(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を廃棄物溶融炉内に装入するための経路にて下方に開口した装入口を下方から開閉する弁本体と、
油圧式のアクチュエータを動力源として前記弁本体を閉状態に拘束する弁ロック機構と、を有する第一シール弁と、
前記廃棄物が前記弁本体上に落下した際に前記第一シール弁にかかった負荷を前記アクチュエータの油圧に基づいて導出し、当該負荷の大きさと、前記廃棄物が前記弁本体上に落下した回数とに基づいて、前記第一シール弁の疲労状態に関する指標を導出する監視装置と、を備える廃棄物装入装置。
【請求項２】
前記第一シール弁よりも上方に配置され、前記装入口に向かう経路を開閉する第二シール弁と、
前記第二シール弁を基準にして前記第一シール弁の逆側に設けられ、前記廃棄物の落下を妨げた後に再度落下させることで前記廃棄物の落下速度を低減するダンパと、を更に備える、請求項１記載の廃棄物装入装置。
【請求項３】
前記ダンパにより落下を妨げられた前記廃棄物に対して破袋処理を施す破袋装置を更に備える、請求項２記載の廃棄物装入装置。
【請求項４】
前記ダンパに作用する負荷が所定の閾値を超えている場合に、前記廃棄物に対して前記破袋処理を施し、前記ダンパに作用する負荷が前記閾値を超えていない場合には前記廃棄物に対して前記破袋処理を施さないように前記破袋装置を制御するコントローラを更に備える、請求項３記載の廃棄物装入装置。
【請求項５】
前記ダンパは、
前記装入口に向かう経路を開閉するダンパ本体と、
油圧式のアクチュエータを動力源として前記ダンパ本体を閉状態に拘束するダンパロック機構と、を有し、
前記コントローラは、前記ダンパロック機構の前記アクチュエータの油圧に基づいて前記ダンパに作用する負荷を検出するように構成されている、請求項４記載の廃棄物装入装置。
【請求項６】
前記監視装置により導出された前記指標を表示する表示装置を更に備える、請求項１〜５のいずれか一項記載の廃棄物装入装置。
【請求項７】
廃棄物処理炉と、
前記廃棄物処理炉内に前記廃棄物を装入する廃棄物装入装置と、を備え、
前記廃棄物装入装置は、
下方に開口し、前記廃棄物処理炉内に廃棄物を送出する装入口を下方から開閉する弁本体と、
油圧式のアクチュエータを動力源として前記弁本体を閉状態に拘束する弁ロック機構と、を有する第一シール弁と、
前記廃棄物が前記弁本体上に落下した際に前記第一シール弁にかかった負荷を前記アクチュエータの油圧に基づいて導出し、当該負荷の大きさと、前記廃棄物が前記弁本体上に落下した回数とに基づいて、前記第一シール弁の疲労状態に関する指標を導出する監視装置と、を備える廃棄物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、廃棄物装入装置及び廃棄物処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、上下方向に沿って延在する筒状の側壁を有する廃棄物溶融炉に、上方から廃棄物を装入する廃棄物装入装置が開示されている。この廃棄物装入装置は、廃棄物を下方に送り出す下側開口部と、水平な軸まわりに回転して下側開口部を開閉する下側シール弁とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１２６２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば放射性廃棄物のように、有害物質を含む廃棄物を処理対象とする場合に、廃棄物を収容したフレキシブルコンテナバッグを開梱せずに廃棄物処理炉に装入する場合がある（以下、この装入方式を「未開梱装入方式」という）。この場合、廃棄物がフレキシブルコンテナバッグによって一体化された状態で落下するので、フレキシブルコンテナバッグを開梱して廃棄物を装入する場合に比べ、シール弁にかかる負荷が大きくなることが予測される。負荷の増大によりシール弁に破壊が生じると、廃棄物処理炉内のガスが漏えいすることになる。このため、シール弁の疲労破壊を防止することが重要である。特に、廃棄物が有害物質を含む場合には、シール弁の疲労破壊を防止することがより一層重要となる。このため、未開梱装入方式による廃棄物の装入を繰り返す場合、シール弁の疲労状態を把握し、シール弁の疲労破壊に先立ってメンテナンスを行うことが望まれる。
【０００５】
本開示は、装置構成の複雑化を抑制しつつ、シール弁の疲労状態を把握できる装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る廃棄物装入装置は、廃棄物を廃棄物溶融炉内に装入するための経路にて下方に開口した装入口を下方から開閉する弁本体と、油圧式のアクチュエータを動力源として弁本体を閉状態に拘束する弁ロック機構と、を有する第一シール弁と、廃棄物が弁本体上に落下した際に第一シール弁にかかった負荷をアクチュエータの油圧に基づいて導出し、当該負荷の大きさと、廃棄物が弁本体上に落下した回数とに基づいて、第一シール弁の疲労状態に関する指標を導出する監視装置と、を備える。
【０００７】
この廃棄物装入装置において、弁本体は、弁ロック機構のアクチュエータの油圧に応じた力で閉状態に拘束される。このため、アクチュエータの油圧は、弁本体に対する廃棄物の落下衝撃に応じて変動する。そこで、弁ロック機構のアクチュエータの油圧に基づくことで、廃棄物が弁本体上に落下した際に第一シール弁にかかった負荷を把握することが可能である。第一シール弁の疲労状態は、上記負荷の大きさ及び廃棄物が弁本体上に落下した回数に関連する傾向がある。このため、上記負荷の大きさ及び上記回数に基づくことで、第一シール弁の疲労状態に関する指標を導出できる。すなわち、弁ロック機構のアクチュエータを利用して第一シール弁の疲労状態に関する情報を導出できる。従って、装置構成の複雑化を抑制しつつ、第一シール弁の疲労状態を把握できる。
