(57)【要約】【課題】連結ガス管の閉塞をなくし、長期間に渡って廃棄物の処理を継続できる熱分解炉を提供することを目的とする。【解決手段】熱分解システムは廃棄物を熱分解して熱分解ガスを生成する熱分解炉７１と、熱分解炉７１で生じた熱分解ガスを導くダクト４および連結ガス管５と、連結ガス管５に接続された改質器６５とを備えている。ダクト４および連結ガス管５内にスパイラルスクリュー７が回転自在に配置され、駆動装置１４により駆動される。スパイラルスクリュー７内に掻取棒８が配置され、この掻取棒８は駆動装置１４にチェーン９を介して連結されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物が投入されるとともに、この廃棄物を熱分解して熱分解ガスを生成する熱分解炉と、
熱分解炉内で生じた熱分解ガスを導く連結ガス管と、
連結ガス管に接続されたガス改質器とを備え、
連結ガス管内に、スパイラルスクリューを回転自在に設け、スパイラルスクリューを駆動装置により回転駆動したことを特徴とする熱分解システム。
【請求項２】
熱分解炉と連結ガス管との間にダクトが配置され、スパイラルスクリューはダクトおよび連結ガス管内に延びていることを特徴とする請求項１記載の熱分解システム。
【請求項３】
スパイラルスクリューの駆動装置側端部は、補強板により補強されていることを特徴とする請求項１記載の熱分解システム。
【請求項４】
ダクト内にスパイラルスクリューに当接して、スパイラルスクリュー表面の付着物を掻きとる掻取チェーンを設けたことを特徴とする請求項２記載の熱分解システム。
【請求項５】
連結ガス管とガス改質器との間に、熱分解ガスと外方から導入した空気とが流れるガスバーナが設けられ、
スパイラルスクリューは連結ガス管およびガスバーナに沿って延びていることを特徴とする請求項１記載の熱分解システム。
【請求項６】
ガスバーナは連結ガス管と同心に延びるとともに熱分解ガスが流れる熱分解ガス流路と、熱分解ガス流路の外側に配置され空気が流れる空気流路とを有し、
スパイラルスクリューは熱分解ガス流路内に延びることを特徴とする請求項５記載の熱分解システム。
【請求項７】
スパイラルスクリュー内に掻取棒を配置するとともに、掻取棒は熱分解炉側端部においてチェーンを介して駆動装置に連結され、ガス改質器端部は自由端となっていることを特徴とする請求項１または５のいずれか記載の熱分解システム。
【請求項８】
スパイラルスクリューは複数の羽根を有し、隣接する羽根間に補強棒が延びていることを特徴とする請求項１記載の熱分解システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物等の被処理物を熱分解により処理する熱分解システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、様々な汚染物質を含む未分別でかつ未処理の廃棄物を処理して使用可能な物質に変質させる廃棄物処理システムとして、廃棄物を熱分解により処理する熱分解システムが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、熱分解システムで用いられる熱分解炉としては、例えば回転ドラムを外部から加熱する外熱式回転キルンが一般的に用いられている。
【０００４】
図１０を参照して従来の熱分解システムについて説明する。熱分解システムは熱分解炉７１を有しており、熱分解炉７１の回転ドラム７２の入口側には廃棄物投入装置７３が配置され、廃棄物投入装置７３により回転ドラム７２内へ廃棄物６１が連続または間欠的に供給されるようになっている。また、回転ドラム７２の出口側には出口フード７４が配置されており、出口フード７４において、回転ドラム７２内で熱分解された廃棄物が熱分解ガス７５と熱分解残さ７６とに分離されて排出されるようになっている。熱分解ガス７５は連結ガス管７７を通ってクラッカ（ガス改質炉）６５に送られガス改質処理される。一方、熱分解残さ７６は残さ排出装置６８に送られる。円筒構造の回転ドラム７２は支持体７８により回転自在に支持されている。回転ドラム７２は燃焼室７９内に納められ、バーナ８０により、外熱加熱される。
【０００５】
【特許文献１】
特公平８−２４９０４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような熱分解システムにおいては、廃棄物と安定的かつ長期的に継続して熱分解処理を行うことが望まれる。
【０００７】
しかしながら、熱分解炉７１による廃棄物処理を長時間に渡って行っていると、熱分解炉７１内で生じる熱分解ガス中のタール及びすすなどにより、連結ガス管７７が閉塞し、廃棄物処理が停止になることがある。
