(57)【要約】【課題】水熱処理容器内に付着した反応生成物を掻き取ると共に、掻き取り手段が反応生成物によってせり上がって脱落することのない水熱酸化処理装置を提供すること。【解決手段】水熱処理容器１１と、該水熱処理容器１１の内側に付着した反応生成物を掻き取る掻き取り手段６と、該掻き取り手段６を回転駆動する駆動機構５とを備え、被処理物を水の超臨界または亜臨界状態による水熱酸化反応で処理する水熱酸化処理装置１であって、前記駆動機構５に前記掻き取り手段６を着脱自在に装着すると共に、前記掻き取り手段の脱落を防止する脱落防止手段Ａを設けたので、水熱処理容器１１内に付着した反応生成物を掻き取ると共に、掻き取り手段６がその堆積した反応生成物によってせり上がって脱落することがない。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水熱処理容器と、該水熱処理容器の内側に付着した反応生成物を掻き取る掻き取り手段と、該掻き取り手段を回転駆動する駆動機構とを備え、被処理物を水の超臨界または亜臨界状態による水熱酸化反応で処理する水熱酸化処理装置であって、
前記駆動機構に前記掻き取り手段を着脱自在に装着すると共に、前記掻き取り手段の脱落を防止する脱落防止手段を設けたことを特徴とする水熱酸化処理装置。
【請求項２】
前記脱落防止手段は、鈎形溝と爪形突部の組み合わせから成ることを特徴とする請求項１に記載の水熱酸化処理装置。
【請求項３】
前記脱落防止手段は、掻き取り手段側に設けられた係合溝と、係合爪及び、駆動機構側に設けられた係合突起と係合凹部の組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載の水熱酸化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、廃棄物分解、エネルギー生成または化学物質製造の目的のための水熱処理を行うのに好適な水熱酸化処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
被処理物を処理して酸化分解や加水分解を行うことにより、廃棄物を分解したり、エネルギーを生成したり、または化学物質を製造する水熱処理は、永年に亘って研究され、利用されてきている。
特に、近年、３７４℃以上、２２．１ＭＰａ（２２０気圧）以上の超臨界状態で、または、例えば３７４℃以上、２．５ＭＰａ（２５気圧）以上２２．１ＭＰａ（２２０気圧）未満、あるいは３７４℃未満、２２．１ＭＰａ以上、あるいは３７４℃未満、２２．１ＭＰａ未満であっても臨界点に近い高温高圧状態である亜臨界状態で、被処理物と酸化剤を含んだ水とを反応させることにより、燃焼を含む酸化反応を生じさせ、被処理物中の有機物を短時間でほぼ完全に分解する水熱反応処理が注目されている。
【０００３】
このように水熱反応処理して被処理物を酸化分解する場合、被処理物、酸化剤を含んだ水を加熱、加圧して水熱処理容器へ供給し、反応させる。
そして、水熱反応処理の結果、有機物は酸化分解され、水と二酸化炭素からなる高温高圧流体、乾燥またはスラリー状の灰分や塩基類等の固体からなる反応生成物が得られる。
【０００４】
超臨界状態または亜臨界状態での水熱反応においては、水熱処理容器内へ被処理物を供給して反応させると、被処理物が塩を含む場合、あるいは反応により生じる塩は温度によって溶解度に変化が生じるため、水熱処理容器の内側に付着したり、反応生成物である灰分とともに水熱処理容器下部に堆積する。
水熱処理容器の内側に付着した塩は、反応の経過に伴って付着量が多くなるとともに部分的に粗大化するため、反応領域が狭くなって反応効率を低下させる原因となる。したがって、定期的にスクレーパー等で塩を掻き取り、水熱処理容器下部から排出する。
【０００５】
図５に示すように、塩や反応生成物を掻き取るスクレーパー５０は、スクレーパー５０の下端部に形成されたキー溝５０ａに可動軸５１に立設した係合突起５１ａを挿通する事により回転駆動されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記した構成の水熱酸化処理装置にあっては、塩が水熱処理容器の内壁とスクレーパーとの間に多量に付着すると、塩の存在によりスクレーパーがせり上がって、可動軸から抜けてしまい、スクレーパーが回転しないと云う問題が存在した。更に、水熱処理容器の下部に堆積した塩が回転させる過程でスクレーパーを持ち上げる力となり、スクレーパーがキー溝の落とし込みから抜けてしまう場合が生じていた。
【０００７】
