(57)【要約】【課題】  ナイフスクレーパ２２が摩耗した場合であっても、そのナイフスクレーパ２２を駆動軸１５に向けて良好に押圧することができ、それによって、ナイフスクレーパ２２のダストの除去性能が低下するのを防止して、メンテナンス作業に対する負担を軽減することができるダクト清掃装置を提供する。【解決手段】  ナイフスクレーパ２２を駆動軸１５の軸心方向に向けて、かつ先端部が駆動軸１５の外周面に接触するように配するとともに、これらナイフスクレーパ２２の外周位置に、そのナイフスクレーパ２２を駆動軸１５の軸心方向に向けて付勢するエアシリンダー２３を配する。【選択図】図２
2005233453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスダクト内に配される駆動軸と、この駆動軸を前記排ガスダクト内で回転させかつその軸方向に往復動させる駆動手段と、前記駆動軸の外周面に付着した付着物を除去する付着物除去手段を有するダクト清掃装置において、
前記付着物除去手段は、前記駆動軸の軸心方向に向けて、かつその先端が前記駆動軸の外周面に接当するように配される除去部材と、この除去部材を常時前記駆動軸の軸心方向へ向けて付勢する付勢手段を備えることを特徴とするダクト清掃装置。
【請求項２】
前記付勢手段は、ピストンロッド先端が前記除去部材の外周面に接当するように配されるエアシリンダーである請求項１に記載のダクト清掃装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、灰溶融炉からの排ガスを下流側に導出するための排ガスダクトの内面に付着したダストを除去するためのダクト清掃装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、都市ごみ等の焼却処理に伴い発生する焼却残渣（以下、「被溶融物」という。）を灰溶融炉を用いて溶融固化する溶融処理方法が多く利用されている。この溶融処理方法を用いることにより、被溶融物の減容化が可能となり、最終処分場の延命化が図れることに加え、被溶融物に含まれるダイオキシン類の分解・重金属類の溶融防止等の無害化が達成されている。
【０００３】
こうした溶融処理方法において、灰溶融炉の溶融時に発生する排ガスは、その灰溶融炉の上部に設けられるガス排出口から上方に向けて斜設される傾斜ダクト部（縦ダクト）と、この傾斜ダクト部の上部から水平に延設される水平ダクト部（横ダクト）とから構成される排ガスダクトを通して下流側に送出される。また、前記排ガス中に含まれる溶融飛灰は、下流側の低温域において集塵装置により回収される。ここで、溶融飛灰（以下、単に「ダスト」という。）とは、被溶融物に含まれている低沸点の重金属類や塩化物等が溶融により揮散され、冷却固化により下流の集塵装置で捕集される粉塵のことである。
【０００４】
ところで、この溶融処理方法においては、排ガス中のダストが、排ガスダクトの内面に付着して堆積し、排ガスダクトの閉塞を招くという問題点がある。そこで、このような問題点を解決するために、排ガスダクトの内面に付着・堆積したダストを掻き取るダクト清掃装置が提案され実用化されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２２７７３８号公報
【０００６】
図５には、この種従来のダクト清掃装置の概略図が、図６には、図５の要部拡大断面図がそれぞれ示されている。
【０００７】
図５に示されるように、この種従来のダクト清掃装置１００は、灰溶融炉（図示せず）の上部に設けられる排ガス排出口から上方に向けて斜設される傾斜ダクト部１０４の最上部と、前記傾斜ダクト部１０４の上部から水平に向けて延設される水平ダクト部１０５の最上流部に設けられている。なお、傾斜ダクト部１０４のためのダクト清掃装置１００と、水平ダクト部１０５のためのダクト清掃装置１００は、基本的に同一の構成であるため、以下、水平ダクト部１０５内を清掃するためのダクト清掃装置１００についてのみ説明し、傾斜ダクト部１０４のためのダクト清掃装置１００の説明を省略することにする。
【０００８】