【０００８】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、ガス管の閉塞をなくし、安定かつ長期間に渡って廃棄物の処理を継続できる熱分解システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、廃棄物が投入されるとともに、この廃棄物を熱分解して熱分解ガスを生成する熱分解炉と、熱分解炉内で生じた熱分解ガスを導く連結ガス管と、連結ガス管に接続されたガス改質器とを備え、連結ガス管内に、スパイラルスクリューを回転自在に設け、スパイラルスクリューを駆動装置により回転駆動したことを特徴とする熱分解システムである。
【００１０】
本発明は、熱分解炉と連結ガス管との間にダクトが配置され、スパイラルスクリューはダクトおよび連結ガス管内に延びていることを特徴とする熱分解システムである。
【００１１】
本発明は、スパイラルスクリューの駆動装置側端部は、補強板により補強されていることを特徴とする熱分解システムである。
【００１２】
本発明は、ダクト内にスパイラルスクリューに当接して、スパイラルスクリュー表面の付着物を掻きとる掻取チェーンを設けたことを特徴とする熱分解システムである。
【００１３】
本発明は、連結ガス管とガス改質器との間に、熱分解ガスと外方から導入した空気とが流れるガスバーナが設けられ、スパイラルスクリューは連結ガス管およびガスバーナに沿って延びていることを特徴とする熱分解システムである。
【００１４】
本発明は、ガスバーナは連結ガス管と同心に延びるとともに熱分解ガスが流れる熱分解ガス流路と、熱分解ガス流路の外側に配置され空気が流れる空気流路とを有し、スパイラルスクリューは熱分解ガス流路内に延びることを特徴とする熱分解システムである。
【００１５】
本発明は、スパイラルスクリュー内に掻取棒を配置するとともに、掻取棒は熱分解炉側端部においてチェーンを介して駆動装置に連結され、ガス改質器端部は自由端となっていることを特徴とする熱分解システムである。
【００１６】
本発明は、スパイラルスクリューは複数の羽根を有し、隣接する羽根間に補強棒が延びていることを特徴とする熱分解システムである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態
次に図１乃至図３および図７により本発明による熱分解システムの第１の実施の形態について説明する。
【００１８】
まず熱分解システムの全体について図７により説明する。熱分解システムは、廃棄物６１等の被処理物が投入されて前処理を行う前処理装置６２と、廃棄物供給装置６３、熱分解炉７１および残さ排出装置６８と、熱分解炉７１からの熱分解ガス７５を改質するガス改質器６５と、ガス改質器６５からのガスを浄化するガス浄化装置６６とを備えている。
【００１９】
また残さ排出装置６８には、造粒装置６９が接続されている。
【００２０】
図７において、廃棄物６１等の被処理物は前処理装置６２を介して廃棄物供給装置６３により熱分解炉７１内へ供給され、熱分解炉７１において熱分解により処理される。
【００２１】
ここで、熱分解炉７１内で廃棄物を熱分解することにより発生した有機性の高分子ガス（熱分解ガス）７５はガス改質器６５により改質されて低分子の可燃性ガスとなる。ガス改質器６５からの可燃性ガスはガス浄化装置６６により浄化されて改質ガス６７となる。
【００２２】
一方、熱分解炉７１で発生する残さは、残さ排出装置６８を介して熱分解炉７１の外方へ排出され、造粒装置６９において残さに対して選別と造粒が施されて再資源化される。
【００２３】
図７において、熱分解システムから排出される二次物質の可燃性ガスである改質ガス６７は熱分解システム内のエネルギー源として再利用することもできる。
【００２４】
次に図１乃至図３により、熱分解炉７１および改質器６５について詳述する。ここで図１は熱分解炉７１とガス改質器６５の構造を示す図であり、図２（ａ）は図１の拡大図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＤ方向矢視図であり、図３は図１のＡ方向矢視図である。
【００２５】
図１乃至図３に示すように、熱分解炉７１は回転自在に支持されるとともに、投入された廃棄物を熱分解して熱分解ガス７５を生成する回転ドラム７２と、回転ドラム７２の出口側に設けられ、回転ドラム７２内に空気が入らないよう回転ドラム７２の出口側を覆う出口フード７４とを有している。
【００２６】
また、出口フード２にはフレキシブル継手３を介して角ダクト４および連結ガス管５が接続され、この連結ガス管５はガス改質器６５に接合されている。
【００２７】
また角ダクト４および連結ガス配管５の内部には、コイル形状のスパイラルスクリュー７が回転自在に設けられ、さらにスパイラルスクリュー７の内部には掻取棒８が取り付けられている。
【００２８】
掻き取り棒８の両端のうち、ガス改質器６５側端部は自由端となっており、熱分解炉７１側端部がチェーン９により後述する駆動装置１４の主軸１２にフレキシブルに連結されている。この場合、チェーン９は主軸１２の中心に対して偏心した位置に連結されている。
【００２９】
図２（ａ）（ｂ）において、スパイラルスクリュー７は、熱分解炉７１側に設けられた駆動装置１４によって回転駆動されるようになっており、この駆動装置１４は駆動モータ１０と、主軸１２と、駆動モータ１０と主軸１２とを連結する連結チェーン１１と、主軸１２を支持する軸受１３とを有している。
