(57)【要約】【課題】固形物を流動化するための媒体並びに溶融化する必要がなく、固形物をそのまま高圧力場に投入し、かつ固形物が側壁に付着したり仕切り弁で詰ることを防止する。【解決手段】所定圧に保持された供給室１０の固形物ｋは、スピンドル４０を弁座部４２から離すことにより大気圧状態の投入室１１に供給する。投入室を圧力容器５と同圧にした状態で、スピンドル１５を弁座部１６から離し、マグネット１２により押出し部材６を下降し、側壁等に付着している固形物を掻き落しつつ圧力容器５に投入する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給室を有する固形物供給部と、投入室を有し、該投入室の固形物を高圧力場へ投入する固形物投入部と、を備えてなる高圧力場への固形物投入装置であって、
前記供給室と前記投入室との間を遮断又は連通状態に切換える第１の仕切り弁と、
前記投入室と前記高圧力場との間を遮断又は連通状態に切換える第２の仕切り弁と、
前記投入室の固形物を前記高圧力場へ押出す押出し部材と、を備え、
前記第１の仕切り弁を連通状態にして前記供給室の固形物を前記投入室ヘ供給し、前記第１及び第２の仕切り弁を遮断して前記投入室の圧力を前記高圧場と略々同じにした状態で、前記第２の仕切り弁を連通すると共に前記押出し部材により前記投入室の固形物を前記高圧力場に投入してなる、
高圧力場への固形物投入装置。
【請求項２】
前記固形物供給部と前記固形物投入部とを一体に形成すると共に、前記固形物投入部を前記高圧力場に直接設置し得るように構成し、
固形物を、前記供給室から前記第１の仕切り弁を介して前記投入室に直接供給し、かつ該投入室から、前記押出し部材により前記第２の仕切り弁を介して前記高圧力場に直接投入してなる、
請求項１記載の高圧力場への固形物投入装置。
【請求項３】
少なくとも前記第２の仕切り弁は、先端が突尖状のスピンドルと、エッジを有する弁座部と、前記スピンドルを進退するアクチュエータとを備え、
前記アクチュエータにより前記スピンドル先端が前記弁座部のエッジに密接することに基づき遮断してなる、
請求項１又は２記載の高圧力場への固形物投入装置。
【請求項４】
前記投入室は、シリンダー状からなると共にその底部に連通孔を有し、かつ前記スピンドルが、該投入室を軸方向に貫通して前記突尖先端部を前記弁座部に接離自在に配置され、
前記押出し部材が、前記シリンダー状の投入室側壁の内面に摺接自在にかつ前記スピンドルの外周面に摺接自在に配置されてなる、
請求項３記載の高圧力場への固形物投入装置。
【請求項５】
前記押出し部材は、前記投入室の側壁の外部に軸方向移動自在に設けられたマグネット部材を有する駆動装置により移動されてなる、
請求項４記載の高圧力場への固形物投入装置。
【請求項６】
前記供給室には常時所定圧が供給され、かつ前記投入室に、前記所定圧より低い圧力に解放し得る弁を連通し、
前記投入室を前記低い圧力に解放した状態にて、前記第１の仕切り弁を連通することにより、固形物を圧力差により前記供給室から前記投入室に供給してなる、
請求項１ないし５のいずれか記載の高圧力場への固形物投入装置。
【請求項７】
所定圧が付与された固形物供給部の供給室から、前記所定圧より低圧になっている固形物投入部の投入室に、連通状態にある第１の仕切り弁を介して固形物を供給する供給行程と、
前記第１の仕切り弁を遮断した状態で前記投入室を高圧力場に略々等しい圧力に昇圧する昇圧行程と、
該昇圧した状態で第２の仕切り弁を連通し、シリンダー状の前記投入室内を押出し部材が摺動することにより、該投入室内の固形物を前記高圧力場に投入する投入行程と、
前記第２の仕切り弁を遮断すると共に前記押出し部材をホームポジションに戻し、かつ前記投入室を前記所定圧より低圧にする復帰行程と、を備え、
前記供給行程、昇圧行程、投入行程及び復帰行程を繰返すことを特徴とする、
高圧力場への固形物投入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧力容器等の高圧力場へプラスチック切断チップ等の固形物を投入する固形物投入装置及び投入方法に係り、詳しくは固形物を、液体に混入し又は溶融して流動化することなく直接高圧力場に投入する装置及び方法に関する。
