(57)【要約】【課題】原料供給用ホッパの内部において発生した棚吊りの発生を解消するのではなく、原料供給用ホッパの内部で棚吊りが発生すること自体を防止する燃料供給用ホッパを提供する。【解決手段】上部に原料受け入れ口１２を有するとともに下部に原料排出口１３を有する原料供給用ホッパ１０であって、原料受け入れ口１２の近傍に、原料受け入れ口１２と原料排出口１３との間における原料の棚吊りを防止するための棚吊り防止装置として、略水平方向へ向けて並設された複数の棚吊り防止スクリュー４ａ〜４ｄを備える。原料として、塊状体である、水分量を低減された乾燥ゴミ２を用いる。さらに、棚吊り防止スクリュー４ａ〜４ｄのスクリュー羽根の間隔を、乾燥ゴミ２の破砕サイズよりも小さく設定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に原料受け入れ口を有するとともに下部に原料排出口を有する原料供給用ホッパであって、
前記原料受け入れ口の近傍に、前記原料受け入れ口と前記原料排出口との間における前記原料の棚吊りを防止するための棚吊り防止装置を備えること
を特徴とする原料供給用ホッパ。
【請求項２】
前記原料は塊状体である請求項１に記載された原料供給用ホッパ。
【請求項３】
前記原料は、水分量を低減された乾燥ゴミである請求項１または請求項２に記載された原料供給用ホッパ。
【請求項４】
前記棚吊り防止装置は、略水平方向へ向けて並設された複数のスクリューである請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された原料供給用ホッパ。
【請求項５】
前記スクリューのスクリュー羽根の間隔は、前記乾燥ゴミの破砕サイズよりも小さく設定される請求項４に記載された原料供給用ホッパ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原料供給用ホッパに関し、例えば、水分量を低減された乾燥ゴミを一旦収容した後に成形機へ供給することにより、可燃性廃棄物の固形物からなる燃料を製造する際に、原料の棚吊りを防止および解消できるために好適に用いることができる原料供給用ホッパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の産業廃棄物や家庭ごみの発生量の増大に伴い、埋め立て処理は限界に達しており、廃棄物を再利用可能に処理する技術の開発が急務となっている。その一つとして、可燃性廃棄物を燃焼し易い固形物として再生し、減容化を図るとともに、固形燃料（ＲＤＦ）として暖房用あるいはボイラ用の燃料などに利用する技術が注目されている。この固形燃料は、水分含有量を１０％程度にまで低減させた可燃ごみを成形機を用いて成形することによって、製造される。
【０００３】
図３は、固形燃料（ＲＤＦ）の従来の製造装置０を模式的に示す説明図である。同図において、選別ライン（図示しない）から送られた乾燥ごみ２は、搬送設備３により複数の原料供給用ホッパ１に順次搬送される。
【０００４】
搬送設備３により搬送される乾燥ごみ２は、最終的に複数の成形機８に投入されるが、各成形機８への乾燥ごみ２の投入は、成形機８への安定供給を図るために、各成形機８に対応して一基ずつ配置された原料供給用ホッパ１を介して、行われる。この原料供給用ホッパ１に受け入れられた乾燥ごみ２は、原料供給用ホッパ１の内部下部に設けられた原料供給スクリュー装置５により連続的に次工程である成形機８へ定量供給される。なお、この製造装置０では、乾燥ごみ２の搬送方向の上流側から複数の原料供給用ホッパ２に順次貯留する方式、すなわちある原料供給用ホッパが一杯になると搬送設備３により次の原料供給用ホッパに搬送される方式を採用していた。
【０００５】
また、この製造装置０では、原料供給用ホッパ１の内部に設置された棚吊り防止用のブリッジブレーカ９を駆動させることにより棚吊りの防止を図っていた。この際、図３に例示するように、ブリッジブレーカ９より下部に存在する乾燥ごみ２の棚吊りは解消されるが、ブリッジブレーカ９の上部における棚吊りは解消できず、結果的に成形機８へ安定的に原料を連続供給できないことがあった。
【０００６】
また、レベル計６、レベル計７の検出信号は、主として、原料供給用ホッパ１における棚吊りの発生有無を監視するために使用されていた。例えば、レベル計７が検知するとともにレベル計６が検知しない場合には棚吊りが発生したものとして、人力による棚吊りの除去を行っていた。
【０００７】