この発明は、上記したような不都合を解消するためになされたもので、可動軸と掻き取り手段とを着脱自在に装着すると共に、掻き取り手段の脱落を防止する脱落防止手段を設けることにより信頼性が向上し、安定した運転を行うことができる水熱酸化処理装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、水熱処理容器と、該水熱処理容器の内側に付着した反応生成物を掻き取る掻き取り手段と、該掻き取り手段を回転駆動する駆動機構とを備え、被処理物を水の超臨界または亜臨界状態による水熱酸化反応で処理する水熱酸化処理装置であって、前記駆動機構に前記掻き取り手段を着脱自在に装着すると共に、前記掻き取り手段の脱落を防止する脱落防止手段を設けたものである。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明において、前記脱落防止手段は、鈎形溝と爪形突部の組み合わせから成るものである。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明において、前記脱落防止手段は、掻き取り手段側に設けられた係合溝と、係合爪及び、駆動機構側に設けられた係合突起と係合凹部の組み合わせたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、一実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係る水熱酸化処理装置の使用状態を示す説明図である。
【００１２】
図１において、１は水熱酸化処理装置を示し、水熱処理容器１１と、可動軸３と、この可動軸３を水熱処理容器１１に、例えば回転可能に保持する軸保持機構４と、可動軸３を回転させる駆動機構５と、可動軸３に取り付けられた掻き取り手段としてのスクレーパー６とから構成されている。つまり、水熱酸化処理装置１は、水熱処理容器１１と、水熱処理容器１１の内側に付着した反応生成物（塩）を掻き取るスクレーパー６と、スクレーパー６を回転駆動する駆動機構５とを備え、被処理物を水の超臨界または亜臨界状態による水熱酸化反応で処理するものであって、駆動機構５にスクレーパー６を着脱自在に装着すると共に、スクレーパー６の脱落を防止する脱落防止手段Ａを備えている。
【００１３】
２は水熱酸化処理装置１内へ被処理物を供給する供給管を示し、水熱処理容器１１の上部の中心または中心近傍に軸方向へ向けて配設されている。
【００１４】
軸保持機構４は、ブシュ８、９等から構成されており、可動軸３を垂直状態で回転可能に支持している。また、可動軸３は、下端に固着された歯車２１によって回転駆動される。
【００１５】
水熱処理容器１１は、内部に円柱状をした反応用の空間部が形成され、下端部分が漏斗状に中心へ向けて狭まっている円筒部１２と、水熱処理容器１１の内面を腐食から保護する目的で、円筒部１２の内面に配設されたライナー１３と、円筒部１２が載置される基台１５等から構成されている。そして、円筒部１２の下部には、円筒部１２のほぼ中心を上下方向へ貫通する円形の孔１４が設けられており、この孔１４には反応生成物を排出するための排出口７が形成されている。
【００１６】
なお、ブシュ８，９は、図示を省略するが、基台分割部分の肉厚方向、かつブシュ８，９の上側をブシュ固定用リング等の嵌め合い構造にする等して着脱可能にする。又、ライナー１３も必要ではない。
【００１７】
また、駆動機構５は、水熱処理容器１１の外に配置された駆動モータ２０と、この駆動モータ２０と可動軸３の下端に固着された歯車２１との間に張架されたチェーン２２とから構成されている。なお、駆動機構５はオーバートルク時に作動する安全機構を図外に備えている。
【００１８】
スクレーパー６は、水熱処理容器１１内側の付着物を掻き取るように水熱処理容器１１の内面に下側から上側へ沿う形状に形成されている。このスクレーパー６としては、容器内面に堆積する付着物を掻き取る刃を形成したもの等を用いることができる。
【００１９】
また、図２に示すようにスクレーパー６の下端部は、下に向かって径の小さくなった漏斗状をしており、最下端には接続用筒１０が固着或るいは一体的に形成されている。ここで、脱落防止手段Ａは、接続用筒１０側に形成された鈎形溝と可動軸３側に形成された爪形突起３ａとから構成されている。接続用筒１０は、可動軸３に挿通可能な内径を有すると共に、軸線方向の係合溝１０ａと係合溝１０ａに対して略直角方向に延設された水平溝１０ｂを有しており、係合溝１０ａと水平溝１０ｂは鈎形溝を形成している。一方、可動軸３には、その外周に爪形突起３ａが立設されている。また、爪形突起３ａの厚さＴは、係合溝１０ａの幅よりやや狭く形成されている。更に、爪形突起３ａの高さは、水平溝１０ｂの高さよりもやや低く形成されている。
【００２０】
次に、以上のように構成された本発明に係る水熱酸化処理装置１の脱落防止手段Ａの働きについて図面に従って説明する。先ず、図２に示すようにスクレーパー６の接続用筒１０に形成された係合溝１０ａに可動軸３に形成された爪形突起３ａを所定位置まで挿通する。次に、駆動モータ２０によって可動軸３を矢印Ｒ方向へ回転駆動する。すると、可動軸３の爪形突起３ａは、水平溝１０ｂ内を側壁に当接するまで回転する。その後、可動軸３は、スクレーパー６を回転して円筒部１２の内周に形成された塩を掻き落とす。
【００２１】
掻き落とした塩が漏斗部に堆積しても、可動軸３の爪形突起３ａが水平溝１０ｂ内に位置しているのでスクレーパー６が堆積物に乗り上げて浮き上がる事がない。したがって、駆動機構５は確実にスクレーパー６を回転駆動することができる。
【００２２】
