JPH09240842A - 定量供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 都市ごみなどで長い可変形体が相互に絡み合
い、粘着して引き込み合う場合、供給装置の喉部で詰ま
って定量ずつ円滑に供給できない。 【解決手段】 ホッパ２と連接する移送手段３（たとえ
ばベルトコンベアやスクリューフィーダ）の移送方向の
側面２２の下端部から、逆方向へ傾斜してホッパ２の内
側へ向けて突出し、ホッパ内を連続的に累積しつつ相互
に絡み合い粘着し合って降下する被供給物層を剪断し上
下に分離する剪断刃物５の刃先５１を、前記移送手段に
近接して設ける。剪断刃物が下降する被供給物層の中へ
切り込んで、層を上下に引き裂いて二分して強制的に上
下に分離し、分断された下層だけが直下の移送手段へそ
のまま移行して定量化され、上層は開放されてホッパ側
面に沿って上昇し、自重で反転回帰する作用を繰り返す
ので課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は被供給物を定量ずつ
供給する装置、特に家庭や事務所から回収された都市ご
みなどを、有用物を回収するリサイクル設備あるいは焼
却して容積を大きく減少させる焼却設備などの後工程へ
定量的に供給する定量供給装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】従来、毎日排出され回収される都市ご
み、粗大ごみ、産業廃棄物などは、そのまま埋立地へ直
送されることもあるが、有用物を選別して資源として再
利用したり、焼却して容積を大きく減少してから埋立地
へ回送する手順を経由することが、国土保全や公害防止
の面からも推進されている。

【０００３】有用物を回収するリサイクル設備あるいは
焼却して容積を大きく減少させる焼却設備などで、都市
ごみなどを効率的に処理するためには、まず回収した都
市ごみなどを破砕機などによって予備破砕を行ない、つ
ぎにリサイクル設備あるいは焼却設備などへ定量供給し
て効率的な処理を持続するように図らなければならな
い。そのために破砕機から被供給物を断続的に受入れ、
定量的にこれらの設備へ供給することが特に必要な稼働
条件として求められる。

【０００４】連続的に定量の被供給物を供給するために
は、被供給物の性状に起因する多くのトラブルの発生す
る要素が現在でも残っており、また、その解決を目指し
た多くの改善も提起されている。たとえば、実開平６−
１４７３１号公報の従来技術の第二考案では、図５とし
て引用したようにごみを収容するホッパ１０１と、該ホ
ッパ１０１の下部に接続して流動床式焼却炉へごみを供
給するスクリューコンベア１０２で定量供給装置を形成
し、ホッパ１０１のスクリューコンベア１０２との接続
部１０３であって、スクリューコンベアの下流側の上方
へ、下り勾配の斜板１０４を突出した構成を示してい
る。この構成によっていわゆる喉部とよばれる前記接続
部１０３には、上方から移送されるごみの自重を中途で
斜板が肩代りして支えるから直接負荷しなくなり、従来
から課題とされてきた接続部（喉部）におけるごみの詰
まりや圧密化が解消されたとしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この従来技術が従来か
ら最もごみの詰まりやすい箇所として指摘されてきたホ
ッパとスクリューコンベア間の接続部（喉部）へ掛かる
ごみ荷重の集中を軽減し、その過度の圧密に起因するト
ラブル防止に効果を上げたことは評価できる。しかし、
一面では実施例の図５で見る限り、接続部１０３よりも
遥か上方のホッパ１０１内で急に斜板１０４が飛び出し
てごみが流下するメイン通路を急に狭隘な断面に絞り込
んでいるから、絞られたホッパとスクリューコンベアの
羽根１０６との間が狭くなり、上方からの荷重のために
圧密されごみ詰まりを生じる別の虞れが現実のものとな
る懸念が否定できない。

【０００６】ごみ類は事前に適当なサイズに破砕される
ことは既に述べた通りであるが、ごみの種類がきわめて
多岐に亘り、特に古タイヤ、絨毯、ビニール、化繊衣
類、プラスチック板、紐、ロープなど比較的柔軟な材質
で変形自由なごみ類は、破砕機の回転刃の間に噛み込ま
れないで潜り抜け、絡み合ったまま破断されずに供給さ
れるケースがよく発生する。この状態のごみがホッパ内
へ供給され、途中で絞られた斜板とスクリューコンベア
の羽根の間に引き込まると、羽根に巻き付いたり他のご
みを引き込んで収拾の付かない詰まり現象（チョーク状
態）を引き起し、最早供給装置の運転を停止してその窒
息状態から開放しない限り、対応の手段がない深刻な状
態に陥る可能性がある。また、被供給物を定量ずつ供給
するという本来の機能から見れば、ホッパ内の中途に突
出した斜板と羽根との間の空間内へ流下してきたごみ類
が自由に絡み合い引き込み合うから、均等に圧密しなが
ら到着したごみが、この流れの障害に衝き当り周囲の条
件によって大きな粗密の差が現われる傾向が顕著とな
り、定量供給という機能がホッパ内の不規則な流動のた
めに急激に劣化する懸念が高い。このようなトラブルの
発生は都市ごみなど被供給物の特性によって生じる特有
の課題である。