【０００２】
本発明に係る固形物投入装置及び方法は、圧力容器、高圧化学反応、廃棄物処理及びリサイクル装置等のあらゆる高圧力場に適用可能であり、また固形物としては、プラスチック、化学原料、木片、厨芥、竹片、草、藁、繊維、ゴム、皮、汚泥等のあらゆるものに対して利用可能であるが、廃プラスチックの切断チップを高圧高温で処理して、化学原料として再生するリサイクル装置に用いて好適である。
【０００３】
【従来の技術】
一般に、化学原料や廃棄物等の固形物を圧力容器に投入して高圧処理する場合、該容器内の圧力を大気圧まで下げた後、蓋を開けて投入する、いわゆるバッチ供給が行われている。該バッチ供給は、１回の固形物投入の度に、圧力容器内の圧力を昇降する必要があり、多大なエネルギーを無駄にすると共に多くの時間が費やされ、圧力容器を高圧に維持したままで、略々連続的に固形物を投入することが望まれている。
【０００４】
このため、従来、低圧場から高圧場への固形物の連続投入（供給）方法として、スラリー供給方法や溶融供給方法がある。スラリー供給方法は、固形物に水やオイル等の液体を混ぜて流動化し、該流動化したスラリーを高圧ポンプにて高圧場へ連続供給する方法であり、石炭液化装置や湿式酸化装置、超臨界水酸化装置等に用いられている。また、溶融供給方法は、固形物を加熱して溶融し、該流動化した溶融物を高圧ポンプやスクリューフィーダ等により連続して供給する方法であり、化学合成反応装置やポリマー重合反応装置に用いられている。
【０００５】
一方、高圧場への固形物の連続投入方法の先行技術文献として、特許文献１及び２が存在する。特許文献１には、入口バルブから粗粉砕された固形廃棄物を投入装置に供給した状態で、該投入装置の入口バルブを閉じて投入装置内の圧力を充分に高め、ついで投入装置に加圧流体を導入して内部の固形廃棄物を流動した後、出口バルブを開いて流動物を圧力容器に投入する、圧力容器への固形物投入方法及び投入装置が記載されている。
【０００６】
特許文献２には、ホッパーから重量制御フィーダにより粉体が加圧タンク内に供給された状態で、入口側バルブを閉じた後該加圧タンクに窒素や空気等の高圧ガスを導いて該加圧タンクを圧力容器より高圧し、この状態で出口側バルブを開いて加圧タンク内の粉体を圧力容器に気力輸送する、粉体の供給方法及び装置が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２５４４７９号公報
【特許文献２】
特開２００１−１３９１４３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したスラリー供給方法は、水やオイルに固形物を混合する必要があり、水やオイルが化学反応に影響しない上記石灰液化装置、湿式酸化装置等にその適用範囲が限られる。また、固形物濃度が３０［％］以上の固液混合物を高圧ポンプにて供給することは困難であると共に、該高圧ポンプで供給できるように固形物を数ｍμ以下の平均径までに微粉砕する必要があり、大きなエネルギー損失を伴い、また面倒な前処理を必要としている。
【０００９】
上記溶融供給方法は、適用し得る固形物が加熱することにより溶融する物質に限られており、木材、紙、熱硬化性プラスチック等加温すると、その場で燃焼等の化学変化が生じたり融解しないものには適用することはできない。また、上記スラリー供給方法や溶融供給方法は、一般的に、ピストンやダイヤクラム等の往復運動と逆止弁との組合せに基づく吸引と吐出を繰返すことにより、流動化物質を高圧場へ供給しているため、上記往復運動部又は逆止弁にスラッジが詰り易く、不具合を生じる要因となっている。
【００１０】
