(57)【要約】【課題】焼却炉へのごみの供給が中断されてしまうことを防止できるごみ供給装置や、内部に滞留したごみの除去作業を極力なくすことができるごみ供給装置を提供すること。【解決手段】ごみ供給装置１０は、焼却炉にごみを供給する装置であって、ケーシング２０と、ケーシング２０内に互いの軸方向が平行となるように配置され、ごみを搬送する第１スクリュー３０および第２スクリュー４０とを備え、第１スクリュー３０と第２スクリュー４０とは、外径Ｄ１、Ｄ２が異なる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉にごみを供給するごみ供給装置であって、
ケーシングと、
前記ケーシング内に互いの軸方向が平行となるように配置され、前記ごみを搬送する第１スクリューおよび第２スクリューとを備え、
前記第１スクリューと前記第２スクリューとは、外径が異なることを特徴とするごみ供給装置。
【請求項２】
前記第１スクリューと前記第２スクリューとは、ピッチが異なることを特徴とする請求項１に記載のごみ供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ごみ供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、焼却炉にごみを供給するごみ供給装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のごみ供給装置は、ケーシング内に水平に保持された２本のスクリューを備え、これらスクリューを異なる方向に回転させることで、ごみを破砕しながら焼却炉に供給するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２８１０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたような従来のごみ供給装置は、２本のスクリューの外径が等しいため、それぞれの外縁部が同じ速さで反対方向に回転し、当該外縁部がごみに付与する力が相殺し合ってしまう。このため、スクリュー外側のごみが搬送されにくく、ごみがケーシング内に滞留しやすい。従って、ごみの搬送機能が損なわれ、焼却炉へのごみの供給が中断されてしまうという問題がある。
【０００５】
例えば、図７に示すように、スクリュー９１は、１ピッチあたり推力Ｆをごみに付与する。この結果、推力Ｆの分力として、スクリュー羽根９２の接線方向の接線力Ｆ１と、スクリュー羽根９２の羽根面に直交する方向の垂直力Ｆ２とが、ごみに作用する。なお、接線力Ｆ１は、スクリュー軸方向に直交する面とスクリュー羽根９２の接線との成す角度θを用いて求めることができる。この接線力Ｆ１は、スクリュー羽根９２の外側のごみに及び、当該ごみをケーシング９３に向かって押し付けようとする。これにより、ごみの流れは、接線力Ｆ１の影響が及ぶ境界線である接線力影響線Ｌと、シュート２２との交点ＣＰで阻止されることになる。この場合、交点ＣＰ近傍のごみを速やかに搬送する必要があるが、この領域のごみは、前述した理由により搬送されにくい。従って、ごみが搬送されずにケーシング９３に押し付けられ、いわゆる栓塞（プラッギング）現象が生じる原因となる。
【０００６】
加えて、交点ＣＰでは、ごみが接線力Ｆ１により強力に圧縮されて堆積する。これが進行すると、ごみに含有されている無機質成分が岩石の様に硬質化して滞留するため、定期的に除去することが必要になってしまう。
【０００７】
また、図８に示すように、スクリュー９１上に段ボールやベニヤ板などの平板状のごみＧが乗ると、その上に後続のごみが堆積する。そして、スクリュー羽根９２と平板状ごみＧとの接点Ｃに注目してみると、各接点Ｃにおける速度が同じであるため、各接点Ｃには、大きさが等しく、正反対の向きの力が作用することになる。この結果、平板状ごみＧに作用する力が相殺し合い、スクリュー羽根９２と平板状ごみＧとの間に滑りが生じる。この滑りは、スクリュー軸方向に直交する方向にとどまらず、スクリュー軸方向にも影響を及ぼすため、結果的に平板状ごみＧは、静止状態を維持する。従って、平板状ごみＧ上に堆積したごみが滞留したままとなり、いわゆる堰止（ブリッジング）現象が生じる。
【０００８】