【００３０】
駆動装置１４の主軸１２とスパイラルスクリュー７とは溶接により結合され、スパイラルスクリュー７の主軸１２側端部は切りだしナイフ形状の補強板１５により強固に補強されている。これら主軸１２、スパイラルスクリュー７、掻取棒８および補強板１５等の構成部品は、例えばステンレス材など高温度に耐える材料からなっている。
【００３１】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００３２】
図７において、廃棄物６１は前処理装置６２内で前処理され、次に廃棄物６１は廃棄物供給装置６３から熱分解炉７１へ供給される。この場合、廃棄物６１は熱分解炉７１の回転ドラム７２内に投入され、暖められながら出口側に送られ、熱分解ガス７５を発生させる。
【００３３】
図１において、熱分解ガス７５は矢印Ｂの方向に流れ、角ダクト４および連結ガス管５内を通過してガス改質器６５に送られる（矢印Ｃ）。
【００３４】
運転中、この連結ガス管５内には熱分解ガス７５中に含まれるタールやカーボンが付着する。この場合、駆動装置１４によって回転するスパイラルスクリュー７によって連結ガス管５内の付着物を掻き取ることができ、掻き取られた付着物はガス改質器６５または熱分解炉７１側に運ばれる。
【００３５】
さらに、スパイラルスクリュー７の内部に挿入した掻取棒８によりスパイラルスクリュー７に付着した付着物を掻き取ることができ、これにより連結ガス管５内の閉塞を防止することができる。
【００３６】
掻取棒８は、駆動装置１４の主軸１２の偏心位置にチェーン９で結合しているため、常に掻取棒８の熱分解炉７１側端部が回動するとともに、スパイラルスクリュー７の内面の下部位置が揺動し、スパイラルスクリュー７内面の掻き取りを有効に行うことができる。
【００３７】
さらに、スパイラルスクリュー７と主軸１２とは溶接により接合され、スパイラルスクリュー７の主軸１２側端部において切りだしナイフ形状の補強板１５と主軸１２と交わる線が溶接され、かつ補強板１５とスパイラルスクリュー７の交わる点の箇所が溶接される。このことによってスパイラルスクリュー７と主軸１２を強固に結合することができる。
【００３８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、連結ガス管５の閉塞をなくし、長期間に渡って廃棄物の処理を継続できる。
【００３９】
第２の実施の形態
次に図４および図５により、本発明の第２の実施の形態について説明する。図４および図５に示す実施の形態は、角ダクト４内にスパイラルスクリュー７表面に付着した付着物を掻き取る掻取チェーン１６または１７を配置したものであり、他の構成は図１乃至図３および図７に示す第１の実施の形態と略同一である。図４および図５において、上述した第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４０】
図４において、角ダクト４内の天井部からスパイラルスクリュー７に接触するように掻取チェーン１６が垂れ下がるよう配置されている。
【００４１】
なお図５に示すように、角ダクト４内に、スパイラルスクリュー７に接触するように掻取チェーン１７を配置し、掻取チェーン１７の両端を角ダクト４内壁に固定してもよい。
【００４２】
次に、これらの構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００４３】
図４及び図５において、掻取チェーン１６，１７がスパイラルスクリュー７に接触しているため、スパイラルスクリュー７が回転することによって、スパイラルスクリュー７上に付着した付着物を掻取チェーン１６，１７により掻き取ることができる。このため連結ガス管５内の付着物をスパイラルスクリュー７により確実に掻き取ることができ、かつスパイラルスクリュー７上の付着物を掻取チェーン１６，１７により掻き取ることができる。このため、連結ガス管５内の閉塞を防止して、連結ガス管５内に熱分解ガスを連続的に流すことができる。
【００４４】
以上に説明したように、本実施の形態によれば、連結ガス管５内の付着物をスパイラルスクリュー７により掻き取ることができ、かつ角ダクト４内においてスパイラルスクリュー７へのタールやカーボン等の付着物の付着を防止できる。これにより長期間に渡って廃棄物の処理を継続できる。
【００４５】
第３の実施の形態
次に図６により、本発明の第３の実施の形態について説明する。図６に示す第３の実施の形態は、連結ガス管５とガス改質器６５との間に熱分解ガスバーナ１９を挿入したものであり、他の構成は図１乃至図３および図７に示す第１の実施の形態と略同一である。図６において、上述した第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４６】
