JP2007070076A - 定量供給装置及び定量供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被供給物を好適に供給できる定量供給装置及び定量供給方法を提供する。
【解決手段】被供給物を貯留するホッパー２と，ホッパー２の下部から送出された被供給物を横向きの搬送方向Ｄに向かって搬送する搬送機構３とを備える定量供給装置１において，ホッパー２に下方に向かうほど開口断面積が小さくなる縮小部２３を設けた。縮小部２３の下端部には，ホッパー２から被供給物を送出させる送出口２５を設け，搬送方向Ｄに対して縮小部２３の下端部の前側には，縮小部２３の下端部と搬送機構３との間に隙間２６を設けた。さらに，隙間２６に向かって前進及び隙間２６から後退するプッシャー３０を備え，プッシャー３０を進退移動させる駆動機構３１を備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は，定量供給装置及び定量供給方法に関する。

例えば都市ごみ，産業廃棄物等の廃棄物を焼却する焼却設備などでは，廃棄物を細粒状に破砕した後，焼却炉に投入して燃焼させている。その際，廃棄物の焼却炉への投入は，炉内の燃焼状態を安定させるため，単位時間当たりの投入量が一定になるように，即ち，定量的になるようにしている。

従来，細粒状のものを定量的に供給する装置として，ホッパーとベルトコンベアを備えた構成のものが知られている（例えば，特許文献１参照）。かかる定量供給装置は，ホッパーの下部に送出口が設けられ，該送出口の下方にベルトコンベア等の搬送機構が配置された構成となっている。被供給物はホッパー内に貯留され，送出口から排出されてベルトコンベア上に載せられ，ベルトコンベアの周動によって横向きに搬送される構成となっている。

特開平９−２４０８４２号公報

しかしながら，従来の定量供給装置にあっては，ホッパーに貯留されている被供給物が，ベルトコンベアの周動に伴って横方向に移動させられ，ホッパーの前部に密集しやすかった。その結果，ホッパー内で被供給物が滞留したり，ブリッジなどの棚吊り現象が引き起こされたりして，被供給物の送出が妨げられ，定量供給が不可能になる問題があった。このような問題に鑑み，例えば特許文献１では，剪断刃物をベルトコンベアに近接させて設ける構成が提案されているが，例えば被供給物の嵩密度が低い場合，流動性が高い場合など，被供給物の性状によっては，廃棄物の挙動を制御することが難しく，定量供給を行うことが難しかった。

本発明は，かかる問題に鑑みてなされたものであり，被供給物を好適に供給できる定量供給装置及び定量供給方法を提供することにある。

上記課題を解決するため，本発明によれば，被供給物を貯留するホッパーと，前記ホッパーの下部から送出された被供給物を横向きの搬送方向に向かって搬送する搬送機構とを備える定量供給装置であって，前記ホッパーに，下方に向かうほど開口断面積が小さくなる縮小部が設けられ，前記縮小部の下端部に，前記ホッパーから被供給物を送出させる送出口が設けられ，前記搬送方向に対して前記縮小部の下端部の前側には，前記縮小部の下端部と前記搬送機構との間に隙間が設けられ，前記隙間に向かって前進及び前記隙間から後退するプッシャーが備えられ，前記プッシャーを進退移動させる駆動機構が備えられていることを特徴とする，定量供給装置が提供される。

前記プッシャーは略直棒状をなし，前記プッシャーの長さ方向に沿って進退移動するとしても良い。前記プッシャーは，前記送出口側に向かうに従い下方に向かう傾斜した方向に沿って進退移動するとしても良い。

前記ホッパーは，ホッパー本体と，前記ホッパー本体の内部に設けられた邪魔板とを備え，前記邪魔板は，前記搬送方向において前記ホッパー本体の前側から前記ホッパーの内側に向かうに従い下方に向かう方向に傾斜させられ，前記縮小部は，前記ホッパー本体と前記邪魔板とによって形成されているとしても良い。前記搬送機構はベルトコンベアであっても良い。

