JP2005013770A - 窒素ガスを用いた廃棄物処理用破砕機の防爆方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】廃棄物処理用破砕機の防爆性能をより経済的に高めると共に、破砕機本体の内部等に腐食が生じないようにした防爆方法を提供する。
【解決手段】上部に間隔を置いて廃棄物が通過可能なシール装置７を備えた廃棄物供給コンベア２を通して破砕機本体１ａの上方へ廃棄物を供給すると共に、所望の寸法に破砕した廃棄物を、基論部に間隔を置いて少なくとも２基の破砕された廃棄物が通過可能なシール装置９、１０を備えた搬出コンベア４により外部へ搬出するようにした廃棄物処理用破砕機に於いて、破砕機本体１ａ内へ窒素ガス供給装置５から酸素濃度制御器１６ａ、１６ｂを通して窒素ガスを吹き込むと共に、破砕機本体１ａに設けた酸素濃度検出器１５ａ、１５ｂにより、破砕機本体１ａ内の酸素濃度を検出し、前記酸素濃度検出器１５ａ、１５ｂの検出信号により制御装置６及び前記酸素濃度制御器１６ａ、１６ｂを介して破砕機本体１ａ内へ供給する窒素ガス量を調整し、破砕機本体１ａ内の酸素濃度を８〜１１％の濃度値に保持する。
【選択図】 図１
【解決手段】上部に間隔を置いて廃棄物が通過可能なシール装置７を備えた廃棄物供給コンベア２を通して破砕機本体１ａの上方へ廃棄物を供給すると共に、所望の寸法に破砕した廃棄物を、基論部に間隔を置いて少なくとも２基の破砕された廃棄物が通過可能なシール装置９、１０を備えた搬出コンベア４により外部へ搬出するようにした廃棄物処理用破砕機に於いて、破砕機本体１ａ内へ窒素ガス供給装置５から酸素濃度制御器１６ａ、１６ｂを通して窒素ガスを吹き込むと共に、破砕機本体１ａに設けた酸素濃度検出器１５ａ、１５ｂにより、破砕機本体１ａ内の酸素濃度を検出し、前記酸素濃度検出器１５ａ、１５ｂの検出信号により制御装置６及び前記酸素濃度制御器１６ａ、１６ｂを介して破砕機本体１ａ内へ供給する窒素ガス量を調整し、破砕機本体１ａ内の酸素濃度を８〜１１％の濃度値に保持する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみや産業廃棄物を破砕処理する廃棄物処理施設の破砕機に関するものであり、窒素ガスを用いてより経済的に、しかも簡単且つ確実に破砕機の防爆性能を高め得るようにした窒素ガスを用いた破砕機の防爆方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみや産業廃棄物を焼却、溶融、ガス化等により処理する場合には、先ず破砕処理施設に於いて粗大ごみや不燃ごみ等（以下廃棄物と呼ぶ）を所望の大きさに破砕し、有価物や不燃物、可燃物等に選別したあと、夫々の選別物に対応した適宜の処理が施されて行く。
【０００３】
ところで、廃棄物内にはＬＰガスボンベやスプレー缶、有機溶剤用容器、ガソリン用容器、灯油用容器等の危険物の残留した容器類等（以下危険物等と呼ぶ）が多数混入しており、これ等の危険物等は廃棄物の収集段階で分別され、取り除かれるのが原則である。
【０００４】
しかし現実には、廃棄物処理施設へ搬入されてくる廃棄物内には多数の危険物等が混入しており、そのため廃棄物処理施設に於いては、破砕機へ廃棄物を投入する前に、機械的又は作業員の目視によって危険物等を選別並びに除去するようにしている。
【０００５】
また、万一過誤により危険物が破砕機内へ投入された場合に備えて、各破砕機には所謂防爆装置が設けられており、破砕機内での火災の発生や爆発事故等の防止が図られている。
【０００６】
尚、上記破砕機の防爆には、一般に希釈空気吸込方式と水蒸気吸込方式とが多く用いられており、前者の希釈空気吸込方式に於いては、破砕機内部へ多量の空気を吹込むことにより、破砕機内部雰囲気の可燃性ガス濃度をその爆発下限界未満の濃度にまで希釈し、爆発を未然に防止するようにしている。
また、後者の水蒸気吸込方式に於いては、破砕機内部へ水蒸気を吸込み、破砕機内部雰囲気の可燃性ガス濃度を爆発限界外の濃度に保持することにより、爆発を抑制するようにしている。
【０００７】
【特許文献１】
特許第１６１２８２６号
【特許文献２】
特許第１１８１０７８号
【０００８】
上記両防爆方式は実用化の実績も多く、優れた防爆性能を有するものであることが実証されている。
しかし、両防爆方式にも未だ解決すべき問題点が多くのこされている。例えば、前者の希釈空気吸込方式にあっては、多量の空気を破砕機内へ吹き込むため破砕機内部に可燃性ガスが滞留する恐れは少ないが、破砕機内部の浮遊ダスト量が増大することになり、結果として破砕機からの排出空気を処理するための集塵装置が大型化すると云う難点がある。
