物の輸送速度と含水量に応じて制御する制御手段を備えるように構成される。
【０００７】
【作用】
目的地例えば焼却炉に備え付けのホッパあるいは直接焼却炉まで輸送パイプを敷設する。そして汚泥等の輸送物を、容積ポンプでホッパまで輸送する。ホッパにおいて圧縮空気を噴射して輸送物を切断して排出する。このとき、圧縮空気を噴射するタイミングを輸送物の輸送速度と含水量に応じて制御し、輸送物を所定大きさに切断して排出する。
請求項２記載の発明は、上記発明と略同様に作用するが、本発明によると、輸送物を偏平に広がらせてから圧縮空気を噴射して、偏平状態の所定大きさにして排出する。また請求項３記載の発明では、複数箇所から圧縮空気を噴射して輸送物を切断して排出する。他の発明も、前述した発明と同様に作用する。特に請求項５、６記載の発明は、汚泥等の輸送物は、複数個の排出路に分離されてから、圧縮空気噴射ノズルから噴射される圧縮空気で所定大きさに切断され、そして排出される。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明をパイプ輸送装置に実施し、汚泥を輸送する例について説明する。パイプ輸送装置は、図１に示されているように、供給装置１、ポンプ装置１０、輸送パイプ２０、輸送物切断ユニット３０、制御装置５０等から構成されている。供給装置１は、汚泥Ｍをポンプ装置１０に加圧供給するもので、この供給装置１により供給された汚泥Ｍは、ポンプ装置１０により輸送パイプ２０に圧入される。そして輸送パイプ２０により例えば焼却炉のホッパまで搬送され、その先端に取り付けられている輸送物切断ユニット３０からホッパ内に排出されるようになっている。
【０００９】
以下、パイプ輸送装置の具体例について説明する。供給装置１は、従来周知のようにホッパ２を備えている。そしてこのホッパ２内に、汚泥Ｍが収納されている。ホッパ２の下方には、水平方向にスクリュウフイーダ３が設けられている。スクリュウフイーダ３のシリンダ４は、下方に曲げられ、その先端部は、後述するポンプ装置１０の吸込口に接続されている。
スクリュウフイーダ３のスクリュウは、モータ５で駆動されるが、モータ５は例えばインバータ回路により回転数が制御されて、ポンプ装置１０への汚泥Ｍの供給圧力が一定になるように制御されている。その供給圧力は、圧力計７で検出され制御装置５０に入力される。
【００１０】
ポンプ装置１０は、容積型のポンプすなわち往復動型容積ポンプで実施した例が示されている。
このような往復動複列型容積ポンプは、本出願人によって特願昭５８−６０６６２号によって提案されている。この往復動複列型容積ポンプは、輸送物を輸送するための一対の輸送用のピストン・シリンダユニット、このユニットを交互に駆動する駆動用のピストン・シリンダユニット、これらのユニットに対応して設けられている油圧回路を適宜切り換える方向切換弁等から概略構成されている。
【００１１】
前述したように、往復動複列型容積ポンプは、本出願人によっても提案されているので、図１には輸送用のピストン・シリンダユニット１１と、このユニット１１を駆動する駆動用のピストン・シリンダユニット１２とからなるシングルタイプの往復動型容積ポンプが、模式的に示されている。そして輸送用のピストン・シリンダユニット１１の外側のＡ、Ｂ位置には、ピストン１３で作動する第１、２の近接スイッチ１５、１６がそれぞれ取り付けられている。
第１近接スイッチ１５は、ピストン１３の押行程が始まるとき作動する位置Ａに、そして第２の近接スイッチ１６は、押行程が終わるとき作動する位置Ｂに、それぞれ設けられている。そして、これらの第１、２の近接スイッチ１５、１６で検知された信号は制御装置５０に入力されるようになっている。
【００１２】