図６において、熱分解ガスバーナ１９は、二重円筒構造になっており、連結ガス管５と同心に延びるとともに熱分解ガス７５が流れる熱分解ガス流路２０と、その外側に設けられ空気が流れる燃焼空気流路２１とで構成されている。また駆動装置１４により回転駆動されるスパイラルスクリュー７と、駆動装置１４の主軸１２にチェーン９を介して連結された掻取棒８は、いずれも角ダクト４および連結ガス管５を経て熱分解ガスバーナ１９の熱分解ガス流路２０内まで延びている。
【００４７】
次に、これらの構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００４８】
図６において、熱分解ガスバーナ１９の熱分解ガス流路２０を流れる熱分解ガス７５と、燃焼空気流路２１を流れる燃焼空気がガス改質器６５へ送られ、このガス改質器６５内で熱分解ガスと燃焼空気との燃焼が生じる。
【００４９】
図６において、熱分解ガスバーナ１９の熱分解ガス流路２０内は燃焼空気流路２１を流れる空気により冷却され、よりタールやカーボンが付着しやすい状態になっている。この場合、熱分解ガス流路２０内に付着した付着物はスパイラルスクリュー７により機械的に掻き落とされ、かつスパイラルスクリュー７の付着物は掻取棒８により掻き落とされるため、熱分解ガスバーナ１９の熱分解ガス流路２０内が閉塞することはなく、このため熱分解ガスの流れを阻害することがなくなる。
【００５０】
第４の実施の形態
次に図８および図９により、本発明の第４の実施の形態について説明する。図８および図９に示す実施の形態において、熱分解炉７１は回転ドラム７２と、出口フード７４とを有するとともに、出口フード７４に出口部２４を介して連結ガス管５を設けられ、連結ガス管５が改質器６５に接続されている。
【００５１】
連結ガス管５内にはスパイラルスクリュー７が回転自在に配置され、このスパイラルスクリュー７は駆動装置１４により回転駆動されるようになっている。
【００５２】
図８および図９において、他の構成は図１乃至図３および図７に示す第１の実施の形態と略同一である。図８および図９において、上述した第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５３】
図８および図９に示すように、連結ガス管５内に配置されたスパイラルスクリュー７は多段の羽根７ａを有し、スパイラルスクリュー７はその熱分解炉７１側端部において駆動装置１４に連結されている。また、スパイラルスクリュー７の羽根７ａ間を補強棒２５が延び、この補強棒２５により羽根７ａが補強される。
【００５４】
これらスパイラルスクリュー７および補強棒２５は、いずれもステンレス製となっている。運転中において、連結ガス管５内を流れる熱分解ガス７５中に含まれるカーボンやタール等の付着物が連結ガス管５内面に付着することがある。この場合、スパイラルスクリュー７を回転させることにより、連結ガス管５内面の付着物をスパイラルスクリュー７により掻き取ることができる。このため連結ガス管５内の閉塞を確実に防止することができる。また補強棒２５によりスパイラルスクリュー７を補強したので、連結ガス管５内の固まった付着物もスパイラルスクリュー７により確実に掻き取ることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、連結ガス管の閉塞をなくし、長期間に渡って廃棄物の処理を継続できる熱分解システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による熱分解システムの第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】図１に示す熱分解システムの部分拡大図。
【図３】図１のＡ方向矢視図。
【図４】本発明による熱分解システムの第２の実施の形態を示す構成図。
【図５】本発明の第２の実施の形態の変形例を示す構成図。
【図６】本発明による熱分解システムの第３の実施の形態を示す構成図。
【図７】本発明による熱分解システムの全体構成図。
【図８】本発明による熱分解システムの第４の実施の形態を示す構成図。
【図９】図８に示す熱分解システムの部分拡大図。
【図１０】従来の熱分解システムを説明する構成図。
【符号の説明】
３  フレキシブル継手
４  角ダクト
５  連結ガス管
６  ガス改質器
７  スパイラルスクリュー
８  掻取棒
９  チェーン
１０  駆動モータ
１１  連結チェーン
１２  主軸
１３  軸受
１４  駆動装置
１５  補強板
１６  掻取チェーン
１７  掻取チェーン
１９  熱分解ガスバーナ
２０  熱分解ガス流路
２１  燃焼空気流路
６５  改質器
７１  熱分解炉
７２  回転ドラム
７４  出口フード
【図１】
2004275830.tif 000003
【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】
2004275830.tif 000009
【図８】
2004275830.tif 000010
【図９】
2004275830.tif 000011
【図１０】
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