また、上記特許文献１のものは、投入装置内に加圧流体を導入して固形廃棄物を流動化するものであり、上記スラリー供給方法の一種であって、上述した課題を有すると共に、投入装置と高圧反応器の圧力が同じになった時点で流動化物の高圧反応器への投入が停止する虞れがあり、例え、加圧流体により螺旋状旋回流を形成するとしても、その流れは固形物の隙間を流れるのみであって、高圧反応器への押出し効果は充分でなく、固形物は、湿った状態の投入装置内壁に付着して、出口バルブを開いても流動性の良い液体（水）成分が優先的に高圧反応器に流れ込んで、結果的に固形物がスムーズに高圧反応器に導入されない虞れがある。また、投入装置前後の入口バルブ、出口バルブは、一般にロータリ（ボール）バルブが用いられるが、該バルブは、流動化物内の固形成分を咬込み易いと共に、開閉の度に該固形物成分により傷付き易く、バルブスティック又は摩耗等により圧力を遮断することができなくなる虞れがある。
【００１１】
上記特許文献２のものは、高圧ガスにより粉体を気力輸送するものであって、固形物は、微細な粉体に限られ、かつ高圧ガスを必要とするため、上述と同様な課題を有すると共に、高圧力容器中に窒素又は空気等の高圧ガスが大量に導入され、該高圧力容器中の反応に際して上記高圧ガスが影響して製品性状に悪影響を及ぼす場合がある。また、加圧タンクに連通する管路に多数の仕切りバルブを必要とするが、該仕切りバルブは、一般にロータリバルブが用いられ、固形物の咬込み、シール部の傷付き等の上述した同様の課題を有すると共に、加圧タンクに圧力容器からの蒸気等が連通して該加圧タンク内が高湿度になり易く、この場合粉体が湿気を帯びてタンク内壁に付着し、スムーズに高圧容器に導入されない虞れがある。
【００１２】
そこで、本発明は、固形物を流動化するための媒体並びに溶融化する必要がなく、固形物をそのまま高圧力場に投入することを可能とし、もって上述した課題を解決した固形物投入装置及び投入方法を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明は、供給室（１０）を有する固形物供給部（２）と、投入室（１１）を有し、該投入室の固形物（ｋ）を高圧力場（５）へ投入する固形物投入部（３）と、を備えてなる高圧力場への固形物投入装置（１）であって、
前記供給室（１０）と前記投入室（１１）との間を遮断又は連通状態に切換える第１の仕切り弁（７）と、
前記投入室（１１）と前記高圧力場（５）との間を遮断又は連通状態に切換える第２の仕切り弁（９）と、
前記投入室（１１）の固形物（ｋ）を前記高圧力場（５）へ押出す押出し部材（６）と、を備え、
前記第１の仕切り弁（７）を連通状態にして前記供給室（２）の固形物（ｋ）を前記投入室（１１）ヘ供給し、前記第１及び第２の仕切り弁（７，９）を遮断して前記投入室（１１）の圧力を前記高圧場（５）と略々同じにした状態で、前記第２の仕切り弁（９）を連通すると共に前記押出し部材（６）により前記投入室（１１）の固形物（ｋ）を前記高圧力場（５）に投入してなる、
高圧力場への固形物投入装置にある。
【００１４】
請求項２に係る本発明は、前記固形物供給部（２）と前記固形物投入部（３）とを一体に形成（２８）すると共に、前記固形物投入部（３）を前記高圧力場（５）に直接設置し得るように構成し、
固形物（ｋ）を、前記供給室（１０）から前記第１の仕切り弁（７）を介して前記投入室（１１）に直接供給し、かつ該投入室（１１）から、前記押出し部材（６）により前記第２の仕切り弁（９）を介して前記高圧力場（５）に直接投入してなる、
請求項１記載の高圧力場への固形物投入装置にある。
【００１５】
請求項３に係る本発明は、少なくとも前記第２の仕切り弁（９）は、先端（１５ａ）が突尖状のスピンドル（１５）と、エッジを有する弁座部（１６）と、前記スピンドル（１５）を進退するアクチュエータ（１７）とを備え、
前記アクチュエータにより前記スピンドル先端（１５ａ）が前記弁座部（１６）のエッジ（１６ａ）に密接することに基づき遮断してなる、
請求項１又は２記載の高圧力場への固形物投入装置にある。
【００１６】
請求項４に係る本発明は、前記投入室（１１）は、シリンダー状からなると共にその底部（１９）に連通孔（１３）を有し、かつ前記スピンドル（１５）が、該投入室（１１）を軸方向に貫通して前記突尖先端部（１５ａ）を前記弁座部（１６）に接離自在に配置され、
