(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥機と、この乾燥機に被処理物を投入するための供給装置と、前記乾燥機に熱風を供給するための熱風供給装置と、前記乾燥機から排出された乾燥品を搬送する為の排出装置とを具えて成り、前記排出装置から前記供給装置に至る乾燥品のリターン経路を具えた都市ゴミ乾燥施設において、前記供給装置は投入ホッパと計量コンベヤとを具えて成り、この計量コンベヤ上に一定重量の被処理物が位置するように投入ホッパにおけるスクリューコンベヤのモータ回転数を調節する制御を行うものであり、前記供給装置におけるスクリューコンベヤのモータ回転数を監視し、この回転数が所定の数値以下になったときに、乾燥機に対して含水率の高い低質ゴミを投入中であると判断し、前記リターン経路を通じて乾燥品を供給装置に帰還させることにより低質ゴミと乾燥品とを混合し、含水率の高い低質ゴミを含水率の低いものに改質することを特徴とする都市ゴミ乾燥施設における被処理物の改質方法。
【請求項２】
乾燥機と、この乾燥機に被処理物を投入するための供給装置と、前記乾燥機に熱風を供給するための熱風供給装置と、前記乾燥機から排出された乾燥品を搬送する為の排出装置とを具えて成り、前記排出装置から前記供給装置に至る乾燥品のリターン経路を具えた都市ゴミ乾燥施設において、前記乾燥機から排出される排ガスの温度を監視するとともに、この温度に基づいて熱風供給装置におけるバーナの開度を調節することにより乾燥品の水分値を一定に保とうとする制御を行うものであり、前記バーナの開度が一定開度以上になり、且つ排出装置上の乾燥品の水分値の増加勾配が一定値以上となったときに含水率の高い低質ゴミを乾燥中であると判断し、前記リターン経路を通じて乾燥品を供給装置に帰還させることにより、低質ゴミと乾燥品とを混合し、含水率の高い低質ゴミを含水率の低いものに改質することを特徴とする都市ゴミ乾燥施設における被処理物の改質方法。
【請求項３】
前記乾燥品の帰還は、乾燥機に具えた投入装置に対して行うことを特徴とする請求項１または２記載の都市ゴミ乾燥施設における被処理物の改質方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＲＤＦ製造施設や都市ゴミガス化溶融施設等における都市ゴミの前処理として行う乾燥処理に用いる乾燥施設に関するものであり、特に含水率の高い低質ゴミを乾燥機に投入する前の段階で効果的に改質し、乾燥効率を向上することのできる被処理物の改質方法に係るものである。
【０００２】
【発明の背景】
近時、都市において排出される家庭ゴミ、産業廃棄物等のゴミを乾燥させて、例えば固形燃料としてＲＤＦ発電等に再利用すること等が行われている。その際、前処理として都市ゴミの乾燥が行われるが、このための乾燥施設を設計するにあたっては、都市ゴミの性状を考慮して乾燥能力に余裕を持たせるために、大容量の乾燥機を用いるのが一般的である。すなわち都市ゴミは、比較的乾燥処理が容易に行える基準ゴミと呼ばれる（含水率３５〜７０％Ｗ．Ｂ）が最も多いが、実際には含水率が広範囲に渡ってばらつくものであり、乾燥施設には含水率６０〜７０％Ｗ．Ｂ以上の低質ゴミと呼ばれるものを乾燥することができる能力が求められるものである。
【０００３】
また前記低質ゴミは含水率が高いため、分散性が悪く、乾燥が進むにつれ粘性が増すものもあるため、例えば攪拌して熱風との接触を図ることにより乾燥を行う回転ドラム型乾燥機等の能力を低下させてしまう。このため乾燥機から排出された乾燥品の一部を、乾燥機に投入前の低質ゴミに混合することにより、含水率を低下させた状態で乾燥処理を施すといったことが試みられている。しかしながら都市ゴミ乾燥施設に搬入される都市ゴミの含水率は一定ではなく、乾燥機に投入される都市ゴミの含水率は刻々と変動するため、実際に低質ゴミが乾燥機に投入されたか否かを判断することは困難でありその手法は確立されていない。
【０００４】
【開発を試みた技術的課題】
