(57)【要約】【課題】簡単な構成で、袋入りの廃棄物が大量に投入されても焼却処理用の炉へ安定して廃棄物を供給できる廃棄物供給装置を提供することである。【解決手段】廃棄物を破砕する破砕機３の上流側に、廃棄物を入れた袋を破る４軸スクリュー式の破袋機２を設けて、ホッパ１に投入された廃棄物を破砕機３へ送る前にその袋を破るようにすることにより、袋入りの廃棄物が大量にホッパ１に投入されても、破砕機３では廃棄物が詰まらずに小さく破砕され、焼却処理用の炉Ａの投入口Ｂへ安定して廃棄物を供給できるようにしたのである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を焼却処理用の炉へ供給する廃棄物供給装置において、前記廃棄物を破砕する破砕機の上流側に、前記廃棄物を入れた袋を外力によって破る破袋機を設けたことを特徴とする廃棄物供給装置。
【請求項２】
前記破袋機と破砕機との間に、破袋機で破袋された廃棄物を破砕機へ定量供給する供給機を設けたことを特徴とする請求項１に記載の廃棄物供給装置。
【請求項３】
廃棄物を焼却処理用の炉へ供給する廃棄物供給装置において、前記廃棄物を入れた袋を外力によって破る破袋機を設け、この破袋機で破袋された廃棄物を破砕することなく前記炉へ定量供給するようにしたことを特徴とする廃棄物供給装置。
【請求項４】
前記炉の投入口に接続された廃棄物通路に、廃棄物を炉の投入口へ向けて定量的に送るスクリュー式給塵機を設け、そのマテリアルシール機能により炉への空気の漏れ込みを抑えるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の廃棄物供給装置。
【請求項５】
前記スクリュー式給塵機の投入部における廃棄物の滞留量を検知し、検知された廃棄物滞留量に基づいて前記給塵機投入部よりも上流の運転を制御して、前記給塵機投入部の廃棄物滞留量を所定の範囲に収めるようにしたことを特徴とする請求項４に記載の廃棄物供給装置。
【請求項６】
前記スクリュー式給塵機の下流側に、給塵機から塊状となって排出される廃棄物を解砕する解砕機を設けたことを特徴とする請求項４または５に記載の廃棄物供給装置。
【請求項７】
前記炉の投入口に接続された廃棄物通路に、廃棄物を炉の投入口へ向けて定量的に送る回転ドラム式供給機を設け、この回転ドラム式供給機のドラム外周に摺接して廃棄物通路を遮断するシール板を設けて、炉への空気の漏れ込みを抑えるようにしたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の廃棄物供給装置。
【請求項８】
前記廃棄物通路のうちの前記炉の投入口に連続する部分を、水平面に対して５５〜６０度の角度で傾斜したシュートとしたことを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の廃棄物供給装置。
【請求項９】
前記破袋機の下流側に、破袋機で破袋された廃棄物の脱水を行う脱水機を設けたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の廃棄物供給装置。
【請求項１０】
前記炉が、流動床式焼却炉または流動床式ガス化炉であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の廃棄物供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ごみ等の廃棄物を焼却処理用の炉へ供給する廃棄物供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市ごみ等の廃棄物を焼却炉やガス化炉を用いて焼却する設備では、その焼却処理用の炉のタイプによらず、炉の運転条件を一定にして安定した操業を行うために、廃棄物を炉へ定量供給することが望ましい。このため、廃棄物を炉へ供給する供給装置には、ライン中に破砕機を設けて、廃棄物を小さく破砕してから炉へ供給するようにしたものが多い（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ところが、上記のような廃棄物供給装置では、一般に、廃棄物を破砕機へクレーンで直接投入したり、プッシャで押し込んだりしており、このような方法でビニール製のごみ袋に入った都市ごみ等の廃棄物を破砕機へ短時間に大量投入すると、廃棄物がごみ袋に入ったまま破砕機内で詰まってしまう場合がある。廃棄物が破砕機内で詰まった場合には、破砕機が瞬間的に過剰な負荷を受けて停止してしまうため、炉への廃棄物の供給が中断されて炉の運転条件が大きく変動し、焼却設備全体の操業が不安定になる。また、破砕機が損傷して修理や交換が必要となることもある。