前記押出し部材（６）が、前記シリンダー状の投入室側壁（２０）の内面（２０ａ）に摺接自在にかつ前記スピンドル（１５）の外周面に摺接自在に配置されてなる、
請求項３記載の高圧力場への固形物投入装置にある。
【００１７】
請求項５に係る本発明は、前記押出し部材（６）は、前記投入室（１１）の側壁（２０）の外部に軸方向移動自在に設けられたマグネット部材（２１）を有する駆動装置（１２）により移動されてなる、
請求項４記載の高圧力場への固形物投入装置にある。
【００１８】
請求項６に係る本発明は、前記供給室（１０）には常時所定圧が供給され、かつ前記投入室（１１）に、前記所定圧より低い圧力に解放し得る弁（Ｖ３）を連通し、
前記投入室を前記低い圧力に解放した状態にて、前記第１の仕切り弁（７）を連通することにより、固形物（ｋ）を圧力差により前記供給室（１０）から前記投入室（１１）に供給してなる、
請求項１ないし５のいずれか記載の高圧力場への固形物投入装置にある。
【００１９】
請求項７に係る本発明は、所定圧が付与された固形物供給部（２）の供給室（１０）から、前記所定圧より低圧になっている固形物投入部（３）の投入室（１１）に、連通状態にある第１の仕切り弁（７）を介して固形物（ｋ）を供給する供給行程（Ｐ１）と、
前記第１の仕切り弁（７）を遮断した状態で前記投入室（１１）を高圧力場（５）に略々等しい圧力に昇圧する昇圧行程（Ｐ２）と、
該昇圧した状態で第２の仕切り弁（９）を連通し、シリンダー状の前記投入室（１１）内を押出し部材（６）が摺動することにより、該投入室内の固形物（ｋ）を前記高圧力場（５）に投入する投入行程と、
前記第２の仕切り弁（１９）を遮断すると共に前記押出し部材（６）をホームポジションに戻し、かつ前記投入室（１１）を前記所定圧より低圧にする復帰行程と、を備え、
前記供給行程、昇圧行程、投入行程及び復帰行程を繰返すことを特徴とする、
高圧力場への固形物投入方法にある。
【００２０】
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより各請求項記載の構成に何等影響を及ぼすものではない。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１に係る本発明によると、供給室から投入室に供給された固形物は、該投入室の圧力を高圧場と略々同じにした状態で押出し部材により高圧力場に直接投入されるので、水、オイル、高圧ガス等の搬送媒体及び固形物の溶融化を必要とせず、あらゆる高圧力場へ適用可能であると共に、省エネルギー化を図ることができる。
【００２２】
請求項２に係る本発明によると、固形物供給部と固形物投入部とを一体に形成し、かつ該固形物投入部を、圧力容器の蓋板等の高圧力場へ直接設置し得るように構成して、固形物を、供給室から投入室へ、そして投入室から高圧場へ、それぞれ第１及び第２の仕切り弁を介して供給・投入されるので、中間に管路等を設ける必要がなく、固形物が管路等で詰ることを防止して、固形物の高圧力場への投入をスムーズにすると共に、投入装置の高圧力場への設置が容易になる。
【００２３】
請求項３に係る本発明によると、少なくとも第２の仕切り弁（第１の仕切り弁も同様なものが好ましい）は、突尖先端部を有するスピンドルと、エッジを有する弁座部と、スピンドルを進退するアクチュエータとを有するので、スピンドル先端部と弁座部のエッジとが密接して遮断する際、固形物がその間に咬込まれる確率を小さくすると共に、例え固形物が咬込まれても、アクチュエータによりスピンドル先端部が弁座部のエッジへ押付けられることにより、該挟まれた固形物を咬切って、確実に仕切り弁を閉じることができ、仕切り弁の作動の確実性及び耐久性を向上して、投入装置の信頼性を向上することができる。
【００２４】
