JP3924623B2

JP3924623B2 - 火災防止システム

Info

Publication number: JP3924623B2
Application number: JP2004072376A
Authority: JP
Inventors: 赤虹廖; 義雄尾川; 祐子佐宗; 俊鶴田
Original assignee: 消防庁長官
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2004-03-15
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2024-03-15
Also published as: JP2005169061A

Description

本発明は、火災の発生を予防し、かつ火災が発生した場合に迅速に消火する火災防止システムに関し、特に、廃棄物破砕プラントのような廃棄物処理設備に用いて好適な火災防止システムに関する。

火災防止システムは通常、廃棄物処理設備には必ず設置されており、従来の火災防止システムとして水系の火災防止システムが数多く採用されている。しかしながら、水系の火災防止システムの適用が困難な設備がある。その設備の一つとして、例えば、集積ピットと、搬送コンベヤと、高速破砕機とを備えた廃棄物破砕プラントのような廃棄物処理設備がある。
廃棄物破砕プラントに設けられた高速破砕機としては、特に回転式破砕機が数多く採用されている。回転式破砕機は、回転力を利用してゴミに衝撃を与えて破砕するものである。しかしながら、ゴミを破砕するときの衝撃が大きいため、衝撃火花の発生が避けられず、したがって、この回転式破砕機から着火源を排除することは困難である。そこで、回転式破砕機をはじめとする高速破砕機には、予め水蒸気を注入して酸素濃度を下げることで出火を防止する火災防止システムが採用されている（非特許文献１参照）。
板垣、「廃棄物破砕設備での火災・爆発の現状と防止対策」、火災、日本火災学会、１９９６年１２月、第４６巻、第６号、ｐ．１３−１８

しかしながら、上記従来の火災防止システムにおいては、飽和水蒸気濃度が周囲の温度に左右され、温度が下がると水蒸気の濃度が急激に低下することから、火災防止システムが廃棄物破砕プラントに採用された場合、保温できる高速破砕機に対しては水蒸気の濃度が確保され火災防止効果が得られるが、保温できない集積ピット及び搬送コンベヤに対しては、水蒸気の濃度が確保されず火災防止効果が得られないという問題があった。

また、水蒸気が凝縮されて水となるため、その水が破砕物に多く付着し、埋立工程または焼却工程において、処理費用または焼却費用を余計に発生させてしまうという問題があった。
さらに、水蒸気が凝縮する際に多くの熱が発生する。そのため、廃棄物破砕プラントがこの熱による影響を受け、廃棄物破砕プラントの各構成要素が熱疲労を起こすばかりでなく、集積される破砕物が発火する恐れがあるという問題があった。

一方、水蒸気が高温であるため、破砕物に含まれる炭水化物や蛋白質の熱変成が促進され、破砕物が腐敗しやすい状態に変化して、臭気の原因となる化学物質、例えばアルコール類、アルデヒド類、カルボン酸類、エステル類、ケトン類等が破砕物中から抽出される。したがって、それら化学物質が悪臭の原因となって人体及び環境に悪影響を及ぼす恐れがあるという問題があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、廃棄物破砕プラントのような設備において、水蒸気がもたらす弊害を回避して設備の出火防止及び消火を行う火災防止システムを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。すなわち本発明は、廃棄物を破砕する破砕機及び前記廃棄物を蓄積する搬出ピットを設けた廃棄物処理設備の出火防止機能及び消火機能を有する火災防止システムであって、窒素富化空気を生産する窒素富化装置と、前記破砕機に窒素富化空気をウォーターミストとともに放出する第１の窒素富化空気噴射装置と、前記搬出ピットに窒素富化空気をウォーターミストとともに放出する第２の窒素富化空気噴射装置とを備え、前記窒素富化装置は、前記第１の窒素富化空気噴射装置または前記第２の窒素富化空気噴射装置に窒素富化空気を送り出すことを特徴とする。

本発明によれば、窒素富化空気を生産する窒素富化装置が第１の窒素富化空気噴射装置に窒素富化空気を送り出して、第１の窒素富化空気噴射装置が破砕機に窒素富化空気をウォーターミストとともに放出する場合、破砕機内に窒素富化空気が充満するため、酸素濃度が低下して、また、ウォーターミストの冷却効果を加え、廃棄物の出火を防止することとなる。一方、窒素富化空気を生産する窒素富化装置が第２の窒素富化空気噴射装置に窒素富化空気を送り出して、第２の窒素富化空気噴射装置が搬出ピットに窒素富化空気をウォーターミストとともに放出する場合、搬出ピットに蓄積された廃棄物に窒素富化空気が覆われるため、搬出ピット内の酸素濃度が低下して、ウォーターミストの冷却効果を加え、出火した廃棄物を消火することとなる。