【０００８】
廃棄物装入装置は、第一シール弁よりも上方に配置され、装入口に向かう経路を開閉する第二シール弁と、第二シール弁を基準にして第一シール弁の逆側に設けられ、廃棄物の落下を妨げた後に再度落下させることで廃棄物の落下速度を低減するダンパと、を更に備えてもよい。
【０００９】
廃棄物装入装置は、ダンパにより落下を妨げられた廃棄物に対して破袋処理を施す破袋装置を更に備えてもよい。この場合、破袋処理を施すことで、弁本体上に落下する際の廃棄物の変形分散を促し、当該変形によって落下衝撃を緩和することができる。従って、第一シール弁における疲労蓄積を更に抑制できる。
【００１０】
廃棄物装入装置は、ダンパに作用する負荷が所定の閾値を超えている場合に、廃棄物に対して破袋処理を施し、ダンパに作用する負荷が閾値を超えていない場合には廃棄物に対して破袋処理を施さないように破袋装置を制御するコントローラを更に備えてもよい。
【００１１】
ダンパに作用する負荷が小さい場合には、第一シール弁に作用する負荷も小さいので、破袋処理を省略したとしても第一シール弁の疲労状態への影響は小さい。一方で、破袋処理を省略すると、廃棄物の処理効率が高まる。従って、ダンパに作用する負荷が所定の閾値を超えているか否かに基づいて破袋処理の有無を切り替えることで、廃棄物の処理効率の低下抑制と、第一シール弁における疲労蓄積の抑制との両立を図ることができる。
【００１２】
ダンパは、装入口に向かう経路を開閉するダンパ本体と、油圧式のアクチュエータを動力源としてダンパ本体を閉状態に拘束するダンパロック機構と、を有してもよく、コントローラは、ダンパロック機構のアクチュエータの油圧に基づいてダンパに作用する負荷を検出するように構成されていてもよい。この場合、ダンパに作用する負荷に応じて破袋処理の有無を切り替える構成において、装置構成の複雑化をより確実に抑制できる。
【００１３】
廃棄物装入装置は、監視装置により導出された指標を表示する表示装置を更に備えてもよい。
【００１４】
本開示に係る廃棄物処理装置は、廃棄物処理炉と、廃棄物処理炉内に廃棄物を装入する廃棄物装入装置と、を備え、廃棄物装入装置は、下方に開口し、廃棄物処理炉内に廃棄物を送出する装入口を下方から開閉する弁本体と、油圧式のアクチュエータを動力源として弁本体を閉状態に拘束する弁ロック機構と、を有する第一シール弁と、廃棄物が弁本体上に落下した際に第一シール弁にかかった負荷をアクチュエータの油圧に基づいて導出し、当該負荷の大きさと、廃棄物が弁本体上に落下した回数とに基づいて、第一シール弁の疲労状態に関する指標を導出する監視装置と、を備える。
【発明の効果】
【００１５】
本開示によれば、装置構成の複雑化を抑制しつつ、シール弁の疲労状態を把握できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】廃棄物処理装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】出力軸とロック爪との固定構造を例示する断面図である。
【図３】監視装置及びコントローラのハードウェア構成を例示するブロック図である。
【図４】廃棄物の装入手順を示すフローチャートである。
【図５】第一シール弁にかかる負荷の大きさ及び廃棄物の落下回数に関する記憶内容を例示する図である。
【図６】Ｓ−Ｎ曲線を例示するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、実施形態について詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
１．廃棄物処理装置
図１に示す廃棄物処理装置１は、廃棄物Ｇを熱エネルギーにより減容化する装置である。廃棄物Ｇは、例えば一般廃棄物又は産業廃棄物等である。廃棄物処理装置１は、フレキシブルコンベアバッグ等の梱包資材により梱包された廃棄物Ｇを開梱することなく処理可能である。以下、開梱されていない廃棄物Ｇを「未開梱の廃棄物Ｇ」という。
【００１９】
廃棄物処理装置１は、廃棄物処理炉２と、揚重装置３と、廃棄物装入装置４とを備える。廃棄物処理炉２は、廃棄物Ｇを受け入れ、熱エネルギーにより減容化して排出する。廃棄物処理炉２の具体例としては、焼却炉及び廃棄物溶融炉等が挙げられる。焼却炉は、加熱により廃棄物を燃焼させて減容化する。ガス化溶融炉は、還元雰囲気下で廃棄物中の可燃物を熱分解してガス化し、灰分・不燃物等を溶融する。一例として、廃棄物処理炉２は、廃棄物を上方から受け入れるように構成されている。
【００２０】
揚重装置３は、廃棄物処理炉２の近傍に配置されており、廃棄物Ｇを廃棄物処理炉２よりも上方まで上昇させる。廃棄物Ｇは、例えばホイルローダ等によって揚重装置３まで搬送される。
【００２１】
廃棄物装入装置４は、揚重装置３が上昇させた廃棄物を廃棄物処理炉２内に導く。廃棄物装入装置４は、未開梱の廃棄物Ｇを受け入れ可能となるように構成されており、少なくとも第一シール弁２２と監視装置１１０とを有する。第一シール弁２２は、少なくとも弁本体２４と弁ロック機構２５とを有する。弁本体２４は、廃棄物Ｇを廃棄物処理炉２内に装入するための経路Ｒ１にて下方に開口した装入口２１ａを下方から開閉する。弁ロック機構２５は、油圧式のアクチュエータ３４を動力源として弁本体２４を閉状態に拘束する。監視装置１１０は、廃棄物Ｇが弁本体２４上に落下したことをアクチュエータ３４の油圧に基づいて検知し、廃棄物Ｇが弁本体２４上に落下した際に第一シール弁２２にかかる負荷をアクチュエータ３４の油圧に基づいて検出し、当該負荷の大きさと、廃棄物Ｇが弁本体２４上に落下した回数とに基づいて、第一シール弁２２の疲労状態に関する指標を導出する。