【０００９】
また、破砕機内部雰囲気内の可燃性ガスが空気の吹き込みによって希釈される段階で、短時間ではあるが部分的に可燃性ガスの爆発濃度領域を通過するため、必然的に爆発の可能性が残ることになり、信頼性が低いと云う問題がある。
【００１０】
更に、防爆設備の構成には空気吸込み用送風機、排風機、集塵器、消音器及び空気ダクト等を必要とし、設備の小型化が図り難いと云う難点がある。
【００１１】
一方、後者の水蒸気吸込み方式に於いても同様であり、防爆設備の構成には水蒸気発生用ボイラ、ボイラ燃料供給装置、給水設備、排水・排蒸気処理設備及び集塵器等を必要とし、防爆設備の小型化を図り難いと云う難点がある。
【００１２】
また、防爆設備の運転初期には暖気時間を必要とするうえ、水蒸気発生用ボイラに於ける燃焼消費が多大となり、ランニングコストの引下げが図れないと云う問題がある。
【００１３】
更に、水蒸気雰囲気内で廃棄物を破砕するため、破砕機内で発生した投入水蒸気の凝縮水により、破砕機の内部や破砕機に接続されている各種の設備機器の内部が腐食されると云う問題がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従前のこの種廃棄物処理用破砕機の防爆設備に於ける上述の如き問題、即ち空気吸込方式の防爆設備では設備の小型化が困難なうえ、集塵装置が大型化すること、防爆性能の信頼性が低いこと等の問題を、また水蒸気吸込み方式の防爆設備では設備の小型化が困難なうえ、凝縮水による機器内部の腐食が生じ易いこと等の問題を解決せんとするものであり、廃棄物処理施設に付設した窒素発生装置からの窒素ガスを用いることにより、経済的に、しかも簡単且つ確実に破砕機の防爆性が確保できると共に、設備の大幅な小型化を可能とした窒素ガスを用いた廃棄物処理用破砕機の防爆方法を提供するものである。
【００１５】
【課題を解釈するための手段】
窒素ガスを防爆防止用に使用することは、例えば危険物タンクの上部空間内にＮ２ガスを充填する方法等により広く実用化されている。
しかし、廃棄物処理用破砕機等の分野に於いては、従前からＮ２ガスの漏洩量が多いためにランニングコストが高騰し、到底Ｎ２ガスを現実の使用に供することは不可能であると考えられていた。
【００１６】
しかし、前記の如く水蒸気方式の防爆では腐食の問題が避けられず、また空気吸込方式の防爆では安全性に問題があるため、これに代わる防爆方式の開発が急務になって来ていると云う現実がある。
そこで、本願発明者等は、従前からランニングコストの点で使用が不可能であると考えられていた窒素ガスの使用を想到し、窒素の使用が現実にランニングコストの点から不可能か否かを検証すると共に、防爆性能や窒素の消費量、消費量を削減するための方策等に関する各種の試験を破砕機の実稼動プラントを用いて実施した。
【００１７】
本願発明は上記各試験の結果を基にして創作されたものであり、請求項１の発明は、上部に間隔を置いて廃棄物が通過可能なシール装置７を備えた廃棄物供給コンベア２を通して破砕機本体１ａの上方へ廃棄物を供給すると共に、所望の寸法に破砕した廃棄物を、基論部に間隔を置いて少なくとも２基の破砕された廃棄物が通過可能なシール装置９、１０を備えた搬出コンベア４により外部へ搬出するようにした廃棄物処理用破砕機に於いて、破砕機本体１ａ内へ窒素ガス供給装置５から酸素濃度制御器１６ａ、１６ｂを通して窒素ガスを吹き込むと共に、破砕機本体１ａに設けた酸素濃度検出器１５ａ、１５ｂにより、破砕機本体１ａ内の酸素濃度を検出し、前記酸素濃度検出器１５ａ、１５ｂの検出信号により制御装置６及び前記酸素濃度制御器１６ａ、１６ｂを介して破砕機本体１ａ内へ供給する窒素ガス量を調整し、破砕機本体１ａ内の酸素濃度を８〜１１％の濃度値に保持するようにしたことを発明の基本構成とするものである。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１の発明に於いて、廃棄物供給コンベア２のシール装置７に排気フード部２ｂを、また搬出コンベア４のシール装置９、１０に排気フード部４ｂを設けると共に、各フード部２ｂ、４ｂに酸素濃度検出器１５ｃ、１５ｄを設け、更に、各フード部２ｂ、４ｂ内のガスを排出する誘引排風機１２の吸引側に酸素濃度制御器１６ｃ・ｄを介設し、前記酸素濃度検出器１５ｃ、１５ｄにより検出したフード部２ｂ、４ｂの酸素濃度からフード部排ガスＧの窒素ガス濃度を求め、当該窒素ガス濃度が所定値を越えると制御装置６及び酸素濃度制御器１６ｃ・ｄを介して誘引排風機１２からの排出ガスＧを排出させるようにしたものである。