JP2005096809A - 原料供給装置のブリッジ検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ブリッジの発生の検出及びブリッジの解消を迅速に行うとともに、エネルギの浪費を防止する。
【解決手段】ホッパ１内における原料の下限レベルを示す信号が得られないと同時に、スクリューコンベア２のモータ２ａが無負荷状態であることを示す信号又は計量器１３の計測値が所定値以下であることを示す信号が得られたことにより、ブリッジの発生を検知し、回転解砕手段を作動させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、原料供給装置のブリッジ検知方法に関するものである。

有機・無機物質、含水物質、ゴム系等のプラスチックス等を原料とし、これを熱分解することにより、炭化減容化の加工処理が行われている。この際、原料は破砕などの手段により加工されて一時的にホッパに貯留され、その下部から排出され、次工程の熱分解炉に搬送、投入されて加工される。このホッパ内に原料を貯留した場合において、原料は上部からの自重による圧力やホッパの形状等に起因してブリッジ現象を惹起し、原料が適切に排出搬送されない状況に至る場合があり、後工程において熱分解処理が適切に行われない場合が生じた。

即ち、図４において、１は粉体等の原料を一時的に貯留するホッパであり、ホッパ１の下部には原料を次工程に排出搬送する搬送手段としてのスクリューコンベア２が設けられている。そして、ホッパ１の排出口付近においては、ホッパ１の内面に原料が付着固化してブリッジ３を形成することがある。

ブリッジ３の発生要因は複雑であり、個々の貯留物に応じて対応するのが一般的であるが、発生要因としては貯留物の性状（形状、含水率、嵩比重、粘性の有無等）、貯留量（ホッパ１の高さなど最下部のスクリューコンベア２に作用する荷重）、ホッパ１における貯留物をスクリューコンベア２に導く漏斗部１ａの安息角Ａの大きさ（大きい程ブリッジ３が発生しないとされている。）や漏斗部１ａの内壁面の抵抗等が考えられる。ブリッジ３が発生したら、スクリューコンベア２の直上部か否か等の発生部位の確認を行い、漏斗部１ａにおけるブリッジ３の形成部分の壁面対向寸法Ｌの変更等を考慮することになる。

ホッパ１内の原料のブリッジ防止・解消手段としては、種々の技術が提案されており、大別すると、振動を付与するものとしては、特許文献１〜３があり、攪拌するものとしては、特許文献４〜１０がある。又、流体噴射によるものとしては、特許文献１１，１２があり、攪拌棒によるものとしては、特許文献１３がある。一方、ホッパ内の原料の上面レベルを検知する技術として、特許文献１４等が知られている。

図５はホッパ１内の原料の上面レベルを検知する技術の説明図であり、ホッパ１の上部には例えば超音波による原料レベルセンサ６が設けられ、原料レベルセンサ６からホッパ１内の原料４の上面４ａに向かって垂直下方に超音波が出射され、原料４の上面４ａで垂直に反射した反射波を受けてホッパ１内の原料４の上面４ａのレベルを検知する。ホッパ１内で原料４がブリッジを起こした場合には、空洞５が生じ、原料４の搬出が行われなくなり、スクリューコンベア２の駆動モータの負荷電流値は無負荷状態となった。又、ホッパ１の下部から排出搬送された原料４の重量を計測する計量器は所定値以下の計測を繰り返し、システムは原料なしと判断して停止モードに移行した。さらに、原料レベルセンサ６は下限レベルを示さなくなった。
特開２００３−０６３５９０号公報 特開２００２−３０８４４５号公報 特開平０９−２８６４８７号公報 特開２００３−０４８６２８号公報 特開２００２−１３７８３１号公報 特開２００１−２６１１６４号公報 特開２００１−２１３５２６号公報 特開２０００−０５１８９５号公報 特開平０９−２１６６８９号公報 特開平０９−２１６６８８号公報 特開２００１−１８０７８９号公報 特開平０５−０７７８８４号公報 特開平０９−２５３４７６号公報 特開平１０−１８５１４７号公報

上記した従来技術においては、ブリッジの防止・解消手段とホッパ１内の原料４の上面レベルの検知手段とは実現されているが、この両者の有機的な結合が行われていなかった。即ち、振動、攪拌、流体噴射等のブリッジ防止・解消手段を備えた場合には、常時該手段を駆動することによりブリッジの防止・解消を図っており、ブリッジの有無に関係なく該手段を駆動するので、エネルギの浪費を生じた。一方、ホッパ内の原料の上面レベルの検知手段はホッパ内の原料の有無を計測するが、ブリッジ現象との関連性については全く認識されていなかった。