【００２２】
２．廃棄物装入装置
以下、廃棄物装入装置４の具体的な構成例をより詳細に説明する。廃棄物装入装置４は、第一シュート１０と、開閉装置２０と、第二シュート４０と、第三シュート５０とを有する。第三シュート５０、第二シュート４０、開閉装置２０及び第一シュート１０は、上方から下方に順に連なり、揚重装置３が上昇させた廃棄物Ｇを廃棄物処理炉２内に装入するための経路Ｒ１を構成する。
【００２３】
（１）第一シュート
第一シュート１０は廃棄物処理炉２の上に設けられており、上方から廃棄物Ｇを受け入れて廃棄物処理炉２内に導入する。第一シュート１０は、第一部分１１と第二部分１２とを有し、廃棄物処理炉２の上に設けられている。第一部分１１は、上下方向に沿った筒状部であり、廃棄物処理炉２内に挿入されている。第一部分１１の下端部は、廃棄物処理炉２内において下方に開口している。第二部分１２は第一部分１１の上に連なっており、上方へ向かうに従って拡がった内部空間を有する。
【００２４】
（２）開閉装置
開閉装置２０は、第一シュート１０の上に設けられており、経路Ｒ１を開閉する。開閉装置２０は、中継シュート２１と、第一シール弁２２と、第二シール弁２３とを有する。
【００２５】
中継シュート２１は、上下方向に沿った筒状体であり、その下部は第一シュート１０の第二部分１２内に挿入されている。中継シュート２１の中心軸線ＣＬ２は、第一シュート１０の第一部分１１の中心軸線ＣＬ１に比べて揚重装置３側に位置している。中継シュート２１の下部は、経路Ｒ１にて下方に開口した装入口２１ａを構成する。中継シュート２１の上部は、経路Ｒ１にて上方に開口した受入口２１ｂを構成する。
【００２６】
第一シール弁２２は、弁本体２４と、弁ロック機構２５とを有する。
【００２７】
弁本体２４は、装入口２１ａを下方から開閉する。例えば弁本体２４は、装入口２１ａを覆うように設けられた板状体であり、装入口２１ａの周囲を通る水平な回転軸線Ａｘ１まわりに回転可能となっている。一例として、回転軸線Ａｘ１は、装入口２１ａの周囲のうち、第一部分１１の中心軸線ＣＬ１の逆側（すなわち揚重装置３側）の部分を通っている。以下、弁本体２４の基端部とは回転軸線Ａｘ１側の部分を意味し、弁本体２４の先端部とは回転軸線Ａｘ１の逆側の部分を意味する。弁本体２４は、例えば油圧式のアクチュエータ（不図示）等を動力源として回転軸線Ａｘ１まわりに回転し、略水平となっているときに装入口２１ａを閉じ、下方に回転して装入口２１ａを開く。
【００２８】
弁ロック機構２５は、油圧式のアクチュエータ３４を動力源として弁本体２４を閉状態に拘束する。例えば弁ロック機構２５は、ロック爪３１と、アクチュエータ３４と、圧力計３８とを有する。
【００２９】
ロック爪３１は、装入口２１ａを閉じた弁本体２４の下に掛かるように設けられており、装入口２１ａの周囲を通る水平な回転軸線Ａｘ２まわりに回転可能となっている。一例として、ロック爪３１は弁本体２４の先端部の下に掛かるように設けられている。回転軸線Ａｘ２は、装入口２１ａの周囲のうち、第一部分１１の中心軸線ＣＬ１側（すなわち揚重装置３の逆側）の部分を通っており、回転軸線Ａｘ１に対して平行となっている。換言すると、回転軸線Ａｘ２は、回転軸線Ａｘ１との間に装入口２１ａ（経路Ｒ１）を挟む位置を通っている。以下、ロック爪３１の基端部とは回転軸線Ａｘ２側の部分を意味し、ロック爪３１の先端部とは回転軸線Ａｘ２の逆側の部分を意味する。
【００３０】
アクチュエータ３４は、油圧シリンダ３５と、出力軸３６と、リンク３７とを有する。油圧シリンダ３５は、油圧に応じて伸縮する。出力軸３６は、回転軸線Ａｘ２まわりに回転可能となっており、ロック爪３１の基端部に固定されている。
【００３１】
図２に例示するように、ロック爪３１は、その基端部に筒状部３３を有する。筒状部３３は、回転軸線Ａｘ２に沿っており、出力軸３６に嵌合している。筒状部３３の内周面には回転軸線Ａｘ２に沿ったキー溝３６ａが設けられており、これに対応して出力軸３６の外周面にも回転軸線Ａｘ２に沿ったキー溝３３ａが設けられている。筒状部３３と出力軸３６との間にはキー３９が配置されており、キー３９はキー溝３３ａ，３６ａの両方に嵌合している。これにより、出力軸３６がロック爪３１の基端部に固定されている。
【００３２】
リンク３７は、油圧シリンダ３５と出力軸３６とに接続されており、油圧シリンダ３５の伸縮を出力軸３６の回転に変換する。この構成により、油圧シリンダ３５の伸縮に応じてロック爪３１が回転する。
【００３３】
圧力計３８は、油圧シリンダ３５内の油圧を検出し、検出結果を例えば電気信号として出力する。
【００３４】
弁ロック機構２５は、弁本体２４を閉状態に拘束する際に、油圧シリンダ３５を伸長又は短縮（図示の例では短縮）させることでロック爪３１を弁本体２４の下に掛ける。この状態で弁本体２４に対して下方に負荷が作用すると、弁ロック機構２５は、油圧シリンダ３５の伸長力又は短縮力（図示の例では短縮力）によってロック爪３１の位置を保ち、弁本体２４を閉状態に保つ。このため、圧力計３８により検出される油圧シリンダ３５内の油圧は、弁本体２４に作用する負荷（第一シール弁２２に作用する負荷）に相関する。
【００３５】
図１に戻り、第二シール弁２３は、第一シール弁２２よりも上方に配置され、装入口２１ａに向かう経路Ｒ１を開閉する。例えば第二シール弁２３は、弁本体２６を有する。弁本体２６は、受入口２１ｂを覆うように設けられた板状体であり、水平方向にスライド可能となっている。弁本体２６、例えば油圧式又は電動式のアクチュエータ（不図示）を動力源として水平方向にスライドし、受入口２１ｂを覆った状態で経路Ｒ１を閉じ、受入口２１ｂ上から退避して経路Ｒ１を開く。