本発明はこのような背景を認識して成されたものであって、低質ゴミが乾燥機に投入されていること等を的確に判断し、含水率の高い低質ゴミを乾燥機に投入する前の段階で効果的に改質して乾燥効率を向上することのできる新規な都市ゴミ乾燥施設における被処理物の改質方法の開発を技術課題とした。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項１記載の都市ゴミ乾燥施設における被処理物の改質方法は、乾燥機と、この乾燥機に被処理物を投入するための供給装置と、前記乾燥機に熱風を供給するための熱風供給装置と、前記乾燥機から排出された乾燥品を搬送する為の排出装置とを具えて成り、前記排出装置から前記供給装置に至る乾燥品のリターン経路を具えた都市ゴミ乾燥施設において、前記供給装置は投入ホッパと計量コンベヤとを具えて成り、この計量コンベヤ上に一定重量の被処理物が位置するように投入ホッパにおけるスクリューコンベヤのモータ回転数を調節する制御を行うものであり、前記供給装置におけるスクリューコンベヤのモータ回転数を監視し、この回転数が所定の数値以下になったときに、乾燥機に対して含水率の高い低質ゴミを投入中であると判断し、前記リターン経路を通じて乾燥品を供給装置に帰還させることにより低質ゴミと乾燥品とを混合し、含水率の高い低質ゴミを含水率の低いものに改質することを特徴として成るものである。
この発明によれば、含水率の高い低質ゴミは乾燥機に投入される前に改質されて含水率が低下するため分散性が上昇し、乾燥機内において熱風との接触が好適になされて乾燥効率が向上する。
【０００６】
また請求項２記載の都市ゴミ乾燥施設における被処理物の改質方法は、乾燥機と、この乾燥機に被処理物を投入するための供給装置と、前記乾燥機に熱風を供給するための熱風供給装置と、前記乾燥機から排出された乾燥品を搬送する為の排出装置とを具えて成り、前記排出装置から前記供給装置に至る乾燥品のリターン経路を具えた都市ゴミ乾燥施設において、前記乾燥機から排出される排ガスの温度を監視するとともに、この温度に基づいて熱風供給装置におけるバーナの開度を調節することにより乾燥品の水分値を一定に保とうとする制御を行うものであり、前記バーナの開度が一定開度以上になり、且つ排出装置上の乾燥品の水分値の増加勾配が一定値以上となったときに含水率の高い低質ゴミを乾燥中であると判断し、前記リターン経路を通じて乾燥品を供給装置に帰還させることにより、低質ゴミと乾燥品とを混合し、含水率の高い低質ゴミを含水率の低いものに改質することを特徴として成るものである。
この発明によれば、含水率の高い低質ゴミは乾燥機に投入される前に改質されて含水率が低下するため分散性が上昇し、乾燥機内において熱風との接触が好適になされて乾燥効率が向上する。
【０００７】
更にまた請求項３記載の都市ゴミ乾燥施設における被処理物の改質方法は、前記要件に加え、前記乾燥品の帰還は、乾燥機に具えた投入装置に対して行うことを特徴として成るものである。
この発明によれば、乾燥ドラムに投入される直前の低質ゴミを改質することができるため、乾燥効率がより一層向上する。
そしてこれら各請求項記載の要件を手段として前記課題の解決が図られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の都市ゴミ乾燥施設における被処理物の改質方法について、まず都市ゴミ乾燥施設の構成を説明した後、この施設の作動態様と併せて説明する。
図中符号Ｓで示すものが都市ゴミ乾燥施設であり、この施設は乾燥機１と、供給装置２と、熱風供給装置３と、排出装置５とを具えて成り、前記供給装置２と排出装置５との間にリターン経路６を形成して成るものである。
【０００９】
前記乾燥機１としては一例として回転ドラム型乾燥機を適用するものであり、このものは、図２に示すように基台Ｂに対して四基の支持ローラＲを配置し、この支持ローラＲ上に円筒状の回転ドラム１０を載置して具える。そして回転ドラム１０の外周に取り付けたギヤと、モータＭ１の出力軸に具えたギヤとにチェーン１１を巻回し、モータＭ１により回転ドラム１０が回転駆動されるように構成される。なお回転ドラム１０の両端は基台Ｂ上の機枠Ｆに固定された蓋部材１０Ａ、１０Ｂによって境界部がシールされた状態で塞がれている。
【００１０】
そして一方の蓋部材１０Ａに熱風吹込口１２が形成されるとともに、一例としてスクリューコンベヤを適用した投入装置１３の排出部が蓋部材１０Ａの内部に臨むように具えられるものであり、この投入装置１３にホッパ状の投入口１４が形成される。またもう一方の蓋部材１０Ｂには排出口１５及び排気口１６が形成され、この排気口１６には、温度センサ１７の検出部を臨ませて具えるものである。
なお前記投入装置１３については、後述する供給装置２の一構成要素であるが、乾燥機１に必須の部材であるため、機枠Ｆ上に具えられるものである。
【００１１】
また、前記ドラム１０の中心付近を貫通するようにモータＭ２により回転駆動される攪拌軸１８を具えるものであり、この攪拌軸１８には被処理物を攪拌するための攪拌羽根１９を複数具える。
【００１２】
次に前記供給装置２について説明すると、このものは前記投入装置１３、投入ホッパ２０及び計量コンベヤ２１を具えて成るものであり、投入ホッパ２０の排出部を計量コンベヤ２１上に臨ませ、計量コンベヤ２１の排出部を前記投入装置１３における投入口１４に臨ませて配して成る。
