JP5918057B2 - 焼却炉の投入口開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、上方から廃棄物が投入される焼却炉の投入口開閉装置に関する。

従来、焼却炉で廃棄物の一部を燃焼させながらその燃焼熱で廃棄物の残部を乾溜して可燃性ガスを発生させ、この可燃性ガスを燃焼炉で燃焼させることにより、窒素酸化物等による環境汚染を生じさせることなく、廃棄物を焼却する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記焼却炉は、上面において開口した投入口と、この投入口を開閉するための開閉手段とを備える。開閉手段は、投入口を気密に閉塞するための蓋体と、この蓋体を、投入口が開放される開位置と閉塞される閉位置との間で回動自在に回動軸の周りで支持する蓋体支持部とを備える。回動軸は、投入口からある程度離れた位置に設けられる。

焼却炉への廃棄物の投入に際しては、投入口を閉塞している蓋体が７０°程度回動されて開位置に位置づけられる。これにより投入口が開放され、投入口から種々の廃棄物が投入される。廃棄物の投入が完了すると、蓋体が逆方向に回動されて投入口が閉塞される。その後、廃棄物は焼却炉内で処理される。

特許第２５３５２７３号公報

しかしながら、かかる従来の焼却炉の開閉手段によれば、回動軸が投入口からある程度離れているので、蓋体の回動により投入口が開放されたとき、蓋体の回動軸側の周縁部と投入口の周縁部との間に隙間が生じる。

このため、投入口から投入される医療廃棄物に含まれる注射器等がこの隙間から回動軸側へ逸脱して飛散し、焼却炉の上や焼却炉の周囲に散乱するおそれがある。散乱した注射器等の清掃は、針先等に注意を払いながら慎重に行う必要があるので、煩雑で手間がかかる。

本発明の目的は、かかる従来技術の問題点に鑑み、焼却炉に投入される廃棄物の飛散を極力防止できる投入口開閉装置を提供することにある。

本発明の焼却炉の投入口開閉装置は、上方から廃棄物が投入される焼却炉の投入口を開閉するための投入口開閉装置であって、前記投入口を閉塞するための蓋体と、前記蓋体を、前記投入口を開放する開位置と閉塞する閉位置との間で回動自在に、前記投入口から離れた回動軸を介して支持する蓋体支持部と、前記蓋体が開位置にあるときに生じる該蓋体の回動軸側の周縁部と前記投入口の周縁部との間の隙間を塞ぐための閉塞板と、前記閉塞板を、前記隙間を塞ぐ閉塞位置と前記蓋体による投入口の閉塞に支障のない退避位置との間で案内する閉塞板案内部と、前記閉塞板を、前記閉塞板案内部による案内に従い、前記蓋体が開位置に回動されるときに前記閉塞位置に駆動し、該蓋体が閉位置に回動されるときに前記退避位置に駆動する閉塞板駆動機構とを具備することを特徴とする。

本発明において、廃棄物を焼却炉に投入するために蓋体が開位置に回動されるとき、蓋体の回動軸側の端縁と投入口の端縁との間に隙間が生じるが、閉塞板駆動機構が閉塞板を閉塞位置に駆動するので、この隙間は閉塞板により閉塞される。一方、蓋体が閉位置に回動されるときには、閉塞板駆動機構が閉塞板を退避位置に駆動するので、蓋体による投入口の閉塞が支障なく行われる。

このように、本発明によれば、蓋体の開閉に同期して閉塞板が閉塞位置又は退避位置へ自動的に駆動されるので、投入される廃棄物が上記隙間から逸脱して飛散するのを支障なく防止することができる。

本発明において、前記閉塞板駆動機構は、前記蓋体の回動運動を、前記閉塞板案内部による案内に従った前記閉塞板の運動に変換するリンク機構を備えてもよい。これによれば、蓋体を開位置又は閉位置に回動させることにより、リンク機構を介して自動的に閉塞板を閉塞位置又は退避位置に駆動させることができる。

本発明において、前記閉塞板案内部による前記閉塞板の案内方向は、前記回動軸に垂直な方向であり、前記リンク機構は、一端が前記蓋体からの作用力を受け、中間部が回動自在に支持されたレバー部材と、前記レバー部材の他端に一端が回動自在に接続され、他端が前記閉塞板に回動自在に接続されたリンク部材とを備えてもよい。これによれば、リンク機構を簡便な構成で実現することができる。