そのため、自動運転の際にも６台の成形機  （うち１台は予備）  に対して２人の運転要員が必要になるとともに、危険な棚吊り解消作業を行う必要があるという問題があった。このため、設備稼働率が低下するとともに固形燃料（ＲＤＦ）の品質保持が困難となり、設備故障発生等が頻発するという問題があった。
【０００８】
従来は、かかる問題を解決するため、操業要員の増員による人力により、例えば棒で突っついたりごみを掻きだす等により棚吊りの除去を行ってきたが、危険作業であるとともに歩留り低下等は避けられなかった。
【０００９】
また、乾燥ごみの供給は、原料供給用ホッパに受け入れられた乾燥ごみの高さレベルに基づいて原料供給スクリュー装置のオン／オフ制御を行うことにより制御し、原料供給用ホッパにおける棚吊りの発生の有無は、成形機の主機負荷電流を監視することにより検知し、さらに、発生した棚吊りは原料供給スクリューの回転方向を可逆運転すること、または操業要員の手作業により解消していた。
【００１０】
特許文献１には、棚吊りを検出する方法は開示されているものの、棚吊りの発生を防止する方法は開示されていない。また、特許文献２には、固形燃料の成形機の制御方法が開示されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１０−２３８７３５号公報
【特許文献２】
特開２０００−２８８５０４号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献２に開示された制御方法にしたがえば、原料供給用ホッパの内部における原料は原料供給スクリュー装置により連続的に送り込まれるものの、棚吊りの形成による稼動率の低下や設備故障等の問題は解消されない。
【００１３】
一般的に、原料供給用ホッパに供給されて貯留される粉状、粒状、塊状の原料は、原料供給用ホッパの内部で棚吊りを形成し易く、これにより、原料詰まりを生じ易い。棚吊りを生じて原料排出口に空間が発生し、原料を供給できなくなった場合には、上述したように、例えば作業者が棒等で棚吊りを破壊していたが、この作業は煩雑かつ危険であった。
【００１４】
そのため、発生した棚吊りを破壊する棚吊りブレーカに代表される棚吊り破壊装置を設けたり、棚吊りが形成され難いように原料供給用ホッパにバイブレータ等を設けて振動を与えたり、原料供給用ホッパの内部に機械的な攪拌を施したり、さらには原料供給用ホッパの内部にフラッパを設けることも、知られている。しかし、このような装置を用いても棚吊りの解消は必ずしも十分であるとはいえないのみならず、装置が大掛かりになり設置スペースが確保できず、成形機を複数台設置する場合には取り付けが困難であり、さらにコスト的にも不利になるという問題があった。
【００１５】
すなわち、これらはいずれも発生した棚吊りを解消することを目的とする技術であって、棚吊りの発生自体を防止することを目的とする技術ではない。
一方、各成形機に対応して配置される原料供給用ホッパに受け入れられた乾燥ごみは、原料供給用ホッパの内部下部に設置された原料供給スクリュー装置により連続的に成形機へ供給されるが、原料供給用ホッパの内部での棚吊り自体を防止するために、原料供給用ホッパの上部に設けられた原料受け入れ口にスライドダンパやスイングダンパを設け、例えば原料供給用ホッパの内部の高さ  （深さ）  方向の任意の位置に原料の存在を検知するレベル計を配置しておき、レベル計の出力値に応じてスライドダンパやスイングダンパの開閉を制御することにより原料の供給を制限して棚吊りを防止する方法も知られている。しかし、スライドダンパやスイングダンパの“開”から“閉”への動作の際に締め切り部に原料が噛み込み、スライドダンパやスイングダンパの動作完了の信号が得られなくなり、操業そのものに支障をきたし、場合によっては操業停止になるという問題もあった。
【００１６】
近年、各自治体では、広域ごみ処理の実施が推進されており、必然的にごみ処理量の増加による設備の大規模化が進んでいる。このような処理量の増大に伴い、複数系列により製造される固形燃料の製造設備では、複数台数の成形機により製造されるが、成形機へ投入される乾燥ごみは成形機への安定供給のために原料供給用ホッパに一次的に受け入れられ、原料供給用ホッパの内部に設けられた原料供給スクリュー装置により連続的に成形機へ送り込まれるという運転を、
▲１▼無人あるいは１人運転（監視のみ）で行うこと（省力）
▲２▼無駄電力を排除し（省エネ）、効率運転（＝連続運転）
とする必要がある。
【００１７】