【０００４】
一方、廃棄物を破砕せずにスクリューフィーダで直接炉へ供給するタイプの廃棄物供給装置については、スクリューフィーダでの廃棄物の詰まりを防止するために、その上流側にごみ袋を発熱体の熱で細かく破る発熱破袋装置を設ける方法が提案されている（特許文献２参照。）。しかしながら、この方法では、発熱破袋装置に、発熱体の温度制御装置、廃棄物発火時に自動的に作動する消火装置、発火した廃棄物の煙を排出するための装置等、多くの付帯装置を併設する必要があるので、供給装置全体の構成が複雑になって点検やメンテナンスが面倒になる。また、万一、消火装置が正常に作動しない場合には、火災発生のおそれもある。
【特許文献１】特開平１０−１７６８１６号公報
【特許文献２】特開平１１−２８１０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、簡単な構成で、袋入りの廃棄物が大量に投入されても焼却処理用の炉へ安定して廃棄物を供給できる廃棄物供給装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、廃棄物を焼却処理用の炉へ供給する廃棄物供給装置において、前記廃棄物を破砕する破砕機の上流側に、前記廃棄物を入れた袋を外力によって破る破袋機を設けた構成を採用した。
【０００７】
すなわち、廃棄物供給装置の上流側に袋を外力によって破る単純な方式の破袋機を、下流側に廃棄物を破砕する破砕機を設けることにより、廃棄物を破砕機へ送る前にその袋を破るようにして、破砕機における廃棄物の詰まりを防止するとともに、供給装置全体の構成を、廃棄物の袋を破るのに熱を使わないシンプルなものとしたのである。
【０００８】
上記の構成において、前記破袋機と破砕機との間に、破袋機で破袋された廃棄物を破砕機へ定量供給する供給機を設ければ、破砕機の負荷変動をさらに低減することができる。
【０００９】
一方、焼却処理用の炉の規模が大きく、廃棄物をあまり小さく破砕する必要がない場合には、前記廃棄物を入れた袋を外力によって破る破袋機を設け、この破袋機で破袋された廃棄物を破砕することなく前記炉へ定量供給するようにするとよい。
【００１０】
また、前記炉の投入口に接続された廃棄物通路に、廃棄物を炉の投入口へ向けて定量的に送るスクリュー式給塵機を設け、そのマテリアルシール機能により炉への空気の漏れ込みを抑えるようにすれば、炉の運転条件の変動をより少なくすることができる。
【００１１】
前記スクリュー式給塵機の投入部における廃棄物の滞留量を検知し、検知された廃棄物滞留量に基づいて前記給塵機投入部よりも上流の運転を制御して、前記給塵機投入部の廃棄物滞留量を所定の範囲に収めるようにすれば、マテリアルシール機能が安定し、より確実に炉への空気の漏れ込みを抑えることができる。
【００１２】
ここで、前記スクリュー式給塵機の下流側に、給塵機から塊状となって排出される廃棄物を解砕する解砕機を設けることにより、大きな塊の廃棄物が炉内へ落下しないようにして、炉内圧の変動を小さくすることが望ましい。
【００１３】
また、前記炉の投入口に接続された廃棄物通路に、廃棄物を炉の投入口へ向けて定量的に送る回転ドラム式供給機を設け、この回転ドラム式供給機のドラム外周に摺接して廃棄物通路を遮断するシール板を設けて、炉への空気の漏れ込みを抑えることもできる。
【００１４】
前記廃棄物通路のうちの前記炉の投入口に連続する部分は、水平面に対して５５〜６０度の角度で傾斜したシュートとすることが好ましい。すなわち、本発明者等が実機で実験した結果によれば、シュートの傾斜角度を５５度以上にすることにより、廃棄物がシュート内壁に付着したり堆積したりしにくくなり、シュートの閉塞を確実に防止することができる。また、６０度以下とすることにより、シュートに連続する炉投入口の炉側の開口面積が大きくなりすぎないようにして、炉のシール性や断熱性の低下を防止できる。
【００１５】
さらに、前記破袋機の下流側に、破袋機で破袋された廃棄物の脱水を行う脱水機を設ければ、破袋された廃棄物に水分が多く含まれていても、炉には常に水分の少ない廃棄物を供給でき、炉の燃焼状態を良好に保つことができる。また、炉に水分の多い廃棄物が供給されたときに必要となる助燃料を削減することもできる。