また、本発明において、前記閉塞板駆動機構を上述のリンク機構で構成する場合、該閉塞板駆動機構は、前記閉塞板が前記閉塞位置に近いほど大きな前記退避位置の方向への付勢力を該閉塞板に付与する付勢手段を備えてもよい。これによれば、蓋体を開位置から閉位置に回動させるとき、閉塞板を付勢手段の付勢力によって退避位置に退避させることができる。また、蓋体を閉位置から開位置へ回動させるとき、蓋体の回動を開位置において停止させるときの衝撃力を緩和することができる。

本発明の一実施形態に係る投入口開閉装置を備えた焼却炉に廃棄物を投入する様子を示す説明図である。 図１の焼却炉の投入口閉塞時における投入口開閉装置の一部を示す平面図及び断面図である。 図１の焼却炉の投入口開放時における投入口開閉装置の一部を示す平面図及び断面図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る投入口開閉装置を備えた焼却炉に廃棄物を投入する様子を示す。投入口開閉装置１は、図１に示すように、上方から廃棄物投入機２により廃棄物３が投入される焼却炉４の投入口５を開閉するための投入扉６と、投入扉６が開かれたときに投入扉６のヒンジ側端部と投入口５の周縁部との間に生じる隙間を塞ぐ隙間閉塞機構７とを備える。

図２（ａ）は、投入口５閉塞時の隙間閉塞機構７の一部を示す平面図であり、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。隙間閉塞機構７は、Ａ−Ａ線について対象な構成を有する。図３（ａ）は、投入口５開放時の図２（ａ）と同様の部分の平面図であり、図３（ｂ）はそのＢ−Ｂ線断面図である。これらの図において、隙間閉塞機構７の各要素については実線又は破線（隠れ線）で示しており、他の要素については二点鎖線（想像線）で示している。

図２及び図３に示すように、投入扉６は、投入口５を閉塞するための蓋体８と、焼却炉４の上面に設けられたヒンジピン９と、一方の端部がヒンジピン９により回動自在に支持され、他方の側が蓋体８に固定されたヒンジアーム１０とを備える。

したがって、ヒンジピン９により蓋体８の回動軸が構成される。また、ヒンジピン９とヒンジアーム１０とで、蓋体８を回動自在に支持する蓋体支持部が構成される。蓋体８は、投入口５を閉塞する閉位置と投入口５を開放する所定の開位置との間で、モータにより回動される。

このモータによる回動は、図１に示すように、モータによりチェーン巻上機４０を駆動し、蓋体８の回動軸とは反対側の端部に接続されたチェーン４１を巻上げ又は巻戻しすることにより行われる。なお、蓋体８を開位置方向へ回動する際に、蓋体８が開位置に至ったときには、リミットスイッチによりモータの駆動が停止される。

蓋体８は、円盤から弓形の一部分を切除したような形状を有する。すなわち、蓋体８の周縁形状は、部分円とその両端を結ぶ直線とで構成される。蓋体８の周縁部のうち、この直線に対応する部分８ａは、蓋体８の回動軸側に位置し、かつ回動軸に平行となっている。蓋体８によって閉塞される投入口５の周縁形状は、蓋体８の周縁形状と相似の形状を有する。

蓋体８の回動軸は、投入口５からある程度離れているので、蓋体８が開位置にあるとき、蓋体８の回動軸側の周縁部と投入口５の対応する周縁部との間に、ある程度の隙間が生じる。本実施形態の場合、蓋体８の回動軸側の周縁部は上述のように直線状の部分８ａを含むので、生じる隙間は、図３（ｂ）に示すように、一定の幅Ｗを有するものとなる。

隙間閉塞機構７は、この隙間を塞ぐための閉塞板１１と、閉塞板１１を支持するスライド板１２と、スライド板１２を水平面に沿って案内する案内ベース１３とを備える。閉塞板１１は、スライド板１２に対して所定の角度を成すように、その角度を１つの鋭角とする直角三角形状の支持部材１４を介して、スライド板１２上で支持される。