請求項４に係る本発明によると、押出し部材が、投入室の側壁内面及びスピンドル外周面に摺接して、該側壁内面及びスピンドル外周面に付着している固形物を掻き落しつつ確実に高圧力場に向けて押し出すことができるので、投入室の固形物を残すことなく確実に高圧力場へ投入することができ、またシリンダー状投入室内の押出し部材の１回の進退による固形物の投入量を正確に設定することができ、固形物の時間当りの投入量を正確に管理することができる。
【００２５】
請求項５に係る本発明によると、押出し部材は、投入室側壁外部のマグネット部材により移動されるので、押出し部材を投入室外部から駆動して、投入室内部の構造を簡単化できると共に、投入室の高圧状態を確実に保持することができる。
【００２６】
請求項６に係る本発明によると、供給室から投入室ヘの固形物の供給は、圧力差により行われるので、比較的簡単な構成により固形物を投入室に供給することができる。
【００２７】
請求項７に係る本発明によると、供給行程、昇圧行程、投入行程、復帰行程を繰返すことにより、固形物を略々連続的に高圧力場に投入することができ、かつ押出し部材の摺動により固形物が高圧力場に投入されるので、時間当りの固形物投入量を正確に管理することができ、高圧力場での反応を適正状態に保持することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って本発明の実施の態様について説明する。
【００２９】
高圧力場を構成する圧力容器５は、図１に示すように、有機固形廃棄物等を反応処理するためのものであって、容器本体２５及び蓋板２６よりなり、その内部５ａが所定の高温・高圧に保持される。該圧力容器５の蓋板２６の上部に、本発明に係る固形物投入装置１が設置されている。該固形物投入装置１は、固形物供給部２及び固形物投入部３を有しており、これら両供給部及び投入部３は、一体成形されたケーシング２８又は溶接、ボルト等により一体に固着されたケーシングにて本体が構成されている。固形物投入部３は、垂直方向（上下方向）に延びる円筒シリンダー状の側壁２０及び該側壁下面の底部フランジ１９を有しており、また固形物供給部２は、上記投入部側壁２０から斜め上方に延びる円筒シリンダー状の側壁３０を有しており、これら両側壁２０，３０及び底部フランジ１９が上記本体ケーシング２８として一体に形成されている。そして、上記底部フランジ１９が圧力容器５の蓋板２６の上面にボルトＢ等により直接固設されている。
【００３０】
固形物供給部２は、上記シリンダー状側壁３０にて構成される供給室１０を有しており、該供給室１０の先（下）端側は、連通孔３１を介して固形物投入部３の投入室１１に連通している。供給室１０の基端（上端）側は隔壁３２となっており、更に該隔壁の上部の室３３には多数枚のＶパッキン３５が嵌合され、かつグランド３６を介してグランドナット３７がシリンダー状側壁３０のネジ部３０ａに螺合することにより、供給室１０の気密を保持している。また、供給室１０の上部分には供給口１０ａが設けられており、該供給口にはホッパ状の原料タンク３９が設置されている。
【００３１】
また、上記固形物供給部２は、軸方向に貫通するようにスピンドル４０が配置されており、該スピンドルの先端４０ａは突尖状となっている。一方、前記供給室１０の底部分４１は、中央の連通孔３１に向けて円錐状に凹んでおり、該連通孔３１の入口部分にて、先端がエッジ（ナイフエッジ）４２ａからなる弁座部４２が形成されている。該弁座部４２に前記スピンド４０の突尖先端４０ａが接離して、第１の仕切り弁７を構成している。スピンドル４０は、上記隔壁３２を貫通する孔を通って軸方向に移動自在に支持され、かつ上記Ｖパッキン３５を通って気密を保持され、更に基端部分にてエアーアクチュエータ４５のピストン４５ａに連結している。従って、第１の仕切り弁７は、エアーアクチュエータ４５によりスピンドル４０を進退することにより、連通孔３１を連通し又は遮断し得る。
【００３２】
一方、固形物投入部３は、前記円筒シリンダー状の側壁２０及び底部フランジ部１９により投入室１１が形成されており、該投入室１１は、その側壁中間部に形成された連通孔３１により上記供給室１０に連通していると共に、底部１９に形成された連通孔１３により、圧力容器５の蓋板２６の連通孔４６に連通している。上記投入室１１には、上述した供給室１０と同様に、スピンドル１５が軸方向に貫通しており、かつその上部分にＶパッキン４７が嵌合し、更にグランド４９を介してグランドナット５０が側壁２０上部のネジ部２０ｃに螺合して、気密状に保持されている。