輸送パイプ２０は、従来周知の構造をしている。そして一方の端部は、輸送用のピストン・シリンダユニット１１の吐出側に接続され、他方の終端部には後述する輸送物切断ユニット３０が取り付けられている。輸送パイプ２０の適所には圧力計２１、２２が取り付けられ、輸送物の圧力が制御装置５０に適宜入力される。また、輸送パイプ２０には、本出願人が特願平５ー２６５６３７号で現在提案中の脱水ケーキ等のパイプ輸送方法に記載されているような圧密継手２３が介装されている。圧密継手２３は、汚泥Ｍの外周部に滑剤例えば水を内部に通しにくい高密度層を形成するもので、前記特願平５ー２６５６３７号に記載されている第２実施例の圧密継手２３は、下流側に向かって径が輸送パイプ２０の径から順次拡大している拡径部と、この拡径部から径が輸送パイプ２０の径までテーパ状に縮小されている絞部とから構成されれいる。そしてこの圧密継手２３の下流側に水注入装置２４が設けられている。
【００１３】
輸送物切断ユニット３０は、上壁３１、底壁３２および左右の側壁３３、３３から断面が略方形の管として形成されている。そしてその全体の平面形は、略扇型をしている。したがって、輸送物切断ユニット３０は要部３４を有する。そして輸送物切断ユニット３０の要部３４が、輸送パイプ２０に接続されている。
輸送物切断ユニット３０の厚さは、要部３４近傍では輸送パイプ２０の径と略同じであるが、末広の先端部の排出部３５近傍では薄くなるように絞られている。したがって、輸送パイプ２０中を輸送されて来る汚泥Ｍは、輸送物切断ユニット３０中を送られ、そして排出される過程で順次薄く偏平化される。
なお、図には正確に表れていないが、輸送物切断ユニット３０は、要部３４から先端部の排出部３５にかけて側面的に見て円弧状に曲げられ、輸送パイプ２０が焼却炉に対して水平に配管されても、排出部３５が焼却炉の下方を向くようになっている。
【００１４】
輸送物切断ユニット３０の排出部３５近傍は、複数枚の分割仕切板３６、３６で複数個の排出路３７、３８、３９に分割されている。そして、それぞれの排出路３７、３８、３９内に圧縮空気を噴射するように、圧縮空気噴射ノズル４０、４１、４２が設けられている。圧縮空気噴射ノズル４０、４１、４２は、管路４６で圧縮空気源４５に接続されている。そして、圧縮空気噴射ノズル４０、４１、４２に連なっている分岐管には電磁弁４７、４８、４９がそれぞれ介装されている。
なお、圧縮空気噴射ノズル４０、４１、４２は、１個の排出路３７、３８、３９内に複数個例えば２個宛設けられているが、図には簡略して１個宛設けた状態で示されている。
【００１５】
制御装置５０は、例えばマイクロコンピュータから構成され、従来周知のように、例えばデータ転送機能、演算機能、比較機能等からなるデータ処理機能およびプログラムの流れを制御する機能を備えている。具体的には、第１、２近接スイッチ１５、１６で検知される信号によりピストン１３の押し速度すなわち汚泥Ｍの輸送速度を演算する機能、輸送パイプ２０に設けれれている圧力計２１、２２から信号を受けて輸送用のピストン・シリンダユニット１１の性能例えば汚泥Ｍの圧力の立ち上がり、および立ち下がりを演算する機能、ホッパ２に設けられている水分測定器６から汚泥Ｍの含水量を演算する機能等を備えている。そして制御装置５０は、上記した演算値に基づいて後述するスリープ時間を演算して、電磁弁４７、４８、４９を開閉する信号を出力する。
【００１６】
次に、前述した図１、制御装置５０の処理の流れを示すフローチャートの図２および汚泥Ｍの輸送状態を示す図３により、汚泥Ｍを輸送する方法について説明する。
供給装置１のホッパ２に汚泥Ｍを入れ、モータ５を起動してスクリュウフイーダ３により汚泥Ｍをシリンダ４の先方に送る。駆動用のピストン・シリンダユニット１２に圧油を給排して輸送用のピストン・シリンダユニット１１を往復駆動する。そうすると、前述した願書にも開示されているように、汚泥Ｍは輸送用のピストン・シリンダユニット１１に吸い込まれ、そして輸送パイプ２０中に圧入される。したがって、汚泥Ｍは輸送パイプ２０中を順次輸送される。輸送される過程で圧密継手２３によって汚泥Ｍの外周部に水を通しにくい層が形成され、この層の外側に水注入装置２４から水が注入され、そして輸送物切断ユニット３０の方へ輸送される。
輸送物切断ユニット３０において、次に説明するように、圧縮空気噴射ノズル４０、４１、４２から所定時間毎に圧縮空気が噴射され、所定大きさに切断されて、ホッパに排出される。そして例えば火格子式の焼却炉にゴミと交互にサンドイッチ状にして供給される。
【００１７】