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１の発明に於いて、廃棄物破砕機本体１ａの上方部と下方部とを窒素ガス循環ラインによりバイパス状に連通させると共に当該循環ラインに循環送風機１３を介設し、循環送風機１３により廃棄物破砕機本体１ａの内部に下方より上方へ向う循環ガス流を起生させるようにしたものである。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項１の発明に於いて廃棄物破砕機本体１ａの酸素濃度検出器１５ａ、１５ｂの酸素濃度検出値が所定値を越えた場合に廃棄物破砕機１への廃棄物の供給を停止するようにしたものである。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項１の発明に於いて、廃棄物破砕機本体１ａに可燃性ガス検出器１７を設け、当該可燃性ガス検出器１７による検出値が設定値を越えた場合に廃棄物破砕機１への廃棄物の供給を停止するようにしたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明を実施した廃棄物処理用破砕機Ａの全体系統図であり、図１に於いて、１は回転式破砕機、１ａは破砕機本体、２は廃棄物供給コンベア、２ａは供給コンベア駆動用モータ、３は排出コンベア、４は搬出コンベア、５は窒素ガス供給装置、６は制御装置、７・９・１０はシール装置、１２は誘引排風機、１３は循環送風機、１４ａ〜１４ｄは窒素ガス吸込ノズル、１５ａ〜１５ｄは酸素濃度検出器、１６ａ、１６ｂは酸素濃度制御器、１６ｃ・ｄは酸素濃度制御器、１７は可燃性ガス検出器、Ｎは窒素ガス供給ライン、Ｏは検出信号ライン、Ｃは制御信号ライン、Ｌは窒素ガス循環ライン、Ｖは排気ラインである。
【００２３】
前記回転式破砕機１は所謂ハンマー型若しくは回転刃型の破砕機であり、破砕機本体１ａの上方開口により本体内へ搬入された廃棄物を破砕し、所定の寸法以下の大きさの破砕片を形成する。
また、廃棄物供給コンベア２の先端部及び搬出コンベア４の基端部には、夫々排気フード部２ｂ・４ｂが設けられており、破砕機本体１ａ内から漏洩して来た空気や窒素の混合ガス（排ガスＧ）がここに集められ、外部へ排出されて行く。更に、廃棄物供給コンベア２の先端部及び排出コンベア４の基端部の前記排気フード部２ｂの下流側及び排気フード部４ｂの上流側には、所謂ゴム板や薄金属板等から成る廃棄物が通過可能なノレン状のシール装置７、９、１０が夫々一定の間隔を置いて設けられており、破砕機本体１ａの内部空間を外気との間の気密性を可能な限り保持するように構成されている。
【００２４】
前記窒素ガス供給装置５は、破砕機本体１ａ内へ所定量の窒素ガスを供給するものであり、液化窒素ガス供給装置であっても、或いは空気分離型の窒素ガス発生装置であってもよく、本実施形態に於いては空気中のＯ２を吸着剤により吸着分離してＮ２を得るようにした構造の窒素ガス発生装置が使用されている。
【００２５】
窒素ガス吸込ノズル１４ａ〜１４ｄは破砕機本体１ａの上方部及び下方部に夫々適宜に分散設置されており、本実施形態に於いては、２系統の窒素ガス供給ラインＮを通して各窒素ガス吸込ノズル１４ａ〜１４ｄへ窒素ガスを供給している。
【００２６】
尚、各窒素ガス供給ラインＮには酸素濃度制御器１６ａ、１６ｂが介設されており、後述するように制御装置６からの制御信号により制御弁の開度を調整することにより、窒素ガス供給量即ち破砕機本体１ａ内のＯ２濃度が調整される。
【００２７】
前記酸素濃度検出器１５ａ〜１５ｄは破砕機本体１ａの上方及び下方部に各１個、並びに廃棄物供給コンベア２の排気フード部２ｂの近傍と搬出コンベア４の排気フード部４ｂの近傍に各１個ずつ設けられており、前者の２個の酸素濃度検出器１５ａ、１５ｂは文字通り破砕機本体１ａ内のＯ２濃度を夫々検出するものである。
【００２８】
これに対して、後者の２個の酸素濃度検出器１５ｃ、１５ｄは、各排気フード部２ｂ、４ｂ内のＯ２濃度からＮ２濃度を求め、この部分のＮ２濃度が高い場合には誘引排風機１２の運転を制御することにより、排出される窒素ガス量（損失量）を減少させるためのものである。
【００２９】
前記誘引排風機１２は、破砕機本体１ａ内から排出される空気や窒素やその他のばい塵等から成る排ガスＧを外部（例えば排ガス処理装置）へ排出するものであり、その排出量は酸素濃度制御器１６ｃ・ｄの制御弁により調整される。
【００３０】
また、前記循環送風機１３は、破砕機本体１ａの内部下方の雰囲気を上方へ送り、これを循環ラインＬを通して強制循環させるものであり、当該循環送風機１３と循環ラインＬとから成るＮ２循環装置を設けることにより、破砕機本体１ａ内部のＮ２濃度が均一に保持されることになる。