【００３３】
前記スピンドル１５は、先端が突尖状になっており、また投入室底面が中央の連通孔１３に向けて円錐状に凹んでおり、該連通孔１３の入口部分にて、先端がエッジ（ナイフエッジ）１６ａからなる弁座部１６が形成されている。また、該スピンドル１５の上端にはエアーアクチュエータ１７のピストン１７ａが連結されており、該アクチュエータに基づきスピンドル１５を軸方向に移動（進退）することにより、スピンドル先端１５ａが弁座部１６のエッジ１６ａに接離して、連通孔１３を連通又は遮断に切換える第２の仕切り弁９を構成している。
【００３４】
前記投入室１０には所定厚さを有するリング状の押出し部材６が摺動自在に嵌挿している。該押出し部材６は、シリンダー状投入室の側壁内面２０ａ及びスピンドル１５の円筒状外周面に摺接しており、上記側壁面２０ａ及び外周面に付着した固形物を掻き出しつつ、投入室１１内の固形物を連通孔１３から排出し得る。該押出し部材６の上部には内部マグネット部材５１が一体に固定されており、シリンダー状側壁２０の外側２０ｂには外部マグネット部材２１が配置されている。これら内外両マグネット部材５１，２１は、シリンダー状側壁２０を介して磁力により一体に移動する。外部マグネット２１はエアーアクチュエータ等のアクチュエータ（図示せず）により側壁２０に沿って軸方向移動自在になっており、該外部マグネット２１の駆動により、側壁２０の外部から押出し部材６を移動し得る押出し部材駆動装置１２を構成している。
【００３５】
また、上記内部マグネット部材５１の上部には空室５３が形成されており、該空室は、スピンドル１５及び投入室内壁２０ａと押出し部材６及び内部マグネット部材５１との間の僅かな隙間を通って投入室１１に連通しており、かつ該空室５３には連通孔５５が設けられている。なお、上記スピンドル及び投入室内壁２０と押出し部材との隙間は、１［ｍｍ］以下の僅かな量であって、気体は通しても固形物が通過することはない。
【００３６】
そして、連通孔５５には管路（パイプ）が接続されており、図２に示すように、該管路５６が圧力容器５の高圧内部５ａと上記空室５３とを連通していると共に、該管路５６に第４の仕切り弁Ｖ４が介在している。また、該第４の仕切り弁Ｖ４と空室５３との間の管路５６から管路５７が分岐されており、該分岐管路５７の先端部は、大気圧に解放し得る第３の仕切り弁Ｖ３が接続されている。また、前記原料タンク３９には、原料となる多量の固形物ｋが収納されており、かつ所定の低圧（加圧ガス）が供給されていると共に気密状に保持され、該低圧状態に保たれている。
【００３７】
ついで、図３に沿って、上述した固形物投入装置１の作用について説明する。まず、原料タンク３９内に、シュレッタ等により破砕・切断されたプラスチック片等の固形物ｋを収納すると共に、該タンク内に加圧ガスを供給して所定低圧に保持する。すると、供給装置２の供給室１０内に、重力等に基づき固形物ｋが充満されると共に、該供給室１０も所定低圧に保持される。そして、第１の仕切り弁７を開放する（Ｓ１）。この際、投入室１１は、第３の仕切り弁Ｖ３が開放して大気圧状態にあり（Ｓ１３参照）、供給室１０と投入室１１との圧力差により、供給室１０内の固形物ｋが空気（又は他のガス）と共に投入室１１に供給される。該第１の仕切り弁７の連通状態による固形物の供給は、投入室が満杯になる時間を予め設定してあるタイマにより又は押出し部材６の下面に設けられた満杯検知センサ等により、投入室１１が満杯になるまで続けられる（Ｓ２）。上記ステップＳ１及びＳ２が、供給行程Ｐ１となる。
【００３８】
投入室１１が固形物で満杯になると、第３の仕切り弁Ｖ３が閉じられる（Ｓ３）と共に第１の仕切り弁７が閉塞される（Ｓ４）。更にこの状態で、第４の仕切り弁Ｖ４が開放されて（Ｓ５）、高圧空気５内の高圧が、管路５６、空室５３を通って投入室１１に連通され、該投入室１１の圧力が圧力容器５内と略々同じになる（Ｓ６）。上記ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６が、昇圧行程となる。
