| 【発明の名称】 |
２軸スクリュー式の廃棄物供給装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】森嶋 誠
【氏名】榎本 博康
【氏名】石井 修平
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| 【要約】 |
【課題】ブリッジブレーカやバイブレータ等の特別な装置を設けなくてもブリッジの形成を防止できる２軸スクリュー式の廃棄物供給装置を提供すること。
【解決手段】ホッパー２１の底部に軸方向に対向させたスクリュー軸４Ｒ、４Ｌを、鉛直方向の断面における２本のスクリュー軸の接線のうち、外接する上側の接線が水平面に対して傾くように配置する。あるいはスクリュー軸４Ｒ、４ＬのスクリューのピッチＰとスクリューの外径Ｄと回転数Ｎの積Ｐ・Ｄ・Ｎを互いに異なる値にしてもよい。さらに、スクリュー軸４Ｒ、４Ｌと平行な壁面２２Ｒ２、２２Ｌ２の水平面に対する角度を互いに異なる角度にする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 箱状容器の底部に軸心を平行にした２本のスクリュー軸を配置し、前記箱状容器に投入される廃棄物を前記スクリュー軸により送り出すようにした２軸スクリュー式の廃棄物供給装置において、鉛直方向の断面における２本のスクリュー軸の接線のうち、外接する上側の接線が水平面に対して傾くように前記２本のスクリュー軸を配置することを特徴とする２軸スクリュー式の廃棄物供給装置。
【請求項２】 箱状容器の底部に軸心を平行にした２本のスクリュー軸を配置し、前記箱状容器に投入される廃棄物を前記スクリュー軸により送り出すようにした２軸スクリュー式の廃棄物供給装置において、２本のスクリュー軸のスクリューのピッチＰとスクリューの外径Ｄと回転数Ｎの積Ｐ・Ｄ・Ｎを互いに異なる値にすることを特徴とする２軸スクリュー式の廃棄物供給装置。
【請求項３】 箱状容器の底部に軸心を平行にした２本のスクリュー軸を配置し、前記箱状容器に投入される廃棄物を前記スクリュー軸により送り出すようにした２軸スクリュー式の廃棄物供給装置において、前記スクリュー軸を軸方向に挟む両側の壁面の水平面に対する角度を互いに異なる大きさにすることを特徴とする２軸スクリュー式の廃棄物供給装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物焼却設備に使用される２軸スクリュー式の廃棄物供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】２軸スクリュー式の廃棄物供給装置は廃棄物焼却設備において廃棄物を焼却炉に供給するための装置である。以下、このような２軸スクリュー式の廃棄物供給装置を廃棄物焼却設備と合わせて図４ないし図６を参照して説明する。図４は２軸スクリュー式の廃棄物供給装置が使用される廃棄物焼却設備の全体構成図、図５は従来の廃棄物供給装置の正面から見た断面図、図６は側面から見た断面図である。先ず、廃棄物焼却設備について説明する。図示しない廃棄物貯蔵所に貯蔵された廃棄物１はクレーン２により廃棄物供給装置３に投入され、底部に配置された２本のスクリュー軸４Ｒ、４Ｌにより投入シュート５を経て焼却炉６に送り出される。焼却炉６には、押込送風機７から送り出され、空気予熱器８で暖められた空気が多数のノズル９から供給されて廃棄物１を燃焼させる。焼却炉６で発生した燃焼ガスは廃熱ボイラ１０、エコノマイザ１１、排気ガス処理装置１２を経て煙突１３から大気中に放出される。１４は誘引通風機で、排気ガスを誘引し、廃棄物１の燃焼を助ける。
【０００３】また、エコノマイザ１１で暖められた水は廃熱ボイラ１０の内部に配置された配管１５の内部で蒸気になり、高圧蒸気だめ１６を介して蒸気タービン式発電機１７、余熱利用設備１８、空気予熱器８等に送られ、各装置において熱エネルギーを放出し、復水機１９を経て再びエコノマイザ１１に送られる。