本発明は、廃棄物を破砕する破砕機、前記廃棄物を蓄積する搬出ピット、及び前記破砕機から前記搬出ピットに前記廃棄物を搬送する搬送コンベヤを設けた廃棄物処理設備の出火防止機能及び消火機能を有する火災防止システムであって、窒素富化空気を生産する窒素富化装置と、前記破砕機に窒素富化空気をウォーターミストとともに放出する第１の窒素富化空気噴射装置と、前記搬出ピットに窒素富化空気をウォーターミストとともに放出する第２の窒素富化空気噴射装置と、前記搬送コンベヤから前記搬出ピットに窒素富化空気をウォーターミストとともに放出する窒素富化空気送出装置とを備え、前記窒素富化装置は、前記第１の窒素富化空気噴射装置または前記第２の窒素富化空気噴射装置に窒素富化空気を送り出すことを特徴とする。

本発明によれば、窒素富化空気を生産する窒素富化装置が第１の窒素富化空気噴射装置に窒素富化空気を送り出して、第１の窒素富化空気噴射装置が破砕機に窒素富化空気をウォーターミストとともに放出する場合、破砕機内の酸素濃度が低下するため、廃棄物の出火を防止することとなる。一方、窒素富化空気を生産する窒素富化装置が第２の窒素富化空気噴射装置に窒素富化空気を送り出して、第２の窒素富化空気噴射装置が搬出ピットに窒素富化空気をウォーターミストとともに放出する場合、搬出ピットに蓄積された廃棄物に窒素富化空気が覆われるため、搬出ピット内の酸素濃度が低下して、それにウォーターミストの冷却効果を加え、出火した廃棄物を消火することとなる。

さらに、破砕機から出た廃棄物が搬送コンベヤで搬送される際、廃棄物に覆われた窒素富化空気が廃棄物とともに搬送コンベヤで搬送される。そこで、搬送コンベヤで搬送された窒素富化空気を、窒素富化空気送出装置で取り出してウォーターミストとともに搬出ピットに放出することで、第１の窒素富化空気噴射装置から破砕機に放出された窒素富化空気を、大気中に放出せずに搬出ピットに蓄積された廃棄物を覆ってその廃棄物の出火防止または消火に再利用するため、窒素富化空気の利用効率が向上する。また、廃棄物に覆われた窒素富化空気が廃棄物とともに搬送コンベヤで搬送されることで、搬送コンベヤ上の廃棄物の出火防止にもなる。

本発明に係る火災防止システムにおいて、前記窒素富化装置から前記第１の窒素富化空気噴射装置または第２の窒素富化空気噴射装置のいずれか一方に窒素富化空気が流れるように流路を切替える切替え弁が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、必要に応じて第１の窒素富化空気噴射装置または第２の窒素富化空気噴射装置のいずれかを任意に選択して窒素富化空気を送り出すことが可能である。例えば通常時において窒素富化装置から第１の窒素富化空気噴射装置に窒素富化空気を送り出して破砕機の出火を防止しておき、搬出ピットが出火した場合、切替え弁を切替えて第２の窒素富化空気噴射装置に窒素富化空気を送り出して搬出ピットを即時に消火するという対応が可能である。

本発明に係る火災防止システムにおいて、前記窒素富化装置は、前記第１の窒素富化空気噴射装置または前記第２の窒素富化空気噴射装置に窒素富化空気を継続的に送り出すことを特徴とする。

本発明によれば、窒素富化装置が第１の窒素富化空気噴射装置または第２の窒素富化空気噴射装置に窒素富化空気を継続的に送り出すことにより、破砕機または搬出ピットの酸素濃度を常に所定の濃度以下に抑制してそれら破砕機または搬出ピットの出火を防止することが可能となる。

本発明に係る火災防止システムにおいて、前記搬出ピットの上方には赤外線カメラが設置され、かつ前記第２の窒素富化空気噴射装置が移動可能に設置され、前記搬出ピットから出火した場合、前記赤外線カメラによって確認した出火位置に前記第２の窒素富化空気噴射装置を移動させて消火することを特徴とする。

本発明によれば、搬出ピットから出火した場合、搬出ピットの上方に設置された赤外線カメラによって確認した出火位置に第２の窒素富化空気噴射装置を移動させて消火することにより、搬出ピット全体ではなく出火源に対して窒素富化空気を放出することとなるため、窒素富化空気の放出量を必要最小限に抑制するばかりでなく、迅速な消火が可能となる。

また、本発明は、廃棄物を破砕する破砕機を設け、前記破砕機に流入された窒素富化空気を前記破砕機の下流側に送り出す廃棄物処理設備であって、前記破砕機の下流側に送り出された窒素富化空気を前記破砕機の上流側に送り出して循環させる循環ダクトを設けたことを特徴とする。

本発明によれば、破砕機の下流側に送り出した窒素富化空気を回収し、破砕機の上流側に送り出して再利用することができるため、破砕機に対して新たに窒素富化空気を流入する必要がない。すなわち、破砕機に噴射する窒素富化空気の量を削減することができる。