▲１▼、▲２▼の目的を達成するためには、原料供給用ホッパの内部における棚吊りの発生を解消する手段を確立するのではなくて、原料供給用ホッパの内部で棚吊りが発生することを未然に防止することができる原料供給用ホッパを提供することが必要である。
【００１８】
本発明の目的は、原料供給用ホッパの内部において発生した棚吊りの発生を解消するのではなく、原料供給用ホッパの内部で棚吊りが発生すること自体を未然に防止する燃料供給用ホッパを提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、原料供給用ホッパの内部における棚吊りの発生を未然に防止するために、原料供給用ホッパ形状の変更、原料供給用ホッパの傾斜面の角度変更、原料供給用ホッパの傾斜面へのＰＴＦＥ等の摩擦係数の低い材料の装着、原料供給用ホッパの内部への棚吊りブレーカの取り付け、さらには原料供給位置の変更等を実施したが、いずれも、棚吊りを解消することはできなかった。
【００２０】
そこで、本発明者らはさらに検討を重ねた結果、棚吊り発生防止装置として棚吊り防止スクリューを原料供給用ホッパの上部に複数列配置し、レベル計によるホッパレベル管理を行い、棚吊り防止スクリューの間欠運転を行うことにより、原料供給用ホッパの容量を過大なものにしなくとも、棚吊りを防止して原料を連続して安定的に成形機へ供給できることを知見し、さらに検討を重ねて、本発明を完成した。
【００２１】
本発明は、上部に原料受け入れ口を有するとともに下部に原料排出口を有する原料供給用ホッパであって、原料受け入れ口の近傍に、原料受け入れ口と原料排出口との間における原料の棚吊りを防止するための棚吊り防止装置を備えることを特徴とする原料供給用ホッパである。
【００２２】
この本発明にかかる原料供給用ホッパでは、原料が塊状体であること、より具体的には、水分量を低減された乾燥ゴミであることが、例示される。
これらの本発明にかかる原料供給用ホッパでは、棚吊り防止装置が、略水平方向へ向けて並設された複数のスクリューであることが例示される。この場合に、スクリューのスクリュー羽根の間隔が、乾燥ゴミの破砕サイズよりも小さく設定されることが、望ましい。
【００２３】
これらの本発明にかかる原料供給用ホッパでは、原料受け入れ口と原料排出口との間には、受け入れられた原料の存在を検出するための検出器が設けられることが例示される。
【００２４】
これらの本発明にかかる原料供給用ホッパでは、原料排出口から排出された原料を成形機に供給することが例示される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる原料供給用ホッパの実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以降の実施の形態の説明では、上述した図３に示す製造装置０と同一の構成部分については同一の符合を付すことにより、重複する説明を適宜省略する。
【００２６】
図１は、本実施の形態の原料供給用ホッパ１０を組み込まれた、固形燃料（ＲＤＦ）の製造装置１１を模式的に示す説明図である。
この製造装置１１が上述した従来の製造装置０と相違するのは、主に、原料供給用ホッパ１０の上部に棚吊防止スクリュー４を設けた点である。このため、以降の説明では、この棚吊防止スクリュー４を中心に行うこととする。
【００２７】
本実施の形態における原料供給用ホッパ１０は、上部に原料受け入れ口１２を有するとともに下部に原料排出口１３を有する。そして、原料供給用ホッパ１０の上部であって原料受け入れ口１２の近傍には棚吊り防止装置４が設けられている。
【００２８】
この棚吊り防止装置４は、原料受け入れ口１２と原料排出口１３との間における原料、すなわち塊状体である、水分量を低減された乾燥ごみ２の棚吊りを防止するためのものであり、本実施の形態では、棚吊り防止装置４として、略水平方向  （図面に直交する方向）  へ向けて並設された複数の棚吊り防止スクリュー４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを用いた。
【００２９】
本実施の形態では、各棚吊り防止スクリュー４ａ〜４ｄのスクリュー羽根の間隔は、乾燥ゴミ２の破砕サイズよりも小さく設定している。このため、棚吊り防止スクリュー４ａ〜４ｄを停止しておくことにより、原料受け入れ口１２の閉鎖を行うことができ、上述したスライドダンパやスイングダンパ等の、原料受け入れ口１２の閉鎖の専用装置を設ける必要がなくなる。
【００３０】