【００３９】
ついで、第２の仕切り弁９が開放され（Ｓ７）、投入室１１と圧力容器内５ａとが連通孔１３，４６を介して連通した状態で、押出し部材駆動装置１２を駆動することにより、側壁２０内外のマグネット部材２１，５１が下方に移動され、内部マグネット部材５１と一体の押出し部材６がシリンダー状側壁内面２０ａに沿って下方に移動する（Ｓ８）。これにより、投入室１１内の固形物ｋは、開放している連通孔１３から圧力容器５内に投入される。この際、圧力容器と投入室との連通により、圧力容器内の蒸気等が投入室１１内に流入し、投入室１１内は高湿度状態になって固形物が湿気により側壁内面２０ａ及びスピンドル１５の外周面に付着するが、上記押出し部材６は、固形物径より小さな隙間を存して側壁内面２０ａ及びスピンドル外周面に対接して摺動するので、上記付着している固形物は、略々すべて掻き落される。該押出し部材６の下降は、その下降移動端まで行われ、投入室１１内に供給された固形物は、残すことなく略々全量が圧力容器５内に投入される。
【００４０】
上記ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ９が投入行程Ｐ３となる。該投入行程において、投入室１１の容量により１行程に対する固形物の圧力容器への投入量が正確に規定され、従って投入周期が予め定まっているので、時間当りの固形物投入量を正確に管理できる。なお、押出し部材駆動装置１２の復帰位置（ホームポジション）を調整するように構成し、押出し部材のストローク量を調節して投入量を変更できるようにすることが好ましい。
【００４１】
また、上記実施の形態は、側壁２０内外のマグネット部材５１，２１により、側壁２０の外部から押出し部材６を駆動しており、高圧となる投入室の気密保持上好ましい構成であるが、投入室シリンダー内に油圧、空圧等のアクチュエータを圧入シールを介在して設置し、該アクチュエータにて直接押出し部材を移動するように構成してもよい。
【００４２】
ついで、第２の仕切り弁９を閉じて、投入室１１と圧力容器５内とを遮断する（Ｓ１１）。この状態で、第４の仕切り弁Ｖ４を閉じる（Ｓ１２）と共に第３の仕切り弁Ｖ３を開放して、投入室１１の圧力を大気圧に解放する。更に、押出し部材駆動装置１２により押出し部材６を上昇し（Ｓ１４）、該押出し部材をホームポジションに戻す（Ｓ１５）。上記ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５が復帰行程Ｐ４となり、初めに説明した供給行程Ｐ１に備える。なお、供給行程において、圧力差により投入室１１に供給される固形物ｋは、スピンドル１５及び側壁内面２０ａと押出し部材６とが該固形物径より狭く構成されて、空気と共に第３の仕切り弁Ｖ３から漏出しない構造になっているが、固形物径が小さい場合でも漏出しないように、投入室１１と空室５３との間にフィルターを設置してもよい。
【００４３】
上述した供給行程Ｐ１、昇圧行程Ｐ２、投入行程Ｐ３及び復帰行程Ｐ４の一連のサイクルが、圧力容器５内の反応に応じた要求投入量に基づき、数秒〜数分の間に１回の割合で行われ、略々連続的に固形物の投入が可能となる。
【００４４】
更に、図４に沿って、第１及び第２の仕切り弁について説明する。第１及び第２の仕切り弁７，９は同じ構造からなるため、第２の仕切り弁７を説明して第１の仕切り弁９の説明を省略する。スピンドル１５は、鋼（例えばＳＳ）、構造用合金鋼（Ｓ−Ｃ，ＳＣＭ）又は特殊用途鋼（ＳＵＳ，ＳＵＪ，ＮＣＦ）等よりなり、更に窒化、浸炭焼入れ又は溶融メッキ、金属浸透メッキ等の表面処理が施されることが好ましく、高い耐腐蝕性を有すると共に、特にその突尖先端部表面は、比較的高い硬度と高い平滑度を有している。弁座部１６は、投入室１１底面を構成する円錐面ａと、連通孔１３を構成する円筒孔面（又は先拡がり（ラッパ状）の裁頭逆円錐孔面）ｂとを有しており、上記円錐面ａと孔面ｂとの交点が（ナイフ）エッジ１６ａとなっている。該弁座部１６も、スピンドルと同様に、硬度の高い鋼材に、クロマイジング等の表面処理が施されることが好ましく、高い耐腐蝕性及び耐摩耗性を有すると共に、特にエッジ１６ａ部分は比較的高い硬度及び高い平滑度を有する。