本発明に係る廃棄物処理設備において、前記循環ダクトには、前記破砕機の下流側の窒素富化空気を前記破砕機の上流側に送り出す送風機が取付けられたことを特徴とする。

本発明によれば、破砕機の上流側に送り出す送風機を循環ダクトに取付けたことで、破砕機の下流側から破砕機の上流側に窒素富化空気を送り出しやすくなる。

本発明に係る廃棄物処理設備において、前記循環ダクトには、前記破砕機の下流側から前記破砕機の上流側に送り出される窒素富化空気の量を調整する風量制御器が取付けられたことを特徴とする。

本発明によれば、破砕機の下流側から破砕機の上流側に送り出される窒素富化空気の量を風量制御器によって調整することで、破砕機の上流側の空気圧を調整することができる。

本発明に係る廃棄物処理設備において、前記循環ダクトは、前記破砕機の作動によって前記破砕機の上流側に生じる負圧を相殺する窒素富化空気を前記破砕機の上流側に送り込むのに十分な断面積を有することを特徴とする。

本発明によれば、循環ダクトが大きな断面積を有して破砕機の上流側に生じる窒素富化空気の負圧を相殺することで、破砕機の上流側の空気圧を調整することができる。

本発明の火災防止システムによれば、廃棄物処理設備の破砕機または搬出ピットに蓄積された廃棄物に窒素富化空気を覆うことで、廃棄物を出火させる酸素濃度が低下して、廃棄物の出火を防止し、あるいは出火した廃棄物を消火することとなる。したがって、出火防止及び消火を行う際に従来用いられていた水蒸気がもたらす焼却時間及び焼却費用を余計に発生させてしまう等の弊害を回避することができる。

また、本発明の廃棄物処理設備によれば、破砕機の下流側に送り出した窒素富化空気を回収し、破砕機の上流側に送り出して再利用することができるので、窒素富化装置から第１の窒素富化空気噴射装置に新たに送り出される窒素富化空気のランニングコストを削減することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明を適用した火災防止システムの実施の形態を示す図である。
火災防止システム１は、窒素富化空気発生装置１０と、第１の窒素富化空気噴射装置２０と、第２の窒素富化空気噴射装置３０と、窒素富化空気送出装置４０とを備えている。
この火災防止システム１は、廃棄物処理設備、例えば、廃棄物破砕プラント２の出火防止機能及び消火機能を有するものである。

ここで、廃棄物破砕プラント２は、可燃物等の廃棄物を破砕する破砕機としての高速破砕機３と、廃棄物を搬送する搬送コンベヤ４と、廃棄物を蓄積する搬出ピット５とを備えている。
搬送コンベヤ４は、搬送コンベヤ４ａと、搬送コンベヤ４ｂとを備えている。
搬送コンベヤ４ａは、高速破砕機３の上流側に設けられ、高速破砕機３に破砕されるべき廃棄物を搬送するようになっている。この搬送コンベヤ４ａには、搬送コンベヤ４ａを覆うようにカバー４ｃが設けられている。また、搬送コンベヤ４ａの上流側及び下流側にはそれぞれ、カバー４ｃ内の気体の流れを制限するために、カバー４ｃ上部から垂下してゴム製の幕４ｄ，４ｅが設けられている。また、下流側の幕４ｅの近傍であって幕４ｅの上流側及び下流側にはそれぞれ、幕４ｅの上流側及び下流側それぞれの圧力の差を測定する差圧計４ｆ，４ｇが設置されている。さらに、上流側の差圧計４ｆの上流側には、幕４ｅの上流側及び下流側それぞれの圧力の差を最小とするために排風量を調整する排風機４ｈが設置されている。

また、搬送コンベヤ４ｂは、高速破砕機３の下流側に設けられ、高速破砕機３に破砕された廃棄物を搬出ピット５に搬送するようになっている。この搬送コンベヤ４ｂには、搬送コンベヤ４ｂを覆うようにカバー４ｉが設けられている。搬送コンベヤ４ｂの下流側であって、後述する窒素富化空気送出装置４０の下流側には、カバー４ｉ内の気密性を保持するために、カバー４ｉ上部から垂下してゴム製の幕４ｊが設けられている。
搬出ピット５は、箱型状に形成され、搬送コンベヤ４ｂから搬送された廃棄物を蓄積できるようになっている。

窒素富化装置１０は、窒素富化空気発生機１１と、圧縮空気動力機１２とを備えている。
窒素富化空気発生機１１は、空気圧縮機１１ａと、フィルタ１１ｂと、窒素分離膜１１ｃとを備え、空気圧縮機１１ａ、フィルタ１１ｂ、窒素分離膜１１ｃの順に、空気圧縮機１１ａを上流側とし、窒素分離膜１１ｃを下流側として窒素富化空気が流れるように直列に接続されている。なお、窒素分離膜１１ｃは、例えばポリイミド樹脂製の中空糸膜を用いて生成されている。
圧縮空気動力機１２は、窒素分離膜１１ｃの下流側に、窒素富化空気が流れるように接続されている。