前記ダクト清掃装置１００は、水平ダクト部１０５内に配される駆動軸１０２と、この駆動軸１０２を軸周りに回転させるとともに、その軸方向に往復動させる駆動手段（図示せず）と、前記駆動軸１０２の先端部に設けられ前記排ガスダクト１０１の内面に付着したダストを掻き取り除去するための掻き取り羽根１０３と、前記水平ダクト部１０５の上流側に設けられ、前記駆動軸１０２の外周面に付着したダストを除去するダスト除去部（図６参照）１１０とにより構成されている。また、このダスト除去部１１０よりも駆動装置側（駆動軸１０２の基端部側）には、駆動軸１０２の外周に設けられるメタルブッシュ１３１と、このメタルブッシュ１３１を支持するベアリングユニット１３２が配されている。
【０００９】
前記水平ダクト部１０５は、その最上流端部が下流側に比べて小径に形成されて小径部１０６とされており、この小径部１０６の最上流端に位置する端壁部１０６'の上流側に前記ダスト除去部１１０が設けられている。
【００１０】
前記ダスト除去部１１０は、前記駆動軸１０２を取り囲むように前記端壁部１０６'に固定される中空の円筒形状の支持フレーム１１１を備えており、この支持フレーム１１１の内側空間には、複数個のナイフスクレーパ１１２が駆動軸１０２の周方向に対して等間隔に配されている。前記各ナイフスクレーパ１１２は、棒状あるいは板状に形成されており、駆動軸１０２の軸心方向に向けて、かつその先端が駆動軸１０２の外周面に接当するように配されている。また、前記支持フレーム１１１の外周面で、各ナイフスクレーパ１１２の配置位置に対応する位置にはナット１１３と、このナット１１３に螺合されて前記ナイフスクレーパ１１２を駆動軸１０２の軸心方向に向けて押圧するボルト１１４が配されている。
【００１１】
このように構成されるダクト清掃装置１００によれば、掻き取り羽根１０３の回転・往復動によって、水平ダクト部１０５の内面に付着したダストがせん断されて掻き落とされる。また、このようなダストの除去を行うと、駆動軸１０２の外周面にダストが付着するが、このダストは、駆動軸１０２が水平ダクト部１０５の上流側へ向けて移動したときに支持フレーム１１１内に導入され、駆動軸１０２の回転および軸方向への移動に伴ってナイフスクレーパ１１２によって掻き取られて除去される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前記ダスト清掃装置１００においては、前記ナイフスクレーパ１１２が摩耗した場合、ボルト１１４からの押圧力が小さくなり、ナイフスクレーパ１１２によるダストの除去効率が低下して、駆動軸１０２の外周面に付着したダストを十分に除去できなくなるという問題点がある。その結果、前記駆動軸１０２が、ダストを付着させた状態でメタルブッシュ１３１の内周面に達することになり、そのダストが圧密されて除去が非常に困難になるだけでなく、圧密されたダストが成長して次第に厚みを増していき、駆動軸１０２の往復動自体が阻害され、水平ダクト部１０５内の清掃が不可能になり、水平ダクト部１０５を閉塞させてしまうという問題点がある。
【００１３】
そこで、ナイフスクレーパ１１２が摩耗して、ダストの除去性能が低下する前に、手作業によってボルト１１４を締め付けてナイフスクレーパ１１２に加わる押圧力を調整し、ナイフスクレーパ１１２のダストの除去性能を一定水準に維持するというメンテナンスが行われている。しかしながら、前記ナイフスクレーパ１１２は摩耗による減りが非常に早く、ダストの除去性能が低下するまでの間隔が極めて短いため、前記ボルト１１４の締め付けを頻繁に行う必要があるという問題点がある。しかも、そうしたボルト１１４の締め付け自体が、ナイフスクレーパ１１４の摩耗の度合いに依存した極めて繊細かつ微妙な作業であることから、メンテナンス作業が多大な負担になるという問題点がある。
【００１４】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、ナイフスクレーパが摩耗したときでも、駆動軸の外周面に付着したダスト除去を良好に行うことができ、メンテナンス作業に対する負担を軽減することができるダクト清掃装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明によるダクト清掃装置は、