また，本発明によれば，被供給物をホッパーに貯留し，前記ホッパーの下部から送出される被供給物を，前記ホッパーの下方に設けられた搬送機構によって，横向きの搬送方向に向かって搬送して供給する方法であって，前記ホッパーの内部に設けられた，下方に向かうほど開口断面積が小さくなる縮小部によって，前記被供給物の流路を制限し，前記縮小部の下端部に設けられた送出口から送出される被供給物を，前記縮小部の下端部と前記搬送機構との間に設けられた隙間を介して送出させ，前記被供給物の搬送を行いながら，プッシャーを前記隙間に向かって前進及び前記隙間から後退させることを特徴とする，定量供給方法が提供される。

即ち本発明は，定量供給装置及び定量供給方法に関するものであり，ホッパーの内部に邪魔板や縮小部を設けるとともに，ホッパーから送出される被供給物をプッシャーによってほぐしたり押し戻したりすることで，ホッパーの棚吊りや詰まりを防止するものである。

本発明によれば，縮小部を設けたことにより，ホッパー内の廃棄物が送出口へ円滑に下降させられる。縮小部の下端部と搬送機構との間の隙間付近に密集しやすい廃棄物を，プッシャーによってほぐしたり押し戻したりすることができる。これにより，廃棄物の滞留，棚吊り現象，詰まり等を防止でき，廃棄物の定量供給を好適に行うことができる。

以下，本発明の好ましい実施形態を説明する。図１に示すように，本発明にかかる定量供給装置１は，被供給物としての廃棄物を貯留するホッパー２と，ホッパー２の下部から被供給物を受け取って横向き（図１においては左方から右方に向かう方向）の搬送方向Ｄに向かって搬送する搬送機構としてのベルトコンベア３とを備えている。ホッパー２の下部及びベルトコンベア３は，筐体４によって囲まれている。

廃棄物は，例えば都市ごみ，産業廃棄物等の廃棄物を破砕機等によって予め所定の粒径以下の細粒状に破砕したものである。廃棄物の一例としては，廃棄自動車からリサイクル備品を取り除いた残りの廃棄物を粉砕したシュレッダーダスト（ＡＳＲ：Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｓｈｒｅｄｄｅｒ Ｒｅｓｉｄｕｅ）が挙げられる。廃棄物の成分は多様であり，例えばＡＳＲの場合は，鉄鋼，銅等の各種金属類や，ウレタン，ゴム，ガラス等の異なる複数種類の物質が混在した状態になっている。

図１及び図２に示すように，ホッパー２は，略四角筒状のホッパー本体１０と，ホッパー本体１０の内部に設けられた邪魔板１１とを備えている。また，ホッパー２の前側（廃棄物の搬送方向Ｄにおいて前側）下部には，後述するプッシャー３０を備えた押し出し機１３が設置されている。

ホッパー本体１０は，４つの側壁１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが縦向きに立設されるように備えられており，互いに対向する２つの側壁１０ａ，１０ｃが搬送方向Ｄに対して前方，後方にそれぞれ配置されている。ホッパー本体１０の上部には，ホッパー本体１０内に廃棄物を投入するための投入口２１が設けられている。ホッパー本体１０の下部には，略方形状の開口２２が設けられている。

