JP5657454B2 - サイロ - Google Patents

Description

本発明は、資源再生用の廃材を貯留するサイロに関する。

再生利用が困難な古紙及びプラスチックは、高温で加圧処理して塊状の固形燃料であるＲＰＦ（Refuse Paper and Plastic Fuel）に加工され、化石燃料の代替燃料として用いられている。

そのため、回収された古紙及びプラスチックは、破砕機で破砕された後、サイロに貯留され、その後、サイロから切り出されて、スクリューフィーダでペレットミルに定量搬送され、固形燃料に成型処理される。

当該サイロは、断面円形の筒状側壁と、切出し用の開口が形成された底壁と、押圧羽根を筒状側壁の軸心周りに回転させて貯留物を開口から落下供給する切出し装置とを備えている。

このようなサイロには、破砕されて粉粒体となった古紙及びプラスチックのような、性状が不定期に変動する資源再生用の廃材が大量に貯留されると、内部に架橋が発生して切り出すことができなくなるという問題があった。

圧縮性を持つ粉粒体をサイロで貯留する場合、上部に積まれた粉粒体の自重や投入時の落下衝撃により下部の粉粒体が圧密され、その集合体がある程度の強度を持つようになる。サイロの形状や内壁と粉粒体との摩擦等の影響で発生するせん断力よりも集合体の強度が上回る場合に架橋が発生し、底部からの粉粒体を排出することができなくなるのである。

特許文献１には、少なくとも貯蔵槽のシリンダ装置寄りの側壁の下部及びシリンダ装置と対向する側壁の下部に、傾斜部及び底部を有する断面略三角形状の固着防止材を配設したサイロが提案されている。

しかし、特許文献１に記載された断面略三角形状の固着防止材は、スライディングフレームの繰り返し往復移動によってチップなどから樹液が滲み出てチップなどとともに凝り固まり、この固まりが成長して貯蔵槽内に投入されたチップなどの降下を妨げることを防止するための構造であり、破砕された古紙やプラスチック等の粉粒体が貯留されたサイロに発生する架橋を回避できるような構成ではなかった。

特開平１０−４５２５６号公報

そこで、サイロに貯留される粉粒体に適した角度、サイズの受圧板をサイロの内壁に設置して、この受圧板で上部に積まれた粉粒体の自重や落下衝撃を受けて、サイロ下部の粉粒体の圧密化を緩和することによって、架橋の発生を防止することが考えられるが、破砕されて粉粒体となった古紙及びプラスチックのような、性状が不定期に変動する資源再生用の廃材が貯留対象となるようなサイロでは、適切な受圧板の角度やサイズが変動するため、効果的に架橋の発生を回避できる構成を実現することができなかった。

本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、貯留対象物の性状が変動する場合であっても、確実に架橋の発生を防止できる柔軟性の高い架橋防止構造を備えたサイロを提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明によるサイロの第一特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、横断面形状が円形の筒状側壁と、切出し用の開口と、掻き羽根を前記筒状側壁の軸心周りに回転させて貯留物を前記開口から落下供給する切出し装置とを備え、上部から投入された資源再生用の廃材を貯留するサイロであって、落下する廃材を受け止めるために下方に傾斜する受圧面を備えた複数の受圧機構が、前記筒状側壁の内側面に、その周方向及び高さ方向に位置を異ならせて配設され、前記受圧面が鉛直線となす角度、及び、または、前記受圧面の仮想水平面への投影面積が可変に構成され、前記受圧機構は、上縁が前記筒状側壁の内側面と当接する状態で前記筒状側壁に固定された弧状基部と、前記弧状基部の下端部に水平軸周りに回動可能に軸支された延出部を備え、前記延出部の回動角度により前記受圧面の仮想水平面への投影面積を調整可能に構成されている点にある。

筒状側壁の内側面に、周方向及び高さ方向に位置を異ならせて配設された受圧機構に備えた受圧面によって、上部に積まれた粉粒体（廃材）の自重や落下衝撃が受け止められ、サイロ下部の粉粒体の圧密化が緩和される。当該受圧面は、鉛直線となす角度、及び、または、仮想水平面への投影面積が可変であるので、貯留対象物の性状が変動する場合であってもそれに対応した受圧面に設定することで、確実に架橋の発生を防止できるようになる。受圧面が鉛直線となす角度を調整すると、該角度と仮想水平面への投影面積が変わるので、受圧面の可変範囲が広くできる。

