JP3869745B2

JP3869745B2 - 表面溶融炉

Info

Publication number: JP3869745B2
Application number: JP2002099828A
Authority: JP
Inventors: 聡吉本; 静夫片岡
Original assignee: Takuma KK
Current assignee: Takuma KK
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2002-04-02
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2022-04-02
Also published as: JP2003294218A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばごみ焼却炉から排出される焼却残滓や飛灰等の被溶融物を溶融処理する際に用いられ、とりわけロータ式の被溶融物供給装置を備えた表面溶融炉の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，この種の表面溶融炉としては、例えば特開平１１−８２９５０号、特開平１１−１４１８２６号、特開平１１−２８７４２２号に記載されて図２に示したものが知られている。
当該表面溶融炉５０は、炉体５１と、炉体５１に設けられて被溶融物Ａを貯留するホッパ５２と、ホッパ５２に設けられて被溶融物Ａを炉体５１へ供給する被溶融物供給装置５３と、炉体５１に設けられて被溶融物Ａを加熱溶融するバーナ（図示せず）と、炉体５１に設けられて溶融した溶融スラグを排出するスラグタップ５４等から構成されている。
被溶融物供給装置５３は、ホッパ５２の下部に横軸廻りに回転可能に設けられた駆動シャフト５５と、駆動シャフト５５に設けられてホッパ５２の被溶融物Ａを押し出し得るロータ（爪）５６と、駆動シャフト５５を所定角度だけ往復回動させる回動駆動機（油圧シリンダ）５７とから構成されて居り、所謂ロータ式にしてある。
【０００３】
而して、ホッパ内に貯留された被溶融物は、被溶融物供給装置の回動駆動機にて駆動シャフトを介して往復回動されるロータに依り炉内へ順次送り込まれ、表面がスラグタップを中心にして略すり鉢状の傾斜面となった状態で炉体の炉底に堆積される。
表面溶融炉では、液体燃料又はガス燃料が燃焼されて炉内が１４００〜１５００℃の高温状態にされ、炉底に堆積された被溶融物がバーナからの燃焼火炎に依り表面側から順次加熱溶融される。そして、被溶融物の表面側がフィルム状に溶融して溶融スラグとなり、これがすり鉢状の傾斜面を流下してスラグタップから冷却水槽（図示せず）内へ落下して冷却され、水砕スラグとなって排出される。一方、炉内の高温の燃焼排ガスは、スラグタップから排出され、図略しているが、煙道、空気予熱器、排ガス処理装置等を経てクリーンガスとなった後に大気中へ排出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の表面溶融炉は、被溶融物供給装置がロータ式であり、往復回動されるロータがホッパの下部に設けられていたので、ロータより前側上方の被溶融物が圧密（圧縮密着）され易かった。つまり、ロータは、円運動を行なう為に力のベクトルが斜め上に向く時があり、ごみ焼却灰に飛灰を混合した混合灰や下水汚泥流動層焼却灰等の圧縮度の高い被溶融物では、ホッパの内側に圧密されて圧密部が形成されると同時に、この近傍に架橋（ブリッジ）が形成されて被溶融物の供給が円滑に行なわれなかった。
【０００５】
本発明は、叙上の問題に鑑み、これを解消すべく創案されたもので、その課題とする処は、圧縮度の高い被溶融物であっても円滑且つ安定して供給する事ができる様にした表面溶融炉を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の表面溶融炉は、基本的には、ホッパ内の下部に横軸廻りに往復回動可能に設けられてホッパ内の被溶融物を炉体側へ押し出し得るロータ式の被溶融物供給装置を備えた表面溶融炉に於て、前記ホッパ内の被溶融物供給装置より前側上方位置に被溶融物の圧密を防ぐ圧密防止装置を設けた事に特徴が存する。
【０００７】