邪魔板１１は，例えば略長方形の薄板状をなし，ホッパー本体１０の下部において，ホッパー本体１０の前側（搬送方向Ｄに対して前側）からホッパー本体１０の内側に向かうに従い，即ち搬送方向Ｄの逆方向に向かうに従い，下方に向かう方向に傾斜させられている。図示の例では，前側壁１０ａの内側面からホッパー本体１０の中心部側に向かうに従い下方に向かうように傾斜させられている。邪魔板１１の三つの辺部（搬送方向Ｄに対して前側，左側，右側の辺部）は，ホッパー本体１０の前側の側壁１０ａ，左側の側壁１０ｂ，右側の側壁１０ｄの各内側面に沿ってそれぞれ近接させられている。また，邪魔板１１の下辺部（搬送方向Ｄに対して後側の辺部）１１ａは，ホッパー本体１０の下部開口２２に近接させられている。こうして，邪魔板１１によってホッパー本体１０内の空間が２つに仕切られている。邪魔板１１の上方の空間のうち，ホッパー本体１０の側壁１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの下部と邪魔板１１とによって囲まれた空間は，上方から下方に向かうに従い開口断面積が次第に小さくなる縮小部２３となっている。さらに，この縮小部２３の下端部に位置する開口，即ち，側壁１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの各下縁部と邪魔板１１の下辺部１１ａとによって囲まれた略方形状の開口が，ホッパー２の内部から廃棄物を送出させるための送出口２５となっている。

縮小部２３の搬送方向Ｄに対して前側の下端部（即ち邪魔板１１の下辺部１１ａ）とベルトコンベア３（後述するベルト５３の上面）との間には，隙間２６が設けられている。ホッパー２の内部から送出口２５を介してベルトコンベア３上に載せられた被供給物は，この隙間２６を通過して前方に搬送されるようになっている。

押し出し機１３は，隙間２６に向かって前進及び隙間２６から後退するように進退移動するプッシャー３０と，プッシャー３０を進退移動させる駆動機構としてのシリンダ３１とを備えている。

プッシャー３０は，例えば略直棒状をなし，縮小部２３の外側において，縮小部２３の前方かつ下方に配置されている。即ち，ホッパー本体１０の内部において，邪魔板１１の下方に配置されている。また，プッシャー３０の長さ方向が搬送方向Ｄの逆方向に向かうに従い下方に向かうように，即ち，隙間２６の前方から隙間２６側に向かうに従い下方に向かうように，傾斜させて備えられている。

シリンダ３１は，側壁１０ａの外側に取り付けられている。プッシャー３０は，このシリンダ３１の駆動により伸縮するシリンダロッドと一体的に，プッシャー３０の長さ方向に沿って進退移動させられる。即ち，長さ方向である略直線方向の移動方向Ａに沿って，側壁１０ａ側に後退した位置Ｐ１（図１において実線）と，隙間２６側に前進した位置Ｐ２（図１において二点鎖線）との間で進退移動するようになっている。図示の例では，移動方向Ａと邪魔板１１の傾斜方向とは，互いに略平行になっている。さらに，移動方向Ａと搬送方向Ｄとは，平面視（図２参照）において略平行な方向になっている。また，後退位置Ｐ１に移動したとき，プッシャー３０の先端部は，邪魔板１１の下方に移動する。一方，前進位置Ｐ２に移動したとき，プッシャー３０先端部は，隙間２６に進入し，平面視において邪魔板１１の下辺部１１ａから搬送方向Ｄとは逆方向に向かって突出するようになっている。

ベルトコンベア３は，並列に配置された一対の回転軸５１，５２と，回転軸５１，５２に渡って巻回された無端状のベルト５３とを備えている。回転軸５１，５２は，ホッパー２の下方において送出口２５より後方と前方とにそれぞれ備えられており，左右方向（搬送方向Ｄと略直交する方向）に向けて，互いに略平行かつ同じ高さに配置されている。ベルト５３は，回転軸５１，５２の外周面に巻回されており，上面が略水平になるように保持されている。また，ベルト５３の上面が開口２２に対向するように設けられている。回転軸５１が図１において右回転させられると，ベルト５３は回転軸５２を回転させながら周動し，ベルト５３の上面が後方から前方に向かって，即ち搬送方向Ｄに沿って略水平方向に移動させられるようになっている。