【０００７】本発明は定量供給装置、特に長い可変形体
が相互に絡み合い、相互に粘着して引き込み合うような
特性が強い都市ごみを想定した被供給物を対象として、
次工程、たとえばリサイクル設備や焼却設備などへ定量
ずつ円滑に供給する装置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る定量供給装
置１は、上方に被供給物投入口２１を開口したホッパ２
と、該ホッパ２の下方に連接し後工程へ被供給物を定量
ずつ供給する移送手段３よりなり、ホッパ２の前記移送
手段３の移送方向に該当する側面２２の下端部から該移
送方向と逆方向に傾斜してホッパ２の内側へ向けて突出
し、ホッパ内を連続的に累積しつつ相互に絡み合い粘着
し合って降下する被供給物層を剪断し上下に分離する剪
断刃物５の刃先５１を前記移送手段３に近接して設けた
ことを構成上の特徴とする。

【０００９】この構成によって、被供給物特有の絡みや
粘着作用が至る所で不規則に発生しても、移送手段３に
より強制的に移送されてきた被供給物Ｄを移送手段３の
直上に斜に突設した剪断刃物５により上下に引き裂いて
二分した後、二層を強制的に上下方向へ分離し、分断さ
れた下層だけが直下の移送手段３へそのまま移行して定
量化され、分離された上層は開放され刃物面からホッパ
側面に沿って自然に上昇し、自重で反転して流下しつつ
あるメインルートの被供給物Ｄと合流して再び一緒に降
下する作用を繰り返して課題を解決する。

【００１０】この基本構成に対し請求項２のように、ホ
ッパ２の移送方向側の側面２２の少なくとも下半部を、
剪断分離してホッパ内に取り残された被供給物Ｄの上昇
と反転を誘発する上広がりの傾斜側面２４で形成すれ
ば、前記の被供給物Ｄの分離と合流の循環作用が一層円
滑に進行し、ホッパ２内の詰まり現象防止にさらに拍車
を掛ける公算が大きい。

【００１１】また、この構成であって剪断刃物５の刃先
５１の水平線に対する傾斜角度θを請求項３のように２
５〜５５°の範囲に特定することも実施上、好ましい形
態である。被供給物Ｄの構成要素は千差万別であるが、
一般に絡み合う長い可変形物が破砕を免れて紛れ込む可
能性は想定しておかなければならない。また、家庭ごみ
にはかなり高水分の厨房残材が含まれる機会も多いか
ら、その粘着性は高く予想しておかなければならない。
この場合、刃先５１の角度θが水平に近ずくと、刃先に
長い可変形物が絡んで堆積する虞れがあるから、刃先５
１の角度θは２５°が下限である。一方、刃先５１の角
度θが垂直に近ずくほど被供給物Ｄの引裂き能力が低下
するので、強制的に切り裂くためには５５°が限度とな
る。この傾斜角度は同型式の定量供給装置内へ種々の被
供給物を対象に実験を行なって切り裂きと分離能力を比
較した結果から誘導した数値限定であるが、大工道具で
あるカンナの傾斜角度が４０°±１５°であり、伝統的
に受け継がれてきた切削と分離に関する古人の知恵が、
近来のコンピュータを駆使した実験と一致することも興
味あるデータである。

【００１２】尤も、被供給物の内容、性状は土地によ
り、事業所により著しく差があるのが常識である。作用
を最も効率的に進めるには、刃先の角度を適切に選択す
る必要があり、被供給物Ｄの状態に対応できるように刃
先角度を自由に調整できる機能を附加することも利用性
が高い。そのために請求項４のように、剪断刃物５上部
の取付け部５２をホッパ２の側面２２の下端面と回動自
在に係合し、かつ、刃先５１を任意の傾斜角度で固定す
る拘束手段を設けた構成も汎用性をさらに高める上で有
効な手段である。

【００１３】請求項５に示すように、被供給物Ｄはあら
かじめ破砕機で予備破砕した都市ごみなどであって、不
特定の形状と寸法よりなる雑多な材質が混在して投入さ
れたものであれば、剪断刃物５先端の刃先５１と移送手
段３で形成する間隔ｈは、被供給物Ｄを載置する有効移
送面３２と刃先５１との有効高さＨの２０％より小さい
ことが定量化の機能を維持する上で大事な要件となる。