本発明の目的は、焼却炉へのごみの供給が中断されてしまうことを防止できるごみ供給装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、内部に滞留したごみの除去作業を極力なくすことができるごみ供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のごみ供給装置は、焼却炉にごみを供給するごみ供給装置であって、ケーシングと、前記ケーシング内に互いの軸方向が平行となるように配置され、前記ごみを搬送する第１スクリューおよび第２スクリューとを備え、前記第１スクリューと前記第２スクリューとは、外径が異なることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、第１スクリューと第２スクリューとで外径が異なるため、各スクリューの外縁部に回転速度差を生じさせることができる。このため、スクリュー外側のごみに付与される力が相殺されないようにすることができ、回転の遅いスクリュー側にごみを移動させることができる。従って、ケーシング内にごみが滞留することを防止でき、焼却炉へのごみの供給が中断されてしまうとことを防止できる。
また、ごみが圧縮されて硬質化することを防ぐことができるので、内部に滞留したごみの除去作業を極力なくすことができる。
【００１１】
本発明のごみ供給装置において、前記第１スクリューと前記第２スクリューとは、ピッチが異なることが好ましい。
【００１２】
本発明により、第１スクリューと第２スクリューとでピッチを異にすれば、ごみの搬送を強化するために効果的である。すなわち、ピッチに差を付与することにより、ごみが両スクリューで圧縮、剪断、破砕されて両スクリュー間に喰い込みやすくなり、当該ごみを強制的に移動させることができるので、ケーシング内にごみが滞留することをより確実に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るごみ供給装置の概念図。
【図２】ごみ供給装置の縦断面図。
【図３】ごみ供給装置の平面図。
【図４】図２の部分拡大図。
【図５】ごみ供給装置の動作説明図（断面図）。
【図６】ごみ供給装置の動作説明図（平面図）。
【図７】従来のごみ供給装置の問題点を説明するための図。
【図８】従来のごみ供給装置の問題点を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、ごみ供給装置１０は、ごみ焼却場における焼却炉８１の近傍に配置されている。家庭などで廃棄され、収集されたごみは、ピット８２に一旦貯留された後、クレーン８３のバケット８４により把持され、ごみ供給装置１０に供給される。ごみ供給装置１０は、ごみを破断しながら継続的に、かつ定量を焼却炉８１に供給し、焼却炉８１でのごみの安定した燃焼を促進する。
【００１５】
図２および図３において、ごみ供給装置１０は、ケーシング２０と、ケーシング２０にそれぞれ収容された第１スクリュー３０、第２スクリュー４０および破砕機５０と、第１スクリュー３０および第２スクリュー４０をそれぞれ駆動する駆動機構６０とを備えている。
【００１６】
ケーシング２０は、ホッパー２１、シュート２２、スクリュー収容部２３および破砕機収容部２４を備えている。
ホッパー２１は、ごみが投入される部分であり、上方に向かって次第に拡幅する形状を有している。
シュート２２は、ホッパー２１に投入されたごみをスクリュー収容部２３内に導入する部分であり、ホッパー２１とスクリュー収容部２３とを接続している。シュート２２は、上端部よりも下端部が破砕機収容部２４側に寄った傾斜形状を有し、図４にも示すように、後述するトラフ２３Ａとの接続部（破砕機収容部２４側の側面部）が推力Ｆの接線力Ｆ１に対する摩擦角ρ以下となるように形成されている。
スクリュー収容部２３は、スクリュー軸方向からみた断面形状が水平方向に長い長円状に形成され、第１スクリュー３０および第２スクリュー４０を互いの軸方向が平行かつ水平となるように収容している。また、スクリュー収容部２３は、トラフ２３Ａを備えている。トラフ２３Ａは、シュート２２と破砕機収容部２４との間に位置し、スクリュー収容部２３の出口部を構成する部分であって、ケーシング２０内でごみの通路面積が最も狭い部分である。