前記投入ホッパ２０は、ホッパ２２の底部にモータＭ３によって駆動されるスクリューコンベヤ２３を具えて成るものであり、ホッパ２２内に投入された都市ゴミＤを、モータＭ３の回転度に応じた分だけ排出するものである。
前記計量コンベヤ２１は、一例としてベルトコンベヤを適用するものであり、この計量コンベヤ２１はロードセル２４等の重量測定手段を具えることにより、計量コンベヤ２１上に位置する都市ゴミＤの重量を測定可能に構成されるものである。
【００１３】
次に前記熱風供給装置３について説明すると、このものは耐火材で内張りされた熱風炉３０と、その熱源となるをバーナ３１とを具えて成るものであり、前記乾燥機１内へ乾燥に必要な熱風を供給する装置である。そして前記バーナ３１の燃焼度（開度）はコントロールモータ３２によって制御される。
【００１４】
次に前記排出装置５について説明する。このものは一例としてＵ型トラフの底部にスクリューコンベヤ５０を具え、乾燥機１における排出口１５からＵ型トラフ内に落下投入された乾燥品Ｄ１を順次排出する装置である。
前記スクリューコンベヤ５０には二カ所に排出口５１及び排出口５２が形成されるものであり、排出口５１からの乾燥品Ｄ１の排出量は切替ダンパ５３の開閉度によって調節される。すなわち前記切替ダンパ５３が閉鎖された状態ではすべての乾燥品Ｄ１は排出口５２から排出されることとなる。
また前記スクリューコンベヤ５０には乾燥品Ｄ１の水分値を計測できるように水分計５４を具えるものである。
【００１５】
次に前記リターン経路６について説明すると、この経路は前記排出装置５におけるスクリューコンベヤ５０の排出口５２を始点とする、適宜のコンベヤ装置を用いて形成した経路であり、乾燥品Ｄ１を搬送するものである。そしてこのリターン経路６は、前記供給装置２における投入ホッパ２０を終点とする経路６Ａと、前記乾燥機１に具えた投入装置１３における投入口１４を終点とする経路６Ｂとに分岐するものであり、ダンパ６１及びダンパ６２の開閉によってそれぞれの経路に流れる乾燥品Ｄ１の量を調整するものである。
【００１６】
本発明の適用される都市ゴミ乾燥施設Ｓは一例として上述したように構成されるものであり、各種センサ類による検出値は制御盤７に送られ、制御盤７はこの検出値に基づいて各能動素子の動作を制御する。
以下この施設の作動状態を説明し、併せて本発明の都市ゴミ乾燥施設における被処理物の改質方法について説明する。
〔定常運転〕
まず都市ゴミ乾燥施設Ｓの定常時の運転態様について説明するものであり、回転ドラム１０及び攪拌軸１７を回転させた状態で、熱風供給装置３から熱風吹込口１２に熱風を供給する。
そして供給装置２に都市ゴミＤを投入するものであり、ロードセル２４の検出値をもとにモータＭ３の回転度を調節することにより、単位時間あたり所定重量の都市ゴミＤを投入装置１３に送り、ここから回転ドラム１０内に供給する。
乾燥ドラム１０内に投入された都市ゴミＤは、攪拌羽根１８によって攪拌され、回転ドラム１０内で飛散するとともに熱風と接触することにより水分が蒸発して含水率が低下しながら排出口１５側に向けて進行し、やがて排出口１５から排出される。
【００１７】
排出口１５から排出された乾燥品Ｄ１は、排出装置５におけるスクリューコンベヤ５０に投入されるものであり、排出口５１から図示しない次工程（成型工程、ガス化工程等）に送られる。このとき切替ダンパ５３を全開放することにより全ての乾燥品Ｄ１を排出口５１から排出するものである。
そして本発明では上述のような都市ゴミ乾燥施設Ｓの運転において、低質ゴミを処理する場合に、乾燥機１に投入する前の段階でこのものを改質（含水率の低下）するものであり、以下低質ゴミが扱われていることを判断する手法を異ならせた実施の形態毎に都市ゴミ乾燥施設Ｓの運転態様を説明する。
【００１８】
〔実施の形態１〕
この実施の形態では、前記供給装置２におけるスクリューコンベヤ２３を駆動するモータＭ３の回転数を監視し、この回転数が所定の数値以下になったときに、含水率の高い低質ゴミが供給装置２に投入されたものと判断する。
具体的には定常運転時（図３Ｓ１）において、供給装置２では単位時間あたり所定重量の都市ゴミＤを投入装置１３に送るような制御が行われているものであり、このため含水率が高く、高重量の低質ゴミが計量コンベヤ２１上に位置したときにはモータＭ３の回転数が下げられる。
そしてこのモータＭ３の回転数の低下を電流負荷の変動等により検知したときに（図３Ｓ２）タイマーをスタートさせ（図３Ｓ３）、一定時間の経過後に回転数が低下したままであることが確認されたら（図３Ｓ４）前記切替ダンパ５３を閉鎖して乾燥品Ｄ１を帰還させるものである（図３Ｓ５）。