【００１４】被供給物Ｄの供給を定量化する方法とし
て、一定の高さの被供給物だけが通過できる空間を設け
ることが慣用的に行なわれているが、高さを制限されて
狭く区切られた断面を設定し、この特定した範囲内の被
供給物だけを通すには、例えば移送手段３がベルトコン
ベア３Ａであれば、請求項６のようにベルト３４の上部
走行面で有効移送面３２Ａを形成し、該有効移送面３２
Ａと刃先５１との有効高さＨの範囲だけを被供給物Ｄが
通過できるようにしている。また、該ベルト３４上に定
間隔毎に直立するフィン３５の頂点と剪断刃物５先端の
刃先５１とにより間隔ｈを形成する方式が採用される。
または請求項７のように移送手段がスクリューフィーダ
３Ｂであれば、該スクリューフィーダ３Ｂのトラフ３７
の底面で有効移送面３２Ｂを形成し、スクリュの外周上
に定率で螺旋状に巻き回した羽根３８の頂面と剪断刃物
５先端の刃先５１とにより間隔ｈを形成する方式であっ
てもよい。

【００１５】剪断刃物５が移送手段３と離れていれば、
移送手段３によって強制的に送られてくる被供給物Ｄを
剪断刃物５により上下に分離することができない。した
がって刃先５１と移送手段３との間隔ｈは剪断機能を支
配する重要な要因となる。この間隔ｈの設定に当って、
移送手段３の有効移送面３２から刃先５１までの有効高
さＨが、たとえば５００ｍｍのように大型の装置では、
前記ベルトコンベア３Ａのフィン３５やスクリューコン
ベア３Ｂの羽根３８による移送能力が強大であるから、
間隔ｈは有効高さＨの２０％以下であれば、全体の定量
化の機能にほとんど悪影響が及ばないという実験的に把
握した事実を活かして別の要件とした。なお、剪断機能
をさらに向上させるためには、間隔ｈを有効高さＨの１
０％以下にすることが望ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態の縦
断正面図であり、図２はその要部の拡大図である。定量
供給装置１は上部のホッパ２と、下部に連接する移送手
段としてのベルトコンベア３Ａを組合わせて形成する。
ホッパ１の頂面には被供給物の投入口２１が開口し、図
示しない搬送手段によって上方からホッパ内へ被供給物
Ｄが投入され、ホッパ２内に堆積する。ホッパ２の側壁
のうち、移送方向側（図の右側）の側壁２２は上半部が
垂直の側壁２３、下半部が移送方向とは逆行する傾斜側
面２４で形成し、傾斜側面２４の下端部に剪断刃物５が
取付けられている。ホッパ２の下端部から排出口にかけ
てゴム材２６で被覆して粉塵などの漏出を防止する。

【００１７】剪断刃物５は図２で明確なように、傾斜側
面２４に取付ける取付け部５２と、刃先５１とからな
り、刃先５１の傾斜する角度は前記のように２５°から
５５°の中から随意に選択する。刃物５１の断面形状は
図３のように直線の帯体（Ａ）でも、円弧状の曲面
（Ｂ）で形成してもよい。傾斜側面２４への固定は図
（Ａ）のように溶接などによる施工でもよいが、図
（Ｂ）のように傾斜側面２４の端面と回動自在の継手５
３を介装し、角度の固定はホッパに穿孔した長い円弧状
の係止孔２５へ係止ピン５４を挿通して適当な位置でホ
ッパ外から係止ピンを固定して不動に拘束するなどの構
成を採って、刃物の角度を被供給物Ｄの性状に合せて任
意に調整することも推奨できる。

【００１８】移送手段については、図１の実施形態では
ベルトコンベア３Ａを適用し、駆動プーリ３９と従動プ
ーリ４０の間に無端のベルト３４を巻き回してその上面
を有効移送面３２Ａとしている。また、被供給物を強制
的に移送させるために定間隔毎に立設したフィン３５と
側壁３６が設けられている。なおベルト３４の撓みを防
止するためにキャリアローラ４１を装着している。

【００１９】図４は図１とは異なる実施形態を示し、移
送手段３がベルトコンベア３Ａに代ってスクリューフィ
ーダ３Ｂを採用している。スクリューフィーダ３Ｂのト
ラフ３７の底面で有効移送面３２Ｂを形成し、スクリュ
４２の外周上へ螺旋状に巻き回した羽根３８の頂面と剪
断刃物５先端の刃先５１とにより間隔ｈを形成する。ト
ラフ３７で接続する軸受４３、および外延部を支える軸
受４４を介し、スクリュ４２の外端がスプロケット４５
に繋がり、図示しない駆動源からの駆動力を受けて回転
する。トラフ４２の移送方向側はホッパ２と繋がる排出
部４６を形成し、その端部底面が排出口４７を開口して
いる。