排ガスダクト内に配される駆動軸と、この駆動軸を前記排ガスダクト内で回転させかつその軸方向に往復動させる駆動手段と、前記駆動軸の外周面に付着した付着物を除去する付着物除去手段を有するダクト清掃装置において、
前記付着物除去手段は、前記駆動軸の軸心方向に向けて、かつその先端が前記駆動軸の外周面に接当するように配される除去部材と、この除去部材を常時前記駆動軸の軸心方向へ向けて付勢する付勢手段を備えることを特徴とするものである（第１発明）。
【００１６】
また、前記付勢手段は、ピストンロッド先端が前記除去部材の外周面に接当するように配されるエアシリンダーであるのが好ましい（第２発明）。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、付勢手段によって除去部材が常時駆動軸に向けて付勢されるので、除去部材の先端が摩耗したときでも、この除去部材を駆動軸の外周面に向けて良好に押圧することができ、除去部材の付着物の除去効率を同水準に維持することができる。その結果、除去部材の除去性能が低下するまでの間隔を延ばすことができ、メンテナンスの間隔を大幅に延ばすことができ、メンテナンスに対する負担を大幅に軽減することができる。
【００１８】
また、第２発明の構成を採用すれば、除去部材の押圧力をエアシリンダーへ供給する圧縮空気の圧力で調整できるため、容易にその押圧力を調整することができる。また、押圧力を調整する際も、空気圧力という明確な管理値があるため誤調整が生じることがない。さらに、ピストンロッド先端に耐熱材を取り付けることでエアシリンダー構成部品の熱損を防止して軸表面の付着物を確実に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明によるダクト清掃装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
図１には、本発明の一実施の形態に係るダクト清掃装置の構成図が示されており、図２には、図１の要部拡大断面図がそれぞれ示されている。
【００２１】
本実施形態において、被溶融物を溶融処理する灰溶融炉１は、排ガスダクト２を介して下流側の燃焼室６に接続されている。ここで、灰溶融炉１は、アーク放電に空気や窒素を吹き込んで発生させた高温のプラズマにより、ごみ焼却炉（図示せず。）における焼却残渣等の被処理物がその溶融点を超える高温度（３００〜１５００℃）に加熱されて溶融されるように構成されるものである。前記排ガスダクト２は、灰溶融炉１の上方にその灰溶融炉１のガス排出口１ａと連通して斜設される傾斜ダクト部３と、この傾斜ダクト部３の上部から水平に延設され、前記燃焼室６と接続される水平ダクト部４とから構成されている。また、燃焼室６は、排ガス中の未燃分を燃焼させるためのものであって、下部にダスト排出口６ａを具備して垂直方向に延設されている。こうして、溶融時に灰溶融炉１で発生する排ガスが、ガス排出口１ａから傾斜ダクト部３および水平ダクト部４を経て、燃焼室６に送出されるようになっている。なお、前記ダスト排出口６ａは、後述するダクト清掃装置１０によって水平ダクト部４の下流端から燃焼室に押し出されて落下したダストを系外に排出するためのものである。
【００２２】
本実施形態においては、前記水平ダクト部４内に付着したダストを除去するためのダクト清掃装置１０と、前記傾斜ダクト部３内に付着したダストを除去するためのダクト清掃装置１０'とが設けられている。ここで、傾斜ダクト部３のためのダクト清掃装置１０'は、水平ダクト部４のためのダクト清掃装置１０と基本的に同一の構成であるため、以下、水平ダクト部４のためのダクト清掃１０についてのみ説明し、傾斜ダクト部３のためのダクト清掃装置１０'の説明を省略することにする。
【００２３】