【００３１】
前記制御装置６は、本発明に依る破砕機防出量設備の全体を制御するものであり、各酸素濃度検出器１５ａ〜１５ｄからＯ２濃度検出信号が入力されると共に、各酸素濃度制御器１６ａ、１６ｂ及び酸素濃度制御器１６ｃ・ｄ、誘引排風機１２、循環送風機１３、供給コンベア駆動用モータ２ａ及び窒素ガス供給装置５へ夫々制御信号を発信する。
同様に、制御装置６へは、可燃性ガス濃度検出器１７から、検出信号が入力される。
【００３２】
次に、本発明に依る廃棄物用破砕機の防爆方法を図１に基づいて説明する。
廃棄物供給コンベア２により搬入されて来た廃棄物はシール装置７を経て、破砕機本体１ａの上方より搬入され、回転ハンマ（又は回転刃・図示省略）により適宣な大きさに破砕されたあと、下方より排出コンベア３上へ排出され、排出コンベア４へ引き継がれ、シール装置９、１０を通して外部へ搬出されて不燃物や有価物（金属類）が適宜に選別回収される。
【００３３】
一方、破砕機本体１ａ内へは、窒素ガス吸込ノズル１４ａ〜１４ｄを通して窒素ガス供給装置５から所定量の窒素ガスが連続若しくは間欠的に供給されており、これにより破砕機本体１ａ内の酸素濃度は、爆発限界外（酸素濃度８〜１１％）の値に保持されている。
【００３４】
また、破砕機本体１ａ内部のガス（Ｇ）は、破砕機回転刃等の回転によりある程度下方から上方へ向けて循環しているが、循環送風機１３の運転により、破砕機本体１ａ内には上方へ向うガスＧの流れが形成されており、これによって本体１ａ内各部の窒素ガス濃度が極めて均一な濃度に保持されることになる。
【００３５】
また、シール装置８及びシール装置７や、シール装置９・１０及びシール装置１０を通して排気フード部２ｂ、４ｂへ流入した空気や窒素の混合ガス（排ガス）Ｇは、誘引排風機１２により外部へ排出されて行く。
【００３６】
前記、破砕機本体１ａ内の酸素濃度は、各酸素濃度検出器１５ａ、１５ｂの検出信号により制御装置６を介して、酸素濃度制御器１６ａ、１６ｂの制御弁開度を調整してＮ２ガスの供給量を増減させることにより、前記約８〜１１％のＯ２濃度値となるように調整されている。
【００３７】
また、各シール部２ｂ、４ｂ内の酸素濃度は、酸素濃度検出器１５ｃ、１５ｄにより検出されており、当該部分の酸素濃度が設定値よりも減少（即ち、当該部分の窒素濃度が増加）した場合には、誘引排風機１２及び酸素濃度制御器１６ｃ・ｄの制御弁を調整し、排ガスＧの排出量を増加させる。これにより、排気フード部２ｂの上流側及び排気フード部４ｂの下流側への窒素ガスの漏洩を防止して安全を図る。
尚、万一酸素濃度検出器１５ａ、１５ｂや可燃性ガス濃度検出器１７の検出値が設定値を越えた場合には、破砕機本体１ａへの廃棄物の供給が自動的に停止されることは勿論である。
【００３８】
【発明の効果】
本願発明に於いては、窒素ガスを廃棄物処理用破砕機の本体内へ供給し、本体内部の酸素濃度を８〜１１％に保持する構成としているため、従前の空気吸込方式の場合に比較して破砕機の安全性が大幅に向上する。また、水蒸気吸込の場合の如き腐食の問題は一切発生せず、排気フード部２ｂ、４ｂ等からの蒸気の噴出の問題も全く起こらない。
【００３９】
更に、本発明に於いては、循環送風機１３と窒素ガス循環ラインＬから成る循環装置により、破砕機本体１ａの内部ガスを強制循環させるようにしているため、破砕機本体１ａ内の酸素濃度が均一化され、破砕機の防爆性能が大幅に向上する。
そのうえ、各排気フード部２ｂ、４ｂ内の窒素濃度に応じて誘引排風機１２によるガスＧの排出量を制御するようにしているため、外部へ排出される窒素ガスの損失量が大幅に減少することになる。
本発明は上述の通り、優れた実用的効用を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した廃棄物処理用破砕機の全体系統図である。
【符号の説明】
Ａ 廃棄物処理用破砕機
Ｇ 排ガス（空気＋窒素等）
１ 回転式破砕機
１ａ 破砕機本体
２ 廃棄物供給コンベア
２ａ 供給コンベア駆動用モータ
２ｂ 排気フード部
３ 排出コンベア
４ 搬出コンベア
４ｂ 排気フード部
５ 窒素ガス供給装置
６ 制御装置
７ シール装置
９ シール装置
１０ シール装置
１２ 誘引排風機
１３ 循環送風機
１４ａ〜１４ｄ 窒素ガス吸込ノズル
１５ａ〜１５ｄ 酸素濃度検出器
１６ａ〜１６ｂ 酸素濃度制御器
１６ｃ・ｄ 酸素濃度制御器
１７ 可燃性ガス検出器
Ｎ 窒素ガス供給ライン
Ｏ 検出信号ライン
Ｃ 制御信号ライン
Ｌ 窒素ガス循環ライン
Ｖ 排気ライン