第１の窒素富化空気噴射装置２０は、水混合ノズル２１を備えて高速破砕機３の上方に設けられ、水混合ノズル２１によって水を混合して窒素富化空気をウォーターミストとともに高速破砕機３に噴射できるようになっている。
第２の窒素富化空気噴射装置３０は、天井に設けられ移動可能なクレーン６から吊下げられ、移動可能な水混合ノズル３１を備えて搬出ピット５の上方に設けられている。この第２の窒素富化空気噴射装置３０は、水を混合して窒素富化空気をウォーターミストとともに搬出ピット５に噴射できるようになっている。また、第２の窒素富化空気噴射装置３０の上方には、第２の窒素富化空気噴射装置３０及び搬出ピット５の位置を視認する赤外線監視カメラ５１が設置されている。この赤外線監視カメラ５１は、煙や水蒸気を透過できるように、８〜１３μｍの波長域を持つ赤外線を発するようになっている。

これら第１の窒素富化空気噴射装置２０及び第２の窒素富化空気噴射装置３０は、圧縮空気動力機１２の下流側に、窒素富化空気が流れるようにそれぞれ接続されている。圧縮空気動力機１２と第１の窒素富化空気噴射装置２０及び第２の窒素富化空気噴射装置３０との間には、圧縮空気動力機１２から流れた窒素富化空気が第１の窒素富化空気噴射装置２０及び第２の窒素富化空気噴射装置３０のいずれかに流れるように、窒素富化空気の流路を切替える切替え弁５０が設けられている。

窒素富化空気送出装置４０は、送気ダクト４１と、流量可変送風機４２と、切替え弁４３と、側面放出溝４４と、底部放出パイプ４５と、ウォーターミスト発生器４６とを備えている。
送気ダクト４１は、搬送コンベヤ４ｂの出口と側面放出溝４４及び底部放出パイプ４５との間に設けられ、搬送コンベヤ４ｂの出口を上流側とし、側面放出溝４４及び底部放出パイプ４５を下流側として、ウォーターミストを含んだ窒素富化空気が流れるように、搬送コンベヤ４ｂの出口と側面放出溝４４及び底部放出パイプ４５とを接続している。
流量可変送風機４２は、送気ダクト４１に介在して搬送コンベヤ４ｂの出口の下流側に設けられ、搬送コンベヤ４ｂの出口から送られる窒素富化空気の流量を変化させるようになっている。

切替え弁４３は、送気ダクト４１に介在して流量可変送風機４２の下流側に設けられ、流量可変送風機４２から送られた窒素富化空気を側面放出溝４４及び底部放出パイプ４５のいずれかに切替えて送るようになっている。
側面放出溝４４は、搬出ピット５の側面に上下方向に延在して設けられている。この側面放出溝４４は、ウォーターミスト発生器４６から注入されたウォーターミストとともに、窒素富化空気を搬出ピット５の側面から搬出ピット５内に放出できるようになっている。
また、側面放出溝４４の表面には、廃棄物が入り込まないように防護用の金網が張られている。

底部放出パイプ４５は、図２に示すように、搬出ピット５の底面の３ヶ所に設けられ、送気ダクト４１から送られた窒素富化空気を、ウォーターミスト発生器４６から注入されたウォーターミストとともに、調整弁４７を介して搬出ピット５の底面から搬出ピット５内に放出できるようになっている。
ウォーターミスト発生器４６は、切替え弁４３の近傍に設けられ、窒素富化空気にウォーターミストを混合させるために、ウォーターミストを切替え弁４３に注入できるようになっている。

次に、上記の構成からなる火災防止システム１の機能および作用について説明する。
火災防止システム１を用いて高速破砕機３、搬送コンベヤ４ｂ及び搬出ピット５の出火を防止する場合、窒素富化装置１０によって生産された窒素富化空気をそれら高速破砕機３、搬送コンベヤ４ｂ及び搬出ピット５に継続的に送り出す。すなわち、以下のとおりである。

まず、窒素富化装置１０に設けられた窒素富化空気発生機１１及び圧縮空気動力機１２を稼動させる。そして、窒素富化空気発生機１１を用いて、大気中の空気を空気圧縮機１１ａで圧縮する。この圧縮空気は、０．８ＭＰａの圧力に圧縮され６０℃に冷却されることが好ましい。その後、フィルタ１１ｂで清浄化し、窒素分離膜１１ｃで窒素を富化させた空気を分離して窒素富化空気を生成する。その窒素富化空気を圧縮空気動力機１２に導入し、約０．２ＭＰａの圧力まで膨張させて下流側に送り出す。この窒素富化装置１０を常に稼動させることによって、窒素富化空気を圧縮空気動力機１２で継続的に下流側に送り出すこととなる。なお、ここで発生した圧縮エネルギーは回収されて、空気圧縮に再利用される。この再利用によって、投入した総エネルギーの約２５％が回収可能である。