ポンプ装置１０が、往復動する輸送用のピストン・シリンダユニット１１から構成されているので、汚泥Ｍは、図３の（イ）において誇張して示されているように、吐出される部分ＴＯと、吐出されない部分ＫＹＵとを繰り返えし、脈動する。輸送用のピストン・シリンダユニット１１がたとえ複列型であっても、図３の（ロ）に示されているように、汚泥Ｍは脈動する。今、図３の（ロ）の右方において点線で示されているように、同じタイミングで電磁弁４７、４８、４９を開いて圧縮空気を噴射して汚泥Ｍを切断すると、汚泥Ｍは吐出初めの段階ａおよび吐出終了段階ｂでは、細かく粉砕される。あるいは汚泥Ｍが無い状態で圧縮空気が噴射されることになる。そうすると、前述したように圧縮空気が吹き上げ、未燃焼の汚泥Ｍが除塵装置を早期に詰まらせる等のトラブルを起こす。
【００１８】
そこで、本実施例では図２のフローチャートに示されているように、電磁弁４７、４８、４９が開閉制御される。すなわち輸送用のピストン・シリンダユニット１１のシリンダのＡ位置に設けられている第１近接スイッチ１５の検出信号を待つ（ステップＳ１）。第１近接スイッチ１５が信号を検出してＴ１秒間スリープする（ステップＳ２）。このスリープ時間Ｔ１は、汚泥Ｍの輸送速度、含水量、輸送用のピストン・シリンダユニット１１への充填密度すなわちスクリュウフイーダ３の吐出圧力等に基づいて制御装置５０により演算される。
次いでステップＳ３において、所定時間例えば０.２秒間電磁弁４７、４８、４９を開く。そうすると、圧縮空気源４５の圧縮空気は、管路４６を通って圧縮空気噴射ノズル４０、４１、４２から排出路３７、３８、３９内に噴出する。分割仕切板３６、３６で所定幅に、そして圧縮空気により所定長さに切断されて汚泥排出ユニット３０からホッパに排出される。
第１近接スイッチ１５は、輸送用のピストン・シリンダユニット１１のピストン１３により作動するので、信号を検出した初期の段階では吐出行程が始まったばかりで、所定の吐出量に達っていないが、Ｔ１秒間スリープすることにより所定量に切断されることになる。切断された量は、図３の（ロ）において（ホ）で示されている。
【００１９】
ステップＳ４において、スリープ秒数を受け取る。このスリープ秒数は、通常は一定であるが、汚泥Ｍの輸送速度が変化すると、例えば大きくなると、スリープ秒数は小さくなる。また輸送物の含水量、可燃物の含有量等によりスリープ秒数は変わる。含水量等は、ホッパ２内の汚泥Ｍを水分測定器６、密度等で計測して制御装置５０に入力することにより、演算される。
受け取った秒数だけスリープする（ステップＳ５）。ステップＳ６においてピストン１３がＢ点すなわち押し行程の終端に達したかどうか判断する。Ｂ点に達するまでステップＳ３〜Ｓ６を繰り返し、電磁弁４７、４８、４９を開き、前述したようにして圧縮空気源４５の圧縮空気が圧縮空気噴射ノズル４０、４１、４２から排出路３７、３８、３９内に噴出する。分割仕切板３６、３６で所定幅に、そして圧縮空気により所定長さに切断されて汚泥排出ユニット３０からホッパに排出される。このようにして切断された量は、図３の（ロ）において（へ）、（ト）、、、、で示されている。
【００２０】
第２近接スイッチ１６がＢ点を検出すると、すなわちピストン１３が押し行程の終端に達っすると、Ｔ２秒間スリープする（ステップＳ７）。このスリープ時間Ｔ２も前述したようにして、制御装置５０で演算される。
これにより前述したように汚泥Ｍが徒に切断され、切断・飛散することが防止される。ステップＳ９において終了条件になったかどうか判断され、汚泥Ｍを輸送している間はステップＳ１〜Ｓ９を繰り返す。輸送を終わり終了条件に達して噴出を終わる。
以上のようにして、切断された輸送物（ホ）、（ヘ）、（ト）、、、は、微粉砕されることなく略等量になる。
【００２１】
本発明は、上記実施例に限定されることなく、色々な形で実施できる。例えば、前述の実施例では電磁弁４７、４８、４９は同時に開閉制御されているが、これらの電磁弁４７、４８、４９は、それぞれ時間差を持たせて個別に制御することもできる。時間差を持たせると、切断された汚泥Ｍが時間差を持ってホッパに排出されることになり、例えば一般のゴミと交互にサンドイッチ状に供給するとき、汚泥Ｍの分布状態に変化を持たせることができる。また、電磁弁４７、４８、４９の開閉制御は、汚泥Ｍの吐出圧力に関連して制御することもできる。