案内ベース１３は、焼却炉４の上面に固定される。案内ベース１３の上面には、水平な案内面が設けられる。スライド板１２には、案内ベース１３の案内面上でスライドし得るスライド面が設けられる。また、案内ベース１３には、スライド板１２からの荷重が付与される案内ベース１３の案内面を補強する補強部品２０と、スライド板１２に働く水平方向以外の力を受けるガイド２１とが設けられる。これにより、閉塞板１１は、案内ベース１３上でスライド可能に支持され、水平方向に案内される。

スライド板１２は、ヒンジアーム１０の外側にも存在する。ヒンジアーム１０の外側に存在するスライド板１２の部分と内側に存在するスライド板１２の部分との間は、ジョイント部材１５により連結される。ジョイント部材１５は、ヒンジアーム１０と干渉しない位置に配置される。

また、隙間閉塞機構７は、ヒンジアーム１０の内側の案内ベース１３に固定されたシリンダ１６を備える。シリンダ１６のシリンダロッド１７の先端は、スライド板１２に立設された固定部材１８を介してスライド板１２に固定される。シリンダ１６は、シリンダ室内の先端側端壁に一端が固定され、他端がシリンダロッド１７の基端部に固定された圧縮コイルばね１９を有する。シリンダ１６のストローク量は、シリンダ室の基端側端壁に設けられた調整ボルトにより調整される。

スライド板１２は、シリンダ１６により、水平方向でかつ蓋体８の回動軸に垂直な方向に案内される。案内ベース１３、スライド板１２及びシリンダ１６により、閉塞板案内部が構成される。この閉塞板案内部は、閉塞板１１を、蓋体８が開位置にあるときに生じる上述の隙間を塞ぐ閉塞位置と、蓋体８による投入口５の閉塞に支障のない退避位置との間で案内する。

圧縮コイルばね１９は、かかる閉塞板１１の駆動に際し、閉塞板１１が閉塞位置により近い位置に位置するほどより大きな退避位置方向への付勢力を閉塞板１１に付与する付勢手段を構成する。

また、隙間閉塞機構７は、一端が蓋体８からの作用力を受け、中間部が回動自在に支持されたレバー部材２２と、レバー部材２２の他端に対して一端が回動自在に接続され、他端がスライド板１２に対して回動自在に接続されたリンク部材２３とを備える。リンク部材２３のスライド板１２への接続は、上述のシリンダロッド１７の先端をスライド板１２に固定するための固定部材１８を介して行われる。

リンク部材２３は、シリンダ１６の上方においてシリンダ１６に沿って配置される。したがって、レバー部材２２とリンク部材２３との接続は、シリンダ１６の上方で行われる。さらにその上方において、レバー部材２２の中間部が支持される。この支持は、焼却炉４の上面に立設された支柱２４により行われる。

レバー部材２２における蓋体８からの作用力を受ける側の端部は、蓋体８に設けられた当接部材２５に当接して蓋体８からの作用力をレバー部材２２に伝えるための当接桿２２ａとなっている。当接部材２５及び当接桿２２ａは、蓋体８の閉位置から開位置方向への回動角度のほぼ４０°から７０°の範囲にわたって支障なく相互に当接するように構成される。

したがって、レバー部材２２及びリンク部材２３は、蓋体８の回動運動を、上述の閉塞板案内部による案内に従った閉塞板１１の運動に変換するリンク機構を構成する。また、このリンク機構は、閉塞板１１を、閉塞板案内部による案内に従い、蓋体８が開位置に回動されるときに閉塞位置に駆動し、蓋体８が閉位置に回動されるときに退避位置に駆動する閉塞板駆動機構を構成する。

投入口５の周縁部には、断面が上方に凸状である凸条２６が設けられ、蓋体８の周縁部には、蓋体８が閉位置に位置するときに該凸条に嵌合する凹条２７が設けられる。投入口５が蓋体８により閉塞されるとき、凸条２６が凹条２７に嵌合して、気密な閉塞が達成される。投入口５の開口面に沿った方向（水平方向）にみて、閉塞板１１の投入口５側の端縁は、閉塞板１１が閉塞位置にあるとき、図３（ｂ）のように、投入口５の凸条２６の内側に位置し、退避位置にあるとき、図２（ｂ）のように、凸条２６の外側に位置する。