前記ダクト清掃装置１０は、水平ダクト部４内に配される駆動軸１５と、この駆動軸１５の先端部に周方向に等間隔に配され、水平ダクト部４内に付着・堆積したダストを掻き取る複数個の板状の掻き取り羽根１６と、前記水平ダクト部４の上流側に設けられ、前記駆動軸１５に付着したダスト（付着物）を除去するためのダスト除去部２０（付着物除去手段；図２参照。）と、前記駆動軸１５を回転させ、かつその軸方向に往復動させる駆動装置３０（本発明の駆動手段に相当する。）とを備えて構成されている。また、前記駆動軸１５の内部空間ならびに掻き取り羽根１６の内部空間には、冷却空気の流通路（図示せず）が形成されており、駆動軸１５の外周面および、掻き取り羽根１６の表面に付着したダストを自然剥離し易い状態にするようにされている。
【００２４】
図２に示されるように、前記ダスト除去部（付着物除去手段）２０の駆動装置３０側には、前記駆動軸１５の外周に配されるメタルブッシュ２５と、このメタルブッシュ２５を支持するベアリングユニット２６が配されている。
【００２５】
前記水平ダクト部４は、その最上流部が、下流部に比べて小径にされた小径部５とされている。この小径部５は、耐火物によって形成され中心部に前記駆動軸１５を通過させるための中空部を有する円筒状の内壁部５ａと、この内壁部５ａの外周に外張りされる鉄板製の外壁部５ｂと、これら内壁部５ａおよび外壁部５ｂの最上流端に配されるフランジ部５ｃと、鉄板によって環状に形成されてそのフランジ部５ｃに対しボルト締結により固定され、前記小径部５の端壁となる端壁部５ｄを備えている。
【００２６】
前記ダスト除去部２０は、前記端壁部５ｄに固定される環状板状の下流板部２１ａと、この下流板部２１ａの外周端から上流側に向けて延設される円筒状の筒部２１ｂと、この筒部２１ｂの上流端から駆動軸１５の軸心方向に延設されるとともに、駆動軸１５側の端部が駆動軸１５の外周面の極近傍に位置するようにされた上流板部２１ｃからなる支持フレーム２１を備えており、この支持フレーム２１の内側空間には、駆動軸１５の外周面に付着したダストを除去するための複数個（本実施形態においては４個）のナイフスクレーパ（除去部材）２２が、駆動軸１５の周方向に対して等間隔に配されている（図３（ａ）参照。）。
【００２７】
前記支持フレーム２１外部で、かつ前記ナイフスクレーパ２２に対応する位置には、前記ナイフスクレーパ２２を駆動軸１５の軸心方向に向けて常時付勢するエアシリンダー（付勢手段）２３が配されている。このエアシリンダー２３は、図示されない支持部材を介して前記端壁部５ｄに固定されており、そのエアシリンダー２３のピストンロッド２３'は、前記支持フレーム２１の筒部２１ｂを貫通し、その先端がナイフスクレーパ２２の外周端に接当するようにされている。また、そのエアシリンダー２３のピストンロッド２３'とナイフスクレーパ２２の外周端との間には耐熱材（図示せず）が配されている。こうして、前記エアシリンダー２３に所要量の空気を供給しているときには、ナイフスクレーパ２２は、ピストンロッド２３'によって駆動軸１５の軸心方向に向けて常時付勢される。
【００２８】
ここで、前記内壁部５ａ、フランジ部５ｃ、端壁部５ｄおよび前記下流板部２１ａと、前記駆動軸１５の外周面との間には、若干の隙間が形成されており、駆動軸１５が、水平ダクト部４の上流側に向けて移動したときに、その駆動軸１５の外周面に付着したダストが支持フレーム２１内に入り込むようになっている。
【００２９】
前記各ナイフスクレーパ２２は、図３（ａ）に示されるように、幅広の板状（棒状であっても良い）に形成されており、駆動軸１５の軸心方向に向けて、かつその先端部が駆動軸１５の外周面に接するように配されている。また、前記各ナイフスクレーパ２２の先端部には、Ｖ字状の切欠が形成されている。なお、前記ナイフスクレーパ２２は、先端部の両側端のみで前記駆動軸１５の外周面と接しているが（図３（ａ）の二点鎖線で囲まれた部分を参照）、所要時間が経過するとナイフスクレーパ２２の先端部が駆動軸１５の外周形状に沿った形状に摩耗し、その先端部の全域で駆動軸１５の外周面に接するようになる（図３（ｂ）参照。）。
【００３０】