なお、本実施の形態の原料供給用ホッパ１０においても、原料受け入れ口１２と原料排出口１３との間には、受け入れられた乾燥ごみ２の存在を検出するための検出器であるレベル計７と、原料供給用ホッパ１０の内部下部における乾燥ごみ２の存在を検出するための検出器であるレベル計６とが設けられている。
【００３１】
そして、本実施の形態の原料供給用ホッパ１０は、原料排出口１３から排出された原料を成形機８に供給する。
これ以外は、図３を参照しながら上述した製造設備０と同じであるため、説明を省略する。
【００３２】
本実施の形態の製造装置１１は、以上のように構成される。次に、この製造装置１１を用いて、乾燥ごみ２を原料として固形燃料（ＲＤＦ）を製造する状況を説明する。
【００３３】
図１において、選別ライン  （図示しない）  から送られた乾燥ごみ２は、搬送設備３により複数の原料供給用ホッパ１０に搬送される。本例では、搬送設備としてスクレーパコンベヤ  （フライトコンベヤ）  を用いたが、これは例えばスクリューコンベヤやパイプコンベヤであってもよい。
【００３４】
原料供給用ホッパ１０の上方を搬送されて通過する乾燥ごみ２は、棚吊り防止スクリュー４ａ〜４ｄを駆動させることによって、原料供給用ホッパ１０内に貯留される。貯留された乾燥ごみ２は、駆動回転する棚吊り防止スクリュー４ａ〜４ｄを介して供給されるため、原料受け入れ口１２と原料排出口１３との間において棚吊りを生じることなく、円滑に原料供給用ホッパ１０の内部下部に導かれ、原料供給スクリュー装置５によって次工程である成形機８に安定して定量供給される。
【００３５】
この際、レベル計７がオンしたときに原料供給用ホッパ１０の棚吊り防止スクリュー４ａ〜４ｄの駆動回転を停止することにより、乾燥ごみ２は、この原料供給用ホッパ１０には貯留されずに、隣接する次の原料供給用ホッパ１０へ貯留される。
【００３６】
ここで、棚吊り防止スクリュー４ａ〜４ｄのスクリュー羽根の間隔は、搬送して貯留する乾燥ごみ２の破砕サイズの概略の平均値よりも小さくすることが望ましい。スクリュー羽根の間隔が乾燥ごみ２の破砕サイズの概略の平均値よりも大きいと、スクリュー羽根の間ですり抜けていくおそれがあるためである。例えば、乾燥ゴミ２の破砕サイズの概略の平均値が  １００ｍｍ×１００ｍｍ  である場合には、スクリュー羽根の間隔を８２ｍｍに設定することが例示される。なお、破砕サイズの概略の平均値は、二軸剪断式破砕機の場合には、｛破砕刃厚（ｍｍ）×（１〜２  の定数）  ｝×｛π×破砕刃直径（ｍｍ）／爪数｝として求められる値を用いればよい。なお、（１〜２  の定数）  は破砕刃の摩耗状態と原料の状態とで決定される経験値である。例えば、二軸剪断式破砕機の破砕刃厚が４８ｍｍであり、破砕刃外径が４３０ｍｍ  であり、爪数が１３本である場合には、この式を用いて破砕サイズは  （４８〜９６）ｍｍ  ×１０４ｍｍ  ≒１００×１００ｍｍ  となる。
【００３７】
図２は、この製造装置１１の側面図である。同図に示すように、棚吊り防止スクリュー４ａ〜４ｄのスクリュー軸は原料供給用ホッパ１０の本体を貫通させて配置してもよいが、乾燥ごみ２に破砕し切れなかった長物  （例えばテープ類、紐類さらには古着類等）  が混入することが多い場合には、片持ち構造の軸としてもよい。この場合、棚吊り防止スクリュー４ａ〜４ｄのスクリュー軸の上に載った長物は、スクリュー４ａ〜４ｄの切出し方向に移動していき、最終的には片持ち構造であるために原料供給用ホッパ１０内に貯留されることとなる。
【００３８】
このとき、スクリュー軸の軸端と原料供給用ホッパ１０内の側面との隙間は、長物の平均的な大きさによって決定すべきものではあるが、例えば１００ｍｍ  以下程度とするか、或いは、原料供給用ホッパ１０の軸方向寸法の１／３〜１／４程度の隙間を設けることが、望ましい。これは、あまり隙間を大きく設定してしまうと、原料供給用ホッパ１０内に乾燥ごみ２が貯留されており、かつ棚吊り防止スクリュー４が停止しているにもかかわらず、この隙間から頻繁に乾燥ごみ２が原料供給用ホッパ１０の内部に溢れ落ちてしまうためである。本実施の形態では、原料供給用ホッパ１０の軸方向の寸法の１／３の隙間を設けた。
【００３９】
また、棚吊り防止スクリュー４は、その羽根上面が、上部に設置されている搬送設備３の搬送面にはみ出さないように配置する。搬送面よりも高くすると、棚吊り防止スクリュー４と搬送設備３とが干渉して破損してしまうからである。
【００４０】
なお、棚吊り防止スクリュー４ａ〜４ｄの駆動は、原料供給用ホッパ１０内に設置したレベル計６、７からの検出信号に基づいて、間欠運転することにより、行う。例えば、棚吊り防止スクリュー４ａ〜４ｄの駆動は、原料供給用ホッパ１０内に設置したレベル計６、レベル計７の検出信号により間欠運転されることにより、棚吊り防止が図られる。