廃棄物投入機２は、図１に示すように、投入バケット２８を投入口５の上方まで案内する一対の投入レール２９と、投入バケット２８を投入レール２９に沿って引き上げるチェーン巻上機３０と、チェーン巻上機３０を支持するフレーム３１とを備える。投入バケット２８は、その側面において、投入レール２９内を走行する上部側の２つのバケットローラ３２と、下部側の２つのバケットローラ３３とを有する。

投入バケット２８のバケットローラ３３とは反対側の側面の下部には、チェーン巻上機３０により巻き上げられるチェーン３４の端部が固定される。バケットローラ３２は、投入レール２９の上端に達したとき、投入バケット２８が回動して所定の投入姿勢をとるための回動軸として機能する。投入レール２９の上端部には、投入バケット２８の回動時に投入レール２９から離れる各バケットローラ３３を案内する案内部材３５が設けられる。

廃棄物３を焼却炉４に投入する際には、チェーン巻上機３０によりチェーン３４が巻き上げられる。これにより、焼却炉４下方の廃棄物充填位置において廃棄物３が充填された投入バケット２８が、投入レール２９に沿って焼却炉４の投入口５の上方まで引き上げられる。さらに、上部側のバケットローラ３２が投入レール２９の上端に達した後もチェーン３４が巻き上げられことにより、バケットローラ３２が回動軸となって投入バケット２８が回動する。

バケットローラ３３が案内部材３５の上端に達したとき、チェーン巻上機３０の駆動が停止され、投入バケット２８は、内部の廃棄物３が投入される投入姿勢となる。これにより、廃棄物３が、投入バケット２８内から自重で落下し、投入口５を経て焼却炉４に投入される。廃棄物３の投入が完了すると、チェーン巻上機３０によりチェーン３４が巻き戻される。これにより、バケットローラ３３は逆方向に駆動し、廃棄物充填位置に戻される。

この投入バケット２８からの廃棄物３の投入にタイミングを合わせて、蓋体８が開閉され、これに応じて隙間閉塞機構７が動作する。すなわち、蓋体８が閉位置にあるとき、閉塞板１１は、図２のように退避位置に位置している。この状態において、蓋体８が閉位置から開位置の方へ回動され、その回動の角度が４０°程度に達すると、蓋体８の当接部材２５がレバー部材２２の当接桿２２ａに当接する。

この後、蓋体８の回動角度の増大に応じ、蓋体８からレバー部材２２に付与される作用力により、レバー部材２２も、圧縮コイルばね１９の付勢力に抗して回動する。これにより、リンク部材２３を介して、閉塞板１１が閉塞位置の方へ、圧縮コイルばね１９の付勢力に抗して駆動される。

蓋体８が、閉位置から７０°程度まで回動されると、チェーン巻上機４０（図１参照）で蓋体８を回動させているモータがリミットスイッチにより停止される。これにより、蓋体８は、開位置に位置付けられ、閉塞板１１は、閉塞位置に位置付けられる。このとき、シリンダ１６は、その動作限界に達するので、閉塞位置における閉塞板１１の投入口５方向への過剰な駆動は阻止される。

また、このとき、蓋体８の回動に応じて蓋体８の回動軸側の周縁部と投入口５の回動軸側の周縁部との間に生じた隙間の幅は最大幅Ｗとなるが、その隙間は、図３（ｂ）のように、閉塞板１１により塞がれた状態となる。

この状態において、上述のように、廃棄物３が充填された投入バケット２８が、投入口５の上方において廃棄物３を投入する姿勢とされ、図１のように、廃棄物３が投入口５を経て焼却炉４内に投入される。このとき、廃棄物３の一部が蓋体８と投入口５との間の隙間の方へ飛散したとしても、その廃棄物３の一部は、閉塞板１１によって投入口５側へ反射され、支障なく焼却炉４内に投入される。

廃棄物３の投入が完了すると、投入バケット２８が上述のように焼却炉４下方の廃棄物充填位置に戻されるとともに、蓋体８が閉位置の方へ回動される。この回動に連動して、圧縮コイルばね１９の付勢力により、レバー部材２２の当接桿２２ａが当接部材２５に接触しながら回動する。これに伴い、閉塞板１１が退避位置の方へ駆動される。したがって、その後の蓋体８の回動により閉塞板１１が蓋体８と干渉することはない。