この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、ホッパ内におけるブリッジの発生を迅速に検知することができるとともに、ブリッジの解消も迅速に行うことができ、かつエネルギの負担を軽減することができる原料供給装置のブリッジ検知方法を得ることを目的とする。

そこで、発明者は、まずブリッジの発生を検知し、これに基づいてブリッジ解消手段を駆動することとした。又、ブリッジの検知は、ホッパ内の原料の上面レベルを検知し、原料の下限レベルを示す信号が得られないと同時に、ホッパの下部からの原料の排出搬送が適切に行われていないことを示す信号、即ち原料の搬送手段の駆動源が無負荷状態であることを示す信号あるいは排出搬送される原料の重量を計測する計量器の計測値が所定値以下であることを示す信号が得られたことにより行い、ブリッジ解消手段を作動させるようにした。

この発明の請求項１に係る原料供給装置のブリッジ検知方法は、原料を一時貯留し、この原料を下部から排出するホッパと、ホッパから排出された原料を次工程に搬送する搬送手段と、ホッパの上部に設けられ、ホッパ内の原料の上面レベルを計測し、原料の上面レベルが設定した所定位置まで上昇又は下降した際に原料の上限レベル又は下限レベルを示す検知信号を発生する原料レベルセンサとを備えた原料供給装置のブリッジ検知方法において、原料の下限レベルを示す信号が得られないと同時に、ホッパの下部からの原料の排出搬送が適切に行われていないことを示す信号が得られたことにより、ホッパ内にブリッジ現象が生じていると判断し、ブリッジ解消手段を作動させるものである。

適用システムは、一時貯留した原料を次工程に搬送する系である。

請求項２に係る原料供給装置のブリッジ検知方法は、原料レベルセンサが、マイクロ波、レーザ、超音波の何れか又はその複合したものを垂直下方に出射し、原料上面で垂直に反射した反射波を受けて処理してレベル計測するものである。

原料レベルセンサからはマイクロ波、レーザ、超音波のいずれか又はこれらを複合したものを出射する。

請求項３に係る原料供給装置のブリッジ検知方法は、原料が、乾燥固形物又は含水固形物であるものである。

原料は、乾燥固形物でも含水固形物でもよい。より具体的には、各種有機性廃棄物を破砕したもの、土壌、土砂、加熱加工した乾物、炭化物、灰化物、各種成分の粉体等である。

請求項４に係る原料供給装置のブリッジ検知方法は、原料の排出搬送が適切に行われていないことを示す信号が、搬送手段の駆動源が無負荷状態であることを示す信号であるものである。

請求項５に係る原料供給装置のブリッジ検知方法は、原料の排出搬送が適切に行われていないことを示す信号が、排出搬送された原料の重量を計測する計量器の計測値が所定値以下であることを示す信号であるものである。

請求項６に係る原料供給装置のブリッジ検知方法は、ブリッジ解消手段が、ホッパ内のブリッジ発生部近傍に設けられ、回転してブリッジを解砕する回転解砕手段であるものである。

請求項７に係る原料供給装置のブリッジ検知方法は、ブリッジ解消手段が、ホッパ上部から垂下され、棒によりブリッジを解砕する解砕棒手段であるものである。

以上のようにこの発明によれば、原料の下限レベルを示す信号が得られないと同時に、ホッパの下部からの原料の排出搬送が適切に行われていないことを示す信号が得られたことにより、ブリッジの発生を検知し、ブリッジ解消手段を作動させるようにしており、ブリッジ発生の検出及びブリッジの解消を迅速に行うことができる。又、ブリッジ解消手段はブリッジが発生したときのみ作動させるので、エネルギの浪費を防止することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面とともに説明する。図１はこの発明の実施最良形態による廃棄物処理施設の概略構成図を示し、当該施設は原料供給手段７と、加熱処理炉８と、乾留ガス燃焼炉９と、熱交換器及びバグフィルタ１０とからなる。