弧状基部の下端部に水平軸周りに回動可能に軸支された延出部の上面が受圧面として機能し、延出部の回動角度により受圧面の仮想水平面への投影面積が調整される。延出部の回動角度（延出部が鉛直線となす角度）を小さくすると、受圧面の傾斜角度が小さくなって仮想水平面への投影面積が小さくなり、延出部の回動角度（延出部が鉛直線となす角度）を大きくすると、受圧面の傾斜角度が大きくなって仮想水平面への投影面積が大きくなる。つまり、延出部の回動角度を小さくすると、粉粒体の自重や落下衝撃を受ける作用が相対的に弱くなり、延出部の回動角度を大きくすると、粉粒体の自重や落下衝撃を受ける作用が相対的に強くなる。従って、貯留対象物である粉粒体の性状によって受圧面による受圧能力を容易に調整することができるようになる。尚、筒状側壁の内側面に沿って落下する粉粒体は弧状基部でも一部受け止められる。

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記受圧機構は、前記筒状側壁の外側から前記延出部の回動角度を調節可能な操作部を備えている点にある。

サイロに貯留対象物が入ったままの状態では、作業者が閉空間であるサイロ内部に進入して延出部の回動角度を手作業で調整することが不可能である。しかし、このような構成によれば、操作部を介して筒状側壁の外側から延出部の回動角度が調整できるので、延出部の回動角度が貯留対象物である粉粒体に適合しない場合であっても、貯留対象物が入ったままで調整できるようになる。作業者は、サイロ内部に進入する必要がないので、サイロ内に充満している粉塵やガスの影響を受けずに作業できるようになる。

同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一または第二特徴構成に加えて、前記受圧機構は、前記弧状基部の下端部に延出長さが異なる複数の延出部の何れかを取り付ける取付け部を備えている点にある。

上述の構成によれば、延出長さが貯留対象物である粉粒体に適合した延出部を選択して弧状基部の下端部に取り付けることによって、受圧面による受圧能力を貯留対象物である粉粒体の性状に適合させることが容易に行なえる。

同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記切出し装置は、前記底壁からの離隔距離が異なる上下二段の掻き羽根を備え、上段の掻き羽根で廃材を攪拌し、下段の掻き羽根で廃材を掻くように構成されている点にある。

貯留対象物である粉粒体がある程度圧密化されている場合でも、上段の掻き羽根によって粉粒体が攪拌され、その後、下段の掻き羽根によって粉粒体が掻かれて開口から落下供給されるようになる。

以上説明した通り、本発明によれば、貯留対象物の性状が変動する場合であっても、確実に架橋の発生を防止できる柔軟性の高い架橋防止構造を備えたサイロを提供することができるようになった。

サイロの側断面図 （ａ）はサイロの底壁に備えた切出し装置の平面図、（ｂ）は同側断面図 （ａ）は延出部が回動する方式の受圧機構の平面図、（ｂ）は延出部が回動する方式の受圧機構の側断面図、（ｃ）は同受圧機構の正面図 （ａ）は受圧面の回動角度が小さく調整された状態の受圧機構の平面図、（ｂ）は受圧面の回動角度が小さく調整された状態の受圧機構の側断面図、（ｃ）は受圧面の回動角度が大きく調整された状態の受圧機構の平面図、（ｄ）は受圧面の回動角度が大きく調整された状態の受圧機構の側断面図 （ａ）は延出部が着脱される方式の受圧機構の側断面図、（ｂ）は同受圧機構の平面図

以下、本発明によるサイロの構造を説明する。
図１に示すように、サイロ１は、縦断面形状がハの字形で、横断面形状が円形の筒状側壁２と、平坦な底壁４とを備えて構成され、上部から投入された資源再生用の廃材が貯留される。

本実施形態では、破砕機で破砕された古紙及びプラスチックの粉粒体が資源再生用の廃材としてサイロ１に貯留され、サイロ１から切り出された粉粒体が、スクリューフィーダでペレットミルに定量搬送され、加圧処理して塊状の固形燃料であるＲＰＦに加工され、ボイラ等の燃焼機に化石燃料の代替燃料として用いられる。