被溶融物供給装置が作動されると、ロータが横軸廻りに往復回動されてホッパ内に貯留された被溶融物が炉体側へ押し出され、炉体内に供給される。
圧密防止装置が作動されると、ホッパ内の被溶融物供給装置より前側上方位置の被溶融物が解（ほぐ）されて下方に押される。この為、同部分の圧密が防止されると共に、下方に押された被溶融物が被溶融物供給装置に依り炉体内に供給される。
圧密防止装置が設けられているので、ホッパ内の被溶融物供給装置より前側上方位置の被溶融物の圧密が防止され、圧縮度の高い被溶融物であっても円滑且つ安定して供給する事ができる。
【０００８】
圧密防止装置は、被溶融物供給装置に依り連動して作動されるのが好ましい。この様にすれば、圧密防止装置を作動させる為の専用の駆動機を割愛でき、イニシャルコスト及びランニングコストの低減を図る事ができる。
【０００９】
被溶融物供給装置は、ホッパの下部に横軸廻りに回転可能に設けられた駆動シャフトと、駆動シャフトに設けられて被溶融物を押し出し得るロータと、駆動シャフトを所定角度だけ往復回動させる回動駆動機とから構成されていると共に、圧密防止装置は、ホッパの前側上方に横軸廻りに回転可能に設けられて駆動シャフトに平行な上部シャフトと、上部シャフトに設けられて被溶融物を解し得る上部ロータと、駆動シャフトと上部シャフトとを連動回動させる連動機構とから構成されているのが好ましい。この様にすれば、圧密防止装置の上部ロータを作動させる為の専用の駆動機を割愛できると共に、被溶融物供給装置を改変する事なく圧密防止装置を追加できる。その結果、イニシャルコスト及びランニングコストの低減を図る事ができると共に、既存の表面溶融炉にも容易に適用する事ができる。
【００１０】
連動機構は、上部ロータの回動量を調節できる調節手段を備えているのが好ましい。この様にすれば、被溶融物の種類に応じて上部ロータの往復回動量を調節する事ができ、被溶融物の圧密を効果的に防止できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の表面溶融炉の概要を示す縦断側面図である。
【００１２】
表面溶融炉１は、炉体２、ホッパ３、被溶融物供給装置４、圧密防止装置５とからその主要部が構成されて居り、中央にスラグタップ６がその前後（図１に於て左右）両側にホッパ３及び被溶融物供給装置４が設けられた、つまり中央のスラグタップ６を挟んでその両側に溶融面Ｂが形成された所謂対面式にしてある。
【００１３】
炉体２は、表面溶融炉１の基本部分を為すもので、炉底と側壁と天井壁等に依り略箱状で且つ前後対称状に形成されて居り、天井壁には被溶融物Ａを加熱溶融するバーナ（図示せず）が設けられていると共に、炉底の中央部には溶融スラグを落下排出させる為のスラグタップ６が形成されている。
炉底は、水平にされたり又は溶融スラグがスラグタップ６側へ流下し易い様に下り傾斜にされる。炉体２の各壁等は、高温に耐えられる様に、適宜キャスタブル耐火材や耐火煉瓦等の耐火物が設けられていると共に、冷却用の水冷ジャケットが設けられている。
【００１４】
バーナは、炉体２の天井壁に複数基配設されて居り、スラグタップ６を中心にして表面がすり鉢状の傾斜面となった状態で炉底に堆積された被溶融物Ａの層を表面側から順次加熱溶融するものである。この例では、オイルバーナ又はガスバーナが使用されて居り、その容量や設置位置や数量は、スラグタップ６の周囲の被溶融物Ａを加熱溶融できる様に設定されている。
【００１５】
ホッパ３は、炉体２に設けられて被溶融物Ａを貯留するもので、炉体２の前後両側位置に設けられて居り、被溶融物Ａを所定量貯留できると共に、炉体２内の両側位置へ被溶融物Ａを導くものである。
【００１６】
被溶融物供給装置４は、ホッパ３内の下部に横軸廻りに往復回動可能に設けられてホッパ３内の被溶融物Ａを炉体２側へ押し出し得るロータ式のもので、駆動シャフト７とロータ８と回転駆動機９とを備えている。
【００１７】
駆動シャフト７は、ホッパ３の下部に横軸廻りに回転可能に設けられたもので、各ホッパ３の内部下方に左右方向軸廻りに回転可能に設けられていると共に、その両端がホッパ３を貫通してホッパ３に設けられた軸受（図示せず）に依り回転可能に支持されている。駆動シャフト７とホッパ３間の貫通箇所には、被溶融物Ａの漏洩を防止する軸封装置（図示せず）が設けられている。
【００１８】