一方、前記駆動軸１５を駆動する駆動装置３０は、駆動軸１５をその軸方向に往復動させる往復動機構と、駆動軸１５をその軸周りに回転させる回転機構とを備えて構成されている。すなわち、図１に示されるように、ボールネジ３１の回転により架台３２のレール３３に沿って往復動するスライドテーブル３４に、駆動軸１５が回転駆動に支持されており、往復動用モータ３８によりスプロケット３９ａ、３９ｂおよびチェーン４０を介してボールネジ３１を回転させ、駆動軸１５をその軸方向に往復動するようにされるとともに、スライドテーブル３４上に配される回転用モータ３５によりスプロケット３６ａ、３６ｂおよびチェーン３７を介して駆動軸１５をその軸周りに回転するようにされている。こうして、駆動装置３０の駆動により、駆動軸１５がその軸周りに回転しながら、その軸方向に往復動するようにされている。
【００３１】
また、本実施形態のダクト清掃装置１０においては、前記水平ダクト部４の小径部５のやや下流側の領域が、前記掻き取り羽根１６の待機位置とされており、その掻き取り羽根１６はその待機位置から移動して水平ダクト部４内を回転しながら往復動するようにされている。
【００３２】
本実施形態において、灰溶融炉１において溶融時に生じる排ガスは、ガス排出口１ａから傾斜ダクト部３および水平ダクト部４を通って燃焼室６に導入され、この燃焼室６にて未燃分が完全に燃焼される。この燃焼室６で完全燃焼された排ガスは、その後、幾つかの排ガス処理工程を経て無害化されて大気中に排出される。
【００３３】
また、水平ダクト部４の内面には、前記排ガス中に含有されるダストが凝縮して付着・堆積するが、本実施形態においては、水平ダクト部４の内面に堆積したダストを次のように除去する。前記駆動装置３０により駆動軸１５を介して掻き取り羽根１６を回転させながら下流側の燃焼室６に向けて移動させ、水平ダクト部４の内面に堆積したダストにせん断力を付与して掻き落とす。その後、駆動軸１５を回転させながら上流側に移動させ、前記掻き取り羽根１６を前述の待機位置にまで引き戻す。
【００３４】
このようにして水平ダクト部４から掻き取られたダストの大半は、前記駆動軸１５の下流側への移動によって下流側の燃焼室６内に送出され、燃焼室６の下部のダスト排出口６ａより系外に排出される。また、燃焼室６に送出されずに水平ダクト部４内に残留したダストの一部は、前記駆動軸１５の外周面に付着するが、このダストは、駆動軸１５が水平ダクト部４の上流側へ向けて移動したときに支持フレーム２１内に導入され、駆動軸１５の回転および軸方向への移動に伴ってナイフスクレーパ２２によって掻き取られて除去される。
【００３５】
本実施形態においては、エアシリンダー２３によってナイフスクレーパ２２が駆動軸１５の軸心方向に向けて常時付勢されるので、前記駆動軸１５のダストの除去に伴い、前記ナイフスクレーパ２２の先端部が摩耗したときでも、そのナイフスクレーパ２２を駆動軸１５の外周面に向けて良好に押圧することができ、ナイフスクレーパ２２のダストの除去性能を（摩耗前と）同水準に維持することができる。その結果、ナイフスクレーパ２２のダストの除去効率が低下するまでの間隔を大幅に延ばすことができ、メンテナンス作業に対する負担を大幅に軽減することができる。
【００３６】
本実施形態においては、エアシリンダー２３による常時付勢によって、ナイフスクレーパ２２が一定圧で押圧されるため、ナイフスクレーパ２２の押圧力を頻繁に調整する必要がない。また、ナイフスクレーパ２２の押圧力の調整を行う必要が生じた場合であっても、エアシリンダー２３へ供給する圧縮空気の圧力によってその押圧力を調整することができるので、容易に押圧力を調整することができる。さらに、押圧力の調整自体も、圧縮空気の空気圧という明確な管理値に基づき行うことができるので、誤調整が生じることがない。加えて、前記ピストンロッド２３'の先端とナイフスクレーパ２２の外周端との間に配される耐熱材によって、エアシリンダー２３の構成部品の熱損を防止することができ、駆動軸１５の外周面に付着したダストを確実に除去することができる。
【００３７】