原料供給手段７においては、系外から導入した原料を破砕機１１により破砕処理し、破砕処理した原料をパイプコンベア１２によりホッパ１まで搬送する。ホッパ１は搬送された原料４を一時貯留し、下部から排出する。ホッパ１の下部から排出された原料はスクリューコンベア２により計量器１３に搬送される。スクリューコンベア２はモータ２ａにより駆動され、原料４を計量器１３まで搬送する。計量器１３はロードセル１３ａを有するとともに、上下に開閉ダンパ１３ｂ，１３ｃを有し、原料４の一定量を計測する。この一定量はパイプコンベア１４により加熱処理炉８まで搬送れる。

加熱処理炉８は例えば周知のロータリキルン方式の加熱処理炉により形成され、原料供給手段７から供給された原料４を導入して低酸素雰囲気で加熱処理する。加熱手段としては、回転円筒体の外周に設けた加熱ジャケット内に熱風ガス発生炉８ａで発生させた熱風を送入し、回転円筒体内の原料４を乾留処理（蒸し焼き、熱分解）する。乾留処理された被処理物は加工品（乾物、炭化品）として排出口から排出される。また、加熱ジャケットから排出された熱風ガスは熱交換器及びバグフィルタ１０に供給されるが、一部のガスは必要に応じて図示省略した残渣の乾燥手段等へ供給される。

一方、乾留処理中に発生した乾留ガスは、乾留ガス燃焼炉９に導入される。ここでは、所定の条件（例えば、８５０℃、２秒以上）の下で燃焼され、乾留ガスに含まれるタール分等の可燃成分と残存する有害成分とが除去される。この処理ガスは、塩化水素、硫黄酸化物やダイオキシン類も抑制されており、各種目的に供することができる。この実施最良形態では、当該ガスは、熱交換器及びバグフィルタ１０において熱交換器によりバグフィルタの使用温度まで冷却された後、バグフィルタにより清浄化され、系外に排出される。

加熱処理炉８における加熱処理は、既知の、乾燥処理、熱分解処理、薬剤処理若しくは減容処理のいずれかまたはこれらを組み合わせた機能を備え、原料の組成に応じて適宜に処理工程が設定される。

図２は原料レベルセンサ６による原料４の上面４ａのレベル計測の説明図であり、原料レベルセンサ６はマイクロ波、レーザ、超音波の何れか又はその複合したものを垂直下方に出射し、原料４の上面４ａで垂直に反射した反射波を受けて処理して上面４ａのレベル計測をする。そして、原料レベルセンサ６は原料４の上面４ａの上限レベルＢ及び下限レベルＣを検知し、検知信号を発生する。上限レベルＢは、原料４の上面４ａがこの位置まで上昇した場合、ホッパ１内が原料４で充満された状態と判断し、破砕機１１及びパイプコンベア１２を停止させ、ホッパ１内への原料４の供給を停止させる。又、下限レベルＣは、原料４の上面４ａがこの位置まで下降した場合、次工程の加熱処理炉８に供給する原料４が無いと判断し、作業終了と判断してシステムを自動的に停止する制御に入る。

ホッパ１内でブリッジが発生した場合、ホッパ１内の下部においては空洞５を発生し、原料レベルセンサ６は原料４の上面４ａの下限レベルＣを検知しなくなる。又、ホッパ１内から原料４の排出搬送が行われなくなり、スクリューコンベア２の駆動源であるモータ２ａの電流は無負荷電流となるとともに、計量器１３の計測値は設定値以下となる。

従って、例えば、計量器１３の計測において、設定値が２ｋｇ／回の場合に、０〜０．５ｋｇ／回の計測値が複数回（例えば５〜１０回）継続した場合には、ホッパ１の下部からの原料の排出搬送が適切に行われていないことになり、ホッパ１内でブリッジを生じたのかあるいは原料が無くなったのかの何れかということになる。このため、同時に原料４の下限レベルＣの信号が得られた場合には原料４が無くなったことになり、下限レベルＣの信号が得られなかった場合にはブリッジを生じたことになる。ブリッジが発生したと判断した場合には、監視画面にブリッジ発生の警報信号を表示し、あるいはランプ表示やブザーなどによりオペレータにブリッジ発生を伝達する。これに応じて、オペレータはブリッジ解消手段を作動させてブリッジの解砕を行い、小規模施設の場合には、ホッパ１の上部の安全な開口部から作業員によりブリッジ解砕作業を行う。