底壁４には、切出し用の開口３が形成され、掻き羽根６を筒状側壁２の軸心Ｐ周りに回転させて貯留物を開口３から落下供給する切出し装置５が設置されている。開口３の下部には、サイロ１から切り出された粉粒体をペレットミルに搬送するスクリューフィーダ７が配置されている。

サイロ１は筒状側壁２の内側面には、軸心Ｐ方向に向けて下方に傾斜する受圧面９を備えた複数の受圧機構８が、内側面の周方向及び高さ方向に位置を異ならせて配設されている。

２〜３基で構成される一群の受圧機構８が上下方向に位置をずらせて全体で五群配設されている。各群の受圧機構８はそれぞれ高さ方向に位置をずらせるとともに、周方向に１８０度ずらせて配置、つまり対向するように配置されている。隣接する群の間では、周方向にずれるように配置されている。

各受圧機構８は、上縁が筒状側壁２の内側面と当接する状態で筒状側壁２に固定された弧状基部８ａと、弧状基部８ａの下端部に取り付けられた延出部８ｂを備え、弧状基部８ａと延出部８ｂの上面で構成される受圧面９で、上部に積まれた粉粒体の自重や落下衝撃が受け止められ、サイロ下部の粉粒体の圧密化が緩和されるように構成されている。

各受圧機構８には、受圧面９の仮想水平面への投影面積を可変に設定可能な調節機構１０が設けられている。尚、仮想水平面とは、筒状側壁２の軸心Ｐに垂直な平面をいい、受圧面９の仮想水平面への投影面積とは、受圧面９を鉛直方向上から見下ろしたときの前記仮想水平面上の面積をいい、図３（ｂ）、図４（ｂ）、（ｄ）では、弧状基部８ａ上端から延出部８ｂ下端までの面積を仮想水平面に投影した面積Ａで表している。

一群の受圧機構８のうち、最上段から二段目までの受圧機構８は、弧状基部８ａと、弧状基部８ａの下端部に横軸心周りに回動可能に軸支された延出部８ｂを備え、延出部８ｂの回動角度により受圧面９の仮想水平面への投影面積を調整する調節機構１０が設けられている。以下、調節機構１０を詳述する。

図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、弧状基部８ａの下端部に、延出部８ｂが横軸心Ｓ周りに回動可能に軸支されている。さらに、延出部８ｂの裏面には、筒状側壁２の外側から延出部８ｂの回動角度θ（延出部８ｂが鉛直線となす角度）を調節可能な操作部１１を備えている。

弧状基部８ａは、金属製の弧状周部を備えた板状体８１で、その背面に複数本のリブ８２が設けられている。板状体８１の先端が下方に傾斜する姿勢となるように、リブ８２と弧状周部が金属製の筒状側壁２に溶接されている。

操作部１１は、一端側が延出部８ｂの裏面に回動自在に軸支され、基端側が筒状側壁２の外壁面に突出配置された操作ボルト１２と、筒状側壁２の外壁面に取り付けられたベース部材１３と、ベース部材１３の左右両端側に設置されたブラケット１４とを備えて構成され、操作ボルト１２の中間位置がブラケット１４でネジ固定されている。

サイロ１の外部には点検用歩廊が付設され、作業員は点検用歩廊にのぼって筒状側壁２の外側面から操作部１１を操作することができる。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、作業者が、操作ボルト１２の基端側のナットを時計回りに回転操作することにより、延出部８ｂが横軸心Ｓ周りに下方に回動して、受圧面９の仮想水平面への投影面積Ａが小さくなる。このとき、操作ボルト１２の一端側が下方に傾斜するように、操作ボルト１２が揺動可能にブラケット１４に固定されている。

また、図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、作業者が、操作ボルト１２の基端側のナットを反時計回りに回転操作することにより、延出部８ｂが横軸心Ｓ周りに上方に回動して、受圧面９の仮想水平面への投影面積Ａが大きくなる。同様に、このとき、操作ボルト１２の一端側が上方に傾斜する。