【００１６】
本発明は、前記炉が流動床式焼却炉または流動床式ガス化炉である場合に、特に有効に適用できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の廃棄物供給装置は、上述したように、破砕機の上流側に廃棄物を入れた袋を外力によって破る破袋機を設けたものであるから、都市ごみ等の袋入りの廃棄物が大量に投入されても、破砕機での廃棄物の詰まりがなく、焼却処理用の炉へ安定して廃棄物を供給でき、ひいては焼却設備全体の操業の安定化を図ることができる。また、破砕機のトラブルを減らすことにより、その部品や破砕機全体の寿命を延長することもできる。さらに、前述の発熱破袋装置のように熱を使わないので、供給装置全体の構成が簡単で点検やメンテナンスの手間が少なく、火災のおそれもない。
【００１８】
また、廃棄物をあまり小さく破砕する必要がない場合には、前記廃棄物を入れた袋を外力によって破る破袋機を設け、この破袋機で破袋された廃棄物を破砕することなく前記炉へ定量供給するようにしたので、供給装置全体の構成がさらに簡単になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１および図２は第１の実施形態を示す。この廃棄物供給装置は、主としてビニール製のごみ袋に入った状態で集められた都市ごみ等の廃棄物を、流動床式の焼却炉またはガス化炉を用いて焼却処理する廃棄物焼却設備の前段工程に設けられるもので、図１に示すように、廃棄物が投入されるホッパ１と、ホッパ１から落下してきた廃棄物の袋を破る破袋機２と、破袋機２から送られてきた廃棄物を破砕する２軸式の破砕機３とを備えている。
【００２０】
そして、炉Ａの投入口Ｂに接続された廃棄物通路４には、破砕機３で破砕された廃棄物を投入口Ｂに向けて定量的に送り出す２軸スクリュー式給塵機５と、給塵機５から塊状となって排出される廃棄物を解砕する解砕機６と、解砕された廃棄物を投入口Ｂへ定量的に送る回転ドラム式供給機７とが設けられている。また、破袋機２と破砕機３との間および破砕機３と給塵機５との間には、それぞれ廃棄物を破砕機３および給塵機５へ定量供給する供給機としてのコンベヤ８ａ、８ｂが設けられている。
【００２１】
前記破袋機２は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、上部に投入口９ａを有するケーシング９の内部に、回転方向が互いに逆の２本で１対となるスクリュー１０を水平方向に２対並行配置した４軸スクリュー式のものである。各スクリュー１０は、その一端部がケーシング９外に突出して回転自在に支持され、減速機１１を介してモータ１２に連結されている。また、各スクリュー１０の他端部は、ケーシング９の側壁に形成された排出口９ｂに挿し込まれ、その外周に放射状に張り出す３枚の回転刃１３が取り付けられている。一方、ケーシング９の各排出口９ｂにはその内周から回転刃１３の軌道と近接するように張り出す固定刃１４が取り付けられ、スクリュー１０の羽根１０ａで排出口９ｂに送られてきた廃棄物の袋を回転刃１３と固定刃１４とで破るようになっている。
【００２２】
前記廃棄物通路４は、その一部が給塵機５の投入部となるシュート４ａを形成しており、このシュート４ａに破砕機３からコンベヤ８ｂで送られてきた廃棄物が滞留する。そして、シュート４ａ内の廃棄物の最上層の位置をレベルセンサ１５で計測して廃棄物の滞留量を検知し、検知された廃棄物滞留量に基づいて、コントローラ１６でシュート４ａよりも上流側の破袋機２および各コンベヤ８ａ、８ｂの運転を制御して、シュート４ａ内の廃棄物滞留量を所定の範囲に収めるようになっている。これにより、給塵機５が安定したマテリアルシール機能を有するようになり、炉Ａへの空気の漏れ込みを抑えることができる。
【００２３】
また、廃棄物通路４の回転ドラム式供給機７が設置された箇所には、供給機７のドラム７ａの外周に摺接して廃棄物通路４を遮断するシール板１７が設けられ、これによっても炉Ａへの空気の漏れ込みを抑えるようになっている。そして、供給機７設置箇所から炉Ａの投入口Ｂまでの部分は、水平面に対して５５〜６０度の角度で傾斜したシュート４ｂとなっている。
【００２４】
次に、この供給装置における廃棄物処理の流れについて説明する。まず、図示は省略するが、ごみ収集車等で集められた袋入りの都市ごみ等の廃棄物は、一旦ピットに貯められた後、クレーンで直接ホッパ１に投入される。そして、ホッパ１から破袋機２のケーシング９に落下した廃棄物は、スクリュー１０で排出口９ｂ側へ送られ、回転刃１３と固定刃１４とで袋を破られて排出口９ｂから排出される。