【００３６】
（３）第二シュート
第二シュート４０は、開閉装置２０の上に設けられており、廃棄物Ｇを開閉装置２０の中継シュート２１内に導入する。第二シュート４０は、第一部分４１と第二部分４２とを有する。第一部分４１は、上下方向に沿った筒状部であり、その中心軸線ＣＬ３は中継シュート２１の中心軸線ＣＬ２に一致している。第二部分４２は第一部分４１の上に連なり、上方へ向かうに従って拡がった内部空間を有する。
【００３７】
（４）第三シュート
第三シュート５０は、第二シュート４０の上に設けられており、揚重装置３が上昇させた廃棄物Ｇを上方から受け入れて第二シュート４０内に導入する。第三シュート５０は、第一部分５１と第二部分５２とを有する。第一部分５１は、上方へ向かうに従って揚重装置３に近付くように傾斜した筒状部であり、その下部は第二シュート４０の第二部分４２内に挿入されている。第二部分５２は第一部分５１の上に連なり、揚重装置３の上端部に隣接した位置で上方に開口している。
【００３８】
（５）ダンパ
廃棄物装入装置４は、ダンパ６０を更に有してもよい。ダンパ６０は、第二シール弁２３を基準にして第一シール弁２２の逆側に設けられ、廃棄物Ｇの落下を妨げた後に再度落下させることで廃棄物Ｇの落下速度を低減する。例えばダンパ６０は、第二シュート４０の第二部分４２内に設けられており、第一部分５１からの廃棄物Ｇの落下を妨げる。
【００３９】
ダンパ６０は、例えばダンパ本体６１とダンパロック機構６２とを有する。
【００４０】
ダンパ本体６１は、装入口２１ａに向かう経路Ｒ１を開閉する。例えばダンパ本体６１は、第一部分５１の下端の開口５１ａを覆うように設けられた板状体であり、開口５１ａの周囲を通る水平な回転軸線Ａｘ３まわりに回転可能となっている。一例として、回転軸線Ａｘ３は、開口５１ａの周囲のうち、第一部分１１の中心軸線ＣＬ１側（すなわち揚重装置３の逆側）の部分を通っている。以下、ダンパ本体６１の基端部とは回転軸線Ａｘ３側の部分を意味し、ダンパ本体６１の先端部とは回転軸線Ａｘ３の逆側の部分を意味する。ダンパ本体６１は、例えば油圧式のアクチュエータ（不図示）等を動力源として回転軸線Ａｘ３回りに回転し、第一部分５１の下端面に沿っているときに経路Ｒ１を閉じ、下方に回転して経路Ｒ１を開く。開口５１ａを閉じた状態におけるダンパ本体６１の向き（ダンパ本体６１の先端部の突出方向）は、装入口２１ａを閉じた状態における弁本体２４の向き（弁本体２４の先端部の突出方向）に対して逆になっている。
【００４１】
ダンパロック機構６２は、油圧式のアクチュエータ６４を動力源としてダンパ本体６１を閉状態に拘束する。例えばダンパロック機構６２は、ロック爪６３と、アクチュエータ６４と、圧力計６８とを有する。
【００４２】
ロック爪６３は、開口５１ａを閉じたダンパ本体６１の下に掛かるように設けられており、開口５１ａの周囲を通る水平な回転軸線Ａｘ４まわりに回転可能となっている。一例として、ロック爪６３はダンパ本体６１の先端部の下に掛かるように設けられている。回転軸線Ａｘ４は、開口５１ａの周囲のうち、第一部分１１の中心軸線ＣＬ１の逆側（すなわち揚重装置３側）の部分を通っており、回転軸線Ａｘ３に対して平行となっている。換言すると、回転軸線Ａｘ４は、回転軸線Ａｘ３との間に開口５１ａ（経路Ｒ１）を挟む位置を通っている。以下、ロック爪６３の基端部とは回転軸線Ａｘ４側の部分を意味し、ロック爪６３の先端部とは回転軸線Ａｘ４の逆側の部分を意味する。
【００４３】
アクチュエータ６４は、油圧シリンダ６５と、出力軸６６と、リンク６７とを有する。
油圧シリンダ６５は、油圧に応じて伸縮する。出力軸６６は、回転軸線Ａｘ４まわりに回転可能となっており、ロック爪６３の基端部に固定されている。リンク６７は、油圧シリンダ６５と出力軸６６とに接続されており、油圧シリンダ６５の伸縮を出力軸６６の回転に変換する。この構成により、油圧シリンダ６５の伸縮に応じてロック爪６３が回転する。
【００４４】
圧力計６８は、油圧シリンダ６５内の油圧を検出し、検出結果を例えば電気信号として出力する。
【００４５】
ダンパロック機構６２は、ダンパ本体６１を閉状態に拘束する際に、油圧シリンダ６５を伸長又は短縮（図示の例では短縮）させることでロック爪６３をダンパ本体６１の下に掛ける。この状態でダンパ本体６１に対して下方に負荷が作用すると、ダンパロック機構６２は、油圧シリンダ６５の伸長力又は短縮力（図示の例では短縮力）によってロック爪６３の位置を保ち、ダンパ本体６１を閉状態に保つ。このため、圧力計６８により検出される油圧シリンダ６５内の油圧は、ダンパ本体６１に作用する負荷（ダンパ６０に作用する負荷）に相関する。
【００４６】
（６）破袋装置
廃棄物装入装置４は、破袋装置７０を更に備えてもよい。破袋装置７０は、ダンパ６０により落下を妨げられた廃棄物Ｇに対して破袋処理を施す。破袋処理は、廃棄物Ｇの梱包資材の少なくとも一部に孔又は切り込みを形成する処理を含み、廃棄物を囲む環状線の全周に沿って梱包資材を断裂させ、二体に分離する処理をも含む。
【００４７】
一例として、破袋装置７０は、ブレード７１と、アクチュエータ７２と、ブレード収容部７３とを有する。ブレード収容部７３は、第一部分５１の下端部の周壁から外周側（例えば揚重装置３の逆側）に膨出している。ブレード７１は、尖った刃先部を有し、当該刃先部が経路Ｒ１側に向いた状態でブレード収容部７３内に配置される。アクチュエータ７２は、例えば油圧式のアクチュエータであり、ブレード収容部７３内から第一部分５１内にブレード７１を押し出し、第一部分５１内からブレード収容部７３内にブレード７１を引き戻す。