図３は、本発明の他の実施の形態であるスクレーパー３０と可動軸３１との関係を示す要部斜視図、図４は、図３に示すスクレーパー３０の下端部を示す縦断面図である。本実施の形態において、脱落防止手段Ｂは、接続用筒３２側に形成された係合溝３２ａと、係合爪３２ｂ及び、可動軸３１側に設けられた係合突起３１ａと係合凹部３１ｂとから構成されている。接続用筒３２は、可動軸３１に挿通可能な内径を有すると共に、軸線方向に形成された係合溝３２ａと係合溝３２ａに対して軸線回りに略９０度の位置に配置された係合爪３２ｂを有している。また、係合爪３２ｂは、両端を接続用筒３２の軸線方向に沿ってスリット３２ｃで切り欠く事によって形成されている。更に、係合爪３２ｂの先端近傍の内側に凸部３２ｄを形成すると共に、先端から所定の位置の内側に突起３２ｅが形成されている。
【００２３】
一方、可動軸３１には、その外周に係合突起３１ａが立設されている。また、先の実施の形態と同様に、係合突起３１ａの厚さは、係合溝３２ａの幅よりやや狭く形成されている。また、係合凹部３１ｂは、可動軸３１の外周を平行に切り欠いて形成されている。この係合凹部３１ｂに係合爪３２ｂの凸部３２ｄが嵌合するように構成されている。
【００２４】
次に、脱落防止手段Ｂの働きについて図面に従って説明する。先ず、スクレーパー３０の接続用筒３２に形成された係合溝３２ａに沿って可動軸３１に形成された係合突起３１ａを挿通する。所定距離まで挿通すると、係合突起３１ａの上端が係合溝３２ａの奥端部に当接して停止する。同時に、係合爪３２ｂの凸部３２ｄが係合凹部３１ｂに嵌合すると共に可動軸３１の頭部が突起３２ｅに係止されて固着される。このようにして、接続用筒３２と可動軸３１が接続され、可動軸３１は、スクレーパー３０を回転して円筒部１２の内周に形成された塩を掻き落とす。
【００２５】
掻き落とした塩が漏斗部に堆積しても、可動軸３１と円筒部１２が確実に連結されているのでスクレーパー３０が堆積物に乗り上げても浮き上がる事がない。したがって、駆動機構５は確実にスクレーパー３０を回転駆動することができる。
【００２６】
【発明の効果】
この発明は前記した構成からなるので、以下に説明するような効果を奏することができる。
【００２７】
この発明によれば、水熱酸化処理装置における駆動機構に掻き取り手段を着脱自在に装着すると共に、掻き取り手段の脱落を防止する脱落防止手段を設けたので、掻き落とした塩により掻き取り手段がせり上がり、可動軸から抜ける虞がなく、装置の信頼性が向上し、安定した運転を行うことができる。また、掻き取り手段を可動軸から着脱できるので水熱酸化処理装置のメインテナンスも容易になる。
【００２８】
さらに、脱落防止手段は、鈎形溝と爪形突部の組み合わせから成るので、爪形突部を有する可動軸が駆動方向に回転すると鈎形溝に係合して垂直方向の移動が制限され掻き取り手段が抜け落ちる虞がない。したがって、水熱酸化処理装置の信頼性が向上し、安定した運転を行うことができる。
【００２９】
また、脱落防止手段は、掻き取り手段側に設けられた係合溝と、係合爪及び、駆動機構側に設けられた係合突起と係合凹部の組み合わせであるので、水熱処理容器内壁から掻き落とした塩が底部の漏斗状部に堆積しても、掻き取り手段の垂直方向の移動が制限されているので、掻き取り手段が浮き上がって回転駆動されなくなると云う虞がない。この点からも、信頼性が向上し、装置の安定した運転を行うことができ、メインテナンスも容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態である水熱酸化処理装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】図２は、同水熱酸化処理装置のスクレーパーと可動軸との関係を示す要部斜視図である。
【図３】図３は、本発明の他の実施の形態であるスクレーパーと可動軸との関係を示す要部斜視図である。
【図４】図４は、図３に示すスクレーパーの下端部を示す縦断面図である。
【図５】図５は、従来のスクレーパーと可動軸との関係を示す要部斜視図である。
【符号の説明】
１　　　水熱酸化処理装置
２　　　供給管
３、３１　可動軸
３ａ　　爪形突起
４　　　軸保持機構
５　　　駆動機構
６、３０　スクレーパー（掻き取り手段）
６ａ　　開口
７　　　排出口
８　　　ブシュ
９　　　ブシュ
１０、３２　接続用筒
１０ａ　係合溝
１０ｂ　水平溝
１１　　水熱処理容器
１２　　円筒部
１３　　ライナー
１４　　孔
１５　　基台
２０　　駆動モータ
２１　　歯車
２２　　チェーン
３１ａ　係合突起
３１ｂ　係合凹部
３２ａ　係合溝
３２ｂ　係合爪
３２ｃ　スリット
３２ｄ　凸部
３２ｅ　突起
【図１】
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【図２】
2004033909.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004033909.tif 000006
【図５】
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