また，ベルト５３の外面には，複数の羽根５５が設けられている。羽根５５は，ベルト５３の周動方向において所定間隔を空けて配置され，それぞれベルト５３の幅方向（左右方向）に向けて備えられている。そして，ベルト５３の周動に伴い，ベルト５３と一体的に，上面側において搬送方向Ｄに移動するようになっている。

上記のように構成された定量供給装置１にあっては，先ず廃棄物がホッパー２の投入口２１から投入される。ホッパー２の下部においては，廃棄物が送出口２５から落下してベルト５３の上面に載せられる。こうして，廃棄物がベルト５３上に堆積させられ，ホッパー２の内部に蓄積される。ホッパー２の内部に廃棄物が貯留されたら，ベルトコンベア３を駆動させ，廃棄物の搬送を開始させる。ベルトコンベア３の駆動により，ベルト５３の上面が所定の速度で搬送方向Ｄに移動させられると，ベルト５３上の廃棄物が羽根５５によって押されながら搬送方向Ｄに向かって搬送され，隙間２６を通過して，前方へ連続的かつ定量的に（単位時間当たりに送出される重量が一定になるように）送り出される。こうしてベルト５３上の廃棄物が隙間２６に送出されることで，ホッパー２内部の廃棄物が送出口２５側に下降し，ベルト５３上に順次供給され，連続的に搬送されていく。特に縮小部２３においては，邪魔板１１によって廃棄物の流路が制限され，廃棄物が邪魔板１１に沿って円滑に下降するようになっており，これにより，ホッパー２内で廃棄物が滞留したり棚吊り現象が生じたりすることを好適に防止できる。送出口２５，隙間２６を介してホッパー２から送出された廃棄物は，さらに搬送方向Ｄに向かって搬送され，ベルト５３の上面前端部においてベルト５３から落下し，筐体４の下方に設けられた図示しない排出口を介して，フィーダ等に定量的に供給され，フィーダ等を介して焼却炉に投入される。

このように廃棄物の搬送を行いながら，シリンダ３１を適宜駆動させ，プッシャー３０を進退移動させる。プッシャー３０は，廃棄物を送り出す間，例えば後退位置Ｐ１と前進位置Ｐ２との間で，所定の時間間隔で周期的かつ連続的に往復移動させるようにしても良い。プッシャー３０が後退位置Ｐ１から前進位置Ｐ２に向かって前進（即ち，平面視において搬送方向Ｄに対して逆方向に移動）すると，隙間２６付近の廃棄物は，プッシャー３０によって搬送方向Ｄに対して逆方向に押し戻され，あるいは，プッシャー３０によって分断されたり，プッシャー３０に伴って移動させられたりする。従って，廃棄物がベルト５３の移動に伴い隙間２６付近に密集しようとしても，プッシャー３０によって押し戻され，あるいは，分断されたり攪拌されたりすることでほぐされるので，廃棄物が流動しやすい状態に改善される。これにより，送出口２５や隙間２６付近において廃棄物が引っ掛かったり詰まったりすることを防止でき，連続的な送り出しが可能になる。また，ベルト５３の上面では廃棄物がプッシャー３０の先端部によって押されることで好適に均され，廃棄物を隙間２６から定量的に送り出すことができる。プッシャー３０が前進位置Ｐ２から後退位置Ｐ１に向かって後退（即ち，平面視において搬送方向Ｄに移動）すると，プッシャー３０の先端部が隙間２６から離隔し，廃棄物が隙間２６から送出されやすくなる。このようなプッシャー３０の進退移動を繰り返すことで，廃棄物を隙間２６から円滑に送出させることができる。