つまり、弧状基部８ａの下端部に横軸心Ｓ周りに回動可能に軸支された延出部８ｂの上面が受圧面９として機能し、延出部８ｂの回動角度により受圧面９の仮想水平面への投影面積が調整される。

延出部８ｂの回動角度θを小さくすると、受圧面の傾斜角度が小さくなって仮想水平面への投影面積が小さくなり、延出部８ｂの回動角度θを大きくすると、受圧面９の傾斜角度が大きくなって仮想水平面への投影面積が大きくなる。つまり、延出部８ｂの回動角度θを小さくすると、粉粒体の自重や落下衝撃を受ける作用が相対的に弱くなり、延出部８ｂの回動角度θを大きくすると、粉粒体の自重や落下衝撃を受ける作用が相対的に強くなる。受圧面９が鉛直線となす角度を調整すると、該角度と仮想水平面への投影面積が変わるので、受圧面９の可変範囲が広くできる。

従って、貯留対象物である粉粒体の性状によって受圧面９による受圧能力を容易に調整することができるようになる。尚、筒状側壁２の内側面に沿って落下する粉粒体は弧状基部８ａでも一部受け止められる。

このような構成によれば、操作部１１を介して筒状側壁２の外側から延出部８ｂの回動角度θが調整できるので、延出部８ｂの回動角度θが貯留対象物である粉粒体に適合しない場合であっても、粉粒体が投入された後にその粉粒体に適合するように調整できるようになる。また、作業者が閉空間であるサイロ内部に進入して延出部８ｂの回動角度θを手作業で調整する必要が無くなる。

また、操作部１１を介して筒状側壁２の外側から延出部８ｂの回動角度θを調整することで、サイロ１内に形成されたブリッジを壊すこともできる。

操作部１１は、最上段から二段目までの受圧機構８のみに備える構成とすることで、全段の受圧機構８に操作部１１を備える場合に比べて、筒状側壁２への操作ボルト１２の挿通孔の加工を少なくすることができる。

図１に戻り、一群の受圧機構８のうち、最上段から三段目以降の受圧機構８は、弧状基部８ａと、延出長さが異なる複数の延出部８ｂを備え、弧状基部８ａの下端部に延出長さが異なる複数の延出部８ｂの何れかを取り付ける取付け部１５を備えている。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、弧状基部８ａの下端部先端に、延出部８ｂがボルトとナットを介して着脱自在に取り付けられている。

弧状基部８ａは、金属製の弧状周部を備えた板状体８１で、その背面中央に一本のリブ８２が設けられている。板状体８１の先端が下方に傾斜する姿勢となるように、リブ８２と弧状周部が金属製の筒状側壁２に溶接されている。

延出長さが異なる複数種類の延出部８ｂが予め準備され、貯留対象物である粉粒体に適合した延出部８ｂを選択して弧状基部８ａの下端部に取り付けることによって、受圧面９による受圧能力を貯留対象物である粉粒体の性状に適合させることが容易に行なえる。

弧状基部８ａの先端側及び延出部８ｂの基端側には、幅方向に沿って８箇所のボルト挿通孔が形成され、延出部８ｂの裏面には幅方向に３本のリブが形成されている。これら８箇所のボルト挿通孔、及び各リブの端部に形成されたボルト挿通孔を介して、弧状基部８ａの先端に延出部８ｂがボルトとナットで締め付けられている。つまり、これらボルト挿通孔とボルトとナットで取付け部１５が構成されている。

従って、延出長さが貯留対象物である粉粒体に適合した延出部８ｂを選択して弧状基部８ａの下端部に取り付けることによって、受圧面９による受圧能力を貯留対象物である粉粒体の性状に適合させるように調整機構１０が構成されている。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、切出し装置５は、油圧モータまたは電動モータで駆動されて軸心Ｐ周りに回転するロータ５０が設けられ、ロータ５０には、底壁４からの離隔距離、つまり高さが異なる上下二段の掻き羽根６（６ａ，６ｂ）が取り付けられている。

上段の掻き羽根６ａの羽根の長さが下段の掻き羽根６ｂの羽根の長さより短くなるように構成され、上段と下段には回転軸心Ｐを挟んで二枚の掻き羽根が１８０度の角度で取り付けられ、上段と下段の掻き羽根が９０度の角度で取り付けられている。