次に、第１の窒素富化空気噴射装置２０に窒素富化空気が流れるように予め切替え弁５０を切替えておき、窒素富化空気を第１の窒素富化空気噴射装置２０に送り出す。そして、水混合ノズル２１で窒素富化空気にウォーターミストを混合させ、そのウォーターミストを混合された窒素富化空気を第１の窒素富化空気噴射装置２０から高速破砕機３内に継続的に放出する。
一方、高速破砕機３内では、廃棄物が搬送コンベヤ４ａによって搬送され、高速破砕機３に投入され破砕されている。このとき、ウォーターミストを混合された窒素富化空気が空気より比重を重くして継続的に高速破砕機３内に流入されている。この場合、廃棄物が堆積する高速破砕機３内の下部における酸素濃度を、流入された窒素富化空気によって１４％以下に維持されることで、高速破砕機３内の廃棄物の出火を防止することとなる。また、窒素富化空気は高速破砕機３及び廃棄物に比べて低温であるため、窒素富化空気によって高速破砕機３及び廃棄物が冷却される。

高速破砕機３によって破砕された廃棄物は、搬送コンベヤ４ｂで搬送され、搬出ピット５に送られる。その際、ウォーターミストを混合された窒素富化空気も廃棄物とともに搬送される。この窒素富化空気は、搬送コンベヤ４ｂの下流側において窒素富化空気送出装置４０に送り出される。
窒素富化空気送出装置４０に送り出された窒素富化空気は、流量可変送風機４２によって流量を調整されて送気ダクト４１を通過し、ウォーターミスト発生器４６からウォーターミストを発生させてウォーターミストを混合されて、空気より比重を重くされながら底部放出パイプ４５に送られる。そして、底部放出パイプ４５によって搬出ピット５の底部から窒素富化空気が搬出ピット５に放出される。その際、調整弁４７によって流路を調整し、窒素富化空気を搬出ピット５の底部の局所に選択的に送り出すことができる。

搬出ピット５内に廃棄物が少ない場合には、切替え弁４３を切替え、ウォーターミスト発生器４６からウォーターミストを発生させて窒素富化空気にウォーターミストを混合しながら、側面放出溝４４に送り出して搬出ピット５内に窒素富化空気を放出する。
また、搬出ピット５が出火した場合、搬出ピット５内の火源の位置を赤外線監視カメラ５１で検出し、その位置の上方に第２の窒素富化空気噴射装置３０をクレーン６で移動させた後、廃棄物内の火源の位置に第２の窒素富化空気噴射装置３０をクレーン６で挿入する。その後、第１の窒素富化空気噴射装置２０に送り出されている窒素富化空気を第２の窒素富化空気噴射装置３０に送り出すように切替え弁５０を切替える。そして、水混合ノズル３１で窒素富化空気にウォーターミストを混合し、ウォーターミストを混合された窒素富化空気を第２の窒素富化空気噴射装置３０から搬出ピット５内に放出して、出火した廃棄物を消火する。

このような火災防止システム１において、窒素富化空気を生産する窒素富化装置１０が第１の窒素富化空気噴射装置２０に窒素富化空気を送り出して、第１の窒素富化空気噴射装置２０が高速破砕機３に窒素富化空気をウォーターミストとともに放出する場合、窒素富化空気の比重が空気より重くなり、高速破砕機３内に窒素富化空気が充満するため、高速破砕機３内の酸素濃度が低下して、廃棄物が出火する酸素濃度が不足し、また、ウォーターミストの冷却効果を加えることで、廃棄物の出火を防止することとなる。

一方、窒素富化空気を生産する窒素富化装置１０が第２の窒素富化空気噴射装置３０に窒素富化空気を送り出して、第２の窒素富化空気噴射装置３０が搬出ピット５に窒素富化空気をウォーターミストとともに放出する場合、搬出ピット５に蓄積された廃棄物に窒素富化空気が覆われるため、搬出ピット５内の酸素濃度が低下して、廃棄物が出火する酸素濃度が不足し、また、ウォーターミストの冷却効果を加えることで、廃棄物が出火した場合でも、その廃棄物を消火することとなる。

また、高速破砕機３から出た廃棄物が搬送コンベヤ４ｂで搬送される際、廃棄物に覆われた窒素富化空気が廃棄物とともに搬送コンベヤ４ｂで搬送される。そこで、搬送コンベヤ４ｂで搬送された窒素富化空気を、窒素富化空気送出装置４０で取り出してウォーターミストとともに搬出ピット５に放出することで、第１の窒素富化空気噴射装置２０から高速破砕機３に放出された窒素富化空気を、大気中に放出せずに搬出ピット５に蓄積された廃棄物を覆ってその廃棄物の出火防止または消火に再利用するため、窒素富化空気の利用効率が向上する。また、廃棄物に覆われた窒素富化空気が廃棄物とともに搬送コンベヤ４ｂで搬送されることで、搬送コンベヤ４ｂ上の廃棄物の出火防止にもなる。