【００４８】
廃棄物Ｇがダンパ６０により落下を妨げられた状態でアクチュエータ７２がブレード７１を第一部分５１内に押し出すと、ブレード７１が廃棄物Ｇに押し付けられる。これにより、廃棄物Ｇの梱包資材の少なくとも一部が断裂する。
【００４９】
（７）監視装置
監視装置１１０は、廃棄物Ｇが弁本体２４上に落下した際に第一シール弁２２にかかった負荷をアクチュエータ３４の油圧に基づいて導出し、当該負荷の大きさと、廃棄物Ｇが弁本体２４上に落下した回数とに基づいて、第一シール弁２２の疲労状態に関する指標を導出する。
【００５０】
例えば監視装置１１０は、機能モジュールとして、油圧情報取得部１１１と、負荷導出部１１２と、落下時データ蓄積部１１３と、データ記憶部１１４と、損傷度算出部１１５とを有する。
【００５１】
油圧情報取得部１１１は、アクチュエータ３４の油圧に関する情報（以下、これを「アクチュエータ３４の油圧情報」という。）として、圧力計３８により検出された油圧の値を取得する。
【００５２】
負荷導出部１１２は、廃棄物Ｇが弁本体２４上に落下した際に第一シール弁２２にかかった負荷を導出する。例えば負荷導出部１１２は、油圧情報取得部１１１により所定時間繰り返し取得されたアクチュエータ３４の油圧情報の最大値を上記負荷として導出する。
【００５３】
落下時データ蓄積部１１３は、油圧情報取得部１１１により取得されたアクチュエータ３４の油圧情報と、負荷導出部１１２による検知結果とに基づいて、廃棄物Ｇが弁本体２４上に落下した際に第一シール弁２２にかかる負荷を検出し、検出結果をデータ記憶部１１４に送る。
【００５４】
データ記憶部１１４は、廃棄物Ｇが弁本体２４に落下した際に第一シール弁２２に作用する負荷の大きさと、廃棄物Ｇが弁本体２４上に落下した回数とを記録し、落下時データ蓄積部１１３から上記検出結果が送られる度に記録内容を更新する。
【００５５】
損傷度算出部１１５は、データ記憶部１１４に記録されたデータに基づいて、第一シール弁２２の疲労状態に関する指標（以下、これを「疲労損傷度」という。）を導出する。
【００５６】
廃棄物装入装置４は、監視装置１１０により導出された疲労損傷度を表示する表示装置を更に備えてもよい。表示装置は、例えば液晶モニタのように、疲労損傷度を数値、文字、又はグラフとして表示可能なものであってもよいし、疲労損傷度が所定の閾値を超え場合に点灯する警告灯であってもよい。
【００５７】
（８）コントローラ
廃棄物装入装置４は、コントローラ１２０を更に備えてもよい。コントローラ１２０は、ダンパ６０に作用する負荷が所定の閾値（以下、「負荷閾値」という。）を超えている場合に、廃棄物Ｇに対して破袋処理を施し、ダンパ６０に作用する負荷が当該負荷閾値を超えていない場合には廃棄物Ｇに対して破袋処理を施さないように破袋装置７０を制御する。
【００５８】
コントローラ１２０は、ダンパロック機構６２のアクチュエータ６４の油圧に基づいてダンパ６０に作用する負荷を検出するように構成されていてもよい。
【００５９】
コントローラ１２０は、破袋装置７０の制御と、第一シール弁２２、第二シール弁２３及びダンパ６０の制御とを合わせて実行するものであってもよい。
【００６０】
例えばコントローラ１２０は、機能モジュールとして、破袋制御部１２１と開閉制御部１２２とを有する。
【００６１】
破袋制御部１２１は、油圧情報取得部１２３と、落下判定部１２４と、破袋処理判定部１２５と、破袋指令出力部１２６とを有する。
【００６２】
油圧情報取得部１２３は、アクチュエータ６４の油圧に関する情報（以下、これを「アクチュエータ６４の油圧情報」という。）として、圧力計６８により検出された油圧の値を取得する。
【００６３】
落下判定部１２４は、油圧情報取得部１２３により取得されたアクチュエータ６４の油圧情報に基づいて、廃棄物Ｇがダンパ本体６１上に落下したか否かを判定する。
【００６４】
破袋処理判定部１２５は、油圧情報取得部１２３により取得されたアクチュエータ６４の油圧情報と、油圧情報取得部１２３による検知結果とに基づいて、廃棄物Ｇがダンパ本体６１上に落下した際にダンパ６０に作用する負荷を検出し、当該負荷が上記負荷閾値を超えているか否かに基づいて破袋処理の要否を判定する。
【００６５】
破袋指令出力部１２６は、破袋処理判定部１２５により破袋処理が必要と判定された場合に、破袋処理の実行指令を破袋装置７０に出力する。
【００６６】
開閉制御部１２２は、廃棄物Ｇの落下を妨げた後に再度落下させるようにダンパ６０を制御し、ダンパ６０から第一シール弁２２への廃棄物Ｇの移動前後に受入口２１ｂを開閉するように第二シール弁２３を制御し、装入口２１ａを開閉して廃棄物Ｇを廃棄物処理炉２内に送出するように第一シール弁２２を制御する。
【００６７】
例えば開閉制御部１２２は、ダンパ本体６１上への廃棄物Ｇの落下を示す情報を破袋制御部１２１から取得し、当該情報に基づいてダンパ６０及び第二シール弁２３を制御する。また、開閉制御部１２２は、弁本体２４上への廃棄物Ｇの落下を示す情報を監視装置１１０から取得し、当該情報に基づいて第一シール弁２２を制御する。
【００６８】
（９）監視装置及びコントローラのハードウェア構成
監視装置１１０及びコントローラ１２０は、互いに分離したハードウェアにより構成されていてもよいし、一つのハードウェアにより構成されていてもよい。例えば廃棄物装入装置４は、監視装置１１０及びコントローラ１２０を構成するハードウェアとして、図３に示す回路１３０を有する。
【００６９】