【００４１】
以下、棚吊り防止スクリュー４ａ〜４ｄの動作を、以下に説明する。
略述すれば、レベル計６、７からの検出信号により、棚吊り防止スクリュー４ａ〜４ｄの駆動モータ  （図示しない）  を、同じく図示しない動力制御盤によりオン／オフ制御し、原料供給用ホッパ１０のレベルを制御し、棚吊りの防止を図る。
【００４２】
具体的には、まず、乾燥ごみ２の投入開始後は、棚吊り防止スクリュー４ａ〜４ｄの駆動モータ（図示しない）が運転され、原料供給用ホッパ１０に乾燥ごみ２が供給され、原料供給用ホッパ１０内の乾燥ごみ２のレベルが上昇する。
【００４３】
レベル計７が乾燥ごみ２の存在を検出すると、棚吊り防止スクリュー４ａ〜４ｄの駆動モータが停止され、当該原料供給用ホッパ１０への乾燥ごみ２の供給が停止され、当該原料供給用ホッパ１０には貯留されず次の供給ホッパへ搬送される。
【００４４】
当該原料供給用ホッパ１０に貯留された乾燥ごみ２は、原料供給スクリュー装置５により次工程である成形機８へ供給され、原料供給用ホッパ１０内の乾燥ごみ２のレベルが下降していく。
【００４５】
乾燥ごみ２のレベルがレベル計６より下降すると、当該レベル計６がオフするため、乾燥ごみ２が当該原料供給用ホッパ１０内で空になったことが示され、この信号を受けて、再度、棚吊り防止スクリュー４ａ〜４ｄの駆動モータが運転され、当該原料供給用ホッパ１０に乾燥ごみが供給され、乾燥ごみ２の貯留が再開されることになる。
【００４６】
なお、レベル計６、７による乾燥ごみ２の供給および停止は、例えばレベル計７をオフした後、タイマ設定時間（例えば４０秒間）経過後、棚吊り防止スクリュー４ａ〜４ｄの駆動モータをオンし、乾燥ごみ２を再度当該原料供給用ホッパ１０に供給するようにしてもよい。
【００４７】
このように、本実施の形態によれば、原料供給用ホッパの内部において発生した棚吊りの発生を解消するのではなく、原料供給用ホッパの内部で棚吊りが発生すること自体を未然に防止する燃料供給用ホッパを提供することができる。
【００４８】
これにより、複数系列により処理される、固形燃料の製造設備において、原料供給時に発生する棚吊り、原料の性状変動、原料供給用ホッパ内での棚吊りに起因する製造要員の増加、製造される固形燃料の品質低下、さらには生産能率の低下をいずれも防止でき、連続して自動運転を行うことができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、原料供給用ホッパの内部において発生した棚吊りの発生を解消するのではなく、原料供給用ホッパの内部で棚吊りが発生すること自体を未然に防止する燃料供給用ホッパを提供することができた。
【００５０】
これにより、以下に列記する効果が奏せられる。
（１）自動運転化による省力化を図れる。すなわち、成形機５台に対し運転要員を２人から１人に削減できる。
【００５１】
（２）棚吊り防止により、原料供給スクリューを連続運転することができ、成形機の運転台数を５台から３台に削減することができる。一例を表１に示す。
【００５２】
【表１】
2004149294.tif 000003
【００５３】
（３）処理能力の増加により成形機の運転台数を削減可能である。また、消耗部品の取替え頻度が少なくなり、補修費用が削減される。
（４）成形機の運転台数が削減できることにより、無駄な電力を削減できる。
【００５４】
（５）人力による棚吊り解消作業を排除できるため、安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の原料供給用ホッパを組み込まれた、固形燃料（ＲＤＦ）の製造装置を模式的に示す説明図である。
【図２】実施の形態の製造装置の側面図である。
【図３】固形燃料（ＲＤＦ）の従来の製造装置を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１    原料供給用ホッパ
２    乾燥ごみ
３    搬送設備
４    棚吊り防止スクリュー
５    原料供給スクリュー装置
６    レベル計
７    レベル計
８    成形機
９    ブリッジブレーカ
１０    原料供給用ホッパ
１１    製造装置
【図１】
2004149294.tif 000004
【図２】
2004149294.tif 000005
【図３】
2004149294.tif 000006