また、窒素富化装置１０から必要に応じて第１の窒素富化空気噴射装置２０または第２の窒素富化空気噴射装置３０のいずれかを任意に選択して窒素富化空気を送り出すことが可能である。例えば通常時において窒素富化装置１０から第１の窒素富化空気噴射装置２０に窒素富化空気を送り出して高速破砕機３の出火を防止しておき、搬出ピット５が出火した場合、切替え弁５０を切替えて第２の窒素富化空気噴射装置３０に窒素富化空気を送り出して搬出ピット５を即時に消火するという対応が可能である。

また、窒素富化装置１０が第１の窒素富化空気噴射装置２０または第２の窒素富化空気噴射装置３０に窒素富化空気を継続的に送り出すことにより、高速破砕機３または搬出ピット５の酸素濃度を常に１４％以下に抑制してそれら高速破砕機３または搬出ピット５の出火を防止することが可能となる。

また、搬出ピット５から出火した場合、搬出ピット５の上方に設置された赤外線監視カメラ５１によって確認した出火位置に第２の窒素富化空気噴射装置３０を移動させて消火することにより、搬出ピット５全体ではなく出火源に対して窒素富化空気１０を放出することとなるため、窒素富化空気の放出量を必要最小限に抑制するばかりでなく、迅速な消火が可能となる。

上記の構成によれば、廃棄物処理設備の高速破砕機３または搬出ピット５に蓄積された廃棄物及び搬送コンベヤ４ｂによって搬送される廃棄物に窒素富化空気を覆うことで酸素濃度が低下するので、廃棄物の出火を防止することができる。また、それら廃棄物が出火した場合においても、窒素富化空気によって廃棄物を消火することができる。したがって、出火防止及び消火を行う際に従来用いられていた水蒸気がもたらす焼却時間及び焼却費用を余計に発生させてしまう等の弊害を回避することができる。

水蒸気がもたらす弊害を回避することができる効果について、具体的には以下の（１）〜（４）に示すような効果である。
（１）本発明における火災防止システムは、水蒸気を利用せずに窒素富化空気を再利用することでコストを低減するため、水蒸気を利用する既存の火災防止システムと同等の安全率でランニングコストを大幅に削減できる。また、水蒸気を利用する既存の火災防止システムと比べ、水蒸気を利用しないことにより廃棄物への凝縮水の付着が抑制されるため、その後の埋立工程または処理工程において発生する処理費用または焼却費用が抑制されることとなる。
（２）本発明における火災防止システムは、窒素富化空気を再利用して防火及び消火を行うため、水蒸気を利用する既存の火災防止システムのように高速破砕機３のみならず、搬送コンベヤ４ｂ及び搬出ピット５の出火を防止することができる。
（３）本発明における火災防止システムは、既存の火災防止システムのように水蒸気を利用しないため、水蒸気による凝縮熱が発生しない。したがって、本発明における火災防止システムを構成する各構成要素に凝縮熱による変形、破損等が生じることがない。
（４）本発明における火災防止システムは、既存の火災防止システムのように水蒸気を利用しないため、廃棄物から臭気の原因となる物質の発生が抑制される。したがって、人体及び環境に悪影響を低減することができる。

なお、上記実施の形態において、ウォーターミストではなく二酸化炭素を用いてもよい。したがって、ウォーターミスト発生器４６は、ウォーターミストではなく二酸化炭素を発生する二酸化炭素発生器でもよい。

また、上記実施の形態において、前述したように、高速破砕機３の酸素濃度を常に１４％以下に抑制するために、窒素富化装置１０から第１の窒素富化空気噴射装置２０に窒素富化空気を継続的に送り出している。高速破砕機３を通過した窒素富化空気は、搬送コンベア４及び搬出ピット５の出火防止に用いられるため、無駄なく利用される。しかしながら、搬送コンベア４及び搬出ピット５の出火危険性が低く、窒素富化空気で防護する必要がない場合、高速破砕機３を通過した窒素富化空気は有効に利用できず、エネルギー及びランニングコストの損失となる。そこで、この窒素富化空気を有効に利用し、ランニングコストを削減するために、高速破砕機３の上流側と下流側とを連結する循環ダクトを設置するいわゆる循環ダクト方式を採用してもよい。すなわちこの場合には、廃棄物破砕プラント２には以下のような循環ダクトが構成されることとなる。

図３及び図４に示すように、カバー４ｃ及びカバー４ｉそれぞれの上部には、高速破砕機３の上流側と下流側とをバイパスする循環ダクト６１が設置される。この循環ダクト６１の中央には送風機６２が設置されており、送風機６２が作動することで高速破砕機３の下流側の窒素富化空気を強制的に高速破砕機３の上流側に送り出すようになっている。すなわち、循環ダクト６１の上流側が高速破砕機３の下流側となり、循環ダクト６１の下流側が高速破砕機３の上流側となるように、循環ダクト６１が接続されている。