本実施形態においては、エアシリンダー２３の付勢によりナイフスクレーパ２２を押圧するようにされているが、エアシリンダー２３の代わりに圧縮コイルバネを用いて前記ナイフスクレーパ２２を付勢するようにしても良い。このようにするには、前記筒部２１ｂの内面とナイフスクレーパ２２の外周端との間に、圧縮コイルバネ２７を駆動軸１５の軸心方向に向けて配し、圧縮コイルバネ２７の外周端を筒部２１ｂの内面に、内周端をナイフスクレーパ２２の外周端面にそれぞれ接当させるとともに、前記ナイフスクレーパ２２の外周端に突設される突起部２２'を前記圧縮コイルバネ２１の内側に形成される中空部の内周端部に挿入させる。加えて、前記筒部２１ｂのナイフスクレーパ２２に対応する位置にナット２８を固定し、このナット２８にボルト２９を螺合し、そのボルト２９の先端部とナイフスクレーパ２２の外周端との間に、圧縮コイルバネ２７を介挿する。
【００３８】
このようにして圧縮コイルバネ２７を用いた場合であっても、前記ナイフスクレーパ２２が圧縮コイルバネ２７の弾性力によって駆動軸１５の外周面に向けて常時付勢されるので、前記ナイフスクレーパ２２が摩耗したときでも、そのナイフスクレーパ２２を駆動軸１５の外周面に向けて良好に押圧することができ、駆動軸１５の外周面に付着したダストを良好に除去することができる。そのため、従来のボルトによってナイフスクレーパを押圧したものに比して、ナイフスクレーパ２２のダストの除去性能が低下するまでの間隔を飛躍的に延ばすことができ、メンテナンスの間隔を延ばすことができる。なお、必要に応じてボルト２９を締め付けることで圧縮コイルバネ２７の付勢力を調整することができる。
【００３９】
前記各実施形態においては、ナイフスクレーパ２２のみによって駆動軸１５の外周面に付着したダストを除去するものについて説明したが、内径が駆動軸１５の外径よりもやや大径のリング状に形成された１または複数のリングスクレーパ（図示せず）を、ナイフスクレーパ２２の配置位置よりも下流側（例えば、小径部５等）で駆動軸１５の外周に配置し、これらナイフスクレーパ２２とリングスクレーパとにより駆動軸１５に付着したダストを除去するようにしても良い。こうした場合、駆動軸１５に付着したダストは、駆動軸１５の外周に位置するリングスクレーパと接触して所要厚みにまで掻き落とされた後、前記ナイフスクレーパ２２によって除去される。したがって、ナイフスクレーパ２２によって除去すべきダストの量が減少することになるので、ナイフスクレーパ２２にかかる負荷を軽減することができ、駆動軸１５の外周面上のダストをより良好に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態に係るダクト清掃装置の構成図
【図２】図１の要部拡大断面図
【図３】ナイフスクレーパの配置を説明するための説明図（ａ）および、所要時間経過した後のナイフスクレーパの状態を説明するための説明図（ｂ）
【図４】他の実施形態に係るダクト清掃装置の要部拡大断面図
【図５】従来のダクト清掃装置の概略図
【図６】図５の要部拡大断面図
【符号の説明】
【００４１】
１                      灰溶融炉
２                      排ガスダクト
３                      傾斜ダクト部
４                      水平ダクト部
５                      小径部
１０                      ダクト清掃装置（水平ダクト部用）
１０'                    ダクト清掃装置（傾斜ダクト部用）
１５                      駆動軸
１６                      掻き取り羽根
２０                      ダスト除去部
２２                      ナイフスクレーパ
２３                      エアシリンダー
２７                      圧縮コイルバネ
３０                      駆動装置
【図１】
2005233453.tif 000003
【図２】
2005233453.tif 000004
【図３】
2005233453.tif 000005
【図４】
2005233453.tif 000006
【図５】
2005233453.tif 000007
【図６】
2005233453.tif 000008