ロータ８は、駆動シャフト７に設けられてホッパ３の被溶融物Ａを押し出し得るもので、略扇状（略半円状）を呈し、単独もしくは複数（六つ）のものが駆動シャフト７の軸方向に隣接して配されている。
而して、各ロータ８は、複数の場合両側から中央に行くに従い漸次後退した回動位置になる様に駆動シャフト７に固定されている。例えば六つのうちの両側の二つのロータ８は、前進した回動位置に、その内側の二つのロータ８は、両側の二つのロータ８よりも若干後退した回動位置に、中央の二つのロータ８は、内側の二つのロータ８よりも更に若干後退した回動位置に夫々固定されている。
【００１９】
回動駆動機９は、駆動シャフト７を所定角度だけ往復回動させるもので、駆動シャフト７の一方の外端に付設されたアーム１０と、これと固定側との間に介設されたシリンダ（油圧シリンダ又は空圧シリンダ）１１とから成っている。所定角度は、６０〜１２０°にしてある。
【００２０】
圧密防止装置５は、ホッパ３内の被溶融物供給装置４より前側（炉体２側）上方位置に設けられて被溶融物Ａの圧密を防ぐもので、上部シャフト１２と上部ロータ１３と連動機構１４とを備えている。
【００２１】
上部シャフト１２は、ホッパ３の前側上方に横軸廻りに回転可能に設けられて駆動シャフト７に平行なもので、各ホッパ３の前側上方に左右方向軸廻りに回転可能に設けられていると共に、その両端がホッパ３を貫通してホッパ３に設けられた軸受（図示せず）に依り回転可能に支持されている。上部シャフト１２とホッパ３間の貫通箇所には、被溶融物Ａの漏洩を防止する軸封装置（図示せず）が設けられている。
【００２２】
上部ロータ１３は、上部シャフト１２に設けられて被溶融物Ａを解し得るもので、断面略Ｌ型を呈してアングル材等に依り作製されて居り、ホッパ３内の上部シャフト１２の全範に亘って適数の連結板１５を介して付設されている。
【００２３】
連動機構１４は、駆動シャフト７と上部シャフト１２とを連動回動させるもので、駆動シャフト７のホッパ３外の一端に付設された下部アーム１６と、上部シャフト１２のホッパ３外の一端に付設された上部アーム１７と、両アーム１６，１７を連結するリンク１８とから構成されて居り、ロータ８と上部ロータ１３とが逆方向に往復回動する様にしてある。
【００２４】
尚、炉体２には、被溶融物Ａの溶融面Ｂの状況を監視する為の監視カメラ１９が設けられている。
【００２５】
次に、この様な構成に基づいて作用を述解する。
被溶融物供給装置４の回動駆動機９のシリンダ１１が伸縮作動されると、駆動シャフト７が所定角度だけ往復回動されてロータ８が同角度だけ揺動される。そうすると、ホッパ３に貯留された被溶融物Ａが揺動するロータ８に依り押し出されて炉体２内に供給される。
被溶融物供給装置４の回動駆動機９のシリンダ１１が伸縮作動されると、圧密防止装置５の連動機構１４である下部アーム１６とリンク１８と上部アーム１７を介して上部シャフト１２が駆動シャフト７とは逆方向に所定角度だけ往復回動され、上部ロータ１３が同角度だけ搖動される。そうすると、ホッパ３内の被溶融物供給装置４より前側上方位置の被溶融物Ａが解されて下方に押される。この為、同部分の圧密が防止されると共に、下方に押された被溶融物Ａが被溶融物供給装置４に依り炉体２内に供給される。
【００２６】
圧密防止装置５が設けられているので、ホッパ３内の被溶融物供給装置４より前側上方位置の被溶融物Ａの圧密が防止され、圧縮度の高い被溶融物Ａであっても円滑且つ安定して供給する事ができる。
【００２７】
被溶融物供給装置４の回動駆動機９を利用して圧密防止装置５の上部ロータ１３を往復回動させる様にしたので、圧密防止装置５の上部ロータ１３を作動させる為の専用の駆動機を割愛できると共に、被溶融物供給装置４を改変する事なく圧密防止装置５を追加できる。その結果、イニシャルコスト及びランニングコストの低減を図る事ができると共に、既存の表面溶融炉にも容易に適用する事ができる。
【００２８】
炉体２の全周をホッパ３で囲まれた四面式表面溶融炉（図示せず）の場合、ホッパ３同士を繋ぐコーナ部分には被溶融物供給装置４がないので、被溶融物Ａの供給不足を生じる場合があるが、圧密防止装置５の上部ロータ１３に依りコーナ部分に被溶融物Ａを供給する事ができ、全周から安定した供給を行なう事ができる。
【００２９】