また、循環ダクト６１の下流側であって送風機６２より下流側には、送風機６２によって送風された窒素富化空気の風量を調整するための風量制御器６３が設けられている。この風量制御器６３は、廃棄物破砕プラント２に設置された制御部６４に接続され、この制御部６４によって制御されている。制御部６４は、差圧計４ｆ，４ｇにも接続されており、幕４ｅの上流側及び下流側それぞれの圧力の差が最小となるように風量制御器６３を制御して、送風機６２からの窒素富化空気の風量を調整している。なお、この場合、図１に示すような排風量を調整する排風機４ｈの設置は不要であるため、排風機４ｈを設置していない。

ここで、送風機６２を用いて循環ダクト６１を通過する窒素富化空気の量、すなわち窒素富化空気の風量を調整する方法について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。
まず、廃棄物破砕プラント２の作動を開始するために、高速破砕機３を作動させるとともに（ステップＳ１１）、循環ダクト６１に設けられた送風機６２を作動させ（ステップＳ１２）、差圧計４ｆ，４ｇを作動させるとともに風量制御器６３及び制御部６４を作動させる（ステップＳ１３）。その後、廃棄物とともに高速破砕機３の下流側に送り出される窒素富化空気を高速破砕機３の上流側に送り出す。そして、幕４ｅによって仕切られた上流側及び下流側の圧力をそれぞれ差圧計４ｆ，４ｇで計測する。ここで、差圧計４ｆ，４ｇで計測された圧力をそれぞれＰ_１，Ｐ_２とする。

差圧計４ｆ，４ｇで計測されたそれぞれの圧力に差を生じないとき、すなわちＰ_１＝Ｐ_２のとき（ステップＳ１４における「Ｙｅｓ」）、風量制御器６３によって、循環ダクト６１の上流側から下流側に送られる窒素富化空気の風量を保持する（ステップＳ１５）。
差圧計４ｆ，４ｇで計測されたそれぞれの圧力に差を生じたとき（ステップＳ１４における「Ｎｏ」）、Ｐ_１＞Ｐ_２であるか否かを判断し（ステップＳ１６）、Ｐ_１＞Ｐ_２のとき（ステップＳ１６における「Ｙｅｓ」）、風量制御器６３によって、循環ダクト６１の上流側から下流側に送られる窒素富化空気の風量を増加させる（ステップＳ１７）。一方、Ｐ_１＜Ｐ_２のとき（ステップＳ１６における「Ｎｏ」）、風量制御器６３によって、循環ダクト６１の上流側から下流側に送られる窒素富化空気の風量を減少させる（ステップＳ１８）。

その後、廃棄物破砕プラント２の作動を終了しない限り（ステップＳ１９における「Ｎｏ」）、ステップＳ１４に戻って循環ダクト６１の上流側から下流側に送られる窒素富化空気の風量を制御する。廃棄物破砕プラント２の作動を終了する場合（ステップＳ１９における「Ｙｅｓ」）、差圧計４ｆ，４ｇの作動を停止させるとともに風量制御器６３及び制御部６４の作動を停止させるとともに（ステップＳ２０）、送風機６２を停止させ（ステップＳ２１）、高速破砕機３を停止させて廃棄物破砕プラント２の作動を終了する（ステップＳ２２）。

このように廃棄物破砕プラント２に循環ダクト６１を構成することで、高速破砕機３の下流側に送り出した窒素富化空気を回収し、高速破砕機３の上流側に送り出して再利用することができる。また、循環ダクト６１に送風機６２を取付けたことで、高速破砕機３の下流側から高速破砕機３の上流側に窒素富化空気を送り出しやすくなる。そのため、第１の窒素富化空気噴射装置２０から高速破砕機３に対して新たに供給する窒素富化空気の量が最小限に抑えられる。すなわち、第１の窒素富化空気噴射装置２０から高速破砕機３に噴射する窒素富化空気の量を削減することができる。したがって、窒素富化装置１０から第１の窒素富化空気噴射装置２０に新たに送り出される窒素富化空気のランニングコストを削減することができる。
また、高速破砕機３の下流側から高速破砕機３の上流側に送り出される窒素富化空気の量を、制御部６４によって制御された風量制御器６３によって調整することで、高速破砕機３の上流側の空気圧を調整することができる。
また、循環ダクト６１は、その断面積によらず、したがって比較的小さい断面積であっても機能するため、高速破砕機３の周辺に十分な空間が確保されていない場合にも設置可能であるという効果がある。