回路１３０は、一つ又は複数のプロセッサ１３１と、メモリ１３２と、ストレージ１３３と、入出力ポート１３４とを有する。入出力ポート１３４は、ダンパ本体６１、アクチュエータ６４、圧力計６８、破袋装置７０、弁本体２４、アクチュエータ３４、圧力計３８及び第二シール弁２３との間で電気信号の入出力を行う。ストレージ１３３は、監視装置１１０及びコントローラ１２０の各機能モジュールを構成するためのプログラムを記録している。ストレージ１３３は、コンピュータ読み取り可能であればどのようなものであってもよい。具体例として、ハードディスク、不揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク及び光ディスク等が挙げられる。メモリ１３２は、ストレージ１３３からロードしたプログラム及びプロセッサ１３１の演算結果等を一時的に記憶する。プロセッサ１３１は、メモリ１３２と協働してプログラムを実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。
【００７０】
なお、監視装置１１０及びコントローラ１２０のハードウェア構成は、必ずしもプログラムにより各機能モジュールを構成するものに限られない。例えば監視装置１１０及びコントローラ１２０の各機能モジュールは、専用の論理回路又はこれを集積したＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）により構成されていてもよい。
【００７１】
２．廃棄物装入手順
続いて、廃棄物装入方法の一例として、廃棄物装入装置４により実行される廃棄物装入手順を説明する。ここでは、当該手順が監視装置１１０及びコントローラ１２０により自動的に実行される場合を説明する。
【００７２】
図４に示すように、まずコントローラ１２０がステップＳ０１〜Ｓ０５を実行する。
【００７３】
ステップＳ０１では、油圧情報取得部１２３により取得されたアクチュエータ６４の油圧情報に基づいて、廃棄物Ｇがダンパ本体６１上に落下したか否かを落下判定部１２４が判定する。落下判定部１２４は、アクチュエータ６４の油圧情報が所定の閾値（以下、これを「第一の落下判定閾値」という。）を超えている場合に、廃棄物Ｇがダンパ本体６１上に落下したと判定し、アクチュエータ６４の油圧情報が第一の落下判定閾値を超えていない場合に、廃棄物Ｇがダンパ本体６１上に落下していないと判定してもよい。また、落下判定部１２４は、アクチュエータ６４の油圧情報の上昇量が所定の閾値（以下、これを「第二の落下判定閾値」という。）を超えている場合に、廃棄物Ｇがダンパ本体６１上に落下したと判定し、アクチュエータ６４の油圧情報の上昇量が第二の落下判定閾値を超えていない場合に、廃棄物Ｇがダンパ本体６１上に落下していないと判定してもよい。第一の落下判定閾値及び第二の落下判定閾値は、実験又はシミュレーションにより適宜設定可能である。
【００７４】
ステップＳ０１において、ダンパ本体６１上に廃棄物Ｇが落下していると判定されるまで、コントローラ１２０はステップＳ０１を繰り返す。ステップＳ０１において、ダンパ本体６１上に廃棄物Ｇが落下したことが検知されると、コントローラ１２０はステップＳ０２を実行する。ステップＳ０２では、廃棄物Ｇがダンパ本体６１上に落下した際にダンパ６０に作用する負荷が上記負荷閾値を超えているか否かに基づいて、破袋処理の要否を破袋処理判定部１２５が判定する。
【００７５】
破袋処理判定部１２５は、ダンパ本体６１上に廃棄物Ｇが落下していることを落下判定部１２４が検知した際の油圧情報を上記負荷として用いてもよい。「廃棄物Ｇが落下していることを落下判定部１２４が検知した際の油圧情報」は、落下判定部１２４により上記第一の落下判定閾値を超えていると判定された油圧情報であってもよいし、落下判定部１２４により上記第一の落下判定閾値を超えていると判定されたときを含む所定期間において、油圧情報取得部１２３により取得された油圧情報の最大値を上記負荷として用いてもよい。また、破袋処理判定部１２５は、油圧情報取得部１２３により取得された油圧情報に所定の演算を施した値を上記負荷として用いてもよい。例えば破袋処理判定部１２５は、上記油圧情報又は上記油圧情報の最大値に基づいて出力軸６６に作用するトルクを算出し、当該トルクを上記負荷として用いてもよい。
【００７６】
負荷閾値は、例えば第一シール弁２２のアクチュエータ３４の耐圧（例えば仕様上の最大耐圧又は定格耐圧）に基づいて設定可能である。例えば、負荷閾値は、廃棄物Ｇの落下に際してダンパ６０に作用する負荷が当該閾値以下であれば、当該廃棄物Ｇが弁本体２４上に落下した際のアクチュエータ３４の油圧が上記耐圧以下となるように設定される。
【００７７】
ダンパ６０に作用する負荷が上記負荷閾値以下である場合、破袋処理判定部１２５は破袋処理が不要であると判定する。ダンパ６０に作用する負荷が上記負荷閾値を超えている場合、破袋処理判定部１２５は破袋処理が必要であると判定する。
【００７８】
ステップＳ０２において、破袋処理が必要であると判定された場合、コントローラ１２０はステップＳ０３を実行した後に処理をステップＳ０４に進める。ステップＳ０３では、破袋指令出力部１２６が、破袋処理の実行指令を破袋装置７０に出力する。破袋装置７０は、破袋指令出力部１２６からの実行指令に応じて破袋処理を実行する。ステップＳ０４において、破袋処理が不要であると判定された場合、コントローラ１２０はステップＳ０３を実行することなく処理をステップＳ０４に進める。このように、本手順は、ダンパ６０に作用する負荷が負荷閾値を超えている場合に、廃棄物Ｇに対して破袋処理を施し、ダンパ６０に作用する負荷が当該負荷閾値を超えていない場合には廃棄物Ｇに対して破袋処理を施さないように破袋装置７０を制御することを含む。
【００７９】
ステップＳ０４では、開閉制御部１２２が、受入口２１ｂを開くように第二シール弁２３を制御する。これにより、ダンパ６０と第一シール弁２２との間において経路Ｒ１が開放される。