破砕機収容部２４は、スクリュー収容部２３におけるスクリュー軸方向の端部に設けられ、破砕機５０を収容している。破砕機収容部２４は、ごみを排出する排出口２４Ａを有している。
【００１７】
第１スクリュー３０および第２スクリュー４０は、ケーシング２０の外側に設けられた軸受７０に片持ち支持されている。第１スクリュー３０と第２スクリュー４０とは、互いに外径Ｄ１、Ｄ２の大きさ、ピッチＰ１、Ｐ２の長さおよびリード角の方向が異なっている。
【００１８】
第１スクリュー３０は、スクリュー軸３１およびスクリュー羽根３２を備えている。
スクリュー軸３１は、軸受７０に支持された支持部３１Ａと、支持部３１Ａの先端側に設けられ、支持部３１Ａよりも大きい径を有する大径部３１Ｂと、大径部３１Ｂから先端側に向かうに従って次第に縮径する縮径部３１Ｃと、縮径部３１Ｃの先端部に設けられ、大径部３１Ｂよりも小さい径を有する小径部３１Ｄとを備えている。
スクリュー羽根３２は、一定の外径Ｄ１および一定のピッチＰ１を有する螺旋状に形成され、大径部３１Ｂから小径部３１Ｄにわたって連続して設けられている。このスクリュー羽根３２の外径Ｄ１が、第１スクリュー３０の外径Ｄ１になる。
【００１９】
第２スクリュー４０は、第１スクリュー３０と比べて、外径Ｄ２が大きく、ピッチＰ２が長く、かつリード角の向きが反対方向となるように形成されている。第２スクリュー４０におけるその他の構成は、第１スクリュー３０と同様であり、第１スクリュー３０における付番号の先頭の３の記号を４に置き換えることで説明ができるので、その説明を省略する。
【００２０】
破砕機５０は、破砕機収容部２４に収容され、図示しないモータによって回転駆動される。破砕機５０は、スクリュー収容部２３から搬送されてきたごみを細かく破砕し、排出口２４Ａから焼却炉８１に排出する。
【００２１】
駆動機構６０は、原動機６１、第１伝達機構６２および第２伝達機構６３を備えている。
原動機６１は、第１スクリュー３０および第２スクリュー４０を駆動するための駆動源であり、例えば、エンジンや電動モータで構成される。
第１伝達機構６２は、原動機６１による原動力を第１スクリュー３０に伝達する。本実施形態の場合、第１伝達機構６２は、原動機６１の出力軸に設けられたプーリ６２Ａと、第１スクリュー３０の基端部に設けられたプーリ６２Ｂと、これらプーリ６２Ａ、６２Ｂに掛け回されたベルトとを備えている。
第２伝達機構６３は、第１スクリュー３０に伝達された原動力を第２スクリュー４０に伝達し、当該第２スクリュー４０を第１スクリュー３０と異なる方向に回転させる。本実施形態の場合、第２伝達機構６３は、相互に噛み合う複数の歯車からなる歯車列で構成される。
【００２２】
以上のごみ供給装置１０において、焼却炉８１にごみを供給する手順を説明する。
先ず、ごみ供給装置１０を起動し、駆動機構６０で第１スクリュー３０および第２スクリュー４０を駆動するとともに、図示しないモータで破砕機５０を駆動する。その後、クレーン８３により、ピット８２からホッパー２１にごみが供給されると、ホッパー２１内のごみは、シュート２２内を自重落下し、スクリュー収容部２３に導入される。スクリュー収容部２３内では、第１スクリュー３０および第２スクリュー４０がごみを破砕機５０に向けて搬送する。搬送されたごみは、破砕機５０で破砕され、排出口２４Ａから焼却炉８１に搬出される。
【００２３】
ここで、ごみ供給装置１０は、第１スクリュー３０の外径Ｄ１と、第２スクリュー４０の外径Ｄ２とが異なっているため、スクリュー羽根３２、４２の外縁部が異なる速さで回転する。これにより、スクリュー外側のごみがより活発に動くようになる。
また、図４に示すように、シュート２２におけるトラフ２３Ａとの接続部分が、接線力Ｆ１に対して摩擦角ρ以下となるように傾斜しているため、ごみが交点ＣＰで上方に向かって反転することを防ぐことができ、ごみを第１スクリュー３０および第２スクリュー４０側に向かわせることができる。
これらの結果、第１スクリュー３０および第２スクリュー４０のそれぞれのスクリュー羽根３２、４２間にごみが入り込みやすくなるので、スクリュー収容部２３内にごみが滞留することを防止でき、栓塞現象を回避することができる。加えて、ごみが堆積して圧縮されることを防止できるので、圧縮により硬質化したごみを定期的に除去する必要がなくなる。