蓋体８の回動角度が、上述の４０°程度にまで減少すると、シリンダロッド１７は、その基端部がシリンダ１６の調整ボルトに当接し、駆動を停止する。これにより、リンク機構の動作が停止するとともに、閉塞板１１が退避位置に位置づけられる。その後、蓋体８は、閉塞板１１と干渉することなく閉位置まで回動され、投入口５の閉塞が確立される。これにより、焼却炉４に投入された廃棄物３の処理が可能となる。

以上のように、本実施形態によれば、上述の閉塞板駆動機構により、閉塞板１１が、蓋体８の開閉に同期して閉塞位置又は退避位置へ自動的に駆動されるので、投入される廃棄物３が、蓋体８と投入口５との間に生じた隙間から逸脱して飛散するのを支障なく防止することができる。

また、閉塞板駆動機構は、蓋体８の回動運動を閉塞板案内部に従った閉塞板１１の運動に変換するリンク機構を備えるので、蓋体８を開位置又は閉位置に回動させることにより、リンク機構を介して自動的に閉塞板を閉塞位置又は退避位置に駆動させることができる。

また、リンク機構を、一端が蓋体８からの作用力を受け、中間部が回動自在に支持されたレバー部材２２と、レバー部材２２の他端に一端が回動自在に接続され、他端が閉塞板１１に回動自在に接続されたリンク部材２３とを用いて構成したので、リンク機構を簡便な構成で実現することができる。

また、閉塞板１１が閉塞位置に近いほど大きな退避位置方向への付勢力を閉塞板１１に付与する圧縮コイルばね１９を設けたので、蓋体８を開位置から閉位置に回動させるとき、閉塞板１１を付勢力によって退避位置に退避させることができる。また、蓋体８を閉位置から開位置へ回動させるとき、蓋体８の回動を開位置において停止させるときの衝撃力を緩和することができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。例えば、蓋体の周縁形状は、真円状の形状であってもよい。この場合、閉塞板として、蓋体の形状に対応して端縁が部分円の形状を有するものを採用することにより、蓋体が開位置に位置するときに蓋体の回動軸側の周縁部と投入口の回動軸側の周縁部との間に生じる隙間を良好に塞ぐことができる。

１…投入口開閉装置、３…廃棄物、４…焼却炉、５…投入口、８…蓋体、９…ヒンジピン、１０…ヒンジアーム、１１…閉塞板、１２…スライド板、１３…案内ベース、１６…シリンダ、１９…圧縮コイルばね（付勢手段）、２２…レバー部材、２２ａ…当接桿、２３…リンク部材、２５…当接部材。

Claims (4)

1. 上方から廃棄物が投入される焼却炉の投入口を開閉するための投入口開閉装置であって、
   前記投入口を閉塞するための蓋体と、
   前記蓋体を、前記投入口を開放する開位置と閉塞する閉位置との間で回動自在に、前記投入口から離れた回動軸を介して支持する蓋体支持部と、
   前記蓋体が開位置にあるときに生じる該蓋体の回動軸側の周縁部と前記投入口の周縁部との間の隙間を塞ぐための閉塞板と、
   前記閉塞板を、前記隙間を塞ぐ閉塞位置と前記蓋体による投入口の閉塞に支障のない退避位置との間で案内する閉塞板案内部と、
   前記閉塞板を、前記閉塞板案内部による案内に従い、前記蓋体が開位置に回動されるときに前記閉塞位置に駆動し、該蓋体が閉位置に回動されるときに前記退避位置に駆動する閉塞板駆動機構とを備えることを特徴とする焼却炉の投入口開閉装置。
2. 前記閉塞板駆動機構は、前記蓋体の回動運動を、前記閉塞板案内部による案内に従った前記閉塞板の運動に変換するリンク機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の焼却炉の投入口開閉装置。
3. 前記閉塞板案内部による前記閉塞板の案内方向は、前記回動軸に垂直な方向であり、
   前記リンク機構は、
   一端が前記蓋体からの作用力を受け、中間部が回動自在に支持されたレバー部材と、
   前記レバー部材の他端に一端が回動自在に接続され、他端が前記閉塞板に回動自在に接続されたリンク部材とを備えることを特徴とする請求項２に記載の焼却炉の投入口開閉装置。
4. 前記閉塞板駆動機構は、前記閉塞板が前記閉塞位置に近いほど大きな前記退避位置の方向への付勢力を該閉塞板に付与する付勢手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の焼却炉の投入口開閉装置。

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