貯留対象物である粉粒体がある程度圧密化されている場合でも、上段の長さの短い掻き羽根６ａによって貯留された粉粒体が攪拌され、その後、下段の長さの長い掻き羽根６ｂによって粉粒体が掻かれて開口３から落下供給されるようになる。

上述した実施形態では、一群の受圧機構８のうち、最上段から二段目までの受圧機構８が、延出部の回動角度により受圧面の仮想水平面への投影面積を調整可能に構成され、最上段から三段目以降の受圧機構８が、弧状基部８ａの下端部に延出長さが異なる複数の延出部８ｂの何れかを取り付ける取付け部１５を備えた例を説明したが、このような構成に限るものではなく、全ての受圧機構８が、延出部の回動角度により受圧面の仮想水平面への投影面積を調整可能に構成されていてもよいし、全ての受圧機構８が、弧状基部８ａの下端部に延出長さが異なる複数の延出部８ｂの何れかを取り付ける取付け部１５を備えた構成であってもよい。

また、延出部８ｂの回動角度θにより受圧面９の仮想水平面への投影面積を調整するための調節機構１０に、筒状側壁２の外側から延出部８ｂの回動角度θを調節可能な操作部１１を備えた例を説明したが、必ずしも筒状側壁２の外側から操作する構成に限るものではなく、筒状側壁２の内側で調節可能な操作部を備えていてもよい。その場合の構造は基本的に図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す調節機構１０と相違するものではなく、筒状側壁２の内側面に設置されたブラケットに操作ボルト１２の基端側が支持され、ナットを回動操作することにより、延出部８ｂの回動角度θが調整可能に構成されればよい。

図１では、最上段から二段目までの受圧機構８に筒状側壁２の外側から操作可能な調整機構を備え、三段目から下の受圧機構８に延出長さが異なる複数の延出部８ｂを取り付けて調整する調整機構を備えた例を説明したが、下側に設置された受圧機構８に筒状側壁の外側から操作可能な調整機構を備え、上側の受圧機構８に延出長さが異なる複数の延出部８ｂを取り付けて調整する調整機構を備えてもよい。

上述した実施形態は本発明の一態様であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成や制御態様は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能であることはいうまでもない。

１：サイロ
２：筒状側壁
３：開口
４：底壁
５：切出し装置
６：掻き羽根
６ａ：上側の掻き羽根
６ｂ：下側の掻き羽根
７：スクリューフィーダ
８：受圧機構
８ａ:弧状基部
８ｂ：延出部
９：受圧面
１０：調節機構
１１：操作部
１２：操作ボルト
１３：ベース部材
１４：ブラケット
１５：取付け部

Claims (4)

1. 横断面形状が円形の筒状側壁と、切出し用の開口と、掻き羽根を前記筒状側壁の軸心周りに回転させて貯留物を前記開口から落下供給する切出し装置とを備え、上部から投入された資源再生用の廃材を貯留するサイロであって、
   落下する廃材を受け止めるために下方に傾斜する受圧面を備えた複数の受圧機構が、前記筒状側壁の内側面に、その周方向及び高さ方向に位置を異ならせて配設され、前記受圧面が鉛直線となす角度、及び、または、前記受圧面の仮想水平面への投影面積が可変に構成され、
   前記受圧機構は、上縁が前記筒状側壁の内側面と当接する状態で前記筒状側壁に固定された弧状基部と、前記弧状基部の下端部に水平軸周りに回動可能に軸支された延出部を備え、前記延出部の回動角度により前記受圧面の仮想水平面への投影面積を調整可能に構成されているサイロ。
2. 前記受圧機構は、前記筒状側壁の外側から前記延出部の回動角度を調節可能な操作部を備えている請求項１記載のサイロ。
3. 前記受圧機構は、前記弧状基部の下端部に延出長さが異なる複数の延出部の何れかを取り付ける取付け部を備えている請求項１または２記載のサイロ。
4. 前記切出し装置は、前記底壁からの離隔距離が異なる上下二段の掻き羽根を備え、上段の掻き羽根で廃材を攪拌し、下段の掻き羽根で廃材を掻くように構成されている請求項１から３の何れかに記載のサイロ。

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