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみや産業廃棄物を破砕処理する廃棄物処理施設の破砕機に関するものであり、窒素ガスを用いてより経済的に、しかも簡単且つ確実に破砕機の防爆性能を高め得るようにした窒素ガスを用いた破砕機の防爆方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみや産業廃棄物を焼却、溶融、ガス化等により処理する場合には、先ず破砕処理施設に於いて粗大ごみや不燃ごみ等（以下廃棄物と呼ぶ）を所望の大きさに破砕し、有価物や不燃物、可燃物等に選別したあと、夫々の選別物に対応した適宜の処理が施されて行く。
【０００３】
ところで、廃棄物内にはＬＰガスボンベやスプレー缶、有機溶剤用容器、ガソリン用容器、灯油用容器等の危険物の残留した容器類等（以下危険物等と呼ぶ）が多数混入しており、これ等の危険物等は廃棄物の収集段階で分別され、取り除かれるのが原則である。
【０００４】
しかし現実には、廃棄物処理施設へ搬入されてくる廃棄物内には多数の危険物等が混入しており、そのため廃棄物処理施設に於いては、破砕機へ廃棄物を投入する前に、機械的又は作業員の目視によって危険物等を選別並びに除去するようにしている。
【０００５】
また、万一過誤により危険物が破砕機内へ投入された場合に備えて、各破砕機には所謂防爆装置が設けられており、破砕機内での火災の発生や爆発事故等の防止が図られている。
【０００６】
尚、上記破砕機の防爆には、一般に希釈空気吸込方式と水蒸気吸込方式とが多く用いられており、前者の希釈空気吸込方式に於いては、破砕機内部へ多量の空気を吹込むことにより、破砕機内部雰囲気の可燃性ガス濃度をその爆発下限界未満の濃度にまで希釈し、爆発を未然に防止するようにしている。
また、後者の水蒸気吸込方式に於いては、破砕機内部へ水蒸気を吸込み、破砕機内部雰囲気の可燃性ガス濃度を爆発限界外の濃度に保持することにより、爆発を抑制するようにしている。
【０００７】
【特許文献１】
特許第１６１２８２６号
【特許文献２】
特許第１１８１０７８号
【０００８】
上記両防爆方式は実用化の実績も多く、優れた防爆性能を有するものであることが実証されている。
しかし、両防爆方式にも未だ解決すべき問題点が多くのこされている。例えば、前者の希釈空気吸込方式にあっては、多量の空気を破砕機内へ吹き込むため破砕機内部に可燃性ガスが滞留する恐れは少ないが、破砕機内部の浮遊ダスト量が増大することになり、結果として破砕機からの排出空気を処理するための集塵装置が大型化すると云う難点がある。
【０００９】
また、破砕機内部雰囲気内の可燃性ガスが空気の吹き込みによって希釈される段階で、短時間ではあるが部分的に可燃性ガスの爆発濃度領域を通過するため、必然的に爆発の可能性が残ることになり、信頼性が低いと云う問題がある。
【００１０】
更に、防爆設備の構成には空気吸込み用送風機、排風機、集塵器、消音器及び空気ダクト等を必要とし、設備の小型化が図り難いと云う難点がある。
【００１１】
一方、後者の水蒸気吸込み方式に於いても同様であり、防爆設備の構成には水蒸気発生用ボイラ、ボイラ燃料供給装置、給水設備、排水・排蒸気処理設備及び集塵器等を必要とし、防爆設備の小型化を図り難いと云う難点がある。
【００１２】
また、防爆設備の運転初期には暖気時間を必要とするうえ、水蒸気発生用ボイラに於ける燃焼消費が多大となり、ランニングコストの引下げが図れないと云う問題がある。
【００１３】
更に、水蒸気雰囲気内で廃棄物を破砕するため、破砕機内で発生した投入水蒸気の凝縮水により、破砕機の内部や破砕機に接続されている各種の設備機器の内部が腐食されると云う問題がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従前のこの種廃棄物処理用破砕機の防爆設備に於ける上述の如き問題、即ち空気吸込方式の防爆設備では設備の小型化が困難なうえ、集塵装置が大型化すること、防爆性能の信頼性が低いこと等の問題を、また水蒸気吸込み方式の防爆設備では設備の小型化が困難なうえ、凝縮水による機器内部の腐食が生じ易いこと等の問題を解決せんとするものであり、廃棄物処理施設に付設した窒素発生装置からの窒素ガスを用いることにより、経済的に、しかも簡単且つ確実に破砕機の防爆性が確保できると共に、設備の大幅な小型化を可能とした窒素ガスを用いた廃棄物処理用破砕機の防爆方法を提供するものである。
【００１５】
【課題を解釈するための手段】
窒素ガスを防爆防止用に使用することは、例えば危険物タンクの上部空間内にＮ２ガスを充填する方法等により広く実用化されている。
しかし、廃棄物処理用破砕機等の分野に於いては、従前からＮ２ガスの漏洩量が多いためにランニングコストが高騰し、到底Ｎ２ガスを現実の使用に供することは不可能であると考えられていた。