かかる定量供給装置１によれば，邪魔板１１を設けることによってホッパー２に縮小部２３を形成したことにより，ホッパー２内の廃棄物を円滑に流動させ，送出口２５に向かって円滑に下降させて送出させることができ，さらに，隙間２６付近に密集しやすい廃棄物を，プッシャー３０の進退移動によってほぐしたり適度に押し戻したりすることができる。これにより，廃棄物の滞留，棚吊り現象，詰まり等を防止でき，廃棄物をホッパー２内から送出口２５，隙間２６へと円滑に流動させることができる。従って，廃棄物の定量供給を好適に行うことができる。様々な性状の廃棄物の流動を好適に制御でき，例えば廃棄物の嵩密度が低い場合，流動性が高い場合などであっても，定量供給を好適に行うことができる。

以上，本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において，各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば，以上の実施形態においては，焼却炉に廃棄物を定量供給するための定量供給装置として説明したが，本発明は，他の技術分野において様々な被供給物を定量的に供給する装置や方法に適用できる。例えば土砂，汚泥，その他各種の粒子状や粉体状のものを被供給物として搬送する各種の定量供給装置及び方法に適用できる。

また，ホッパー２の構造も以上の実施形態に示したものには限定されない。縮小部２３は邪魔板１１によってホッパー本体１０内を仕切ることで構成されているとしたが，例えばホッパー本体１０の前方の側壁１０ａ下部を傾斜した壁面とすることで，縮小部を形成しても良い。

プッシャー３０は略直棒状の部材としたが，他の様々な形状であっても良い。例えば左右方向の幅を有する板状にしても良いし，あるいは櫛状にしても良い。また，押し出し機１３やプッシャー３０は，複数個設けても良い。例えば邪魔板１１の下方において，押し出し機１３を左右方向において複数個並べて設けたり，上下方向に並べて設けたりしても良い。そうすれば，複数のプッシャーの進退移動により，被供給物のほぐしや押し戻しをさらに効果的に行うことができる。

また，プッシャー３０の進退移動の方向や，後退位置Ｐ１，前進位置Ｐ２の位置も，実施の形態に示したものには限定されない。例えばプッシャー３０の先端部は，平面視において邪魔板１１の下辺部１１ａから突出させなくても良く，隙間２６に進入させる，あるいは，隙間２６の前方に近接させるだけでも良い。この場合も，廃棄物を好適にほぐしたり押し戻したりすることができる。また，廃棄物の嵩密度等の性状や，ベルトコンベア３の搬送速度等に応じて，後退位置Ｐ１，前進位置Ｐ２を調節しても良い。

また，以上の実施形態では，廃棄物の搬送を行いながら，プッシャー３０を周期的に進退移動させる方法を例示したが，プッシャー３０の操作方法はかかるものに限定されない。例えば，廃棄物の流動状態を監視し，滞留のおそれがあるときや，隙間２６に比較的大きな廃棄物が挟まれたときなどに，適宜プッシャー３０によって廃棄物をほぐしたり押し戻したりするようにしても良い。これにより，廃棄物の詰まりを簡単に解消できる。

搬送機構としてはベルトコンベア３の他，例えばスクリューコンベア，２軸スクリューコンベア，エプロンコンベア，スラットコンベア等，各種の搬送機構を適用できる。図３は，搬送機構としてスクリューコンベア６０を設けた，第二の実施形態にかかる定量供給装置６１を示している。図３において，定量供給装置６１のホッパー２，押し出し機１３は，実施の形態で説明した定量供給装置１に備えられたものとほぼ同じ構造を有しているので，詳細な説明は省略する。スクリューコンベア６０は，筐体４に代えて設けられたケーシング６２の内部に，略丸棒状のスクリューシャフト６３と，スクリューシャフト６３に沿って螺旋状に取り付けられたスクリュー羽根６５とが収容された構成となっている。スクリューシャフト６３は，搬送方向Ｄに向けられている。スクリュー羽根６５は，薄い帯板が複数回螺旋形に巻回された形状をなし，その外周縁は筒状のケーシング６２によって囲まれている。スクリュー羽根６５の外周縁と邪魔板１１の下辺部１１ａとの間には，隙間６６が形成されている。プッシャー３０は，隙間６６に対して進退可能になっている。かかる構成において，ホッパー２に廃棄物を貯留し，スクリューシャフト６３を回転中心としてスクリュー羽根６５を所定の回転数で回転させると，送出口２５からケーシング６２内に落下した廃棄物は，回転するスクリュー羽根６５によって押されながら，各スクリュー羽根６５同士の間に順次移動することにより，搬送方向Ｄに沿って搬送されていく。そして，スクリュー羽根６５の前端部において，ケーシング６２に設けられた排出口６７から落下し，図示しないフィーダ等に定量的に供給される。このような構成においても，プッシャー３０を隙間６６に向かって前進及び隙間６６から後退させることにより，隙間６６付近に密集しやすい廃棄物をほぐしたり押し戻したりすることができる。かかる定量供給装置６１においても，廃棄物の滞留，棚吊り現象，詰まり等を防止でき，定量供給を好適に行うことができる。