【００８０】
次に、監視装置１１０がステップＳ０５を実行する。ステップＳ０５では、廃棄物Ｇが弁本体２４上に落下した際に第一シール弁２２にかかる負荷の導出を負荷導出部１１２が開始する。例えば、負荷導出部１１２は、アクチュエータ３４の油圧情報の最大値を上記負荷として導出する。具体的に負荷導出部１１２は、所定値（例えばゼロ）を初期の記憶値として、上記油圧情報の最大値の導出を開始する。以後、負荷導出部１１２は、油圧情報取得部１１１によりアクチュエータ３４の油圧情報が取得される度に、取得された油圧情報と記憶値とを比較し、取得された油圧情報が記憶値を超えている場合には、当該油圧情報によって記憶値を上書きする。
【００８１】
次に、コントローラ１２０がステップＳ０６を実行する。ステップＳ０６では、開閉制御部１２２が、開口５１ａを開くようにダンパ６０を制御する。これにより、廃棄物Ｇが弁本体２４上に落下する。
【００８２】
次に、監視装置１１０がステップＳ０７を実行する。ステップＳ０７では、負荷導出部１１２が、所定時間の経過まで上記油圧情報の最大値の導出を継続する。所定時間は、ダンパ６０が開口５１ａを開いた後、廃棄物Ｇが弁本体２４上に落下するまでの時間よりも長く設定される。所定時間の値は、事前実験又はシミュレーションなどによって適宜設定可能である。
【００８３】
次に、監視装置１１０はステップＳ０８を実行する。ステップＳ０８では、負荷導出部１１２が、上記油圧情報の最大値の導出を完了する。負荷導出部１１２はここまでの処理で導出された上記油圧情報の最大値を上記負荷としてもよいし、上記油圧情報の最大値に所定の演算を施した値を上記負荷として導出してもよい。例えば負荷導出部１１２は、上記油圧情報の最大値に基づいて出力軸３６に作用するトルクを算出し、当該トルクを上記負荷としてもよいし、出力軸３６に作用するトルクに基づいてキー３９に作用するせん断応力を更に算出し、当該せん断応力を上記負荷としてもよい。
【００８４】
次に、監視装置１１０はステップＳ０９を実行する。ステップＳ０９では、負荷導出部１１２により導出された上記負荷をデータ記憶部１１４に送ることを落下時データ蓄積部１１３が実行する。
【００８５】
データ記憶部１１４は、落下時データ蓄積部１１３から送られた検出結果に応じて記録内容を更新する。図５は、データ記憶部１１４の記録内容を例示するテーブルである。図５に例示されるように、データ記憶部１１４は、負荷の大きさを複数の帯域（クラス）に区分し、弁本体２４上に廃棄物Ｇが落下した回数を、クラスごとに分けて記録してもよい。データ記憶部１１４は、落下時データ蓄積部１１３から検出結果を受領すると、当該検出結果を帯域内に含むクラスの回数に１を加算する。
【００８６】
ここに例示したように、廃棄物Ｇが弁本体２４に落下した際に第一シール弁２２に作用する負荷の大きさと、廃棄物Ｇが弁本体２４上に落下した回数とを記録することは、弁本体２４上に廃棄物Ｇが落下した回数をクラスごとに分けて記録することをも含む。なお、落下時データ蓄積部１１３による検出結果がいずれのクラスに該当するかの判定を落下時データ蓄積部１１３が実行してもよい。この場合、落下時データ蓄積部１１３は、第一シール弁２２に作用する負荷の大きさを示す情報として、クラスの識別コード（例えばクラスの番号）をデータ記憶部１１４に送る。
【００８７】
次に、監視装置１１０はステップＳ１０を実行する。ステップＳ１０では、損傷度算出部１１５が、データ記憶部１１４に記録された-データに基づいて上記疲労損傷度を導出する。疲労損傷度は、例えばマイナー則又は修正マイナー則等の累積損傷則に基づいて、次式により算出可能である。
Ｄ＝ｎ１／Ｎ１＋ｎ２／Ｎ２＋ｎ３／Ｎ３＋ｎ４／Ｎ４＋・・・ｎｉ／Ｎｉ
Ｄ：疲労損傷度
ｉ：負荷の大きさのクラス
ｎｉ：クラスｉに分類された廃棄物Ｇの落下回数
Ｎｉ：クラスｉにおいて許容される落下回数
【００８８】
上記Ｎｉは、図６に例示するＳ−Ｎ曲線に基づいて導出可能である。図６の横軸は、許容される繰り返し回数（以下、「許容回数」という。）を示す。図６の縦軸は、応力を示す。例えば、負荷の集中が想定される部分（例えばキー３９）に作用する応力をクラスごとに求め、当該応力に対応する許容回数を図６のグラフから求めることで、上記Ｎｉを導出することができる。
【００８９】
疲労損傷度Ｄに基づけば、疲労破壊の発生可能性を推定できる。例えば、疲労損傷度Ｄが１未満であれば疲労破壊の発生可能性は低いと推定され、疲労損傷度Ｄが１以上であれば疲労破壊の可能性が高いと推定される。
【００９０】
次に、監視装置１１０はステップＳ１１を実行する。ステップＳ１１では、損傷度算出部１１５が、疲労損傷度の算出結果を表示装置２００に出力する。表示装置２００は、損傷度算出部１１５により出力された疲労損傷度を表示する。
【００９１】
次に、コントローラ１２０がステップＳ１２〜Ｓ１４を実行する。
【００９２】
ステップＳ１２では、開閉制御部１２２が、受入口２１ｂを閉じるように油圧情報取得部１２３を制御する。ステップＳ１３では、開閉制御部１２２が、開口５１ａを閉じるようにダンパ６０を制御する。ステップＳ１４では、開閉制御部１２２が、装入口２１ａを開いて廃棄物Ｇを廃棄物処理炉２内に装入し、その後装入口２１ａを閉じるように第一シール弁２２を制御する。以上で廃棄物の装入手順が完了する。
【００９３】
なお、ステップＳ１２，Ｓ１３の実行順序は逆転していてもよい。ステップＳ１２，Ｓ１３は、ステップＳ０８の後、ステップＳ１４の実行前に実行されればよいので、例えばステップＳ０９に先立って実行されてもよい。ステップＳ１４は、ステップＳ０８，Ｓ１２，Ｓ１３の後に実行されればよいので、例えばステップＳ１２，Ｓ１３がステップＳ０９に先立って実行される場合には、ステップＳ１４もステップＳ０９に先立って実行されてよい。