【００１６】
しかし、前記の如く水蒸気方式の防爆では腐食の問題が避けられず、また空気吸込方式の防爆では安全性に問題があるため、これに代わる防爆方式の開発が急務になって来ていると云う現実がある。
そこで、本願発明者等は、従前からランニングコストの点で使用が不可能であると考えられていた窒素ガスの使用を想到し、窒素の使用が現実にランニングコストの点から不可能か否かを検証すると共に、防爆性能や窒素の消費量、消費量を削減するための方策等に関する各種の試験を破砕機の実稼動プラントを用いて実施した。
【００１７】
本願発明は上記各試験の結果を基にして創作されたものであり、請求項１の発明は、上部に間隔を置いて廃棄物が通過可能なシール装置７を備えた廃棄物供給コンベア２を通して破砕機本体１ａの上方へ廃棄物を供給すると共に、所望の寸法に破砕した廃棄物を、基論部に間隔を置いて少なくとも２基の破砕された廃棄物が通過可能なシール装置９、１０を備えた搬出コンベア４により外部へ搬出するようにした廃棄物処理用破砕機に於いて、破砕機本体１ａ内へ窒素ガス供給装置５から酸素濃度制御器１６ａ、１６ｂを通して窒素ガスを吹き込むと共に、破砕機本体１ａに設けた酸素濃度検出器１５ａ、１５ｂにより、破砕機本体１ａ内の酸素濃度を検出し、前記酸素濃度検出器１５ａ、１５ｂの検出信号により制御装置６及び前記酸素濃度制御器１６ａ、１６ｂを介して破砕機本体１ａ内へ供給する窒素ガス量を調整し、破砕機本体１ａ内の酸素濃度を８〜１１％の濃度値に保持するようにしたことを発明の基本構成とするものである。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１の発明に於いて、廃棄物供給コンベア２のシール装置７に排気フード部２ｂを、また搬出コンベア４のシール装置９、１０に排気フード部４ｂを設けると共に、各フード部２ｂ、４ｂに酸素濃度検出器１５ｃ、１５ｄを設け、更に、各フード部２ｂ、４ｂ内のガスを排出する誘引排風機１２の吸引側に酸素濃度制御器１６ｃ・ｄを介設し、前記酸素濃度検出器１５ｃ、１５ｄにより検出したフード部２ｂ、４ｂの酸素濃度からフード部排ガスＧの窒素ガス濃度を求め、当該窒素ガス濃度が所定値を越えると制御装置６及び酸素濃度制御器１６ｃ・ｄを介して誘引排風機１２からの排出ガスＧを排出させるようにしたものである。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１の発明に於いて、廃棄物破砕機本体１ａの上方部と下方部とを窒素ガス循環ラインによりバイパス状に連通させると共に当該循環ラインに循環送風機１３を介設し、循環送風機１３により廃棄物破砕機本体１ａの内部に下方より上方へ向う循環ガス流を起生させるようにしたものである。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項１の発明に於いて廃棄物破砕機本体１ａの酸素濃度検出器１５ａ、１５ｂの酸素濃度検出値が所定値を越えた場合に廃棄物破砕機１への廃棄物の供給を停止するようにしたものである。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項１の発明に於いて、廃棄物破砕機本体１ａに可燃性ガス検出器１７を設け、当該可燃性ガス検出器１７による検出値が設定値を越えた場合に廃棄物破砕機１への廃棄物の供給を停止するようにしたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明を実施した廃棄物処理用破砕機Ａの全体系統図であり、図１に於いて、１は回転式破砕機、１ａは破砕機本体、２は廃棄物供給コンベア、２ａは供給コンベア駆動用モータ、３は排出コンベア、４は搬出コンベア、５は窒素ガス供給装置、６は制御装置、７・９・１０はシール装置、１２は誘引排風機、１３は循環送風機、１４ａ〜１４ｄは窒素ガス吸込ノズル、１５ａ〜１５ｄは酸素濃度検出器、１６ａ、１６ｂは酸素濃度制御器、１６ｃ・ｄは酸素濃度制御器、１７は可燃性ガス検出器、Ｎは窒素ガス供給ライン、Ｏは検出信号ライン、Ｃは制御信号ライン、Ｌは窒素ガス循環ライン、Ｖは排気ラインである。
【００２３】
前記回転式破砕機１は所謂ハンマー型若しくは回転刃型の破砕機であり、破砕機本体１ａの上方開口により本体内へ搬入された廃棄物を破砕し、所定の寸法以下の大きさの破砕片を形成する。