尚、表面溶融炉１は、先の例では、対面（二面）式であったが、これに限らず、例えば溶融面がスラグタップ６を中心として前後左右の四面に形成された四面式や、溶融面がスラグタップ６の片面のみに形成された片面（一面）式でも良い。
圧密防止装置５は、先の例では、往復回動する上部ロータ１３を備えたものであったが、これに限らず、例えば往復直線移動するものや一方向に回転するものでも良い。
【００３０】
駆動シャフト７と上部シャフト１２は、先の例では、その両端がホッパ３を貫通していたが、これに限らず、例えばホッパ３を貫通しない様にしても良い。この場合、回動駆動機９と連動機構１４は、ホッパ３内に設ける事ができる。この様にすれば、貫通箇所がなくなるので、軸封装置が不要になると共に、ホッパ３内の被溶融物Ａが外部に漏れる惧れが全くなくなる。
ロータ８と上部ロータ１３は、先の例では、略扇状と略Ｌ型であったが、これに限らず、例えばアーム状等の他の形状でも良い。
回転駆動機９は、先の例では、シリンダ１１を用いたが、これに限らず、例えばモータ等を用いても良い。
【００３１】
上部ロータ１３は、先の例では、回動量を調節できなかったが、これに限らず、例えば連動機構１４に調節手段（図示せず）を設ける事に依り回動量を調節できる様にしても良い。調節手段としては、例えば下部アーム１６や上部アーム１７の長手方向に長孔を形成すると共に、この長孔に沿ってアーム１６，１７とリンク１８との枢結軸が移動可能に固定できる様に構成する事ができる。この様にすれば、被溶融物Ａの種類に応じて上部ロータ１３の往復回動量を調節する事ができ、被溶融物Ａの圧密を効果的に防止できる。
連動機構１４は、先の例では、下部アーム１６と上部アーム１７とリンク１８とで構成したが、これに限らず、例えばチェーン・スプロケット機構や歯車機構を用いたものでも良い。
【００３２】
圧密防止装置５は、先の例では、表面溶融炉１に適用したが、これに限らず、例えば飛灰貯留槽切り出し装置等の固着及び架橋が生じ易くて密閉した状態で供給を行なう必要がある部位にも応用できる。
【００３３】
【発明の効果】
以上、既述した如く、本発明に依れば、次の様な優れた効果を奏する事ができる。
（１）ホッパ内の下部に横軸廻りに往復回動可能に設けられてホッパ内の被溶融物を炉体側へ押し出し得るロータ式の被溶融物供給装置を備えた表面溶融炉に於て、前記ホッパ内の被溶融物供給装置より前側上方位置に被溶融物の圧密を防ぐ圧密防止装置を設けたので、圧縮度の高い被溶融物であっても円滑且つ安定して供給する事ができる。
（２）被溶融物供給装置に依り圧密防止装置を連動して作動する様にしたので、圧密防止装置を作動させる為の専用の駆動機を割愛でき、イニシャルコスト及びランニングコストの低減を図る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表面溶融炉の概要を示す縦断側面図。
【図２】従来の表面溶融炉の概要を示す縦断側面図。
【符号の説明】
１，５０…表面溶融炉、２，５１…炉体、３，５２…ホッパ、４，５３…被溶融物供給装置、５…圧密防止装置、６，５４…スラグタップ、７，５５…駆動シャフト、８，５６…ロータ、９，５７…回動駆動機、１０…アーム、１１…シリンダ、１２…上部シャフト、１３…上部ロータ、１４…連動機構、１５…連結板、１６…下部アーム、１７…上部アーム、１８…リンク、１９…監視カメラ、Ａ…被溶融物、Ｂ…溶融面。

Claims

ホッパ内の下部に横軸廻りに往復回動可能に設けられてホッパ内の被溶融物を炉体側へ押し出し得るロータ式の被溶融物供給装置を備えた表面溶融炉に於て、前記ホッパ内の被溶融物供給装置より前側上方位置に被溶融物の圧密を防ぐ圧密防止装置を設け、圧密防止装置は、被溶融物供給装置に依り連動して作動される事を特徴とする表面溶融炉。
被溶融物供給装置は、ホッパの下部に横軸廻りに回転可能に設けられた駆動シャフトと、駆動シャフトに設けられて被溶融物を押し出し得るロータと、駆動シャフトを所定角度だけ往復回動させる回動駆動機とから構成されていると共に、圧密防止装置は、ホッパの前側上方に横軸廻りに回転可能に設けられて駆動シャフトに平行な上部シャフトと、上部シャフトに設けられて被溶融物を解し得る上部ロータと、駆動シャフトと上部シャフトとを連動回動させる連動機構とから構成されている請求項１に記載の表面溶融炉。