【０００４】ところで、廃棄物１は紙、木屑、生ゴミ等の種々の材質で構成されており、焼却炉６に供給する前にその材質等を検知することは困難である。そこで、焼却炉６に供給する廃棄物１の量がばらつかないようにしておき、焼却炉６内部の温度あるいは温度分布等を測定することにより燃焼状態を監視し、廃棄物１の時間当りの供給量やノズル９から供給する空気量（温度および吹き込む位置を含む。）を制御することにより必要な熱量を発生させて廃熱ボイラ１０の炉内圧力を一定に保つと共に、安定な燃焼状態を維持することにより排気ガス中に有害成分が含まれないようにしている。
【０００５】次に、定量の廃棄物１を焼却炉６に供給する装置である廃棄物供給装置３について説明する。廃棄物供給装置３は図５および図６に示すように箱状の容器であるホッパ２１と、ホッパ２１の底部に軸方向に対向して配置された２本のスクリュー軸４Ｒ、４Ｌで構成されている。ホッパ２１の軸方向の壁面２２Ｒ、２２Ｌは対称で、垂直な面２２Ｒ１、２２Ｌ１と、上方に向けて広がる傾斜面２２Ｒ２、２２Ｌ２とで構成されている。また、軸と直角な方向の壁面２２Ｆ、２２Ｂのうち、壁面２２Ｂは垂直な面２２Ｂ１と、上方に向けて広がる傾斜面２２Ｂ２とで構成され、壁面２２Ｆは上方に向けて広がる傾斜面２２Ｆ１と、投入シュート５側に向けて傾斜する傾斜面２２Ｆ２とで構成されている。そして、底面２３は円弧状に形成されている。
【０００６】２本のスクリュー軸４Ｒ、４Ｌのうち、図５において右側のスクリュー軸４Ｒは反時計回りに、左側のスクリュー軸４Ｌは時計回りに回転する。そして、ホッパ２１の上部から投入された廃棄物１は、２本のスクリュー軸４Ｒ、４Ｌの中心線に向かって引き込まれてスクリュー羽根４ａと底面２３の間に形成される隙間に取り込まれ、スクリュー軸４Ｒ、４Ｌの回転にともなってスクリュー羽根４ａにより図６の右方に押され、投入シュート５に入る。２４はスクリュー軸４Ｒ、４Ｌを駆動するモータである。２５は供給ドラム、２６は供給ドラムの駆動装置、２７はフラップダンパで、それぞれ投入シュート５の入口付近に配置され、焼却炉６に送り出す廃棄物１の量を微調整する。
【０００７】図７はホッパ２１の傾斜面２２Ｒ２，２２Ｌ２上にある廃棄物１に加わる力を説明する図である。いま、傾斜面２２Ｒ２上にある廃棄物１ａの重さがＷ（自重と深さ方向の他の廃棄物１の重さとの和である。）であるとすると、傾斜面方向の分力Ｗｄと傾斜面と垂直方向の分力Ｗｐによる摩擦力μＷｐ（ただし、μは摩擦係数である。）との差により下方に移動しようとする。また、分力Ｗｐに等しい反力Ｗｐを受ける。そして、廃棄物１ａが傾斜面２２Ｌ２上にある場合、スクリュー軸４Ｒ、４Ｌの中心軸の垂直２等分線に関して力の方向が上記傾斜面２２Ｒ２の場合と対称になる。
【０００８】廃棄物１の密度が低い場合、左右に発生する分力Ｗｐが図示の断面の両側までつながることはない。また、摩擦力μＷｐも小さい。この結果、廃棄物１がスクリュー軸４Ｒ、４Ｌに引き込まれるのに合わせて隣接する廃棄物１が移動し、スクリュー軸４Ｒ、４Ｌの上部に空洞部ができることはほとんどない。また、スクリュー軸４Ｒ、４Ｌの上部に空洞部ができても、隣接する他の廃棄物１が直ちに入り込む。
【０００９】しかし、例えば予定した以上の廃棄物１がホッパー２１に投入されたような場合、ホッパー２１の下部は下に行くほど狭いから、下部の廃棄物１の密度が高くなり、左右に発生する分力Ｗｐが図示の断面の両側までつながることがある。また、摩擦力μＷｐも大きくなる。この結果、廃棄物１は移動しにくくなり、廃棄物１がスクリュー軸４Ｒ、４Ｌに引き込まれた後、スクリュー軸４Ｒ、４Ｌの中心線上に２点鎖線で示すアーチ状の空洞部（以下、ブリッジという。）が形成されやすくなり、しかも形成されたブリッジが消失せず、残ってしまう頻度が高くなる。なお、廃棄物１の形状が左右対称の場合は、スクリュー軸４Ｒ、４Ｌの中心線上に形成される上記空間も左右対称になるため、ブリッジが形成される傾向にある。