【００２４】
一方、図５に示すように、第１スクリュー３０および第２スクリュー４０上に平板状ごみＧが乗った場合、当該平板状ごみＧは、第１スクリュー３０と第２スクリュー４０との外径Ｄ１、Ｄ２の差により、第１スクリュー３０側が下がるように傾斜する。さらに、スクリュー羽根３２、４２と平板状ごみＧとの接点Ｃ１、Ｃ２では、摩擦係数が等しいものの、外径Ｄ１、Ｄ２の違いにより、トルクＴの大きさに差が生じる。
その上、図６に示すように、第１スクリュー３０および第２スクリュー４０のピッチＰ１、Ｐ２の差により、接点Ｃ２が１回転あたりピッチＰ２だけ進むのに対し、接点Ｃ１はピッチＰ１しか進まず、平板状ごみＧに働くスクリュー軸方向の摩擦力ＦＡは、接点Ｃ１よりも接点Ｃ２の方が大きくなる。
これらの結果、平板状ごみＧには、回転モーメントＭが生じるため、平板状ごみＧは、第１スクリュー３０側に押しやられ、移動を余儀なくされる。従って、堰止現象を回避することができる。
【００２５】
以上のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、第１スクリュー３０と第２スクリュー４０とで外径Ｄ１、Ｄ２が異なるため、第１スクリュー３０と第２スクリュー４０との外縁部に回転速度差を生じさせることができる。このため、スクリュー外側のごみに付与される力が相殺されないようにすることができ、回転の遅い第１スクリュー３０側にごみを移動させることができる。従って、ケーシング２０内にごみが滞留することを防止でき、焼却炉８１へのごみの供給が中断されてしまうとことを防止できる。
また、ごみが圧縮されて硬質化することを防ぐことができるので、内部に滞留したごみの除去作業を極力なくすことができる。
【００２６】
さらに、第１スクリュー３０と第２スクリュー４０とで外径Ｄ１、Ｄ２が異なるため、ごみに回転モーメントＭを付与することができる。また、第１スクリュー３０と第２スクリュー４０とでピッチＰ１、Ｐ２が異なるため、ごみが両スクリュー３０、４０で圧縮、剪断、破砕されて両スクリュー３０、４０間に喰い込みやすくなる。従って、ごみを強制的に移動させることができるので、ケーシング２０内にごみが滞留することをより確実に防ぐことができる。
【００２７】
以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。また、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれる。
【００２８】
例えば、第１スクリュー３０と第２スクリュー４０とは、ピッチＰ１、Ｐ２が同じであってもよい。
第１スクリュー３０および第２スクリュー４０は、外径Ｄ１、Ｄ２が同じであってもよい。この場合、駆動機構６０は、第１スクリュー３０および第２スクリュー４０の一方の回転速度を他方の回転速度よりも高くすればよい。
第１スクリュー３０および第２スクリュー４０は、前記実施形態とは反対に、第１スクリュー３０の外径Ｄ１が第２スクリュー４０の外径Ｄ２より大きくてもよい。
第１スクリュー３０および第２スクリュー４０は、互いの軸方向が平行であればよく、例えば、水平に対して傾斜して配置してもよい。
【００２９】
駆動機構６０は、２つの原動機６１を備え、一方の原動機６１で第１スクリュー３０を駆動し、他方の原動機６１で第２スクリュー４０を駆動してもよい。
第１伝達機構６２は、第２伝達機構６３のように、歯車列で構成してもよい。
第２伝達機構６３は、第１伝達機構６２のように、プーリおよびベルトで構成してもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１０        ごみ供給装置
２０        ケーシング
３０        第１スクリュー
４０        第２スクリュー
８１        焼却炉
Ｄ１、Ｄ２  外径
Ｐ１、Ｐ２  ピッチ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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