【００２５】
破袋機２から排出された廃棄物は、コンベヤ８ａで搬送されて破砕機３に投入され、小さく破砕される。そして、破砕機３下流側のコンベヤ８ｂで給塵機５の投入部であるシュート４ａに投入され、ここで一旦滞留した後、給塵機５で炉投入口Ｂに向けて送り出される。給塵機５内で圧縮され、塊状となって排出された廃棄物は、解砕機６により再び細かく砕かれた後、回転ドラム式供給機７で炉投入口Ｂに供給される。
【００２６】
この廃棄物供給装置は、上記の構成であり、袋入りの廃棄物が大量にホッパ１に投入されても、廃棄物の袋を破袋機２で破ってから廃棄物を定量的に破砕機３へ送るので、破砕機３では廃棄物が詰まるおそれがなく負荷変動も小さい。また、破袋機２として４軸スクリュー式の単純な構造のものを使用しており、袋を破るのに熱を使わないため、装置全体の構成が簡単で点検やメンテナンスの手間が少ないし、火災のおそれもない。
【００２７】
さらに、スクリュー式給塵機５でマテリアルシールを行うとともに、回転ドラム式供給機７とシール板１７とで廃棄物通路４を遮断することにより、炉Ａへの空気の漏れ込みを抑えるようにしたので、炉の運転条件の変動をより少なくすることができる。また、スクリュー式給塵機５の下流側には解砕機６を設けたので、大きな塊の廃棄物が炉Ａ内へ落下して炉内圧が変動することもない。
【００２８】
そのうえ、炉Ａの投入口Ｂに連続するシュート４ｂの傾斜角度を５５〜６０度に設定したので、炉投入口Ｂの炉Ａ側の開口面積がある程度の大きさに抑えられ、炉Ａのシール性や断熱性の確保が容易になっている。しかも、シュート４ｂ内壁に廃棄物が付着しにくく、ガス化炉の場合に炉Ａから逆流した未燃物やタールが付着しても、付着物が炉投入口Ｂへ落下する廃棄物に洗い流されるため、シュート４ｂの閉塞によるトラブルが発生するおそれもない。
【００２９】
図３は第２の実施形態を示す。この実施形態は、炉Ａの規模が大きく、廃棄物をあまり小さく破砕する必要がない場合に実施されるもので、第１の実施形態をベースとして、その破砕機３および破砕機３へ廃棄物を供給するコンベヤ８ａを省略し、破袋機２で破袋された廃棄物を破砕することなく炉Ａへ定量供給するようにしている。これにより、装置全体が第１の実施形態よりも簡素化されている。
【００３０】
図４は第３の実施形態を示す。この実施形態は、第１の実施形態をベースとして、第２の実施形態と同じく破砕機３を省略し、その代わりに破袋機２で破袋された廃棄物の脱水を行う脱水機１８を設けたものである。これにより、破袋された廃棄物に水分が多く含まれていても、炉Ａには常に水分の少ない廃棄物を供給することができ、流動床の媒体温度の低下も防止できるので、炉Ａの燃焼状態を良好に保つことができる。また、炉Ａに水分の多い廃棄物が供給されたときに必要となる助燃料を削減することもできる。
【００３１】
なお、上述した各実施形態では、４軸スクリュー式の破袋機を使用したが、破袋機としては、熱を使わずに外力で廃棄物の袋を破る方式のものであれば、どのようなタイプでもよい。
【００３２】
また、本発明は、流動床式焼却炉または流動床式ガス化炉へ廃棄物を供給する装置に適用した場合に特に有効であるが、キルン式、シャフト式等、他のタイプの炉の廃棄物供給装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１の実施形態の廃棄物供給装置の概略図
【図２】ａは図１の破袋機の平面図、ｂはａの縦断正面図、ｃはａの側面図
【図３】第２の実施形態の廃棄物供給装置の概略図
【図４】第３の実施形態の廃棄物供給装置の概略図
【符号の説明】
【００３４】
１  ホッパ
２  破袋機
３  破砕機
４  廃棄物通路
４ａ、４ｂ  シュート
５  給塵機
６  解砕機
７  供給機
７ａ  ドラム
８ａ、８ｂ  コンベヤ
９  ケーシング
９ａ  投入口
９ｂ  排出口
１０  スクリュー
１３  回転刃
１４  固定刃
１５  レベルセンサ
１６  コントローラ
１７  シール板
１８  脱水機
Ａ  炉
Ｂ  投入口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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