【００１０】ブリッジが形成されると、廃棄物１は焼却炉６に供給されなくなる。このため、火力が衰えて熱の発生が低下し、例えば上記廃棄物焼却設備における蒸気タービン式発電機１７の出力が低下する。そこで、ホッパー２１下部にブリッジブレーカと呼ばれる廃棄物押し出し装置を付加して廃棄物１をスクリュー軸４Ｒ、４Ｌ側に押し込んだり、あるいはホッパ２１の外壁にバイブレータを設置し、外壁を介して内部の廃棄物１を振動させることにより、ブリッジの形成を防止していた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ブリッジの形成を確実に防止するためには、ブリッジブレーカやバイブレータを大形のものにする必要があり、廃棄物焼却設備が高価になった。また、ブリッジは堆積した廃棄物１の内部に形成されるため、外部から確認することは困難である。そして、ブリッジが形成されてからブリッジブレーカやバイブレータを動作させたのでは時間遅れが発生するから、ブリッジブレーカやバイブレータを常に動作させておく必要があり、これらを駆動するためのエネルギ使用量が大きくなった。
【００１２】本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、ブリッジブレーカやバイブレータ等の特別な装置を設けなくてもブリッジの形成を防止できる２軸スクリュー式の廃棄物供給装置を提供するにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するため、第１の手段は、箱状容器の底部に軸心を平行にした２本のスクリュー軸を配置し、前記箱状容器に投入される廃棄物を前記スクリュー軸により送り出すようにした２軸スクリュー式の廃棄物供給装置において、鉛直方向の断面における２本のスクリュー軸の接線のうち、外接する上側の接線が水平面に対して傾くように前記２本のスクリュー軸を配置することを特徴とする。
【００１４】また、第２の手段は、箱状容器の底部に軸心を平行にした２本のスクリュー軸を配置し、前記箱状容器に投入される廃棄物を前記スクリュー軸により送り出すようにした２軸スクリュー式の廃棄物供給装置において、２本のスクリュー軸のスクリューのピッチＰとスクリューの外径Ｄと回転数Ｎの積Ｐ・Ｄ・Ｎを互いに異なる値にすることを特徴とする。
【００１５】さらに、第３の手段は、箱状容器の底部に軸心を平行にした２本のスクリュー軸を配置し、前記箱状容器に投入される廃棄物を前記スクリュー軸により送り出すようにした２軸スクリュー式の廃棄物供給装置において、前記スクリュー軸を軸方向に挟む両側の壁面の水平面に対する角度を互いに異なる大きさにすることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態に係る廃棄物供給装置の正面断面図、図２は側面断面図であり、図５、６と同等な各部には同一の参照符号を付し、説明は省略する。図で、スクリュー軸４Ｒとスクリュー軸４Ｌの外径Ｄは同径、スクリュー羽根４ａのピッチＰおよび回転数Ｎも同一であるが、スクリュー軸４Ｒはスクリュー軸４Ｌよりも上方に配置されている。また、壁面２２Ｒ２の水平面に対する角度αは壁面２２Ｌ２の水平面に対する角度βよりも大きくしてある。
【００１７】次に、本実施の形態の動作を説明する。スクリュー軸４Ｒ、４Ｌは軸の高さが異なるから、スクリュー軸４Ｒ、４Ｌの上側の軸心と直角方向の空間は非対称になる。この結果、廃棄物１がスクリュー軸４Ｒとスクリュー軸４Ｌに引き込まれると、隣接する他の廃棄物１が直ちに形成された空間に移動する。しかも、廃棄物１はスクリュー軸４Ｒとスクリュー軸４Ｌの中心線に垂直な方向、すなわち鉛直線に関して傾いた方向に引き込まれるから、引き込まれながら隣接する廃棄物１を動かす。また、壁面２２Ｒ２は壁面２２Ｌ２よりも急であるから、左右の分力Ｗｐは大きさが異り、廃棄物１は容易に移動してブリッジが形成されても、ブリッジを安定させない。