なお、ホッパ１の下部からの原料４の排出搬送が適切に行われていないことを示す信号として、計量器１３の計測値が所定値以下であることを示す信号を用いたが、スクリューコンベア２のモータ２ａの負荷電流が無負荷状態であることを示す信号を用いてもよい。

図３（ａ），（ｂ）はブリッジ解消手段である回転解砕手段１５の正面図及び配置図を示し、回転解砕手段１５は攪拌棒１５ａと、攪拌棒１５ａの周囲に傾斜して取り付けられた円板であって、隣接間で傾斜方向が異なる傾斜円板１５ｂと、攪拌棒１５ａの一端に取り付けられたモータ１５ｃとからなり、ホッパ１のブリッジ発生箇所である漏斗部１ａの対向する内壁に近接して一対設けられる。そして、モータ１５ｃにより攪拌棒１５ａを回転させ、傾斜円板１５ｂにより生成されたブリッジを解砕する。なお、回転解砕手段１５は少なくとも一方だけ設ければよい。ブリッジは、一端の形成が阻止できれば形成されないからである。又、ブリッジ解消手段としては、ホッパ１の上部から垂下され、棒によりブリッジを解砕する解砕棒手段を用いてもよく、その他前掲した各特許文献１〜１４に示されたものを用いてもよい。

上記した実施最良形態においては、ホッパ１内の原料４の下限レベルを示す信号が得られないと同時に、ホッパ１の下部からの原料４の排出搬送が適切に行われていないことを示す信号が得られたことにより、ホッパ１内でブリッジが発生したことを検出し、ブリッジ解消手段を作動させるようにしており、ブリッジの発生の検知及び解消を迅速に行うことができるとともに、ブリッジ解消手段はブリッジが発生したときのみ作動させればよいので、エネルギの浪費を防止することができる。

この発明の実施最良形態による廃棄物処理施設の概略構成図である。 実施最良形態による原料レベルセンサのレベル計測の説明図である。 実施最良形態による回転解砕手段の正面図及び配置図である。 ホッパ内におけるブリッジ発生の説明図である。 従来の原料レベルセンサによるレベル計測の説明図である。

符号の説明

１…ホッパ
２…スクリューコンベア
２ａ…モータ
３…ブリッジ
４…原料
４ａ…上面
６…原料レベルセンサ
７…原料供給手段
１３…計量器
１５…回転解砕手段

Claims (7)

1. 原料を一時貯留し、この原料を下部から排出するホッパと、ホッパから排出された原料を次工程に搬送する搬送手段と、ホッパの上部に設けられ、ホッパ内の原料の上面レベルを計測し、原料の上面レベルが設定した所定位置まで上昇又は下降した際に原料の上限レベル又は下限レベルを示す検知信号を発生する原料レベルセンサとを備えた原料供給装置のブリッジ検知方法において、原料の下限レベルを示す信号が得られないと同時に、ホッパの下部からの原料の排出搬送が適切に行われていないことを示す信号が得られたことにより、ホッパ内にブリッジ現象が生じていると判断し、ブリッジ解消手段を作動させることを特徴とする原料供給装置のブリッジ検知方法。
2. 原料レベルセンサは、マイクロ波、レーザ、超音波の何れか又はその複合したものを垂直下方に出射し、原料上面で垂直に反射した反射波を受けて処理してレベル計測することを特徴とする請求項１記載の原料供給装置のブリッジ検知方法。
3. 原料は、乾燥固形物又は含水固形物であることを特徴とする請求項１又は２記載の原料供給装置のブリッジ検知方法。
4. 原料の排出搬送が適切に行われていないことを示す信号は、搬送手段の駆動源が無負荷状態であることを示す信号であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の原料供給装置のブリッジ検知方法。
5. 原料の排出搬送が適切に行われていないことを示す信号は、排出搬送された原料の重量を計測する計量器の計測値が所定値以下であることを示す信号であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の原料供給装置のブリッジ検知方法。
6. ブリッジ解消手段は、ホッパ内のブリッジ発生部近傍に設けられ、回転してブリッジを解砕する回転解砕手段であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の原料供給装置のブリッジ検知方法。
7. ブリッジ解消手段は、ホッパ上部から垂下され、棒によりブリッジを解砕する解砕棒手段であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の原料供給装置のブリッジ検知方法。

Images