【００９４】
３．本実施形態の効果
以上に説明したように、本開示に係る廃棄物装入装置４は、廃棄物Ｇを廃棄物処理炉２内に装入するための経路Ｒ１にて下方に開口した装入口２１ａを下方から開閉する弁本体２４と、油圧式のアクチュエータ３４を動力源として弁本体２４を閉状態に拘束する弁ロック機構２５と、を有する第一シール弁２２と、廃棄物Ｇが弁本体２４上に落下した際に第一シール弁２２にかかった負荷をアクチュエータ３４の油圧に基づいて導出し、当該負荷の大きさと、廃棄物Ｇが弁本体２４上に落下した回数とに基づいて、第一シール弁２２の疲労状態に関する指標を導出する監視装置１１０と、を備える。
【００９５】
この廃棄物装入装置４において、弁本体２４は、弁ロック機構２５のアクチュエータ３４の油圧に応じた力で閉状態に拘束される。このため、アクチュエータ３４の油圧は、弁本体２４に対する廃棄物Ｇの落下衝撃に応じて変動する。そこで、弁ロック機構２５のアクチュエータ３４の油圧に基づくことで、廃棄物Ｇが弁本体２４上に落下した際に第一シール弁２２にかかった負荷を把握することが可能である。第一シール弁２２の疲労状態は、上記負荷の大きさ及び廃棄物Ｇが弁本体２４上に落下した回数に関連する傾向がある。このため、上記負荷の大きさ及び上記回数に基づくことで、第一シール弁２２の疲労状態に関する指標を導出できる。すなわち、弁ロック機構２５のアクチュエータ３４を活用して第一シール弁２２の疲労状態に関する情報を導出できる。従って、装置構成の複雑化を抑制しつつ、第一シール弁２２の疲労状態を把握できる。
【００９６】
廃棄物装入装置４は、第一シール弁２２よりも上方に配置され、装入口２１ａに向かう経路Ｒ１を開閉する第二シール弁２３と、第二シール弁２３を基準にして第一シール弁２２の逆側に設けられ、廃棄物Ｇの落下を妨げた後に再度落下させることで廃棄物Ｇの落下速度を低減するダンパ６０と、を更に備えてもよい。
【００９７】
この場合、第一シール弁２２と第二シール弁２３とで開放タイミングをずらすことにより、炉内ガスの大気中への放散をより確実に防止することができる。ダンパ６０により廃棄物Ｇの落下速度を低減することで、第一シール弁２２に対する廃棄物Ｇの落下衝撃を抑制し、第一シール弁２２における疲労蓄積を抑制できる。ここで、ダンパ６０は、第二シール弁２３を基準にして第一シール弁２２の逆側に設けられる。このため、第二シール弁２３を基準にして第一シール弁２２側にダンパ６０を設ける場合に比べ、第二シール弁２３を第一シール弁２２に近付け、ダンパ６０を第一シール弁２２から離すことができる。第二シール弁２３を第一シール弁２２に近付けることで、第一シール弁２２と第二シール弁２３との間の空間を小さくすることができる。当該空間を小さくすると、第一シール弁２２の開放前に当該空間内のガスを大気中へ放散可能な状態にするためのパージガス量を削減できる。また、当該空間内のガスにパージガスを供給する期間も短縮できる。一方、ダンパ６０を第一シール弁２２から離すことにより、ダンパ６０に対する廃棄物Ｇの落下衝撃をも抑制できる。従って、炉内ガスの漏出防止と、廃棄物装入装置４の耐久性向上との両立を図ることができる。
【００９８】
廃棄物装入装置４は、ダンパ６０により落下を妨げられた廃棄物Ｇに対して破袋処理を施す破袋装置７０を更に備えてもよい。この場合、破袋処理を施すことで、弁本体２４上に落下する際の廃棄物Ｇの変形を促し、当該変形によって落下衝撃を緩和することができる。従って、第一シール弁２２における疲労蓄積を更に抑制できる。
【００９９】
廃棄物装入装置４は、ダンパ６０に作用する負荷が所定の閾値を超えている場合に、廃棄物Ｇに対して破袋処理を施し、ダンパ６０に作用する負荷が閾値を超えていない場合には廃棄物Ｇに対して破袋処理を施さないように破袋装置７０を制御するコントローラ１２０を更に備えてもよい。
【０１００】
ダンパ６０に作用する負荷が小さい場合には、第一シール弁２２に作用する負荷も小さいので、破袋処理を省略したとしても第一シール弁２２の疲労状態への影響は小さい。一方で、破袋処理を省略すると、廃棄物Ｇの処理効率が高まる。従って、ダンパ６０に作用する負荷が所定の閾値を超えているか否かに基づいて破袋処理の有無を切り替えることで、廃棄物Ｇの処理効率の低下抑制と、第一シール弁２２における疲労蓄積の抑制との両立を図ることができる。
【０１０１】
ダンパ６０は、装入口２１ａに向かう経路Ｒ１を開閉するダンパ本体６１と、油圧式のアクチュエータ６４を動力源としてダンパ本体６１を閉状態に拘束するダンパロック機構６２と、を有してもよく、コントローラ１２０は、ダンパロック機構６２のアクチュエータ６４の油圧に基づいてダンパ６０に作用する負荷を検出するように構成されていてもよい。この場合、ダンパ６０に作用する負荷に応じて破袋処理の有無を切り替える構成において、装置構成の複雑化をより確実に抑制できる。
【０１０２】
以上、実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１…廃棄物処理装置、２…廃棄物処理炉、４…廃棄物装入装置、２１ａ…装入口、２２…第一シール弁、２３…第二シール弁、２４…弁本体、２５…弁ロック機構、３４…アクチュエータ、６０…ダンパ、６１…ダンパ本体、６２…ダンパロック機構、６４…アクチュエータ、７０…破袋装置、１１０…監視装置、１２０…コントローラ、２００…表示装置。
【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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