【００４５】
そして、スピンドル１５がエアーアクチュエータ１７に基づき下降して閉塞する際、例えば１点鎖線の右位置に示すように、固形物ｋ１は、スピンドル突尖先端部１５ａが弁座部１６に近づくと、上述したその平滑度に基づき、かつ弁座部１６の面ａ又はｂとスピンドル先端部１５ａとのなす角ｅ又はｆが相俟って、エッジ１６ａ部分から排除されて、咬込まれる割合は少い。また、１点鎖線左側に示すように、長い形状等により固形物ｋ２が、スピンドル先端部１５ａと弁座部エッジ１６ａとの間に咬込まれると、上述した高い硬度並びにエアーアクチュエータ１７による大きな押圧力により、該固形物ｋ２は咬み切られて、先端部１５ａは弁座部エッジ１６ａに密接して、気密状に閉塞される。そして、上述したスピンドル１５及び弁座部１６の高い耐腐蝕性並びに耐摩耗性により、上記気体密閉に係る効果は、長期間に亘って保持される。
【００４６】
なお、上記第１及び第２の仕切り弁７，９は、エアーアクチュエータ４５，１７にてスピンドル４０，１５を駆動したが、油圧又は電動等の他のアクチュエータでもよい。また、上述した固形物投入装置１は、圧力容器５の蓋板２６の上部に垂直（縦）方向に直接取付け、固形物に作用する重力をも加味して効率よくかつ確実に投入室及び圧力容器に供給・投入するにしてあるが、必ずしもこのような配置構造ではなくてもよく、投入部３を圧力容器に横方向に取付けると共に供給部２を斜め上向きに設置し、供給室から投入室への供給は重力を加味するが、投入室から圧力容器には押出し部材により投入するようにしてもよい。
【００４７】
更に、投入装置全体を、圧力容器に対して横方向又は下向きに取付けてもよい。この場合、供給部３のスピンドル４０は、螺旋羽根を付け、スピンドルの回転によるスクリューフィードとスピンドルの進退（軸方向移動）による弁の開閉を行うと好ましい。いずれの場合も、供給室から投入室へ、また投入室から圧力容器へ固形物を直接供給・投入することが、固形物の詰りを防止する上で好ましいが、配置上やむ得ない場合、管路を介して連結してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高圧力場への固形物投入装置を示す要部の概略正面断面図。
【図２】その全体正面断面図。
【図３】本発明に係る固形物の投入方法を示すフロー図。
【図４】仕切り弁の要部を示す拡大断面図。
【符号の説明】
１        固形物投入装置
２        固形物供給部
３        固形物投入部
５        高圧力場（圧力容器）
６        押出し部材
７        第１の仕切り弁
９        第２の仕切り弁
１０        供給室
１１        投入室
１２        押出し部材駆動装置
１３        連通孔
１５        スピンドル
１５ａ      突尖先端部
１６        弁座部
１６ａ      （ナイフ）エッジ
１７        （エアー）アクチュエータ
１９        底部（底部フランジ）
２０        投入室側壁
２１        （外部）マグネット部
２８        一体ケース
４０        スピンドル
４０ａ      突尖先端部
４２        弁座部
４２ａ      （ナイフ）エッジ
４５        （エアー）アクチュエータ
ｋ          固形物
Ｖ３        （第３の仕切り）弁
Ｖ４        （第４の仕切り）弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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