【００２０】

【発明の効果】本発明は以上に述べた通り、被供給物が
どのような性状であっても剪断作用と分離作用を発揮し
て供給の定量化を堅持し、供給装置として最も重要な機
能を常に担保する効果が高い。

【００２１】請求項２は分離後のホッパ内に残留する被
供給物の円滑な回帰運動を促進する効果があり、請求項
３は刃先の角度を特定して有効な切断と分離作用の昂進
を継続する具体的要件を提示したものである。さらに該
範囲内での調整可能とした請求項４は本発明の汎用性を
一層促進する効果があり、標準化した設計と製作の大量
生産によってコストの低減を図りつつも、多種類の被供
給物に即応する機能を保証する効果を秘めている。

【００２２】請求項５は本発明の特性を最も端的に表わ
す数値限定であり、移送手段と刃先との位置関係を明確
に限定して発明の実施を容易に、かつ、最も効率的に行
なう貴重な資料提供でもある。謂わば、多数提示された
供給装置に係る従来技術と本発明との顕著な技術的相違
点を明確に示すものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す縦断正面図である。

【図２】図１のうち、要部のみ拡大した一部縦断正面図
である。

【図３】剪断刃物の異なる二形態の縦断正面図を（Ａ）
（Ｂ）によって示す。

【図４】図１の形態とは別の実施形態の縦断正面図であ
る。

【図５】従来技術の縦断正面図である。

【符号の説明】

１ 定量供給装置 ２ ホッパ ３ 移送手段 ５ 剪断刃物 21 投入口 22 側面 24 傾斜側面 32 有効移送面 34 ベルト 35 フィン 36 側壁 37 トラフ 38 羽根 51 刃先 52 取付け部 Ｄ 被供給物 Ｈ 刃先から有効移送面までの有効高さ ｈ 刃先から移送手段までの間隔

【手続補正書】

【提出日】平成８年７月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上方に被供給物Ｄの投入口２１を開口し
   たホッパ２と、該ホッパ２の下方に連接し後工程へ被供
   給物Ｄを定量ずつ供給する移送手段３よりなる定量供給
   装置１において、ホッパ２の前記移送手段３の移送方向
   に該当する側面２２の下端部から該移送方向と逆方向に
   傾斜してホッパ２の内側へ向けて突出し、ホッパ内を連
   続的に累積しつつ相互に絡み合い粘着し合って降下する
   被供給物層を剪断し上下に分離する剪断刃物５の刃先５
   １を前記移送手段３に近接して設けたことを特徴とする
   定量供給装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、ホッパ２の移送方向
   側の側面２２の少なくとも下半部は、剪断分離してホッ
   パ内に取り残された被供給物Ｄの上昇と反転を誘発する
   上広がりの傾斜側面２４で形成することを特徴とする定
   量供給装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、剪断刃物５
   の刃先５１の水平線に対する傾斜角度θが２５〜５５゜
   の範囲であることを特徴とする定量供給装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３の何れかにおいて、剪断
   刃物５上部の取付け部５２をホッパ２の側面２２の下端
   面と回動自在に係合し、かつ、刃先５１を任意の傾斜角
   度で固定する拘束手段を設けたことを特徴とする定量供
   給装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４の何れかにおいて、被供
   給物はあらかじめ破砕機で予備破砕した都市ごみなどで
   あって不特定の形状と寸法よりなる雑多な材質が混在し
   て投入され、剪断刃物５先端の刃先５１と移送手段３で
   形成する間隔ｈは、被供給物を載置する有効移送面３２
   と刃先５１との有効高さＨの２０％より小さいことを特
   徴とする定量供給装置。
6. 【請求項６】 請求項５において移送手段がベルトコン
   ベア３Ａであり、ベルト３４の上部走行面で有効移送面
   ３２Ａを形成し、該ベルト３４上に定間隔毎に直立する
   フィン３５の頂点と剪断刃物５先端の刃先５１とにより
   間隔ｈを形成することを特徴とする定量供給装置。
7. 【請求項７】 請求項５において移送手段がスクリュー
   フィーダ３Ｂであり、該スクリューフィーダ３Ｂのトラ
   フ３７の底面で有効移送面３２Ｂを形成し、スクリュ４
   ２の外周上に定率で螺旋状に巻き回した羽根３８の頂面
   と剪断刃物５先端の刃先５１とにより間隔ｈを形成する
   ことを特徴とする定量供給装置。