また、廃棄物供給コンベア２の先端部及び搬出コンベア４の基端部には、夫々排気フード部２ｂ・４ｂが設けられており、破砕機本体１ａ内から漏洩して来た空気や窒素の混合ガス（排ガスＧ）がここに集められ、外部へ排出されて行く。更に、廃棄物供給コンベア２の先端部及び排出コンベア４の基端部の前記排気フード部２ｂの下流側及び排気フード部４ｂの上流側には、所謂ゴム板や薄金属板等から成る廃棄物が通過可能なノレン状のシール装置７、９、１０が夫々一定の間隔を置いて設けられており、破砕機本体１ａの内部空間を外気との間の気密性を可能な限り保持するように構成されている。
【００２４】
前記窒素ガス供給装置５は、破砕機本体１ａ内へ所定量の窒素ガスを供給するものであり、液化窒素ガス供給装置であっても、或いは空気分離型の窒素ガス発生装置であってもよく、本実施形態に於いては空気中のＯ２を吸着剤により吸着分離してＮ２を得るようにした構造の窒素ガス発生装置が使用されている。
【００２５】
窒素ガス吸込ノズル１４ａ〜１４ｄは破砕機本体１ａの上方部及び下方部に夫々適宜に分散設置されており、本実施形態に於いては、２系統の窒素ガス供給ラインＮを通して各窒素ガス吸込ノズル１４ａ〜１４ｄへ窒素ガスを供給している。
【００２６】
尚、各窒素ガス供給ラインＮには酸素濃度制御器１６ａ、１６ｂが介設されており、後述するように制御装置６からの制御信号により制御弁の開度を調整することにより、窒素ガス供給量即ち破砕機本体１ａ内のＯ２濃度が調整される。
【００２７】
前記酸素濃度検出器１５ａ〜１５ｄは破砕機本体１ａの上方及び下方部に各１個、並びに廃棄物供給コンベア２の排気フード部２ｂの近傍と搬出コンベア４の排気フード部４ｂの近傍に各１個ずつ設けられており、前者の２個の酸素濃度検出器１５ａ、１５ｂは文字通り破砕機本体１ａ内のＯ２濃度を夫々検出するものである。
【００２８】
これに対して、後者の２個の酸素濃度検出器１５ｃ、１５ｄは、各排気フード部２ｂ、４ｂ内のＯ２濃度からＮ２濃度を求め、この部分のＮ２濃度が高い場合には誘引排風機１２の運転を制御することにより、排出される窒素ガス量（損失量）を減少させるためのものである。
【００２９】
前記誘引排風機１２は、破砕機本体１ａ内から排出される空気や窒素やその他のばい塵等から成る排ガスＧを外部（例えば排ガス処理装置）へ排出するものであり、その排出量は酸素濃度制御器１６ｃ・ｄの制御弁により調整される。
【００３０】
また、前記循環送風機１３は、破砕機本体１ａの内部下方の雰囲気を上方へ送り、これを循環ラインＬを通して強制循環させるものであり、当該循環送風機１３と循環ラインＬとから成るＮ２循環装置を設けることにより、破砕機本体１ａ内部のＮ２濃度が均一に保持されることになる。
【００３１】
前記制御装置６は、本発明に依る破砕機防出量設備の全体を制御するものであり、各酸素濃度検出器１５ａ〜１５ｄからＯ２濃度検出信号が入力されると共に、各酸素濃度制御器１６ａ、１６ｂ及び酸素濃度制御器１６ｃ・ｄ、誘引排風機１２、循環送風機１３、供給コンベア駆動用モータ２ａ及び窒素ガス供給装置５へ夫々制御信号を発信する。
同様に、制御装置６へは、可燃性ガス濃度検出器１７から、検出信号が入力される。
【００３２】
次に、本発明に依る廃棄物用破砕機の防爆方法を図１に基づいて説明する。
廃棄物供給コンベア２により搬入されて来た廃棄物はシール装置７を経て、破砕機本体１ａの上方より搬入され、回転ハンマ（又は回転刃・図示省略）により適宣な大きさに破砕されたあと、下方より排出コンベア３上へ排出され、排出コンベア４へ引き継がれ、シール装置９、１０を通して外部へ搬出されて不燃物や有価物（金属類）が適宜に選別回収される。
【００３３】
一方、破砕機本体１ａ内へは、窒素ガス吸込ノズル１４ａ〜１４ｄを通して窒素ガス供給装置５から所定量の窒素ガスが連続若しくは間欠的に供給されており、これにより破砕機本体１ａ内の酸素濃度は、爆発限界外（酸素濃度８〜１１％）の値に保持されている。
【００３４】
また、破砕機本体１ａ内部のガス（Ｇ）は、破砕機回転刃等の回転によりある程度下方から上方へ向けて循環しているが、循環送風機１３の運転により、破砕機本体１ａ内には上方へ向うガスＧの流れが形成されており、これによって本体１ａ内各部の窒素ガス濃度が極めて均一な濃度に保持されることになる。
【００３５】
また、シール装置８及びシール装置７や、シール装置９・１０及びシール装置１０を通して排気フード部２ｂ、４ｂへ流入した空気や窒素の混合ガス（排ガス）Ｇは、誘引排風機１２により外部へ排出されて行く。
【００３６】
前記、破砕機本体１ａ内の酸素濃度は、各酸素濃度検出器１５ａ、１５ｂの検出信号により制御装置６を介して、酸素濃度制御器１６ａ、１６ｂの制御弁開度を調整してＮ２ガスの供給量を増減させることにより、前記約８〜１１％のＯ２濃度値となるように調整されている。
【００３７】