さらには、上記実施例では、第１、２近接スイッチ１５、１６の検出時間差から、汚泥Ｍの輸送速度を演算しているが、汚泥Ｍの単位時間当たりの輸送量と、輸送パイプ２０の径とから演算することもできる。この時の流量は、本出願人が特願平５ー１４６７６３号で提案中の方法によって測定することができる。この方法は、輸送用のポンプピストン・シリンダユニットにより搬送物を圧送するとき、輸送用のピストン・シリンダユニットの単位時間当たりのストローク数Ｓｔを輸送用のピストン・シリンダユニットに設けられている第１、２近接スイッチで計測し、搬送物の充填効率ηを輸送用のポンプピストン・シリンダユニットから吐出される搬送物の圧力波形から求め、そして比重ρは密度計で求めて、制御装置により単位時間当たりの輸送量Ｑを次式により演算するようになっている。
Ｑ＝Ｖ×Ｓｔ×η×ρ    Ｖは、輸送用のシリンダの容積である。
この方法で輸送速度を測定すると、より正確な値が得られる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、汚泥等の輸送物を輸送パイプで輸送して目的地において圧縮空気を噴射して輸送物を切断して排出するとき、圧縮空気を噴射するタイミングを輸送物の輸送速度と含水量に応じて制御し、輸送物を所定大きさに切断するので、輸送物が必要以上に分離・切断されることなく排出されるという、本発明特有の効果が得られる。
したがって、本発明により輸送物を例えば焼却炉に備え付けのホッパあるいは焼却炉に直接排出すると、輸送物が燃焼用の空気あるいは燃焼排ガスと共に未燃焼の状態のままで飛散するようなことがなくなる。さらには、必然的に脈動を伴う往復型のピストンポンプで輸送しても、上記したような効果が得られるので、例えば汚泥のような輸送物も、パイプ輸送して焼却処理することができる。
他の発明によると、上記効果に加えて、輸送物は偏平に広がった状態にしてから切断されるので、切断が容易である効果が得られる。また輸送物は所定大きさの平板となって排出されるので、後処理例えば焼却処理が容易になる。
さらに他の発明によると、輸送物切断ユニットは、輸送パイプに接続されている入口から排出口に向かって扇型に広がっていると共に、排出口の近傍は複数枚の分割仕切板で複数個の排出路に分割され、圧縮空気噴射ノズルはそれぞれの排出路に開口しているので、輸送物は、幅は排出路の幅に規制され、長さは圧縮空気噴射ノズルから噴射する圧縮空気の噴射タイミングにより規制され、より適切な大きさに切断される効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に使用されるパイプ輸送装置の実施例を示す模式図である。
【図２】図１に示す実施例の作用を示すフローチャートである。
【図３】本実施例により輸送物をパイプ輸送装置で輸送するときの輸送物の圧力波形を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１                  供給装置
６                  水分測定器
１０                ポンプ装置
１１                輸送用のピストン・シリンダユニット
１３                ピストン
１５、１６          第１、２の近接スイッチ
２０                輸送パイプ
３０                輸送物切断ユニット
３５                排出口
３６、３６          分割仕切板
３７、３８、３９    排出路
４０、４１、４２    噴射ノズル
４７、４８、４９    電磁弁
５０                制御装置
【図１】
0003541254.tif 000002
【図２】
0003541254.tif 000003
【図３】
0003541254.tif 000004