【００１８】なお、上記では外径Ｄが同一のスクリュー軸４Ｒ、４Ｌの軸心位置を高さ方向に変えたが、図３に示すように、例えばスクリュー軸４Ｒの外径Ｄをスクリュー軸４Ｌの外径よりも大径にすると、軸心の高さを同一にしても、スクリュー軸４Ｒ、４Ｌの上側の軸心と直角方向の空間は非対称になる。なお、この場合、廃棄物１が引き込まれる方向は鉛直方向になるが、廃棄物１は先ずスクリュー軸４Ｒに接触して左側に移動しながら引き込まれ、上記の場合と同様の結果を得ることができる。すなわち、２本のスクリュー軸に外接する接線のうち、１点鎖線で示す上側の接線ｍを水平面に対して傾けることによりブリッジの形成を防止することができる。なお、この場合も中心線を傾けるようにすれば、さらに効果を上げることができる。
【００１９】ところで、上記では、スクリュー軸と垂直な方向の空間を非対称にするようにしたが、スクリュー軸と平行な方向の空間を非対称にしてもよい。この場合、スクリュー軸４Ｒとスクリュー軸４ＬのスクリューのピッチＰとスクリューの外径Ｄと回転数Ｎの積Ｐ・Ｄ・Ｎを互いに異なる値（例えばスクリュー軸４Ｒとスクリュー軸４ＬのスクリューのピッチＰとスクリューの外径Ｄを同一にして回転数だけを左右で変える。）にすると、軸方向の速度が異なるため、廃棄物１がスクリュー軸４Ｒ、４Ｌに引き込まれる際に形成される空間が軸方向に対して傾き、軸と直角方向の空間が対称になることを防止できる。また、軸方向の速度が異なるため、飲み込まれる廃棄物１が回転することが多く、引き込まれながら隣接する廃棄物１を動かすから、ブリッジが形成されてもブリッジを安定させない。なお、この場合も、２本のスクリュー軸に外接する上側の接線を水平面に対して傾けるとさらに効果を上げることができる。
【００２０】なお、上記では、スクリュー軸４Ｒ、４Ｌの軸心を水平に配置した場合について説明したが、投入シュート５に向かって下がるように傾斜させた場合にも適用できる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、箱状容器の底部に軸心を平行にした２本のスクリュー軸を配置し、前記箱状容器に投入される廃棄物を前記スクリュー軸により送り出すようにした２軸スクリュー式の廃棄物供給装置において、鉛直方向の断面における２本のスクリュー軸の接線のうち、外接する上側の接線が水平面に対して傾くように前記２本のスクリュー軸を配置し、あるいは、２本のスクリュー軸のスクリューのピッチＰとスクリューの外径Ｄと回転数Ｎの積Ｐ・Ｄ・Ｎを互いに異なる値にするから、スクリュー軸上部のブリッジの形成をほぼ防止することができ、また、ブリッジが形成されたとしてもブリッジが安定することはない。その結果、焼却炉に定量の廃棄物を供給でき、燃焼状態を安定させることができる。また、スクリュー軸を軸方向に挟む両側の壁面の水平面に対する角度を互いに異なる大きさにすることによりさらに効果を上げることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５４４１
【氏名又は名称】バブコック日立株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１０月１日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】武 顕次郎
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１０８３２２ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）４月２３日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２６８７３１ |
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