また、上記実施の形態において、窒素富化空気のランニングコストを削減するために、高速破砕機３の上流側と下流側とを連結する循環ダクトを設置する場合には、廃棄物破砕プラント２に、図６に示すような循環ダクト７１を設置してもよい。すなわちこの場合、カバー４ｃ及びカバー４ｉそれぞれの上部には、高速破砕機３の上流側と下流側とをバイパスし比較的大きな断面積を有する循環ダクト７１が設置される。
この循環ダクト７１の下流側、すなわち高速破砕機３の上流側には、高速破砕機３が作動することによって廃棄物が高速破砕機３に送り込まれて破砕されたときに負圧が生じる。そのため、その負圧を相殺するように、高速破砕機３の下流側から高速破砕機３の上流側に窒素富化空気が入り込むようになっている。したがって、この循環ダクト７１は、窒素富化空気を高速破砕機３の下流側から高速破砕機３の上流側に送り込むのに十分な断面積を有している。
この循環ダクト７１が大きな断面積を有して高速破砕機３の上流側に生じる窒素富化空気の負圧を相殺することで、高速破砕機３の上流側における空気圧が負圧とならないように窒素富化空気の気圧を調整することができる。

なお、この場合、負圧を相殺するように高速破砕機３の下流側から高速破砕機３の上流側に窒素富化空気が入り込むことで、幕４ｅの上流側と下流側との空気圧の差が生じなくなるため、前述した差圧計４ｆ，４ｇを設置する必要はない。また、循環ダクト７１は、前述した循環ダクト６１のように、送風機６２、風量制御器６３及び制御部６４を設置する必要がない。したがって、構成部品点数を削減でき、廃棄物破砕プラント２の製作工程及び製作コストを削減できるという効果がある。

また、上記の循環ダクト方式の採用により、高速破砕機３への空気の流入が最小限に抑えられるため、酸素濃度の制御が容易になる。したがって、高速破砕機３を通過した窒素富化空気で搬送コンベア４及び搬出ピット５を防護する場合にも、上記の循環ダクト方式を利用することができる。

廃棄物処理設備に用いられる火災防止システムの概略図である。搬出ピットの底部の概略平面図である。廃棄物処理設備に用いられる火災防止システムの概略図である。廃棄物処理設備に用いられる火災防止システムの概略を示す部分拡大図である。循環ダクトの風量制御の手順を示すフローチャートである。廃棄物処理設備に用いられる火災防止システムの概略を示す部分拡大図である。

符号の説明

１火災防止システム
２廃棄物処理設備
３高速破砕機（破砕機）
４搬送コンベヤ
５搬出ピット
１０窒素富化装置
２０第１の窒素富化空気噴射装置
３０第２の窒素富化空気噴射装置
４０窒素富化空気送出装置
５０切替え弁
６１循環ダクト
６２送風機
６３風量制御器
７１循環ダクト

Claims

廃棄物を破砕する破砕機及び前記廃棄物を蓄積する搬出ピットを設けた廃棄物処理設備の出火防止機能及び消火機能を有する火災防止システムであって、
窒素富化空気を生産する窒素富化装置と、
前記破砕機に窒素富化空気をウォーターミストとともに放出する第１の窒素富化空気噴射装置と、
前記搬出ピットに窒素富化空気をウォーターミストとともに放出する第２の窒素富化空気噴射装置とを備え、
前記窒素富化装置は、前記第１の窒素富化空気噴射装置または前記第２の窒素富化空気噴射装置に窒素富化空気を送り出すことを特徴とする火災防止システム。
廃棄物を破砕する破砕機、前記廃棄物を蓄積する搬出ピット、及び前記破砕機から前記搬出ピットに前記廃棄物を搬送する搬送コンベヤを設けた廃棄物処理設備の出火防止機能及び消火機能を有する火災防止システムであって、
窒素富化空気を生産する窒素富化装置と、
前記破砕機に窒素富化空気をウォーターミストとともに放出する第１の窒素富化空気噴射装置と、
前記搬出ピットに窒素富化空気をウォーターミストとともに放出する第２の窒素富化空気噴射装置と、
前記搬送コンベヤから前記搬出ピットに窒素富化空気をウォーターミストとともに放出する窒素富化空気送出装置とを備え、
前記窒素富化装置は、前記第１の窒素富化空気噴射装置または前記第２の窒素富化空気噴射装置に窒素富化空気を送り出すことを特徴とする火災防止システム。
請求項１または２記載の火災防止システムにおいて、
前記窒素富化装置から前記第１の窒素富化空気噴射装置または第２の窒素富化空気噴射装置のいずれか一方に窒素富化空気が流れるように流路を切替える切替え弁が設けられていることを特徴とする火災防止システム。
請求項３記載の火災防止システムにおいて、
前記窒素富化装置は、前記第１の窒素富化空気噴射装置または前記第２の窒素富化空気噴射装置に窒素富化空気を継続的に送り出すことを特徴とする火災防止システム。
請求項１から４のいずれか一項に記載の火災防止システムにおいて、
前記搬出ピットの上方には赤外線カメラが設置され、かつ前記第２の窒素富化空気噴射装置が移動可能に設置され、
前記搬出ピットから出火した場合、前記赤外線カメラによって確認した出火位置に前記第２の窒素富化空気噴射装置を移動させて消火することを特徴とする火災防止システム。