なおこの実施の形態では、リターン経路６におけるダンパ６１を閉鎖するとともにダンパ６２を開放することにより、乾燥品Ｄ１を経路６Ｂを通じて乾燥機１に具えた投入装置１３に帰還させるため、この投入装置１３において低質ゴミの改質が図られる。もちろん前記ダンパ６１を開放して乾燥品Ｄ１を投入ホッパ２０に帰還させ、ここで低質ゴミの改質を図るようにしてもよい。
【００１９】
〔実施の形態２〕
この実施の形態では、定常運転時において、前記温度センサ１７によって乾燥機１から排出される排ガスの温度を監視するとともに、この温度に基づいて熱風供給装置３におけるバーナ３１の開度を調節することにより乾燥品Ｄ１の水分値を一定に保とうとする制御を行うものである。また前記排ガス温度の基準値は乾燥品Ｄ１の水分値に基づいて決定されるものである。
具体的には定常運転時（図５Ｓ１）において、温度センサ１９の検出値が所定値よりも下がったときにはコントロールモータ３２を操作してバーナ３１の開度を上昇する制御がはたらく。
そしてこの開度が所定値を超えたことが検知され、なお且つ水分計５４によって計測される乾燥品Ｄ１の水分値が一例として１２％以上の勾配で増加したときに（図５Ｓ２）タイマーをスタートさせ（図５Ｓ３）、一定時間の経過後にＡＮＤ条件を満たしたままであることが確認されたら（図５Ｓ４）前記切替ダンパ５３を閉鎖して乾燥品Ｄ１を帰還させるものである（図５Ｓ５）。
【００２０】
〔本発明に関連した参考形態〕
この参考形態では、定常運転時において、前記温度センサ１７によって乾燥機１から排出される排ガスの温度を監視するとともに、この温度に基づいて熱風供給装置３におけるバーナ３１の開度を調節することにより乾燥品Ｄ１の水分値を一定に保とうとする制御を行うものである。
具体的には定常運転時（図４Ｓ１）において、温度センサ１７の検出値が所定値よりも下がったときにはコントロールモータ３２を操作してバーナ３１の開度を上昇する制御がはたらく。
そしてこの開度が所定値を超えたことが検知されたときに（図４Ｓ２）タイマーをスタートさせ（図４Ｓ３）、一定時間の経過後に開度が上昇したままであることが確認されたら（図４Ｓ４）前記切替ダンパ５３を閉鎖して乾燥品Ｄ１を帰還させるものである（図４Ｓ５）。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、低質ゴミが乾燥機１に投入されていること、あるいは供給装置２内に低質ゴミがあることを的確に判断し、含水率の高い低質ゴミを乾燥機１に投入する前の段階で効果的に改質して乾燥効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の適用対象である都市ゴミ乾燥施設を示すブロック図である。
【図２】  乾燥機を示す正面図及び側面図である。
【図３】  本発明の都市ゴミ乾燥施設における被処理物の改質方法の実行手順を示すフローチャートである。
【図４】  本発明の都市ゴミ乾燥施設における被処理物の改質方法に関連した参考形態の実行手順を示すフローチャートである。
【図５】  本発明の都市ゴミ乾燥施設における被処理物の改質方法の実行手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１      乾燥機
１０    回転ドラム
１０Ａ  投入側蓋体
１０Ｂ  排出側蓋体
１１    チェーン
１２    熱風吹込口
１３    投入装置
１４    投入口
１５    排出口
１６    排気口
１７    温度センサ
１８    攪拌軸
１９    攪拌羽根
２      供給装置
２０    投入ホッパ
２１    計量コンベヤ
２２    ホッパ
２３    スクリューコンベヤ
２４    ロードセル
３      熱風供給装置
３０    熱風炉
３１    バーナ
３２    コントロールモータ
５      排出装置
５０    スクリューコンベヤ
５１    排出口
５２    排出口
５３    切替ダンパ
５４    水分計
６      リターン経路
６Ａ    経路
６Ｂ    経路
６１    ダンパ
６２    ダンパ
７      制御盤
Ｂ      基台
Ｄ      都市ゴミ
Ｄ１    乾燥品
Ｆ      機枠
Ｍ１    モータ
Ｍ２    モータ
Ｍ３    モータ
Ｒ      支持ローラ
Ｓ      都市ゴミ乾燥施設
【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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