また、各シール部２ｂ、４ｂ内の酸素濃度は、酸素濃度検出器１５ｃ、１５ｄにより検出されており、当該部分の酸素濃度が設定値よりも減少（即ち、当該部分の窒素濃度が増加）した場合には、誘引排風機１２及び酸素濃度制御器１６ｃ・ｄの制御弁を調整し、排ガスＧの排出量を増加させる。これにより、排気フード部２ｂの上流側及び排気フード部４ｂの下流側への窒素ガスの漏洩を防止して安全を図る。
尚、万一酸素濃度検出器１５ａ、１５ｂや可燃性ガス濃度検出器１７の検出値が設定値を越えた場合には、破砕機本体１ａへの廃棄物の供給が自動的に停止されることは勿論である。
【００３８】
【発明の効果】
本願発明に於いては、窒素ガスを廃棄物処理用破砕機の本体内へ供給し、本体内部の酸素濃度を８〜１１％に保持する構成としているため、従前の空気吸込方式の場合に比較して破砕機の安全性が大幅に向上する。また、水蒸気吸込の場合の如き腐食の問題は一切発生せず、排気フード部２ｂ、４ｂ等からの蒸気の噴出の問題も全く起こらない。
【００３９】
更に、本発明に於いては、循環送風機１３と窒素ガス循環ラインＬから成る循環装置により、破砕機本体１ａの内部ガスを強制循環させるようにしているため、破砕機本体１ａ内の酸素濃度が均一化され、破砕機の防爆性能が大幅に向上する。
そのうえ、各排気フード部２ｂ、４ｂ内の窒素濃度に応じて誘引排風機１２によるガスＧの排出量を制御するようにしているため、外部へ排出される窒素ガスの損失量が大幅に減少することになる。
本発明は上述の通り、優れた実用的効用を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した廃棄物処理用破砕機の全体系統図である。
【符号の説明】
Ａ 廃棄物処理用破砕機
Ｇ 排ガス（空気＋窒素等）
１ 回転式破砕機
１ａ 破砕機本体
２ 廃棄物供給コンベア
２ａ 供給コンベア駆動用モータ
２ｂ 排気フード部
３ 排出コンベア
４ 搬出コンベア
４ｂ 排気フード部
５ 窒素ガス供給装置
６ 制御装置
７ シール装置
９ シール装置
１０ シール装置
１２ 誘引排風機
１３ 循環送風機
１４ａ〜１４ｄ 窒素ガス吸込ノズル
１５ａ〜１５ｄ 酸素濃度検出器
１６ａ〜１６ｂ 酸素濃度制御器
１６ｃ・ｄ 酸素濃度制御器
１７ 可燃性ガス検出器
Ｎ 窒素ガス供給ライン
Ｏ 検出信号ライン
Ｃ 制御信号ライン
Ｌ 窒素ガス循環ライン
Ｖ 排気ライン
Claims (5)
- 上部に間隔を置いて廃棄物が通過可能な少なくとも２基のシール装置を備えた廃棄物供給コンベアを通して破砕機本体の上方へ廃棄物を供給すると共に、所望の寸法に破砕した廃棄物を、基論部に間隔を置いて少なくとも２基の破砕された廃棄物が通過可能なシール装置を備えた搬出コンベアにより外部へ搬出するようにした廃棄物処理用破砕機に於いて、破砕機本体内へ窒素ガス供給装置から酸素濃度制御器を通して窒素ガスを吹き込むと共に、破砕機本体に設けた酸素濃度検出器により破砕機本体内の酸素濃度を検出し、前記酸素濃度検出器の検出信号により制御装置及び前記酸素濃度制御器を介して破砕機本体内へ供給する窒素ガス量を調整し、破砕機本体内の酸素濃度を８〜１１％の濃度値に保持するようにしたことを特徴とする窒素ガスを用いた廃棄物処理用破砕機の防爆方法。
- 廃棄物供給コンベアのシール装置の間に排気フード部を、また搬出コンベアのシール装置の間に排気フード部を設けると共に、各フード部に酸素濃度検出器を設け、更に各フード部内のガスを排出する誘引排風機の吸引側に酸素濃度制御器を介設し、前記酸素濃度検出器により検出したフード部の酸素濃度からフード部排ガスの窒素ガス濃度を求め、当該窒素ガス濃度が所定値を越えると制御装置及び酸素濃度制御器を介して誘引排風機からの排出ガスの排出量を減少させるようにした請求項１に記載の窒素ガスを用いた廃棄物処理用破砕機の防爆方法。
- 廃棄物破砕機本体の上方部と下方部とを窒素ガス循環ラインによりバイパス状に連通させると共に当該循環ラインに循環送風機を介設し、循環送風機により廃棄物破砕機本体の内部に下方より上方へ向う循環ガス流を起生させるようにした請求項１に記載の廃棄物処理用破砕機の防爆方法。
- 廃棄物破砕機本体の酸素濃度検出器の酸素濃度検出値が設定値を越えた場合に廃棄物破砕機への廃棄物の供給を停止するようにした請求項１に記載の廃棄物処理用破砕機の防爆方法。
- 廃棄物破砕機本体に可燃性ガス検出器を設け、当該可燃性ガス検出器による検出値が設定値を越えた場合に廃棄物破砕機への廃棄物の供給を停止するようにした請求項１に記載の廃棄物処理用破砕機の防爆方法。
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