本発明は，破砕された廃棄物，その他各種の被供給物を定量的に供給する装置及び定量供給方法に適用できる。

本実施の形態にかかる定量供給装置の概略縦断面図である。 定量供給装置の概略横断面図である。 別の実施形態にかかる定量供給装置の概略縦断面図である。

符号の説明

Ａ 移動方向
Ｄ 搬送方向
１ 定量供給装置
２ ホッパー
３ ベルトコンベア
１０ ホッパー本体
１１ 邪魔板
１３ 押し出し機
２３ 縮小部
２５ 送出口
２６ 隙間
３０ プッシャー
３１ シリンダ
５３ ベルト

Claims (6)

1. 被供給物を貯留するホッパーと，前記ホッパーの下部から送出された被供給物を横向きの搬送方向に向かって搬送する搬送機構とを備える定量供給装置であって，
   前記ホッパーに，下方に向かうほど開口断面積が小さくなる縮小部が設けられ，
   前記縮小部の下端部に，前記ホッパーから被供給物を送出させる送出口が設けられ，
   前記搬送方向に対して前記縮小部の下端部の前側には，前記縮小部の下端部と前記搬送機構との間に隙間が設けられ，
   前記隙間に向かって前進及び前記隙間から後退するプッシャーが備えられ，
   前記プッシャーを進退移動させる駆動機構が備えられていることを特徴とする，定量供給装置。
2. 前記プッシャーは略直棒状をなし，前記プッシャーの長さ方向に沿って進退移動することを特徴とする，請求項１に記載の定量供給装置。
3. 前記プッシャーは，前記送出口側に向かうに従い下方に向かう傾斜した方向に沿って進退移動することを特徴とする，請求項１又は２に記載の定量供給装置。
4. 前記ホッパーは，ホッパー本体と，前記ホッパー本体の内部に設けられた邪魔板とを備え，
   前記邪魔板は，前記搬送方向において前記ホッパー本体の前側から前記ホッパーの内側に向かうに従い下方に向かう方向に傾斜させられ，
   前記縮小部は，前記ホッパー本体と前記邪魔板とによって形成されていることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の定量供給装置。
5. 前記搬送機構はベルトコンベアであることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の定量供給装置。
6. 被供給物をホッパーに貯留し，前記ホッパーの下部から送出される被供給物を，前記ホッパーの下方に設けられた搬送機構によって，横向きの搬送方向に向かって搬送して供給する方法であって，
   前記ホッパーの内部に設けられた，下方に向かうに従い開口断面積が小さくなる縮小部によって，前記被供給物の流路を制限し，
   前記縮小部の下端部に設けられた送出口から送出される被供給物を，前記縮小部の下端部と前記搬送機構との間に設けられた隙間を介して送出させ，
   前記被供給物の搬送を行いながら，プッシャーを前記隙間に向かって前進及び前記隙間から後退させることを特徴とする，定量供給方法。

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